SISTEM KONTROL JARAK PARKIR KENDARAAN BERBASIS MIKROKONTROLER MENGGUNAKAN SENSOR HC-SR04 Egiawan Istanto1, Tjut Awaliyah2, Teguh Puja Negara3 Jurusan Ilmu Komputer, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pakuan Jl. Pakuan PO BOX. 452, Bogor Telp/Fax (0251) 8375547 E-mail :
[email protected] Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membangun sistem parkir menggunakan sensor jarak yang sederhana dan harga terjangkau sehingga dapat diaplikasikan pada semua jenis mobil, dan diharapkan nantinya dapat memudahkan pengendara dalam memparkir mobilnya untuk tujuan keamanan. Pemodelan sistem ini didesain menggunakan sensor ultrasonik jenis HC-SR04 yang dipasangkan di bumper depan, samping dan belakang mobil. Mikrokontroler diperlukan untuk mengolah data dan menampilkan data jarak obyek ke bodi mobil melalui LCD, bunyi buzzer dan lampu LED sebagai notifikasi atau peringatan jika ada obyek penghalang di sekitar mobil. Kata Kunci : Sistem Kontrol Jarak Parkir Kendaraan, HC-SR04 pengambilan data-data akurasi menggunakan sensor ultrasonik jenis SRF04 terhadap pendeteksian jarak obyek dan sistem suara untuk berbagai range jarak dan sudut khususnya terhadap kendaraan beroda empat. Berdasarkan penelitian terdahulu penulis mencoba mengembangkan penelitian sistem kontrol jarak parkir kendaraan berbasis mikrokontroler menggunakan sensor HC-SR04, alat ini nantinya akan dipasang di dalam rangkaian mobil dan alat ini juga dibuat secara real dan untuk memfungsikan alat ini yaitu dengan menekan tombol on/off lalu akan menyala dan siap untuk difungsikan, deteksi jarak akan tampil melalui LCD dan bunyi beep pada buzzer akan menyala berdasarkan range jarak yang ditentukan.
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sistem kontrol jarak parkir kendaraan dimaksudkan untuk memberi kemudahan pengemudi mobil yang seringkali mengalami kesulitan untuk memparkir mobilnya di lokasi sempit, disebabkan lahan parkir yang semakin berkurang. Beberapa permasalahan yang sering muncul dalam hal pemparkiran mobil adalah dapat menabrak tiang listrik atau menggores tembok ketika memparkir mobilnya, maka dari itu alat ini dibangun dengan tujuan untuk membantu pengemudi yang kurang berpengalaman dapat memparkirkan kendaraan dengan aman. Sistem parkir telah diteliti sebelumnya oleh (Riana Defi, 2009) dan dapat disimpulkan sebagai suatu sistem atau alat elektronis yang dapat membantu pengemudi dalam memparkir kendaraannya sehingga tidak lagi memerlukan bantuan tukang parkir dalam memparkir kendaraannya pada tempat dan posisi yang tepat. Cara kerja sistem parkir yaitu dengan teknik
1.2 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat suatu perangkat yang mampu mengontrol jarak parkir kendaraan dengan menampilkan status secara digital berbasis mikrokontroler.
1
Gambar 11. Metode Penelitian Hardware Programming
1.3 Ruang Lingkup Penelitian Penelitian ini penulis akan membuat batasan permasalahan agar tidak menyimpang dari pokok pembahasan yang sebenarnya. Hal-hal yang dibuat dan dibahas dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Sistem yang dibuat menggunakan mikrokontroler AVR 8535. 2. Sensor yang digunakan adalah sensor ultrasonik HC-SR04. 3. Mobil sebagai objek penelitian deteksi jarak. 4. Menghasilkan tampilan status digital menggunakan LCD dan notifikasi bunyi beep menggunakan Buzzer dan lampu LED.
3.1.1 Perencanaan Proyek Penelitian Tahap perencanaan proyek penelitian, terdapat beberapa hal penting yang harus ditentukan dan dipertimbangkan, antara lain : a. Penentuan topik Penelitian b. Estimasi kebutuhan alat dan bahan c. Perangkat lain d. Estimasi anggaran 3.1.2 Penelitian (Research) Setelah perencanaan telah matang, dilanjutkan dengan penelitian awal dari sistem yang akan dibuat, mulai dari pemilihan dan pengetesan komponen (alat dan bahan), kemungkinan rancangan awal dan akhir.
1.4 Manfaat Penelitian Manfaat yang diperoleh dari penelitian yang akan dibangun adalah dapat memudahkan kontrol jarak parkir kendaraan dan menambah pengetahuan tentang sistem pengukuran jarak parkir kendaraan.
3.1.3 Pengetesan Komponen (Part Testing) Pengetesan komponen dilakukan pengetesan alat terhadap fungsi kerja komponen berdasarkan kebutuhan dari aplikasi yang akan didesain. 3.1.4 Desain Sistem Mekanik (Mechanical Design) Perencanaan perangkat keras, desain mekanik merupakan hal penting yang harus dipertimbangkan. Pada umumnya kebutuhan aplikasi terhadap desain mekanik antara lain : a. Bentuk dan ukuran PCB (Printed Circuit Board) b. Dimensi dan massa keseluruhan sistem c. Penempatan modul-modul elektronik d. Pengetesan sistem mekanik yang telah dirancang
METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian Tahap penelitian yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan metode pendekatan hardware programming yang ditempuh melalui 10 tahapan. Tahap penelitian dapat dilihat pada gambar.
3.1.5 Desain Sistem Kelistrikan (Electrical Design) Desain sistem listrik terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan, antara lain sebagai berikut : a. Sumber catu daya (seperti adaptor) b. Kontroler yang akan digunakan 2
c. Desain sistem kontrol yang akan diterapkan
yang telah dirancang. Optimasi ditekankan pada desain mekanik agar penggunaanya lebih maksimal. 3.2 Waktu dan Tempat Penelitian Dalam melakukan suatu penelitian harus memiliki jadwal yang efektif mungkin sehingga dapat memanfaatkan waktu yang singkat agar tepat waktu melaksanakan penelitian. Jadwal pelaksanaan penelitian sebagai berikut:
Gambar 12. Blok Diagram Sistem 3.1.6 Desain Perangkat Lunak (Software Design) Perangkat lunak yang pada umumnya dibutuhkan dalam perancangan perangkat keras antara lain, software untuk sistem control alat (aplikasi) dan software interface pada komputer PC/Portable. Pada aplikasi standalone (berdiri sendiri) yang tidak membutuhkan kontrol ataupun dengan PC, hanya dibutuhkan software untuk kontrol dalam alamat yang didesain.
Tabel 2. Jadwal Pelaksanaan Penelitian Waktu penelitian
3.1.7 Tes Fungsional (Functional Test) Tes fungsional dilakukan terhadap integrasi sistem listrik dan software yang telah didesain. Tes ini dilakukan untuk meningkatkan performa dari perangkat lunak untuk pengontrollan desain listrik dan mengeliminasi error (Bug) dari software tersebut.
Tempat penelitian
: 4 (empat) bulan. Terhitung dari bulan april 2014 sampai bulan juli 2014. : Laboratorium Workshop FMIPA Universitas Pakuan Jl. Pakuan PO.BOX 452 Bogor.
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI Bab ini akan membahas perancangan dan implementasi pembuatan alat sistem kontrol jarak parkir kendaraan menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 dengan output LCD berbasis mikrokontroler berdasarkan metode penelitian yang digunakan, mulai dari perancangan proyek penelitian sampai dengan integrasi sistem.
3.1.8 Integrasi atau Perakitan (Integration) Modul listrik yang telah diintegrasi dengan software di dalam kontrolernya, diintegrasi dalam struktur mekanik yang telah dirancang. Lalu dilakukan tes fungsional keseluruhan sistem. 3.1.9 Tes Keseluruhan Sistem (Overall Testing) Tahap ini dilakukan fungsi dari keseluruhan sistem dari semua alat yang telah didesain apakah alat tersebut telah valid dengan program dan ketentuan yang diharapkan.
4.1 Perencanaan Proyek Penelitian (Project Planning) Perencanaan proyek penelitian, terdapat beberapa hal penting yang harus ditentukan dan dipertimbangkan, antara lain :
3.1.10 Optimasi Sistem (Optimization) Optimasi dilakukan untuk meningkatkan performa dari aplikasi 3
4.1.1. Penentuan Topik Penelitian Topik penelitian ini yaitu “Sistem Kontrol Jarak Parkir Kendaraan Berbasis Mikrokontroler Menggunakan Sensor HC-SR04” topik ini diambil karena terkait mengenai efisiensi energi dan otomatisasi sistem.
1. Code Vision AVR Evaluation V2.05.3 Code Vision AVR merupakan sebuah cross-compiler C, Integrated Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang didesain untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat dijalankan pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, dan XP. 2. Black Box Black box merupakan suatu perangkat berbahan plastik keras berwarna hitam yang digunakan sebagai media untuk menata komponen-komponen dalam pembuatan suatu project.
4.1.2. Estimasi Kebutuhan Alat dan Bahan Tahap ini dilakukan estimasi kebutuhan alat dan bahan yang akan digunakan dalam penelitian. Spesifikasi kebutuhan dan alat yang akan digunakan pada pembangunan project, antara lain : 1. Komputer Processor intel core i5 memory 2 GB dengan kapasitas harddisk 640 GB 2. Mikrokontroler ATMega8535 ATMega8535 sebuah modul elektronika yang berdasar pada rangkaian sistem minimum mikrokontroler AVR ATMega8535 seperti pada gambar 2. Modul mikrokontroler AVR ini telah dilengkapi dengan beberapa fitur yang dapat mempermudah proses pembelajaran atau proses troubleshooting pemrograman. 3. Sensor HC-SR04 Sensor HC-SR04 merupakan modul sensor jarak ultrasonik nonkontak mempunyai fungsi penginderaan yang dapat digunakan untuk mengukur jarak kisaran 2cm400cm. Modul meliputi pemancar ultrasonik, penerima dan rangkaian kontrol. 4. Baterai Sebagai sumber tegangan DC untuk mengalirkan arus pada Mikrokontroler. 5. Rangka Rangka dibuat dengan menggunakan bahan black box dengan tebal 2mm. rangka merupakan bagian penting, karena sebagai tempat rangkaian elektronika.
4.1.4. Alat Pendukung 1. Solder Solder merupakan alat bantu dalam merakit atau membongkar rangkaian elektronika pada rangkaian yang terdapat pada papan Pcb. 2. Spacer Baut Spacer Baut untuk penyangga bagian samping setiap modul agar dapat diatur jarak antara modul dan bagian rangka atau casis. 3. Obeng Terdiri dari obeng min dan plus, yang digunakan untuk merapatkan mur sebagai pengunci antar komponen dan casis. 4. Kabel jumper dan kabel mikro Berfungsi untuk menyambungkan jalur rangkaian, sehingga keseluruhan rangkaian dapat berfungsi dengan baik. 4.2 Penelitian (Research) Setelah tahap perencanaan telah selesai dilakukan, dilanjutkan dengan penelitian awal dari aplikasi yang akan dibangun. Pada tahap penelitian dilakukan perancangan awal rangkaian sistem jarak parkir, hal ini untuk memastikan bahwa rangkaian ini dapat diintegrasikan. Mikrokontroler mendapat
4.1.3. Software 4
input dari sensor ultrasonik HC-SR04 dan jarak yang dijadikan objek inputan.
Keterangan : a. Sinyal Sensor ultrasonik akan mengirim 8 sinyal (ping) pada frekuensi 40kHz jika pin trigger pada sensor berada pada kondisi HIGH selama kurang lebih mulai dari 10 uS. Sensor ultrasonik kemudian akan mendeteksi apakah sinyal ultrasonik tersebut mendapatkan pantulan dari target atau objek penghalang yang berada di depan sensor dan diteruskan ke pin echo. b. Internal Ketika sinyal ultrasonik tersebut diterima maka jarak antara sensor dan benda tersebut dapat diperoleh dengan menghitung jeda waktu antara sinyal trigger dikirim oleh sensor dan kemudian diterima kembali oleh sensor. Penerima ultrasonik tersebut memiliki ketetapan rumus untuk memperoleh satuan jarak centimeters (cm) sebagai berikut :
4.2.1 Gambaran Umum Sistem Alat yang telah dirancang dan diimplementasikan ini dapat mendeteksi jarak sebagai output adalah LCD yang menampilkan baris kata berupa keterangan deteksi jarak antara posisi aman, waspada dan bahaya serta lampu LED dan bunyi beep yang berfungsi sebagai notifikasi pelengkap. Gambaran umum sistem dapat dilihat pada gambar 12 berikut :
Gambar 13. Gambaran Umum Sistem 4.2.2 Prinsip Kerja Sistem Prinsip kerja sistem meliputi inputan yang diterima mikrokontroler ATMega8535 berupa hasil dari pembacaan jarak yang terdeteksi pada objek penghalang yang dideteksi oleh sensor HC-SR04 kemudian akan diproses pada mikrokontroler dan output-nya menampilkan keterangan deteksi jarak pada LCD, lampu LED dan bunyi beep pada buzzer. Sensor HC-SR04 merupakan modul sensor jarak ultrasonik nonkontak mempunyai fungsi penginderaan yang dapat digunakan untuk mengukur jarak kisaran 2cm-400cm. Modul meliputi pemancar ultrasonik, penerima dan rangkaian kontrol.
4.3 Pengetesan Komponen (Part Testing) Tahap ini dilakukan pengetesan terhadap fungsi kerja komponen berdasarkan kebutuhan dari aplikasi yang akan didesain. Pengetesan ini dilakukan menggunakan Kabel USB USART serial sebagai downloader. 4.3.1 Pengetesan Menggunakan Program Pengetesan awal dilakukan dengan menyambungkan mikrokontroler kepada PC (Personal Computer) menggunakan konektor USB to ATMega8535. Kemudian melakukan penulisan program atau memberikan perintah pada Codevision AVR. Jika pada Mikrokontroler sudah berisikan program
Gambar 14. Skema Sensor HC-SR04 5
atau perintah maka LED indikator akan menyala seperti pada gambar 14 berikut :
untuk penempatan sensornya dibuat dari black box ukuran kecil yakni dengan dimensi panjang 7.5 cm, lebar 5 cm dan tinggi 2,5 cm dan menggunakan kabel wire sepanjang 3 meter untuk masing-masing sensor sehingga dapat menyesuaikan kebutuhan pemasangan pada kendaraan. 2. Dimensi dan massa keseluruhan sistem Untuk dimensi dan massa keseluruhan sistem dibuat seminimal mungkin, agar dapat meminimalisir dana yang digunakan serta memberikan kenyamanan bagi pengguna. 3. Penempatan modul Perancangan desain alat ini, penerapan modul-modul elektronik tidak memakan banyak tempat, dibuat dan didesain seminimalis mungkin agar tidak memakan tempat yaitu dengan cara menyimpan didalam black box.
Gambar 15. Mikrokontroler yang Telah Diprogram 4.3.2 Pengetesan Menggunakan Multimeter 1. Sensor HC-SR04 Sensor HC-SR04 ditest dengan menggunakan Multimeter dan berfungsi dengan baik. 2. Kabel Mikro Kabel mikro ditest dengan menggunakan Multimeter dan berfungsi dengan baik. 3. Switch Switch ditest dengan menggunakan Multimeter dan berfungsi dengan baik. 4. Baterai Baterai ditest dengan menggunakan Multimeter dan berfungsi dengan baik.
4.4.1 Blok Diagram Sistem Rancangan hardware secara umum digambarkan pada blok diagram seperti pada gambar 15 berikut :
4.4 Desain Sistem Mekanik (Mechanical Design) Perancangan perangkat keras, desain mekanik merupakan hal penting yang harus dipertimbangkan. Pada umumnya kebutuhan aplikasi terhadap desain mekanik antara lain:
Gambar 16. Blok Diagram Sistem Aplikasi berikut ini membahas tentang penggunaan rangkaian sistem kontrol jarak parkir, dengan adanya mikrokontroler yang berfungsi memproses inputan dari sensor dan mengkonversi masukan digital sehingga dapat mendeteksi rentang jarak. Program yang telah ditulis kepada mikrontroler sebagai logika dan memiliki angka default yang sudah terstruktur programnya pada mikrokontroler.
1. Bentuk dan ukuran hardware Untuk ruang rangkaian komponen sistem yang dibuat dari black box dengan dimensi panjang 15 cm, lebar 9,5 cm dan tinggi 5 cm sesuai dengan jumlah komponen yang digunakan, pada ruang rangkaian komponen output dibuat dari black box dengan dimensi panjang 10 cm, lebar 7,5 cm dan tinggi 4 cm dan
6
Sedangkan LCD,, buzzer dan lampu LED berfungsi sebagai komponen (output) ataupun interface antara pengguna dan sistem. Sistem kontrol jarak parkir ini dikondisikan khusus untuk mengetahui seberapa dekat jarak disekitar kendaraan.
Gambar 17. Rangkaian Sistem Mikrokontroler ATMega8535 4.5.2 Rangkaian Modul LCD 16x2 Rangkaian LCD berfungi untuk menampilkan keluaran baris kata secara digital diantaranya berupa tampilan jarak berupa angka dalam satuan sentimeter, notifikasi berupa tampilan teks bahaya dan waspada, tampilan notifikasi tersebut dikhususkan pada sensor yang diprioritaskan mendeteksi jarak terdekat.
4.5 Desain Sistem Kelistrikan (Electrical Design) Desain catu daya tegangan pada battery 9,6 VDC memberikan memberi supply tegangan padaa rangkaian yang akan dibangun untuk mengendalikan mikrokontroler dan seluruh komponen. komponen 4.5.1 Rangkaian Sistem Mikrokontroler ATMega8535 ATMega Sistem mikrokontroler ikrokontroler adalah sistem elektronika yang terdiri dari komponen-komponen komponen dasar yang dibutuhkan oleh suatu mikrokontroler untuk dapat berfungsi ungsi dengan baik. Pada umumnya suatu mikrokontoler membutuhkan dua elemen (selain power supply)) untuk berfungsi: Kristal Oscillator (XTAL), dan Rangkaian RESET. Dan fungsi rangkaian RESET adalah untuk membuat mikrokontroler memulai kembali pembacaan program, hal tersebut dibutuhkan pada saat mikrokontrolerr mengalami gangguan dalam mengeksekusi eksekusi program. Pada sistem minimum nimum AVR khususnya ATMega8535 8535 terdapat elemen tambahan (optional), yaitu rangkaian pengendalian ADC: AGND (= GND ND ADC), ADC AVCC (VCC ADC),, dan AREF (= Tegangan Referensi ADC).. Jangan lupa tambahkan konektor ISP untuk mengunduh (download)) program ke mikrokontroler. Rangkaian sistem m minimum mikrokontroler AVR ATMega8535 ATMega dapat dilihat pada gambar 16 berikut :
Gambar 18. Rangkaian Modul LCD 4.5.3 Rangkaian Modul Buzzer Rangkaian buzzer berfungsi untuk memberitahukan pengemudi dengan bunyi beep pada batas batas-batas jarak tertentu yaitu antara batas waspada dan bahaya, jika posisi berada dalam kondisi yang terpenuhi maka bunyi beep buzzer akan otomatis menyala, baik dalam kondisi waspada maupun bahaya.
Gambar 19. Rangkaian Modul Buzzer 4.5.4 Rangkaian LED Lampu LED pada sistem ini yaitu berfungsi sebagai notifikasi pelengkap secara visual, otomatis menyala sesuai batas jarak yang ditentukan yakni, LED hijau akan menyala jika posisi kendaraan dalam keadaan batas aman, kuning untuk batas waspada dan merah uuntuk batas bahaya.
Gambar 20. Rangkaian LED 4.5.5 Rangkaian Baterai 7
Input-an baterai pada alat ini berfungsi untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia, yang akan digunakan untuk mensuplai listik ke sistem starter, sistem lampu-lampu dan komponen komponen kelistrikan lainnya.
Gambar 21. Komponen Baterai Input 4.5.6
Rangkaian Switch Fungsi saklar pada rangkaian listrik adalah untuk memutuskan arus listrik maupun menghubungkan arus listrik. Gambar 24. Flowchart Sistem 4.7 Tes Fungsional (Functional Test) Tes fungsional dilakukan terhadap integrasi sistem mikrokontroler dan software yang telah didesain. Test ini dilakukan untuk meningkatkan performa dari perangkat lunak untuk mengetahui apakah desain mikrokontroller tidak error. Tahap awal test fungsional adalah kelengkapan komponen input output yang benar. Pada tahap awal ini, komponen yang telah terpasang diuji satu persatu sebelum akhirnya alat dapat digunakan secara maksimal. Setelah komponen terpasang dengan benar, maka tahap selanjutnya dari test fungsional dapat dilakukan. Tahap selanjutnya adalah test fungsional tanpa menggunakan komponen output yang akan di rancang, tetapi memakai switch sebagai button bahwa pin mikrokontroler bekerja dengan baik, bila LED menyala maka pin mikrokontroler sudah dapat dipakai untuk komponen output lainnya. Setelah test fungsional menggunakan LED berhasil, tahap selanjutnya adalah mencoba menyalakan komponen output seperti LCD dengan Codevision AVR. Jika test yang dilakukan pada komponen output dan input selesai dan dinyatakan berhasil.
Gambar 22. Skema Rangkaian Switch 4.5.7
Rangkaian Sensor HC-SR04 Sensor HC-SR04 merupakan modul sensor jarak ultrasonik nonkontak mempunyai fungsi penginderaan yang dapat digunakan untuk mengukur jarak kisaran 2cm - 400cm. Modul meliputi pemancar ultrasonik, penerima dan rangkaian kontrol.
Gambar 23. Rangkaian Sensor HCSR04 4.6 Desain Perangkat Lunak (Software Design) Pembuatan perangkat lunak sistem harus mengutamakan cara kerja yang efisien berikut flowchart dari sistem tersebut :
8
mendeteksi rentang jarak antara kendaraan dengan penghalang.
4.8 Integrasi atau Perakitan (Integration) Komponen yang telah diintegrasi dengan software di dalam kontrolernya, diintegrasi kedalam struktur mekanik yang telah dirancang. Lalu dilakukan test fungsional keseluruhan sistem. Sistem antar muka yang dirancang untuk memonitor daya dihubungkan dengan modul dan mikrokontroler ATMega8535 melalui komunikasi serial port. port Pada proses integrasi ini dilakukan proses perakitan berdasarkan dari proses desain, baik desain mekanis, elektronik maupun desain software.. Terdapat dua tahap yang dilakukan pada integrasi integras yaitu material collecting dan assembling.
Gambar 27. Sensor HC HC-SR04 4. LED berwarna hijau, kuning merah sebagai komponen output.
Gambar 28. LED 5. Buzzer sebagai komponen output output.
Gambar 29. Buzzer
4.8.1 Material Collecting Tahap ahap ini dilakukan pengumpulan alat dan bahan yang akan digunakan untuk pembuatan rangkaian sistem kontrol jarak parkir berupa hardware yang meliputi, modul Mikrokontroler ATMega8535, sensor HC--SR04, modul LCD, LED, Buzzer, Switch, Switch Baterai. dilakukan juga pengumpulan softwaresoftware penunjangnya.
6. Baterai sebagai sumber catu daya.
Gambar 30. Baterai 7. Switch sebagai tombol on-off sistem.
4.8.1.1 Material Collecting Hardware Pengumpulan Komponen dasar. dasar 1. Modul Mikrokontroler ATMega8535 sebagai komponen utama dari sistem.
Gambar 31. Switch 4.8.1.2. Material Collecting Software Tahap ahap ini dilakukan pengumpulan software-software penunjang nunjang yang akan digunakan untuk mengimplementasikan sistem kontrol jarak parkir parkir. Softwaresoftware tersebut adalah Codevision AVR sebagai penulisan, Compiler, dan Uploader program bahasa C ke dalam mikrokontroler dan Fritzing sebagai software untuk menggambar skematik rangkaian atau simulator simulator.
Gambar 25. Modul Mikrokontroler ATMega8535 2. Modul LCD DI-Smart Smart 16x2 sebagai komponen output.
4.8.2 Assembling Tahap assembling (pembuatan) merupakan dimana seluruh obyek dibuat, baik secara hardware (miniatur dan rangkaian driver)) serta secara software yang merupakan compiler.
Gambar 26. Modul LCD DI-Smart 16x2 3. Sensor HC-SR04 SR04 sebagai komponen input yang berfungsi untuk
4.8.2.1 Assembling Hardware 9
Assembling hardware dilakukan dengan beberapa tahap, tahapan yang dilakukan yaitu : 1. Pembuatan tempat hardware a. Membuat rancangan ruangan simulasi dengan black box. b. Melubangi black box dengan bor dan pisau cutter diposisi yang telah ditentukan untuk memasang komponen sistem, komponen output dan penempatan sensor. 2. Pemasangan alat a. Masing-masing casing sensor dipasang dengan cara ditempel pada bagian bumper kendaraan dengan menggunakan lem double tape. b. Penempatan komponen sistem dipasang pada samping belakang persneling gigi, dan penempatan komponen output dipasang pada bagian dashboard depan.
membuat programnya sebagai berikut : 1. 2.
3.
4.
dapat
dilihat
Klik dua kali pada shortcut software CodeVisionAVR Evaluation V2.05.3.1 Kemudian akan muncul tampilan seperti di bawah ini :
Gambar 34. Tampilan Awal CodeVisionAVR C Compiler Kemudian ketik listing program seperti tampilan di bawah ini :
Gambar 38. Listing Program Kontrol Jarak Parkir Setelah proses penulisan program telah selesai maka listing program di compile menggunakan Code VisionAVR jika sudah tidak ada lagi error pada listing program maka hasil compile bisa langsung di upload ke dalam modul mikrokontroler AVR 8535:
Gambar 32. Hardware Secara Keseluruhan 4.8.2.2 Assembling Software Assembling software dilakukan untuk compile program sistem kontrol jarak parkir. Compiler tersebut bertujuan agar dapat mengetahui apakah program error atau tidak sebelum dimasukkan kedalam mikrokontroler, jika error maka harus dikoreksi kembali kesalahan pada program dan jika sudah benar maka dilanjutkan ketahap downloader (memasukan program kedalam mikrokontroler). Langkah-langkah untuk
Gambar 39. Compile Program HASIL DAN PEMBAHASAN Setelah tahap perancangan sistem selesai dilakukan, maka langkah selanjutnya akan dilakukan pengujian sistem telah dibangun secara keseluruhan dan pembahasannya setelah semua rancangan diimplementasikan. Adapun tahap pengujiannya dilakukan
10
diproses oleh mikrokontroler untuk memberikan atau mengatur perintah kepada rangkaian modul LCD sebagai media output untuk verifikasi data yang telah diolah.
dengan beberapa uji coba seperti pengujian struktural, fungsional dan pengujian validasi. 5.1 Keterangan Alat dan Dimensi Alat Alat yang dibuat untuk sistem kontrol jarak parkir menggunakan sensor HC-SR04 berbasis mikrokontroler secara keseluruhan memiliki ruang rangkaian komponen sistem yang dibuat dari black box dengan dimensi panjang 15cm, lebar 9,5cm dan tinggi 5cm sesuai dengan jumlah komponen yang digunakan, pada ruang rangkaian komponen output dibuat dari black box dengan dimensi panjang 10cm, lebar 7,5cm dan tinggi 4cm dan untuk penempatan sensornya dibuat dari black box ukuran kecil yakni dengan dimensi panjang 7.5cm, lebar 5cm dan tinggi 2,5cm dan menggunakan kabel wire sepanjang 3 meter untuk masingmasing dari ke 7 sensor sehingga dapat menyesuaikan kebutuhan pemasangan pada kendaraan, khususnya mobil. Adapun hasil integrasi seluruh modul ke dalam rangkaian sistem kontrol jarak parkir dapat dilihat pada gambar 39 di bawah ini:
5.2 Tes Keseluruhan Sistem (Overall Testing) Tahap ini akan membahas mengenai bagaimana sistem bekerja dari awal pemasukan inputan hingga didapat ouput jarak kontrol parkir. Pada tahap awal sistem diberikan catu daya yang berkapasitas 9-12 Volt DC untuk mensuplai daya ke seluruh komponenkomponen yang diterapkan dalam AVR ATMega8535 sebagai sistem kontrolnya. Pada saat sistem mikrokontroler sudah tersuplai daya maka proses pembacaan sinyal sensor ultrasonik HC-SR04 akan mulai bekerja untuk memantulkan sinyal ultrasonik ke sebuah benda penghalang disekitar kendaraan oleh pin trigger jika pantulan sinyal didapat maka otomatis akan diterima oleh pin echo internal (penerima sinyal ultrasonik), pada saat sinyal ultrasonik diterima maka akan ditampung datanya oleh mikrokontroler sehingga proses akan dilanjutkan untuk mengirim hasil dari pantulan sensor ultrasonik kedalam jalur LCD 16x2 Board, Buzzer dan LED, tujuanya yaitu agar dapat diketahui notifikasi yang khususnya menampilkan status seberapa dekat jarak yang diterima oleh sensor dari sekitar kendaraan ke benda penghalang. Berikut adalah tabel pengujian sensornya.
Gambar 40. Hasil Integrasi Seluruh Modul ke Dalam Rangkaian Sistem Gambar diatas terdiri dari semua gabungan modul-modul diantaranya Modul Mikrokontroler AVR ATMega8535, Modul sensor ultrasonik HC-SR04, Modul DI-Smart LCD 16x2, Switch, lampu LED dan Buzzer. Dimana modul-modul tersebut saling berinteraksi satu sama lain. Input yang dihasilkan berasal dari sensor HC-SR04 yang mendeteksi jarak ke penghalang yang ada. Jarak yang terdeteksi oleh sensor dan selanjutnya hasil tersebut akan
Tabel 2. Pengujian Deteksi Sensor
11
Keterangan : Sistem kontrol jarak parkir ini memerlukan 7 buah sensor HC-SR04 dan masing-masing sensor telah diuji pendeteksiannya berdasarkan pergeseran ban depan kendaraan pada saat belok, maju, mundur mulai dari posisi 0°-45° dan pengujian rentang jarak antara sensor ke penghalang (obtacles) yaitu 0-60cm. Jika keseluruhan sistem bekerja maka output sistemnya dapat ditampilkan seperti pada gambar berikut:
rangkaian sudah sesuai dengan yang dibutuhkan. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengetes tegangan output tiap komponen dengan menggunakan multimeter. Tabel 4. Pengujian Tegangan Input Komponen Berdasarkan Data Sheet
5.2.2.1 Pengujian Modul Mikrokontroler AVR ATMega8535 Aktifkan button switch on-off dengan tegangan 9,6 V. Pastikan kutub positif berada pada bagian dalam.
Gambar 41. Tampilan Jarak Aman Pada LCD
Gambar 42. Tampilan Jarak Waspada Pada LCD Gambar 43. Tampilan Jarak Bahaya Pada LCD
Gambar 44. Modul Mikrokontroler AVR ATMega8535
5.2.1 Pengujian Struktural Tahap ini dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui apakah jalur-jalur rangkaian sudah terhubung dengan benar sehingga sistem dapat berjalan dan berfungsi dengan baik. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengetes jalur-jalur rangkaian menggunakan multimeter. Berikut tabel hasil pengujian struktural.
Tabel 5. Pengujian Modul Mikrokontroler AVR ATMega8535
5.2.2.2 Pengujian Sensor HC-SR04 Berdasarkan Data Sheet a. Supply Voltage : 5 V b. Interface : Digital Tabel 6. Pengujian Sensor HC-SR04 Berdasarkan Data Sheet
Tabel 3. Pengujian Struktural
5.2.2.3 Pengujian Buzzer Berdasarkan Data Sheet a. Supply Voltage : 5 V b. Interface : Digital Tabel 7. Pengujian Buzzer Berdasarkan Data Sheet
5.2.2 Pengujian Fungsional Tahap ini dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui apakah tegangan yang mengalir di dalam
12
16x2 board. Maka dengan demikian jarak antara sensor dan benda target tersebut dapat diperoleh dengan menghitung jeda waktu seperti pada rumus berikut :
5.2.2.4 Pengujian LED Berdasarkan Data Sheet a. Supply Voltage : 1.8-2.2 V b. Interface : Digital Tabel 8. Pengujian LED Berdasarkan Data Sheet
Perhitungan pada sistem kontrol jarak parkir ini menggunakan rumus yang didapat dari data sheet modul sensor HC-SR04, yang dimana rumus diatas merupakan ketetapan dari cara kerja sensor tersebut.
5.2.2.5 Pengujian Modul LCD 16X2 Pengujian rangkaian display LCD 16x2 digunakan modul Mikrokontroler AVR ATMega8535, yang dihubungkan Port B pada modul mikrokontroler AVR ATMega8535. Kemudian lakukan pemrograman untuk menampilkan status jarak, notifikasi waspada, bahaya, dan menampilkan status sensor yang diprioritaskan terdekat dengan penghalang dengan Software CodeVision AVR lalu Compile program, jika program berhasil di compile maka LCD akan tampil seperti pada gambar 41 berikut :
Tabel 10. Hasil Pengujian Sistem Kontrol Jarak Parkir
Gambar 45. Hasil Pengujian Display Modul LCD 5.2.2.6 Pengujian Baterai Untuk melakukan pengujian pada baterai dapat dilakukan dengan cara mengukur tegangan input menggunakan multimeter, dan output diukur pada relay.
Keterangan : Lampu LED pada sistem ini yaitu berfungsi sebagai notifikasi pelengkap secara visual, sedangkan bunyi pada buzzer mengikuti perilaku yang sama dengan sistem lampu LED. Komponen tersebut otomatis menyala sesuai batas jarak yang ditentukan yakni, LED hijau (H) akan menyala tanpa jeda (tidak berkedip) jika posisi kendaraan dalam keadaan batas aman yaitu mulai dari range 62-400 cm, LED kuning (K) akan menyala dengan jeda (berkedip) untuk batas waspada mulai dari 32-60 cm dan LED merah (M) akan menyala
Tabel 9. Hasil Pengujian Baterai
5.2.3 Pengujian Validasi Pengujian validasi dilakukan dengan cara melakukan uji coba keseluruhan komponen yang terpasang untuk diketahui proses sistem kontrol jarak parkir ini sudah sesuai atau belum. Uji coba tersebut dapat dilihat pada LED, Buzzer, mikrokontroler dan LCD 13
tanpa jeda (tidak berkedip) untuk batas bahaya mulai dari 2-30 cm. 5.3 Optimasi Sistem (Optimization) Sistem kontrol jarak parkir ini masih ditemukan kendala dalam perakitan dan keseluruhan sistem maka dapat dilakukan optimasi untuk meningkatkan performa dari aplikasi yang telah dirancang. Perancangan selanjutnya dapat dikembangkan khususnya pada penggunaan sensor yang lebih akurat pendeteksian rentang jaraknya dan desain casing sensor pada bumper kendaraan yang mampu bertahan terhadap cuaca yang ekstrim, menggunakan output suara dengan speaker berbahasa manusia, dan tampilan indikator baterai pada lcd agar dapat diketahui seberapa besar suplai daya tegangan yang tersisa pada baterai. Hal-hal tersebut dapat mengoptimalkan sistem kontrol jarak parkir ini. Sistem ini masih ditemukan kesalahan sistem dalam mendeteksi status jarak, khususnya pada sensor yang dimana sensor bekerja kurang optimal yang disebabkan pengaruh resistansi pada panjangnya kabel wire sehingga pendeteksian jarak kurang akurat, berikut adalah tabel kesalahan dari pendeteksian status jarak oleh sistem :
Keterangan : Error pada sistem ini yaitu LCD belum dapat menampilkan kelipatan angka ganjil pada cm yang disebabkan oleh resistansi dari panjangnya kabel wire yang digunakan sehingga sensor tidak mampu bekerja secara optimal, kesalahan didapat dari tampilan status jarak pada LCD yang hanya menampilkan kelipatan angka genap pada cm. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1.Kesimpulan Sistem kontrol jarak parkir berbasis mikrokotroler AVR ATMega8535. dimana mikrokontroler ini dilengkapi Port A, Port B, Port C dan Port D yang terdiri dari VCC, GND Pin 0 sampai Pin 7 masing-masing perport. Mikrokontroler ini dilengkapi CodeVisionAVR C Software sebagai compiler, dan Uploader-nya dengan menggunakan bahasa C/C++ yang dirancang dan dibangun untuk memberikan kemudahan bagi orang yang ingin mengetahui tentang sistem kontrol jarak parkir.
Tabel 11. Hasil Penentuan Kesalahan (Error)
14
Dalam merancang dan mengimplementasikan sistem kontrol jarak parkir, metode pengembangan yang digunakan yaitu menggunakan metode penelitian Hardware Programming, terbagi menjadi sepuluh tahapan yaitu perencanaan proyek penelitian, penelitian, pengetesan komponen, desain sistem mekanik, desain sistem listrik, desain software, tes fungsional, integrasi dan perakitan, tes fungsional keseluruhan sistem dan optimasi sistem. Sistem kontrol jarak parkir ini telah berfungsi dengan baik setelah melakukan 3 tahap pengujian yaitu uji coba struktural, uji coba fungsional dan uji coba validasi. Setelah melakukan beberapa tahapan pengujian maka dapat disimpulkan lcd mampu menampilkan teks notifikasi antara batas waspada, bahaya, dan menunjukkan sensor yang diprioritaskan terdekat dengan penghalang, led hijau aktif jika deteksi sensor diatas batas waspada, led kuning aktif jika deteksi sensor diatas batas bahaya dan led merah aktif jika deteksi sensor dibawah batas waspada, serta buzzer aktif mengikuti perilaku sistem pada led. Sistem kontrol jarak parkir ini masih ditemukan kendala khususnya pada sensor ultrasonik yang tingkat pendeteksiannya kurang optimal yang disebabkan oleh pengaruh resistansi pada panjangnya kabel wire yang digunakan. 6.2.Saran Sistem kontrol jarak parkir ini masih banyak yang perlu dikembangkan, khususnya pada penggunaan sensor yang lebih akurat pendeteksian rentang jaraknya dan desain casing sensor pada
bumper kendaraan yang mampu bertahan terhadap cuaca yang ekstrim, menggunakan output visual berupa LCD yang dapat menampilkan struktur sensor pada sisi-sisi bumper untuk memudahkan pemahaman si pengemudi mengetahui sisi mana yang lebih dekat dengan penghalang disekitar kendaraan dan output suara dengan speaker berbahasa manusia, dan tampilan indikator baterai pada LCD agar dapat diketahui seberapa besar suplai daya tegangan yang tersisa pada baterai. DAFTAR PUSTAKA Muhamad Yusuf, 2009. “Prototipe Sensor Parkir Mobil Berbasis Mikrokontroler AT89S51”. Program Studi D3 Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Riana Defi Mahadji Putri, 2009. “Prototipe Pemodelan Parking Assistant Menggunakan Sensor Jarak Pada Kendaraan Roda Empat”. Universitas Negeri Semarang. Rudi S, 2007. “Perancangan dan Implementasi Sensor Parkir pada Mobil Menggunakan Sensor Ultrasonik”. Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Bina Nusantara Jakarta. Slamet Setiyono, 2008. “Sistem Kontrol Parkir”. Teknik Ototronik Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, SMKN 2 Probolinggo. http://belajarprogrammicro.blogspot.com/ http://vcc2gnd.com/2014_05_01_archive.ht ml http://eleksika.blogspot.com/2012/03/rangk aian-buzzer.html http://tutorial.cytron.com.my/tag/hc-sr4/ https://docs.google.com/document/d/1YyZnNhMYy7rwhAgyL_pfa39RsBjn
15
