rancang bangun sensor parkir mobil pada garasi...
TRANSCRIPT
RANCANG BANGUN SENSOR PARKIR MOBIL PADA GARASI BERBASIS MIKROKONTROLER
ARDUINO MEGA 2560
Oleh : Andreas Hamonangan S
NPM : 10411790
Pembimbing 1 : Dr. Erma Triawati Ch, ST., MT.
Pembimbing 2 : Desy Kristyawati, ST., MT.
Latar Belakang Setiap pemilik kendaraan mobil pada umumnya tidak banyak
yang memiliki lahan parkir khusus (Garasi) yang cukup luas. Sebagian
dari mereka yang memiliki kendaraan mobil hanya bisa memanfaatkan
lahan yang ada untuk memarkirkan kendaraannya.
Namun bagi mereka yang tidak memiliki garasi yang cukup luas
tentunya akan sering kali mengalami kesulitan ketika ingin memasukkan
ataupun mengeluarkan mobilnya dari garasi, khususnya bagi pengemudi
yang pandangannya sangat terbatas. Sehingga tidak jarang pengemudi
dapat menabrakan mobilnya ke tembok atau pagar yang akibatnya akan
menimbulkan goresan/baretan pada mobil itu sendiri.
Oleh karena itu, untuk mengatasi permasalahan diatas penulis
tertarik untuk membuat sebuah garasi dalam bentuk miniatur yang
terdapat sensor yang akan mengukur jarak parkir mobil dan
memberikan tanda-tanda tertentu melalui lampu LED dan Buzzer.
Sehingga apabila diimplementasikan atau diaplikasikan pada garasi
dalam skala sebenarnya, pengemudi dapat lebih mudah berhati-hati
ketika akan memasukkan ataupun mengeluarkan mobilnya dari dalam
garasi.
Batasan Masalah
Batasan masalah dari Rancang Bangun Sensor Parkir Mobil Pada Garasi
Berbasis Mikrokontroller Arduino Mega 2560 ini diantaranya adalah
dalam merancang bangun alat,yang berperan sebagai indikator jarak
parkir dan komponen utamanya adalah modul mikrokontroller Arduino
Mega 2560. Sedangkan sensor yang digunakan untuk
mengukur/mendeteksi jarak parkir adalah Sensor Ultrasonik HC-SR 04.
Sensor Ultrasonik HC-SR 04 terdiri dari dua bagian yaitu Transmitter
(TX) yang berfungsi untuk mengirimkan sebuah sinyal dan Receiver (RX)
yang berfungsi sebagai penerima sinyal yang dipantulkan oleh
penghalang/objek [1]. Adapun hasil output dari alat ini berupa Lampu
LED dan Buzzer.
Tujuan Penelitian
• Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang dan
membangun alat Sensor Parkir Mobil Pada Garasi
Berbasis Mikrokontroller Arduino Mega 2560 dan dapat
bekerja sesuai dengan fungsi yang diinginkan. Adapun
fungsi yang diinginkan dari alat Sensor Parkir Mobil Pada
Garasi Berbasis Mikrokontroller Arduino Mega 2560 ini
adalah mampu memberikan informasi / tanda-tanda
peringatan ketika mobil akan masuk atau keluar dari
garasi melalui lampu LED dan buzzer.
Analisa Masing-Masing Blok • Blok Aktifator
Pada blok aktifator terdapat sebuah catu daya
teregulasi +5V DC. Catu Daya pada rancang bangun alat ini
digunakan sebagai sumber tegangan untuk mengaktifkan
rangkaian pada tiap-tiap blok.
• Blok Masukan
Pada blok masukan ini terdapat modul sensor
ultrasonik HC-SR 04. Modul sensor ultrasonik HC-SR 04
terdiri dari dua bagian yaitu bagian pemancar yang disebut
transmitter (TX) dan bagian penerima yang disebut receiver
(RX). Dimana masukan pada alat ini adalah hasil jarak yang
dihasilkan dari lebar sinyal pantulan yang diterima oleh
receiver (RX) sensor ultrasonik.
• Blok Proses
Pada blok ini, proses dilakukan oleh mikrokontroler Arduino
Mega 2560. Proses dilakukan ketika mikrokontroler Arduino Mega 2560
menerima masukan dari receiver (RX) sensor ultrasonik. Dimana
mikrokontroller Arduino Mega 2560 akan menerima masukan ketika
sinyal gelombang ultrasonik yang dipancarkan oleh transmitter (TX)
sensor ultrasonik terhalang oleh sebuah objek yang kemudian sinyal
tersebut akan terpantul dan diterima oleh receiver (RX) sensor
ultrasonik.
• Blok Keluaran
Pada blok keluaran terdapat Lampu LED dan Buzzer. Dimana
dalam rancang bangun alat ini terdapat sembilan buah rangkaian lampu
LED yang diletakkan di tiga sisi yang masing-masing sisi memiliki 3
warna yang berbeda yaitu LED Hijau, LED Kuning, dan LED Merah
serta satu buah buzzer. Lampu LED akan menyala pada salah satu warna
di tiap-tiap sisi sesuai dengan kondisi sensor mana yang mendapatkan
hasil pengukuran melewati jarak ukur ‘Jauh (LED Hijau)’ / ‘Dekat (LED
Kuning)’ / ‘Sangat Dekat (LED Merah)’ antara mobil dengan sensor dan
buzzer akan mengeluarkan bunyi yang bervariasi.
Perancangan Alat
• Rangkaian Catu Daya
Rangkaian Catu Daya pada alat ini terdiri dari IC
regulator 7805 dan kapasitor 3300 F. IC 7805 adalah IC
regulator dengan tegangan keluaran sebesar +5 volt. Pada
alat ini sumber tegangan menggunakan tegangan 220 Volt
dari AC jala-jala PLN, sedangkan tegangan yang dibutuhkan
adalah sebesar 5 volt. Maka dari itu diperlukan IC regulator
untuk menurunkan tegangan.
Dari gambar dapat dijelaskan bahwa tegangan dari AC jala-jala
PLN diturunkan melalui Transformator step down menjadi tegangan
sebesar 12 Volt AC yang nantinya disearahkan oleh rangkaian dioda
bridge dengan sistem full wave menjadi tegangan 12 Volt DC, yang
kemudian di filter untuk mengurangi ripple tegangan melalui
kapasitor sebesar 3300 F. Tegangan yang difilter oleh kapasitor
selanjutnya akan melewati IC regulator 7805 untuk distabilkan
menjadi tegangan keluaran sebesar +5 Volt DC. LED pada rangkaian
berfungsi sebagai indikator dari keluaran catu daya (Power Supply).
• Rangkaian Sensor
Rangkaian sensor ini menggunakan modul sensor ultrasonik tipe
HC-SR 04. Sensor ultrasonik tipe HC-SR 04 ini memerlukan
tegangan sebesar 5 Volt [11]. Sensor ultrasonik HC-SR 04 pada alat
ini digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi jarak antara mobil
dengan garasi. Penggunaan sensor ultrasonik HC-SR 04 ini terkait
dengan kemampuan jangkauan deteksi jaraknya yang cukup jauh.
Prinsip dari sensor ultrasonik HC-SR 04 ini berdasarkan pengiriman
dan penerimaan sinyal gelombang ultrasonik dengan prinsip
pemantulan sinyal gelombang ultrasonik.
Gambar Rangkaian
• Rangkaian Sensor Ultrasonik Pada Rancang Bangun
Sensor Parkir Mobil Pada Garasi Berbasis Mikrokontroler
Arduino Mega 2560
•
• Rangkaian Mikrokontroler Arduino
Mega 2560
Pada sistem kerja alat ini menggunakan Arduino Mega 2560 dengan
mikrokontroler ATMega 2560 sebagai pengendali utama dari keseluruhan sistem.
Arduino Mega 2560 ini memiliki 53 digital input/output dimana 14 digunakan untuk
PWM output dan 15 digunakan sebagai analog input, 4 untuk UART, 16 MHz
osilator kristal, koneksi USB, power jack, ICSP Header, dan tombol reset [5].
• Gambar Skematik Rangkaian Mikrokontroler Arduino Mega 2560
• Rangkaian Lampu LED (Light
Emitting Diode)
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan
LED adalah komponen elektronika yang dapat
memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan
tegangan bias maju (Forward Bias). LED merupakan
keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola
lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke
dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan
Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen
sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan
cahaya.
• Rangkaian Buzzer
Pada rancang bangun alat ini, penggunaan buzzer
berfungsi sebagai indikator bunyi ketika sensor ultrasonik
HC-SR 04 mulai mendeteksi jarak sebuah objek yang dalam
hal ini yaitu mobil yang berada didepannya. Bunyi yang
dihasilkan oleh buzzer di setting bervariasi sesuai dengan
jarak ukur yang terdeteksi atau yang didapat oleh sensor.
Dalam merancang rangkaian buzzer pada alat ini, juga perlu
dipasangkan dengan sebuah resistor pada salah satu kaki
buzzer untuk membatasi arus yang mengalir masuk pada
buzzer. Adapun nilai resistor yang digunakan pada buzzer
adalah sebesar 1 K Ohm.
• Rangkaian Secara Keseluruhan
Dari hasil perancangan alat maka didapat rangkaian secara
keseluruhan untuk Rancang Bangun Sensor Parkir Mobil Pada Garasi
Berbasis Mikrokontroler Arduino Mega 2560. Rangkaian secara
keseluruhan dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Cara Kerja Alat Ketika Mikrokontroler Arduino Mega 2560 mendapat tegangan
dari catu daya sebesar 5 Volt, maka Mikrokontroler akan mengaktifkan
pin-pin yang telah terhubung dengan beberapa komponen pada alat /
perangkat ini. Mikrokontroler Arduino Mega 2560 akan membaca fungsi
dari beberapa pin yang digunakan. Setelah itu Mikrokontroler Arduino
Mega 2560 akan memasukkan data program jarak ukur ‘Jauh (LED
Hijau)’, jarak ukur ‘Dekat (LED Kuning)’, dan jarak ukur ‘Sangat Dekat
(LED Merah)’, antara mobil dengan garasi serta memasukkan data
program buzzer untuk masing-masing jarak ukur ke dalam fungsi kerja.
Ketiga jarak ukur tersebut akan menjadi acuan untuk mengaktifkan
lampu LED Hijau / LED Kuning / LED Merah dan mengaktifkan Buzzer.
Pada kondisi semua pin telah aktif, maka Mikrokontroler
Arduino Mega 2560 juga telah mengaktifkan 3 buah sensor ultrasonik
HC-SR 04, dengan mengirimkan pulsa positif selama minimal 10 S
melalui pin trigger pada tiga buah sensor ultrasonik HC-SR 04 yang
digunakan. Sensor ultrasonik HC-SR 04 yang aktif akan langsung
memulai memancarkan sinyal gelombang ultrasonik.
Dalam memancarkan sinyal gelombang ultrasonik, bagian yang paling
dominan bekerja adalah bagian transmitter (TX) sensor ultrasonik. Dimana
bagian transmitter (TX) sensor ultrasonik akan memancarkan sinyal gelombang
ultrasonik secara terus menerus hingga mendapatkan suatu objek pantul yang
dapat menghasilkan sinyal pantulan menuju bagian receiver (Penerima) sensor
ultrasonik. Pada tahapannya apabila sinyal gelombang ultrasonik yang
dipancarkan oleh transmitter (TX) sensor ultrasonik dihalangi / dikenai oleh
sebuah objek yang dalam hal ini yaitu mobil yang berada di depannya, maka
sinyal tersebut akan dipantulkan dan di terima oleh receiver (RX) sensor
ultrasonik yang kemudian dikirimkan ke chip mikrokontroler ATMega 2560 pada
Arduino Mega 2560 untuk selanjutnya di konversi menjadi bilangan binary. Hasil
masukan pengukuran jarak akan dibandingkan oleh Mikrokontroler Arduino
Mega 2560 dengan jarak ukur ‘Jauh (LED Hijau)’ / ‘Dekat (LED Kuning)’ / ‘Sangat
Dekat (LED Merah)’ yang sudah ditentukan di dalam program, antara mobil
dengan sensor, yang kemudian jika hasil pengukuran jarak melewati jarak ukur
‘Jauh (LED Hijau)’ yang ditentukan maka lampu LED Hijau akan menyala. Tetapi
jika hasil pengukuran jarak berikutnya melewati jarak ukur ‘Dekat (LED Kuning)’
yang ditentukan maka lampu LED Kuning akan menyala. Dan begitu pula jika
hasil pengukuran jarak berikutnya lagi melewati jarak ukur ‘Sangat Dekat (LED
Merah)’ yang ditentukan maka lampu LED Merah akan menyala. Menyala-nya
lampu LED Hijau / LED Kuning / LED Merah akan di iringi dengan menyalanya
buzzer yang mengeluarkan bunyi yang berbeda-beda.
Pengambilan data diambil dari dua titik, dimana titik A
merupakan tegangan input pada IC Regulator 7805, dan titik B
merupakan tegangan keluaran dari IC Regulator 7805. Sedangkan LED
sebagai indikator catu daya (Power Supply) +5 Volt menyala. Adapun
pengujian yang dilakukan dengan menggunakan multimeter digital.
• Titik A Data berdasarkan tegangan yang dihasilkan dari
transformator step down yang berupa tegangan AC yang
kemudian dirubah menjadi tegangan DC oleh diode bridge adalah
sebesar 12 Volt DC.
• Titik B Data berdasarkan datasheet IC LM7805, bahwa Vout = 5
Volt.
• Pengujian Rangkaian Sensor Ultrasonik HC-SR 04
Pengambilan data pada sensor ultrasonik HC-SR 04 ini dilakukan
dengan cara menempatkan sebuah benda padat berupa mobil miniatur di depan
sensor ultrasonik dan memvariasi jarak pengukuran dengan menggunakan
penggaris panjang berukuran 30 cm.
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan,
didapatkan hasil bahwa sensor ultrasonik HC-SR 04 mampu
mengukur jarak mulai dari 1 cm sampai dengan 30 cm yang
dalam hal ini pengukuran jarak sebenarnya menggunakan
penggaris panjang berukuran 30 cm. Pada umumnya sensor
ultrasonik HC-SR 04 hanya mampu mengukur jarak mulai
dari jarak minimum yaitu 2 cm sampai dengan jarak
maksimum yaitu 4 meter yang berdasarkan pada datasheet
dari modul sensor ultrasonik tersebut [11].
Pada pengukuran jarak dengan menggunakan sensor
ultrasonik HC-SR 04 terdapat selisih jarak dengan rentang
tidak begitu jauh antara jarak sebenarnya dengan jarak
yang terukur. Hal ini dapat disebabkan karena daya pantul
objek yang kurang mampu memantulkan sinyal dengan baik
kembali ke sensor ultrasonik.
• Kesimpulan
Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian secara keseluruhan dapat
disimpulkan bahwa rancang bangun Sensor Parkir Mobil Pada Garasi Berbasis
Mikrokontroler Arduino Mega 2560 ini telah berhasil diimplementasikan dan mampu
bekerja sesuai dengan fungsi yang diinginkan yaitu memberikan informasi / tanda-tanda
peringatan jarak parkir mobil, baik itu ketika jarak masih jauh, dekat, ataupun sangat
dekat melalui lampu LED dan Buzzer.
Adapun dalam perangkat atau alat ini modul sensor yang digunakan untuk
mendeteksi / mengukur jarak adalah modul sensor ultrasonik HC-SR 04. Pada pengujian
yang telah dilakukan pada sensor ultrasonik HC-SR 04 telah membuktikan bahwa sensor
ultrasonik HC-SR 04 mampu mengukur jarak dengan baik sebuah benda yang berada
didepannya. Walaupun ada selisih pada hasil pengukuran yang didapat menggunakan
sensor ultrasonik HC-SR 04 ini bisa disebabkan karena daya pantul penghalang / objek
yang kurang mampu memantulkan sinyal gelombang ultrasonik dengan baik kembali ke
sensor ultrasonik.
Dalam proses kerja secara keseluruhan dari alat atau perangkat ini pengendali
utamanya adalah Mikrokontroler Arduino Mega 2560. Mikrokontroler Arduino Mega 2560
yang akan memproses setiap hasil masukan pengukuran jarak yang diterima dari sensor
ultrasonik HC-SR 04 dan menghasilkan keluaran berupa nyala-nya lampu LED Hijau / LED
Kuning / LED Merah yang disertai dengan nyalanya buzzer yang mengeluarkan bunyi
yang tinggi, sedang, atau rendah.
• Saran
Pada penelitian ini, buzzer hanya mengeluarkan bunyi sesuai
dengan lampu LED yang menyala. Oleh karena itu untuk pengembangan /
penelitian yang lebih lanjut pada alat atau perangkat ini, buzzer bisa
disetting sesuai dengan jarak yang terdeteksi / terukur oleh sensor
misalnya apabila jarak semakin dekat maka bunyi buzzer akan semakin
tinggi dan begitu pula sebaliknya apabila jarak jauh dan semakin jauh maka
bunyi buzzer akan rendah dan semakin rendah.
Penulis juga berharap untuk pengembangan alat ini sebagai
penelitian kedepannya diharapkan lebih baik lagi bukan hanya dalam skala
prototipe tetapi langsung di terapkan pada garasi dalam skala sebenarnya
dan pada pengembangan skala sebenarnya dapat menggunakan modul
audio yang mampu mengeluarkan rekaman suara yang sesuai dengan yang
kita inginkan.
SELESAI.
Terima Kasih