Alg & Pemrog Kasus Teknik Elektro 1

Sensor Jarak Aman Kendaraan Bermotor

Berbasis Mikrokontroler Arduino

v    LATAR BELAKANG

            Kendaraan bermotor khususnya roda dua adalah moda transportasi andalan bagi masyarakat indonesia,  berbicara mengenai  kendaraan bermotor  jelas  tak  bisa  di pisahkan  dengan  lalulintas sebagai infrastruktur utama yang sangat penting dalam transportasi. Diatur dalam Undang-undang lalu-lintas No. 22 Tahun 2009,  “Pengemudi  apabila  mengikuti  atau  berada  di  belakang  kendaraan lain, wajib  menjaga jarak dengan kendaraan yang berada di depannya”. Salah satu yang sangat mencolok adalah perilaku pengguna kendaraan roda dua yang ugal-ugalan, tidak mematuhi rambu lalu lintas, serta mengabaikan jarak aman minimal yang sesuai dalam berkendara. Jarak minimal adalah jarak paling  dekat yang  tak boleh  dilewati antara  kendaraan  belakang dengan depannya, adapun jarak aman adalah jarak yang paling disarankan saat melaju di jalanan basah, pengereman di jalan basah butuh waktu sedikit lebih lambat ketimbang kondisi aspal yang kering.

            Tujuan  dari  penulisan  artikel  ini  adalah  untuk  membuat  sensor  jarak  aman  kendaraanbermotor  sebagai  pendukung  keselamatan  saat  berkendara  menggunakan  sensor  ultrasonic  dan mikrokontroler Arduino. Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik). Mikrokontroler (pengendali mikro) adalah suatu rangkaian elektronik yang berfungsi sebagai pengendali yang mengatur jalannya proses kerja dari rangkaian elektronik. Arduino adalah suatu papan elektronik yang mengandung mikrokontroler Atmega328  yang secara  fungsional  bertindak  seperti sebuah  komputer. Dalam  pengendalian mikrokontroler Arduino Uno R3 dibutuhkan sketch yang di compile dalam Software Arduino IDE yang merupakan pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, diturunkan dari platform wiring, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang, hardware-nya menggunakan  prosesor  Atmel AVR  dan Software-nya  memiliki bahasa  pemrograman C++  yang sederhana dan fungsi-fungsinya lengkap, sehingga Arduino mudah di pelajari oleh pemula”.

            Metode  yang  digunakan  dalam  perancangan  alat  sensor  jarak  aman  berkendaraan  ini menggunakan  metode R&D  (Research and  Development). R&D adalah  metode  penelitian yang digunakan untuk menghasilkan produk tertentu, dan menguji keefektifan produk tersebut. Produk tersebut tidak selalu berbentuk benda atau perangkat keras (hardware), seperti buku, alat tulis, dan alat pembelajaran lainnya. Akan tetapi, dapat pula dalam bentuk perangkat lunak (software)”. Hasil dari penelitian ini adalah analisis dan produk berupa hardware prototipe sensor jarak aman kendaraan bermotor menggunakan Arduino Uno yang diharapkan dapat dijadikan tolak ukur guna pengembangan teknologi yang lebih mutakhir khususnya untuk kenyamanan berlalulintas.

v    STUDI LITERATUR

            Dalam Undang-undang  lalulintas No.22  Tahun 2009, tidak jelaskan  mengenai spesifikasi jarak aman dan jarak minimum kendaraan. Namun kita tentukan saja berdasarkan keadaan riil di lapangan  yaitu  dengan jarak  aman  2  meter dan  jarak minimum  1 meter  terhadap kendaraan  di depan. Sejauh ini memang belum  ada alat sensor jarak aman kendaraan yang dikhususkan untuk roda dua, hanya kendaraan roda empat berkelas yang memiliki fitur tersebut, maka dari itu perlu terciptanya sebuah alat yang menunjang serupa guna kebutuhan pada roda dua.

Kelebihan :

1.      membantu  mengurangi  resiko kecelakaan lalulintas.

2.      Tingkat keakuratan sensor cukup tinggi.

Kekurangan :

1.      Tidak tahan air

2.      Masih harus menggunakan adaptor.

v    METODE DAN PERANCANGAN

A. Perancangan Perangkat Keras
1. Komponen
            Beberapa  komponen  yang  dibutuhkan  untuk  membuat  alat  pendeteksi  jarak  aman kendaraan bermotor khususnya roda dua berikut dengan fungsinya :

a. Board Arduino Uno R3

            Komponen  ini  berfungsi  sebagai  perangkat  utama  yang  akan  digunakan  dalam perancangan alat pendeteksi jarak aman kendaraan bermotor khususnya roda dua guna mengolah data yang telah dikonversikan sebelumnya kedalam bentuk bilangan binear secara  otomatis,  menjalankan  setiap  instruksi  yang  terkandung  dalam  code menggunakan software Arduino IDE. 

b. Module Ultrasonic HC-SR04

            Merupakan  komponen  utama  yang  berfungsi  sebagai  pengukur  jarak  dengan memanfaatkan pantulan gelombang terhadap kendaraan yang berada di depan.

c. Liquid Crystal Display (LCD) 16x2

Liquid  Crystal  Display  (LCD)  16x2  guna  menampilkan  jarak  antara  kendaraan

pengguna dengan kendaraan yang berada di depannya.

d. Breadboard

            Breadboard sama halnya dengan PCB pada rangkaian elektronik guna menghubungkan kabel yang dari masing masing komponen lain pembangun alat pendeteksi jarak aman kendaraan  bermotor,  hanya  saja  komponen  ini  lebih  praktis  digunakan  karna  tidak menggunakan solder dan mudah di rangkai kembali. 

e. Kabel Jumper

            Komponen  ini  adalah pasangan  indentik Breadboard guna  menghubungkan berbagai komponen pembangun alat pendeteksi jarak aman kendaraan bermotor. 

f. LED

            LED berfungsi sebagai fitur notifikasi visual dengan beberapa warna untuk jarak atau fungsi tertentu.

g. Buzzer

            Buzzer berfungsi sebagai fitur notifikasi audio untuk jarak atau fungsi tertentu.

h. Resistor

            Resistor berfungsi sebagai  penghambat tegangan  yang  mencegah terjadinya  overload terhadap tegangan yang masuk, yang akan digunakan pada komponen pembangun alat pendeteksi jarak aman kendaraan bermotor. 

2. Perancangan

a. Prototype 1

            Pada tahap pengujian prototype ini bertujuan untuk mendapatkan hasil berupa alat sensor jarak aman kendaraan dengan output notifkasi jarak aman kendaraan baik berupa audio dan visual. Komponen yang  digunakan sebagai berikut:

1.    DC input 9V                          = 1 Buah

2.    Boar Arduino                        = 1 Buah

3.    BreadBoard                           = 1 Buah

4.    Ultrasonik HC-SR04              = 1 Buah

5.    LED                                        = 3 Buah

6.    Buzzer                                   = 1 Buah

7.    Resistor                                 = 4 Buah

8.    Kabel Jumper                       = 18 Buah

Dari rangkaian tersebut dilakukan pengujian terhadap objek yaitu mikrokontroler

Arduino Uno R3 dengan hasil sebagaimana pada tabel berikut:

NO.	Test Case	Prosedur	Output	Hasil
1	LED jarak aman	Mengatur jarak kendaraan diatas 2 meter	LED Hijau jarak aman menyala	Berhasil
2	LED peringatan	Mengatur jarak kendaraan 1-2 meter	LED Kuning Peringatan menyala	Berhasil
3	LED jarak minimum	Mengatur jarak kendaraan 0-1 meter	LED Merah jarak minimum menyala	Berhasil
4	Buzzer	Mengatur kendaraan pada jarak minimum	Buzzer menyala	Berhasil

b. Prototype 2

Pada tahap pengujian prototype ini berfungsi  sebagai penampil  jarak kendaraan

terhadap kendaraan di depan. Komponen yang digunakan adalah sebagai berikut:

1.    DC input 9V                          = 1 Buah

2.    Boar Arduino                         = 1 Buah

3.    BreadBoard                           = 1 Buah

4.    Ultrasonik HC-SR04              = 1 Buah

5.    LED                                        = 3 Buah

6.    Buzzer                                   = 1 Buah

7.    Resistor                                 = 4 Buah

8.    Kabel Jumper                       = 22 Buah

9.    LCD 61x2                              = 1 Buah

Dari rangkaian tersebut dilakukan pengujian terhadap objek yaitu mikrokontroler

Arduino Uno R3 dengan hasil sebagaimana pada Tabel 4:

NO.	Test Case	Prosedur	Output	Hasil
1	LED jarak aman	Mengatur jarak kendaraan diatas 2 meter	LED Hijau jarak aman menyala	Berhasil
2	LED peringatan	Mengatur jarak kendaraan 1-2 meter	LED Kuning Peringatan menyala	Berhasil
3	LED jarak minimum	Mengatur jarak kendaraan 0-1 meter	LED Merah jarak minimum menyala	Berhasil
4	Buzzer	Mengatur kendaraan pada jarak minimum	Buzzer menyala	Berhasil
5	Tampilan LCD	Mengatur jarak kendaraan di depan	Menampilkan teks peringatan	Berhasil

B. Perancangan Perangkat Lunak

            Dalam pembuatan alat sensor jarak aman kendaraan bermotor perancangan perangkat lunak merupakan tahap akhir, maka dari itu harus dibuat diagram alir, setelah itu dibuatlah program yang akan  di-compile pada  hardware  board Arduino Uno  yang  sebelumnya  telah  dirancang. Berikut adalah tahapan dalam perancangan perangkat lunak:

           

            Diagram  alir  yang  dibuat  dalam  pembuatan  alat  ini  menggunakan  flowchart.  Dalam pembuatan suatu program sangat penting untuk membuat diagram alir seperti flowchart. Flowchart tersebut  dapat  menganalisa  jalannya  alat  beserta  kemungkinan-kemungkinan  sebelum  program tersebut dibuat. Dalam  pembuatan  alat sensor  jarak aman  kendaraan  bermotor,  software  yang  digunakan adalah software Arduino IDE Versi 1.6.1 sebagai compiler.

  

v    HASIL UJI COBA

            Setelah  melakukan  perancangan  sensor  jarak  aman  kendaraan,  maka  dapat  dihasilkan implementasi dan batasan implementasi sebagai berikut:

1. Batasan implementasi
            a. Perhitungan dalam pengukuran jarak aman kendaraan bersifat statis    namun dapat diubah dengan mengkoding ulang main board Arduino.

            b. Hasil  dari  perhitungan  yang  ditampilkan  tidak  dapat  tersimpan  seperti        riwayat perhitungan.

2. Kebutuhan perangkat keras

            a. Adapter DC 9V 

            b. Case Box untuk penyimpanan hardware

            c. PC/Laptop untuk mengkoding sketch

3. Kebutuhan perangkat lunak

            a. Software Arduino IDE yang compatible dengan board Arduino yang digunakan.

            b. Operating Sytem yang compatible dengan software Arduino IDE yang   digunakan.

            Implementasi yang sudah dilakukan adalah dengan uji coba menerapkan sistem yang sudah dibuat  agar berjalan sebagaimana  mestinya  baik dari  sisi  hardware maupun  dari  sisi perangkat lunak. Sedangkan  untuk penerapan penerimaan teknologi  dari sistem  yang dibuat belum diukur, sehingga diperlukan pengukuran dari penerimaan teknologi yang akan diterapkan. Untuk kebutuhan implementasi secara nyata dan pengembangan selanjutnya, alangkah baiknya dilakukan estimasi  pengukuran,  salah  satunya  bisa  dengan  menggunakan  metode  estimasi  yang  sudah dilakukan oleh peneletian sebelumnya.

v    KESIMPULAN

Berdasarkan  hasil  analisis  dan  pembahasan  program  alat  sensor  jarak  aman  kendaraan bermotor yang telah dilakukan, maka kesimpulan penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Penelitian  ini  telah  merancang  prototype  sensor  jarak  aman  kendaraan  bermotor  dan penggunaan  alat  sensor  jarak  aman  kendaraan  sangat  membantu  mengurangi  resiko kecelakaan lalulintas  yang  disebabkan kelalaian  pengguna kendaraan  bermotor khususnya roda dua terhadap perilaku ugal-ugalan yang mengabaikan jarak aman kendaraan.

2. Penelitian ini  telah membuat alat  sensor jarak aman  kendaraan yang  diharapkan dapat di jadikan tolak  ukur guna pengembangkan  teknologi yang lebih  mutakhir khususnya untuk kenyamanan berlalu-lintas.