tugas akhir rancang bangun alat bantu parkir …repository.ittelkom-pwt.ac.id/321/1/cover.pdf ·...
TRANSCRIPT
TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN ALAT BANTU PARKIR MOBIL
MENGGUNAKAN SENSOR JARAK ULTRASONIK BERBASIS
ARDUINO UNO
Laporan Tugas Akhir Disusun Guna Memenuhi Syarat
Kelulusan Studi di Program Studi D-III Jurusan Teknik Telekomunikasi
Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom
OLEH :
ALDI FERDIAN YUDHISTIRA
NIM. D311031
PROGRAM STUDI D-III TEKNIK TELEKOMUNIKASI
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM
PURWOKERTO
2014
Scanned by CamScanner
Scanned by CamScanner
Scanned by CamScanner
i
PRAKATA
Alhamdulillahi Rabbil ‘Alamin, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah
S.W.T, atas limpahan rahmat dan kasih sayang-Nya serta karunia dan hidayat-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir dengan judul Rancang
Bangun Alat Bantu Parkir Mobil Menggunakan Sensor Jarak Ultrasonik Berbasis Arduino
Uno. Penyusunan Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu dari syarat kelulusan
untuk memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md.) di Program Studi D3 Teknik
Telekomunikasi Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto.
Dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini penulis tak lepas dari berbagai kesulitan,
akan tetapi dengan adanya bantuan dari berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan
laporan ini. Maka, pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada
semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
Ucapan terimakasih ini terutama ditujukan kepada :
1. Allah S.W.T, yang telah memberikan kesehatan dan keteguhan hati selama menempuh
kehidupan di dunia ini, terutama di lingkungan STTTT untuk memperoleh ilmu bagi
masa depan.
2. Ibu dan Ayah tercinta yang selalu memberikan dorongan semangat baik secara
langsung maupun secara tidak langsung telah menjadi motivator yang luar biasa, serta
atas kasih sayang yang tak tergantikan dan dukungan moril maupun materil yang telah
diberikan kepada penulis.
3. Bapak Basoeki Widyono, S.T, M.M., selaku Ketua Sekolah Tinggi Teknologi
Telematika Telkom Purwokerto.
4. Ibu Risa Farrid Christianti, M.T., selaku dosen pembimbing I yang telah sabar selalu
untuk memberikan bimbingan dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Eka Wahyudi, S.T., M.Eng., selaku dosen pembimbing II yang juga telah sabar
selalu untuk memberikan bimbingan dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini.
6. Andra Utama, Muhammad Nur Kholis Nasution, dan Renault Deny Prasetyo sebagai
rekan yang selalu saling dukung sehingga penulis dan rekan-rekan lainnya dapat
bersama-sama mendaftarkan sidang pada tanggal 24 Januari 2014.
7. Luthfi Hendra Lukmana, sebagai kakak tingkat yang selalu memberikan masukan
positif guna kemajuan pengerjaan Tugas Akhir ini.
ii
8. Reannor All Hafis, Roylland Pangaribuan, dan Dwi Agus Priyanto, sebagai rekan
seperjuangan satu daerah sekaligus sahabat tinggal bersama selama menempuh
pendidikan di Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto.
9. Teman-teman yang tidak terlupakan jasanya hingga sekarang (Galih Damas
Priambodo, Muhammad Azmi Rifai, Dody Triyanto, Achmad Denizar Nur Pratama),
Terima kasih atas kebersamaan dan kenangan indah selama PKL serta selama
menempuh pendidikan di Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto,
semoga ke depannya kita bisa bertemu lagi.
10. Team Manggala ‘8’, Dany Purwanto, Teddy Anggara, Muhammad Faizal Amir,
Febriani Eka Lestari, Dwi Agus Priyanto, Dody Triyanto, dan Halida sebagai rekan
satu tim yang selalu berjuang bersama dengan kompak dan solid dalam berbagai
kegiatan di Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto.
11. Teman-teman seperjuangan angkatan 2011 Sekolah Tinggi Teknologi Telematika
Telkom Purwokerto atas kebersamaan dan dukungannya selama menempuh
pendidikan bersama.
12. Pak Susanto yang telah mengizinkan penulis dan rekan-rekan menggunakan
Laboratorium Elektronika dan Digital selama penulis mengerjakan pembuatan alat
Tugas Akhir ini.
13. Semua pihak yang telah membantu selama penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini
yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Dengan terbatasnya kemampuan, penulis yakin bahwa Laporan Tugas Akhir ini jauh
dari sempurna. Karena itu penulis mengharapkan saran ataupun kritikan yang membangun
dari semua pihak yang bersifat membangun demi kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini.
Melalui Laporan Tugas Akhir ini penulis berharap agar dapat dipetik manfaatnya serta
dapat menjadi sumbangan pemikiran bagi pembaca secara umum pada luasnya ilmu
pengetahuan dan pengembangan alat bantu lainnya menggunakan Arduino, khusunya pada
perkuliahan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi di Sekolah Tinggi Teknologi
Telematika Telkom Purwokerto.
Purwokerto, Januari 2014
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Halaman Judul .......................................................................................................... i
Halaman Pengesahan ................................................................................................ ii
Halaman Pengujian ................................................................................................... iii
Surat Pernyataan ....................................................................................................... iv
Prakata ...................................................................................................................... v
Daftar Isi ................................................................................................................... vii
Daftar Gambar .......................................................................................................... ix
Daftar Tabel .............................................................................................................. xi
Daftar Singkatan ........................................................................................................ xii
Daftar Lampiran ........................................................................................................ xiv
Abstrak ...................................................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1 LATAR BELAKANG ................................................................... 1
1.2 PERUMUSAN MASALAH .......................................................... 2
1.3 MAKSUD DAN TUJUAN ............................................................ 2
1.4 MANFAAT PENULISAN ............................................................. 3
1.5 BATASAN MASALAH................................................................. 3
1.6 KAITAN JUDUL DENGAN TEKNIK TELEKOMUNIKASI ..... 3
1.7 METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 4
1.8 SISTEMATIKA PENULISAN ...................................................... 4
BAB II DASAR TEORI ...................................................................................... 6
2.1 PERANGKAT PENYUSUN HARDWARE ................................. 6
2.1.1 Sensor Jarak Ultrasonik ...................................................... 6
2.1.2 LCD .................................................................................... 8
2.1.3 Resistor ............................................................................... 10
2.1.4 Light Emiting Diode (LED) ................................................. 12
2.1.5 Buzzer................................................................................... 13
2.2 SISTEM OPERASI ........................................................................ 14
2.2.1 Pendahuluan ......................................................................... 14
2.2.2 Tentang Arduino .................................................................. 16
2.2.3 Bentuk Fisik Arduino UNO ................................................. 17
iv
2.3 TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. 21
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT .................................... 23
3.1 PERANCANGAN SISTEM ........................................................... 23
3.1.1 Blok Diagram Sistem ........................................................... 24
3.1.1.1. Power Supply ................................................... 24
3.1.1.2. Arduino UNO ................................................... 25
3.1.1.3. Bagian Input ...................................................... 26
3.1.1.4. Bagian Output ................................................... 26
3.1.2 Flow Chart Prinsip Kerja Hardware ................................... 27
3.2 SKEMA RANGKAIAN HARDWARE ........................................... 29
3.2.1. Skema Rangkaian Catu Daya .............................................. 29
3.2.2. Skema Rangkaian Utama ..................................................... 31
3.3 PEMBUATAN PERANGKAT HARDWARE ................................ 33
3.4 PEMBUATAN CATU DAYA ....................................................... 40
3.5 PEMBUATAN LISTING PROGRAM ........................................... 41
3.6 PARAMETER CATU DAYA........................................................ 43
3.7 PARAMETER ARDUINO UNO ................................................... 43
3.8 PARAMETER PERANGKAT OUTPUT ...................................... 43
3.9 PARAMETER PERANGKAT SECARA KESELURUHAN ....... 44
BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN ............................................................... 45
4.1 HASIL PENGUJIAN ..................................................................... 45
4.1.1. Pengujian Catu Daya (Sumber Tegangan)........................... 45
4.1.2. Pengujian Arduino UNO ..................................................... 51
4.1.3. Pengujian LED ..................................................................... 54
4.1.4. Pengujian Buzzer.................................................................. 58
4.1.5. Pengujian LCD .................................................................... 60
4.1.6. Pengujian Perangkat Keseluruhan ....................................... 63
4.2 PEMBAHASAN PERANGKAT ................................................... 72
BAB V PENUTUP ............................................................................................... 76
5.1 KESIMPULAN .............................................................................. 76
5.2 SARAN .......................................................................................... 77
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 78
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Proses pemantulan gelombang ultrasonic ............................................ 6
Gambar 2.2. Jarak Tempuh Sensor Jarak Ultrasonik ................................................ 7
Gambar 2.3. Bentuk Fisik Sensor Jarak HC-SR04 .................................................... 7
Gambar 2.4. Modul LCD Karakter 2 x 16 ................................................................. 8
Gambar 2.5. Posisi Kursor LCD ................................................................................ 10
Gambar 2.6. Posisi Gelang Resistor .......................................................................... 11
Gambar 2.7. Light Emitting Diode (LED) ................................................................. 12
Gambar 2.8. Buzzer ................................................................................................... 14
Gambar 2.9. Board Arduino UNO ............................................................................ 16
Gambar 2.10. Blok Diagram Arduino UNO .............................................................. 18
Gambar 2.11. Bagian-bagian board Arduino UNO .................................................. 19
Gambar 3.1. Diagram Blok Perangkat Hardware ..................................................... 24
Gambar 3.2. Flow Chart Prinsip Kerja Perangkat..................................................... 28
Gambar 3.3. Skema Rangkaian Catu Daya. .............................................................. 30
Gambar 3.4. Skema Rangakaian Hardware. ............................................................. 31
Gambar 3.5. Hasil Pembuatan PCB........................................................................... 35
Gambar 3.6. Perakitan Komponen. ........................................................................... 36
Gambar 3.7. Penambahan soket Arduino port VCC dan Ground. ............................ 37
Gambar 3.8. Arduino terpasang pada jalur PCB. ...................................................... 38
Gambar 3.9. Pemasangan Sensor depan pada PCB. .................................................. 39
Gambar 3.10. Pemasangan sensor belakang pada PCB............................................. 39
Gambar 3.11. Jalur PCB Rangkaian Regulator. ........................................................ 40
Gambar 3.12. Komponen Rangkaian Regulator. ....................................................... 40
Gambar 3.13. Perangkat Catu Daya. ......................................................................... 41
Gambar 3.14. Flow Chart Listing Program .............................................................. 42
Gambar 4.1. Pengukuran Trafo. ................................................................................ 45
Gambar 4.2. Power Supply Portable yang digunakan............................................... 46
Gambar 4.3. Proses Pengukuran Tegangan Kapasitor 2200 µf. ................................ 47
Gambar 4.4. Hasil Pengukuran Tegangan Kapasitor 1000 µf. .................................. 48
Gambar 4.5. Hasil Pengukuran Tegangan Setelah Diturunkan. ................................ 49
vi
Gambar 4.6. Hasil Pengukuran Tegangan Kerja Arduino. ........................................ 50
Gambar 4.7. Listing Program Uji Coba Arduino....................................................... 51
Gambar 4.8. Menghubungkan Arduino dengan Perangkat PC (Laptop). ................. 53
Gambar 4.9. Hasil Pengujian Arduino UNO. ............................................................ 53
Gambar 4.10. Hasil Pengukuran Tegangan LED Merah saat menyala. .................... 54
Gambar 4.11. Hasil Pengukuran Tegangan LED Merah saat mati. .......................... 54
Gambar 4.12. Hasil Pengukuran Tegangan LED Hijau saat menyala. ...................... 55
Gambar 4.13. Hasil Pengukuran Tegangan LED Hijau saat mati. ............................ 55
Gambar 4.14. Listing Program LED Merah. ............................................................. 56
Gambar 4.15. LED Merah Menyala. ......................................................................... 57
Gambar 4.16. Listing Program LED Hijau. ............................................................... 57
Gambar 4.17. LED Hijau Menyala. ........................................................................... 58
Gambar 4.18. Listing Program Blink Pada Buzzer. ................................................... 59
Gambar 4.19. Hasil Pengukuran Tegangan buzzer pada saat menyala. .................... 59
Gambar 4.20. Hasil Pengukuran Tegangan buzzer pada saat mati. ........................... 60
Gambar 4.21. Listing Program Pengujian LCD. ....................................................... 61
Gambar 4.22. Hasil Pengujian LCD untuk menampilkan huruf, angka dan simbol. 61
Gambar 4.23. Hasil Pengukuran Tegangan LCD pada saat Aktif. ............................ 63
Gambar 4.24. Proses Pengukuran Jarak Sensor Depan. ............................................ 64
Gambar 4.25. Proses Pengukuran Jarak Sensor Depan. ............................................ 64
Gambar 4.26. Hasil Pengukuran Tegangan Sensor Utrasonik bagian Depan. .......... 71
Gambar 4.27. Hasil Pengukuran Tegangan Sensor Utrasonik bagian Belakang ....... 72
Gambar 4.28. Pengukuran luas vertikal..................................................................... 74
Gambar 4.29. Pengukuran luas horizontal................................................................. 74
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Spesifikasi Sensor Jarak Ultrasonik HC-SR04 ......................................... 8
Tabel 2.2. Pin dan Fungsi .......................................................................................... 9
Tabel 2.3. Gelang Warna Resistor ............................................................................. 11
Tabel 2.4. Bagian Blok Diagram Arduino UNO ....................................................... 18
Tabel 2.5. Keterangan fungsi bagian board Arduino UNO ...................................... 19
Tabel 4.1. Hasil pengukuran tegangan masukan (power supply). ............................. 50
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Arduino UNO ................................................................. 53
Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Tegangan LED. ........................................................... 56
Tabel 4.4. Hasil Pengujian LED. ............................................................................... 58
Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Tegangan Buzzer. ........................................................ 60
Tabel 4.6. Hasil pengujian angka dan huruf pada LCD. ........................................... 62
Tabel 4.7. Hasil Pengukuaran Tegangan LCD. ......................................................... 63
Tabel 4.8. Hasil pengukuran kondisi pertama pada sensor depan. ............................ 65
Tabel 4.9. Hasil pengukuran kondisi pertama pada sensor belakang. ....................... 65
Tabel 4.10. Hasil pengukuran kondisi kedua pada sensor depan. ............................. 67
Tabel 4.11. Hasil pengukuran kondisi kedua pada sensor belakang. ........................ 67
Tabel 4.12. Hasil pengukuran kondisi ketiga pada sensor depan. ............................. 69
Tabel 4.13. Hasil pengukuran kondisi ketiga pada sensor belakang. ........................ 70
viii
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
Istilah/Singkatan Kepanjangan Keterangan
ADC Analog Digital
Converter
Pengubah sinyal analog menjadi digital
AVR Alf and Vegard
Reduced Instruction
Set Computer
Mikropengendali yang mempunyai set
instruksi yang lebih sedikit dan mode
pengalamatannya yang juga sederhana
Assembly Language Representasi simbolik bahasa mesin
Bus Sekumpulan kawat atau koneksi yang
menghubungkan CPU, memori dan port-
port masukan/keluaran
Byte Kumpulan 8 bit
CISC Complex instruction
set Computer
Sistem komputer dimana instruksi
tunggal dapat menjalankan beberapa
operasi level rendah (seperti melakukan
load dari memori dan penyimpanan
memori)
CPU Central Processing
Unit
Sirkuit pemroses utama sebuah sistem
komputer yang merupakan otak
pemroses data.
Digital
Sebuah sistem yang berkenaan dengan
digit-digit disktit atau kuantitas dengan
logika 0 atau 1.
EEPROM Electrically Erasable
Programmable Read
Only Memory
Memori yang dapat dihapus dan
diprogram ulang sampai dengan 10.000
kali.
LCD Liquid Crystal
Display
Tampilan multi segmen yang serupa
dengan LED tetapi menggunakan
teknologi kristal cair untuk
menggantikan diode pemancar cahaya
ix
Istilah/Singkatan Kepanjangan Keterangan
LED Light Emitting Diode Merupakan dioda yang memancarkan
cahaya jika diberikan bias maju yang
cukup
Memori Sebuah perangkat penyimpanan yang
mampu menahan data yang bisa dibaca
oleh sejumlah device lain
Mikroprosesor Suatu unit pemrosesan yang dibuat diatas
chip sirkuit tunggal yang dapat
melakukan beberapa fungsi termasuk
interpretasi dan eksekusi instruksi-
instruksi program.
Port I/O Sirkuit yang berfungsi sebagai tempat
transfer data antara CPU dan piranti I/O
RAM Random Access
Memory
Sirkuit memori yang dapat dibaca
maupun ditulis
Register Sebuah sirkuit CPU untuk penyimpanan
informasi
RISC Reduced instruction
set compiler
Sebuah desain CPU yang didasarkan
pada waasasan instruksi yang
disederhanakan (sebagai lawan
kompleks) yang dapat memberikan
kinerja yang lebih tinggi dengan satu
siklus clock per siklus instruksi
ROM Read Only Memory Sirkuit memori yang hanya dapat dibaca
SIRC Sony Infrared
Remote Control
Alat kendali sebuah remote dengan
menggunakan SIRC protocol
USART Universal
Synchcronous
Asynchcronous
Receiver Transmitter
Jenis pemancar dan penerima sinkron
maupun asinkron yang merupakan
bagian dari perangkat keras computer
yang menerjemahkan data antara bentuk
parallel dan serial
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A : Data Sheet ARDUINO UNO ......................................................... A-1
Data Sheet HC-SR04 .................................................................... A-2
Data Sheet LCD ............................................................................. A-3
Data Sheet LED ............................................................................. A-4
Data Sheet Buzzer .......................................................................... A-5
Lampiran B : Source Program Keseluruhan ......................................................... B-1
Layout PCB .................................................................................... B-2
xi
ABSTRAK
Bagi pengguna mobil, kegiatan parkir adalah hal yang rutin dilakukan. Namun
seiring perkembangan ekonomi, banyaknya jumlah kendaraan bermotor membuat lahan
parkir menjadi semakin sempit. Hal tersebut sering kali membuat pengemudi mobil
mengalami kesulitan untuk memarkir mobil. Akibatnya, tidak sedikit pengguna mobil
mengalami gesekan dengan benda atau kendaraan lain di sekitar area parkir. Penyebabnya
adalah pengemudi tidak mengetahui kondisi di belakang kendaraan karena keterbatasan
pandangan. Atas dasar masalah tersebut penelitian pada Tugas Akhir ini dilakukan untuk
membantu pengemudi agar dapat memarkir mobil secara aman walaupun pada lokasi
sempit. Sensor jarak ultrasonic tipe HC-SR04 dapat difungsikan untuk mengukur jarak
suatu benda dengan objek lain disekitarnya. Sensor ini dapat mengukur jarak hingga radius
2 cm sampai 450 cm. Dengan menggunakan Arduino UNO dapat memaksimalkan fungsi
dari Sensor HC-SR04 sebagai alat bantu parkir mobil. Arduino UNO digunakan sebagai
otak dari program alat bantu parkir mobil pada Tugas Akhir ini. Penggunaan LCD dapat
ditambahkan sebagai output tampilan jarak hasil pengukuran sensor HC-SR04. Selain itu,
dengan menambahkan komponen LED dan Buzzer sebagai kombinasi fungsi alarm dapat
memberi peringatan bagi pengemudi mobil pada saat jarak parkir terlalu dekat dengan
benda lain di sekitarnya. LED dan Buzzer adalah komponen elektronika yang digunakan
sebagai output. LED dapat mengasilkan cahaya sedangkan buzzer dapat mengasilkan
suara. Sehingga diharapkan dari pengukuran jarak oleh sensor HC-SR04 yang kemudian
diproses oleh Arduino UNO dapat menghasilkan tampilan jarak pada LCD dan
mengaktifkan fungsi alarm dari LED dan Buzzer.
Kata Kunci : Sensor HC-SR04, Arduino UNO, LCD, LED, Buzzer, Sistem keamanan
parkir.
xii
ABSTRACT
For car users, parking activity is a routine activity. But along with the economic
development, making the number of vehicles become more and more are made into a
narrow parking area. This makes the car driver had difficulty to park the car. As a result,
many car users experiencing friction with another object or vehicle around the parking
area. The cause is the driver not knowing the condition of the vehicle behind because of
limited sight. On the basis of these issues in this final project conducted to assist the driver
in order to park the car safely even on a narrow site. The ultrasonic distance sensor type
HC-SR04 can be used to measure the distance of an object with other objects around it.
This sensor can measure the distance to a radius of 2cm to 450cm. By using Arduino UNO
can maximize the function of the sensor HC-SR04 as a tool parking. Arduino UNO is used
as the brain of the car parking tools in this final project. The use of the LCD can be added
as an output display of measurement results using the distance sensor HC-SR04. In
addition, by adding components as the combination LED and Buzzer alarm function can be
a warning to the driver of the car at the distance of parking too close to other objects in
the vicinity. LED and Buzzer is an electronic component that is used as an output. LED
can be producing light while the buzzer can be produce the sound. So expect of distance
measurement by sensor HC-SR04 which is then processed by an Arduino UNO can be
produce distances on the LCD display and activate the alarm function of the LED and
Buzzer.
Keywords : Sensor HC-SR04, Arduino UNO, LCD, LED, Buzzer, Parking tools system.