BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.4 Modul Bluetooth HC-05
Bluetooth adalah sebuah teknologi nirkabel dengan menggunakan media gelombang radio yang bekerja pada frekuensi 2.4 GHz. Buetooth menggunakan sistem Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) yang mempunyai kecepatanmaksimum 1 Mbps. Bluetooth terbagi menjadi 2 kelas yaitu kelas 1 yang mempunyai jangkauan maksimum kurang lebih100 m dan kelas 2 mempunyai jangkauan maksimum 15 m. Pada jangkauan maksimum yang tidak terlalu luas, bluetooth kemudian dipromosikan dalam personal area netrwork (PAN)[7] . Module Bluetooth adalah suatu perangkat yang berfungsi sebagai media penghubung antara smartphoneAndroid dengan mikrokontroller yang sudah tertanam modul Bluetoothtersebut. Modul bluetoothseri HC memiliki banyak jenis atau varian, yang secara garis besar terbagi menjadi dua yaitu jenis „industrial series‟yaitu HC-03 dan HC-04 serta „civil series‟ yaitu HC-05 dan HC-06. Modul Bluetoothserial,yang selanjutnya disebut dengan modul BT saja digunakan untuk mengirimkan data serial TTL via bluetooth. Modul BT ini terdiri dari dua jenis yaitu Master dan Slave.Modul Bluetooth HC-05 merupakan modul Bluetooth yang banyak digunakan dalam system mikrokontroler. Disamping mudah digunakan , modul ini juga memiliki harga yang cukup murah. Dalam pembuatan alat ini bluetoth digunakan untuk mengirim data dari alat ke android. Modul ini menjadi penting dikarenakan menjadi bahan utama untuk melakukan komunikasi alat denga perangkat android. Dalam penggunaannya , modul ini harus di lakukan pemasangan terlebih dahulu dengan android untuk kemudian komunikasi dapat dilakukan. Modul ini dapat dilihat pada gamabar 2.4.
Gambar 2.9 HC-05 Bluetooth module
BAB 3
PERANCANGAN ALAT
3.1 Diagram Blok Rangkaian
Diagram blok memrupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan cara kerja dari suatu system. Dengan diagram blok kita dapat menganalisa cara kerja rangkaian dan merancang hardware yang akan dibuat secara umum. Sistem yang digunakan pada rancangan alat ini dapat dilihat pada gambar 3.1
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Berikut deskripsi fungsi setiap blok :
1 Blok Sensor Ultrasonik : sensor ultrasonik akan mendeteksi input yang
menghalangi sensor ultrasonik,dan output sensor akan masuk ke mikrokontroler.
2. Blok Mikrokontroler : mikrokontroler akan mengolah output sensor
ultrasonik tersebut dan mikrokontroller mengirim data tersebut ke Bluetooth HC 05.
3. Blok Bluetooth HC 05 : data yang dikirm mikrokontroller akan dikoneksikan melalui bluetooth hc 05 ke hp(android) .
4. Blok HP(Android) : hp(Android) akmengeluarkan sinyal berupa suara yang terkoneksi antara Bluetooth hc 05 dan android.
5. Blok Catu Daya : catu daya sebagai sumber arus untuk menjalankan alat tersebut.
3.2 Perancangan Rangkaian Elektronik
Dalam pembuatan alat secara keseluruhan, sebelumnya akan dirancang beberapa rangkaian yang dapat terkoneksi dengan mikrokontroler sebagai otak dari sistem ini agar sistem dapat berjalan dengan efisien, yaitu sensor ultrasonik, catu daya,lcd,modul bluetooth hc 05.
3.2.1 Rangkaian Sensor Ultrasonik
Rangkaian sensor ultrasonic terdiri atas rangkaian pemancar dan rangkaian penerima. Rangkaian pemancar akan mengubah gelombang listrik menjadi gelombang suara ultrasonic kemudian pada bagian penerima sinyal suara ultrasonic tadi akan diubah kembali kedalam sinyal listrik. Kemudian akan dilakukan kalkulasi hasil panjang gelombang dengan waktu tempuh untuk mendapatkan nilai jarak sensor dari titik pantul. Rangkaian sensor ultrasonic dapat dilihat pada gambar 3.2
Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Ultrasonic
3.2.2 Display LCD
LCD yang digunakan adalah LCD karakter 16x2, mampu menampilkan angka, huruf, dan symbol sebanyak 2 baris dan setiap mampu menampilkan 16 karakter. Dan TRIM digunkan sebagai pengatur kecerahan backlight LCD. Pin RS,RW,E,D4,D5,D6, dan D7 terhubung langsung ke Mikrokontroler
Gambar 3.3 Rangkaian LCD
3.2.3 Perangkaian Catu Daya
Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan keseluruh rangkaian yang ada. Rangkaian Catu daya (Power Supply Adaptor) ini terdiri dari satu keluaran, yaitu 5 volt. Keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke rangkaian mikrokontroller AVR Atmega 328P ,sensor kelembaban dan LCD.Rangkaian catu daya ditunjukkan pada gambar 3.2 berikutini:
Gambar 3.4 Rangkaian Catu Daya
3.3 Proses Perancangan Alat
Tahap terpenting dalam pembuatan suatu alat adalah perancangan.Hal- hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan suatu alat meliputi prinsip kerja rangkaian, spesifikasi komponen yang terdapat pada rangkaian sehingga tidak terjadi kerusakan pada saat pemasangan komopnen.Tujuan perancangan adalah untuk memudahkan dalam pembuatan suatu alat serta mendapatkan suatu alat yang baik seperti yang diharapkan dengan memperhatikan penggunaan komponen dengan harga ekonomis serta mudah didapat dipasaran. Selain itu, itu perancangan juga bertujuan untuk membuat solusi dari suatu permasalahan dengan penggabungan prinsip- prinsip elektronik dan mekanik, serta dengan literatur dengan produk yang ada. Faktor keberhasilan dalam perancangan alat“Ikat Pinggang Pendeteksi Halangan dan Penuntun Arah Berbasis Android” yaitu:
a) Proses Pengerjaan
1. Proses pembuatan krontruksi alat
- Memilih bahan ikat pinggang yang berkualiatas tinggi dan nyaman dipakai.
- Pembuatan casing ikat pinggang sesuai desain.
- Pemasangan 3 sensor yang dihubungkan ke port B rangakain,
- Pemasangan modul Bluetooth HC-05 dan menghubungkannya ke Port bluetooth
rangkain.
- Pemasangan potensiometer - Pemasangan baterai 9V - Pemasang saklar.
- Pemasangan LCD.
2. Proses Pemograman mikrokontroller dengan pembacaan sensor yang berjarak dari0- 30 cm.
b)Optimalisasi Rancangan
Untuk mendapatkan optimalisasi dalam pelaksanaan pembuatan rancangan ikat pinggang tersebut, perlu diperhatikan diantaranya :
1. Jarak maksimal pembacaan sensor ultrasonik adalah antara range 0-30 cm.
2. Kalibrasi sensor ultrasonik harus akurat.
3. Pengambilan data sensor ultrasonik harus efektif dan efisien.
4. Pemakaian sabuk harus diluar sehingga tidak terhalang oleh pakaian.
Adapun kelebihan dan kekurangan dalam alat tersebut aalah:
1. Kelebihan : kelebihan dari alat tersebut adalah tunanetra bisa mendengarkan informasi melalui suara yang langsung dari Hp.
2. Kekurangan : kekurangan dari alat tersebut adalah baterai akan cepat habis apabila menyala terus menerus dan koneksi Bluetooth hanya dapat terkoneski dgn jarak 0-18 m,dijarak 19 m koneksi Bluetooth akan eror dan tidak dapat tersambung lagi.
3.4 Flow Chart Sistem
T
Y
Gambar 3.5 Flowchart Sistem
Dapat diketahui pada gambar diagram alir pengolahan data ultrasonik pada arduino uno. Pada jarak <30 cm, maka arduino mengirimkan sinyal ke smartphone android untuk mengeluarkan suara peringatan“awas”
mulai
Inisialisasi sensor ultrasonikk
baca data ultrasonikk
data ultrasonik
˂30 cm
kirim perintah ke smartphone
android
stop
3.5 Rangkaian Keseluruhan
Prinsip kerja rangkaian ini adalah dengan melakukan kalkulasi nilai masukan dari inputan berupa panajang gelombang dan perioda gelombang. Yang dimana kedua hal ini akan di hasilkan jarak tempuh lintasan gelombang yang dikonversi menjadi jarak sensor ke titik pantul. Sehingga dengan demikian akan diketahui jarak halangan di hadapan sensor. Kemudian hasilpembacaan akan dikirimkan melalui modul Bluetooth ke android.
Gambar 3.6 Rangkaian keseluruhan
BAB 4
PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM
4.1. Implementasi Sistem
Sistem ikat pinggang elektronik sebagai alat bantu tunanetra yang dibuat ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu :
a. Ikat pinggang elektronik yang telah terintegrasi dengan mikrokontoller ArduinoUno dengan sensor ultrasonic dan modul bluetooh HC-05.
b. Smartphone Android nantinya yang akan menerima data dari sensor ultrasonik melalui bluetooth dan akan diolah menjadi suara. Dan juga Berperan dalam penginformasianlingkungan lokasi tunanetra berada.
Gambar 4.1 Hardware Kepala Ikat Pinggang Elektronik
Tiga unit sensor ultrasonik yang terhubung dengan mikrokontroler Arduino Uno berguna untuk mendeteksi halangan yang ada di depan tunanetra dan halangan dari sebelah kiri tunanetra dan halangan dari kanan tunanetra. Smartphone android berperan penting dalam penginformasian ke tunanetra dengan mengeluarkan suara.
Suara yang akan dikeluarkan yaitu peringatan terhadap halangan yang ada di depan,disebelah kiri dan disebelah kanan tunanetra. Selain itu android juga berfungsi sebagai media informasi untuk memberi petunjuk arah kemana tunanetra tersebut akan berjalan melalui suara yang dikeluarkan oleh smartphone tersebut.
4.2. Pengujian Sensor Ultrasonik HC-SR04
Dalam pengujian ini dilakukan pembacaan jarak oleh sensor ultrasonik yang dipasang pada ikat pinggang elektronik dengan membandingkan jarak sebenarnya yang diukur menggunakan penggaris atau mistar. Dari hasil pengujian dapat dianalisa perbedaan hasil pembacaan jarak dengan sensor ultrasonik dengan menggunakan mistar karena oleh adanya noise. Noise dapat berupa gangguan gelombang dari luar yang mempunyai interferensi gelombang dengan frekuensi yang sama, daya pantul objek dan lain-lain sehingga mempengaruhi selisih waktu pemancaran dan penerimaan pantulan gelombang. Langkah selanjutnya ialah dengan memasukkan program dibawah ini kemudian hasil output sensor ultrasonik akan di baca oleh mikrokontroller dan data dibaca melalui monitoring port pada laptop.
Berikut adalah program yang di upload pada mikrokontroller.
void setup () {
Serial.begin(9600);
}
void loop () {
int sensorValue = analogRead(A0);
Serial.println(sensorValue);
delay(1);
}
Gambar 4.2 Program sensor ultrasonik yang diberikan pada mikrokontroller
Pada layar akan tampil hasil pembacaan seperti berikut :
Gambar 4.3 Hasil Monitoring Sensor pada port COM 3
Apabila jarak berubah maka pembacaan sensor akan berubah pula. Kemudian data ini akan dicatat dan dibandingkan dengan data dari alat pembanding atau perhitungan secara matematis. Berikut data sensor dengan data perhitungan Jarak pada sensor.
NO
PEMBACAAN (CM) RALAT RALAT
SENSOR JARAK (%)
1 2 cm 2 cm 0 0
2 4 cm 4 cm 1 25
3 6 cm 6 cm 1 16,6
4 8 cm 8 cm 1 14,5
5 10 cm 10 cm 1 10
Tabel 4.1 Hasil Pembacaan Sensor
4.3 Pengujian dan Analisa Modul Bluetooth HC-05
Pengujian modul Bluetooth HC-05 dilakukan dengan menghubungkan smartphone android sebagai slaver. Pengujian ini menggukan software android Bluetooth Terminal yang berfungsi untuk menampilkan hasil pengolahan data yang dibaca sensor ultrasonik.Pengujian modul bluetooth HC 05 ini menjadikan jarak sebagai acuan pengujian. Dari hasil pengujian koneksi bluetooth dapat dianalisa pada jarak 19 meter bluetooth tidak terkoneksi dikarenakan bluetooth adalah media transmisi gelombang namun tidak mengedalikannya atau uniguided. Media transmisi unguided mempunyai beberapa faktor yang salah satunya jarak tempuh.Jadi pada jarak 19 meter merupakan batas jarak tempuh modul bluetooth HC-05.Berikut data pengujian modul bluetooth:
Pengujian mikrokontroler dapat dilakukan dengan membuat rangkaian seperti gambar 4.1 lalu menghubungkan rangkaian ke komputer via USB dan memasukan program awal seperti berikut :
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);
}
Gambar 4.4 Program Mikrokontroller
Gambar 4.5 Rangkaian pengujian Mikrokontroler ATMega 328P
Hasil yang di tampilkan pada pengujian rangkaian diatas Led akan menyala secara periodik setiap 1 detik.
4.5 Pengujian LCD
Pengujian LCD dilakukan dengan memasukkan program kedalam mikrokontroler sebagai berikut :
#include <LiquidCrystal.h>
const int rs = 12, en = 11, d4 = 5, d5 = 4, d6 = 3, d7 = 2;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
void setup() { lcd.begin(16, 2);
lcd.print("hello, world!");
}
void loop() { lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(millis() / 1000);
}
Gambar 4.6 Program LCD yang diberikan pada Mikrokontroller Hasil yang di tampilkan pada layar LCD adalah sebagai berikut :
Gambar 4.7 Hasil Pengujian LCD display 4.6 Pengujian Rangkaian Keseluruhan
Pengujian rangkaian keseleruhan dilakukan dengan memasukkan program kedalam mikrokontroler sebagai berikut.
#define trigPin l 13
//initialize the library by associating any needed LCD interface pin
//with the arduino pin number it is connected to Const int rs = 7, en = 6, d4 =5, d5 = 4, d6 = 3, d7 = 2;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
Void setup() {
//Print a message to the LCD.
lcd.print(“Pengukur Jarak”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“benda”);
digitalWrite(trigPin1, LOW); // Added this line delayMicroseconds(2); // Added this line
Serial.println(“BERHENTI!!”);
{
if (distance>30&&distance2<30&&distance3<30)
Setelah alat dikalibrasi dan dilakukan pengujian ulang maka didapat hasil pengujian sebagai berikut :
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Seluruh rangkaian
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari perancangan dan pengujian alat dapat disimpulkan hal hal sebagai berikut :
1. Sensor ultrasonik berfungsi dengan baik dalam membaca kecepatan putaran roda.
2. Sensor ultrasonic mampu membaca kecepatan dengan error maksimum 10%.
3. Koneksi bluetooth menggunakan modul bluetooth HC-05 mempunyai jarak maksimal koneksi 18 meter dan tidak mempunyai delay pengiriman data atau realtime.
4. Harga perancangan alat relatif lebih murah dibanding dengan operasi mata yang tidak ada jaminan berhasil.
5.2 Saran
Untuk Pengembangan selanjutnya perlu diperhatikan hal – hal sebagai berikut :
1. Sebaiknya dalam kalibrasi dapat dilakukan dengan alat pembanding yang lebih akurat sehingga hasil sensor dapat dikatakan atau di jamin pembacaan data sebenarnya.
2. Pada sistem ikat pingggang elektronik menggunakan baterai yang efisien dalam segi ukuran dan daya seperti baterai kotak.
3. Sebaiknya ikat pinggang menggunakan model yang simpel dan efesien
DAFTAR PUSTAKA
Atmel.ATmega328/P.microchip,November 2016 [online].Tersedia:
http://w.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-42735-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega328-328P_Summary.pdf w1
Budiharto,Widodo.2005.Panduan Lengkap Belajar Mikrokontroler, Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler.Jakarta: PT Elex Media Komputindo.
Digi-ware. 2009. PING)))™ Ultrasonic Range Finder. Surabaya.
http://digi-ware.com
Nurcahyo,Sidik. 2012. Aplikasi dan teknik pemrograman mikrokontrolerAVR Atmel.
Yogyakarta:Andi.
Priyambodo,Adityo.2010.Uji Coba Menggunakan bluetooth.Jakarta:UI.
Sumardi.2013.MIKROKONTROLER belajar AVR mulai dari nol.Edisi pertama Yogyakarta: Graha Ilmu..
Suprianto, Dodit. 2012. Pemrograman Aplikasi Android.Jakarta:Mediakom.
Suyadhi, Taufik Dwi Septian.2010.Buku Pintar Robotika, Bagaimana merancang dan membuat robot sendiri.Yogyakarta: Andi.
www.mcuoneclipse.com. 2013. Using thehc06 bluetooth module.
http://mcuoneclipse.com/2013/06/19/using-the-hc-06-bluetooth-module/.