Rancang Bangun Alat Penuntun Arah Untuk Peyandang Tuna Netra Dengan Output Suara Berbasis Mikrokontroler

1. Nama : Dede Samsudin

2. Tempat/tgl. Lahir : Garut/28 Desember 1992

3. Agama : Islam

4. Kewarganegaraan : Indonesia

5. Status Perkawinan : Belum Menikah

6. Alamat : Cihanjaro Rt.03 Rw.03

Desa. Bunisari Kec.Malangbong Kabupaten garut

7. No. Telepon : 085722677211

8. e-mail : samsudindede17@yahoo.com

9. Pendidikan :

- SDN V CITERAS Lulus tahun 2004

1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indera penglihatan adalah salah satu sumber informasi yang vital bagi manusia. Tidak berlebih apabila dikemukakan bahwa sebagian besar informasi yang diperoleh oleh manusia berasal dari indera penglihatan, sedangkan selebihnya berasal dari panca indera yang lain. Sebagai konsekuensinya, bila seseorang mengalami gangguan pada indera penglihatan, maka kemampuan aktifitas akan sangat terbatas, karena informasi yang diperoleh akan jauh berkurang dibandingkan mereka yang penglihatannya normal.

Dengan mata manusia dapat melihat dan bias mengetahui kondisi disekitarnya, membedakan suatu objek baik itu ukuran bentuk, warna dan sebagainya. Dengan kemajuan dibidang teknologi maka dapat dibuat suatu alat yang menggunakan gelombang ultrasonic untuk mendeteksi keberadaan suatu objek. Gelombang ultrasonic ini akan dipancarkan dan sinyal yang mengenai suatu objek sebagian akan dipantulkan kembali. Sinyal pantul akan diterima oleh suatu penerima untuk kemudian diolah oleh mikrokontroler. Mikrokontroler tersebut akan mengolahnya, sehingga dapat menghasilkan suatu informasi tentang keberadaan objek tersebut sekaligus mengukur jarak antara objek dengan alat.

barang-kebingungan melakukan aktifitasnya di dalam ruangan, dan juga penyandang tuna netra akan kerepotan ketika sedang membawa barang yang ukurannya lebih besar dengan kata lain tidak bias dibawa oleh satu tangan karena tangan yang satunya memegang tongkat sehingga memerlukan bantuan dari orang lain, selain itu kode informasi yang diberikan oleh tongkat masih menggunakan suara buzzer, yaitu ketika ada hambatan buzzer itu berbunyi tapi masalahnya penyandang tuna netra tidak tahu harus berbelok kearah mana untuk menghindari hambatan tersebut.

Dari permasalahan tersebut perlu dibuat suatu alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra yang mampu mendeteksi sebuah hambatan tanpa menggunakan sebuah tongkat dan dapat memberikan solusi ke arah mana penyandang tuna netra harus berbelok dengan menggunakan media suara sebagai sumber informasinya sehingga alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra lebih efisien untuk digunakan.

1.2 Identifikasi Masalah

Dari latar belakang yang telah dicantumkan di atas ada beberapa masalah yang teridentifikasi, yaitu sebagai berikut.

1. Pada alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra yang sudah ada masih menggunakan media tongkat sehingga kurang efisien dalam melakukan aktivitas.

mana untuk menghindari hambatan tersebut.

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan yang teridentifikasi di atas, maka didapat rumusan masalah pada tugas akhir ini yaitu sebagai berikut.

a. Bagaimana merancang sebuah system penuntun arah agar dapat memudahkan penyandang tuna netra ?

b. Bagaimana sebuah system penuntun arah dapat mendeteksi suatu objek dengan menggunakan sensor ultrasonik ?

c. Bagaimana cara menginformasikan suatu system penuntun arah dan posisi pada penyandang tuna netra melalui suara ?

1.4 Tujuan

Sebagai salah satu alternative untuk menyelesaikan masalah-masalah yang dijelaskan dalam bagian rumusan masalah, maka tugas akhir ini memiliki tujuan-tujuan sebagai berikut.

a. Merancang sebuah sistem yang mampu mendeteksi hambatan atau objek. b. Merancang sebuah sistem yang bias membaca/mendeteksi inputan dari ketiga

sensor yaitu kiri, kanan dan depan sehingga mampu memberikan solusi ke arah mana penyandang tuna netra harus berbelok.

yang akan dikeluarkan melalui speaker.

1.5 Batasan Masalah

Beberapa batasan masalah, pembahasan dibatasi dalam beberapa hal, yaitu sebagai berikut.

a. Alat ini hanya dapat mendeteksi suatu objek dengan jarak maksimal sekitar 400cm.

b. Alat ini hanya digunakan pada permukaan jalan yang rata atau datar saja. c. Alat ini hanya digunakan di dalam ruangan saja.

d. Jika di sekitar tidak ada hambatan maka perintah selanjutnya adalah lurus atau maju.

e. Ketinggian benda yang dideteksi oleh sensor tergantung pada penempatan sensor pada bagian tubuh.

1.6 Kegunaan Penelitian

Jika mencapai tujuan, maka penelitian ini diharapkan memiliki kegunaan sebagai berikut.

a. Umtuk membantu penyandang tuna netra dalam melakukan aktifitas, sehingga penyandang tuna netra akan lebih leluasa dalam melakukan sebuah pekerjaan.

secara jarak jauh dengan memanfaatkan sebuah sensor ultrasonic sebagai komponen pendeteksinya.

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini disusun untuk memberikan gambaran umum tentang alat dan sistem yang akan dibangun. Sehingga sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut.

BAB I PENDAHULUAN

Mengungkapkan tentang latar belakang masalah, merumuskan permasalahan yang dihadapi, menentukan tujuan dari pembuatan alat tersebut, yang kemudian diikuti dengan pembatasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan laporan tugas akhir.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Menguraikan dasar-dasar dan prinsip-prinsip teori yang mendukung dan yang sangat penting dalam perancangan alat serta pembahasan masalah.

BAB III PEMILIHAN KOMPONEN DAN PERANCANGAN ALAT

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Membahas tentang hasil pengujian system baik secara perangkat kerasnya (hardware) ataupun secara perangkat lunaknya (software) serta tentang pengambilan data, perhitungan, dan analisis data hasil percobaan.

BAB V PENUTUP

7

Bab ini berisi tentang teori mengenai permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini secara garis besar dimulai dari teori alat penuntun arah pada penyandang tunanetra sebelumnya, mikrokontroler ATMega-328, sensor ultrasonik SR-04,sensor kompas HMC5883L, IC suara, penguat audio, speaker, sampai dengan perangkat lunak (software) bahasa C sebagai pemrograman.

2.1 Alat Penuntun Arah pada Penyandang Tuna Netra Sebelumnya Pada umumnya penyandang tuna netra menggunakan media tongkat untuk mengetahui jarak yang ada disekitarnya, tongkat biasanya digunakan jika berjalan diluar ruangan, tetapi jika didalam ruangan tongkat tidak dipakai karena takut merusak barang-barang pecah belah, sehingga hanya sebagian kecil saja porsi informasi yang dapat dipahami dari lingkungan dimana tuna netra tersebut berada, kurang efesien jika digunakan didalam ruangan. Kekurangan lain dari tongkat yaitu biasanya hanya untuk meraba benda - benda/halangan yang berada dibawah, dan halangan seperti mobil/truk sering tidak terdeteksi oleh tongkat.

tentang keberadaan objek tersebut sekaligus megukur jarak antaraobjek dengan alat.

2.2 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrolrangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya.Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori,I/O tertentu dan unit pendukung sepertiAnalog-to-Digital Converter (ADC) yangsudah terintegrasi di dalamnya.

Gambar 2.1 Bentuk Fisik ATMega328

Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :

• 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

• 32 x 8-bit register serba guna.

• Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

• 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan

2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

• Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROMtetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

• Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin ,6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.

Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur hardware, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism.Instruksi–instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program.

Tabel 2.1Fungsi Khusus Port B

Port Fungsi

PB7

XTAL2 (Chip Clock Oscillator pin 2) TOSC2 (Timer Oscillator pin 2) PCINT7 (Pin Change Interrupt 7) PB6

XTAL1 (Chip Clock Oscillator pin 1) TOSC1 (Timer Oscillator pin 1) PCINT6 (Pin Change Interrupt 6) PB5 SCK (SPI Bus Master Clock Input)

PCINT5 (Pin Change Interrupt 5) PB4 MISO (SPI Bus Master Input)

PCINT4 (Pin Change Interrupt 4)

SS (SPI Bus Master Slave Select) OC1B (Timer/Counter1 Output) PCINT2 (Pin Change Interrupt 2)

Tabel 2.3Fungsi Khusus Port D

Port Fungsi

PD7 AIN1(Analog Comparator Negative Input) PCINT23 (Pin Change Interrupt 23) PD6 AIN0(Analog Comparator Positive Input)

OC0A (Timer0 Output compare Match B) PCINT22(Pin Change Interrupt 22) PD5 T1(Timer 1 External Counter Input)

OC0B (Timer0 Output compare Match B) PCINT21 (Pin Change Interrupt 21)

PD4 XCK (USART External Clock Input/Output) T0(Timer 0 External Counter Input)

PCINT20 (Pin Change Interrupt 20) PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)

OC2B (Timer2 Output compare Match B) PCINT19 (Pin Change Interrupt 19) PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input)

PCINT18 (Pin Change Interrupt 18)

PD1 TXD (USART Output Pin)

PCINT17(Pin Change Interrupt 17)

PD0 RXD (USART Input Pin)

PCINT16 (Pin Change Interrupt 16)

2.3 Sensor Jarak Ultrasonik (SR-04)

Sensor ultrasonik SR-04 adalah sebuah sensor jarak yang terdiri darirangkaian pemancar ultrasonik atau transmitter dan rangkaian penerima ultrasonicatau receiver.Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensidiatas frekuensi gelombang suara yaitu 40khz.

Prinsip kerja dari sensor SR-04 adalah sebagai berikut :

a. Gelombang ultrasonik akan dibangkitkan dan dipancarkan melaluitransmitter secara menyebar.

b. Gelombang ultrasonik yang dipancarkan tersebut kemudian akanmerambat sebagai sinyal atau gelombang bunyi dengan kecepatan bunyi yangberkisar 340m/s. Sinyal tersebut kemudian akan dipantulkan dan akanditerima kembali oleh bagian receiver ultrasonik.

c. Setelah sinyal tersebut diterima kembali, kemudian sinyal tersebut akandiproses untuk menghitung jaraknya. Jarak dihitung berdasarkan rumus :

S = 340.t/2...(2.1) dimana S adalah jarak antara sensor ultrasonik dengan bidang pantul, dan tadalah selisih waktu antara pemancaran gelombang ultrasonik sampaiditerima kembali oleh bagian penerima ultrasonik.

Gambar 2.4Cara Kerja Sensor Ultrasonik

berada di depannya, pantulan tersebut akanditerima oleh receiver sehingga akan didapat jarak berdasarkan persamaan 2.1.

2.4 Sensor Kompas HMC5883L

Kompas merupakan salah satu alat penting dalam navigasi yang berfungsi sebagai penunjuk arah berdasarkan posisi kutub bumi.Sensor kompas HMC5883L sebuah kompas yang bekerja dengan menyelaraskan medan magnet bumi. Karena jarum kompas terbuat dari bahan besi, yang sejalan dengan ayunan pada bantalan di pusat seperti medan magnet bumi menariknya ke dalam keselarasan. Medan magnet ini berkembang di seluruh permukaan bumi sehingga dapat digunakan untuk membantu dalam menunjuk arah mata angin.

Magnetometer menggunakan medan magnet tersebut, namun tidak menarik pada jarum kecil di dalamnya. Di dalam magnetometer terdapat tiga sensor magneto - resistif pada tiga sumbu. Hal tersebut menjelaskan bahwa efek medan magnet pada sensor ini mengatur aliran arus melalui sensor dengan menerapkan skala (milli-gauss).

The Honeywell HMC5883L adalah permukaan -mount, modul multi - chip

yang dirancang untuk medan magnet rendah penginderaan dengan antarmuka digital untuk aplikasi seperti compassing dan magnetometry.HMC5883L termasuk resolusi tinggi seri HMC118X magneto-resistif sensor dan ditambah amplifikasi ASIC.

sensitivitas cross- sumbu yang sangat rendah dirancang untuk mengukur baik arah

dan besarnya medan magnet bumi, dari mili-gauss sampai 8 gauss. Sensor Magnetic Honeywell adalah salah satu sensor medan rendah paling sensitif dan

dapat diandalkan dalam industri.

Gambar 2.5 Bentuk Fisik Sensor Kompas HMC5883L

2.5 IC Suara

Alat penyimpan data informasi (information storage devices) seri IC ISD2500 adalah komponen yang dapat merekam dan memutar kembali pesan yang direkam. IC ISD2500 memiliki seri ISD2545, ISD2560, ISD2590, dan ISD25120, kode angka setelah ISD25 menentukan berapa lama waktu IC dapat menyimpan pesan dalam satuan detik, misalnya ISD2590 berarti kemampuan IC untuk merekam pesan adalah 90 detik. IC ini sudah memiliki osilator,pream untuk mic, pengatur penguatan suara otomatis (AGC), antiliasing filter, smoothing filter, dan penguat suara untuk speaker, tambahan lain dari ISD2500 dapat

Gambar 2.6 Blok Diagram ISD25XX

Salah satu kelebihan dari yang dimiliki IC ISD type 25xx adalah adanya memoriyang dapat dialamati secara langsung (addressable memory), khusus type 25xx (2560/2575/2590/25120) memiliki kapasitas memori sebesar 480 K storage cel dengan alamat 00 Hex sampai dengan 13 F hex dan dengan 600 segmen alamat

Gambar 2.7 Konfigurasi Pin IC ISD25XX

Tabel 2.4Deskripsi Pin IC ISD25XX

No. pin Nama Pin Fungsi

1-10 A0/M0 Alamat / Mode masukan

11 Aux In Auxiliary Input

13-12 VSSA, VSSD Ground

14-15 SP+/SP- Keluaran speaker

16,28 VCCA, VCCD Sumber tegangan

17 Mic Microphone

18 Mic Ref Microphone Refrence

19 AGC Automatic Gain Control

20 Ana In Analog Input

21 Ana Out Analog Output

22 OVF Over Flow 23 CE Chip Enable 24 PD Power Down 25 EOM End of message

26 Xclk Eksternal clock

2.6 Penguat Audio

Audio amplifieradalah sebuah alat yang berfungsi memperkuat sinyal audio dari sumber-sumber sinyal yang masih kecil sehingga dapat menggetarkan membran speaker dengan level tertentu sesuai kebutuhan.

Gambar 2.8Blok Diagram Audio Amplifier

Bagian-bagian Audio Amplifier :

1. Input Sinyal

Input sinyal dapat berasal dari beberapa sumber, antara lain dari CD/DVD Player, Tape, Radio AM/FM, Microphone, MP3 Player, Ipod,

2. Penguat Awal/Penguat Depan (Pre-amp)

Penguat depan berfungsi sebagai penyangga dan penyesuai level dari masing-masing sinyal input sebelum dimasukkan ke pengatur nada. Hal ini bertujuan agar saat proses pengaturan nada tidak terjadi kesalahan karena pembebanan/loading. Penguat depan harus mempunyai karakteristik penyangga/buffer dan berdesah rendah.

3. Pengatur Nada (Tone Control)

Pengatur nada bertujuan menyamakan (equalize) suara yang dihasilkan pada speaker agar sesuai dengan aslinya.Pengatur nada minimal mempunyai pengaturan untuk nada rendah dan nada tinggi.Selain itu ada juga jenis pengatur nada yang mempunyai banyak kanal pengaturan pada frekuensi tertentu yang biasa disebut dengan rangkaian equalizer.

Prinsip dasar pengaturan nada diperoleh dengan mengatur nilai R/C resonator pada rangkaian filter.

4. Penguat Akhir (Power Amplifier)

Karena kerja dari penguat akhir sangat berat maka biasanya akan timbul panas dan dibutuhkan sebuah plat pendingin untuk mencegah kerusakan komponen transistor penguat akhir karena terlalu panas.

5. Speaker

Speaker berfungsi mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara.Semakin

besar daya sebuah speaker biasanya semakin besar pula bentuk fisiknya.Secara umum speaker terbagi menjadi tiga, yaitu Woofer (bass),Squaker (middle), dan tweeter (high).Impedansi speaker antara 4 ohm, 8 ohm dan 16 ohm.

Saat ini ada juga speaker yang disebut dengan subwoofer, yaitu speaker yang mampu mereproduksi sinyal audio dengan frekuensi yang sangat rendah dibawah woofer.

6. Power Supply

Power Supply merupakan rangkaian pencatu daya untuk semua rangkaian.

Secara umum power supply mengeluarkan dua jenis output, yaitu output teregulasi dan tidak teregulasi. Output teregulasi dipakai untuk rangkaian

pengatur nada dan penguat awal, sementara rangkaian power supply tidak teregulasi dipakai untuk rangkaian power amplifier.

dihasilkannya. IC LM1875 juga unggul pada range supply voltage, dimana IC ini bisa di catu sampai ± 25 volt dengan max± 30 volt dengan distorsi THD yang sangat rendah 0,015 jadi akan menghasilkan amplifier dengan suara yang sangat jernih, bening dengan daya sekitar 20 sampai 30 watt.

Gambar 2.9Bentuk fisik IC LM1875

2.7 Speaker

Speaker atau sistem speaker merupakan sebuah transduser yang mengubah sinyal listrik ke bentuk getaran suara.Speaker adalah mesin pengubah terakhir atau kebalikan dari mikropon.Speaker membawa sinyal elektrik dan mengubahnya kembali menjadi vibrasi-vibrasi fisik untuk menghasilkan gelombang-gelombang suara.

terdapat pada headphone.Loudspeaker ini mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara sehingga dapat didengar manusia.

Secara singkat bagian yang terpenting dari loudspeakeradalah :Konus, Suspensi, Kumparan suara dan Magnet.

2.8Perangkat Lunak (Software)

Perangkat lunak yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah program Bahasa C. Pemrogramanbahasa C adalah salah satu dari sekian banyak bahasa dasar untuk pemrograman mikrokontroler, misalnya bahasa Assembly, Basic, dan lain-lain. Bahasa pemrograman Bahasa C dikenal diseluruh dunia sebagai bahasa pemrograman handal, cepat, mudah, dan tergolong ke dalam bahasa pemrograman tingkat menengah.Bahasa C banyak digunakan untuk aplikasi mikrokontroler karena kemudahan dan kompatibel terhadap mikrokontroler jenis AVR.Setiap bahasa pemrograman mempunyai standar penulisan program.Konstruksi dari program bahasa C harus mengikuti aturan sebagai berikut.

a. Preprocessor

Biasanya digunakan untuk menyertakan file header (.h) atau file library. Fileinclude berguna untuk memberitahu compiler agar membaca file yang di include- kan lebih dahulu agar mengenali definisi-definisi yang digunakan dalam program sehingga tidak dianggap error.

Cara penulisan:

#include <………….> untuk lokasi standar file yang telah disetting oleh

tools biasanya pada folder include atau forder directori complier.

File header io.h adalah file yang segala informasi/definisi tentang register-register fungsi khusus (SFR) dan bit-bit atau pin-pin mikrokontroler AVR.

b. Komentar

Komentar merupakan bagian kode program yang tidak dieksekusi saat program dijalankan.Komentar diperlukan untuk memperjelas jalannya program agar lebih mudah dimengerti.Komentar dapat dimanfaatkan untuk penuangan ide yang belum sempat diimpelementasikan.

Contoh penulisan :

// hanya satu ini sebelum enter yang dianggap komentar.

\* kata-kata yang berbeda dalam tanda garis miring dengan bintang dianggap komentar berapa pun panjangnya dan berapa pun barisnya*/. Komentar adalah bagian yang tidak dieksekusi oleh kompiler.Ini mempertegas bahwa kode program dibuat untuk dibaca dan dimengerti oleh manusia.Biasakan untuk menuliskan komentar dibagian tertentu dari program.

c. Nama

Nama digunakan untuk mengidentifikasi variabel, konstanta, tipe, fungsi dan prosedur.Penamaan memiliki aturan.

 Dalam C, nama membedakan antara huruf besar dan huruf kecil.  Nama harus dimulai dengan alfabet, tidak boleh angka, spasi atau

karakter khusus.

 Tidak boleh mengandung operator aritmatik, relasional, tanda baca dan karakter khusus.Setiap nama harus ditulis secara utuh, tidak boleh diberi spasi.Contohnya penulisan : int x, y, jumlah; // x, y dan jumlah adalah nama dari variabel intnilai(const int angka, int test){} // nilai adalah nama dari fungsi.

d. Operator

Operator adalah karakter-karakter khusus untuk memanipulasi variable.Operand adalah variabel atau konstanta yang merupakan bagian dari pernyataan.

 == adalah logika sama dengan.  != adalah logika tidak sama dengan.  <adalah logika lebih kecil.

 >= adalah logika lebih besar sama dengan.  ! adalah logika not.

 && adalah logika AND.  || adalah logika OR.

Manipulasi Bit :

 ~ adalah mengkomplementkan.  & adalah mengANDkan.  | adalah mengORkan.  ^ adalah mengXORkan.  <<adalah shift left.  >>adalah shift right.

e. Kontrol Aliran Program

Untuk mencerdaskan sebuah program, maka diperlukan algoritma dimana terdiri dari berbagai pengendalian aliran program.

 If (...){…}

Digunakan untuk mengecek satu kondisi satu blok jawaban.  If (…) {…} else {…}

Digunakan untuk mengecek satu kondisi dua blok jawaban.  If (…) {…} else if (…) {…} else {…}

Digunakan untuk perulangan/looping/iterasi jika kondisi yang diuji bernilai benar.

 Do {…} while (…)

Digunakan untuk perulangan/looping/iterasi jika kondisi yang diuji bernilai benar. Perbedaanya dengan while tanpa do adalah blok di eksekusi terlebih dahulu baru diuji, hal ini dapat terjadi kemungkinan yang diuji salah namun blok tetap di eksekusi.

 For (… ; … ; … ;…) {…}

26

Pada perancangan suatu perangkat elektronik, pemilihan komponen sangat penting untuk dilakukan karena berdampak langsung pada tingkat efisiensi dan efektifitas perangkat yang dibuat. Beberapa hal yang perlu diperhatikan di antaranya adalah ukuran dimensi komponen, keakuratan komponen pada saat bekerja, kualitas komponen, serta pengeluaran biaya untuk komponen tersebut.

Selain pemilihan komponen, perancangan dan realisasi sistem merupakan bagian yang terpenting dari seluruh pembuatan tugas akhir ini. Perancangan yang baik dan dilakukan secara sistematik akan memberikan kemudahan dalam proses pembuatan alat serta mempermudah dalam proses analisis dari alat yang dibuat. Pada bab ini akan dijelaskan tentang perancangan sistem baik hardware maupun software beserta alasan pemilihan komponen yang digunakan.

3.1 Blok Diagram Sistem

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem

3.2 Perancangan Sistem

Perancangan sistem alat ini secara umum terdapat tiga bagian utama yaitu bagian masukan (input), proses (process), dan keluaran (output) seperti pada Gambar 3.1. Dimana setiap bagian dari sistem mempunyai fungsi masing-masing yang saling berkaitan dalam sistem alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra ini.

pada mikrokontroler, setelah itu mikrokontroler akan mengaktifkan data suara untuk posisi yang ada pada penyimpanan data suara yang selanjutnya suara tersebut akan dikeluarkan melalui speaker sehingga penyandang tuna netra akan mengetahui bahwa sedang menghadap ke arah mana. Berikut ini adalah uraian singkat fungsi dari masing-masing bagian utama blok diagram sistem alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra dengan output suara berbasis mikrokontroler.

3.2.1 Masukan (input)

Pada bagian masukan (input) terdapat beberapa perangkat yang berfungsi untuk memberikan masukan pada bagian proses sesuai dengan fungsinya. Masukan (input) dari sistem ini terdiri dari sensor ultrasonik, dan sensor kompas.

a. Sensor Ultrasonik

Sensor ultrasonik adalah jenis sensor jarak yang dapat bekerja dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik untuk mendeteksi suatu hambatan yang kemudian hasilnya akan dipantulkan pada bagian proses yaitu mikrokontroler.

b. Sensor Kompas

3.2.2 Pemroses (Process)

Perangkat utama untuk mengontrol sistem alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra dengan output suara ini, menggunakan mikrokontroler. Dimana mikrokontroler akan memproses masukan dari sensor ultrasonik dan sensor kompas yang kemudian akan memberikan perintah pada bagian output dan akan mengaktifkan bagian penyimpanan data suara yang nantinya akan dikeluarkan melalui speaker yang telah dikuatkan oleh penguatan audio.

3.2.3 Keluaran (Output)

Bagian keluaran atau output adalah bagian yang merupakan hasil eksekusi perangkat dan bertindak sebagai hasil dari kinerja perangkat sesuai dengan keinginan perancang. Pada bagian keluaran ini terdapat beberapa blok, yaitu bagian penyimpanan data suara, penguat audio, dan speaker.

a. Penyimpanan Data Suara

Bagian penyimpanan data suara ini berfungsi untuk menyimpan informasi berupa suara yang nantinya akan di keluarkan melalui speaker. Di dalam data suara ini terdapat dua informasi yang disimpan yaitu data suara untuk menentukan arah dan data suara untuk menentukan posisi. Kedua data suara tersebut akan diaktifkan oleh mikrokontroler yang berfungsi sebagai proses.

b. Penguat Audio

c. Speaker

Speaker ini berfungsi untuk menyampaikan informasi berupa suara yang

telah diproses kepada penyandang tuna netra.

3.3 Pemilihan Komponen

Latar belakang perbandingan dan pemilihan jenis komponen yang diuraikan pada bab ini dilakukan dengan cara membandingkan komponen-komponen yang digunakan pada alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra yang sudah ada sebelumnya dengan beberapa komponen dari jenis yang sama namun berbeda dari sisi spesifikasinya dan harga yang pada dasarnya mempengaruhi kinerja dari komponen tersebut.

3.3.1 Pemilihan Jenis Sensor Jarak

Pada perancangan alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra ini menggunakan sensor ultrasonik yang berfungsi sebagai sensor jarak untuk mendeteksi adanya benda atau tidak. Mengenai perbandingan sensor ultrasonik dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut.

Tabel 3.1 Perbandingan Jenis Sensor Jarak

Spesifikasi Indikator Sensor Tidak ada Tidak ada Ada

Frekuensi Brust - 40kHz 40kHz

Harga Rp 220.000 Rp 40.000 Rp 350.000

cukup besar pada jarak dan harga dari masing-masing sensor. Berdasarkan perbandingan sensor tersebut, sensor SR-04 lebih cocok digunakan dalam perancangan tugas akhir ini karena sensor SR-04 dapat mengukur dari 5 cm hingga 400 cm dan cukup untuk perancangan tugas akhir ini juga dilihat dari harga yang relatif lebih murah dibandingkan sensor PINK dan GP2YOA02YK.

3.3.2 Pemilihan Jenis Sensor Kompas

Kompas adalah jenis sensor yang dapat menunjukkan arah mata angin yang bekerja dengan menyelaraskan medan magnet bumi.

Tabel 3.2 Perbandingan Kompas HMC5883L, HM55B dan CMPS03

Berdasarkan Tabel 3.2 di atas, Jenis sensor kompas yang digunakan pada perancangan alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra ini, yaitu sensor kompas HMC5883L. Sensor kompas HMC5883L disebut juga kompas digital karena menggunakan komponen utama berupa IC HMC5883 yang merupakan IC kompas digital 3 axis yang memiliki interface berupa 2 pin 12C. Juga terdapat perbedaan yang tidak terlalu jauh dilihat dari tegangan dan resolusi, sensor kompas HMC5883L lebih cocok digunakan karena mempunyai bit yang cukup untuk perancangan alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra yang akan dibuat dan harganya lebih terjangkau.

Spesifikasi Jenis Sensor Kompas

HMC5883L HM55B CMPS03

Tegangan Max 5 V 3 V 5 V

Resolusi 12 bit 6 bit 16 bit

3.3.3 Pemilihan Jenis Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umumya dapat menyimpan program di dalamnya.

Tabel 3.3 Perbandingan Jenis Mikrokontroler

Spesifikasi Jenis Mikrokontroler

ATMega 328 ATMega 16 ATMega 8535

Flash 32 kb 16 kb 8 kb

RAM 2kb SRAM 1kb SRAM 512 byte SRAM

PIN 32 40 40

Harga Rp. 40.000 Rp. 40.000 Rp. 35.000

Berdasarkan Tabel 3.3 di atas, mikrokontroler yang digunakan pada alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra ini adalah mikrokontroler jenis AVR seri ATMega 328. Input-an dari sistem yang banyak memerlukan memory flash yang besar pula, ATmega 328 memiliki memory flash dan RAM yang lebih besar sehingga mempengaruhi kecepatan akses data sementara pada mikrokontroler. Dapat ditarik kesimpulan bahwa jenis mikrokontroler AVR ATMega 328 lebih cocok digunakan dalam perancangan alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra ini, karena mempunyai flash dan RAM yang lebih besar.

3.3.4 Pemilihan Jenis IC Suara

Tabel 3.4 Perbandingan Jenis IC ISD25120, ISD2590, dan ISD2560

Berdasarkan Tabel 3.4 perbandingan jenis IC ISD25120, IC ISD2590, dan IC ISD2560 tidak terlalu jauh dilihat dari perbandingan bit rate dan harga. IC ISD25xx yang digunakan adalah ISD25120 karena kode angka setelah ISD25 itu menentukan berapa lama waktu IC dapat merekam dalam satuan detik, yang berarti kemampuan ISD25120 untuk merekam suatu informasi itu lebih lama dibandingkan dengan IC ISD2590, dan IC ISD2560 yaitu selama 120 detik.

3.3.5 Pemilihan Jenis Baterai

Baterai adalah perangkat yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Pada baterai terdapat dua kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif.

Tabel 3.5 Perbandingan Baterai Lipo dan Power Bank

3.4 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

Dalam proses perancangan perangkat keras (hardware) pada alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra ini, dilakukan perancangan sistem kontrol yang meliputi pembuatan rangkaian-rangkaian elektronik yang nantinya akan saling terintegrasi membentuk sistem kendali yang bertujuan untuk mengendalikan kerja sistem alat agar dapat bekerja secara otomatis.

3.4.1 Rangkaian Sensor Ultrasonik

Sensor jarak yang digunakan pada perancangan ini menggunakan sensor ultrasonik SR-04. Sensor ultrasonik SR-04 adalah jenis sensor yang terdiri dari pemancar ultrasonik (transmitter) dan penerima ultrasonik (receiver), sensor ultrasonik SR-04 ini juga memiliki jarak deteksi dari 3 cm hingga 400 cm. Pada bagian input menggunakan tiga sensor ultrasonik yang akan memberikan masukan pada bagian mikrokontroler yaitu sensor ultrasonik bagian depan yang masuk melalui pin 23 dan pin 24 pada port C, sensor ultrasonik bagian kiri yang masuk melalui pin 12 dan pin 13 pada port B, dan sensor ultrasonik bagian kanan yang masuk melalui pin 14 dan pin 15 pada port B IC AT Mega 328.

3.4.2 Rangkaian Sensor Kompas

Sensor kompas yang digunakan pada perancangan ini menggunakan sensor kompas HMC5883L. Sensor kompas HMC5883L sebuah kompas yang bekerja dengan menyelaraskan medan magnet bumi. Karena jarum kompas terbuat dari bahan besi, yang sejalan dengan ayunan pada bantalan di pusat seperti medan magnet bumi menariknya ke dalam keselarasan. Medan magnet ini berkembang di seluruh permukaan bumi sehingga dapat digunakan untuk membantu dalam menunjuk arah mata angin. Sensor kompas akan memberikan masukan pada mikrokontroler melalui pin 3, pin 4 dan pin 5 yang berada pada port C IC AT Mega 328.

Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Kompas

3.4.3 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AVR Atmega 328

Gambar 3.4 Sistem Minimum Atmega 328

3.4.4 Rangkaian Penyimpanan Data Suara

Pada bagian penyimpanan data suara terdapat sebuah IC yang dapat merekam suara dan dapat memutar kembali hasil rekamannya yaitu IC ISD25120. Lamanya waktu proses perekaman suara pada IC ISD25120 ini adalah 120 detik, dapat dilihat dari code angka setelah seri 25.

Gambar 3.5 Rangkaian Penyimpanan Data Suara

Pada Gambar 3.5 keluaran atau output dari mikrokontroler masuk melalui pin 1 sampai pin 8 yang ada pada IC ISD25120, setelah itu IC ISD 25120 akan menunggu perintah untuk mengaktifkan suara yang telah disimpan pada IC ISD 25120. Suara tersebut akan dikeluarkan melalui pin 14 dan pin 15 IC ISD 25120 yang terhubung pada rangkaian penguatan audio yang nantinya suara yang dikeluarkan oleh speaker akan terdengar jelas.

3.4.5 Rangkaian Penguat Audio

speaker. Penguatan audio ini menggunakan IC power amplifier LM386, IC power

amplifier LM386 adalah chip monolitik yang didesain khusus sebagai power

amplifier dengan daya rendah. Power amplifier IC LM386 dapat dibuat sebagai

power amplifier dengan penguatan sebesar 20 kali sampai 200 kali tergantung

konfigurasi rangkaiannya. Rangkaian power amplifier yang menggunakan IC power amplifier LM386 pada umumnya adalah perangkat yang membutuhkan

penguat audio dengan loudspeaker kecil terpasang pada perangkat tersebut. Speaker adalah sebuah tranduser yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi

sinyal suara, sehingga peranan speaker sangatlah penting dalam perancangan alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra ini.

Gambar 3.6 Rangkaian Penguat Audio

3.5 Gambaran Sistem

Gambar 3.7 Penempatan Alat Pada Penyandang Tuna netra

Pada Gambar 3.7 terdapat beberapa bagian penempatan alat, nomor pertama (1) adalah penempatan untuk sensor ultrasonik bagian kiri yang berfungsi untuk mendeteksi hambatan atau benda yang ada disebelah kiri, nomor dua (2) adalah penempatan untuk sensor ultrasonik bagian kanan yang berfungsi untuk mendeteksi hambatan atau benda yang ada disebelah kanan, nomor tiga (3) adalah penempatan ultrasonik bagian depan yang berfungsi untuk mndeteksi hambatan atau benda yang ada di depan, nomor empat (4) adalah berupa kotak yang sudah dibuat untuk tempat penyimpanan komponen seperti mikrokontroler yang berfungsi sebagai proses, lalu tempat penyimpanan untuk sensor kompas yang berfungsi sebagai penunjuk arah mata angin dan IC data suara yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan data suara yang telah direkam, nomor (5) adalah speaker atau headset yang merupakan bagian dari output yang berfungsi untuk

Gambar 3.8 Penyandang Tuna netra Sedang Berada Didalam Ruangan Ketika penyandang tuna netra menggunakan alat penuntun arah didalam ruangan yang banyak sekali benda di sekitarnya juga jarak benda atau hambatan tersebut kurang dari 50 cm dari penyandang tuna netra, maka perintah atau suara yang akan dikeluarkan melalui speaker atau hedseat adalah putar balik arah secara perhalan sambil mencari jalan keluar atau jarak yang lebih panjang seperti pada Gambar 3.8.

3.6 Perancangan Perangkat Lunak

Berikut adalah penjelasan diagram alur sistem alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra dengan output suara berbasis mikrokontroler. Dapat dilihat ada beberapa masukan yang akan di eksekusi oleh mikrokontroler atau bagian output antara lain masukan dari sensor jarak ultrasonik, sensor kompas, dan data

45

Pada bab ini berisi tentang uraian mengenai proses pengujian sistem yang telah dirancang pada bab sebelumnya. Pengujian tersebut meliputi pengujian jarak sensor ultrasonik, pengujian perubahan arah yaitu perbandingan jarak dari sensor bagian kiri, bagian kanan, bagian depan dan pengujian perubahan posisi. Selanjutnya dari hasil pengujian tersebut akan dilakukan analisis untuk memastikan sistem dapat berjalan sesuai target yang diharapkan.

4.1 Pengujian Jarak Sensor Ultrasonik

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui seberapa jauh jangkauan sensor ultrasonik dapat mendeteksi suatu benda atau hambatan. Contohnya pengujian jarak untuk sensor bagian depan, yaitu pada saat sensor ultrasonik bagian depan dapat mendeteksi sebuah benda yang jaraknya 400 cm seperti pada Gambar 4.1.

Tabel 4.1 Pengujian Jarak Sensor Ultrasonik

Dari Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa sensor ultrasonik bagian kiri, kanan dan depan dapat mendeteksi suatu benda dengan jarak maksimal sekitar 400 cm dan pada jarak lebih dari 400 cm sensor ultrasonic tidak dapat mendeteksi suatu hambatan.

4.2 Pengujian Sistem untuk Menunjukkan Perubahan Suatu Arah

Pada proses ini akan dilakukan pengujian sensor jarak yaitu tentang perbandingan masukan jarak dari sensor bagian kiri, bagian kanan dan bagian depan sehingga suara yang dikeluarkan akan menunjukkan arah yang benar kepada penyandang tuna netra.

4.2.1 Pengujian Sistem untuk Arah Kiri

Pengujian ini dilakukan pada saat jarak sensor kiri lebih panjang dari sensor yang lainnya dan jaraknya lebih dari 50 cm. ontoh perbandingan jaraknya yaitu sensor kiri mendeteksi hambatan 80 cm, sensor kanan mendeteksi hambatan 50 cm dan sensor depan mendeteksi hambatan 50 cm, maka suara yang akan dikeluarkan melalui speaker adalah suara kiri karena sensor kiri jarak hambatannya lebih panjang seperti pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Pengujian Suara Kiri

Tabel 4.2 Pengujian Sistem untuk Arah Kiri

4.2.2 Pengujian Sistem untuk Arah Kanan

Pengujian ini dilakukan pada saat jarak sensor kanan lebih panjang dari sensor yang lainnya dan jaraknya lebih dari 50 cm. Contoh perbandingan jaraknya yaitu sensor kanan mendeteksi hambatan 180 cm, sensor kiri mendeteksi hambatan 80 cm dan sensor depan mendeteksi hambatan 70 cm, maka suara yang akan dikeluarkan melalui speaker adalah suara kanan karena sensor kiri jarak hambatannya lebih panjang seperti pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Pengujian Suara Kanan

Tabel 4.3 Pengujian Sistem untuk Arah Kanan

Dari Tabel 4.3 dapat dilihat bahwa penyandang tuna netra berjalan dengan jarak pendeteksian sensor kanan dengan setiap kenaikan 10 cm dimulai dari jarak 100 cm sampai jarak 190 cm, dan jarak pendeteksian sensor kiri konstan di 80 cm dan sensor depan konstan di 70 cm telah berhasil mengeluarkan suara kanan. Dengan percobaan yang telah dilakukan, secara keseluruhan pengujian untuk sensor kanan telah sesuai dengan yang diharapkan.

4.2.3 Pengujian Sistem untuk Arah Maju

Pengujian ini dilakukan pada saat jarak sensor kanan lebih panjang dari sensor yang lainnya dan jaraknya lebih dari 50 cm. Contoh perbandingan jaraknya yaitu sensor kanan mendeteksi hambatan 280 cm, sensor kiri mendeteksi hambatan 80 cm dan sensor depan mendeteksi hambatan 90 cm, maka suara yang akan dikeluarkan melalui speaker adalah suara kanan karena sensor kiri jarak hambatannya lebih panjang seperti pada Gambar 4.4.

Tabel 4.4 Pengujian Sistem untuk Arah Maju

Dari Tabel 4.4 dapat dilihat bahwa penyandang tuna netra berjalan dengan jarak pendeteksian sensor depan dengan setiap kenaikan 10 cm dimulai dari jarak 200 cm sampai jarak 290 cm, dan jarak pendeteksian sensor kiri konstan di 80 cm dan sensor kanan konstan di 90 cm telah berhasil mengeluarkan suara maju. Dengan percobaan yang telah dilakukan, secara keseluruhan pengujian untuk sensor depan telah sesuai dengan yang diharapkan.

4.2.5 Pengujian Sistem untuk Arah Lurus

Pengujian ini dilakukan pada saat sensor kiri, kanan, depan jaraknya sama dan jaraknya lebih dari 50 cm kurang dari sama dengan 400 cm. Contoh perbandingan jaraknya yaitu sensor kanan mendeteksi hambatan 100 cm, sensor kiri mendeteksi hambatan 100 cm dan sensor depan mendeteksi hambatan 100 cm, maka suara yang akan dikeluarkan melalui speaker adalah suara lurus, karena sensor kiri, kanan dan depan jaraknya sama seperti pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Pengujian Suara Lurus

Tabel 4.5 Pengujian Jarak Sensor Kiri, Kanan dan Depan Jaraknya Sama

4.2.6 Pengujian Sistem untuk Putar Balik Arah

Pengujian ini dilakukan pada saat sensor kiri, kanan, dan depan jaraknya sama kurang dari sama dengan 50 cm. Contoh perbandingan jaraknya yaitu sensor kanan mendeteksi hambatan 20 cm, sensor kiri mendeteksi hambatan 30 cm dan sensor depan mendeteksi hambatan 40 cm, maka suara yang akan dikeluarkan melalui speaker adalah suara putar balik arah, seperti pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6 Pengujian Suara Putar Balik Arah

Dari Tabel 4.6 dapat dilihat bahwa penyandang tuna netra berjalan dengan jarak pendeteksian sensor kiri, kanan dan depan jaraknya sama dan kurang dari 50 cm dengan setiap kenaikan 10 cm dimulai dari jarak 10 cm sampai jarak 50 cm, dan telah berhasil mengeluarkan suara putar balik arah sesuai dengan yang diharapkan.

4.2.7 Pengujian Sistem untuk Arah Kanan atau Kiri

Pengujian ini dilakukan pada saat ada hambatan pada sensor depan saja, sensor kiri, sensorkanan jaraknya sama dan jaraknya lebih dari 50 cm kurang dari sama dengan 400 cm. Contoh perbandingan jaraknya yaitu sensor depan mendeteksi hambatan 100 cm, sensor kiri mendeteksi hambatan 300 cm dan sensor kanan mendeteksi hambatan 300 cm, maka suara yang akan dikeluarkan melalui speaker adalah suara kanan atau kiri, karena sensor kanan dan sensor kiri jaraknya sama seperti pada Gambar 4.7.

Tabel 4.7 Pengujian Saat Ada hambatan pada Sensor Depan Saja, Jarak Sensor Kiri, Kanan Jaraknya Sama dan Lebih dari 50 cm Kurang dari 400 cm

Dari Tabel 4.7 dapat dilihat bahwa ada hambatan pada sensor depan saja yaitu dengan jarak konstan di 100 cm penyandang tuna netra, lalu hasil pendeteksian sensor kiri dan sensor kanan jaraknya sama yaitu mulai dari jarak 100 cm sampai 210 cm dengan setiap kenaikan 10 cm dan telah berhasil mengeluarkan suara kanan atau kiri sesuai dengan yang diharapkan.

4.2.8 Pengujian Sistem untuk Arah Kiri atau Maju

Pengujian ini dilakukan pada saat ada hambatan pada sensor kanan saja, sensor kiri, sensor depan jaraknya sama dan jaraknya lebih dari 50 cm kurang dari sama dengan 400 cm. Contoh perbandingan jaraknya yaitu sensor kanan mendeteksi hambatan 100 cm, sensor kiri mendeteksi hambatan 280 cm dan sensor depan mendeteksi hambatan 280 cm, maka suara yang akan dikeluarkan melalui speaker adalah suara kiri atau maju, karena sensor depan dan sensor kiri jaraknya sama seperti pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8 Pengujian Suara Kiri atau Maju

Tabel 4.8 Pengujian Saat Ada hambatan pada Sensor Kanan Saja, Jarak Sensor Kiri, Depan Jaraknya Sama dan lebih dari 50 cm kurang dari 400 cm

Dari Tabel 4.8 dapat dilihat bahwa ada hambatan pada sensor kanan saja yaitu dengan jarak konstan di 100 cm penyandang tuna netra, lalu hasil pendeteksian sensor kiri dan sensor depan jaraknya sama yaitu mulai dari jarak 220 cm sampai 310 cm dengan setiap kenaikan 10 cm dan telah berhasil mengeluarkan suara kiri atau maju sesuai dengan yang diharapkan.

4.2.9 Pengujian Sistem untuk Arah Kanan atau Maju

Pengujian ini dilakukan pada saat ada hambatan pada sensor kiri saja, sensor kanan, sensor depan jaraknya sama dan jaraknya lebih dari 50 cm kurang dari sama dengan 400 cm. Contoh perbandingan jaraknya yaitu sensor kanan mendeteksi hambatan 150 cm, sensor kiri mendeteksi hambatan 300 cm dan sensor depan mendeteksi hambatan 300 cm, maka suara yang akan dikeluarkan melalui speaker adalah suara kanan atau maju, karena sensor depan dan sensor kanan jaraknya sama seperti pada Gambar 4.9.

.

Gambar 4.9 Pengujian Suara Kanan atau Maju

Tabel 4.9 Pengujian Saat Ada hambatan pada Sensor Kiri Saja, Jarak Sensor Kanan, Depan Jaraknya Sama dan lebih dari 50 cm kurang dari 400 cm

Dari Tabel 4.9 dapat dilihat bahwa ada hambatan pada sensor kanan saja yaitu dengan jarak konstan di 150 cm penyandang tuna netra, lalu hasil pendeteksian sensor kiri dan sensor depan jaraknya sama yaitu mulai dari jarak 220 cm sampai 310 cm dengan setiap kenaikan 10 cm dan telah berhasil mengeluarkan suara kanan atau maju sesuai dengan yang diharapkan.

4.3 Pengujian Sistem untuk Perubahan Posisi

Pada proses ini akan dilakukan pengujian sistem untuk perubahan posisi pada sensor kompas yang bertujuan untuk mengetahui arah mata angin agar penyandang tuna netra mengetahui sedang menghadap ke arah mana seperti pada Gambar 4.10.

.

4.3.1 Pengujian Sistem untuk Posisi yang Bergerak ke arah Kiri

Pengujian ini dilakukan pada saat penyandang tuna netra sedang bergerak ke arah kiri yang dimulai dari arah utara sampai dengan arah timur laut seperti pada Gambar 4.11.

Gambar 4.11 Pengujian Suara Posisi pada Saat Bergerak ke arah Kiri

Tabel 4.10 Pengujian Suara Posisi pada Saat Bergerak ke arah Kiri

NO Posisi yang Seharusnya

Output Suara yang dihasilkan

1 Utara Utara

2 Barat Laut Barat Laut

3 Barat Barat

4 Barat Daya Barat Daya

5 Selatan Selatan

6 Tenggara Tenggara

7 Timur Timur

Dari Tabel 4.10 dapat dilihat bahwa penyandang tuna netra sedang bergerak ke arah kiri yang dimulai dari arah utara samdai dengan arah timur laut, dan output suara yang dihasilkan sama dengan posisi yang seharusnya yaitu mengeluarkan output suara utara, barat laut, barat, barat daya, selatan, tenggara, timur, timur laut yang artinya pengujian suara untuk posisi ini sesuai dengan yang diharapkan.

4.3.2 Pengujian Sistem untuk Posisi yang Bergerak ke arah Kanan

Pengujian ini dilakukan pada saat penyandang tuna netra sedang bergerak ke arah kanan yang dimulai dari arah utara sampai dengan arah barat laut seperti pada Gambar 4.12.

Tabel 4.11 Pengujian Suara Posisi yang Dihasilkan

Dari Tabel 4.11 dapat dilihat bahwa penyandang tuna netra sedang bergerak ke arah kanan yang dimulai dari arah utara sampai dengan arah barat laut, dan output suara yang dihasilkan sama dengan posisi yang seharusnya yaitu mengeluarkan output suara utara, timur laut, timur, tenggara, selatan, barat daya, barat, barat laut yang artinya pengujian suara untuk posisi ini sesuai dengan yang diharapkan.

4.4 Pengujian Sistem Keseluruhan

Dari Gambar 4.12 dapat dilihat bahwa penyandang tuna netra sedang melakukan pengujian secara keseluruhan yaitu untuk menentukan perubahan arah dan perubahan posisi dengan menggunakan sebuah track dimulai dari arah lurus sampai arah putar balik sesuai dengan nomor yang ada pada penyandang tuna netra, nomor pertama dari penyandang tuna netra mendapatkan informasi suara arah lurus, nomor dua penyandang tuna netra mendapatkan informasi suara menuju arah maju, nomor tiga penyandang tuna netra mendapatkan informasi suara menuju arah kiri, nomor empat penyandang tuna netra mendapatkan informasi suara menuju arah kanan, nomor lima penyandang tuna netra mendapatkan informasi suara pilihan yaitu kanan atau maju dan penyandang tuna netra memilih belok ke arah kanan sesuai dengan track yang telah dibuat, nomor enam penyandang tuna netra mendapatkan informasi suara pilihan kiri atau maju dan penyandang tuna netra memilih berbelok ke arah kiri sesuai dengan trak yang telah dibuat, nomor tujuh penyandang tuna netra mendapatkan informasi suara pilihan kanan atau kiri dan penyandang tuna netra berbelok ke arah kanan sesuai dengan track yang telah dibuat, nomor delapan penyandang tuna netra diberikan informasi suara putar balik arah sesuai dengan track yang telah dibuat. Denagn pengujian yang telah dilakukan secara keseluruhan yaitu dengan menggunakan track maka untuk arah posisipun dapat diketahui sesuai dengan track yang telah

Tabel 4.12 Pengujian Suara Keseluruhan

Dari Tabel 4.12 dapat dilihat bahwa pada saat penyandang tuna netra melakukan pengujian keseluruhan untuk mengetahui perubahan arah dan perubahan posisi dengan menggunakan sebuah track, untuk output suara perubahan arah yang dihasilkan sesuai dengan yang seharusnya yaitu penyandang tuna netra mendapatkan informasi suara lurus, maju, kiri, kanan, kanan, maju, kanan, dan putar balik sesuai dengan yang diharapkan. Output suara yang dihasilkan untuk posisi utara, barat dan timur sesuai dengan yang diharapkan namun ada terjadi kesalahan atau error yaitu pada saat seharusnya utara output suaranya adalah timur laut dan yang seharusnya timur yaitu pada saat putar balik ternyata output suara yang dihasilkan adalah barat laut.

64

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian serta analisis data dari rancang bangun alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra dengan output suara berbasis mikrokontroler yang dibahas pada penulisan laporan tugas akhir ini, dapat diambil beberapa kesimpulan yang berkaitan dengan hasil analisis yang mengacu kepada tujuan pembuatan alat penuntun arah dengan output suara ini.

1. Sistem penuntun arah untuk penyandang tuna netra dengan output suara ini dapat bekerja dengan baik ketika sensor ultrasonic mendeteksi suatu hambatan dan membandingkan masukan dari sensor kiri, sensor kanan dan sensor depan.

2. Alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra ini digunakan di dalam ruangan dengan batas minimum untuk keamanan penyandang tuna netra yaitu pada jarak 50 cm sedangkan jangkauan jarak maksimal yang dapat terdeteksi oleh sensor ultrasonic yaitu pada jarak400 cm.

5.2. Saran

Untuk pengembangan lebih lanjut dari system alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra dengan output suara berbasis mikrokontroler ini ada beberapa hal yang perlu diperhatikan.

1. Sistem penuntun arah dengan output suara ini sebaiknya bias digunakan di dalam maupun di luar ruangan agar penyandang tuna netra bias berjalan dengan nyaman.

2. Untuk pengembangan selanjutnya alat penuntun arah untuk penyandang tuna netra sebaiknya bias mendeteksi sebuah lubang dan bias mendeteksi sebuah tangga sehingga bias digunakan di jalan rata maupun tidak rata. 3. Untuk pengembangan selanjutnya alat penuntun arah untuk penyandang

RANCANG BANGUN ALAT PENUNTUN ARAH UNTUK

PENYANDANG TUNA NETRA DENGAN OUTPUT SUARA

BERBASIS MIKROKONTROLER

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan dalam menempuh pendidikan program Sarjana di Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

DEDE SAMSUDIN 1.31.10.015

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

v

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Identifikasi Masalah ... 2

1.3 Rumusan Masalah ... 3

1.4 Tujuan ... 3

1.5 Batasan Masalah ... 4

1.6 Kegunaan Penelitian ... 4

1.7 Sistematika Penulisan ... 5

BAB II LANDASAN TEORI ... 7

2.1 Alat Penuntun Arah pada Penyandang Tuna Netra Sebelumnya ... 7

2.2 Mikrokontroler ATmega-32 ... 8

2.3 Sensor Jarak Ultrasonik (SR-04) ... 11

2.4 Sensor Kompas HMC5883L ... 13

2.5 IC Suara ... 14

vi

BAB IIIPERANCANGAN ALAT ... 26

3.1 Blok Diagram Sistem ... 26

3.2 Perancangan Sistem ... 27

3.1.1 Masukan (input) ... 28

3.1.2 Pemroses (Process) ... 29

3.1.3 Keluaran (Output) ... 29

3.3 Pemilihan Komponen ... 30

3.3.1 Pemilihan Jenis Sensor Jarak ... 30

3.3.2 Pemilihan Jenis Sensor Kompas ... 31

3.3.3 Pemilihan Jenis Mikrokontroler ... 32

3.3.4 Pemilihan Jenis IC Suara ... 32

3.3.5 Pemilihan Jenis Baterai ... 33

3.4 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ... 34

3.4.1 Rangkaian Sensor Ultrasonik ... 34

3.4.2 Rangkaian Sensor Kompas ... 35

3.4.3 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AVR ATmega 328 ... 35

3.4.4 Rangkaian Penyimpanan Data Suara ... 37

3.4.5 Rangkaian Penguatan Audio ... 37

vii

4.1 Pengujian Jarak Sensor Ultrasonik ... 45

4.2 Pengujian Sistem untuk Menunjukan Perubahan Suatu Arah ... 46

4.2.1 Pengujian Sistem untuk Arah Kiri ... 46

4.2.2 Pengujian Sistem untuk Arah Kanan ... 48

4.2.3 Pengujian Sistem untuk Arah Maju ... 49

4.2.4 Pengujian Sistem untuk Arah Lurus ... 50

4.2.5 Pengujian Sistem untuk Arah Putar Balik Arah ... 52

4.2.6 Pengujian Sistem untuk Arah Kanan atau Kiri ... 53

4.2.7 Pengujian Sistem untuk Arah Kiri atau Maju ... 54

4.2.8 Pengujian Sistem untuk Arah Kanan atau Maju ... 56

4.3 Pengujian Sistem untuk Perubahan Posisi ... 57

4.3.1 Pengujian Sistem untuk Posisi yang Bergerak kearah Kiri ... 58

4.3.2 Pengujian Sistem untuk Posisi yang Bergerak kearah Kanan ... 59

4.4 Pengujian Sistem Keseluruhan ... 60

BAB VPENUTUP ... 64

5.1 Kesimpulan ... 64

5.2 Saran ... 65

DAFTAR PUSTAKA ... 66

DAFTAR PUSTAKA

[1] Subandi, “Alat Bantu Mobilitas untuk Tuna Netra Berbasis elektronik”, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

[2] Yuga Aditya Pramana, “Implementasi Sensor Accelerometer, Gyroscope dan Magnetometer Berbasis Mikrokontroler untuk Menampilkan Posisi

Benda Menggunakan Inertial Navigation System(INS)”, Program Studi Teknik Elektro, Universitas Komputer Indonesia Bandung.

[3] Ardi Winoto, “Mikrokontroler AVR ATmega8/16/32/8535 dengan program bahasa C”, Informatika Bandung, Oktober 2010.

[4] Mohammad Syahwill, ST., MT “Panduan Simulasi dan Praktek Mikrokontroler Arduino”, Teknik Elektro, Universitas Hasanudinn, tahun

iii

Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini dengan judul “RANCANG BANGUN ALAT PENUNTUN ARAH UNTUK PENYANDANG TUNA NETRA DENGAN OUTPUT SUARA BERBASIS MIKROKONTROLER” Adapun tujuan dari penulisan ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh pendidikan Program Sarjana di Program Studi Teknik Elektro.

Dalam menyusun laporan tugas akhir ini penulis telah mengerahkan segala kemampuan yang dimiliki agar dapat bermutu dan bernilai ilmiah tinggi. Serta penyelesaian laporan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, arahan dan bantuan dari berbagai pihak baik yang secara langsung maupun secara tidak langsung. Atas terselesainya laporan ini penulis tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada :

1. Ibu Tri Rahajoeningroem M.T, selaku Pembimbing sekaligus Koordinator Tugas Akhir Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia.

2. Kedua Orang Tua atas semua dukungan yang telah di berikan serta atas doa, cinta dan kasih sayang yang senantiasa tercurah kepada penulis.

iv

5. Bapak Muhammad Aria, M.T, sebagai Ketua Program Studi sekaligus dosen wali mahasiswa Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia angkatan 2010.

6. Rekan-rekan seperjuangan mahasiswa Teknik Elektro 2010 UNIKOM atas semangat dan motivasinya selama ini

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan, sehingga penulisan laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, namun demikian penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Amin.

Bandung, 5 Maret 2015