RANCANG BANGUN KURSI RODA ELEKTRIK DENGAN SISTEM PENGEREMAN OTOMATIS YANG DIKENDALIKAN SUARA BERBASIS
MIKROKONTROLER
Oleh
KANA PETRA FAJAR MULIA NIM : 612010038
Skripsi
Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
RANCANG BANGUN KURSI RODA ELEKTRIK DENGAN SISTEM PENGEREMAN OTOMATIS YANG DIKENDALIKAN SUARA BERBASIS
MIKROKONTROLER
Oleh
KANA PETRA FAJAR MULIA NIM : 612010038
Skripsi
Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh
Ijasah Sarjana Teknik
Fakultas Teknik Elektronika Dan Komputer
Program Studi Teknik Elektro
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
RANCANG BANGUN KURSI RODA ELEKTRIK DENGAN SISTEM PENGEREMAN OTOMATIS YANG DIKENDALIKAN SUARA BERBASIS
MIKROKONTROLER
Oleh
KANA PETRA FAJAR MULIA
NIM : 612010038
Skripsi ini telah diterima dan disahkan Sebagai salah satu persyaratan guna mencapai gelar
SARJANA TEKNIK Dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika Fakultas Teknik Elektro dan Komputer
Program Studi Teknik Elektro Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga Disahkan oleh
Pembimbing 1 Pembimbing 2
Deddy Susilo, M.Eng Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini : NAMA : Kana Petra Fajar Mulia
NIM : 612010038
JUDUL SKRIPSI :Rancang Bangun Kursi Roda Elektrik Dengan Sistem Pengereman Otomatis Yang Dikontrol Suara Berbasis Voice Recognition
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapat sanksi
apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga,
INTISARI
Kursi roda merupakan alat bantu jalan bagi seseorang yang memiliki
kekurangan fisik ataupun mempunyai masalah dengan kesehatannya sehingga tidak memungkinkan untuk menggunakan kakinya untuk berjalan. Kursi roda yang sering terlihat di berbagai rumah sakit maupun di lingkungan sekitar kita, kebanyakan masih menggunakan sistem yang manual. Sistem kursi roda yang masih manual membuat manusia tidak dapat bergerak secara leluasa. Oleh karena itu diperlukan sistem pengendalian pada kursi roda agar pengguna kursi roda dapat bergerak secara lebih leluasa
Pada skripsi ini akan dibuat sebuah kursi roda elektrik yang dilengkapi dengan sistem pengereman otomatis. Kontrol utama adalah perintah suara dari pengguna menggunakan alat pengenal suara yaitu Voice Recognition V3 Module. Ada 5 perintah yang digunakan untuk mengoperasikan kursi roda elektrik ini, yaitu “maju”, “mundur”,
“kanan”, “kiri” dan stop. Untuk menambah kenyamanan pengguna maka ditambahkan
sistem pengereman otomatis apabila kursi roda elektrik mendeteksi halangan yang ada di depan maupun belakangnya dengan jarak kurang dari 50cm.
Kursi roda elektrik yang direalisasikan mampu mengeksekusi 5 perintah suara yang diucapkan yaitu maju, mundur, kanan, kiri dan stop. Kursi roda elektrik mampu
melakukan pengereman otomatis apabila mendeteksi halangan yang ada di depan dan di belakangnya dengan presentase keberhasilan 100% dan waktu yang dibutuhkan untuk
melakukan pengereman rata-rata adalah 2,4 detik dan 3 detik.
Mengetahui, Mengesahkan, Penyusun,
Abstract
This wheel chair is a walking aids for someone who has physical disability or has a problem with health so can’t move using their legs for walking. Wheel chair is often seen in many hospital or our surroundings which is used by medical patient or someone
who has physical disability, most of them are still using manual system. The wheel chair that is using manual system probably make someone who is using it can’t move freely. Therefore, it is needed to control system on wheel chair so that the user can move more freely.
In this study, an electrical wheel chair which has equipment with automatic breaker system has been made. The main control is voice command from the user using voice recognition tool namely Voice Recognition V3 Module. It has 5 voice commands which are used for operating the electrical wheel chair, these are “maju”, “kanan”, “kiri” and “stop”. For adding their comfortable zone so it has automatic breaker system is the electrical wheel chair detects an obstacle at the front of it or in the backward of it with distance less than 50 cm.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala kasih penyertaan dan pertolonganNya selama proses pengerjaan tugas akhir ini sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Segala yang telah penulis capai tidak terlepas dari dukungan ,doa, dan semangat dari berbagai pihak. Maka perkenankanlah penulis menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada orang-orang yang terkait yaitu :
1. Kepada kedua orang tua saya dan saudara perempuan saya terkasih Bapak Jono, Ibu Harni, dan Mega Bara Cahyantari atas semua dukungan dan doa yang tulus yang selalu menyertai langkah saya.
2. Kepada bapak Agustinus Bardi dan ibu MG Widaningsih sehingga terlahir Maria Enggar Santika
3. Pembimbing tugas akhir ini, bapak Deddy susilo, M.Eng. dan bapak Gunawan Dewantoro M.Sc.Eng. yang telah berbesar hati dan bersabar hati membimbing saya dalam pengerjaan tugas akhir ini.
4. Seluruh staff pengajar FTJE UKSW, karyawan dan laboran yang telah
membantu saya di dalam perkuliahan.
5. Teman-teman FTJE semua angkatan, teman tidur, teman makan, teman minum, teman berdiskusi, teman berdebat, teman gotong royong khususnya FTJE 2010 Simon “gondrong”, Januar “Jamet”, adit “Tolgung”, Mr Bintang, M.Rizal “Pentolik”, Roma, Bayu “Glempong”, Teuku Dany “Gantenk”, Daniel, Adit “Jambrong”, Adi “bandot” Samuel tanu, Martin Damanik, Supret, Yuda, Heri, Ruth, Sekar, Grace dan semua teman-teman 2010 yang bisa disebutkan satu persatu. Saya bangga jadi bagian dari kalian.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran yang membangun dari pembaca sehingga tugas akhir ini dapat berguna dalam dunia elektronika
Salatiga, Oktober 2016
DAFTAR ISI
Halaman
Intisari i
Abstract ii
Kata Pengantar iii
Daftar Isi v
Daftar Gambar vii
Daftar Tabel ix
Daftar Istilah dan Singkatan xi
Bab 1 Pendahuluan 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Spesifikasi Alat 4
1.3 Sistematika Penulisan 4
Bab 2 Dasar Teori 6
2.1 Arduino Mega 2560 6
2.2 Voice Recognition V3 Module 8
2.3 Sensor Ultrasonik (SRF-04) 10
2.4 Buzzer 12
2.5 Baterai 12
2.6 Motor DC (Wiper motor) 13
2.7 Driver Motor 15
Bab 3 Perancangan 17
3.1 Gambaran Alat 17
3.2 Perancangan Perangkat Keras 18
3.3 Perancangan Elektronika 21
3.3.1 Pengendali Utama 21
3.3.2 Voice Recognition V3 Module 23
3.3.3 Sensor Ultrasonik 24
3.3.4 Driver Motor 25
3.4 Perancangan Perangkat Lunak 27
Bab 4 Pengujian dan Analisis 32 4.1 Pengujian Gerak Kursi Roda Elektrik 32 4.2 Pengujian Kecepatan Kursi Roda Elektrik 34
4.3 Pengujian Pengenalan Suara 34
4.4 Pengujian Pengereman Otomatis 36
4.4.1 Pengujian Pengereman Otomatis 37 4.4.2 Pengujian Jarak Pengereman Otomatis 38 4.4.3 Pengujian Waktu Pengereman Otomatis 41
4.5 Pengujian Baterai 42
Bab 5 Kesimpulan dan Saran 52
5.1 Kesimpulan 52
5.2 Saran Pengembangan 52
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arduino Mega2560 6
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Arduino Mega 2560 7
Gambar 2.3 Modul Voice Recognition V3 9
Gambar 2.4 Sensor Ultrasonik SRF-04 11
Gambar 2.5 Diagram Waktu Sensor Ultrasonik SRF-04 11
Gambar 2.6 Buzzer 12
Gambar 2.7 Aki Mobil 12
Gambar 2.8 Gambar Umum Motor DC 13
Gambar 2.9 Motor DC 13
Gambar 2.10 Gambaran Umum Konfigurasi H-Bridge 14
Gambar 2.11 H-Bridge Saat Motor Berputar CW 15
Gambar 2.12 H-Bridge Saat Motor Berputar CCW 15
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem 18
Gambar 3.2 Sketsa Kursi Roda Elektrik Tampak Depan 19
Gambar 3.3 Sketsa Kursi Roda Elektrik Tampak Belakang 19
Gambar 3.4 Sketsa Kursi Rodak Elektrik Tampak Samping 20
Gambar 3.5 Realisasi Kursi Roda Elektrik Tampak Depan 20
Gambar 3.6 Realisasi Kursi Roda Elektrik Tampak Belakang 21
Gambar 3.7 sketsa konfigurasi perbandingan gear. 22
Gambar 3.8 Skema Konfigurasi Pin Voice Recognition V3 Module dengan Arduino Mega.
25
Gambar 3.9 Skema Konfigurasi Pin Sensor Ultrasonik SRF-04, Buzzer dengan Arduino Mega.
Gambar 3.10 Rangkaian Driver Motor Kanan 27
Gambar 3.11 Diagram Alir Mikrokontroler. 30
Gambar 4.1 Push Button Gerakan Kursi Roda Elektrik. 33
Gambar 4.2 Eksekusi Perintah Suara Yang Ditampilkan Pada Serial Monitor. 35
Gambar 4.3 Sensor Ultrasonik Bagian Belakang 38
Gambar 4.4 Sensor Ultrasonik Bagian Depan 38
Gambar 4.5 Jarak Berhenti Kursi Roda Elektrik Dengan Penghalang Di Depan
42
Gambar 4.6 Jarak Berhenti Kursi Roda Elektrik Dengan Penghalang Di Belakang
42
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Perbandingan Dengan Alat yang Sudah Ada 3
Tabel 3.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler 24
Tabel 3.2 Cara Kerja Driver Motor 28
Tabel 4.1 Pengujian Gerak Kursi Roda Elektrik 33
Tabel 4.2 Pengujian Kecepatan Kursi Roda Elektrik 34
Tabel 4.3 Pengujian Eksekusi Perintah Sebanyak 20 kali 35
Tabel 4.4
Pengujian Eksekusi Perintah Pengguna Pertama 36 Tabel 4.5 Pengujian Eksekusi Perintah Pengguna Kedua 37
Tabel 4.6 Pengujian Eksekusi Perintah Pengguna Ketiga 37
Tabel 4.7 Pengujian Pengereman Otomatis Kursi Roda Elektrik Dengan Penghalang Di Depannya
39
Tabel 4.8 Pengujian Pengereman Otomatis Kursi Roda Elektrik Dengan Penghalang Di Belakangnya.
40
Tabel 4.9 Pengujian Pengereman Otomatis Kursi Roda Elektrik Dengan Penghalang Di Kanannya
40
Tabel 4.10 Pengujian Pengereman Otomatis Kursi Roda Elektrik Dengan Penghalang Di Kirinya
41
Tabel 4.11 Pengujian Jarak berhenti Pengereman Otomatis Maju 43
Tabel 4.12 Pengujian Jarak berhenti Pengereman Otomatis Mundur 43
Tabel 4.13 Pengujian Jarak berhenti Pengereman Otomatis Kanan 44
Tabel 4.14 Pengujian Jarak berhenti Pengereman Otomatis Kiri 44
Tabel 4.15 Pengujian waktu Pengereman Otomatis Maju 45
Tabel 4.17 Pengujian waktu Pengereman Otomatis Kanan 46
Tabel 4.18 Pengujian waktu Pengereman Otomatis Kiri 47
Tabel 4.19 Pengujian eksekusi perintah suara ”maju” ketika ada halangan di depannya
48
Tabel 4.20 Pengujian eksekusi perintah suara ”mundur” ketika ada halangan di belakangnya
48
Tabel 4.21 Pengujian eksekusi perintah suara ”kanan” ketika ada halangan di kanannya
49
Tabel 4.22 Pengujian eksekusi perintah suara ”kiri” ketika ada halangan di kanannya
49
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
Pairing Mengkoneksikan
Offline Tidak membutuhkan koneksi internet
Online membutuhkan koneksi internet
PWM Pulse width modulation
UART Universal Asynchronous Receiver-Transmitter
ICSP In Circuit Serial Programming
Input Masukan
Output Keluaran
ADC Analog to digital converter
LED Light emitting diode
Trigger Pemicu
Portable Mudah dibawa dan mudah digunakan
CW Clock Wise
CCW Counter Clock Wise
TX Transmitter
