Scientific Journal Widya Teknik
Volume 18 No. 1 2019
ISSN 1412-7350
MONITORING KINERJA MESIN PADA MOBIL BERBASIS WEB
Kevin Ju lian1, Diana Lestariningsih2, Yuliati2, Peter Rhatodirdjo2, Widya Andyardja2, Hartono Pranjoto2*
1
Mahasiswa pengajar Teknik Ele ktro, Universitas Katolik W idya Mandala Surabaya, Indonesia
2
Staf pengajar Tekn ik Ele ktro, Unive rsitas Katolik Widya Mandala Surabaya, Indonesia
*
pranjoto@ukwms.ac.id
ABSTRAK
OBD II (On Board Diagnostic II) merupakan sebuah alat yang digunakan agar setiap data sensor yang telah diolah pada ECU (Engine Control Unit) dapat diambil oleh user. Pada dasarnya setiap alat OBD II sudah disertai dengan hardware penunjangnya yang dapat mengetahui setiap k erusak an pada mobil. Suatu k omponen pada mobil dapat dianggap rusak k etik a data yang diambil oleh sensor tidak sesuai dengan data yang telah ada pada software OBD II.
Pada tugas ak hir ini, OBD II ak an dibuat ulang dengan menggunakan modul bluetooth OBD II yang ak an dihubungkan k e mik rok ontroler ATMega164. Mik rok ontroler nantinya berguna untuk meminta dan mengolah data yang didapat dari ECU. Data yang didapat dari ECU merupakan nilai hexadecimal yang nantinya ak an di konversi k e nilai desimal agar mudah dibaca. Setelah nilai tersebut di konversik an, mak a nilai desimal tersebut akan dik irim k e internet menggunakan modul GSM, yaitu SIM808. Data yang telah dik irim akan masuk k e database yang nantinya dapat dibuk a dengan menggunak an domain yang telah diatur sebelumnya.
Kata kunci: OBD II, ECU, modul bluetooth, modul GSM , mikro kontroler
I. Pendahul uan
OBD yang berasal dari kata “On-Board Diagnostics” adalah sistem yang berbasis komputer yang dibuat untuk mengurangi emisi dengan cara me mon itor perfo rma dari sensor-sensor pada mobil. Sebuah sistem OBD terdiri dari ECU (Electronic Control Unit), yang menggunakan input dari bermaca m-maca m sensor untuk mengontrol aktuatornya untuk mendapatkan performa yang diinginkan.
ECU dapat me mon itor sensor-sensor yang ada pada mobil dan OBD II berguna sebagai penghubung antara hardware yang akan digunakan dan ECU. Pada umu mnya OBD II sudah me miliki hardware tersendiri untuk me monitor sensor-sensor pada mobil yang nantinya akan mengeluarkan OBD
trouble codes. OBD trouble codes biasa disebut dengan DTC yang berasal dari kata Diagnostic Trouble Codes. DTC mengeluarkan output yang berupa gabungan antara angka dan huruf. DTC me miliki output yang berupa gabungan antara huruf dan angka yang nantinya user harus melihat arti dari huruf dan angka tersebut.
Tujuan dari dibuatnya skripsi ini adalah untuk keperluan management. Management disini ditujukan kepada pemilik mobil dengan mobil lebih dari 1. Dengan dibuatnya alat ini, dapat me mpe rmudah pemilik dala m proses monitoring
mobil. Pe milik dapat melihat kondisi setiap mobil -mobilnya kapanpun dan dimanapun selama pe milik me miliki koneksi internet.
Menurut komin fo, pada tahun 2014, Indonesia merupakan Negara no 6 dengan pengguna internet terbesar di dunia. Banyaknya
pengguna internet di Indonesia me mbuat segala sesuatu yang berbau online menjad i lebih diminati. Oleh karena ha l itu, penulis me mbuat alat untuk
monitoring kinerja mob il dengan hasil output di web. Alat yang berbasis web ini sangat berguna bila digunakan oleh orang-orang yang me miliki usaha rental mobil ataupun orang-orang yang me miliki mobil banyak. Orang-orang yang me miliki mobil banyak tidak perlu lagi me la kukan pengecekan pada mobilnya satu per satu karena ada alat ini, sehingga user tersebut dapat langsung mengecek kondisi mobilnya le wat web.
II. Landasan Teori
II.1 Electronic Control Unit (ECU)
ECU berguna untuk mengontrol mesin pada mobil ataupun mengatur ja lannya ko mponen lain. ECU merupakan sebuah komputer dengan kontroler yang sudah di program dan tidak jauh berbeda dengan sebuah laptop ataupun komputer rumahan. Sebuah komputer pada mesin ECU digunakan untuk mengoperasikan mesin me lalu i
input sensor dan ko mponen outputnya untuk mengontrol semua fungsi mesin yang lain. ECU me mbutuhkan input sensor dari mesin seperti sensor kecepatan dan sensor suhu. Data tersebut nantinya di olah menggunakan program yang sudah ada didalam chip memory yang nantinya digunakan untuk menghitung seberapa banyak bensin yang harus dikeluarkan ataupun untuk me mbuat percikan di coil pada saat menyalakan mesin.dikeluarkan ataupun untuk me mbuat percikan di coil pada saat menyala kan mesin
37
II.1 OBD II
Sistem dari on-board diagnostic sudah ada pada kebanyakan mobil dan truk. Pada awa l 70 -an dan awal 1980-an produsen mula i menggunakan sarana elektronik untuk mengontrol fungsi mesin dan mendiagnosa masalah mesin. Ha l ini terutama untuk me menuhi standar emisi EPA. Permintaan data pada OBD II d iminta dengan menggunakan ATcommand. ATcommand adalah perintah pada OS windows yang digunakan untuk berkomunikasi ataupun berhubungan antara komputer dengan terminal. Diawali dengan komen “AT” ataupun diakhiri dengan kode hexa contohnya 010D yang digunakan untuk me minta data kecepatan pada ECU me la lui OBD II.
II.2 SIM808
SIM808 me miliki 3 buah fitur yaitu untuk bluetooth, GSM dan juga GPRS. Na mun yang digunakan adalah bluetooth dan GPRSnya. Bluetooth SIM808 d igunakan untuk meng-koneksikan OBD II dengan mikro kontroler,
sedangkan modul GPRS untuk menghubungkan mikro kontroler dengan internet. SIM808 me miliki GPRS dengan kecepatan downlink dan uplink
ma ksima l sebesar 85,6 kbps. Bila d ilihat dari kecepatan transfer data nya, SIM808 termasuk dala m generasi 2,5G yang secara teori me miliki kecepatan download ma ksima l 114 kbps dan kecepatan upload maksima l 20 kbps.
II.3 Website
Website merupakan ku mpulan halaman web yang saling terhubung dan file-filenya saling terkait. Web terdiri dari page atau halaman, dan ku mpulan hala man yang dina makan homepage. Ho mepage berada pada posisi teratas, dengan hala man - hala man terkait berada di bawahnya. Biasanya setiap halaman di bawah homepage disebut child page, yang berisi hyperlin k ke hala man lain dala m web. Fungsi lain dari website adalah untuk menyimpan data kedalam database maupun untuk me munculkan ke mba li data tersebut dala m bentuk tabel ataupun grafik.
III. Metode Pe nelitian
Metode penelitian terd iri dari: s tudi literatur, perancangan dan pembuatan alat, pengukuran serta pengujian alat/sistem. Keseluruhan sistem dapat
digambarkan sebagai diagra m blok seperti Ga mbar 1. OBD II (Bluetooth) Internet Mikrokontroller Web LCD
SIM808
Bluetooth GPRS GPSGambar 1 Diagram Blok Sistem Secara Keseluruhan
OBD II diletakkan pada port yang ada di bagian bawah setir mobil yang berfung si untuk mengkoneksikan ECU dan akan dikirim datanya me la lui output bluetooth. Bluetooth dari OBD II dikoneksikan dengan bluetooth dari SIM 808, berfungsi untuk me minta data dan data tersebut akan dikirim ke mikro kontroler (wa rna me rah). Mikrokontroler a kan menerima dan mengolah data yang telah diterima. Hasil olahan data tersebut akan dipaketkan dan dikirimkan ke SIM 808. SIM808 akan menerima paket data dan dikirimkan ke server. Server akan menerima data dan menyimpan data yang diterima di database. Website akan mengolah data yang ada di database
dengan menggunakan HTML dan PHP. Data olahan akan dimunculkan dala m bentuk grafik pada website yang telah ditentukan.
III.1 Perancangan Perangk at Keras
Data yang dikirimkan me lalu i modul GSM adalah tegangan aki, suhu pendingin mesin, suhu udara yang masuk, tegangan oksigen, putaran mesin dan kecepatan. Perancangan hardware alat dapat dilihat pada Ga mbar 2. Pada gambar bagian berwarna kuning adalah board min-sys mikro kontroler atmega164 dan bagian yang berwarna me rah merupakan la mpu LED yang berguna untuk indikator la mpu proses jalannya program.
38
Gambar 2 Desain gambar alat
Gambar 3 Interkoneksi I/O Pada Mikrokontroler
Interkoneksi I/O pada mikrokontroler dapat dilihat pada Ga mbar 3. Koneksi seria l SIM 808
dihubungkan dengan USART0 pada
mikro kontroler dan pin-p in la in pada SIM 808 dihubungkan dengan pin-pin lain yang tidak digunakan pada mikro kontroler. LED untuk indikator d isambungkan dengan portd pada
mikro kontroler dan digunakan untuk
me mpe rmudah pengguna untuk melihat jalannya software.
III.2 Perancangan Perangk at Lunak
Perancangan perangkat lunak pada penelitian ini terdiri dari 2 bagian, yaitu untuk mikrokontroler dan untuk website.
III.2.1 Pemrograman Mik rok ontroler
Bagian pe mrogra man mikrokontroler
AT-Mega164 menggunakan bahasa C dengan
menggunakan software Codevision AVR. Progra m terbagi menjadi beberapa bagian utama, ya itu:
1. Menghubungkan bluetooth dari SIM 808 ke OBD II.
2. Pe mbacaan data sensor-sensor pada mobil me la lui OBD II.
3. Menkonversi nila i-nila i data yang sudah dia mbil.
4. Mengirimkan nila i-nila i data ke website dan dimasukkan ke database.
5. Memunculkan data yang telah masuk kedala m database dalam bentuk grafik pada website. Pada Ga mba r 4 menunjukkan diagra m a lir pemrosesan pada mikrokontrole r.
gnd d6 a0 b4 c4 b1 c5 D11 LED 1 2 a7 gnd C12 CAP NP 1 2 a6 v cc v cc D8 LED 1 2 c6 b7 c0 v cc C10 1 2 gnd a5 b4 gnd c7 d4 J4 CON10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 c0 v cc D13 LED 1 2 gnd a4 b1 d2 a7 b5 a1 v cc a3 gnd J1 CON2 1 2 b0 a1 reset R2 RESISTOR 1 2 d1 a0 c3 gnd a3 a2 gnd gnd d3 b6 gnd c2 gnd R1 330 1 2 d5 gnd C9 CAP 1 2 d0 c1 b6 aref v cc U1 ATmega162-TQ/MLF44 42 1415 41 8 9 10 11 16 38 3 2 1 33 32 31 30 29 34 40 43 44 4 5 7 1213 373635 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 39 6 28 PB2(R x D 1/ AI N 0) XT AL2 XT AL1 PB1(T 1/ OC 2) PD2(INT0/XCK1) PD3(INT1/ICP3) PD4 (TOSC1/XCK0/OC3A) PD5(OC1A/TOSC2) GN D VC C PB7[SCK) PB6[MISO) PB5(MOSI) (AD4)PA4 (AD5)PA5 (AD6)PA6 (AD7)PA7 (ICP1/INT2)PE0 (AD 3)PA3 PB0(T 0/ OC 0) PB3(T x D 1/ AI N 1) PB4(SS/ OC 3B) RESET PD0(RxD0) PD1(TxD0) PD 6(W R ) PD 7(R D ) (AD 0)PA0 (AD 1)PA1 (AD 2)PA2 (ALE)PE1 (OC1B)PE2 (A15/TDI)PC7 (A14/TDO)PC6 (A13/TMS)PC5 PC 4(A12/ T C K) PC 3(A11) PC 2(A10) PC 1(A9) PC 0(A8) VC C GN D VCC GND a4 b0 C15 CAP NP 1 2 d6 xtal2 d3 R6 RESISTOR 1 2 c3 J9 CON10A 1 3 5 7 9 2 4 6 8 10 b3 a5 gnd gnd d4 xtal2 X1 QZP10MEG gnd d7v cc b2 J2 CON10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 d5 xtal1 b7 b5 v cc d7 b3 d3 b5 J3 CON10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 gnd a2 xtal1 J5 CON10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 reset aref d5 d4 c2 gnd J6 CON7 1 2 3 4 5 6 7 b7 v cc S2 SW PUSHBUTTON 1 2 b6 v cc d2 c5 D10 LED 1 2 d7 d0 v cc C14 CAP NP 1 2 v cc R5 RESISTOR 1 2 gnd a6 d2 d6 R4 RESISTOR 1 2 c1 gnd D12 LED 1 2 v cc gnd d1 d1 b2 c6 R3 10K 1 2 v cc c4 c7
39
Start Inisilisasi port, seri al input dan timer interrupt Kirim komen AT ke SIM808 Sesuai?Menyal akan power dari bluetooth SIM808
Sesuai?
Meminta koneksi bluetooth dari OBD II
Sesuai?
Pengaturan dan reset data spp get
Sesuai?
Memasukkan nilai 6 parameter yang sudah diambi l sebanyak
10 kal i
Pengiriman data menggunakan POST HTTP request
Sesuai?
Inisialisasi pengaturn GPRS
Meminta data temperatur udara, temperatur coolant, tegangan ok sigen, tegangan aki, kecepatan dan RPM
sebanyak 10 kal i Sesuai?
Nilai dari variabel safety =0?
Ti mer tick detik ke 0 atau 30 dan nil ai safety
= 1? Safety = 1
Setting APN, menyalakan HTTP request, setting CID
dan URL Ya Ya Ya Ya Ya Ya Ya Ti dak Ti dak Ti dak Ti dak Ti dak Ti dak Ti dak Ti dak
Gambar 4 Diagram Alir Pemrograman Mikrokontroler III.2.2 Pemrograman Website
Bagian pemrogra man website menggunakan bahasa pemrograman HTM L, PHP dan java. Progra m terbagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu:
1. Pe mbacaan data yang telah dikirimkan dari HTTP .
2. Penyimpanan data dari yang telah dibaca ke database.
3. Data yang tadi disimpan dimunculkan lagi dala m bentuk tabel.
4. Penyimpanan data dapat disimpan sebanyak 1000 data pada database, sedangkan data yang diperlihatkan sebanyak 60 data.
Pada Ga mba r 5 menunjukkan diagra m a lir pemrosesan penyimpanan data pada website.
40
Start
Memperlihatkan waktu dan jam saat ini
Pengulangan sudah 10 kali?
Masing2 data yang ada diambil dan dimasukkan ke
dalam variabel baru
Menyimpan tanggal, waktu dan timestamp
kedalam variabel
Meminta koneksi ke database
Data memilik isi?
Semua data, tanggal, waktu dan timestamp disimpan didalam database Terismpan 60 data? Menghapus data yang pertama
Data yang telah disimpan, dimunculkan
dalam bentuk tabel Data yang telah
disimpan, dimunculkan dalam bentuk tabel
End Ya Ya Ya Tidak Tidak
Gambar 5 Diagram Alir Pemrograman Penyimpanan Data III.2.3 Tampilan Website
Pada perancangan website terdapat 2 bagian penting. Bagian yang pertama digunakan untuk penerimaan HTTP request yang dirimkan dari SIM808, pada bagian ini akan menerima data dari 6 para meter dengan mas ing-masing parameter me miliki 5 sample. Sete lah data diterima , maka data akan disimpan didala m database. Sela in menyimpan data, ada variabe l-variabel lain yang
disimpan secara bersamaan seperti nomor, tanggal, ja m, dan timestamp.
Pada bagian kedua digunakan untuk display grafik, untuk me mudahkan sistem monitoring sensor-sensor pada mobil. Pada bagian ini dipilih parameter mana yang ingin d ilihat dan grafik data akan me mperlihatkan nilai para meter data yang telah disimpan di database. Tamp ilan ha la man grafik dapat dilihat pada Ga mba r 6.
41
Gambar 6 Tampilan Halaman Grafik Data pada Website
IV. Hasil Penelitian dan Pe mbahasan
Pada bagian ini akan d ila kukan pengujian a lat yang me liputi perbandingan hasil pengambilan data, nilai parameter 5 sampling data dan pengujian transfer data GPRS. Pengujian a lat dilaku kan dengan menaruh a lat pada bagian mobil yang dekat dengan sumber tegangan. Ga mbar a lat yang ditaruh pada mobil dapat dilihat pada Ga mba r 7.
Gambar 7 Bentuk A lat yang Diletakkan pada Mobil
IV.1 Perbandingan Hasil Pengambilan Data
Perbandingan hasil pengambilan dila kukan dengan menggunakan 2 variabel yaitu nila i yang dike luarkan dari LCD mikrokontroler dan dashboard yang ada pada mobil. Data yang dibandingkan adalah tegangan aki dan RPM. Pe rbandingan nilai data dapat dilihat pada Tabel 1.
(a)
(b)
Gambar 1 Nilai Tegangan Aki Sewaktu (a) Mesin Mati dan (b) Mesin Menyala
Pada Ga mbar 8 terdapat 2 buah display yang pertama, LED, d i sebelah kiri merupakan sebuah adaptor yang dapat menunjukkan n ilai tegangan aki. Sedangkan yang kedua, LCD, d i sebelah kanan merupakan display data nilai yang diambil dari OBD. Pada Ga mbar 8 a kedua LCD menunjukkan nilai yang sama, sedangkan pada Ga mbar 8 b, kedua display
menunjukkan nila i 14,2 V dan 14,1 V.
(a)
(b)
Gambar 2 Nilai putaran mesin sewaktu mesin menyala (a) stationer dan (b) non-stationer
Pada Ga mba r 9 terdapat 1 buah LCD dan display dari tachometer pada dashboard mobil. Pada Ga mbar 9a, ketika mobil menyala stationer, LCD menunjukkan nila i 861 RPM dan display tachometer menunjukkan nila i 800 RPM , sedangkan pada Ga mbar 9b, ketika
42
mobil menyala non-stationer, LCD menuju kkan n ila i 1088 RPM dan display tachometer menunjukkan n ila i 1100 RPM .
IV.2 Nilai Parameter 5 Sampling Data
Pada bagian ini akan d ila kukan pengujian a lat yang me liputi, pe mbacaan sensor temperatur oksigen, suhu
coolant, tegangan aki, tegangan oksigen dan RPM. Hasil pe mbacaan sensor akan ditampilkan pada web
yang dapat diakses pada domain
,http://www.cobaobd.xyz/ mob1.php dan tampilan data dapat dilihat pada bentuk grafik yang dapat
diakses pada domain,
http://www.cobaobd.xy z/pilih 1.php. Hasil pengambilan data pada mobil agya dapat dilihat pada Ga mbar 10.
Gambar 10 Hasil Penga mbilan 5 Sa mp ling Data pada OBD II
IV.3 Pengujian Laju Transmisi Data k e GPRS
Pada setiap proses pengiriman data, terdapat data yang digunakan selama proses dijalankan. Proses transfer dapat dibaca dengan mengaku mulasi nilai TX setiap ka li digunakan. Pe mbacaan nila i TX pada GPRS me miliki nila i sebesar ± 1400 byte yang dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Tabel perbandingan data dan laju transmisi data GPRS LCD Dashboard Website % error Teg. Aki 12,5 V 12,5 V 12,5 0 % 14,1 V 14,2 V 14,1 0,7 % Putaran Mesin 861 RPM 800 RPM 861 RPM 7,34 % 1088 RPM 1100 RPM 1088 RPM 1,09 % TX GPRS ± 1400 byte - - -
Rata nilai % e rror yang didapat dari pengambil data pada tegangan aki sebesar 0,35% , sedangkan pada putaran mesin sebesar 2,81%.
V. Kesimpul an
Pengiriman data dilakukan setiap detik ke 30 dari mikro kontroler agar waktu penerimaan data pada website semakin konstan, sedangkan pengambilan data dari mikrokontroler ke OBD d ila kukan setiap 2 detik untuk pengambilan 6 para meter yaitu suhu udara, suhu pendingin mesin, tegangan aki, kandungan O2 dala m gas buang, putaran mesin dan kecepatan.
Pengiriman sampling data pada OBD dilaku kan secara bersamaan sebanyak 5 data. Ha l ini dila kukan untuk menghemat waktu pengiriman dan laju trans misi data GPRS dan berhasil dila kukan.
Nila i % e rror RPM cenderung lebih besar dari pada % error tegangan aki. Ha l ini d isebabkan karena nila i RPM pada mobil bersifat flu ktuatif, sedangkan nilai tegangan aki cenderung konstan. Dari hasil perancangan dan pengujian dari skripsi yang berjudul “Monitoring Kinerja Mesin pada Mobil Berbasis Web”, maka dapat diambil kesimpulan bahwa alat yang dipasang pada Mobil Toyota Agya 1.0 G MT berfungsi dengan baik. Hal
-20 0 20 40 60 80 100 0 200 400 600 800 1000 1200 Timesta mp (detik)
Ha sil Penga mbila n Da ta Suhu Udara
Suhu Pendingin Mesin Tegangan Aki Tegangan Oksigen
43
ini dapat dilihat dari hasil pengamb ilan, pengiriman dan tampilan data di website yang sesuai dengan keadaaan mobil pada saat itu.
Ucapan Teri ma Kasih
Ucapan terima kasih ka mi sa mpaikan kepada pengelola Laboratoriu m Instrumentasi dan Laboratoriu m Sistem M ikro yang telah menyedia kan sarana untuk me laksanakan tugas akhir ini dengan baik. Ka mi juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Elekt ro Unive rsitas Katolik Widya Mandala Surabaya yang telah me mberikan masukan untuk ke lancaran proyek ini.
Daftar Pustaka
1. Syahrul . 2014. “Pemrograman
Mikrokontroler A VR bahasa Assembly dan C” Bandung:Informatika
2. Atmel . 2015. "8-bit At mel M icrocontrolle r
with 16/32/64/128K Bytes In-System
Programmable Flash Datasheet"
3. Suehring, Steve . ed. . 2009. “PHP 6 and
MySQL 6 Bible” Indianapolis:Wiley
Publishing,Inc.
4. Nixon, Robin . 2009. “Learning
PHP,MySQL, and Javascript” United States of America:O’Reilly Media, Inc.
5. Noldus, Rogier . 2006. “Intellegent Network s for the GSM, GPRS and UMTS Network”
England:John Wiley & Sons.
6. SIM Co m . 2015. "SIM800 Series AT Command Manual" Versi1.09 Shanghai:SIM Co m Wireless Solutions Ltd.
7. Pranjoto, Hartono and Agustine, Lanny and Susilo, Yosephat Suryo and Tehuayo, Rofie ko . 2014. “GPS based vehicle track ing over GPRS for fleet management and passenger/ payload/vehicle security. “ ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 9 (11). ISSN 1819-6608 8. Pangalie la, Egber . 2016. "Sistem Pengaman
Kendaraan dengan Menggunakan Metode
Geofence pada Google Maps" Skripsi, Universitas Katolik W idya Mandala Surabaya.
9. Anonim "OBD-II_PIDs"
.https://en.wikipedia.org/wiki/ OBD-II_PIDs. Dia kses pada: Jumat, 29 Septe mber 2017 pukul 13:42
