PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGENDALI KENDARAAN RODA DUA BERBASIS ANDROID
SKRIPSI
Oleh:
DIMAS HADI PRASETYO NIM. 1010000285
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS POTENSI UTAMA MEDAN
2016
ABSTRAK
Kendaraan pada saat ini bukan lagi barang mewah yang hanya dimiliki orang-orang tertentu pada zaman dahulu, kendaraan saat ini merupakan sebuah kebutuhan sebagai alat transportasi untuk melakukan aktifitas. Khususnya sepeda motor yang hampir setiap orang memilikinya. Untuk mempermudah seseorang dalam menyelesaikan pekerjaannya, diperlukan suatu alat yang dapat bekerja praktis dan efisien sehingga tanpa menghabiskan banyak waktu dan tenaga dalam melaksanakan pekerjaan tersebut. Bayangkan jika kita sedang terburu-buru saat ingin bepergian namun kita masih harus memanaskan sepeda motor kita, itu akan membuat waktu kita terbuang. Pada saat sekarang ini dengan semakin berkembangnya teknologi pada sepeda motor maka kita sudah dapat menemukan sistem alarm pada sepeda motor keluaran terbaru, namun sistem alarm tersebut masih sama dengan alarm konvensional. Sistem alarm tersebut masih terkendala oleh jarak kontrolnya yang kira-kira hanya 10 meter saja, dan jika terjadi sesuatu dengan sepeda motor tersebut hanya mengeluarkan peringatan sebatas audio dan visual saja, dan kita tidak mengetahui keadaan kendaraan kita terutama saat posisi kita jauh dari kendaraan. Oleh sebab itu, dengan memanfaatkan smartphone dengan sistem operasi android dan juga sistem ini dikontrol melalui perintah yang akan dikirimkan lewat SMS dengan bantuan aplikasi sehingga sistem ini dapat di kontrol dari jarak jauh selama dalam jangkauan jaringan GSM operator tertentu. Sistem alarm ini juga dapat memberitahukan keadaan alarm kepada pemilik secara langsung melalui smartphone mereka, sehingga membuat alarm ini lebih efektif daripada alarm konvensional.
Kata Kunci: Sepeda Motor, Android, SMS, Sistem Alarm.
ABSTRACT
Vehicle at this time is no longer a luxury item which only certain people in ancient times, the vehicle is now a necessity as a means of transportation for the activity. Especially motorcycles almost everyone has it. To facilitate someone to finish the job, we need a tool that can work practically and efficiently so without spending a lot of time and effort in carrying out the work. Imagine if we were in a hurry when I want to travel, but we still have to heat our motorcycles, it would make our time wasted. At the present time with the development of technology on a motorcycle then we can find the alarm system on the latest motorcycles, but the alarm system is still the same as a conventional alarm. The alarm system is still constrained by distance control which is approximately only 10 meters away, and if something goes wrong with the bike just issued a warning limited to audio and visual only, and we do not know the state of our vehicles, especially when we are away from the vehicle position. Therefore, by utilizing smartphone with android operating system and also the system is controlled through the command to be sent via SMS with the help of the application so that the system can be controlled remotely over the GSM network coverage of certain operator. The alarm system can also notify the state of alarm to the owner directly through their smartphone, so that makes this alarm is more effective than conventional alarm.
Keyword: Motorcycle, Android, SMS, Alarm System.
.
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.wb.
Alhamdulillahirobbil’alamin puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan hidayahnya penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini. Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada junjungan Nabi Muhammad SAW, keluarga serta sahabatnya yang telah menuntun kita umat Islam kejalan yang benar.
Adapun judul skripsi penulis adalah “Perancangan Dan Pembuatan Alat Pengendali Kendaraan Roda Dua Berbasis Android” Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan dan banyak terdapat kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan penulisan skripsi ini.
Maka dengan selesainya penyusunana Skripsi ini, Penulis mengucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya untuk seluruh pihak yang membantu. Pada kesempatan ini Penulis Mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Iwan Fitrianto Rahmad, M.Kom selaku Pembimbing I yang telah memberikan waktu, arahan, saran, serta motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik.
2. Bapak Edy Victor Haryanto, M.Kom selaku Pembimbing II, yang telah memberikan waktu, arahan, saran, serta motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik.
3. Ibu Hj. Nuriandy, BA, Selaku Pembina Yayasan Potensi Utama Medan.
4. Bapak Bob Subhan Riza, ST, M.Kom selaku Ketua Yayasan Potensi Utama Medan.
5. Ibu Rika Rosnelly, SH, M.Kom, selaku Rektor Universitas Potensi Utama.
6. Ibu Ratih Puspasari, M.Kom Selaku Dekan Fakultas Teknik Dan Ilmu Komputer Universitas Potensi Utama.
7. Bapak Budi Triandi, M.Kom selaku Ketua Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Potensi Utama.
8. Kedua Almarhum orang tua saya, Rachmauluddin dan Sri Wati yang telah melahirkan dan merawat saya hingga besar.
9. Nenek Fatimah Dan Almarhum Mbah Rachmin tercinta, yang juga telah merawat saya hingga sekarang dan selalu memberikan do’a dan tanpa henti- hentinnya memberikan dukungan baik materi maupun moril kepada penulis dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini.
10. Om dan Ibu , Om Rudi, Bu Wati, dan Om Joko, yang juga selalu memberikan do’a dan tanpa henti-hentinnya memberikan dukungan baik materi maupun moril kepada penulis dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini.
11. Adik-adik kandung dan keponakan, Anindya Putri, Dery Rianda, dan M. Al- Faiz yang telah memberikan semangat dalam penulisan skripsi ini.
12. Seluruh sahabat-sahabat kelas TI D pagi 2010, Anwar Siddiq Angkat, Syafrizal, Rohmat Hakim, Wahyu Rahmatullah, M. Darmawan Lubis, Rangga Prasetya, serta teman lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan namanya.
satu-persatu, yang telah membuat penulis menjadi malas mengerjakan skripsi
DAFTAR ISI
ABSTRAK
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
I.1. Latar Belakang ... 1
I.2. Ruang Lingkup Permasalahan ... 2
I.2.1. Identifikasi Masalah ... 2
I.2.2. Perumusan Masalah ... 3
I.2.3. Batasan Masalah ... 3
I.3. Tujuan dan Manfaat ... 4
I.3.1. Tujuan ... 4
I.3.2. Manfaat ... 4
I.4. Metodologi Penelitian ... 5
I.5. Keaslian Penelitian ... 6
I.6. Sistematika Penulisan ... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 9
II.1. Perancangan ... 9
II.2. Arduino ... 10
II.2.1. Pengertian ... 10
II.2.2. Jenis-Jenis Arduino ... 11
II.3. GSM Shield ... 16
II.3.1. Pengertian dan Spesisfikasi ... 16
II.3.2. Konfigurasi dan Cara Penggunaan ... 17
II.4. SMS (Short Message Service) ... 19
II.4.1. Pengertian SMS (Short Message Service) ... 19
II.4.2. Sejarah SMS (Short Message Service) ... 20
II.4.3. Cara Kerja SMS (Short Message Service) ... 21
II.5. Android ... 22
II.6. Arduino IDE ... 23
BAB III ANALISIS DAN DESAIN SISTEM ... 26
III.1. Analisis ... 26
III.2. Strategi Pemecahan Masalah... 27
III.3. Identifikasi Kebutuhan ... 28
III.3.1. Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware) Untuk Perancangan Interface yang Digunakan ... 28
III.3.2. Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware) Untuk Perancangan Alat yang Digunakan ... 29
III.3.3. Kebutuhan Perangkat Lunak (Software) Untuk Pemrograman Alat dan Merancang GUI yang Digunakan. ... 29
III.4. Diagram Blok Rangkaian ... 31
III.5. Perancangan Rangkaian Modul Sensor SW-420 ... 33
III.6. Perancangan Rangkaian Adaptor 9V ... 35
III.7. Perancangan Rangkaian Modul Relay ... 36
III.8. Flowchart ... 36
III.8.1. Flowchart Alat Kontrol Utama Sistem Kendali Sepeda Motor ... 36
III.8.1.1. Flowchart Untuk Menerima dan Mengeksekusi Perintah Via SMS ... 37
III.8.1.2. Flowchart Untuk Sistem Alarm ... 39
III.9. Tampilan Program Kontrol Utama ... 40
III.9.1. Tampilan Login Program ... 40
III.9.2. Tampilan Program Utama ... 41
BAB IV HASIL DAN UJI COBA ... 43
IV.1. Pengujian Rangkaian Adaptor ... 43
IV.2. Pengujian Papan Arduino dan GSM Shield ... 44
IV.3. Pengujian Performa dan Inisialisasi Sistem ... 46
IV.4. Pengujian Performa Eksekusi Perintah SMS ... 47
IV.5.Pengujian Aplikasi Pengontrol Sistem... 49
IV.5.1. Tampilan Login Program ... 49
IV.5.2. Tampilan Program Utama ... 51
IV.6. Pengujian Daya Listrik ... 52
IV.7. Kelebihan dan Kekurangan ... 56
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 59 V.1. Kesimpulan ... 59 V.2. Saran ... 60 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1. Arduino Uno…… ... 12
Gambar II.2. Arduino Leonardo ………… ... 14
Gambar II.3. Arduino Mega 2560 ... 15
Gambar II.4. GSM Shield ... 17
Gambar II.5. Bagan Fungsi Pada GSM Shield.. ... 18
Gambar II.6. Jendela Program Arduino IDE ... 25
Gambar III.1. Diagram Blok Rangkaian ... 32
Gambar III.2. Skematik Modul Sensor SW-420 ... 34
Gambar III.3. Rangkaian Adaptor 9 Volt ... 35
Gambar III.4. Rangkaian Modul Relay. ... 36
Gambar III.5. Flowchart Utama Kontrol Kendali Sepeda Motor via SMS .... 37
Gambar III.6. Flowchart Sistem Alarm ... 39
Gambar III.7. Tampilan Login ... 41
Gambar III.8. Tampilan Utama Program………. …... 42
Gambar IV.1. Proses Upload berhasil ... 45
Gambar IV.2. Hasil Upload ke Papan Arduino ... 46
Gambar IV.3. Tampilan Login Program ... 50
Gambar IV.4. Tampilan Utama Program.. ... 51
Gambar IV.16. Tampilan Absensi APP ... 78
DAFTAR TABEL
Tabel I.1. Keaslian Penelitian ... 6
Tabel II.1. Versi Android ... 52
Tabel IV.1. Data Hasil Pengukuran Rangkaian Adaptor ... 44
Tabel IV.2. Data Hasil Pengujian Performa Inisialiasi Sistem ... 47
Tabel IV.3. Tabel Hasil Pengujian Performa Eksekusi Perintah SMS... 48
Tabel IV.4. Tabel Hasil Pengujian Konsumsi Daya... 53
Tabel IV.5. Rumus Perhitungan Total Konsumsi Daya ... 55
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran-1 Listing Program
Lampiran-2 Surat Pengajuan Judul Skripsi Lampiran-3 Formulir Pendaftaran Judul Skripsi
Lampiran-4 Surat Pernyataan Bersedia Membimbing Pembimbing I Lampiran-5 Surat Pernyataan Bersedia Membimbing Pembimbing II Lampiran-6 Formulir Pendaftaran Seminar Skripsi
Lampiran-7 Berita Acara Seminar Skripsi Lampiran-8 Formulir Pendaftaran Sidang
BAB I
PENDAHULUAN
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Kendaraan pada saat ini bukan lagi barang mewah yang hanya dimiliki orang-orang tertentu pada zaman dahulu, kendaraan saat ini merupakan sebuah kebutuhan sebagai alat transportasi untuk melakukan aktifitas. Khususnya sepeda motor yang hampir setiap orang memilikinya.
Praktis adalah sesuatu yang sangat dibutuhkan pada zaman sekarang.
Dapat dikatakan bahwa semua pekerjaan dituntut untuk menghasilkan kemudahan, kecepatan, dan efisiensi. Untuk mempermudah seseorang dalam menyelesaikan pekerjaannya, diperlukan suatu alat yang dapat bekerja praktis dan efisien sehingga tanpa menghabiskan banyak waktu dan tenaga dalam melaksanakan pekerjaan tersebut. Bayangkan jika sedang terburu-buru saat ingin bepergian namun masih harus memanaskan sepeda motor, itu akan membuat waktu terbuang.
Pada saat sekarang ini dengan semakin berkembangnya teknologi pada sepeda motor maka sudah dapat menemukan sistem alarm pada sepeda motor keluaran terbaru, namun sistem alarm tersebut masih sama dengan alarm konvensional. Sistem alarm tersebut masih terkendala oleh jarak kontrolnya yang
kira-kira hanya 10 meter saja, dan jika terjadi sesuatu dengan sepeda motor tersebut hanya mengeluarkan peringatan sebatas audio dan visual saja, dan tidak mengetahui keadaan kendaraan terutama saat posisi jauh dari kendaraan Oleh sebab itu, dengan memanfaatkan smartphone dengan sistem operasi android dan juga sistem ini dikontrol melalui perintah yang akan dikirimkan lewat SMS dengan bantuan aplikasi sehingga sistem ini dapat di kontrol dari jarak jauh selama dalam jangkauan jaringan GSM operator tertentu. Sistem alarm ini juga dapat memberitahukan keadaan alarm kepada pemilik secara langsung melalui smartphone mereka, sehingga membuat alarm ini lebih efektif daripada alarm konvensional.
I.2. Ruang Lingkup Permasalahan I.2.1. Identifikasi Masalah
Dalam melakukan perancangan dan pembuatan alat pengendali kendaraan roda dua berbasis android ini penulis mengidentifikasikan beberapa permasalahan. Adapun identifikasi masalah yang penulis temukan dalam penulisan ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk menyalakan dan mematikan kendaraan khususnya sepeda motor masih menggunakan cara manual.
2. Keterbatasan manusia untuk memantau kendaraannya sewaktu ditinggalkan sehingga rentan terjadi tindak kejahatan pencurian terhadap kendaraan tersebut.
3. Perlunya diciptakan aplikasi yang memudahkan pengguna untuk melakukan pengendalian terhadap kendaraan melaluid android dengan koneksi SMS.
I.2.2. Rumusan Masalah
Setelah melihat permasalahan yang ada maka penulis merumuskan masalah yaitu:
1. Bagaimana merancang aplikasi yang dapat mengontrol kendaraan melalui jarak jauh dengan memanfaatkan teknologi SMS?
2. Bagaimana merancang alat sebagai pengaman terhadap tindak pencurian terhadap kendaraan tersebut?
3. Bagaimana merancang sistem alarm yang dapat mengirimkan informasi keadaan alarm kepada pemilik secara langsung melalui smartphone?
I.2.3. Batasan Masalah
Dalam penulisan skripsi ini dibatasi permasalahannya sebagai berikut : 1. Kendaraan roda dua yang dipakai hanya sepeda motor matik.
2. Penelitian hanya berfokus pada pengendalian sistem kelistrikan sepeda motor melalui smartphone dengan sistem operasi android dengan perantara SMS.
3. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMEGA 2560 serta komponen pendukung lainnya.
4. Kendali untuk menghidupkan mesin hanya berfungsi pada aki/baterai dalam keadaan baik atau tidak soak.
5. Penulisan kode program menggunakan software Arduino IDE.
6. Aplikasi android akan dirancang dengan menggunakan App Inventor 2 .
I.3 Tujuan dan Manfaat I.3.1. Tujuan
Berdasarkan perumusan masalah diatas maka tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut :
1. Membuat sebuah sistem kendali sepeda motor yang dapat di kontrol dari jarak jauh, dan bisa memberikan informasi tentang keadaan mobil secara langsung kepada pemilik.
2. Mengoptimalkan penggunaan smartphone yang juga dapat digunakan sebagai alat kontrol kelistrikan ada sepeda motor.
3. Membuat sebuah pengaman pada kendaraan untuk meminimalisir dari tindak kejahatan.
I.3.2. Manfaat
Adapun manfaat yang dapat diambil dalam penulisan skripsi ini adalah:
1. Memberikan pengetahuan tentang bagaimana caranya sebuah sistem kendali menggunakan Mikrokontorler dapat di bangun dan di terapkan pada sepeda motor.
2. Meringankan pekerjaan pengguna agar pada saat menghidupkan dan mematikan sepeda motor bisa dilakukan dari jarak jauh.
3. Pengembangan sistem dan aplikasi ini dapat digunakan untuk sistem kendali lainnya.
4. Dengan adanya sistem ini dapat membantu dalam ilmu pengetahuan, khususnya dibidang Robotika, Mekatronika, Teknologi Pengendalian Kendaraan Roda Dua, dan Ilmu Komputer.
I.4. Metode Penelitian
Untuk dapat mengimplementasikan sistem diatas, maka secara garis besar digunakan beberapa metode sebagai berikut:
1. Studi Literatur, dengan cara mempelajari buku-buku acuan dan literatur yang berhubungan dengan materi dalam penulisan skripsi.
2. Pengumpulan data,yaitu mengumpulkan informasi dan mempelajari tentang sistem cara kerja alat dan penggunaan Arduino Mega.
3. Analisa permasalahan, untuk mengetahui dan menentukan batasan-batasan sistem sehingga dapat menentukan cara yang paling efektif dalam penyelesaian permasalahan.
4. Perancangan alat, setelah menganalisa permasalahan, selanjutnya dilakukan pengumpulan data dan perancangan alat dengan menggunakan model perancangan alat yang telah ditetapkan.
5. Implementasi alat, membuat alat berdasarkan rancangan alat yang telah dibuat sesuai dengan data yang ada.
6. Uji coba alat, menguji alat yang telah dibuat, untuk mengetahui letak kesalahan dan memperbaikinya.
7. Dokumentasi, membuat laporan dari semua pengerjaan yang telah dilakukan.
I.5. Keaslian Penelitian
Berikut adalah perbandingan antara teknologi kendali kendaraan roda dua yang pernah menjadi bahan penelitian sebelumnya. Untuk lebih jelas perbandingan-perbandingan tersebut dapat dilihat pada tabel I.1. sebagai berikut :
Tabel I.1. Keaslian Penelitian No. Nama
Peneliti
Judul Hasil Penelitian
1. Edi Suranta Tarigan (2015)
Rancang Bangun Sistem Keamanan Sepeda Motor Berbasis Arduino Uno Dengan Smartphone Sebagai Kendali
Sistem keamanan ini
menggunakan teknik engine stop yang akan dihubungkan dan dihidupkan bersama dengan mikropengendali arduino uno.
Mikropengendali arduino uno digunakan untuk menghidupakan klakson sebagai alarm sepada motor secara otomatis dan dapat menghidupakan sepeda motor tanpa memakai kunci, yang akan dilakukan pada smartphone android menggunakan media Bluetooth.
2. Heri Kuswanto (2014)
Sistem Proteksi Kendaraan Bermotor Menggunakan Android Berbasis
Mikrokontroler ATMega328
Pada perancangan dan pembuatan sebuah alat ini akan diakses melalui password, kemudian PIR (Passive Iinfrared Receiver) sebagai pendeteksi objek dan sebagai sensor yang mendeteksi adanya pergarakan tubuh manusia, dan LDR (light dependent resistor) sebagai sensor yang dapat mendeteksi cahaya lampu motor ketika dihidupkan tanpa prosedur yang benar, dan relai berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus pada kendaraan ang mana sistem akan dikendalikan menggunakan mikrokontroler ATMega328.
I.6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan Tugas Akhir ini diuraikan dalam 5 (lima) bab dan mengenai isi bab-bab tersebut diuraikan sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Dalam bab ini dibahas mengenai latar belakang masalah, ruang lingkup permasalahan, tujuan dan manfaat penelitian, metodologi yang digunakan serta sistematika penulisan ini sendiri.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini dijelaskan teori-teori penunjang yang digunakan sebagai dasar dalam proses perancangan aplikasi android, pengkodean mikrokontroler, serta teori yang mendukung lainnya.
BAB III : ANALISIS DAN PERANCANGAN
Pada bab ini membahas tentang cara kerja dari metode yang digunakan dalam proses pembuatan serta penjelasan dari diagram perancangannya.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini berisikan tentang tampilan hasil, pembahasan, kelebihan dan kekurangan dari desain animasi yang dirancang.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup dari penulisan laporan Tugas Akhir ini yang berisikan kesimpulan atas hasil analisis dan perancangan serta berisikan saran-saran.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Perancangan
Perancangan adalah penggambaran, perencanaan dan pembuatan sketsa atau pengaturan dari beberapa elemen yang terpisah ke dalam satu kesatuan yang utuh dan berfungsi Perancangan sistem dapat dirancang dalam bentuk bagan alir sistem (system flowchart), yang merupakan alat bentuk grafik yang dapat digunakan untuk menunjukan urutan-urutan proses dari sistem (Syifaun Nafisah, 2003 : 2).
Perancangan suatu alat terprogram bukan hanya menargetkan pada spesifikasi alat pada keseluruhan, tetapi juga menargetkan pada kebutuhan pengguna, fungsionalitas, serta biaya yang dibutuhkan. Sehingga alat yang dirancang nantinya benar-benar sesuai dengan kebutuhan pengguna yang sebenarnya dengan biaya yang sesuai pula.
Dengan memanfaatkan perangkat mobile dengan sistem operasi android penulis akan merancang suatu aplikasi dan alat yang dapat mengendalikan sistem kelistrikan kendaraan roda dua khususnya sepeda motor, dengan memanfaatkan SMS sebagai koneksi antara aplikasi pada perangkat mobile dengan Arduino, tentunya dengan bantuan GSM Shield yang dipasang pada Arduino sebagai penerima SMS.
II.2. Arduino II.2.1. Pengertian
Arduino adalah sebuah platform komputasi fisik yang bersifat open source, berdasar pada papan I/O yang simpel dan mudah digunakan, serta lingkungan pengembangannya mengimplementasikan bahasa pemrograman Processing. Arduino dapat digunakan untuk membuat sebuah objek interaktif yang dapat beroperasi secara mandiri (standalone). Atau juga dapat terkoneksi dengan perangkat lunak (software) yang ada di komputer (seperti Visual Studio).
(Banzi : 2011 : 1).
Arduino didesain agar mudah digunakan oleh pemula yang tidak memiliki pengalaman dengan perangkat lunak (bahasa pemrograman) atau pengalaman dengan rangkaian elektronik. Dengan Arduino, para pemula dapat membuat sebuah objek yang dapat merespon keadaan di dunia nyata, atau dapat juga mengontrol objek-objek di dunia nyata, seperti cahaya, suara, sentuhan dan gerakan. (Margolis : 2011 : 1).
Arduino banyak digunakan dalam program edukasi di seluruh dunia, biasanya untuk desainer dan arsitek yang ingin membuat sebuah purwarupa produk komputasi fisik, tetapi tidak harus mengerti secara mendalam mengenai detail teknis dari apa yang mereka buat. Karena pada dasarnya Arduino dirancang untuk dipakai oleh orang-orang non teknis, perangkat lunaknya sendiri memiliki beragam contoh kode sumber untuk memberi contoh bagaimana menggunakan papan rangkaian Arduino dengan segala fasilitas yang dimilikinya. (Margolis : 2011 : 1).
Walaupun mudah untuk digunakan, perangkat keras yang digunakan pada Arduino bekerja pada level kecanggihan yang sama dengan embedded device.
Orang-orang yang terbiasa dengan pemrograman mikrokontroler juga tertarik untuk menggunakan Arduino karena perkembangannya yang pesat dan fasilitasnya yang memungkinkan untuk mengimplementasikan ide-ide dengan cepat. (Margolis : 2011 : 1).
Arduino dikenal baik dengan perangkat kerasnya, namun pengguna juga memerlukan perangkat lunak untuk memprogramnya. Kedua perangkat keras dan perangkat lunak itu juga disebut “Arduino”. Kombinasi yang memungkinkan pengguna untuk membuat proyek yang dapat merasakan dan mengontrol dunia fisik. Perangkat lunaknya sendiri bersifat gratis, open source, dan lintas platform.
Sedangkan papan sirkuitnya sendiri dapat dibeli dengan harga yang cukup murah, atau pengguna juga dapat membuatnya sendiri (karena desain perangkat kerasnya juga bersifat open source).
II.2.2. Jenis-Jenis Arduino
Arduino memiliki beberapa jenis, nama dan spesifikasi yang berbeda beda, yang akan dijelaskan dibawah ini :
1. Arduino Uno
Merupakan papan Arduino yang paling simpel dan sangat mudah untuk dipelajari. Arduino jenis ini banyak dipakai oleh pemula karena sangat mudah untuk dipelajari dan digunakan. Menggunakan mikrokontroler ATMega328
sebagai otak dari Arduino jenis ini. Berikut ini adalah spesifikasi dari Arduino Uno :
a. 14 Pin I/O Digital yang dapat dikonfugirasi sebagai pin input ataupun output menurut kehendak pemakai.
b. 6 Pin input Analog yang dapat dipakai sebagai input Analog (contoh : pembacaan nilai voltase dari sebuah sensor) dan mengubahnya menjadi angka mulai dari 0 sampai 1023.
c. 6 Pin output Analog (pin 3,5,6,9,10 dan 11) yang dapat dipakai sebagai output analog dengan menggunakan metode PWM (Pulse Width Modulation).
d. Flash Memory sebesar 32 KB e. SRAM sebesar 2 KB
f. EEPROM sebesar 1 KB g. Clock speed 16
Gambar II.1 : Arduino Uno
(Sumber: https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/ArduinoUno_R3_Front.jpg)
2. Arduino Leonardo
Arduino Leonardo berbasis pada mikrokontroler ATMega32U4, yang membuatnya berbeda dengan jenis Arduino lain adalah tidak dibutuhkannya chip converter usb to serial, karena chip ATMega32U4 sudah menyediakan fasilitas ini didalamnya. Jika Arduino Leonardo dikoneksikan dengan PC/Laptop, maka akan terdeteksi sebagai mouse dan keyboard, berbeda dengan Arduino Uno yang terdeteksi sebagai port komunikasi.
Berikut ini adalah spesifikasi dari Arduino Leonardo :
a. 20 Pin I/O Digital yang dapat dikonfugirasi sebagai pin input ataupun output menurut kehendak pemakai.
b. 12 Pin input Analog yang dapat dipakai sebagai input Analog (contoh : pembacaan nilai voltase dari sebuah sensor) dan mengubahnya menjadi angka mulai dari 0 sampai 1023.
c. 7 Pin output Analog (pin 3,5,6,9,10,11 dan 13) yang dapat dipakai sebagai output analog dengan menggunakan metode PWM (Pulse Width Modulation).
d. Flash Memory sebesar 32 KB e. SRAM sebesar 2 KB
f. EEPROM sebesar 1 KB g. Clock speed 16 Mhz.
Gambar II.2 : Arduino Leonardo (Sumber :
https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/ArduinoLeonardoFront_2.jpg)
3. Arduino Mega
Arduino Mega adalah papan Arduino dengan spesifikasi yang lebih lengkap dibandingkan dengan jenis papan Arduino lainnya. Itu karena Arduino Mega memang dikhususkan untuk penggunaan yang lebih kompleks dan membutuhkan pin output yang lebih banyak. Arduino Mega pada awalnya menggunakan ATMega1280, yang memiliki 128 KB flash memory. Namun, digantikan dengan ATMega2560 yang memiliki spesifikasi memori yang lebih tinggi, sebesar 256 KB flash memory.
Berikut ini adalah spesifikasi lengkap dari Arduino Mega :
a. 54 Pin I/O Digital yang dapat dikonfugirasi sebagai pin input ataupun output menurut kehendak pemakai.
b. 16 Pin input Analog yang dapat dipakai sebagai input Analog (contoh : pembacaan nilai voltase dari sebuah sensor) dan mengubahnya menjadi angka mulai dari 0 sampai 1023.
c. 15 Pin output Analog (2-13 dan 44-46) yang dapat dipakai sebagai output analog dengan menggunakan metode PWM (Pulse Width Modulation).
d. Flash Memory sebesar 256 KB e. SRAM sebesar 8 KB
f. EEPROM sebesar 4 KB g. Clock speed 16 Mhz.
Gambar II.3 : Arduino Mega 2560 (Sumber :
http://www.arduino.cc/en/uploads/Main/ArduinoMega2560_R3_Fronte.jpg)
II.3. GSM Shield
II.3.1. Pengertian dan Spesifikasi
GSM Shield adalah modul ekspansi untuk Arduino yang memungkinkan Arduino dapat terhubung dengan jaringan seluler GSM. Dengan modul ini, Arduino dapat menerima dan mengirim SMS, melakukan panggilan suara, serta dapat terhubung ke Internet dengan menggunakan port koneksi pada GSM Shield.
Pada dasarnya, fungsi GSM Shield mirip dengan telepon genggam, namun dengan bentuk yang lain yang memang dikhususkan untuk Arduino. Cara pemasangan modul ini adalah dengan menumpuk nya diatas modul Arduino, oleh karena itu modul ini disebut juga dengan istilah shield. Modul GSM Shield menggunakan chip SIM900 yang diproduksi oleh SIMCOM. GSM Shield kompatibel dengan beberapa model Arduino yang memiliki tata letak pin yang sama.
Spesifikasi lengkap dari GSM Shield adalah sebagai berikut :
a. Quad-Band 850 / 900/ 1800 / 1900 MHz yang dapat digunakan di seluruh negara.
b. GPRS multi-slot class 10/8 c. GPRS mobile station class B d. Compliant to GSM phase 2/2+
e. Class 4 (2W@850/900MHz) f. Class 1 (1W@1800/1900MHz)
g. Kontrol melalui perintah (GSM 07.07, 07.05 dan perintah AT lanjutan dari SIMCOM )
h. Layanan pesan singkat.
i. Pemilihan penggunaan port serial j. Dukungan Real Time Clock
k. Dukungan fungsi tombol on/off dan reset oleh Arduino.
Gambar II.4 : GSM Shield (Sumber :
http://www.tinyosshop.com/index.php?route=product/product&product_id=46) II.3.2. Konfigurasi Pin dan Cara Penggunaan
GSM Shield memiliki beberapa jenis konektor, alat tambahan, tombol- tombol serta lampu indikator yang dapat digunakan untuk fungsi tertentu, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar II.5 berikut :
Gambar II.5 : Bagan Fungsi Pada GSM Shield (Sumber : Datasheet TinySine GSM Shield
http://www.tinyosshop.com/datasheet/GSM%20Shield%20Datasheet.pdf)
Keterangan pada gambar II.5 adalah sebagai berikut : a. Speaker Jack : Konektor untuk koneksi ke speaker eksternal.
b. Microphone Jack : Konektor untuk koneksi ke microphone.
c. UART/ Soft Serial Jumper : jumper untuk pemilihan koneksi hardware serial/
UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), dan juga koneksi software serial pada papan Arduino.
d. Tombol-tombol fungsi :
a. Power on/off : tombol untuk menghidupkan dan mematikan GSM Shield.
b. SIM900 reset : tombol untuk mereset GSM Shield.
c. Arduino reset : tombol untuk mereset papan Arduino (fungsinya sama dengan tombol reset pada papan Arduino itu sendiri).
e. Lampu indikator :
1) Power (merah) : lampu indikator yang menandakan bahwa modul GSM Shield menerima pasokan daya listrik dari papan Arduino.
2) State (hijau) : lampu indikator yang menandakan bahwa modul GSM Shield telah dihidupkan.
3) Network (biru) : lampu indikator yang menandakan bahwa modul GSM Shield sedang mencari atau terhubung ke jaringan GSM.
f. SMA Antenna Interface : konektor untuk antenna GSM Shield.
II.4. SMS (Short Message Service)
II.4.1. Pengertian SMS (Short Message Service)
Teknologi telekomunikasi pada saat ini semakin berkembang, salah satu teknologi telekomunikasi yang sedang berkembang yaitu Short Message Service atau bisanya disebut SMS. Short Message Service (SMS) adalah kemampuan untuk mengirim dan menerima pesan singkat dalam bentuk teks dari sebuah perangkat nirkabel, yaitu perangkat komunikasi telepon selular, dalam hal ini perangkat nirkabel yang digunakan adalah telepon selular. Teks tersebut bisa terdiri dari kata-kata atau nomor atau kombinasi alphanumeric. Dengan kata lain, SMS adalah layanan yang memungkinkan pengguna telepon selular nirkabel untuk mengirimkan pesan yang berupa huruf, angka dan simbol dengan metode komunikasi tanpa kabel.
Berdasarkan mekanisme distribusi pesan SMS oleh sebuah aplikasi SMS, terdapat empat macam mekanisme pengantar pesan, yaitu :
1. Pull adalah pesan yang dikirimkan kepada pengguna berdasarkan permintaan pengguna.
2. Push-event based adalah pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan kejadian yang berlangsung.
3. Push-scheduled adalah pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan waktu yang terjadwal.
4. Push-personal profile adalah pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan profil dan preferensi dari pengguna.
SMS memiliki kelebihan yaitu biaya yang murah. , yaitu harganya murah, SMS merupakan "Delivered Oriented Service", artinya pesan akan selalu diusahakan untuk dikirimkan ke tujuan. Jika suatu saat nomor tujuan sedang tidak aktif atau di luar jaringan, maka pesan akan disimpan di SMSC (SMS Center) server dan akan dikirimkan segera setelah nomor tujuan aktif kembali. Pesan juga akan terkirim ke tujuan walaupun nomor tujuan sedang melakukan pembicaraan (sibuk).
II.4.2. Sejarah SMS (Short Message Service)
Isu SMS pertama kali muncul dibelahan Eropa pada sekitar tahun 1991 bersama sebuah teknologi komunikasi wireless yang saat ini cukup banyak penggunanya, yaitu Global System for Mobile Communication (GSM). Dipercaya bahwa message pertama yang dikirimkan menggunakan SMS dilakukan pada bulan Desember 1992, dikirimkan dari sebuah Personal Computer (PC) ke telepon mobile (bergerak) dalam jaringan GSM milik Vodafone Inggris.
Perkembangannya kemudian merambah ke benua Amerika, dipelopori oleh beberapa operator komunikasi bergerak berbasis digital seperti BellSouth Mobility, PrimeCO, Nextel dan beberapa operator lain. Teknologi digital yang
digunakan bervariasi dari yang berbasis GSM, Time Division Multiple Access (TDMA), hingga Code Division Multiple Access (CDMA). Tidak diragukan lagi SMS sangat sukses di pasaran, di tempat kelahirannya sendiri, yaitu Eropa, trafik SMS mencapai lebih dari 3 miliar message per bulan meskipun tanpa ada program marketing yang proaktif dari operator seluler dan vendor pembuat perangkat komunikasi bergerak. Kesuksesan SMS dianggap kesuksesan yang tidak disengaja dan cukup mengejutkan bagi pihak-pihak yang terjun dalam industri telekomunikasi bergerak karena beberapa pihak yang berkompeten sebelumnya memprediksi bahwa SMS tidak akan laku karena penggunaannya cukup sulit dan materi untuk marketingnya sulit ditentukan. ( Yanuar: 2012 : 26).
II.4.3. Cara Kerja SMS (Short Message Service)
Layanan SMS merupakan sebuah layanan yang bersifat nonreal time di mana sebuah short message dapat di-submit ke suatu tujan, tidak peduli apakah tujuan tersebut aktif atau tidak. Bila dideteksi bahwa tujuan tidak aktif, maka sistem akan menunda pengiriman ke tujuan hingga tujuan aktif kembali. Pada dasarnya sistem SMS akan menjamin delivery dari suatu short message hingga sampai ketujuan.
Cara kerja SMS dimulai dari SMS dikirim dari pengirim ke penerima melewati SMSC dengan prinsip Store and Forward, dimana pesan yang dikirim ke SMSC akan disimpan terlebih dahulu hingga masa validitas tertentu terpenuhi jika ponsel nomor yang dituju dalam keadaan mati ataupun diluar jangkauan operator, setelah ponsel nomor yang dituju sudah aktif atau berada dalam jangkauan operator maka pesan akan diteruskan oleh SMSC kepada penerima. Apabila pesan
yang tersimpan di SMSC sudah melewati masa validitas yang ditentukan, pesan tersebut akan dihapus dan tidak akan diteruskan kepada nomor yang dituju.
II.5 Android
Android adalah sebuah sistem operasi mobile yang berbasiskan pada versi modifikasi dari Linux. Pertama kali sistem operasi ini dikembangkan oleh perusahaan Android.Inc. nama perusahaan inilah yang pada akhirnya digunakan sebagai nama proyek sistem operasi mobile tersebut, yaitu sistem operasi Android.
Pada tahun 2005, sebagian dari strategi unutk memasuki pasar mobile, Google membeli Android dan mengambil alih proses pengembangannya sekaligus team developer Android. Google menginginkan Android untuk menjadi sistem operasi Open Source dan gratis, kebanyakan code Android dirilis diabawah lisensi Open Source Apache yang berarti setiap orang bebas untuk menggunakan dan mengunduh source code Android secara penuh.
Android telah dikembangkan dan diupdate beberapa kali sejak rilis pertamanya. Tabel dibawah ini memperlihatkan versi Android semenjak pertama kali dirilis.
Tabel II.1. Versi Android
Versi Android Tanggal Rilis Nama Kode
1.5 30 April 2009 Cupcake
1.6 15 September 2009 Donut
2.0 / 2.1 26 Oktober 2009 Éclair
2.2 20 Mei 2010 Froyo
2.3 6 Desember 2010 Gingerbread
(sumber : Wahana Komuter: 2013: 3)
II.6. Arduino IDE
Arduino IDE adalah software pengembangan program terintegrasi yang dikhususkan untuk Arduino. Walaupun secara bahasa pemrograman terlihat mirip dengan bahasa C atau C++, namun sebenarnya bahasa pemrograman yang digunakan dalam Arduino IDE merupakan turunan dari bahasa pemrograman
“Processing” yang diciptakan oleh Casey Reas dan Benjamin Fry (Banzi: 2008:
1).
Penulisan program kedalam modul Arduino menggunakan file yang disebut “sketch” dengan ekstensi file “.ino”, saat pengguna mengklik tombol upload di dalam program Arduino IDE, file sketch tersebut di kompilasi menjadi file biner dan heksadesimal dengan bantuan program “AVR-GCC” , kemudian file biner dan heksadesimal tersebut di unggah kedalam modul Arduino menggunakan program “Avrdude”.
Arduino IDE juga memiliki contoh-contoh sketch yang dapat digunakan untuk pemula yang ingin belajar menggunakan Arduino, sketch tersebut dibagi lagi berdasarkan jenis dan fungsi kegunaannya, mulai dari yang dasar hingga yang mahir, dan ada yang tanpa menggunakan modul tambahan hingga menggunakan modul tambahan dengan fungsi khusus. Sehingga sangat memudahkan bagi
3.1 10 Mei 2011 Honeycomb
4.0.3 - 4.0.4 16 Desember 2011 Ice Cream Sandwich
4.1.x 09 Juli 2012 Jelly Bean
pemula yang ingin belajar menggunakan Arduino sebagai alat untuk mengerjakan proyek mereka.
Arduino IDE juga mendukung library (pustaka), yang dapat digunakan untuk mengimpor fungsi-fungsi tertentu dalam sketch, seperti yang biasa digunakan dalam bahasa pemrograman C dan C++. Library tersebut sudah disediakan secara lengkap oleh pengembang Arduino IDE untuk fungsi-fungsi tertentu yang didukung oleh Arduino. Pengguna juga dapat menambahkan library dari pengembang pihak ke tiga untuk alat atau modul tertentu yang dibuat oleh mereka, tentunya dengan ketentuan umum yang dipublikasikan oleh pengembang Arduino IDE. Bahkan pengguna juga dapat membuat library mereka sendiri dan menggunakan nya dalam Arduino IDE, atau mereka juga dapat mengunggah nya ke server khusus untuk menampung library pihak ke tiga yang tersedia di halaman forum pengembang Arduino IDE.
Ketika program Arduino IDE pertama kali dijalankan, akan terlihat jendela program seperti pada gambar II.6.
Gambar II.6 : Jendela Program Arduino IDE
(Sumber : http://tutorial-speed.blogspot.co.id/2015/06/program-pertama- arduino.html)
BAB III
ANALISIS DAN DESAIN SISTEM
BAB III
ANALISIS DAN DESAIN SISTEM
III.1. Analisis
Dalam merancang sistem pengendali sepeda motor berbasis android ini, terdapat beberapa masalah yang harus dicermati dan dipecahkan. Permasalahan tersebut antara lain :
a. Kontrol Utama (Main Control)
Masalah yang paling utama dalam perancangan system pengendali sepeda motor ini adalah saat kontrol menghidupkan mesin, karena sistem ini hanya berfungsi pada sepeda motor dengan kondisi aki/baterai dalam keadaan sehat atau tidak soak. Dalam pembuatan GUI (Graphical User Interface) aplikasi pada smartphone Android yang dimana GUI tersebut berguna untuk mengontrol sistem alarm dan memantau status sistem alarm. Aplikasi tersebut dapat dirancang dengan menggunakan App Inventor. Untuk sensor menggunakan sensor getar SW- 420, digunakan untuk mendeteksi getaran yang terjadi pada handle sepeda motor.
Relay modul digunakan untuk mengontrol arus listrik ke berbagai peralatan pada sepeda motor, seperti : starter, skring, klakson dan lampu sein. Led digunakan sebagai indikator status GSM Shield. Sedangkan SMS digunakan untuk
mengontrol sistem dan dan forwarding SMS sebagai laporan status alarm secara langsung ke smartphone Android pengguna.
.
b. Komunikasi data dan format perintah yang digunakan
Masalah kedua adalah metode komunikasi untuk menghantarkan data perintah dan format perintah yang dipakai harus bisa dimengerti oleh pengguna dan alat kendali yang sedang dirancang. Untuk mengontrol dan memantau status alarm, maka digunakanlah media SMS dengan format teks tertentu untuk melakukan fungsi tersebut. Kemudian dibuatlah suatu aplikasi untuk smartphone Android untuk mengatur komunikasi SMS antara pengguna dan alat yang sedang dirancang.
III.2. Strategi Pemecahan Masalah
Karena terdapat beberapa poin permasalahan yang muncul selama proses perancangan seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Komunikasi data dan aplikasi smartphone Android memegang peranan penting dalam perancangan sistem pengendali sepeda motor berbasis mikrokontroler dan android ini, maka dibutuhkan solusi untuk mengatasi permasalah yang muncul, antara lain :
1. Penggunaan media SMS sebagai media penghantar perintah dan pemantau status alarm, dengan menggunakan format teks tertentu untuk mendukung fungsi alat secara keseluruhan. Format SMS yang digunakan, antara lain :
a. Start : Perintah ini digunakan untuk menghidupkan mesin kendaraan.
b. Off : Perintah ini dugunakan untuk mematikan mesin kendaraan.
c. Almon: Perintah ini berfungsi untuk mengaktifkan alarm, serta menonaktifkan fungsional mesin.
d. Almoff: Perintah ini berfungsi untuk menonaktifkan alarm, serta mengaktifkan fungsional mesin.
e. Beep : Perintah ini berfungsi sebagai indikasi keberadaan kendaaraan di parkiran.
2. Perancangan aplikasi smartphone Android untuk mengirim perintah, yang dimana perintah dalam GUI di konversi menjadi SMS untuk dikirimkan ke alat, sedangkan SMS balasan dari alat akan dikirim langsung ke smartphone android.
III.3. Identifikasi Kebutuhan
Adapun identifikasi kebutuhan dari perancangan sistem pengendali sepeda motor berbasis mikrokontroler dan android beserta user interface yang akan dirancang yaitu analisis kebutuhan hardware dan analisis kebutuhan software.
III.3.1. Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware) Untuk Perancangan Interface yang Digunakan
Dalam perancangan sistem alarm berbasis mikrokontroler dan android ini menggunakan perangkat keras (hardware) dengan spesifikasi sebagai berikut :
1. Prosesor Intel Core i3 M390 2.67 Ghz 2. Hard disk 500 GB
3. RAM 2 GB
4. Keyboard dan Touchpad (Mouse).
5. Smartphone Android
III.3.2. Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware) Untuk Perancangan Alat yang Digunakan
Adapun kebutuhan perangkat untuk perancangan alat, antara lain : 1. Arduino Mega 2560.
2. GSM Shield.
3. Module Sensor Getar SW-420.
4. Relay module.
5. Lampu LED.
6. Papan PCB.
7. Rangkaian adaptor 8. Kabel.
9. Solder.
10. Timah.
11. Sekering.
12. Beberapa baut dan mur.
13. Komponen pendukung lainnya.
III.3.3. Kebutuhan Perangkat Lunak (Software) Untuk Pemrograman Alat dan Merancang GUI yang Digunakan.
Adapun perangkat lunak (software) yang digunakan dalam perancangan sistem pengendali sepeda motor berbasis mikrokontroler dan android adalah lingkungan sistem operasi Windows 7 Ultimate 32 bit, dan dalam penulisan kode program untuk mikrokontroler menggunakan aplikasi Arduino IDE. Arduino IDE merupakan lingkungan pengembangan terintegrasi yang memungkinkan desainer alat dapat menggunakan Arduino sebagai otak utama dari alat yang dirancang.
Arduino IDE mudah untuk digunakan, bertenaga, dan mudah untuk dipelajari.
Memiliki built in compiler untuk mikrokontroler dari keluarga AVR serta memiliki fasilitas serial monitor terintegrasi. Sedangkan untuk perancangan GUI aplikasi android menggunakan AppInventor. AppInventor merupakan aplikasi web based yang digunakan untuk merancang aplikasi android secara cepat dan mudah.
AppInventor dibuat dan dikembangkan oleh MIT (Massachusets Institute of Technology) yang memungkinkan para pemula untuk dapat mengembangkan aplikasi android secara cepat dan mudah. Cara penggunaannya pun cukup mudah, pengguna hanya cukup mendesain antarmuka aplikasi dengan menggunakan elemen-elemen yang tersedia seperti command button, text box, list view dan sebagainya pada halaman designer. Kemudian untuk algoritma aplikasi, pengguna bisa menggunakan halaman blocks, disebut blocks karena pengguna dapat merancang algoritma aplikasi dengan menggunakan potongan-potongan blok yang mewakili perintah tertentu atau entitas tertentu dari program dan memasang blok- blok tersebut antara satu dengan yang lainnya, sehingga menjadi blok algoritma yang sempurna. Blok program tersebutlah yang menggantikan kode program yang biasa, sehingga AppInventor sangat mudah dipelajari, bahkan oleh pemula
sekalipun. Oleh karena itu, AppInventor sangat digemari oleh kalangan pemula dan anak sekolah untuk mengembangkan sebuah aplikasi android yang kaya fitur.
III.4. Diagram Blok Rangkaian
Secara garis besar, perancangan alarm berbasis mikrokontroler dan android terdiri dari sensor getaran SW-420, relay, minimum sistem mikrokontroler arduino dan GSM Shield serta rangkaian catu daya berupa rangkaian adaptor.
Diagram blok keseluruhan dari perancangan alarm berbasis mikrokontroler dan android ditunjukkan oleh gambar III.1 sebagai berikut:
Gambar III.1 : Diagram Blok Rangkaian
Keterangan dari Gambar III.1 adalah sebagai berikut :
1. Smartphone merupakan wadah untuk menampilkan GUI dari program . 2. Sensor SW-420 merupakan sensor pendeteksi getaran.
3. Adaptor sebagai sumber catu daya untuk menghidupkan sistem minimum arduino dan GSM Shield, modul relay, serta lampu indikator.
4. Minimum sistem Arduino dan GSM Shield sebagai pusat kendali seluruh rangkaian.
Minimum sistem Arduino dan GSM
Shield Sensor SW-420
Sumber Daya
Relay Klakson Relay Lampu
Sein
Relay Skring
Relay Starter Sistem
Klakson
Sistem Lampu Sein
Sistem Skring
Sistem Starter Smartphone
GUI
SMS Data Teks Indikator LED
Relay Arus Sistem Arus
Relay Jump
Relay Jump
5. Indikator LED untuk menunjukkan status rangkaian.
6. Sistem klakson yang terhubung melalui relay berguna sebagai isyarat suara sistem alarm.
7. Sistem lampu sein yang terhubung melalui relay berguna sebagai isyarat visual sistem alarm.
8. Sistem starter yang terhubung melalui relay yang akan dikontrol oleh user sebagai kendali menghidupkan mesin.
9. Sistem arus yang terhubung melalui relay yang akan dikontrol oleh user sebagai kendali arus yang semestinya dinyalakan dengan kunci.
10. Sistem jump yang terhubung melalui relay yang akan dikontrol oleh user sebagai kendali jumper handel ketika menghidupkan mesin.
11. Sistem skring yang terhubung melalui relay yang akan dikontrol oleh user sebagai kendali mematikan mesin.
12. GUI (Graphical User Interface) merupakan tampilan untuk mengontrol dan memonitoring status sistem alarm.
13. SMS merupakan media untuk mengirim perintah ke alat.
14. Data teks merupakan data yang ditampilkan dan dikirim dalam bentuk teks melalui SMS.
III.5. Perancangan Rangkaian Modul Sensor SW-420
Modul sensor SW-420 adalah komponen modul sensor berukuran kecil dengan dimensi sebesar 3,2 x 1,4 cm. Sensor jenis ini sangat mudah untuk digunakan karena dapat langsung dipasang tanpa rangkaian tambahan lagi. Sensor
ini bekerja dengan cara mendeteksi getaran permukaan dimana sensor ini dipasang. Apabila kekuatan getaran melebihi nilai ambang batas yang ditentukan, maka LED Indikator status berwarna hijau akan mati, menandakan sinyal keluaran bernilai 1 (high) dan jika hidup menandakan sinyal keluaran bernilai 0 (low).
Sedangkan nilai ambang batas dapat diatur dengan potensiometer yang terdapat pada modul. Komponen ini sangat cocok untuk aplikasi yang berkaitan dengan getaran, seperti sistem keamanan dan sistem alarm. Rangkaian modul sensor SW- 420 dapat dilihat pada gambar III.2 berikut ini :
Gambar III.2. Skematik Modul Sensor SW-420
Karena output dari sensor ini bernilai digital (0 dan 1), maka sensor ini tidak memerlukan kalibrasi untuk pemakaian nya, sedangkan untuk mengatur ambang batas deteksi dapat menggunakan potensiometer yang terdapat pada modul.
III.6. Perancangan Rangkaian Adaptor 9V
Agar dapat digunakan, rangkaian utama Arduino dan GSM Shield memerlukan tegangan mulai dari 7 – 12 volt, pada dasarnya aki sepeda motor memiliki tegangan 12 volt yang masih bisa digunakan secara langsung pada rangkaian Arduino dan GSM Shield. Namun, apabila mesin sepeda motor dihidupkan, maka tegangan aki sepeda motor naik hingga menjadi 13-14 volt, tegangan dengan nilai seperti ini tidak dapat digunakan untuk Arduino dan GSM Shield. Maka untuk mengatasinya, rangkaian adaptor sangatlah diperlukan. Sistem ini menggunakan dua adaptor dengan nilai voltase masing-masing 9 volt untuk rangkaian Arduino, GSM Shield, dan relay. Adapun gambar rangkaian tersebut dapat dilihat pada gambar III.3 berikut ini :
Gambar III.3 : Rangkaian Adaptor 9 Volt
Pada rangkaian adaptor 9 volt, menggunakan IC7809C sebagai regulator tegangan untuk diaplikasikan karena sudah memiliki pengaman internal. IC regulator ini memiliki beberapa nilai output voltase tergantung dari type nya.
III.7. Perancangan Rangkaian Modul Relay
Pada sistem pengendali sepeda motor berbasis mikrokontroler dan android ini menggunakan relay untuk mengontrol peralatan pada sepeda motor.
Pada rangakain relay ditambahkan rangakaian driver (penguat daya) yang bertujuan agar relay tetap berfungsi jika aki/baterai sepeda motor mulai melemah.
Sedangkan relay yang digunakan adalah relay dengan tegangan operasional sebesar 6 volt dengan 5 kaki tipe SRD-5VDC-SL-C. Adapun gambar rangkaian modul relay dapat dilihat pada gambar III.4 sebagai berikut :
Gambar III.4 : Rangkaian Modul Relay III.8. Flowchart
Adapun flowchart perancangan dan pembuatan alat pengendali sepeda motor berbasis android ini adalah sebagai berikut :
III.8.1. Flowchart Alat Kontrol Utama Sistem kendali Sepeda Motor
Flowchart untuk alat kontrol utama sistem alarm terdiri atas 2 (dua) bagian utama, yaitu Flowchart untuk perintah melalui SMS dan Flowchart untuk pembacaan sensor.
III.8.1.1. Flowchart Untuk Menerima dan Mengeksekusi Perintah Via SMS
Gambar III.5 : Flowchart Utama Kontrol Kendali Sepeda Motor via SMS
Penjelasan dari flowchart pada gambar III.5 adalah sebagai berikut : 1. Mulai
2. Inisialisasi koneksi GSM Shield ke Arduino melalui software serial dan memastikan bahwa koneksi telah berhasil dilaksanakan.
3. Alat dalam keadaan siaga.
4. Jika ada sms masuk, maka isi sms akan diproses dan dibaca. Jika tidak ada SMS masuk maka alat akan dalam keadaan siaga.
5. Membandingkan karakter dalam SMS dengan yang tersimpan pada program, jika karakter SMS sesuai dengan data karakter yang tersimpan pada program, maka akan dilaksanakan aksi sesuai dengan yang diperintahkan dalam SMS.
Jika karakter SMS tidak ada yang sesuai dengan yang tersimpan dalam program, maka SMS akan langsung dihapus.
6. Setelah perintah telah selesai dilaksanakan, maka SMS terakhir akan dihapus.
7. Alat akan kembali dalam keadaan siaga untuk menerima perintah SMS baru.
8. Berhenti
III.8.1.2. Flowchart Untuk Sistem Alarm
Gambar III.6 : Flowchart Sistem Alarm
Penjelasan dari flowchart pada gambar III.6 adalah sebagai berikut : 1. Mulai
2. Inisialisasi koneksi GSM Shield ke Mikrokontroler Arduino melalui software serial dan memastikan bahwa koneksi telah berhasil dilaksanakan.
3. Jika sistem telah menerima perintah aktivasi alarm, maka alarm akan aktif.
4. Jika sensor getar mendeteksi getaran pada batas yang ditentukan, maka sistem akan mengirimkan sms peringatan kepada pengguna bahwa ada sesuatu yang memicu sistem alarm, kemudian klakson dan lampu sein akan aktif.
5. Jika tidak mendeteksi getaran maka sistem akan kembali ke dalam kondisi siaga dan aktif.
6. Jika sms peringatan telah berhasil dikirim, maka sms keluar akan dihapus.
Dan sistem akan kembali ke dalam kondisi siaga dan aktif.
7. Berhenti
III.9. Tampilan Program Kontrol Alarm
Perancangan sistem kendali sepeda motor berbasis mikrokontroler dan android ini menggunakan App Inventor IDE, yang merupakan software web based untuk pengembangan software android.
III.9.1. Tampilan Login Program
Tampilan login aplikasi ini adalah tampilan pertama kali ketika program dibuka. Tampilan pada aplikasi ini meminta user untuk memasukkan password
sebelum masuk ke tampilan program utama. Rancangan tampilan Login dapat dilihat pada gambar III.7.
Gambar III.7 : Tampilan Login
III.9.2. Tampilan Program Utama
Setelah pengguna memasukkan password yang benar, maka pengguna akan dapat melihat tampilan utama program untuk mengontrol sistem kendali sepeda motor yang sudah diprogram sebelumnya hanya dengan menyentuh tombol-tombol yang ada di program. Tampilan utama program dapat dilihat pada gambar III.8.
Masukkan password Password textbox
Login Out
Login
Gambar III.8 : Tampilan Utama Program DR_Control
Program kontrol Sepeda Motor
Icon Engine
Start
Icon Engine
Off Icon
Alarm on
Icon Alarm
Off Icon Beep
Back
BAB IV
HASIL DAN UJI COBA
BAB IV
HASIL DAN UJI COBA
Pada bab ini akan membahas hasil pengujian sistem, mulai dari pengujian permodul hingga pengujian sistem secara keseluruhan serta monitoring unjuk kerja dari sistem secara satu-persatu dan keseluruhan. Pengujian tersebut akan dilakukan dengan urutan sebagai berikut :
1. Pengujian rangkaian adaptor.
2. Pengujian papan Arduino dan GSM Shield.
3. Pengujian performa inisialisasi sistem.
4. Pengujian performa eksekusi perintah via SMS.
5. Pengujian aplikasi pengontrol sistem.
6. Pengujian black box.
7. Pengujian konsumsi daya.
IV.1. Pengujian Rangkaian Adaptor
Rangkaian adaptor sebagai pemasok utama daya untuk operasional sistem memiliki peranan penting. Oleh karena itu, rangkaian adaptor harus dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Untuk mengetahui apakah rangkaian adaptor bekerja dengan baik atau tidak dapat diketahui dengan menggunakan volt meter.
Pada perancangan sistem ini menggunakan dua adaptor dengan nilai voltase
output masing-masing sebesar 9 Volt. Hasil pengujian rangkaian adaptor dapat dilihat pada tabel IV.1.
Tabel IV.1. Data Hasil Pengukuran Rangkaian Adaptor
Berdasarkan data pada tabel IV.1, hasil pengukuran pada rangkaian adaptor 9 V 1 dan 9 V 2 yang dilakukan dengan volt meter memiliki nilai hasil output yang sesuai untuk kebutuhan operasinal sistem. Karena adaptor 9 V digunakan untuk menghidupkan sistem minimum Arduino, GSM Shield, dan relay yang dimana rangkaian minimum sistem membutuhkan voltase antara 7-12 Volt untuk bekerja secara normal. Jadi, rangkaian adaptor tersebut sudah dikatakan bekerja dengan baik dan sesuai dengan yang diharapkan.
IV.2. Pengujian Papan Arduino dan GSM Shield
Arduino dan GSM Shield sebagai alat utama kontrol sistem pastinya harus dapat bekerja dengan baik sesuai dengan kode program. Maka dari pada itu, penulis melakukan ujicoba terhadap papan Arduino dan GSM Shield. Pengujian ini dapat dilakukan dengan meng-upload kode program ke papan Arduino, serta Adaptor Pengujian I Pengujian II Pengujian III Input = 12 V DC
Output = 9 V DC 1
12 V DC 9,13 V DC
12 V DC 9,22 V DC
12 V DC 9,18 V DC Input = 12 V DC
Output = 9 V DC 2
12 V DC 9,15 V DC
12 V DC 9,19 V DC
12 V DC 9,05 V DC
menumpuk papan GSM Shield diatas Arduino. Kemudian, memasang lampu LED sebagai indikator bahwa GSM Shield terkoneksi dengan Arduino. Kode program diketik pada program Arduino IDE dengan menggunakan bahasa “C++”.
Kemudian setelah kode program selesai, tinggal menghubungkan papan Arduino dan GSM Shield ke komputer melalui kabel USB, kemudian melakukan proses upload sketch (mengunggah kode program ke papan Arduino). Hasil dari pengujian tersebut dapat dilihat pada gambar IV.1 dan IV.2.
Gambar IV.2 : Proses Upload berhasil
Gambar IV.2. Hasil Upload ke Papan Arduino
Pada gambar IV.2 dapat terlihat lampu indikator LED berwarna biru menyala, ini menandakan bahwa GSM Shield dapat terkoneksi ke Arduino dengan benar, dengan kata lain papan Arduino dan GSM Shield siap digunakan.
IV.3. Pengujian Performa Inisialisasi Sistem
Sebelum sistem dapat digunakan sepenuhnya, sistem harus di inisialisasi terlebih dahulu untuk memastikan bahwa modul utama kontrol sistem bekerja dengan benar dan dapat menerima perintah yang dikirimkan lewat SMS.
Inisialisasi juga dapat digunakan sebagai indikator bahwa GSM Shield dapat terhubung dengan Arduino. Hasil dari ujicoba inisialisasi sistem dapat dilihat pada tabel IV.2.
Tabel IV.2 : Data Hasil Pengujian Performa Inisialiasi Sistem
Parameter Pengujian I Pengujian II Pengujian III Inisialisasi Arduino 1,08 detik 0,89 detik 1,04 detik GSM Shield terkoneksi
ke jaringan GSM
13, 78 detik 13,73 detik 16,17 detik
GSM Shield terkoneksi ke Arduino
16,49 detik 16,46 detik 17,61 detik
Total waktu 31,35 detik 31,08 detik 34,82 detik
Berdasarkan data pada tabel IV.2, dapat diketahui waktu rata-rata inisialisasi sistem dengan menggunakan rumus perhitungan, yaitu :
31,35 + 31,08 + 34,82
3 = 32 detik
Maka, sistem membutuhkan waktu rata-rata sekitar 32 detik untuk inisialisasi awal sistem sebelum bisa menerima perintah yang dikirimkan melalui SMS. Berdasarkan fakta tersebut, dapat dikatakan bahwa penyalaan sistem stabil berdasarkan waktu yang dibutuhkan.
IV.4. Pengujian Performa Eksekusi Perintah SMS
Bagian yang penting dari sistem ini adalah eksekusi perintah yang dikirimkan melalui SMS, karena operasional sistem bergantung kepada SMS
perintah yang masuk. Untuk mengetahui tingkat unjuk kerja sistem dalam mengeksekusi perintah SMS yang masuk, maka perlu dilakukan pengujian performa. Dalam pengujian ini, penulis menggunakan parameter jarak dan waktu dalam pengujian performa sistem dalam mengeksekusi perintah SMS. Hasil dari ujicoba dapat dilihat pada tabel IV.3.
Tabel IV.3 : Tabel Hasil Pengujian Performa Eksekusi Perintah SMS Item
pengujian
Jarak Pengiriman Perintah Nilai rata- rata 10 meter 20 meter 30 meter
Fungsi Start 8,32 detik 11,12 detik 10 detik 9.81 detik Fungsi Off 10 detik 11 detik 10 detik 10,33 detik Fungsi Almon 12 detik 11 detik 10 detik 11 detik Fungsi Almoff 12 detik 10 detik 9,79 detik 10 detik Fungsi Beep 9 detik 10 detik 10 detik 9,6 detik
Total 51, 32 detik 65 detik 49,79 detik 9,7 detik
Berdasarkan data pada tabel IV.3, dapat diketahui total rata-rata waktu pemrosesan sebesar 9,7 detik. Berdasarkan hasil perhitungan tersebut, maka dapat dikatakan bahwa sistem membutuhkan waktu rata-rata sebesar 9,7 detik untuk menerima dan mengeksekusi perintah. Maka hasil kesimpulannya adalah bahwa sistem yang dirancang cukup stabil untuk menerima dan mengeksekusi perintah.
Walaupun pada dasarnya nilai tersebut dapat bersifat fluktuatif karena tergantung kepada ketersediaan jaringan GSM operator tertentu. Namun secara keseluruhan, sistem yang dirancang cukup layak untuk digunakan.
IV.5. Pengujian Aplikasi Pengontrol Sistem
Aplikasi untuk pengontrol sistem alarm dirancang dengan menggunakan software AppInventor 2, software untuk sistem alarm ini diberi nama DR_Control.
Software ini berguna untuk mengontrol sistem alarm secara penuh menggunakan tampilan dan command button, sehingga pengguna tidak perlu berulang kali mengetikkan SMS untuk mengontrol sistem alarm. Aplikasi ini dapat digunakan pada smartphone dengan sistem operasi Android. Sedangkan versi minimal sistem operasi Android yang dibutuhkan untuk menjalankan aplikasi ini adalah versi 2.3 (Gingerbread). Elemen tampilan serta bagian-bagian dari aplikasi akan dijelaskan pada bagian berikut ini :
IV.5.1. Tampilan Login Program
Sebelum masuk ke tampilan utama program, dibutuhkan suatu otentifikasi untuk memastikan hanya pengguna yang dapat masuk ke program. Oleh karena itu, penulis merancang suatu mekanisme login untuk masuk ke program utama, tampilan program login dapat dilihat pada gambar IV.3.
Gambar IV.3 : Tampilan Login Program
Bagian-bagian dari tampilan program pada gambar IV.3 adalah sebagai berikut :
1) Password Textbox : adalah sebuah textbox khusus untuk menginput password untuk masuk ke program utama.
2) Tombol Login : tombol untuk login ke program utama setelah memasukkan password yang benar.
3) Tombol Out : tombol untuk keluar dari program dan kembali ke layar utama dari sistem operasi Android.
IV.5.2. Tampilan Program Utama
Setelah pengguna memasukkan password dengan benar, maka program akan menampilkan tampilan utama program. Di sinilah algoritma utama program berada, dimana bagian tampilan ini dapat mengontrol sistem yang telah dirancang sebelumnya via SMS. Tampilan utama program dapat dilihat pada gambar IV.4.
Gambar IV.4 : Tampilan Utama Program
Bagian-bagian dari tampilan program utama pada gambar IV.4 adalah sebagai berikut :