Penerapan
Wireless Sensor NetworkPada Alat Bantu Penyandang
Tunanetra
Artikel Ilmiah
Diajukan kepada Fakultas Teknologi Informasi
Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Peneliti:
Andre Bagus Putra Aditya (672012082) Indrastanti Ratna Widiasari, M.T.
Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana
1. Pendahuluan
Perkembangan teknologi yang terus berkembang menjadi suatu acuan untuk memberikan layanan kemudahan dalam penggunaan dan manfaat. Demikian halnya, Wireless Sensor Network merupakan salah satu teknologi jaringan nirkabel yang di dalamnya tertanam satu atau lebih peralatan sistem sensor dan dilengkapi dengan peralatan sistem komunikasi, atau bisa disebut sensor yang bekerja tanpa menggunakan kabel. Sensor dalam peralatan ini digunakan untuk menangkap atau mengumpulkan suatu informasi yang sesuai dengan karakteristik dari sensor tersebut. Informasi yang telah dikumpulkan berupa sinyal analog diubah dalam bentuk sinyal digital dan kemudian transmisikan ke suatu titik melalui media tanpa kabel atau wireless seperti wifi, bluetooth, infrared. Wireless Sensor Network juga dikenal sebagai sebuah sistem yang terdiri dari sejumlah besar low-cost sensor yang berukuran kecil dan tersebar pada sebuah area yang sangat luas dengan satu node penampung untuk mengumpulkan hasil proses pada pembacaan sensor lainnya.
Perkembangan Wireless Sensor Network dimulai dari kebutuhan dalam bidang militer seperti pemantauan pada saat perang di medan perang. Tetapi sekarang Wireless Sensor Network sudah banyak digunakan dalam bidang industri dan penggunaan untuk kemudahan masyarakat seperti pengawasan dan pengontrolan proses dalam industri, mesin, pengawasan kesehatan, pemantau kondisi lingkungan, aplikasi untuk kesehatan, otomatisasi pada rumah dan pengaturan pada lalu lintas [1]. Teknologi Wireless Sensor Network ini memberikan terobosan yang berarti bagi penyandang tunanetra. Salah satu contoh penggunaan Wireless Sensor Network terdapat pada alat bantu penyandang tunanetra. Contoh alat yang pernah dibuat sebelumya adalah tongkat tunanetra, kacamata, sepatu dan jam tangan yang menggunakan teknologi Wireless Sensor Network, akan tetapi alat-alat tersebut memiliki kekurangan untuk membantu penyandang tunanetra dalam kehidupan sehari-hari, karena tidak dapat mendeteksi jarak benda di sekitarnya [2]. Permasalahan yang dihadapi para penyandang tunanetra ini adalah ketebatasan untuk mendeteksi objek dan jarak, sehingga diperlukan terobosan baru untuk menambah manfaat bagi penyandang tunanetra yaitu dengan alat bantu penyandang tunanetra berbasis Wireless Sensor Network dengan panduan suara dengan menghubungkan sensor satu dengan sensor yang lainnya sehingga lebih praktis dalam penggunaan.
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dilakukan penelitian yang membahas tentang Penerapan Wireless Sensor Network Pada Alat Bantu Penyandang Tunanetra. Manfaat penelitian yang dilakukan yaitu memberikan kemudahan kepada penyandang tunanetra dalam melakukan kegiatan sehari-hari.
2. Tinjauan Pustaka
terjadi kecelakaan pada bayi di tabung inkubator, yang menyebabkan bayi mengalami kepanasan hingga bayi meninggal dunia. Faktor kejadian ini terjadi karena beberapa hal, salah satunya sistem kendali suhu dan kelembaban pada tabung inkubator bayi sudah tidak beroprasi dengan baik. Selain itu belum adanya peringatan berupa informasi jika tabung inkubator bayi bermasalah, sehingga penanganannya oleh perawat menjadi lambat, untuk mencegah kejadian yang serupa dengan suatu perangkat yang dapat mengukur suhu dan kelembaban sebagai backup informasi tabung inkubator bayi dan untuk pemasangan perangkat supaya lebih mudah dan hemat energi maka dibutuhkan suatu komunikasi data dari titik pemasangan sebagai pengiriman data ke titik penerimaan sebagai pengolahan data oleh komputer.
Penelitian lainnya pernah dilakukan oleh Ilmi [4]. Penelitian ini membahas mengenai pencemaran udara disebabkan bertambahnya bahan kimia ke dalam lingkungan udara normal yang mencapai jumlah tertentu, sehingga dapat dideteksi oleh manusia atau yang dapat dihitung dan diukur serta dapat memberikan efek pada manusia, binatang, vegetasi dan material karena ulah manusia. Dengan memanfaatkan teknologi Wireless Sensor Network digunakan untuk mendeteksi, memantau dan mengirimkan data ke personal computer sehingga dapat memantau udara yang buruk terutama karbon monoksida yang berdampak negatif terhadap kesehatan. Udara yang telah tercemar oleh partikel dapat menimbulkan berbagai penyakit. Selain berdampak pada kesehatan, kondisi udara yang buruk juga mengakibatkan dampak buruk terhadap lingkungan alam. Dampak yang timbulkan seperti hujan asam, penipisan lapisan ozon, dan pemanasan global.
Dari kedua penelitian terdahulu terdapat persamaan yaitu sistem pemantauan kesehatan yang menggunakan teknologi Sensor Nirkabel. Penelitian-penelitian tersebut membahas tentang alat pemantauan kesehatan dari jarak jauh yang berfungsi untuk mengontrol dan mengawasi kesehatan dan lingkungan sekitar.
Penelitian ini memanfaatkan teknologi sensor nirkabel untuk meminimalisir kecelakaan yang sering dialami oleh para penyandang tunanetra karena para penyandang tunanetra tidak dapat mendeteksi objek yang ada di sekitarnya. Oleh karena itu diciptakan topi dan rompi berbasis Wireless Sensor Network untuk membantu penyandang tunanetra.
Sensor Ultrasonik adalah sebuah teknologi sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis bunyi menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi jarak suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang pantul dengan cara memantulkan gelombang ke objek dan menerima gelombang tersebut untuk dideteksi berapa jarak objek yang terdeteksi. Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang memiliki frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz [6].
3. Metode dan Perancangan Sistem
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah PPDIOO (Prepa re, Plan, Design, Implement, Operate, Optimize) yaitu metode yang digunakan oleh Cisco pada perancangan jaringan dan kemudian digunakan dalam perancangan wireless sensor network pada alat bantu penyandang tunanetra yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 1 Skema Metodologi PPDIOO [7]
apakah sistem dapat menjawab permasalahan yang telah dirumuskan. Optimize
melakukan pengoptimalan dalam setiap komponen perancangan. Mulai dari hardware, softwa re dan kebutuhan perancangan bot yang lain seperti pengawasan terhadap pengaruh jaringan serta penambahan tiap komponen yang diperlukan [7].
Tahap Prepa re adalah tahap dilakukan untuk menganalisa masalah mengenai keterbatasan penyandang tunanetra dalam mendeteksi benda di sekitar mereka dalam kehidupan sehari-hari. Setelah mendapat analisanya maka diajukan salah satu solusi yakni bagaimana membuat sistem pendekteksi benda yang bisa memberikan informasi kepada penyandang tunanetra dengan memberikan gambaran tentang keadaan lingkungan sekitar mereka sehingga para penyandang tunanetra ini dapat lebih terbantu dalam kehidupan sehari-hari. Selanjutnya masuk ke dalam tahap Plan untuk menganalisa kebutuhan yang dibutuhkan di dalam membangun sistem yang telah direncanakan sebelumnya sehingga kebutuhan yang diperlukan dapat terpenuhi sesuai perencanaan awal. Tahap selanjutnya tahap Design mempersiapkan semua kebutuhan yang ada ditahap Plan maka untuk tahap berikutnya membuat topologi supaya mempermudah dalam membuat bentuk rancangan sistem yang sesuai yang diinginkan. Topologi desain wireless sensor network ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2.Topologi Desain Wireless Sensor Network
Gambar 2 pada topologi jaringan yang dibuat ada dua buah sensor ultrasonik, sebuah Arduiono Uno dan MP3 Shield yang terhubung menjadi satu yang berfungsi sebagai kontroler sensor dan konveter dari inputan sensor 1 dan sensor 2. Sistem pengubahan ini dilakukan melalui dua tahap, dalam proses ini sensor 1 atau sensor 2 mendeteksi jarak benda dan mengirimkan data berapa jarak benda yang terdeteksi untuk selanjutnya dikirim dan diterima oleh Arduino Uno, proses selanjutnya terjadi pada MP3 Shield kemudian dari sinyal analog menjadi sinyal digital dan menghasilkan informasi berapa jarak benda yang terdeteksi. Untuk menjadikan output suara MP3 Shield memerlukan Memory Card yang berfungsi sebagai penyimpanan data jarak yang sudah diatur sebelumnya yang berupa data MP3 sehingga ketika mendapat inputandari sensor maka MP3 Shield ini berfungsi mengambil data MP3 yang ada di Memory Card. Hasil keluaran yang berupa suara bisa membantu penyandang tunanetra untuk mendeteksi benda di sekitar mereka sehingga bisa lebih berhati-hati. Kabel Jumper berfungsi untuk menghubungkan sensor satu dengan sensor dua dalam satu jaringan agar satu
Sensor 1
Sensor 2
Sink Node
Arduino Uno Dan MP3 Shield
Wireless Sensor Network
sensor dengan sensor yang lain bisa saling memberikan data jadi ketika sensor satu sudah mendeteksi benda dengan jarak yang sangat dekat maka sensor ini segera memberikan inputan kepada Arduino dan selanjutnya diproses ke MP3 Shield dan begitu juga sebaliknya. Arduino Uno ini menggunakan Power Bank untuksumber energi. Tahap selanjutnya tahap Implement merupakan tahap yang mengimplementasikan sistem yang telah dirancang dan didesain sebelumnya. Pada implementasi ini dikerjakan sesuai dengan alur kerja yang dibuat dalam sebuah flowcha rtditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Diagram Cara Kerja Alat
terhadap sistem yang telah dibuat dan diuji secara langsung dimulai dari sensor-sensor apakah bisa berfungsi dengan baik atau tidak dan bisa mendeteksi benda dengan baik atau tidak. Pengujian dilakukan dengan menggunakan tiga cara uji coba yang diantaranya menggunakan pengukuran sensor dengan meletakkan benda sejajar dengan sensor, meletakkan objek di bawah sensor dan hitungan secara matematis dengan menggunakan rumus Trigonometri untuk menghitung sudut pendeteksian sensor. Masuk ke tahap terkahir yaitu tahap Optimize yaitu tahap terakhir dimana setelah mengetahui hasil uji coba yang telah dilakukan maka untuk meningkatkan kinerja dari sistem deteksi benda untuk penyandang tunanetra dan dilakukan untuk mengoptimasi semaksimal mungkin supaya sistem ini bisa berfungsi sesuai yang diharapkan.
4. Hasil dan Pembahasan
Struktur penyusun wireless sensor network pada alat bantu penyandang tunanetra memiliki dua buah sensor ultrasonik yang saling terhubung dan kedua sensor tersebut terhubung dengan sink node. Sink node berfungsi untuk mengumpulkan data dari penginderaan Sensor Node, kemudian data tersebut dikirim ke Arduino Uno dan MP3 Shield untuk diproses berapa jarak yang diperoleh dari masing-masing node untuk dirubah ke dalam bentuk panduan suara. Struktur wireless sensor network pada alat bantu penyandang tunanetra dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Struktur Wireless Sensor Network Pada Alat Bantu Penyandang Tunanetra
Berdasarkan Gambar 4, dapat dijelaskan bahwa proses untuk mendapatkan jarak dan mendeteksi benda, Arduino memilih data dari sensor satu dan sensor dua yang mendeteksi jarak benda paling terdekat dari sensor, jika sensor satu mendeteksi benda dengan jarak yang dekat maka Arduino memilih dan memproses data yang didapatkan dari sensor satu, begitu juga sebaliknya jika sensor dua mendeteksi jarak objek lebih dekat dari pada sensor satu maka Arduino memproses data yang dideteksi oleh sensor dua. Hal ini dilakukan supaya ketika penyandang
Wireless Sensor Network
Node Node
Sink Node
Arduino Uno dan MP3 Shield
tunanetra menggunakan alat bantu ini supaya bisa lebih berhati-hati dan penyandang tunanetra bisa mendeteksi benda disekitarnya.
Proses pendeteksian benda untuk mendeteksi benda sensor ultrasonik menggunakan gelombang pantul yang berfungsi untuk mengetahui benda-benda yang ada di sekitarnya. Untuk mendapatkan informasi sensor ultrasonik bekerja dengan dua tahap, proses pendeteksian benda dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 Proses Pendeteksian Benda
Berdasarkan Gambar 5 dapat dijelaskan bahwa peran wireless sensor network yang berfungsi menghubungkan sensor ultrasonik, di mana Arduino Uno dan MP3 Shield dapat melakukan pemrosesan dan pendeteksian benda dengan menggunakan gelombang pantul. Sensor ultrasonik mengirimkan informasi yang telah diperoleh ke Arduino Uno kemudian dikirim ke MP3 Shield, kemudian dari sinyal analog menjadi sinyal digital dan menghasilkan informasi berapa jarak benda yang terdeteksi. Untuk menjadikan output suara MP3 Shield memerlukan Memory Card yang berfungsi sebagai penyimpanan data jarak yang sudah diatur sebelumnya yang berupa data MP3sehingga ketika mendapat inputandari sensor maka MP3 Shield ini berfungsi mengambil data MP3 yang ada di Memory Card. Hasil keluaran berupa suara ini dapat membantu penyandang tunanetra untuk mendeteksi benda di sekitar mereka sehingga bisa lebih berhati-hati.
Proses send dalam wireless sensor network adalah proses dimana sensor mengirim data dari hasil pendeteksian ke sink node untuk selanjutnya diproses dan dikirim ke user. Proses send ini berfungsi untuk mengetahui informasi berapa jarak objek yang terdeteksi yang selanjutnya dikirim ke proses receive untuk diproses berapa jarak yang terdeteksi, proses send dalam wireless sensor network dapat dilihat pada Gambar 7.
Berdasarkan Gambar 6, dapat dijelaskan bahwa proses send dari sensor ultrasonik untuk melakukan pendeteksian objek. Proses send ini terjadi saat sensor hendak melakukan pendeteksian objek di sekitar sensor yang terhubung dengan wireless sensor network, pada saat sensor tidak menemukan objek di sekitarnya maka sensor terus menerus mencari objek yang bisa dideteksi. Pada saat sensor menemukan objek maka sensor mengirimkan data jarak ke sensor receive yang berfungsi menerima data dari sensor send yang telah dikirim sebelumnya.
Proses receive dalam proses wireless sensor network adalah proses dimana menerima data dari pendeteksian objek yang telah dideteksi oleh sensor. Proses receive ini berfungsi untuk memproses dan mengetahui berapa jarak benda yang terdeteksi untuk selanjutnya diubah ke dalam bentuk suara, proses receive dalam wireless sensor network dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 Proses Receive Wireless Sensor Network.
Berdasarkan Gambar 7 dapat dijelaskan bahwa proses receive berfungsi menerima data dari sensor send yang selanjutnya diproses di Arduino Uno yang telah terpasang bersama dengan MP3 Shield. Arduino Uno berfungsi menerima inputandari sensor dan kemudian memproses inputan dari sensor untuk dikirim ke MP3 Shield yang berfungsi sebagai pengubah data menjadi suara dengan mengambil data range yang telah diisi sebelumnya di Memory Ca rd.
Data MP3 diambil dari memory ca rd dengan menggunakan kode program seperti di Kode Program 1. Kode program ini berfungsi untuk mengambil dan memanggil data di memory card yang digunakan untuk memproses berapa jarak yang terdeteksi.
Kode Program 1 Library dan komunikasi SPI (Serial Pheriperal Interface)
Kode Program 1 merupakan pemanggilan library untuk mengaktifkan SPI (Serial Pheriperal Interface). SPI berfungsi untuk mengirimkan data dan mengambil data MP3 dari SD Ca rd dan untuk mendefinisikan PIN Arduiono untuk sensor Ultrasonik.
Agar data MP3 dapat digunakan oleh MP3 Shield, maka perlu diaktifkan terlebih dahulu. Kode Program 2 digunakan untuk mengawali program dan untuk mengaktifkan data yang ada di memory card. Kode ini berfungsi untuk memproses dan mengambil data yang selanjutnya untuk diproses dan diubah ke dalam panduan suara.
Kode Program 2 Untuk memulai pemanggilan data, pengaktifan sensor
Pada Kode Program 2 merupakan fungsi yang digunakan untuk memberitahu user bahwa arduino uno telah aktif. Serta memberitahu bahwa tidak ada halangan di depannya.
1. #include <SPI.h>
2. #include <Adafruit_VS1053.h> 3. #include <SD.h>
4. #define BREAKOUT_RESET 8 // VS1053 reset pin (output) 5. #define BREAKOUT_CS 6 // VS1053 chip select pin (output)
6. #define BREAKOUT_DCS 7 // VS1053 Data/command select pin (output) 7. #define CARDCS 9 // Card chip select pin
Kode untuk memproses inputan yang dikirim oleh sensor ultrasonik baik inputan pemantulan, inputan penerimaan pemantulan dapat dilihat pada Kode Program 3.
Kode Program 3 Fungsi menerima data pantulan ping dan kakulasi jarak
Kode Program 3 merupakan fungsi yang digunakan untuk mengkalkulasi jarak dari sensor untuk mendapatkan hasil jarak yang dideteksi. Hasil kalkulasi tersebut dalam ukuran cm.
Agar user tidak sampai menabrak objek diperlukan informasi jarak paling dekat dari sensor. Kode Program 4 digunakan untuk memilih dan memberikan informasi kepada user jarak paling dekat dari sensor.
Kode Program 4 Fungsi Distance Pendeteksi Jarak dan Pengukuran Jarak Terpendek
Kode Program 4 merupakan fungsi peringatan kepada user ketika sudah mendekati batas minimal. Peringatan tersebut berupa panduan suara yang berbunyi “berhenti” sehingga user tidak sampai menabrak objek yang ada di depannya.
Pengujian sistem ini dilakukan dengan metode langsung untuk mendapatkan data yang akurat dari sensor Ultrasonik satu dan sensor Ultrasonik dua, kedua sensor ini saling bekerjasama dalam sebuah jaringan yang saling terhubung. Hal ini dilakukan untuk menguji bahwa proses pendeteksian yang dilakukan oleh kedua sensor ini bisa berjalan dengan baik dan akurat dalam mendeteksi benda. Tabel pengujian dapat dilihat pada Tabel 1.
1. int duration2, distance2;
Tabel 1 Pengujian Keakurasian Jarak Pendeteksian Sensor
Tabel 1 menampilkan hasil uji sensor terhadap benda yang ada didepannya. Pengujian menunjukkan hasil deteksi tidak jauh berbeda. Hal tersebut menunjukkan bahwa sensor masih dapat mendeteksi benda secara akurat sekalipun jarak benda semakin jauh. Pengujian jarak dimulai pada 10 cm untuk memberikan batas minimal agar pengguna tidak sampai menabrak objek. Alat ini memberi peringatan berupa panduan suara berhenti apabila jarak antara pengguna dan objek telah sampai pada jarak 10 cm. Pada jarak 10 cm sampai dengan 400 cm sensor masih bisa mendeteksi benda yang sejajar dengan sensor karena sensor Ultrasonik ini mempunyai spesifikasi untuk mendeteksi jarak maksimal jangkuan sampai 400 cm, tetapi pengujian juga dilakukan dengan mencoba mendeteksi benda yang jaraknya lebih dari 400 cm dengan melakukan pengujian pada jarak 401 cm dan 402 cm hasilnya sensor tidak bisa mendeteksi objek dengan baik atau noisehal ini terjadi
SENSOR ULTRASONIK 1 (TOPI) SENSOR ULTRASONIK 2 (ROMPI)
AKTIF AKTIF 401 cm TIDAK TERDETEKSI
karena jangkauan sensor untuk mendeteksi jarak objek sudah tidak bisa maksimal lagi.
Pengujian juga dilakukan dengan metode uji secara langsung yaitu dengan cara mendeteksi benda yang berada di bawah. Hal ini dimaksudkan untuk menguji apakah sensor ultrasonik ini bisa mendeteksi benda yang tidak sejajar dengan sensor dengan tujuan untuk membantu penyandang tunanetra dalam mendeteksi benda yang berada di bawah. Tabel pengujian dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Tabel Pengujian Pendeteksian Benda di Bawah dengan Sensor Ultrasonik 1
SENSOR ULTRASONIK 1 JARAK PENGUJIAN HASIL PENDETEKSIAN AKTIF 10-99 cm TIDAK TERDETEKSI AKTIF 100-150 cm TERDETEKSI AKTIF 151-200 cm TERDETEKSI AKTIF 201-250 cm TERDETEKSI
AKTIF 251-300cm TERDETEKSI
AKTIF 301-350 cm TERDETEKSI AKTIF 351-400 cm TERDETEKSI
AKTF 401-450 cm TIDAK TERDETEKSI
Berdasarkan hasil pengujian user dengan menggunakan metode pengujian secara langsung pada Tabel 2 dapat dilihat pada jarak 10 cm - 99 cm sensor tidak bisa mendeteksi objek yang berada di bawahnya hal ini terjadi karena tinggi sensor mempengaruhi jangkauan sensor untuk mendeteksi objek. Pengujian dilakukan dengan memposisikan tinggi sensor 160 cm dari tanah dan meletakkan pot bunga setinggi 40 cm sebagai media pendeteksian, secara jarak sensor mampu mendeteksi benda yang berada di bawahnya lebih jauh, untuk pengujian ini pada jarak 10 cm – 99 cm didapatkan bahwa sensor tidak dapat mendeteksi objek yang berada di bawahnya dikarenakan sensor tidak bisa mendeteksi objek yang berada sejajar di bawah sensor atau di luar jangkauan pendeteksian sensor.
Pengujian ini juga dilakukan dengan meletakkan objek dengan range yang semakin jauh, pada jarak 100 cm – 400 cm didapatkan bahwa sensor Ultrasonik bisa mendeteksi objek yang berada di bawahnya karena pot bunga sebagai objek ini masuk dalam jangkauan sensor Ultrasonik. Tetapi setelah dilakukan percobaan dengan meletakkan benda lebih jauh lagi pada jarak 401 cm – 450 cm sensor ultrasonik tidak dapat mendeteksi objek yang berada di bawahnya dikarenakan sensor ultrasonik ini tidak dapat mendeteksi benda yang melebihi jarak jangkauannya. Secara spesifikasi sensor ultrasonik memiliki sudut terbaik untuk mendeteksi benda yang berada di bawahnya secara baik adalah 150 dan jangkauan pendeteksian maksimal adalah 400 cm.
Pengujian juga dilakukan dengan metode uji secara langsung yaitu dengan cara mendeteksi benda yang berada di bawah. Hal ini dimaksudkan untuk menguji apakah sensor ultrasonik ini bisa mendeteksi benda yang tidak sejajar dengan sensor dengan tujuan untuk membantu penyandang tunanetra dalam mendeteksi benda yang berada di bawah. Tabel pengujian dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Tabel Pengujian Pendeteksian Benda di Bawah dengan Sensor Ultrasonik 2
SENSOR ULTRASONIK 2 JARAK PENGUJIAN HASIL PENDETEKSIAN AKTIF 10-80 cm TIDAK TERDETEKSI
AKTIF 81-160 cm TERDETEKSI
AKTIF 161-240 cm TERDETEKSI AKTIF 241-320 cm TERDETEKSI
AKTIF 321-400cm TERDETEKSI
AKTIF 401-480 cm TIDAK TERDETEKSI
Berdasarkan hasil pengujian user dengan menggunakan metode pengujian secara langsung pada Tabel 3 dapat dilihat pada jarak 10 cm - 80 cm sensor tidak bisa mendeteksi objek yang berada di bawahnya hal ini terjadi karena tinggi sensor mempengaruhi jangkauan sensor untuk mendeteksi objek. Pengujian dilakukan dengan memposisikan tinggi sensor 100 cm dari tanah dan meletakkan pot bunga setinggi 40 cm sebagai media pendeteksian, secara jarak sensor mampu mendeteksi benda yang berada di bawahnya lebih jauh, untuk pengujian ini pada jarak 10 cm – 80 cm didapatkan bahwa sensor tidak dapat mendeteksi objek yang berada di bawahnya dikarenakan sensor tidak bisa mendeteksi objek yang berada sejajar di bawah sensor atau di luar jangkauan pendeteksian sensor.
Pengujian ini juga dilakukan dengan meletakkan objek dengan range yang semakin jauh, pada jarak 81 cm – 400 cm didapatkan bahwa sensor Ultrasonik bisa mendeteksi objek yang berada di bawahnya karena pot bunga sebagai objek ini masuk dalam jangkauan sensor Ultrasonik. Tetapi setelah dilakukan percobaan dengan meletakkan benda lebih jauh lagi pada jarak 401 cm – 480 cm sensor Ultrasonik tidak dapat mendeteksi objek yang berada di bawahnya dikarenakan sensor Ultrasonik ini tidak dapat mendeteksi benda yang melebihi jarak jangkauannya. Secara spefifikasi sensor Ultrasonik memiliki sudut terbaik untuk mendeteksi benda yang berada di bawahnya secara baik adalah 150 dan jangkauan
pendeteksian maksimal adalah 400 cm.
Sensor 1
Sensor 2 150
50 cm 50 cm
Pengujian juga dilakukan secara hitungan matematis yaitu menghitung jarak maksimal sensor untuk mendeteksi benda dengan menggunakan pendekatan matematika dengan menggunakan rumus Trigonometri dengan sudut sensor 15o.
Hasil perhitungan dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8 Rumus Trigonometri
Berdasarkan hasil penghitungan secara matematis pada Gambar 8 dapat dilihat bahwa secara perhitungan matematika dengan tinggi sensor yang berbeda maka memiliki jangkauan pendeteksian benda yang berbeda. Seperti pada perhitungan sistematis diasumsikan saja jika tinggi sensor 160 cm maka sensor mampu mendeteksi jangkauan jarak pada 1214,88 cm , tetapi jika tinggi sensor 100 cm maka sensor mampu mendeteksi jangkauan jarak pada 759,301 cm.
Untuk memberikan pemahaman bagimana cara kerja sensor Ultrasonik maka dibuat gambar ilustrasi yang dapat memberikan gambaran cara kerja sensor Ultrasonik dalam mendeteksi benda baik yang berada di bawah sensor maupun berada sejajar dengan sensor. Gambar ilustrasi pengujian sudut pendeteksian benda dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9 Gambar Ilustrasi Pengujian Sudut Pendeteksian Benda
Berdasarkan Gambar 9, dapat dijelaskan bahwa sensor Ultrasonik memiliki kemampuan untuk mendeteksi objek yang sejajar dengan sensor dengan jangkauan jarak maksimal 4 m dan memiliki sudut terbaik adalah 150 untuk mendeteksi objek
yang berada di bawah sensor. Dari gambar ilustrasi yang ditunjukkan pada Gambar 9 jika ada suatu benda diletakkan dengan mempunyai tinggi 50 cm (1) yang berada di luar jangkauan sudut terbaik 150 berpotensi tidak terdeteksi oleh sensor karena berada di daerah jangkauan. Berbeda halnya jika meletakkan benda yang memiliki tinggi yang sama yaitu 50 cm (2) tetapi berada di jangkauan sudut terbaik maka objek tersebut dapat terdeteksi. Meskipun dapat terdeteksi tetap memiliki jarak jangkauan yang terbatas jika melebihi jarak 4 m maka sensor akan mengalami noise atau gangguan yang menyebabkan sensor tidak dapat mendeteksi objek dengan baik meskipun masih dalam jangkauan sudut terbaik.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi sensor untuk mendeteksi suatu objek yang berada di bawahnya salah satunya adalah tinggi benda tersebut. Jika benda tersebut mempunyai tinggi 100 cm dan berada di luar jangkauan sudut terbaik 150 maka sensor sudah dapat mendeteksi objek tersebut, karena sensor ultrasonik dapat mendeteksi benda jika tingginya masuk dalam jangkauan areanya. Hal tersebut juga terjadi jika ada objek yang memiliki tinggi 10 cm dan letaknya berada di jangkauan terbaik 150 terkadang sensor tidak dapat mendeteksi objek tersebut karena objek tersebut terlalu kecil. Uji coba yang dilakukan dengan menggunakan beberapa jenis benda yang berbeda seperti tembok, meja, pot bunga dan batu menghasilkan keakurasian jarak yang tidak jauh berbeda, akan tetapi perbedaan setiap benda dipengaruhi dari jarak dan ukuran benda yang dideteksi, seperti ilustrasi pada Gambar 9 jika objek yang dideteksi masuk ke dalam sudut terbaik 150 maka objek dapat dideteksi dengan baik tetapi jika objek di luar sudut terbaik 150 maka benda tidak dapat dideteksi dengan baik.
Pada penelitian yang dilakukan terdapat beberapa kelemahan pada alat yaitu sebagai berikut: (1) ketersediaan energi yang digunakan pada alat tersebut masih terbatas karena menggunakan Power Bank dengan kapasitas kecil, (2) alat ini masih belum tahan air karena tidak ada pelindung untuk tahan air, (3) untuk mendeteksi objek masih terbatas, karena jarak maksimal alat ini adalah < 4 m.
5. Simpulan
6. Pustaka
[1] Iwan, Muhammad, Bambang Sugiarto, 2009, Rancang Bangun Sistem Monitoring Kualitas Udara Menggunakan Teknologi Wireless Sensor Network,
Jurnal INKOM, 3(1-2): 90-96,
jurnal.informatika.lipi.go.id/index.php/inkom/article/download/45/45. Diakses tanggal 9 Oktober 2016.
[2] Subandi, 2009, Alat Bantu Mobilitas Untuk Tunanetra Berbasis Elektronik,
Jurnal Teknologi 2(1): 29-39,
http://download.portalgaruda.org/article.php?article=386700&val=6278&title =alat20bantu20mobilitas20untuk20tuna20netra20berbasis20elektronik. Diakses tanggal 16 November 2016.
[3] Rachman, Fathur Zaini, 2016, Implementasi Jaringan Sensor Nirkabel Menggunakan Zigbee Pada Monitoring Tabung Inkubator Bayi, Jurnal
Nasional Teknik Elektro, 5(2): 207-216,
http://jnte.ft.unand.ac.id/index.php/jnte/article/view/221/237. Diakses tanggal 26 September 2016.
[4] Ilmi, Ahmad Alfian, Pauladie Susanto dan I Dewa Gede Rai Mardiana, 2014, Rancang Bangun Aplikasi Monitoring Sebagai Informasi Gas Karbon Monoksida Pada Jaringan Sensor Nirkabel. Journal of Control and Network
Systems, 3(2): 36-41,
http://download.portalgaruda.org/article.php?article=279468&val=5495&title =RancangBangunAplikasiMonitoringSebagaiInformasiGasKarbonMonoksida PadaJaringanSensorNirkabe. Diakses tanggal 28 September 2016.
[5] Firdaus, 2014, Wireless Sensor Network; Teori dan Aplikasi, Yogyakarta: Graha Ilmu.
[6] Sigit, Riyanto, 2007, Robotika, Sensor dan Aktuator (Persiapan Lomba Kontes Robot Indonesia dan Kontes Robot Cerdas Indonesia), Yogyakarta: Graha Ilmu. 2007.
[7] Cisco, 2010, Creating Business Value and Operational Excellence with The
Cisco Systems Lifecycle Services Approach,
