BAB III
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
3.1 Metodologi penelitian
Metodologi penelitian yang digunakan pada sistem monitoring penggunaan sepeda dapat dilihat pada Gambar 3.1:
Gambar 3. 1 Metodologi Penelitian
Pada tahap awal penelitian, penulis meninjau penelitian-penelitian terdahulu mengenai pembuatan sistem monitoring, cara kerja, serta kelebihan dan kekurangannya. Selanjutnya yaitu perancangan, dimana perancangan ini terdiri dari desain sistem, perhitungan konsumsi daya yang akan digunakan, dan desain alat. Tahap selanjutnya yaitu verifikasi komponen dimana akan dilakukan pengujian pada masing-masing komponen yang akan digunakan. Selanjutnya yaitu implementasi dimana pada tahap ini akan merealisasikan perencanaan yang
Start
End
Tinjauan pustaka
Perancangan
Verifikasi Komponen
Implementasi
Pengujian
13 telah dibuat sebelumnya. Tahap yang terakhir yaitu pengujian, dimana hasil dari impmentasi akan diuji.
3.2 Perancangan dan Implementasi Alat
Perancangan sistem alat monitoring penggunaan sepeda merupakan bagian dari perancangan sistem monitoring dan pengaman sepeda, yang mana merupakan sistem secara keseluruhan, dan penulis berfokus pada sistem monitoring penggunaan sepeda berupa hardware. Hardware yang menampilkan informasi berupa kecepatan, waktu, dan jarak bersepeda, kapasitas baterai, dan waktu saat ini.
Gambar 3. 2 Blok diagram sistem keseluruhan
14 Dari blok diagram diatas terlihat bahwa alat Bike-M memiliki 2 perangkat hardware, yakni perangkat utama dan perangkat kedua, yakni monitor. Penulis berfokus pada perangkat kedua, monitor. Beberapa komponen yang berkaitan dengan fokus penulis ada yang ditempatkan pada perangkat utama, dan masih berhubungan dengan database, yang tidak menjadi fokus penulis, namun hal ini adalah untuk mendukung kinerja alat keseluruhan agar bekerja secara baik dan memudahkan proses perancangan dan implementasi.
3.2.1 Desain Sistem
Sistem monitoring penggunaan sepeda berbasis Arduino ini memiliki 2 sistem, yakni sistem utama dan sistem pendukung. Sistem utama adalah sistem pembacaan kecepatan, jarak, dan waktu bersepeda, dengan masukan utama adalah sensor hall effect dan keluaran berupa serial komunikasi. Sedangkan sistem pendukung adalah sistem yang menampilkan data hasil pembacaan dari sistem utama, dengan masukan berupa RTC untuk mendapatakan informasi waktu realtime, serta keluaran berupa LCD. Data Flow Digram (DFD) tingkat nol dari sistem dapat dilihat pada gambar Gambar 3.2 dan penjelasan tentang DFD tingkat nol dari sistem dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Gambar 3. 3 DFD tingkat nol
Tabel 3. 1 Penjelasan DFD tingkat nol
PARAMETER KETERANGAN
INPUT • Sensor magnet
OUTPUT
• Peringatan berupa kedipan layar monitor ketika batas kecepatan tercapai atau terlewati
• Tampilan informasi pada monitor
FUNGSI
• Pemberian informasi selama perjalanan bersepeda
• Memberi peringatan ketika berkendara melebihi batas kecepatan
Sensor Sistem Monitor
15
Gambar 3. 4 Blok diagram monitoring penggunaan sepeda
Pada gambar 3.3, terdapat blok diagram untuk monitoring penggunaan sepeda, perangkat utama dengan monitor terhubung menggunakan kabel serial komunikasi rx-tx, sedangkan perangkat utama dengan database menggunakan hotspot wifi yang disediakan. Pada bagian modul esp8266, database, dan aplikasi, bukan fokus penulis, namun penulis menggunakan fitur yang ada pada aplikasi untuk memasukkan nilai diameter ban sepeda, sebagai parameter menghitung kecepatan bersepeda, karena nilai diameter ban sepeda tidak sama disetiap sepedanya.
3.2.2 Flowchart sistem
Pada bentuk flowchart, desain utama memiliki alur sistem yang tetap meski perangkat pengaman terhubung dengan perangkat monitor ataupun smartphone.
Flowchart ini menampilkan alur dari awal ketika ingin menggunakan sepeda hingga sepeda terkunci kembali dan mengantisipasi pencurian.
Mulai :
Sepeda digunakan berkendara Pasang kabel serial
- Sensor magnet mendeteksi medan magnet - Mikrokontroler menghitung kecepatan,
jarak dan waktu bersepeda - Mengirim data ke monitor
- Memperbaharui data secara realtime ke database
1
16
Gambar 3. 5 Flowchart pemakaian alat
3.2.3 Konsumsi daya alat
Berdasarkan desain yang telah dirancang, konsumsi daya yang dibutuhkan oleh setiap komponen dapat dilihat pada Tabel 3.2. Dari tabel tersebut dapat dihitung jumlah kebutuhan daya dan berapa lama daya dapat bertahan.
Tabel 3. 2 Konsumsi Daya (Watt)
No Nama Komponen Jalan (full on) Jalan (only NRF)
1 Arduino Nano 0,275*2 0,275*1
2 LCD Display 0,15*1 -
3 Modul NRF 0,0495*1 0,0495*1
4 RTC 0,00185*1 0,00185*1
Total Daya 0,7513 0,3263
Daya Baterai AB463446BU = 2 * 800 mAh * 3,7V = 5,920 Wh Dapat mensuplay beban komponen pada beberapa kondisi, sehingga :
*Kondisi sepeda berjalan (full on) 5,920 𝑊ℎ
0,7513𝑊 = 7,88 jam 1
Tampilan informasi : kecepatan, jarak, waktu bersepeda, waktu realtime
Kecepatan > batas kcepatan
Ya
Layar monitor berkedip
1. Sepeda melambat 2. Kecepatan < batas
kecepatan
Bersepeda lancar dan aman
Layar monitor kembali
normal
Selesai Tidak
17
*Kondisi sepeda berjalan (only NRF) 5,920 𝑊ℎ
0,3263𝑊 = 18,143 jam
Data perhitungan diatas berdasarkan tata letak komponen yang terdapat pada perangkat monitor, kondisi pertama, yakni full on adalah saat perangkat monitor digunakan untuk menampilkan informasi bersepeda, sedaangkan kondisi kedua, yakni only NRF adalah saat monitor hanya digunakan pengguna sebagai pemicu kunci sepeda.
3.2.4 Desain Alat
Pada desain alat ini bentuk fisik perangkat monitor dikemas dalam bahan akrilik dengan tebal 2mm, dengan lebar layar tampilan 2.4 inchi, yang dapat ditempatkan pada bagian stang kemudi sepeda. Berguna untuk menampilkan data dari sepeda seperti kecepatan, jarak tempuh, waktu tempuh, dan kapasitas baterai pada sistem.
LCD display pada desain ini diberikan case berbahan akrilik yang akan dibuat seefisien mungkin agar tahan terhadap cipratan air dan perubahan cuaca. Desain penempatan LCD dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3. 6 Bentuk fisik LCD display pada stang kemudi
3.2.5 Implentasi Alat
Implentasi alat Sebagian besar terdapat pada perangkat monitor, dan Sebagian lainnya pada perngakat utama alat.
18
Gambar 3. 7 Penyusunan komponen tampak belakang
Gambar 3. 8 Penyusunan komponen tampak depan
Penyusunan komponen pada perangkat monitor diletakkan pada bagian belakang LCD, dengan komponen aktif berupa modul charger, modul RTC dan mikrokontroler Arduino Nano. Karena perangkat diharapkan dapat tahan terhadap cipratan air, maka perangkat harus dikemas dalam wada tertutup rapat, dalam hal ini penulis menggunakan akrilik, membentuk box berukuran p x l x t adalah 10 x 5.5 x 2.4 cm. dengan sistem pengecasan menggunakan charger magnet, dan jack 3.5 yang menghadap bawah untuk serial komunikasi dengan perangkat utama.
19
Gambar 3. 9 Implentasi alat tampak depan dan belakang
3.3 Prosedur Pengujian
Pada penelitian ini terdapat 3 uji yang dilakukan, yaitu akurasi sensor, konsumsi daya dan komunikasi serial.
3.3.1 Akurasi Sensor
Uji akurasi sensor dilakukan menggunakan sepeda motor, dengan membandingkan kecepatan yang ditampilkan pada speedometer motor, serial Komputer dan LCD monitor. Prosedur pengujian berupa :
1. Menyiapkan sepeda motor dengan speedometer yang dapat terbaca meski sepeda motor tidaak berjalan.
2. Siapkan 1 PC atau laptop dan perangkat monitor.
3. Pasang magnet permanen pada pentil ban motor.
4. Letakkan sensor magnet hall effect pada posisi lurus dengan lingkaran putaran magnet.
5. Pastikan jarak magnet dan sensor tidak lebih dari 1.7 cm.
20 6. Nyalakan sepeda motor dan naikkan kecepatan secara perlahan.
7. Perhatikan angka kecepatan yang ditampilkan pada speedometer motor, serial Komputer dan LCD monitor.
3.3.2 Komunikasi Serial
1. Siapkan perangkat utama dan perangkat monitor.
2. Nyalakan perangkat utama yang telah terpasang pada sepeda dan perangkat monitor.
3. Pasang kabel komunikasi serial perangkat utama ke perangkat monitor.
4. Jalankan sepeda, dan perhatikan angka kecepatan, jarak, dan waktu bersepeda yang ditampilkan.
5. Perhatikan setiap tampilan angka, apakah terdapat masalah atau tidak dalam menampilkan data bersepeda pada monitor.
3.3.3 Konsumsi Daya
Pada pengujian ini, terdapat dua kondisi seperti dijelaskan pada subbab perancangan konsumsi daya, dan penulis hanya melakukan uji coba pada kondisi pertama, yakni full on.
1. Siapkan Multimeter digital DT-830B jangkauan 0.01 volt.
2. 3 macam adapter charger :
- Adapter SONY UCH12 : 5.0V 2700mA.
- Adapter ROBOT : 5.0V 2000mA.
- Adapter : 5.0V 1000mA
3. Ukur tegangan awal pada alat dan dipastikan pada tegangan atau daya maksimal, yakni 4.2 volt.
4. Mengambil data setiap 30 menit untuk melihat penurunan tegangan dan catat tegangannya.
5. Perhatikan pada tegangan berapa LCD mati.
6. Kemudian pengecasan baterai.
7. Ambil data setiap 10 menit untuk melihat naiknya tegangan baterai.
