RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LANGKAH KAKI DENGAN SENSOR MPU6050 BERBASIS ANDROID TUGAS AKHIR

(1)

i

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING

LANGKAH KAKI DENGAN SENSOR MPU6050

BERBASIS ANDROID

TUGAS AKHIR

Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh :

DIAH AYU FITRIANI

201210370311005

JURUSAN INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

(2)

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LANGKAH

KAKI DENGAN SENSOR MPU6050 BERBASIS ANDROID

TUGAS AKHIR

Sebagai persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

DIAH AYU FITRIANI

(201210370311005)

Malang, 21 Oktober 2016

Menyetujui,

(3)

iii

LEMBAR PENGESAHAN

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LANGKAH

KAKI DENGAN SENSOR MPU6050 BERBASIS ANDROID

TUGAS AKHIR

Sebagai Persyaratan Guna meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

DIAH AYU FITRIANI

(201210370311005)

Tugas Akhir ini telah diuji dan dinyatakan lulus melalui sidang majelis penguji

pada tanggal 29 Oktober 2016

Menyetujui,

Penguji I

Penguji II

Mengetahui,

(4)

iv

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

NAMA

: DIAH AYU FITRIANI

NIM

: 201210370311005

FAK./JUR.

: TEKNIK/INFORMATIKA

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul RANCANG

BANGUN SISTEM MONITORING LANGKAH KAKI DENGAN SENSOR

MPU6050 BERBASIS ANDROID beserta seluruh isinya adalah karya saya

sendiri bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya,

kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila

kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya

saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya

siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.

Mengetahui,

Malang, 29 Oktober 2016

Dosen Pembimbing

Yang Membuat Pernyataan

(5)

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan

judul “Rancang Bangun Sistem Monitoring Langkah Kaki dengan Sensor

MPU 6050 Berbasis Android”.

Perkenankan bersama ini penulis mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada bapak dan ibu dosen orang tua yang selama ini turut membantu

dan memberi support yang begitu besar kepada penulis. Semoga Allah memberikan

balasan yang sepadan atas budi baik yang selama ini diberikan.

Dengan menyadari adanya keterbatasan waktu, kemampuan, pengetahuan

referensi dan pengalaman, Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu

saran dan masukan kesempurnaan sangat penulis harapkan.

Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dn

menjadi tambahan ilmu pengetahuan. Aamiin.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb

Malang, 29 Oktober 2016

Penulis,

(6)

vi

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga saya

dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Maka dari itu saya menyampaikan ucapan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Allah SWT yang Maha Pemberi petunjuk, Maha Pemurah. Sungguh besar

kuasa-Mu yang telah memberikan saya keteguhan hati dan kesabaran.

2. Rasulullah Muhammad SAW. Imam dan penuntun menuju Al-Jannah.

3. Kedua orang tua dan keluarga, Bapak H. Matori, Ibu Hj. Sulastri, Dendy Cahya

E.S, Umi Mardiyati dengan doanya yang tiada henti.

4. Dosen pembimbing Bapak Wahyu Andhyka Kusuma dan Ibu Diah Risqiwati

selalu sabar dan memberi arahan dalam pengerjaan tugas akhir ini.

5. Bapak Yuda Munarko, M.Sc selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika

Universitas Muhammadiyah Malang.

6. Bapak Ibu Dosen pengajar yang selalu memotivasi kami dan memberikan

ilmunya kepada kami beserta staff TU Jurusan Teknik Informatika UMM.

7. Pendamping terbaik Aisy Al Ayyubi yang selalu menemani, membantu dan

menyemangati dalam penyelesaian tugas akhir ini.

8. Sahabat terbaik dari masa SMK sampai sekarang Siti Nor Habibah yang selalu

membantu hal apapun.

9. Teman kesayangan alias keluarga kedua yang selalu ada saat sedih dan senang

di kota perantauan, all member Bidadari Pehuluan, Gusti Desi Melissa, Rizqiya

Nor Annisa, Rizki Aulia Ananda, Maulida Herniati, Tari Rahmah Wulandari,

Putri Damayanti dan Riri Irmayanti.

10. Teman-teman pendamping terbaik semasa perkuliahan Hanum Shirotu Nida,

Desy Indah Susanti, Nurimalita, Lisa Noor Arida, Ela Katrin Anova, Rosa

Regina, Kurnia Manggali U, Bayu Satria Kusuma, Antoni M, Wildan Ammar

Tsaqib, dan Devri Kurniawan yang selalu memberikan motivasi, dukungan dan

bantuan ketika diperkuliahan maupun penyelesaian tugas akhir ini.

11. Keluarga C12 beserta Ibu Kos tercinta Indah Tri Yuliantina yang menyemangati

dan mendoakan kelancaran tugas akhir ini.

(7)

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

LEMBAR PERNYATAAN ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

LEMBAR PERSEMBAHAN ... v

ABSTRAK... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 3 1.3 Tujuan Masalah ... 3 1.4 Batasan Masalah ... 3 1.5 Metodologi ... 3 1.5.1 Studi Literatur ... 4 1.5.2 Analisa Kebutuhan ... 4

1.5.3 Metode Perancangan Program ... 4

1.5.4 Metode Implementasi ... 5

1.5.5 Metode Pengujian Alat ... 5

1.6 Sistematika Penulisan ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7

2.1 Penelitian Sebelumnya ... 7

2.2 Sensor Accelerometer ... 7

2.3 Teori Penelitian ... 8

2.3.1 Identifikasi Gaya Berjalan ... 8

2.3.2 Jarak Langkah Kaki ... 8

2.3.3 Nilai Ambang Batas (Thresholding) ... 9

2.3.4 Galat Persentase (Perhitungan Error) ... 11

2.3.5 Sensor MPU6050 ... 11

2.3.5.1 Gyroscope ... 11

2.3.5.2 Bagian Gyroscope ... 12

(8)

viii

2.3.5.4 Accelerometer ... 13

2.3.5.5 Kelebihan dan Kekurangan Accelerometer ... 14

2.3.6 Arduino ... 15

2.3.6.1 Jenis Arduino ... 15

2.3.6.1.1 Spesifikasi Arduino ... 15

2.3.7 Bluetooth HC-05 ... 15

2.3.8 Android Studio ... 16

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM... 18

3.1 Deskripsi Sistem ... 18

3.2 Analisa Komponen Sistem ... 19

3.2.1 Kebutuhan Perangkat Keras ... 19

3.2.2 Kebutuhan Perangkat Lunak ... 20

3.3 Perencanaan Sistem ... 20

3.3.1 Sistem Perangkat Keras ... 21

3.3.2 Sistem Perangkat Lunak ... 22

3.4 Desain Perancangan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak ... 23

3.4.1 Desain Perancangan Perangkat Keras ... 23

3.4.1.1 Arduino Nano dan Gyroscope ... 24

3.4.1.2 Arduino Nano dan Bluetooth HC-05 ... 24

3.4.2 Desain Perancangan Perangkat Lunak ... 25

3.5 Metode yang di Gunakan ... 27

3.6 Rancangan Pengujian ... 27

3.7 Penghitungan Manual ... 27

BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN ... 29

4.1 Implementasi Sistem ... 29

4.1.1 Implementasi Alat Monitoring Langkah Kaki dan Jarak... 29

4.1.1.1 Rangkaian Alat Monitoring Langkah Kaki dan Jarak ... 29

4.1.1.2 Packaging Perangkat Keras ... 30

4.1.1.3 Konfigurasi Sensor Gyroscope dan Bluetooth pada Arduino ... 30

4.1.2 Implementasi Aplikasi Android ... 33

4.2 Pengujian Sistem ... 35

4.2.1 Pengujian Perangkat Keras ... 35

4.2.2 Pengujian Perangkat Lunak ... 35

4.3 Hasil Pengujian ... 36

(9)

ix

4.3.2 Skenario Pengujian ... 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 46

5.1 Kesimpulan ... 46

5.2 Saran ... 47

(10)

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1Proses Mendapatkan Data Banyak Langkah dan Jarak ... 4

Gambar 2.1 Siklus Manusia Berjalan ... 8

Gambar 2.2 Kondisi Saat Melangkah... 9

Gambar 2.3 Pengkonversian Gelombang dan Penentuan Nilai Ambang Batas ... 10

Gambar 2.4 Nilai Ambang Batas Bawah dan Batas Atas ... 10

Gambar 2.5 Sensor MPU6050 ... 11

Gambar 2.6 Ilustrasi Gyroscope ... 11

Gambar 2.7 Arduino Nano ... 15

Gambar 2.8 Bluetooth HC-05 ... 16

Gambar 3.1 Posisi Penggunaan Alat ... 18

Gambar 3.2 Proses Kerja Alat ... 19

Gambar3.3 Blok Diagram Rangkaian Sistem... 20

Gambar 3.4 Diagram Alur Sistem ... 21

Gambar 3.5 Digram Alur Aplikasi ... 22

Gambar 3.6 Rancangan Susunan Alat untuk Packaging... 23

Gambar 3.7 Desain menghubungkan Pin pada Alat ... 24

Gambar 3.8 Bluetooth Permission Request ... 25

Gambar 3.9 Rancangan Daftar Perangkat Bluetooth yang Sudah Terpasang ... 26

Gambar 3.10 Rancangan Halaman Monitoring Jalan Sehat ... 26

Gambar 4.1 Rangkaian Perangkat Keras dari Depan ... 29

Gambar 4.2 Packaging Perangkat Keras ... 30

Gambar 4.3 Case Perangkat Keras ... 30

Gambar 4.4 Melihat COM ... 31

Gambar 4.5 Bluetooth Permission Request ... 33

Gambar 4.6 Halaman Daftar Perangkat ... 34

Gambar 4.7 Halaman Monitoring Jalan Sehat... 34

Gambar 4.8 Data Dari Serial Monitor 4 Langkah ... 36

Gambar 4.9 Gelombang Sinus Hasil Data Sensor Pergerakan 4 Langkah ... 36

Gambar 4.10 Tampilan Android Hasil Pergerakan 4 Langkah ... 37

(11)

xi

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbedaan Penelitian ... 7

Tabel 3.1 Kebutuhan Perangkat Keras ... 19

Tabel 3.2 Kebutuhan Perangkat Lunak ... 20

Tabel 3.3 Nomor Pin Arduino Nano dan Gyroscope ... 24

Tabel 3.4 Nomor Pin Arduino Nano dan Buetooth HC-05... 25

Tabel 3.5 Perancangan Pengujian ... 27

Tabel 4.1 Uji Coba Langkah ... 35

Tabel 4.2 Selisih Perhitungan Langkah Kaki ... 44

(13)

xiii

DAFTAR PUSTAKA

[1] Ningrum, Tria Rohmawati.2015. Dampak Kurangnya Olahraga Bagi Kesehatan

Tubuh

[2] NHS Choice. “The 10.000 Steps Challenge”. Diakses pada tanggal 1 Oktober

2016. http://www.nhs.uk/livewell/loseweight/pages/10000stepschallenge.aspx

[3] Purnama, Agus. “Sensor Accelerometer MMA7260Q”. Diakses pada tanggal

15 Maret

2016.

http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-accelerometer-mma7260q/.

[4] Tyas, Anggreani Sari.(2015). Pengukuran Perubahan Kinematik Pada

Pergelangan Kaki Dengan Menggunakan Sensor Gyroscope

[5] Dhesta, Suis Meinggariyad.(2012). Pemetaan Posisi dan Orientasi Arah Sistem

Navigasi Personal Berbasis Prinsip Dead Reckoning.

[6] Candra, Aditya Alim. (2015). aplikasi penghitung langkah (pedometer) berbasis

android

[7] Gusmara, I Made Nusaman.(2012). Nilai Ambang Batas dan Standarisasi di

Bidang Keteknikan

[8] Taufik, Muhammad Yusuf.(2015). Membedakan Objek Menggunakan Metode

Thresholding dan Fungsi Morfologi

[9] wikiHow. "Cara Menghitung Galat Persentase". Diakses Pada Tanggal 21

Oktober 2016. http://id.wikihow.com/Menghitung-Galat-Persentase

[10] Putu, Giovanni. “Accelerometer dan Gyroscope”. Diakses pada tanggal 15

maret 2016. http://www.geyosoft.com/2013/accelerometer-dan-gyroscope

[11] arduino. "Arduino Nano". Diakses pada tanggal 12 Januari 2016.

https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNano

[12] Boarduino. "Masuk ke Mode AT Command HC-05 dengan arduino" diakses

pada tanggal 12 Januari 2016.

(14)

xiv

BIOGRAFI PENULIS

Nama

NIM

TTL

Alamat Asal

No HP

:

Diah Ayu Fitriani

201210370311005

Banjarmasin, 13 Maret 1994

Komplek Dharma Praja, Jl.

Dharma Bakti 5b RT 14 No 81

Banjarmasin, Kal-Sel

085754349060

RIWAYAT PENDIDIKAN

No Nama Sekolah Mulai Sampai

1 SD Kartika VI-7 Banjarmasin 2000 2006

2 SMP Negeri 7 Banjarmasin 2006 2009

3 SMK Telkom Sandhy Putra Banjarbaru 2009 2012