JUDUL
PERANCANGAN ALAT PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK SRF-05
DAN LCD SEBAGAI OUTPUTNYA BERBASIS
ARDUINO UNO R3
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh
M. Alim Akbar
13.11.7315
kepada
FAKULTAS ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS AMIKOM YOGYAKARTA
YOGYAKARTA
2017
1
PERANCANGAN ALAT PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK SRF-05
DAN LCD SEBAGAI OUTPUTNYA BERBASIS
ARDUINO UNO R3
M. Alim Akbar
1), Joko Dwi Santoso
2)1,2)
Informatika Universitas AMIKOM Yogyakarta
Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283
Email : [email protected]), [email protected])
Abstract - To measure the height of man in general is still done manually by using the meter. If we want to just one or three people might not be a problem, but if we want to measure the amount of more than 50 people even hundreds of people, it would be very inconvenient and spent a lot of time.
By utilizing the advancement of information and communication technology in today's era, then came the idea to create a tool that can measure the human height automatically that could simplify and accelerate human in performing the height measurement.
The purpose of this study was to design a tool that can measure the human height automatically with a digital display. The test results show that it works in accordance with the design, which if man climb this tool, the tool will not directly measure the height automatically, and the results will be displayed on the LCD.
Keywords: Height, Arduino Uno, Ultrasonic Sensors,
LCD.
1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang
Semakin berkembangnya teknologi baik di bidang pendidikan maupun industri maka meningkat pula daya pikir manusia akan teknologi sebagai kebutuhan. Dari perkembangan tersebut tentunya muncul teknologi-teknologi baru yang dapat mengurangi beban tenaga
manusia dalam hal mengerjakan aktifitas atau
pekerjaannya.
Pengukuran tinggi badan biasanya dilakukan secara manual yaitu dengan menggunakan meteran. Apabila yang ingin kita ukur hanya satu atau tiga orang mungkin tidak menjadi permasalahan, akan tetapi apabila yang kita ukur jumlahnya lebih dari 50 orang bahkan ratusan orang seperti kasus dalam suatu tes kesehatan yang dilakukan oleh suatu instansi dalam penerimaan pegawai baru, hal ini tentunya akan sangat merepotkan dan banyak menghabiskan waktu.
Berdasarkan latar belakang diatas maka penulis
tertarik untuk membuat skripsi dengan judul
“Perancangan Alat Pengukur Tinggi Badan Otomatis Dengan Menggunakan Sensor Ultrasonik Srf-05 Dan Lcd Sebagai Outputnya Berbasis Arduino Uno R3”. Dengan adanya
alat ini diharapkan dapat melakukan pengukuran secara cepat sehingga mempermudah pekerjaan dan
menghemat waktu dalam pengukuran tinggi badan dengan hasil yang akurat.
1.2 Tinjauan Pustaka
Lylys Nofyanty (2015), melakukan penelitian yang berjudul “Rancang Bangun Good Stick Pendeteksi Halangan untuk Penyandang Tunanetra Berbasis
Mikrokontroler” Ta 2015/2016”. Tongkat ini
menggunakan teknnologi sensor ultrasonik yang
diterapkan pada penyadang tunanetra. [1]
Ari Tri Overa (2014), Merancang alat ukur ultrasonik dengan judul “Sistem Pemandu Kendaraan Untuk Parkir Paralel Secara Otomatis”. Jadi alat ini
menggunakan sensor ultrasonik tetapi dalam
penggunaannya alat ini untuk mengatur jarak antara benda dengan bemper belakang mobil. [2]
Saiyid Hukma (2016), Melakukan penelitian yang berjudul “Perancangan Alat Ukur Tinggi Air Pada Evaporimeter Untuk Monitoring Evaporasi Berbasis Mikrokontroler Stasiun BMKG Beringin Muara Teweh”. Jadi alat ini menggunakan sensor ultrasonik dan arduino yang diterapkan untuk mengukur tinggi air. [3]
1.3 Landasan Teori 1.3.1 Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sistem computer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC sehingga sering juga di sebut dengan single chip microcomputer. Rangkain mikrokontroler tersusun atas sebuah IC (Intergrated Circuit) dan beberapa komponen pendukung sehingga bisa bekerja dengan baik. [4]
Mikrokontoler merupakan suatu trobosan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer terbaru yang hadir memenuhi kebutuhan pasar. Sebagai teknologi terbaru dengan semikonduktor yang mengandung transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil sebagai wadah penempatannya dan dapat diproduksi secara massal sehingga harganya lebih murah dan dapat terjangkau oleh hampir seluruh kalangan masyarakat.
1.3.2 Arduino
Arduino adalah sebuah platform komputasi fisik yang open-source berbasis papan/board mikrokontroler sederhana, dan pengembangan dapat menulis perangkat lunak untuk board ini. Arduino dapat digunakan untuk mengembangkan objek interaktif, mengambil masukan dari berbagai switch atau sensor, dan mengendalikan
2 berbagai lampu, motor, dan output fisik lainnya. Proyek Arduino dapat berdiri sendiri, atau berkomunikasi dengan perangkat lunak yang berjalan pada komputer Anda (misalnya Flash, Pengolahan, MaxMSP).[5]
1.3.2.1 Arduino Uno
Arduino Uno adalah papan sirkuit berbasis mikrokontroler ATmega328. IC (integrated circuit) ini memiliki 14 input/output digital (6 output untuk PWM), 6 analog input, resonator kristal keramik 16 MHz, Koneksi USB, soket adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset. Hal inilah yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler secara mudah terhubung dengan kabel power USB atau kabel power supply adaptor AC ke DC atau juga battery.[6]
Gambar 1. Arduino Uno R3
Adapun data teknis board Arduino Uno R3 sebagai berikut:
Tabel 2. Spesifikasi Arduino Uno
Spesifikasi Keterangan
Mikrokontroler ATMega328
Tegangan Operasi 5 V
Tegangan Input (Rekomendasi) 7 – 12 V Tegangan Input (Batas) 5 – 20 V
Pin Digitasl I/O 14
Pin Analog Input 6
Arus Dc per Pin I/O 40 mA
Arus DC Pin 3.3 V 150 mA
Memori Flash 32 KB (0,2 KB untuk
Bootloader)
SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
Kecepatan Perwaktuan 16 Mhz
1.3.3 Sensor Ultrasonik HY-SRF05
Sensor Ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang dimana sensor menghasilkan gelombang pantulan ke benda yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar perhitungannya.[7]
erbedaan waktu antara gelombang pantulan yang di
kembalikan dan yang diterima kembali adalah
berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis objek yang dapat di indranya adalah padat, cair dan butiran. Tanpa kontak jarak 3 cm sampai 4 meter dan dapat dengan mudah dihubungkan
dengan mikrokontroler malalui satu pin I/O
saja.Dimensi : 2,6 cm (p) x 4,1 cm (l) x 6,2 cm (t).
Gambar 2. Sensor Ultrasonik HY-SRF05 1.3.4 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD ( Liquid Crystal Display) sering diartikan dalam bahasa indonesia sebagai tampilan kristal cair
merupakan suatu jenis media tampilan yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD dapat diprogram agar bekerja sesuai dengan aplikasi yang telah dirancang. LCD pada prinsipnya sama dengan penampil dot matrik. Jenis-jenis LCD yang ada dipasaran ada dua jenis yaitu LCD teks dan LCD Grafik. LCD Teks adalah jenis LCD yang digunakan untuk menampilkan teks atau angka dalam kode ASCII. Tidak seperti LCD lainnya, LCD teks yang ada dibagi ke dalam sel, dimana tiap selnya hanya dapat menampilkan karakter ASCII.
Gambar 3. LCD 16 x 4 1.3.5 Bahasa Pemrogramman C/C++
Bahasa Tingkat tinggi merupakan bahasa yang mudah dipahami oleh manusia, C dan C++ merupakan contoh dari bahasa tingkat tinggi. Contoh lain dari bahasa tingkat tinggi adalah pascal, perl, Java dan lain
sebagainya. Sedangkan bahasa tingkat rendah
merupakan bahasa mesin atau bahasa tingkat redah merupakan bahasa mesin atau bahasa assembly.[8]
2. Pembahasan
2.1 Alat dan Bahan Penelitian
Sebelum memulai proses penelitian, ada baiknya untuk mengumpulkan serta mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam penelitian. Hal ini dilakukan agar proses penelitian yang akan dilakukan dapat berjalan dengan baik sesuai dengan apa yang diharapkan oleh peneliti. Analisis kebutuhan alat dan bahan tersebut terdiri dari kebutuhan hardware dan software.
2.1.1 Hardware
Dalam Perancangan Alat Ukur Tinggi Badan
Otomatis Berbasis Mikrokontroler memerlukan
beberapa perangkat keras sebagai berikut :
3 Pada perancangan Alat Ukur Tinggi Badan Otomatis memerlukan laptop sebagai ekesekusi pada perancangan tersebut, laptop yang digunakan adalah Asus K45DR.
2.1.1.2 Arduino Uno R3
Arduino Uno R3 berfungsi sebagai pengontrol atau pengendali utama rangkaian sistem dari semua peralatan elektronik yang dipakai atau bisa disebut sebagai otak sistem. Rangkaian ini dilengkapi dengan port-port dimana dapat berfungsi untuk menghubungkan alat elektronik lainnya seperti Sensor Ultrasonik SRF05, Load Cell dan LCD mengunakan kabel jumper.
Gambar 4. Arduino Uno R3 2.1.1.3 Sensor Ultrasonik HY-SRF05
Sensor ultrasonik digunakan sebagai sensor jarak dalam mengukur tinggi air pada evaporimeter. Rangkaian yang terdiri dari TX (transmitter) dan RX (receiver). TX berfungsi sebagai pemancar sinyal yang mengenai penghalang sedangkan RX berfungsi sebagai penerima sinyal pantulan dari TX.
Gambar 5. Sensor Ultrasonik HY-SRF05 2.1.1.4 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) merupakan alat elektronika yang berfungsi sebagai output atau tampilan data dari hasil pengukuran yang telah diproses oleh mikrokontroler.
Gambar 6. LCD 16 x 4 2.1.2 Software
Dibutuhkan sebuah software untuk memembuat rangkaian elektronik bisa berjalan yang diharapkan,
yaitu dengan memasukkan perintah berupa coding. Software yang digunakan pada proses Perancangan Alat Pengukur Tinggi Otomatis ini adalah Arduino IDE.
2.1.2.1 Arduino IDE
Software Arduino IDE berfungsi sebagai text editor, sebagai verify coding untuk mengetahui apakah coding terdapat error dan sekaligus compiler yang akan di upload kedalam memori mikrokontroler. Selain itu software arduino juga berfungsi untuk menyambungkan komputer dan board arduino dengan menggunakan koneksi USB.
Gambar 7. Arduino IDE 2.1.3 Perancangan Hardware
2.1.3.1 Rancangan Pengukur Tinggi Badan
Membuat rancangan rangkain pengukur tinggi badan membutuhkan beberapa peralatan elektronika, seperti LCD 16x4, Potensiometer, Arduino Uno R3, dan Sensor Ultrasonik HY-SRF05.
Gambar 8. Rancangan Pengukur Tinggi Badan 2.1.4 Perancanagan Software
Perancangan software memerlukan sebuah
flowchart untuk menentukan alur dan tahapan dalam Perancangan Alat Pengukur Tinggi dan Berat Badan Dengan Ouput Tinggi dan Berat Badan Ideal Berbasis Arduino..
2.1.5 Design Alat
Design alat merupakan rangkaian dari prototype alat Pengukur Tinggi Badan Otomatis yang digunakan untuk mengimplementasikan alat tersebut nantinya. Design tersebut dibuat untuk memudahkan proses pengerjaan alat yang akan dibuat. Dari design itu juga kita bisa tahu bahan-bahan dan peralatan apa saja yang
4 dibutuhkan untuk membuat alat yang nantinya akan dibuat.
Gambar 9. Design Alat 2.1.6 Rangkaian Komponen Elektronika
2.1.6.1 Pemasangan Komponen LCD dan Potensio ke Arduino
Pemasangan LCD dan potensio ke Arduino adalah dengan menggunakan kabel jumper sebagai penghubung. Pin +5V (VCC) pada Arduino Uno dihubungkan dengan Terminal 1 pada Potensio yang berfungsi untuk mengatur tegangan Positif, sedangkan pin Ground pada Arduino dihubungkan dengan Terminal 3 pada Potiensio yang berfungsi untuk mengatur tegangan Negatif. Pin VEE pada LCD dihubungkan dengan terminal 2 pada Potensio yang berfungsi untuk mengatur kontras pada layar LCD.
Gambar 10. Rangkain Komponen LCD dan Potensio ke
Arduino
2.1.6.2 Pemasangan Komponen Sensor Ultrasonik
Pemasangan pin sensor ultrasonik srf 05 pada aduino uno r3 juga menggunakan kabel jumper sebagai penghubung. Pada sensor ultrasonik srf 05 mempunyai 5 pin antara lain VCC, GND, TRIG, OUTPUT dan ECHO.
Gambar 11. Rangkain Komponen Sensor Ultrasonik
2.1.7 Packaging
Packaging adalah proses dimana rangkaian mikrokontroller dikemas lebih rapi, sehingga rangkaian tersebut akan terlihat bagus. Casing untuk rangkaian alat adalah dengan menggunakan kotak hitam, penyangga khusus Sensor Ultrasonik HY-SRF0505 , dan pipa sebagai tiangnya.
Gambar 12. Hasil Akhir Packaging Alat 2.1.8 Pengujian Alat Pada Objek
Pengujian alat (Black box testing) adalah pengujian yang dilakukan untuk mengamati hasil eksekusi melalui data uji dan memeriksa fungsional dari perangkat lunak. Pengujian ini perlu dilakukan untuk mengetahui apakah masih terdapat selisih hasil atau error, jika terdapat error dari hasil tersebut maka akan diketahui berapa besar terjadi error pada alat tersebut. Untuk pengujian alat sendiri dilakukan secara langsung terhadap 10 orang.
Gambar 13. Hasil Akhir Alat 2.1.9 Hasil Pengujian Alat Pada Objek
Setelah alat dilakukan dan hasilnya sudah didapatkan, maka hasil dari pengujian alat terhadap 10 orang tersebut akan dibuat kedalam tabel. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 1. Hasil Pengujian Alat Pada Objek
Tinggi Sebenarnya Tinggi Pada Alat (CM) Eror Jarak (CM) 165 166 +1 160 161 +1 169 171 +2 158 159 +1
5 168 170 +2 160 161 +1 170 171 +1 163 165 +2 159 161 +2 165 166 +1 3. Penutup 3.1 Kesimpulan
Perancangan alat pengukur tinggi badan otomatis ini adalah dengan menggabungkan beberapa komponen elektronika seperti sensor ultrasonik srf-05, lcd,
potensiometer dan arduino uno r3 sebagai
mikrokontroler. Dari hasil pengujian terlihat bahwa hasil pembacaan tinggi pada alat tidak tepat sama sekali dengan tinggi sebenarnya dengan rata-rata kesalahan 1-2cm.
3.2 Saran
Alat pengukur tinggi badan otomatis ini diharapkan dapat dikembangkan dengan menambahakan komponen elektronik yang dapat mengetahui berat badan secara otomatis, sehingga pengukuran tinggi dan berat badan otomatis terletak di dalam satu alat.
Daftar Pustaka
[1] Nofyanty, Lylys. 2015. “Rancang Bangun Good Stick Pendeteksi Halangan Untuk Penyandang Tunanetra Berbasis Mikrokontroler”. Skripsi STMIK Amikom Yogyakarta.
[2] Overa, Ari Tri. 2014. “Sistem Pemandu Kendaraan Untuk Parkir Paralel Secara Otomatis” UNIKOM. [3] Hukma, Saiyid. 2016. “Perancangan Alat Ukur
Tinggi Air Pada Evaporimeter Untuk Monitoring Evaporasi Berbasis Mikrokontroler Stasiun BMKG Beringin Muara Teweh Kalimantan Tengah” Stmik Amikom.
[4] Wikipedia. 2017. “Pengendali Mikro”.
https://id.wikipedia.org/wiki/Pengendali_mikro. 20 Desember 2016.
[5] Djuandi, Feri. Juli 2011. “Pengenalan Arduino”. http://tobuku.com/docs/Arduino-Pengenalan.pdf [6] Simanjuntak, M G. 2013. “Perancangan Prototipe
Smart Building Berbasis Arduino Uno” USU. [7] Firdaus, Kacaribu Yunus. 2015. “ Alat Ukur Sensor
Ultrasonik Srf-05 Berbasis Mikrokontroler pada Dinding Parkir” USU.
[8] Andrianto, Heri. 2013. “ Pemrogramman
Mikrokontroler AVR Atmega16 Menggunakan Bahasa C”. Bandung: Penerbit Informatika., hal 23
Biodata Penulis
M. Alim Akbar, memperoleh gelar Sarjana (S.Kom)
Program Studi Ilmu Komputer Universitas AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2017.
Joko Dwi Santoso, memperoleh gelar Ahli Madya
(AM.d), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2002. Memperoleh gelar Sarjana
(S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK
AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2005. Memperoleh gelar Magister Komputer (M.Kom) Program Pasca Sarjana Magister Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, Lulus tahun 2008. Saat ini menjadi Dosen di Universitas AMIKOM Yogyakarta, pada Program Studi Teknik Informatika.
