Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu perangkat keras yang berguna untuk memantau jarak aman antar kendaraan bermotor dengan menggunakan sensor radar. Sensor radar depan memantau jarak aman dari radar mobil ke kendaraan di depan, dan sensor radar belakang memantau jarak aman dari radar mobil dan kendaraan di belakangnya. Tampilan sensor radar depan dapat ditempatkan pada dashboard kendaraan, sedangkan tampilan sensor radar belakang ditempatkan di belakang kendaraan sehingga memungkinkan pengemudi lain membaca radar di belakang mobil.
Hasil yang diharapkan dari penelitian ini adalah adanya suatu perangkat keras untuk memantau jarak aman kendaraan bermotor dengan menggunakan sensor radar yang tampilannya mudah terbaca sehingga dapat memberikan rasa aman dalam berkendara. Atas izin Allah SWT, penulis akhirnya berhasil menyelesaikan laporan kemajuan 100% Penelitian Dosen Pemula Tahun Anggaran 2016 dengan judul sensor radar sebagai alat pemantau jarak aman kendaraan bermotor. Jarak ini akan digunakan untuk menyalakan lampu monitor dan buzzer berwarna hijau atau merah sebagai fungsi jarak kendaraan dari rangkaian sensor radar.
Landasan Teori
Efek Doppler
Objek atau pemerhati atau kedua-duanya boleh bergerak, menyebabkan perubahan dalam frekuensi panjang gelombang yang dipancarkan oleh objek. Apabila objek menghampiri pemerhati, panjang gelombang dimampatkan, menyebabkan frekuensi meningkat, dan apabila objek bergerak menjauh, panjang gelombang akan merebak, menyebabkan frekuensi berkurangan. Jika gelombang bunyi kita melanda sesuatu permukaan, gelombang itu mesti segera dipantulkan kembali, apa yang kita dengar adalah gema daripada bunyi awal.
Pantulan ini ditangkap oleh penerima karena gelombang mikro tidak dapat dilihat atau didengar seperti gelombang suara pada umumnya. Jika alat penerima yang digunakan mendeteksi adanya gelombang pantulan yang dikirimkan sebelumnya, berarti ada suatu benda yang menyebabkan gelombang tersebut terpantul. Gelombang yang dipancarkan transmitter akan mengenai objek dan gelombang objek akan dipantulkan ke segala arah (propagasi) dan sebagian lagi akan dipantulkan kembali ke radar dan diterima oleh antena yang sama dengan sinyal pantulan (echo) seperti terlihat pada Gambar 2. .
Sensor Radar
Diagram blok sensor radar ini terdiri dari tiga bagian yaitu Osilator, Mixer dan Filter. Osilator akan memancarkan gelombang elektromagnetik ke suatu ruang tertentu melalui pemancar, jika gelombang elektromagnetik tersebut mengenai suatu benda/penghalang, maka gelombang elektromagnetik tersebut akan memantul ke segala arah dan ada pula yang memantul kembali ke sensor radar yang ditangkap oleh antena penerima untuk kemudian diberikan ke bagian lain Mixer/pencampur. Perbedaan fasa antara sinyal asli dari osilator dan sinyal pantulan akan menunjukkan seberapa dekat jarak objek dengan sensor Radar.
Led Dot Matrix
Scan kolom yang bersangkutan memberikan nilai high (untuk katoda common) atau untuk common anode, untuk kolom yang lain diberikan nilai negasi dari kolom yang diberi nilai 1 tadi. Kemudian untuk kolom berikutnya hingga kolom terakhir rangkaian LED dot matrik dan ulangi dari awal lagi. Tipe dotmatrix LTP1557AKD merupakan LED berteknologi 5 x 7 berukuran 1,2 inci (30,42 mm) dan merupakan LED yang memiliki satu warna yaitu merah.
Di bawah ini adalah gambar LED dan penjelasan pin LED dot matriks LTP1557AKD seperti pada Gambar 2.7. Pada dasarnya sebuah LED mempunyai dua kaki yaitu Anoda dan Katoda, dimana untuk mengaktifkan LED tersebut kita memberikan VCC pada anoda dan menghubungkan katoda ke ground. Cara yang digunakan untuk menyalakan LED pada matriks ini harus memberikan tegangan logika “1” pada anoda dan logika “0” pada katoda.
Driver transistor
Jadi jika transistor mati maka LED akan mati dan jika transistor hidup maka LED akan menyala. Karena kaki emitor dihubungkan dengan ground, maka untuk menghidupkan transistor maka posisi saklar SW1 harus ON, sehingga basis transistor TR3 mendapat bias dari tegangan positif dan akibatnya transistor menjadi jenuh (ON ) kemudian kaki kolektor dan kaki emitor dihubungkan. Karena kaki emitor dihubungkan dengan tegangan positif, maka untuk menghidupkan transistor posisi saklar SW2 harus ON, sehingga basis transistor TR4 dibiaskan oleh tegangan negatif tersebut dan akibatnya transistor menjadi jenuh ( ON) kemudian kaki emitor dan kaki kolektor dihubungkan.
Register geser
Salah satu cara untuk mengidentifikasi shift register adalah bagaimana data dimuat dan dibaca dari unit memori, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Dilihat dari sistem kerja shift register, shift register dapat digolongkan menjadi beberapa jenis sebagai berikut. a) Serial Input dan Output (Serial In Serial Out Register), register geser jenis ini tidak mengubah format datanya, karena dengan data input dan output serial maka nilai datanya juga berubah format serialnya. Register Serial In Parallel Out (Serial In Parallel Out Register), register geser ini akan menggeser data serial dan mengeluarkannya dalam bentuk paralel tanpa mengubah nilai datanya.
Mikrokontroler adalah komputer dalam sebuah chip yang digunakan untuk mengontrol perangkat elektronik, yang mengedepankan efisiensi dan efektivitas biaya. Pin I/O berjumlah 13 pin, terdiri dari 5 pin untuk port A dan 8 pin untuk port B. Sedangkan pin 12 dan 13 masing-masing berfungsi sebagai pin I/O dari port B, dapat juga berfungsi sebagai pin I/O. . pin jam dan masukan data ke pemrograman mikrokontroler.
Software yang Digunakan
Penelitian ini merupakan penelitian terapan dengan merancang sensor radar sebagai salah satu cara memantau jarak aman kendaraan bermotor dengan menggunakan bahan utama.
Jalan penelitian
Sensor Radar
Gambar tersebut menunjukkan bahwa sensor akan mengirimkan sinyal pada suatu objek, dan apabila objek tersebut terdeteksi maka akan terjadi sinyal pantulan (echo) yang akan dikirimkan kembali ke sensor radar pendeteksi gerak X-band pada sensor radar. Rangkaian ini berfungsi untuk menghubungkan sinyal yang berasal dari sensor radar ke bagian pemrosesan utama mikrokontroler PIC16F84A. Bentuk dan amplitudo sinyal yang masuk ke mikrokontroler harus terjamin, sehingga diperlukan rangkaian pengolah sinyal yang terdiri dari rangkaian multivibrator monostabil dan rangkaian penggerak relay.
Mikrokontroller
- LED Dotmatrix
- Penggerak Kolom
- Shift Register
Tampilan Dot Matrix LED merupakan salah satu tampilan yang dapat digunakan untuk menampilkan tampilan program yang dibuat yang disiarkan secara paralel. Jadi, untuk mengkonfigurasinya, terlebih dahulu buatlah desain skema setelah program dijalankan, kemudian mulailah merancang sistem yang terhubung dengan LED dot matriks. Data diambil dari mikrokontroler PIC16F84 yang dihubungkan secara paralel dengan semua dot matrik, kolom-kolom dot matrik akan ON atau OFF sesuai dengan data pada shift register, sehingga pengaturan tampilan (yang ON dan yang OFF ) ) akan diatur oleh register geser.
Rangkaian penggerak kolom ini menerima masukan dari rangkaian shift register kemudian melewati resistor 2K2 untuk memicu basis transistor BC547. Setelah transistor terpicu, arus akan mengalir dari kolom ke ground sehingga menyebabkan LED dot matriks menyala. IC ini mempunyai jalur masukan dan delapan jalur keluaran karena IC 74164 berjumlah empat, sehingga mempunyai 4 x 8 jalur keluaran atau 32 jalur keluaran.
LED dot matrik dikontrol menggunakan IC 74164, IC ini banyak digunakan untuk membuat animasi tampilan LED, ada pula yang dibuat untuk menyalakan beberapa LED yang dibentuk atau disusun menjadi huruf atau teks, kemudian teks tersebut satu persatu menyala setelah semuanya menyala lalu LED padam sepenuhnya, tetapi kemudian hidup kembali. IC TTL 74164 umumnya dikenal sebagai IC register geser 8-bit. Dengan menggunakan IC 74164, dapat mengontrol 8 garis LED yang berbentuk huruf atau teks. Jika lebih dari 8 teks atau LED yang perlu dikontrol, hal ini dapat dilakukan dengan menambahkan beberapa IC 74164.
Output Qh dari IC 1 dihubungkan ke IC Input 2 atau ke pin 1, sedangkan output Qh dari IC kedua dihubungkan ke IC berikutnya sampai dengan IC terakhir, dimana Out Qh dari IC terakhir akan bertindak sebagai Reset atau Jelas. Pin yang jelas dari semua IC terhubung ke kolektor transistor. Lebih cepat dan lambatnya LED menyala tergantung seberapa cepat jam dikirimkan ke IC 74164. Sekilas prinsip kerja rangkaian flip-flop dengan 74164 adalah dengan satu buah IC 74164 dapat menampilkan 8 jalur keluaran. Outputnya berasal dari 74164.
Maka diperlukan suatu rangkaian yang dapat mereset rangkaian secara otomatis agar nyala LED yang dibuat nantinya dapat menyala terus menerus tanpa harus mereset rangkaian secara manual.
Gambar skematik rangkaian dan simulasi
Pencapaian dalam kegiatan penelitian Sensor radar sebagai alat pemantauan jarak aman kendaraan bermotor telah dilaksanakan dengan hasil capaian penelitian berupa seperangkat perangkat keras dan perangkat lunak. Jika ada benda yang mendekati sensor maka keluaran rangkaian pengkondisi sinyal akan high selama kurang lebih 2,2 detik. Jangka waktu ini diperlukan agar tampilan matriks LED tidak berubah terlalu cepat sebagai respons terhadap objek yang mendekat.
Tampilan dot matrix
Ketika suatu benda mendekat atau sensor radar mendeteksi suatu benda, maka led dot matriks akan menampilkan running text yaitu “awas” seperti terlihat pada Gambar 4.4.
Pola PCB
Kesimpulan
Saran
Gelombang frekuensi tinggi yang dipancarkan oleh sensor radar akan mengenai objek/kendaraan kemudian kembali ke sensor radar yang diterima oleh penerima yang akan mengolah jarak dari sensor radar ke objek/kendaraan. Rancangan penelitian yang dilakukan adalah membangun sebuah sensor Radar yang digunakan untuk mendeteksi jarak antar kendaraan bermotor, yang digambarkan pada Gambar 4. Radar mobil dengan penempatan dan tampilan sensor radar Kendaraan dilengkapi dengan dua buah sensor radar yang terletak di depan dan belakang kendaraan. kendaraan.
Sensor radar depan akan memberi tahu Anda jarak antara mobil dengan radar dan kendaraan di depannya, yang ditampilkan di dashboard. Sensor Radar Detektor Gerak X-Band Pengoperasian Sensor Radar Detektor Gerak X-Band ditunjukkan pada Gambar 6. Ketika tidak ada objek yang mendekat atau sensor radar tidak mendeteksi suatu objek, matriks titik-titik led akan ditampilkan.
Ketika objek mendekat atau sensor radar mendeteksi objek tersebut, maka matriks LED akan menampilkan teks mengambang yaitu “awas”, seperti terlihat pada Gambar 12. Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian sensor radar sebagai sarana pemantauan Aman jarak kendaraan bermotor adalah sebagai berikut. Sensor radar yang digunakan sangat sensitif terhadap pergerakan, baik pergerakan orang maupun pergerakan kendaraan.
Sensitivitas sensor radar akan dimanipulasi agar dapat merespon pada jarak yang aman dari kendaraan bermotor tanpa gangguan dari objek lain yang tidak diinginkan.
