Alat Pengukur Jarak (Panjang)
Menggunakan Sensor HC-SR05
Ade Laras Ayu
Widyastari1, Agnes Ika Kartika2,
Aprilia Kartika Putri3, Vieri Ardidarmawan4
Samuel Beta5
Email : 1adelaras65@gmail.com, 29e.agnesikakartika@gmail.com,
3putriaprilia68@yahoo.com, 4vieriardidarmawancepu@gmail.com,
5sambetak2@gmail.com
Jurusan Teknik Elektro, Program Studi D3 Teknik Elektronika
Politeknik Negeri Semarang
Jurusan Teknik Elektro, Program Studi D3 Teknik Elektronika
Politeknik Negeri Semarang
Jln. Prof. H. Sudarto, S.H.,
Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia. 50275.
Telp. (024)7473417, Website :www.polines.ac.id, email : mailto:sekretariat@polines.ac.id
Abstrak – Alat
Pengukur Jarak (Panjang) Menggunakan Sensor HC-SR05 ini menggunakan Arduino Uno
sebagai pemrosesnya, adapun komponen yang digunakan yaitu, sensor ultrasonik
HCSR-05 sebagai pembaca jarak benda atau panjang suatu benda. Tombol
tekan digunakan untuk memilih variasi menu pada alat. Alat ini menggunakan 2
mode pengukuran. Sensor pada Mode 1
akan membaca pengukuran jarak dari bawah alat hingga batas papan sesuai tinggi
objek yang diukur. Sensor pada Mode 2 akan membaca pengukuran jarak benda yang
berada diantara dua sensor tersebut. Hasil pengukuran sensor kemudian
ditampilkan pada LCD 20x4.
Kata
kunci: Arduino Uno, Sensor Ultrasonik HCSR-05, LCD, LED, Saklar, Sepiker, Buzzer, Jarak,
Panjang.
Abstract - Distance Measuring Learning Module (Long) Using the HC-SR05 Sensor uses Arduino Uno as its processor, as for the components used namely, the ultrasonic sensor HCSR-05 as the reader of the distance of objects or the length of an. Press button can also be used to select menu variations in the module. This tool uses 2 measurement mode. The sensor in Mode 1 will read the distance measurement from the bottom of the tool to the board boundary according to the height of the object being measured. The sensor in Mode 2 will read the measurement of the distance between the two sensors. The sensor measurement results are then displayed on a 20x4 LCD
Keywords:
Arduino Uno, HCSR-05 Ultrasonic Sensor, LCD, Distance, Length.
I. PENDAHULUAN
Jarak
adalah angka yang menunjukkan seberapa jauh suatu benda berubah posisi melalui
suatu lintasan tertentu. Dalam fisika atau dalam pengertian sehari – hari,
jarak dapat berupa estimasi jarak fisik dari dua buah posisi berdasarkan kriteria
tertentu. Dalam bidang matematika, jarak haruslah memenuhi kriteria tertentu.
Satuan
yang digunakan untuk menyatakan jarak sama dengan satuan panjang, yaitu
kilometer (km), hektometer (hm), dekameter (dam), meter (m), desimeter (dm),
centimeter (cm), dan milimeter (mm). Tetapi satuan yang sering digunakan adalah
kilometer (km), meter (m), dan centimeter (cm).
Pada
umumnya pengukuran panjang atau jarak yang secara manual dengan menggunakan
penggaris atau mistar masih memiliki kesalahan dalam pembacaan. Kesalahan ini
biasa disebut dengan kesalahan paralaks. Kesalahan paralaks adalah kesalahan
pembacaan yang disebabkan oleh sudut pandang tiap orang dalam membaca alat ukur
tertentu yang berbeda – beda.
Kemudian muncul gagasan untuk membuat alat berupa alat pengukur jarak
(panjang) menggunakan sensor HCSR-05. Alat ini sangat bermanfaat karena dengan
menggunakan alat ini, pembacaan atau pengukuran terhadap suatu jarak menjadi
lebih akurat. Serta hasil dari pengukuran akan ditampilkan pada sebuah LCD
20x4.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Sensor Ultrasonik HC-SR04
Sensor ultrasonik adalah sebuah 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 ultrasonik (bunyi ultrasonik). Pantulan gelombang ultrasonik terjadi bila ada
objek tertentu dan pantulan gelombang ultrasonik akan
diterima kembali oleh unit sensor penerima. Selanjutnya unit sensor penerima
akan menyebabkan diafragma penggetar akan bergetar dan efek piezoelectric
menghasilkan sebuah tegangan bolak-balik dengan frekuensi yang sama.[1] Untuk lebih jelas tentang prinsip kerja dari sensor
ultrasonik dapat dilihat prinsip dari sensor ultrasonik pada gambar 1 berikut
ini :
Gambar 2.1 Prinsip Sensor Ultrasonik
Besar amplitudo sebuah
sinyal elektrik yang dihasilkan sensor penerima tergantung dari jauh dekatnya
sebuah objek yang akan dideteksi serta kualitas dari sensor pemancar dan sensor
penerima. Proses sensoring yang dilakukan pada sensor ini menggunakan metode
pantulan untuk menghitung jarak antara sensor dengan objek sasaran.
B.
Push Button
Push Button digunakan untuk
memilih mode yang akan digunakan. Tombol ini memiliki tipe kontak NO (Normally Open) dengan prinsip kerja
tombol tekan adalah kerja sesaat maksudnya jika tombol kita tekan sesaat maka
akan kembali pada posisi semula (hanya memicu Vcc sesaat).[2]
Gambar 2.3 Push Button
C.
Arduino UNO
Arduino adalah kit
elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat
komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari
perusahaan Atmel.[3] Arduino adalah kombinasi dari perangkat keras,
bahasa pemrograman dan integrated
development environment (IDE). IDE merupakan perangkat lunak yang digunakan
untuk menulis program, mengkompilasi menjadi kode biner dan meng-upload ke
dalam memori mikrokontroler. Mikrokontroler yang digunakan dalam penelitian ini
adalah Arduino UNO. Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328.
Arduino Uno memiliki 14 digital pin input/output, dimana 6 pin digunakan
sebagai output PWM, 6 pin input analog, 16 MHz resonator keramik, koneksi USB,
jack catu daya eksternal, header ICSP, dan tombol reset.
Gambar 2.5 Arduino UNO
D.
Modul
Bluetooth HC05
Bluetooth merupakan perangkat
tanpa kabel yang dapat melakukan komunikasi antara satu sama lainnya. Perangkat
ini beroperasi pada frekuensi bandwidth 2,4GHz. Bluetooth sendiri sejarahnya
diambil dari nama raja pada akhir abad ke sepuluh, yaitu Harald Blatand yang
sekaligus dijuluki sebagai Harald Bluetooth oleh bangsa inggris.[4] HC-05 adalah salah satu modul bluetooth yang
merupakan modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan
untuk komunikasi serial wireless
(nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth.
Gambar 2.6 Modul Bluetooth HC05
E.
Modul I2C
I2C atau Inter-Integrated
Circuit sendiri merupakan cara komunikasi data secara serial diantara perangkat
I2C dengan dua jalur. Pada protokol I2C, data dikirim secara serial melalui
jalur SDA, sedangkan untuk clock dikirim melalui jalur SCL.[5] Piranti yang dihubungkan
dengan sistem I2C Bus dapat dioperasikan sebagai Master dan Slave. Master adalah
piranti yang memulai transfer data pada I2C Bus
dengan membentuk sinyal Start, mengakhiri transfer data
dengan membentuk sinyal Stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah
piranti yang dialamati master.
Gambar 2.7 Modul I2C
F.
LCD 16x2
LCD (Liquid Cristal
Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan
teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi
memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau
mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi
sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.
LCD adalah lapisan dari
campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium
oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca
belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul
organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari
segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer
cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang
dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri
dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data
yang ingin ditampilkan.
Gambar 2.8 LCD 16x2
III. PERANCANGAN
Bab ini
membahas keseluruhan dari perancangan sistem yang dibuat. Perancangan sistem
terdiri dari perancangan perangkat mekanik, perancangan perangkat keras, dan
perancangan perangkat lunak. Gambar 3.1 merupakan diagram blok sistem secara
keseluruhan.
A.
Diagram Blok
Sistem
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
B.
Cara Kerja
Diagram Blok Sistem
Dalam menjalankan sistem
akan diletakkan objek yang akan diukur. Sensor ultrasonik sebagai masukan.
Terdapat tiga buah sensor ultrasonik (HCSR-05). Dua buah sensor terletak pada
bagian bawah alat di sisi kanan dan kiri, dan satu sensor lainnya terdapat pada
bagian atas alat yang kemudian berhadapan dengan salah satu sensor yang
terdapat pada bawah alat. Sensor yang tidak berhadapan ketika menyala disebut
Mode 1, dan yang berhadapan ketika menyala disebut Mode 2.
Mode 1 akan menyala ketika
tombol 1 ditekan, dan Mode 2 akan menyala ketika tombol 2 ditekan. Sensor pada
Mode 1 akan membaca pengukuran jarak dari bawah alat hingga batas papan sesuai
tinggi objek yang diukur, kemudian menampilkan hasil pengukuran pada LCD 20x4.
Sensor pada Mode 2 akan membaca pengukuran jarak benda yang berada diantara dua
sensor tersebut, kemudian menampilkan hasil pengukuran pada LCD 20x4.
C.
Gambar
Pengawatan
Gambar 3.2 Pengawatan pada Fritzing
Gambar 3.3 Pengawatan Dalam
Gambar 3.4 Pengawatan Luar
D.
Gambar
Rangakain Lengkap
Gambar 3.5 Gambar Rangakaian Lengkap
E.
Gambar Diagram
Alir
Gambar 3.4 Gambar Diagram Alir pada Arduino
IV. PERANCANGAN MEKANIK
Pada alat ini menggunakan kotak sebagai tempat
komponen – komponen diletakkan. Kotak ini dipasang pada sebuah papan dan akan
dipasang terpisah dengan modul sensor ultrasonik. Pada kotak antar komponen
akan dipasang pada PCB dengan menggunakan kabel penghubung. Sensor ultrasonik
akan dihubungkan ke kotak dengan kabel IDC
Gambar 4.1 Gambar Kotak Modul Tampak Atas
Gambar 4.1 Gambar Kotak Modul Tampak Depan
Gambar 4.2 Gaambar Alat saat Bekerja
V. PENGUJIAN DAN ANALISA
Ada beberapa tahap pengujian yang akan dibahas
pada bab ini. Tahap – tahap yang dibahas yaitu pengujian ketelitian perangkat
sensor ultrasonik HCSR-05 dalam pengukuran jarak. Pada tabel berikut merupakan
hasil pemetaan yang telah dilakukan.
A.
Tabel Hasil
Pengukuran
Tabel 5.1 Tabel Hasil
Pengukuran
B.
Analisa
Dari hasil pengujian,
sensor ultrasonik HCSR-05 mampu melakukan pengukuran jarak dengan baik.
Diketahui dari tabel 5.1, jarak terendah yang dapat dideteksi adalah 3 cm.
Untuk jarak terjauh yang dapat dideteksi pada saat pengujian dilakukan adalah
196 cm. Untuk ketelitian sensor sendiri berkisar antara 0,5% s/d 4%. Hal ini
dikarenakan karena area deteksi sensor yang melebar dan tidak dapat tertuju
pada satu titik.
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran dari
keseluruhan alat yang telah dirancang pada proyek arduino ini.
A.
Kesimpulan
1. Dengan adanya
Alat Pengukur Jarak (Panjang) Menggunakan
Sensor HC-SR05 ini, dapat memudahkan manusia dalam melakukan pengukuran jarak.
2. Alat ini
dapat digunakan sebagai objek pembelajaran bagi mahasiswa, khususnya mahasiswa
teknik elektro. Karena pada alat ini terdapat banyak komponen elektronika yang
masih dapat dikembangkan lagi fungsinya.
B.
Saran
- Untuk proyek
selanjutnya dapat dikembangkan lagi untuk desain mekanik agar lebih rapi
- Penambahan
komponen yang lebih canggih dan terkini, serta bermanfaat.
VII. DAFTAR PUSTAKA
[1] B. Arasada and B. Suprianto, “Aplikasi
Sensor Ultrasonik Untuk Deteksi Posisi Jarak Pada Ruang Menggunakan Arduino Uno
Aplikasi Sensor Ultrasonik Untuk Deteksi Posisi Jarak Pada Ruang Menggunakan
Arduino Uno Bakhtiyar Arasada Bambang Suprianto,” J. Tek. Elektro, vol.
6, no. 2, pp. 137–145, 2017.
[2] O. H. Andi Adriansyah1, “Elevator atau
Lift,” Universitas Mercu Buana, 2013.
[3] M. Afdali, M. Daud, and R. Putri,
“Perancangan Alat Ukur Digital untuk Tinggi dan Berat Badan dengan Output Suara
berbasis Arduino UNO,” Elkomika, vol. 5, no. 1, pp. 106–118, 2017.
[4] I. Fitrianto, A. Arifin, and M. Nuh,
“Rancangan Kontroler Perangkat Keras EH1 Milano dengan Modul Wireless
Electronics,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2015.
[5] D. S. Nicho Ferdiansyah Kusna1,
Sabriansyah Rizqika Akbar2 and Program, “Rancang Bangun Pengenalan Modul Sensor
Dengan Konfigurasi Otomatis Berbasis Komunikasi I2C,” Universitas Brawijaya,
2018.
LAMPIRAN
1. Jurnal
2. Presentasi
3. Diagram Blok
4. Diagram Alir
6. Pengawatan
BIODATA PENULIS
Ade Laras Ayu Widyastari.
Penulis dilahirkan di Semarang, 2 April 1998. Penulis telah menempuh pendidikan
formal di SD Negeri Srondol Wetan 02 Semarang, SMPN 27 Semarang, dan SMAN 9
Semarang. Pada tahun 2016 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3)
di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik
Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM.
3.32.16.1.01.
Apabila terdapat kritik,
saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail
: adelaras65@gmail.com
Agnes Ika Kartika. Penulis
dilahirkan di Semarang, 13 Agustus 1998. Penulis telah menempuh pendidikan
formal di SD Negeri Srondol Wetan 08 Semarang, SMPN 12 Semarang, dan SMAN 9
Semarang. Pada tahun 2016 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3)
di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik
Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM.
3.32.16.1.02.
Apabila terdapat kritik,
saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail
: 9e.agnesikakartika@gmail.com
Aprilia Kartika Putri.
Penulis dilahirkan di Rembang, 21 April 1998. Penulis telah menempuh pendidikan
formal di SD Negeri Tegalsari 05 Semarang, SMPN 8 Semarang, dan SMAN 1
Semarang. Pada tahun 2016 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3)
di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik
Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM.
3.32.16.1.03.
Apabila terdapat kritik,
saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail
: putriaprilia68@yahoo.com
Vieri Ardidarmawan. Penulis
dilahirkan di Blora, 2 Juli 1998. Penulis telah menempuh pendidikan formal di
SD Katolik St. Louisa Cepu, SMPN 3 Cepu, dan SMK Migas Cepu. Pada tahun 2016
penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri
Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik
Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.16.1.22.
Apabila terdapat kritik,
saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail
: vieriardidarmawancepu@gmail.com
0 komentar:
Posting Komentar