Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Rancang Bangun Kursi Roda Elektrik dengan Sistem Pengereman Otomatis yang Dikendalikan Suara Berbasis Mikrokontroler

RANCANG BANGUN KURSI RODA ELEKTRIK DENGAN SISTEM
PENGEREMAN OTOMATIS YANG DIKENDALIKAN SUARA BERBASIS
MIKROKONTROLER

Oleh
KANA PETRA FAJAR MULIA
NIM : 612010038

Skripsi
Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik

FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA

OKTOBER 2016

RANCANG BANGUN KURSI RODA ELEKTRIK DENGAN SISTEM
PENGEREMAN OTOMATIS YANG DIKENDALIKAN SUARA BERBASIS

MIKROKONTROLER

Oleh
KANA PETRA FAJAR MULIA
NIM : 612010038

Skripsi
Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh
Ijasah Sarjana Teknik
Fakultas Teknik Elektronika Dan Komputer
Program Studi Teknik Elektro
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga

OKTOBER 2016

RANCANG BANGUN KURSI RODA ELEKTRIK DENGAN SISTEM
PENGEREMAN OTOMATIS YANG DIKENDALIKAN SUARA BERBASIS
MIKROKONTROLER


Oleh
KANA PETRA FAJAR MULIA

NIM : 612010038

Skripsi ini telah diterima dan disahkan
Sebagai salah satu persyaratan guna mencapai gelar
SARJANA TEKNIK
Dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
Fakultas Teknik Elektro dan Komputer
Program Studi Teknik Elektro
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Disahkan oleh
Pembimbing 1

Pembimbing 2

Deddy Susilo, M.Eng


Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng

Tanggal:

Tanggal :

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya, yang bertanda tangan di bawah ini :
NAMA

: Kana Petra Fajar Mulia

NIM

: 612010038

JUDUL SKRIPSI


:Rancang Bangun Kursi Roda Elektrik Dengan Sistem
Pengereman Otomatis Yang Dikontrol Suara Berbasis
Voice Recognition

Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata
ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapat sanksi
apapun sesuai aturan yang berlaku.

Salatiga,

Kana Petra Fajar Mulia

INTISARI
Kursi roda merupakan alat bantu jalan bagi seseorang yang memiliki
kekurangan fisik ataupun mempunyai masalah dengan kesehatannya sehingga tidak
memungkinkan untuk menggunakan kakinya untuk berjalan. Kursi roda yang sering
terlihat di berbagai rumah sakit maupun di lingkungan sekitar kita, kebanyakan masih
menggunakan sistem yang manual. Sistem kursi roda yang masih manual membuat
manusia tidak dapat bergerak secara leluasa. Oleh karena itu diperlukan sistem
pengendalian pada kursi roda agar pengguna kursi roda dapat bergerak secara lebih

leluasa
Pada skripsi ini akan dibuat sebuah kursi roda elektrik yang dilengkapi dengan
sistem pengereman otomatis. Kontrol utama adalah perintah suara dari pengguna
menggunakan alat pengenal suara yaitu Voice Recognition V3 Module. Ada 5 perintah
yang digunakan untuk mengoperasikan kursi roda elektrik ini, yaitu “maju”, “mundur”,
“kanan”, “kiri” dan stop. Untuk menambah kenyamanan pengguna maka ditambahkan
sistem pengereman otomatis apabila kursi roda elektrik mendeteksi halangan yang ada
di depan maupun belakangnya dengan jarak kurang dari 50cm.
Kursi roda elektrik yang direalisasikan mampu mengeksekusi 5 perintah suara
yang diucapkan yaitu maju, mundur, kanan, kiri dan stop. Kursi roda elektrik mampu
melakukan pengereman otomatis apabila mendeteksi halangan yang ada di depan dan di
belakangnya dengan presentase keberhasilan 100% dan waktu yang dibutuhkan untuk
melakukan pengereman rata-rata adalah 2,4 detik dan 3 detik.

Mengetahui,

Dr. Iwan Setyawan

Mengesahkan,


Penyusun,

Deddy Susilo, M.Eng.

Kana Petra Fajar Mulia

Abstract
This wheel chair is a walking aids for someone who has physical disability or has a
problem with health so can’t move using their legs for walking. Wheel chair is often
seen in many hospital or our surroundings which is used by medical patient or someone
who has physical disability, most of them are still using manual system. The wheel
chair that is using manual system probably make someone who is using it can’t move
freely. Therefore, it is needed to control system on wheel chair so that the user can
move more freely.
In this study, an electrical wheel chair which has equipment with automatic
breaker system has been made. The main control is voice command from the user using
voice recognition tool namely Voice Recognition V3 Module. It has 5 voice commands
which are used for operating the electrical wheel chair, these are “maju”, “kanan”,
“kiri” and “stop”. For adding their comfortable zone so it has automatic breaker system
is the electrical wheel chair detects an obstacle at the front of it or in the backward of it

with distance less than 50 cm.
The electrical wheel chair which is realized can execute 5 voice commands,
which are “maju”, “mundur”, “kanan”, “kiri” and “stop”. It can brake automatically if it
detects an obstacle at the front of it or at the backward of it with has percentage of
success of 100% and the times which is needed for braking are 2,4 seconds and 3
seconds,respectivel.

KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala kasih penyertaan dan
pertolonganNya selama proses pengerjaan tugas akhir ini sehingga tugas akhir ini dapat
terselesaikan dengan baik. Segala yang telah penulis capai tidak terlepas dari dukungan
,doa, dan semangat dari berbagai pihak. Maka perkenankanlah penulis menyampaikan
ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada orang-orang yang terkait yaitu :
1. Kepada kedua orang tua saya dan saudara perempuan saya terkasih Bapak
Jono, Ibu Harni, dan Mega Bara Cahyantari atas semua dukungan dan doa
yang tulus yang selalu menyertai langkah saya.
2. Kepada bapak Agustinus Bardi dan ibu MG Widaningsih sehingga terlahir
Maria Enggar Santika
3. Pembimbing tugas akhir ini, bapak Deddy susilo, M.Eng. dan bapak Gunawan
Dewantoro M.Sc.Eng. yang telah berbesar hati dan bersabar hati membimbing

saya dalam pengerjaan tugas akhir ini.
4. Seluruh staff pengajar FTJE UKSW, karyawan dan laboran yang telah
membantu saya di dalam perkuliahan.
5. Teman-teman FTJE semua angkatan, teman tidur, teman makan, teman
minum, teman berdiskusi, teman berdebat, teman gotong royong khususnya
FTJE 2010 Simon “gondrong”, Januar “Jamet”, adit “Tolgung”, Mr Bintang,
M.Rizal “Pentolik”, Roma, Bayu “Glempong”, Teuku Dany “Gantenk”,
Daniel, Adit “Jambrong”, Adi “bandot” Samuel tanu, Martin Damanik,
Supret, Yuda, Heri, Ruth, Sekar, Grace dan semua teman-teman 2010 yang
bisa disebutkan satu persatu. Saya bangga jadi bagian dari kalian.
6. Pihak-pihak yang turut andil dalam usaha penulis menyelesaikan studi yang
tidak bisa disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena
itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran yang membangun dari pembaca
sehingga tugas akhir ini dapat berguna dalam dunia elektronika

Salatiga, Oktober 2016

Penulis


DAFTAR ISI
Halaman

Intisari

i

Abstract

ii

Kata Pengantar

iii

Daftar Isi

v


Daftar Gambar

vii

Daftar Tabel

ix

Daftar Istilah dan Singkatan

xi

Bab 1

1

Bab 2

Bab 3


Pendahuluan
1.1 Latar Belakang

1

1.2 Spesifikasi Alat

4

1.3 Sistematika Penulisan

4

Dasar Teori

6

2.1 Arduino Mega 2560

6

2.2 Voice Recognition V3 Module

8

2.3 Sensor Ultrasonik (SRF-04)

10

2.4 Buzzer

12

2.5

12

Baterai

2.6 Motor DC (Wiper motor)

13

2.7 Driver Motor

15

Perancangan

17

3.1 Gambaran Alat

17

3.2 Perancangan Perangkat Keras

18

3.3 Perancangan Elektronika

21

3.3.1 Pengendali Utama

21

3.3.2 Voice Recognition V3 Module

23

3.3.3 Sensor Ultrasonik

24

3.3.4 Driver Motor

25

3.4 Perancangan Perangkat Lunak

27

3.4.1 Program Mikrokontroler

27

Bab 4

Pengujian dan Analisis
4.1 Pengujian Gerak Kursi Roda Elektrik

32

4.2 Pengujian Kecepatan Kursi Roda Elektrik

34

4.3 Pengujian Pengenalan Suara

34

4.4 Pengujian Pengereman Otomatis

36

4.4.1 Pengujian Pengereman Otomatis

37

4.4.2 Pengujian Jarak Pengereman Otomatis

38

4.4.3 Pengujian Waktu Pengereman Otomatis

41

4.5 Pengujian Baterai
Bab 5

Kesimpulan dan Saran

Daftar Pustaka

32

42
52

5.1 Kesimpulan

52

5.2 Saran Pengembangan

52
54

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Arduino Mega2560

6

Gambar 2.2

Konfigurasi Pin Arduino Mega 2560

7

Gambar 2.3

Modul Voice Recognition V3

9

Gambar 2.4

Sensor Ultrasonik SRF-04

11

Gambar 2.5

Diagram Waktu Sensor Ultrasonik SRF-04

11

Gambar 2.6

Buzzer

12

Gambar 2.7

Aki Mobil

12

Gambar 2.8

Gambar Umum Motor DC

13

Gambar 2.9

Motor DC

13

Gambar 2.10

Gambaran Umum Konfigurasi H-Bridge

14

Gambar 2.11

H-Bridge Saat Motor Berputar CW

15

Gambar 2.12

H-Bridge Saat Motor Berputar CCW

15

Gambar 3.1

Blok Diagram Sistem

18

Gambar 3.2

Sketsa Kursi Roda Elektrik Tampak Depan

19

Gambar 3.3

Sketsa Kursi Roda Elektrik Tampak Belakang

19

Gambar 3.4

Sketsa Kursi Rodak Elektrik Tampak Samping

20

Gambar 3.5

Realisasi Kursi Roda Elektrik Tampak Depan

20

Gambar 3.6

Realisasi Kursi Roda Elektrik Tampak Belakang

21

Gambar 3.7

sketsa konfigurasi perbandingan gear.

22

Gambar 3.8

Skema Konfigurasi Pin Voice Recognition V3 Module

25

dengan Arduino Mega.
Gambar 3.9

Skema Konfigurasi Pin Sensor Ultrasonik SRF-04, Buzzer
dengan Arduino Mega.

26

Gambar 3.10

Rangkaian Driver Motor Kanan

27

Gambar 3.11

Diagram Alir Mikrokontroler.

30

Gambar 4.1

Push Button Gerakan Kursi Roda Elektrik.

33

Gambar 4.2

Eksekusi Perintah Suara Yang Ditampilkan Pada Serial Monitor. 35

Gambar 4.3

Sensor Ultrasonik Bagian Belakang

38

Gambar 4.4

Sensor Ultrasonik Bagian Depan

38

Gambar 4.5

Jarak Berhenti Kursi Roda Elektrik Dengan Penghalang Di

42

Depan
Gambar 4.6

Jarak Berhenti Kursi Roda Elektrik Dengan Penghalang Di

42

Belakang
Gambar 4.7

Tegangan terukur pada saat pemakaian 0 menit.

50

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1

Perbandingan Dengan Alat yang Sudah Ada

3

Tabel 3.1

Konfigurasi Pin Mikrokontroler

24

Tabel 3.2

Cara Kerja Driver Motor

28

Tabel 4.1

Pengujian Gerak Kursi Roda Elektrik

33

Tabel 4.2

Pengujian Kecepatan Kursi Roda Elektrik

34

Tabel 4.3

Pengujian Eksekusi Perintah Sebanyak 20 kali

35

Tabel 4.4

Pengujian Eksekusi Perintah Pengguna Pertama

36

Tabel 4.5

Pengujian Eksekusi Perintah Pengguna Kedua

37

Tabel 4.6

Pengujian Eksekusi Perintah Pengguna Ketiga

37

Tabel 4.7

Pengujian Pengereman Otomatis Kursi Roda Elektrik

39

Dengan Penghalang Di Depannya
Tabel 4.8

Pengujian Pengereman Otomatis Kursi Roda Elektrik

40

Dengan Penghalang Di Belakangnya.
Tabel 4.9

Pengujian Pengereman Otomatis Kursi Roda Elektrik

40

Dengan Penghalang Di Kanannya
Tabel 4.10

Pengujian Pengereman Otomatis Kursi Roda Elektrik

41

Dengan Penghalang Di Kirinya
Tabel 4.11

Pengujian Jarak berhenti Pengereman Otomatis Maju

43

Tabel 4.12

Pengujian Jarak berhenti Pengereman Otomatis Mundur

43

Tabel 4.13

Pengujian Jarak berhenti Pengereman Otomatis Kanan

44

Tabel 4.14

Pengujian Jarak berhenti Pengereman Otomatis Kiri

44

Tabel 4.15

Pengujian waktu Pengereman Otomatis Maju

45

Tabel 4.16

Pengujian waktu Pengereman Otomatis Mundur

46

Tabel 4.17

Pengujian waktu Pengereman Otomatis Kanan

46

Tabel 4.18

Pengujian waktu Pengereman Otomatis Kiri

47

Tabel 4.19

Pengujian eksekusi perintah suara ”maju” ketika ada

48

halangan di depannya
Tabel 4.20

Pengujian eksekusi perintah suara ”mundur” ketika ada

48

halangan di belakangnya
Tabel 4.21

Pengujian eksekusi perintah suara ”kanan” ketika ada

49

halangan di kanannya
Tabel 4.22

Pengujian eksekusi perintah suara ”kiri” ketika ada halangan

49

di kanannya
Tabel 4.23

Pengujian Baterai

51

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN

Pairing

Mengkoneksikan

Offline

Tidak membutuhkan koneksi internet

Online

membutuhkan koneksi internet

PWM

Pulse width modulation

UART

Universal Asynchronous Receiver-Transmitter

ICSP

In Circuit Serial Programming

Input

Masukan

Output

Keluaran

ADC

Analog to digital converter

LED

Light emitting diode

Trigger

Pemicu

Portable

Mudah dibawa dan mudah digunakan

CW

Clock Wise

CCW

Counter Clock Wise

TX

Transmitter

RX

Receiver