Karya ilmiah mol dan Karya Ilmiah Jejaring Sosial Karya

Perancangan Dan Implementasi Alat Ukur Kaki Dan Penentu Ukuran Sepatu Secara
Digital Berbasis Mikrokontroler”.
Muliono1, Iwan Fitrianto Rahmad2, Edy Victor Haryanto3
Universitas Potensi Utama
Universitas Potensi Utama, Jl. K.L Yos Sudarso Km.6.5 No 3A Tanjung Mulia Medan
muliono1010@gmail.com
Abstrak - Perkembangan teknologi pada zaman
sekarang sudah berkembang sangat maju dan
sangat pesat apalagi perkembangan dalam bidang
teknologi komputer digital dan perangkat–
perangkat lainnya yang serba digital.
Karena kemajuan teknologi sangat membantu
dalam setiap pekerjaan manusia seperti di pabrik
industri yang sudah banyak menggunakan kerja
mesin untuk melakukan produksi perakitan,
pengepakan barang dan pengemasan.
Seperti pada industri pembuatan sepatu yang
sekarang sudah banyak menggunakan kemajuan
teknologi dalam memproduksi sepatu untuk skala
yang sangat besar.
Mikrokontroller

adalah
sebuah
sistem
mikroprosesor dimana didalamnya sudah terdapat
CPU, Read Only Memory (ROM), Random Accsess
Memory (RAM), Input-Output, timer, interrupt,
Clock dan peralatan internal lainnya yang sudah
saling terhubung dan terorganisasi dengan baik
dalam satu chip yang siap dipakai
Arduino merupakan platform open source baik
secara hardware dan software. Arduino terdiri dari
mikrokontroler mega AVR seperti ATmega8,
ATmega168, ATmega328, ATmega1280, dan
ATmega2560 dengan menggunakan kristal osilator
16 MHz, namun ada beberapa tipe arduino yang
menggunakan kristal osilator 8 MHz. Catu daya
yang dibutuhkan untuk mensupply minimum
system arduino cukup dengan tegangan 5 VDC.
Port arduino Atmega series terdiri dari 20 pin yang
meliputi 14 pin I/O digital dengan 6 pin dapat

berfungsi sebagai output PWM (Pulse Width
Modulation) dan 6 pin I/O analog.
Arduino Uno R3 adalah board sistem minimum
berbasis mikrokontrolern ATmega328P jenis AVR.
Arduino Uno R3 memiliki 14 digital input /output (
6 diantaranya dapat digunakan untuk PWM output),
6 analog input, 16 MHz osilator kristal, USB
connection, power jack, ICSP header dan tombol
reset.
Kata Kunci :kaki,sepatu,ATMega328,Arduino
Uno,Sensor
Abstract - Technological developments in
contemporary times has been developing very
advanced and very rapid development especially in
the field of digital computer technology and
devices - other devices that are all-digital.
Due to advances in technology have helped in
every man's work like in the industrial plant has

many uses working machines for production

assembly,
packing
and
packaging.
As in the footwear industry which now has many
uses technological advances in producing shoes for
a
very
large
scale.
Microcontroller is a microprocessor system in
which there already exist CPU, Read Only Memory
(ROM), Random Access Memory (RAM), InputOutput, timer, interrupt, Clock and internal
equipment others already interconnected and well
organized in a single chip ready to wear
Arduino is an open source platform, both in
hardware and software. Arduino is composed of
mega AVR microcontroller such as the ATmega8,
ATmega168, ATmega328, ATmega1280, and
ATmega2560 using a 16 MHz crystal oscillator,

but there are several types of arduino that uses 8
MHz crystal oscillator. The power supply needed to
supply sufficient minimum arduino system with
voltage of 5 VDC. Port arduino Atmega series
consists of 20 pins that include 14 pin I / O digital
with 6 pin can function as PWM output (Pulse
Width Modulation) and 6 pin I / O analog.
Arduino Uno R3 are the minimum system board
based mikrokontroller ATmega328P types of AVR.
Arduino Uno R3 has 14 digital input / output (6 of
which can be used for PWM outputs), 6 analog
inputs, 16 MHz crystal oscillator, a USB
connection, a power jack, ICSP header and a reset
button.
Keywords: feet, shoes, ATmega328, Arduino Uno,
Sensor

1. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi pada zaman
sekarang sudah berkembang sangat maju dan

sangat pesat apalagi perkembangan dalam
bidang teknologi komputer digital dan
perangkat – perangkat lainnya yang serba
digital.
Karena pesatnya perkembangan teknologi
inilah banyak manusia yang mengharapkan
kemudahan dalam setiap pekerjaaan yang
dilakukan dan dalam kehidupan sehari-hari.
Seperti pada industri pembuatan sepatu yang
sekarang sudah banyak
menggunakan
kemajuan teknologi dalam memproduksi
sepatu untuk skala yang sangat besar.

. Dan pada zaman sekarang ini
menggunakan alas kaki adalah hal yang sangat
penting selain untuk melindungi kaki dari
panas dan kehujanan pada saat sedang
melakukan aktifitas sehari-hari dan juga bisa
untuk menunjang penampilan diri.

Selain itu tidak setiap orang memiliki
bentuk kaki dan panjang alas kaki yang sama
karena itulah orang sering sekali kesusahan
untuk menentukan ukuran sepatu mereka
sendiri. Terkadang ukuran sepatu yang kita
anggap pas sering sekali tidak pas dan kadang
tidak sesuai dengan ukuran sepatu yang sering
kita pakai bisa saja kebesaran dan kekecilan.
. Bentuk sepatu juga sangat mempengaruhi
dalam menentukan ukuran sepatu karena
sepatu memiliki banyak bentuk agar bisa
mendapatkan ukuran sepatu yang benar-benar
akurat ukurannya dengan panjang alas kaki
kita dan bisa nyaman untuk dipakai maka
dibuat lah suatu alat yang dapat membantu
dalam mengukur panjang alas kaki dan
menentukan ukuran sepatu secara digital agar
lebih mudah melihat hasil pengukuran alas
kaki dan ukuran sepatunya.
2. METODE PENELITIAN

LCD 16x2

SRF04 (Panjang)
SRF04 (Lebar)

Motor Servo 1

ARDUINO
UNO

Infrared + Photodioda

Motor Servo 2
Buzzer
Button Start
Button Reset

Regulator 5 VDC

Adaptor 12 VDC

8. Button Reset untuk menjalankan program
dari awal kembali.
9. Buzzer sebagai indikator berupa suara.
10.Adaptor 12 VDC 1A sebagai sumber
tegangan.
11.Regulator tegangan 5VDC.
Perancangan
Perancangan pengukur kaki dan penentu
ukuran sepatu ini terdiri dari 2 bagian bagian,
yaitu perancangan secara elektronik dan
perancangan secara mekanik.
a.

Perangkat Elektronik
Perancangan pengukur kaki dan penentu
ukuran sepatu menggunakan beberapa
perangkat seperti sensor dan kontrol output.
Perangkat elektronik yang digunakan sebagai
berikut.

b.

Ardunio
Arduino adalah kit elektronik atau papan
rangkaian elektronik open source yang di
dalamnya terdapat komponen utama yaitu
sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR
dari perusahaan Atmel. Mikrokontroler itu
sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit)
yang bisa diprogram menggunakan komputer.
Tujuan
menanamkan
program
pada
mikrokontroler
adalah
agar
rangkaian
elektronik dapat membaca input, memproses
input tersebut dan kemudian menghasilkan

output sesuai yang diinginkan. Berikut adalah
tabel penggunaan port input/output pada
perancangan pengukur kaki dan penentu
ukuran sepatu.
c.

Perancangan Sensor Jarak SRF04

Gambar 1. Diagram Blok Rangkaian

d.

1. Arduino sebagai pengendali perangkat,
melakukan proses pengukuran berdasarkan
data sensor dan memprosesnya menjadi
ukuran sepatu.
2. LCD 16x2 untuk menampilkan data hasil
pengukuran dan data ukuran sepatu.
3. Motor servo 1 sebagai penggerak mekanik
untuk mengukur panjang kaki.

4. Motor servo 2 sebagai penggerak mekanik
untuk mengukur lebar kaki.
5. SRF04 (Panjang) adalah sensor jarak
membaca ukuran panjang kaki.
6. SRF04 (Lebar) adalah sensor jarak untuk
membaca ukuran lebar kaki.
7. Button Start untuk melihat hasil
pengukuran.

Gambar 2. Perancangan Rngkaian Sensor Jarak
SRF04 Pada Arduino

Pada gambar
2, sensor jarak SRF04
memiliki 2 kaki data, salah satu kaki
dihubungkan ke pin arduino sebagai data. Kaki
VCC sensor jarak dihubungkan ke VCC. Kaki
GND sensor jarak dihubungkan ke Gnd

(Ground) Arduino. Kaki data sensor jarak
SRF04 menggunakan pin D8 untuk sensor
jarak 1 dan pin D10 untuk sensor jarak 2 pada
arduino sebagai data input dan pin D9 untuk
sensor jarak 1 dan pin D11 untuk sensor jarak
2 pada arduino sebagai data ouput.
Perancangan LCD 16x2
Rangkaian
LCD
berfungsi
untuk
menampilkan data berupa hasil pengukuran
panjang dan lebar kaki serta ukuran sepatu
setelah dilakukan perhitungan berdasarkan
hasil pengukuran tersebut. Rangkaian LCD
dapat dilihat pada gambar 3. berikut:
e.

Rangkaian diletakkan pada bagian bawah atau
tempat meletakan kaki yang diukur.
Perancangan rangkaian sensor infrared dan
photodioda ini dihubungkan pada pin A2 pada
arduino. Data yang digunakan merupakan ada
ADC (Analog Digital Converter) atau berupa
angka nilai analog (tegangan). Perancangan
rangkaian tersebut dapat dilihat pada gambar

di bawah ini.
Gambar 4. Perancangan Rangkaian Sensor Infrared
+ Photodioda
Gambar 3. Perancangan Rangkaian LCD 16x2

3. HASIL DAN UJI COBA
Pada gambar 3. pin 1 dan pin 15
dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16
dihubungkan

ke

Gnd

(Ground),

pin

3

merupakan pengaturan tegangan Contrast dari
LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS),
pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6
merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data.
Reset, Enable, R/W dan data dihubungkan ke
arduino. Fungsi dari trimpot adalah untuk
mengatur

gelap/terangnya

karakter

yang

ditampilkan pada LCD.
Perancangan Sensor Infrared + Photodioda
LED infrared berfungsi sebagai pemancar.
Berkas cahaya dari LED inframerah ini
nantinya akan ditangkap oleh photodiode.
Photodiode digunakan sebagai penangkap
gelombang cahaya yang dipancarkan oleh
inframerah. Besarnya tegangan atau arus listrik
yang dihasilkan oleh photodiode tergantung
besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh
inframerah. Rangkaian ini berfungsi sebagai
sensor pendeteksi adanya kaki pada perangkat,
sebagai pemicu perangkat untuk bekerja.
f.

Tampilan Hasil
Dalam bab ini akan dijelaskan dan
ditampilkan bagaimana hasil dari pengujian
rancangan alat yang dibuat beserta
pembahasan tentang pergerakan, cara kerja
pengukuran kaki dan perhitungan penentuan
ukuran sepatu. Adapun hasil dari pengujian
yang dilakukan adalah perangkat elektronik
yang dibuat atau dirancang dan diprogram
dengan menggunakan aplikasi Arduino IDE.
a.

Pelaksanaan Pengujian Rangkaian
Sebelum melakukan pengujian, beberapa hal
yang harus diperhatikan dan dipersiapkan
adalah sebagai berikut :
b.

1. Perangkat pengukuran kaki dan berbasis
mikrokontroler dalam keadaan siap diuji,
tidak ada trouble pada saat pengujian.
2. Sebelum pengujian perangkat, hubungkan
power supply (adaptor) 12VDC 1A pada
sumber listrik.
3. Hasil pengujian dianalisa dan dibandngkan
dengan perangkat pembanding, seperti
menghitung jarak sensor dengan penggaris,
menghitung
tegangan
menggunakan
multimeter dan lain sebagainya.

4. Hasil pengujian dipaparkan dalam bentuk
tabel dan grafik, dianalisa dan dijelaskan
secara terperinci.
5. Pengukuran kaki menggunakan beberapa
sampel random dengan ukuran kaki 20 cm
– 30 cm.
c.

Tampilan Hasil Perangkat

Gambar 7. Tampak Keseluruhan

Pelaksanaan Pengujian Rangkaian
Untuk mengetahui apakah rangkaian pada
perangkat telah bekerja dengan baik, maka
dilakukan pengujian dengan memberikan
program perintah pada mikrokontroler dengan
melakukan penginputan data dari komputer ke
dalam mikrokontroler. Sebelum dilakukannya
proses download program, hubungkan terlebih
dahulu antara komputer melalui kabel USB
dengan rangkaian mikrokontroler.

d.

Dalam
proses
instalasi
ini
menggunakan aplikasi Arduino 1.6.9. Untuk
melakukan instalasi ini dapat dilakukan
dengan beberapa langkah antara lain :
1. Langkah pertama yang dilakukan adalah

Gambar 5. Tampak atas

dengan mengklik icon
. Setelah
program melakukan load maka akan
terlihat bentuk tampilan seperti gambar 8 di
bawah ini.

Gambar 6. Tampak Depan

Gambar 7. Tampilan Arduino 1.6.9

2. Selanjutnya yang dilakukan sebelum
menginstal
program
terhadap
mikrokontroler
adalah
melakukan
pengaturan (setting) pada perangkat yang
diperlukan dan mengetikkan program
sesuai dengan yang dibutuhkan. Pengaturan
pertama adalah pemilihan broad arduino
yang digunakan pada software sesuai
dengan perangkat yaitu Arduino UNO,

seperti pada gambar IV.3. Pengaturan
kedua adalah pemilihan port USB yang
digunakan perangkat, seperti pada gambar
8. di bawah ini :

gambar hasil dari perancangan mekanik dan
eletronik ditunjukan oleh gambar 10 di bawah
ini :

Gambar 10. Mekanik Pengukur Panjang Kaki

Gambar 8. Pengaturan dan Pemilihan Board
Arduino

Gambar 10. Mekanik Pengukur Lebar Kaki

Gambar 9. Pengaturan Port USB pada Software
Arduino 1.6.9

Pengujian Hardware
Setelah semua rangkaian yang telah selesai
dirancang pada perancangan pengukur kaki
dan penentu ukuran sepatu, kemudian
dilakukan penyatuan semua rangkaian yang
telah selesai dengan mekanik. Berikut adalah
e.

pinMode(13, OUTPUT);
}

// the loop function runs over and over
again forever
void loop() {
digitalWrite(13, HIGH);

// turn the

LED on
delay(1000);

// wait for a

second
Gambar 11. Posisi Peletakan Sensor Infrared dan
Photodioda

digitalWrite(13, LOW);

// turn the

LED off
delay(1000);

// wait for a

second
}
Jika setelah upload program dilakukan
dan led berkedip setiap 1000 milisekon (1
Gambar 12. Hardware Mekanik dan Elektronik

Uji Coba Perangkat
Setelah semua komponen terpasang dan
program selesai disusun, maka langkah
berikutnya adalah melakukan pengujian alat.
Pengujian ini dilakukan secara bertahap dari
rangkaian ke rangkaian berikutnya.
f.

Pengujian
Rangkaian
Mikrokontroler
Arduino Uno
Untuk mengetahui apakah rangkaian
mikrokontroler Arduino Uno telah bekerja
dengan baik, maka dilakukan pengujian.
Pengujian bagian ini dilakukan dengan
memberikan program pada mikrokontroler
Arduino Uno. Program sederhana yang
digunakan adalah blink led pada Pin 13
Arduino. Berikut adalah listing program dari
blink led :
g.

void setup() {
// initialize digital pin 13 as an output.

detik) maka arduino dalam keadaan baik.
Pengujian Rangkaian Regulator Tegangan
Pengujian ini dilakukan untuk mengukur
tegangan yang dihasilkan dari regulator
tegangan LM7805. Regulator mengubah
tegangan 12VDC dari Adaptor menjadi 5VDC
untuk tegangan kerja perangkat keseluruhan.
Pengukuran
dilakukan
menggunakan
multimeter atau voltmeter. Berikut adalah hasil
dari pengukuran tegangan, ditunjukan pada
tabel 1 :
h.

Tabel 1 Hasil Pengujian Regulator Tegangan 5VDC

No.
Penguji
an

Hasil
Pengukuran
(Volt)

(Volt)

1

5,1

0,1

2

5,1

0,1

3

5,1

0,1

Error

4

4,9

0,1

5

5

0

6

4,8

0,2

7

5,1

0,1

8

5

0

9

5,2

0,2

10

4,9

0,1

Σ Error

1,0

Rata – Rata Error

0,1

gambar code untuk melakukan pengujian
servo :

Gambar 14. Listing Program Pengujian Motor Servo

Berdasarkan data dari tabel di atas,
disimpulkan bahwa error dari tegangan
normal dengan tegangan regulator 5VDC
memiliki total selisih error ± 01 Volt pada 10
kali pengujian (n) atau rata – rata error sebesar
0,1 Volt. Berdasarkan tabel diatas, dapat
digambarkan pada grafik di bawah ini :

j. Pengujian Rangkaian Servo
SRF04 sebagai sensor jarak yang mengirimkan
data jarak terhadap objek. Pengujian ini
dilakukan dengan mencoba mengirimkan data
jarak ke mikrokontroler. Data pembanding
yang digunakan adalah penggaris dengan
pengambilan data 10 cm – 40 cm.

Gambar 13. Grafik Hasil Perbandingan
Tegangan Normal dengan Regulator 5VDC

Terlihat hasil kedua pengujian hampir sama
dengan selisih nilai pengukuran yang kecil.
Kesimpulan dari pengujian ini adalah regulator
tegangan 5VDC dapat dinyatakan berkerja
dengan baik dan sesuai jika dibandingkan
dengan tegangan kerja normal yaitu 5VDC.
Pengujian Rangkaian Servo
Pengujian rangkaian servo dilakukan untuk
mengetahui apakah motor servo dapat berkerja
menggerakan mekanik pengukur panjang kaki
dan lebar kaki dengan baik atau tidak.
Pengujian ini dilakukan dengan mengakses
setiap motor servo. Motor servo diberikan nilai
minimum dan maksimun dari nilai servo setiap
1000 milisekon (1 detik). Berikut adalah
i.

Gambar 14. Pengujian Rangkaian Sensor Jarak
SRF04

Berikut listing program untuk menampilkan
data sensor jarak SRF04 dalam cm :
#define ECHOPIN 2
receive

// Pin to

echo pulse
#define TRIGPIN 3
send

// Pin to

trigger pulse

void setup(){
Serial.begin(9600);
pinMode(ECHOPIN, INPUT);
pinMode(TRIGPIN, OUTPUT);
}

void loop(){
digitalWrite(TRIGPIN, LOW);

//Set the trigger pin to low for 2uS
delayMicroseconds(2);
// Send a 10uS high to trigger
ranging
digitalWrite(TRIGPIN, HIGH);

4. KESIMPULAN DAN SARAN

delayMicroseconds(10);

4.1. Keimpulan
Setelah perancangan pengukur kaki
dan penentu ukuran sepatu ini dilakukan
pengujian dan analisa, sehingga didapatkan
kesimpulan sebagai berikut:

// Send pin low again
digitalWrite(TRIGPIN, LOW);
// Read in times pulse
int distance = pulseIn(ECHOPIN,
HIGH);

// Calculate distance from time of
pulse
distance= distance/58;
Serial.println(distance);
delay(50);
}

Gambar 14. Listing Program Pengujian Motor Servo

1. Dengan adanya perangkat ini, maka kita
dapat mengukur panjang dan lebar kaki
serta pembantu sebagai penentu ukuran
sepatu sesuai dengan ukuran kaki pengguna
yang telah diukur.
2. Penggunaan
Arduino
Uno
sebagai
pengendali utama, motor servo sebagai
output penggerak mekanik dan sensor jarak
SRF04. Perancangan mekanik pengukur
kaki menggunakan 2 buah motor servo
yaitu 1 motor servo mengukur panjang dan
1 unit motor servo mengukur lebar kaki.
3. Kecepatan respon sensor infrared dan
photodioda sangat baik dalam mendeteksi
adanya kaki yang akan diukur.
4. Hasil penentuan ukuran sepatu yang
digunakan adalah ukuran sepatu untuk pria
dewasa dengan ukuran sepatu berkisar pada
ukuran 35 – 44 dan Sensor jarak hanya
dapat mengukur panjang kaki antara 20 cm

– 30 cm dikarenakan keterbatasan mekanik
perangkat.
5. Perangkat ini hanya digunakan sebagai
referensi atau pembantu dalam menentukan
ukuran sepatu.
6. Perangkat pengukur kaki dan penentu
ukuran sepatu bekerja menggunakan power
supply 12 VDC 1A dan regulator LM7805
dengan hasil regulasi tegangan sebesar
5VDC.
4.2. Saran
Dalam perancangan pengukur kaki
dan penentu ukuran sepatu terdapat beberapa
kendala yang dihadapi penulis. Maka penulis
akan menyampaikan beberapa saran yang
diharapkan pembaca dapat memahami prinsip
perangkat yang dirancang sehingga dapat
mengembangkan skripsi ini. Adapun saran –
saran tersebut adalah:
1. Perancangan mekanik pengukur kaki
kurang fleksibel dan jarak pengukuran
terbatas. Diharapkan kedepannya dilakukan
perancangan mekanik dirancang dengan
sistem yang lebih sempurna.
2. Diharapkan perancangan pengukur kaki
dan penentu ukuran sepatu dapat
berinteraksi dengan pengguna secara
langsung seperti memberikan informasi
dalam bentuk suara.