Perancangan Alat Penetral Lampu Sein Sepeda Motor Otomatis Berbasis ARDUINO R3

  Perancangan Alat Penetral Lampu Sein Sepeda Motor Otomatis Berbasis ARDUINO R3 _{2 3 1 1,2,3} Hartono YB. Praharto Candra Wicaksana , Program Studi Teknik Elektro, Sekolah Tinggi Teknik Wiworotomo Purwokerto Jln. Semingkir No.1, Purwokerto email: penulis _2@cde.ac.id

  Abstrak Sebagai alat komunikasi di jalan raya, lampu sein tentu saja tidak boleh salah dalam penggunakannya karena dampaknya adalah persepsi atau asumsi yang keliru dari la wan “bicara” kita.Ada beberapa kemungkinan yang terjadi dalam penggunaan lampu sein yang salah saat berkendara di jalan, salah satunya adalah pengendara lupa mematikan lampu sein setelah selesai berbelok. Untuk mengurangi salah persepsi saat berkendara, penulis merancang alat penetral lampu sein sepeda motor otomatis yang bekerja apabila saklar lampu sein di geser ke kanan atau kekiri, dengan menggunakan sensor kompas sebagai input derajat posisi untuk kontroler.Arduino Uno R3 dapat membaca sensor kompas MHC5883L dengan cukup cepat. Data yang didapat dari 15 kali pengujian pada belokan yang berbeda, alat yang dirancang dapat menetralkan lampu sein sepeda motor setelah selesai berbelok atau berubahnya posisi derajat sebanyak lebih dari 30°. Kata Kunci :Alat penetral lampu sein sepeda motor, Arduino Uno R3, Sensor Kompas MHC5883L.

1. Pendahuluan

  Alat komunikasi pada saat berkendara di jalan bukanlah berupa kata-kata ataupun bahasa tubuh, melainkan secara resmi adalah klakson dan lampu. Untuk lampu sendiri terbagi ke dalam beberapa tipe lampu yaitu mulai dari lampu jauh, lampu dekat, lampu senja, lampu rem, lampu stop dan lampu sein kanan dan kiri. Sebagai alat komunikasi tidak boleh salah menggunakannya karena dampaknya adalah persepsi atau asumsi yang keliru dari lawan “bicara” pengendara lain.Ada beberapa kemungkinan yang terjadi dalam penggunaan lampu sein pada saat berkendara di jalan. Pertama biasanya pengendara tidak menyalakan lampu sein saat akan berbelok, ini tentu saja akan mengejutkan pengendara lain yang berada di belakang kita. Yang kedua menyalakan lampu sein kanan saat akan berbelok kekiri atau sebaliknya, hal ini juga akan merugikan pengendara lain karna komunikasi tidak berjalan baik. Dan yang ketiga ini merupakan kebiasaan buruk yang sering dilakukan pengendara tidak terkecuali penulis, yaitu lupa mematikan lampu sein setelah berbelok. Bila hal tersebut dilakukan, pengendara yang lain pasti akan berfikir bahwa kita akan berbelok atau berpindah lajur. Untuk mengurangi salah komunikasi saat berkendara di jalan, penulis akan merancang sebuah alat yang mampu menetralkan lampu sein ketika pengendara sudah perpindah posisi (berbelok) dengan menggunakan sensor kompas MHC5883L dan Arduino Uno R3 sebagai kontrolernya. Sensor tersebut akan mengirimkan data berupa derajat posisi dari sensor itu sendiri. Prinsip kerjanya yaitu ketika lampu sein kanan atau kiri ditekan maka mikrokontroler akan mengunci posisi terahir dari sensor dan menjadikannya referensi, ketika posisis sensor berubah (-45 / +45 derajat) atau dalam keadaan kendaraan berbelok maka _[1]. mikrokontroler akan mematikan lampu sein

  Arduino Uno sebenarnya adalah salah satu kit microkontroler yang berbasis pada ATMega328.Modul ini sudah dilengkapi dengan berbagai hal yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler bekerja, tinggal hubungkan ke power suplay atau sambungan melalui USB ke PC maka Arduino Uno dapat digunakan. Arduino Uno ini memiliki 14 pin digital/ output, 6 analog input, sebuah resonator keramik

  Intuisi Teknologi Dan Seni

  16MHz, koneksi USB, sambungan power input, ICSP header dan sebuah tombol reset seperti _[2] ditunjukan pada Gambar 1 .

Gambar 1.1. Arsitektur CPU AVR ATMega

  Arduino uno R3 merupakan teknologi baru yang memberikan kemudahan bagi penggunanya. Arduino uno R3 merupakan mikrokontroler ATMega 328 yang sudah dijadikan sebuah kit dengan sepesifikasi sebagai berikut : a.

  Catu daya 5 Volt b.

  Tegangan input (rekomendasi) 7-12 Volt

c. Tegangan input (batasan) 6-20 Volt d.

  Pin I/O Digital 14 (of whitch 6 provide PWM output) e. Pin input Analag 6 f. Arus DC per Pin I/O 40 mA g.

  Arus DC per Pin I/O untuk PIN 3.3 Volt 50 mA h. Flash Memory 32 KB (ATMega328) dimana 0.5 KB digunakan oleh bootloder i. SRAM 2 KB (ATMega328)

  j. EEPROM 1 KB (ATMega328) k.

  Clok Speed 16 MHz Adapun konfigurasi dari system / pin ATMega 328 pada gambar 1.2,

  Intuisi Teknologi Dan Seni

Gambar1.2. Konfigurasi Pin ATMega328

  MHC5883l HMC5883L compas 3-axis merupakan sebuah modul sensor medan magnet yang menggunakan IC HMC5883L dari Honeywell. Sensor ini adalah sensor yang sangat sensitif sekali terhadap rotasi dan arah hadap sensor, dikarenakan sensor ini menggunakan medan magnet sebagai acuan dari pendeteksiannya. Data yang telah didapat untuk 4 buah mata angin yaitu;

Tabel 1.1. Kebenaran arah mata angin pada sensor MHC5883L

  Arah Mata Angin Data Utara 255<X<257 Selatan 79<X<81 Timur 16<X<18 Barat 148<X<150

  Sensor ini memiliki port koneksi ke mikrokontroler yaitu SDA, SCL, VCC dan GND, sehingga port I2C ini adalah port I/O dari sensor ini. Spesifikasi : 1.

  Memerlukan catu daya 3,3 VDC dengan konsumsi arus yang rendah (hingga 100 uA).

  2. Memiliki sensor magnet dengan jenis Magnetoresistif 3 sumbu.

  3. Memiliki jangkauan pembacaan medan magnet sampai dengan ±8 Gauss dengan resolusi 5 miligauss.

  4. Memiliki akurasi kompas hingga 1º sampai 2º.

  5. Kecepatan keluaran maksimal data hingga 160 Hz (Singel Measurement Mode).

  6. Kecepatan keluaran maksimal data 0,75 Hz s.d. 75 Hz (Continuous Measurement Mode).

  7. Menggunakan antarmuka I2C yang dapat dihubungkan dengan berbagai macam sistem mikrokontroler.

  8. Memiliki dimensi modul yang kecil dan ringkas sehingga mudah ditempatkan pada bagian aplikasi.

1.2. Pemrograman ARDUINO

  Arduino adalah sebuah modul mikrokontroler dengan port input dan output yang diprogram menggunakan bahasa C Arduino. Modul Arduino terdiri dari beberapa type, yang membedakan hanya fitur fiturnya saja sedangkan dari segi pemrograman sama saja. Beberapa type tersebut antara lain : Arduino Uno, Arduino Leonardo, Arduino Due, dll.

  Intuisi Teknologi Dan Seni

  Kelebihan Modul Arduino antara lain : 1.

  Mudah digunakan, cocok sekali untuk pemula.

2. Fungsi Library (code program tinggal pakai) untuk mengakses hardware sangat banyak.

  Hardware tersebut antara lain bluetooth, berbagai macam sensor GSM board, GPS, dll.

  1. Compiler / IDE Arduino 2.

  Menggambar board Aplikasi 3. Simulasi menggunakan Aplikasi Proteus

  Perancangan dan pembuatan papan skor ini terdiri dari dua bagian, yaitu perancangan dan pembuatan perangkat keras serta perancangan dan pembuatan perangkat lunak. Perancangan dan pembuatan alat dilakukan secara bertahap untuk memudahkan analisis sistem.

  [3]

Gambar 1.3. Sakelar stang kanan dan kiri sepeda motor Yamaha Mio Series

  Perancangan perangkat keras yang terdiri dari mekanik saklar lampu sein pada sepeda motor terdapat Arduino Uno R3, sensor kompas MHC5883L 3-axis, relay dan LCD.Perancangan perangkat lunak terdiri dari pembuatan program bahasa C dan simulasi menggunakan softwareArduino dan softwareProteus 7 Profesional.

  2. Metode Perancangan

2.1 Metode Blok diagram sistem kontrol penetral lampu sein sepeda motor

  

Lampu Sein LCD Karakter

Rangkaian

Catu Daya

Input Saklar

  Kontrol Lampu Arduino Uno R3 Sensor Kompas (Kiri dan Kanan) Sein

Menetralkan Rangkaian

Gambar 2.1. Blok diagram sistem kontrol penetral lampu sein sepeda motor

  Intuisi Teknologi Dan Seni

  Adapun fungsi dari tiap blok dalam Gambar tersebut adalah sebagai berikut: a.

  Saklar lampu sein yang digunkan hanya berfungsi untuk memberi arus ke coil relay yang terdapat pada rangkaian kontrol lampu sein. Saklar terdiri dari 3 tombol, yaitu tombol kiri untuk mengaktifkan lampu sein sebelah kiri, tombol kanan untuk mengaktifkan manual saat lampu sein kiri atau kanan sedang menyala.

  b.

  Rangkaian kontrol lampu sein merupakan rangkaian kontrol relay dengan pengunci.

  Relay di fungsikan sebagai saklar lampu sein tetapi coil relay hanya di beri arus sesaat, maka relay harus diberi pengunci arus pada coil relay agar relay tetap aktif saat tombol atau saklar tidak di tekan.

  c.

  Lampu sein pada gambar blok diagram adalah lampu sein sepeda motor dengan sistem flip-flop menggunakan Flasher. Lampu sein menyala ketika kontak relay pada rangkaian kontrol lampu sein menyala.

  d.

  Kit Arduino Uno R3 pada sistem ini merupakan komponen yang mengatur kerja dari sistem. Saat catu daya pada Arduino aktif maka Arduino akan memulai pembacaan sensor kompas MHC5883L dan menjadikan data pertama yang dibaca sebagai nilai start dari derajat posisi. Ketika data derajat dari pembacaan sensor berubah dari nilai start dan melebihi nilai referensi maka Arduino akan mengaktifkan relay pemutus arus pada coil relay yang difungsikan sebagai saklar lampu sein.

  e.

  Sensor kompasMHC5883L merupakan pembaca arah mata angin yang di tampilkan dalam bentuk digital. Data akan dibaca oleh Arduino menggunakan komunikasi serial

  I2C yang kemudian diolah untuk menentukan langkah berikutnya.

  f.

  LCD karakter berfungsi sebagai display atau tampilan data dari pembacaan sensor kompas MHC5883L. LCD juga di fungsikan sebagai tampilan status dari lampu sein yang sedang aktif.

  2.2.. Hardware

  Pada sebuah alat kontrol tentunya diperlukan rangkaian hardware sebagai jembatan antara program dengan keluaran, dalam hal ini lampu sein sepeda motor. Berikut rangkaian kerja pada gambar 2.2.

Gambar 2.2. Rangkaian skematik input output

  Intuisi Teknologi Dan Seni

  Dalam perancangan ini digunakan rangkaian dan komponen hardware seperti : rangkaian input output (push button dan relay pengunci saklar), rangkaian kontrol (Aruino uno R3, LCD karakter 16x2 dan sensor kompas HMC5883L).

   Rangkaian Input-Output

  Dalam rangkaian input output ini terdiri dari beberapa komponen seperti push button, resistor, transistor, dioda dan relay. Pada gambar 5.push button digunakan sebagai inputan rangkaian, dimana berfungsi menyaklar ground ke pin basis dari transistor TIP dengan pull- up sebagai kondisi normal.Sistem kerja dari rangkaian tersebut yaitu apabila push button saklar kanan atau saklar kiri ditekan maka akan memberikan logika low ke basis transistor TIP32 yang memiliki sifat aktif low. Ketika transistor TIP32 dalam kondisi close maka salah satu coil relay terhubung ke ground yang mengakibatkan relay aktif. Relay yang digunakan dalam rangkaian ini memiliki 2 com. Com yang pertama digunakan sebagai back-up ground pada relay dengan transistor TIP31 sebagai pemutusnya, sehingga saat push button saklar kanan atau saklar kiri dilepas yang membuat transistor TIP32 dalam kondisi open tidak akan membuat relay mati. Sistem back-up ground pada rangkaian tersebut tentunya harus diberi pemutus untuk mematikan suplay tegangan pada relay, dalam hal ini digunakan transistor TIP31. Transistor TIP31 bersifat aktif high sehingga bila push button netral ditekan maka sementara transistor akan open selama push button netral ditekan dan saat kondisi tersebut maka relay akan mati. Com kedua pada relay digunakan sebagai suplay daya untuk rangkaian lampu sein sepeda motor. Pemberian dioda pada coil relay bertujuan agar tegangan kejut saat relay mati tidak masuk ke kolektor transistor TIP32.

2.3. Rangkaian Kontrol

  Dalam rangkaian kontrol ini terdiri dari beberapa komponen seperti : Arduino uno R3, sensor kompas MHC5883L dan LCD karakter 16x2. Pada gambar 6.Arduino uno r3 digunakan sebagai kontrol dari sistem yang dibuat.Sensor kompas MHC5883L digunakan sebagai sensor pendeteksi perubahan derajat arah mata angin, yang digunakan sebagai referensi kontroler pada sistem. LCD karakter 16x2 digunakan sebagai display dari pembacaan sensor kompas. Skematik rangkaian kontrol pada gambar 2.3,

Gambar 2.3. Rangkaian Kontrol

  Intuisi Teknologi Dan Seni

  Sistem kerja dari rangkaian kontrol ini yaitu pembacaan data sensor kompas menggunakan komunikasi serial, dalam hal ini pin data sensor masuk ke pin PC4 dan PC5 pada Arduino. LCD karakter terhubung dengan pin PB3, PB4, PD2, PD3, PD4 dan PD5 mengikuti library dari Arduino itu sendiri. Pin PC0, PC2 dan PC3 digunakan sebagai inputan memberikan ground ke pin inputan Arduino. Push button netral berfungsi untuk memutus suplay tegangan pada relay sehingga lampu sein berhenti berkedip, selain push button Arduino juga akan memberikan logika low atau ground pada basis secara otomatis sesuian kontrol yang telah dibuat pada pemrograman Arduino.

2.4. Bagian Software

  Pada bagian ini membahas tentang pemrograman Arduino yang digunakan pada sistem penetral lampu sein.Inisialisasi merupakan langkah awal dari pemrograman pada sistem ini dilanjut dengan pembacaan sensor kompas MHC5883L yang kemudian data hasil pembacaan dioleh menjadi data digital yang disesuaikan.Langkah berikutnya yaitu mensinkronkan hasil bacaan sensor dengan nilai setpoint yang telah ditentukan sebelumnya, apabila nilai data belum sinkron maka langkah yang diambil adalah pengulangan pada pembacaan sensor. Ketika data sensor dan data setpoint telah sinkron maka Arduino akan memberikan nilai keluaran yang digunakan sebagai penetral lampu sein.

  Variabel adalah suatu simbol dalam program yang berfungsi untuk mewakili suatu nilai/menyimpan nilai tertentu yang sifatnya dinamis, dapat berubah-ubah selama program dijalankan. Dalam pemrograman bahasa C, untuk menggunakan variabel harus mendeklarasikannya terlebih dahulu agar compilermengenalinya. Bentuk umum untuk _[4] mendeklarasikan variabel dalam bahasa C adalah tipe data name variable.

  Start Inisialisasi Baca Sensor Pengolahan Tampilan LCD Data Kontrol Perubahan Derajat End

Gambar 2.4.Flowchart keseluruhan program Inisialisasi Port

  Intuisi Teknologi Dan Seni 3. Hasil Dan Pembahasan

  3.1 Pengujian Sistem

  Pada pengujian sistem ini terdiri dari pengujian masing-masing piranti seperti saklar lampu sein, arduino uno R3, LCD, sensor MHC5883L dan pengujian keseluruhan sistem. Selain itu pengujian juga dilakukan untuk beberapa jenis belokan, pengujian langsung menggunakan sepeda motor yang dijalankan di jalan raya.

  3.2 Pengujian Arduino Uno R3

  Pengujian pada kit Arduino bertujuan untuk mengetahui apak Arduino masih berfungsi dengan baik. Pengujian dilakukan dengan memberi pin A5 ke push button dan pin A0 ke led. Sistem kerja dari pengujian ini apabila push button yang dihubungkan ke ground di tekan maka led akan mati dan jika tidak ditekan maka led akan menyala. Hasil dan gambar pengujian dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 3.1. Hasil pengujian Arduino

  No Push Button Led

  1 Ditekan Mati

  2 Tidak ditekan Menyala

Gambar 3.1. Pengujian Arduino

3.3 Pengujian LCD

  Pada pengujian LCD ini memastikan LCD dapat menampilkan huruf dan angka yang nantinya akan digunakan dalam menjalankan sistem yang dibut. LCD yang digunkan adalah LCD karakter 16x2 dengan lampu latar hijau muda. Pengujian dilakukan dengan cara menampilkan nama dan nim dari penulis, dan hasil dapat dilihat pada gambar 9.

Gambar 3.2. Penampilan karkter pada pengujian LCD Sensor memberikan data digital dan sistem akan mengolahnya sehingga menjadi data real yang mudah dibaca. Sistem akan menampilkan derajat posisi sumbu X dari sensor,

  Intuisi Teknologi Dan Seni

3.4 Pengujian Sensor MHC5883L Pengujian sensor MHC8553L meliputi pengujian dari pembacaan sensor itu sendiri.

• – 360 yang akan mempermudah dalam membaca dan mengolah data. Pada pengujian ini agar dapat menentukan arah mata angin dari berbagai posisi dan menampilkannya pada LCD

Gambar 3.3. Contoh tampilan arah mata angin pada LCD

  dan hasil dari pengujian dapat dilihat pada tabel 3.2, sebagai berikut,

Tabel 3.2 Pengujian sensor MHC5883L

  No Arah Mata Angin Derajat Posisi

  1 Utara

  2 Timur Laut

  40

  3 Timur

  90

  4 Tenggara 135

  5 Barat Daya 225

  6 Barat 270

  7 Barat Laut 315

3.5 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan

  No Posisi Start (°) Posisi Finis (°) Perubahan (°) Keterangan 1 129 206

  12

  Pengujian sistem merupakan pengujian dari apa yang ingin dicapai dari perancangan ini. Setiap komponen seperti saklar, Arduino, LCD, sensor MHC5883L, dan relay kontrol digunakan secara bersamaan.. data dapat dilihat pada tabel 3.3.

  Sistem dipasang pada sepeda motor dan difungsikan di jalan raya. Beberapa karateristik belokan dijalan raya digunakan sebagai literatur yang akan di uji dari

  53 Belok Kanan

  61 Belok Kiri 15 133 186

  14

  75

  14

  48 Belok Kiri

  56

  48 Belok Kanan 13 104

  70

  22

  41 Belok Kanan

  77 Belok Kanan 2 213 145

  6

  85 Belok Kanan 11 325

  47 Belok Kiri 10 260 345

  69 Belok Kanan 9 156 109

  8 94 163

  75 Belok Kiri

  48

Tabel 3.3. Pengujian kalibrasi secara manual

  43 Belok Kanan 6 156 104

  82 Belok Kanan 5 202 245

  92 Belok Kanan 4 329 247

  68 Belok Kiri 3 144 236

  52 Belok Kiri 7 123

  Intuisi Teknologi Dan Seni

  perancangan ini, sebagai contoh disebuah pertigaan yang berbentuk ( Y ) atau ( T ) tentunya mempunyai perbedaan derajat posisi saat sepeda motor berbelok Proses Pengujian sistem ini dibagi menjadi dua bagian yaitu pengujian untuk kalibrasi atau menentukan derajat minimal dari beberapa jenis belokan yang dijadikan sempel, dalam jalan raya kota Purwokerto. Pengujian kalibrasi dilakukan dengan cara menggeser kekanan atau kekiri saklar lampu sein saat akan berbelok, maka sistem akan menampilkan pada LCD derajat posisi sesaat saklar di aktifkan (start). Setelah sepeda motor selesai berbelok, saklar netral harus ditekan agar lampu sein berhenti dan memberikan input pada sistem yang akan menampilkan derajat posisi saat selesai berbelok (finis). Selisih dari kedua data yang diperoleh dapat disimpulkan sebagai derajat dari salah satu belokan yang telah diuji, dapat dilihat pada tabel 3.4 sebagai berikut,

Tabel 3.4. Pengujian Sistem

  No Derajat Belokan Hasil Keterangan

  1

  77 TRUE Belok kanan

  2

  68 TRUE Belok Kiri

  3

  92 TRUE Belok Kanan

  4

  82 TRUE Belok Kanan

  5

  43 TRUE Belok Kanan

  6

  52 TRUE Belok Kiri

  7

  75 TRUE Belok Kiri

  8

  69 TRUE Belok Kanan

  9

  47 TRUE Belok Kiri

  10

  85 TRUE Belok Kanan

  11

  41 TRUE Belok Kanan

  12

  48 TRUE Belok Kanan

  13

  48 TRUE Belok Kiri

  14

  61 TRUE Belok Kiri

  15

  53 TRUE Belok Kanan

  Pengujian yag kedua yaitu pengujian realisasi dari sistem yang dibuat, dimana hasil dari pengujian kalibrasi tersebut di terapkan pada sistem. Sempel yang di tentukan saat pengujian kalibrasi di ulang dengan urutan yang sama, pengulangan kejadian perkara dilakukan secara otomatis. Pengujian sistem dilakukan dengan cara menggeser kekanan atau kekiri saklar lampu sein saat akan berbelok dan akan menyimpan data derajat posisi sesaat kalar di aktifkan. Data yang diperoleh akan dijadikan data setpoint pada sistem dan akan ditampilkan pada LCD. Selain menampilkan data setpoint sistem juga akan menampilkan selisih antara data setpoint dengan data sekarang. Pengujian dari salah satu sempel belokan akan dikatakan berhasil apabila setelah sepeda motor selesai berbelok lampu sein netral dengan sendirinya tanpa menekan saklar netral pada saklar lampu sein.

4. Kesimpulan

  Setelah melakukan beberapa proses, mulai dari pencarian data, parancangan sistem dan merealisasikan alat penetral lampu sein sepeda motor, penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

  Intuisi Teknologi Dan Seni a.

  Perancangan penetral lampu sein sepeda motor ini menggunakan Arduino Uno R3 sebagai kontrolernya. Arduino Uno R3 mampu menggunkaan clock eksternal hingga

  16MHz yang cukup cepat untuk membaca data dari sensor kompas MHC5883L, karena dibutuhkan sensitifitas yang tinggi dalam pembacaan sensor saat pengaplikasian di jalan b.

  Sesaat lampu sein menyala maka mikrokontroler ikut menyala dan sistem mulai berjalan.

  Nyalanya lampu sein digantikan dengan kontak relay yang diberi sistem pengunci pada relay tersebut. Dari perubahan tersebut maka mekanik dari saklar lampu sein sepeda motor tidak berubah secara tampilan.

  c.

  Data yang didapat dari 15 kali pengujian pada belokan yang berbeda, alat yang dirancang dapat menetralkan lampu sein sepeda motor setelah selesai berbelok atau berubahnya posisi derajat sebanyak lebih dari 30°.

5. Referensi

  [1] Kurikulum, 2013. ”Sistem Lampu Sein/Tanda Belok (Turn Signal System) Sepeda

  Motor” baca 02 Juni 2015 [2]

  Djuandi, feri. 2011. “Pengenalan Arduino” [3]

  2005, “Subtitusi Sakelar Yamaha Mio Serisedibaca 13 Juli 2015

  [4] “Pengetahuan Pemrograman Bahasa C untuk modul Arduino” baca 02 Juni 2015