Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Tongkat Tunanetra dengan Sistem Navigasi, Pendeteksi Penghalang dan Lubang Berbasis Mikrokontroler
TONGKAT TUNANETRA DENGAN SISTEM NAVIGASI, PENDETEKSI
PENGHALANG DAN LUBANG BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh
Revellino Salmon
NIM: 612008039
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Juli 2015
TONGKAT TUNANETRA DENGAN SISTEM NAVIGASI, PENDETEKSI
PENGHALANG DAN LUBANG BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh
Revellino Salmon
NIM : 612008039
Skripsi ini telah diterima dan disahkan
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Disahkan oleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Deddy Susilo, S.T, M.Eng
Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng
Tanggal :
Tanggal :
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:
NAMA
: Revellino Salmon
NIM
: 612008039
JUDUL SKRIPSI
: Tongkat Tunanetra dengan Sistem Navigasi, Pendeteksi
Penghalang dan Lubang Berbasis Mikrokontroler.
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata
ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi
apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, 6 Agustus 2015
Materai Rp,
6000,Revellino Salmon
INTISARI
Banyak kesulitan yang dialami penyandang tunanetra terutama dalam hal mobilitas
(kemampuan mengubah posisi ke posisi lain). Tunanetra tidak dapat mengetahui apa yang
ada di depannya mungkin itu ada penghalang ataupun lubang.
Dengan ini penulis membuat suatu tongkat untuk tunanetra agar tunanetra dapat
mengetehui adanya penghalang, lubang dan tongkat juga dilengkapi sistem navigasi untuk
membantu tunanetra mengarahkan dan memberikan jarak ke tujuan.
Tongkat tunanetra ini dibangun dari mikrokontroler yang terhubung dengan modul
sensor ultrasonik SRF05 dengan pengujian 10 kali berhasil 100 % mendeteksi adanya
penghalang maksimal 150 cm dan lubang minimal 10 cm. Sensor akselerometer berhasil
membatasi sudut tongkat dari -10o – 10o yang artinya dalam kondisi sudut tersebut sensor
SRF05 akan bekerja mendeteksi penghalang dan lubang. Tongkat ini memiliki modul GPS
yang berfungsi untuk menyimpan tujuan dengan sistem check point, memberikan arah dan
jarak. Modul suara WTV020SD memberikan informasi adanya penghalang, lubang, arah
dan jarak yang terhubung dengan headset. Terdapat 4 tujuan yang terdiri 4 titik check
point. Hasil pengujian yang dilakukan 10 kali berhasil 100 % mendeteksi check point yang
telah disimpan disemua tujuan. Pengujian navigasi jarak yang dilakukan didapatkan hasil
yang hampir sama untuk semua tujuan dan jarak yang diberikan semakin dekat ke tujuan.
Pada pengujian navigasi arah dilakukan sebanyak 10 kali dan didapatkan untuk Tujuan I
terdapat 3 kesalahan pemberian arah sebanyak 3 kali, Tujuan II terdapat 2 kesalahan
pemberian arah sebanyak 2 kali, Tujuan III terdapat 3 kesalahan pemberian arah sebanyak
3 kali, Tujuan IV terdapat 3 kesalahan pemberian arah sebanyak 1 kali. Dengan melakukan
uji coba kepada 4 responden didapat hasil kuisioner disimpulkan bahwa tongkat ini mampu
mendeteksi penghalang, lubang dan memberikan jarak ke tujuan. Namun masih ada sedikit
ketidak tepatan dalam memberikan arah yang disebabkan algoritma navigasi arah yang
belum sempurna.
ABSTRACT
Many difficulties happened to the blind especially in term of mobility ( the ability to
change position to another ). The blind can not know what is in front of him/her may it be
obstructions or holes.
thus, the author make a wand to help the blind to detect obstacle or hole. This device is
equipped with navigation system to help directs the blind and giving a distance to destination point.
This device is arranged by micro-controller witch is connected to SRF05 ultrasonic sensor
that in 10 times test has 100% success rate on detecting obstructions from 150cm apart and holes
that is 10cm deep, accelerometers sensors that succeed limiting the wand angle from -100 to 100
which means that in the condition of the angle SRF05 ultrasonic sensor will work to detect
obstructions and holes. This device has GPS module for saving destination point with check point
system, gives direction and distance. WTV020SD sound module provides information about
obstructions, holes, direction and distance are connected to the headset. There are 4 destinations
consist of 4 check point. The result of 10 times test is 100% success to detect all check points
which have been stored in all destination. Range navigation test result is obtained within about the
same for all destination and distance are getting closer to destination point. Course Navigation is
tested 10 times. On the first destination, there were 3 miss direction as much as 3 times. On second
destination, there were 2 miss direction as much as 2 times. On third destination, there were 3 miss
direction as much as 3 times. On fourth destination, there were 3 miss direction as much as 1 time.
By conducting experiment against 4 respondents were questionnaire concluded that this device is
capable of detecting obstructions, holes, and distances to destination point. However there is slight
inaccuracy in providing direction caused by the course navigation algorithm not yet perfect.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Bapa Tuhan Yang Maha Kuasa atas
segala rahmat karunia yang senantiasa penulis terima dalam menyelesaikan perancangan
serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik
Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai
pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini :
1. Yesus Kristus atas rahmat kasih karunia yang diberikan sehingga penulis bisa
mengerjakan dan menyelesaikan skripsi dengan baik, penyertaan-Mu sungguh
ada dan nyata dalam pengerjaan skripsi ini.
2. Papa saya Roy Salmon, Mama saya Soelistyowati, adik saya Amanda Velania
yang sudah memberikan semangat serta motivasi secara langsung maupun tidak
langsung, terima kasih untuk segalanya, dukungan kalian membuatku selalu
bersemangat mengerjakan skripsi ini.
3. Bapak Deddy Susilo, S.T. dan Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng selaku
pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan dan arahannya
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
4. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Mbak-mbak yang ada di TU
mbak Rista, mbak Vera ( Yola ), mbak Dita yang udah gak di Tu lagi makasih
sudah mau direpotkan, Pak Budi, Pak Harto, Pak Bambang, dan Mas Hari.
5. Saudara-saudara saya yang tidak bisa di sebutkan satu persatu terima kasih atas
semua atas dukungan kalian.
6. Pacar saya Fina yang selalu setia memberi semangat kepada saya dan selalu
mendoakan saya. Dan teman-teman saya kak Yudi beserta pacarnya Dedew yang
juga memberikan semangat. Dan kak Naru beserta keluarga yang memberikan
tempat untuk saya beristirahat sejenak di rumahnya.
7. Meyhart, Om Waw, Staff Infinit yang sudah memberikan tempat untuk belajar
dan berkembang, terima kasih atas bimbingan, ide cemerlang, dan ilmu yang
kalian berikan kepada penulis.
8. Teman-teman RCSM yang selalu ada dikala senang maupun duka menghadapi
kerasnya kehidupan sebagai mahasiswa FTEK UKSW.
9. Teman-teman angkatan 2008 yang tidak bisa saya sebutkan namanya satu
persatu.
10. Para penghuni Lab XT selama mengerjakan skripsi.
11. Teman-teman main bola,teman-teman futsal teman-teman badminton, temanteman pendaki gunung dan teman-teman lainnya.
12. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan
terima kasih.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena
itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga
skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga, Juli 2015
Penulis
DAFTAR ISI
INTISARI ............................................................................................................................
i
ABSTRACT . ........................................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR .........................................................................................................
iii
DAFTAR ISI .......................................................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ...............................................................................................................
ix
DAFTAR SINGKATAN .....................................................................................................
x
BAB I. PENDAHULUAN ....................................................................................
1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
Tujuan .....................................................................................................
Latar Belakang .........................................................................................
Spesifikasi Sistem ....................................................................................
Sistematika Penulisan ................................................................................
1
1
3
3
BAB II. DASAR TEORI ..............................................................................................
4
2.1. Sensor Akselerometer ADXL345 .............................................................
4
2.2. Sensor Ultrasonik SRF05 ..........................................................................
7
2.3. Modul GPS ...............................................................................................
8
2.4. Modul Suara dan Kartu Memori WTV020SD ..........................................
10
2.5. Mikrokontroler ..........................................................................................
12
2.5.1. Mikrokontroler AVR ......................................................................
12
2.5.2. Mikrokontroler Arduino .................................................................
12
2.6. LCD Karakter ...........................................................................................
13
2.7. Tombol Limit Switch, Push Button Dan Saklar Geser .............................
14
BAB III. PERANCANGAN ALAT ..................................................................................
15
3.1. Gambaran Alat ..........................................................................................
15
3.2. Pembuatan Mekanik Tongkat Tunanetra ..................................................
16
3.3. Modul Elektronik Tongkat Tunanetra ......................................................
17
3.3.1. Sensor Jarak SRF05 .......................................................................
18
3.3.1.1. Pendeteksi Penghalang .....................................................
18
3.3.1.2. Pendeteksi Lubang ............................................................
19
3.3.2. Sensor Akselerometer ADXL345 ..................................................
19
3.3.3. Sistem Navigasi dengan Itead Arduino
GPS NEO-6 Antenna Include ........................................................
22
3.3.3.1. Navigasi Arah ...................................................................
23
3.3.3.2. Navigasi Jarak ...................................................................
23
3.3.4. Tombol Limit Switch, Push Button Dan Saklar Geser ..................
24
3.3.5. Mikrontroler dengan Arduino Mega 2560 .....................................
25
3.3.6. WTV020SD ....................................................................................
29
3.4. Perangkat Lunak Tongkat Tunanetra ........................................................
31
3.4.1. Penjelasan Diagram Alir untuk Operator ......................................
34
3.4.2. Penjelasan Diagram Alir untuk Tunanetra ....................................
34
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS ..........................................................................
36
4.1. Pengujian Sensor Jarak SRF05 Pendeteksi Penghalang ...........................
36
4.2. Pendeteksi Sensor Jarak SRF05 Pendeteksi Lubang ................................
37
4.3. Pengujian Sensor Akselerometer Mendeteksi
Kemiringan Tongkat ................................................................................
38
4.4. Pengujian Modul Suara dan Kartu Memori WTV020SD .........................
39
4.5. Pengujian Sistem Navigasi .......................................................................
40
4.6. Pengujian Keseluruhan Sistem .................................................................
42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................................
45
5.1. Kesimpulan ...............................................................................................
45
5.2. Saran Pengembangan ................................................................................
46
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................................
47
LAMPIRAN A TABEL PENGUJIAN NAVIGASI .........................................................
49
LAMPIRAN B HASIL KUISIONER ...............................................................................
62
LAMPIRAN C PRINSIP KERJA SRF05 ….............................................................
67
..
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram Blok ADXL345 ........................................................................
4
Gambar 2.2. Sumbu Pengukuran Akselerometer ADXL345 .......................................
5
Gambar 2.3. Keluaran Data Akslerometer ADXL345 Pada Berbagai Orientasi Posisi
Terhadap Percepatan Gravitasi ................................................................
5
Gambar 2.4. Konfigurasi Pin ADXL345 Dan Posisi Sumbu X, Y, Dan Z ....................
6
Gambar 2.5. Sensor Ultrasonik. .....................................................................................
7
Gambar 2.6. SRF05 .........................................................................................................
8
Gambar 2.7. Arduino GPS NEO-6 Antenna Include .......................................................
8
Gambar 2.8. Pin-pin Itead Arduino GPS NEO-6 Antenna Include ..................................
9
Gambar 2.9. WTV020SD ...............................................................................................
11
Gambar 2.10. LCD 20x4 ................................................................................................
13
Gambar 2.11. Rangkaian Pull Down ..............................................................................
14
Gambar 3.1. Blok Diagram Tongkat Tunanetra .............................................................
15
Gambar 3.2. Tombol Pengguna ......................................................................................
16
Gambar 3.3. User Interface Operator ...........................................................................
16
Gambar 3.4. Pendeteksi Penghalang Dan Lubang .........................................................
17
Gambar 3.5. Mekanik Tongkat Keseluruhan ………………………………………...
17
Gambar 3.6. Ilustrasi Pendeteksi Penghalang ……………………………………….
18
Gambar 3.7. Ilustrasi Pendeteksi Lubang ……………………………………………
19
Gambar 3.8. Berbagai Posisi Kemiringan Sudut Dari Sensor Akselerometer ..............
20
Gambar 3.9. Board Arduino Mega 2560 .......................................................................
25
Gambar 3.10. Skema Perancangan Mikrokontroler Arduino Mega 2560 ......................
26
Gambar 3.11. Realisasi Modul elektronik .....................................................................
28
Gambar 3.12. Aplikasi Audacity ...................................................................................
29
Gambar 3.13. Aplikasi AD4 Converter .........................................................................
29
Gambar 3.14. Diagram Alir Perancangan Lunak untuk Operator ..................................
31
Gambar 3.15. Diagram Alir Perancangan Lunak untuk Tunanetra ...............................
32
Gambar 3.16. Alir Perancangan Lunak Tunanetra Saat MemilihMendeteksi Penghalang dan
Lubang …………........................................................................................... 32
Gambar 3.17. Diagram Alir Perancangan Lunak Tunanetra Saat Memilih Mendeteksi
Penghalang, Lubang Dan Menggunakan GPS …………………………...
33
Gambar 4.1. Analisa Kesalahan Arah ………………………………………………...
42
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Deskripsi pin ADXL345 . ................................................................................
6
Tabel 2.2. Keterangan -pin Itead Arduino GPS NEO-6 Antenna Include .......................
9
Tabel 2.3. Pin Konfigurasi WTV020SD .........................................................................
11
Tabel 2.4. Deskripsi Pin pada LCD .................................................................................
14
Tabel 3.1. Konfigurasi Penggunaan Pin Arduino Mega 2560 .......................................
27
Tabel 3.2. Tabel Daftar Suara .........................................................................................
30
Tabel 4.1. Pengujian Pendeteksi Penghalang SRF05 Bawah .........................................
36
Tabel 4.2. Pengujian Pendeteksi Lubang SRF05 Atas ...................................................
37
Tabel 4.3. Pengujian Sudut Kemiringan Tongkat Ketika diayun ke Depan ....................... 38
Tabel 4.4. Pengujian Sudut Kemiringan Tongkat Ketika diayun ke Belakang ..............
39
Tabel 4.5. Pengujian Modul Suara dan Kartu Memori WTV020SD ...........................
39
Tabel 4.6. Pengujian Sistem Navigasi Tujuan I ………………………………………..
49
Tabel 4.7. Pengujian Sistem Navigasi Tujuan II ...........................................................
52
Tabel 4.8. Pengujian Sistem Navigasi Tujuan III ...........................................................
55
Tabel 4.9. Pengujian Sistem Navigasi Tujuan IV ...........................................................
58
Tabel 4.10. Percobaan Tongkat Tunanetra Keseluruhan ................................................
43
DAFTAR SINGKATAN
ADC
ADPCM
AVR
CP
CPU
DC
DAC
EEPROM
GPS
IC
I2C
I/O
KB
LCD
LSB
MISO
MOSI
PCM
PWM
RISC
SCL
SD
SDA
SPI
SRAM
WAV
Analog Digital Converter
Delta Pulse Code Modulation
Advanced Virtual RISC/ Alf and Vegard RISC Processor
Check Point
Central Processing Unit
Direct Current
Digital Analog Converter
Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
Global Positioning System
Integrated Circuit
Inter-Integrated Circuit
Input-Output
Kilo Byte
Liquid Crystal Display
Least Significant Byte
Master In Slave Out
Master Out Slave In
Pulse Code Modulation
Pulse Width Modulation
Reduced Instruction Set Computer
Serial Clock
Secure Digital
Serial Data
Serial Peripheral Interface
Static Random Acces Memory
Waveform audio format
PENGHALANG DAN LUBANG BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh
Revellino Salmon
NIM: 612008039
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Juli 2015
TONGKAT TUNANETRA DENGAN SISTEM NAVIGASI, PENDETEKSI
PENGHALANG DAN LUBANG BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh
Revellino Salmon
NIM : 612008039
Skripsi ini telah diterima dan disahkan
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Disahkan oleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Deddy Susilo, S.T, M.Eng
Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng
Tanggal :
Tanggal :
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:
NAMA
: Revellino Salmon
NIM
: 612008039
JUDUL SKRIPSI
: Tongkat Tunanetra dengan Sistem Navigasi, Pendeteksi
Penghalang dan Lubang Berbasis Mikrokontroler.
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata
ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi
apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, 6 Agustus 2015
Materai Rp,
6000,Revellino Salmon
INTISARI
Banyak kesulitan yang dialami penyandang tunanetra terutama dalam hal mobilitas
(kemampuan mengubah posisi ke posisi lain). Tunanetra tidak dapat mengetahui apa yang
ada di depannya mungkin itu ada penghalang ataupun lubang.
Dengan ini penulis membuat suatu tongkat untuk tunanetra agar tunanetra dapat
mengetehui adanya penghalang, lubang dan tongkat juga dilengkapi sistem navigasi untuk
membantu tunanetra mengarahkan dan memberikan jarak ke tujuan.
Tongkat tunanetra ini dibangun dari mikrokontroler yang terhubung dengan modul
sensor ultrasonik SRF05 dengan pengujian 10 kali berhasil 100 % mendeteksi adanya
penghalang maksimal 150 cm dan lubang minimal 10 cm. Sensor akselerometer berhasil
membatasi sudut tongkat dari -10o – 10o yang artinya dalam kondisi sudut tersebut sensor
SRF05 akan bekerja mendeteksi penghalang dan lubang. Tongkat ini memiliki modul GPS
yang berfungsi untuk menyimpan tujuan dengan sistem check point, memberikan arah dan
jarak. Modul suara WTV020SD memberikan informasi adanya penghalang, lubang, arah
dan jarak yang terhubung dengan headset. Terdapat 4 tujuan yang terdiri 4 titik check
point. Hasil pengujian yang dilakukan 10 kali berhasil 100 % mendeteksi check point yang
telah disimpan disemua tujuan. Pengujian navigasi jarak yang dilakukan didapatkan hasil
yang hampir sama untuk semua tujuan dan jarak yang diberikan semakin dekat ke tujuan.
Pada pengujian navigasi arah dilakukan sebanyak 10 kali dan didapatkan untuk Tujuan I
terdapat 3 kesalahan pemberian arah sebanyak 3 kali, Tujuan II terdapat 2 kesalahan
pemberian arah sebanyak 2 kali, Tujuan III terdapat 3 kesalahan pemberian arah sebanyak
3 kali, Tujuan IV terdapat 3 kesalahan pemberian arah sebanyak 1 kali. Dengan melakukan
uji coba kepada 4 responden didapat hasil kuisioner disimpulkan bahwa tongkat ini mampu
mendeteksi penghalang, lubang dan memberikan jarak ke tujuan. Namun masih ada sedikit
ketidak tepatan dalam memberikan arah yang disebabkan algoritma navigasi arah yang
belum sempurna.
ABSTRACT
Many difficulties happened to the blind especially in term of mobility ( the ability to
change position to another ). The blind can not know what is in front of him/her may it be
obstructions or holes.
thus, the author make a wand to help the blind to detect obstacle or hole. This device is
equipped with navigation system to help directs the blind and giving a distance to destination point.
This device is arranged by micro-controller witch is connected to SRF05 ultrasonic sensor
that in 10 times test has 100% success rate on detecting obstructions from 150cm apart and holes
that is 10cm deep, accelerometers sensors that succeed limiting the wand angle from -100 to 100
which means that in the condition of the angle SRF05 ultrasonic sensor will work to detect
obstructions and holes. This device has GPS module for saving destination point with check point
system, gives direction and distance. WTV020SD sound module provides information about
obstructions, holes, direction and distance are connected to the headset. There are 4 destinations
consist of 4 check point. The result of 10 times test is 100% success to detect all check points
which have been stored in all destination. Range navigation test result is obtained within about the
same for all destination and distance are getting closer to destination point. Course Navigation is
tested 10 times. On the first destination, there were 3 miss direction as much as 3 times. On second
destination, there were 2 miss direction as much as 2 times. On third destination, there were 3 miss
direction as much as 3 times. On fourth destination, there were 3 miss direction as much as 1 time.
By conducting experiment against 4 respondents were questionnaire concluded that this device is
capable of detecting obstructions, holes, and distances to destination point. However there is slight
inaccuracy in providing direction caused by the course navigation algorithm not yet perfect.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Bapa Tuhan Yang Maha Kuasa atas
segala rahmat karunia yang senantiasa penulis terima dalam menyelesaikan perancangan
serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik
Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai
pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini :
1. Yesus Kristus atas rahmat kasih karunia yang diberikan sehingga penulis bisa
mengerjakan dan menyelesaikan skripsi dengan baik, penyertaan-Mu sungguh
ada dan nyata dalam pengerjaan skripsi ini.
2. Papa saya Roy Salmon, Mama saya Soelistyowati, adik saya Amanda Velania
yang sudah memberikan semangat serta motivasi secara langsung maupun tidak
langsung, terima kasih untuk segalanya, dukungan kalian membuatku selalu
bersemangat mengerjakan skripsi ini.
3. Bapak Deddy Susilo, S.T. dan Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng selaku
pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan dan arahannya
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
4. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Mbak-mbak yang ada di TU
mbak Rista, mbak Vera ( Yola ), mbak Dita yang udah gak di Tu lagi makasih
sudah mau direpotkan, Pak Budi, Pak Harto, Pak Bambang, dan Mas Hari.
5. Saudara-saudara saya yang tidak bisa di sebutkan satu persatu terima kasih atas
semua atas dukungan kalian.
6. Pacar saya Fina yang selalu setia memberi semangat kepada saya dan selalu
mendoakan saya. Dan teman-teman saya kak Yudi beserta pacarnya Dedew yang
juga memberikan semangat. Dan kak Naru beserta keluarga yang memberikan
tempat untuk saya beristirahat sejenak di rumahnya.
7. Meyhart, Om Waw, Staff Infinit yang sudah memberikan tempat untuk belajar
dan berkembang, terima kasih atas bimbingan, ide cemerlang, dan ilmu yang
kalian berikan kepada penulis.
8. Teman-teman RCSM yang selalu ada dikala senang maupun duka menghadapi
kerasnya kehidupan sebagai mahasiswa FTEK UKSW.
9. Teman-teman angkatan 2008 yang tidak bisa saya sebutkan namanya satu
persatu.
10. Para penghuni Lab XT selama mengerjakan skripsi.
11. Teman-teman main bola,teman-teman futsal teman-teman badminton, temanteman pendaki gunung dan teman-teman lainnya.
12. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan
terima kasih.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena
itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga
skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga, Juli 2015
Penulis
DAFTAR ISI
INTISARI ............................................................................................................................
i
ABSTRACT . ........................................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR .........................................................................................................
iii
DAFTAR ISI .......................................................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ...............................................................................................................
ix
DAFTAR SINGKATAN .....................................................................................................
x
BAB I. PENDAHULUAN ....................................................................................
1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
Tujuan .....................................................................................................
Latar Belakang .........................................................................................
Spesifikasi Sistem ....................................................................................
Sistematika Penulisan ................................................................................
1
1
3
3
BAB II. DASAR TEORI ..............................................................................................
4
2.1. Sensor Akselerometer ADXL345 .............................................................
4
2.2. Sensor Ultrasonik SRF05 ..........................................................................
7
2.3. Modul GPS ...............................................................................................
8
2.4. Modul Suara dan Kartu Memori WTV020SD ..........................................
10
2.5. Mikrokontroler ..........................................................................................
12
2.5.1. Mikrokontroler AVR ......................................................................
12
2.5.2. Mikrokontroler Arduino .................................................................
12
2.6. LCD Karakter ...........................................................................................
13
2.7. Tombol Limit Switch, Push Button Dan Saklar Geser .............................
14
BAB III. PERANCANGAN ALAT ..................................................................................
15
3.1. Gambaran Alat ..........................................................................................
15
3.2. Pembuatan Mekanik Tongkat Tunanetra ..................................................
16
3.3. Modul Elektronik Tongkat Tunanetra ......................................................
17
3.3.1. Sensor Jarak SRF05 .......................................................................
18
3.3.1.1. Pendeteksi Penghalang .....................................................
18
3.3.1.2. Pendeteksi Lubang ............................................................
19
3.3.2. Sensor Akselerometer ADXL345 ..................................................
19
3.3.3. Sistem Navigasi dengan Itead Arduino
GPS NEO-6 Antenna Include ........................................................
22
3.3.3.1. Navigasi Arah ...................................................................
23
3.3.3.2. Navigasi Jarak ...................................................................
23
3.3.4. Tombol Limit Switch, Push Button Dan Saklar Geser ..................
24
3.3.5. Mikrontroler dengan Arduino Mega 2560 .....................................
25
3.3.6. WTV020SD ....................................................................................
29
3.4. Perangkat Lunak Tongkat Tunanetra ........................................................
31
3.4.1. Penjelasan Diagram Alir untuk Operator ......................................
34
3.4.2. Penjelasan Diagram Alir untuk Tunanetra ....................................
34
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS ..........................................................................
36
4.1. Pengujian Sensor Jarak SRF05 Pendeteksi Penghalang ...........................
36
4.2. Pendeteksi Sensor Jarak SRF05 Pendeteksi Lubang ................................
37
4.3. Pengujian Sensor Akselerometer Mendeteksi
Kemiringan Tongkat ................................................................................
38
4.4. Pengujian Modul Suara dan Kartu Memori WTV020SD .........................
39
4.5. Pengujian Sistem Navigasi .......................................................................
40
4.6. Pengujian Keseluruhan Sistem .................................................................
42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................................
45
5.1. Kesimpulan ...............................................................................................
45
5.2. Saran Pengembangan ................................................................................
46
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................................
47
LAMPIRAN A TABEL PENGUJIAN NAVIGASI .........................................................
49
LAMPIRAN B HASIL KUISIONER ...............................................................................
62
LAMPIRAN C PRINSIP KERJA SRF05 ….............................................................
67
..
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram Blok ADXL345 ........................................................................
4
Gambar 2.2. Sumbu Pengukuran Akselerometer ADXL345 .......................................
5
Gambar 2.3. Keluaran Data Akslerometer ADXL345 Pada Berbagai Orientasi Posisi
Terhadap Percepatan Gravitasi ................................................................
5
Gambar 2.4. Konfigurasi Pin ADXL345 Dan Posisi Sumbu X, Y, Dan Z ....................
6
Gambar 2.5. Sensor Ultrasonik. .....................................................................................
7
Gambar 2.6. SRF05 .........................................................................................................
8
Gambar 2.7. Arduino GPS NEO-6 Antenna Include .......................................................
8
Gambar 2.8. Pin-pin Itead Arduino GPS NEO-6 Antenna Include ..................................
9
Gambar 2.9. WTV020SD ...............................................................................................
11
Gambar 2.10. LCD 20x4 ................................................................................................
13
Gambar 2.11. Rangkaian Pull Down ..............................................................................
14
Gambar 3.1. Blok Diagram Tongkat Tunanetra .............................................................
15
Gambar 3.2. Tombol Pengguna ......................................................................................
16
Gambar 3.3. User Interface Operator ...........................................................................
16
Gambar 3.4. Pendeteksi Penghalang Dan Lubang .........................................................
17
Gambar 3.5. Mekanik Tongkat Keseluruhan ………………………………………...
17
Gambar 3.6. Ilustrasi Pendeteksi Penghalang ……………………………………….
18
Gambar 3.7. Ilustrasi Pendeteksi Lubang ……………………………………………
19
Gambar 3.8. Berbagai Posisi Kemiringan Sudut Dari Sensor Akselerometer ..............
20
Gambar 3.9. Board Arduino Mega 2560 .......................................................................
25
Gambar 3.10. Skema Perancangan Mikrokontroler Arduino Mega 2560 ......................
26
Gambar 3.11. Realisasi Modul elektronik .....................................................................
28
Gambar 3.12. Aplikasi Audacity ...................................................................................
29
Gambar 3.13. Aplikasi AD4 Converter .........................................................................
29
Gambar 3.14. Diagram Alir Perancangan Lunak untuk Operator ..................................
31
Gambar 3.15. Diagram Alir Perancangan Lunak untuk Tunanetra ...............................
32
Gambar 3.16. Alir Perancangan Lunak Tunanetra Saat MemilihMendeteksi Penghalang dan
Lubang …………........................................................................................... 32
Gambar 3.17. Diagram Alir Perancangan Lunak Tunanetra Saat Memilih Mendeteksi
Penghalang, Lubang Dan Menggunakan GPS …………………………...
33
Gambar 4.1. Analisa Kesalahan Arah ………………………………………………...
42
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Deskripsi pin ADXL345 . ................................................................................
6
Tabel 2.2. Keterangan -pin Itead Arduino GPS NEO-6 Antenna Include .......................
9
Tabel 2.3. Pin Konfigurasi WTV020SD .........................................................................
11
Tabel 2.4. Deskripsi Pin pada LCD .................................................................................
14
Tabel 3.1. Konfigurasi Penggunaan Pin Arduino Mega 2560 .......................................
27
Tabel 3.2. Tabel Daftar Suara .........................................................................................
30
Tabel 4.1. Pengujian Pendeteksi Penghalang SRF05 Bawah .........................................
36
Tabel 4.2. Pengujian Pendeteksi Lubang SRF05 Atas ...................................................
37
Tabel 4.3. Pengujian Sudut Kemiringan Tongkat Ketika diayun ke Depan ....................... 38
Tabel 4.4. Pengujian Sudut Kemiringan Tongkat Ketika diayun ke Belakang ..............
39
Tabel 4.5. Pengujian Modul Suara dan Kartu Memori WTV020SD ...........................
39
Tabel 4.6. Pengujian Sistem Navigasi Tujuan I ………………………………………..
49
Tabel 4.7. Pengujian Sistem Navigasi Tujuan II ...........................................................
52
Tabel 4.8. Pengujian Sistem Navigasi Tujuan III ...........................................................
55
Tabel 4.9. Pengujian Sistem Navigasi Tujuan IV ...........................................................
58
Tabel 4.10. Percobaan Tongkat Tunanetra Keseluruhan ................................................
43
DAFTAR SINGKATAN
ADC
ADPCM
AVR
CP
CPU
DC
DAC
EEPROM
GPS
IC
I2C
I/O
KB
LCD
LSB
MISO
MOSI
PCM
PWM
RISC
SCL
SD
SDA
SPI
SRAM
WAV
Analog Digital Converter
Delta Pulse Code Modulation
Advanced Virtual RISC/ Alf and Vegard RISC Processor
Check Point
Central Processing Unit
Direct Current
Digital Analog Converter
Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
Global Positioning System
Integrated Circuit
Inter-Integrated Circuit
Input-Output
Kilo Byte
Liquid Crystal Display
Least Significant Byte
Master In Slave Out
Master Out Slave In
Pulse Code Modulation
Pulse Width Modulation
Reduced Instruction Set Computer
Serial Clock
Secure Digital
Serial Data
Serial Peripheral Interface
Static Random Acces Memory
Waveform audio format