Mobil Dengan Sensor Gestur
Mobil Dengan Sensor Gestur
Aryawa
Bintang Muhammad1, Fajar Alfin Nuril Haq2, Muhammad
Yusuf Afrizal3, Rifky Khoirulloh Yoga Pratama4
Samuel
Beta5
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
: 1aryawabintang1999@gmail.com, 2fajaralfin17@gmail.com, 3yusufafrizal738@gmail.com, 4rifky.official21@gmail.com,
5sambetak2@gmail.com
Abstrak - Telah dibuat suatu aplikasi pengendalian mobil remote control menggunakan sensor gestur melalui media komunikasi NRF24L01 yang mempunyai gerakan belok kanan, belok kiri, maju, mundur, dan berhenti. Pada sistem ini digunakan APDS 9960 sebagai pendeteksi gestur yang mana akan mengirimkan data serial ke NRF24L01. Digunakan NRF 24L01 pada mobil untuk menerima data serial yang dikirim dari sensor gestur APDS 9960. Untuk mengendalikan mobil remote control digunakan mikrokontroller Arduino Uno dan rangkaian driver motor L298N. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem yang dibuat ini mampu mengendalikan mobil remote control dengan baik sampai jangkauan maksimum 100 meter tanpa dinding pembatas.
Kata kunci : Arduino Uno, Modul APDS 9960, NRF 24L01, Driver Motor L298N, Motor DC
Abstract - An application has been made to control a remote control car using a gesture sensor through the NRF24L01 communication media which has a right turn, left turn, forward, backward and stop motion. This system uses APDS 9960 as a gesture detector which sends serial data to NRF24L01. NRF 24L01 is used in the car to receive serial data sent from the APDS 9960 gesture sensor. To control the remote control car, the Arduino Uno microcontroller and the L298N motor driver circuit are used. The test results show that this system is able to control the remote control car well up to a maximum range of 100 meters without a dividing wall.
I. PENDAHULUAN
Pada saat ini untuk mengontrol sebuah robot kebanyakan masih
menggunakan kabel sehingga kurang efisien dalam penggunaannya. Pada umumnya
orang (user) tersebut harus menggunakan kabel yang panjang sehingga dapat
mengganggu gerak dari robot.npembuatan robot ini sebagai contoh pengaplikasian
kendali jarak jauh pada teknologi, di mana menggunakan Modul NRF 24L01 sebagai
pengirim dan penerima data kendali jarak jauh.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Arduino Uno
Arduino uno adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler ATuno328. Arduino uno memiliki 14 pin digital (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah 16 MHz osilator kristal, sebuah koneksi USB, sebuah konektor sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah tombol reset. Arduino uno memuat segala hal yang dibutuhkan untuk mendukung sebuah mikrokontroler. Menghubungkan Arduino Uno ke sebuah komputer melalui USB atau memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke DC sudah dapat membuatnya beroperasi. Arduino uno menggunakan ATuno328 yang diprogram sebagai USB-to- serial converter untuk komunikasi serial pada komputer melalui port USB.
Gambar 2.1 Arduino Uno
2.2. Driver Motor L298N
Driver motor L298N merupakan driver motor yang
paling populer digunakan untuk mengontrol atau mengendalikan kecepatan dan arah
pergerakan motor DC. IC L298 merupakan sebuah IC tipe H-bridge yang mampu mengendalikan
beban-beban induktif seperti relay, solenoid, motor DC dan motor stepper. Pada
IC L298 terdiri dari transistor-transistor logik (TTL) dengan gerbang nand yang
berfungsi untuk memudahkan dalam menentukan arah putaran suatu motor dc maupun
motor stepper.
Gambar 2.2 Driver Motor L298N
Gambar 2.3 Skematik Driver Motor L298N
Gambar 2.4 Skematik rangkaian H-Bridge
Berdasarkan gambar
schematic sederhana tersebut dapat dijabarkan mengenai prinsip kerja dari suatu
rangkaian H-bridge.
Dimana terdapat dua buah
input, yakni A dan B, dengan kondisi input tersebut dapat bernilai high atau
low, maka terdapat empat kondisi yang dimungkinkan dalam rangkaian tersebut.
Kondisi tersebut ialah sebagai berikut.
Kondisi A dan B Bernilai
Low
Karena input A dan B
bernilai sama low, maka kedua transistor Q1 dan Q2 tidak akan mendapat trigger
pada base sehingga transistor bersifat cut-off atau transistor bersifat seperti
saklar yang terbuka. Dari rangkaian diatas terlihat pula bahwa kedua transistor
Q3 dan juga Q4 bergantung pada transistor Q1 dan Q2 dimana base dari kedua
transistor Q3 dan Q4 terhubung pada collector transistor Q1 dan Q2. Jadi,
apabila tidak ada arus yg mengalir pada collector transistor Q1 dan Q2 maka
base dari transistor Q3 dan Q4 juga tidak akan terpicu akibatnya motor tidak
akan berputar atau berhenti.
Kondisi A High dan B Low
Pada saat input A
bernilai high sedangkan input B bernilai low, maka Q1 akan mengalami saturasi
sedangkan Q2 cut-off. Karena Q1 bersifat saturasi atau seperti saklar yang
tertutup maka base Q4 akan mendapat trigger sehingga Q4 juga bersifat saturasi.
Akibatnya Q4 juga akan menjadi saturasi karena base dari Q4 mendapat trigger
dari Q1. Sehingga arus akan mengalir dengan urutan seperti berikut, dari Vs menuju
Q4, melewati motor, menuju Q1, hingga ke ground.
Kondisi A Low dan B High
Pada saat input A
bernilai low sedangkan input B bernilai high maka Q2 akan mengalami saturasi
sedangkan Q1 tetap dalam kondisi cut-off. Karena Q2 bersifat saturasi atau
seperti saklar yang tertutup maka base Q3 akan mendapat trigger sehingga Q3
juga bersifat saturasi. Akibatnya arus akan mengalir dengan urutan seperti
berikut, dari Vs menuju Q3, melewati motor, menuju Q1, hingga ke ground.
Kondisi A dan B Bernilai
High
Jika kedua input A dan B
bernilai high secara bersamaan maka akan mengakibatkan semua transistor dalam
kondisi saturasi. Secara logika motor tidak akan berputar karena tidak ada beda
tegangan. Namun hal ini akan menyebabkan timbulnya panas yang berlebihan pada semua
transistor sehingga dapat menyebabkan kerusakan.
2.3. Motor DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Agar Mobil dapat berjalan dengan baik maka pemilihan motor DC sangatlah penting. Motor DC dengan torsi dan RPM yang tinggi menjadi sangat krusial untuk mengendalikan gerakan mobil.
Gambar 2.5 Motor DC
2.4. Modul NRF24L01
Module Wireless
nRF24L01 merupakan module yang mempunyai fungsi untuk komunikasi
jarak jauh atau nirkabel yang memanfaatkan gelombang RF 2.4 GHz yang
biasanya diaplikasikan untuk Scientific , Industrial, maupun Medical. Pada
modul ini menggunakan antarmuka SPI
(Serial Parallel Interface) untuk berkomunikasi dengan mikrokontroler
dalam hal ini Arduino. Tegangan operasional normal untuk mengakses module ini
yaitu 3.3Vdc, yang biasanya dibantu dengan regulator AMS1117. Module nRF24L01 memiliki perangkat
keras yang berupa baseband logic Enhanced ShockBurst dan protocol accelerator
yang memungkinan untuk berkomunikasi dalam kecepatan tinggi. Selain itu, module
ini juga memiliki fitur true ULP solution, yang berfungsi sebagai penghemat
konsumsi daya sehingga hemat energi. Dan bisa digunakan juga sebagai
pembuatan perangkat fitnes dan olahraga, pendukung PC, mainan anak-anak,
piranti perangkat untuk permainan, dan lainnya.
Gambar 2.6 Modul NRF24L01
2.5. Modul APDS 9960
APDS-9960 merupakan
pengembangan dari sensor APDS-9930, sensor ini menggunkan interface I2C, yang
dapat berfungsi sebagai:
Ø Sensor
Proximity
Ø Light
Sensor
Ø R/G/B/Ambient
Sensor
APDS-9960
juga memiliki rentang deteksi 4 sampai 8 inci (10 sampai 20 cm).
Gambar 2.7 Modul APDS 9960
III. PERANCANGAN
3.1 Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika
Adapun Komponen yang digunakan yaitu :
1. Arduino Uno (2)
2. NRF 24L01 (2)
3. APDS 9960
4. Driver Motor L298N
5. Motor DC (2)
3.2 Diagram Blok Sistem
Gambar 3.1 Diagram Blok Remot Gestur
Gambar 3.2 Diagram Blok Mobil
Cara Kerja Diagram Blok Sistem
Mobil akan bergerak saat
remote sensor gestur mendeteksi gerakan. Kemudian gerakan itu akan dikonversi
menjadi nilai dan nilai tersebut akan dikirimkan oleh NRF24L01 (Transmitter)
selanjutnya akan diterima NRF24L01 (Reciver) Lainnya. Saat ada
gerakan kedepan maka mobil akan bergerak maju. Saat ada gerakan kebelakang maka
mobil akan bergerak mundur. Saat ada gerakan ke kanan maka mobil akan berbelok
ke kanan dan berhenti. Saat ada gerakan ke kiri maka motor akan berbelok ke
kiri lalu berhenti. Untuk menghentikan mobil dengan memberikan gerakan menjauh
dari sensor.
3.3. Gambar Pengawatan
Gambar 3.3 Pengawatan Remot Gestur Pada Fritzing
Gambar 3.4 Pengawatan Mobil Pada Fritzing
3.4. Gambar Rangakain Lengkap
Gambar 3.5 Gambar Rangakaian Lengkap Pada Remot Gestur
Gambar 3.6 Gambar Rangakaian Lengkap Pada Mobil
3.5. Gambar Diagram Alir
Gambar 3.7 Gambar Diagram Alir pada Arduino
IV. PERANCANGAN MEKANIK
Pada alat ini tidak menggunakan kotak. Untuk remote gestur menggunakan kotak hitam yang berukuran X5 sebagai tempat komponen Remot meliputi Arduino, NRF24L01, dan APDS 9960. Untuk Mobil menggunakan papan akrilik yang disusun bertingkat sebagai tempat arduino, driver motor, NRF 24L01, Motor DC dan Baterai.
Gambar 4.1 Perancangan Mekanik
V. PENGUJIAN DAN ANALISA
Ada beberapa tahap pengujian yang akan dibahas pada bab ini. Tahap – tahap yang dibahas yaitu pengujian sensor APDS 9960 pada Serial Monitor, Pengujian Motor DC pada mobil, Pengujian hubungan pada NRF24L01 dan Pengujian Remot Mobil
5.1. Tabel Hasil Pengujian
Sensor
Gerakan
yang dideteksi Sensor
|
Output
Sensor Pada Serial Monitor
|
|
Kiri
|
1
|
|
Kanan
|
2
|
|
Depan
|
3
|
|
Belakang
|
4
|
|
Mendekat
|
5
|
|
Menjauh
|
6
|
Tabel 5.1 Tabel Hasil Pengujian Sensor
5.2. Hasil Pengujian Motor DC
Logika Motor Kanan
|
Logika Motor Kiri
|
Gerakan Mobil
|
0
|
0
|
Mundur
|
0
|
1
|
Belok
Kiri
|
1
|
0
|
Belok
Kanan
|
1
|
1
|
Maju
|
Tabel 5.2 Tabel Pengujian Motor DC
5.3. Tabel Pengujan Hubungan
NRF24L01
Data Yang Dikirim
|
Data Yang Diterima
|
Hello World
|
Hello World
|
1
|
1
|
2
|
2
|
3
|
3
|
4
|
4
|
5
|
5
|
6
|
6
|
Tabel 5.4 Tabel Pengujian NRF 24L01
5.4. Tabel Pengujian Remot
Mobil
Gerakan pada remot
|
Gerakan Mobil
|
Kiri
|
Mobil
berbelok ke kiri kemudian berhenti
|
Kanan
|
Mobil
berbelok ke kanan kemudian berhenti
|
Maju
|
Mobil
bergerak maju
|
Mundur
|
Mobil
bergerak mundur
|
Mendekat
|
Tidak
ada perubahan
|
Menjauh
|
Mobil
berhenti
|
Tabel 5.5 Tabel Pengujian Remot Mobil
5.5. Analisa
Dari hasil pengujian, sensor gestur APDS9960 dan nRF24L01 dapat membaca gestur dan saling berkomunikasi secara serial antar arduino. Diketahui dari tabel 5.1, sensor dapat mendeteksi 6 macam gestur dan setiap gestur memiliki keluaran serial antara 1 hingga 6. Sementara dari table 5.2 dapat diketahui bahwa motor DC dapat dikendalikan perputarannya dengan cara memberikan pulsa logika. Dari table 5.3 dapat dilihat bahwa nRF24L01 saling mengirim dan menerima data serial keluaran sensor APDS9960. Dari table 5.4 telah dilakukan uji coba dengan cara diberikan gestur pada remot dan mobil akan bergerak sesuai dengan masukan yang di terima.
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran dari keseluruhan alat yang telah dirancang pada proyek arduino ini.
6.1. Kesimpulan
1. Dengan adanya alat ini, dapat menciptakan inovasi kendali dengan
dengan menggunakan sensor gestur.
2. Dalam penggunaan alat ini terdapat batasan jarak 1 Km
3. Alat ini dapat digunakan
sebagai media pembelajaran bagi mahasiswa teknik elektronika. karena terdapat
banyak komponen elektronika yang masih dapat dikembangkan lagi fungsinya.
6.2. Saran
1. Untuk proyek selanjutnya dapat dikembangkan lagi
untuk desain mekanik agar lebih rapi
2. Gunakan tambahan PCB untuk mempermudah
pengkabelan
3. Gunakan baterai sebagai catu daya remot agar
lebih praktis
4. Lebih teliti dalam pengkabelan di pin arduino
VII. REFERENSI
LAMPIRAN
[1]
Yanolanda Suzantry H. , Yessi Mardiana,“Mobil Remote Control Berbasis Arduino
Dengan Sistem Kendali Menggunakan Android,” Vol. 3, No. 1, Maret 2018, Universitas
Dehasen Bengkulu, 2018.
[2] Rakhmad
Gusta Putra , Budi Artono, "Sistem Kemudi Semi Otomatis Dengan Gyroscope
Pada Mobile Robot Berstruktur Origami," Jurnal Teknologi Informasi
dan Terapan, Vol. 03, No. 01.,Politeknik Negeri Madiun, 2016.
[3] Andi
Widiyanto , Nuryanto, “Rancang Bangun Mobil Remote Control Android dengan
Arduino,”, Citec Journal, Vol. 3, No. 1., Universitas Muhammadiyah
Magelang, 2015.
LAMPIRAN
- Diagram Alir, Klik disini.
- Diagram Blok, Klik disini.
- Rangkaian Pengawatan, Klik disini.
- Skema Rangkaian, Klik disini.
- Jurnal, Klik disini.
- Presentasi, Klik disini.
- Program (C File Source), Klik disini.
- Video Simulasi, Klik disini.
BIODATA PENULIS
Aryawa Bintang Muhammad. Penulis dilahirkan di Demak, 11 April 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri Pringapus 03 Kab.Semarang, SMP Negeri 2 Semarang, dan SMA Negeri 4 Semarang. Pada tahun 2017 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. 3.32.17.0.06.
Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail : aryawabintang1999@gmail.com
Fajar Alfin Nuril Haq. Penulis dilahirkan di Kab.Semarang, 13 April 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal di MI Almaarif Kebumen Banyubiru Kab.Semarang, SMPN3 Salatiga, dan SMKN 2 Salatiga. Pada tahun 2017 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. 3.32.17.0.09.
Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail : fajaralfin17@gmail.com
Muhammad Yusuf Afrizal. Penulis dilahirkan di Kudus, 9 April 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD NU Nawa Kartika, SMPN 3 Kudus, dan SMK Wisudha Karya Kudus. Pada tahun 2017 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. 3.32.17.0.18.
Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail: yusufafrizal738@gmail.com
Rifky Khoirulloh Yoga Pratama. Penulis dilahirkan di Purworejo, 27 Mei 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD N Purwodadi, SMPN 8 Purworejo, dan SMKN 1 Purworejo. Tahun 2017 penulis mengikuti seleksi Mahasiswa baru Diploma (D3) dan di terima di Kampus Politeknik Negeri Semarang dengan program studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.17.0.21.
Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail : rifky.official21@gmail.com
Tidak ada komentar: