PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI filealat ini merupakan jarak yang terdeteksi oleh sensor yang terpasang pada rompi dan tongkat. Sistem ini telah dicoba untuk mendeteksi benda

i

TUGAS AKHIR

PIRANTI PENUNTUN PENYANDANG TUNANETRA DENGAN

INDIKASI JARAK BERBASIS ARDUINO

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

FELIKS ANGGIE PURWOKO

115114015

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2014

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECT

GUIDING DEVICE FOR BLIND PEOPLE WITH DISTANCE

INDICATION BASED ON ARDUINO

Presented as Partial Fulfillment of the Requiements

To Obtain Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

FELIKS ANGGIE PURWOKO

115114015

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2014


c

IALAMAN PERSETUruA.I

TUGAS AKHIR

PIRANTI PEI\ITNTTIN PEI\IYAIDAI\IG TUNAI\TETRA DENGAI\I$IIKASI JARAK BERBASIS ARIIIINO

GTIIDING DEVICE FOR BLIND PEOPLE W TH DISTAI\TCEINDICATION BASED ON ARDtItrO

Pembimbing

It [b**; zcsrcr

llt

1& ffi*hffirro'"Nff,"*,r"rqfffiE4ffiSq"Gu**?

B.lYuri Hrrini. S.T.. M.T.


Ketua

Sekretaris :

IALAMAN PENGESffIf$

TUGAS AKIIR

PIRANTI PEI\TUNTTIN PEI\TYAITDANG TTINANETRA DENGAI\T$IIIKAST JARAK-BERBASIS ARDUINO

GTIIIBIG DEYICE FOR BLII\IE PEOPLE WITII DISTAhICEIFTDICATION BASED ON ARIUINO

Tandatangan

\\tr,,lffi

Yogyakartq 13 Februari 2014

Fakultas Sains dan Teknologi

Oleh:

FELIKS ANGGIE PURWOKO1 151 14015

Telatr dipertahankan di depan panitia pengujiP ada tanggal 2l J artuan 20 1 4

Dan dinyatakan memenuhi syarat

Sustrnan Panitia Penguji :

Nama Lengkap

Petrus ffioPmbowq S.T., M.T,

B. Wuri Harini, S.T., *LT.

Anggota : Mrttnto, $.T., M.T.

Iv

:::f'


PtsRNYATAAN KEASLIAN KARYA

Sqn*u€,n:mtalsm dengp ssrmggukrya hhwa trgss &irfui tiffi wmuat kr)ne

ataubagiekryaonmg lain, kecuatiymgtelahdisebutkmdalm*utipmfudaffarpustaka

sebagaimlra la)rdrrya karJna itriah.

Yogyakartq 30 Jadrrtri 2014

fe'tits AngSe'Pmnd<o


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

Motto :

Kesuksesan selalu disertai dengan

kegagalan

Skripsi ini saya persembahkan untuk…..

Tuhan Yesus Kristus yang selalu Melimpahkan

Berkat-Nya kepadaku

Almarhum Bapak, Ibu, adikku, dan kekasihku yang selalu

memberiku semangat


LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI I(ARYA ILMIAH UNTUI(

KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda taryan di baunatr ini, saya nmhreiswa Universitas Sarata Dhmrra :

Nama

Nomor Mahasiswa

: Feliks Anggie Purwoko

: 115114015

Demi pengembangan ilmupengetahuan, saya memberikankepadaperpustakaan Universitas

sanata Dhar:na karyailmiah safa yangberjudul :

PIRANTI PEIYUNTUN PEI\TYAI\IDAIYG TT]NAI\Tf, TRA DBNGAN

IhIDIKASI JARAK BERBASIS ARDUINO

Deqgan demikian saya memberikan-kepada Perpmtakam Universitas Smata Dhrma hak

untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolaaya dalarn bentuk

pmgkalan data, mendistribusikan serara tertatas, .danmempublihsikannya di internet atau

media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu merninta ljin dari saya maupun

memberikan royalty kepada mya selanra teEpme,ncantunkan ilama saya sebagi prcmlis:

Demikianpernyataan iniyang saya butt dengan sebenamya

Yogyakarta, 30 Januari 2014

Felits Anggie Purwoko

vll


viii

INTISARI

Dalam penelitian ini dibuat alat bantu berjalan bagi penyandang tunanetra berupa

rompi dan tongkat yang dilengkapi dengan sensor pendeteksi jarak ultrasonic. Selain itu,

terdapat rangkaian pemutar suara yang dapat dimanfaatkan oleh penyandang tunanetra untuk

memberitahu seberapa jauh jarak benda yang ada di depan dan di samping.

Alat ini memiliki keluaran berupa suara yang berasal dari sebuah IC suara ISD2590.

Komponen IC ini memuat perangkat tambahan untuk proses perekaman dan pemutaran

suara. Salah satu perangkat alat ini adalah penguat atau amplifier untuk speaker sehingga

tidak memerlukan rangkaian tambahan untuk penguat speaker. Suara yang dihasilkan oleh

alat ini merupakan jarak yang terdeteksi oleh sensor yang terpasang pada rompi dan tongkat.

Sistem ini telah dicoba untuk mendeteksi benda yang berada di depan dan disamping

pengguna alat ini. Hasil dari percobaan yang sudah dilakukan suara yang keluar dari alat ini

sudah sesuai dengan jarak yang terdeteksi oleh sensor yang dipasang pada rompi maupun

sensor yang dipasang pada tongkat. Hasil pengukuran jarak memiliki error rata-rata sebesar

0,58% untuk sensor yang dipasang pada rompi dan 0,49% untuk sensor yang dipasang pada

tongkat.

Kata kunci — Rompi, sensor jarak ultrasonic, ISD2590.


ix

ABSTRACT

In this study is made for walking tools for people with a blind person in the form of

a vest and a stick furnished with ultrasonic sensor proximity. In addition, there are a series

of player sound that could be used by people with a blind person to tell how far the distance

of objects which was in front and on the side.

This tool has an output in the form of sound derived from a sound device ISD2590.

The CMOS component has additional devices to process of recording and playback of sound.

One of these devices is the amplifier to the speaker so that it does not require additional

circuits for the amplifier speakers. The sound produced by these tools is the distance that is

detected by a sensor attached to a vest and a stick.

This system had already attempted to detect any object that is located in front of and

besides users of these tools. The result of the experiment has conducted, the sound out of

this instrument is in accordance with the distance detected by the sensors that are mounted

on a vest and sensors that are mounted on a stick. The distance measurement has error

average of 0.58% for sensor that are mounted on vest, and 0.49% for sensor mounted on

stick.

Keywords: Vest, ultrasonic sensor proximity, ISD2590


KATA PENGANTAR

Puji dan syutur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala ralmal dan karunia-Nya

sehingga tugas akhir dengan judul "Piranti Pentxrtun Penyandang Tunanetra Dengan

Indikasi JarakBerbasis Arduino" ini dapat diselesaikan danganbaik.

Selanra menulis tugas akhir ini, penulis menyadari b*lwa ada begitu banyak phak

ymg telahmembsrikm bantuan dan dukungan dangan carilrya masing-masing sehingga

tugas akhir,ini dapat diselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin rnengucapkan torima kasih

kepada:

1. Lbu Bernadeta Wuri Harini S.T., M.T. selaku dosen penrbimbing yang telah deagan

sabar membimbing dan mernberi saran yang membantu penulis datam

menyelesaikan tutisan ini.

2. Seluruh dosen dan laboran Teknik Elekfio yang telah memberikan ifunu dan

pengetahuan kepada petulis selama kuliah.

3. Almarhurn bapak, ibu, dan adikku tercirfia atas doa" kesabaran dan dukungan baik

secara moril dan materil.

4. Teman-teman Teknik Elektro sekalian terima kasih atas kerja sama dan

solidaritasnya.

5. Ternan-ternan kelompok PKM *Rompi Penwffun Penyandang Tunanetra dengan

butput Suara" terima kasih atas dukungan dan kerja samanya.

6. Yosephin Andina I.R yang tidak bosan memberikill semangat dan dnkungamya.

7 . Rekan-rekan kust yang selalu mcmberi semangat.

Dengan rendatr hati penulis menyadari bahwa tugaas akhir ini m-asih jauh dari

sempurna, oteh karena itu segala kritik dan saran ru*uk perbaikan tugas akhir fud sangat

diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir id dapat bergrma bagi semua pihak. Terima

kasih.

Yogyakarta 30 Jantnri 2014


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i

HALAMAN JUDUL (Bahasa Inggris) ...................................................................... ii

LEMBAR PERESETUJUAN ..................................................................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI .......................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP .......................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ..................................................................... vii

INTISARI ..................................................................................................................... viii

ABSTRACT ................................................................................................................. ix

KATA PENGANTAR ................................................................................................. x

DAFTAR ISI ................................................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

1.1. Latar Belakang ................................................................................................... 1

1.2. Tujuan dan Manfaat ........................................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ................................................................................................ 2

1.4. Metodologi Penelitian ........................................................................................ 2

BAB II DASAR TEORI .............................................................................................. 5

2.1. Arduino Uno ...................................................................................................... 5


xii

2.1.1. Perangkat Lunak Arduino ........................................................................ 6

2.1.1.1 Struktur Program Arduino ............................................................ 7

2.1.1.2 Variabel dan Tipe Data ................................................................ 8

2.1.1.3 Fungsi ........................................................................................... 8

2.1.2. Mikrokontroler ATmega328 ..................................................................... 9

2.1.3. Rangkaian Reset ........................................................................................ 11

2.2. Sensor Jarak Ultrasonic PING))) ........................................................................ 11

2.3. Sound Device ISD2590 ....................................................................................... 13

2.3.1. Konfigurasi Pin pada ISD2590 ................................................................. 14

2.3.2. Deskripsi Pin ISD2590 ............................................................................. 15

BAB III RANCANGAN PENELITIAN .................................................................... 17

3.1. Blok Diagram Sistem ......................................................................................... 17

3.2. Perancangan Perangkat Keras ............................................................................ 18

3.2.1. Board Arduino Uno ................................................................................... 18

3.2.2. Sound Device ISD2590 ............................................................................ 19

3.3. Perancangan Perangkat Lunak ........................................................................... 22

3.4. Proses Record dan Playback .............................................................................. 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................... 27

4.1. Implementasi Alat .............................................................................................. 27

4.2. Pengujian Alat .................................................................................................... 31

4.2.1. Pengujian Hasil Rekaman ......................................................................... 31

4.2.2. Pengujian Ketepatan Suara dengan Jarak .................................................. 32


xiii

4.2.3. Pengujian Respons Time ............................................................................ 37

4.2.4. Pengujian Tombol .................................................................................... 39

4.3. Perangkat Lunak ................................................................................................. 40

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 45

5.1. Kesimpulan ........................................................................................................ 45

5.2. Saran .................................................................................................................. 45

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 46

LAMPIRAN


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Blok Perancangan .................................................................................. 3

Gambar 2.1. Board Arduino Uno .............................................................................. 6

Gambar 2.2. Perangkat Lunak Arduino ..................................................................... 7

Gambar 2.3. Konfigurasi Pin ATmega328 pada Arduino Uno ................................. 10

Gambar 2.4. Diagram Operasi untuk Reset Eksternal ................................................ 11

Gambar 2.5. Konfigurasi Pin Sensor Ultrasonic PING))) .......................................... 12

Gambar 2.6. Diagram Waktu Sensor Ultrasonic PING))) ......................................... 12

Gambar 2.7. Cara Kerja Sensor Ultrasonic PING))) .................................................. 13

Gambar 2.8. Blok Diagram ISD2560/ISD2590 ........................................................ 14

Gambar 2.9. Konfigurasi Pin ISD2560/ISD2590 ....................................................... 14

Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem ............................................................................ 17

Gambar 3.2. Rangkaian Board Arduino dengan ATmega328 ................................... 19

Gambar 3.3. Rangkaian ISD2590 .............................................................................. 20

Gambar 3.4. Rangkaian Perekam Suara Menggunakan ISD2590 ............................. 21

Gambar 3.5. Diagram Alir Sistem .............................................................................. 22

Gambar 3.6. Diagram Alir Pembacaan Sensor .......................................................... 23

Gambar 3.7. Diagram Alir Deteksi Benda ................................................................. 24

Gambar 3.8. Diagram Alir Proses Merekam Suara ................................................... 25

Gambar 3.9. Diagram Alir Proses Putar Ulang Suara ............................................... 26

Gambar 4.1. Rangkaian Bootloader .......................................................................... 27


xv

Gambar 4.2. Rompi dan Tongkat Penuntun Bagian Luar........................................... 28

Gambar 4.3. Rompi Penuntun Bagian Dalam ............................................................ 29

Gambar 4.4. Rangkaian ISD2590 dan ATmega328 .................................................. 30

Gambar 4.5. Pola Sinyal Dari Kata Nol ..................................................................... 35

Gambar 4.6. Pola Sinyal Dari Kata Satu ................................................................... 35

Gambar 4.7. Pola Sinyal Dari Kata Dua .................................................................... 35

Gambar 4.8. Pola Sinyal Dari Kata Tiga ................................................................... 35

Gambar 4.9. Pola Sinyal Dari Kata Lima .................................................................. 35

Gambar 4.10. Pola Sinyal Dari Kata Koma ................................................................. 35

Gambar 4.11. Pola Sinyal Dari Kata Meter ................................................................. 36

Gambar 4.12. Pola Sinyal Dari Kata Jarak .................................................................. 36

Gambar 4.13. Pola Sinyal Dari Kata Lebih ................................................................. 36

Gambar 4.14. Pola Sinyal Dari Kata Dari ................................................................... 36

Gambar 4.15. Pola Sinyal Dari Kata Hati-hati ............................................................ 36

Gambar 4.16. Rangkaian Tombol ................................................................................ 39

Gambar 4.17. Inisialisasi Input dan Output ................................................................. 40

Gambar 4.18. Program Pemilihan Sensor .................................................................... 41

Gambar 4.19. Program Pendeteksian Benda ............................................................... 41

Gambar 4.20. Program Pembacaan Jarak oleh Sensor ................................................ 42

Gambar 4.21. Program Pemutaran Suara Tiga Meter .................................................. 43

Gambar 4.22. Program Disable ISD2590 .................................................................... 43


xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Deskripsi Arduino ....................................................................................... 8

Tabel 2.2. Konfigurasi dan Deskripsi Pin ATmega328 ............................................. 10

Tabel 2.3. Deskripsi Pin ISD2590 ............................................................................... 15

Tabel 2.3. Deskripsi Pin ISD2590 (lanjutan) ................................................................ 16

Tabel 3.1. Alokasi Pin ATmega328 dan Sensor Ultrasonic PING))) ......................... 18

Tabel 3.2. Alokasi Pin ATmega328 dan ISD2590 ....................................................... 18

Tabel 3.3. Alamat Suara pada ISD2590 ....................................................................... 20

Tabel 4.1. Keterangan Gambar Rompi dan Tongkat Penuntun Bagian Luar .............. 28

Tabel 42. Keterangan Gambar Rompi dan Tongkat Penuntun Bagian Dalam ........... 29

Tabel 4.3. Keterangan Gambar Rangkaian ISD2590 dan ATmega328 ....................... 30

Tabel 4.4. Alamat Suara yang Disimpan Dalam ISD2590 .......................................... 32

Tabel 4.5. Suara yang Dihasilkan Ketika Sensor pada Rompi Mendeteksi Benda ...... 32

Tabel 4.6. Suara yang Dihasilkan Ketika Sensor pada Tongkat Mendeteksi Benda ... 34

Tabel 4.7. Jarak yang diukur oleh sensor pada rompi dan sensor pada tongkat .......... 37

Tabel 4.8. Respons Time Piranti Penuntun Penyandang Tunanetra ............................ 38

Tabel 4.9. Implementasi Tegangan Keluaran Sesuai Dengan Kondisi Tombol .......... 40


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Penglihatan merupakan salah satu aspek penting dalam kehidupan manusia, dan

mata adalah indera yang membantu manusia untuk melihat. Tanpa indera penglihatan,

manusia akan kesulitan dalam melakukan kegiatan terutama untuk mendeteksi benda-

benda di sekitar. Walaupun menggunakan indera peraba, pendeteksian benda-benda di

sekitar tetap tidak efektif dalam menunjang gerak manusia. Tunanetra atau manusia yang

tidak mempunyai kemampuan untuk melihat, membutuhkan suatu alat bantu untuk

berjalan dan mendeteksi benda-benda di sekitar.

Alat bantu yang umumnya digunakan oleh tunanetra adalah tongkat. Fungsi dari

tongkat ini yaitu untuk mendeteksi apakah ada benda atau makhuk hidup lain yang berada

di sekitar penyandang tunanetra. Namun, tongkat yang biasa digunakan oleh penyandang

tunanetra ini tidak dapat mendeteksi keberadaan benda yang berjarak cukup jauh. Tongkat

ini hanya akan mendeteksi benda yang berjarak sesuai dengan panjang tongkat yang

digunakan para penyandang tunanetra. Penyandang tunanetra harus memukul-mukulkan

tongkat agar dapat mengetahui keberadaan benda lain di sekitar. Sebenarnya sudah ada

penelitian lain yang telah dilakukan oleh Apri Setiawan dkk. dan sudah menghasilkan alat

yang bernama ”Blind Sonar” [1]. Prinsip kerja dari alat tersebut adalah membantu para

penyandang tunanetra dalam berjalan karena alat ini dilengkapi sensor ultrasonic. Ketika

sensor berdekatan dengan barang atau orang dalam jarak sekitar satu meter, maka sensor

akan memberi tanda kepada mikrokontroler agar motor dapat berputar dan menghasilkan

getaran. Hasil getaran yang dirasakan penyandang tunanetra itulah yang digunakan untuk

mengetahui keberadaan barang atau orang dalam jarak sekitar satu meter.

Berangkat dari permasalahan di atas maka muncul gagasan untuk membuat

PIRANTI PENUNTUN PENYANDANG TUNANETRA DENGAN INDIKASI JARAK

BERBASIS ARDUINO sebagai alat bantu untuk berjalan dalam ruangan. Dalam penelitian

ini akan dirancang suatu alat bantu berjalan bagi penyandang tunanetra berupa rompi dan

tongkat yang dilengkapi dengan sensor pendeteksi jarak. Sensor pada rompi berfungsi

sebagai pendeteksi jarak di depan, sedangkan sensor pada tongkat berfungsi sebagai

pendetaksi jarak samping kanan dan kiri. Selain itu, terdapat rangkaian pemutar suara yang


2

dapat dimanfaatkan oleh penyandang tunanetra untuk memberitahu seberapa jauh jarak

benda yang ada di depan dan di samping.

Alat ini memiliki keluaran berupa suara yang berasal dari sebuah IC suara

ISD2590. Komponen IC ini sudah memuat perangkat tambahan untuk mempermudah

proses perekaman dan pemutaran suara. Salah satu dari perangkat tersebut adalah penguat

atau amplifier untuk speaker sehingga tidak memerlukan rangkaian tambahan untuk

penguat speaker. Suara yang akan dihasilkan oleh alat ini merupakan jarak yang terdeteksi

oleh sensor yang terpasang pada rompi dan tongkat.

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan suatu alat yang dapat digunakan

para penyandang tunanetra untuk berjalan dalam ruangan.

Manfaat dari penelitian ini adalah memudahkan penyandang tunanetra berjalan

dalam ruangan, serta membantu penyandang tunanetra dalam mendeteksi benda-benda

yang berada di depan mereka, sehingga mereka akan tetap aman saat berjalan.

1.3. Batasan Masalah

Batasan Masalah dari penelitian ini adalah :

a. Menggunakan dua buah sensor jarak ultrasonic PING))) sebagai pendeteksi jarak.

Jarak maksimal deteksi sensor adalah 300cm.

b. Sensor jarak ultrasonic dipasang pada rompi dan tongkat.

c. Menggunakan komponen IC suara ISD2590.

d. Keluaran alat ini berupa suara yang telah direkam sebelumnya. Suara yang

direkam adalah berupa jarak dengan interval 50cm.

e. Menggunakan rompi yang dipasang sensor ultrasonic PING))) sebagai pendeteksi

jarak objek di depan.

f. Menggunakan tongkat yang dipasang sensor ultrasonic PING))) sebagai

pendeteksi jarak objek di samping kanan dan kiri.

1.4. Metodologi Penelitian

Penulisan proposal ini menggunakan metode :


3

a. Studi Pustaka

Studi pustaka dilakukan dengan mengumpulkan referensi dan informasi dari

literatur-literatur antara lain buku-buku penunjang, datasheet dan referensi dari

internet. Mempelajari dasar-dasar teori dari sensor ultrasonic dan IC suara

ISD2590.

b. Perancangan subsistem hardware dan software

Tujuan dari tahapan ini adalah merancang dan mencari model dari sistem

yang akan dibuat. Perancangan tersebut mempertimbangkan segala aspek agar

sistem dapat berjalan dengan optimal. Gambar 1.1 berikut ini merupakan diagram

blok dari sistem secara keseluruhan.

Gambar 1.1 Blok Perancangan

c. Pembuatan sistem hardware dan software

Berdasarkan gambar 1.1 data dari sensor ultrasonic kemudian diolah oleh

sebuah mikrokontroler. Dalam sistem ini mikrokontroler yang digunakan adalah

Arduino. Data yang sudah diolah mikrokontroler kemudian dikirimkan ke IC

suara ISD2590 untuk dikonversi menjadi suara yang akan dikeluarkan melalui

sebuah earphone. Suara yang dikeluarkan merupakan jarak dari hasil pembacaan

sensor ultrasonic.

d. Pengujian alat

Pengujian alat ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah sistem

yang dibuat dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Pengujian alat

dilakukan dengan cara memberi penghalang di depan sensor pendeteksi jarak.

Penghalang diletakkan di depan sensor mulai dari jarak 50cm sampai dengan

Sensor

Ultrasonic 2 Sensor

Ultrasonic 1 Mikrokontroler

ISD2590 Speaker Tombol


4

jarak maksimal deteksi sensor yaitu 300cm. Interval jarak pemasangan

penghalang satu dengan penghalang lain adalah sebesar 50cm. Fungsi yang perlu

diperhatikan adalah suara yang dikeluarkan apakah sudah sesuai dengan jarak

yang terdeteksi oleh sensor.

e. Analisa dan kesimpulan dari pengujian

Membandingkan hasil pengujian sistem dengan perancangan atau teori yang

dibuat. Penyimpulan hasil percobaan dilakukan dengan melihat hasil persentase

keberhasilan sistem. Indikator keberhasilan sistem yang sudah dibuat adalah

ketika suara yang keluar sesuai dengan dengan jarak yang terdeteksi oleh sensor.


5

BAB II

DASAR TEORI

Bab ini menjelaskan tentang teori dan komponen-komponen utama yang

mendasari sistem “PIRANTI PENUNTUN PENYANDANG TUNANETRA DENGAN

INDIKASI JARAK BERBASIS ARDUINO”. Komponen-komponen yang digunakan

adalah sensor jarak ultrasonic PING))), Sound Device ISD2590 dan Arduino Uno.

2.1. Arduino Uno

Arduino merupakan sebuah platform elektronik yang open souce, berbasis pada

software dan hardware yang fleksibel dan mudah digunakan, yang ditujukan untuk para

seniman, desainer, hobbies dan setiap orang yang tertarik dalam membuat objek atau

lingkungan yang interaktif [2]. Kelebihan Arduino dari platform hardware mikrokontroler

lain adalah [2]:

1. IDE Arduino merupakan multiplatform, yang dapat dijalankan di berbagai

sistem operasi, seperti Windows, Mac OS, dan Linux.

2. IDE Arduino dibuat berdasarkan pada IDE processing yang sederhana

sehingga mudah digunakan.

3. Pemrograman Arduino menggunakan kabel yang terhubung dengan port

USB, bukan port serial. Fitur ini berguna karena banyak komputer yang

sekarang ini tidak memiliki port serial.

4. Arduino adalah hardware dan software open source, artinya setiap orang

dapat mengunduh software dan gambar rangkaian Arduino tanpa harus

membayar ke produsen Arduino.

5. Proyek Arduino ini dikembangkan dalam lingkungan pendidikan , sehingga

bagi pemula akan lebih cepat dan mudah mempelajari.

6. Memiliki begitu banyak pengguna dan komunitas di internet yang dapat

membantu setiap kesulitan yang dihadapi.


6

Arduino memiliki berbagai macam versi dan salahnya adalah versi Arduino Uno.

Arduino Uno adalah sebuah perangkat keras dari Arduino berupa sistem minimum dengan

mikrokontroler ATmega168/ATmega328 [3]. Perangkat Arduino Uno memiliki 14 pin

digital untuk input dan output dimana 6 pin diantaranya dapat digunakan sebagai output

Pulse Width Modulation (PWM), 6 pin input analog, kristal osilator 16MHz, jack power,

ICSP header, tombol reset [3]. Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkoneksi

dengan perangkat komputer, board Arduino lain, atau mikrokontroler lainnya.

ATmega328 menyediakan Universal Synchronous and Asynchonous Serial Receiver and

Transmiter (UART) yang tersedia di pin digital 0 (RX) dan 1 (TX) [3]. Sebuah chip

ATmega16U2 digunakan untuk komunikasi serial lewat USB dan sebagai port virtual com

untuk perangkat lunak pada komputer.

Gambar 2.1 Board Arduino Uno [3]

2.1.1. Perangkat Lunak Arduino

Arduino Uno dapat diprogram menggunakan perangkat lunak Arduino seperti

pada gambar 2.2. Ada tiga bagian utama dalam bahasa pemrograman Arduino, yaitu

Struktur, Variabel, dan Fungsi. Berikut penjelasan dari masing-masing bagian [2].


7

Gambar 2.2 Perangkat lunak Arduino

2.1.1.1. Struktur Program Arduino

1. Kerangka Program

Kerangka Program arduino sangat sederhana terdiri dari dua blok.

Blok pertama adalah void setup(), dan blok kedua adalah void loop(). Blok

void setup() merupakan bagian inisialisasi program yang berisi kode

program yang hanya dijalankan sekali sesaat setelah Arduino dihidupkan

atau di-reset. Blok void loop() bagian berisi program yang dijalankan terus

menerus atau berulang.

2. Sintaks Program

Dalam kerangka program baik void setup() dan void loop() harus

disertakan tanda kurung kurawal buka ““ sebagai tanda awal program dan

tanda kurung kurawal tutup “” sebagai tanda akhir program pada blok

tersebut. Untuk menandai akhir baris kode program digunakan tanda titik

koma ‘;’ [2].

3. Kontrol Aliran Program

Kontrol aliran program meliputi instruksi-instruksi yang digunakan

untuk membuat percabangan dan perulangan. Instruksi percabangan

diantaranya adalah if, if-else, switch case, break, continue, return, dan

goto. Sedangkan instruksi perulangan diantaranya adalah for-loop, while-

loop, dan do-while-loop [2].


8

4. Operator

Operator aritmatika di arduino meliputi perkalian (*), pembagian (/),

penjumlahan (+), pengurangan (-), dan modulo (%). Modulo adalah

perhitungan untuk mendapatkan sisa hasil pembagian.

2.1.1.2. Variabel dan Tipe Data

Tabel 2.1. Tipe Data Variabel [2]

Tipe Data Ukuran Data Jangkauan Nilai

Boolean 1 bit True / False

Char 8 bit -128 s.d. 127

Byte 8 bit 0 s.d. 255

Int 16 bit -32768 s.d. 32767

Word 16 bit 0 s.d.65535

Long 32 bit -2147483648 s.d. 2147483647

Float 32 bit -3,4028235 x 1038 s.d. 3,4028235 x 1038

2.1.1.3. Fungsi

1. Input Output Digital

Ada tiga instruksi yang digunakan dalam input output digital, yaitu

pinMode(), digitalRead(), dan digitalWrite().

2. Input Output Analog

Secara umum hanya ada dua instruksi yang digunakan , yaitu

analogRead(), dan analogWrite(). Untuk membaca sinyal analog yang

masuk, digunakan instruksi analogRead(). Nilai input analog memiliki

jangkauan antara 0 hingga 1023.

3. Waktu

Ada empat instruksi yang digunakan dalam fungsi waktu, yaitu

millis(), micros(), delay(), delayMicroseconds().


9

4. Matematika

Ada beberapa instruksi yang digunakan dalam fungsi matematika,

yaitu min(), max(), abs(), constrain(), map(), pow(), sqrt(), dan 3 instruksi

dalam fungsi trigonometri, yaitu sin(), cos(), tan(), serta intruksi random(),

byte(), dan bit().

5. Komunikasi

Fungsi ini digunakan untuk berkomunikasi dengan komputer melalui

port serial. Kaki ATmega328 yang digunakan untuk fungsi ini adalah kaki

2 (RX) dan kaki 3 (TX). Beberapa instruksi yang digunakan adalah

begin(), available(), read(), print(), println(), dan write().

2.1.2. Mikrokontroler ATmega328

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai

masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus

dengan cara khusus. Mikrokontroler yang digunakan dalam perancangan “Piranti

Penuntun Penyandang Tunanetra dengan Indikasi Jarak Berbasis Arduino” ini adalah

ATmega328 yang sudah terpasang pada board Arduino Uno. Atmega328 memiliki

beberapa fitur sebagai berikut :

1. Mempunyai 32 kByte downloadable flash memory.

2. Mempunyai 1 kByte Electrically Erasable Programmable Read-Only

Memory (EEPROM) sebagai tempat penyimpanan data sementara

meskipun saat mikrokontroler tidak diberi tegangan.

3. Memiliki 2 kByte internal Static Random-AccesMemory (SRAM).

4. Mempunyai 2 Timer/Counter 8 bit dan 1 Timer/Counter 16 bit.

5. Frekuensi kerja sampai dengan 20 MHz.

6. Memiliki serial USART yang dapat diprogram.

7. Terdapat 23 pin I/O yang bisa diprogram.


10

Tabel 2.2. Konfigurasi dan Deskripsi Pin ATmega328 [4]

No. Pin Nama Pin Keterangan

7 VCC Sumber tegangan

8, 22 GND Ground

14, 15, 16,

17, 18, 19,

9, 10

Port B

(PB7:0)

Masing-masing pin pada Port B memiliki resistor pull-up

internal dan dapat digunakan sebagai 8 bit input dan output

digital. Pin PB6 dan pin PB7 terhubung dengan kristal osilator

16MHz sehingga tidak digunakan sebagai input atau output.

Pin PB1 - pin PB3 dapat digunakan sebagai output PWM.

23, 24, 25,

26, 27, 28

Port C

(PC5:0)

Masing-masing pin pada Port C memiliki resistor pull-up


digital.

1 PC6 /

RESET

Pin PC6 digunakan sebagai input reset sehingga tidak

digunakan sebagai input dan output.

2, 3, 4, 5,

6, 11, 12,

13

Port D

(PD7:0)

Masing-masing pin pada Port D memiliki resistor pull-up


digital. Pin PD3 dapat digunakan sebagai output PWM.

20 Avcc Sumber tegangan untuk konversi analog ke digital.

21 AREF Tegangan referensi untuk konversi analog ke digital.

Gambar 2.3 Konfigurasi pin ATmega168/ATmega328 pada Arduino Uno [5]


11

2.1.3. Rangkaian Reset

Pin reset pada mikrokontroler AVR adalah aktif low. Bila pin reset diberikan

pada logika rendah “low” akan mengakibatkan mikrokontroler dalam kondisi reset.

Tujuan dari reset pada mikrokontroler antara lain sebagai berikut [6]:

a. Melepas semua jalur, dan mengkondisikan semua pin (kecuali pin XTAL)

dalam keadaan awal (tri-state), menginisialisasi register I/O, dan mengubah

nilai counter dalam keadaan 0.

b. Mengkondisikan mikrokontroler dalam mode program.

Gambar 2.4 Diagram operasi untuk Reset eksternal [4]

Pin reset memiliki resistor internal pull-up. Tetapi dalam kondisi lingkungan

yang bising atau banyak gangguan, resistor internal tersebut tidak cukup berfungsi

dengan baik, dan reset dapat terjadi secara tidak terduga. Oleh sebab itu resistor

eksternal pull-up dibutuhkan untuk menjaga agar pin reset tidak berlogika 0 secara

tidak terduga. Resistor eksternal pull-up secara teori dapat bernilai berapa pun, tetapi

jika Atmel AVR diprogram dari STK500/AVRISP maka nilai resistor eksternal pull-

up yang direkomendasikan adalah 4.7kΩ atau lebih besar [6].

2.2. Sensor Jarak Ultrasonic PING)))

Sensor pendeteksi jarak dalam sistem “PIRANTI PENUNTUN PENYANDANG

TUNANETRA DENGAN INDIKASI JARAK BERBASIS ARDUINO” adalah sebuah

sensor ultrasonic PING))).Sensor ini memiliki karakteristik sebagai berikut ;

1. Tegangan masukan yang dibutuhkan adalah 5Volt DC.


12

2. Arus masukan minimal sebesar 30mA dan maksimal 35mA.

3. Rentang jarak yang dapat dideteksi adalah 2cm sampai dengan 300cm.

4. Input Trigger berupa pulsa TTL positif minimal 2µs.

5. Pulsa Echo berupa pulsa TTL positif dari 115µs sampai 18.5ms

6. Frekuensi burst sebesar 40kHz untuk 200µs.

7. Terdapat LED indikator untuk menunjukkan aktivitas sensor.

8. Memiliki tiga buah pin yang digunakan untuk supply tegangan (5VDC),

ground dan signal.

Gambar 2.5 Konfigurasi pin sensor ultrasonic PING))) [7]

Gambar 2.6 Diagram waktu sensor ultrasonic PING))) [7]


13

Prinsip kerja sensor ultrasonic PING))) dalam mendeteksi objek adalah dengan

memancarkan gelombang ultrasonic dan kemudian menangkap sinyal pantulan atau

gemanya. Dengan kendali host microcontroller (pemicu pulsa), sensor memancarkan

gelombang ultrasonic sebesar 40kHz. Gelombang tersebut melintas melalui udara dengan

kecepatan 1130 feet per second, menabrak sebuah objek dan kemudian memantulkan ke

sensor kembali [7].

Sensor ultrasonic PING))) memberikan output pulsa “high” pada pin SIG setelah

memancarkan gelombang ultrasonic. Ketika sinyal pantulan atau gema sudah terdeteksi,

maka sensor ultrasonic PING))) akan membuat pin SIG menjadi “low”. Lebar pulsa “high”

tersebut merupakan lama waktu gelombang ultrasonic yang dihitung sebagai dua kali jarak

objek, maka untuk menghitung jarak objek dapat dibuat dengan persamaan berikut :

𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑘 =𝑙𝑒𝑏𝑎𝑟 𝑝𝑢𝑙𝑠𝑎 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑢ℎ 𝑥 344.424𝑚/𝑠

2

Gambar 2.7 Cara kerja sensor ultrasonic PING))) [9]

2.3. Sound Device ISD2590

Sound device yang digunakan dalam sistem ini adalah sebuah ISD2590.

Komponen ISD2590 merupakan single-chip Record/Playback yang mampu merekam atau

memutar suara dengan durasi 90 detik. Di dalam sound device tersebut sudah memuat

berbagai perangkat tambahan yang dapat membantu dalam operasi perekaman dan pemutar

ulang suara. Perangkat tambahan itu berupa on-chip oscillator, microphone preamplifier,

Automatic Gain Control (AGC), antialiasing filter, amplifier speaker, dan high density

multi-level storage array [8].


14

Gambar 2.8 Block Diagram ISD2560/ISD2590 [8]

ISD2590 memiliki frekuensi sampling 5.3kHz. Setiap suara yang direkam akan

langsung disimpan ke dalam on-chip nonvolatile memory tanpa proses digitalisasi dan

pengompresan. Chip ISD2590 ini mampu menyimpan pesan suara hingga 100 tahun saat

chip tersebut dalam kondisi tidak diberi tegangan (zero-power message storage). Sebagai

tambahan, perangkat ini dapat merekam ulang suara hingga lebih dari seratus ribu kali.

2.3.1. Konfigurasi Pin pada ISD2590

Gambar 2.9 Konfigurasi pin ISD2560/ISD2590 [8]


15

2.3.2. Deskripsi Pin ISD2590

Tabel 2.3 Deskripsi Pin ISD2590

NAMA

PIN

NO. PIN KETERANGAN

SOIC/PDIP

Ax/Mx 1-10/1-7

Address/Mode Inputs:Address/Mode Inputs memiliki dua

fungsi bergantung pada level dari dua buah Most

Significant Bits (MSB) dari pin-pin alamat (A8 dan A9).

Jika salah satu atau kedua MSB dalam kondisi low, semua

masukan diinterpretasikan sebagai bit alamat dan

digunakan sebagai alamat awal untuk siklus perekaman

atau putar ulang.

Jika kedua MSB dalam kondisi high, Address/mode Inputs

diinterpretasikan sebagai Mode bits according untuk

Mode Operasional (Operational Mode). Ada 6 mode

operasi (M0...M6) dan memungkinkan untuk

menggunakan banyak mode operasional secara simultan.

AUX IN 11 Auxiliary Inputs : AUX IN digunakan untuk

menghubungkan sinyal playback dengan speaker.

VSSA,VSSD 13,12 Ground Inputs

SP+ / SP- 14/15 Speaker Outputs: Bagian yang terhubung dengan speaker

yang berfungsi mengeluarkan suara atau audio.

VCCA/VCCD 16,28 Voltage Input

MIC 17

Microphone Input : Microphone mentransfer sinyal

masukan menuju on-ship preamplifier. Rangkaian

Automatic Gain Control (AGC) mengontrol gain

preamplifier mulai dari -15 sampai 24dB.

MIC REF 18 Microphone Reference: Masukan MIC REF merupakan

masukan inverting untuk microphone preamplifier.


16

Tabel 2.3 Deskripsi Pin ISD2590 (lanjutan)

NAMA

PIN

NO. PIN KETERANGAN

SOIC/PDIP

AGC 19

Automatic Gain Control: AGC secara dinamis mengatur

gain dari preamplifier untuk mengimbangi level masukan

dari mikrofon. Dengan adanya AGC dapat meminimalkan

distorsi suara yang diekam.

ANA IN 20

Analog Input: Analog Input mentransfer sinyal masukan

analog pada chip untuk direkam. Untuk masukan

mikrofon, pin ANA OUT harus dihubungkan dengan pin

ANA IN melalui kapasitor eksternal.

ANA OUT 21 Analog Output: Preamplifier output.

OVF 22

Overflow: Untuk mengindikasikan bahwa piranti telah

terisi penuh dengan pesan (pesan berlebihan). Pulsa

rendah (low) dikeluarkan jika memori sudah sampai pada

akhir ruang terakhir yang ada pada memori.

CE 23

Chip Enable: Pin CE diberi kondisi low untuk

memberikan kondisi aktif atau enable agar semua operasi

perekaman dan putar ulang dapat dilakukan.

PD 24

Power Down: Ketika sedang merekam atau memutar

ulang hasil rekaman Pin PD harus dikondisikan high

untuk menempatkan perangkat dalam mode standby.

EOM 25

End-Of-Message: Untuk mengindikasikan bahwa

perangkat sedang beroperasi (merekam atau memutar

ulang). Output EOM akan mengeluarkan pulsa low untuk

TEOM pada saat akhir proses.

XCLK 26

External Clock Input: Merupakan pin masukan clock bila

membutuhkan clock dari luar rangkaian. Jika pin XCLK

tidak memerlukan clock dari luar maka pin ini harus

terhubung dengan ground.

P/R 27 Playback/Record: Pin ini digunakan untuk merekam atau

memutar ulang (playback/record).


17

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

Bab ini menjelaskan mengenai perancangan sistem “Piranti Penuntun Penyandang

Tunanetra dengan Indikasi Jarak Berbasis Arduino” terdiri dari Diagram Blok Sistem,

Perancangan Perangkat Keras dan Perancangan Perangkat Lunak.

3.1. Blok Diagram Sistem

Perancangan blok diagram sistem Piranti Penuntun Penyandang Tunanetra dengan

Indikasi Jarak ditunjukkan pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem

Berdasarkan blok diagram sistem di atas dapat dilihat bahwa mikrokontroler

ATmega328 yang terdapat pada board Arduino Uno berfungsi sebagai kontrol utama.

Arduino Uno ini terhubung dengan sebuah sensor jarak ultrasonic PING))) sebagai sensor

jarak dan sebuah Sound Device ISD2590 sebagai komponen pemutar suara. Jarak yang

terdeteksi oleh sensor kemudian diolah mikrokontroler dan dikeluarkan dalam bentuk suara.

Keseluruhan data suara tersebut disimpan dalam ISD2590 dan dikeluarkan dengan diatur

oleh Arduino Uno sesuai dengan jarak yang dideteksi oleh sensor jarak ultrasonic PING))).

Sensor

Ultrasonic 1

ISD2590 Speaker /

earphone

Sensor

Ultrasonic 2

Mikrokontroler

ATmega328

OUT

IN IN

IN

Tombol


18

3.2. Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras dari Piranti Penuntun Penyandang Tunanetra dengan

Indikasi Jarak ini terdiri atas 3 bagian yaitu Arduino Uno, sensor jarak ultrasonic PING))),

dan rangkaian pemutar suara menggunakan ISD2590. Sementara tombol pada perancangan

dihubungkan ke digital pin 2 pada board Arduino uno atau pin PD2 pada Atmega328P.

Tabel 3.1 Alokasi Pin Atmega328P dan Sensor ultrasonic PING)))

ATmega328 dan Sensor jarak ultrasonic PING)))

ATmega328 Sensor jarak ultrasonic PING)))

Nama Pin Nomor Pin Pin Sensor

PD7 13 Signal ultrasonic 1

PB0 14 Signal ultrasonic 2

Tabel 3.2 Alokasi Pin Atmega328 dan ISD2590

ATmega328 dan ISD2590

ATmega328 ISD2590

Nama Pin Nomor Pin Nama Pin Nomor Pin

PC5 28 A0 1

PC4 27 A1 2

PC3 26 A2 3

PC2 25 A3 4

PC1 24 A4 5

PC0 23 A5 6

PB5 19 A6 7

PB4 18 A7 8

PB3 17 CE 23

PB2 16 PD 24

3.2.1. Board Arduino Uno

Board Arduino Uno menggunakan sistem minimum dari mikrokontroler

ATmega328. Rangkaian osilator pada board Arduino menggunakan kristal 16MHz dan

dua buah kapasitor senilai 22pF. Penentuan nilai crystal oscillator sebesar 16MHz dan

kapasitor 22pF tersebut sesuai dengan datasheet [4]. Rangkaian board Arduino dengan

ATmega328 ditunjukkan pada gambar 3.2.


19

Gambar 3.2 Rangkaian Board Arduino dengan ATmega328

3.2.2. Sound Device ISD2590

ISD2590 merupakan IC yang digunakan untuk menyimpan suara-suara dalam

sistem piranti penuntun penyandang tunanetra ini. ISD2590 tersebut dapat menyimpan

suara selama 90 detik [8]. Gambar 3.3 merupakan gambar rangkaian dari ISD2590.

Nilai dari komponen kapasitor C1, C2, C3, C4, dan C5 serta komponen resistor R2 dan

R3 pada rangkaian disesuaikan dengan nilai yang terdapat pada typical aplication

circuit dalam datasheet [8].

Fungsi dari ISD2590 dalam sistem ini hanya sebagai penyimpan dan pemutar

suara saja. Sedangkan proses pemutaran suara akan diatur oleh mikrokontroler. Dalam

rangkaian ISD2590 ini tidak perlu ditambahkan penguat atau amplifier karena di dalam

perangkat ini sudah memuat penguat untuk speaker.

Dalam perancangan sistem piranti penuntun penyandang tunanetra ini IC suara

ISD2590 dioperasikan pada address bit yang berarti setiap kata yang direkam memiliki

alamat masing-masing yang berbeda. Penggunaan address bit dilakukan dengan cara

salah satu atau kedua Most Significant Bits (MSB) dari pin-pin alamat A8 dan A9

dikondisikan rendah atau low [8].


20

Gambar 3.3 Rangkaian ISD2590

Tabel 3.3 Alamat suara pada ISD2590

Kata Alamat (Address)

A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 HEX

Nol 0 0 0 0 0 1 1 1 7

Satu 0 0 0 0 1 1 1 0 E

Dua 0 0 0 1 0 1 0 1 15

Tiga 0 0 0 1 1 1 0 0 1C

Empat 0 0 1 0 0 0 1 1 23

Lima 0 0 1 0 1 0 1 0 2A

Koma 0 0 1 1 0 0 0 1 31

Meter 0 0 1 1 1 0 0 0 38

Hati-hati 0 0 1 1 1 1 1 1 3F

Jarak 0 1 0 0 1 0 0 0 48

Lebih 0 1 0 0 1 1 1 1 4F

Dari 0 1 0 1 0 0 0 0 50


21

ISD2590 memiliki total waktu perekaman selama 90 detik dan kapasitas 600

alamat [8]. Agar data berupa suara yang sudah direkam tidak bertumpuk dengan suara

yang akan direkam, diperlukan pembagian waktu perekaman yang tepat yaitu durasi

90 detik dibagi dengan 600 alamat sehingga diperoleh 0.15 detik. Dalam perancangan

ini dibutuhkan waktu 1 detik untuk satu kali perekaman suara, maka alamat yang

diperlukan untuk satu kali perekaman adalah 6.66667 alamat sehingga dibulatkan

menjadi 7 alamat.

Gambar 3.4 Rangkaian perekaman suara menggunakan ISD2590

Perekaman suara pada ISD2590 dilakukan dengan menggunakan rangkaian seperti

pada Gambar 3.4. Nilai dari komponen kapasitor C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, dan C8 serta

komponen resistor R11, R2, R3, R4, dan R5 pada rangkaian disesuaikan dengan nilai yang

terdapat pada typical aplication circuit dalam datasheet [8]. Diagram alir perekaman suara

mengacu pada Gambar 3.8. Proses memasukkan alamat dari A0 sampai dengan A9

dilakukan dengan mengatur saklar pada DIP Switch dan alamat penyimpanan suara mengacu

pada Table 3.3.


22

3.3. Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak untuk sistem ini berupa diagram alir yang dapat dilihat

pada gambar 3.6. Suatu diagram alir akan mempermudah dalam pembuatan program dalam

mikrokontroler.

Dalam perancangan sstem Piranti Penuntun Penyandang Tunanetra dengan Indikasi

Jarak ini, program akan dimasukkan ke dalam mikrokontroler Atmega328 yang terdapat di

board Arduino Uno. Program yang dibuat harus sesuai dengan alur diagram agar sistem yang

dibuat dapat berjalan sesuai dengan keinginan.

Start

Inisilisasi input/

output

Pembacaan

Sensor

Ultrasonic 1

Pembacaan

Sensor

Ultrasonic 2

Tombol 1

ditekan ?

Tidak

Ya

Deteksi jarak

benda

Deteksi jarak

benda

Gambar 3.5 Diagram alir sistem

Proses pertama yang dilakukan adalah menginisialisasi semua input dan output yang

ada. Setelah itu sensor ultrasonic PING))) akan mendeteksi keberadaan benda dalam

jangkauan deteksi sensor tersebut. Saat tombol 1 pada tongkat tidak ditekan maka sensor

ultrasonic 1 atau sensor yang terpasang pada rompi akan melakukan pendeteksian benda.

Sensor tersebut berfungsi untuk mendeteksi jarak yang ada di depan. Apabila tombol ditekan

maka sensor ultrasonic 2 atau sensor yang terpasang pada tongkat akan melakukan

pendeteksian benda. Gambar 3.6 menunjukkan diagram alir proses pembacaan sensor.


23

Mulai

Delay 2µs

Delay 5µs

Atur pin13

sebagai output

Atur pin output

menjadi Low

Atur pin output

menjadi High

Atur pin output

menjadi Low

Tunggu sinyal

echo

Waktu sinyal

echo < 18.5ms

Jarak = waktu tempuh sinyal *

344.424 / 2

Atur pin13

sebagai input

ret

Ya

Tidak

Gambar 3.6 Diagram alir pembacaan sensor

Langkah awal dari proses pembacaan sensor adalah atur salah satu pin sebagai

output kemudian atur pin tersebut menjadi logika rendah atau low. Memberikan logika low

diawal proses bertujuan untuk memastikan tidak ada sinyal echo yang masuk ke dalam

mikrokontroler dari proses pembacaan sebelumya. Langkah selanjutnya adalah memberikan

delay dan membuat pin output berlogika high selama 5μs. Pulsa high tersebut merupakan

pulsa pemicu yang digunakan sensor untuk memancarkan gelombang ultrasonic. Setelah pin

output diberikan logika high selama 5μs langkah berikutnya adalah mengatur pin output

menjadi logika low untuk membaca sinyal echo.

Sesaat setelah sensor memancarkan gelombang ultrasonic, pin SIGNAL pada sensor

akan memberikan pulsa high. Oleh sebab itu, pin yang semula merupakan output harus

diubah menjadi pin input dengan tujuan untuk membaca sinyal pantulan atau echo dari

gelombang ultrasonic yang telah dipancarkan. Ketika sinyal echo telah diterima oleh sensor


24

maka pin SIGNAL akan belogika low. Lebar sinyal high dari pin SIGNAL tersebut

merupakan lama waktu gelombang ultrasonic yang akan dikonversi menjadi jarak.

Apakah sensor

mendeteksi jarak

>3.1m

Ya

Tidak

Mulai

Apakah sensor

mendeteksi jarak

2.9m - 3.1m

Ya

Tidak

Apakah sensor

mendeteksi jarak

2.6m – 2.4m

Ya

Tidak

Apakah sensor

mendeteksi jarak

1.9m - 2.1m

Ya

Playback

suara

Playback

suara

Playback

suara

Playback

suara

Apakah sensor

mendeteksi jarak >

1.6m – 1.4m

Ya

Tidak

Apakah sensor

mendeteksi jarak

0.9m - 1.1m

Ya

Tidak

Apakah sensor

mendeteksi jarak

0.6m – 0.4m

Ya

Tidak

Apakah sensor

mendeteksi jarak

<0.4m

Ya

Playback

suara

Playback

suara

Playback

suara

Playback

suara

ret

Gambar 3.7 Diagram alir deteksi benda

Keluaran dari Piranti Penuntun Penyandang Tunanetra berupa suara. Output suara

tersebut berupa jarak yang dideteksi oleh sensor dengan jarak deteksi maksimal 3 meter dan

minimal 0.5 meter dengan interval jarak 0.5 meter. Agar sistem dapat berjalan dengan baik

dan suara dapat dikeluarkan dengan baik pula maka jarak pendeteksian benda diganti dengan

range. Bila sensor mendeteksi benda dengan jarak antara 3.1 meter sampai 2.9 meter maka

alat ini akan mengeluarkan suara 3 meter. Ketika sensor mendeteksi benda dengan jarak

antara 2.6 meter sampai 2.4 meter maka alat ini akan mengeluarkan suara 2.5 meter.

Demikian seterusnya bila sensor mendeteksi jarak antara 0.6 meter sampai 0.4 meter maka

piranti ini akan mengeluarkan suara 0.5 meter. Bila sensor mendeteksi jarak benda kurang


25

dari 0.4 meter maka suara yang akan diputar adalah “hati-hati”. Proses playback suara

ditampilkan pada Gambar 3.9.

3.4. Proses Record dan Playback

Proses record atau perekaman bertujuan untuk menyimpan sinyal audio atau suara

ke dalam memori ISD2590. Penyimpanan suara dilakukan dengan mengubah sinyal analog

menjadi data-data digital. Data yang telah disimpan tersebut akan diputar ulang sesuai

dengan perintah mikrokontroler. Proses playback dan record ditunjukkan pada gambar 3.7.

Langkah-langkah perekaman suara ke dalam IC ISD2590 adalah sebagai berikut :

1. Menentukan alamat dari ISD2590 yang akan diisi suara terlebih dahulu. Alamat-

alamat yang akan direkam dalam perancangan ini mengacu pada Tabel 3.3.

2. Proses pengisian suara dilakukan dengan memberikan logika rendah atau low pada

pin Chip Enable Input (CE) dan pada pin Playback/Record Input (P/R) secara

bersama-sama.

3. Berikan input berupa suara melalui mikrofon pada sistem ISD2590.

4. Setelah selesai merekam berikan logika tinggi atau high pada pin Power Down Input

(PD).

Mulai

Atur pin P/R

“low”

Atur pin PD

“low”

Atur pin CE

“low”

Atur alamat

pada ISDMasukan suara

Atur pin PD

“high”

Atur pin CE

“high”

Selesai

Gambar 3.8 Diagram alir proses merekam suara


26

Proses playback atau pemutaran ulang suara dilakukan dengan menentukan alamat

suara pada ISD2590 yang akan diputar, dalam perancangan ini mengacu pada Tabel 3.3.

Kemudian berikan logika rendah atau low pada pin Chip Enable Input (CE) dan logika tinggi

atau high pada pin Playback/Record Input (P/R). Setelah proses playback selesai, maka

secara otomatis suara akan berhenti.

Mulai

Atur pin P/R

“high”

Atur pin PD

“low”

Atur pin CE

“low”

Atur alamat

pada ISD

Dengarkan suara

hasil rekaman

Atur pin PD

“high”

Atur pin CE

“high”

Selesai

Gambar 3.9 Diagram alir proses putar ulang suara


27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini menjelaskan implementasi perancangan penelitian dan hasil pengamatan

beserta pembahasannya untuk mengetahui kesesuaian antara perancangan dan penelitian.

4.1 Implementasi Alat

Ada beberapa perubahan antara perancangan dan implementasi perangkat keras.

Pada rangkaian ini tidak digunakan Board Arduino tetapi hanya menggunakan IC

ATmega328 saja yang terdapat pada Board Arduino. Hal tersebut dilakukan karena IC

ATmega328 pada Board Arduino sudah terisi bootloader sehingga dapat langsung

dipindahkan ke rangkaian dengan menambah crystal 16MHz, kapasitor 22pF dan resistor

10kΩ seperti yang ditampilkan pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Rangkaian Bootloader [17]

Piranti Penuntun Penyandang Tunanetra dengan Indikasi Jarak Berbasis Arduino

mempunyai dua buah buah komponen utama, yaitu sebuah rompi dan sebuah tongkat. Dalam

dua komponen tersebut terpasang masing-masing sebuah sensor ultrasonic seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 4.2 dan Gambar 4.3.


28

Gambar 4.2 Rompi dan Tongkat Penuntun Bagian Luar

Tabel 4.1 Keterangan Gambar Rompi dan Tongkat Penuntun Bagian Luar

No. Nama Komponen Keterangan

1 Speaker Komponen yang mengeluarkan suara

2 Sensor ultrasonic 1 Sebagai pendeteksi jarak

3 Sensor ultrasonic 2 Sebagai pendeteksi jarak

4 Tombol Mengganti pembacaan sensor

5 Kabel Menghubungkan rongkat dengan rompi

Pembacaan sensor pada alat ini dilakukan secara bergantian dengan cara menekan

tombol pada bagian tongkat. Bila tombol ditekan maka pendeteksian jarak akan dilakukan

1

2

3

4

5


29

oleh sensor yang terpasang pada tongkat. Namun bila tombol pada tongkat tidak ditekan

maka pendeteksian jarak akan dilakukan oleh sensor yang terpasang pada rompi.

Gambar 4.3 Rompi Penuntun Bagian Dalam

Tabel 4.2 Keterangan Gambar Rompi dan Tongkat Penuntun Bagian Dalam

Nomor Keterangan

1 Saku penyimpanan baterai

2 Baterai yang digunakan (lipo 7,2 volt )

3 Saku penyimpanan rangkaian mikrokontroler dan ISD2590

4 Rangkaian mikrokontroler dan ISD2590

5 Sensor ultrasonic

2 4

5

1

3


30

Perangkat keras dari piranti penuntun penyandang tunanetra ditampilkan pada

Gambar 4.3. Dalam rangkaian tersebut terdapat sebuah minimal sistem dari arduino uno dan

ISD2590 yang berfungsi sebagai perekam, penyimpan, dan pemutar suara. Alat ini dapat

berfungsi pada tegangan 5 Volt DC. Tegangan yang dihasilkan berasal dari sebuah baterai

Lithium Polymer (Lipo) yang dapat diisi ulang, sehingga alat ini cukup fleksibel untuk

dibawa.

Gambar 4.4 Rangkaian ISD2590 dan ATmega328

Tabel 4.3 Keterangan Gambar Rangkaian ISD2590 dan ATmega328

No. Nama Kompenen Keterangan

1 ISD2590 Untuk menyimpan suara

2 Mikrokontroler ATmega 326 Kontrol utama dari sistem

3 Tombol reset Untuk mereset mikrokontroler

4 Socket 2 pin Untuk menghubungkan tombol dengan pin

pada mikrokontroler

1

2

3

5 6 7

11

10

9

8

4


31

Tabel 4.3 (Lanjutan) Keterangan Gambar Rangkaian ISD2590 dan ATmega328

No. Nama Kompenen Keterangan

5 Kapasitor 22pF Salah satu komponen dalam rangkaian osilator

sistem mikrokontroler ATmega328

6 Kristal 16MHz Salah satu komponen dalam rangkaian osilator


7 Kapasitor 22pF Salah satu komponen dalam rangkaian osilator


8 TBlock 2 pin Untuk input tegangan dari baterai

9 Socket 3 pin Untuk menghubungkan sensor ultrasonic yang

dipasang pada rompi dengan pin pada

mikrokontroler

10 Socket 3 pin Untuk menghubungkan sensor ultrasonic yang

dipasang pada tongkat dengan pin pada

mikrokontroler

11 Socket 2 pin Untuk menghubungkan speaker dengan pin

pada ISD2590

Dalam perangkat keras ini ATmega328 ditambahkan rangkaian osilator dengan

menggunakan kristal 16MHz dan dua buah kapasitor senilai 22pF. Rangkaian ISD2590

menggunakan komponen kapasitor dan resistor yang nilainya disesuaikan dengan nilai

yang terdapat pada typical aplication circuit dalam datasheet.

4.2 Pengujian Alat

Pengujian alat berguna untuk mendapatkan data-data spesifikasi atau mendapatkan

titik pengukuran dari alat yang telah dibuat sehingga akan mempermudah menganalisa

kesalahan dan kerusakan yang akan terjadi pada saat alat ini bekerja.

4.2.1 Pengujian Hasil Perekaman Suara

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah kata-kata yang direkam dalam

ISD2590 sudah sesuai dengan perancangan. Data alamat suara yang direkam dalam

ISD2590 ditunjukkan pada tabel 4.4.


32

Tabel 4.4 Alamat Suara yang Disimpan Dalam ISD2590

Kata Alamat (Address)

A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 HEX

Nol 0 0 0 0 0 1 1 1 7

Satu 0 0 0 0 1 1 1 0 E

Dua 0 0 0 1 0 1 0 1 15

Tiga 0 0 0 1 1 1 0 0 1C

Empat 0 0 1 0 0 0 1 1 23

Lima 0 0 1 0 1 0 1 0 2A

Koma 0 0 1 1 0 0 0 1 31

Meter 0 0 1 1 1 0 0 0 38

Hati-hati 0 0 1 1 1 1 1 1 3F

Jarak 0 1 0 0 1 0 0 0 48

Lebih 0 1 0 0 1 1 1 1 4F

Dari 0 1 0 1 0 0 0 0 50

Data pada tabel 4.4 merupakan alamat kata-kata yang disimpan dalam ISD2590.

Dari data tersebut alamat yang disimpan dalam ISD2590 sudah sesuai dengan apa yang

sudah dirancang pada bab sebelumnya.

4.2.2 Pengujian Ketepatan Suara dengan Jarak

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui ketepatan suara yang diputar dengan

jarak yang dideteksi oleh sensor. Berikut ini merupakan tabel keluaran suara dengan

jarak yang dideteksi sensor yang dipasang pada rompi.

Tabel 4.5 Suara yang Dihasilkan Ketika Sensor pada Rompi Mendeteksi Benda

Range Jarak

(meter) Output Suara Gambar Sinyal Keluaran Suara

< 0,4 Hati-hati


33

Tabel 4.5 (Lanjutan) Suara yang Dihasilkan Ketika Sensor pada Rompi Mendeteksi Benda

Range Jarak


0,4 – 0,6 Nol koma lima meter

0,9 – 1,1 Satu meter

1,4 – 1,6 Satu koma lima meter

1,9 – 2,1 Dua meter

2,4 – 2,6 Datu koma lima meter

2,9 – 3,1 Tiga meter

> 3,1 Jarak lebih dari tiga meter

Pengujian ketepatan suara dengan jarak tidak hanya dilakukan pada sensor yang

dipasang pada rompi saja. Pengujian tersebut juga dilakukan pada sensor yang dipasang

pada tongkat untuk mengetahui kesesuian jarak yang dideteksi sensor dengan suara yang

dihasilkan. Berikut ini merupakan tabel keluaran suara dengan jarak yang dideteksi

sensor yang dipasang pada tongkat.


34

Tabel 4.6 Suara yang Dihasilkan Ketika Sensor pada Tongkat Mendeteksi Benda

Range Jarak


< 0,4 Hati-hati

0,4 – 0,6 Nol koma lima meter

0,9 – 1,1 Satu meter

1,4 – 1,6 Satu koma lima meter

1,9 – 2,1 Dua meter

2,4 – 2,6 Datu koma lima meter

2,9 – 3,1 Tiga meter

> 3,1 Jarak lebih dari tiga meter

Dari data pengujian ketepatan suara yang ditunjukkan pada tabel 4.5 dan tabel

4.6, suara yang dihasilkan dari piranti ini sudah sesuai dengan jarak yang dideteksi oleh

sensor baik yang dipasang pada rompi maupun yang dipasang pada tongkat. Piranti

penuntun penyandang tunanetra ini sudah mampu mengeluarkan suara yang sesuai


35

dengan jarak yang dideteksi oleh sensor. Setiap kata yang direkam memiliki pola sinyal

keluaran suara yang berbeda-beda antara kata yang satu dengan kata yang lain. Kata

“nol” akan berbeda bentuk sinyalnya dari kata “satu” dan kata-kata lain yang disimpan

dalam ISD2590. Gambar 4.5 menunjukkan pola sinyal dari kata “nol”. Pola sinyal dari

kata “nol” tersebut berbeda dari pola kata “satu” seperti yang ditunjukkan pada gambar

4.6.

Gambar 4.5 Pola Sinyal Dari Kata Nol Gambar 4.6 Pola Sinyal Dari Kata Satu

Gambar 4.7 Pola Sinyal Dari Kata Dua Gambar 4.8 Pola Sinyal Dari Kata Tiga

Gambar 4.9 Pola Sinyal Dari Kata Lima Gambar 4.10 Pola Sinyal Dari Kata Koma


36

Gambar 4.11 Pola Sinyal Dari Kata Meter Gambar 4.12 Pola Sinyal Dari Kata jarak

Gambar 4.13 Pola Sinyal Dari Kata Lebih Gambar 4.14 Pola Sinyal Dari Kata Dari

Gambar 4.15 Pola Sinyal Dari Kata Hati-hati

Bentuk dan pola sinyal dari kata “hati-hati” seperti yang ditampilkan pada

gambar 4.15 lebih panjang dari pola sinyal kata-kata lain. Hal tersebut terjadi karena

kata “hati-hati” terdiri dari dua buah kata sedangkan kata lain yang disimpan dalam

ISD2590 hanya terdiri dari satu buah kata. Diperlukan waktu yang lebih lama untuk

mengeluarkan suara “hati-hati” sehingga polanya menjadi lebih panjang dari pola kata-

kata lainnya.

Dalam pengujian jarak oleh sensor terdapat perbedaan jarak antara sensor yang

dipasang pada rompi dan tongkat dengan jarak yang diukur dengan alat ukur berupa


37

meteran. Pada tabel 4.7 ditunjukan perbedaan jarak yang dideteksi oleh sensor yang

dipasang pada rompi dengan sensor yang dipasang pada tongkat.

Tabel 4.7 Jarak yang diukur oleh sensor pada rompi dan sensor pada tongkat

Jarak yang

diukur

(meter)

Jarak yang terukur sensor Error jarak yang diukur dengan

jarak yang terukur sensor

pada rompi

(meter)

pada tongkat

(meter) pada rompi

(%)

pada tongkat

(%)

0,4 0,396 0,399 1,00 0,25

0,6 0,603 0,61 0,50 1,67

0,9 0,898 0,89 0,22 1,11

1,1 1,11 1,105 0,91 0,45

1,4 1,404 1,406 0,29 0,43

1,6 1,616 1,602 1,00 0,13

1,9 1,908 1,904 0,42 0,21

2,1 2,11 2,11 0,48 0,48

2,4 2,406 2,402 0,25 0,08

2,6 2,618 2,616 0,69 0,62

2,9 2,914 2,905 0,48 0,17

3,1 3,121 3,108 0,68 0,26

Rata-rata 0,58 0,49

Tabel 4.6 menunjukan bahwa rata-rata error antara jarak yang diukur dengan

jarak yang dideteksi sensor pada rompi adalah 0,58%. Selisih juga terjadi pada jarak

yang diukur dengan jarak yang dideteksi sensor pada tongkat. Rata-rata error yang

didapat adalah 0,49%. Selisih pengukuran jarak ini disebabkan karena masalah

pengukuran yang kurang akurat dan waktu pembacaan sensor.

4.2.3 Pengujian Respons Time

Pengujian ini dilakukan untuk menentukan langkah dari pengguna piranti ini.

Pengujian dilakukan dengan cara menghitung waktu saat sensor ultrasonic mendeteksi


38

beda sampai dengan piranti ini selesai mengeluarkan suara. Pada tabel 4.8 ditunjukkan

respons time dari piranti penuntun penyandang tunanetra ini.

Tabel 4.8 Respons Time Piranti Penuntun Penyandang Tunanetra

No. Suara yang dikeluarkan Waktu (detik)

1 Jarak lebih dari tiga meter 4,15

2 Tiga meter 1,85

3 Dua koma lima meter 3,4

4 Dua meter 1,78

5 Satu koma lima meter 3,38

6 Satu meter 2,15

7 Nol koma lima meter 3,82

8 Hati-hati 2,64

Tabel 4.8 menunjukkan waktu yang dibutuhkan piranti ini saat sensor mulai

mendeteksi benda sampai dengan piranti ini selesai mengeluarkan suara. Setiap suara

yang dikeluarkan memiliki waktu yang berbeda antara suara yang satu dengan suara

yang lain. Hal tersebut terjadi karena setiap suara yang dikeluarkan memiliki jumlah

kata yang berbeda.

Ketika pengguna alat ini atau user berjalan dengan normal dalam suatu ruangan

dan suara yang keluar dari speaker adalah “jarak lebih dari tiga meter” maka user dapat

berjalan dengan aman. Waktu yang dibutuhkan untuk mengeluarkan suara “jarak lebih

dari tiga meter” adalah 4,15 detik. Selama waktu tersebut user dapat melangkah

sebanyak lima langkah dan jarak yang terdetaksi oleh sensor adalah satu meter sehingga

suara yang dikeluarkan oleh speaker adalah ”satu meter”. Hal tersebut berarti jarak

antara 3 meter sampai dengan jarak 1,5 meter tidak diputar suaranya karena waktu

pemutaran suara “jarak lebih dari tiga meter” yang lebih lama dari pemutaran suara yang

lain yang direkam dalam ISD2590.

Supaya jarak antara 3 meter sampai dengan jarak 1,5 meter dapat diputar

suaranya, pengguna alat ini harus berjalan sedikit lebih lambat dan mengambil langkah

kaki yang tidak terlampau jauh. Saat suara yang keluar dari speaker adalah “jarak lebih

dari tiga meter” pengguna alat ini disarankan untuk berjalan maksimal dua langkah dan


39

berhenti sejenak sampai suara yang dikeluarkan speaker selesai. Ketika suara yang

dikeluarkan speaker selesai dan setelah ditunggu beberapa saat namun tidak ada suara

lagi yang dikeluarkan sebaiknya user mengambil langkah maju atau mundur sedikit

supaya sensor dapat mendeteksi jarak yang telah ditentukan dalam program.

Apabila suara yang dikeluarkan berupa jarak user disarankan untuk berjalan satu

langkah saja dan berhenti sejenak dan menunggu sampai suara yang dikeluarkan selesai.

Setelah suara yang dikeluarkan sudah selesai user dapat berjalan kembali satu langkah

pendek. Saat suara yang dikeluarkan oleh speaker adalah “nol koma lima meter” user

sebaiknya berhenti dan berbelok karena objek yang dideteksi oleh sensor sudah dekat.

4.2.4 Pengujian Tombol

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah tombol sudah berfungsi

dengan baik. Dalam sistem ini rangkaian tombol menggunakan resistor pull down,

artinya bila tombol ditekan maka tegangan keluran akan berlogika high atau mendekati

VCC. Dalam sistem ini tegangan sumber yang digunakan adalah tegangan DC 5 Volt.

Namun bila tombol tidak ditekan maka tegangan keluarannya akan berogika low.

Rangkaian resistor pull down ditunjukkan pada gambar 4.16.

Gambar 4.16 Rangkaian Tombol


40

Tabel 4.9 Implementasi Tegangan Keluaran Sesuai Dengan Kondisi Tombol

Kondisi Tombol Tegangan Keluaran

Ditekan 4,93 Volt

Tidak Ditekan 0,00 Volt

Data yang diperoleh pada tabel 4.9 merupakan hasil implementasi saat tombol

ditekan dan tombol tidak ditekan. Pengujian tombol tersebut menunjukkan bahwa saat

tombol ditekan tegangan keluaran adalah 4.93 Volt. Hasil yang didapat ini sudah sesuai

dengan teori bahwa tegangan keluarannya mendekati VCC atau tegangan masukan

sistem.

4.3 Perangkat Lunak

Perangkat lunak atau program pada mikrokontroler dibuat untuk menujang kinerja

dari sistem piranti penuntun penyandang tunanetra itu sendiri. Dalam sistem ini terdapat

sebuah program utama dan sembilan buah subprogram. Program utama berisi inisalisasi

input dan output, pembacaan jarak oleh sensor, dan pemilihan sensor oleh tombol.

Sedangkan masing-masing subprogram berisi perintah untuk mengeluarkan suara dari

ISD2590.

Inisialisasi input output dilakukan dengan tujuan agar semua input dan output dapat

dibaca oleh mikrokontroler. Setiap pin yan digunakan dalam sistem diatur apakah pin

tersebut digunakan sebagai input atau sebagai output dengan perintah pinMode(). Program

inisialisasi input dan output ditunjukkan pada gambar 4.17.

Gambar 4.17 Inisialisasi Input dan Output


41

Program pemilihan sensor oleh tombol berfungsi unuk memilih sensor mana yang

jaraknya akan dikeluarkan oleh speaker. Jika tombol tidak ditekan maka speaker akan

mengeluarkan suara berupa jarak yang didetaksi oleh sensor yang dipasang pada rompi.

Tetapi bila tombol ditekan maka suara yang dikeluarkan speaker adalah jarak yang dideteksi

oleh sensor yang dipasang pada tongkat. Program pemilihan sensor ditunjukkan pada

gambar 4.18.

Gambar 4.18 Program Pemilihan Sensor

Jarak yang dideteksi oleh sensor tidak semua dapat dikeluarkan suaranya. Suara yang

dapat dikeluarkan alat ini adalah berupa jarak 0.5 meter sampai 3 meter dengan interval 0.5

meter.

Gambar 4.19 Program Pendeteksian Benda


42

Setiap jarak yang akan dikeluarkan suaranya diberi range jarak 10cm ke atas dan ke

bawah dengan tujuan untk mempermudah proses pendeteksian benda. Sebagai contoh bila

suara yang akan dikeluarkan adalah 3 meter maka di dalam program dibuat jarak minimal

deteksi adalah 2.9 meter dan jarak maksimal deteksi sebesar 3.1 meter. Kemudian untuk

mengeluarkan suara 3 meter program akan melompat ke sub program “tiga_m( )”. Program

pedeteksian benda ditunjukkan pada gambar 4.19.

Proses awal program pembacaan sensor adalah dengan membuat pin mikrokontroler

yang terhubung dengan pin Signal pada sensor menjadi pin output. Kemudian berikan sinyal

High selama 5 microseconds untuk memicu sensor agar sensor mengeluarkan gelombang

ultrasonic. Sebelum memberikan sinyal High perlu diberikan sinyal Low terlebih dahulu

untuk menghilangkan sinyal High dari proses pembacaan sensor sebelumnya. Langkah

selanjutnya adalah membuat pin mikrokontroler yang terhubung dengan pin Signal pada

sensor menjadi pin input dengan tujuan untuk membaca sinyal pantulan (echo).

Konversi dari waktu tempuh sinyal menjadi jarak dilakukan dengan cara jarak

tempuh total sinyal dibagi dengan kecepatan suara lalu dibagi lagi dengan dua. Dalam hal

ini kecepatan suara yang bernilai 344.424m/s diubah menjadi 29 microseconds per

centimeter [11] untuk mempermudah konversi waktu menjadi jarak. Program pembacaan

jarak oleh sensor ditunjukkan pada gambar 4.20.

Gambar 4.20 Program Pembacaan Jarak oleh Sensor

Subprogram dalam sistem ini digunakan untuk mempermudah proses memutar suara.

Terdapat Sembilan buah subprogram dalam sistem ini, delapan subprogram diantaranya

berfungsi untuk mengeluarkan suara dari setiap jarak yang didetaksi oleh sensor. Sedangkan


43

sebuah subprogram lain berfungsi untuk mematikan fungsi dari ISD2590. Bila jarak yang

dideteksi sensor tidak sesuai dengan program maka ISD2590 akan disable atau tidak

mengeluarkan suara.

Gambar 4.21 Program Pemutaran Suara Tiga Meter

Gambar 4.22 Program Disable ISD2590

ISD2590 dioperasikan dalam mode address bit artinya setiap kata yang disimpan dan

direkam memiliki alamat masing-masing. Karena suara disimpan dalam alamat masing-

masing proses pemutaran ulang suara juga dilakukan dengan memanggil alamat suara sesuai


44

dengan aamat dimana suara tersebut disimpan. Sebagai contoh untuk mengeluarkan suara

tiga meter maka hanya perlu memanggil alamat dimana kata “tiga” dan kata “meter” tersebut

disimpan. Proses pemutaran suara tiga meter ditunjukkan pada gambar 4.21. Pada saat jarak

yang dideteksi oleh sensor tidak sesuai dengan jarak yang diatur pada program, maka

ISD2590 akan disable atau tidak mengeluarkan suara. Program pada mikrokontroler dibuat

dengan cara mengunakan subprogram seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.22.


45

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari program piranti penuntun penyandang tunanetra

dengan indikasi jarak berbasis arduino ini adalah :

1. Sistem sudah dapat mengeluarkan output berupa suara yang sesuai jarak yang

dideteksi oleh sensor.

2. Sinyal keluaran dari setiap output suara memiliki pola yang berbeda antara

output suara yang satu dengan yang lainya.

3. Program pembacaan sensor telah mampu menghitung jarak benda yang

dideteksi dengan rata-rata error 0,58% untuk sensor pada rompi dan 0,49%

untuk sensor pada tongkat.

4. Pengguna piranti ini harus berjalan perlahan satu langkah dan berhenti

menunggu sampai suara yang dikeluarkan oleh speaker selesai untuk

kemudian melangkahkan kaki kembali.

5.2. Saran

Penelitian ini masih memiliki kekurangan diantaranya adalah pengkoneksian tongkat

dengan rompi yang cukup sulit karena konektor berada di bagian belakang rompi. Untuk

mengatasi kekurangan tersebut maka diperlukan beberapa saran sebagai berikut :

1. Konektor rompi dan tongkat dapat dipindah atau diganti supaya mudah

memasangnya.

2. Rompi dan tongkat dapat diganti dengan piranti lain yang lebih mudah untuk

digunakan.

3. Dapat ditambahkan sensor lain yang dapat mendeteksi kemiringan seperti

saat menuruni atau menaiki tangga.


46

DAFTAR PUSTAKA

[1] AN, Satria. 2012. Bantu Tunanetra, Mahasiswa UGM Kembangkan Peta Taktual

dan Blind Sonar.

http://www.ugm.ac.id/index.php?page=rilis&artikel=4767, diakses 5 November 2012

[2] Artanto, Dian. 2012. Interaksi Arduino dan LabView. PT Elex Media Komputindo.

Jakarta

[3] Igoe, Tom. 2010. Arduino Uno.

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno, diakses 26 November 2012

[4] ------, 2009. Datasheet ATmega48PA/88PA/168PA/328P. Atmel.

[5] Mellis, David A.. 2007. ATmega168/328-Arduino Pin Mapping

http://arduino.cc/en/Hacking/PinMapping168, diakses 26 November 2012

[6] ------, 2010. AVR042: AVR Hardware Design Considerations. Atmel.

[7] ------, 2006. PING)))TM Ultrasonic Distance Sensor (#28015). Parallax.

[8] ------, 1998. ISD 2560/75/90/120 Product. ChipCoder Technology by ISD.

[9] Pratama, Hadijaya, Erik Haritman, Tjetje Gunawan. 2012. Akuisisi Data Kinerja

Sensor Ultrasonic Berbasis Sistem Komunikasi Serial Menggunakan Mikrokontroler

ATmega 32. Jurusan Pendidikan Teknik Elektro, Universitas Pendidikan Indonesia.

Bandung.

[10] -------, 2013. PING))) Ultrasonic Distance Sensor.

http://www.parallax.com/Store/Sensors/ObjectDetection/tabid/176/CategoryID/51/

List/0/SortField/0/Level/a/ProductID/92/Default.aspx, diakses 30 Januari 2013

[11] Igoe, Tom. 2011. PING Ultrasonic.

http://arduino.cc/en/Tutorial/Ping, diakses 4 Februari 2013

[12] Subandi. 2006. Alat Bantu Mobilitas untuk Tuna Netra Berbasis Elektronik, Jurusan

Teknik Elektro, Institut Sains dan Teknologi AKPRIND. Yogyakarta.


http://www.ugm.ac.id/index.php?page=rilis&artikel=4767

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

http://arduino.cc/en/Hacking/PinMapping168

http://www.parallax.com/Store/Sensors/ObjectDetection/tabid/176/CategoryID/51/%20List/0/SortField/0/Level/a/ProductID/92/Default.aspx

http://www.parallax.com/Store/Sensors/ObjectDetection/tabid/176/CategoryID/51/%20List/0/SortField/0/Level/a/ProductID/92/Default.aspx

http://arduino.cc/en/Tutorial/Ping

47

[13] Prawiroredjo, Kiki dan Nyssa Asteria. 2008. Detektor Jarak dengan Sensor

Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler. JETri Vol. 7, Nmr 2, hlm 41-52. Dosen jurusan

Teknik Elektro FTI, Universitas Trisakti. Jakarta.

[14] Sofyan, A., M. Amir, dan Yulhenri. 2005. Termometer Badan Dengan Output Suara

Untuk Orang Buta Berbasis Mikrokontroler MCS-51. Fakultas Teknologi Industri,

Institut Sains dan Teknologi Nasional. Jakarta.

[15] Wiharto, Holy Lydia. 2008. Thermometer Badan Digital dengan Keluaran Suara

Berbasis Mikrokontroler AVR 8535. Fakultas Teknik, Universitas 17Agustus 1945.

Surabaya.

[16] Arief, Fahmi Fardian., Muchlas., Tole Sutikno. 2008. Kompas Digital dengan Output

Suara Berbasis Mikrokontroler AT89S52. Program Studi Teknik Elektro, Universitas

Ahmad Dahlan. Yogyakarta.

[17] Mellis, David A.. 2007. ATmega168/328-From Arduino to a Microcontroller on a

Breadboard.

http://arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadboard, diakses 13 Juli 2013


http://arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadboard

LAMPIRAN


L2

SKEMATIK RANGKAIAN


L3

LISTING PROGRAM ARDUINO

long cm=0;

const int tombol=2;

const int ping = 8;

const int ping1= 7;

const int A_0 = A5;

const int A_1 = A4;

const int A_2 = A3;

const int A_3 = A2;

const int A_4 = A1;

const int A_5 = A0;

const int A_6 = 13;

const int A_7 = 12;

const int Enable = 10;

const int Pdown = 11;

void setup()

Serial.begin(9600);

pinMode(tombol, INPUT);

pinMode(A_0, OUTPUT);








pinMode(Enable, OUTPUT);

pinMode(Pdown, OUTPUT);

void loop()

int baca=digitalRead(2);

if(baca==HIGH)

cm=jarak(ping);

else

cm=jarak(ping1);

if(cm>=310)

lebih_dari();

else


L4

kosong();

if(cm>=290 && cm<310)

tiga_m();

else

kosong();

if(cm>=240 && cm<260)

dua_koma();

else

kosong();

if(cm>=190 && cm<210)

dua_m();

else

kosong();

if(cm>=140 && cm<160)

satu_koma();

else

kosong();

if(cm>=90 && cm<110)

satu_m();

else

kosong();

if(cm>=40 && cm<60)

nol_koma();

else

kosong();

if(cm<40)

kurang_dari();

else

kosong();

delay(500);


L5

//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//

void lebih_dari()

// jarak > 3meter -----------------------------------------------

// "jarak"

digitalWrite(Enable, HIGH);

digitalWrite(Pdown, HIGH);

delay(10);

digitalWrite(A_0, HIGH);

digitalWrite(A_1, LOW);







delay(10);

digitalWrite(Enable, LOW);

digitalWrite(Pdown, LOW);

delay(700);

// "lebih"



delay(10);









delay(10);



delay(700);

// "dari"



delay(10);









L6


delay(10);



delay(700);

// "tiga"



delay(10);









delay(10);



delay(750);

// "meter"



delay(10);









delay(10);



delay(800);



void tiga_m()

// 3meter ------------------------------------------------------

// "tiga"



delay(10);


L7









delay(10);



delay(750);

// "meter"



delay(10);









delay(10);



delay(800);



void dua_koma()

// 2.5meter ----------------------------------------------------

// "dua"



delay(10);









delay(10);


L8



delay(825);

// " koma"



delay(10);









delay(10);



delay(825);

// "lima"



delay(10);









delay(10);



delay(650);

// "meter"



delay(10);










L9

delay(10);



delay(800);



void dua_m()

// 2meter ------------------------------------------------------

// "dua"



delay(10);









delay(10);



delay(825);

// "meter"



delay(10);









delay(10);



delay(800);



void satu_koma()


L10

// 1.5meter ----------------------------------------------------

// "satu"



delay(10);









delay(10);



delay(875);

// "koma"



delay(10);









delay(10);



delay(800);

// "lima"



delay(10);









delay(10);



L11


delay(650);

// "meter"



delay(10);









delay(10);



delay(800);



void satu_m()

// 1meter ------------------------------------------------------

// "satu"



delay(10);









delay(10);



delay(875);

// "meter"



delay(10);





L12






delay(10);



delay(800);



void nol_koma()

// 0.5meter ----------------------------------------------------

// "nol"



delay(10);









delay(10);



delay(825);

// "koma"



delay(10);









delay(10);



delay(800);


L13

// "lima"



delay(10);









delay(10);



delay(650);

//"meter"



delay(10);









delay(10);



delay(800);



void kurang_dari()

// hati-hati ----------------------------------------------------

// "hati-hati"



delay(10);







L14




delay(10);



delay(1250);



void kosong()

// kosong ----------------------------------------------------



delay(10);









delay(10);

//--------------------------------------------------------------

long jarak(int pingpin)

long duration,cm;

pinMode(pingpin, OUTPUT);

digitalWrite(pingpin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(pingpin, HIGH);

delayMicroseconds(5);

digitalWrite(pingpin, LOW);

pinMode(pingpin, INPUT);

duration = pulseIn(pingpin, HIGH);

cm = duration/29/2;

return cm;


Documents

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI filealat ini merupakan jarak yang terdeteksi oleh sensor yang terpasang pada rompi dan tongkat. Sistem ini telah dicoba untuk mendeteksi benda