1. Pemantauan kondisi kendaraan sebagai salah satu
faktor pengambilan keputusan pengendara dalam berkendara.
2. Deteksi kemungkinan kecelakaan kendaraan berdasarkan
kecepatan, jarak objek dengan kendaraan, serta malfungsi sistem akibat overheating
dan getaran berlebih pada kendaraan.
3.
Pengaturan kecepatan kendaraan listrik dengan PWM
to voltage.
2.1.Perangkat Keras
Perangkat
keras yang digunakan dalam pengaturan pengaturan kecepatan kendaraan, peringatan jarak aman kendaraan dan deteksi
kemungkinan kecelakaan mengunakan sensor ultrasonik, mpu, pir, AM2302, dan
vibration sensor adalah
sebagai berikut:
1.
Sensor ultrasonik
Sensor ultrasonik adalah
perangkat yang mengukur jarak dengan memancarkan gelombang suara pada frekuensi
ultrasonik dan kemudian mendeteksi pantulannya dari suatu objek.
Sensor ini bekerja berdasarkan
prinsip pantulan gelombang suara. Gelombang ultrasonik dipancarkan dari sensor
untuk dipantulkan kembali ketika
mengenai objek. Waktu tempuh gelombang dari sensor ke objek dan kembali lagi
dihitung, kemudian digunakan untuk menentukan jarak dari objek.
Gambar 3.1. Sensor ultrasonik.
2.
Magnetic pick-up (MPU) speed sensor
MPU speed sensor adalah
sensor yang mendeteksi kecepatan putaran melalui induksi magnetik yang
dihasilkan oleh benda bergerak yang melewati medan magnet.
Sensor ini terdiri dari
kumparan kawat dan magnet permanen. Ketika objek bergerak melewati medan
magnet, perubahan medan magnet menghasilkan arus listrik di dalam kumparan
(prinsip induksi elektromagnetik). Frekuensi arus ini berbanding lurus dengan
kecepatan objek yang bergerak.
Gambar 3.2. Magnetic pick-up (MPU) speed sensor.
3.
AM2302 (DHT22)
AM2302 atau DHT22 adalah sensor
digital yang mengukur suhu dan kelembapan udara dengan akurasi tinggi.
Sensor ini menggunakan
kapasitor dan resistor thermistor untuk mengukur kelembapan dan
suhu. Data diambil secara digital melalui komunikasi satu kabel dengan
mikrokontroler
Gambar 3.3. Sensor Suhu dan kelembapan AM2302.
4.
Passive infra-red (PIR)
PIR adalah perangkat yang
mendeteksi gerakan berdasarkan perubahan radiasi inframerah di sekitarnya.
Sensor ini terdiri dari
piroelektrik yang merespons perubahan radiasi inframerah. Ketika ada perubahan
dalam pola radiasi (misalnya, ketika seseorang bergerak), sensor mengeluarkan
sinyal listrik sebagai respons.
Gambar 3.4. Passive infra-red (Sensor PIR).
5.
Vibration sensor
Vibration sensor atau sensor getaran adalah
perangkat yang mendeteksi getaran atau gerakan fisik pada suatu objek
Sensor ini bekerja berdasarkan
prinsip piezoelektrik, di mana material piezoelektrik menghasilkan tegangan
ketika mengalami tekanan atau getaran.
Gambar 3.5. Vibration sensor.
6.
LED
Light Emitting
Diode (LED) adalah komponen semikonduktor yang memancarkan cahaya ketika arus
listrik mengalir melaluinya.
Komponen ini bekerja berdasarkan prinsip elektroluminensi, di mana
elektron dan hole bertemu di dalam bahan semikonduktor, menghasilkan
cahaya.
Gambar 3.6. Light emitting diode (LED).
7.
Buzzer
Buzzer adalah perangkat yang
menghasilkan suara atau bunyi ketika diberi tegangan listrik.
Komponen ini bekerja
berdasarkan prinsip piezoelektrik atau elektromagnetik, di mana tegangan
listrik menyebabkan diafragma atau elemen piezoelektrik bergetar dan
menghasilkan suara
Gambar 3.7. Buzzer.
8.
Brushless motor DC
Motor Brushless DC (BLDC) adalah sebuah perangkat elektromekanis yang mengubah energi
listrik menjadi gerakan mekanis melalui interaksi medan magnet dan arus
listrik. Berbeda dengan motor DC konvensional yang menggunakan sikat dan
komutator untuk mengubah arah arus, motor BLDC tidak memiliki sikat fisik.
Sebagai gantinya, motor ini mengandalkan elektronika dan kontrol digital untuk
mengatur arus listrik ke lilitan yang sesuai pada stator guna menciptakan medan
magnet yang menggerakkan rotor.
Prinsip dasar motor BLDC didasarkan pada hukum
elektromagnetisme dan prinsip Faraday tentang induksi elektromagnetik.
Motor ini terdiri dari dua komponen utama yaitu:
a.
Stator
Bagian stator memiliki kelompok lilitan yang ditempatkan
secara strategis dalam posisi tertentu. Ketika arus listrik dialirkan melalui
lilitan-lilitan ini, mereka menciptakan medan magnet tetap yang bersifat
polaritas tetap pada stator.
b.
Rotor
Rotor merupakan bagian yang bergerak di dalam medan
magnet stator. Rotor umumnya terdiri dari magnet permanen atau magnetik yang
dapat diinduksi. Medan magnet rotor akan berinteraksi dengan medan magnet
stator dan mengalami gaya tarik atau tolak yang menyebabkan rotor berputar.
Proses kerja motor BLDC tergantung pada urutan dan pola
arus yang diterapkan pada lilitan-lilitan stator. Kontrol elektronik memantau
posisi rotor dan mengubah pola arus secara tepat untuk menjaga rotor bergerak
sesuai dengan keinginan. Ini memungkinkan pengendalian yang lebih presisi atas
putaran rotor dan memungkinkan aplikasi yang memerlukan akurasi tinggi dalam
kendali posisi dan kecepatan
Gambar 3.8. Brushless motor.
9.
PWM to voltage
PWM (Pulse Width Modulation)
to Voltage adalah teknik untuk mengubah sinyal PWM menjadi tegangan DC
yang bervariasi.
Sinyal PWM dengan lebar pulsa
yang bervariasi dikonversi menjadi tegangan analog menggunakan rangkaian
penyaring (filter) RC. Tegangan keluaran proporsional dengan duty cycle
dari sinyal PWM.
Tabel 3.1. Bentuk sinyal PWM berdasarkan persentase duty
cycle diberikan.
|
Duty cycle |
Bentuk pulsa sinyal |
|
0 % |
 |
|
10 % |
 |
|
30 % |
 |
|
50 % |
 |
|
80 % |
 |
|
100 % |
 |
10. Brushless motor controller
Brushless Motor Controller adalah perangkat yang mengatur
operasi motor BLDC, termasuk kecepatan, arah, dan torsi.
Kontroller ini menggunakan
teknik PWM untuk mengatur arus yang mengalir ke lilitan stator sesuai dengan
posisi rotor, yang biasanya ditentukan oleh sensor Hall atau metode sensorless.
Tabel
3.2. Penjelasan terminal pada BLDC controller yang digunakan.
|
No |
Nama |
Warna |
Fungsi |
|
1 |
Phase-Wire |
Biru |
Phase-wire digunakan untuk
menghubungkan tiga fase motor BLDC dengan kontroler. Kabel ini membawa arus
listrik ke motor untuk mengendalikan putaran dan arahnya. |
|
2 |
Phase-Wire |
Hijau |
Phase-wire digunakan untuk
menghubungkan tiga fase motor BLDC dengan kontroler. |
|
3 |
Phase-Wire |
Kuning |
Phase-wire digunakan untuk
menghubungkan tiga fase motor BLDC dengan kontroler. |
|
4 |
Throttle-Wire |
Biru, Hitam, Ungu |
Throttle wire adalah kabel yang
digunakan untuk menghubungkan pengendali gas atau throttle dengan kontroler.
Ini memungkinkan pengendali untuk mengatur kecepatan motor. |
|
5 |
Power Supply |
Merah |
Kabel ini digunakan untuk
menghubungkan kontroler dengan sumber daya listrik, seperti
baterai atau sumber daya eksternal. |
|
6 |
Power Supply |
Hitam |
Kabel ini digunakan untuk menghubungkan kontroler
dengan sumber daya listrik, seperti baterai atau sumber daya eksternal,. |
|
No |
Nama |
Warna |
Fungsi |
|
7 |
Reverse-Wire |
Abu-abu, Hitam |
Kabel mundur digunakan untuk menghubungkan sakelar atau
tombol mundur dengan kontroler, memungkinkan pengendara untuk mengubah arah
putaran motor menjadi mundur. |
|
8 |
Study-Wire |
Putih |
Kabel ini dapat digunakan untuk mengaktifkan mode
pembelajaran atau pengaturan pada kontroler, yang memungkinkan pengguna untuk
menyesuaikan beberapa parameter kendali motor. |
|
9 |
Circuit Signal Wire |
Orange |
Kabel ini digunakan untuk menghubungkan kontroler
dengan berbagai sensor atau perangkat lain dalam sirkuit, seperti sensor
kecepatan atau sensor posisi. |
|
10 |
LCD Instrument Wire |
Ungu |
Kabel ini digunakan untuk menghubungkan kontroler
dengan layar LCD atau panel instrumen, yang dapat menampilkan informasi
tentang status motor dan kontrol. |
|
11 |
Alarm-Wire |
Merah, Biru, Kuning |
Kabel alarm digunakan untuk menghubungkan kontroler
dengan sistem alarm atau indikator keselamatan, yang dapat memberikan
peringatan dalam situasi darurat atau kondisi tertentu. |
|
12 |
Hall-Wire |
Hitam, Biru, Merah, Hijau |
Kabel Hall digunakan untuk menghubungkan sensor Hall
dengan kontroler. Sensor Hall mendeteksi posisi rotor motor, yang
penting untuk mengontrol putaran motor dengan akurat. |
|
No |
Nama |
Warna |
Fungsi |
|
13 |
Key Switch |
Merah |
Kabel ini menghubungkan sakelar kunci atau tombol
pengunci yang digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan kontroler
motor. |
|
14 |
Low Brick Wire |
Hitam, Putih |
Ini mungkin mengacu pada kabel yang menghubungkan
kontroler dengan baterai rendah atau sistem perlindungan baterai ketika daya
baterai rendah. |
|
15 |
Three Gears Speed Wire |
Merah, Hijau, Kuning |
Kabel ini dapat digunakan untuk menghubungkan
pengendali ke kontroler yang memiliki tiga tingkat kecepatan yang dapat
diatur. |
|
16 |
Circuit Ground Wire |
Hitam |
Ini adalah kabel ground yang digunakan untuk
menghubungkan kontroler ke ground atau tanah sirkuit, untuk memastikan
tegangan listrik yang stabil. |
|
17 |
High Brick Wire |
Kuning |
Ini mungkin mengacu pada kabel yang menghubungkan
kontroler dengan baterai tinggi atau sistem perlindungan baterai ketika daya
baterai tinggi. |
|
18 |
Alarm Power Supply Wire |
Merah. Hitam |
Kabel ini digunakan untuk memberikan daya pada sistem
alarm yang terhubung dengan kontroler. |
Gambar 3.9. BLDC controller.
11. Power supply (PSU 48V)
Power Supply Unit (PSU) 48V adalah sumber daya
listrik yang menyediakan tegangan 48V DC untuk mengoperasikan perangkat
elektronik.
PSU mengubah tegangan AC dari
jaringan listrik menjadi tegangan DC stabil yang dibutuhkan oleh perangkat
elektronik.
Gambar 3.10. Power supply 48V.
12. Arduino Uno R3
Arduino IDE (Integrated
Development Environment) adalah perangkat lunak yang digunakan untuk
menulis, mengedit, dan mengunggah kode ke papan mikrokontroler Arduino.
Mikrokontroler ini memiliki 8-bit dengan 32 KB memori flash,
2 KB RAM, dan beragam fitur I/O yang dapat digunakan untuk mengontrol berbagai
perangkat elektronik. Papan ini juga dilengkapi dengan port USB untuk
mengunggah kode dan komunikasi dengan komputer, serta berbagai pin input/output
(I/O) yang dapat digunakan untuk menghubungkan sensor, aktuator, dan perangkat
eksternal lainnya. Arduino Uno R3 WiFi juga kompatibel dengan berbagai papan
perluasan Arduino yang tersedia di pasaran, dan sebagai platform
pengembangan terbuka, pengguna memiliki akses penuh terhadap perangkat keras
dan perangkat lunaknya.
Tabel 3.3. Jenis Pin dan Fungsi pada Arduino UNO.
|
No |
Jenis |
Lokasi |
Fungsi |
|
1 |
Vin |
Vin |
Input tegangan
ke Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal. |
|
2 |
Power |
5V |
Catu daya yang digunakan untuk board
mikrokontroller bertegangan 5 volt. |
|
No |
Jenis |
Lokasi |
Fungsi |
|
3 |
Power |
3.3V |
Catu daya yang digunakan untuk board
mikrokontroller bertegangan 3.3 volt. |
|
4 |
Ground |
GND |
Sebagai ground pada Arduino. |
|
5 |
Reset |
Reset |
Mengatur ulang miktrokontroler. |
|
6 |
PIN Analog |
A0, A1, A2, A3, A4, A5 |
Untuk memberikan input analog 0-5V. |
|
7 |
PIN Digital |
PIN 0-13 |
Dapat digunakan sebagai PIN input atau output
digital. |
|
8 |
Serial |
0 (RX), 1 (TX) |
Untuk menerima atau transmisi data serial TTL. |
|
9 |
Interupsi Eksternal |
2, 3 |
Sebagai pemicu interupsi. |
|
10 |
PWM |
3, 5, 6, 9, 11 |
Memasok 8-bit PWM output. |
|
11 |
SPI |
10 (SS), 11 (MOSI), 12
(MISO), 13 (SCK) |
Sebagai komunikasi SPI. |
|
12 |
LED |
13 |
Untuk mengaktifkan lampu LED. |
|
13 |
TWI |
A4 9SDA), A5 (SCA) |
Sebagai komunikasi TWI. |
|
14 |
AREF |
AREF |
Memberikan tegangan acuan pada output. |
Gambar 3.11. Arduino uno R3.
2.2.Perangkat Lunak
Dalam
menunjang sistem yang diaplikasikan, perangkat lunak yang digunakan dalam
pengaturan pengaturan kecepatan
kendaraan, peringatan jarak aman kendaraan dan deteksi kemungkinan kecelakaan
mengunakan sensor ultrasonik, mpu, pir, AM2302, dan
vibration sensor adalah
sebagai berikut:
1.
Arduino IDE
Arduino IDE adalah Arduino IDE adalah software
yang digunakan untuk memprogram dan mengembangkan perangkat berbasis platform
Arduino. Platform Arduino adalah platform open-source yang
populer dalam dunia elektronika dan pengembangan perangkat keras (hardware).
Bahasa pemograman Arduino menggunakan bahasa pemograman C
yang sangat luas digunakan oleh programmer. Bahasa C merupakan salah satu
Bahasa komputer yang digunakan untuk membuat ataupun mengembangkan suatu software.
Sehingga tata tulis dalam pemograman Arduino sama dengan bahasa C. Pemograman
dengan menggunakan bahasa C tersebut akan mempermudah dalam hal membuat
struktur algoritma dalam penulisan pemograman.
Gambar 3.12. Tampilan antarmuka arduino IDE.
2.
Proteus
Proteus adalah sebuah aplikasi simulasi yang digunakan untuk merancang
dan menguji berbagai rangkaian elektronika secara virtual sebelum
diimplementasikan secara fisik. Aplikasi ini sangat berguna bagi para insinyur
elektronika dan desainer yang ingin mengembangkan dan menguji berbagai proyek
elektronika tanpa harus langsung membangun prototipe fisiknya.
Dalam Proteus, pengguna dapat membuat dan mensimulasikan rangkaian
elektronika yang kompleks, termasuk mikrokontroler, sensor, aktuator, dan
berbagai komponen elektronika lainnya. Proteus juga menyediakan berbagai
komponen standar yang dapat digunakan pengguna, serta memungkinkan untuk melakukan import komponen-komponen tambahan.
4.1.
Pengujian Pengaturan Kecepatan Kendaraan
Pengaturan kecepatan kendaraan menggunakan PWM (Pulse Width Modulation)
adalah metode yang sering digunakan dalam sistem kontrol motor dalam
mengendalikan kecepatan putar suatu motor. Kecepatan putaran dari motor umumnya
dituliskan dalam satuan rotation per minute (RPM) yang berarti frekuensi
putaran motor dalam satu menit. PWM mengontrol kecepatan motor dengan mengubah
lebar pulsa dari sinyal listrik yang diberikan ke motor. Prinsip kerja PWM
melibatkan pengubahan duty-cycle, yaitu persentase waktu ketika sinyal berada
dalam kondisi on (hidup) dibandingkan dengan kondisi 0ff (mati)
dalam satu periode.
Di mana nilai duty-cycle pada pengaturan kecepatan
motor listrik dapat dihitung melalui persamaan berikut:
Duty-Cycle=((t on)/T) x 100%
Di mana,
t on = Waktu sinyal aktif
T
=
Periode total
Kecepatan motor BLDC berbanding lurus dengan duty cycle dari
sinyal PWM. Semakin besar duty cycle yang diberikan, semakin tinggi
kecepatan motor.
Dalam pengujian yang dilakukan pada pengaturan kecepatan kendaraan
berdasarkan PWM to voltage didapatkan hasil sebagai berikut:
Tabel 4.1. Luaran tegangan dan RPM berdasarkan PWM diberikan.
|
PWM Diberikan |
Tegangan Berdasarkan
Serial Monitor (V) |
RPM Tanpa Beban |
|
0 |
0.00 |
0.00 |
|
10 |
0.20 |
0.00 |
|
20 |
0.39 |
0.00 |
|
30 |
0.59 |
0.00 |
|
40 |
0.78 |
0.00 |
|
50 |
0.98 |
0.00 |
|
PWM Diberikan |
Tegangan Berdasarkan
Serial Monitor (V) |
RPM Tanpa Beban |
|
60 |
1.18 |
2.90 |
|
70 |
1.37 |
118.80 |
|
80 |
1.58 |
227.50 |
|
90 |
1.76 |
266.70 |
|
100 |
1.96 |
267.40 |
|
150 |
2.94 |
395.60 |
|
170 |
3.33 |
395.80 |
|
200 |
3.92 |
395.80 |
|
250 |
4.90 |
396.00 |
|
255 |
5.00 |
396.20 |
.png)
Gambar 4.1. Grafik luaran RPM berdasarkan persentase duty
cycle.
4.2.
Pengujian Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik digunakan untuk mengukur jarak objek di depan
kendaraan. Sensor ini bekerja dengan mengirimkan gelombang suara ultrasonik dan
mengukur waktu yang dibutuhkan untuk gelombang tersebut kembali setelah
memantul dari objek.
Pengukuran jarak objek menggunakan sensor ultrasonik dapat dijelaskan
lebih lanjut menggunakan persamaan matematis dalam perhitungan jarak benda
melalui pantulan gelombang suara sebagai berikut:
Jarak=(waktu tempuh x kecepatan suara)/2
Kecepatan suara di Udara pada
suhu 20o Celcius adalah 343 m/s.
Berdasarkan pengujian sensor
ultrasonik, sistem mampu menentukan jarak objek dan menampilkannya pada serial monitor.
Gambar 4.2. Tampilan serial monitor pembacaan jarak sensor
ultrasonik.
4.3.
Pengujian Magnetic Pick-up (MPU) Speed Sensor
MPU speed sensor digunakan untuk mengukur kecepatan putaran roda
kendaraan. Sensor ini bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik di
mana perubahan medan magnet menghasilkan arus listrik dalam kumparan. Dalam pengujian komponen MPU,
sensor dipasang pada roda kendaraan dan frekuensi putaran diukur untuk
menentukan kecepatan kendaraan.
Pengukuran kecepatan kendaraan
dapat dihitung menggunakan persamaan matematis sebagai berikut:
v=2Ï€rf/60
Di mana,
v = Kecepatan linier
r =
Radius roda
f = Frekuensi putar
Dalam pengujian magnetic
pick-up (MPU) speed sensor sensor mampu melakukan pengukuran
kecepatan kendaraan pada prototipe kendaraan listrik.
Tabel 4.2. Rerata kecepatan terukur oleh sensor saat roda dalam keadaan tidak aktif.
|
Rerata
Hasil Kecepatan Saat Motor Tidak Aktif (km/h) |
|
0,074665179 |
Tabel 4.3. Rerata kecepatan terukur saat roda berputar dengan kondisi
BLDC terhubung pada study-wire.
|
Rerata
Kecepatan Motor (km/h) |
|
10,53941176 |
%20speed%20sensor.png)
Gambar 4.3. Tampilan serial monitor hasil pembacaan kecepatan
putar roda magnetic pick-up (MPU) speed sensor.
4.4.
Pengujian AM2302 (DHT22)
Sensor AM2302 mengukur suhu dan kelembapan udara secara digital. Data ini
digunakan untuk mendeteksi overheating pada kendaraan yang dapat
menyebabkan malfungsi sistem.
Sensor AM2302 ditempatkan di
dalam kendaraan untuk mengukur suhu secara terus-menerus. Data dikirimkan ke
mikrokontroler untuk dianalisis.
Pada pengujian AM2302
(DHT22), sensor diuji dengan membandingkan hasil pengukuran suhu AM2302 dan
HTC-2 Thermohygrometer.
Tabel
4.4. Perbandingan pengukuran suhu melalui sensor AM2302 dengan referensi.
|
AM2302 (oC) |
Referensi (oC) |
|
31.3 |
31.7 |
|
31.8 |
31.7 |
|
31.8 |
31.7 |
|
31.8 |
31.7 |
|
31.8 |
31.7 |
.png)
Gambar 4.4. Grafik perbandingan pengukuran suhu dengan
referensi.
Berdasarkan hasil pengujian suhu yang dilakukan, sensor AM2302 mampu melakukan pengukuran
suhu secara akurat dengan persentase error di bawah 5%.
Gambar 4.5. Tampilan serial monitor hasil pengujian sensor AM2302.
4.5.
Pengujian PIR
Sensor PIR dipasang pada kendaraan untuk mendeteksi gerakan di bagian belakang dan memberikan peringatan jika
terdapat suatu objek yang masuk dalam jangkauan sensor.
Berdasarkan hasil pengujian PIR
yang dilakukan, PIR mampu mendeteksi adanya objek secara digital.
Gambar 4.6. Tampilan serial monitor hasil pengujian PIR.
4.6.
Pengujian Vibration Sensor
Vibration sensor mendeteksi getaran yang dapat menunjukkan potensi
masalah mekanis atau kecelakaan akibat getaran berlebihan pada kendaraan.
Sensor getaran dipasang pada
bagian kendaraan yang rentan terhadap getaran untuk mendeteksi perubahan
kondisi sistem yang mencurigakan akibat getaran.
Berdasarkan hasil pengujian vibration
sensor, sensor mampu melakukan pengukuran frekuensi getaran pada sistem.
Tabel
4.5. Klasifikasi getaran mesin kendaraan.
|
Klasifikasi Getaran |
Pemberian Angka |
X |
Y |
Z |
|
Tidak aktif |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Normal |
1 – 99 |
1, 2, 3, 4, 5, 6 |
1, 2, 3, 5, 6 |
-2, -1, 0, 1, 2 |
|
Tinggi |
100 - 150 |
7, 8 |
7, 8, 9 |
-3, -5, 3, 5 |
|
Bahaya |
>150 |
9, dst. |
10, dst. |
< -5, > 5 |
Gambar 4.7. Tampilan serial monitor hasil pengujian vibration
sensor.
A.
Master
|
#include <Keypad.h> #include <LiquidCrystal.h>
const int pwmPin = 3; const int greenLED = 13; // Ubah pin untuk
LED hijau const int yellowLED = 6; const int redLED = 5;
LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 9, 8, 7); // RS, E, D4, D5,
D6, D7
const byte ROWS = 4; const byte COLS = 3; char keys[ROWS][COLS] = { {'1','2','3'}, {'4','5','6'}, {'7','8','9'}, {'*','0','#'} }; byte rowPins[ROWS]
= {A0,
A1, A2, A3}; byte colPins[COLS]
= {A4,
A5, 2};
Keypad keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);
void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(pwmPin, OUTPUT); pinMode(greenLED, OUTPUT); pinMode(yellowLED, OUTPUT); pinMode(redLED, OUTPUT); lcd.begin(16, 2); }
void loop() { static int pwmValue = 0; // Membuat pwmValue menjadi variabel statis char key = keypad.getKey(); if (key != NO_KEY) { switch(key) {
case
'1':
pwmValue = 60;
break;
case
'2':
pwmValue = 70;
break;
case
'3':
pwmValue = 80;
break;
case
'4':
pwmValue = 100;
break;
case
'5':
pwmValue = 200;
break;
case
'6':
pwmValue = 255;
break;
case
'0':
case
'#':
case
'*':
pwmValue = 0;
break; } analogWrite(pwmPin, pwmValue); } //
Clear any remaining characters in Serial buffer while (Serial.available() > 0) { Serial.read(); } lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Speed: "); lcd.print(pwmValue); // pwmValue dapat
diakses di sini lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Dist: "); delay(500); if (Serial.available() > 0) { int temperature = Serial.parseInt(); int vibration = Serial.parseInt(); int distance = Serial.parseInt(); int pir = Serial.parseInt(); if (temperature > 50 &&
vibration > 120) {
digitalWrite(redLED, HIGH); } else {
digitalWrite(redLED, LOW); } if (temperature > 50 || vibration > 120 || distance < 30 || pir) {
digitalWrite(yellowLED, HIGH); } else {
digitalWrite(yellowLED, LOW); } if (temperature < 50 &&
vibration < 120
&& distance > 30 && !pir) {
digitalWrite(greenLED, HIGH); } else {
digitalWrite(greenLED, LOW); } } }
|
B.
Slave
|
#include
<Wire.h> #include
<DHT.h> #include
<NewPing.h> #include
<LiquidCrystal.h>
#define
DHTPIN
2 #define
DHTTYPE
DHT22 #define
TRIGGER_PIN
3 #define
ECHO_PIN
4 #define
PIR_PIN
5 #define
MPU_PIN
6
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); NewPing sonar(TRIGGER_PIN,
ECHO_PIN); int vibrationPin = A0; int pirPin = PIR_PIN; int mpuPin = MPU_PIN;
LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 9, 8, 7); // RS, E, D4, D5, D6, D7
void setup() { Wire.begin(); dht.begin(); pinMode(PIR_PIN, INPUT); pinMode(MPU_PIN, INPUT); lcd.begin(16, 2); // Set the LCD size (16 characters and 2
lines) }
void loop() { float temperature = dht.readTemperature(); int vibration = analogRead(vibrationPin); int distance = sonar.ping_cm(); int pir = digitalRead(pirPin); int mpuSpeed = digitalRead(mpuPin); Wire.beginTransmission(9); // address of Master Arduino Wire.write((uint8_t*)&temperature, sizeof(temperature)); Wire.write((uint8_t*)&vibration, sizeof(vibration)); Wire.write((uint8_t*)&distance, sizeof(distance)); Wire.write((uint8_t*)&pir, sizeof(pir)); Wire.endTransmission(); // Display data on LCD lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Temp: "); lcd.print(temperature); lcd.print("C"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Dist: "); lcd.print(distance); lcd.print("cm"); delay(500); }
|
Rangkaian
simulasi system disimulasikan menggunakan perangkat lunak proteus, rangkaian
ini mencakup pengujian keandalan dan kompabilitas sistem sebelum sistem
diaplikasikan dalam prototipe nyata dalam pengujian pengaturan kecepatan kendaraan, peringatan jarak aman kendaraan dan
deteksi kemungkinan kecelakaan mengunakan sensor ultrasonik, MPU, PIR, AM2302 (DHT22) dan vibration sensor.
Prinsip
Kerja Rangkaian
Sistem pengaturan kecepatan dan deteksi kecelakaan kendaraan ini
memanfaatkan dua unit Arduino Uno yang berkomunikasi melalui port RX dan TX,
serta mengintegrasikan lima sensor utama, yaitu:
1. sensor
ultrasonik
2. sensor PIR
3. sensor
getaran
4. sensor suhu
dan kelembapan AM2303 (DHT22)
5. sensor
kecepatan MPU (magnetic pick-up sensor).
Master Arduino berperan
dalam mengelola pengaturan kecepatan kendaraan melalui PWM, menyalakan
indikator visual (lampu LED merah, kuning, dan hijau), mengaktifkan buzzer
sebagai alarm, dan menampilkan informasi penting pada LCD. Sementara itu, Slave
Arduino bertugas membaca data dari kelima sensor dan mengirimkan data tersebut
ke Master Arduino.
Pengaturan kecepatan
kendaraan diatur oleh Master Arduino menggunakan PWM pada PIN 9, dengan masukan
dari pengguna melalui keypad yang terdiri dari 3 kolom dan 4 baris (12
tombol). Setiap tombol pada keypad mewakili nilai PWM yang berbeda,
seperti tombol 1 untuk PWM 60, tombol 2 untuk PWM 70, hingga tombol 6 untuk PWM
255. Tombol *, 0, dan # berfungsi untuk mematikan motor dengan memberikan PWM
0.
Indikator visual pada sistem ini terdiri dari tiga lampu LED dengan warna
merah, kuning, dan hijau yang dikendalikan oleh Master Arduino
berdasarkan data dari sensor yang dibaca oleh Slave Arduino. Lampu merah
akan menyala jika sensor suhu DHT22 mendeteksi suhu lebih dari 50°C atau sensor
getaran mendeteksi nilai lebih dari 120, serta jika kecepatan kendaraan
melebihi 200 PWM dan sensor ultrasonik mendeteksi objek dalam jarak kurang dari
30 cm di depan kendaraan. Lampu kuning akan menyala jika salah satu dari
kondisi berikut terjadi: suhu lebih dari 50°C, getaran lebih dari 120, objek di
depan kurang dari 30 cm, atau objek di belakang terdeteksi oleh sensor PIR.
Lampu hijau akan menyala jika semua kondisi berada dalam batas aman, atau
suhu di bawah 50°C, getaran di bawah 120, tidak ada objek dekat di depan, dan
tidak ada objek di belakang.
Master Arduino juga
menampilkan nilai PWM yang diberikan ke motor serta jarak objek di depan
kendaraan yang diukur oleh sensor ultrasonik pada LCD. Selain itu, buzzer
akan diaktifkan jika sensor suhu mendeteksi suhu lebih dari 50°C dan sensor
getaran mendeteksi nilai lebih dari 120, sebagai tanda peringatan kepada
pengemudi.
Slave Arduino bertugas
melakukan pembacaan data dari sensor-sensor yang terhubung dan mengirimkan data
tersebut ke Master Arduino. Sensor ultrasonik mengukur jarak objek di
depan kendaraan, sensor DHT22 mengukur suhu mesin, sensor getaran mendeteksi
getaran mesin, sensor MPU mengukur kecepatan kendaraan, dan sensor PIR
mendeteksi keberadaan objek di belakang kendaraan. Data dari sensor-sensor ini
juga ditampilkan pada LCD yang terhubung ke Slave Arduino, menampilkan
informasi suhu mesin, nilai getaran, dan deteksi objek di belakang kendaraan.
.png)
Gambar
8.1. Prototipe kendaraan listrik.
Gambar
8.2. Bagian-bagian prototipe
kendaraan listrik.
Penjelasan mengenai bagian-bagian sistem dan lokasi pemasangan komponen
dalam prototipe kendaraan listrik adalah sebagai berikut:
1. Monitor
bagi pengguna dalam memantau kondisi kendaraan. Bagian ini mencakup penempatan
sistem kontrol utama kendaraan berupa dua unit mikrokontroller Arduino uno R3.
2.
Bagian
mesin dalam kendaraan listrik, terdiri atas power supply unit 48V, BLDC controller,
dan motor DC. Bagian ini memodelkan engine room dalam kendaraan yang
merupakan variabel dalam deteksi kemungkinan kecelakaan akibat overheating
pada mesin mesin dan malfungsi sistem akibat getaran berlebih kendaraan. Bagian
ini merupakan lokasi penempatan AM2302 (DHT22) dan vibration sensor
3.
Bagian
depan kendaraan yang memodelkan kondisi bagian terdepan dari kendaraan, bagian
ini merupakan variabel dalam deteksi kemungkinan kecelakaan akibat adanya objek
pada bagian depan kendaraan dengan mempertimbangkan kecepatan kendaraan yang
diberikan. Bagian ini merupakan lokasi penempatan sensor ultrasonik.
4. Bagian belakang kendaraan yang memodelkan bagian paling
belakang dari kendaraan. Bagian ini merupakan variabel uji dalam deteksi
kemungkinan kecelakaan akibat adanya objek di belakang kendaraan. Bagian ini
merupakan lokasi penempatan sensor PIR.
Dalam pengujian pengaturan kecepatan kendaraan, peringatan jarak aman
kendaraan dan deteksi kemungkinan kecelakaan mengunakan sensor ultrasonik, MPU,
PIR, AM2302 (DHT22) dan vibration, pengujian dilakukan dengan menggunakan
dua metode pengujian, yaitu pengujian simulasi sistem menggunakan perangkat
lunak proteus dan pengujian menggunakan prototipe kendaraan listrik.
Sesuai dengan tujuan yang ditetapkan pada demo project modul 4
praktikum mikrokontroller dan microprosessor, fungsi pada pengujian pengaturan
kecepatan kendaraan, peringatan jarak aman kendaraan dan deteksi kemungkinan
kecelakaan mengunakan sensor ultrasonik, MPU, PIR, AM2302 (DHT22) dan vibration adalah
untuk menguji keandalan sistem yang diaplikasikan.
9.1.
Pengujian Sistem Pada Perangkat Lunak Proteus
Berdasarkan hasil pengujian melalui simulasi perangkat lunak proteus,
didapatkan sistem mampu bekerja secara optimal untuk melakukan pengaturan
kecepatan kendaraan, melakukan deteksi dini kecelakaan akibat adanya objek di
belakang kendaraan, deteksi dini kecelakaan akibat dekatnya posisi kendaraan
dengan objek di depan kendaraan, serta deteksi potensi terjadinya kecelakaan
akibat overheating dan malfungsi sistem.
.png)
Gambar 9.1. Tampilan simulasi proteus pengaturan kecepatan
kendaraan melalui Keypad dengan luaran LCD.
Gambar 9.2. Tampilan monitor saat ada objek di belakang
kendaraan.
Gambar 9.3. Tampilan monitor pengukuran jarak objek di depan kendaraan.
Gambar 9.4. Tampilan monitor pembacaan suhu pada simulasi
proteus.
Gambar 9.5. Tampilan monitor saat adanya getaran berlebih
pada mesin
9.2.
Pengujian Sistem Pada Prototipe Kendaraan Listrik
Berdasarkan hasil pengujian sistem pada prototipe kendaraan listrik,
didapatkan bahwa sistem mampu bekerja secara optimal dalam beberapa aspek
penting yang mendukung keselamatan berkendara. Berikut adalah rincian dari
setiap aspek dalam pengujian:
1. Pengaturan Kecepatan Kendaraan
Sistem pengaturan kecepatan yang dikembangkan mampu mengontrol kecepatan kendaraan dengan sangat baik. Pengaturan ini dilakukan melalui antarmuka pengguna yang memungkinkan pengemudi untuk mengatur kecepatan sesuai kebutuhan. Sistem ini menyesuaikan kecepatan kendaraan secara lancar dan responsif terhadap perubahan input, yang memastikan bahwa kendaraan dapat beroperasi dalam kecepatan yang aman dan sesuai dengan kondisi jalan.
2. Deteksi Objek di Sekitar Kendaraan
Sistem deteksi objek di sekitar kendaraan, yang terdiri dari sensor PIR dan sensor ultrasonik, mampu mendeteksi keberadaan objek dengan cepat dan akurat. Sensor PIR, yang dipasang di bagian belakang kendaraan, efektif dalam mendeteksi objek yang mendekat dari belakang, seperti pejalan kaki atau kendaraan lain. Ketika objek terdeteksi, sistem memberikan peringatan visual dan audio kepada pengemudi, sehingga dapat mengurangi risiko kecelakaan saat mundur. Sensor ultrasonik di bagian depan kendaraan juga berfungsi dengan baik dalam mengukur jarak objek di depan kendaraan. Sistem ini memberikan peringatan dini jika jarak dengan objek terlalu dekat, yang sangat membantu dalam menghindari tabrakan.
3. Pemantauan Suhu Mesin
Sensor suhu AM2302 yang dipasang pada mesin kendaraan berfungsi untuk memantau suhu mesin secara real-time. Pemantauan ini sangat penting untuk mencegah overheating yang dapat menyebabkan kerusakan pada mesin. Saat suhu mesin melebihi batas yang telah ditetapkan, sistem segera memberikan peringatan kepada pengemudi melalui tampilan pada LCD dan bunyi buzzer. Selain itu, sistem juga dapat mengambil tindakan otomatis seperti menurunkan kecepatan kendaraan untuk mencegah kerusakan lebih lanjut, memastikan mesin tetap dalam kondisi optimal.
4. Deteksi Getaran Berlebih
Sistem deteksi getaran menggunakan sensor getaran yang dipasang pada mesin kendaraan. Sensor ini mampu mendeteksi adanya getaran yang berlebihan yang mungkin mengindikasikan malfungsi atau kerusakan mekanis. Ketika getaran berlebih terdeteksi, sistem segera memberikan peringatan kepada pengemudi, sehingga tindakan perbaikan dapat segera diambil. Ini membantu dalam mencegah kerusakan lebih lanjut dan memastikan bahwa kendaraan beroperasi dengan aman dan efisien
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan pada
pengaturan kecepatan kendaraan, peringatan jarak aman kendaraan dan deteksi
kemungkinan kecelakaan mengunakan sensor ultrasonik, MPU, PIR, AM2302 (DHT22) dan vibration sensor didapatkan kesimpulan sebagai
berikut:
1.
Sistem yang di jalankan mampu berjalan secara optimal.
2.
Kegiatan ini bermanfaat bagi mahasiswa elektro karena dapat
memberikan pemahaman praktis tentang penerapan teori-teori yang dipelajari di
kelas serta mengembangkan keterampilan teknis yang diperlukan dalam industri.
B.
Saran
Dalam meningkatkan kinerja dan keandalan sistem
dalam membantu peningkatan fitur keselamatan berkendara, beberapa saran yang
dapat dipertimbangkan adalah sebagai berikut:
1.
Meningkatkan responsivitas dan akurasi pengaturan kecepatan
PWM.
2.
Menambahkan variasi indikator visual dan suara alarm untuk
membedakan jenis peringatan.
3.
Memberikan pelatihan kepada pengemudi tentang penggunaan dan
pemahaman sistem.
4.
Melakukan uji coba lapangan yang ekstensif untuk
mengevaluasi performa sistem.
5.
Melanjutkan pengembangan prototipe untuk meningkatkan
keandalan dan durabilitas.
0 komentar:
Posting Komentar