ALAT UJI REM PORTABEL PADA KENDARAAN RODA 4 MENGGUNAKAN SENSOR ACCELEROMETER DAN SENSOR GAYA BERBASIS MIKROKONTROLER. Oleh : Yohanes Ardi Chrismawan

Transkripsi

1 ALAT UJI REM PORTABEL PADA KENDARAAN RODA 4 MENGGUNAKAN SENSOR ACCELEROMETER DAN SENSOR GAYA BERBASIS MIKROKONTROLER Oleh : Yohanes Ardi Chrismawan NIM : Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Oktober 2012 i

2 ii

3 PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT Saya, yang bertanda tangan di bawah ini : NAMA : Yohanes Ardi Chrismawan NIM : JUDUL SKRIPSI : ALAT UJI REM PORTABEL PADA KENDARAAN RODA 4 MENGGUNAKAN SENSOR ACCELEROMETER DAN SENSOR GAYA BERBASIS MIKROKONTROLER. Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku. Salatiga, 27 September 2012 Yohanes Ardi Chrismawan iii

4 Plnptrsrer,'rlN I i\l\ i iir,l i \,\ r.,1ll!l i \. r\ unrversrtas l i \, \\ \i,\:., \ PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT DAN PE"RSETUJUAN AKSES Sebagai sivitas akademik Universitas Kristen Satya Wacana, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama, Uo\n^"",f Ar'\o Chnqrnour^vl IJIM, 6t igrson Fa ku ltas Program Studi ' Takn'k gtcktro lav, Y'cr-F,\r, Ttl ntlc l"k ro Judul tugas akhir : A\^+ ; P{rn t^bcl 'Airlr V<dA vngal f\ veb"/vt 9+9tr Frcoq.ta ro wjlr da. L.rn sr b^so hrbq,g Mr L& lr64{co trr Dengan ini menyerahkan karya tersebut di atas untuk disimpan dalam Koleksi Digital Peroustakaan Universitas dengan ketentuan akses tugas akhir elektronik sebagai berikut (beri tanda'pada kotak yang sesuai): gf r'saya mengijinkan karya tersebut diunggah ke dalam aplikasi Koleksi Digital Perpustakaan Universitas, dan/atau portal GARUDA. f b,saya tidak mengijinkan karya tersebut diunggah ke dalam aplikasi Koleksi Digital Perpustakaan Universitas, dan/atau portal GARUDA. * :...Ystc.sfgr.li.tp.np.il.ls.t..g.qsle.f.!.?!gn-ni'!.(.!1..*-.e.9:.ltet1:. Dengan ini saya juga menyatakan bahwa: r. Hasil karya yangsaya serahkan ini adalah asli dan belum pernah dlajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan baik di Universitas Kristen satya wacana maupun di institusi pendidikan lainnya. 2. Hasil karya saya ini bukan saduran/ terjemahan melainkan merupakan gagasan, rumusan, dan hasil pelaksanaan penelitian/ implementasi saya sendiri, tanpa bantuan pihak'lain, kecuali arahan pembimbing akademik dan narasumber penelitian. 3. Hasil karya saya ini merupakan hasil revisi terakhir setelah diujikan yang telah diketahui dan disetujui oleh pembimbing. q Dalam karya saya ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis atau dipublikasikan orang lain, kecuali yang digunakan sebagai acuan dalam naskah dengan menyebutkan nama pengarang dan dicantumkan dalam daftar pu sta ka. s. Saya menyerahkan hak non-eksklusif kepada Perprstakaan Universitas - Universitas Kristen Satya wacana untuk menyimpan, mengatur akses serta melakukan pengtlolaan terhadap karya saya ini dengan mengacu pada ketentuan akses tugas akhir elektronik di atas dan norma hukum yang berlaku. Pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya. Apabila di kemudian hari terbukti ada penyimpangan dan dalam pernyataan ini maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang karena kgrya saya ini, serta sanksi lain yang sesuai dengan ketentuan yang berlaku ketidakbenaran telah diperoleh.a Wacana. Tonda tongon & namo hnvj&yl Tando tongon & nomo terong pembimbinq I Mengetahui, +l rd Tondo tongon & noma terong pembimbing ll, l'1.1'

5 INTISARI Pengujian rem secara berkala pada kendaraan roda empat diperlukan untuk mengurangi angka kecelakaan akibat rem blong. Pada skripsi ini dirancang alat uji rem portabel pada kendaraan roda empat yang memanfaatkan sensor accelerometer dan sensor gaya dengan mikrokontroler sebagai pengendali utamanya. Sensor accelerometer digunakan untuk mengukur efisiensi rem, perlambatan kendaraan, jarak pengereman, kecepatan kendaraan sebelum direm dan posisi kendaraan setelah penginjakan rem, sedangkan sensor gaya digunakan untuk mendeteksi gaya injak pedal rem. Hasil pengujian dapat langsung dicetak oleh printer portabel. Pengujian sensor accelerometer dilakukan saat sensor dalam kondisi diam dan kondisi bergerak. Hasil pengujian kecepatan memiliki error kurang dari 6% jika sensor digerakkan dengan percepatan lebih dari 0,5 m/s², dan memiliki error lebih dari 64% jika sensor accelerometer digerakkan dengan percepatan kurang dari 0,5 m/s². Pengujian jarak pengereman memiliki error kurang dari 8% jika sensor digerakkan lebih dari 0,5 m/s² dan memiliki error lebih dari 64% jika sensor accelerometer digerakkan dengan percepatan kurang dari 0,5 m/s². Hasil pengujian sensor gaya didapatkan nilai ketidakpastian sebesar ±5,64 N dengan tingkat kepercayaan 95% dengan factor cakupan k=2. Pengujian alat secara keseluruhan dilakukan di jalan lingkar Salatiga menggunakan mobil minibus jenis Isuzu Panther buatan tahun iv

6 ABSTRACT Periodic testing brake of car is needed to reduce the number of accidents caused by brake tension. In this thesis designed a brake car tester for car on four that utilizes an accelerometer sensor and a force sensor with a microcontroller as the main controller. The accelerometer sensor is used to measure the efficiency of the brakes, deceleration, stopping distance, the speed of the car before the brakes and the car's position after breaking, while the force sensor is used to detect the force stepped on the brake. Test results can be printed by portable printer directly. Tests done at the accelerometer sensor at static and moving conditions. The test results have an error rate of less than 6% if the sensor is driven by the acceleration of more than 0.5 m / s ², and has an error of more than 64% if the accelerometer sensor is driven by the acceleration of less than 0.5 m / s ². Testing braking distances have an error of less than 8% if the sensor is moved more than 0.5 m / s ² and has an error of more than 64% if the accelerometer sensor is driven by the acceleration of less than 0.5 m / s ². Test results obtained force sensor uncertainty value of ± 5.64 N with a 95% confidence level with a coverage factor k = 2. Tests performed of brake car tester carried out in ring road of Salatiga used cars Isuzu Panther minibus type made in v

7 KATA PENGANTAR Puji syukur dan terima kasih penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Semua kelancaran dan keberhasilan penulis dalam menyelesaikan laporan ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada : 1. Jesus Christ yang memberi pelajaran berharga dan membuat penulis selalu kuat dalam segala kondisi. 2. Bapak Supardi dan Ibu Tutiningsih tersayang yang tak lelah dengan doa - doa yang dipanjatkan, dukungan ketika jatuh, dan senyuman ketika bangkit. 3. Calon ibu dari anak-anakku, Yokhebed Dian Kumala,S.Farm.,Apt. You are my best gift from God, thanks for your love and patience. 4. Kakakku tersayang Mbak Imma dan Mas Bayu serta adikku tercinta Denis dan Raras. Terima kasih atas senyum kalian yang selalu menyemangati penulis. 5. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan selaku pembimbing pertama, atas segala kesabaran dan bimbingannya hingga rela galau tengah malam demi mengkoreksi tulisan penulis. 6. Bapak Ir. F. Dalu Setiaji, MT selaku pembimbing kedua, atas segala ide dan bimbingan. You save me from red area. vi

8 7. Teman-teman kos margo Yayan, Luis, Ponco, Panji, Angger, BH, Samsul, Bejat, Eko, Adit,Thomas dan Hansen yang selalu menemani penulis dikala senang dan susah. Don t forget me guys. 8. Daniel Danc*k Kristianto atas ide ide cemerlang, semangat, jiwa dan musik khas XT-LAB yang tak akan terlupakan. 9. Ustadz Widji ganteng atas ceramah ilimiah dan bersedia menemani penulis sampai ke Madiun. 10. Teman-teman XT-LAB syeh One, Black, Rea, Ipan, Biksu Yansen, Patria dan yang tidak kelihatan yang selalu menemani penulis saat lembur. 11. Crew Sumber Kencono yang menemani penulis saat stres. 12. Teman-teman angkatan Let s change the world!! Penulis telah berusaha sebaik-baiknya untuk menyelesaikan skripsi ini. Namun penulis menyadari masih banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan di dalamnya. Maka penulis mengharapkan kritik dan saran. Akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu Elektronika. Salatiga, Oktober 2012 Penulis vii

9 DAFTAR ISI INTISARI... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR.. iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR....vii DAFTAR TABEL.....ix BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Spesifikasi Skripsi Sistematika Penulisan Skripsi... 6 BAB II ALAT UJI REM PORTABEL Kecepatan Rata-Rata dan Kecepatan Sesaat Percepatan Rata-Rata dan Percepatan Sesaat Gaya Penginjakan Rem dan Gaya Perlambatan Kendaraan Jarak Pengereman Efisiensi Rem Mikrokontroler Atmega LCD (Liquid Crystal Display) RTC (Real Time Clock) Sensor Accelerometer Accelerometer LIS3LV02DL Konsep Accelerometer LIS3LV02DL Ilustrasi Accelerometer Metode Integral dengan Pendekatan Trapezoidal viii

10 2.11. Sensor FlexiForce Prinsip Kerja Sensor Flexiforce BAB III PERANCANGAN SISTEM Perangkat Keras Alat Uji Rem Portabel Mikrokontroler Sensor Accelerometer Sensor Flexiforce Untai Pengkondisi Sinyal Flexiforce Kalibrasi Sensor Flexiforce Catu Daya Modul Printer Perangkat Lunak Alat Uji Rem Portabel BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pengujian Modul Mikrokontroler, LCD dan RTC Pengujian Sensor Accelerometer Pengujian Accelerometer Dalam Kondisi Diam Pengujian Accelerometer Dalam Kondisi Bergerak Pengujian Accelerometer di Mobil Pengujian Sensor Gaya Pengujian Alat Secara Keseluruhan BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran Pengembangan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A Tabel Hasil Percobaan Pada Bidang Miring LAMPIRAN B Dokumentasi Alat LAMPIRAN C Langkah Operasional Alat LAMPIRAN D Sertifikat Kalibrasi Sensor Gaya (Flexiforce) ix

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Alat Uji Rem Non Portabel DLLAJ Kabupaten Semarang... 3 Gambar 1.2 AutoStopMaxi... 4 Gambar 1.3 Bowmonk... 4 Gambar 1.4 Turnkey... 5 Gambar 2.1 Jarak Pengereman... 9 Gambar 2.2 Pin ATMega Gambar 2.3 Konfigurasi Pin DS Gambar 2.4 Untai Modul RTC Gambar 2.5 Konfigurasi Pin LIS3LV02DL Gambar 2.6 Model Sederhana Transduser g-cell Gambar 2.7 Ilustrasi Accelerometer X= 0g,Y= 0g,Z= 0g Gambar 2.8 Ilustrasi Accelerometer X= -1g,Y= 0g,Z= 0g Gambar 2.9 Ilustrasi Accelerometer X= 0g,Y= 0g,Z= -1g Gambar 2.10 Ilustrasi Accelerometer X= -0.71g,Y= 0g,Z= -0.71g Gambar 2.11 Ilustrasi Vektor Accelerometer Tiga Sumbu Gambar 2.12 Metode Penghitungan Secara Trapezoidal Gambar 2.13 Konstruksi Sensor Flexiforce Gambar 2.14 Grafik Hubungan Resistansi Dan Konduktansi Flexiforce Gambar 2.15 Sensor FlexiForce Gambar 3.1 Blok Diagram Alat Keseluruhan 23 Gambar 3.2 Diagram Alir Alat Yang Dirancang...24 Gambar 3.3 Skema Modul Pengendali Atmega Gambar 3.4 Untai Komunikasi Serial...27 Gambar 3.5 Untai Modul RTC Gambar 3.6 Konfigurasi Interface Accelerometer Gambar 3.7 Untai Pengkondisi Sinyal Flexiforce Gambar 3.8 Untai Charger.31 Gambar 3.9 Printer Portabel HCC T III 32 Gambar 3.10 Diagram Alir Pembacaan Flexiforc.33 Gambar 3.11 Diagram Alir Pembacaan Sensor Accelerometer.34 x

12 Gambar 3.12 Ilustrasi Filtering Window/Discrimination Window Gambar 4.1 Diagram Alir Pengujian Port Mikrokontroler Gambar 4.2 Penerimaan Data Serial pada Komputer Gambar 4.3 Pengujian LCD dan RTC Gambar 4.4 Hasil Pengujian Accelerometer X= -1g,Y=0g,Z=0g Gambar 4.5 Ilustrasi Pengujian Accelerometer Pada Bidang Miring θ=30, s=1,4m 42 Gambar 4.6 Percobaan Pada Bidang Miring..43 Gambar 4.7 Grafik Percepatan Sebelum Dikalikan Faktor Pengali...44 Gambar 4.8 Grafik Kecepatan Sebelum Dikalikan Faktor Pengali...44 Gambar 4.9 Grafik Posisi Sebelum Dikalikan Faktor Pengali..44 Gambar 4.10 Grafik Percepatan Sesudah Dikalikan Faktor Pengali.46 Gambar 4.11 Grafik Kecepatan Sesudah Dikalikan Faktor Pengali..46 Gambar 4.12 Grafik Posisi Sesudah Dikalikan Faktor Pengali. 46 Gambar 4.13 Mobil Isuzu Panther Untuk Pengujian Alat.49 Gambar 4.14 Grafik Percepatan Mobil Percobaan 1.50 Gambar 4.15 Grafik Kecepatan Mobil Percobaan 1.50 Gambar 4.16 Grafik Posisi Mobil Percobaan 1 50 Gambar 4.17 Grafik Percepatan Mobil Percobaan 2.51 Gambar 4.18 Kecepatan Mobil Percobaan Gambar 4.19 Grafik Posisi Mobil Percobaan Gambar 4.20 Grafik Percepatan Mobil Percobaan Gambar 4.21 Grafik Kecepatan Mobil Percobaan Gambar 4.22 Grafik Posisi Mobil Percobaan Gambar 4.23 Gambar Pemasangan Sensor Flexiforce Pada Pedal Rem Gambar 4.24 Gambar Alat Keseluruhan Gambar 4.25 Gambar Alat Ketika Power On Gambar 4.26 Gambar Informasi Setelah Penginjakan Rem Gambar 4.27 Gambar Hasil Cetak Portable Printer xi