Blind Sonar Sebagai Alat Bantu Berjalan. Bagi Penyandang Tuna Netra. PKM-T (Bidang Penerapan Teknologi)

Transkripsi

1 USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA Blind Sonar Sebagai Alat Bantu Berjalan Bagi Penyandang Tuna Netra BIDANG KEGIATAN: PKM-T (Bidang Penerapan Teknologi) Diusulkan Oleh : Indra Darmawan Budi Apri Setiawan Sugiarto 08/269240/TK/ /269158/TK/ /270359/TK/34532 UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2011

2 HALAMAN PENGESAHAN 1. Judul Kegiatan : Blind Sonar Sebagai Alat Bantu Berjalan Bagi Penyandang Tuna Netra 2. Bidang Kegiatan : ( ) PKM-P ( ) PKM-K ( ) PKM KC ( ) PKM-T ( ) PKM-M 3. Bidang Ilmu : ( ) Kesehatan ( ) Pertanian ( ) MIPA ( ) Teknologi dan Rekayasa ( ) Sosial Ekonomi ( ) Humaniora ( ) Pendidikan 4. Ketua Pelaksana Kegiatan a. Nama Lengkap : Indra Darmawan Budi b. NIM : 08/269240/TK/34359 c. Jurusan : Teknik Elektro dan Teknologi Informasi d. Universitas : Universitas Gadjah Mada e. Alamat Rumah dan No.Tel./HP : Pogung Kidul RT 02 RW 49 No 05 Sleman Yogyakarta f. Alamat Indra_idb@yahoo.com 5. Anggota Pelaksana Kegiatan/ Penulis : 3 orang 6. Dosen Pendamping a. Nama Lengkap dan Gelar : Bambang Sugiantoro b. NIP : c. Alamat Rumah dan No.Tel./HP : 7. Biaya Kegiatan Total a. Dikti : Rp ,00 b. Sumber lain (sebutkan ) : Rp 0,00 8. Jangka Waktu Pelaksanaan : 5 bulan Yogyakarta, 30 September 2011 Menyetujui Wakil Bidang Kemahasiswaan, Penelitian, Ketua Pelaksana Kegiatan Dan Kerja Sama Fakultas Teknik ( Prof. Ir. Jamasri, Ph.D ) ( Indra Darmawan Budi ) NIP NIM. 08/269240/TK/34359 Direktur Kemahasiswaan Universitas Gadjah Mada Dosen Pendamping (Drs. Haryanto, M.Si, ) ( ) NIP NIP. Program Kreativitas Mahasiswa 2011 i

3 DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN... I DAFTAR ISI... II DAFTAR GAMBAR... II A. JUDUL... 1 B. LATAR BELAKANG MASALAH... 1 C. PERUMUSAN MASALAH... 1 D. TUJUAN... 1 E. LUARAN YANG DIHARAPKAN... 2 F. KEGUNAAN... 2 G. TINJAUAN PUSTAKA... 2 H. METODE PENELITIAN/PELAKSANAAN... 5 I. JADWAL KEGIATAN... 8 J. RANCANGAN BIAYA... 8 K. DAFTAR PUSTAKA... 9 L. LAMPIRAN ) BIODATA KETUA SERTA ANGGOTA KELOMPOK ) BIODATA DOSEN PENDAMPING Daftar Gambar Gambar 1. Prinsip SRF Gambar 2. Skema Blind Sonar... 5 Gambar 3. SRF Gambar 4. Visualisasi Blind Sonar... 7 Program Kreativitas Mahasiswa 2011 ii

4 A. JUDUL Judul Penelitian : Blind Sonar Sebagai Alat Bantu Berjalan Bagi Penyandang Tuna Netra B. LATAR BELAKANG MASALAH Mata merupakan salah satu sumber informasi yang vital bagi manusia. Konsekuensinya, bila seseorang mengalami gangguan pada indera penglihatan, maka aktifitas yang dapat mereka lakukan akan menjadi sangat terbatas, karena mata merupakan sensor untuk merekam keadaan atau kondisi di lingkungan yang kemudian sinyal hasil rekaman ini diolah oleh otak, sehingga manusia bisa mengerti tentang apa yang dilihatnya. Seperti halnya yang dialami bagi penyandang tuna netra. Pada umumnya penyandang tunanetra menggunakan tongkat untuk mengetahui obyek yang ada disekitarnya, tongkat biasa digunakan di luar ruangan, tetapi tidak dipakai jika berada di dalam ruangan karena takut merusak barang-barang pecah belah. Selain itu biasanya tongkat hanya digunakan untuk mendeteksi atau meraba benda atau halangan yang ada di bawah, ini menjadi kekurangan dari tongkat karena penyandang tunanetra akan mengalami kesulitan untuk mendeteksi halangan yang ada di atasnya yang bisa mengakibatkan terbentur, kesulitan juga dialami untuk mengetahui jarak obyek yang ada disekitarnya, misalnya orang yang diajak bicara. Dengan kemajuan di bidang teknologi maka dibuat suatu alat yang menggunakan prinsip gelombang ultrasonik untuk mendeteksi keberadaan suatu obyek. Gelombang ultrasonik akan dipancarkan dan gelombang yang mengenai suatu obyek akan dipantulkan kembali. Gelombang pantul akan diterima akan diolah oleh mikrokontroler. Dari hasil olah Mikrokontroler tersebut dapat dihasilkan suatu informasi tentang keberadaan obyek tersebut sekaligus mengukur jarak antara obyek dengan alat. C. PERUMUSAN MASALAH 1. Apakah alat yang dibuat bisa menggantikan tongkat yang selama ini digunakan? 2. Apakah alat yang dibuat ini bisa diterima oleh masyarakat? D. TUJUAN Tujuan dari pembuatan alat ini adalah: 1. Membantu permasalahan yang dialami oleh penyandang tuna netra dalam berjalan menentukan arah. 2. Menggantikan fungsi tongkat pembantu pada penyandang tuna netra dengan tambahan fungsi untuk mengatasi permasalahan yang ada. Program Kreativitas Mahasiswa

5 E. LUARAN YANG DIHARAPKAN Dari hasil analisis yang kami lakukan luaran yang diharapkan adalah sebagai berikut: 1. Alat yang kami buat dapat membantu penyandang tuna netra dalam menentukan arah jalannya berdasarkan sensor jarak. 2. Penyandang tuna netra dapat terbantu dalam menghindari lubang yang ada di jalan serta menghindari ancaman benturan di kepala akibat ranting pohon dan sejenisnya. F. KEGUNAAN Manfaat dan hasil yang diperoleh dari pembuatan alat ini diharapkan dapat digunakan sebagai berikut: 1. Bagi Penyandang Tuna Netra Dengan adanya alat bantu magic stick ini, dapat mempermudah dan membantu penyandang tuna netra berhati-hati dalam berjalan. 2. Bagi Masyarakat Dengan adanya alat bantu magic stick ini kami harapkan dapat meningkatkan kepedulian masyarakat dalam membantu dan menolong meringankan beban penyandang tuna netra serta memberikan wawasan dan pengetahuan kepada masyarakat bahwa penyandang tuna netra mampu menggunakan teknologi serta dapat lebih mandiri dalam menjalani hidup. G. TINJAUAN PUSTAKA Secara umum ketunanetraan atau hambatan penglihatan (visual impairment) dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori besar, yaitu buta total (totally blind) dan kurang lihat (low vision) (Friend 2005:412) Seorang dikatakan low vision jika mengalami kesulitan dalam menyelesaikan tugastugas visual seperti membedakan gelap terang, menerka posisi benda, dan lain-lain serta seseorang tersebut masih cenderung menfungsikan indera penglihatannya dalam kehidupan sehari-hari. Blindness (kebutaan) menunjuk pada seseorang yang tidak mampu melihat atau hanya memiliki persepsi cahaya (huebner dalam Friend, 2005:412). Seseorang dikatakan buta (blind) jika mengalami hambatan visual yang sangat berat bahkan tidak dapat melihat sama sekali. Orientasi dan Mobilitas Penyandang hambatan penglihatan mengalami keterbatasan gerakan di lingkungan mereka. Agar dapat mandiri mereka harus dapat mengenal suasana di sekitarnya dan Program Kreativitas Mahasiswa

6 hubungannya dengan lingkungan tersebut, yang disebut orientasi. Selain itu, mereka juga perlu bergerak dengan aman dan efektif di lingkungannya tersebut atau juga disebut mobilitas. (Smith. J. David : ed, Sugairmin; Baihaqi, 2006) Orientasi merupakan proses berpikir dan mengolah informasi yang mengandung tiga pertanyaan pokok, yaitu : 1) di mana saya, 2) ke mana tujuan saya, 3) bagaimana saya bisa sampai ke tujuan tersebut. Sedangkan ketunanetraan tersebut membatasi kemampuan orang untuk melakukan orientasi. Dan disebabkan hilangnya kemampuan visualnya maka kemampuan mobilitas seorang penyandang tunanetra pun terbatasi. Oleh karena itu diperlukan pengetahuan bagi penyandang tuna netra untuk mengembangkan kemampuan mereka dalam melakukan orientasi dan mobilitas. Hal tersebut dikelompokkan ke dalam 6 komponen, yaitu: Landmark (ciri medan) Clues (tanda-tanda) Numbering system (sistem penomoran) Measurement (pengukuran) Compass direction (arah mata angin) Self familiarization (memfamiliarkan diri) Upaya Menggunakan Teknologi dengan Ultrasonik sebagai pengukur jarak Seperti yang kita tahu penyandang tuna netra memiliki keterbatasan dalam proses mengenali medan dari lingkungannya. Keterbatasan ini dapat diminimalisir, salah satunya secara konvensional maka penyandang tuna netra memakai tongkat untuk mengenali lingkungannya. Akan tetapi seperti yang kita tahu tongkat disini memiliki banyak kelemahan seperti yang telah dijelaskan di bab awal. Oleh karena itu keterbatasan hal ini dicoba diselesaikan dengan mengaplikasikan teknologi di antaranya menggunakan gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik adalah gelombang mekanis yang mempunyai daerah frekuensi di atas 20 KHz. Karena nilai frekuensinya yang tinggi, gelombang ini lebih mudah diarahkan dan biasa digunakan dalam aplikasi pengukuran jarak. Alat yang akan dibuat ini memanfaatkan gelombang ultrasonik untuk mendeteksi suatu obyek berdasarkan ilustrasi sebagai berikut : Waktu adalah variabel yang berisi waktu tempuh untuk 2 kali jarak yang diukur. Jarak adalah variabel yang digunakan sebagai data waktu pantul dalam ms (mili detik) dan jarak yang diukur dalam satuan cm (centimeter). Kecepatan adalah konstanta, berisi kecepatan suara di udara yaitu 34,4 cm/ms. Gambar 1. Prinsip SRF 04 Program Kreativitas Mahasiswa

7 Prinsip Kerja Modul Ultrasonik dan Mikrokontroller Sensor SRF 04 mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik (40 KHz), kemudian mendeteksi pantulannya. SRF 04 memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler sebagai pengendali. Gelombang ultrasonik ini melalui udara dengan kecepatan 344 meter per detik, mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor. SRF 04 mengeluarkan pulsa output high pada pin SIG setelah memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah gelombang pantulan terdeteksi, SRF 04 menghasilkan output low pada pin SIG. Lebar pulsa high akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang ultrasonik untuk dua kali jarak ukur dengan obyek. Selanjutnya mikrokontroler ATMega 8 akan memproses untuk menghitung jarak yang diukur. Prinsip Kerja Modul Accelerometer Untuk accelerometer sendiri merupakan suatu modul dimana digunakan untuk mengukur percepatan suatu benda. Accelerometer juga dapat mendeteksi adanya percepatan karena gravitasi bumi yang besarnya 9,8 m/s 2. Terdapat beberapa jenis accelerometer yang dapat digunakan, diantaranya adalah accelerometer dengan 2 axis dan accelerometer dengan 3 axis. Dengan menggunakan accelerometer yang memiliki 3 axis, yaitu pada sumbu x, sumbu y, dan sumbu z, maka output yang dihasilkan dapat digunakan untuk mendeteksi kemiringan accelerometer tersebut dengan acuan percepatan gravitasi bumi. Untuk output dari accelerometer sendiri menggunakan ADC yang akan di feedback-kan ke dalam mikrokontroller. Oleh karena itu dengan penggunaan accelerometer diharapkan alat blind sonar dapat mendeteksi kemiringannya saat digunakan oleh pengguna, sehingga alat blind sonar dapat menyesuaikan jarak yang diukurnya meskipun kemiringan saat penggunaan berbeda-beda. Prinsip kerja isd4004 ISD4004 merupakan suatu IC yang dapat merekam suara yang berupa signal analog. IC tersebut untuk selanjutnya dapat mengeluarkan hasil rekaman yang telah direkam sebelumnya, yaitu melalui amplifier dan dilanjutkan ke speaker. Dalam hal ini IC ISD4004 ini digunakan untuk memberi pesan berupa suara kepada pengguna apabila ada gangguan di atas yang dapat membentur kepala, ataupun pada saat kondisi baterai yang sudah lemah. Program Kreativitas Mahasiswa

8 H. METODE PENELITIAN/PELAKSANAAN Mikrokontroller SRF untuk jarak bawah SRF untuk jarak atas Driver motor Motor Power Supply ISD4004 Buzzer Accelerometer Charger Gambar 2. Skema Blind Sonar 1. Alat dan Bahan: a. SRF 04 2 buah h. Baterai 1 buah b. Atmega8 1 buah i. Charger 1 buah c. Motor getar 2 buah j. Casing alat 1 buah d. Buzzer 1 buah k. Downloader 1 buah e. Sistem minimal 1 buah l. Driver motor L293 1 buah f. Acceloremeter 1 buah m. Speaker 1 buah g. ISD buah Program Kreativitas Mahasiswa

9 2. Cara kerja: a. Sensor Ultrasonik SRF-04 Gambar 3. SRF 04 Sensor Ultrasonik yang digunakan adalah SRF-04, hal ini karena SRF-04 mempunyai performance dan akurasi yang tinggi dalam membaca jarak. Sensor ini juga dapat mengukur jarak pada kemiringan yang cukup besar karena penggunaan gelombang suara sebagai acuannya. Spesifikasi dari sensor SRF-04 adalah sebagai berikut: Vcc : 5 volt Antarmuka : pulsa trigger dan pulsa Frekuensi : 40 Khz echo Range : 1cm 10.7m Arus max. : 150 ma b. Motor getar Motor getar digunakan sebagai indikator adanya penghalang atau tidak. Jika ada penghalang, maka motor akan berputar dan menghasilkan getaran yang dapat dirasakan oleh pengguna sebagai petunjuk adanya halangan. Untuk halangan yang semakin besar maka getaran akan semakin keras. c. Baterai Sebagai catu daya bagi mikrokontroler dan sensor yang digunakan. Dalam hal ini digunakan battery litium polimer dengan tegangan 7,4 volt. d. ISD Speaker Digunakan sebagai indikator saat kondisi baterai telah lemah atau saat kondisi baterai telah penuh. Saat baterai telah lemah maka akan mengeluarkan bunyi perintah tertentu. Selain itu saat dilakukan charging, seteleh kondisi baterai penuh maka akan mngeluarkan bunyi perintah untuk segera menghentikan charging. e. Buzzer Digunakan sebagai indikator bahwa ada halangan di atas pengguna yang dapat membentur kepala. Jika ada halangan di atas maka secara otomatis buzzer akan berbunyi. f. ATMega8 Untuk mikrokontroller yang digunakan adalah ATMega8, dimana memiliki 20 jalur input output yang dihubungkan dengan sensor dan indikator. g. Downloader Digunakan sebagai alat untuk memasukkan program yang telah dibuat ke dalam mikrokontroller Program Kreativitas Mahasiswa

10 h. Driver motor L293 Digunakan untuk menguatkan arus yang masuk ke motor getar. Untuk metode pengendalian kecepatan yang digunakan adalah dengan menggunakan PWM (Pulse Width Modulation). i. Accelerometer Digunakan untuk mengukur kemiringan alat saat digunakan. Dengan mengetahui kemiringan alat saat digunakan, maka kemudian dikombinasikan dengan jarak yang diukur oleh SRF sehingga dapat membedakan antara adanya halangan di dekat pengguna dengan halangan yang berada jauh dari pengguna. Gambar 4. Visualisasi Blind Sonar Saklar mode dekat : digunakan untuk mode berjalan Saklar mode jauh : digunakan untuk mengetahui benda di depannya SRF 04 depan : digunakan untuk mendeteksi jarak di depan/bawah SRF 04 atas : digunakan untuk mendeteksi benda berada di atas Saklar ON/OFF : berupa saklar pencet untuk meminimalisir penggunaan daya Alat dibuat dalam bentuk compact dan tersedia stop kontak charging secara khusus untuk disediakan agar bila baterai alat habis dapat di charge langsung. Program Kreativitas Mahasiswa

11 I. JADWAL KEGIATAN Berikut gambaran jadwal kegiatan dan pelaksanaan dari pembuatan alat Blind Sonar : November 26 November 2011 Studi Literatur dan Pengumpulan Data November 31 November 2011 Pembuatan Detail Engineering Design 3. 1 Desember 9 Desember 2011 Pembelian dan Pemesanan Bahan Desember 6 Februari 2011 Perakitan dan Pembuatan Alat 5. 7 Februari 31 Maret 2011 Penyelesaian dan Uji Coba Blind Sonar 6. 1 April 10 April 2011 Evaluasi dan Penyempurnaan April 30 April 2011 Penyusunan Laporan Akhir dan Naskah Publikasi 8. 1 Mei 2011 Pengumpulan Laporan Akhir dan Naskah Publikasi J. RANCANGAN BIAYA RENCANA ANGGARAN BIAYA No Nama Kegiatan Jumlah Barang Biaya 1 Pengeluaran Bahan Baku SRF AT Mega Motor Getar Buzzer ISD4004+speaker Sistem Minimal Baterai Lippo Charger Casing Alat Downloader Driver motor L Adaptor SRF cadangan Acceloremeter Sistem Acceloremeter Total Program Kreativitas Mahasiswa

12 2 Biaya Pengadaan Barang Multimeter Digital Solder Atraktor Bor kecil Sakelar pencet Sakelar jarak jauh Tenol Lem Serba Guna Peralatan Pendukung (Resistor, Kapasitor) Total Biaya Observasi dan Uji Coba Observasi dan pengumpulan data Pengolahan Data Sewa Laboratorium Total Lain-lain Pembuatan Laporan awal+akhir Naskah Publikasi Dokumentasi Transportasi Kemitraan Biaya tak terduga Total Jumlah Total K. DAFTAR PUSTAKA 1. Namawi, Ahmad AHMAD_NAWAWI/Gaya_Jalan_Tunanetra.pdf. Diakses tanggal 18 April Subandi Diakses tanggal 19 April 2011 Program Kreativitas Mahasiswa

13 L. LAMPIRAN 1) BIODATA KETUA serta ANGGOTA KELOMPOK A. Ketua Kelompok Nama : Indra Darmawan Budi NIM : 08/269240/TK/34359 Jenis Kelamin : Laki-laki Agama : Islam Tempat dan tanggal lahir : Metro, 30 November 1989 Alamat Asal : Jalan Duku No.7 Pasir Gintung Tanjungkarang Pusat Bandarlampung Alamat di Yogyakarta : Pogung Kidul RT02 RW49 No05 Sleman Yogyakarta No.Handphone : Indra_idb@yahoo.com Waktu untuk Kegiatan PKM : 12 jam/ minggu Latar Belakang Pendidikan : Jenjang Pendidikan Tempat Tahun Selesai SD SD Fransiskus Tanjungkarang 2002 SMP SMP Fransiskus Tanjungkarang 2005 SMA SMAN 9 Bandarlampung 2008 Program S-1 Reguler, Jurusan Teknik Elektro S1 dan Teknologi Informasi Fakultas Teknik - Universitas Gadjah Mada Yogyakarta Yogyakarta, 30 September 2011 Hormat Saya (Indra Darmawan Budi) Program Kreativitas Mahasiswa

14 B. Anggota Penulisan 1 Nama : Sugiarto NIM : 08/270359/TK/34532 Jenis Kelamin : Laki-Laki Agama : Islam Tempat dan tanggal lahir : Samarinda, 1 Juli 1990 Alamat Asal : Jl.Kemakmuran Gg. KNPI Dalam Rt.12 No. 31 Samarinda, Kalimantan Timur Alamat di Yogyakarta : Pogung Rejo 403 B Sleman, DI Yogyakarta No.Handphone : sugisembilan@gmail.com Waktu untuk Kegiatan PKM : 12 jam/ minggu Latar Belakang Pendidikan : Jenjang Pendidikan Tempat Tahun Selesai SD SDN 018 Pelita Samarinda 2002 SMP SMPN 1 Samarinda 2005 SMA SMAN 10 Melati Samarinda 2008 Program S-1 Reguler, Jurusan Teknik Elektro S1 dan Teknologi Informasi Fakultas Teknik - Universitas Gadjah Mada Yogyakarta Yogyakarta, 30 September 2011 Hormat Saya ( Sugiarto ) Program Kreativitas Mahasiswa

15 C. Anggota Penulisan 2 Nama : Apri Setiawan NIM : 08/269158/TK/34302 Jenis Kelamin : Laki-laki Agama : Islam Tempat dan tanggal lahir : Sleman, 22 Agustus 1990 Alamat Asal : Gamelan RT 03 RW 31 Sendangtirto Berbah Sleman Yogyakarta Alamat di Yogyakarta : Gamelan RT 03 RW 31 Sendangtirto Berbah Sleman Yogyakarta No.Handphone : prisetiawan@gmail.com Waktu untuk Kegiatan PKM : 12 jam/ minggu Latar Belakang Pendidikan : Jenjang Pendidikan Tempat Tahun Selesai SD SD Negeri Klodangan 2002 SMP SMP Negeri 2 Berbah 2005 SMA SMA Negeri 5 Yogyakarta 2008 Program S-1 Reguler, Jurusan Teknik Elektro S-1 dan Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada Yogyakarta - Yogyakarta, 30 September 2011 Hormat Saya ( Apri Setiawan ) Program Kreativitas Mahasiswa

16 D. Anggota Penulisan 3 Nama : NIM : Jenis Kelamin : Agama : Tempat dan tanggal lahir : Alamat Asal : Alamat di Yogyakarta : No.Handphone : Waktu untuk Kegiatan PKM : 12 jam/ minggu Latar Belakang Pendidikan : Jenjang Pendidikan Tempat Tahun Selesai Yogyakarta, 30 September 2011 Hormat Saya ( ) Program Kreativitas Mahasiswa

17 2) BIODATA DOSEN PENDAMPING A. Identitas Dosen Nama : NIP : Tempat dan Tanggal Lahir : Jenis Kelamin : Alamat : Pendidikan Tertinggi : Golongan/Pangkat : Jabatan/Fungsional : B. Pendidikan/Keahlian 1. Jenjang S1 Perguruan Tinggi : Fakultas : Lulus : 2. Jenjang S2 Perguruan Tinggi : Fakultas : Lulus : 3. Karya Ilmiah dan Hasil Penelitian a. Judul Karya Ilmiah : b. Pengabdian pada Masyarakat : Program Kreativitas Mahasiswa