Sistem Alarm dan Informasi Suara pada Indikator Volume Bahan Bakar Sepeda Motor

Transkripsi

1 Sistem Alarm dan Informasi Suara pada Indikator Volume Bahan Bakar Sepeda Motor Aditya Cahya Try Prasetya #1, Eru Puspita #, Hary Oktavianto # #1 Penulis, Mahasiswa Jurusan Teknik Elektronika PENS - ITS # Dosen Pembimbing, Staf Pengajar di Jurusan Teknik Elektronika PENS - ITS Kampus PENS-ITS Sukolilo, Surabaya 60111, INDONESIA Tel: +6 (1) ; Fax: +6 (1) adh_ity@yahoo.com Abstrak Kebutuhan akan kenyamanan dalam berkendara sangat dibutuhkan. Namun, masih banyak kejadian yang pernah dialami seseorang yang lupa mengisi bahan bakar sepeda motornya meskipun sudah terdapat indikator penunjuk volume bahan bakar pada sepeda motor, karena lalai maupun kurang akuratnya indikator yang menunjukkan volume bahan bakar pada sepeda motor. Dalam hal ini, sistem alarm dan informasi suara yang dipasang pada sepeda motor bisa dijadikan suatu solusi yang dapat menjawab permasalahan tersebut. Sistem alarm dan informasi suara yang dipasang pada sepeda motor ini dihubungkan pada kabel keluaran dari sensor tekanan atau pelampung yang ada pada tangki yang terhubung ke indikator volume bahan bakar yang digunakan sebagai input berupa tegangan. Dengan memanfaatkan mikrokontroler ATmega16 yang memiliki ADC internal, maka informasi ini akan diproses untuk memanggil data yang telah disimpan pada IC suara ISD560 kemudian dikeluarkan dalam bentuk bunyi pada pengeras suara. Sistem alarm yang dibuat ini memiliki tingkat keakurasian 100%. Namun ketika alat ini dipasang pada sepeda motor, kinerjanya sangat dipengaruhi oleh sensor tekanan atau pelampung dari tangki. Artinya, jika data yang dikeluarkan dari sensor tidak akurat, maka alat ini pun akan bekerja sesuai apa yang dibaca oleh sistem. Dengan adanya sistem ini, diharapkan dapat membantu seseorang untuk lebih mudah mengetahui volume sisa bahan bakar dalam tangki sehingga dapat mengurangi resiko kelalaian mengisi bahan bakar sepeda motor. Kata Kunci : Sensor tekanan, indikator volume bahan bakar, mikrokontroler ATmega16, ADC, IC suara ISD 560, pengeras suara I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pada era saat ini, jumlah pengendara sepeda motor terus meningkat setiap tahunnya. Fenomena ini berjalan seiring dengan semakin bertambahnya penduduk dan banyaknya kepentingan masyarakat sehari-harinya yang mengharuskan masyarakat berkendara setiap harinya. Banyaknya pengendara sepeda motor ini juga berdampak pada kemacetan lalu lintas yang terjadi. Apalagi ketika sepeda motor tiba-tiba berhenti di tengah jalan raya karena kehabisan bensin yang disebabkan si pengendara lupa mengisi bahan bakar motornya. Tidak hanya kemacetan yang terjadi, bahkan dapat menyebabkan kecelakaan. Meskipun sudah terdapat indikator penunjuk volume bahan bakar pada sepeda motor, namun masih banyak juga kejadian yang pernah dialami seseorang yang lupa mengisi bahan bakar sepeda motornya karena lalai maupun kurang akuratnya indikator yang menunjukkan volume bahan bakar pada sepeda motor. Oleh karena itu, masih perlu dicarikan solusi yang tepat untuk mengatasi permasalahan tersebut. Kejadian seperti ini masih sering terjadi di masyarakat luas khususnya di daerah yang jumlah pom bensin atau tempat pengisian bahan bakar kendaraan bermotor yang tersedia masih sedikit. Agar si pengendara sepeda motor tidak lalai, resah atau takut kehabisan bahan bakar di tengah jalan, maka diperlukan suatu alat atau indikator lain yang membantu seseorang untuk lebih mudah mengetahui volume sisa bahan bakar sepeda motornya. Dalam hal ini, sistem alarm dan informasi suara yang dipasang pada sepeda motor bisa dijadikan suatu solusi yang dapat menjawab permasalahan tersebut.

2 B. Batasan Masalah Adapun batasan-batasan masalah yang dibuat agar dalam pengerjaan proyek akhir ini dapat berjalan dengan baik adalah sebagai berikut : 1. Pada proyek akhir ini, alat akan diuji pada motor Honda Revo Pada proyek akhir yang berjudul Sistem Alarm dan Informasi Suara pada Indikator Volume Bahan Bakar Sepeda Motor ini fokus yang dikerjakan adalah membuat metode untuk mengkalibrasi volume bahan bakar dan metode pemanggilan data pada IC suara. II. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT A. Blok Diagram Sistem Sistem alarm dan informasi suara yang dipasang pada sepeda motor ini dihubungkan pada kabel keluaran dari tangki yang terhubung ke indikator volume bahan bakar yang digunakan sebagai input. Dengan memanfaatkan ATmega16 yang memiliki ADC internal, maka informasi ini akan diproses oleh mikrokontroler untuk memanggil data yang telah disimpan pada IC suara ISD560 dan selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk bunyi pada speaker. Blok diagram sistemnya adalah sebagai berikut : yang pertama adalah mode otomatis, artinya sistem akan bekerja pada saat kondisi tertentu. Dalam hal ini sudah diprogram bahwa pada volume tertentu maka sistem alarm akan bekerja. Sedangkan mode yang kedua adalah mode manual, artinya sistem akan bekerja pada saat diberi triger dari luar berupa penekanan pada tombol push button. Pada mode ini si pengguna dapat melakukan penekanan kapan pun dalam volume bahan bakar yang masih tersisa. Untuk metode yang digunakan sendiri yaitu mengeluarkan suara dalam bentuk bilangan pecahan dan bilangan desimal. Agar lebih mudah dalam memahami prinsip kerja dari sistem dapat dilihat pada gambar. Kontak motor ON Switch mode Push button Volume Bahan Bakar ADC Mikrokontroler Pelampung LCD Volume Bahan Bakar Mikrokontroler ATmega16 IC Suara ISD560 Speaker ISD560 LCD Untuk Pembuktian Speaker Aktif Gambar 1. Blok Diagram Sistem B. Prinsip Kerja Sistem Prinsip kerja dari sistem alarm ini sebenarnya cukup sederhana. Pada intinya alat ini akan bekerja ketika kontak pada sepeda motor sudah dinyalakan sehingga mikrokontroler dan IC suara mendapat tegangan masukan dari aki sepeda motor meskipun mesin belum dinyalakan. Sementara sensor pada tangki untuk mengukur volume bahan bakar juga bekerja dan keluarannya yang berupa tegangan sendiri dijadikan sebagai input yang masuk ke ADC internal dari mikrokontroler ATmega16. Setelah data diproses maka mikrokontroler memanggil data suara pada ISD560 yang sebelumnya sudah diisi atau direkam dengan beberapa alamat suara. Sementara untuk membangkitkan suaranya dengan menggunakan speaker aktif agar dapat diatur volume suaranya. Selain dikeluarkan dalam bentuk suara, nilai volume yang terbaca juga ditampilkan dalam LCD. Kerja dari sistem alarm ini dibagi menjadi mode dan masing-masing mode ada metode yang digunakan. Mode Gambar. Prinsip Kerja Sistem C. Perancangan dan Pembuatan Hardware 1. Merancang Rangkaian Minimum Sistem ATmega16 Dalam merancang rangkaian minimum sistem ATmega16 ada beberapa hal yang perlu diperhatikan terkait dengan karakteristik dari chip mikrokontroler dan fungsi dari pin-pin yang ada. Setelah mengetahui pin-pin dari ATmega16, maka perlu dirancang juga komponenkomponen yang mendukung dan disesuaikan dengan kebutuhan, artinya ada beberapa karakteristik dari mikrokontroler ATmega16 antara lain bekerja pada tegangan 5 Volt dengan toleransi antara Volt. Karena sumber tegangan diambil dari aki 1 volt, maka dibutuhkan regulator atau pembagi tegangan. Berikut skematik rangkaiannya pada gambar.

3 VCC D1 1 VI U VO R1 1N4001 C1 1000u GND 0 C p X1 CRYSTAL C1 10u C p U1 RESET XTAL1 XTAL PA0/ADC0 PA1/ADC1 PA/ADC PA/ADC PA4/ADC4 PA5/ADC5 PA6/ADC6 PA7/ADC7 PB0/T0/XCK PB1/T1 PB/AIN0/INT PB/AIN1/OC0 PB4/SS PB5/MOSI PB6/MISO PB7/SCK ATMEGA16 PC0/SCL PC1/SDA PC/TCK PC/TMS PC4/TDO PC5/TDI PC6/TOSC1 PC7/TOSC PD0/RXD PD1/TXD PD/INT0 PD/INT1 PD4/OC1B PD5/OC1A PD6/ICP1 PD7/OC Gambar. Skematik Rangkaian Minimum Sistem ATmega16 Untuk penggunaan pin-pin dari ATmega16 tersebut dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Penggunaan Pin-Pin ATmega16 No. Nama Penggunaan 1. Pin A.0 Untuk input ADC (kanal 0). Pin A.1 Untuk mengaktifkan fungsi LCD. Pin A. Untuk pilihan mode 4. Pin A. Untuk tombol manual input 5. Port B Untuk mengakses alamat pada ISD Pin C.0 Untuk mengaktifkan pin CE pada ISD Port D Untuk mengakses LCD. Merancang Rangkaian ISD560 Seperti halnya dalam merancang rangkaian minimum sistem, maka sebelum merancang rangkaian ISD560 perlu diketahui terlebih dahulu karakteristik atau fungsi masing-masing pin pada IC suara ini. Setelah mengetahui fungsi dari masing-masing pin dari ISD560 ini perlu diketahui juga karakteristik-karakteristik yang dimiliki. ISD560 bekerja dengan tegangan masukan 5 volt dengan toleransi antara volt. Sehingga untuk menyederhanakan rangkaian, tegangan masukan untuk ISD560 ini dapat diambilkan dari minimum sistem ATmega16 yang telah diberi regulator tegangan sebesar 5 volt menggunakan LM7805. Untuk rangkaian dari ISD560 sendiri sudah tersedia dalam datasheet sebagaimana ditunjukkan dalam gambar 4. AREF AVCC D LED-GREEN RV1 Gambar 4. Skematik Rangkaian ISD560. Kalibrasi Tangki Pada sepeda motor terdapat pelampung atau sensor tekanan di dalam tangki bahan bakarnya. Sensor tekanan ini memanfaatkan ketinggian dari bensin atau bahan bakar dari dalam tangki dimana keluarannya berupa tegangan. Dari tegangan inilah indikator penunjuk volume bekerja. Dengan memanfaatkan kabel yang terhubung ke sensor tekanan atau pelampung tersebut maka bisa didapatkan data berupa tegangan yang bisa digunakan untuk input pada mikrokontroler malalui pembacaan ADC. Dalam melakukan kalibrasi ini tentunya dilakukan pengecekan terlebih dahulu kabel mana yang merupakan output dari sensor. Dari pengujian yang dilakukan didapat kabel yaitu kabel tegangan dari aki sebesar 1 volt, kabel ground, dan kabel keluaran dari sensor. Dari hasil pengukuran tegangan dari keluaran sensor dengan step 0.5 liter didapatkan hasil seperti pada tabel. Tabel. Tegangan untuk Masukan ADC No. Volume ( liter ) Tegangan masukan ADC ( volt ) ,6. 0,5 1,64. 0,5 1, ,75 1, , ,5, ,5,9 8. 1,75 4,8 9. 4,79 10.,5 4,8 Dari tabel, maka dapat dibuat grafik agar lebih mudah dalam melihat karakteristik hubungan antara volume dan tegangannya seperti tampak pada gambar 5.

4 E T e g a n g a n ,5 0,5 0,75 1 1,5 1,5 1,75,5 5. Diagram Alir Sistem Untuk diagram alir dari sistem dapat dilihat pada gambar 8. Mulai Input volume bahan bakar V o l u m e Gambar 5. Grafik Hubungan Antara Volume dan Tegangan Perhitungan ADC, tegangan dan volume Dari nilai tegangan yang diambil dapat dianalisa bahwa untuk pengujian integrasi sistem ke sepeda motor hanya dapat dilakukan dengan maksimum volume sebesar,5 liter karena karakteristik dari sensor atau pelampungnya sendiri mengeluarkan tegangan maksimum sebesar 8, volt yaitu ketika volume sebesar,5 liter. Oleh karena itu perlu ditambahkan rangkaian pembagi tegangan sebelum masuk ADC pada mikrokontroler dengan rumus sebagai berikut : Vout = Vin x R1 +...(4.1) ya Mode bilangan desimal Tampilkan ke LCD Jika vol tertentu atau PIN A.=0 ya Jika PIN A.=1 tidak tidak Mode bilangan pecahan R1 + = Vout Vin...(4.) Ambil data dari database 4. Merancang I/O Dalam sistem ini dibutuhkan 1 tombol push button untuk tombol input manual dan 1 switch button untuk tombol mode yang diberi tambahan resistor 1K. Rangkaiannya seperti terlihat pada gambar 6. PinA. R1 Proses memanggil data suara Output suara PinA. SW1 SW-SPDT Gambar 6. Rangkaian untuk Push Button dan Switch Button Untuk output tambahannya sendiri menggunakan LCD yang terhubung pada PORTD dari mikrkontroller. Adapun skematik rangkaian dari LCD tersebut seperti terdapat pada gambar 7. PD0 PD1 PD PD4 PD5 PD6 PD7 5 volt 58% RV1 10k LCD1 LM016L VSS VDD VEE Gambar 7. Skematik Rangkaian LCD RS RW D0 D1 D D D4 D5 D6 D7 Selesai Gambar 8. Diagram Alir Sistem Dari diagram alir pada gambar 8 tersebut dapat dijelaskan bahwa sistem ini akan terus membaca data input dari volume bahan bakar yang kemudian diproses pada perhitungan ADC, tegangan serta volume dan ditampilkan pada LCD. Ketika berada pada kondisi volume tertentu atau PIN A. kondisi aktif low bernilai 0 (manual input), maka sistem ini akan berlanjut ke proses berikutnya yaitu memanggil data suara. Disini terdapat mode yaitu ketika PIN A. kondisi aktif low bernilai 1 maka akan mengaktifkan mode bilangan desimal, sebaliknya jika bernilai 0 maka akan mengaktifkan mode bilangan pecahan. Setelah itu berlanjut ke proses pengambilan data dari database yang sudah disiapkan berupa pengalamatan data suara kemudian proses pemanggilan data suara itu sendiri yang dikeluarkan melalui speaker.

5 III. PENGUJIAN DAN ANALISA A. Pengujian Rangkaian Minimum Sistem Untuk melakukan pengujian terhadap rangkaian minimum sistem ini dilakukan dengan beberapa tahap antara lain : 1. Memastikan jalur rangkaian tidak ada yang menyambung dengan jalur lain. Memastikan tiap-tiap jalur rangkaian terhubung dengan baik.. Setelah poin 1 dan terpenuhi bisa langsung mencoba melakukan chip signature pada rangkaian minimum sistem ATmega Siapkan program yang akan di download dengan software CodeVisionAVR dan pastikan tidak ada error pada program setelah di-compile. 5. Banyak cara untuk men-download program tergantung downloader dan software yang digunakan. Perlu diketahui bahwa ketika membeli chip ATmega16 yang baru tidak bisa langsung men-download program menggunakan USB downloader, harus menggunakan downloader paralel terlebih dahulu baru setelah itu bisa menggunakan USB downloader. 6. Setelah sukses men-download program, lihat hasil program yang dijalankan sesuai dengan isi program tersebut. Untuk hasil pengujian yang telah dilakukan pada LCD dapat dilihat pada gambar 9. Pada saat proses perekaman, kualitas suara yang dihasilkan bisa berbeda-beda tergantung cara memakai mikrofon yang digunakan. Dari pengujian yang telah dilakukan didapat hasil seperti pada tabel. Tabel. Pengujian Cara Memakai Mikrofon No. Cara Pakai Kualitas Suara yang Dihasilkan 1. Mikrofon tanpa ditutupi Kurang Bagus. Mikrofon ditutup dengan tangan Cukup Bagus. Mikrofon ditutup dengan kain Bagus Sementara untuk hasil perekaman dengan sumber tegangan yang berbeda pun menyebabkan kualitas suara yang dihasilkan berbeda. Setelah dilakukan pengujian hasilnya dapat dilihat pada tabel 4. Tabel 4. Pengujian dengan Sumber Tegangan yang Berbeda No. Sumber Tegangan Kualitas Suara yang Dihasilkan 1. Laptop dengan USB Power Kurang Bagus. Adaptor Cukup Bagus. Baterai Bagus Berdasarkan hasil beberapa pengujian tersebut maka untuk menghasilkan suara yang bagus adalah menggunakan tegangan masukan dari baterai dan menutup mikrofon dengan kain pada saat proses perekaman. Gambar 9. Pengujian pada LCD B. Pengujian Rangkaian ISD560 Dalam melakukan pengujian rangkaian ISD560 ada beberapa hal yang perlu diperhatikan terkait proses perekaman dan penyiapan alamat suara. Langkah-langkah dalam melakukan proses perekaman suara ke dalam ISD560 adalah sebagai berikut : 1. Aktifkan rangkaian ISD560 dengan tegangan masukan sebesar 5 volt.. Siapkan alamat pada ISD560 dengan mengkondisikan Pin A.0 sampai A.6 berlogika tinggi sebagai aktif low.. Kondisikan Pin CE dan Pin P/R berlogika tinggi sebagai aktif low dengan menekan tombol CE dan P/R secara bersamaan pada saat proses perekaman. 4. Lepas tombol P/R dan tekan kembali tombol CE untuk mengakhiri proses perekaman. C. Integrasi Sistem Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Setelah rangkaian minimum sistem dan ISD560 selesai diuji maka dilanjutkan dengan melakukan integrasi antara sistem perangkat keras dan perangkat lunaknya. Dalam integrasi ini port B dari mikrokontroler dihubungkan pada pin A. sampai pin A.9 dari ISD560. Kemudian untuk mengaktifkan pin CE dihubungkan dengan pin C.0 dari mikrokontroler. Dalam pengujian ini bisa dicek bahwa suara yang dikeluarkan harus sama dengan nilai yang ditampilkan pada LCD (seperti tampak pada gambar 10). Jika hasilnya tidak sama maka ada program yang salah dan harus diprogram ulang. Gambar 10. Memastikan Sistem Berfungsi dengan Baik

6 Berikut hasil pengujian sistem seperti pada tabel 5. Tabel 5. Hasil Pengujian Sistem No. Nilai Volume (yang telah Suara yang ditentukan) Dihasilkan 1. 0, Sesuai. 0,5 Sesuai. 1 Sesuai 4. 1,5 Sesuai 5. Sesuai 6.,5 Sesuai 7. Sesuai D. Pengujian Sistem pada Sepeda Motor Pada pengujian ini, bisa dilakukan pada saat sepeda motor dalam keadaan berjalan dan dalam keadaan tidak berjalan asalkan mesin tetap menyala. Dari pengujian tersebut kemudian diambil data tentang ketepatan alat dalam bekerja. Untuk data hasil pengujian sistem pada sepeda motor saat tidak berjalan dapat dilihat pada tabel 6. Tabel 6. Data Pengujian Sistem Saat Sepeda Motor Tidak Berjalan No. Volume yang Pembacaan pada diisikan (liter) alat Error %. 0, 0, 50 %. 0,4 0,5 5 % 4. 0,6 0,7 16,7 % 5. 0,8 0,9 1,5 % 6. 1,0 1,0 0 % 7. 1, 1, 0 % 8. 1,4 1,4 0 % 9. 1,6 1,6 0 % 10. 1,8 1,8 0 % 11.,0,0 0 % 1.,, 0 % Sedangkan pada saat sepeda motor berjalan pengujian dilakukan dengan melihat pembacaan pada LCD sambil berjalan dan dapat menggunakan tombol manual untuk mendapatkan suara terkait sisa bensin yang ada. Untuk hasil pengujiannya sendiri bisa dilihat apakah suara yang dihasilkan dari sistem sesuai dengan nilai yang ditampilkan oleh LCD. Berikut hasil yang didapat dari pengujian pada saat sepeda motor berjalan pada tabel 7. Tabel 7. Data Pengujian Sistem Saat Sepeda Motor Berjalan No. Nilai yang ditampilkan oleh LCD Suara yang dihasilkan oleh sistem 1.,0 Sesuai. 1,5 Sesuai. 1 Sesuai 4. 0,5 Sesuai Dari data-data yang telah didapatkan di atas dapat dianalisa bahwa ketepatan alat ini dalam membaca volume bahan bakar yang tersisa pada tangki sepeda motor sangat dipengaruhi oleh sensor tekanan atau pelampung pada tangki. Artinya ketika kinerja dari sensor bagus maka kinerja dari sistem alarm ini pun juga bagus, sedangkan ketika kinerja dari sensor sudah tidak bagus maka ketepatan alat ini akan mengikuti pembacaan dari sensor. Seperti halnya karakteristik dari tangki sendiri yang tidak linier, terdapat error yang cukup besar pada saat volume bahan bakar berkisar antara 0 sampai 0,8 liter. Dimana pada posisi tersebut kemiringan garis sangat kecil bahkan hampir seperti garis datar atau tidak ada kenaikan yang signifikan. Namun ketika volume berkisar antara 1 sampai, liter, dapat dikatakan bahwa alat ini bekerja dengan sempurna atau tidak ada error. IV. KESIMPULAN Dari pengerjaan proyek akhir yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : Proses perekaman yang baik untuk ISD560 adalah dengan menggunakan tegangan masukan dari baterei sebesar 5 volt dan dengan cara menutup microphone dengan kain agar suara yang dihasilkan lebih halus. Sitem alarm ini dapat bekerja dengan tingkat akurasi 100%, namun ketika alat ini dipasang pada sepeda motor, kinerjanya sangat dipengaruhi oleh sensor tekanan atau pelampung dari tangki. Sistem atau alat ini hanya bisa diujikan dengan pegisian volume sampai,5 liter karena karakteristik tegangan keluaran dari sensor turun setelah volume,5 liter. Pada pengujian dengan volume 0 sampai 0,8 liter terdapat error dari sistem ini dikarenakan karakteristik dari sensor tekanan pada tangki yang memiliki hubungan antara volume dan tegangan dengan tingkat kemiringan garis yang sangat kecil atau hampir mendekati lurus. Pada pengujian dengan volume 0,8 liter sampai,5 liter tidak terdapat error atau dapat dikatakan tingkat keakurasian alat ini adalah 100%. DAFTAR PUSTAKA [1] Heri Andrianto. Pemrograman Mikrokontroler AVR Atmega16 Menggunakan Bahasa C. Bandung : Penerbit Informatika, 008. [] Widodo Budiharto. Panduan Praktikum Mikrokontroler AVR Atmega16. Jakarta : Elex Media Komputindo, 008. [] diakses pada 5 Januari 011 [4] diakses pada 6 Januari 011