PERANCANGAN SISTEM RADAR PENDETEKSI OBJEK MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO UNO TUGAS AKHIR RIDHO ABDULLAH SIPAHUTAR 132411066 PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
PERANCANGAN SISTEM RADAR PENDETEKSI OBJEK MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO UNO TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya RIDHO ABDULLAH SIPAHUTAR 132411066 PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016 2
PERSETUJUAN Judul : PERANCANGANSISTEM RADAR PENDETEKSI OBJEK MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO UNO Kategori : Tugas Akhir Nama : Ridho Abdullah Sipahutar NIM : 132411066 Program Studi : D-III Metrologi dan Instrumentasi Departemen : Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) UniversitasSumatera Utara Diluluskan di : Medan, Juli 2016 Komisi Pembimbing : Diketahui/Disetujui oleh KetuaProgram Studi D-III Metrologi dan Instrumentasi Dosen Pembimbing Tugas Akhir (Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc) Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. NIP. 195701121986011001 NIP. 196006031986011002 i
PERNYATAAN PERANCANGAN SISTEM RADAR PENDETEKSI OBJEK MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO UNO TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa TugasAkhir ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya. Medan,Juli 2016 Ridho Abdullah Sipahutar NIM. 132411066 ii
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Than Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpahan karunia-nya Penulis dapat menyelesiakan Penyusunan tugas akhir ini dengan judul Perancangan Sistem Radar Pendeteksi Objek Menggunakan Sensor Ultrasonik Berbasis Arduino Uno. Terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Drs. Takdir Tamba M.Eng.Sc. Selaku pembimbing 1 sekaligus sebagai Penguji 1 dan Dr. Kerista Tarigan M.Eng.Sc. selaku Penguji 2 yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan skripsi ini. Terima kasih kepada Kepala Program Studi D3 Metrologi & Instrumentasi yaitu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc. Ketua Departemen dan Sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU, seluruh staff dan Dosen Fisika FMIPA USU, pegawai FMIPA USU, dan rekan-rekan kuliah. Akhirya tidak terlupakan kepada Bapak, Ibu dan Keluarga yang selama ini menberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan. Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas semua orang yang membantu menyelesaikan Tugas Akhir ini. iii
ABSTRAK Tujuan dari alat ukur ini adalah untuk mendeteksi objek atau benda secara visualisasi berbentuk radar beserta jarak dan sudut pandang dari sensor yang mendeteksi suatu benda atau objek tertentu dalam jarak pandangnya. Hasil pengujian menunjukkan bahwa jarak tersebut dapat diketahui dari penggunaan dari sensor Ultrasonik dan Sudutnya ditentukan dari rotasi motor servo yang berotasi pada sudut tertentu dan ditampilkan pada PC. Dari sensor tersebut diketahui terdapat dua komponen yaitu, Tranceiver sebagai pengirim suara ultrasonik menuju objek yang ingin diketahui jaraknya dan suara tersebut akan dipantulkan kembali menuju komponen yang satunya yaitu Receiver, yang berfungsi sebagai penerima dari suara ultrasonik tersebut untuk diproses dan Motor Servo berotasi dengan sudut o sampai dengan 180, dan terus berotasi secara bolak-balik sehingga membentuk visualisasi ke dalam bentuk radar dan ditampilkan di PC. Kata Kunci : Sensor Ultrasonik, Motor Servo, Arduino Uno. iv
ABSTRACT The purpose of this measure is to detect the object or objects shaped radar visualization along with distance and angle of view of the sensors that detect an object or a particular object in his field of vision. The test results indicate that the distance can be seen from the use of ultrasonic sensors and the rotation angle is determined from the servo motor that rotates at a certain angle and displayed on PC. From these sensors is known that there are two components, namely, Transceiver as the sender of ultrasonic sound towards the object you want to know the distance and the sound is reflected back towards the components of which is the Receiver, which serves as a receiver of ultrasonic sound are to be processed and Servo Motor rotates with the angle o up to 180 and continue to rotate back and forth so as to form the visualization in the form of radar and displayed onpc. Keywords: Ultrasonic Sensor, Servo Motor, Arduino Uno. v
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, dengan limpahan berkatnya penyusunan Tugas Akhir ini dapat diselesaikandalamwaktu yang ditetapkan. Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada: 1. Bapak Drs.Takdir Tamba, M.Eng.Sc. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir. 2. Bapak Dr. Kerista Tarigan, M.Eng.Sc selaku dosen penguji Tugas Akhir. 3. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku ketua Program Studi D-3 Metrologi dan instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 4. Dr. Kerista Sebayang, MS, sebagai dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 5. Seluruh Staf Pengajar / Pegawai program studi fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara. 6. Ibunda dan Ayahanda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. 7. Abangda Fathurrahman yang memberikan bantuan dan bimbingan untuk membuat alat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 8. Irma Julianti Lubis, Amd yang telah memberikan dukungan dan semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 9. Teman- teman sekalian yang telah memberikan dukungan, saran dan semangat selama pembuatan Tugas Akhir dan sampai menyelesaikan Sidang Tugas Akhir ini 10. Abang dan Kakak Senior yang telah memberikan semangat dan saran untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 11. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjakan Laporan Tugas Akhir yang tidak dapat disebutkan satu persatu. vi
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini belum sempurna dan memiliki kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun bagi pembaca. Akhir kata Penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang turut membantu dan mengharapkan Laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua. Medan, Juli 2016 Penulis vii
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan... i Pernyataan... ii Penghargaan... iii Abstrak... iv Abstract... v Kata Pengantar... vi Daftar Isi... viii Daftar Tabel... ix Daftar Gambar... x Daftar Lampiran... x BAB I. PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Tujuan Penulisan... 2 1.4. Batasan Masalah... 3 1.5. Sistematika Penulisan... 3 BAB II. LANDASAN TEORI... 3 2.1. Ardino Uno R3... 3 2.2. Sensor Ultrasonik... 10 2.2.1. Cara Kerja Sensor Ultrasonik... 10 2.2.2. Aplikasi Sensor Ultrasonik... 12 2.2.3. Rangkaian Sensor Ultrasonik... 12 2.3. Sensor Ultrasonik... 14 2.4. Bread Board... 15 2.5. Motor Servo... 17 viii
BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN... 21 3.1. Diagram Blok Sistem... 21 3.1.1. FungsiTiap Blok... 22 3.2.Rangkain Arduino Uno... 22 3.3. Rangkaian Sensor Ultrasonik... 23 3.4. Rangkaian Power Supply... 24 3.5. Rangkaian Komunikasi data PC... 25 3.6. Flowchart Sistem... 26 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 27 4.1. Pengujian rangkaian Arduino Uno... 27 4.2. Pengujian sensor Ultrasonik... 28 4.3. Pengujian Motor Servo... 29 4.4.Pengujian rangkaian Arduino ke PC... 31 4.5.Pengujian Keseluruhan... 32 BAB V. PENUTUP... 47 5.1.Kesimpulan... 47 5.2.Saran... 47 DAFTAR PUSTAKA... 48 ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Cara kerja Sensor Ultrasonik... 11 Gambar 2.2. Rangkaian dasar dari transmitter Ultrasonik... 13 Gambar 2.3. Rangkaian dasar Receiver sensor Ultrasonik... 14 Gambar 2.4. Sensor Ultrasonik HC-SR04... 15 Gambar 2.5. Sistem pewaktu pada sensor HC-SR04... 15 Gambar 2.6. Jalur Breadboard... 16 Gambar 2.7. Komponen Motor Servo... 18 Gambar 2.8. Poros Motor Servo... 19 Gambar 2.9. Motor Servo... 19 Gambar 2.10. Motor Servo 180 untuk kaki robot... 20 Gambar 3.1. Diagram blok sistem... 21 Gambar 3.2. Rangkaian Arduino Uno... 22 Gambar 3.3. Rangkaian Sensor Ultrasonik... 23 Gambar 3.4. Rangkaian Power Supply... 24 Gambar 3.5. Pengujian Arduino ke PC... 25 Gambar 3.6. Flowchart Sistem... 26 Gambar 4.1. Gambar pengujian motor servo... 28 Gambar 4.2. Hasil Radar... 46 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A (GambarRangkaian) Lampiran C (Data Sheet Arduino Uno R3) x