BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Panel instrumen pada kendaraan bermotor (dashboard) merupakan perangkat antarmuka yang menjembatani antara pengemudi dengan sistem elektronik dan mekanis kendaraan. Dashboard berfungsi untuk memberikan informasi kepada pengendara, misalnya kondisi kecepatan kendaraan, putaran mesin, suhu mesin, kapasitas baterai (pada kendaraan listrik) atau sisa bahan bakar di tangki (pada kendaraan berbahan bakar minyak). Dashboard konvensional yang sudah ada saat ini masih berbentuk panel permanen dan mayoritas bersifat analog, sehingga tingkat fleksibilitas dashboard rendah. Masih sulit untuk mengubah dan mengupgrade ulang panel-panel yang sudah dibuat pada dashboard konvensional yang bersifat mekanis. Walaupun dapat diubah, hal ini harus dilakukan dengan membongkar ulang dashboard kendaraan untuk dipasang dengan antarmuka dashboard yang baru. Dengan demikian akan mengeluarkan biaya tambahan dan dashboard yang terdahulu akan menjadi barang bekas yang tidak dapat dipakai lagi. Terlebih lagi kesan yang didapatkan pengemudi terhadap dashboard konvensional masih bersifat kurang dinamis dan interaksi sistem elektronik kendaraan dengan pengemudi yang minim (pemberitahuan misalnya terjadi sesuatu yang berbahaya pada kendaraan). Oleh karena itu, di masa depan, akan terjadi migrasi dari penggunaan dashboard konvensional saat ini yang mayoritas masih bersifat analog dan mekanis, 1
2 menjadi dashboard yang berbasis digital, yaitu semua panel ditampilkan pada sebuah screen atau liquid-crystal-display (LCD) yang cukup untuk menampilkan semua panelnya. Pada penelitian ini penulis merancang dan membangun aplikasi antarmuka dashboard digital berbasis Android untuk kendaraan yang digerakkan oleh listrik (electric car). Persyaratan dashboard yang diinginkan adalah harus mudah untuk diimplementasikan dan diintegrasikan dengan sistem elektroniknya. Tingkat efektivitas kerja dashboard mobil listrik juga ditentukan oleh pemilihan protokol komunikasi yang tepat untuk menghubungkan perangkat antarmuka dengan sistem elektronik mobil listrik. Pada sistem elektronik level otomotif biasanya bekerja di suhu yang tinggi dan terdapat noise berupa getaran maupun pengaruh interferensi dari medan magnet yang berada di dekatnya. Sebagai contoh aliran listrik pada kabel, baterai, atau motor bisa menimbulkan medan magnetik. Selain itu, media komunikasi antara sistem elektronik kendaraan dengan dashboard konvensional saat ini mayoritas masih menggunakan kabel. Hal ini menyebabkan proses instalasi kabel (wiring) menjadi lebih rumit dan jika terjadi hubungan singkat (short) pada sistem elektronik, dapat menyebabkan kerusakan pada dashboard juga. Oleh sebab itu pada penelitian ini, akan merancang dan membangun sebuah aplikasi dashboard mobil listrik pada platform Android yang akan diuji coba pada sistem elektronik berbasis mikrokontroller ARM. Peneliti menggunakan tablet berbasis Android sebagai perangkat antarmuka dan Bluetooth sebagai protokol komunikasi data nirkabel yang menghubungkan perangkat antarmuka dengan sistem elektroniknya.
3 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dijelaskan sebelumnya, disusun rumusan masalah sebagai berikut : 1. Dashboard mobil konvensional saat ini yang bersifat analog dan mekanis masih kurang dinamis dan sulit untuk diubah serta diupgrade fiturnya di masa depan karena bersifat fixed panel. 2. Kurangnya interaksi yang terjadi antara dashboard konvensional dengan pengemudi mobil karena terbatasnya fitur-fitur notifikasi yang bisa diterapkan pada dashboard konvensional apabila terjadi hal yang membahayakan bagi mobil maupun pengemudi. 3. Media komunikasi antara sistem elektronik kendaraan dengan dashboard yang mayoritas masih menggunakan kabel menyebabkan proses instalasi kabel (wiring) menjadi lebih rumit dan jika terjadi hubungan singkat (short) pada sistem elektronik, dapat menyebabkan kerusakan pada dashboard. 4. Data-data sensor yang dihasilkan oleh sistem elektronik berbasis mikrokontroller tidak mudah untuk diperiksa dan dianalisis jika tidak ada sistem antarmuka yang berbasis graphical user interface (GUI). 1.3. Batasan Masalah Berdasarkan rumusan masalah yang sudah dijelaskan sebelumnya, maka batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
4 1. Batasan Perangkat a) Aplikasi hanya dapat dijalankan pada tablet berbasis Android minimal versi 4.1 (Jelly Bean) dengan resolusi 800x1280 pixels. b) Perangkat tablet memiliki koneksi Bluetooth, sensor accelerometer, dan sensor magnetometer. c) Mikrokontroller yang digunakan untuk melakukan simulasi dan pengujian adalah Nuvoton ARM NUC140VE3CN. d) Modul Bluetooth yang digunakan adalah HC-05 dengan mode slave. e) Input nilai sensor untuk melakukan simulasi dan pengujian menggunakan perangkat potensiometer, switch, dan push button. 2. Batasan Teknologi a) Menggunakan Java sebagai bahasa pemrograman aplikasi untuk platform Android yang berjalan pada IDE Eclipse. b) Menggunakan library shared preferences sebagai metode untuk menyimpan nilai hasil setting atau konfigurasi pada aplikasi Android. c) Menggunakan library android.graphics untuk menggambar panel dan melakukan pemrograman grafis pada aplikasi. d) Menggunakan Bluetooth serial-port-protocol (SPP) untuk membangun komunikasi nirkabel antara tablet Android dengan mikrokontroller ARM yang menggunakan modul Bluetooth HC-05. e) Menggunakan komunikasi serial untuk membangun komunikasi antara mikrokontroller ARM dengan modul Bluetooth HC-05.
5 f) Mengimplementasikan protokol Bluetooth pada layer atas (aplikasi/software) dengan menggunakan Bluetooth API Android yang sudah disediakan oleh Android IDE. 3. Batasan Sistem a) Aplikasi hanya dapat menampilkan data input dari mikrokontroller. b) Sistem autentikasi aplikasi tidak diimplementasikan. c) Faktor security dari protokol komunikasi Bluetooth tidak dibahas. d) User experience dan tingkat usability (kebergunaan) dari desain antarmuka aplikasi tidak dibahas. e) Fokus pada pembuatan protokol komunikasi dengan menggunakan Bluetooth dan pemrograman grafis pada aplikasi. f) Human factor engineering dan human centered design tidak dibahas dan tidak diimplementasikan. g) Tingkat kehalusan gerakan jarum pada panel diabaikan. h) Fitur tambahan kompas tidak dibahas. i) Hanya membangun protokol komunikasi yang efektif (dapat mencapai tujuan) dengan menggunakan Bluetooth. j) Adanya noise atau interferensi atau halangan yang dapat mengganggu proses komunikasi dengan menggunakan Bluetooth dibahas oleh Lafiona Grezelda pada tahun 2014 dengan judul skripsi Studi Penerapan Teknologi Bluetooth untuk Monitoring Sensor pada Kendaran Roda Empat.
6 1.4. Tujuan Penelitian Berdasarkan pada latar belakang dan rumusan masalah yang telah dijelaskan sebelumnya, maka tujuan yang akan dicapai dari penelitian ini sebagai berikut : 1. Merancang dan membangun aplikasi dashboard mobil listrik pada perangkat tablet berbasis Android beserta dengan sistem notifikasinya. 2. Mengimplementasikan protokol komunikasi data nirkabel yang efektif dengan menggunakan Bluetooth. 3. Melakukan serangkaian uji coba untuk menampilkan input nilai sensor atau potensiometer yang dibaca dan dikirimkan oleh mikrokontroller ARM ke aplikasi dashboard. 1.5. Manfaat Penelitian Manfaat yang akan diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk peneliti a) Memahami konsep dalam merancang dashboard mobil listrik. b) Mampu membuat aplikasi dashboard mobil listrik berbasis Android yang fokus pada pemrograman grafis, pemrograman protokol komunikasi Bluetooth, serta pemrograman dan interfacing ke mikrokontroller ARM. c) Mampu membuat dan mengimplementasikan protokol komunikasi Bluetooth yang efektif antara aplikasi dashboard pada tablet Android dengan sistem elektronik berbasis mikrokontroller ARM. d) Mampu menguji dan mengimplementasikan aplikasi dashboard yang dipasang di tablet Android pada sistem berbasis mikrokontroller ARM.
7 2. Untuk pembaca dokumentasi a) Memudahkan peneliti lain yang sedang melakukan riset sistem elektronik mobil listrik untuk dapat mengetahui nilai hasil bacaan sensor dengan aplikasi dashboard yang terpasang pada tablet Android melalui protokol komunikasi Bluetooth yang sederhana dalam melakukan instalasinya. b) Sebagai langkah awal untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang human machine interface (HMI) dan dashboard digital berbasis Android. c) Memberikan wawasan tentang protokol Bluetooth SPP untuk komunikasi serial nirkabel yang digunakan sebagai penghubung antara perangkat smartphone atau tablet berbasis Android dengan sistem elektronik berbasis mikrokontroller yang menggunakan modul Bluetooth HC-05. 1.6. Sistematika Penulisan Laporan tugas akhir ini merupakan karya tulis yang akan dipaparkan dalam enam bab. Bab pertama adalah pendahuluan. Bab ini membahas tentang latar belakang penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan. Bab kedua adalah tinjauan pustaka dan landasan teori. Bab ini berisi studi pustaka atas penelitian yang sudah ada sebelumnya. Selain itu, berisi teori yang digunakan dalam merancang dan membangun aplikasi, terutama teori tentang Android dan Java, IDE Android, mobil listrik beserta dashboardnya, Bluetooth, komunikasi serial, dan sensor.
8 Bab ketiga adalah metodologi penelitian. Bab ini berisi tahapan-tahapan penelitian yang akan dijalankan. Selain itu menjelaskan tentang metode yang digunakan dalam penelitian yang berbasis perancangan rekayasa perangkat lunak dengan metode SDLC model waterfall, yang meliputi analisis sistem, perancangan, implementasi, pengujian, dan pemeliharaan (maintenance). Bab keempat adalah analisis dan perancangan sistem. Bab ini berisi analisis kebutuhan sistem, perancangan protokol komunikasi, perancangan sistem aplikasi, dan perancangan antarmuka aplikasi. Bab kelima adalah pengujian aplikasi dan pembahasan. Bab ini menjelaskan pengujian yang dilakukan dan membahas serta menganalisis hasil dari pengujian. Bab keenam adalah kesimpulan dan saran. Bab ini berisi hasil kesimpulan yang diperoleh dari hasil perancangan, hasil pengujian dan pembahasan, serta saran-saran yang berhubungan dengan hasil tersebut dan kaitannya dengan pengembangan aplikasi lebih lanjut.