RANCANGAN ALAT PEMANDU JALAN BAGI KAUM TUNA NETRA DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR JARAK TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya RAHMAT 052408028 PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan karunia dan rahmatnya sehingga penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Tugas Akhir ini merupakan sebuah syarat mutlak yang harus penulis selesaikan untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada jurusan Fisika Instrumentasi di (USU). Adapun judul Tugas Akhir yang penulis rancang ini adalah RANCANGAN ALAT PEMANDU JALAN BAGI KAUM TUNA NETRA DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR JARAK. Upaya yang di lakukan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, walaupun telah dilakukan semaksimal mungkin, tetapi penulis menyadari masih jauh untuk tingkat kesempurnaan didalam penyusunan. Oleh sebab itu dengan kerendahan hati penulis menerima kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini. Didalam hal ini, berbagai masalah yang timbul dalam proses penyelesaian Tugas Sarjana ini dapat penulis lalui dengan bantuan moril maupun material dari berbagai pihak. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terimah kasih kepada : 1. Kedua orang tua tercinta,serta kelurga yang telah memberikan bantuan dan dorongan secara moril dan material. 2. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku ketua Departemen Fisika Instrumentasi dan Dosen pembimbing.
3. Bapak DR. Marhaposan Situmorang selaku ketua Departemen Fisika. 4. Ibu Dra. Justinon, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Fisika. 5. Bapak-bapak dan Ibu-ibu Dosen Departemen Fisika 6. Kak Dewi dan adik-adik penulis Sri, Rina dan Kiki 7. Rekan-rekan kost jati 2 No. 61, Suyono, Adi, Boby, jendri, Nirwan, Faisal, Tama, Rido, Fajar, Surya, Sukanda, Kuncoro, Mas Boy, Andi, Ari, Buyung, Madi, Hendramawan, Boby dan juga teman-teman lain Popon, Reno, Wirda dan lain-lain. 8. Rekan-rekan mahasiswa Fisika Instrumentasi yang telah membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca terutama bagi penulis sendiri. Medan,1 Juni 2010 Penulis Rahmat 052408028
ABSTRAK Perkembangan dan kemajuan teknologi yang demikian pesat sangat membantu manusia dalam segala proses penyelesaian kerjanya, penemuan penemuan disegala bidang terus berkembang, begitu pula halnya dengan kemajuan teknologi dalam bidang elektronika yang terus semakin canggi dan semakin mudah dan efisien. Dengan adanya teknologi yang semakin canggih tuna netra membutuhkan alat bantu yang digunakan untuk memandu jalan. Maka dirancang suatu alat elektronik sebagai pendeteksi dini adanya penghalang. Piranti - piranti yang dipakai yaitu : penentu jarak adalah sensor ultrasonic (transmitter, receiver) yang dapat bekerja dengan radius gelombang yang telah ditentukan. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan teknik echo sounder atau pemantulan gelombang suara. Outputnya akan dikeluarkan dalam bentuk suara semakin dekat jarak penghalang dengan alat maka semakin besar pula suara yang ditimbulkan., Outputnya berupa suara yang akan diolah dalam rangkaian pengolah suara menggunakan system mikrokontroler AT89S51. Untuk catu dayanya menggunakan baterai 9 volt. Dari perancangan tersebut menghasilkan adanya tingkat kesensitivitasan sensor ultrasonik semakin berkurang dengan jarak penghalang yang semakin jauh serta semakin kecil juga tegangannya. Frekuensinya adalah 4O KHz. Pada rancangan alat pemandu jalan bagi kaum tuna netra dengan menggunakan sensor ultrasonic berbasis mikrokontroler AT89S51 jarak maksimal yang di ukur adalah 200 cm meter,sedangkan jarak minimal yang dapat diukur adalah 3 cm.
DAFTAR ISI halaman KATAPENGANTAR..... i ABSTRAK... iii DAFTAR ISI.. iv DAFTAR GAMBAR.. vii DAFTAR TABEL ix BAB I PEDAHULUAN 1 1.1.Latar Belakang Masalah.. 1 1.2.Rumusan Masalah 2 1.3.Batasan Masalah.. 2 1.4.Tujuan Penelitian. 2 1.5. Sistematika Pembahasan 3 BAB II LANDASAN TEORI. 5 2.1 Tranducer Ultrasonic.. 5 2.2 Sensor Jarak 6 2.3 Mikrokontroler AT89S51 8 2.3.1 Kontruksi AT89S51.. 10 2.3.2 SFR (Register Fungsi Khusus) Pada Keluarga AT89S51... 12
2.3.3 Gambar IC Mikrokontroler AT89S51 17 2.4 Power Supply 19 2.5 Komponen Pendukung.. 20 2.5.1 Resistor 20 2.5.2 Kapasitor. 24 2.5.3 Transistor. 28 2.5.4 Dioda... 33 2.5.5 IC.. 36 BAB III METODOLOGI PENELITIAN...... 38 3.1 Bahan penelitian.... 38 3.2 Alat penelian... 39 3.3 Diagram Blok Rangkaian. 40 3.4 Rangkaian Sensor ultrasonik... 42 3.5 Rangkaian Mikro kontroler AT89S51 43 3.6 Rangkaian driver dan buzzer 45 3.7 Catu daya. 46 3.8 Jalannya Penetian 47 3.9 Flowchart.. 48
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM.. 50 4.1 Pengujian Rangkaian Sensor. 50 4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51.. 54 4.3 Pengujian Rangkaian Power Supplay... 56 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 57 5.1 Kesimpulan 57 5.2 Saran.. 57 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Sensor Jarak.. 6 Gambar 2.2. IC Mikrokontroler AT89S51 17 Gambar 2.3. Resistor Karbon 21 Gambar 2.4. Grafik perubahan nilai potensiometer.. 24 Gambar 2.5. prinsip kapasitor... 25 Gambar 2.6. Elektrolyt condenser (ELCO).. 26 Gambar 2.7. Keramik kapasitor 27 Gambar 2.8. Simbol dan tipe transistor.. 29 Gambar 2.9. Transistor sebagai saklar ON... 30 Gambar 2.10. Karakteristik daerah saturasi pada transistor.... 31 Gambar 2.11 Transistor sebagai saklar OFF 32 Gambar 2.12. Simbol dioda. 33 Gambar 2.13. Sifat dioda jika di beri bias maju dan bias mundur... 34 Gambar 2.14. Dioda penyearah (rectifier) yang berisi arus bolak balik (AC).. 35 Gambar 2.15. Simbol dioda zener 36 Gambar 2.16 IC LM7805 37
Gambar 3.1. Diagram blok rangkaian.. 40 Gambar 3.2 diagram rangkaian mikrokontroler AT89S51.. 41 Gambar 3.3. Rangkaian sensor.... 42 Gambar 3.4. Rangkaian minimum mikrokontroler AT89S51. 44 Gambar 3.5. Rangkaian driver dan buzzer.... 45 Gambar 3.6. Rangkaian catu daya 46 Gambar 4.2. Diagram waktu sensor DT-USSIR.. 51 Gambar 4.1. Ilustrasi cara kerja sensor... 51 Gambar 4.3 Grafik Waktu vs Jarak 54
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Fungsi khusus SFR (special function register) 13 Tabel 2.2. Fungsi pin pada port 3. 18 Tabel 2.3. Kode warna. 22 Tabel 2.4. Nilai kapasitor. 28 Table 4.1. hasil perhitungan 53