PRAKTIKUM SEDERHANA RADAR PENDETEKSI OBJEK MENGGUNAKAN ARDUINO UNO

PRAKTIKUM SEDERHANA RADAR PENDETEKSI

 OBJEK MENGGUNAKAN ARDUINO UNO

LAPORAN INI DISUSUN OLEH :

1.  Muhammad Dzaky Andika P	25051204027
2.  Ahmad Jaka Nugraha	25051204077
3.  Rafiul Zuhri	25051204122
4.  Nabil Lingga Yostaka	25051204081

BAB 1

PENDAHULUAN

        1.1.       Latar Belakang

Kemajuan teknologi di bidang elektronika dan sistem tertanam (embedded system) saat ini berkembang dengan sangat cepat. Perkembangan tersebut mendorong pemanfaatan mikrokontroler dalam berbagai aspek kehidupan, mulai dari peralatan rumah tangga, sistem keamanan, hingga perangkat otomasi industri. Mikrokontroler berperan sebagai pusat pengendali yang mampu menerima input, memproses data, serta menghasilkan output sesuai dengan program yang telah dirancang.

Arduino merupakan salah satu platform mikrokontroler yang banyak digunakan dalam dunia pendidikan karena memiliki antarmuka yang sederhana, mudah diprogram, dan bersifat open source. Keunggulan tersebut menjadikan Arduino sangat sesuai digunakan sebagai media pembelajaran untuk memahami konsep dasar elektronika, pemrograman, serta integrasi antara perangkat keras dan perangkat lunak.

Salah satu penerapan Arduino yang menarik untuk dipelajari adalah sistem radar pendeteksi objek sederhana. Sistem radar pada praktikum ini tidak menggunakan gelombang radio seperti radar pada umumnya, melainkan memanfaatkan sensor ultrasonik sebagai pendeteksi jarak. Sensor ini bekerja dengan mengirimkan gelombang ultrasonik dan menerima pantulannya dari suatu objek.

Melalui praktikum radar pendeteksi objek berbasis Arduino, peserta didik dapat mempelajari prinsip kerja sensor ultrasonik, cara mengendalikan motor servo, serta proses pengolahan data jarak. Oleh karena itu, praktikum ini diharapkan dapat meningkatkan pemahaman konsep teoritis melalui penerapan langsung dalam bentuk sistem nyata.

        1.2.          Rumusan masalah

Berdasarkan uraian latar belakang diatas, maka rumusan masalah dalam praktikum ini dapat dirumuskan sebagai berikut:

a.   Bagaimana cara merancang dan merakit sistem radar pendeteksi objek sederhana berbasis Arduino?

b.   Bagaimana prinsip kerja sensor ultrasonik dalam mendeteksi dan mengukur jarak suatu objek?

c.    Bagaimana   kinerja   sistem   radar   sederhana   dalam                     menampilkan      hasil pendeteksian objek?

        1.3.          Tujuan Laporan

Tujuan yang ingin dicapai dari pelaksanaan praktikum dan penyusunan laporan ini adalah sebagai berikut:

a.      Mampu merancang serta mengimplementasikan sistem radar pendeteksi objek menggunakan Arduino.

b.     Memahami cara kerja sensor ultrasonik dalam mengukur jarak objek berdasarkan pantulan gelombang.

c.      Mengetahui hasil pengukuran jarak objek dan menganalisis kinerja sistem radar sederhana.

        1.4.          Manfaat Penulisan

Adapun manfaat yang diperoleh dari penulisan laporan praktikum ini antara lain:

a.      Memberikan pengetahuan tambahan mengenai aplikasi mikrokontroler Arduino dalam sistem pendeteksian objek.

b.     Melatih keterampilan dalam merangkai komponen elektronika serta menulis program sederhana.

c.      Menjadi bahan referensi dan pembelajaran bagi pembaca yang ingin memahami konsep radar sederhana berbasis Arduino.

BAB II 

TINJAUAN PUSTAKA

 

        2.1.          Dasar Teori

Prinsip kerja sistem pendeteksi objek berbasis Arduino didasarkan pada konsep Time of Flight (ToF), yaitu pengukuran waktu tempuh gelombang dari pemancar menuju objek dan kembali ke penerima. Sensor ultrasonik memancarkan gelombang suara berfrekuensi tinggi yang tidak dapat didengar oleh manusia. Ketika gelombang tersebut mengenai suatu objek, sebagian energinya akan dipantulkan kembali dan diterima oleh sensor. Arduino kemudian menghitung selisih waktu antara sinyal yang dipancarkan dan sinyal pantulan yang diterima. Jarak objek dapat ditentukan menggunakan persamaan jarak berdasarkan kecepatan rambat gelombang suara di udara.

Data jarak yang diperoleh selanjutnya dapat ditampilkan dalam bentuk numerik maupun visual, baik melalui serial monitor, grafik, maupun indikator lain seperti buzzer atau LED sebagai sistem peringatan. Namun demikian, hasil pengukuran sensor ultrasonik sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor, antara lain suhu udara, bentuk dan permukaan objek, sudut pantulan gelombang, serta gangguan mekanis dari pergerakan servo. Oleh karena itu, sistem ini memiliki keterbatasan akurasi dan tidak dapat digunakan untuk aplikasi pendeteksian presisi tinggi.

Berdasarkan kajian teori tersebut, dapat disimpulkan bahwa sistem radar pendeteksi objek berbasis Arduino merupakan implementasi sederhana dari konsep pengukuran jarak menggunakan gelombang ultrasonik. Sistem ini memiliki nilai edukatif yang tinggi dalam pembelajaran mikrokontroler, sensor, dan pemrosesan sinyal dasar, meskipun secara fungsional tidak dapat disamakan dengan radar berbasis gelombang radio yang digunakan pada aplikasi profesional dan industri.

                    2.2  Komponen Hardware

2.2.1.          Arduino

Arduino adalah sebuah papan mikrokontroler yang dirancang untuk memudahkan proses pengembangan perangkat elektronik. Arduino memiliki sejumlah pin input dan output yang dapat digunakan untuk menghubungkan berbagai sensor dan aktuator. Pemrograman Arduino dilakukan menggunakan Arduino IDE dengan bahasa pemrograman yang menyerupai bahasa C.

 

2.2.2.          Sensor Ultrasonik

Sensor ultrasonik merupakan sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pemantulan gelombang suara berfrekuensi tinggi. Sensor ini mengirimkan sinyal ultrasonik melalui pin pemancar (trigger) dan menerima pantulan sinyal melalui pin penerima (echo). Jarak objek dihitung berdasarkan selisih waktu antara pengiriman dan penerimaan sinyal.

2.2.3.          Motor Servo

Motor servo adalah jenis motor yang dapat diatur sudut putarnya dengan tingkat presisi tertentu. Motor ini biasanya digunakan dalam sistem kendali yang membutuhkan pengaturan posisi sudut. Pada praktikum ini, motor servo berfungsi untuk menggerakkan sensor ultrasonik agar dapat memindai area tertentu secara menyeluruh.

2.2.4.          Breadboard

Breadboard merupakan papan rangkaian yang digunakan untuk merangkai komponen elektronika tanpa memerlukan proses penyolderan. Papan ini dirancang untuk memudahkan pengguna dalam menyusun dan mengubah rangkaian secara fleksibel. Breadboard umumnya dimanfaatkan dalam pembuatan rangkaian sementara yang bertujuan untuk pengujian maupun pengembangan awal (prototype) sebelum rangkaian dibuat secara permanen

2.2.5.          Kabel jumper

Kabel jumper adalah kabel penghubung yang digunakan untuk menyambungkan komponen elektronika pada rangkaian Arduino tanpa memerlukan solder. Kabel ini berfungsi sebagai konduktor listrik dalam membentuk suatu rangkaian elektronika

2.2.6.          Kabel USB

Universal Serial Bus (USB) merupakan teknologi standar yang digunakan untuk menghubungkan berbagai perangkat eksternal dengan komputer. Teknologi ini dirancang untuk memudahkan proses koneksi dan komunikasi antarperangkat tanpa memerlukan pengaturan yang kompleks. Melalui USB, pengguna dapat menghubungkan perangkat seperti keyboard, mouse, printer, kamera digital, serta media penyimpanan eksternal dengan lebih praktis.

        2.3.          Komponen Software

2.3.1.          Arduino IDE

Arduino IDE (Integrated Development Environment) merupakan perangkat lunak open source yang dapat digunakan secara gratis untuk menulis serta mengunggah program ke papan mikrokontroler. Selain mendukung papan Arduino, Arduino IDE juga kompatibel dengan berbagai papan mikrokontroler lain, seperti NodeMCU. Pada proyek ini, Arduino IDE dimanfaatkan untuk melakukan pemrograman pada mikrokontroler Mappi32.

2.3.2.          Processing

Processing merupakan platform pemrograman lintas platform yang digunakan untuk pengembangan aplikasi visual dan multimedia interaktif. Selain dimanfaatkan dalam bidang seni digital dan desain grafis, Processing juga dapat digunakan dalam pengembangan sistem berbasis Internet of Things (IoT) sebagai media pemrograman dan visualisasi data, sehingga dapat menjadi alternatif pendukung dalam pengembangan aplikasi berbasis mikrokontroler.

BAB III PEMBAHASAN

 

        3.1.          Alat dan Bahan

Dalam melaksanakan perancangan dibutuhkan alat dan bahan sebagai berikut:

3.1.1.        Arduino uno

 

 

3.1.2.          Sensor ultrasonik HC-SR04

 

3.1.3.          Motor servo

 

 

3.1.4.          Breadboard

3.1.5.          Kabel jumper

3.1.6.          Kabel USB

 

 

 

3.1.7.          Lem Tembak

 

 

        3.2.          Langkah-Langkah Praktikum

3.2.1.         Menyiapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan.

3.2.2.         Merangkai Arduino, sensor ultrasonik, dan motor servo pada breadboard sesuai dengan skema rangkaian.

3.2.3.         Menghubungkan papan Arduino ke laptop menggunakan kabel USB.

3.2.4.         Membuka aplikasi Arduino IDE dan menuliskan program untuk mengendalikan sensor ultrasonik dan motor servo

3.2.5.         Mengunggah program ke papan Arduino.

3.2.6.         Menjalankan sistem dan mengamati proses pemindaian serta pembacaan jarak objek.

        3.3.          Perakitan Hardware

3.3.1.        Menghubungkan Motor Servo dengan Sensor Ultrasonik

Salah satu sisi baling-baling motor servo direkatkan ke bagian belakang sensor

ultrasonik menggunakan lem tembak. Pastikan lem tidak mengenai bagian sensor yang memiliki tiga sambungan kabel.

3.3.2.        Menempelkan Motor Servo ke Breadboard

Bagian bawah motor servo ditempel pada breadboard menggunakan double tape, diletakkan di sisi pojok breadboard agar stabil.

3.3.3.        Menghubungkan Kabel pada Motor Servo

Pin pada motor servo dihubungkan dengan kabel jumper male-to-male sesuai posisi pin.

3.3.4.        Menghubungkan Pin Sensor Ultrasonik ke Mikrokontroler

Pin GND, VCC, Trigger, dan Echo pada sensor ultrasonik dihubungkan menggunakan kabel jumper male-to-male. Pin Trigger dihubungkan ke pin 17 dan Echo ke pin 16 pada Mappi32.

3.3.5.        Menghubungkan GND dan VCC pada Breadboard

GND pada Mappi32 dihubungkan ke baris minus (-) pada breadboard, termasuk GND motor servo. Pin 5V pada Mappi32 dihubungkan ke baris positif (+) breadboard, termasuk VCC motor servo.

3.3.6.        Memasang Pin Echo dan Trigger pada Breadboard

Pin Echo dan Trigger dari sensor ultrasonik ditempatkan pada breadboard dan dihubungkan dengan kabel jumper sesuai posisi pin pada Mappi32.

3.3.7.        Menghubungkan Hardware ke Komputer

Rangkaian hardware dihubungkan ke laptop atau PC menggunakan kabel USB tipe C, sebagai jalur untuk mengunggah program melalui Arduino IDE.

 

Gambar rangkaian

 

        3.4.          Pemrograman

 

3.4.1.     Menjalankan Arduino IDE

Arduino IDE dibuka, dan kode program dimasukkan sesuai panduan proyek.

Kode ini dapat digunakan untuk mengendalikan sensor ultrasonik dan motor servo.

3.4.2.     Mengunggah Program ke Mikrokontroler

Port yang digunakan pada Arduino IDE dipilih sesuai board, misalnya “ESP32 Dev Module”, kemudian program diunggah ke mikrokontroler.

3.4.3.     Mengatur Port di Software Processing

Pada software Processing, port diatur sesuai dengan port Arduino IDE (misal COM3). Kode program diunggah dan dijalankan untuk memastikan sinkronisasi antara Arduino dan Processing.

Link drive program :

https://drive.google.com/drive/folders/1LVdqJNf48x0R6lSPeIcVpUuTjzZ1zLB P?usp=sharing

        3.5.          Pengoperasian Proyek

3.5.1.        Mengoperasikan Radar Ultrasonik

Setelah semua terhubung, proyek radar akan bergerak ke kanan dan kiri sebesar 180° untuk mendeteksi objek sesuai pengaturan kode program.

BAB IV

PENUTUP

 

          4.1.          Hasil Pengamatan

Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan, sistem radar sederhana mampu mendeteksi keberadaan objek pada jarak tertentu. Sensor ultrasonik memberikan nilai jarak yang bervariasi sesuai dengan posisi objek. Motor servo bergerak secara bertahap mengikuti sudut yang telah diprogram sehingga sensor dapat memindai area di depannya. Semakin dekat objek dengan sensor, maka nilai jarak yang ditampilkan semakin kecil.

 

        4.2.          Kesimpulan

Dari praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa sistem radar pendeteksi objek berbasis Arduino berhasil dirancang dan dijalankan dengan baik. Sensor ultrasonik mampu mendeteksi jarak objek secara efektif, sedangkan motor servo berperan dalam proses pemindaian area. Sistem ini sangat sesuai digunakan sebagai media pembelajaran untuk memahami konsep dasar mikrokontroler dan sensor.

        4.3.          Saran

Untuk    pengembangan    lebih   lanjut,   sistem   radar   sederhana              ini                        dapat

dikombinasikan dengan tampilan visual menggunakan aplikasi komputer atau layar LCD. Selain itu, penggunaan sensor dengan tingkat akurasi yang lebih tinggi serta penambahan fitur penyimpanan data juga dapat menjadi bahan pengembangan selanjutnya.

DAFTAR PUSTAKA

Kadir, A. (2015). Panduan Praktis Mempelajari Arduino. Yogyakarta: Andi

Offset.

Malik, M. I. (2016). Belajar Mikrokontroler Arduino. Jakarta: Elex Media Komputindo.

Prihatmoko, D. (2018). Aplikasi Sensor Ultrasonik dalam Sistem Elektronika.

Bandung: Informatika.

Djufri, I.Subhan.Yakseb, U.(2023).Desain purwarupa robot radar pendeteksi obyek menggunakan sensor passve intra red berbasis mikrokontroler arduino.Volume 8, Nomor. 1, April 2023

Arduino Indonesia. (2022, November 8). Pengertian, Jenis dan Cara Kerja Kabel Jumper Arduino. Diakses dari https://www.arduinoindonesia.id/2022/11/pengertian-jenis-dan-cara-kerja-kabel- jumper-arduino.html

Razor, A. (2020, 4 Mei). Breadboard Arduino : Pengertian, Prinsip Kerja, dan Jenisnya. Aldyrazor.com. Diakses dari https://www.aldyrazor.com/2020/05/breadboard-arduino.html

LAMPIRAN