## JEPCA

## Rancang Bangun Sistem Otomasi untuk Indikator Penentuaan Jarak Objek Benda
Syafriwel *1 , Muhammad Fadlan Siregar 2 , Jhoni Hidayat 3 dan Ayu Fitriani 4 1,2,3,4 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Tjut Nyak Dhien
* e-mail: syafriwel.lp3i@gmail.com 1
Abstrak. Objek  suatu  benda  dapat  diketahui  jaraknya  tanpa  harus  mengukur  dengan  meteran.  Dengan  rancang  bangun  alat  ini dapat  menentukan  suatu  objek  benda  dengan  posisi  tertentu  berupa  indikator  yang  ditampilakan  secara  otomatis.  Suatu  objek merupakan bagian dari penentuan indikator yang dapat digunakan sebagai media penerima pantulan batas akhir.  Dengan alat ini bisa  mampu  menentukan  jarak objek dengan akurat tanpa menggunakan alat ukur konvensional. Metode yang digunakan adalah dengan rancang bangun peralatan lalu dilakukan pengetesan alat. Alat ini bekerja ketika ada input berupa kode password melalui keypad, dan  jika kode atau password yang dimasukkan benar, maka  mikrokontroler akan  memberikan  input high ke relay untuk mengaktifkan solenoida ini yang dijalankan dengan software arduino IDE sehingga mikrokontroler dapat mendeteksi input keypad dengan  baik,  delay  diterapkan  untuk  mengaktifkan  solenoida,  dengan  menggunakan  proximity  sensor  kita  mengetahui  batas akuratnya adalah untuk alat ini dapat membaca jarak objek dengan ketentuan jarak terdekat dengan objek 0,5 meter dan terjauh  2 meter dengan interval waktu respon 0,07 detik sampai 2,10 detik, peralatan ini dikendalikan oleh Arduino dengan program listing yang  telah  telah  diatur  untuk  membaca  objek  dengan  jarak  tertentu,  dengan  jarak  terbaca.  pada  listing  program  menggunakan indikator suara sebagai output dengan indikator suara jarak terjauh kurang lebih 2 meter.
Kata Kunci : objek; sistem otomasi; password; selenoida dan jarak
Abstract. The distance to an object can be known without having to measure it with a meter. The design of this tool can determine an  object  with  a  certain  position  in  the form  of  an  indicator  that  is  displayed  automatically. An  object  is  a  part  of  determining indicators that can be used as receiving media for the final boundary reflection. With this tool, you can accurately determine the distance to objects without using conventional measuring instruments. The method used is to design the equipment and then test the tool. This tool works when there is input in the form of a password code via the keypad, and if the code or password is entered correctly,  the  microcontroller  will  provide  high  input  to  the  relay  to  activate  this  solenoid  which  is  run  with  the  Arduino  IDE software so that the microcontroller can detect keypad input properly, the delay is applied to activate the solenoid, by using the proximity sensor we know the accurate limit is for this tool to be able to read the distance of the object provided that the closest distance to the object is 0.5 meters and the farthest is 2 meters with a response time interval of 0.07 seconds to 2.10 seconds, this equipment  controlled  by  Arduino  with  a  listing  program  that  has  been  set  to  read  objects  at  a  certain  distance,  with  a  reading distance. the program listing uses a sound indicator as an output with a sound indicator at a distance of approximately 2 meters.
Keywords: object; automation system; password; seleniod and distance

## PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  dalam  penentuan  jarak suatu  objek  benda,  terutama  dalam  hal  penentuan  jarak yang  tepat  dan  akurat,  hal  ini  dilakukan  untuk mendapatkan nilai objek yang terdeteksi tepat dan akurat sehingga  hasil  akhir  memiliki  nilai error yang  kecil, seperti  penggunaan  pada  sensor ultrasonic ,  pada pengeras  suara  atau  speaker,  mp3 shield ,  dan  Arduino Uno. Dimana cara kerja sensor ultrasonic adalah dengan menggunakan  prinsip  dari  pantulan  suatu  gelombang suara  sehingga  dapat  dipakai  untuk  menafsirkan eksistensi  atau  jarak  suatu  benda  dengan  frekuensi tertentu.  Alat  penentuan  jarak  ini  dirancang  bangun dengan  memanfaatkan  mikrokontroler  Arduino  Uno sebagai  pengendali  utama,  digunakan  fungsi keypad berfungsi  sebagai  alat  input  kode  password  dan memberikan  perintah  pada  mikrokontroler  arduino  uno untuk mengendalikan relay[1]. Pada penelitian sebelumnya  sensor  ini  bisa  digunakan  untuk  mengukur ketinggian  seperti  ukur  badan  atau  ukur  ketinggian  air, maka  pada  penelitian  ini  dirancang  untuk  pengukuran
objek tanpa menggunakan alat ukur.
Sistem  peralatan  bekerja  ketika  ada  masukan berupa  kode password melalui keypad ,  dan  jika  kode password yang  dimasukkan  benar  maka  mikrokontroler akan  memberikan  input  high  pada relay untuk mengaktifkan solenoid ,  pada magnetic  door  lock ini dapat  bekerja  dengan  baik,  hal  ini  dibuktikan  dengan software IDE  Arduino  bahwa  mikrokontroler  dapat mendeteksi  input keypad dengan  baik, delay yang diterapkan  untuk  mengaktifkan solenoid dapat  berjalan dengan baik, dan fitur  untuk mengubah dan  menyimpan kode  password  baru  dapat  berjalan  dengan  baik, penerapan  sensor  untuk  mendeteksi  jarak  objek  yang dapat  dinilai  menambah  indikator  suara  yang  berfungsi sebagai  pengingat  jarak,  dan  tampilan  grafik  pada  layar pc  yang  dapat  dimanfaatkan  sebagai  acuan  untuk mengevaluasi kinerja operator[2].
Pada  sensor ultrasonic memancarkan  gelombang suara  ultrasonic  menuju  suatu  target  yang  memantulkan balik  gelombang  kearah  sensor.  Kemudian  sistem mengukur  waktu  yang  diperlukan  untuk  pemancaran
gelombang  sampai  kembali  kesensor  dan  menghitung jarak target dengan menggunakan kecepatan suara dalam medium.  Rangkaian  penyusun  sensor  ultrasonic  ini terdiri dari transmitter, reiceiver , dan komparator . Selain itu,  gelombang ultrasonic dibangkitkan  oleh  sebuah kristal tipis bersifat piezoelektrik [3].
Gambar 1. Ilustrasi Sensor Ultrasonic
Pada Piezoelektrik secara langsung dapat mengubah  energi  listrik  menjadi  energi  mekanik. Tegangan  input  yang  digunakan  menyebabkan  bagian keramik  meregang  dan  memancarkan  gelombang ultrasonic .  Tipe  operasi  transmisi  elemen piezoelektrik dengan  sekitar  frekuensi  32  kHz.  Efisiensi  lebih  baik, jika  frekuensi  osilator  diatur  pada  frekuensi  resonansi piezoelektrik dengan sensitifitas dan efisiensi paling baik. Jika  rangkaian  pengukur  beroperasi  pada mode pulsa elemen piezoelektrik yang sama dapat digunakan sebagai transmitter dan reiceiver .  Frekuensi  yang  ditimbulkan tergantung  pada  osilatornya  yang  disesuiakan  frekuensi kerja dari masing-masing transduser. Karena kelebihannya  maka  tranduser piezoelektrik lebih  sesuai digunakan untuk sensor ultrasonic[4].
Sensor  ultrasonik  merupakan  sebuah  sensor  yang mengubah  besaran  fisis  atau  bunyi  menjadi  besaran listrik.  Pada  sensor  ultrasonik  gelombang  ultrasonic dibangkitkan  melalui  sebuah  benda  yang  disebut piezoelektrik . Piezoelektrik akan menghasilkan gelombang ultrasonic dengan  frekuensi  40  KHz  ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut[5].
Sensor  ultrasonic  secara  umum  digunakan  untuk suatu  pengungkapan  tak  sentuh  yang  beragam  untuk aplikasi  pengukuran  dan  penentuan  jarak.  Gelombang ultrasonic merupakan gelombang akustik yang memiliki frekuensi  mulai  20  KHz  hingga  sekitar  20  MHz. Frekuensi  kerja  yang  digunakan  dalam  gelombang ultrasonic bervariasi  tergantung  pada  medium  yang dilalui,  mulai  dari  kerapatan  rendah  pada  fasa  gas,  cair hingga  padat.  Jika  gelombang  ultrasonik  berjalan
melalui  sebuah  medium,  secara  sistematis  dapat  ditulis sebagai berikut[6]:
(1)
Dimana: s = jarak dalam satuan meter
v = kecepatan suara 344 m/detik t = waktu tempuh dalam satuan detik Receiver terdiri dari transduser ultrasonic menggunakan  bahan piezoelektrik ,  yang  berfungsi sebagai penerima gelombang pantulan yang  berasal dari transmitter yang dikenakan pada permukaan suatu benda atau  gelombang  langsung  LOS  atau Line  of  Sight dari transmitter. Karena  bahan piezoelektrik memiliki  reaksi yang reversible ,  elemen  keramik  akan  membangkitkan tegangan  listrik  pada  saat  gelombang  datang  dengan frekuensi  yang  resonan  dan  akan  menggetarkan  bahan piezoelektrik [7].
Sensor  ultrasonik  PING  atau Parallax adalah sensor  40  KHz  produksi  p arallax yang  banyak digunakan  untuk  aplikasi  atau  untuk  robot  cerdas. Kelebihan  sensor  ini  adalah  hanya  membutuhkan  1 sinyal selain jalur 5 Volt dan ground , spesifikasi sensor, Kisaran pengukuran 3 cm sampai 3 m. Echo hold off 750 µs  dari of  trigger  pulse . delay  before  next  measurement 200 µs, input trigger-positive TTL pulse , 2 µs min, 5 µs tipikal, Brust  indicator LED  menampilkan  aktivitas sensor[8].
Software Arduino IDE atau Integrated Development  Environment dapat  dilihat  pada  Gambar.2 Aplikasi  Arduino  IDE. Software Arduino  IDE  adalah sebuah software untuk menulis program, mengkompilasi menjadi biner dan  meng-upload  ke  dalam  memori mikrokontroler  Arduino  merupakan  sebuah  pengendali mikro single-board yang bersifat open-source , diturunkan  dari wiring  platform dan  dirancang  untuk memudahkan  penggunaan  elektronik  dalam  berbagai bidang. Hardware nya  memiliki prosesor Atmel  AVR atau  Atmel  ARM  dan software nya  memiliki  bahasa pemrograman  sendiri.  Arduino  adalah  sebagai  sebuah platform  dari physical computing yang  bersifat open source .  Disebut  sebagai platform karena,  Arduino  tidak hanya  sekedar  sebuah  alat  pengembangan,  tetapi  juga suatu  kombinasi  dari hardware ,  bahasa  pemrograman dan Integrated  Development  Environment (IDE)  yang canggih.  Banyak  proyek  dan  alat-alat  dikembangkan oleh  akademisi  dan  praktisi  dengan  menggunakan Arduino,  selain  itu  juga  ada  banyak  modul-modul pendukung  untuk  sensor,  tampilan,  penggerak  dan sebagainya  yang  dibuat  oleh  pihak  lain  untuk  bisa disambungkan  dengan  Arduino.  Arduino  berevolusi menjadi  sebuah platform karena  menjadi  pilihan  dan acuan bagi banyak praktisi dan akademisi[9]
Gambar 2. Software Arduino

## METODE
Power  supply atau  sumber  tegangan  baterai berfungsi  sebagai  penyuplai  sumber  tenaga  untuk mengaktifkan  alat-alat  yang  sudah  dirakit,  lalu  sensor ultrasonic aktif  dan  mengubah  besaran  fisis  menjadi besaran  listrik,  Sinyal  dipancarkan  oleh  pemancar ultrasonic dengan  frekuensi  tertentu  dan  dengan  durasi waktu  tertentu.  Ketika  menumbuk  suatu  benda,  maka sinyal  tersebut  akan  dipantulkan  oleh  benda  tersebut. Setelah  gelombang  pantulan  sampai  di  alat  penerima, maka  sinyal  tersebut  diproses  untuk  menghitung  jarak benda  tersebut  lalu  ketika  data  sudah  diterima  kembali oleh  sensor  ultrasonik  maka  selanjutnya  dimasukkan  ke Arduino  uno,  disini  data  yang  diterima  dari  sensor ultrasonik  akan  diproses  untuk  diolah  menjadi  data  dan kemudian akan dikirim ke mp3 sield ,  lalu di mp3 shield , data yang diterima dari Arduino uno, diproses lagi untuk dijadikan besaran suara yang akan dikirimkan ke speaker, dan  kemudian  pada speaker inilah  data-data  yang dikumpulkan dari sensor ultrasonic , lalu ke Arduino uno, dan  kemudian  ke  mp3 shield ,  dikeluarkan  menjadi besaran  suara  yang  dapat  didengar  oleh user sebagai indikator penentuan jarak benda tersebut.
Gambaran  peneletian  menggunakan  pemograman dan  menentukan  jarak  dengan  ketentuan  jarak  paling terdekat sejauh 0,5 meter dan terjauh 2 meter.
Adapun untuk konektifitas dengan mikrokontroler yaitu  menggunakan  komunikasi  serial  TX  dan  RX,  dan untuk pemrograman hanya menggunakan library default dari Softtware IDE  Arduino  yaitu Software  Serial .h. Mendukung micro SD  card, micro SDHC card ,  level volume  yaitu  maksimal  30  yang  disesuaikan,  UART TTL mode pemutaran  kontrol  serial, baud  rate adalah 9600 bps, power supply bisa 3.2 ~ 5.2Vdc, control logic interface can be 3.3V/5V TTL, compatible with Arduino UNO/ Leonardo / Mega2560/ DUE.
Untuk flowchart penelitian  dapat  dilihat  pada gambar  3  serta  dilengkapi  dengan  wiring  diagram  yang telah  di  design  seperti  pada  gambar  4  yang  sesuai terpasang pada rangkaian yang diuji.
Untuk  menjalankan  alat  dapat  dilihat  pada flowchat gambar  3  yang  merupakan  proses  pengetesan dalam  menjalankan  alat.  Wiring  diagram  dapat  dilihat pada  gambar  4  yang  merupakan  sama  seperti  desain rangkaian  yang  telah  diuji.  Komponen  yang  dipasang dapat  dilihat  pada  gambar  5  yang  terdiri  dari  arduino sendiri  sebagai  komponen  utama  yang  dilengkapi terminal power supplay, sensor , speaker, mp3 shield.
Gambar 3. Flowchart Riset

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam  pengujian  alat  rancang  bangun  dilakukan pengujian dengan jarak dilakukan dengan beberapa jarak objek  benda,  dimulai  dari  pengujian  dengan  jarak  0,5 meter sampai dengan objek paling jauh berjarak 2 meter. Seperti  tercantum  pada  Tabel  1  yang  merupakan tahapan–tahapan  pengetesan  alat.  Wiring  alat  tercantum pada  gambar  4  dengan  komponen  yang  telah  dirakit sesuia wiring dan desain alat pada gambar 5.
Gambar 5. Desain Rangkaian Diuji
Pada  pengujian  dilakukan  dengan  mengunakan objek  yang  dapat  memeantulkan  gelombang  dengan menggunakan  jarak,  adapun  jarak  pengukuran  seperti tercantum tabel. 1
Tabel 1 . Jarak Pengukuran yang diuji.
No
Jarak (meter) 1 2 2 1.5 3 1 4 0.5
Penentuan  jarak  yang  diinginkan  dan  dengan penentuan  suara  yang  diinginkan,  ketika  alat  sudah memasuki jarak 2 meter maka akan mengeluarkan suara kurang  dari  2  meter,  lalu  jika  alat  tersebut  sudah memasuki  jarak  1,5  meter  maka  akan  mengeluarkan suara.  Suara  kurang  dari  1,5  meter,  selanjutnya  ketika alat  tersebut  sudah  memasuki  jarak  1  meter  maka  alat tersebut  mengeluarkan  suara  kurang  dari  1  meter,  dan terakhir  ketika  alat  sudah  memasuki  jarak  0,5  meter maka  alat  tersebut  mengeluarkan  suara,  dan  selesai, tetapi jika alat tersebut tidak mengeluarkan suara dengan jarak  yang  sudah  ditentukan  maka  dipastikan  alat tersebut  bermasalah  maka  dilakukan  kembali  pada pemograman  alat  tersebut.  Berikut  list  program  alatnya:
yang di program melalui software program arduino.
Pengujian  alat  rancang  bangun  ini  dilakukan pengukuran dan rangkaian pengujiannya untuk mendapatkan  objek  dalam  penelitian  dapat  dilihat  pada gambar 6 flowchat pada saat pengujian dan pengambilan data  pada  alat.  Hasil  dari  pengetesan  dapat  dilihat  pada tabel  2,  3  dan  4  yang  telah  dirangkum  hasil  dari pengambilan  data.  Jarak  dan  waktu  respon  komponen sensor  tertera pada gambar 7 hasil dari pengetesan alat.
Gambar 6. Flowchart Pengujian Alat
Tabel 2 . Port Mikrokontroler Arduino Uno.
Pin atau Port Mikrocontroler Arduino Uno. Arah Pemasangan kontaktor A0. Echo Pin Ultrasonic. kontaktor A1. Triger Pin Ultrasonic. kontaktor D2. Dreq. kontaktor D6. CS. kontaktor D7. Dsc. kontaktor D8. Reset. kontaktor D9. Cards. Tabel 3 . Penentuan Jarak Objek. Jarak Objek Keterangan Indikator 2 Meter. Terbaca Suara 1,5 Meter. Terbaca Suara 1 Meter. Terbaca Suara 0,5 Meter. Terbaca Suara Tabel 4 . Penentuan Jarak Respon. Keterangan Waktu respon Hasil 2 Meter. 2.10 Detik Berhasil 1,5 Meter. 2.05 Detik Berhasil 1 Meter. 2.07 Detik Berhasil 0,5 Meter. 2.07 Detik Berhasil
Perangkat lunak atau software sangat berpengaruh penting  dalam  perancangan  suatu  sistem.  dimana perangkat  lunak  yang  digunakan  dalam  pembuatan  alat ini  adalah  aplikasi  Arduino  IDE  digunakan  untuk memprogram  Arduino  uno  dan  melakukan  kompilasi aplikasi fritzing , aplikasi ini berguna untuk menggambarkan simulasi alat yang dibuat.
Gambar 7. Grafik Jarak dan Waktu Respon.
Gambar 8. Pengujian Alat Jarak 50 cm
Gambar 9. Pengujian Alat Jarak 1 meter
Gambar 10. Pengujian Alat Jarak 1,5 meter
Gambar 11. Pengujian Alat Jarak 2 meter

## SIMPULAN
Dari hasil pengujian alat dapat diambil kesimpulan  nilai  jarak  yang  paing  terdekat  terhadap objek  adalah  0,5  meter  dan  yang  paling  terjauh  2  meter dengan  selang  waktu  pembaacan  waktu  respon  0,  07 detik  sampai  dengan  2,10  detik,  peralatan  ini  kontrol oleh  arduino  dengan  listing  program  yang  sudah program  untuk  membaca  objek  dengan  jarak  tertentu, dengan  jarak  jangkauan  terbaca  di  listing  program dengan  indikator  suara  jarak  terjauh  lebih  kurang  2 meter.
Ucapan Terima Kasih
Terima  kasih  yang  sebesar-besarnya  disampaikan kepada seluruh staf  laboratorium yang telah meluangkan waktu untuk pengujian pengambilan data dan pembuatan alat.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Veigas, M.A., Shirke, L. M., Desai, S. S. dan Naik, S.  R.,  Safety  Automation  System  Using  Pic Microcontroller, IJSTE, 2, 2017, hal.4-8.
[2] Bob  Violino.  2005.  The  History  of  RFID Technology
[3] Mahali,  Muhammad  Izzuddi.  2016.  Smart  Door Locks  Based  on  Internet  of  Things  Concept  With Mobile  Backend  as  a  Service.  Jurnal  :  ELINVO, Vol. 1, No. 3, November 2017
[4] Wilhusen,  G.  2005.  Information  security  key consideration  related  to  federal  implementation  of Radio Frequency Identification Technology. United States Government Accountability Office, Washington. [5] Syafriwel  “Analisis  Ramalan  Kebutuhan  Beban
Energi  Listrik  di  Regional  Sumatera  Utara  Tahun 2015-2019  dengan  Metode  Gabungan”  Jurnal Teknovasi: Jurnal Teknik dan Inovasi, 2018
[6] MF  Siregar  “  Sistem  Pemutus  Tiga  Fasa Berdasarkan  Pendeteksian  Secara  Otomatis  “  JET (Journal of Electrical Technology), 2018.
[7] M.M.A.  Abdelaziz,  M.F.  Shaaban,  H.E.  Farag,  and E.F. El-Saadany, “A Multistage Centralized Control Scheme for Islanded Microgrids With PEVs,” IEEE Transaction  on  Sustainable  Energy,  vol.  5,  no.  3, pp. 927-937, July 2014.
[8] X.  Hou,  Y.  Sun,  W.  Yuan,  H.  Han,  C.  Zhong,  and J.M.  Guerrero,  “Conventional  P-  ω/Q-VDroop Control.
[9] https://encrypted-tbn0.gstatic.com .
[10] Muhammad  Yakob  dkk,  rancang  bangun  alat pendeteksi  ketinggian  permukaan  air  berbasis mikrokonroler arduino uno, jurutera, 2019.

## Biodata Penulis
Syafriwel ,  Lahir  di  Selatpanjang  RIAU,  24  Desember 1983, Menyelesaikan Pendidikan Strata 1 Program Studi Teknik  Elektro  di  Universitas  Medan  Area  2010,  dan Strata  2  Magister  Teknik  Elektro  Universitas  Sumatera Utara  2016,  Bidang  Kualitas  Daya  Energi  Listrik  dan Manajemen Energi.
Muhammad  Fadlan  Siregar ,  Lahir  di  Medan,  31 Agustus  1982,  Menyelesaikan  Pendidikan  Strata  1 Program  Studi  Teknik  Elektro  di  Institut  Teknologi Medan  2007,  dan  Strata  2  Magister  Teknik  Elektro Universitas Sumatera Utara 2014, Bidang  Energi Listrik dan Energi Terbarukan
Jhoni  Hidayat, Lahir  di  Medan,  22  Agustus  1986, Menyelesaikan  Pendidikan  Strata  1  Program  Studi Teknik Elektro di Universitas Sumatera Utara 2009, dan Strata  2  Magister  Teknik  Elektro  Universitas  Sumatera Utara 2017, Bidang Sistem Komputer dan Robotik. Ayu  Fitriani, Lahir  di  Jamuan  Aceh,  27  Februari  1996 Menyelesaikan  Pendidikan  Strata  1  Program  Studi Teknik  Elektro  di  Universitas  Malikussaleh  2018,  dan Strata  2  Magister  Teknik  Elektro  Universitas  Sumatera Utara  2020,  Bidang  Bidang  Energi  Listrik  dan Pentanahan.