## Simulasi Sistem Lampu Mobil Dinamis Untuk Kenyamanan Berkendara Pada Malam Hari Menggunakan Arduino
Zulkarnain
Fakultas Teknik
Program Studi Teknik Elektro Universitas Langlangbuana zoel8990@gmail.com Nanang Nasrullah Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Langlangbuana nang2k2@yahoo.com Andriana Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Langlangbuana andriana6970@gmail.com Muhammad Syarif Ramdani Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Langlangbuana ramdanisyarif@gmail.com

## Abstrak
Keselamatan merupakan kebutuhan primer bagi setiap manusia, tidak terkecuali untuk keselamatan mobil yang masih menjadi mode transportasi favorit di kalangan masyarakat Indonesia. Salah satu faktor terjadinya kecelakaan adalah pencahayaan, faktor pencahayaan bisa berupa kurangnya pencahayaan sehingga pengemudi tidak bisa melihat dengan baik, begitu juga dengan cahaya kendaraan dari arah berlawanan yang juga mengganggu penglihatan pengemudi. Untuk itu perlu dibuat sistem pencahayaan yang bisa mengoptimalkan pandangan pengemudi
dan tidak mengganggu pengendara lain. Sistem minimum dapat digunakan untuk mengontrol arah dan intensitas cahaya lampu kendaraan sesuai dengan kebutuhan dan kondisi jalanan dengan memasang sensor posisi pada lingkar kemudi untuk dijadikan referensi arah cahaya lampu dan sensor cahaya yang mendeteksi keberadaan kendaraan lain dari arah berlawanan untuk mengontrol cahaya yang dihasilkan oleh lampu kendaraan. Kontrol arah lampu sesuai sudut kemudi hanya berfungsi saat kendaraan melaju pada kecepatan < 40 km/jam. Perancangan ini menghasilkan sistem pencahayaan yang berfungsi untuk menghindari blind spot saat kendaraan menikung dan mengontrol cahaya lampu saat ada kendaraan dari arah berlawanan sehingga pengemudi kendaraan tersebut tidak terganggu. Dari perancangan ini hasil penyimpangan sudut maksimum sebesar ±5%.
Kata kunci: Keselamatan Mobil, Arduino, sistem pencahayaan dinamis, Intensitas cahaya

## 1. PENDAHULUAN
Salah satu faktor penyebab kecelakan lalu lintas adalah kurang optimalnya penglihatan pengemudi terutama pada malam hari terlebih di daerah yang tidak terpasang penerangan jalan umum. Pencahayaan pada kendaraan pada umumnya hanya memiliki lampu dengan arah cahaya yang tetap dan terbatas berdasarkan PP NO 55 tahun 2012 bahwa arah sinar lampu utama tidak lebih dari 0 O 34’ (nol derajat tiga puluh empat menit) ke kanan dan 1 O 09’ (satu derajat nol sembilan menit) ke kiri, lampu mobil terbagi menjadi dua jarak pancaran yaitu pancaran dekat ( LO ) dan pancaran jauh ( HI ), dengan sistem pencahayaan tersebut sering terjadi kekurangan cahaya yang dibutuhkan pengemudi terutama pada saat menikung tajam, selain itu gangguan cahaya yang datang dari kendaraan yang berlawanan arah sangat mengganggu penglihatan pengemudi.
Untuk mengatasi masalah tersebut perlu dirancang sistem lampu dinamis yang bisa mengoptimalkan pandangan pengemudi dan tidak mengganggu pengendara lain, yaitu sistem yang bisa beradaptasi secara otomatis mengarahkan cahaya sesuai dengan keperluan pengemudi saat kendaraan berbelok dan mengatur secara otomatis lampu jauh atau lampu dekat yang akan dinyalakan sesuai dengan kondisi lalu lintas sehingga diharapkan tidak menyilaukan pengemudi lain dari arah berlawanan. Dengan mengaplikasikan sistem ini seperti ini berdasarkan data yang didapat bisa mengurangi tingkat kecelakaan sebesar 4% - 8 %. Sistem lampu dinamis ini juga menggunakan selector switch dinamis/statis, jika mode dinamis dipilih maka lampu akan dikontrol oleh kontroller dan jika mode statis dipilih maka lampu mobil bekerja secara statis seperti mobil pada umunya, selain itu pada posisi statis maka
sudut lampu mobil bisa diatur secara, hal ini diperlukan jika terjadi kerusakan sistem pada mode dinamis.

## 2. METODE

## 2.1. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras terdiri dari Diagram Block Sistem dan Pembuatan Alat. Diagram Block Sistem bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja seluruh rangkaian.
Arduino Uno Battery bank 12 VDC Step down 5 VDC LUX sensor GY-30 Module Sensor Posisi Kemudi (Pot Multiturn 5K) Steering Dynamic/static Function selector switch Static Right/Left Lamp selector switch Static manual R/L adjustment push botton Relay module 1 channel (force Lo Lamp) Right lamp servo motor Left lamp servo motor High Lamp relay Low Lamp Relay Hi/Lo Lamp Selector Right lamp Left Lamp High Beam Switch 50 KM/H Speed switch LCD

## Gambar 1. Blok Diagram Sistem
Dari blok diagram sistem diatas dapat diketahui bahwa controller yang digunakan adalah Arduino uno yang dicatu dengan power source 5V. Controller tersebut mendapatkan input dari beberapa komponen diantaranya potentiometer multi turn 5K, sensor lux GY-30, 2 buah toggle switch , 2 buah push button push on, dan 1 buah push button push on-off. Adapun output yang terhubung ke controller tersebut diantaranya 2 buah motor servo MG90S dan 1 buah modul relay 1 channel. Fungsi controller secara umum dapat dibagi menjadi 3 fungsi utama yaitu:
1. Mendefinisikan fungsi sistem lampu yang dipilih berdasarkan input dari saklar dinamis/statis, dan mengaktifkan fungsi dari sistem lampu sesuai fungsi yang terpilih.
2. Mengontrol dua buah motor servo berdasarkan sensor posisi kemudi saat sistem lampu ada pada fungsi dinamis jika kecepatan kendaraan < 40 km/jam, dan mengarahkan lampu jika kecepatan kendaraan > 40 km/jam, juga mengontrol dua buah motor servo secara bergantian berdasarkan perintah dari selector switch dan push button .
3. Mengontrol modul relay 1 channel berdasarkan input dari sensor cahaya pada saat sistem lampu ada pada fungsi dinamis.
Sistem lampu ini memerlukan 2 level sumber tegangan yaitu 5 VDC dan 12 VDC. Sumber tegangan 5 VDC digunakan untuk sebagai power supply untuk Arduino uno, motor servo diplay 16x2, dan sensor cahaya GY-30, sedangkan sumber tegangan 12 VDC digunakan untuk power supply rangkaian daya lampu mulai dari saklar, relay sampai lampu LED yang digunakan sebagai lampu jauh dan lampu dekat.

## 2.2. Perancangan Perangkat Lunak
Pada penelitian ini untuk membuat perangkat keras yang sudah dibuat bekerja diperlukan perangkan lunak pada modul Sistem minimum. Mikrokontroler akan beroperasi pada kecepatan 16 MHz untuk melakukan algoritma. Perangkat lunak pada mikrokontroler dikembangkan dalam bahasa C yang dibuat pada software arduino IDE. Berikut ini adalah flow chart dalam pembuatan program sistem lampu mobil dinamis.
Mulai Apakah mode dinamis On? Fungsi Statis Fungsi Dinamis Tidak Ya Selesai Mulai Mode dinamis On? Fungsi Statis Fungsi Dinamis Tidak Ya Selesai
Gambar 2. Flowchart Pemilihan Fungsi Dinamis/Statis Program pada gambar 2. memproses input dari toggle switch untuk menentukan fungsi mana yang akan dijalankan dalam sistem ini.
Fungsi Dinamis Selesai Lampu diarahkan lurus Fungsi Dinamis Lampu diarahkan ke kanan 3 0 dan bertambah 1 0 / 18,5 0 sudut maximum 20 Kecepatan > 40 Km/jam Sudut kemudi > 55,5 0 Sudut kemudi < 55,5 0 Lampu diarahkan ke kanan -3 0 dan bertambah 1 0 / 18,5 0 sudut maximum -20 Sudut kemudi >-55,5 0 s/d <55,5 0 YA Lampu diarahkan lurus YA Tidak Tidak YA YA Tidak Tidak Gambar 3. Flowchart Kontrol Arah dan Sudut Lampu Fungsi Dinamis
Program pada gambar 3. mengatur arah cahaya lampu berdasarkan output dari potensiometer, potensiometer memberikan sinyal informasi arah belok dan sudut belok
dari poros kemudi, sinyal ini yang yang kemudian diolah oleh kontroler untuk mengatur arah dan sudut lampu. Untuk besaran sudut nya sendiri bergantung tegangan output yang diterima dari potensiometer untuk kemudian dikonversi kenilai PWM oleh kontroler sesuai dengan spesifikasi motor servo yang dihubungkan di sisi input , untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada table dibawah ini.
Fungsi Statis
Lampu Kanan dipilih? Tidak Ya Lampu Kiri dipilih? Selesai A B Tidak Ya Gambar 4. Flowchart Kontrol Sudut Lampu Fungsi Statis 1
Program ini memilih lampu dan mengatur sudut lampu berdasarkan perintah dari selector switch dan push button A Perintah belok kanan manual? Lampu kanan Belok kanan Perintah belok kiri manual? Lampu kanan Belok kiri Lampu kanan diam Selesai Ya Ya Tidak Tidak Lampu Kiri dipilh
Gambar 5. Flowchart Kontrol Sudut Lampu Fungsi Statis
2
Tabel 1. Sudut Lampu No sudut kemudi Acuan PWM (ms) sudut lampu ( 0 ) 1 388,50 -20 2 388,50 1,616 -20 3 370,00 1,611 -19 4 351,50 1,606 -18 5 333,00 1,600 -17 6 314,50 1,594 -16 7 296,00 1,589 -15 8 277,50 1,583 -14 9 259,00 1,578 -13 10 240,50 1,572 -12 11 222,00 1,567 -11 12 203,50 1,561 -10 13 185,00 1,556 -9 14 166,50 1,550 -8 15 148,00 1,544 -7 16 129,50 1,539 -6 17 111,00 1,533 -5 18 92,50 1,528 -4 19 74,00 1,522 -3 20 55,50 1,517 0 21 37,00 1,511 0 22 18,50 1,506 0 23 - 1,500 0 24 18,50 - 1,494 0 25 37,00 - 1,489 0 26 55,50 - 1,483 3 27 74,00 - 1,478 4 28 92,50 - 1,472 5 29 111,00 - 1,467 6 30 129,50 - 1,461 7 31 148,00 - 1,456 8 32 166,50 - 1,450 9 33 185,00 - 1,444 10 34 203,50 - 1,439 11 35 222,00 - 1,433 12 36 240,50 - 1,428 13 37 259,00 - 1,422 14 38 277,50 - 1,417 15 39 296,00 - 1,411 16 40 314,50 - 1,406 17 41 333,00 - 1,406 18 42 333,00 - 1,400 19 43 351,50 - 1,394 20 44 370,00 - 1,389 20 45 388,50 - 1,389 20
B Perintah belok kanan manual? Lampu Kiri Belok kanan Perintah belok kiri manual? Lampu Kiri Belok kiri Lampu Kiri diam Selesai Ya Ya Tidak Tidak Lampu Kiri dipilh
Gambar 6. Flowchart Kontrol Sudut Lampu Fungsi Statis
3 Fungsi Dinamis Fungsi Dinamis Lux Sensor membaca > 8 Lux Selesai Relay module On Ya Relay module pada kondisi terakhir tidak Lux Sensor membaca <2 Lux Off Delay 1 detik tidak Ya Relay module Off
Gambar 7. Flowchart Adaptive Curve

## 3. HASIL DAN DISKUSI
Pengukuran dan pengujian dilakukan terhadap bagian-bagian dari sistem dan pengujian terhadap cara kerja sistem secara keseluruhan.

## 3.1. Pengujian Fungsi dinamis sudut lampu
Pengujian ini dimaksudkan untuk melihat fungsi dari motor servo berdasarkan perintah dari sensor posisi kemudi, pengujian tersebut dilakukan dengan langkah sebagai berikut:
Membuat titik uji untuk sudut kemudi sesuai dengan spesifikasi turning ratio mobil yaitu 18,5 : 1. Mengatur sensor kemudi sesuai dengan titik uji. Mengukut PWM untuk motor servo kiri dan motor servo kanan untuk tiap titik uji. Mengukur VCC pada tiap titik uji, untuk memastikan power supply cukup untuk simulasi ini.
Membandingkan PWM acuan dan PWM terukur pada tiap titik uji.
Setelah menghidupkan sistem lampu sorot dinamis ini maka selector switch diposisikan ke mode dinamis. Pada saat mode dinamis telah terpilih maka tampilan display akan menampilkan sudut kemudi (stir), sudut lampu (SL), dan intensitas cahaya yang terdeteksi dari arah depan mobil.
Gambar 8. Hubungan Sudut Kemudi Dan Sudut Lampu Selanjutnya mengubah sudut kemudi ke kanan sesuai dengan titik uji yang telah dituliskan pada table pengujian, kemudian data pengukuran diambil sesuai dengan parameter yang terdapat pada tabel pengujian.

## Gambar 9. Perubahan Sudut Lampu Ke Kanan
Sesuai Sudut Kemudi
Selanjutnya mengubah sudut kemudi ke kanan sesuai dengan titik uji yang telah dituliskan pada table pengujian, kemudian data pengukuran diambil sesuai dengan parameter yang terdapat pada tabel pengujian.
Gambar 10. Perubahan Sudut Lampu Ke Kiri Sesuai
Sudut Kemudi
Pada tiap titik pengujian dilakukan pengukuran sudut dengan menggunakan point yang dipasang pada poros motor dan mengukur penyimpangan pointer tersebut dengan menggunakan busur plastik.
Gambar 11. Pengukuran Sudut Saat Lampu Lurus
Gambar 12. Pengukuran Sudut Lampu Saat Lampu Berbelok
Selain itu untuk melengkapi data pengujian sehingga menjadi data yang lengkap sehingga pada saat di analisa bisa menghasilkan suatu kesimpulan yang baik, maka pada pengujian ini juga dilakukan pengukuran Duty Cycle pada sinyal input tiap motor servo untuk memastikan output dari controller sesuai dengan desain perangkat lunak yang diinginkan.
Gambar 13. Pengukuran Duty Cycle Saat Sudut Lampu 20 Derajat

## 3.2. Analisa Akurasi Sudut Kemudi
Pada analisa hasil uji ini akan dilihat akurasi dari sensor kemudi yang digunakan yaitu potensiometer 10 putaran 5 kohm, sudut aktual roda kemudi dibandingkan dengan sudut yang terbaca pada display, sudut pada display inilah yang akan digunakan oleh controller sebagai acuan untuk pengaturan dari sudut lampu. Analisa dilakukan terpisah pada saat roda kemudi belok kanan dan belok kiri.
Pada analisa hasil uji ini akan dilihat akurasi dari sensor kemudi yang digunakan yaitu potensiometer 10 putaran 5 kohm, sudut aktual roda kemudi dibandingkan dengan sudut yang terbaca pada display, sudut pada display inilah yang akan digunakan oleh controller sebagai acuan untuk pengaturan dari sudut lampu. Analisa dilakukan terpisah pada saat roda kemudi belok kanan dan belok kiri.
Gambar 14. Grafik Perbandingan Sudut Kemudi Saat Belok Kanan
Gambar 15. Persentase Penyimpangan Sensor Sudut Kemudi Belok Kanan
Gambar 16. Grafik Perbandingan Sudut Kemudi Saat

## Belok Kiri
Gambar 17. Persentase Penyimpangan Sensor Sudut Kemudi Belok Kiri
Dari grafik-grafik di atas dapat dilihat bahwa akurasi dari sensor sudut kemudi baik saat berbelok ke kanan atau ke kiri memiliki nilai penyimpangan maksimum 4,5%. Nilai tersebut masih dalam toleransi dikarenakan potensiometer yang digunakan memiliki toleransi + 5%.
Analisa ini dilakukan untuk melihat kinerja controller dalam mengontrol motor servo melalui PWM output berdasarkan input yang diterima dari sensor kemudi. Dalam pengujian ini pengukuran PWM menggunakan multitester sehingga yang bisa terukur berupa Duty Cycle dari signal tersebut, sehingga untuk menganalisa hasil uji ini PWM di konversi terlebih dahulu menjadi Duty Cycle untuk menjadi acuan analisa Duty Cycle yang terukur pada tiap titik pengujian, analisa dilakukan masing-masing pada lampu kanan dan kiri, dan juga pada saat belok kanan dan belok kiri.
Gambar 18. Analisa
Duty Cycle Lampu Kanan Belok Kanan
Gambar 19. Analisa Duty Cycle Lampu Kiri Belok Kanan Gambar 20. Persentase Penyimpangan Output Duty Cycle Belok Kanan Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa saat berbelok ke kanan arduino sebagai controller dapat mengeluarkan PWM output sesuai dengan nilai yang diingikan, perbedaan antara hasil teori dan hasil ukur sebesar 0,7 % disebabkan oleh akurasi alat ukur yang hanya bisa memberikan hasil pengukuran dua angka di belakang koma.
Gambar 21. Analisa Duty Cycle Lampu Kanan Belok Kiri
Gambar 22. Analisa Duty Cycle Lampu Kiri Belok Kiri
Gambar 23. Persentase Penyimpangan Output Duty Cycle Belok Kiri Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa saat berbelok ke kiri pun arduino sebagai controller dapat mengeluarkan PWM output sesuai dengan nilai yang diingikan, perbedaan antara hasil teori dan hasil ukur sebesar 0,69 % disebabkan oleh akurasi alat ukur yang hanya bisa memberikan hasil pengukuran dua angka di belakang koma. Analisa ini diperlukan untuk melihat kemampuan motor servo dalam mengontrol lampu mobil sesuai dengan sudut lampu yang diperintahkan oleh controller .
Gambar 24. Grafik Sudut Lampu Aktual Saat Belok Kanan
Gambar 25. Grafik Penyimpangan Sudut Lampu Saat Belok Kanan
Gambar 26. Grafik Sudut Lampu Aktual Saat Belok Kiri
Gambar 27. Grafik Penyimpangan Sudut Lampu Saat

## Belok Kiri
4. KESIMPULAN Setelah melewati tahap perancangan dan pengujian alat, maka didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Secara umum simulasi telah bekerja sesuai dengan desain yang dikehendaki bahwa bahwa pada fungsi dinamis sensor sudut kemudi memberikan sinyal kepada controller secara presisi sesuai dengan toleransi yang dimiliki sensor tersebut.
2. Controller mampu mengeluarkan output untuk mengontrol motor servo sesuai desain yang diinginkan penyimpangan kurang dari 1 % hanya disebabkan oleh akurasi alat ukur yang dipakai. Akan tetapi motor servo tidak bisa bekerja sesuai spesifikasi yang diberikan karena deviasi antara sinyal perintah dan sudut yang dihasilkan jauh berbeda.
3. Sistem failsafe dengan menggunakan spring berfungsi dengan baik saat terjadi kerusakan pada motor servo ataupun power supply . Lampu diarahkan lurus pada saat tidak mendapatkan gaya untuk berbelok baik ke kanan dan kiri.
4. Fungsi control sudut ini hanya berlaku untuk kecepatan dibawah 40 km/jam.
5. Pada fungsi dinamis pemilihan lampu yang menyala secara otomotis berdasarkan intensitas cahaya yang diterima oleh sensor befungsi dengan baik. Fungsi statis digunakan utnuk membuat sistem lampu mobil berfungsi sesuai mobil pada umumnya.

## Daftar Pustaka
[1] Saptaji, Handayani. 2015. Mudah Belajar Mikrokontroller dengan Arduino. Widya Media/
[2] Darmawan, Aan dan Heri Adrianto. 2016. Arduino Belajar Cepat dan Pemograman. Bandung : Penerbit Informatika Bandung.
[3] Republik Indonesia. 2012. Peraturan Pemerintah No.05 tahun 2012 Tentang Kendaraan. Sekretariat negara. Jakarta.
[4] J. D. Bullough. 2013. Visual Performance and Safety Benefits of Adaptive Curve Headlighting Systems: Transportation Lighting Alliance Report.
[5] Nathanael, Reinard. 2018. Rancang Bangun Perangkat Keras Headlight for Car Based on Attitude and Surrounding. Institut Teknologi Bandung.
[6] Ompusunggu, Eggy Bond. 2018. Rancang Bangun Sistem Sensor Attitude Mobil dan Pemodelan Tiga Dimensi Purwarupa Smart headlight System For Cas Based On Vehicle Attitude And Surrounding. Institut Teknologi Bandung.
[7] https://clr.es/blog/en/applications-adaptive- headlights/ diakses pada tanggal (8 Juni 2019).
[8] https://www.knowyourparts.com/technical- resources/electrical/steering angle-sensor-basics/ diakses pada tanggal (3 July 2019).
[9] http://trikueni-desain- sistem.blogspot.com/2014/03/Pengertian-Motor- Servo.html diakses pada tanggal (16 July 2019).
[10] https://pendidikan.id/main/forum/diskusi- pendidikan/mata-pelajaran/2556-pengertian-baterai- dan-jenis-jenisnya diakses pada tanggal (16 July 2019).
[11]https://teknikelektronika.com/pengertian-relay- fungsi-relay/ diakses pada tanggal (19 July 2019).
[12] Andriana, A., Zuklarnain, Z., & Baehaqi, H. (2019). Sistem kWH Meter Digital Menggunakan Modul PZEM-004T. Jurnal TIARSIE, 16(1), 29-34.
[13] Zulkarnain, Z., Andriana, A., & Rosyada, A. (2019). Pembuatan Prototipe Alat Pemberi Pakan Kucing Otomatis Berbasis Arduino Nano Dan Terintegrasi Dengan Handphone Via SMS. Jurnal TIARSIE, 16(2), 59-64.