## Rekayasa Sistem Peringatan Dini untuk Keselamatan Pengendara Kendaraan Berbasis Mikrokontroler Atmega16
Akhmad Ahfas 1 , Dwi Hadidjaja 2
Universitas Muhammadiyah Sidoarjo 1,2
email: ahfas_umsida@yahoo.com, hadidjajadwi@ymail.com

## Abstrak
Keamanan  berkendara  merupakan  hal  yang  sangat  penting  dalam  aspek  lalu  lintas,  kecepatan tinggi  dalam  berkendara  merupakan  faktor  utama  penyebab  kecelakaan  lalu  lintas,  oleh  karena  itu dengan  adanya  alat  pembatas  kecepatan  maka  dapat  menekan  jumlah  kecelakaan  lalu  lintas.  Dalam rekayasa  sistem  peringatan  dini  untuk  keselamatan  pengendara  kendaraan  perlu  dibuat  sebuah  alat pembatas  kecepatan  dengan  menggunakan  mikrokontroler  yang  aman  bagi  pengguna,  yang  ditujukan untuk mengurangi tingkat kecelakaan lalu lintas.
Batas  kecepatan  dilakukan  dengan  cara  memutus  aliran  sinyal  listrik dari pulser (sensor pemicu pengatur waktu pengapian) ke CDI. Sinyal listrik diputus melalui relay  mekanis  dengan algoritma  on-off yang  dikendalikan  mikrokontroler  ATMega16.  Dengan  memanfaatkan  sensor  speed  speedometer  pada sepeda motor sebagai sensor kecepatan, dengan mendeteksi jumlah putaran besi inputan yang terdapat  pada gear  rantai  depan.  Jika  hasil  pengukuran  kecepatan  melebihi  nilai  dari  set  poin,  maka  mikrokontroler akan memberikan peringatan selanjutnya memutus sinyal pengapian sepeda motor.
Kata kunci: ATMega16, CDI, Batas Kecepatan, Sepeda Motor.

## Abstract
Driving safety is of paramount importance in the aspect of traffic, high speed driving is a major factor in  traffic  accidents,  therefore,  the  presence  of  the  speed  limiting  devices  to  reduce  the  number  of  traffic accidents.  In  engineering  early  warning  system  for  motorists  safety  needs  to  be  a  speed  limiting  devices using a microcontroller that is safe for the user, which is intended to reduce the rate of traffic accidents.
The speed limit is done by cutting off  the flow of electrical signals from the pulser (sensor triggers ignition  timing)  to  CDI.  Disconnected  the  electrical  signal  through  a  mechanical  relay  with  algorithm controlled on-off ATMega16 microcontroller. By utilizing the speedometer speed sensor on a motorcycle as speed sensors, to detect the number of revolutions of the input of iron contained in the forward chain gear. If the  results  measurements  the  speed  exceeds  the  value  of  the  set  point,  the  microcontroller  will  provide further warning signals motorcycle ignition cut.
Keywords: ATMega 16, CDI, Speed Limit, Motorcycles.

## PENDAHULUAN
Sepeda motor adalah kendaraan roda dua yang  bertenaga  mesin.  Rodanya  sebaris  dan pada  kecepatan  tinggi  sepeda  motor  tetap tidak  terbalik  dan  stabil  disebabkan  oleh  gaya giroskopik.  Oleh  karena  itu  sepeda  motor menjadi  kendaraan  yang  paling  diminati  oleh masyarakat  Indonesia.  Selain  harganya  yang
cukup terjangkau, sepeda motor dikenal sebagai kendaraan  anti  macet,  karena  sepenuh  apapun jalanan,  sepeda  motor selalu  bisa  mendapatkan celah. Tak heran populasi jumlah sepeda motor selalu  naik  dari  tahun  ke  tahun.  Data  Polda Jatim  2010  telah  mencatat  dari  tahun  2009 (Agustus  2008–Agustus  2009)  jumlah  sepeda motor  di  Jatim  bertambah  662.385  unit,  tahun
2010  (Agustus  2009–Agustus  2010)  jumlah sepeda motor di Jatim bertambah 665.566 unit, jadi jumlah penambahan sepeda motor  di  Jatim berkisar 660.000 per tahun. Jumlah keseluruhan  sepeda  motor  di  Jatim  sampai Agustus 2010 mencapai 8.795.903 unit.
Kelebihan  sepeda  motor  tersebut  bukan berarti  tidak  mengundang  bahaya,  malah apabila  terjadi  kecelakaan,  dampak  kecelakaan yang  paling  parah  biasanya  dialami  oleh pengendara sepeda motor.
Karena desain sepeda motor yang terbuka menimbulkan  risiko  benturan  pada  seluruh anggota  tubuh  pengendara.  Tidak  sedikit kecelakaan  lalu  lintas  yang  terjadi  karena tidak  kehati-hatian  pengendara  sepeda  motor. Pustral UGM (1) tahun 2004 telah mengeluarkan kompilasi data yang menyebutkan  bahwa  jumlah  kematian  akibat kecelakaan  lalu  lintas  jalan  raya  di  Indonesia mencapai 30 ribu orang per tahun, sekitar 65% diantaranya  adalah  pengguna  sepeda  motor dalam  usia  produktif.  Dengan  membatasi kecepatan  kendaraan,  maka  diharapkan  bisa mengurangi  jumlah  kecelakaan  lalu  lintas terutama  pengguna  sepeda  motor,  karena kecelakaan tidak dapat diprediksi.
Tujuan  dari  membuat  rekayasa  sistem peringatan  dini  untuk  keselamatan  pengen- dara kendaraan berbasis mikrokontroler ATMega16  yang  aman  bagi  pengguna  sepeda motor. Cara kerja sistem ini adalah menghentikan  pembakaran  pada  ruang  bakar mesin  sepeda  motor  sehingga  sepeda  motor kehilangan energi dorong mesin apabila melaju melebihi kecepatan yang ditentukan.
Mikrokontroler memberikan  logika  rendah pada  rangkaian  relay  ketika  kecepatan  sepeda motor  melebihi  set  point  yang  ditetapkan melalui  push  button  switch  dan  memutuskan hubungan  sementara  antara  sumber  daya  CDI dengan CDI. Dan mikrokontroler juga memberikan  sinyal  kepada  buzzer  sebagai indikator  bahwa  kecepatan  maksimum  sudah terlampaui.

## METODOLOGI PENELITIAN
Beberapa  langkah  metode  penelitian  ini meliputi  pengamatan  secara  langsung  terhadap
permasalahan  maupun  alur  kerja  sehingga didapat  data  yang  autentik  dan  jelas.  Dalam pengamatan ini dilakukan pada objek kendaraan yang dijadikan sebagai penelitian.
Referensi data yang berhubungan dengan alat  yang  akan  digunakan  pada  penelitian.  Dari permasalahan  tersebut  bagaimana  cara  agar kecepatan  sepeda  motor  dapat  terkontrol  pada batas kecepatan yang telah ditentukan. Diharapkan memberikan jalan keluar mengenai keselamatan  yang  merupakan  faktor  sangat penting  bagi  semua  pengendara  terutama pengguna  sepeda  motor.  Serta  kenyamanan yang juga merupakan faktor yang mempengaruhi  keselamatan,  karena  dengan kenyamanan  pengendara  khususnya  sepeda motor dapat lebih fokus dalam berkendara.
Pembuatan  alat  ini  diharapkan  dapat mengurangi jumlah kecelakaan lalu lintas khususnya bagi  pengguna  sepeda  motor.  Dan  sebagai  safety dan security riding bagi pengguna sepeda motor.

## 1. Perancangan Sistem
Saat  ini  sepeda  motor  masih  belum dilengkapi dengan alat yang dapat mengingatkan  pengendara  untuk  mengontrol batas  kecepatan  kendaraannya,  maka  sebuah alat  untuk  mengingatkan  pengendara  perlu dipasang di setiap kendaraan khususnya  sepeda motor,  dengan  memanfaatkan  pulsa  yang dibangkitkan  oleh  sensor  kecepatan  kendaraan yang sudah terdapat pada kendaraan.
Diagram blok ini memperlihatkan hubungan input output dari rangkaian pembatas kecepatan  pada  sepeda  motor.  Seperti  yang dijelaskan pada gambar 1.
Gambar 1. Diagram blok rangkaian pembatas kecepatan pada sepeda motor

## 2. Sensor
Sensor induktif
berfungsi untuk
menghasilkan  pulsa  yang  menjadi  inputan mikrokontroller,  serta  sensor  indikator  osilator. Osilator  adalah  rangkaian  elektronis  untuk membangkitkan  bentuk  gelombang  AC  dan frekwensi dari sumber energi DC. Prinsip kerja dari  sensor  induktif  adalah  ketika  energi diberikan,  osilator  bekerja  membangkitkan medan  frekwensi  tinggi.  Rangkaian  detektor mendeteksi  perubahan  beban  spesifik  pada amplitudo  dan  mengakibatkan  sinyal  yang menghidupkan dan mematikan output elektronik.  Rangkaian  sensor  ditunjukkan  pada gambar 2.
Gambar 2. Rangkaian sensor
Pada  gambar  3  menjelaskan  wiring diagram  kendaraan,  pada  wiring  diagram  ini ditentukan  dimana  sistem  pembatas  kecepatan pada  sepeda  motor  dipasang  yang  digunakan pada  sistem  peringatan  dini  untuk  keselamatan pengendara kendaraan.
Gambar 3. Wiring untuk pengambilan pulsa pada speed sensor dan rangkaian relay

## HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Pembuatan Software
Software pada bagian ini berupa sekumpulan aturan-aturan (rules) yang digunakan  mikrokontroler  untuk  merespons input  yang  diberikan,  serta  mengeluarkan perintah output yang dikehendaki. Pada gambar 4  merupakan  diagram  alir  dari  program  yang dimasukkan pada mikrokontroler.
Gambar 4. Diagram alir pembatas kecepatan pada sepeda motor

## 2. Pengujian Alat
Pengujian  alat  akan  dilakukan  secara keseluruhan  meliputi  pengujian  software  dan pengujian  hardware.  Pada  pengujian  hardware mencakup pengujian tiap blok sistem. Sementara  untuk  pengujian  software  dilakukan dengan cara mengkonversi bentuk file program dari  bentuk  file  basic  ke  bentuk  file  hexa melalui software Basic Compiler V 1.90. Hasil Rangkaian  Pengujian  Keseluruhan  ditunjukkan seperti gambar 5.
Pulser Off Relay & Buzzer On Start Inisialisasi I/O Set Point Target Ukur Kecepatan Tampil di LCD Set Point Target? End Pulser On Relay & Buzzer Off Ya Tidak

## Gambar 5. Hasil rangkaian pengujian keseluruhan

## 3. Pengujian Relay
Relay  akan  diuji  dengan  menggunakan sumber  tegangan  5  Volt  untuk  menyalakan buzzer  dan  led,  jika  NO  (Normally  Open) maka  hidup  dan  jika  NC  (Normally  Close) mati,  jika  tidak  sesuai  dengan  hal  itu  maka relay tersebut  rusak atau terjadi kesalahan pada pemrograman.  Rangkaian  pengujian  relay ditunjukkan  seperti  tampak  pada  gambar  6  dan gambar 7.
Gambar 6. Pengujian relay kondisi NC
Gambar 7. Pengujian relay kondisi NO
Pada gambar 6 dan gambar 7 menjelaskan  koneksi  antara  relay  dengan mikrokontroller  untuk  menyalakan  led,  saat pengujian  digunakan  dua  rangkaian  yang berbeda  yaitu  NO  (Normally  Open)  dan  NC (Normally Close), ini bertujuan untuk mengetahui  apakah  relay  masi  bekerja  dengan baik  atau  rusak.  Hasil  pengujian  dapat  dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Pengujian Relay No Keluaran Buzzer dan LED 1. NO (Normally Open) Hidup 2. NC (Normally Close) Mati
4. Pengujian IC ATmega16 IC  ATmega16  dapat  diuji  dengan menggunakan program dan rangkaian sederhana. Program dan rangkaian dibuat untuk memastikan  semua  pin  pada  mikrokontroller masih  berfungsi.  Program  pengujian  yang paling  sederhana  dapat  menggunakan  program untuk menyalakan LED.
Berikut program pengujian IC ATmega16:
$REGFILE= ATMEGA16
$CRYSTAL=12000000
CONFIG PORTC.0= OUTPUT DO
PORTC.0=1

## LOOP END
Gambar 8. Pengujian IC ATMega16
Pada  gambar  8.  menjelaskan  koneksi antara  LED  dengan  mikrokontroler,  saat pengujian  mikrokontroler  hanya  diprogram untuk  menyalakan  led,  ini  bertujuan  untuk mengetahui  apakah  mikrokontroler  masih bekerja dengan baik atau rusak.

## 5. Pengujian Sensor
Pada pengujian sensor, dilakukan pengujian  dengan  cara  memberikan  tegangan  5 volt  pada  sensor  untuk  menyalakan  LED, dengan  memberikan  tegangan  5  volt  pada sensor akan membuat sensor menjadi aktif, dan mendeteksi  besi  (metal)  pada  sensor.  Pada saat besi  (metal)  mendeteksi  sensor  maka  output sensor akan mengeluarkan tegangan 5 volt atau berlogika  1.  Dan  pada  saat  besi  menjauhi sensor,  maka  output  sensor  mengeluarkan tegangan 0 volt atau berlogika 0. Output sensor tidak dapat langsung dipakai oleh mikrokontroler  dikarenakan  prinsip  kerja  dari sensor  speed  sebagai  counter  4  kali input yang  sudah  terintegrasi  dalam  sistem  sepeda motor.
Gambar 9. Pengujian rangkaian sensor
Pada  gambar  9  menjelaskan  koneksi sensor  dengan  mikrokontroler  serta  LED,  saat pengujian  untuk  menyalakan  led  dilakukan dengan  memberikan input sensor  dengan  dua variable  kecepatan  yaitu  high  dan  low,  hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Pengujian Sensor Kecepatan Motor Tegangan Output Sensor High 5 Volt Low 0 Volt

## 6. Pengujian Software
Pengujian  software  dilakukan  dengan cara:
a. Menulis  instruksi  program  dengan  bantuan
software Basic Compiler V 1.95.
b. Memasukkan hasil compiler kedalam mikrokontroler dengan menggunakan downloader ISP USB programmer V.5.
Hasil  pengujian  software  ditunjukkan pada gambar 10.

## Gambar 10.Hasil Compiler program
7. Pengujian Hardware Dalam  pengujian  hardware  terhadap pengukuran kecepatan dilakukan dengan membandingkan  speedometer  terhadap  alat seperti pada tabel 3 dan tabel 4. Tabel 3. Hasil pengukuran kecepatan konstan Speedometer (km/h) (Q1) Alat (km/h) (Q2) Deviasi 4 1 3 4 2 2 4 3 1 4 4 0
Tabel 4. Hasil pengukuran kecepatan kontinyu Speedometer (km/h) (Q1) Alat (km/h) (Q2) Deviasi 1 0 1 2 1 1 3 2 1 4 3 1
Pada  tabel  3  dan  tabel  4  menjelaskan tentang  hasil  perbedaan  kecepatan  speedometer dengan  alat  pembatas  kecepatan  pada  sepeda motor,  saat  pengujian  digunakan dua  kecepatan yang  berbeda  yaitu  kecepatan  konstan  dan kecepatan  kontinyu,  yang  bertujuan  untuk
mengetahui  perbedaan  dari  masing-masing kecepatan.
a. Akurasi alat
Dari  hasil  uji  kecepatan  diatas  maka dapat dicari  (∑.error) dalam persen (%) dengan membandingkan  hasil  pengukuran  yang  ada pada tiap-tiap data pengujian yang dilaksanakan,  dimana  untuk  rumus  mencari error adalah sebagai berikut:
∑(𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟) = 𝑄 1 − 𝑄 2 𝑄 1 𝑥 100%
Keterangan:
∑( error)  =  Faktor  kesalahan  antara  speedo-
meter dengan alat yang diuji (%) Q1
=  Alat terkalibrasi (speedometer)
Q2 =  Alat yang diuji
Untuk  kesalahan  (%error)  pada  data pengujian  alat  ditunjukkan  pada  tabel  5  dan tabel 6.
Tabel 5. Kesalahan (%error) antara speedometer dengan Alat pada kecepatan konstan.
Data Percobaan Speedometer Alat Kesalahan Q1 (km/h) Q2 (km/h) ∑(error) (%) 1. 4 1 75 2. 4 2 50 3. 4 3 25 4. 4 4 0 Kesalahan Rata-rata ∑(error) (%) 37,5 Tabel 6. Kesalahan (%error) antara speedometer dengan Alat pada kecepatan kontinyu. Data Percobaan Speedometer  Alat  Kesalahan Q1 (km/h) Q2 (km/h) ∑(error) (%) 1. 1 0 100 2. 2 1 50 3. 3 2 30 4. 4 3 25 Kesalahan Rata-rata ∑(error) (%) 51,25
b. Ketelitian Pengukuran Ketelitian di dalam pengukuran kecepatan,  lamanya  waktu  dalam  pengukuran kecepatan  berpengaruh  pada  hasil  pengukuran kecepatan  pada  speedometer.  Untuk  hasil pengukuran  pada  Tabel  3  dan  Tabel  4 menggunakan  waktu  ±  20  detik.  Hasil pengukuran  waktu  dapat  dilihat  pada  Tabel  7 dan Tabel 8.

## Tabel 7. Ketelitian Pengukuran dengan
Kecepatan Konstan Kategori Waktu(detik) Speedometer (km/h) Alat (km/h) Lama 30 4 6 Sedang 20 4 4 Cepat 10 4 2

## Tabel 8. Ketelitian Pengukuran dengan
Kecepatan Kontinyu Kategori Waktu(detik) Speedometer (km/h) Alat (km/h) Lama 30 4 5 Sedang 20 4 3 Cepat 10 4 1
Dari  hasil  yang  didapatkan  pada  Tabel  7 dan  Tabel  8  dapat  dijelaskan  dalam  bentuk grafik  perbedaan  hasil  kecepatan  speedometer dengan pembatas kecepatan pada sepeda motor dengan  menggunakan  dua  kecepatan  berbeda, yaitu kecepatan konstan dan kecepatan kontinyu.  Yang  ditunjukkan  pada  gambar  11 dan  gambar  12.  Yang  bertujuan  untuk mengetahui  perbedaan  dari  masing-masing kecepatan.
Gambar 11. Grafik perubahan kecepatan selama 30 detik dengan kecepatan konstan

## Gambar 12. Grafik perubahan kecepatan selama
30 detik dengan kecepatan kontinyu
8. Pembahasan
a. Perhitungan Pulsa
Perhitungan  pulsa  pada  penelitian  ini didapat  berdasarkan  putaran  besi  untuk  inputan sensor  yang  berada  didepan  gigi  rante  depan yang  dikendalikan  oleh  roda  belakang  sepeda motor, pada tiap 1 km sesuai dengan spesifikasi kendaraan.  Berdasarkan  data  yang  diperoleh maka jumlah pulsa yang dihasilkan untuk tiap 1 km seperti yang ditunjukkan pada Tabel 9.
Tabel 9. Hasil pengujian alat pada kendaraan
No. Set Jarak Jarak Tempuh Alat Speedometer Kendaraan Keterangan 1. 4 km/h 4 km/h 4 km/h Bunyi 2. 10 km/h 10 km/h 10 km/h Bunyi 3. 15 km/h 15 km/h 15 km/h Bunyi
Pada  Tabel  9.  menunjukkan  hasil  dari masing-masing  pengujian  telah  sesuai  dengan hasil yang diharapkan.
Pada  gambar  13  menjelaskan  tentang perbedaan  tampilan  pada  speedometer  dan pembatas  pecepatan  pada  sepeda  motor  saat sebelum  dan  sesudah  kendaraan  berjalan,  saat pengujian  digunakan  dua  kecepatan  yang berbeda yaitu kecepatan konstan dan kecepatan kontinyu,  yang  bertujuan  untuk  mengetahui perbedaan  dari  masing-masing  kecepatan. Pengujian  dilaksanakan  dengan  memasang  alat pada  kendaraan  Suzuki  Satria  F150  dan  hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 9. Pada tabel pengujian  tersebut  bahwa  pengambilan  sample hanya sampai tiga kali.
Dari pengujian terdapat beberapa kendala, diantaranya:
a. Kurang  kalibrasi  alat  terhadap  speedometer sepeda motor.
b. Cara  pengoperasian  sepeda  motor  sangat berpengaruh pada outputan sensor.
c. Kesulitan dalam melakukan pengisian
program saat sepeda motor dengan kecepatan  konstan  ataupun  sebaliknya  serta delay inputan sensor yang berbeda.
a. Setting Alat
b. Speedometer Kendaraan
Gambar 13. Setting Alat Sebelum Kendaraan Berjalan

## KESIMPULAN DAN SARAN
1. Kesimpulan
Dari  hasil  pengujian  alat,  maka  dapat disimpulkan:
a. Sistem  peringatan  dini  untuk  keselamatan pengendara kendaraan berbasis mikrokontroler ATMega16 dengan membatasi  kecepatan  sepeda  motor  dapat bekerja  dengan  baik,  walaupun  waktu pengujian terdapat beberapa kesalahan.
b. Saat pengujian kendaraan mampu memberikan  alarm  sesuai  dengan  setting
yang diinginkan.
c. Semakin  tinggi  setting  kecepatan  sepeda motor,  semakin  lambat  respons  perhitungan alat.

## 2. Saran
Sering  mencoba  program  mikrokontroler yang  baru,  agar  didapatkan setting  program yang tepat.

## DAFTAR PUSTAKA
Hidayat,  I.,  Fadlil,  A.,  Fathurrozaq,  E.  (2009). Purwarupa  Sistem  Pembatas  Kecepatan Sepeda  Motor  Berbasis  Mikrokontroller
AT89S52.
Yogyakarta, http://telkomnika.ee.uad.ac.id/n9/files/Vol
.7No.2Agt09/7.2.8.09.04.pdf
Pustral  UGM.  (2004).  Road  Safety  In  The Association  Of  South  East  Asia  Nations:
Road Safety In Indonesia. Asian
Development Bank (ADB).
BRT  Indonesia.  (n.d).  Buku  Panduan  CDI, http://www.scribd.com/doc/11720616/Buk u-panduan-CDI
ATMEL.  (n.d).  DATA  SHEET  ATMega16’,
http://www.atmel.com
Andi.  (2009).  Belajar  Sendiri  -  Mikrokontroller AT90S2313  Dengan  Basic  Compiler, Andi Publisher.
Putra,  A.E.,  Nugraha,  D.  (2010).  Tutorial
Pemrograman Mikrokontroller AVR dengan WinAVR GCC
(ATMega16/32/8535).