## SABUK GETAR SEBAGAI ALAT BANTU PENUNJUK ARAH BAGI TUNA NETRA

## Son Ali Akbar, Anton Yudhana
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Ahmad Dahlan Kampus III UAD, Jl. Prof. Dr. Soepomo, Janturan, Yogyakarta, 55161. Telp. (0274)379418. Fax. (0274)381523 E-mail: sonjannah@gmail.com, eyudhana@ee.uad.ac.id
Abstrak -- Kompas diperlukan dalam kehidupan manusia sebagai alat bantu penunjuk arah. Saat ini kompas diaplikasikan terdapat dalam bentuk manual atau analog. Hal tersebut masih terbilang kurang  jika  kompas  dibutuhkan  oleh  penyandang  tuna  netra  ketika  akan  menentukan  arah. Dengan  berkembangnya  teknologi  yang  menciptakan  alat –alat  elektronik  modern  dapat diaplikasikan  dalam  perancangan  dan  pembuatan  alat  penunjuk  arah  otomatis.  Pengembangan alat  penunjuk  arah  dari  manual  menjadi  otomatis  sangat  membantu  khususnya  bagi  kalangan yang kurang dalam indra penglihatannya. Perancangan alat penunjuk arah dengan metode getar menggunakan Modul Kompas Digital dimaksudkan sebagai identifikasi penentu arah mata angin. Metode  yang  menjadi  identifikasi  arahnya  ialah  berupa  getaran  yang  dipasang  pada  sebuah sabuk.  Motor  getar  yang  dikontrol  oleh  driver  motor  menghasilkan  getaran  yang  terbilang  stabil dan sensitif pada indra peraba manusia. Dalam mengoperasikan alat digunakan limit switch untuk mengaktifkan sistem. Hasil akhir dari penelitian ini menunjukkan bahwa sabuk getar sebagai alat bantu penunjuk arah bagi tuna netra dapat dibuat dengan menggabungkan  perangkat keras dan perangkat  lunak.  Berdasarkan  pengujian  yang  telah  dilakukan  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa sabuk  getar  sebagai  alat  bantu  penunjuk  arah  bagi  tuna  netra  ini  dapat  beroperasi  dengan simpangan 7,8 derajat ( o ) ketika menentukan arah utara dan mengidentifikasikan arahnya dengan getaran.
Kata kunci : Modul Kompas Digital, Driver Motor, Limit Switch, Motor Getar.
Abstract -- Compass  is  necessary  in  human  life  as  a  directional  tool.  Currently,  a  compass  is applied in form of a manual or analog. It still somewhat less if the compass is needed by the blind people when it determine the direction. Development of technology that created modern electronic tools can be applied in designing and manufacturing automated signpost tools. Development tools signpost from manual to automatic is very helpful especially for those who are lacking in eyesight. The  design  of  the  tool  pointing  towards  the  vibrating  method  using  Digital  Compass  Module  is ordered as a determinant of identification cardinal directions. The method to be identified with the direction  of  vibration  mounted  on  a  belt.  Vibrating  motors  are  controlled  by  a  motor  driver generates vibration is fairly stable and sensitive to the human sense of touch. The limit switches is operated the device to activate the system. The final results of this study indicate that the vibrating belt as a directional tool for the blind can be created by combining hardware and software. Based on  testing,  it  can  be  concluded  that  the  vibrating  belt  as  a  directional  tool  for  the  blind  can  be operated with a deviation of 7.8 degrees when determining the direction of north and identifies  it by vibration.
Keywords : Digital Compass Module, Driver Motor, Limit Switches, Vibrate Motor

## 1. PENDAHULUAN
Kompas  merupakan alat navigasi utama dalam membantu menunjukkan dan menentukan  arah.  Dengan  adanya  kompas sangat  membantu  sekali  terutama  untuk menentukan  arah  bila  berada  disuatu  daerah. Kompas yang menjadi peralatan bantu penunjuk  arah  saat ini  masih  terbilang  manual karena  jika  untuk  mengetahui  arah  harus dengan  memperhatikan  jarum  magnet  yang
terdapat  pada  kompas  sebagai  penunjuk  arah mata angin. Hal tersebut menjadi kendala bagi penyandang tuna netra dalam mengetahui dan menentukan arah disebabkan karena keterbatasan pada indra visual yang dimiliki.
2. METODE PERANCANGAN
2.1.   Susunan Peralatan
Pada  perancangan  sabuk  getar  sebagai alat  bantu  penunjuk  arah  bagi  tuna  netra  ini terdiri atas beberapa komponen yang mempunyai fungsi masing-masing yaitu mikrokontroler,  modul  kompas  digital, limit switch, driver  motor,  dan  motor  getar . Perancangan  sistem  alat  penujuk  arah  ini pengendali
utamanya yaitu pada
mikrokontroler  ATMega16.  Dalam  sistem  alat
penunjuk  arah  ini  untuk  mengoperasikan semua  sistem board atau  modul  yang  sudah disiapkan, maka dibutuhkan catu daya dengan arus  tegangan  yang  sesuai  pada  masing- masing  fungsi  dari  sistem  rangkaian  tersebut. Untuk lebih jelasnya pada sistem perancangan  perangkat  keras  dapat  dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Blok Sistem Alat

## 2.2.   Modul Kompas Digital (CMPS03)
Sensor  kompas  yang  digunakan  adalah modul  kompas  digital  (CMPS03),  modul kompas  ini  didesain  khusus  dalam  bidang navigasi penunjuk arah. Kompas ini menggunakan  dua  sensor  medan  magnet KMZ51  buatan  Philips  yang  cukup  peka  untuk mendeteksi  medan  magnet  bumi.  Dua  sensor ini  dipasang  saling  bersilangan.  Pada  modul kompas  telah  dipasang  rangkaian  pengkondisi sinyal  dan  mikrokontroler.  Sehingga  kita dapat mengakses  berapa  derajat  posisi  kompas secara langsung.
Sensor Kompas digital yang berukuran 4 x  4  cm  menggunakan  sensor  medan  magnet yang  cukup  sensitif  untuk  mendeteksi  medan magnet  bumi.  Kompas  digital  ini  hanya memerlukan supply tegangan  sebesar  ±5  Volt dengan  konsumsi  arus  15mA.  Pada  sensor kompas, arah mata angin dibagi dalam bentuk derajat  yaitu:  Utara  (0 0 ),  Timur  (90 0 ),  Selatan (180 0 )  dan  Barat  (270 0 ).  Modul  kompas  digital dapat ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Modul Kompas Digital

## 2.3.   Motor Getar
Motor  getar,  komponen  yang  digunakan untuk  mengidentifikasikan  suatu  keluaran  dari sebuah  unit  pengendali  atau  unit  pengontrol. Getaran  yang  dihasilkan  membutuhkan supply daya  sebesar  ±3  Vdc  dan  dapat  diatur kekuatan getarannya dari daya yang diberikan.
Motor getar ini dapat diperoleh dari jenis komponen  getar  yang  terdapat  pada  sebuah alat  komunikasi  seperti  handphone.  Motor getar handphone ditunjukan pada Gambar 3.
UTARA

## Gambar 3. Motor Getar

## 2.4.   Rangkaian Mikrokontroler ATMega16
Rangkaian  mikrokontroler  ATMega16 ini merupakan  sistem  kontrol  dan  pengendali pada  alat  penunjuk  arah  ini . Dalam  penelitian ini,  mikrokontroler  digunakan  sebagai  sistem pengendali  dan  kontrol  masukan  ( input )  dan keluaran  ( output ).  Rangkaian  sistem  minimum mikrokontroler ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler
Mikrokontroler ATMega16 menggunakan PORTD sebagai port untuk masukan data arah berupa  bilangan  desimal.  Masukan  proses yaitu sinyal masukan dari modul kompas digital yang  berfungsi  membaca  dan  mengirim  data arah. Modul kompas digital di hubungkan pada PORTD.0 dan PORTD.1.
PORT A digunakan untuk masukan limit switch sebagai  media  dalam  mengaktifkan sistem  agar  dapat  menghemat  daya  yang
digunakan. Limit  switch dihubungkan  dengan
PORT A.0 dan Ground PORTB digunakan sebagai jalur
keluaran  ke  driver  motor  dan  menghubungkan pada  motor  getar  sebanyak  4  buah.  Motor getar  terhubung  dengan  PORTB.0  sampai PORTB.3.

## 2.5.   Rangkaian Driver Motor
Rangkaian driver motor digunakan sebagai pengontrol daya masukan dan keluaran  data  dari  mikrokontroler  agar  dapat mengaktifkan  motor  getar  sebagai  identifikasi data  nilai  arah  yang  diterima  dari  modul kompas  digital.  Rangkaian  ini  juga  berfungsi sebagai penstabil tegangan dan daya masukan dari catu daya.
Pada rangkaian ini dibutuhkan beberapa komponen  seperti  halnya diode sebagai penyearah  arus, resistor sebagai  hambatan arus, transistor sebagai  penghantar  arus. Rangkaian  driver  motor  dapat  dilihat  pada Gambar 5.
Gambar 5. Rangkain Driver Motor

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah  dilakukan  proses  perancangan dan pembuatan sabuk getar sebagai alat bantu penunjuk  arah  bagi  tuna  netra.  Langkah selanjutnya  ialah  melakukan  pengujian  dan perhitungan  arah  pada  sensor  kompas  digital dengan panduan kompas konvesional (analog). Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui  nilai  simpangan  arah  yang  terjadi pada arah sensor kompas digital tersebut serta aktivasi  motor  getar  sebagai  identifikasi  arah yang  sesuai  dengan  nilai  arah  yang  diterima dari modul kompas digital.
Pengambilan data sebagai bentuk pengujian bertujuan untuk mengetahui keluaran  semua  blok  rangkaian.  Meliputi rangkaian  modul  sensor  kompas  digital  dan motor  getar.  Pada  rangkaian  modul  kompas
digital  dilakukan  perhitungan  arah  derajat simpangan  baku  atau  deviasi  dengan  arah kompas  konvensional  (analog).  Sehingga dapat menentukan derajat arah serta perbandingan arah dari kedua kompas tersebut.  Kemudian  pada  rangkaian  motor getar  dilakukan  pengujian  aktivisasi  getaran sesuai  nilai range arah  yang  diterima  dari sensor kompas.

## 3.1.  Pengujian  Analisis  Modul  Kompas Digital
Pengujian  pada  modul  kompas  digital menggunakan  pedoman  orientasi  arah  mata angin  yang  disesuaikan  dengan  kalibrasi  awal modul  kompas  digital  terhadap  kompas kovensional  (analog).  Pedoman  arah  ini digunakan  sebagai  acuan  dalam  menentukan range arah,  simpangan  arah  atau  deviasi, derajat  arah  serta  perbandingan  arah.  Arah yang  menjadi  pedoman  pada  penelitian  ini menggunakan  empat  arah  mata  angin,  utara, timur,  barat,  dan  selatan.  Pengujian  dilakukan agar dapat mengetahui integrasi sistem antara masukan data dengan keluaran data identifikasi  arah.  Pedoman  arah  ditunjukan pada Gambar 6.
Gambar 6. Arah Mata Angin
Perancangan  dan  pembuatan  alat  ini dibatasi  pada  satu  arah  mata  angin  saja  yaitu arah  utara.  Arah  utara  ditentukan  sebagai pusat  arah  utama  dalam  pembuatan  alat  ini. Posisi  penempatan  modul  kompas  digital dipasang  pada  bahan  dengan  posisi  yang disebut posisi heading atau pusat arah utama. Letak  modul  kompas  digital  pada  sebuah  topi. Topi  yang  digunakan  adalah  topi peat. Posisi heading dan  letak  sensor  ditunjukan  pada Gambar 7.
Gambar 7. Posisi Heading dan Letak Modul Kompas Digital

## 3.2.   Pengujian Arah Modul Kompas Digital
Modul  kompas  ini  memiliki  akurasi  3-4 derajat  ( 0 )  sehingga  cukup  sensitif  terhadap perubahan  arah,  maka  perlu  dibuat range untuk mengidentifikasikan arah tersebut.
Berikut range data  nilai  arah  yang  diberikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai dan Range Data NO. ARAH NILAI ARAH RANGE DATA 1. Utara 0 254, 255, 0, 1, 2 2. Timur 63 61, 62, 63, 64, 65 3. Selatan 127 125, 126, 127, 128, 129 4. Barat 191 189, 190, 191, 192, 193

## 3.3.  Pengambilan Data
Tahap  selanjutnya  yakni  menentukan rata-rata  ( mean )  arah  dan  simpangan  arah atau  deviasi,  derajat  arah,  serta  perbandingan arah  pada  modul  kompas  digital  dengan kompas konvensional. Tahap ini yakni memperhitungkan  data-data  berupa  nilai  arah pada rujukan rumus statistik yang diasumsikan dalam perhitungan menentukan nilai data arah penelitian.
1.  Menentukan  Rata-Rata  ( Mean )  Nilai  dan Standar Deviasi Arah
Tabel 2. Nilai Rata - Rata dan Standar Deviasi Arah NO. ARAH MEAN (µ) DEVIASI (σ) 1. Utara 0 1,21 2. Timur 63,1 0,58 3. Selatan 127,1 0.58 4. Barat 187,1 1,69 2.  Menentukan Derajat Arah dan Perbandingan Arah ( Error ) Tabel 3. Nilai Rata-Rata dan Standar Deviasi Arah NO ARAH CMPS03 KOMPAS ANALOG ERROR (%) NILAI DERAJAT 1. Utara 0 0 o 0 o 0.00 2. Timur 63 88,2 o 90 o 2.04 3. Selatan 127 177,8 o 180 o 1.23 4. Barat 191 267,4 o 270 o 0.97

## 3.4.   Pengujian Aktivasi Motor Getar
Motor  getar  pada  alat  ini  merupakan komponen  yang  berfungsi  sebagai  media identifikasi  arah.  Motor  getar  aktif  dengan metode  getaran  yang  dihasilkannya,  agar motor  getar  ini  aktif  diperlukan  data  nilai  arah yang valid dari modul kompas digital.
Hasil dari pengujian pada Tabel 3 dapat diketahui  bahwa  motor  getar  akan  aktif mengidentifikasikan  arah  utama  yakni  arah utara  jika  menerima  data  nilai  arah  sesuai range  yang  diberikan  pada  pengujian  modul kompas digital.
Tabel 3. Pengujian Aktivasi Motor Getar
NO. NILAI ARAH ORIENTASI ARAH UTARA MOTOR DEPAN MOTOR KANAN MOTOR KIRI MOTOR BELAKANG 1. 254 - - ON - 255 - - ON - 0 - - ON - 1 - - ON - 2 - - ON - 2. 61 - - - ON 62 - - - ON 63 - - - ON 64 - - - ON 65 - - - ON 3. 125 - ON - - 126 - ON - - 127 - ON - - 128 - ON - - 129 - ON - - 4. 189 ON - - - 190 ON - - - 191 ON - - - 192 ON - - - 193 ON - - - 3.5   Pengujian Terhadap Penyandang

## Tuna Netra
Pengujian  ini  dilakukan  dengan  tahap memperkenalkan  produk  alat  kepada  para penyandang  tuna  netra  dan  menjelaskan beberapa  cara  dalam  penggunaanya  dan pengoprasiannya.  Sehingga  alat  yang  diujikan dapat sesuai dengan kelayakan yang
dibutuhkan  oleh  penyandang  tuna  netra.  Hasil pengujian
tuna netra
mampu mengoperasikannya  dan  mengetahui  arah lain yang  berlawanan  dari  arah  utama  dengan bantuan  identifikasi  aktifnya  motor  getar, dijelaskan sebagai berikut :
1.  Motor depan aktif, posisi sedang menghadap arah utara.
2.  Motor kanan aktif, posisi sedang menghadap arah barat.
3.  Motor  kiri  aktif,  posisi  sedang  menghadap arah timur.
4.  Motor belakang aktif, posisi sedang menghadap arah selatan.

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan  yang  telah  dilakukan  mengenai Sabuk  Getar  Sebagai  Alat  Bantu  Penunjuk Arah  Bagi  Tuna  Netra.  Dapat  disimpulkan sebagai berikut:
1.  Arah  yang  menjadi  titik  utama  penunjuk arah berdasarkan orientasi arah utara.
2.  Identifikasi  arah  menggunakan  metode getaran  dengan  dipasangkan  komponen getar pada sebuah sabuk.
3.  Motor  getar  akan  aktif  ketika limit  switct kondisi aktif  low atau  ditekan  dan  telah menerima  data  arah  sesuai range arah yang ditentukan.

## DAFTAR PUSTAKA
Arief Fahmi, F. 2007, Kompas Magnetik Digital Dengan Output Suara Berbasis Mikrokontroler AT89S52 . Universitas
Ahmad Dahlan, Yogyakarta
Bejo,  A.  (2008). C dan  AVR  Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler  Atmega8535.  Yogyakarta: Graha Ilmu.
Supranto, J., 1997. Statistik Teori Dan Aplikasi . Jakarta : Erlangga. Supriono,  A.  2009, Alat  Penunjuk  Arah  Bagi Tuna Netra Dengan Output Suara . Universitas Muhammadiyah, Yogyakarta Widodo,  D.I.  (2011). Robot  Berkaki  Empat Pendeteksi Cahaya dan Penghindar Rintangan. Makalah  Seminar  Tugas  Akhir. Semarang: Universitas Diponegoro. Winoto, A., 2008. Mikrokontroler AVR Atmega8/ 16/32/8535 dan Pemrogramannya dengan C pada WinAVR . Bandung: Informatika. ___, 2012, ATmega 16 Data Sheet ,
http://www.atmel.com .  (Diakses  10  Mei
2012).
___,  2012, Data  Sheet, CMPS03  - Compass Module, http://www.robot-electronics.co.uk/