## Perancangan Indikator Belok dan Perlambatan pada Helm Sepeda Berbasis Android

## Smartphone
Simon Wedhatama 1 , Deddy Susilo 2 , F. Dalu Setiaji 3
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga
1 simonwedhatama190@gmail.com, 2 deddy.susilo@ymail.com, 3 fdsetiaji@gmail.com

## Ringkasan
Penggunaan  sepeda  sebagai  alat  transportasi  masih  populer  dan  digemari  masyarakat. Tetapi  jalur  khusus  sepeda  yang  disediakan  masih  sangat  terbatas,  itu  pun  masih  sering diserobot  pengendara kendaraan bermotor sehingga dapat membahayakan pesepeda. Oleh karena  itu  selain  pesepeda  perlu  menggunakan  perangkat  keselamaan  berupa  helm, diusulkan  tambahan  fitur  pada  helm  tersebut  untuk  meningkatkan  keamanan  pesepeda dari kemungkinan tertabrak kendaraan lain.
Pada  makalah  ini  helm  sepeda  dimodifikasi  dengan  menambahkan  sejumlah  lampu indikator  (LED),  yang  dikendalikan  oleh  user  interface  berupa  aplikasi  Android  smartphone yang nantinya diletakkan sepeda bagian depan  sepeda yang mudah diakses pesepeda saat berkendara.  Aplikasi  ini  dapat  digunakan  untuk  menyalakan  atau  mematikan  lampu  sein kiri, sein kanan, lampu hazard, dan lampu depan, serta terdapat tampilan speedometer untuk mengetahui kecepatan sepeda dalam satuan km/jam atau m/s. Lampu indikator perlambatan juga akan menyala bila sepeda mengalami perlambatan sekitar -1m/s 2 .
Kata Kunci : Bluetooth; lampu indikator; Android smartphone; helm pesepeda.

## 1. Pendahuluan
Pada  masa  sekarang,  sepeda  masih  banyak  dipergunakan  di  jalan  raya  sebagai  alat transportasi  yang  murah,  sehat,  hemat  energi  serta  ramah  lingkungan  karena  tidak menimbulkan  polusi  udara.  Tetapi  saat  ini  jalur  khusus  sepeda  yang  disediakan  belum memadai[1].  Jalur  khusus  sepeda  yang  telah  ada  juga  banyak  beralih  fungsi  sebagai sarana parkir kendaraan bermotor. Mobil dan motor pun sering menyerobot jalur khusus sepeda  sehingga  pesepeda  menjadi  terpinggirkan  [2].  Akibatnya    pesepeda  terpaksa berkendara  di  jalur  utama  jalan  raya  bersama  pengendara  bermotor  lainnya.  Selain berbahaya  bagi  pesepeda,  pengendara  bermotor    juga  akan  sulit  memprediksi  kemana pesepeda akan berbelok arah terlebih pada malam hari karena tidak adanya lampu sein.
Oleh  karena  itu  selain  pesepeda  harus  menggunakan  perangkat  keselamatan  yang telah  ada,  dibutuhkan  fitur  tambahan  untuk  menunjang  keselamatan  dalam  bersepeda. Maka  pada  makalah  ini  dirancang  sebuah  alat  pengaman  tambahan  pada  helm  yang dapat berfungsi seperti lampu sein agar arah pesepeda mudah dilihat pengendara motor atau  mobil.  Alat  yang  dibuat  dapat  dikendalikan  dengan  mudah  melalui  Android smartphone yang terkoneksi secara nirkabel.
Simon Wedhatama, Deddy Susilo, F. Dalu Setiaji
Alat serupa yang diusulkan juga telah dibuat misalnya [3], namun alat tersebut lebih sederhana, yaitu hanya terdapat dua lampu sein pada helm yang dapat diaktifkan secara nirkabel  (tidak  dijelaskan  jenis  transmisi  nirkabelnya)  melalui  saklar  yang  terkadang tidak  merespons  saat  ditekan.    Ada  juga  perangkat  komersial  yang  disebut    Lumos Helmet, yang menjadi  salah satu dari The Best  Cycling Innovations 2015 [4]. Lumos Helmet dibuat  agar  para  pesepeda  tetap  aman  di  jalan.  Helm  tersebut  dilengkapi  dengan indikator  peringatan  saat  pesepeda  memperlambat  kecepatan  dan  saat  berbelok. Perbandingan antara alat yang dibuat dengan Lumos Helmet ditunjukkan oleh Tabel 1.
Tabel 1. Perbandingan alat yang dibuat dengan Lumos Helmet.
Alat yang dibuat LUMOS HELMET Indikator perlambatan Ada Ada Indikator belok kiri Ada Ada Indikator belok ke Ada Ada Lampu depan Ada (sebagai indikator dan penerangan) Ada (sebagai indikator) Lampu hazard Ada Ada User interface Android smartphone Tombol tekan Tombol sein kiri Ada Ada Tombol sein kanan Ada Ada Tombol hazard Ada Tidak ada Tombol lampu depan Ada Tidak ada Speedometer Ada Tidak ada
Terlihat dari Tabel 1 terdapat sejumlah perbedaan terutama pada user interface  yang dipakai.  Alat  yang  dibuat  menggunakan  Android  smartphone  sebagai  user  interface  nya yang  tidak  hanya  dipakai  sebagai  alat  untuk  memberikan  intruksi,  tetapi  juga  sebagai tampilan untuk menginformasikan laju sepeda yang dikendarai pada pengguna.

## 2. Perancangan
Alat  yang  dirancang  adalah  berupa    sebuah  helm  sepeda  yang  dimodifikasi  yaitu dilengkapi  dengan  sejumlah  LED  yang  berfungsi  sebagai  lampu  sein  kiri,  lampu  sein kanan, lampu  hazard,  lampu  depan  dan  LED  indikator  perlambatan.  Alat  memiliki  user interface  berupa  aplikasi  Android  yang  layarnya  dapat  menampilkan  laju  sepeda (speedometer)  sekaligus  digunakan  sebagai  papan  tombol  untuk  mengendalikan  LED pada helm.
Pengendalian  dilakukan  menggunakan  modul  Bluetooth  dipasang  pada  helm  agar dapat  berkomunikasi  dengan  aplikasi  Android  smartphone.  Terdapat  pula  sensor percepatan  untuk  mengukur  percepatan  sepeda  yang  nantinya  digunakan  untuk menyalakan LED indikator perlambatan.
Bagian-bagian penyusun alat yang dibuat ditunjukkan Gambar 1. Secara garis besar, data  yang  diperoleh  dari  sensor  akselerometer  ADXL  345  akan  diolah  oleh mikrokontroler  menjadi  data  percepatan  yang  akan  menyalakan  LED  indikator  saat sepeda  mengalami  perlambatan.  Android  smartphone  digunakan  pengguna  untuk memberikan instruksi pada mikrokontroler Arduino Nano secara nirkabel melalui modul Bluetooth HC-05  untuk  menyalakan  atau mematikan  lampu sein kiri, lampu sein kanan, lampu hazard, dan lampu depan.

## Gambar 1. Blok diagram sistem

## 2.1. Perancangan Perangkat Keras
Gambar 2 dan 3  adalah sketsa helm sepeda yang sudah dimodifikasi.
Gambar 2. Gambar sketsa helm tampak depan.
Gambar 3. Gambar sketsa helm tampak belakang.
Keterangan:
1. Lampu depan.
2. Lampu sein. 3. Lampu indikator perlambatan.
Simon Wedhatama, Deddy Susilo, F. Dalu Setiaji
Foto jadi  helm sepeda yang sudah dimodifikasi ditunjukkan Gambar 4.
Gambar 4. Foto helm yang sudah dimodifikasi

## 2.1.1.  Pengendali Utama
Pengendali  utama  menggunakan  board  Arduino  Nano  dengan  IC  mikrokontroler ATmega  328,  yang  bertugas  antara  lain:  mengambil  dan  mengolah  data  sensor akselerometer,  melakukan  komunikasi  dengan  android  smartphone  melalui  media Bluetooth untuk menyalakan atau mematikan LED-LED helm.

## 2.1.2.  Akselerometer Digital ADXL 345 [5]
Sensor akselerometer digunakan untuk mengukur percepatan translasi yang dialami oleh  pesepeda.  Saat  sepeda  mengalami  perlambatan  maka  sensor  akan  memberikan informasi pada mikrokontroler untuk menyalakan LED indikator perlambatan.
Gambar 5. Skema konfigurasi pin ADXL 345 dengan Arduino Nano

## Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 16 No. 2 Oktober 2017 Hal 111 - 120

## 2.1.3.  Bluetooth HC-05 [6]
Komunikasi  antara  Android  smartphone  dengan  mikrokontroler  yang  terdapat  pada helm  dilakukan  secara  nirkabel,  menggunakan    Bluetooth  HC-05  sebagai  sarana pengiriman data.
Gambar 6. Skema konfigurasi pin Bluetooth HC-05 dengan Arduino Nano

## 2.2. Perancangan Perangkat Lunak
Pada  bagian  ini  akan  dijelaskan  mengenai  perangkat  lunak  yang  digunakan  yaitu perancangan  program  mikrokontroler  sebagai  pengendali  utama  dan  aplikasi  user interface Android smartphone.

## 2.2.1.  Program Mikrokontroler
Program  diawali  dengan  pengambilan  data  dari  sensor  akselerometer  dan mengolahnya,  jika  pesepeda  mengalami  perlambatan  LED  indikator  perlambatan  akan dinyalakan.  Kemudian  program  akan  membaca  intruksi  dari  Andoid  smarphone,  yaitu instruksi untuk  memilih  LED  indikator  mana  yang  akan  dinyalakan.  Setelah  program menyalakan  indikator  sesuai  yang  diperintahkan  ataupun  program  tidak  mendapatkan intruksi dari android  smartphone, maka program akan kembali melakukan pengambilan data sensor akselerometer.

## 2.2.2.  Aplikasi User Interface Android Smartphone
Aplikasi  user  interface  ini  (Gambar  8)  merupakan  aplikasi  Android  untuk mengendalikan LED-LED pada helm serta untuk menampilkan kecepatan pesepeda.
Penjelasan tiap bagian dari aplikasi user interface adalah sebagai berikut:
A:  Tombol untuk menyalakan dan mematikan lampu depan.
B:  Tampilan  nomor  “1”  adalah  untuk  menunjukkan  kecepatan  yang  dialami pesepeda.  Dan  nomor  “2”  adalah  tampilan  check  box  untuk  memilih  satuan kecepatan yang digunakan yaitu dalam km/h atau m/s.
C:  Untuk  menyalakan  sein  kiri,  sein  kanan,  dan  lampu  hazard  pengguna memberikan perintah dengan cara menggeser (slide) pada layar android.
D:  Tombol untuk mematikan lampu sein kiri, sein kanan, dan lampu hazard.
Gambar 9 menunjukkan diagram alir program aplikasi user interface.
Simon Wedhatama, Deddy Susilo, F. Dalu Setiaji
Gambar 7. Diagram alir program mikrokontroler
Gambar 8. Tampilan aplikasi user interface Android.
Gambar 9. Diagram alir user interface.

## 3. Pengujian
Pada bagian ini akan dibahas mengenai pengujian alat beserta analisisnya.

## 3.1. Pengujian Sinkronisasi
Pengujian  sinkronisasi  dilakukan  dengan  melakukan  pairing  antara  Android smartphone dengan modul Bluetooth HC-05 yang tersambung pada mikrokontroler. Proses ini  dilakukan  menggunakan  aplikasi  “Bluetooth  Setting”  yang  terdapat  pada  Android
Simon Wedhatama, Deddy Susilo, F. Dalu Setiaji
smartphone. Aplikasi akan mendeteksi  Id Bluetooth pada modul HC-05, setelah terdeteksi dan  melakukan  sinkronisasi,  Android  smartphone  siap  berkomunikasi  dengan mikrokontroler. Pengujian ini berhasil dengan baik setiap kali sinkronisasi dilakukan.

## 3.2. Pengujian Aplikasi User Interface
Pada  bagian  ini  dilakukan  pengujian  terhadap  aplikasi  user  interface  yang  telah dibuat.

## 3.2.1.  Pengujian Lampu Sein dan Lampu Hazard
Pengujian  pengendalian  lampu  sein  kiri  dilakukan  dengan  cara  menggeser  (slide) layar  smartphone  (Gambar  8)  ke  kiri.  Lampu  LED  sein  kiri  akan  menyala.  Kemudian untuk  mematikannya  dengan  cara  menekan  tombol  “OFF”.  Pengujian  pengendalian lampu  sein  kanan  dilakukan  dengan  cara  serupa  namun  dilakukan  dengan  menggeser layar  ke  kanan.  Untuk  lampu  hazard  pengendaliannya  dilakukan  dengan  menggeser  ke bawah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semua lampu bisa dihidupmatikan melalui layar smartphone dengan baik.

## 3.2.2.  Pengujian Tombol Lampu Depan
Pengujian  dilakukan  pada  kondisi  awal  lampu  depan  pada  keadaan  mati.  Setelah dilakukan  penekanan  pada  tombol  lampu  depan  (tombol  A  pada  Gambar  8),  lampu depan  akan  menyala  dan  tombol  A  berubah  warna  menjadi  hijau  (Gambar  10). Kemudian  untuk  mematikannya  dengan  cara  menekan  kembali  tombol  lampu  depan, dan  warna  tombol  A  menjadi  abu-abu.  Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  lampu depan bisa dihidupmatikan melalui layar smartphone dengan baik.
Gambar 10. Gambar tombol lampu depan saat mati (kiri) dan saat hidup (kanan)

## 3.2.3.  Pengujian Speedometer
Pengujian terdiri dari dua bagian yaitu pengujian pemilihan satuan kecepatan  yang dipakai  dan  pengujian  speedometer.  Pengujian  pemilihan  satuan  kecepatan  dilakukan dengan cara menekan pada menu checkbox. Bila checkbox tercentang menggunakan satuan m/s  dan  bila  checkbox  tidak  tercentang  menggunakan  satuan  km/h,  seperti  ditunjukkan Gambar 11.
Gambar 11. Speedometer bisa menggunakan satuan km/h (kiri) dan m/s (kanan)
Kemudian  pengujian  speedometer  dilakukan  dengan  cara  menggunakan  helm  yang telah  dimodifikasi  lalu  menjalankan  sepeda.  Laju  sepeda  yang  terukur  akan
dibandingkan  dengan  aplikasi  speedometer  yang  telah  tersedia  di  Play  Store  yaitu DigiHUD Speedometer, yang ditunjukkan Gambar 12.
Gambar 12. Pengujian fitur Speedometer dibandingkan dengan DigiHUD Speedometer
Hasilnya,  pengukuran  menggunakan  speedometer  yang  dibuat  cukup  akurat  dengan perbedaan maksimal 3% seperti ditunjukkan Tabel 2.

## Tabel 2. Perbandingan laju sepeda.
DidiHUD Speedometer (km/h) Speedometer yang dibuat (km/h) Perbedaan (%) 0 0 0 5 4,9 2 10 10,2 2 15 15,1 0,7 20 20,0 0 25 25,2 0,8 30 29,9 3 35 35,2 0,6 40 40,3 0,8

## 3.2.4.  Pengujian Sensor Akselerometer
Pengujian  sensor  akselerometer  dilakukan  untuk  menguji  apakah  lampu  indikator perlambatan dapat menyala ketika sepeda mengalami perlambatan.
Hasil pengujian Tabel 3 menunjukkan bahwa lampu indikator perlambatan menyala ketika sepeda mengalami perlambatan (percepatannya negatif) sekitar -1m/s 2 sesuai yang diinginkan.

## 3.3. Pengujian Baterai
Pengujan  baterai  dilakukan  untuk  mengetahui  berapa  lama  baterai  dapat  bertahan mengaktifkan  alat  yang  dibuat.  Setelah  dilakukan  pengujian  dengan  baterai  merk  Asus kapasitas  9800  mAh,  tegangan  keluaran  5  volt,  diketahui  baterai  dapat  mencatu  alat selama 16 jam, atau daya alat sekitar 3,1W.
Simon Wedhatama, Deddy Susilo, F. Dalu Setiaji
Tabel 3. Tabel pengujian lampu indikator perlambatan. Pengereman Ke- Percepatan Sebelum sepeda direm (m/s2) Percepatan Setelah sepeda direm (m/s2) Kondisi Lampu Indikator Perlambatan 1 0,23 -1,15 nyala 2 0,08 -1,87 nyala 3 0,61 -2,02 nyala 4 0,11 -1,10 nyala 5 0,04 -1,36 nyala 6 1,22 -1,38 nyala 7 0,97 -1,98 nyala 8 1,18 -1,30 nyala 9 1,30 -2,06 nyala 10 0,87 -1,03 nyala

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan perancangan,  perealisasian serta pengujian yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut ini.
1.  Helm  sepeda  yang  telah  dimodifikasi  tetap  dapat  digunakan  sebagai  pelindung kepala  pesepeda  sekaligus  dapat  berfungsi  sebagai  lampu  penerangan  depan sepeda, lampu sein, dan indikator perlambatan, yang membantu pengendara lain memprediksi arah dan laju pesepeda.
2.  Aplikasi  yang  dibuat  di  Android  smartphone  dapat  menampilkan  laju  sepeda dalam satuan km/h  atau m/s, telah diuji sampai 40 km/h atau 11 m/s dengan ralat maksimal sekitar 3%.
3.  Konsumsi daya alat yang dibuat adalah sekitar 3,1 watt.

## Daftar Pustaka
[1]  Dwi  Sulistyo,  dkk,  Upaya  Penggunaan  Sepeda  Sebagai  Moda  Transportasi  di  Kota Surabaya, Proceeding PESAT, Univ. Guna Darma, Depok, 18-19 Oktober 2011.
[2]  Rahmah Hayati, Jalur Khusus Pesepeda di Yogyakarta Tidak Efektif Tuh! [Online] http://www.kompasiana.com/rahmah_hayati/jalur-khusus-pesepeda- di-yogyakarta-tidak-efektif-tuh_54f8e35ea333112d3c8b477d
(diakses 17 September  2017)
[3]  Naufal RAR, Nadia S, Portable Wireless Sign Lamp For Bicycle Helmet, Seminar Nasional Teknologi  Informasi  dan  Multimedia  2016,  STMIK  AMIKOM,  Yogyakarta,  6-7 Februari 2016.
[4]  Anonim,”Lumos  Helmet  –  A  Next  Generation  Bicycle  Helmet”,  [Online] https://www.lumoshelmet.co/ (diakses 17 September 2017)
[5]  Anonim,  3-Axis,  ±2  g/±4  g/±8  g/±16  g  Digital  Accelerometer  ADXL345  [Data  Sheet Rev.D], Analog Devices, 2013.
[6]  Anonim, ”HC Serial Bluetooth
Products User Instructional Manual,” http://www.tec.reutlingen-university.de/uploads/media/ DatenblattHC-05_BT-Modul.pdf (diakses 17 September 2017)