## Analisis Kinerja Sensor TF-Mini LiDAR untuk Pengukuran Jarak
Fardiansyah Nur Aziz 1 , Masduki Zakarijah 2
Intisari—Perkembangan  digitalisasi  saat  ini  begitu  pesat. Adanya digitalisasi menyebabkan proses pengukuran jarak dapat dilakukan  tanpa  menyentuh  objek  yang  diukur.  Salah  satu komponen  untuk  pengukuran  jarak  yang  banyak  tersedia  di pasaran  adalah  sensor light  detection  and  ranging  (LiDAR). Beberapa penelitian sebelumnya terkait penerapan sensor LiDAR sudah  dilakukan,  seperti  untuk  robot  automated  guided  vehicle AGV,  quadcopter,  dan  pemetaan  vegetasi  tropis.  Penelitian- penelitian  sebelumnya  berfokus  pada  penerapan  sensor  LiDAR dan belum menguji secara detail akurasi beserta karakteristiknya.  Terdapat  kemungkinan  bahwa  kinerja  dari komponen  kurang  sesuai  dengan  spesifikasi  data  teknis  yang dituliskan.  Makalah  ini  menyajikan  hasil  pengujian  kinerja sensor  LiDAR  jenis  TF-Mini  LiDAR  untuk  pengukuran  jarak. Pengujian  sensor  TF-Mini  LiDAR  ini  menggunakan  metode eksperimen. Kinerja sensor dilihat berdasarkan pembacaan jarak maksimal,  tingkat  akurasi,  pengaruh  warna  objek,  kemiringan, dan  jenis  material  objek  yang  dibaca.  Hasil  pengujian menunjukkan  bahwa  kinerja  sensor  TF-Mini  LiDAR  memiliki tingkat akurasi 3,17% pada rentang 0,3 m sampai 6 m serta 3,27% pada  rentang  6  m  sampai  12  m  dengan  jarak  pembacaan maksimal  hingga 10  m.  Warna  biru  dan  bahan  besi  merupakan warna serta bahan terbaik yang dapat dibaca oleh sensor, dengan rata-rata  error  masing-masing  sebesar  2,78%  dan  3,22%.  Hasil pembacaan  jarak  pada  objek  datar  dengan  kemiringan  10° sampai  80°  (kuadran  1)  akan melebihi  jarak  sebenarnya  seiring dengan bertambahnya sudut kemiringan objek dengan rata-rata error  yang  dihasilkan  sebesar  7%.  Untuk  objek  datar  dengan kemiringan  100°  sampai  170°  (kuadran  2)  diperoleh  rata-rata error  sebesar  2,75%.  Selain  itu,  makin  besar  sudut  kemiringan objek,  makin  akurat  pembacaan  jaraknya.  Berdasarkan  hasil pengujian  tersebut,  dapat  diketahui  bahwa  sensor  TF-Mini LiDAR  dapat  membaca  jarak dengan  lebih  akurat ketika  objek yang  terdeteksi  berada  pada  rentang  jarak  0,5  m  sampai  10  m dengan  warna  dan  bahan  objek  yang  tidak  menyerap  cahaya. Selain itu, posisi objek yang terdeteksi dalam keadaan lurus.
Kata  Kunci—LiDAR,  TF-Mini  LiDAR,  Pengukuran  Jarak, Digitalisasi, Analisis, Kinerja.

## I. P ENDAHULUAN
Digitalisasi pada saat ini makin berkembang dan merata [1]. Pada  kegiatan  pengukuran  satuan  jarak  atau  panjang,  pada umumnya  jarak  hanya  dapat  diukur  menggunakan  alat pengukuran manual, misalnya dengan penggaris, meteran, atau
jangka  sorong.  Namun,  digitalisasi  menyebabkan  proses pengukuran  dapat  dilakukan  tanpa  menyentuh  perangkat  atau benda yang diukur [2].
Digitalisasi  pengukuran  sudah  banyak  dilakukan  dalam berbagai bidang. Dalam bidang pesawat tanpa awak ( unmanned aerial  vehicle , UAV),  pengukuran  secara  digital  digunakan dalam  mengukur  ketinggian,  menentukan  jarak  suatu  objek dengan  objek  lain  di  sekitarnya,  dan  juga  pemetaan  lahan. Dalam bidang robot industri, digitalisasi pengukuran dilakukan untuk menghindari halangan ( obstacle avoidance ), mendeteksi datangnya objek, dan menentukan luas ruangan.
Pengukuran di masa kini adalah poros dalam sistem kendali karena sangat penting dalam mengendalikan perangkat sesuai selera  seseorang  [3].  Beberapa  penelitian  dan  pengembangan dilakukan  guna  menciptakan  atau  menghasilkan  teknologi pengukuran  digital  yang  makin  efektif,  canggih,  aman,  dan efisien. Perancang berupaya merancang teknologi pengukuran digital  yang  mempunyai  akurasi  baik  sehingga  efisiensi meningkat.  Salah  satu  upaya  memperoleh  efisiensi  dapat dilakukan dengan menggunakan dan memilih komponen yang mempunyai karakteristik sesuai dengan alat yang dibuat.
Perkembangan teknologi yang semakin pesat [4] berdampak pada  makin  banyaknya  pabrik  atau  produsen  komponen- komponen  pendukung  untuk  pengukuran  jarak  secara  digital. Oleh karena itu, terdapat beberapa variasi pilihan produk yang ditawarkan,  baik  dari  segi  kualitas  maupun  harga.  Salah  satu komponen untuk pengukuran jarak secara digital yang banyak tersedia  di  pasaran  adalah  sensor light  detection  and  ranging (LiDAR).  LiDAR  merupakan  sensor  yang  paling  banyak digunakan  dalam  kendaraan  otonom  dan  sering  digunakan untuk lokalisasi, pemetaan, maupun deteksi objek [5].
Beragam jenis produk sensor LiDAR dengan spesifikasi dan kualitas yang bervariasi dapat memberi pilihan yang lebih luas dalam  perancangan  sebuah  sistem  pengukuran  jarak  secara digital. Karakteristik kinerja pada sensor LiDAR dapat dilihat dari  respons  sensor  LiDAR  ketika  objek  yang  diukur  tidak dalam keadaan ideal, yakni dalam posisi miring dengan sudut tertentu. Selain itu, akurasi sensor dalam membaca jarak objek yang diukur juga berpengaruh pada kinerja pengukuran. Makin sedikit  selisih  antara  jarak  sebenarnya  dengan  jarak  hasil pembacaan sensor LiDAR, makin bagus akurasinya.
Namun,  terdapat  kemungkinan  bahwa  kinerja  komponen sensor  untuk  pembacaan  jarak  secara  digital  tidak  sesuai dengan  data  spesifikasi  yang  diberikan.  Beberapa  sensor LiDAR  mungkin  mempunyai  ketidaksesuaian  kinerja  antara data  teknis  yang  termuat  dalam  komponen  dengan  kinerja sensor  LiDAR  yang  sebenarnya.  Hal  tersebut  mengakibatkan tidak  sesuainya  hasil  rancangan  alat  dengan  kinerja  hasil  di kondisi  yang  sebenarnya.  Oleh  sebab  itu,  perlu  adanya pengujian  komponen  sebelum  merancang  suatu  sistem
1,2 Prodi  Pendidikan  Teknik  Elektronika  dan  Informatika, Program  Pascasarjana  Fakultas  Teknik  Universitas  Negeri Yogyakarta,  Karangmalang  D.I.  Yogyakarta  55281  INDONESIA
(tlp: 0274-550 836; fax: 0274-520326;
email:
1 fardiansyahnur.2021@student.uny.ac.id,
2 masduki_zakaria@uny.ac.id)
[Diterima: 13 Januari 2022, Revisi: 8 Juli 2022]
pengukuran  jarak  secara  digital,  supaya  terjadi  kesesuaian antara hasil implementasi dengan rancangan [6]. Berdasarkan hal-hal tersebut, pada penelitian ini dilakukan pengujian salah satu  jenis  sensor  LiDAR  yang  digunakan  pada  pengukuran jarak  secara  digital  untuk  mengetahui  spesifikasi  sensor LiDAR, sehingga diketahui kinerja serta karakteristiknya. Jenis sensor LiDAR yang diamati adalah tipe TF-Mini LiDAR dari produsen Benewake.

## II. P ENGUJIAN S ENSOR L I DAR

## A. Light Detection and Ranging (LiDAR)
Teknologi LiDAR merupakan suatu teknologi yang bekerja dengan  memanfaatkan  sinar  laser  guna  mengukur  jarak  suatu objek.  LiDAR  merupakan  teknologi  yang  efektif  ketika digunakan untuk mengambil data berupa jarak dari suatu objek [7].  Sensor  LiDAR  diperlihatkan  pada  Gbr.  1.  Pada  prinsip kerjanya, sensor LiDAR mengalkulasi panjang atau jarak benda berdasarkan time  of  flight (ToF).  Pada  saat  bekerja,  sensor LiDAR  mengirimkan  gelombang  laser  berupa  inframerah. Gelombang inframerah yang dihasilkan kemudian termodulasi pada  periode  waktu  tertentu,  lalu  akan  memantulkan  cahaya ketika mengenai suatu objek. Sensor LiDAR memperoleh ToF dengan  mengukur  perbedaan  fase  bolak-balik  kemudian menghitung  jarak  relatif  antara  sensor  dengan  objek  yang dideteksi [8]. Skema dari prinsip ToF ditunjukkan pada Gbr. 2.
𝑇𝑜𝐹 = 𝑛𝑇 + 𝜑 2𝜋 𝑇 . (1)
Persamaan  (1)  merupakan  formula  untuk  mencari  ToF berdasarkan  beda  fase  (  )  antara  gelombang  yang ditransmisikan  dengan  gelombang  hasil  pantulan  dari  objek, dengan n merupakan  jumlah  gelombang  penuh  dan T merupakan  waktu  yang  diperlukan  oleh  cahaya  untuk menempuh satu panjang gelombang.
𝐷 = 𝐶 ∗ 𝑇𝑜𝐹 2 . (2)
Setelah nilai ToF diketahui, selanjutnya jarak ( distance , D ) dapat  dihitung.  Persamaan  (2)  merupakan  formula  untuk menghitung jarak berdasarkan nilai ToF yang sudah diketahui, dengan C merupakan nilai kecepatan cahaya di udara [9].

## B. Penerapan Sensor LiDAR
Beberapa penelitian terkait penerapan sensor LiDAR pernah dilakukan  sebelumnya.  Salah  satu  penelitian  menggunakan sensor  LiDAR  untuk  memetakan  vegetasi  tropis  dan  tutupan lahan [10]. Hasil yang didapatkan menunjukkan bahwa sensor LiDAR  dapat  memvisualisasikan  peta  tutupan  lahan  dan vegetasi  berupa  data digital  elevation  model (DEM), digital surface model (DSM), dan orthophoto yang kemudian diolah dan dijadikan data crown height model (CHM).
Telah  dilakukan  juga  implementasi  sensor  LiDAR  yang difungsikan sebagai kontrol ketinggian robot quadcopter [11]. Hasil penelitian menunjukkan bahwa quadcopter dapat terbang stabil.  Penggunaan  LiDAR  memiliki  rata-rata error sebesar 3,9%.  Sensor  LiDAR  yang  digunakan  memiliki error lebih kecil bila quadcopter berada pada ketinggian di atas 1 m. Penelitian  lain  memanfaatkan  sensor  LiDAR  dalam  robot cerdas automated  guided  vehicle (AGV)  untuk  menghindari halangan  ( obstacle ) yang  dikombinasikan  dengan  histogram bidang  vektor  dan  kendali supervisory [12] . Dari  hasil implementasi,  diketahui  bahwa  robot  AGV  dikendalikan dengan  sensor  LIDAR  dalam  peta  yang  berisi  rintangan tertentu.  Implementasi  masalah  penghindaran  rintangan berhasil dalam simulasi di tingkat yang berbeda.
Selain  itu,  terdapat  juga  penelitian  terkait  penentuan kapasitas air  conditioning (AC)  pada  ruang  persegi  dengan sensor  LiDAR  berbasis  Arduino  Uno  [13].  Hasil  penelitian tersebut menunjukkan bahwa rata-rata pengukuran volume dari sepuluh  ruangan  menghasilkan  penyimpangan  sebesar  1,66% dibanding pengukuran manual.
Sebuah  penelitian  lain  menggunakan  sensor  LiDAR  untuk mendeteksi arah gerak longitudinal pesawat pada sistem parkir pesawat  terbang  [14].  Hasil  penelitian  tersebut  menunjukkan bahwa  alat  yang  dibuat  dapat  memberi  informasi  berupa tampilan yang memandu pilot untuk menggerakkan pesawat ke kanan  atau  ke  kiri  sehingga  mendapatkan  posisi center  line yang benar.
Beberapa  penelitian  sebelumnya  berfokus  pada  penerapan sensor  LiDAR  dan  belum  menguji  secara  detail  akurasinya ketika  diuji  dengan  variasi  jarak,  warna,  sudut  kemiringan, serta  bahan  permukaan  objek  yang  dideteksi.  Pada  penelitian ini,  eksperimen  dilakukan  pada  sensor  LiDAR  jenis/tipe  TF- Mini LiDAR keluaran Benewake. Sensor tipe ini dipilih karena termasuk  jenis  sensor  LiDAR  yang  banyak  ditemukan  di pasaran.  Banyaknya  produk  di  pasaran  memungkinkan ditemukannya ketidaksesuaian antara spesifikasi LiDAR yang tercantum  pada datasheet dengan  kinerja  hasil  di  kondisi sebenarnya.  Hal  ini  menjadi  latar  belakang  pentingnya pengujian  kinerja  sensor  LiDAR  sebelum  diimplementasikan pada pengukuran jarak secara digital.

## C. Pengukuran Jarak
Pengukuran adalah suatu kegiatan untuk menentukan angka dari  suatu  objek  dan  dilakukan  secara  sistematik.  Pada
Gbr. 1 Contoh sensor LiDAR.
Gbr. 2 Prinsip time of flight (ToF).
penyajian  suatu  informasi  serta  dalam  pengembangan  ilmu pengetahuan dan teknologi, pengukuran memiliki fungsi yang begitu  penting.  Referensi  [15]  menyatakan  bahwa  yang dimaksud dengan pengukuran merupakan proses memberi nilai kepada  atribut  atau  karakteristik  tertentu  yang  dapat  dimiliki oleh  objek,  orang,  atau  hal  tertentu  yang  didasari  atas  aturan dan  formulasi  yang  jelas.  Pendapat  yang  lain  menyatakan bahwa pengukuran adalah melakukan perbandingan antara nilai besaran yang sedang diukur dengan besaran lain sebagai acuan (sejenis) [16].
Panjang  atau  jarak  termasuk  besaran  fisika,  yakni  sesuatu yang dapat diukur atau dinyatakan keberadaanya melalui angka [17].  Satuan  standar  jarak  sama  seperti  satuan  panjang,  yaitu meter (m). Dalam mengukur jarak suatu objek, dapat digunakan berbagai  jenis  alat  ukur.  Jenis  alat  ukur  yang  dipakai  tentu dipengaruhi oleh objek yang hendak diukur.

## D. Metode Pengujian Sensor LiDAR
Pengujian sensor LiDAR pada penelitian ini menggunakan sumber  catu  daya  dari  baterai  Li-Po  3s  dengan  tegangan maksimal  12  VDC.  Pemilihan  catu  daya  dari  baterai  ini dimaksudkan  agar  pengujian  menjadi  fleksibel,  yaitu  dapat dipindah-pindah  tempat.  Catu  daya/adaptor  dengan  sumber listrik  dari  PLN  sebenarnya  dapat  digunakan,  tetapi membutuhkan tempat yang dekat dengan stopkontak setiap kali dilakukan pengujian.
Pembacaan sensor LiDAR dilakukan dengan mikrokontroler Arduino Nano V3. Mikrokontroler ini  dipilih karena Arduino dapat  dikonfigurasi  dengan  mudah  menggunakan  perangkat lunak  Arduino  IDE  untuk  berkomunikasi  dengan  sensor LiDAR  secara  serial.  Selain  digunakan  untuk  membaca  data dari  sensor  LiDAR,  mikrokontroler  juga  difungsikan  sebagai pengolah  data  hasil  pembacaan  sensor  serta  untuk menampilkan data pada penampil LCD dengan ukuran 16 × 2. Skema pengujian sensor LiDAR ditunjukkan pada Gbr. 3.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen.  Eksperimen  dilakukan  untuk  menguji  kinerja sensor LiDAR. Sensor LiDAR diuji coba dengan berbagai jarak kemudian  diamati  akurasi  dan  jarak  maksimal  yang  dapat dibaca  oleh  sensor.  Jenis  sensor  LiDAR  yang  diamati  adalah tipe  TF-Mini  LiDAR  dari  Benewake.  Selain  menguji  jarak maksimal dan akurasi, dilakukan juga pengujian terkait warna
serta  jenis  bahan  permukaan  objek  yang  dibaca.  Macam- macam warna yang digunakan dalam pengujian adalah merah, hijau,  biru,  putih,  dan  hitam.  Sementara  itu,  macam-macam bahan  permukaan  yang  digunakan  adalah  plastik,  besi,  kayu, kertas, serta kaca. Selain itu, dilakukan juga pengujian apabila objek  datar  yang  dideteksi  memiliki  rentang  kemiringan  dari 10° sampai 170°.
Data  yang  sudah  diperoleh  kemudian  dianalisis  serta disajikan  dalam  bentuk  tabel  maupun  grafik,  sehingga  dapat menunjukkan  informasi  perbandingan  masing-masing  hasil eksperimen. Proses analisis data dilakukan melalui pengamatan tiap-tiap  data  yang  sudah  didapatkan.  Selanjutnya,  proses menarik  kesimpulan  dilakukan  berdasarkan  fakta  data  yang diperoleh di lapangan. Proses pembacaan jarak yang baik yang direkomendasikan  untuk  pengukuran  jarak  secara  digital adalah  ketika  data  sensor  tidak  fluktuatif  (stabil)  serta mendekati ukuran aslinya. Tahapan penelitian ini ditunjukkan melalui diagram alir pada Gbr. 4.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Data Spesifikasi Sensor TF-Mini LiDAR
Pada  penelitian  ini,  disajikan  hasil  pengujian  sensor  jenis TF-Mini  LiDAR  keluaran  Benewake.  Sebelum  sensor tersebut  diuji  kinerjanya  dengan  eksperimen,  dilakukan pencatatan  spesifikasi  yang  dimiliki  oleh  sensor  TF-Mini LiDAR  terlebih  dahulu  melalui  studi  literatur  berdasarkan datasheet. Spesifikasi  sensor  TF-Mini  LiDAR  ditunjukkan pada Tabel I [18].
Berdasarkan  spesifikasi  tersebut,  sensor  TF-Mini  LiDAR dapat  mengukur  jarak  maksimal  12  m.  Selain  itu,  apabila akurasi  dihitung,  untuk  rentang  jarak  0,3  m  sampai  6  m
Gbr. 3 Skema pengujian sensor TF-Mini LiDAR.

## 5
Gbr. 4 Diagram alir tahapan penelitian.
akurasinya berkisar maksimal ±6 cm serta untuk rentang jarak 6 m sampai 12 m akurasi berkisar maksimal ±24 cm. Namun, data dari Tabel I belum dapat dijadikan sebagai patokan kinerja sebenarnya  ketika  digunakan  di  lapangan,  misalnya  untuk pengukuran jarak secara digital. Oleh sebab itu, penelitian ini dilakukan untuk menguji kinerja sensor TF-Mini LiDAR secara nyata.

## B. Data Hasil Pengujian Kinerja Sensor TF-Mini LiDAR
Pengujian kinerja sensor TF-Mini LiDAR dilakukan dengan menggunakan  tegangan  sumber  dari  baterai  Li-Po  3s  dengan kapasitas  tegangan keluaran  12,6  VDC/850  mA.  Pemilihan catu daya menggunakan baterai Li-Po 3s ini dimaksudkan agar pengujian dapat bersifat fleksibel, yaitu dapat dipindah-pindah tempat. Pengujian dilakukan dengan meletakkan prototipe alat ke atas kursi dengan ketinggian 50 cm. Jarak sebenarnya yang digunakan sebagai pembanding diukur menggunakan alat ukur meteran. Cara pengujian diperlihatkan pada Gbr. 5.
Pengujian kinerja akurasi dan jarak yang dapat dibaca oleh sensor dilakukan dari jarak 50 cm sampai 12 m. Selain menguji pembacaan  jarak,  penelitian  ini  juga  mengamati  variabel strength ,  yaitu  kekuatan  sinyal  hasil  pemantulan  sinar inframerah dari sensor. Proses pengujian dilakukan pada siang hari  dengan  kondisi  pencahayaan  berkisar  27.643  lux. Pengujian  ini  dilakukan  sebanyak  tiga  kali  pada  setiap  jarak, kemudian dihitung rata-ratanya. Hasil pengujian akurasi serta jarak yang terbaca ditunjukkan pada Tabel II.
Berdasarkan data pengujian pada Tabel II, sensor  TF-Mini LiDAR  dapat  membaca  jarak  hingga  10  m.  Akurasi pengukuran pada rentang 0,3 m sampai 6 m mendapatkan nilai 3,17%, sedangkan pada rentang 6 m sampai 12 m mendapatkan nilai 3,27%. Tingkat akurasi sensor secara keseluruhan adalah 3,70%.  Jika  dibandingkan  dengan datasheet (Tabel  I),  hasil tersebut  tidak  sesuai  dengan  spesifikasi.  Selain  itu,  kekuatan sinyal  pantulan  dari  sensor  akan  menurun  seiring  bertambah jauhnya jarak objek yang dideteksi. Grafik perbandingan jarak sebenarnya terhadap jarak pembacaan sensor ditunjukkan pada Gbr. 6.
Pengujian  selanjutnya  adalah  menguji  sensor  TF-Mini LiDAR  untuk  mendeteksi  objek  dengan  warna  merah,  hijau, biru, putih, dan hitam. Variasi jarak objek yang diberikan yakni 1 m, 2 m, serta 3 m. Pengujian ini dilakukan sebanyak tiga kali setiap jarak, kemudian dihitung rata-ratanya. Proses pengujian dilakukan pada siang hari dengan kondisi pencahayaan berkisar 27.643  lux.  Hasil  pengujian  pengukuran  jarak  terhadap  beda warna ditunjukkan pada Tabel III.
Berdasarkan  data  pengujian  yang  ditunjukkan  pada  Tabel III, sensor TF-Mini LiDAR dapat membaca jarak dengan nilai error yang  sedikit  pada  warna  biru,  dengan  persentase error sebesar  2,78%,  disusul  dengan  warna  putih,  hijau,  merah, kemudian  hitam.  Selain  itu,  dapat  diketahui  bahwa  kekuatan
Gbr. 5 Cara pengujian sensor TF-Mini LiDAR.
T ABEL I D ATA S PESIFIKASI S ENSOR TF-M INI L I DAR No. Spesifikasi 1 Rentang operasi 0,3 m − 12 m 2 Tegangan kerja 4,5 VDC - 6 VDC 3 Akurasi pengukuran 1% (rentang 0,3 m − 6 m) 2% (rentang 6 m − 12 m) 4 Frekuensi kerja 100 Hz 5 Resolusi rasio minimum 1 cm 6 Antarmuka komunikasi UART 7 Panjang gelombang 850 nm 8 Satuan pengukuran
cm 9 Sudut penerimaan ( field of view ) 2,3° 10 Berat 4,7 gr 11 Sensitivitas cahaya 70 klux
Gbr. 6 Grafik perbandingan jarak sebenarnya terhadap jarak pada sensor.
T ABEL II
R ATA -R ATA H ASIL P ENGUJIAN S ENSOR TF-M INI L I DAR UNTUK P ENGUKURAN J ARAK No. Jarak Sebenarnya (cm) Jarak pada Sensor (cm) Signal Strength Error (%) 1 50 48 663 4,000 2 100 98 647 2,000 3 200 202 629 1,000 4 300 309 268 3,000 5 400 415 145 3,750 6 500 520 68 4,000 7 600 627 38 4,500 8 700 732 28 4,570 9 800 833 26 4,125 10 900 941 23 4,560 11 1.000 1.052 13 5,200 12 1.100 tidak terbaca - - 13 1.200 tidak terbaca - - Rata-rata error (%) 3,700 0 200 400 600 800 1.000 1.200 50 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.000 1.10 0 1.200 Jar ak p ad a se n so r ( cm) Jarak sebenarnya (cm)
sinyal pantulan juga dipengaruhi oleh warna. Warna hitam dan merah memiliki kekuatan pantulan yang rendah dibandingkan tiga  warna  lainnya.  Grafik  perbandingan  jarak  pengukuran terhadap jarak pembacaan sensor dari objek dengan beda warna ditunjukkan pada Gbr. 7.
Pengujian  berikutnya  adalah  menguji  sensor  TF-Mini LiDAR  untuk  mendeteksi  objek  datar  dengan  rentang kemiringan 10° sampai 170°. Jarak dari objek tidak divariasi, yakni  1  m.  Pengujian  ini  dilakukan  sebanyak  tiga  kali  pada setiap  sudut,  kemudian  dihitung  nilai  rata-ratanya. Proses pengujian  dilakukan  pada  siang  hari  dengan  kondisi pencahayaan berkisar 27.643 lux. Hasil pengujian pengukuran jarak  terhadap  objek  datar  dengan  beda  sudut  kemiringan ditunjukkan pada Tabel IV.
Berdasarkan data pengujian pada Tabel IV, diketahui bahwa sudut  kemiringan  objek  memiliki  pengaruh  terhadap  kinerja sensor  dalam  membaca  jarak.  Pada  rentang  10°  sampai  80°
(kuadran 1), makin besar sudut kemiringan, jarak yang terbaca makin  melebihi jarak  sebenarnya.  Pada  rentang  100°  sampai 170°  (kuadran  2),  makin  besar  sudut  kemiringan,  nilai  jarak yang  terbaca  makin  mendekati  jarak  sebenarnya.  Grafik perbandingan  jarak  pengukuran  terhadap  variasi  sudut  dari objek datar yang dideteksi ditunjukkan pada Gbr. 8.
Selanjutnya, diuji sensor TF-Mini LiDAR untuk mendeteksi objek  dengan  bahan  permukaan  yang  berbeda.  Bahan permukaan yang digunakan adalah plastik, besi, kayu, kertas, serta kaca. Variasi jarak objek yang diberikan yakni 1 m, 2 m, dan 3 m. Pengujian dilakukan sebanyak tiga kali setiap jarak, lalu  dihitung  rata-ratanya.  Hasil  pengujian  pengukuran  jarak terhadap  objek  dengan  beda  bahan  permukaan  ditunjukkan pada Tabel V.
Berdasarkan data pengujian yang ditunjukkan pada Tabel V, sensor  TF-Mini  LiDAR  dapat  membaca  jarak  dengan  nilai error yang  kecil  pada  bahan  besi,  dengan  persentase error sebesar  3,22%,  kemudian disusul  bahan kayu,  kertas,  plastik, kemudian  kaca.  Dapat  diketahui  pula  bahwa  objek  berbahan
Gbr. 7 Grafik perbandingan jarak sebenarnya terhadap jarak pada sensor untuk berbagai objek dengan variasi warna.
T ABEL III
R ATA -R ATA H ASIL P ENGUJIAN S ENSOR TF-M INI L I DAR UNTUK P ENGUKURAN J ARAK TERHADAP O BJEK DENGAN V ARIASI W ARNA Warna Jarak Sebenarnya (cm) Jarak pada Sensor (cm) Signal Strength Error (%) Merah 100 110 350 10,00 200 212 241 6,00 300 315 107 5,00 Rata-rata error (%) 7,00 Hijau 100 105 653 5,00 200 204 626 2,00 300 311 352 3,67 Rata-rata error (%) 3,56 Biru 100 104 379 4,00 200 204 335 2,00 300 307 260 2,33 Rata-rata error (%) 2,78 Hitam 100 115 169 15,00 200 192 45 4,00 300 320 20 6,67 Rata-rata error (%) 8,56 Putih 100 106 649 6,00 200 203 631 1,50 300 308 455 2,67 Rata-rata error (%) 3,38 0 50 100 150 200 250 300 350 92 122 153 183 214 245 275 Jar ak p ad a se n so r ( cm) Jarak sebenarnya (cm)
Merah Hijau
Biru Hitam Putih
Gbr. 8 Grafik perbandingan jarak pengukuran terhadap variasi sudut dari objek datar yang dideteksi.
T ABEL IV R ATA - RATA H ASIL P ENGUJIAN S ENSOR TF-M INI L I DAR UNTUK P ENGUKURAN J ARAK TERHADAP O BJEK D ATAR DENGAN B EDA K EMIRINGAN No. Jarak Sebenarnya (cm) Sudut (°) Jarak pada Sensor (cm) Signal Strength Error % 1
100
10 101 359 1 2 20 102 325 2 3 30 103 303 3 4 40 103 263 3 5 50 105 232 5 6 60 108 180 8 7 70 116 108 16 8 80 118 84 18 Rata-rata error (%) 7 9 100 100 90 103 10 10 110 95 155 5 11 120 98 202 2 12 130 99 244 1 13 140 100 280 0 14 150 101 306 1 15 160 101 327 1 16 170 102 341 2 Rata-rata error (%) 2,75 0 50 100 150 200 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 Jar ak p ad a se n so r ( cm) Sudut kemiringan objek (derajat) 10 s.d 80 derajat 100 s.d. 180 derajat
besi  memiliki  sinyal  pantulan  paling  kuat,  sedangkan  objek berbahan  kaca  memiliki  sinyal  pantulan  yang  paling  lemah. Grafik  perbandingan  jarak  pengukuran  terhadap  jarak pembacaan sensor dari beda bahan yang dideteksi ditunjukkan pada Gbr. 9.

## IV. K ESIMPULAN
Terdapat  kemungkinan  bahwa  kinerja  komponen  LiDAR kurang  sesuai  dengan  spesifikasi  data  teknis  yang  dituliskan. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengujian komponen terlebih dahulu  sebelum  dilakukan  perancangan  suatu  sistem.  Pada penelitian  ini,  dilakukan  pengujian  salah  satu  jenis  sensor LiDAR tipe TF-Mini LiDAR yang digunakan pada pengukuran jarak  secara  digital,  sehingga  dapat  diketahui  kinerja  serta karakteristiknya.
Kinerja  sensor  TF-Mini  LiDAR  untuk  pengukuran  jarak memiliki  akurasi  yang  berbeda  ketika  diuji  dengan  variasi
jarak,  warna,  sudut  kemiringan,  serta  bahan  permukaan  dari objek  yang  dideteksi.  Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa kinerja sensor TF-Mini LiDAR memiliki tingkat akurasi 3,17% pada rentang 0,3 m sampai 6 m serta 3,27% pada rentang 6 m sampai 12 m, dengan jarak pembacaan maksimal hingga 10 m. Jika  dibandingkan  dengan datasheet (Tabel  I),  hasil  tersebut tidak  sesuai  dengan  spesifikasi.  Terkait  warna  objek,  warna biru merupakan warna dengan pembacaan paling baik, dengan error sebesar 2,78%. Terkait kemiringan objek datar pada sudut 10° sampai 80° (kuadran 1), jarak yang terbaca akan melebihi jarak  sebenarnya  seiring  bertambahnya  sudut  kemiringan objek.  Pada  sudut  100°  sampai  170°  (kuadran  2),  terjadi sebaliknya. Untuk jenis bahan, besi merupakan bahan dengan pembacaan  paling  baik,  dengan error sebesar  3,22%. Berdasarkan data tersebut, dapat diketahui bahwa agar akurasi sensor TF-Mini LiDAR dalam membaca jarak dapat maksimal, dengan  nilai error yang  kecil,  objek  yang  dideteksi  harus berada  pada  rentang  jarak  0,5  m  hingga  10  m  dan  memiliki warna  atau  bahan  yang  tidak  menyerap  cahaya.  Selain  itu, posisi objek yang dideteksi harus lurus, yaitu mendekati 0° atau 180°.

## K ONFLIK K EPENTINGAN
Penulis  menyatakan  bahwa  tidak  terdapat  konflik kepentingan dalam penelitian ini. Data-data yang ditampilkan objektif sesuai dengan kondisi sebenarnya.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Terima  kasih  disampaikan  kepada  Program  Studi Pendidikan  Teknik  Elektronika  dan  Informatika  S2,  Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta, yang telah memberikan  dukungan  ilmu  dalam  melaksanakan  penelitian ini. Terima kasih juga disampaikan kepada semua pihak yang telah  membantu dalam  penyusunan  penelitian  ini.  Tidak  lupa diucapkan  terima  kasih  kepada  kedua  orang  tua penulis  yang selalu  mendoakan  dan  memberi  motivasi  kepada  penulis sehingga penelitian ini dapat berjalan dengan lancar.

## R EFERENSI
[1] (2021)  “Kemajuan  Teknologi  Menciptakan  Tantangan  Baru,”  [Online], https://kilaskementerian.kontan.co.id/news/kemajuan-teknologi- menciptakan-tantangan-baru-1/, tanggal akses: 9-Des-2021.
[2] F.  Puspasari,  dkk.,  “Sensor  Ultrasonik  HCSR04  Berbasis  Arduino  Due untuk Sistem Monitoring Ketinggian,” J. Fis., Apl. , Vol. 15, No. 2, hal. 36–39, Jun. 2019.
[3] A.A.  Olayinka,  A.A.  Oluwadamilare,  dan  A.F.  Emmanuel,  “Distance Measurement  and  Energy  Conservation  Using  Arduino  Nano  and Ultrasonic Sensor,” Amer. J. Elect., Comput. Eng. , Vol. 5, No. 2, hal. 40– 44, Jul. 2021.
[4] M. Jhonanda (2021) “Teknologi yang Tak Lekang oleh Waktu,” [Online], https://kumparan.com/marcellinojhonanda12/teknologi-yang-tak- lekang-oleh-waktu-1v1snGX7KYQ/full/, tanggal akses: 14-Des-2021.
[5] T.-H.  Kim  dan  T.-H.  Park,  “Placement  Optimization  of  Multiple  Lidar Sensors for Autonomous Vehicles,” IEEE Trans. Intell. Transport. Syst. , Vol. 21, No. 5, hal. 2139-2145, Mei 2020.
[6] E.E. Prasetiyo dan W.F. Arum, “Analisis Perbandingan Kinerja Brushless Motor Menggunakan Metode  Eksperimen,” J.  Nas.  Tek. Elekt.,  Teknol. Inf. , Vol. 10, No. 1, hal. 71–76, Feb. 2021.
[7] P. Denysyuk, V. Tesyluk, dan I. Chorna, “Development of Mobile Robot Using LIDAR  Technology Based  on Arduino Controller,” 2018 XIV-th
Gbr. 9 Grafik perbandingan jarak sebenarnya terhadap jarak pada sensor untuk berbagai objek dengan beda bahan permukaan.
T ABEL V
R ATA -R ATA H ASIL P ENGUJIAN S ENSOR TF-M INI L I DAR UNTUK P ENGUKURAN J ARAK TERHADAP B EDA B AHAN P ERMUKAAN Bahan Jarak Sebenarnya (cm) Jarak pada Sensor (cm) Signal Strength Error (%) Plastik 100 98 234 2,00 200 215 560 7,50 300 326 359 8,67 Rata-rata error (%) 6,06 Besi 100 98 270 2,00 200 202 502 1,00 300 320 921 6,67 Rata-rata error (%) 3,22 Kayu 100 100 320 0,00 200 214 645 7,00 300 320 310 6,67 Rata-rata error (%) 4,56 Kertas 100 100 280 0,00 200 215 463 7,50 300 325 245 8,33 Rata-rata error (%) 5,28 Kaca 100 115 222 15,00 200 219 416 9,50 300 331 117 10,33 Rata-rata error (%) 11,61 0 50 100 150 200 250 300 350 92 122 153 183 214 245 275 Jar ak p ad a se n so r ( cm)
Jarak sebenarnya (cm) Plastik Besi Kayu Kertas Kaca
Int.  Conf.  Perspect.  Technol.,  Methods  in  MEMS  Des.  (MEMSTECH) , 2018, hal. 240-244.
[8] J.  Liu,  Q.  Sun,  Z.  Fan,  dan  Y.  Jia,  “TOF  Lidar  Development  in Autonomous Vehicle,” 2018 IEEE 3rd Optoelectron. Glob. Conf. (OGC) , 2018, hal. 185-190.
[9] I. Sunandar dan D. Syarifudin, “LiDAR: Penginderaan Jauh Sensor Aktif dan Aplikasinya di Bidang Kehutanan,” J. Planologi Unpas , Vol. 1, No. 2, hal. 145–154, Jul. 2014.
[10] M.  Nurcholis,  I.Q.  Himawan,  S.I.  Wijayanti,  dan  A.  Darmaristianti, “Tropical Vegetation and Land Cover Mapping Using LiDAR,” Planta Tropika: J. Agro Sci. , Vol. 7, No. 1, hal. 8–18, Feb. 2019.
[11] S.A.  Alamsyah  dan  M.  Rivai,  “Implementasi  Lidar  sebagai  Kontrol Ketinggian Quadcopter,” J. Tek. ITS , Vol. 8, No. 2, hal. A109–114, Jul. 2019.
[12] S.S.  Bolbhat,  dkk.,  “Intelligent  Obstacle  Avoiding  AGV  Using  Vector Field  Histogram  and  Supervisory  Control,” J.  Phys.:  Conf.  Ser. , Vol. 1716, hal. 1-11, Des. 2020.
[13] R. Soleman dan D.R. Pratama, “Rancang Bangun Alat Penentu Kapasitas AC pada Ruang Persegi dengan Sensor TF Mini Lidar Berbasis Arduino Uno,” Sinusoida , Vol. 22, No. 3, hal. 86–92, Jul. 2020.
[14] D.  Dermawan,  P.  Setiawan,  A.  Basukesti,  dan  R.N.  Muhammad, “Rancang  Bangun  Visual  Docking  Guidance  System  (VDGS)  sebagai Pendeteksi Arah Gerak Longitudinal Pesawat pada Sistem Parkir Pesawat Terbang,” J. Aviat. Electron. Inf. Technol. Telecommun. Elect., Controls (AVITEC) , Vol. 3, No. 2 hal. 167–179, Agu. 2021.
[15] H.  Rasyid, Penilaian  Hasil  Belajar. Bandung,  Indonesia:  CV  Wacana Prima, 2008.
[16] A.  Arkundato, Alat  Ukur  dan  Metode  Pengukuran ,  1st  ed.,  Tangerang Selatan, Indonesia: Universitas Terbuka, 2007.
[17] M. Abdullah, Fisika Dasar 1 , Bandung, Indonesia: ITB Press, 2016.
[18] “TF Mini LiDAR Module Datasheet,” Benewake, Beijing, China.