OPEN ACCESS J. O F INISTA, V OL . 4, N O . 2, PP .021-031, MEI 2022 ISSN : 2622-8106 (ONLINE) DOI: 10.20895/ INISTA . V 4 I 2
Journal of Informatics, Information System, Software Engineering and Applications
Studi Eksperimen Arduino Uno Sebagai Pengendali Kursi Roda Elektrik
Andre Amba Matarru #1 , Alfian Djafar *2 ,  Gad Gunawan *3 , Himawan Wicaksono *4 , Ahmad Arib Hawari *5
*1,2,3,4,5 Program Studi Teknik Mesin, Jurusan Teknologi Industri dan Proses, Institut Teknologi Kalimantan, Jl. Soekarno Hatta No.KM 15, Karang Joang, Kec. Balikpapan Utara, Kalimantan Timur 76127
#1 andre.amba@lecturer.itk.ac.id
*2 gad_gunawan@lecturer.itk.ac.id
*3 alfian.djafar@lecturer.itk.ac.id *4 himawan@lecturer.itk.ac.id
*5 03181005@student.itk.ac.id
Accepted on 19-May-2022

## Abstrak
Kursi  roda  digunakan  sebagai  alat  bantu  disabilitas.  Disabilitas  memiliki  kemampuan  terbatas  untuk  menggerakkan sendiri kursi rodanya sehingga diperlukan sistem yang memudahkan pergerakan kursi roda. Tujuan penelitian ini adalah merancang  sistem  pemrograman  dari  software  Arduino  IDE  ( Integrated  Development  Environment )  dan  mengetahui fungsi  dari  Arduino  Uno  terhadap  kursi  roda  elektrik.  Pemrograman  arduino  kemudian  akan  terkoneksi  terhadap  alat sistem  elektrik  yang  menjadikan  Kursi  Roda  dapat  dikendalikan  secara  praktis.  Penelitian  ini  menggunakan  metode eksperimen  dengan  merancang  sistem  kursi  elektrik  menggunakan  system  berbasis  Arduino  IDE.  Proses  perancangan sistem pemrograman dari software Arduino IDE dengan dirangkaikan pada komponen elektrik pada kursi roda diperoleh berupa program inisialisasi. Pemrograman dari arduino IDE (Integrated Development Environment) menjadi dasar kendali yang dikontrol oleh joystick. Hasil penelitian menunjukkan Joystick kemudian menjadikan kursi roda dapat bergerak ke segala arah sehingga akan mempermudah pengguna menggerakkan kursi roda.
Keywords: Kursi Roda, Arduino, Joystick , IDE ( Integrated Development Environment ), Program Inisialisasi

## I. PENDAHULUAN
Kursi roda adalah alat yang dibutuhkan pasien disabilitas. Data terbaru penyandang disabilitas di Indonesia menurut Kemensos melalui Sistem Informasi Manajemen Penyandang Disabilitas (SIMPD), hingga Januari 2021, jumlahnya terdata sebanyak 209.604 individu[1]. Karena kecelakaan, usia lanjut, atau penyakit seperti palsi  serebral dan  cedera  tulang  belakang,  proporsi  penyandang  disabilitas  meningkat  dan  sekarang mewakili 1 miliar orang, yang mewakili 15% dari populasi global.  Keterbatasan kekuatan tangan pengguna dapat  berupa  ragam  cacat  fisik  seperti  ataksia,  spastisitas,  atau  disfungsi  motorik  yang  menyebabkan kurangnya  koordinasi  otot  postur  tangan.  Keterbatasan  pengguna  untuk  beraktivitas  di  rumah  seperti melewati pintu dan pengoperasian secara manual [2]. Kursi roda pada umumnya digerakkan manual dan juga dibantu  dengan  mesin  penggerak  motor  [3],  namun  bagi  beberapa  pengguna  kekuatan  tangannya  terbatas. Sehingga dibutuhkan cara agar pasien dengan mudah dapat mengoperasikan sendiri kursi roda tanpa bantuan manusia  sebagai  pendorongnya.  Kemudahan  ini  dapat  dilakukan  dengan  menggerakkan  kursi  roda  dengan kendali joystick yang bersumber dari Arduino Uno.
Adapun  tujuan  penelitian  ini  adalah  merancang  sistem  pemrograman  dari  software  Arduino  IDE  dan mengetahui  fungsi  dari  Arduino  Uno  terhadap  kursi  roda  elektrik.  Arduino  sebagai  komponen  utama  yang akan memberi input agar kursi roda dapat bergerak ke segala arah dengan pengendali joystick .

## II. STUDI LITERATUR
Hal  mendasar  sebagai  urgensi  penelitian  ini  adalah  penggunaan  kontrol joystick yang  memberi  informasi kepada  prosesor  agar  keterbatasan  tangan  pengguna  dapat  terbantu  menggerakkan  kursi  roda[4]. Mikrokontroler  kemudian  memproses  keluaran  modul input untuk  mengontrol  motor  kiri  dan  kanan  yang selanjutnya  mengontrol  pergerakan  kursi  roda  [5].  Mikrokontroler  Arduino  memastikan  kemudahan  untuk membaca informasi  dari kontrol [6].  Arduino memungkinkan untuk mengelola kontrol dimana transfer data akan lebih mudah daripada motherboard lainnya [7].

## A. Standar Kursi Roda
ISO 7176 dibuat dengan tujuan yaitu sebagai wadah untuk mengumpulkan informasi si yang tepat mengenai kursi roda manual, scooter, maupun elektrik. Ada beberapa poin yang harus diperhatikan dalam perancangan kursi  roda,  pertama  dibentuk  kursi  roda,  diameter  yang  dibutuhkan  untuk  memutar,  ruang  gerak  minimum yang  dibutuhkan,  dan  ruang  yang  dibutuhkan  untuk  mundur.  berdasarkan  standar  ISO  7176-5  pada  Tabel  I dan dengan ukuran tubuh orang Indonesia ukuran dimensi kursi roda dapat ditetapkan sebagai berikut[8].
Tabel 1.
Dimensi Rancangan Kursi Roda Sesuai dengan standar ISO 7176-5

## B. Kursi Roda Elektrik
Kursi  roda  elektrik,  seperti  pada  gambar  1,  merupakan  kursi  roda  yang  sudah  dilengkapi  dengan  sistem pengendali  elektronik.  Dengan  sistem  pengendali  elektronik  ini  kursi  roda  lebih  mudah  untuk  digerakkan dibanding  dengan  kursi  roda  manual  yang  digunakan  dengan  dorongan  tangan.  kursi  roda  elektrik  Ini sebenarnya  lebih  diperuntukkan  kepada  orang-orang  yang  yang  sudah  tidak  mampu  untuk  menggerakkan kursi  roda  menggunakan tangan  yang  hanya mampu  menggerakkan  kursi  roda  dengan  bantuan  orang  lain. kursi  roda  elektrik  ini  dapat  digunakan  hanya  dengan  menggerakkan  joystick  yang  ada  di  bagian  tangan kanan  dan  kiri  yang  berfungsi  untuk  menjalankan  kursi  roda,  mengubah  arah  kursi  roda,  dan memberhentikan kursi roda yang sedang berjalan[9].
Gambar 1. Kursi Roda Elektrik

## C. Arduino Uno
Arduino  Uno adalah sebuah papan pengembangan mikrokontroler yang didasarkan pada chip ATmega328. Pada gambar 2 Arduino Uno R3 berfungsi untuk mengendalikan sebuah sistem kerja dari sensor inframerah yang  dirancang  dan  diproses  akuisisi  dalam  data  secara  serial.  Arduino  UNO  adalah  sebuah  board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuah tombol reset [10].
Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke  sebuah  komputer  dengan  sebuah  kabel  USB  atau  mensuplainya  dengan  sebuah  adaptor  AC  ke  DC  atau menggunakan baterai untuk memulainya[11].
Pada penelitian ini menggunakan IDE Arduino (Integrated Development Environment). IDE Arduino adalah bagian software open source yang memungkinkan kita untuk memprogram bahasa Arduino dalam bahasa C. IDE  memungkinkan  kita  untuk  menulis  sebuah  program  secara  bertahap  kemudian  instruksi  tersebut  di upload ke papan Arduino [12].
Gambar 2. Arduino Uno

## III. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dalam merancang sistem kursi elektrik menggunakan sistem berbasis arduino IDE (Integrated Development Environment). Diagram alir yang tampak pada gambar 4 dari riset ini merupakan langkah-langkah yang akan dilakukan terhadap kursi roda.
Gambar 3. Diagram Alir Penelitian
Tahapan dari  awal mulai perancangan dari studi  literatur, persiapan alat dan bahan, dan perakitan semuanya akan  melewati  tahap  uji  coba,  dan  jika  berhasil  maka  akan  diteruskan  ke  tahap  akhir  namun  apabila  tidak berhasil,  akan  dikaji  kembali  sistemnya.  Pengujian  dikatakan  tidak  berhasil  apabila  pemrograman  pada arduino  tidak  mampu  menggerakkan  kursi  roda  sesuai  arahan  dari Joystick .  Indikasi  kegagalan  pengujian dapat bersumber dari input data inisialisasi program yang error . Untuk itu  dibutuhkan media  interaktif  yang dapat    menunjukkan    wujud    nyata    dari    perancangan  kursi  roda  berbasis  arduino  tersebut.  Aplikasi  ini digunakan untuk mengatur sistem kontrol dari kursi roda elektrik.
Studi Literatur Persiapan Alat dan Bahan Proses Pembuatan dan Uji Alat Hasil Uji Coba TIDAK YA Mulai Finishing Produk Kursi Roda Elektrik Selesai

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Wiring Diagram
Sebelum  masuk  pada  proses  produksi  kursi  roda  harus  mempersiapkan  komponen  elektrikal  yang  sesuai dengan proses deskripsi pada gambar kerja. Pemilihan komponen elektrikal ini berpengaruh pada hasil yang akan dibuat. Adapun wiring diagram yang digunakan pada kursi roda elektrik seperti pada Gambar 5.
Gambar 4. Wiring Diagram
Berdasarkan Wiring Diagram diatas rangkaian tersebut dapat bekerja dari sumber listrik yang dihasilkan dari baterai  kemudian switch on ditekan dan rangkaian tersebut  akan berjalan hingga dapat  memutar motor yang nantinya  akan  terhubung  ke  kursi  roda.  Komponen  pada Wiring  Diagram sesuai  gambar  5  adalah  sebagai berikut :
1. Fuse untuk memutus aliran listrik secara otomatis jika arus yang dihasilkan terlalu besar
2. Saklar untuk menghidupkan dan mematikan perangkat secara manual
3. Buck converter untuk menurunkan tegangan dari baterai
4. Motor Driver untuk mengontrol arah dan kecepatan putaran motor
5. Motor DC untuk penggerak kursi roda
6.
Voltage divider untuk mengetahui tegangan pada baterai
7. Joystick untuk mengendalikan arah kursi roda
8. Arduino untuk menyimpan program/codingan kursi roda
9. LCD untuk menampilkan informasi tegangan baterai dan kecepatan motor DC

## B. Proses Pemasangan Rangka
Proses  pemasangan  rangka  dilakukan  dengan  proses  pengelasan  menggunakan stainless  steel .  Material tersebut  dipotong  sesuai  dengan  desain  yang  digunakan  kemudian  material  dihubungkan  dengan  proses pengelasan. Proses pengoperasian setelah dirakit dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 5. Pengujian Jalan

## C. Proses Pemasangan Komponen Elektrik
Pada proses ini komponen elektrik seperti yang terlihat pada gambar 7, dipasang sesuai wiring diagram yang telah ditetapkan. Komponen – komponen elektrik yang akan dipasang pada kursi roda elektrik yaitu :
1. Motor DC 24V dengan 250W dan putaran 75 rpm,
2. Baterai Lithium-Ion 24V 30Ah,
3. Motor Driver 2104 channel
4. LCD 12 C,
5. Arduino UNO R3 ATMEGA328P PU16U2,
6. Joystick - 4 axis Potentiometer,
Gambar 6.  Komponen Elektrik

## D. Analisis Program Arduino IDE
Inisialisasi  pada program pengendali tambahan ini  berisi tentang pendefinisian dari  variabel  yang digunakan dalam proses pengoperasian data. Program inisialisasi dari pengendali tambahan kursi roda dapat dilihat pada gambar 8. Program inisialisasi kemudian memampukan arduino untuk mengontrol kursi roda sesuai perintah Joystick melalui mekanisme kerja Kursi Roda. Adapun mekanisme kursi roda dijelaskan sebagai berikut : 1. Saat joystick digerakkan,  maka  arduino  akan  menangkap  sinyal  dari joystick sesuai  arah  dan kecepatan yang ditentukan.
2. Kemudian arduino meneruskan sinyal tersebut ke motor driver .
3. Motor diver menggerakkan Motor DC sesuai arah dan kecepatan yang diberikan dari joystick .
4. Sesaat  setelah  motor  DC  bergerak, motor  driver mengirimkan  sinyal  ke  LCD  untuk  menampilkan kecepatan motor DC.
5. Baterai digunakan untuk menyuplai daya ke arduino, joystic, motor driver , motor DC, dan LCD.

## Gambar 8.  Program Arduino IDE
Gambar 7.  Listing Program Arduino IDE
Inisialisasi  variabel  untuk  setiap  komponen  yang  digunakan  pada  Arduino  Uno  yang  bertujuan  untuk pengamatan  pin  yang  diatur  melalui  program.  Total  pin  yang  digunakan  pada  pengendali  kursi  roda  ini berjumlah  14  buah  pin  yang  terhubung  ke  pin input/output Arduino  Uno.  Pin input Buck  Converter terbagi atas  2  yaitu  positif  tersambung  ke  bagian  positif  baterai  dan  negatif  tersambung  ke  bagian  negatif  baterai, sedangkan pin output Buck Converter ke GND Arduino.
#include <Wire.h> #include <LiquidCrystal_I2C.h> LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4); unsigned long awal = 0; const int motorkananp =2;//ke driver lpwm const int motorkanann =3;//ke driver rpwm const int motorkirip =4;//ke driver lpwm const int motorkirin =5;//ke driver rpwm //const int pwmkanan =6;//ke driver pwm //const int pwmkiri =7;//ke driver pwm int kecepatan; int kecepatan1; int kecepatan2; int sumbux; int sumbuy; const int X = A2; const int Y = A3; int Stop1 = 0; int Stop2 = 0;
//unsigned long awal = 0; float voltage; float voltageout; float voltagein; int kapasitas; const int volt = A1; float R1 = 5530; float R2 = 26950;
const int rem = 9; const int tombol = 8; int kondisirem = 0; int kondisirem2 = 0; String kondisirem3; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(motorkananp,OUTPUT); pinMode(motorkanann,OUTPUT); pinMode(motorkirip,OUTPUT); pinMode(motorkirin,OUTPUT); pinMode(rem, OUTPUT);
Tabel 2.

## Skenario Pengujian Sistem Kursi Roda
Skenario Pengujian Hasil yang Diharapkan Kesimpulan Pengkodingan  Arduino  yang  memberikan  perintah dari input Joystick agar Kursi Roda dapat bergerak Test Case : Hasil  pengkodingan  ditampilkan  pada LCD  dengan  bukti  bahwa  Kursi  Roda dapat  bergerak  sesuai  perintah  yang diberikan dari Joystick
Tampilan LCD :
1.  Posisi  Awal,  pada  layar  tercantum
“Gerak : Stop”
2.  Posisi  Maju,  pada  layar  tercantum
“Gerak : Stop”
3. Posisi Mundur, pada layar tercantum
“Gerak : Mundur”
Pengkodingan berhasil menggerakkan kursi roda dengan dibuktikan pada  tampilan LCD
4.  Posisi  Belok  Kiri,  pada  layar tercantum “Gerak : Kiri”
5.  Posisi  Belok  Kanan,  pada  layar tercantum “Gerak : Kanan”
V. Kesimpulan
Proses perancangan sistem pemrograman dari software Arduino IDE dengan dirangkaikan kepada komponen elektrik  pada  kursi  roda  berhasil  menggerakkan  kursi  roda  secara  praktis.  Pemrograman  dari  arduino  IDE (Integrated Development Environment) menjadi dasar kendali yang dikontrol oleh joystick dapat selesai dan diaplikasikan ke kursi roda. Keunggulan Kursi Roda Elektrik ialah pengguna mampu mengontrol kursi roda dengan hanya menggunakan tangan tanpa bantuan orang lain. Pergerakan diakibatkan oleh tangan pengguna sebagai kontrol utama menggerakkan joystick dan kemudian meneruskan perintah ke arduino yang statusnya ditampilkan pada LCD seperti pada Tabel II tentang skenario pengujian sistem.

## A CKNOWLEDGMENT
Penulis  berterima  kasih  kepada  Lembaga  Penelitian  dan  Pengabdian  Masyarakat  Institut  Teknologi Kalimantan 2021 yang telah mendanai penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Purnamasari, D. M. (2021), Wapres Ma'ruf Minta Integrasi Data Penyandang Disabilitas [online], available at: https://nasional.kompas.com/read/2021/01/14/16152821/wapres-maruf-minta-integrasi-data-penyandang-disabilitas.(accessed  12 Mei 2022)
[2] Rabhi,  Y.,  Mrabet,  M.,  &  Fnaiech,  F.  (2018).  Intelligent  control  wheelchair  using  a  new  visual  joystick.  Journal  of  Healthcare Engineering, 2018.
[3] Faria, B. M., Reis, L. P., & Lau, N. (2014). A survey on intelligent wheelchair prototypes and simulators. In New Perspectives in Information Systems and Technologies, Volume 1 (pp. 545-557). Springer, Cham.
[4] Shibata,  M.,  Zhang,  C.,  Ishimatsu,  T.,  Tanaka,  M.,  &  Palomino,  J.  (2015).  Improvement  of  a  Joystick  Controller  for  Electric Wheelchair User. Modern Mechanical Engineering, 5(04), 132.
[5] Hou,  T.  K.  (2020).  Arduino  based  voice  controlled  wheelchair.  In  Journal  of  Physics:  Conference  Series  (Vol.  1432,  No.  1,  p. 012064). IOP Publishing.
[6] Kadirova, S. Y., & Nenov, T. R. (2020, November). Design of power wheelchair controller. In 2020 7th International Conference on Energy Efficiency and Agricultural Engineering (EE&AE) (pp. 1-4). IEEE.
[7] CG,  M.  (2021).  Novel  Design  of  AC  Motor  Powered  Smart  Wheel  Chair.  Turkish  Journal  of  Computer  and  Mathematics Education (TURCOMAT), 12(9), 1796-1801.
[8] Widyatama, Ardian (2013). Alat Pengekstrak Kunyit Otomatis Berbasis Arduino Uno, Yogyakarta, : Jurusan Teknologi Elektro Universitas Sanata Dharma.
[9] Prasetiyo,  Febriyono  Aji,  (2019).  Kendali  Kemudi  Tambahan  Untuk  Mobilitas  Kursi  Roda  Berbasis  Arduino  Mega  2560, Yogyakarta : Jurusan Teknologi Elektro Universitas Sanata Dharma.
[10] Pratama, Ovan Adytiya Saputra (2017). Rancang Bangun Monitoring Penggunaan Air PDAM Berbasis Arduino Uno, Semarang : Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Semarang.
[11] Supriyatna, Ratna Ermawati, I., & Annisa Salsabilla, R. (2019). Menentukan Pengukuran Kecepatan Simulasi Kereta Api Berbasis Mikrokontroler (Arduino) Dengan Menggunakan Bilangan Kompleks. Prosiding Seminar Nasional Teknoka , 4 (2502), E84–E88. https://doi.org/10.22236/teknoka.v4i0.4189
[12] Hadiyatama Oka, Andi Adriansyah (2017). Rancang Bangun Prototype Elevator Menggunakan Microcontroller Arduino Atmega 328P, Jakarta : UMB