Alat Bantu Monitoring 

Jarak Aman Kendaraan

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan
2. Tujuan
3. Alat dan bahan
4. Dasar teori
5. Percobaan
   • Prosedur
   • Prinsip Kerja
6. video simulasi
7. Link download

1. Pendahuluan [KEMBALI]

    Keselamatan berkendara merupakan faktor penting dalam upaya mengurangi angka kecelakaan di jalan raya. Salah satu aspek yang sering diabaikan oleh pengemudi adalah menjaga jarak aman antar kendaraan. Kegagalan dalam memperhatikan jarak tersebut dapat menyebabkan tabrakan, terutama dalam kondisi lalu lintas padat atau situasi mendadak. Oleh karena itu, diperlukan sistem yang dapat membantu pengemudi dalam memantau jarak secara otomatis agar dapat mengantisipasi potensi bahaya sejak dini.

    Dalam tugas besar ini dirancang Alat Bantu Monitoring Jarak Aman Kendaraan yang menggunakan sensor ultrasonik untuk mengukur jarak antar kendaraan serta sound sensor untuk mendeteksi intensitas suara di sekitar kendaraan. Sistem ini dikendalikan oleh mikroprosesor 8086 dan didukung oleh beberapa komponen pendukung seperti IC 74HC373 sebagai latch data, IC 8255A sebagai antarmuka input-output paralel, dan ADC0804 sebagai konverter analog ke digital. Integrasi antar komponen ini memungkinkan alat untuk mengolah sinyal dari sensor dan menampilkan hasil pengukuran jarak secara akurat serta memberikan peringatan apabila jarak kendaraan sudah berada di bawah batas aman.

    Dengan menggabungkan prinsip dasar sistem digital dan penerapan mikrokontroler, proyek ini menjadi langkah awal menuju penerapan sistem safety assistant yang cerdas, efisien, dan relevan dengan kebutuhan transportasi modern.

2. Tujuan [KEMBALI]

    Tujuan utama dari pembuatan Alat Bantu Monitoring Jarak Aman Kendaraan ini adalah untuk merancang dan mengimplementasikan sistem berbasis mikrokontroler yang mampu membantu pengemudi menjaga jarak aman antar kendaraan secara otomatis. Melalui kombinasi sensor ultrasonik dan sound sensor, alat ini diharapkan dapat memberikan peringatan dini terhadap potensi tabrakan dan mendukung terciptanya keselamatan berkendara yang lebih baik.

Secara khusus, proyek ini memiliki beberapa tujuan, yaitu:

1. Merancang dan membangun sistem monitoring jarak berbasis mikroprosesor 8086 yang mampu membaca data dari sensor ultrasonik dan sound sensor.

2. Menerapkan rangkaian antarmuka digital menggunakan IC 74HC373, 8255A, dan ADC0804 untuk menghubungkan komponen input-output dengan sistem utama.

3. Mengembangkan sistem peringatan otomatis yang dapat memberi sinyal kepada pengemudi ketika jarak kendaraan di bawah batas aman.

4. Mengaplikasikan konsep dasar mikroprosesor mikrokontroler dan sistem digital dalam bentuk alat yang fungsional dan relevan dengan kebutuhan dunia nyata, khususnya dalam bidang otomotif.

3. Alat dan bahan [KEMBALI]

1.  IC 74HC373

    74HC373 termasuk dalam keluarga 74HC (High-speed CMOS) dan berfungsi sebagai octal D-type transparent latch dengan output tiga keadaan (tri-state output).  IC ini digunakan untuk menyimpan (latch) atau menahan data sementara dari bus data (D0–D7) dan menampilkannya ke output (Q0–Q7) ketika sinyal kontrol tertentu aktif. Dalam rangkaian ini, 74HC373 digunakan untuk menangkap dan menyimpan data alamat dari bus multiplexed 8086, sehingga memisahkan sinyal alamat dan data agar tidak tumpang tindih.

2. Microprocessor 8086

 Intel 8086 adalah mikroprosesor 16-bit (16-bit Microprocessor). Artinya, prosesor ini mampu memproses data 16-bit dalam satu siklus instruksi dan memiliki bus alamat 20-bit, sehingga dapat mengakses hingga 1 MB memori (2²⁰ byte). Merupakan unit pemrosesan pusat (CPU) yang menjadi otak dari seluruh sistem. IC 8086 berperan sebagai unit pemroses utama (CPU) dalam sistem mikroprosesor. Fungsinya adalah untuk mengambil instruksi (fetch), mengeksekusi perintah (execute), dan mengontrol komponen I/O serta memori yang terhubung dengannya.

3. IC 8255A

          

    8255A adalah IC antarmuka input/output (I/O) paralel yang dapat diprogram dan jenisnya adalah Programmable Peripheral Interface (PPI). Artinya, IC ini digunakan untuk menghubungkan mikroprosesor (seperti 8086) dengan perangkat eksternal (sensor, aktuator, display, dan lainnya) melalui jalur I/O paralel yang bisa dikonfigurasi sesuai kebutuhan.Komponen ini berfungsi sebagai antarmuka input/output (I/O) yang dapat diprogram. Fungsi utama 8255A adalah sebagai perantara (interface) antara sistem mikroprosesor dengan perangkat input-output.

4. Sensor Jarak Inframerah (Infrared Distance Sensor)

    GP2Y0A21YK0F merupakan sensor jarak inframerah analog (Analog IR Distance Sensor). Sensor ini menggunakan pemancar dan penerima sinar inframerah (IR) untuk mengukur jarak antara sensor dan objek di depannya. Fungsinya adalah untuk mengukur jarak objek secara non-kontak dan menghasilkan tegangan analog (VO) yang berbanding terbalik dengan jarak objek. Semakin dekat objek ke sensor → tegangan output semakin tinggi. Semakin jauh objek → tegangan output semakin rendah.

5. Sensor Detektor Suara (Sound Detector Sensor)

  

    Sound Detector Sensor menggunakan mikrofon kondensor untuk menangkap gelombang suara, lalu mengubahnya menjadi sinyal listrik. Bagian depan (mikrofon kondensor) tetap menangkap gelombang suara analog.Bagian penguat (IC op-amp / komparator, misalnya LM393) akan mengubah sinyal analog tersebut menjadi sinyal digital (HIGH/LOW) berdasarkan ambang batas (threshold) yang ditentukan oleh potensiometer di modul.

5. Buzzer 

    Buzzer bekerja berdasarkan getaran membran logam di dalamnya akibat adanya arus listrik bolak-balik (AC) atau frekuensi tertentu (PWM) yang diberikan ke kumparannya. Ketika arus listrik mengalir: Kumparan di dalam buzzer menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini menarik dan melepas pelat logam tipis (membran). Gerakan cepat naik-turun pelat ini menghasilkan gelombang suara (bunyi).

6. LED

    LED (Light Emitting Diode) adalah komponen elektronika semikonduktor yang dapat memancarkan cahaya ketika dialiri arus listrik maju (forward bias). LED bekerja berdasarkan prinsip elektroluminesensi, yaitu fenomena pancaran cahaya dari bahan semikonduktor ketika elektron dan hole bergabung kembali.

7. Logic State

Digunakan untuk memantau dan menampilkan kondisi logika (high/1 atau low/0) pada titik-titik tertentu dalam rangkaian. Alat ini sangat berguna selama proses debugging untuk memastikan sinyal dikirimkan dengan benar dari mikroprosesor ke motor.

8. VCC & Ground

    VCC Menyediakan daya listrik positif yang dibutuhkan oleh semua komponen aktif seperti 8086, 8255A, dan 74HC373 agar dapat beroperasi. Tegangan ini menjadi sumber energi utama bagi seluruh sistem.  Sedangkan Ground merupakan titik referensi tegangan nol dalam rangkaian listrik. Semua komponen dihubungkan ke ground untuk menciptakan jalur balik bagi arus listrik, sehingga memastikan rangkaian berfungsi dengan stabil.

4. Dasar teori [KEMBALI]

    Secara keseluruhan, dasar teori dari perancangan alat bantu monitoring jarak aman kendaraan ini melibatkan pemahaman tentang mikroprosesor digital, konversi data analog ke digital, antarmuka I/O, serta prinsip kerja sensor dan aktuator. Semua komponen bekerja secara terintegrasi di bawah kendali mikroprosesor 8086 untuk mendeteksi, memproses, dan memberikan respon terhadap jarak kendaraan di depannya. Sistem ini tidak hanya menjadi aplikasi praktis dari konsep mikroprosesor dan elektronika digital, tetapi juga merupakan penerapan nyata dari teknologi yang mendukung keselamatan dan efisiensi dalam berkendara.

    Komponen utama yang menjadi pusat pengendali sistem ini adalah mikroprosesor Intel 8086. IC 8086 merupakan mikroprosesor 16-bit dengan arsitektur bus data dan bus alamat terpisah yang memungkinkan pemrosesan data lebih cepat dan efisien. Mikroprosesor ini memiliki kemampuan untuk mengatur berbagai perangkat input dan output melalui pengendalian sinyal digital. Dalam proyek ini, 8086 bertugas sebagai pengendali utama yang menerima data dari sensor ultrasonik dan sound sensor, kemudian memprosesnya untuk menentukan kondisi jarak kendaraan. Berdasarkan hasil pemrosesan, mikroprosesor memberikan sinyal perintah kepada LED dan buzzer sebagai indikator peringatan. Sistem kerja mikroprosesor ini membutuhkan dukungan dari beberapa IC tambahan agar komunikasi antar perangkat berjalan dengan stabil.

    Salah satu IC pendukung penting dalam sistem ini adalah 74HC373, yaitu sebuah octal transparent latch yang berfungsi sebagai penahan sementara (buffer) data dari bus mikroprosesor. Fungsinya adalah untuk menjaga kestabilan data saat terjadi proses pembacaan dan penulisan secara bergantian. Tanpa latch ini, data yang dikirimkan dari dan ke mikroprosesor dapat mengalami konflik atau perubahan mendadak akibat perbedaan timing sinyal. Selain itu, digunakan pula IC 8255A (Programmable Peripheral Interface) sebagai antarmuka antara mikroprosesor dan perangkat input-output eksternal. IC 8255A memiliki tiga port utama (Port A, B, dan C) yang dapat diprogram sebagai input atau output sesuai kebutuhan sistem. Dengan adanya 8255A, komunikasi antara mikroprosesor dengan sensor, LED, dan buzzer dapat diatur dengan lebih mudah dan fleksibel.

    Untuk menangani data yang bersifat analog dari sensor, sistem ini menggunakan ADC0804 (Analog to Digital Converter). IC ini memiliki peran krusial karena sebagian besar sensor, seperti sensor ultrasonik dan sound sensor, menghasilkan sinyal analog yang tidak bisa langsung diproses oleh mikroprosesor digital seperti 8086. ADC0804 akan mengonversi sinyal analog tersebut menjadi data digital dengan resolusi 8-bit, sehingga hasil pengukuran jarak atau intensitas suara dapat diterjemahkan menjadi nilai logika yang dapat diolah oleh mikroprosesor. Proses konversi ini berjalan secara cepat dan presisi, sehingga sistem dapat memberikan respon secara real-time terhadap perubahan jarak atau suara di sekitar kendaraan.

    Dari sisi deteksi lingkungan, sistem ini memanfaatkan dua jenis sensor, yaitu sensor ultrasonik dan sound sensor. Sensor ultrasonik bekerja dengan prinsip pemantulan gelombang ultrasonik (echolocation). Sensor ini memancarkan gelombang suara berfrekuensi tinggi (biasanya 40 kHz) dan mengukur waktu yang dibutuhkan gelombang untuk memantul kembali setelah mengenai objek. Berdasarkan waktu pantulan tersebut, jarak objek dapat dihitung dengan rumus sederhana:

Jarak = (Kecepatan suara × Waktu pantulan) / 2

    Sementara itu, sound sensor berfungsi untuk mendeteksi tingkat kebisingan atau adanya bunyi tertentu di sekitar kendaraan, yang dapat menjadi parameter tambahan dalam memberikan peringatan, misalnya ketika kendaraan berada di area ramai atau mendekati sumber suara keras. Dengan kombinasi kedua sensor ini, sistem dapat memberikan hasil pengamatan yang lebih akurat dan adaptif terhadap kondisi lingkungan.

    Bagian output dari sistem ini terdiri dari LED (Light Emitting Diode) dan buzzer. LED digunakan sebagai indikator visual yang menunjukkan kondisi jarak kendaraan, misalnya LED hijau menyala ketika jarak aman, LED kuning saat jarak mulai dekat, dan LED merah ketika jarak terlalu dekat. Sementara itu, buzzer digunakan sebagai indikator suara yang memberikan peringatan tambahan kepada pengendara ketika kondisi berbahaya terdeteksi. Paduan antara indikator visual dan audio ini membuat alat bantu monitoring menjadi lebih efektif karena dapat menarik perhatian pengendara secara cepat. Dengan adanya sistem berbasis mikroprosesor dan sensor ini, diharapkan pengemudi dapat lebih waspada dan risiko kecelakaan lalu lintas dapat diminimalkan.

5. Percobaan [KEMBALI]

a. Rangkaian Simulasi

    Rangkaian bekerja sebagai sistem monitoring real-time: sensor jarak (GP2Y0A21YK0F / atau sensor ultrasonik yang menghasilkan tegangan analog) memberikan sinyal analog yang dikonversi oleh ADC0804 menjadi data 8-bit. Data digital tersebut dibaca oleh Intel 8086 melalui 8255A (programmable I/O). 74HC373 berfungsi sebagai latch untuk memisahkan alamat dari data pada bus multiplexed ADx milik 8086. Berdasarkan hasil pembacaan ADC dan status sound sensor (output digital), 8086 memutuskan tindakan: menyalakan LED (hijau/kuning/merah) dan/atau mengaktifkan buzzer. Proses dapat dilakukan secara polling ataupun interrupt-driven tergantung desain.

b. Prinsip Kerja

Prinsip kerja rangkaian alat bantu monitoring jarak aman kendaraan (menggunakan 8086, 74HC373, 8255A, ADC0804, sensor jarak, dan sound sensor) :

1. Blok & sinyal utama (hardware interface singkat)

1. 8086 (CPU)

   • Mengeluarkan alamat pada bus AD0..AD15 (multiplexed) dan A16..A19. Sinyal ALE (Address Latch Enable) digunakan untuk menahan alamat rendah ke latch.

   • Mengendalikan bus lewat sinyal kontrol: M/IO̅ (memori vs I/O), RD̅, WR̅, DEN, DT/R, BHE̅, dll.

2. 74HC373 (Octal latch)

   • Terhubung ke AD0..AD7; menerima pulsed ALE dari 8086 sehingga alamat rendah (A0..A7) tertahan sementara saat AD bus berubah menjadi data.

   • LE (latch enable) biasanya dihubungkan ke ALE; OE sesuai kebutuhan.

3. Dekoder alamat / Chip Select

   • Menghasilkan sinyal CS̅ untuk memilih 8255A atau ADC0804 berdasarkan alamat I/O yang ditetapkan.

4. 8255A (PPI)

   • Menyediakan Port A, B, C (24-bit I/O yang dapat diprogram). Contoh pemetaan umum yang direkomendasikan:

     • Port A: input 8-bit ← data ADC (DB0..DB7)

     • Port B: output ← LED + driver buzzer

     • Port C: bit kontrol/status ← ADC INTR, sound sensor, handshaking

   • Konfigurasi port dilakukan oleh 8086 dengan menulis Control Word ke register 8255.

5. ADC0804

   • Menerima VIN+ (VO sensor) dan VIN– (GND atau offset), VREF untuk skala.

   • Untuk memulai konversi: aktifkan sinyal WR̅/START (sesuai datasheet ADC0804), ADC akan mengerjakan konversi; saat selesai, pin INTR (interrupt / end-of-conversion) turun (atau berubah sesuai datasheet). Data DB0..DB7 tersedia untuk dibaca dengan RD̅.

6. Sensor suara (digital sound detector)

   • Modul mengeluarkan sinyal digital OUT (HIGH/LOW) ketika level suara melewati threshold yang diset dengan potensiometer modul. Sinyal ini dapat dihubungkan ke salah satu input 8255 (Port B atau bit Port C).

7. LED & Buzzer

   • Dihubungkan ke port output 8255 (biasanya melalui resistor untuk LED dan transistor driver untuk buzzer bila arus lebih besar). LED mewakili status jarak; buzzer untuk peringatan audio.

2. Alur operasi (step-by-step — runtime)

Inisialisasi (saat power ON / reset)

• 8086 menginisialisasi 8255A: tulis Control Word sehingga Port A sebagai input (ADC data), Port B sebagai output (LED/buzzer), Port C sebagai input/output untuk kontrol.

• Konfigurasi awal ADC (Vref, clock) dan pastikan 74HC373 LE terhubung ke ALE.

Latching alamat

• Saat 8086 memulai siklus I/O, pada T1 ALE = HIGH → AD0..AD15 menampilkan alamat; 74HC373 menangkap (latch) alamat rendah (A0..A7). Setelah ALE low, AD bus berubah menjadi data.

Memulai konversi ADC

• 8086 memilih alamat I/O ADC (CS̅ aktif) lalu memberi sinyal WR̅ sesuai protokol ADC0804 untuk memulai konversi analog→digital (START).

• ADC mulai konversi; 8086 bisa memilih dua metode menunggu: (a) polling membaca bit INTR melalui 8255 Port C hingga INTR menandakan selesai; atau (b) interrupt-driven menghubungkan INTR ADC ke pin INTR 8086 (atau line interrupt) agar 8086 diberi tahu otomatis.

Selesai konversi & baca data

• Saat ADC INTR menunjukkan konversi selesai, 8086 menurunkan RD̅ (setelah CS̅ aktif) dan membaca DB0..DB7 — data masuk ke Port A 8255 (atau langsung ke bus jika direkayasa). Nilai ini adalah representasi digital tegangan output sensor.

Pengolahan data (software)

• 8086 mengubah nilai ADC (0–255) menjadi tegangan: V = ADC / 255 × Vref.

• Karena karakteristik sensor jarak (GP2Y0A21YK0F) non-linier, gunakan kurva kalibrasi atau tabel lookup (ADC → jarak dalam cm). Implementasi umum: ambil rata-rata beberapa sampel, lakukan smoothing (moving average atau median) untuk mengurangi noise.

Keputusan & output

• Bandingkan jarak dengan ambang batas:

  • jarak > safe_threshold → LED hijau ON, buzzer OFF.

  • warning_threshold < jarak ≤ safe_threshold → LED kuning ON, buzzer OFF.

  • jarak ≤ danger_threshold → LED merah ON, buzzer ON (sirine).

• Tulisan bit output ke Port B (dan/atau Port C) melalui 8255 untuk menggerakkan LED/buzzer. Jika buzzer membutuhkan arus besar, 8255 menggerakkan transistor driver.

Sound sensor handling

• Jika sound sensor menghasilkan OUT = 1 (bunyi keras / klakson), sistem dapat: (a) menambah prioritas peringatan (mis. aktifkan buzzer segera), atau (b) menyalakan LED tambahan / log event. Pendeteksian ini dapat melalui polling Port B/C atau via interrupt eksternal bila diperlukan.

Loop

• Kembali ke langkah 3 untuk pengukuran berikutnya (periodik, mis. setiap 100–500 ms tergantung kebutuhan).

3. Pengolahan sinyal & kalibrasi

1. Konversi ADC → jarak: sensor GP2Y* biasanya non-linier; penggunaan rumus linear sederhana tidak akurat. Lakukan kalibrasi empiris: catat ADC value pada jarak tetap (10 cm, 20 cm, ...), buat tabel lookup atau fit kurva (polinomial). Gunakan interpolasi antara titik-titik.

2. Filtering: gunakan moving average atau median filter (mis. rata-rata 3–5 sampel) untuk mengurangi fluktuasi karena noise lingkungan.

3. Debounce sound sensor: jangan reaksi pada spike singkat; gunakan window time (mis. suara > threshold selama 50–200 ms) untuk validasi.

4. Waktu & sinyal kontrol penting (catatan teknis)

1. ALE ↔ 74HC373: saat ALE = HIGH alamat rendah pada AD0..AD15 sedang valid dan harus dilatch oleh 74HC373; setelah ALE rendah AD bus berubah menjadi data sehingga latch diperlukan.

2. BHE̅ / A0: untuk operasi byte/word pada 8086; bila memakai 8-bit ADC data, pastikan mapping byte tinggi/rendah sesuai (gunakan BHE apabila membaca byte atas).

3. ADC0804 control: sesuai datasheet, START/WR̅ untuk memulai, INTR untuk end-of-conversion, RD̅ untuk membaca. Pastikan sinyal CS̅ dipetakan benar oleh dekoder alamat.

4. DEN / DT/R: kontrol arah dan aktivasi transceiver bus; pastikan bus data tidak mengalami contentions ketika beberapa perangkat mengemuka.

Prinsip kerja rangkaian adalah menggabungkan: 

(1) akuisisi analog dari sensor jarak → ADC; 

(2) interfacing digital antara ADC/port I/O dan CPU melalui 8255A; 

(3) manajemen bus 8086 (ALE + 74HC373 untuk alamat/data multiplexing); 

(4) logika aplikasi di 8086 yang memetakan nilai ADC (jarak) dan sinyal suara menjadi aksi (LED & buzzer). 

Kunci stabilitas sistem ada pada pemetaan alamat/CS yang benar, penanganan sinyal kontrol ADC, filtering data dan kalibrasi sensor.

6. video simulasi [KEMBALI]

7. Link download [KEMBALI]

1. Download Rangkaian [download]

2. Download Video Simulasi [download]

3. Download datasheet 74HC373 [download]

4. Download datasheet 8086 [download]

5. Downlod datasheet 8255A [download]

6. Download datasheet Sensor Jarak GP2Y0A21YK0F [download]

7. Download program assambler [download]

8. Download datasheet Sensor Detector Sound  [download]