JURNAL SAINS DAN INFORMATIKA Research of Science and Informatic V8. Vol. 08No. http://publikasi. id/index. php/jsi p-issn : 2459-9549 e-issn : 2502-096X Sistem Personal Pemantauan Posisi. Kecepatan dan Penunjuk Arah Digital Berbasiskan Mikrokontroler Kadek Suar Wibawaa. Ketut Agung Cahyawan Wiranatab Program studi teknologi informasi, fakultas teknik, universitas udayana, suar_wibawa@unud. Program studi teknologi informasi, fakultas teknik, universitas udayana, agung. cahyawan@unud. Submitted: 31-10-2022. Reviewed: 27-11-2022. Accepted 29-11-2022 http://doi. org/10. 22216/jsi. Abstract Global Position System (GPS) technology and digital compass provide inexpensive technology solutions that can be accessed freely without service fees. This technology can be used as an alternative solution for navigation systems. A good navigation system will provide a good driving experience as well. However, not all vehicles have a good navigation system and a functioning speedometer. Damage to this system can certainly reduce aspects of safety and security while driving. The aim of this research is to provide a low-cost solution for a vehicle navigation system that also functions as a personal tracking and travel history system for users with a combination of GPS and Digital Compass The research and development method refers to the ADDIE model which consists of the Analysis. Design. Development, and Implementation Evaluation stages. System requirements analysis is used to design and develop prototypes at the implementation and laboratory testing levels and is evaluated on a limited scale. The implementation and testing results show that the personal monitoring system for the position, speed, and digital directions is to the desired system design requirements. The test results show that the digital compass can show the direction with an error value of A 2 degrees, the offset difference between the GPS measurement distance is up to 2 meters and the speed difference is up to 2 Km/hour. The measurement results can be recorded on the SD Card in 200mS intervals. Keywords: Personal tracking. Global Position System. Internet of Things Abstrak Teknologi Global Position System (GPS) dan Kompas digital memberikan solusi teknologi murah yang dapat diakses secara bebas tanpa tarif Teknologi ini dapat dimanfaatkan sebagai solusi alternatif untuk sistem navigasi. Sistem navigasi yang baik akan memberikan pengalaman berkendara yang baik pula. Namun tidak semua kendaraan memiliki sistem navigasi yang baik dan speedometer yang masih berfungsi dengan baik. Kerusakan pada sistem ini tentunya dapat mengurangi aspek keselamatan dan keamanan saat berkendara. Tujuan dari penelitian ini adalah memberikan solusi berbiaya murah sistem navigasi kendaraan sekaligus berfungsi sebagai system personal tracking dan riwayat perjalanan bagi pengguna dengan kombinasi teknologi GPS dan Kompas Digital. Metode penelitian dan pengembangan mengacu pada model ADDIE yang terdiri dari tahap Analisis. Perancangan. Pengembangan dan Implementasi dan Evaluasi. Analisis kebutuhan sistem digunakan utuk mendesain dan mengembangkan purwarupa pada tingkat implementasi dan level pengujian laboratorium dan dievaluasi pada skala terbatas. Hasil implementasi dan pengujian menunjukan Sistem pemantauan personal posisi, kecepatan dan penunjuk arah digital telah sesuai dengan persyaratan desain sistem yang diinginkan. Hasil pengujian menunjukan Kompas digital mampu menunjukan arah dengan nilai kesalahan A 2 derajat, offset perbedaan selisih jarak pengukuran GPS hingga 2 meter dan perbedaan kecepatan hingga 2 Km/ Jam. Hasil pengukuran dapat di rekam pada SD Card dalam interval waktu 200mS. Kata kunci : Personal tracking. Global Position System. Internet of Things ketika kendaraan mengalami kerusakan pada spedoometer yang dapat menyebabkan kesalahan Navigasi merupakan komponen vital didalam pembacaan laju kendaraan. Hal ini tentunya dapat Pemilihan sistem navigasi yang tepat mengurangi aspek keselamatan dan keamanan saat tentunya dapat memberikan pengalaman perjalanan berkendara. Hal yang lebih krusial lagi adalah terjadinya yang menyenangkan. Sayangnya tidak semua kendaraan pelanggaran terhadap peraturan berlalulintas sesuai memiliki sistem navigasi yang baik. Kendaraan buatan dengan yang telah di tetapkan . sebelum tahun 2000 masih belum memiliki sistem navigasi yang modern. Masalah yang lebih krusial lagi Masalah lain yang berkaitan dengan sistem navigasi ketika pengendara melaju di daerah pegunungan yang Pendahuluan Kadek Suar Wibawa. Ketut Agung Cahyawan Wiranata. / Jurnal Sains dan Informatika : Vol. 08 No. memiliki jalan yang berliku. Hal ini menyebabkan 2. 1 GPS sebagaian besar peengendara tidak mengetahui arah kendaraan mereka . eading kompa. Penggunaan NMEA adalah format data yang meliputi struktur, isi, perangkat aplikasi mobile dapat memberikan solusi dan protokol data GNSS yang diterapkan untuk navigasi yang baik akan tetapi untuk sistem navigasi keperluan komunikasi GNSS dengan peralatan yang membutuhkan akases internet untuk koreksi elektronik lain. NMEA merupakan data berformat navigasi akan menganali kesalahan pembacaan yang ASCII yang berisi informasi. posisi tiga dimensi sangat signifikan. intang, bujur , dan tingg. , waktu pengukuran . , banyaknya satelit yang diamat, kualitas data, dan yang Global Position System (GPS) merupakan piranti Misal dalam kasus ini penerima GPS memberikan navigasi berbasiskan satelit . Layanan Teknologi output luaran hasil perhitungan sebagai berikut : berbiaya murah ini banyak dimanfaatkan untuk berbagai $GPGGA dengan nilai jenis aplikasi navigasi. Piranti yang dapat dioperasikan selama 24 jam di berbagai belahan dunia, tanpa biaya $GPGGA,040340. 000,0840. 9055,S,11513. 475,E,1,11,1 berlangganan dan hanya membutuhkan piranti GPS . 0,35. 4,M,20. 0,M,0000*76, sesuai dengan protokol penerima sinyal satelit. NMEA 0813 format data . Berbagai fungsi dan dukungan piranti GPS ini jika Kecepatan merupakan jarak yang ditempuh selama anisotropic interval waktu tertentu yang dinyatakan dalam satuan magnetoresistive (AMR) untuk mendeteksi arah dan meter per detik. Atau dalam persamaan matematis, besaran medan magnet bumi dengan luaran linear dari kecepatan merupakan jarak yang ditempuh per satuan perubahan sudut orientasi tentu dapat memberikan waktu yang di representasikan sebagai solusi untuk masalah ini. Salah satu kelebihan yang didapatkan dari solusi yang ditawarkan adalah menjadi yc = yc/yc. piranti portable berbiaya murah untuk melakukan tracking posisi, mengukur kecepatan perpindahan. Dimana v= kecepatan, s adalah jarak dan t adalah waktu. menentukan arah mata angin saat melakukan Dengan menggunakan dua koordinat maka kita dapat pergerakan, yang tentunya dapat dimanfaatkan untuk mengetahui jarak yang telah di tempuh. Jam GPS dapat berbagai keperluan seperti navigasi perjalanan. digunakan untuk mengukur seberapa lama perpindahan tersebut terjadi. Tinjauan Pustaka/Penelitian Sebelumnya 2 Kompas Digital Berbagai penelitian telah dikembangkan dengan memanfaatkan teknologi GPS seperti pelacakan posisi Kompas merupakan perangkat sederhana. Kompas kendaraan . dan human tracking . namun magnetik t erdiri dari magnet skecil, pivot point yang penelitian ini terbatas pada tracking posisi tanpa ringan dan seimbang. Salah satu ujung jarum ditandai memperhitungkan kecepatan pergerakan dan arah dengan huruf AuNAy untuk menyatakan Utara. Kompas Penelitian . memfokuskan pada magnetic memiliki kelemahan saat berada pada platform penerapan teknologi kompas digital untuk pergerakan yang bergerak seperti Kapal dan Pesawat Terbang. Penelitian yang sudah dilakukan ini dapat Kompas magnetic memiliki kecenderungan untuk dijadikan sebagai dasar untuk melakukan perbaikan dan mengoreksi dirinya sendiri lebih lambat dan harus dalam sekaligus memanfaatkan teknologi agar lebih berguna di posisi yang rata. Akibat kecenderungan inilah banyak Peran teknologi internet of things seperti yang lebih menggunakan kompas berbasis gyroscop. pada penelitian . dapat divisualisasikan dengan Konsep giroskop yang berputar jika ditopang menggunakan gimbal yang berputar keatas akan menambahkan perangkat GPS dan Kompas digital. mempertahankan posisinya meskipun bingkai bergerak Kontribusi penelitian ini jika dibandingkan dengan dan berputar. Kecenderungan inilah yang digunakan penelitian yang sudah dilakukan terletak pada nilai untuk meniru kompas digital. kegunaan dan pemanfaatan dari prototipe yang Penelitian ini menggabungkan dua teknologi 3. Metodologi Penelitian berbiaya murah yang sudah pernah diteliti sebelumnya untuk dapat menghasilkan prototipe yang lebih Metode yang digunakan pada peneitian ini adalah Perbaikan dari sisi penyajian data dan penelitan dan pengembangan untuk menghasilkan informasi juga dilakukan dengan menggunakan desain sebuah purwarupa. Metode ini bertujuan untuk sistem arsitektur pengembangan perangkat lunak yang mengetahui tingkat keberhasilan rancang bangun sistem Jika ditemukan adanya masalah dalam sistem, baik kesalahan berupa: kesalahan penguna, metode/prosedur, sistem komunikasi maupun teknik Kadek Suar Wibawa. Ketut Agung Cahyawan Wiranata. / Jurnal Sains dan Informatika : Vol. 08 No. pengukuran maka langkah analisa dapat dilakukan pada sesi brainstorming. Metode yang digunakan menekankan pada aspek perbaikan kinerja sistem baik dari sisi perangkat keras maupun dari sisi perangkat lunak untuk mendapatkan hasil terbaik dengan nilai resolusi dan nilai akurasi yang lebih baik pula. Pengujian dilakukan dengan C membandingkan purwarupa dengan nilai yang Langkah penelitan dapat terlihat pada Gambar dengan perangkat keras, pengkabelan dan interkoneksi yang digunakan pada prototipe. Network layer merupakan lapisan jaringan yang menghubungkan satu piranti atau sensor dengan piranti lainnya. Network layer juga memiliki peran untuk menghubungkan prototipe dengan sistem Service support dan Aplication Support layer merupakan lapisan yang menjembatani perangkat keras dengan perangkat lunak aplikasi. Service support menjamin kinerja perangkat lunak dapat berjalan pada perangkat keras dengan baik. Aplication layer merupak lapisan paling akhir yang berhubungan dengan pengguna akhir. Gambar 2. Arsitektur Sistem Dengan membangun arsitektur yang tepat maka dapat diminimalisir kesalahan yang berujung pada kegagalan Model yang dipergunakan pada penelitian ini mengacu sistem secara keseluruhan. Arsitektur sistem juga pada model AADIE yang terdiri dari 5 tahapan utama: memungkinkan untuk memudahkan pengembangan atau Analyze (Analisi. Design (Perancanga. Development memperluas sistem prototipe yang dibangun. (Pengembanga. Implementation (Implementas. , dan Evaluation (Evaluas. Model ini dipilih karena 3. 2 Desain Sistem manggunakan pendekatan yang sistematis. Tahap analisa kebutuhan dan desain sistem menggunakan Arsistektur sistem digunakan sebagai dasar untuk pendekatan model arsitektur sederhana dari Internet of membuat desain sistem. Rancangan desain sistem Things dengan membagi kebutuhan desain kedalam 4 terlihat seperti Gambar 3. Desain perangkat keras sistem lapisan utama. Pengembangan sistem berbasiskan menggunakan mikro kontroler ESP32 sebagai prosesor prototipe perangkat keras sistem tertanam dan utama untuk akusisi dan pengolahan data. Module GPS implementasi perangkat lunak pendukung aplikasi. Penerima menggunakan EM-411 dengan antenna Evaluasi pada level laboratorium dan pengujian skala internal. Kompas digital menggunakan module sensor terbatas untuk mengetahui tingkat kesesuaiaan desain magnetik seri QMC5883L dan Module SD Card sistem secara menyeluruh. universal untuk menulis data. Gambar 1. Alur Penelitan 1 Desain Arsitektur Sistem Arsitektur Teknologi seperti pada Gambar 2. menggunakan empat layer yang terdiri dari : Device layer merupakan lapisan dasar pada arsitektur yang di bangun. Layer ini berkaitan Kadek Suar Wibawa. Ketut Agung Cahyawan Wiranata. / Jurnal Sains dan Informatika : Vol. 08 No. Tiap interval 100 ms mikro kontroler membaca data hasil pengukuran dari kompas digital untuk menentukan posisi heading . Tiap 500mS mikro kontroler melakukan kalkulasi perpindahan posisi dari data satelit yang Untuk selanjutnya ditulis dalam memori eksternal SD Card. Tiap detik perangkat akan melakukan update pada informasi dan Plot data pada LCD. Pemilihan interval waktu 100mS sudah dapat mewakili perubahan posisi penunjuk arah dalam waktu Meskipun demikian didalam beberapa kasus seperti pada posisi yang diam akan terdapat pembacaan data yang sama. Gambar 3. Desain Sistem Antarmuka GPS Hasil dan Pembahasan menggunkaan Serial komunikasi dengan baudrate Kompas digital didesain menggunakan antar Hasil implementasi integrasi sistem perangkat keras dan muka komunikasi I2C. Modul LCD dan Modul SD Card perangkat luna menggunkaan antarmuka komunikasi SPI. pengukuran Kompas digital didapatkan offset Sehingga perlu dilakukan offset nilai hasil pengukuran menggunakan kompensasi nilai perbedaan Waktu merupakan variable yang krusial didalam sudut. Plot Hasil offset pengukuran terlihat pada penelitian ini. Kesalahan dalam manajemen waktu pada Gambar 5. Offset nilai pengukuran dilakukan secara desain perangkat lunak dapat menyebabkan kegagalan software. kinerja sistem secara menyeluruh. Untuk menjamin validitas data pada aplikasi ini menerapkan sistem pewaktu dengan model pulling tiap interval waktu Diagram kondisi ditunjukan seperti pada Gambar 4. 3 Desain Perangkat Lunak Gambar 5. Hasil Offset pengukuran Kompas Digital a. kompensasi dan b. setelah kompensasi Gambar 4. Diagram Kondisi Perangkat Lunak Aplikasi Setelah kompensasi pengukuran diterapkan dilakukan uji hasil pembacaan pengukuran untuk mengetahui tingkat akurasi pengukuran. Metode yang digunakan dalam pengujian ini adalah dengan membandingkan nilai hasil pengukuran dengan sumber referensi. Dalam hal ini menggunakan kompas manual dan kompas digital yang terdapat pada aplikasi smart phone seperti pada Gambar 6. Dari hasil pengukuran didapatkan rata-rata selisih pengukuran hingga 2 derajat. Diagram kondisi menunjukan bagaimana tiap tugas pada sistem aplikasi bekerja berdasarkan sistem pewaktu yang telah di buat. Setelah inisialisasi awal semua antar muka perangkat keras dilakukan, sistem memasuki kondisi perulangan. Pada kondisi ini Interrupt Service Routine Timer (ISR) memegang peran penting dalam pengaturan tugas. ISR memberikan penanda untuk tiap tugas yang harus dijalankan dengan menggunakan ISR di inisialisasi pada interval 100 mS, jadi dalam 1 detik terdapat 10 kali penanda yang dibangkitkan untuk melakukan tugas. Kadek Suar Wibawa. Ketut Agung Cahyawan Wiranata. / Jurnal Sains dan Informatika : Vol. 08 No. Hasil visualisasi uji validitas pengkuran data sensor GPS dengan menggunakan APIAos maps terlihat seperti Gambar 6. Hasil Pengujian Kompas Digital Hasil pengukuran geolokasi didasarkan pada hasil pembacaan penerima GPS. Hasil uji pertama dilakukan untuk mengetahui offset nilai pengukuran secara Gambar 7. Visualisasi plot jarak koordinat titik berulang pada posisi yang sama. Hasil pengukuran terlihat seperti pada table 1. Data hasil pengukuran menunjukan dari 100 kali pembacaan data didapatkan pergeseran posisi pengukuran sebanyak 20 data. Dari 20 Hasil akurasi yang baik pada pembacaan koordinat GPS data tersebut dilakukan perhitungan untuk mengetahui tentunya akan memberikan hasil yang baik pula untuk perbedaan jarak antara 1 data dengan data yang lainnya. pengukuran kecepatan. Metode yang digunakan untuk Disini terlihat selisih jarak sekitar 1 hingga 2 meter melakukan pengujian adalah dengan membandingkan antara titik pengukuran. Hal ini menunjukan nilai hasil nilai yang didapatkan pada purwarupa dengan hasil akurasi pada sensor GPS EM411 sekita 1 meter hingga pembacaan kecepatan GPS pada aplikasi smartphone. 2 meter. Perbedaan nilai pengukuran tentunya sangat Kedua perangkat diletakan berdampingan pada sebuah dipengaruhi oleh kondisi dan cuaca saat pengukuran. Dari hasil percobaan didapatkan selisih Pada kondisi statis atau diam, dalam kondisi langit hingga 2 Km/jam dengan nilai terbaik dengan selisih 0. bersih, akurasi pengukuran terbaik bisa didapatkan. Km/jam. Selisih kecepatan ini tentunya sangat tetapi pada kondisi kendaraan bergerak dan ditutupi dipengaruhi oleh tingkat akurasi pengukuran posisi GPS pepohonan yang rindang, akurasi pengukuran dapat saat melakukan cuplik data. Hasil percobaan seperti pada gambar 8. Uji validitas menunjukan tingkat kesahihan sebuah Validitas data sangat berkaitan dengan akurasi sistem pengukuran. Metode uji validitas data mengambil sample sebanyak 180 sample data uji pada satu titik pengukuran. Sample data ini diolah untuk mendapatkan validitas data pengukuran. Pegujian validitas data seperti pada Tabel 1. Dimana akurasi pengukuran dinyatakan valid dengan offset sekitar 2 dengan nilai terbaik pada 1 meter. Table 1. Perhitungan jarak koordinat titik Latitude Longitude Jarak . 0,998629535 0,999390827 0,997964627 0,999390827 0,998309425 0,990742155 0,998563544 0,999847695 Gambar 8. Hasil Pengujian Kecepatan Untuk dapat melakukan logger data secara waktu nyata, hasil pengukuran ditulis pada SD Card yang terdapat pada sistem. Untuk menjaga akurasi pencatatan maka dimanfaatkan sinyal PPS pada sensor GPS yang memberikan interrupt service routin pada PIN Interrupt external mikrokontroler. GPS memberikan interrupt pada interval 2 detik. Dengan melakukan counter waktu maka didapatkan durasi waktu penulisan file yang baru yang lebih tepat untuk meminimalisir kesalahan Kadek Suar Wibawa. Ketut Agung Cahyawan Wiranata. / Jurnal Sains dan Informatika : Vol. 08 No. penulisan data. Hasil penulisan file pada SD Card titik berwarna biru. Titik tersebut menunjukan waktu terlihat pada Gambar 9. dan posisi cuplik data dilakukan. informasi lainnya ditampilkan dalam format data. Gambar 9. Dump hasil capture file pada SD Card Pengujian tahap berikutnya berupa uji praktikalitas. Gambar 11. Plot hasil pengukuran dengan menggunakan API's Maps Untuk mengetahui keterpakaian suatu produk. Uji praktikalitas dilakukan dengan cara meletakan sistem pada kendaraan dengan menggunakan catudaya Hasil perekaman data pada SD card dapat dibaca dengan Untuk keberhasilan menggunakan SD Card reader pada perangkat personal implementasi sistem secara menyeluruh. Dari hasil computer maupun pada perangkat aplikasi mobile yang pengujian didapatkan durabilitas yang baik dan mendukung format FAT32. File data ditulis dengan informasi yang ditampilkan pada layer LCD juga jelas menggunakan format file . Gambar 12 data yang dan dapat mudah dipahami seperti terlihat pada Gambar terekam pada file 1292022_8259. Dengan history Informasi yang disajikan merupakan data realtime data yang terekam pada file . txt, pengguna bukan hanya hasil pengukuran. Kompas digital menyajikan informasi dapat melihat atau memvisualisasikan posisi kendaraan penunjuk orientasi arah NNE (North-North-Eas. ENE secara waktu nyata tetapi dapat juga history perjalanan (East-North-Eas. ESE (East-South-Eas. ,SSE (South- yang dilakukan. South-Eas. SSW (South-South-Wes. WSW (WestSouth-Wes. WNW (West-North-Wes. NNW (NorthNorth-wes. dan besaran sudut dari 0 hingga 359 derajat. Informasi ini memudahkan bagi pengendara untuk mengetahui arah orientasi kendaraan ketika melewati yang tidak diketahui medanya. Gambar 10. Pengujian sistem waktu nyata Gambar 12. data file yang terekam pada file SD Card. Hasil tracking perekaman data divisualisasikan dengan Kolom pertama menunjukan nilai sudut dari Kompas menggunakan APIAos Maps dengan menampilkan nilai digital. Kolom kedua menunjukan informasi arah pengukuran yang lain seperti pada Gambar 11. Posisi . Kolom ketiga dan ke empat koordinat ditampilkan secara visual . berupa menunjukan informasi latitude dan longitude. Kolom ke Kadek Suar Wibawa. Ketut Agung Cahyawan Wiranata. / Jurnal Sains dan Informatika : Vol. 08 No. lima menunjukan kecepatan. Kolom ke enam . Lestari, "Rancang Bangun Mobile menunjukan altitude, dan kolom ke tujuh dan delapan Tracking Application Module Untuk Pencarian menunjukan tanggal dan waktu perekaman data. Posisi Benda Bergerak Berbasis Short Massage Service (Sm. ," in Seminar Nasional Teknologi Informasi Dan Komputasi. Kupang, 2013. Kesimpulan Simpulan . Isyanto, "Desain Monitoring Human Tracking dengan RFID dan GPS," Hasil implementasi dan pengujian menunjukan Sistem RESISTOR (Elektronika Kendali Telekomunikasi pemantauan personal posisi, kecepatan dan penunjuk Tenaga Listrik Kompute. , vol. 3, no. 1, pp. 9-10, arah digital telah sesuai dengan persyaratan desain sistem yang diinginkan. Hasil pengujian menunjukan Kompas digital mampu menunjukan arah dengan nilai . Juansyah, "Pembangunan aplikasi child tracker kesalahan A 2 derajat, offset perbedaan selisih jarak berbasis assistedAeglobal positioning system . -gp. pengukuran GPS hingga 2 meter dan perbedaan dengan platform android. ," Jurnal Ilmiah Komputer kecepatan hingga 2 Km/ Jam. Hasil pengukuran dapat di dan Informatika (KOMPUTA), vol. 1, no. 1, pp. 1-8, rekam pada SD Card dalam interval waktu 200mS. Daftar Rujukan . BERODA, "Desain Dan Implementasi Grid-Based Map Sebagai Sistem . Aris Budi Sulistyo. Pengenalan Posisi Pada Kontes Robot Pemadam Api "Perancangan Alat Uji Speedometer Portable Indonesia (Krpa. Divisi Beroda," Universitas Berbasis Arduino Guna Menunjang Pengujian Brawijaya. Malang, 2014. Kendaraan Bermotor Keliling," Jurnal Keselamatan Transportasi Jalan (Indonesian Journal of Road . Yusup Firmansyah, "Perancangan Aplikasi Safet. , vol. 9, no. 1, pp. 1-10, 2022. Sistem Parkir Otomatis menggunakan ERP Odoo Berbasis Internet of Things," Jurnal Sains dan . Schutz, "Could a satellite-based Informatika , vol. 7, no. 2, pp. 8-16, 2021. navigation system (GPS) be used to assess the physical activity of individuals on earth?," European journal of clinical nutrition, vol. 5, no. Corporation, "hobbytronics," 10 January 2022. [Onlin. Avail https://w. uk/datasheets/EM411Product_Guide1_2 51, pp. 338-339, 1997. [Accessed 10 October Agustu. Junus, "Sistem Pelacakan Posisi Kendaraan Dengan Teknologi Gps & Gprs Berbasis Web," Jurnal Eltek, vol. 10, no. 2, pp. 58-67, 2012.