Chapter III-V

40
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
3.1.
Analisis Sistem
Analisis sistem bertujuan untuk memecah sistem ke dalam komponen-komponen
subsistem yang lebih kecil untuk mengetahui hubungan setiap komponen tersebut
dalam mencapai tujuan. (Whitten, 2007)
3.1.1. Analisis Kebutuhan Sistem
Analisis kebutuhan sistem meliputi analisis kebutuhan fungsional dan non-fungsional.
Kebutuhan fungsional mendeskripsikan fungsi-fungsi yang harus dilakukan oleh
sebuah sistem untuk mencapai tujuan. Sedangkan kebutuhan non-fungsional
mendeskripsikan fitur lain seperti karakteristik, batasan sistem, performa, dokumentasi
dan yang lainnya agar sistem berjalan sukses (Whitten, 2007) .
3.1.1.1. Analisis Kebutuhan Fungsional Sistem
Kebutuhan fungsional yang harus dimiliki oleh sistem kontroler game mobile dengan
aplikasi Android dan Unity adalah :
1. Sistem dapat mengontrol dan menggerakan game mobile
3.1.1.2. Analisis Kebutuhan Non-Fungsional Sistem
Kebutuhan non-fungsional yang harus dimiliki oleh sistem kontroler game mobile
dengan aplikasi android dan Unity:
Universitas Sumatera Utara
30
1. Waktu proses koneksi cepat, sehingga dapat mengefektifkan waktu pengguna
sistem
2. Tampilan antarmuka sistem menarik dan dapat dimengerti oleh pengguna sistem
3.1.2. Analisis Pemodelan Sistem
Pemodelan sistem bertujuan untuk menampilkan kebutuhan dari sebuah perangkat
lunak. Salah satu jenis pemodelan kebutuhan sistem adalah model berbasis skenario,
model ini menggambarkan spesifikasi kebutuhan perangkat lunak dari berbagai sudut
pandang aktor di dalam perangkat lunak (Pressman, 2010).
Pada penelitian ini digunakan UML sebagai bahasa pemodelan untuk mendesain dan
merancang kontroler game mobile. Model UML yang digunakan adalah use case
diagram, activity diagram, dan sequence diagram.
3.2.
Perancangan Sistem
Perancangan sistem bertujuan untuk mendeskripsikan dan menunjukan gambaran
sistem yang akan dibangun. Perancangan sistem yang akan diaplikasikan ke dalam
penelitian ini adalah perancangan sistem dengan menggunakan UML. UML merupakan
bahasa yang berfungsi untuk menjelaskan masing-masing komponen pada sistem secara
detail, berikut dengan interaksi yang terjadi pada masing-masing komponen tersebut.
Model UML yang digunakan, diantaranya adalah : use case diagram, activity diagram,
serta sequence diagram.
3.2.1. Pemodelan dengan Menggunakan Use Case Diagram
Untuk mengetahui aktor dan use case yang akan digunakan, maka dilakukan identifikasi
aktor dan identifikasi use case. Setelah mendapatkan aktor dan use case, maka use case
diagram dapat digambarkan. Pengidentifikasian aktor dan use case pada sistem ini
ditunjukkan pada tabel 3.1 dan tabel 3.2 :
Universitas Sumatera Utara
31
Tabel 3.1 Definisi Aktor
No
1
Aktor
Deskripsi
User
Pengguna sistem yang memiliki hak untuk
mengontrol Game Mobile
Tabel 3.2 Definisi Use Case
Use Case ID
Use Case
UC-01
Pairing device
Use case pairing device ini akan menjelaskan secara sederhana proses komunikasi
sistem pada mikokontroler dengan Android dengan menggunakan Algoritma PID dan
Algoritma Kalman Filter yang dapat dilihat pada tabel 3.3 yang merupakan
dokumentasi naratif dari use case pairing device. Perlu diketahui bahwa proses
komunikasi harus dilakukan setiap menjalankan aplikasi.
Tabel 3.3 Skenario Use Case Pairing Device
Aksi Aktor
Reaksi Sistem
Skenario Normal
1. Buka Aplikasi Sistem
2. Pairing Device
3.Terkoneksi dan masuk ke dalam game
Berdasarkan table-tabel narrative use case di atas, maka dapat dilihat, use case yang
dihasilkan sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Universitas Sumatera Utara
32
Gambar 3.1 Use Case Sistem
3.2.2. Activity Diagram Pairing Device
Activity diagram pairing device akan menggambarkan hubungan aliran kerja yang
telah dijelaskan pada use case pairing device. Activity diagram pairing device dapat
dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Activity Diagram untuk Proses Pairing Device
Universitas Sumatera Utara
33
3.2.3. Pemodelan dengan Menggunakan Sequence Diagram
Sequence diagram adalah diagram yang menunjukan interaksi yang ada pada sistem
dan menjelaskan bagaimana proses operasi yang ada pada masing-masing komponen
pada sistem berdasarkan perintah yang ada pada sistem. Diagram ini membangun suatu
diagram pesan secara berurutan dan menunjukan interaksi yang disusun secara
berurutan. Pada Gambar 3.3 di bawah ini dapat dilihat sequence diagram untuk proses
pairing device.
Gambar 3.3 Sequence Diagram Proses Pairing Device
3.3.
Perancangan Sistem
3.3.1. Flowchart Sistem
Flowchart merupakan diagram alir dari bagan-bagan tertentu yang memiliki arus
penggambaran mengenai langkah-langkah penyelesaian suatu permasalahan. Selain itu,
flowchart juga memiliki fungsi memudahkan proses pengecekan terhadap sistem yang
akan dibuat. Pada Gambar 3.4 di bawah, dapat dilihat flowchart dari sistem yang
dibangun.
Universitas Sumatera Utara
34
Gambar 3.4 Flowchart Kalman Filter
Universitas Sumatera Utara
35
Gambar 3.5 Flowchart PID
3.4.
General Arsitektur
Gambar 3.6 General Arsitektur
Universitas Sumatera Utara
36
3.5.
Perancangan Antar-Muka
Sistem akan dibangun menggunakan bahasa pemrograman C# dengan menggunakan
software Unity. Rancangan antar muka disesuaikan dengan kebutuhan dan software
yang digunakan. Antar muka menggunakan 1 layout, yaitu : layout Pairing Device.
3.5.1. Antar muka Paring Device
Pada Gambar 3.6 dapat dilihat tampilan layout pairing device yang berfungsi untuk
melakukan proses komunikasi antara Android dan Mikrokontroler
Gambar 3.7 Rancangan Layout Pairing Device
Komponen yang dipakai untuk membangun antar muka layout Pairing Device pada
Gambar 3.5 di atas adalah sebagai berikut :
1. Label ”Paired Device” : label yang berfungsi untuk mengkoneksikan Bluetooth
di Android dan di Mikrokontroler
2. Label ”list Bar”
: label yang berfungsi untuk menampilkan Bluetooth
yang telah di kenal oleh Android
Pada Tabel 3.4 di bawah ini dapat dilihat rincian-rincian perangkat keras yang
digunakan dalam membangun system.
Tabel 3.4 Rincian Perangkat Keras
Universitas Sumatera Utara
37
No
Nama Barang
Banyak Fungsi
1.
Arduino Nano
1
Processor Utama
2.
HC-05
1
Koneksi Bluetooth
3.
Modul GyroScope
1
Mengambil kordinat x,y
Sementara itu, rancangan perangkat keras kontroler tersebut, dapat di lihat pada Gambar
3.6 yang ada di bawah ini.
Gambar 3.8 Perancangan Perangkat Keras
Universitas Sumatera Utara
38
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
4.1.
Implementasi Sistem
Tahap implementasi sistem merupakan lanjutan dari tahap perancangan sistem. Pada
tahap ini dilakukan implementasi sistem ke dalam bahasa pemrograman berdasarkan
hasil analisis dan perancangan sistem. Pada tahap implementasi ini digunakan perangkat
lunak dan perangkat keras, sehingga sistem yang dibangun dapat diselesaikan dengan
baik.
Gambar 4.1 Diagram Ishikawa
Pada Diagram Ishikawa pada gambar 4.1 menjelaskan implementasi sistem Kontroller
Game Mobile berbasis Arduino Nano dan Unity dengan menerapkan algoritma PID dan
Kalman Filter.
Universitas Sumatera Utara
37
Pada sistem perancangan game mobile, user dapat mengontrol game mobile dan
menggerakan game mobile. Arduino Nano yang digunakan sebagai pengontrol utama
game di kendalikan melalui Smartphone Android. Penghubung antara Arduino dengan
Android menggunakan koneksi Bluetooth.
4.1.1. Tampilan Antar Muka
Tampilan antar muka dari sistem ini diimplementasikan berdasarkan dari tahap analisis
dan perancangan sistem. Tampilan antar muka sistem ini terdiri dari 2 halaman utama,
yaitu :
1. Pairing Device
2. Game
4.1.1.1. Tampilan Halaman Pairing Device
Halaman Pairing Device merupakan halaman yang muncul pertama kali pada saat
sistem pertama kali dijalankan. Pada halaman pairing device, user harus memilih
bluetooth agar android dan arduino nano dapat berkomunikasi. Tampilan halaman
pairing device dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Halaman Pairing Device
Universitas Sumatera Utara
38
Sementara itu, source code untuk melakukan pairing device dapat dilihat pada Gambar
4.3 di bawah ini.
Gambar 4.3 Kode Program Pemasangan Bluetooth dan Pemindahan Halaman
4.1.1.2. Tampilan Halaman Game
Halaman Game merupakan halaman yang digunakan untuk melakukan permainan
Game yang telah dibuat. Di halaman inlah user dapat melihat pergerakan game yang
telah dikontrol dengan menggunakan arduino nano. Berikut adalah tampilan halaman
game yang dapat di lihat pada Gambar 4.4
Gambar 4.4 Tampilan Halaman Game
Universitas Sumatera Utara
39
Sementara itu, source code yang dibuat untuk melakukan kontrol pada game, dapat
dilihat pada Gambar 4.5 di bawah ini.
Gambar 4.5 Kode Program Game Untuk Pergerakan animasi
4.1.2.
Perangkat Keras
Sistem perancangan kontroler game mobile yang telah dibangun dapat membuat user
mengontrol game dan menggerakan game secara jarak jauh dengan menggunakan
koneksi bluetooth. Konstruksi utama perangkat keras yang digunakan, dapat dilihat
pada Gambar 4.6 (tampak depan) dan Gambar 4.7 (tampak belakang) di bawah ini.
Gambar 4.6 Konstruksi Utama Tampak Depan
Universitas Sumatera Utara
40
.
Gambar 4.6 Konstruksi Utama Tampak Belakang
4.2.
Pengujian Sistem
Pengujian sisem dilakukan untuk mengetahui jarak maksimal untuk pengiriman data
dari Bluetooth pada Arduino Nano ke Android. Untuk pengujian ini menggunakan
komunikasi Bluetooth.
4.2.1. Pengujian Bluetooth
Untuk pengujian melalui komunikasi bluetooth, dilakukan pengukuran jarak antara
Android dengan Arduino Nano dan didapat hasil sebagai berikut :
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Jarak Bluetooth
Nama
Jarak (Meter)
Hasil
Catatan
A01
±5
Terhubung
Respon cepat
A02
± 10
Terhubung
Respon cepat
A03
± 15
Terhubung
Respon cepat
A04
± 20
Terhubung
Respon cepat
A05
± 25
Terhubung
Respon lambat
A06
± 30
Terhubung
Respon lambat
A07
± 35
Terputus
Tidak ada respon
Universitas Sumatera Utara
41
4.2.2. Pengujian Algoritma Kalman Filter
Untuk pengujian Algoritma Kalman Filter, dilakukan proses pengambilan data dengan
menggunakan sensor gyroscope mpu-6050. Dan perbedaan data menggunakan
Algoritma Kalman Filter dan tanpa Algoritma Kalman Filter dapat dilihat pada tabel
4.2
Tabel 4.2 Data Gyroscope Menggunakan Kalman dan Tanpa Kalman
Kalman filter Kalman
sudut X
filter Pembacaan
sudut Y
sudut
tanpa kalman filter
X Pembacaan
Sudut Y tanpa
kalman filter
26.75
-23.52
124.00
151.00
26.77
-23.50
128.00
99.00
26.78
-23.50
133.00
80.00
26.82
-23.48
149.00
113.00
26.82
-23.47
120.00
81.00
26.83
-23.45
118.00
129.00
26.85
-23.44
146.00
132.00
26.87
-23.42
148.00
83.00
26.88
-23.42
136.00
70.00
26.91
-23.40
155.00
138.00
Pada tabel 4.2 dapat dilihat bahwa pembacaan dari sensor gyroscope tanpa Algoritma
Kalman Filter tidak stabil dibandingkan dengan pembacaan sensor gyroscope dengan
menggunakan Algoritma Kalman Filter.
Grafik1 Kalman Filter dan Tanpa Kalman Filter
Universitas Sumatera Utara
42
4.2.3. Pengujian Algoritma PID
Untuk pengujian algoritma PID, algoritma ini tidak cocok dengan sistem yang dibuat
dikarenakan error yang di dapat diakibat oleh kesalahan user itu sendiri bukan sistem
yang membuat kesalahan, oleh karena itu algoritma PID pada sistem ini tidak
dimasukan.
Akan tetapi untuk cara perhitungan algoritma PID terdapat pada Gambar 4.7 dan
Gambar 4.8 dibawah ini
Gambar 4.7 Perhitungan PID Pada Sudut X
Gambar 4.8 Perhitungan PID Pada Sudut Y
Universitas Sumatera Utara
43
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Setelah melakukan studi literatur, analisis dan perancangan dan pengujian terhadap
penggunaan Mikrokontroler Arduino Nano berbasis Android dan Unity dengan
Algoritma PID dan Algoritma Kalman Filter untuk sistem kontroller game mobile,
maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Sistem ini telah dibuat menggunakan algoritma PID, namun algoritma tersebut
tidak dapat berkerja secara maksimal bahkan apabila memakai algoritma PID
kecepatan pemprosesan data akan menjadi lambat.
2. Sistem ini telah dibuat menggunakan Algoritma Kalman Filter, dengan
menggunakan Algoritma Kalman Filter hasil data yang di dapat dari gyroscope
stabil.
3. Kontroller game yang telah dibuat dengan berbasis arduino nano dapat
mengontrol sesuai dengan keinginan user.
4. Sistem ini dapat berkomunikasi menggunakan komunikasi serial.
Universitas Sumatera Utara
xliv
5.2. Saran
Berikut ini adalah hal-hal yang menjadi saran dari penelitian ini atau untuk penelitian
selanjutnya yang terkait:
1. Untuk pengembang selanjutnya, diharapkan dapat menggunakan algoritma
PID pada kontroller yang autonomous.
2. Untuk pengembang selanjutnya, diharapkan menggunakan algoritma kalman
filter pada kontroller dikarenakan pembacaan yang stabil dikarenakan
pemakaian algoritma tersebut.
3. Untuk pengembang selanjutnya, diharapkan dapat ditambahkan fungsi
tambahan pada game seperti lari, lompat agar game terlihat lebih menarik.
Universitas Sumatera Utara