MINIATUR PALANG PINTU KERETA API JALUR GANDA … · Dengan telah selesainya Laporan Tugas Akhir ini...
Transcript of MINIATUR PALANG PINTU KERETA API JALUR GANDA … · Dengan telah selesainya Laporan Tugas Akhir ini...
TUGAS AKHIR
MINIATUR PALANG PINTU KERETA API JALUR GANDA
OTOMATIS DENGAN MENAMPILKAN WAKTU TUNGGU
MENGGUNAKAN ARDUINO
Disusun Dalam Memenuhi
Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S1)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Semarang
Nama : Rendy Angkawjaya
Nim : C.431.13.0116
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEMARANG
SEMARANG
2019
ii
iii
iv
v
ABSTRACK
Name : Rendy Angkawijaya
Nim : C.431.13.0116
Title : The Miniature of Automatically Double Track Barrier by Showing
Waiting Time Use Arduino
Railway accident is one of transportation incident. One of the recent
problem is barrier issue. Generally, the accident happned is caused of the barrier
custodian careless. The human and technology factor is often become attenion in
many cases at railway track. Some researches of automatic barrier technology is
ever be conducted. The purpose of the research is to develop the research of
automatic barrier technology.
The Research and Development method or R&D is applied in this
research. The development of previously research is conducted by apply it on
double railway track. The scheme of miniature making is started from power-
ration series making alarm series, manual control series and make censor srf-04
communication, servo, alarm, LED and LCD lamp with arduino. The miniature
test-driving is conducted in two steps, that is functio test and miniature work-show
test.The fuctional test includes whole system test. The miniature work-show test
includes power-ration serles test, censor srf-04 test and angle carefullnes on servo.
The result of the research is automatic barrier miniature on double railway-
track and show the waiting-time use arduino. The barrier can close automatically,
and in emergency situation, the barrier can be operated manually.
Keywords : railway, barrier, double railway track, ultrasonic censor, arduino.
vi
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala
rahmat, karunia dan hidayah-Nya, penulis diberi kekuatan untuk menyelesaikan
Tugas Akhir ini. Sehuingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas
Akhir. Penulisan Tugas Akhir ini dimaksudkan guna memenuhi salah satu syarat
untuk menyelesaikan Jenjang Pendidikan Sarjana (S-1) Program Studi Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Semarang.
Dengan telah selesainya Laporan Tugas Akhir ini yang tidak terlepas dari
dukungan dan bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak
langsung. Oleh karena itu perkenankanlah penulis menyampaikan ucapan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Andy Kridasusila, SE, MM , selaku Rektor Universitas Semarang.
2. Bapak Purwanto, ST, MT , selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Semarang.
3. Ibu Titik Nurhayati, S.T, M.Eng, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Semarang.
4. Ibu Budiani Destyningtias, S.T, M.Eng, selaku Dosen Pembimbing I yang
telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan pengarahan,
saran, dan bimbingan materi serta berbagai kemudahan yang
memungkinkan dalam terselesainya penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Agus Margiantoro, S.Si, M.T, selaku Dosen Pembimbing II yang
telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan pengarahan,
saran, dan bimbingan materi serta berbagai kemudahan yang
memungkinkan dalam terselesainya penyusunan Tugas Akhir ini.
6. Orang tua dan keluarga yang telah memberikan bantuan dukungan moral
dan material.
7. Sahabat yang telah banyak membantu saya dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
vii
Penulis menyadari bahwa penelitian ini tidak sesempurna sebagaimana
yang diharapkan, untuk itu saran dan kritik sangat diharapkan demi
penyempurnaan skripsi ini. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat untuk
para akademisi, praktisi ataupun untuk penelitian-penelitian selanjutnya. Akhir
kata penulis mohon maaf atas kekurangan dan kesalahan yang ada pada
penyusunan laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua
terutama bagi pihak yang berkepentingan.
Semarang, 1 Januari 2019
Penulis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ............................................. iii
ABSTRAK ..................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR .................................................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... x
DAFTAR TABEL ........................................................................................... xii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 5
1.3 Batasan Masalah ............................................................................ 5
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................... 6
1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................... 6
1.6 Sistematika Penulisan Tugas Akhir ................................................ 7
BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................ 9
2.1 Penelitian Terdahulu ...................................................................... 9
2.2 Landasan Teori .............................................................................. 11
2.2.1 Palang Pintu Perlintasan Kereta ........................................... 11
2.2.2 Miniatur .............................................................................. 12
2.2.3 Mikrokontroller ................................................................... 12
2.2.3.1 Arduino Uno ............................................................ 13
2.2.3.2 Pembuatan Program ................................................. 14
2.2.4 Sensor ................................................................................. 17
2.2.5 Motor Servo DC .................................................................. 18
2.2.6 LCD (Liquid Crystal Display) ............................................. 20
ix
2.2.7 Adaptor/Power Supply ......................................................... 20
2.2.8 Buzzer ................................................................................. 21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 23
3.1 Metode Research and Development ............................................... 23
3.2 Identifikasi Kebutuhan ................................................................... 24
3.3 Analisis Kebutuhan ........................................................................ 25
3.4 Diagram Blok dan Gambar Rangkaian ........................................... 27
3.5 Flowchart Cara Kerja Miniatur ...................................................... 28
3.6 Penempatan Sensor Pada Miniatur ................................................. 34
3.7 Pembuatan Miniatur ...................................................................... 35
3.7.1 Rancang Bangun Palang Pintu Perlintasan ........................... 36
3.7.2 Perancangan Rangkaian ....................................................... 37
3.7.3 Langkah Pembuatan Hardware ............................................ 39
3.8 Pengoperasian Miniatur ................................................................. 42
3.9 Pengujian Miniatur ........................................................................ 43
3.10 Pengambilan Data ........................................................................ 43
BAB IV HASILNDAN PEMBAHASAN ....................................................... 45
4.1 Miniatur Palang Pintu Kereta Otomatis .......................................... 45
4.2 Pengujian dan Pembahasan Hasil Uji Miniatur ............................... 48
4.2.1 Uji Fungsional dan Uji Unjuk Kerja .................................... 48
4.2.2 Pembahasan Hasil Uji Miniatur ........................................... 58
BAB V PENUTUP ......................................................................................... 70
5.1 Kesimpulan ................................................................................... 70
5.2 Saran ............................................................................................. 71
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 72
LAMPIRAN ................................................................................................... 75
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Aturan Desain Pintu Perlintasan Kereta ....................................... 11
Gambar 2.2 Board Arduino Uno ..................................................................... 13
Gambar 2.3 Icon Arduino Uno ........................................................................ 14
Gambar 2.4 Halaman Pemrograman Arduino .................................................. 14
Gambar 2.5 Halaman Library Arduino ............................................................ 15
Gambar 2.6 Modul SRF-04 ............................................................................. 18
Gambar 2.7 Skema Ekivalen Motor DC Servo Dengan Kontrol Kecepatan ..... 19
Gambar 2.8 Motor DC Servo Dengan Kontrol Kecepatan ............................... 19
Gambar 2.9 LCD 1602 .................................................................................... 20
Gambar 2.10 Buzzer ....................................................................................... 22
Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian .............................................................. 24
Gambar 3.2 Diagram Blok Miniatur Palang Kereta ......................................... 27
Gambar 3.3 Rangkaian Penyambungan Komponen ......................................... 28
Gambar 3.4 Flowchart Mode Manual .............................................................. 29
Gambar 3.5 Flowchart Mode Otomatis Kereta Satu Arah ............................... 30
Gambar 3.6 Flowchart Mode Otomatis Kereta Simpangan .............................. 31
Gambar 3.7 Miniatur Rel Kereta Beserta Penempatan Sensor .......................... 35
Gambar 3.8 Desain Palang Pintu Perlintasan Kereta ........................................ 36
Gambar 3.9 Skema Rangkaian Power Supply .................................................. 37
Gambar 3.10 Layout LCD, Buzzer, dan LED Pada Papan Tampilan ............... 41
Gambar 3.11 Kotak Kontrol dan Power Supply ............................................... 42
Gambar 4.1 Miniatur Palang Pintu Kereta Otomatis ........................................ 45
Gambar 4.2 Kotak Kontrol dan Power Supply ................................................. 46
Gambar 4.3 Palang Pintu Perlintasan dan Papan Tampilan LCD ..................... 46
Gambar 4.4 Rangkaian Power Supply ............................................................. 53
Gambar 4.5 Pengukuran Sensor Secara Manual .............................................. 55
Gambar 4.6 Grafik Pengujian Sensor .............................................................. 56
xi
Gambar 4.7 Pengujian Servo Secara Manual ................................................... 57
Gambar 4.8 Grafik Perbedaan Pengukuran Ketelitian Sudut Servo Secara Manual
Dan Program ................................................................................... 58
Gambar 4.9 Pengujian Rangkaian Catu Daya Dengan Software Livewire ....... 64
Gambar 4.10 Tegangan Output dari IC 7812 ................................................... 65
Gambar 4.11 Tegangan Setelah Jembatan Dioda ............................................. 66
Gambar 4.12 Bentuk Gelombang Tegangan Ripple ......................................... 66
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Rincian Perlintasan Sebidang di Jawa Tengah Tahun 2014 .............. 1
Tabel 1.2 Data Jumlah Korban Kecelakaan Kereta .......................................... 3
Tabel 3.1 Sambungan Pin SRF-04 ke Mikrokontroller .................................... 38
Tabel 3.2 Sambungan Pin LCD ke Mikrokontroller ......................................... 39
Tabel 4.1 Uji Sistem Miniatur saat Kereta Satu Arah ...................................... 49
Tabel 4.2 Uji Sistem Miniatur saat Kereta Simpangan Dengan
Kereta dari Kiri ............................................................................... 50
Tabel 4.3 Uji Sistem Miniatur saat Kereta Simpangan Dengan
Kereta dari Kanan ........................................................................... 51
Tabel 4.4 Uji Sistem Miniatur Mode Manual .................................................. 52
Tabel 4.5 Hasil Uji Sisem Pengukur Waktu Tiba Kereta ................................. 52
Tabel 4.6 Pengujian Tegangan Output Regulator ............................................. 54
Tabel 4.7 Pengujian Arus Dengan Beban Sensor dan Servo ............................ 54
Tabel 4.8 Pengujian Sensor SRF-04 ................................................................ 55
Tabel 4.9 Data Hasil Pengujian Ketelitian Sudut Servo ................................... 57
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Datasheet Arduino Uno R3 ............................................................................. 75
Datasheet Sensor HC-SR04 ............................................................................. 80
Datasheet Mikro Servo SG90 .......................................................................... 82
Program Mikrokontroller ................................................................................ 83
Dokumentasi Penelitian .................................................................................. 87
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pintu perlintasan kereta api merupakan salah satu dari rangkaian teknologi
yang terdapat dalam sistem perkereta apian. Perlintasan kereta api di bagi dalam
dua macam, yaitu perlintasan sebidang dan perlintasan tidak sebidang. Perlintasan
sebidang yang diartikan sebagai elevasi jalan rel dan jalan raya ada pada satu
bidang. Perlintasan tidak sebidang yang di artikan sebagai elevasi jalan rel dan
jalan raya tidak berada pada satu bidang (Peraturan Direktur Jendral Perhubungan
Darat SK.770/KA.401/DRJD/2005). Perlintasan sebidang ada yang berpintu dan
ada yang tanpa pintu. Berdasarkan data Dinas Perhubungan Komunikasi dan
Informatika (Dishubkominfo) Jateng, pada tahun 2014 perlintasan sebidang kereta
api di Jawa Tengah mencapai 1809 unit, rinciannya ditunjukkan pada Tabel 1.1.
Tabel 1.1. Rincian perlintasan sebidang di Jawa Tengah Tahun 2014
No Daop
Perlintasan Sebidang Dijaga Tidak dijaga Liar Total
1 III Cirebon 66 154 4 224 2 IV Semarang 92 520 - 705 3 V Purwokerto 91 261 25 377 4 VI Yogyakarta 116 318 69 503
Total
365 1253 98 1809
Pada perlintasan berpintu di jaga oleh petugas jaga lintasan. Petugas jaga
lintasan memiliki tugas sebagai berikut :
1. Standby (siaga) di gardu perlintasan ada atau tidak ada jadwal kereta api yang
lewat.
2. Selalu memonitor kondisi lalu lintas dan perjalanan kereta.
2
3. Mengoperasikan peralatan pintu perlintasan dan peralatan kerja lainnya.
Mengatur atau menghentikan sementara kendaraan yang akan melintasi jalur
perjalanan kereta api.
4. Mengambil tindakan darurat dalam hal peralatan perlintasan kereta api tidak
berfungsi (Dishubkominfo.tegalkota.go.id).
Kecelakaan kereta api merupakan salah satu peristiwa transportasi yang
sering terjadi di Indonesia. Salah satu permasalahan yang mengemuka adalah
persoalan pintu perlintasan kereta api. Kecelakaan yang sering terjadi di sekitar
pintu perlintasan kereta api di sebabkan kelalaian petugas penjaga pintu atau sikap
dari para pengemudi yang tidak disiplin. Berikut merupakan beberapa kejadian
kecelakaan kereta di perlintasan:
1. 15 Juli 2014 pukul 23.37 WIB sepasang KA inspeksi Sindoro-Semeru
bernomor SI 31101 menabrak truk crane di JPL 49 KM 20+310 Jl.
Banjarkemantren, Buduran, Sidoarjo, Jawa Timur. Akibatnya, masinis kereta
Linda Bagus Sujarmanto (23) dan operator crane Abdul Mufid tewas terjepit
sedangan 2 lain luka berat dan mengakibatkan KAIS Sindoro dan truk rusak
berat juga palang pintu dan tiang lampu perlintasan hancur berantakan.
Penyebabnya dikarenakan penjaga petugas jaga lintasan tertidur pada
waktu kejadian dan tidak menutup palang pintu karena tidak mendengar ada
suara pemberitahuan untuk menutup pintu juga kereta itu tidak memiliki
jadwal untuk melintas (kereta luar biasa). (sumber : sidoarjo.kurikulum.org)
2. 5 Nopember 2015 pukul 08.00 KA Kalijaga menabrak mobil Suzuki Ertiga dan
sebuah motor dengan korban tewas satu orang dan korban luka satu orang.
3
Berdasarkan keterangan saksi, kecelakaan disebabkan karena petugas penjaga
terlambat mengetahui bahwa kereta datang dari dua arah dan palang pintu
sudah sempat dibuka selama beberapa detik. Sehingga kendaraan yang sempat
melaju ke tengah perlintasan tidak sempat menghindar saat KA Kalijaga
melintas. (sumber : m.detik.com)
3. 19 Mei 2016 pukul 04.23 KA Senja Utama Solo menabrak mobil dan bus
Trans Jakarta di perlintasan Gunung Sahari. Diduga terjadi karena petugas
penjaga palang pintu perlintasan Gunung Sahari terlambat menutup palang
pintu perlintasan kereta api. (sumber : Wikipedia.org)
Kecelakaan kereta api juga menyebabkan korban jiwa maupun luka – luka.
Data jumlah korban kecelakaan kereta api dari tahun 2010 sampai bulan April
tahun 2014 ditunjukkan pada Tabel 1.2.
Tabel 1.2. Data jumlah korban kecelakaan kereta
Tahun Meninggal Luka berat
Luka ringan 2010 43 58 97
2011 4 23 24
2012 4 8 37
2013 - - 39
April 2014
3 4 -
Penyebab kecelakan kereta api terdiri atas faktor manusia / operator (28
persen), prasarana (15 persen), alam (21 persen) sarana (28 persen) dan faktor
eksternal (8 persen) (dephub.go.id). Dari faktor manusia, penyebab terjadinya
kecelakaan di perlintasan kereta api selain dari pengendara mobil atau motor
yang menerobos palang pintu perlintasan, penyebab lainnya yaitu faktor kelalaian
4
petugas penjaga palang pintu perlintasan yang tidak menutup palang pintu ketika
kereta api melintas. Terutama pada rel kereta jalur ganda, dikhawatirkan petugas
membuka palang pintu sebelum kereta dari arah berlawanan selesai melintas.
Informasi yang selama ini didapat oleh pengendara kendaraan bermotor
hanya sebatas bunyi sirine dan menutupnya palang pintu perlintasan sebagai
tanda bahwa akan ada kereta api yang melintas. Sedangkan informasi mengenai
arah datangnya kereta, perkiraan waktu tiba kereta sampai di perlintasan dan
peringatan bahwa kereta simpangan dari dua arah pada jalur ganda selama ini
belum ada. Minimnya informasi yang didapat oleh pengendara kendaraan
bermotor tentang kereta yang akan melintas, juga memicu pengendara melakukan
tindakan yang membahayakan nyawanya.
Dalam rangka mengurangi kecelakaan tersebut perlu kirannya di perlintasan
yang tidak dijaga diberi pintu perlintasan otomatis yang juga menampilkan
informasi tambahan seperti arah datangnya kereta, perkiraan waktu tiba
kedatangan kereta, dan peringatan adanya kereta simpangan dari dua arah pada
jalur ganda. Sedangkan di perlintasan yang dijaga dipasangi kontrol pintu
otomatis untuk mengurangi human error, tetapi tetap dapat di kontrol secara
manual ketika di perlukan.
Berdasarkan hal – hal tersebut, maka akan dilakukan penelitian dengan
judul “Miniatur Palang Pintu Kereta Api Jalur Ganda Otomatis Dengan
Menampilkan Waktu Tunggu Menggunakan Arduino”. Miniatur ini
diharapkan dapat mengatur buka tutup palang pintu perlintasan kereta api secara
otomatis, menampilkan waktu tunggu berupa perkiraan kedatangan kereta api tiba
di perlintasan, menampilkan arah kedatangan kereta, memberikan waktu
5
hitung mundur sebelum palang turun agar kendaraan dibawahnya dapat
memutuskan untuk maju atau berhenti dan membedakan bunyi alarm jika
kereta yang akan lewat adalah kereta simpangan dua arah atau kereta satu arah
yang di operasikan secara otomatis dengan menggunakan arduino uno.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang dikemukakan di atas,
permasalahan yang akan diangkat dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana membuat miniatur palang pintu kereta api otomatis untuk jalur
ganda dengan menampilkan waktu tunggu mennggunakan arduino?
2. Bagaimana unjuk kerja miniatur palang pintu kereta api otomatis untuk
jalur ganda dengan menampilkan waktu tunggu mennggunakan arduino?
1.3. Batasan Masalah
Pembatasan masalah dalam penelitian ini dimaksudkan untuk
mempersempit ruang lingkup permasalahan yang akan dikaji lebih lanjut.
Pembatasan masalah tersebut antara lain:
1. Pembuatan miniatur palang pintu kereta api otomatis menggunakan
a rduino uno.
2. Sensor ultrasonic yang digunakan adalah SRF-04.
3. Menampilkan waktu hitung mundur sebelum palang pintu turun dan waktu
hitung kedatangan kereta dengan LCD 1602.
4. Pada miniatur ini digunakan satu Palang pintu yang di gerakkan dengan
microservo SG90.
5. Sistem pada miniatur ini di desain untuk jalur ganda dan dua arah kereta api.
6
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dalam penelitian ini:
1. Merealisasikan miniatur palang pintu kereta api otomatis untuk jalur ganda
dengan menampilkan waktu tunggu menggunakan arduino.
2. Mengetahui unjuk kerja dari miniatur palang pintu kereta api otomatis untuk
jalur ganda dengan menampilkan waktu tunggu menggunakan arduino.
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain :
1. Bagi mahasiswa.
a. Dapat digunakan sebagai pembelajaran dan penambah wawasan
tentang miniatur palang pintu kereta api otomatis untuk jalur ganda
dengan menampilkan waktu tunggu menggunakan arduino., serta
sebagai kajian untuk pengembangan selanjutnya.
b. Sebagai bentuk kontribusi terhadap Universitas dan pengabdian
kepada masyarakat dalam bentuk karya alat yang bermanfaat.
2. Bagi program studi Teknik Elektro.
a. Sebagai wujud dari perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi
(IPTEK).
b. Sebagai parameter kualitas dan kuantitas lulusan mahasiswa Fakultas
Teknik Universitas Semarang.
7
1.6. Sistematika Penulisan Tugas Akhir
Adapun susunan sistematika penyusunan tugas akhir ini terdiri dari bagian
awal, isi dan akhir.
1. Bagian awal:
Halaman judul, abstrak, halaman pengesahan, motto dan persembahan, kata
pengantar, daftar isi, daftar tabel, daftar gambar dan daftar lampiran.
2. Bagian isi terdiri dari 4 bab, yaitu:
BAB I: PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, identifikasi
masalah, batasan masalah, rumusan masalah, tujuan
penelitian, manfaat penelitian, penegasan istilah dan
sistematika penulisan tugas akhir.
BAB II: LANDASAN TEORI
Bab ini berisi tentang penelitian terdahulu, kerangka fikir
yang melandasi tentang pelaksanaan dan pembuatan
miniatur palang pintu kereta otomatis dengan menggunakan
arduino, sensor SRF-04, servo dimana salah satu fiturnya
adalah untuk mendeteksi kecepatan kereta dan waktu tunggu
kedatangan kereta dan teori- teori relevan.
BAB III: PERANCANGAN DAN PENGUJIAN ALAT
Bab ini berisi tentang perancangan dan langkah-langkah
pembuatan miniatur palang pintu kereta api otomatis dengan
8
menampilkan waktu tunggu kedatangan kereta
menggunakan arduino.
BAB IV: HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini menjelaskan tentang hasil pengujian danpembahasan.
BAB V: PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran.
3. Bagian akhir berisi:
Daftar pustaka dan lampiran-lampiran.
9
BAB II
LANDASAN TEORI
Pada Bab II akan dibahas penelitian terdahulu, kerangka pikir dan beberapa
teori penunjang, antara lain : kereta api, palang pintu perlintasan, microcontroller,
arduino uno, sensor, sensor ultrasonic SRF-04, motor servo DC, LCD 1602,
adaptor dan buzzer.
2.1. Penelitian Terdahulu
Penelitian yang berkaitan dengan miniatur palang pintu kereta api
sebelumnya antara lain yaitu :
1. Rancang bangun pengendalian palang pintu kereta api menggunakan waktu
tunggu berbasis PLC (Hengky Ady Saputra : 2008). Palang pintu kereta
otomatis menggunakan sensor cahaya berbasis PLC. Membahas tentang
palang pintu kereta otomatis dengan menggunakan empat buah sensor LDR
yang dikendalikan oleh PLC, pengambilan data penelitian di ambil dari
pengujian diagram tangga, pengujian input output PLC, pengujian reaksi
sensor cahaya untuk mendeteksi kecepatan gerakan. Hasil pengujian
menunjukkan bahwa sensor cahaya tidak dapat merespon gerakan yang
melebihi 6 Km/jam.
2. Palang pintu kereta otomatis dengan indikator suara sebagai peringatan dini
berbasis microcontroller AT89C51 (Firmansyah: 2008). Membahas tentang
palang kereta otomatis yang menggunakan sensor fototransistor yang di
kendalikan microcontroller AT89C51. Dengan hasil penelitian prototype
10
palang kereta otomatis yang dapat bekerja namun pembacaan sensor
fototransistor masih kurang akurat.
3. Prototype pintu lintasan kereta api otomatis menggunakan microcontroller
dan teknologi komunikasi frekuensi radio (Rasional Sitepu: 2008).
Palang pintu kereta otomatis menggunakan sensor cahaya untuk mendeteksi
gerakan, hasil deteksi sensor di kirimkan modul frekuensi radio ke
microcontroller AT89S51. Pengambilan data pada penelitian ini di ambil dari
data sensor inframerah, modul FR. Hasil pengujian menunjukkan bahwa jika
suplai energi listrik lemah maka sensor inframerah tidak mampu mendeteksi
keberadaan kereta.
4. Miniatur palang pintu kereta api otomatis dengan menampilkan kecepatan
kereta serta waktu tunggu menggunakan arduino (M. Azzam Firdaus : 2016).
Merupakan miniatur untuk jalur tunggal dan kedatangan kereta hanya dari
satuarah saja. Waktu tunggu kedatangan kereta ditetapkan 4,5 detik
merupakan waktu perkiraan, sensor deteksi awal berjarak 90 cm dari
perlintasan dan kecepatan miniatur 20 cm/s. Sehingga waktu tunggu akan
salah jika kecepatan miniatur kereta berada di bawah atau di atas 20cm/s.
Dalam beberapa penelitian tersebut masih terdapat kekurangan diantaranya :
1. Palang pintu kereta hanya berfungsi untuk jalur tunggal saja, belum bisa
diterapkan untuk jalur ganda.
2. Sensor hanya bisa membaca kereta dari satu arah saja, jika kereta datang
dari arah sebaliknya maka sistem error.
11
3. Tidak ada waktu hitung mundur sebelum palang pintu turun, sehingga
beresiko menimpa motor atau mobil yang berada di bawahnya.
4. Waktu tunggu kedatangan kereta adalah waktu perkiraan saja, posisi sensor
kecepatan sudah diatur untuk waktu tertentu saja.
5. Tidak ada pemberitahuan dari mana arah datangnya kereta.
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Palang Pintu Perlintasan Kereta
Palang pintu perlintasan kereta adalah pengaman tambahan
yang di gunakan untuk menutup lintasan kereta. Aturan desain pintu
perlintasan kereta dapat di tunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Aturan desain pintu perlintasan kereta
(Sk Dirjen Perhubungan Darat No SK.770/KA.401/DRJD/2005)
12
Keterangan :
1. Pintu dengan persyaratan kuat dan ringan, anti karat serta mudah dilihat.
2. Isyarat lampu lalu lintas satu warna, terdiri dari satu lampu yang
menyala berkedip atau dua lampu yang menyala bergantian.
3. Pengerak palang pintu.
Pengerak ini di operasikan secara manual oleh petugas jaga lintasan dari
dalam pos penjagaan.
2.2.2. Miniatur dan miniatur palang pintu perlintasan kereta
Miniatur adalah tiruan sesuatu dalam skala yang diperkecil (Kamus
Besar Bahasa Indonesia). Pembuatan miniatur palang pintu yang di gunakan
pada palang pintu kereta otomatis dibuat dengan menggunakan akrilik yang
di gerakkan motor servo DC.
2.2.3. Mikrokontroller
Mikrokontroller adalah sebuah sistem komputer yang seluruh atau
sebagian elemennya dikemas dalam satu chip IC sehingga sering disebut
single chip microcomputer. Microcontroller merupakan sistem komputer
yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik. Secara
teknis ada dua microcontroller yaitu RISC (Reduced Instruction Set
Computing) dan CICS (Complex Instruction Set Computer) (Anna Nur,
2010).
13
2.2.3.1. Arduino Uno
Arduino ini merupakan sebuah board mikrokontroller yang
didasarkan pada ATmega328. Bentuk fisik arduino uno ditunjukkan
pada Gambar 2.2. Arduino uno memuat semua yang dibutuhkan untuk
menunjang microcontroller, sangat mudah menghubungkannya ke
sebuah komputer dengan sebuah kabel USB dan mensuplainya dengan
sebuah adaptor AC (Alternating Current) ke DC (Direct Current) atau
menggunakan baterai untuk memulainya. ATmega328 pada arduino uno
hadir dengan sebuah bootloader yang memungkinkan untuk meng-
upload kode baru ke ATmega328 tanpa menggunakan program
hardware eksternal (Muhammad Ichwan,2013).
Gambar 2.2. Board arduino uno
Spesifikasi arduino:
Board Arduino bekerja pada tegangan 5 – 12 V, arduino memiliki 20
pin I/O yang terdiri dari 14 pin digital dan 6 pin analog, pada
board arduino terdapat mikrokontroller Atmega 328 yang mempunyai
kapasitas penyimpanan 32 kb. (Arduino-R3-datasheet)
14
2.2.3.2. Pembuatan program
Tahap ini adalah tahap pembuatan program (coding). Program ini
menggunakan jenis bahasa C++. Pemrograman ini dilakukan untuk
mengaktifkan SRF-04, LCD dan control lainnya. Berikut adalah
Gambar story board yang akan digunakan dalam pemrograman :
a. Icon arduino
Icon arduino adalah symbol atau lambang dari software
arduino. Gambar icon arduino di tunjukkanpada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Icon arduino uno
b. Halaman Pemrograman Arduino
Halaman pemrograman adalah halaman yang digunakan untuk
penulisan coding atau pemrograman. Gambar halaman
pemrograman arduino dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Halaman Pemrograman Arduino
15
c. Halaman library arduino
Halaman library adalah halaman yang berisi tentang library
program yang telah disediakan oleh software arduino uno. Gambar
halaman library arduino dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Halaman Library Arduino
d. Dasar – Dasar program arduino
1) Void setup()
Berisi kode program yang hanya dijalankan sekali sesaat
setelah microcontroller dijalankan atau di-reset. Merupakan
bagian persiapan atau inisialisasi program.
2) Void loop()
Berisi kode program yang akan dijalankan terus-menerus.
Merupakan untuk program utama.
16
3) Instruksi percabangan if dan if-else
Instruksi (if) dan (if-else) akan menguji apakah kondisi
tertentu dipenuhi atau tidak. Jika tidak dipenuhi, maka
instruksi berikutnya akan dilompati, tetapi jika dipenuhi, maka
instruksi berikutnya akan dijalankan.
4) Instruksi perulangan for-loop
Perulangan (for-loop) akan membuat perulangan pada bloknya
dalam jumlah tertentu, yaitu sebanyak nilai counter-nya.
5) Input Output Digital
a) pinMode()
Ditempatkan di void setup(), digunakan untuk mengatur
sebuah kaki I/O digital, untuk dijadikan INPUT atau
OUTPUT, dengan format penulisan sebagai berikut :
pinMode(3,OUTPUT); // menjadikan D3 sebagai OUTPUT
b) digitalRead()
Digunakan untuk membaca sinyal digital yang masuk,
digunakan instruksi digitalRead(), dengan format penulisan
sebagai berikut :
int tombol=digitalRead(2); //membaca sinyal Masuk di D2
c) digitalWrite()
Digunakan untuk mengeluarkan sinyal digital, dengan
format penulisan sebagai berikut :
digitalWrite(3,HIGH); //mengeluarkan sinyal HIGH di D3.
17
6) Komunikasi
a) Instruksi serial.available()
Digunakan untuk mendapatkan jumlah karakter atau
byte yang telah diterima di serial port.
b) Instruksi serial.read()
Digunakan untuk membaca data yang telah diterima di
serial port.
c) Instruksi serial.print()
Digunakan untuk mencetak data ke serial port.
d) Instruksi serial.write()
Digunakan untuk mengirimkan data dalam bentuk biner,
satu byte data setiap pengiriman.
e) Instruksi serial.begin()
Digunakan untuk mengatur baundrate atau kecepatan (
9600 ).
2.2.4. Sensor
Sensor adalah divais yang digunakan untuk merubah suatu besaran
fisika atau kimia menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan
rangkaian listrik tertentu. (Hiskia, 2007).
18
Gambar 2.6. Modul SRF-04
Sensor ultrasonik SRF-04 pada dasarnya digunakan untuk mengukur
jarak antara sensor dengan objek di depannya jangkauan sensor ini 3 cm
sampai 3 meter. Sensor SRF-04 bekerja dengan memancarkan sinyal
ultrasonik pada frekuensi 40KHz kemudian menangkap pantulan sinyal
tersebut dan jarak di hitung dengan mengalkulasi lebar pulsa tundaan
(delay) antara pulsa transmit (trigger) dan pulsa gema (echo)
dari sinyal PWM
2.2.5. Motor Servo DC
Motor DC Servo (DC-SV) pada dasarnya adalah motor DC magnet
permanent (DC-MP) dengan kualifikasi khusus yang sesuai dengan aplikasi
“servoing” di dalam teknik kontrol. Tidak ada spesifikasi baku yang
disepakati untuk menyatakan bahwa suatu motor DC-MP adalah motor
DC-SV. Namun secara umum dapat didefinisikan bahwa motor DC-
SV harus memiliki kemampuan yang baik dalam mengatasi perubahan
yang sangat cepat dalam hal posisi, kecepatan dan akselerasi. Motor
DC-SV juga dikehendaki handal beroperasi dalam lingkup torsi yang
berubah - ubah. Beberapa tipe motor DC-SV yang dijual bersamaan
dengan paket rangkaian drivernya telah memiliki rangkaian kontrol
19
kecepatan yang menyatu didalamnya. Putaran motor tidak lagi berdasarkan
tegangan supply ke motor, namun berdasarkan tegangan input khusus yang
berfungsi sebagai referensi kecepatan output. Dalam diagram skema
ditunjukkan dalam Gambar 2.7.
Gambar 2.7. Skema ekivalen motor DC servo dengan kontrol
kecepatan
Skema dalam Gambar 2.7. Dapat dinyatakan dalam tata rangkaian
seperti pada Gambar 2.8. Kecepatan putar motor tidak diatur dari tegangan
supply DC, namun melalui tegangan referensi yang diartikan sebagai
ref. Dalam beberapa tipe produk, nilai tegangan sebagai ref ini
mempunyai karakteristik yang linier terhadap act. (Endra
Pitowanto,2006:86-87).
Gambar 2.8. Motor DC servo dengan control kecepatan
20
2.2.6. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang
pengoperasiannya menggunanakan system dot matriks. LCD banyak
digunakan sebagai display dari alat-alat elektronika seperti kalkulator,
multitester digital, jam digital dan sebagainya (Faela Shofa,2015). Tipe
LCD yang digunakan yaitu LCD 1602, Contoh LCD 1602 dapat di lihat
pada Gambar 2.9. LCD 1602 ini memiliki 16 pin dengan fungsi pin
masing-masing dapat dilihat di halaman lampiran.
Gambar 2.9. LCD 1602
2.2.7. Adaptor / Power Supply
Ada beberapa jenis adaptor diantaranya :
1. Adaptor DC converter
Adalah adaptor yang bisa mengubah tegangan DC yang besar
menjadi tegangan DC yang kecil. Contohnya tegangan 12 VDC jadi
6 VDC.
21
2. Adaptor step up serta step down
Adaptor step up yaitu adaptor yang bisa mengubah tegangan AC
yang kecil jadi tegangan AC yang besar. Contohnya tegangan 110V
jadi tegangan 220V. Adaptor step down yaitu adaptor yang bisa
mengubah tegangan AC yang besar jadi tegangan AC yang kecil.
Contohnya tegangan 220V menjadi tegangan 110V.
3. Adaptor power supply
Adalah adaptor yang bisa mengubah tegangan listrik AC yang
besar jadi tegangan DC yang kecil. Contohnya tegangan 220V
AC jadi tegangan 6V, 9V, atau 12VDC.
2.2.8. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi
untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara, contoh komponen
buzzer dapat di lihat pada Gambar 2.10. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer
hampir sama dengan loud speaker, buzzer juga terdiri dari kumparan
yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri
arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke
dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya,
karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan
akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat
udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan
sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan
pada sebuah alat (alarm) (Lena dan Putrawan, 2014).
22
Gambar 2.10. Buzzer
23
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Metode Research and Development
Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian dan
pengembangan (Research and Development atau R&D). Metode penelitian
Research and Development yang disingkat R&D adalah metode penelitian
yang digunakan untuk menghasilkan produk tertentu, dan menguji keefektifan
produk tersebut. Produk tersebut tidak selalu berbentuk benda atau perangkat
keras (Hardware), seperti buku, alat tulis, dan alat pembelajaran lainnya.
Akan tetapi, dapat pula berupa perangkat lunak (Software). (Sugiyono, 2012).
Penelitian ini menggunakan metode R&D dikarenakan penelitian ini
sudah pernah dilakukan tetapi penelitian tersebut masih memiliki kekurangan
sehingga membutuhkan penelitian lanjutan. Alur penelitian ditunjukkan pada
Gambar 3.1
24
Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian
3.2. Identifikasi kebutuhan
Dalam merancang miniatur palang pintu kereta api jalur ganda otomatis
dengan menampilkan waktu tunggu menggunakan arduino ini terdiri dari 2 bagian
yaitu:
1) Perangkat keras (Hardware):
a. Sistem microcontroller Atmega328 (arduino uno) sebagai sistem
pengolah input/output.
b. Sensor SRF-04 sebagai pendeteksi kedatangan kereta.
c. Mikro servo SG90 sebagai pembuka dan penutup pintu.
d. Buzzer sebagai bunyi penanda akan ada kereta yang melintas.
mulai
Mencari referesi penelitian sebelumnya
Pembuatan Hardware :
1. Power Supply
2. Miniatur palang pintu kereta
3. Penmpatan sensor & tampilan lcd
Pembuatan Software :
1. Gambar rangkaian dengan
liveware
2. Program dengan software arduino
Pengambilan data
Analisis data
Hasil & pembahasan
simpulan
selesai
gagal berhasil
Pengujian
alat
25
e. Rangkaian kontrol palang pintu dan alarm secara manual.
f. LCD 1602 yang berfungsi menampilkan waktu hitung mundur sebelum
palang pintu turun dan menampilkan waktu tunggu kedatangan kereta.
g. Rangkaian power supply sebagai catu daya.
h. Rancang bangun palang kereta sebagai miniatur.
2) Perangkat lunak (Software):
a. Software arduino uno
b. Livewire
3.3. Analisis kebutuhan
Berdasarkan identifikasi kebutuhan yang ada, maka diperlukan beberapa
spesifikasi dari komponen atau rangkaian sebagai berikut:
1. Perangkat power supply
Perangkat power supply menggunakan rangkaian yang terdiri dari
komponen trafo sebagai penurun tegangan 220V menjadi 12V AC kemudian
disearahkan oleh rangkaian jembatan dioda menjadi tegangan 12 VDC, IC
7812 sebagai penstabil tegangan 12 VDC, IC 7805 sebagai pembatas
tegangan 5V, kapasitor sebagai filter.
2. Rangkaian microcontroller Atmega328 (arduino uno)
Perangkat microcontroller Atmega328 digunakan sebagai kendali
rangkaian mulai dari menerima logika high-low dari tombol
manual, menerima output data dari sensor ultrasonic, memproses tampilan
LCD, membunyikan alarm dan memproses motor DC servo untuk
menutup dan membuka palang pintu.
26
3. Perangkat sensor ultrasonic SRF-04
Pada miniatur ini menggunakan 6 sensor SRF-04 yaitu :
a. Sensor SRF-04 1 berfungsi sebagai pendeteksi kedatangan kereta api
pada rel jalur A (jalur dalam), mengaktifkan waktu hitung kecepatan
kereta.
b. Sensor SRF-04 2 berfungsi menghentikan waktu hitung kecepatan
kereta pada rel kereta jalur dalam, dan mengaktifkan waktu hitung
mundur palang pintu perlintasan turun.
c. Sensor SRF-04 3 berfungsi sebagai pendeteksi kedatangan kereta api
pada rel jalur A (jalur luar), mengaktifkan waktu hitung kecepatan
kereta.
d. Sensor SRF-04 4 berfungsi menghentikan waktu hitung kecepatan
kereta pada rel kereta jalur luar, dan mengaktifkan waktu hitung
mundur palang pintu perlintasan turun.
e. Sensor SRF-04 5 berfungsi setelah kereta melewati sensor ini (pada
jalur dalam) maka bunyi alarm berhenti, palang pintu membuka.
f. Sensor SRF-04 6 berfungsi setelah kereta melewati sensor ini (pada
jalur luar) maka bunyi alarm berhenti, palang pintu membuka.
4. LCD 1602
LCD 1602 ini berfungsi untuk menampilkan karakter yang berisi waktu
hitung mundur palang pintu perlintasan turun, prakiraan waktu hitung
mundur kedatangan kereta, dan perintah untuk lalu lintas kendaraan pada
perlintasan kereta api.
27
5. Rancang bangun palang pintu
Rancang bangun palang pintu perlintasan kereta yang digunakan dalam
miniatur.
3.4. Diagram Blok dan Gambar Rangkaian
Blok sistem pada miniatur miniatur dapat dilihat pada Gambar 3.2
Gambar 3.2. Diagram Blok Miniatur Palang Kereta
Gambar rangkaian penyambungan pin mikrokontroller Atmega 328 (arduino
uno) dengan komponen lainnya pada miniatur palang pintu kereta otomatis ini
dapat di lihat pada Gambar 3.3.
Mode otomatis
Sensor 1 2 3 4 5 6
Mode manual
mikrokontroller Servo
LCD
LED 1
LED 2
Buzzer
Kondisi
perlintasan
yang
diinginkan
Kondisi
perlintasan
yang
sebenarnya
28
Gambar 3.3. Rangkaian Penyambungan Komponen
3.5. Flowchart cara kerja miniatur
Flowchart cara kerja miniatur palang pintu kereta otomatis dengan
menampilkan waktu hitung mundur kedatangan kereta menggunakan arduino
uno, ditunjukkan pada Gambar 3.4 sampai 3.6
29
Flowcart Mode Manual
Gambar 3.4 Flowchart Mode Manual
Flowchart Mode Otomatis dengan Kereta Satu Arah
Mulai
Tombol manual
di-ON-kan
Sensor Kecepatan
LUAR mendeteksi
kereta ?
B
Jalur DALAM
sedang ada
kereta ?
Ya Ya
Tidak
Tidak Tidak
Ya Ya
1. Palang pintu menutup
2. LCD print “AWAS !
KEADAAN DARURAT”
Tombol manual di-
Off-kan
C D
Waktu hitung mundur
palang turun habis ?
1. Alarm HIGH ON
2. Waktu hitung palang turun MULAI,
LCD print “PALANG MENUTUP
DALAM 3 DTK”
3. LED 1 & LED 2 ON
Tidak
Jalur LUAR
sedang ada
kereta ?
1. LCD print “SILAKAN
JALAN”
2. Alarm HGH OFF
3. Palang pintu terbuka
4. LED 1 & LED 2 OFF
Selesai
A
A
Sensor Kecepatan
DALAM mendeteksi
kereta ?
Tidak
Ya
Ya
Tidak
Tidak
Ya
30
Gambar 3.4 Flowchart Mode Otomatis Dengan Kereta Satu Arah
Waktu hitung
mundur palang
turun habis ?
1. Palang pintu menutup
2. Waktu hitung mudur kereta sampai
MULAI, LCD print “KERETA DR
KANAN, AKAN TIBA … DTK”
1. Waktu hitung mundur palang turun
MULAI, LCD print “PALANG
TURUN DALAM 3 dtk
2. Alarm LOW ON
3. LED 2 ON
Ya Ya
Tidak Tidak
D
1. Waktu hitung mundur palang turun
MULAI, LCD print “PALANG
TURUN DALAM 3 dtk
2. Alarm LOW ON
3. LED 1 ON
C
1. Palang pintu menutup
2. Waktu hitung mudur kereta sampai
MULAI, LCD print “KERETA DR
KIRI, AKAN TIBA … DTK”
Ya
Ya
Ya
Ya
Tidak
Tidak
Waktu hitung mundur
kereta sampai HABIS
?
SENSOR 5
mendeteksi kereta
?
1. LCD print “SILAKAN JALAN”
2. Alarm LOW OFF
3. Palang pintu terbuka
4. LED 2 OFF
1. LCD print “SILAKAN JALAN”
2. Alarm LOW OFF
3. Palang pintu terbuka
4. LED 1 OFF
Waktu hitung mundur
kereta sampai HABIS
?
SENSOR 6
mendeteksi kereta
?
Tidak
Tidak
Waktu hitung
mundur palang
turun habis ?
Selesai
31
Flowchart Mode Otomatis dengan Kereta Simpangan Dua Arah
Gambar 3.6 Flowchart Mode Otomatis Kereta Simpangan Dua Arah
Ya
Ya
Tidak
Tidak Palang pintu
menutup ?
Tidak
B
Ya
1. LCD clear
2. LCD print “AWAS
KERETA DR 2 ARAH”
3. Alarm HIGH ON
4. LED 1 & LED 2 ON
SENSOR 5 &
SENSOR 6 mendeteksi
kereta ?
1. LCD print “SILAKAN
JALAN”
2. Alarm HGH OFF
3. Palang pintu terbuka
4. LED 1 & LED 2 OFF
1. LCD clear
2. Waktu hitung palang turun
MULAI, LCD print “PALANG
MENUTUP DALAM 3 DTK”
3. Alarm HIGH ON
4. LED 1 & LED 2 ON
Waktu hitung mundur
palang turun habis ?
1. Palang pintu menutup
2. LCD print “KERETA 2
ARAH”
Selesai
Tidak
32
Penjelasan flowchart:
a. Mulai
Langkah pertama untuk mengoperasikan miniatur ini dengan memberikan
tegangan pada sistem atau rangkaian.
b. Tombol manual ditekan
Jika tombol manual ditekan berarti system tidak bekerja otomatis. Alarm
HIGH berbunyi, LED 1 & LED 2 menyala, waktu hitung mundur palang pintu
perlintasan turun aktif.
Palang pintu perlintasan akan menutup setelah waktu hitung mundur palang
pintu perlintasan turun habis.
c. Tombol manual dilepas
Ketika tombol manual dilepas maka alarm HIGH berhenti berbunyi, LED 1
& LED 2 berhenti menyala, palang pintu perlintasan terbuka dan LCD
menampilkan perintah jalan.
d. Sensor SRF-04 1
Sensor SRF-04 1 mendeteksi kedatangan kereta pada jalur dalam maka,
mengaktifkan waktu hitung kecepatan kereta.
e. Sensor SRF-04 2
Ketika kereta melewati Sensor SRF-04 2, mengakhiri waktu hitung
kecepatan kereta sehingga menghasilkan keluaran berupa prakiraan waktu tiba
kereta tepat di perlintasan. Juga mengaktifkan waktu hitung mundur palang pintu
perlintasan turun selama 3 detik, menghidupkan LED 1 indikator arah kereta
datang dan menghidupkan alarm LOW.
33
Palang pintu perlintasan akan menutup setelah waktu hitung mundur palang
pintu perlintasan turun habis dan waktu hitung mundur prakiraan kedatangan
kereta akan ditampilkan pada LCD setelah dikurangi 3 detik untuk sebelumnya
menampilan waktu hitung mundur palang turun habis.
f. Sensor SRF-04 5
Ketika kereta melewati sensor SRF-04 5, maka palang pintu perlintasan
membuka, alarm LOW berhenti berbunyi dan LED 1 berhenti menyala.
g. Sensor SRF-04 3
Sensor SRF-04 3 mendeteksi kedatangan kereta pada jalur luar maka,
mengaktifkan waktu hitung kecepatan kereta.
h. Sensor SRF-04 4
Ketika kereta melewati Sensor SRF-04 4, mengakhiri waktu hitung
kecepatan kereta sehingga menghasilkan keluaran berupa prakiraan waktu tiba
kereta tepat di perlintasan. Juga mengaktifkan waktu hitung mundur palang pintu
perlintasan turun selama 3 detik, menghidupkan LED 2 indikator arah kereta
datang dan menghidupkan alarm LOW.
Palang pintu perlintasan akan menutup setelah waktu hitung mundur palang
pintu perlintasan turun habis dan waktu hitung mundur prakiraan kedatangan
kereta akan ditampilkan pada LCD setelah dikurangi 3 detik untuk sebelumnya
menampilan waktu hitung mundur palang turun habis.
i. Sensor SRF-04 6
Ketika kereta melewati sensor SRF-04 6, maka palang pintu perlintasan
membuka, sirine berhenti berbunyi dan LED 2 berhenti menyala.
34
j. Sensor SRF-04 1 mendeteksi kereta ketika LED 2 ON, atau sebaliknya Sensor
SRF-04 3 mendeteksi kereta ketika LED 1 ON
Keadaan ini terjadi jika kedua kereta api bersimpangan di perlintasan.Terdapat
dua perintah untuk kondisi seperti ini, yaitu :
1. Jika palang pintu perlintasan masih terbuka
Mengaktifkan waktu hitung mundur palang pintu perlintasan turun
selama 3 detik, menghidupkan LED 1 & LED 2 dan menghidupkan alarm
HIGH dan LCD menampilkan “KERETA 2 ARAH”. Palang pintu
perlintasan akan menutup setelah waktu hitung mundur palang pintu
perlintasan turun habis.
2. Jika palang pintu perlintasan sudah menutup
Menghidupkan LED 1 & LED 2 dan menghidupkan alarm HIGH
dan LCD menampilkan “KERETA 2 ARAH”.
Jika Sensor SRF-04 5 sudah mendeteksi kereta dan Sensor SRF-04 6 juga
sudah mendeteksi kereta, maka alarm HIGH berhenti berbunyi, LED 1 & LED 2
berhenti menyala, palang pintu perlintasan terbuka dan LCD menampilkan
perintah jalan.
3.6. Penempatan sensor pada miniatur
Pada miniatur ini menggunakan miniatur rel kereta lengkap dengan
keretanya. Beberapa sensor ditempatkan pada miniatur tersebut, penempatan
sensor dapat dilihat pada Gambar 3.7, miniatur rel kereta beserta penempatan
posisi sensor.
35
Gambar 3.7. Miniatur Rel Kereta Beserta Penempatan Sensor
3.7. Pembuatan miniatur
Pembuatan miniatur palang pintu otomatis dengan menampilkan kecepatan
kereta ini terdapat beberapa tahapan yaitu :
a. Pembuatan rancang bangun palang pintu perlintasan.
b. Pembuatan rangkaian power supply, modul ultrasonic SRF 04 dan modul
LCD 1602
c. Pembuatan Hardware berupa papan tampilan LCD dan kotak tempat
rangkaian power supply dan kontrol manual.
e. Pembuatan program.
Tahapan diatas saling berkaitan, jadi proses atau tahapan-tahapan
tersebut harus dilakukan dalam pembuatan miniatur palang pintu kereta
36
otomatis dengan menampilkan waktu tunggu kedatangan kereta menggunakan
arduino uno.
3.7.1. Rancang bangun palang pintu perlintasan.
Dalam pembuatan palang kereta memakai bahan plastik sebagai palang
pintu yang di gerakkan motor servo DC-SV dan karton sebagai kotak untuk
tempat servo. Desain palang kereta di tunjukkan pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8. Desain Palang Pintu Perlintasan Kereta
37
3.7.2. Perancangan rangkaian
Perancangan rangkaian miniatur palang pintu kereta api jalur ganda
otomatis dengan menampilkan waktu tunggu menggunakan arduino terdiri dari:
a. Power supply
Rangkaian power supply ini digunakan sebagai catu daya rangkaian
arduino, sensor SRF-04, LCD, buzzer dan servo. Gambar skema rangkaian di
tunjukkan pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9. Skema Rangkaian Power Supply
Gambar 3.9. merupakan skema penurunan tegangan 220V menjadi 5V
AC kemudian disearahkan oleh rangkaian jembatan dioda menjadi tegangan DC,
IC 7805 sebagai pembatas tegangan 5V, kapasitor sebagai filter.
b. Modul ultrasonic SRF-04
Berikut daftar pemasangan sensor SRF-04 dengan pin mikrokontroller
Atmega 328(arduino uno) di tunjukkan pada Tabel 3.1.
38
Tabel 3.1 Sambungan Pin SRF-04 ke Mikrokontroler
NAMA PIN/PORT ARDUINO
SRF-04 1
Vcc
Echo
Trigger
Ground
5 V
2
2
Ground
SRF-04 2
Vcc
Echo
Trigger
Ground
5 V
3
3
Ground
SRF-04 3
Vcc
Echo
Trigger
Ground
5 V
4
4
Ground
SRF-04 4
Vcc
Echo
Trigger
Ground
5 V
5
5
Ground
SRF-04 5
Vcc
Echo
Trigger
Ground
5 V
6
6
Ground
SRF-04 6
Vcc
Echo
Trigger
Ground
5 V
7
7
Ground
39
c. Modul LCD 1602
Modul LCD 1602 digunakan sebagai penampil kecepatan kereta dan
intruksi kepada pengendara kendaraan dengan cara menampilkan tulisan
untuk menghentikan kendaraan. Sambungan pin LCD dengan arduino dapat
dilihat pada Tabel 3.2
Tabel 3.2. Sambungan Pin LCD ke Mikrokontroler
PIN LCD PIN/PORT ARDUINO
Vcc 5 V
SDA Analog Pin 4
SCL Analog Pin 5
Ground Ground
3.7.3. Langkah - langkah pembuatan hardware
Pada tahap ini membutuhkan beberapa komponen agar miniatur dapat
berjalan atau berfungsi dengan baik. Komponen yang dibutuhkan dalam
pembuatan miniatur terdiri atas komponen untuk rangkaian power supply,
rangkaian buzzer dan rangkaian reset arduino
1. Rangkaian power supply
Komponen:
a. Trafo
Trafo berfungsi sebagai penurun tegangan 220 VAC menjadi 12 VAC.
40
b. Jembatan dioda
Jembatan dioda berfungsi sebagai penyearah tegangan 12 VAC menjadi 12
VDC.
c. IC Regulator 7812
IC Regulator 7812 berfungsi penstabil tegangan 12 VDC
d. IC Regulator 7805
IC Regulator 7805 berfungsi menurunkan tegangan 12 VDC menjadi 5
VDC dan menstabilkan tegangan 5 VDC
e. Capasitor 2200f
Capasitor berfungsi sebagai filter tegangan DC agar menghasilkan
tegangan DC yang murni.
2. Papan tampilan untuk menempatkan LCD. Buzzer, dan LED.
Terbuat dari bahan kardus untuk menempatkan LCD. Buzzer, dan LED.
Pada miniatur di tempatkan tepat di depan pengendara kendaraan sebagai sumber
informasi mengenai arah kereta, prakiraan kedatangan kereta tepat di perlintasan
dan juga bunyi alarm sebagai peringatan. Gambar 3.10 menunjukkan layout LCD.
Buzzer, dan LED pada papan tampilan.
41
Gambar 3.10 Layout LCD. Buzzer, dan LED Pada Papan Tampilan.
3. Kotak Kontrol Manual & Power Supply
Terbuat dari bahan kayu untuk menempatkan rangkaian Power Supply dan
modul arduino di dalamnya. Juga terdapat lubang di tengah untuk dipasang
sebuah saklar sebagai tombol manual.
42
Gambar 3.11 Kotak Kontrol & Power Supply
3.8. Pengoperasian miniatur
Pengoperasian miniatur dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:
a. Pastikan modul mikrokontroller arduino terhubung dengan tegangan 12 VDC
dan sensor, LCD, servo, buzzer, LED terhubung dengan port I/O pada
mikrokontroller sesuai gambar 3.3 serta tegangan DC 5V untuk supply
tegangan tiap komponen.
b. Setelah semua terhubung tunggu sensor 1 atau sensor 3 mendeteksi
kedatangan kereta dan sistem otomatis akan bekerja dan LCD akan
menampilkan waktu hitung mundur sebelum palang turun dan menampilkan
waktu prakiraan kedatangan kereta tepat melintas di perlintasan.
c. Atau apabila terdapat kondisi darurat berupa sistem diharuskan beroperasi
diluar keharusan, misal lajur kereta dilewati kereta bantuan logistik yang
berjalan tidak sesuai arah laju semestinya, aktifkan mode manual dengan
tekan tombol manual agar sistem otomatis OFF.
43
3.9. Pengujian miniatur
Pengujian miniatur dilakukan untuk mendapatkan data penelitian. Dalam
pengujian ini dilakukan dengan dua pengujian yaitu:
1. Uji fungsional
Pengujian dilakukan dengan cara menguji setiap bagian miniatur
berdasarkan karakteristik dan fungsi masing-masing. Pengujian dilakukan untuk
mengetahui apakah setiap bagian dari perangkat telah bekerja sesuai dengan
fungsi.
2. Uji unjuk kerja miniatur
Pengujian unjuk kerja miniatur dilakukan dengan cara melihat unjuk kerja
miniatur. Hal-Hal yang diamati antara lain : rangkaian power supply, sensor SRF-
04, tampilan di LCD, ketelitian sudut pada servo. Dari pengujian ini akan di
ketahui kinerja dari miniatur yang dibuat.
3.10. Pengambilan data
Teknik pengambilan data dilakukan sebagai berikut :
a. Data sensor SRF-04
Pengambilan data SRF-04 ini dimaksudkan untuk mengetahui jarak
minimal dan maksimal sensor ini untuk mendeteksi benda di depannya.
b. Ketelitian sudut pada servo
Pengambilan data ini dimaksudkan untuk menganalisis sudut dari motor
servo dengan menggunakan busur untuk mengetahui tingkat akurasi
kendali mikrokontroller terhadap servo.
44
c. Kemampuan alat untuk menampilkan prakiraan waktu kedatangan kereta
Pengambilan data ini dimaksudkan untuk mengetahui ketepatan alat
memprediksi waktu kedatangan kereta tepat melintas di perlintasan.
45
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Miniatur palang pintu kereta otomatis
Penerapan metode R&D menghasilkan sebuah miniatur palang pintu kereta
otomatis. Perangkat keras / hardware yang digunakan pada miniatur terdiri dari
sensor, microcontroller ATmega328 / arduino uno, servo, buzzer dan lcd. Gambar
miniatur palang KA dapat dilihat pada Gambar 4.1, kotak kontrol beserta
power supply dapat dilihat pada Gambar 4.2 dan Gambar 4.3 merupakan palang
pintu perlintasan dan papan tampilan LCD.
Gambar 4.1. Miniatur Palang Pintu Kereta Otomatis
a1 a2 a6
a5
a3 a4
c
b
46
Gambar 4.2. Kotak Kontrol dan Power Supply
Gambar 4.3. Palang Pintu Perlintasan dan Papan Tampilan LCD
d
e f
g
l k j
i
h
47
Keterangan:
a = Sersor srf-04
b = Kotak kontrol
c = Papan informasi perlintasan
d = Saklar mode manual
e = microcontroller Atmega 328 (Arduino uno)
f = Rangkaian power supply
g = Trafo stepdown
h = Palang pintu perlintasan
i = LCD 1602
j = Buzzer
k = LED 1
l = LED 2
Miniatur yang telah dibuat seperti gambar 4.1., dirancang untuk dapat
mengendalikan palang pintu kereta secara otomatis atau manual. Prakiraan waktu
kedatangan kereta ditampilkan di lcd termasuk waktu hitung mundur sebelum
palang turun selama 3 detik untuk persiapan berhenti arus lalu lintas kendaraan di
perlintasan. Sistem pada miniatur di program akan reset ketika kereta melewati
sensor 5 atau sensor 6.
48
4.2. Pengujian dan pembahasan hasil uji miniatur
Pengujian miniatur dilakukan untuk mengambil data penelitian dan
menganalisis miniatur dengan hasil penelitian sebelumnya. Pengujian miniatur
meliputi uji fungsional dan unjuk kerja miniatur.
4.2.1. Uji fungsional dan Uji unjuk kerja
1. Uji fungsional
Langkah ini dilakukan untuk mengetahui kinerja miniatur
palang pintu kereta otomatis. Pengujian tersebut meliputi uji sistem
miniatur secara keseluruhan dan uji sistem pengukur kecepatan.
a. Uji sistem miniatur secara keseluruhan
Kinerja sistem secara keseluruhan diuji dengan melewatkan
kereta api mainan pada sistem yang telah dibuat. Untuk itu dibutuhkan
kereta api mainan dengan panjang 15 cm yang dapat bergerak dengan
sumber energi baterai serta lintasan berupa rel kereta mainan.
Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali untuk kereta dari arah kiri, 3 kali
untuk kereta dari arah kanan, 6 kali untuk kereta simpangan, dan 5
kali untuk pengoperasian pada mode manual
.
49
Tabel 4.1. Uji sistem miniatur saat kereta satu arah
NO Posisi
Kereta Tampilan LCD
Status Palang
Pintu
Status
Buzzer
Status
LED 1
Status
LED 2
1 Sensor 1 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
Sensor 2 "Kereta dari arah kiri" menutup on on Off
Sensor 3 - - - - -
Sensor 4 - - - - -
Sensor 5 - - - - -
Sensor 6 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
2 Sensor 1 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
Sensor 2 "Kereta dari arah kiri" menutup on on Off
Sensor 3 - - - - -
Sensor 4 - - - - -
Sensor 5 - - - - -
Sensor 6 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
3 Sensor 1 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
Sensor 2 "Kereta dari arah kiri" menutup on on Off
Sensor 3 - - - - -
Sensor 4 - - - - -
Sensor 5 - - - - -
Sensor 6 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
4 Sensor 1 - - - - -
Sensor 2 - - - - -
Sensor 3 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
Sensor 4 "Kereta dari arah kanan" menutup on off On
Sensor 5 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
Sensor 6 - - - - -
5 Sensor 1 - - - - -
Sensor 2 - - - - -
Sensor 3 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
Sensor 4 "Kereta dari arah kanan" menutup on off On
Sensor 5 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
Sensor 6 - - - - -
6 Sensor 1 - - - - -
Sensor 2 - - - - -
Sensor 3 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
Sensor 4 "Kereta dari arah kanan" menutup on off On
Sensor 5 "SILAKAN JALAN" terbuka off off Off
Sensor 6 - - - - -
50
Untuk percobaan pada kereta simpangan, dibagi menjadi dua
kondisi, yaitu dengan kondisi awal kereta yang terdeteksi sistem dari
arah kiri (lajur rel kereta dalam) dan kondisi awal kereta yang terdeteksi
sistem dari arah kanan (lajur rel kereta luar).
Tabel 4.2. Uji sistem miniatur saat kereta simpangan
dengan kereta awal dari kiri
NO Posisi
Kereta Tampilan LCD
Status
Palang Pintu
Status
Buzzer
Status
LED 1
Status
LED 2
1 Sensor 1 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
Sensor 2 "Kereta dari arah kiri" menutup on on off
Sensor 3 "Kereta dari arah kiri" menutup on on off
Sensor 4 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
Sensor 5 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
Sensor 6 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
2 Sensor 1 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
Sensor 2 "Kereta dari arah kiri" menutup on on off
Sensor 3 "Kereta dari arah kiri" menutup on on off
Sensor 4 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
Sensor 5 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
Sensor 6 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
3 Sensor 1 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
Sensor 2 "Kereta dari arah kiri" menutup on on off
Sensor 3 "Kereta dari arah kiri" menutup on on off
Sensor 4 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
Sensor 5 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
Sensor 6 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
51
Tabel 4.3. Uji sistem miniatur saat kereta simpangan
dengan kereta awal dari kanan
NO Posisi
Kereta Tampilan LCD
Status
Palang Pintu
Status
Buzzer
Status
LED 1
Status
LED 2
1 Sensor 3 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
Sensor 4 "Kereta dari arah kanan" menutup on on off
Sensor 1 "Kereta dari arah kanan" menutup on on off
Sensor 2 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
Sensor 5 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
Sensor 6 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
2 Sensor 1 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
Sensor 2 "Kereta dari arah kanan" menutup on on off
Sensor 3 "Kereta dari arah kanan" menutup on on off
Sensor 4 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
Sensor 5 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
Sensor 6 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
3 Sensor 1 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
Sensor 2 "Kereta dari arah kanan" menutup on on off
Sensor 3 "Kereta dari arah kanan" menutup on on off
Sensor 4 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
Sensor 5 “Awas kereta 2 arah” menutup on on on
Sensor 6 "SILAKAN JALAN" terbuka off off off
Untuk pengujian kontrol palang kereta secara manual yaitu
dengan cara tombol pada kontrol di tekan. Untuk hasil percobaan
dapat dilihat pada table 4.4
52
Tabel 4.4 Uji sistem miniatur mode manual
no status
saklar Tampilan LCD
Status Palang
Pintu
Status
Buzzer
Status
LED 1
Status
LED 2
1 Off “SILAKAN JALAN” terbuka off off off
on “KONDISI DARURAT” menutup Alarm HIGH on on
2 Off “SILAKAN JALAN” terbuka off off off
On “KONDISI DARURAT” menutup Alarm HIGH on on
3 Off “SILAKAN JALAN” terbuka off off off
On “KONDISI DARURAT” menutup Alarm HIGH on on
4 Off “SILAKAN JALAN” terbuka off off off
On “KONDISI DARURAT” menutup Alarm HIGH on on
5 Off “SILAKAN JALAN” terbuka off off off
on “KONDISI DARURAT” menutup Alarm HIGH on on
b. Uji sistem pengukur waktu tiba kereta
Pengujian sistem pengukur waktu tiba kereta dilakukan masing-
masing 5 kali percobaan untuk setiap kereta. Data hasil pengujian
sistem pengukur waktu tiba kereta secara langsung dengan sistem
miniatur dan data hasil pengukuran secara manual (menggunakan
stopwatch) dapat dilihat pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5. Hasil uji sistem pengukur waktu tiba kereta
percobaan waktu tiba terukur
dengan stopwatch
waktu tiba pada
LCD selisih
KERETA
A
1 5.1 5 0.1 2 5.3 5 0.3 3 5.2 5 0.2 4 5.2 5 0.2 5 5.2 5 0.2
KERETA
B
1 7.1 7 0.1 2 7.1 7 0.1 3 7.2 7 0.2 4 6.9 7 0.1 5 7 7 0
53
2. Uji unjuk kerja miniatur
Uji unjuk kerja miniatur dilakukan untuk mengetahui kinerja dari
masing- masing komponen miniatur pengujian ini meliputi hasil
pembuatan rangkaian catu daya, pengujian sensor srf-04 dan pengujian
ketelitian sudut pada servo.
a. Rangkaian power supply
Pada power supply kesetabilan tegangan dan besarnya arus
keluaran sangat berpengaruh. Dalam pembuatan power supply
menggunakan transformator jenis Non CT (Center Tap) 1 ampere
(A) untuk menurunkan tegangan dari 220V menjadi 12V. Tegangan
output trafo kemudian di searahkan oleh dioda. IC regulator
digunakan untuk menurunkan tegangan dan menghasilkan keluaran
arus dan tegangan yang stabil, IC yang digunakan ada 2 tipe yaitu
7812 dan 7805.
Untuk gambar skema rangkaian power supply dapat di lihat pada
bab 3 yaitu Gambar 3.7, dari skema tersebut maka di hasilkan
sebuah rangkaian power supply yang dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4. Rangkaian power supply
54
Untuk memastikan kinerja dari rangkaian power supply maka
dilakukan pengujian pada rangkaian yaitu dengan mengukur tegangan
dan arus dari masing- masing regulator yang di ukur pada kondisi
tanpa beban dan berbeban. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan
dapat dilihat pada Tabel 4.6 dan Tabel 4.7.
Tabel 4.6. Pengujian tegangan output regulator
no IC
regulator input
output
tertera di
IC
hasil pengukuran
tanpa beban dengan beban
1 7812 12,6 VAC 12 V 12.1 VDC 11.9 VDC
2 7805 12 VDC 5 V 5 VDC 4.9 VDC
Tabel 4.7. Pengujian arus dengan beban sensor dan servo
No Beban pengukuran arus pengukuran
tegangan
1 Sensor 1 3 mA 5 VDC
2 Sensor 2 3 mA 5 VDC
3 Sensor 3 3 mA 5 VDC
4 Sensor 4 3 mA 5 VDC
5 Sensor 5 3 mA 5 VDC
6 Sensor 6 3 mA 5 VDC
7 Servo 200 mA 5 VDC
b. Pengujian sensor srf-04
Sensor ultrasonic adalah sensor utama yang digunakan pada
miniatur palang pintu kereta otomatis. Sensor ini berperan sebagai
indra pendeteksi bagi miniatur. Pengujian terhadap sensor dilakukan
untuk mengetahui tingkat ketelitian dan keakuratan dari sensor
tersebut. Pengujian sensor ini dilakukan dengan menampilkan data
55
pembacaan sensor pada LCD dan pembacaan jarak sebenarnya dengan
menggunakan mistar (alat ukur panjang dengan ketelitian terkecil 1
mm), pengujian dilakukan pada rentang jarak 1-50 cm. Pengukuran
sensor secara manual dapat dilihat pada gambar 4.5, hasil pengukuran
dapat dilihat pada Tabel 4.8, dan grafik hasil pengujian dapat dilihat
pada Gambar 4.6.
Gambar 4.5. Pengukuran sensor secara manual
Tabel 4.8 pengujian sensor srf-04
pengukuran manual hasil ukur dengan program
dengan penggaris sensor
1 sensor
2 sensor
3 sensor
4 sensor
5 sensor
6
5 5 5 5 5 5 5
10 10 10 10 10 10 10
15 15 15 15 15 15 15
20 20 20 20 20 20 20
25 27 25 25 25 25 25
30 30 30 30 30 30 30
35 35 35 35 35 35 35
40 40 40 40 40 40 40
45 45 45 45 45 45 45
50 50 50 50 50 50 50
56
Gambar 4.6. Grafik pengujian sensor
c. Pengujian ketelitian sudut pada servo
Pengujian ketelitian sudut servo dilakukan untuk menganalisis
sudut dari motor servo dengan menggunakan busur untuk
mengetahui tingkat akurasi kendali microcontroller terhadap servo.
Pengujian dilakukan dengan memprogram microcontroller untuk
mengerakkan servo dari sudut 100
sampai 900. Gambar Pengujian
servo secara manual dapat dilihat pada gambar 4.7, hasil pengujian
dapat di lihat pada Tabel 4.9, dari data hasil pengujian dapat dibuat
grafik yang bisa dilihat pada Gambar 4.8.
0
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
jara
k
Percobaan
Grafik Pengujian Sensor
sensor 1
sensor 2
sensor 3
sensor 4
sensor 5
sensor 6
57
Gambar 4.7 Pengujian Servo Secara Manual
Tabel 4.9. Data hasil pengujian ketelitian sudut servo
percobaan pemrograman dengan arduino
(derajat)
pengukuran dengan busur
(derajat) selisih
1 10 13 3
2 20 23 3
3 30 35 5
4 40 47 7
5 50 58 8
6 60 71 11
7 70 82 12
8 80 93 13
9 90 104 14
58
Gambar 4.8. Grafik perbedaan pengukuran ketelitian sudut servo secara manual
dan program
4.2.2. Pembahasan hasil uji miniatur
Pembahasan dimaksudkan untuk memahami fungsi dan manfaat data
yang telah diambil, sehingga dapat menentukan pengaplikasian yang
sesuai untuk kinerja miniatur palang pintu kereta otomatis.
1. Uji fungsional
Uji fungsional meliputi uji sistem secara keseluruhan dan uji sistem
pengukur kecepatan.
a. Sistem miniatur secara keseluruhan
Berdasarkan pengujian pada Tabel 4.1 percobaan 1 sampai 3,
kondisi awal palang pintu perlintasan membuka, alarm tidak
berbunyi, LED 1 tidak menyala dan LCD menampilkan perintah
jalan. Ketika kereta melewati sensor 1 (kereta dari arah kiri), maka
akan mengaktifkan waktu hitung kecepatan kereta. Setelah itu kereta
0
20
40
60
80
100
120
1 2 3 4 5 6 7 8 9
de
raja
t
Percobaan
GRAFIK PENGUJIAN SERVO
program
busur
59
melewati sensor 2 yang berjarak 15 cm dari sensor 1, waktu hitung
kecepatan kereta selesai dan menghasilkan kecepatan kereta untuk
diolah mikrokontroler menjadi waktu perkiraan kereta tiba di
perlintasan dengan jarak 85 cm. Bersamaan dengan itu LED 1 ON,
alarm low ON, dan waktu hitung mundur sebelum palang turun
selama 3 detik dimulai ditampilkan di LCD. Setelah waktu hitung
mundur sebelum palang turun habis, barulah LCD menampilkan
waktu perkiraan kereta tiba di perlintasan setelah dikurangi 3 detik.
Setelah kereta melewati sensor 6 yang berjarak 20 cm setelah
melewati perlintasan, maka palang pintu perlintasan membuka, alarm
low berhenti berbunyi, LED 1 berhenti menyala dan LCD
menampilkan perintah jalan.
Untuk kereta dari arah kanan percobaan 4 sampai 6, kondisi
awal palang pintu perlintasan membuka, alarm tidak berbunyi, LED
2 tidak menyala dan LCD menampilkan perintah jalan. Ketika kereta
melewati sensor 3 (kereta dari arah kanan), maka akan mengaktifkan
waktu hitung kecepatan kereta. Setelah itu kereta melewati sensor 4
yang berjarak 15 cm dari sensor 3, waktu hitung kecepatan kereta
selesai dan menghasilkan kecepatan kereta untuk diolah
mikrokontroler menjadi waktu perkiraan kereta tiba di perlintasan
dengan jarak 85 cm. Bersamaan dengan itu LED 2 ON, alarm low
ON, dan waktu hitung mundur sebelum palang turun selama 3 detik
dimulai ditampilkan di LCD. Setelah waktu hitung mundur sebelum
palang turun habis, barulah LCD menampilkan waktu perkiraan
60
kereta tiba di perlintasan setelah dikurangi 3 detik. Setelah kereta
melewati sensor 6 yang berjarak 20 cm setelah melewati perlintasan,
maka palang pintu perlintasan membuka, alarm low berhenti
berbunyi, LED 2 berhenti menyala dan LCD menampilkan perintah
jalan.
Berdasarkan pengujian pada Tabel 4.2 untuk kereta simpangan
dengan kereta awal dari arah kiri, kondisi awal palang pintu
perlintasan membuka, alarm tidak berbunyi, LED 1 dan LED 2 tidak
menyala dan LCD menampilkan perintah jalan. Ketika kereta
melewati sensor 1 (kereta dari arah kiri), maka akan mengaktifkan
waktu hitung kecepatan kereta. Setelah kereta melewati sensor 2
waktu hitung kecepatan kereta selesai dan menghasilkan kecepatan
kereta untuk diolah mikrokontroler menjadi waktu perkiraan kereta
tiba di perlintasan. Bersamaan dengan itu LED 1 ON, alarm low ON,
dan waktu hitung mundur sebelum palang turun selama 3 detik
dimulai ditampilkan di LCD. Setelah waktu hitung mundur sebelum
palang turun habis, barulah LCD menampilkan waktu perkiraan
kereta tiba di perlintasan setelah dikurangi 3 detik. Kemudian sensor
3 mendeteksi kereta (kereta dari arah kanan), maka LED 2 juga
menyala, bunyi alarm low berubah menjadi alarm high, dan waktu
perkiraan kereta tiba update kereta dari kanan (kereta terakhir).
Ketika kereta A melewati sensor 6 tidak akan merubah kondisi
apapun, tetapi ketika kereta B melewati sensor 5 maka palang pintu
61
perlintasan membuka, alarm high berhenti berbunyi, LED 1 dan LED
2 berhenti menyala dan LCD menampilkan perintah jalan.
Pada Tabel 4.3 untuk kereta simpangan dengan kereta awal dari
arah kanan, kondisi awal palang pintu perlintasan membuka, alarm
tidak berbunyi, LED 1 dan LED 2 tidak menyala dan LCD
menampilkan perintah jalan. Ketika kereta melewati sensor 3 (kereta
dari arah kanan), maka akan mengaktifkan waktu hitung kecepatan
kereta. Setelah kereta melewati sensor 4 waktu hitung kecepatan
kereta selesai dan menghasilkan kecepatan kereta untuk diolah
mikrokontroler menjadi waktu perkiraan kereta tiba di perlintasan.
Bersamaan dengan itu LED 2 ON, alarm low ON, dan waktu hitung
mundur sebelum palang turun selama 3 detik dimulai ditampilkan di
LCD. Setelah waktu hitung mundur sebelum palang turun habis,
barulah LCD menampilkan waktu perkiraan kereta tiba di perlintasan
setelah dikurangi 3 detik. Kemudian sensor 1 mendeteksi kereta
(kereta dari arah kiri), maka LED 1 juga menyala, bunyi alarm low
berubah menjadi alarm high, dan waktu perkiraan kereta tiba update
kereta dari kiri (kereta terakhir). Ketika kereta B melewati sensor 5
tidak akan merubah kondisi apapun, tetapi ketika kereta A melewati
sensor 6 maka palang pintu perlintasan membuka, alarm high
berhenti berbunyi, LED 1 dan LED 2 berhenti menyala dan LCD
menampilkan perintah jalan
Pada Tabel 4.4 untuk pengujian mode manual, kondisi awal
yaitu tombol manual tidak ditekan berarti system bekerja otomatis.
62
palang pintu perlintasan membuka, alarm tidak berbunyi, LED 1 dan
LED 2 tidak menyala dan LCD menampilkan perintah jalan. Ketika
tombol manual ditekan, maka LED 1 dan LED 2 menyala, alarm
high berbunyi, dan waktu hitung mundur sebelum palang turun
selama 3 detik dimulai ditampilkan di LCD. Setelah waktu hitung
mundur sebelum palang turun habis, maka palang pintu perlintasan
menutup dan LCD menampilkan informasi keadaan darurat. Dan
ketika tombol manual dilepas, palang pintu perlintasan membuka,
alarm high berhenti berbunyi, LED 1 dan LED 2 berhenti menyala
dan LCD menampilkan perintah jalan.
b. Sistem pengukur waktu tiba kereta
Dilihat dari Tabel 4.5, didapat rata-rata selisih kesalahan
pengukuran waktu tiba kereta dengan menggunakan miniatur dan
pengukuran secara manual menggunakan stopwatch sebesar 0.15 s.
Hal ini dikarenakan terdapat selisih antara data pengukuran dengan
pengukuran manual dimana timer manual menggunakan stopwatch.
Selisih tersebut bisa muncul dikarenakan dalam pengujian stopwatch
tidak tepat dalam pengoperasiannya, baik itu saat mulai pengujian atau
pada saat selesai melakukan pengujian. Misalnya pada saat kereta
mainan sudah terdeteksi sensor SRF-04 2, maka kondisi tersebut timer
secara otomatis langsung menghitung berapa lama waktu kereta
tersebut sampai perlintasan. Sementara pada saat melakukan
perhitungan timer secara manual dengan menggunakan stopwatch
63
akan terjadi kondisi jeda waktu yang berbeda, sehingga diperoleh
selisih waktu antara miniatur yang digunakan dengan timer manual
menggunakan stopwatch. Untuk pembacaan kecepatan, sistem pada
miniatur ini hanya bisa membaca kecepatan maksimum 250 cm/s.
Untuk impementasi pada perlintasan kereta api yang sebenarnya
dapat dijabarkan sebagai berikut :
Penempatan posisi sensor pada palang pintu kereta sebenarnya
dengan kecepatan kereta 80 km/jam dan waktu kerja palang pintu yang
di inginkan 3 menit, dengan pembagian waktu 30 detik untuk
waktu hitung mundur sebelum palang pintu perlintasan turun dan 2,5
menit untuk palang pintu menutup sampai kereta tepat sampai di
perlintasan.
Maka:
Kecepatan (V) = 80 km/jam
Waktu yang diinginkan (t) = 3 menit = 0.05 jam
Jarak sensor 2 dengan palang pintu (s) :
s = V x t
s = 80 x 0.05 = 4 km
Posisi sebenarnya sensor 1 dari sensor 2 dapat diatur sesuai
keinginan asalkan sama dengan pemrograman pada mikrokontroller
agar diperoleh kecepatan kereta yang sesungguhnya.
Sedangkan untuk posisi sebenarnya sensor buka palang (sensor
3) dapat diletakkan dengan jarak 400 meter (ukuran rangkaian kereta
terpanjang yang beroperasi di pulau jawa) setelah palang pintu. Hal
64
tersebut bertujuan agar ketika palang pintu perlintasan terbuka, posisi
gerbong terakhir kereta sudah melewati perlintasan.
2. Uji Unjuk kerja miniatur
Uji kinerja miniatur meliputi pengujian pada rangkaian catu daya,
sensor srf-04 dan ketelitian sudut servo.
a. Rangkaian catu daya
Analisis rangkaian catu daya dilakukan dengan software
livewire, analisis dilakukan dengan membuat rangkaian catu daya
dan mengukurnya secara software. Pengujian dilakukan dengan
menggunakan multimeter dan osiloskop yang telah tersedia dalam
software livewire, pengujian secara software tegangan output
rangkaian seperti pada Gambar 4.9 dan Gambar 4.10.
Gambar 4.9. Pengujian rangkaian catu daya dengan software livewire
65
Gambar 4.10. Tegangan output dari IC 7812 (garis hijau)
Regulator tegangan yang digunakan pada rangkaian ini adalah
IC 7812 dan IC 7805 untuk menstabilkan tegangan keluaran
apabila terjadi perubahan tegangan dan untuk perlindungan
terjadinya hubung singkat pada beban. Pada rangkaian ini
menggunakan sistem diode jembatan yang berfungsi sebagai
penyearah gelombang penuh, pada keluaran diode jembatan ini
menghasilkan sinyal positif seperti pada Gambar 4.11.
66
Gambar 4.11. Tegangan setelah diode jembatan (garis hijau).
Dari Gambar 4.12, dapat diamati bahwa keluaran dari rangkaian
diode jembatan sudah menghasilkan voltase DC. Rangkaian
penyearah gelombang penuh kemudian dilanjutkan dengan filter
kapasitor C yang dipasang setelah diode bridge. Ternyata dengan
filter ini bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata
atau terjadinya pengosongan dan pengisian terhadap kapasitor yang
disebut tegangan rippel seperti Gambar 4.12.
Gambar 4.12. Bentuk Gelombang Tegangan Rippel
67
Tegangan yang keluar akan berbentuk gigi gergaji dengan tegangan
ripple yang besarnya adalah : Vr = VM – VL
= 15,6 – 14,6
= 1 Vpp
Keterangan:
Vr = tengangan rippel
VM = tegangan gelombang
VL = pengosongan kapasitor
Sedangkan perhitungan tegangan ripple pada power supply
pada miniature yaitu : Untuk penyederhanaan biasanya dianggap
T = Tp, yaitu periode satu gelombang sinus dari jala-jala listrik
yang frekuensinya 50Hz, maka T = Tp = 1/f = 1/50 = 0,02 s. Ini
berlaku untuk penyearah setengah gelombang. Untuk penyearah
gelombang penuh, tentu saja frekuensi gelombangnya dua kali lipat,
sehingga T = 1/2 Tp = 0,01 s. Untuk mencari nilai tegangan ripple
dengan nilai kapasitor 2200 mikroFarad dan suplai arus dari trafo
maksimum 0.5 A yaitu :
Vr = I. T/C
Vr = (0.5 . (0,01) / (0.0022)
= 2.27 v
68
Keterangan:
Vr = tegangan ripple
I = arus dari trafo
T = Periode
C = Kapasitor
. Perbedaan yang didapat dari hasil pengujian dikarenakan
regulator diberi kapasitor dengan nilai 2200 mikroFarad sehingga
menghasilkan tegangan ripple sebesar 2.27 vpp.
Untuk pengujian arus pada rangkaian dilakukan dengan beban
sensor dan servo data pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.7, dari data
tersebut arus terbesar adalah pada rangkaian dengan beban servo yaitu
sebesar 200 mA.
b. Sensor srf-04
Berdasarkan pengujian keakuratan sensor srf-04 sebanyak 10
kali terdapat satu selisih antara pengukuran mistar dengan pengukuran
sensor yaitu pada jarak 25 cm yang dapat dilihat pada Tabel 4.8. Hasil
pembacaan sensor sejauh 27 cm, selisih 2 cm daripada mistar.
Perbedaan yang didapat dari hasil pengujian dikarenakan karena
faktor kualitas komponen servo Sensor srf-04 itu sendiri.
69
c. Servo
Tabel 4.9 menunjukkan hasil pengujian ketelitian sudut servo,
dalam pengujian tersebut dilakukan sebanyak 10 kali percobaan
mulai dari servo di program untuk bergerak 100
– 900. Setiap kali
servo bergerak di ukur juga secara manual menggunakan busur,
Berdasarkan data hasil pengukuran pada Tabel 4.9,
diperoleh perbedaan antara pengukuran manual dengan busur dengan
program sebesar 30
sampai 140
. Perbedaan yang didapat dari hasil
pengujian dikarenakan karena faktor kualitas komponen servo SG90
itu sendiri dan juga human error.
70
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan, maka diambil kesimpulan,
antara lain :
1. Pada uji sistem miniatur secara keseluruhan, sistem dapat berjalan
dengan baik dilihat dari sensor yang dapat mendeteksi kereta, LCD
menampilkan informasi “SILAKAN JALAN”, “KERETA DARI ARAH
KANAN” dll, LED dapat menyala dan buzzer yang dapat berfungsi
sebagai alarm, dan motor servo yang dapat berfungsi buka-tutup palang.
2. Pada pengujian pengukuran waktu tiba kereta, pada kereta A rata-rata
waktu tiba 5 detik terhitung dari tepat melewati sensor 2 ke perlintasan
sejauh 100 cm. Sedangkan pada kereta B rata-rata waktu tiba 7 detik
terhitung dari tepat melewati sensor 2 ke perlintasan sejauh 100 cm.
3. Dari rentang jarak pengukuran 5-50 cm pada pengujian sensor, terdapat
selisih pada pembacaan sensor dengan jarak 25 cm sebesar 2 cm
dikarenakan faktor kualitas komponen sensor SRF-04.
4. Pada pengujian keteliatian sudut servo dengan rentang sudut 0-90
derajat, selisih terkecil sebesar 3 derajat pada pemrograman sudut 10,
dan selisih terbesar 14 derajat pada pemrograman sudut 90 dikarenakan
faktor kualitas komponen servo SG90 itu sendiri dan juga human error.
71
5. Komponen pendukung berupa rangkaian catu daya dapat berfungsi
dengan baik saat memberi supply tegangan ke semua komponen
dengan stabil.
5.2. Saran
Diharapkan untuk penelitian lebih lanjut yaitu :
a. Agar menggunakan arduino seri mega karena jumlah pin input dan output
lebih banyak sehingga dapat di tambahkan sensor lain agar pendeteksian
posisi kereta lebih akurat.
b. Program didesain agar ketika membuka palang pintu perlintasan bisa
tepat setelah gerbong terakhir lewat, karena pada penelitian ini jarak
sensor buka palang di set tepat 20 cm dengan asumsi panjang kereta
maksimal 400 meter. Sehingga jika kereta yang melintas memiliki
panjang kurang dari 400 meter akan terdapat sia-sia waktu menunggu
agar palang terbuka.
c. Miniatur palang pintu kereta api ini tidak cocok diaplikasikan pada
perlintasan yang dekat dengan stasiun kereta api, karena pada kereta yang
masuk area stasiun akan memperlambat laju kereta dan pada kereta yang
keluar dari stasiun akan mempercepat laju kereta. Hal itu berakibat
perhitungan waktu tiba pada perlintasan menjadi tidak sesuai.
72
DAFTAR PUSTAKA
1. Electronic-circuit-ags.blogspot.com/p/blog-page_10.html 9:58 3/10/2018
2. Firmansyah, (2008), Palang Pintu Kereta Otomatis Dengan Indikator
Suara Sebagai Peringatan Dini Berbasis Mikrokontroler AT89S51. Jurnal
Teknologi dan Rekayasa. 13:1-8.
3. Jenderal Perhubungan Darat, (2005), Peraturan Direktur
No.SK.770/KA.401/DRJD/2005. Tentang Pedoman Teknis Perlintasan
Sebidang Antara Jalan dengan Jalur Kereta Api, Jakarta: Sekretariat
Negara. www.hubdat.dephub.go.id 16 jan 10:25
4. Lena, S., Putrawan, B, (2014), Perancangan Sistem Pengaman
Rumah Menggunakan Keypad Dan Teknologi SMS Berbasis
Mikrokontroler. Jurnal STIMIK LPKIA.1: 1-6.
5. Muhamad, Wan H.W.K, (2012), Internet Controlled Robotic Arm.
International Symposium on Robotics and Intelligent Sensor. 41:1065-
1071.
6. Prawiroredjo, K, (2008), Detektor Jarak Dengan Sensor ultrasonik
Berbasis Mikrokontroler. Jurnal Jetri. 7:41-52.
7. Putra, Nusa, (2013), Research & Development Penelitian dan
Pengembangan. Edisi Pertama. Cetakan Ketiga. Jakarta: Raja Grafindo.
8. Republik Indonesia, (2006), Peraturan Pemerintah No. 34 tahun 2006.
Tentang Jalan, Jakarta; Sekretariat Negara.
73
9. Republik Indonesia, (2009), Peraturan Pemerintah No. 72 Tahun 2009.
Tentang Lalu Lintas dan Angkutan Kereta Api, Jakarta: Sekretariat
Negara.
https://pelayanan.jakarta.go.id 16 jan 10:28
10. Republik Indonesia, (2012), Peraturan Menteri Perhubungan No. 60
Tahun 2012. Tentang Persyaratan Teknis Jalur Kereta Api, Jakarta:
Sekretariat Negara. https://Jdih.dephub.go.id 16 jan 10:31
11. Saputra, H. A, (2008), Rancang Bangun Pengendalian Palang Pintu
Kereta Api Berbasis PLC. Tugas Akhir. Universitas Negeri Semarang.
Semarang.
12. Simanullang, R, (2009), Perancangan Palang Kereta Api Otomatis
Berbasis Mikrokontroler AT89S51 Menggunakan Sensor Inframerah
sebagai Sensor Halangan. Tugas Akhir. Universitas Sumatra Utara.
Medan.
13. Sitepu, R, (2008), Prototype Pintu Lintasan Kereta Api Otomatis.
Jurnal Widya Teknik. 7: 35-44.
14. Solichin, A, (2011), Simulasi Kendali Pintu Perlintasan dan
pemberitahuan Kedatangan Kereta Api Otomatis Menggunakan Sensor
Optocoupler. Prosiding Seminar Nasional Ritektra 2011. 7 Juli: 1-15.
15. Sugiyono, (2012), Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif dan R
& D. Bandung: Alfabeta.
16. Tutorial : How to Control the Tower Pro SG90 Servo with Arduino UNO
https://www.intorobotics.com, diakses 2 April 2018
17. Datasheet.ArduinoUnoR3.pdf www.fecegypt.com 16 jan 10:19
74
18. Datasheet.servo.sg90.pdf www.ee.ic.uk 16 jan 10:20
19. Datasheet.HC-SR04.pdf. www.robotshop.com 16 jan 10:21
75
Arduino Uno R3
INTRODUCTION
Arduino is used for building different types of electronic circuits easily using of both a physical programmable circuit board usually microcontroller and piece of code running on computer with USB connection between the computer and Arduino.
Programming language used in Arduino is just a simplified version of C++ that can easily replace thousands of wires with words.
76
ARDUINO UNO-R3 PHYSICAL COMPONENTS
ATMEGA328P-PU microcontroller
The most important element in Arduino Uno R3 is ATMEGA328P-PU is an 8-bit Microcontroller with flash memory reach to 32k bytes. It’s features as follow:
• High Performance, Low Power AVR
• Advanced RISC Architecture
o 131 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution o 32 x 8 General Purpose Working Registers o Up to 20 MIPS Throughput at 20 MHz
o On-chip 2-cycle Multiplier
• High Endurance Non-volatile Memory Segments
o 4/8/16/32K Bytes of In-System Self-Programmable Flash program memory o 256/512/512/1K Bytes EEPROM o 512/1K/1K/2K Bytes Internal SRAM
o Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/100,000 EEPROM o Data retention: 20 years at 85°C/100 years at 25°C
o Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits o In-System Programming by On-chip Boot Program
o True Read-While-Write Operation o Programming Lock for Software Security
• Peripheral Features
o Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler and Compare Mode
o One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture Mode o Real Time Counter with Separate Oscillator
o Six PWM Channels
o 8-channel 10-bit ADC in TQFP and QFN/MLF package o Temperature Measurement
o 6-channel 10-bit ADC in PDIP Package
o Temperature Measurement o Programmable Serial USART
77
o Master/Slave SPI Serial Interface
o Byte-oriented 2-wire Serial Interface (Philips I2 C compatible)
o Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillator o On-chip Analog Comparator
o Interrupt and Wake-up on Pin Change
• Special Microcontroller Features
o Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
o Internal Calibrated Oscillator
o External and Internal Interrupt Sources
o Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standby, and Extended Standby
• I/O and Packages
o 23 Programmable I/O Lines
o 28-pin PDIP, 32-lead TQFP, 28-pad QFN/MLF and 32-pad QFN/MLF
• Operating Voltage:
o 1.8 - 5.5V
• Temperature Range:
o -40°C to 85°C
• Speed Grade:
o 0 - 4 [email protected] - 5.5V, 0 - 10 [email protected] - 5.5.V, 0 - 20 MHz @ 4.5 - 5.5V
• Power Consumption at 1 MHz, 1.8V, 25°C
o Active Mode: 0.2 mA
o Power-down Mode: 0.1 µA
o Power-save Mode: 0.75 µA (Including 32 kHz RTC)
78
Pin configuration
ATMEGA16u2- mu microcontroller
Is a 8-bit microcontroller used as USB driver in Arduino uno R3 it’s features as follow:
High Performance, Low Power AVR
• Advanced RISC Architecture
o 125 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution o 32 x 8 General Purpose Working Registers
o Fully Static Operation o Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
• Non-volatile Program and Data Memories
o 8K/16K/32K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
o 512/512/1024 EEPROM
o 512/512/1024 Internal SRAM
o Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/ 100,000 EEPROM o Data retention: 20 years at 85˚C/ 100 years at 25˚C
79
ARDUINO UNO R3 SCHEMATIC DIAGRAM
1
80
Tech Support: [email protected]
Ultrasonic ranging module : HC-SR04
Specifications:
power supply :5V DC
quiescent current : <2mA
effectual angle: <15°
ranging distance : 2cm –500 cm
resolution : 0.3 cm
HC-SR04 www.iteadstudio.com 03.11.2010
81
Tech Support:
Sequence chart
A short ultrasonic pulse is transmitted at the time 0, reflected by an object. The senor
receives this signal and converts it to an electric signal. The next pulse can be
transmitted when the echo is faded away. This time period is called cycle period. The
recommend cycle period should be no less than 50ms. If a 10μs width trigger pulse is
sent to the signal pin, the Ultrasonic module will output eight 40kHz ultrasonic signal
and detect the echo back. The measured distance is proportional to the echo pulse
width and can be calculated by the formula above. If no obstacle is detected, the
output pin will give a 38ms high level signal.
Library:
http://iteadstudio.com/store/images/produce/Robot/HCSR04/Ultrasonic.rar
HC-SR04 www.iteadstudio.com 03.11.2010
82
SERVO MOTOR SG90 DATA SHEET
Tiny and lightweight with high output power. Servo can rotate approximately 180 degrees (90 in each direction), and
works just like the standard kinds but smaller. You can use any servo code, hardware or library to control these servos.
Good for beginners who want to make stuff move without building a motor controller with feedback & gear box,
especially since it will fit in small places. It comes with a 3 horns (arms) and hardware.
Position "0" (1.5 ms pulse) is middle, "90"
(~2ms pulse) is middle, is all the way to the right, "-90" (~1ms
pulse) is all the way to the left.
83
PEMROGRAMAN ARDUINO
#include <Servo.h>
#include <NewPing.h>
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
//======VARIABEL OPERASIONAL=====
int x = 0;
int keretaTerakhir = 0;
bool dari_kiri, dari_kanan = false;
bool darurat = false;
unsigned long t1, t2, t3, t4, t5, t6, e1, e2, e3, e4, e5, e6 = 0;
bool waktu_fix, tutup_fix, wait_fix, lcd_arah = false;
bool otomatis = true;//langsung masuk mode otomatis
bool tutupPalang = false;
bool hitungDalam = false;
bool hitungLuar = false;
bool yes = true;
bool no = false;
int arahKereta = 0;
bool simpangan = false;
bool manual = false;
bool mulaiHitungLuar, mulaiHitungDalam = false;
unsigned long startSimpangan, stopSimpangan, startNext, stopNext = 0;
#define intervalSimpangan 60000 //1 menit
#define intervalNext 120000 //2 menit
#define kanan 1
#define kiri 2
#define semua 3
#define offset 2
#define palangTutup 10
#define palangBuka 100
#define durasiTurun 1000 // durasi palang dalam turun dlm milidetik
#define batasDeteksiDalam 12 //14 cm
#define batasBacaDalam 14 //14 cm
#define batasDeteksiLuar 12 //14 cm
84
#define batasBacaLuar 14 //14 cm
#define jarakPalangDalam 85
#define jarakPalangLuar 85
float jarakAntarSensorDalam = 15; //10 cm
float jarakAntarSensorLuar = 15; //10 cm
float jarakOffDalam, jarakOffLuar;
bool keretaDalam, keretaLuar = false;
//PIN ARDUINO
//pin input
NewPing sensorDalam1(2, 2, batasBacaDalam); //sensor rel dalam 1
NewPing sensorDalam2(3, 3, batasBacaDalam); //sensor rel dalam 2
NewPing sensorLuar1(4, 4, batasBacaLuar); //sensor rel luar 1
NewPing sensorLuar2(5, 5, batasBacaLuar); //sensor rel luar 1
NewPing sensorOffLuar(6, 6, batasBacaLuar); //sensor kereta selesai lewat palang
NewPing sensorOffDalam(7, 7, batasBacaDalam); //sensor kereta selesai lewat palang
#define tombolManual 8
//pin output
#define alarm 9
#define pinServo 10
#define LED_dalam 11
#define LED_luar 12
int alarmTime = 1000;
Servo servoPalang;
//================================
LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);
//timer utk alarm
unsigned long sekarang, sekarang2, sebelum, sebelum2 = 0;
int alarmState = LOW;
//variabel untuk memastikan tampilan LCD hanya sekali
bool flagManual, flagOtomatis, flagPalangTurun, flagPalangNaik, flagWait = false;
//variabel perhitungan kecepatan kereta dalam
int jarakDalam1, jarakDalam2 = 0;
bool dalam_mulai = false;
unsigned long dalam_startHitung, dalam_stopHitung = 0;
float waktuTutupFinal;
int waktuTutup;
85
//variabel perhitungan kecepatan kereta luar
int jarakLuar1, jarakLuar2 = 0;
bool luar_mulai = false;
unsigned long luar_startHitung, luar_stopHitung = 0;
float waktuLuar, waktuDalam = 0.00;
bool keretaLuarOff, keretaDalamOff = false;
float kecepatanKeretaDalam, kecepatanKeretaLuar;
void setup() {
pinMode(tombolManual, INPUT_PULLUP); //saat ditekan --> nilai = LOW
pinMode(alarm, OUTPUT);
pinMode(LED_dalam, OUTPUT);
pinMode(LED_luar, OUTPUT);
servoPalang.attach(pinServo);
Serial.begin(115200);
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("Sistem Aktif");
Serial.println("Sistem Aktif");
//delay(1000);
palangNaik();
// delay(10000);
tit();
mulaiHitungDalam = true;
mulaiHitungLuar = true;
}
void loop() {
//program_utama();
testSensor(no);
}
86
BIODATA PENULIS
Nama : Rendy Angkawijaya
Nim : C.431.13.0116
Tempat/Tgl Lahir : Semarang, 11 Maret 1991
Alamat : Bangetayu Wetan RT 11 RW 01, Semarang
Riwayat Pendidikan : SD N Genuk Sari 04-05
SMP N 20 Semarang
SMK N 4 Semarang
Universitas Semarang
87
88
89