BAB II LANDASAN TEORI

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1

LITERATURE REVIEW

Beberapa studi yang meneliti mengenai Jembatan timbang pemantau kelebihan muatan kendaraan dapat dikemukakan sebagai berikut : 1. Penelitian ini dilakukan oleh Kaspars Kondratjevs, Nadezhda Kunicina, Antons Patlins, Anatolijs Zabasta, Alina Galkina dengan judul “Vehicle Weight Detection

Sensor Development for Data Collecting in Sustainable City

Transport System” pada sistem ini membahas pengembangan sensor untuk pengumpulan data berat. Data yang diperoleh digunakan sebagai basis data pemodelan. Hal ini diperlukan untuk menggabungkan setidaknya empat elemen sistem: teknologi penginderaan, transfer data, simulasi arus lalu lintas dan pengambilan keputusan. Pengembangan dan pengujian sensor berat telah terbentuk sebelumnya dalam kondisi laboratorium. Selanjutnya, berbagai layanan tambahan dapat ditambahkan ke sistem, seperti pengendalian berat badan sistem, dll. Dengan menggunakan data nyata, memungkinkan konsep rinci tentang sistem manajemen lalu lintas on-line. Data historis dan on-line yang dikumpulkan praktis digunakan untuk pemantauan lalu lintas dan peramalan lalu lintas. Teknologi transmisi data, umpan eksternal Jaringan serta transmisi data mesh adalah petunjuk utama untuk meningkatkan masa pakai jaringan nirkabel. Alat peramalan online lalu lintas terdiri dari tiga bagian utama yaitu sumber data, model pengolahan data (core) dan hasil penerbitan. Pendekatan IoT membantu mengintegrasikan berbagai infrastruktur kota dan mendukung

pendekatan

kontrol

infrastruktur

penting.

Paradigma

IoT

memungkinkan untuk mengintegrasikan metodologi pengendalian infrastruktur 5 http://digilib.mercubuana.ac.id/

6

yang ada dan mewujudkan sistem persyaratan pengendalian sistem serta memberikan panduan untuk definisi daerah mandiri dan energi mandiri. Kesimpulan dari penelitian ini adalah kontrol sistem dinamis berskala besar merupakan salah satu tantangan terbesar yang dihadapi para insinyur kontrol saat ini. Pada akhir penelitian saat ini disimpulkan bahwa hasil eksperimen positif dan sensor yang ditawarkan dapat terjadi menggunakan kerangka model yang ditawarkan, selanjutnya penyerangan wi-fi atau gateway apapun yang memungkinkan hubungan dengan server mitra akan digunakan. Output gateway bisa berupa protocol Ethernet dan TCP/IP. 2. Penelitian ini dilakukan oleh Xin Li, Feng Zhu, Riqiang Qiu dengan judul “Power Frequency Electromagnetic Interference Test and Analysis of The Rail Weighbridge Pressure Sensor”. Pada penelitian ini dibahas Uji Interferensi Frekuensi Elektromagnetik Frekuensi dan Analisis Sensor Tekanan Jembatan timbang Kereta Api. Rel Jembatan timbang menggunakan kendaraan dan beban gravitasi melalui Efek dari tutup tumpukan pada sensor, sensor menghasilkan deformasi, melalui sinyal tegangan keluaran jembatan, menggunakan komputer untuk mengidentifikasi sinyal voltase, analisis dan perhitungan, akhirnya mendapatkan nilai bobot. Sensor yang digunakan dalam pengukuran lapangan adalah resistansi strain gauge sensor tekanan, yang terdiri dari resistansi strain gauge dan elemen penginderaan elastis. Saat elastis elemen sensitif dikenai tekanan, akan menghasilkan ketegangan, tempelkan pada permukaan alat pengukur regangan resistan akan menghasilkan regangan. Saat sensor tekanan diukur sinyal analog dalam proses transmisi ke amplifier dengan interferensi, sinyal gangguan akan diperkuat oleh amplifier, sehingga nilai tekanan yang terukur akan kehilangan akurasi. Layout uji interferensi elektromagnetik untuk sensor Percobaan ini menguji kabel seukuran ruang lapangan untuk menganalisa interferensi elektromagnetik dari sensor tekanan. Dari uji lapangan ditemukan data tekanan rel jembatan timbang muncul gelombang sinus yang frekuensinya 50Hz. Melalui analisis teoritis dan perhitungan intensitas medan di sekitar kabel sinyal, kami menemukan lapisan kabel terlindung sebagai sumber gangguan yang menyebabkan gangguan pada konduktor sinyal. Model sirkuit analisis lapisan perisai yang disebabkan oleh kapasitansi parasite kopling antara

http://digilib.mercubuana.ac.id/

7

mekanisme inti deformasi studi kasus kompresi menganalisa kabel terlindung untuk sinyal transmisi. Melalui teori dan analisis simulasi, itu disimpulkan bahwa perisai berpotensi berubah, konduktor dan perisai gangguan antara perubahan kapasitansi kopling konduktor. 3. Penelitian ini dibuat oleh

Kadleþek B., Pejša L., Svítek M, dengan judul

“Experimental verification of the method used in gauging the weight of moving vehicles” . Penelitinan tersebut menjelaskan contoh yang merinci aplikasi dan analisis ketepatan metode yang disebut penjalaran kendaraan dinamis kontinu selama perjalanan, dengan menggunakan sistem telematika yang didasarkan pada aplikasi paten CZ PV 2003-3337, ditulis oleh: Mirko Novak, Miroslav Svitek dan Zdenek Votruba. Dengan menggunakan data masukan yang diperoleh melalui percobaan laboratorium pada kendaraan yang sedang berjalan, sebuah model dibangun. Model ini kemudian digunakan untuk mempelajari efek probabilitas kesalahan untuk data masukan yang diukur pada perkiraan presisi kendaraan yang diharapkan dalam rezim berjalan normal. Berdasarkan hal ini, dengan ini disajikan adalah usulan variabel terukur yang dipilih sangat penting dan sebuah proposal untuk hubungan komputasi dari variabel yang digunakan. Dengan pengolahan statistik, satu set data terukur yang diambil selama satu perjalanan kendaraan, adalah mungkin untuk mencapai -10,7% kesalahan relatif ekstrim dari metode yang diberikan untuk penentuan dinamika bobot kendaraan. 4. Hasil penelitian ini dibuat oleh Nagargoje Surekha, Abhishek Kumar, Mr. Daniel A. Figueiredo dengan judul “monitoring and controlling of distribution transformer via GSM modem”, 2014. Trafo distribusi adalah salah satu peralatan terpenting di jaringan listrik. karena, sejumlah besar transformer didistribusikan di wilayah yang luas dalam sistem tenaga listrik, pemantauan akuisisi data dan kondisi merupakan isu penting. Tujuan utama dari sistem ini adalah monitoring dan pengendalian trafo distribusi melalui modem GSM. Disini transformer dirusak karena kerusakan minyak. Kerusakan minyak tergantung pada parameter dan kondisi lingkungan yang berbeda. Sekarang dalam sistem tersebut berkonsentrasi pada suhu transformator dan viskositas minyak. Dalam pemantauan suhu dan viskositas sistem pemantauan dan pengendalian dilakukan


8

berdasarkan AVR Mikrokontroler. Setelah interfacing komponen yang dibutuhkan pengguna harus mengembangkan satu program aplikasi di embedded-c. Disini controller terus menerus membaca suhu dan viskositas, dan tampilan pada LCD bersamaan dengan set point. Setel titik disimpan di memori eksternal. Jika nilai saat ini melintasi titik setel maka perangkat akan mati dan buzzer menyala bersamaan dengan kipas (motor DC). Dan satu pesan peringatan dikirim ke nomor yang telah ditentukan yang disebutkan dalam program aplikasi. Jika pengguna ingin mengubah set point, dia harus mengirim satu format pesan yang telah ditentukan ke nomor telepon tertentu yang ditempatkan di modul GSM. Kemudian controller membaca pesan itu dan jika berada dalam format yang valid maka akan diupdate ke memori eksternal. Sekarang tindakan kontrol didasarkan pada set point yang baru. Disini set point tersimpan di memori eksternal sehingga power pun hilang set point tidak akan berubah. Dapat disimpulkan peneliti telah merancang sistem yang lebih andal tersebut untuk perubahan suhu dan warna transformator distribusi. 5. Penelitian ini dilakukan oleh Md. Ali, Mohammad Jahangir Alam dan Md. Nurul Mustafa dengan judul “network device monitoring system with SMS alert”. Dalam penelitian tersebut berisi masalah yang sangat penting bagi administrator jaringan untuk memantau semua perangkat atau layanan. Administrator sistem selalu harus menyadari apakah semua perangkat atau layanan berjalan dengan baik atau tidak, tetapi terlalu sulit untuk dipantau saat administrator berada di luar sistemnya. Untuk mengatasi masalah pada penelitian tersebut, sistem monitoring perangkat jaringan telah dirancang yang cepat mendeteksi jaringan kesalahan dan kegagalan server atau layanan yang berbeda dan memberi tahu orang yang berwenang tertentu melalui layanan pesan singkat (SMS). Arduino Mega 2560 papan utama digunakan dalam sistem tersebut. kemudian terhubung dengan perangkat lain seperti perisai Ethernet, modul GSM, layar LCD dan sistem alarm bel. Perisai Ethernet secara otomatis memeriksa semua alamat IP server jaringan dengan menggunakan ICMP (Internet control message protocol) dari setelan protokol TCP / IP. Jika server tidak berfungsi dengan baik maka sistem dianggap offline. Layar LCD akan menampilkan pesan apakah server berjalan dengan benar atau tidak. Jika ada server yang sedang offline atau gagal


9

memberikan layanan maka akan tampil di layar LCD dan sistem alarm buzzer akan menghasilkan suara dan SIM 808 dalam modul GSM akan berkomunikasi dengan Arduino Mega untuk mengirim SMS ke nomor ponsel tertentu. Dapat disimpulkan tugas utama penelitian tersebut adalah merancang dan menerapkan sistem pemantauan jaringan cerdas untuk mendeteksi kegagalan perangkat jaringan dalam waktu singkat di rumah, industri atau tempat kerja dan memberi tahu pemiliknya melalui SMS. Untuk alasan ini, administrator sistem bisa khawatir bebas saat keluar dari tempat kerja atau kantornya. Salah satu hal yang paling penting adalah bahwa administrator dapat menggunakan sistem ini untuk memantau dari manapun di dunia. Sistemnya bisa dipasang di sembarang tempat dan bisa dipantau oleh ponsel manapun yang mendukung layanan SMS. 2.2

ARDUINO

Aduino merupakan

pengendali mikro single board yang bersifat open source,

diturunkan dari Wiring platform dan dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Saat ini Arduino sangat populer di seluruh dunia. Banyak pemula yang belajar mengenal robotika dan elektronika lewat Arduino karena mudah dipelajari. Tapi tidak hanya pemula, para penghobi atau profesional pun ikut senang mengembangkan aplikasi elektronik menggunakan Arduino. Bahasa yang dipakai dalam Arduino bukan assembler yang relatif sulit, tetapi bahasa C yang disederhanakan dengan bantuan pustaka-pustaka (libraries) Arduino.

Gambar 2.1 Arduino


10

Arduino juga menyederhanakan proses bekerja dengan mikrokontroler, sekaligus menawarkan berbagai macam kelebihan antara lain: 1.

Papan atau board Arduino biasanya dijual relatif murah jika dibandingkan dengan platform mikrokontroler pro lainnya.

2.

Perlu diketahui bahwa lingkungan pemrograman di Arduino mudah digunakan untuk pemula, dan cukup fleksibel bagi mereka yang sudah tingkat lanjut.

3.

Perangkat lunak Arduino IDE dipublikasikan sebagai Open Source, tersedia bagi para pemrogram berpengalaman untuk pengembangan lebih lanjut. Bahasanya bisa dikembangkan lebih lanjut melalui pustaka-pustaka C++ yang berbasis pada Bahasa C untuk AVR.Selain itu perangkat keras Arduino berbasis mikrokontroler ATMEGA8, ATMEGA168, ATMEGA328 dan ATMEGA1280 (yang terbaru ATMEGA2560). Dengan demikian siapa saja bisa membuatnya (dan kemudian bisa menjualnya) perangkat keras Arduino ini, apalagi bootloader tersedia langsung dari perangkat lunak Arduino IDE-nya. Bisa juga menggunakan breadoard untuk membuat perangkat Arduino beserta periferalperiferal lain yang dibutuhkan.

4.

Tidak perlu perangkat chip programmer karena didalamnya sudah ada bootloadder yang akan menangani upload program dari komputer.

5.

Sudah memiliki sarana komunikasi USB, Sehingga pengguna laptop yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakannya.

6.

Memiliki modul siap pakai ( Shield ) yang bisa ditancapkan pada board arduino. Contohnya shield GPS, Ethernet,dll.

2.3

SENSOR INFRA MERAH

Sensor inframerah akan digunakan untuk mendeteksi adanya kategori truk yang lewat supaya bisa dideteksi berat muatannya .

Gambar 2.2 Bentuk fisik Infraled (atas) dan Photodioda (bawah)


11

Cahaya infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan terlihat pada spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Radiasi inframerah memiliki panjang gelombang antara 700 nm sampai 1 mm dan berada pada spektrum berwarna merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah tidak akan terlihat oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih dapat dirasakan/dideteksi. Pada dasarnya komponen yang menghasilkan panas juga menghasilkan radiasi infra merah termasuk tubuh manusia maupun tubuh binatang. Cahaya infra merah, walaupun mempunyai panjang gelombang yang sangat panjang tetap tidak dapat menembus bahan-bahan yang tidak dapat melewatkan cahaya yang nampak sehingga cahaya infra merah tetap mempunyai karakteristik seperti halnya cahaya yang nampak oleh mata. Sensor Infra Merah terdiri atas 2 buah komponen yaitu InfraLed sebagai penghasil cahaya infra merah dan Photo dioda sebagai penerima cahaya infra merah. Bentuk dari InfraLed sama seperti bentuk LED biasa tetapi apabila diberi tegangan tidak terlihat adanya pancaran cahaya seperti yang dihasilkan oleh LED biasa. Pancaran cahaya dari InfraLed hanya dapat terlihat jika menggunakan Kamera saja. Bentuk dari Photo Dioda sama seperti bentuk LED biasa juga tetapi apabila diberi tegangan tidak akan dapat memancarkan cahaya.

Gambar 2.3 Simbol dari Infraled (kiri) dan Photodioda (kanan)


12

Lambang Infraled mirip seperti Lambang dari LED biasa hanya saja terdapat lingkaran yang melingkari Lambang Diodanya yang berada di tengah. Tanda Panah diatas menandakan bahwa InfraLed dapat memancarkan cahaya juga. Lambang Photodioda sama dengan Lambang InfraLed tetapi Tanda panahnya bukan keluar, melainkan masuk yang menandakan bahwa Photo Dioda bersifat menerima cahaya. Photo Dioda dipasang terbalik yaitu kaki Anoda dipasang ke Ground & kaki Katoda diberi tegangan melalui Resistor 4,7kΩ. Kaki Katoda tersebut yang dapat digunakan sebagai Output ke Mikrokontroller. 2.4

SENSOR BERAT LOAD CELL

Pada perancangan tugas akhir ini saya menggunakan Sensor berat Load cell untuk mengetahui berat beban kendaraan yang melewati jembatan timbang.

Gambar 2.4 Sensor Berat Load Cell Load cell adalah alat yang mengeluarkan signal listrik proporsional dengan gaya atau beban yang diterimanya. Load cell banyak digunakan pada timbangan elektronik. Load cell dapat mendeteksi berat benda dengan cara digantung di salah satu lubang, lalu lubang yang satunya lagi digantung di pengait. 2.5

BUZZER

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet,


13

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).

Gambar 2.5 Buzzer Pada kasus ini menggunakan buzzer untuk sebagai alarm sirine pada saat ada truk kelebihan berat muatan. 2.6

MOTOR SERVO

Pada perancangan tugas akhir ini saya menggunakan motor servo untuk menggerakkan palang pintu penutup jalan apabila terdeteksi ada truk membawa beban berlebih.

Gambar 2.6 Motor Servo Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output


14

motor. Motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer. Serangkaian gear yang melekat pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan meningkatkan torsi motor servo, sedangkan potensiometer dengan perubahan resistansinya saat motor berputar berfungsi sebagai penentu batas posisi putaran poros motor servo. Penggunaan sistem kontrol loop tertutup pada motor servo berguna untuk mengontrol gerakan dan posisi akhir dari poros motor servo. Penjelasan sederhananya begini, posisi poros output akan di sensor untuk mengetahui posisi poros sudah tepat seperti yang di inginkan atau belum, dan jika belum, maka kontrol input akan mengirim sinyal kendali untuk membuat posisi poros tersebut tepat pada posisi yang diinginkan.

Gambar 2.7 Perangkat Motor Servo Motor servo dibedakan menurut rotasinya, umumnya terdapat dua jenis motor servo yang dan terdapat di pasaran, yaitu motor servo rotation 180⁰ dan servo rotation continuous. Motor servo standard (servo rotation 180⁰) adalah jenis yang paling umum dari motor servo, dimana putaran poros outputnya terbatas hanya 90⁰ kearah kanan dan 90⁰ kearah kiri. Dengan kata lain total putarannya hanya setengah lingkaran atau 180⁰. Motor servo rotation continuous merupakan jenis motor servo yang sebenarnya sama dengan jenis servo standard, hanya saja perputaran porosnya tanpa batasan atau dengan kata lain dapat berputar terus, baik ke arah kanan maupun kiri.


15

Motor servo dikendalikan dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa (Pulse Wide Modulation / PWM) melalui kabel kontrol. Lebar pulsa sinyal kontrol yang diberikan akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo. Sebagai contoh, lebar pulsa dengan waktu 1,5 ms (mili detik) akan memutar poros motor servo ke posisi sudut 90⁰. Bila pulsa lebih pendek dari 1,5 ms maka akan berputar ke arah posisi 0⁰ atau ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam), sedangkan bila pulsa yang diberikan lebih lama dari 1,5 ms maka poros motor servo akan berputar ke arah posisi 180⁰ atau ke kanan (searah jarum jam). Lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini.

Gambar 2.8 Sinyal Motor Servo Ketika lebar pulsa kendali telah diberikan, maka poros motor servo akan bergerak atau berputar ke posisi yang telah diperintahkan, dan berhenti pada posisi tersebut dan akan tetap bertahan pada posisi tersebut. Jika ada kekuatan eksternal yang mencoba memutar atau mengubah posisi tersebut, maka motor servo akan mencoba menahan atau melawan dengan besarnya kekuatan torsi yang dimilikinya (rating torsi servo). Namun motor servo tidak akan mempertahankan posisinya untuk selamanya, sinyal lebar pulsa kendali harus diulang setiap 20 ms (mili detik) untuk menginstruksikan agar posisi poros motor servo tetap bertahan pada posisinya. 2.7

GSM MODUL

GSM modul SIM800L adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi sebagai jalur komunikasi antara arduino uno dengan handphone petugas dishub. Pada dasarnya prinsip kerja GSM modul SIM800L sama dengan modem, Berikut spesifikasi dari GSM modul SIM800L tersebut : 1.

Quad-Band 850/900/1800/1900MHz.


16

2.

GPRS multi-slot calss 10/8.

3.

GPRS mobile station class B.

4.

Compliant to GSM phase 2/2+.

5.

Class 4 (2W@850/900MHz).

6.

Class 1 (1W@1800/1900MHz).

7.

Control via commands (GSM 07.07, 07.05 and SIMCOM enhanced AT Commands).

8.

Short message service.

9.

Free serial port selection.

10.

All SIM800L pins breakout

11.

RTC supported with Super Cap.

12.

Power on/off and reset function supported by Arduino interface.

13.

Beberapa perintah AT Command yang digunakan untuk keperluan mengirim SMS adalah :

AT

: Perintah ini digunakan untuk mengetahui apakah modem sedang terkoneksi dengan mikrokontroler.

ATZ

: Perintah ini digunakan untuk Mereset konfigurasi dari GSM Modem yang sedang terhubung.

AT+CMGS : Perintah ini digunakan untuk mengirimkan SMS ke petugas dishub bahwa ada truk membawa beban berlebih.


BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents