PROTOTYPE PALANG PINTU OTOMATIS PADA JALUR LINTASAN PENYEBERANGAN KERETA API BERBASIS MIKROKONTROLER

IJCCS, Vol.x, No.x, Julyxxxx, pp. 1~5 ISSN: 1978-1520

838

PROTOTYPE PALANG PINTU OTOMATIS PADA JALUR LINTASAN PENYEBERANGAN KERETA API BERBASIS MIKROKONTROLER Saharuddin*1, Musdalifa Thamrin*2 Program Studi Sistem Informasi, STMIK Profesional Makassar 2) Program Studi Teknik Komputer, STMIK Profesional Makassar 1

Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer (STMIK) Profesional Makassar Jl. A.P. Pettarani No 27 Makassar Telp. 0411-441272-441272 Email : *1) [email protected], 2)[email protected]

ABSTRAK Pengontrolan berbasis mikrokontroler merupakan suatu teknologi elektronika yang memungkinkan suatu sistem dapat dikontrol secara otomatis tanpa melibatkan tenaga manusia. Semakin meningkatkannya manusia dalam melakukan perjalanan, terutama dengan menggunakan transportasi darat berupa kereta api. Maka tingkat keselamatan dalam perjalanan perlu diperhatikan. Pada model transportasi kereta api, tingat kecelakaan di palang pintu perlintasan sangat tinggi, disebabkan tidak adanya palang pintu atau palang pintu masih dioperasikan secara manual. Dengan memanfaatkan teknologi mikrokontroler, dibuat suatu prototype pada palang pintu perlintasan kereta api yang akan menutup dan membuka secara otomatis. Prototype ini ditempatkan di pinggir rel kereta api, jika kereta api akan melewati perlintasan maka sensor suara akan medeteksi dan mengirimkan sinyal ke kendali mikrokontroler untuk menutup palang pintu dan menyalakan indikator merah. Jika sensor suara mengalami kegagalan, maka sensor infra merah yang difungsikan sebagai cadangan akan menggantikan fungsi dari sensor suara. Setelah kereta api melewati pintu perlintasan, sensor ketiga yaitu sensor infra merah aktif untuk mengirim sinyal ke kendali mikrokontroler untuk membuka palang pintu dan menyalakan indikator hijau pada traffic light. Kata kunci : Prototype, Mikrokontroler, Sensor Suara dan Sensor Infra merah ABSTRACT Microcontroller based control of an electronic technology that allows a system can be controlled automatically without involving manpower. Increasingly improve human to travel, especially by using ground transportation such as trains. Then the level of safety in the course need to be considered. In the model railway transportation, tingat crossing accident on the doorstop is very high, due to the absence of a doorstop or a doorstop still operated manually. By utilizing the microcontroller technology, created a prototype at the doorstop railroad crossings will close and open automatically. This prototype was placed on the railroad, if the train will pass through the crossings will sound detecting sensor and sends a signal to the control of the microcontroller to close the latch and the red LED lights. If the sound sensor fails, the infrared sensors that functioned as a reserve will replace the function of the sound sensors. After the train passed the crossing, the third sensor is active infrared sensors to send signals to the control of a microcontroller to open the latch and green LED lights on the traffic light. Keywords: Prototype, Microcontroller, Sensor and Sensor Infrared Sound

Received June1st,2012; Revised June25th, 2012; Accepted July 10th, 2012

IJCCS

ISSN: 1978-1520

839

1. PENDAHULUAN Perkembangan teknologi elektronika sekarang ini mengalami perkembangan yang sangat pesat, memasyarakat dan bukan sesuatu hal yang asing lagi. Manusia membutuhkan bantuan dari sesuatu yang bekerja cepat , teliti, dan tidak mengenal lelah. Sistem otomatis dapat menggantikan manusia untuk mengerjakan sesuatu dalam lingkungan berbahaya bagi keselamatan atau daerah yang harus diamati dengan pengamatan lebih dari kemampuan panca indera manusia. Kemajuan teknologi dalam bidang elektronika akan mampu mengatasi masalah – masalah yang rumit sekalipun, dengan ketelitian dan kecepatan serta ketepatan yang sangat tinggi. Sebuahprototypesering digunakan sebagai bagian dari proses desain produk untuk memungkinkan para perancang memiliki kemampuan untuk mengeksplorasi alternatif – alternatif desain, test teori dan kinerja mengonfirmasi sebelum memulai produksi sebuah produk baru. Sedangkan mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program did umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya. Kelebihan utama dari mikrokontroler ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas. Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Alat pendeteksi sinyal suara bekerja berdasarkan prinsip pemfilteran suara yang didengar oleh komponen mikrofon. Sinyal analog hasil pembacaan mikrofon akan disaring dengan menggunakan unit bandpass filter yang meloloskan sinyal analog. Sedangkan Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Penerapan alat tersebut diatas dalam kehidupan masyarakat saat ini, dikenal transportasi laut, udara dan darat. Transportasi darat yaitu Kereta Api sebagai alat transportasi yang mempunyai daya angkut yang besar dalam sekali jalan. Tapi tidak jarang kita mendengar terjadi kecelakaan kereta api di pintu perlintasan penyeberangan kereta api yang menyebabkan kecelakaan bahkan terjadi korban jiwa, Sehingga secara otomatis akan menyebabkan kemacetan yang panjang karena tingginya arus kendaraan yang akan menyeberang menjadi terganggu atau terhenti sama sekali.Berbagai faktor yang menjadi penyebab hal ini, salah satunya adalah ketiadaan palang pintu perlintasan atau kegagalan pintu menutup saat dibutuhkan karena kegagalan operator untuk menutup pintu perlintasan (human error). Oleh sebab itu perlu dikembangan suatu teknologi Pengontrolan otomatis yang dapat mengurangi tingkat kecelekaan yang terjadi dan mengurangi ketergantungan terhadap manusia (operator). Teknologi tersebut adalah “Prototype Palang Pintu Otomatis Pada Jalur Lintasan Penyeberangan Kereta Api Berbasis Mikrokontroler”. Dimana alat ini dapat menggantikan pekerjaan seorang operator dalam melakukan pekerjaaannya dan mengurangi kecelakaan di lintasan kereta api. Penelitian ini akan dirancang untuk menutup dan membuka setealah mendapat masukan kedua infra merah yang terpasang di pinggir rel. Kelemahan dari sistem ini yaitu : 1. Tidak adanya backup sensor jika sensor yang terpasang mengalami kegagalan atau ganggauan. 2. Tidak adanya lampu traffic light pada pintu perlintasan, hal ini sangat penting sebagai peringatanbagi pengendara yang akan melintas. Title of manuscript is short and clear, implies research results (First Author)

IJCCS 840

2.

ISSN: 1978-1520



METODE PENELITIAN 2.1Bahan dan alat Penelitian a. Perangkat Lunak (software) Software – software yang digunakan selama peneletian ini dilakukan adalah : 1. Sistem Operasi Microsoft Windows 7 Ultimate 2. Bahasa Pemrograman C++ 3. CodeVision AVR V2.03.4 4. PCB Designer V1.54 b. Perangkat Keras (Hardware) Dukungan Hardware sangat dibutuhkan dalam merancang prototype ini, perangkat keras yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Notebook PC dengan spesifikasi sebagai berikut : a. Processor : Inter Core i3 CPU M370 2,40 GHz b. Memory : DDR3 4 GB c. Harddisk : 320 GB 2. Downloader USB ISP AVR 3. Multimeter Digital dan Multimeter Analog 4. Board PCB 5. Solder dan Timah 6. Bor PCB 7. Semsor Suara 8. Sensor Infrah 9. Motor DC 10. Gassing set 59031 & Tali Gassing 11. Palang Pintu

2.2Jenis Pengumpulan data Jenis penelitian yang digunakan dalam pembuatan prototype ini adalah : 1. Metode Exprerimental Dilakukan dengan cara uji coba (trial and error), bertujuan agar rancangan prototype baik itu mekanik atau elektrikal dapat bekerja sesuai dengan tujuan dan target yang diinginkan. 2. Penelitian Kepustakaan (Library Research) Dilakukan dengan menggunakan beberapa buku, literatur dan hasil browsing internet sebagai referensi dan petunjuk dalam menyusun penelitian, kemudian mencocokan dengan kemungkinan – kemungkinan yang akan terjadi dalam menyelesaikan masalah – masalah yang muncul selama perancangan prototype. 2.3Blok Perancangan

Title of manuscript is short and clear, implies research results (First Author)

IJCCS

ISSN: 1978-1520

841

Gambar 1. Blok Diagram Palang Pintu Perlintasan Kereta Api Adapun fungsi masing – masing unit dari blok diagram diatas adalah sebagai berikut : 1. Rel Kereta Api, sebagai jalur kereta api untuk bergerak dari satu tempat ke tempat lain. 2. Sensor Suara, rangkaian yang berfungsi sebagai penerima suara dengan memanfaatkan sinyal frekuensi sebagai inputan 3. Sensor IR (Infra Merah), rangkaian yang memanfaatkan sinar infra merah dengan menggunakan led sebagai inputan, dimana jika terhalang akan berlogika 1 (high) dan tidak terhalang berlogika 0 (low) 4. Kendali dengan Mikrokontroler, sebagai otak dari prototype ini yang akan memproses input dan output dari sensor, motor dc maupun traffic light 5. Motor DC, berfungsi untuk membuka dan menutup palang pintu secara otomatis setelah mendapatkan respon dari kendali mikrokontroler 6. Traffic Light, sebagai alat pengatur lalu lintas yang mempunyai minimal 2 buah indikator lampu yaitu merah dan hijau 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Flowchart Sistem Flowchart Sistem merupakan bagan yang menunjukkan alur kerja atau apa yang sedang dikerjakan di dalam sistem secara keseluruhan dan menjelaskan urutan dari prosedurprosedur yang ada di dalam sistem. Dengan kata lain, flowchart ini merupakan dekripsi secara grafik dari urutan prosedur-prosedur yang terkombinasi yang membentuk suatu sistem.

Title of manuscript is short and clear, implies research results (First Author)

IJCCS 842



ISSN: 1978-1520

Gambar 2. Flowchart Sistem Kerja Prototype 3.2 Pengujian Prototype Secara Keseluruhan Pengujian pada tahap ini dilakukan setelah semua rangkaian telah disatukan dengan alat pendukunganya. Sensor pertama dan kedua akan dipasang sebelum pintu perlitasan kereta api dan sensor kedua dipasang setelah pintu perlintasan. Sedangkan lampu traffic light diletakkan diatas palang pintu. Sistem pengujian dilakukan secara trail and error, dimana setiap kesalahan terjadi pada proses berlangsung akan langsung diperbaiki sampai keseluruhan sistem dari prototype ini sesuai dengan yang diinginkan. Tabel 1 Hasil pengujian Sistem Secara Keseluruhan No.

Pengujian

Hasil

Ket.

1.

Kereta api tidak ada

Palang Pintu terbuka dan indikator traaffic light berwarna hijau.

Ok

2.

Kereta api ada

Sensor Suara akan medeteksi adanya kereta api

Ok

3.

Sensor Pertama aktif (Suara)

1. 2. 3.

Ok

Mikrokontroler akan medapatkan data input. Traffic Light akan berindikator Merah Motor Servo akan menutup palang pintu perlintasan.

Title of manuscript is short and clear, implies research results (First Author)

IJCCS

4.

5.

843

ISSN: 1978-1520

Sensor Kedua Aktif (Infra Merah)

1. 2. 3.

Sensor Ketiga Aktif (Infra Merah)

1. 2. 3.

Mikrokontroler akan medapatkan data input. Traffic Light akan berindikator Merah Motor Servo akan menutup palang pintu perlintasan. Mikrokontroler akan medapatkan data input. Traffic Light akan berindikator Hijau Motor Servo akan membuka palang pintu perlintasan.

Ok

Ok

3.3 Analisis Hasil Percobaan dan Dokumentasi Dibawah ini disajikan hasil percobaan disertai dengan dokumentasi a. Sensor Suara Sensor suara berfungsi untuk menerima inputan berupa frekuensi suara dari sirine kereta api yang akan lewat, dimana hasilnya akan dikirim ke mikrokontroler untuk menutup palang pintu perlintasan sebagai tanda kereta api akan lewat.

Gambar 3. Sensor Suara b. Sensor Infra merah Sensor infra merah berfungsi sama dengan sensor suara tapi akan aktif jika ada kereta api lewat dan menutup palang pintu perlintasan, ketikatidak ada penghalang maka palang pintu akan terbuka. Sensor ini mempunyai 2 buah nilai logika 1 (high) dan 0 (low).

Gambar 4 Sensor Infra Merah c. Motor Servo Rangkain motor servo berfungsi membuka dan menutup palang pintu setelah mendapatkan respon dari mikrokontroler.

Gambar 5. Sensor Motor Servo d. Rangkaian Traffic Light Title of manuscript is short and clear, implies research results (First Author)

IJCCS 844

ISSN: 1978-1520



Rangkaian ini berfungsi untuk menyalakan indikator lampu merah dan lampu hijau setelah mendapat masukan dari pengendali mikrokontroler. Dimana indikator warna merah akan menyala ketika sensor suara atau sensor infra merah pertama memberikan input ke mikrokontoler. Indikator warna hijau menyala ketika sensor infra merah kedua bereaksi ketika kereta api telah melewati palang pintu secara keseluruhan.

Gambar 6. Traffic Light e. Gambar dari keseluruhan prototype. Mikrokontroler berfungsi sebagai pengendali dari alat ini yang akan menerima danmemproses data input dan output. Data yang dikirim dari sensor pertama akan diproses oleh mikrokontroler untuk menyalakan lampu traffic light indikator merahdan motor servo akan menutup palang pintu . Jika sensor pertama mengalami kegagalan maka sensor kedua akan berfungsi sama dengan sensor pertama. Sensor ketiga akan aktif jika kereta api telah melewati palang pintu secara keseluruhan, dimana sensor ini disettting secar bias, artinya ketika tidak ada halangan maka palang pintu akan terbuka dan akan mengirim data ke mikrokontroler untuk menyalakan traffic light indikator hijau. Berikut gambar dari keseluruhan prototype.

Gambar 7. Keseluruhan Prototype Tampak Samping Kanan

4.

KESIMPULAN Setelah melakukan seluruh proses penelitian prototype ini, penulis menarik beberapa kesimpulan yaitu : 1. Pemanfaatan teknologi pengontrolan menggunakan mikrokontroler sangat cocok digunakan karena memiliki fitur – fitur yang cukup lengkap, hemat dalam pengunaan daya dan tidak perlu pengawasan manusia dalam pengoperasiannya. 2. Prototype pengamanan palang pintu jika diimplementasikan sangat membantu menekan kecelekaan di pintu perlintasan kereta api yang sering terjadi dan mengurangi biaya operasional perusahaan yang menggunakannya. 5.

SARAN Title of manuscript is short and clear, implies research results (First Author)

IJCCS

ISSN: 1978-1520

845

Dalam penelitian ini masih ada kekurangan dan kelemahan. Maka dari itu, penulis memberikan saran untuk mengembangkan prototype ini untuk menutupi kelemahan dan kekurangannya yaitu : 1. Protoype ini disarankan terhubung ke sistem pengawasan kereta api, agar proses pengawasan dan kinerja alat ini dapat dipantau dari jarak jauh. 2. Tempat penelitian seharusnya dilakukan di perusahaan kereta api, agar data – data tentang kereta api dapat diperoleh secara langsung, baik itu secara visual maupun dengan mengambil data – data pada bagian arsip perusahaan kereta api. 3. Untuk penelitian selanjutnya, prototype ini dapat dikembangkan pada rel kereta api ganda (double track). 4. Sensor yang digunakan sebaiknya ditambah dengan menggunakan sensor gerak yang dipasang di bantalan rel kereta api, agar proses pendeteksian kereta api lebih teliti dan akurat, serta memasang alarm sebagai peringatan jika kedua sensor tidak aktif pada saat bersamaan. UCAPAN TERIMA KASIH Tim penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak – pihak yang telah memberikan dukungan dan bantuan sehingga dalam proses penelitian ini bisa berjalan dengan lancar.

Title of manuscript is short and clear, implies research results (First Author)

IJCCS 846

ISSN: 1978-1520



DAFTAR PUSTAKA

[1] Arief S. 2011. Aplikasi Mikrokontroler ATMEGA8535 & ATMEGA16 Menggunakan Bascom – AVR. Yogjakarta: Penerbit Andi.

[2] Ardi winoto, 2010,” Mikrokontroler avrATtmega 8 / 32 / 16 / 8535 dan pembrogramannya dengan bahasa C pada WinAVR”, Bandung, Informatika, Edisi Revisi. [3] Ary, Heryanto, M. Wisnu, Adi, P. 2008. Pemrograman Bahasa C. Yogyakarta: Andi Offset. [4] Franky Chandra, Deni Arifianto, 2010, Jago Elektronika Rangkaian Sistem Otomatis, Kawan Pustaka, Surabaya [5] Setiawan P., Wiranto HU., dan Listrasari JB. Perancangan Sistem deteksi Kebakaran Berbasis Mikrokontroler Keluarga MCS51. Jurnal Teknologi Informasi. 2007; Vol. 4 No. 2, Hal: 101-200.

Title of manuscript is short and clear, implies research results (First Author)