CARI SESUATU ?

Rabu, 21 Desember 2016

PENGATUR PALANG PINTU KERETA OTOMATIS


PENGATUR PALANG PINTU KERETA OTOMATIS


1Dwi Astuti Wahyu Utami, 2Edwin Efriananda Makarim, 3Panca Setyarini, 4Reno Galih Putra,  dan 5Samuel Beta

Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

E-mail : dwiastuti161997@gmail.com, efriananda46@gmail.com, pancasetyarini@gmail.com, reno.gatra@gmail.com dan sambetak2@gmail.com.

Intisari—Untuk mengetahui keberadaan kereta api yang akan melewati perlintasan dibutuhkan alat pendeteksi kereta api. Dalam penelitian ini dibuatlah aplikasi Mikrokontroler ARDUINO UNO R3 menggunakan masukan sensor induksi magnet kereta api dengan luaran LED indicator, Buzzer speaker dan motor servo. Medan magnet yang digunakan sebagai masukan adalah  sensor S49E. Luaran yang di hasilkan berupa suara yang berfungsi untuk memberikan peringatan bahwa ada kereta api yang akan lewat melalui Buzzer speaker, LED indicator dan motor servo sebagai penggerak palang pintu kereta. Serta, setelah kereta api melewati perlintasan maka suara dan LED indikator akan mati dan palng pintu akan kembali terbuka.

Kata kunci: ARDUINO UNO R3, Buzzer, Kereta api, LED, Sensor S49E.

Abstrac—To find out where the train will pass the crossing takes the train detection equipment. In this study made ARDUINO UNO R3 microcontroller applications using magnetic induction sensor input rail with LED indicator output, Buzzer speaker and servo motors. The magnetic field is used as a sensor input is S49E. Outputs are produced in the form of noise that serves to warn that there is a train that will pass through Buzzer speaker, LED indicator and servo motor as a doorstop drive train. As well, after the train passed through the crossing, the sound and the LED indicator will die and palng doors will re-open.

Keywords: ARDUINO UNO R3, Buzzer, LED, Sensor S49E, Trains.

I.     PENDAHULUAN

Transportasi adalah sarana bagi manusia untuk memindahkan sesuatu, baik manusia atau benda dari satu tempat ke tempat lain, dengan ataupun tanpa mempergunakan alat bantu. Salah satu modal transportasi yang digemari di Indonesia adalah kereta api. Banyak orang yang sangat menggantungkan jenis transportasi ini terutama di kota – kota besar. Saking banyaknya kereta yang beroperasi, banyak pula rel kereta api yang melewati pemukiman penduduk dan jalan raya.
Seiring banyaknya perlintasan rel kereta api yang melewati jalan raya, hal itu tidak di barengi dengan sumber daya manusia yang memadai. Kadang sumber daya manusia yang ada di perlintasan kereta api kurang, sehinggasering kali menyebabkan human error yang berujung pada terjadinya kecelakaan.
Atas dasar tersebut maka diperlukan palang pintu kereta api otomatis yang dapat berbunyi sebagai peringatan adanya kereta api yang akan lewat, menutup palang pintu, dan membuka palang pintu secara otomatis sehingga kecelakaan pada palang pintu kereta api dapat terhindarkan. Sistem yang akan dirancang berupa simulasi kereta api dengan palang pintu double, disertai dengan lampu LED (Light Emitting Diode) penanda kereta akan lewat disertai dengan buzzer. Sensor yang digunakan adalah Sensor Hall Effect (S49E) berfungsi sebagai masukan untuk menggerakkan servo.
Dengan demikian maka penulis bermaksud untuk membuat suatu terobosan berupa palang pintu kereta otomatis berbasis mikrokontroler, sehinggpenulis membuat judul tugas akhir “PENGATUR PALANG PINTU KERETA OTOMATIS”.

II.     TINJAUAN PUSTAKA

Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan mikrokontroler ARDUINO UNO R3 ini.

A.     Mikrokontroler ARDUINO UNO R3

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328 (datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.

 

Gambar 2.1 Arduino Uno
Spesifikasi :
Chip mikrokontroller                                 : ATmega328P
Tegangan operasi                                       : 5V
Tegangan input                                          : 7V - 12V
Tegangan input (limit, via jack DC)          : 6V - 20V
Digital I/O pin                                           : 14 buah, 6 diantaranya menyediakan PWM
Analog Input pin                                       : 6 buah
Arus DC per pin I/O                                 : 20 mA
Arus DC pin 3.3V                                     : 50 mA
Memori Flash                                            : 32 KB, 0.5 KB telah digunakan untuk bootloader
SRAM                                                       : 2 KB
EEPROM                                                  : 1 KB
Clock speed                                               : 16 Mhz
Dimensi                                                     : 68.6 mm x 53.4 mm
Berat                                                          : 25 g

B.     Sensor Hall Effect (S49E)

Sensor hall effect adalah sensor yang mendeteksi medan magnet pada lingkungan sekitar. Pada umumnya sensor ini memiliki keluaran sinyal analog yang linier terhadap kekuatan medan magnet yang diterima. Namun berbeda pada sensor hall effect S49E yang merupakan sensor hall effect digital. Sensor ini akan memberikan keluaran logic 1 apabila mendeteksi adanya medan magnet. Dan sensitifitas dari sensor ini sangat terpengaruh oleh jarak dan kekuatan medan magnet. Sensor ini memiliki 3 kaki yaitu Vcc, Out, dan Gnd. Kerja dari sensor membutuhkan power supply +5VDC - +24VDC.
Gambar 2.2 Sensor S49E
Spesifikasi :
·   Catu daya : 4,5VDC - 24VDC
·   Output : tegangan (open collector)
·   Arus output : 25mA

C.     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, 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. 

Gambar 2.3 Buzzer

D.     LED

LED (Light Emitting Dioda) adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya pada saat mendapat arus bias maju (forward bias). LED (Light Emitting Dioda)  dapat memancarkan cahaya karena menggunakan dopping galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda diata dapat menhasilkan cahaya dengan warna yang berbeda.
LED merupakan salah satu jenis dioda, sehingga hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. LED akan memancarkan cahaya apabil diberikan tegangan listrik dengan konfigurasi forward bias. Berbeda dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada LED (Light Emitting Dioda) cukup rendah yaitu maksimal 20 mA. Apabila LED (Light Emitting Dioda)  dialiri arus lebih besar dari 20 mA maka LED akan rusak, sehingga pada rangkaian LED dipasang sebuah resistor sebagai pembatas arus.

Gambar 2.4 LED
E. 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 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.
 
Gambar 2.5 Motor Servo



III.     PERANCANGAN ALAT

A.     Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika

Adapun system yang digunakan yaitu sebagai berikut:
1.      Arduino Uno R3
2.      Sensor S49E
3.      Penguat Op-Amp
4.      LED
5.      Buzzer
6.      Motor Servo

B.     Bentuk Fisik Modul




Gambar 3.1 Bentuk Fisik Modul Tampak Depan



Gambar 3.2 Bentuk Fisik Modul Tampak Samping


C.  Blok Diagram

Blok diagram aplikasi mikrokontroler ARDUINO UNO R3 dengan masukan sensor hall effect S49E dan luaran LED, Buzzer serta motor servo.


Gambar 3.3 Diagram Blok Hardware

1.    Sensor yang digunakan adalah sensor hall effect S49E untuk mendeteksi medan magnet  kereta api.
2.    Pengkondisian sinyal digunakan untuk mengolah sinyal keluaran dari sensor agar dapat  dibaca oleh mikrokontroler.
3.  Mikrokontroler yang digunakan adalah ARDUINO UNO R3 yang berfungsi untuk  mengolah data dari sensor dan menjalankan luaran berupa LED , Buzzer serta motor    servo.
4.    Output pada sistem ini adalah LED , Buzzer dan motor servo. LED dan Buzzer  yang  digunakan sebagai peringatan sedangkan motor servo digunakan sebagai penggerak palang  pintu kereta.

C.     Perangkat Lunak

Perangkat lunak yang digunakan pada proyek ini adalah Arduino software sebagai aplikasi untuk menulis program Arduino serta sebagai downloader program ke board Arduino Uno R3.

D.     Diagram Alir

Diagram alir dari sistem adalah sebagai berikut:

 
Gambar 3.4 Diagram Alir Program


IV. PENGUJIAN ALAT

             Alat sudah dapat bekerja cukup baik. Keadaan awal sebelum kereta melewati sensor 1, buzzer, LED kanan 1, LED kanan 2, LED kiri 1, LED kiri 2 dalam keadaan off.

Gambar 4.1 Keadaan Awal Kereta

  Servo A, servo B sebagai palang kereta dalam keadaan terbuka lalu kereta melewati sensor 1 buzzer, LED kanan 1, LED kanan 2, LED kiri 1, LED kiri 2 menyala secara bersamaan dan servo A, servo B sebagai palang berubah menjadi tertutup.
Gambar 4.2 Keadaan Kereta Melewati Sensor 1

 
Gambar 4.3 Keadaan Setelah Kereta Melewati Sensor 1

Kemudian kereta melewati sensor 2 buzer, LED kanan 1, LED kanan 2, LED kiri 1, LED kiri 2 kembali off dan servo A, servo B sebagai palang kembali terbuka.
Gambar 4.4 Keadaan Kereta Melewati Sensor 2

 
Gambar 4.5 Keadaan Setelah Kereta Melewati Sensor 2

Alat diatas dapat juga bekerja dengan arah yang berlawanan atau berfungsi sebagai rel tunggal dengan dua arah.

Gambar 4.6 Keadaan Awal Kereta

 
Gambar 4.7 Keadaan Kereta Melewati Sensor 2

Gambar 4.7 Keadaan Setelah Kereta Melewati Sensor 2

Gambar 4.8 Keadaan Setelah Kereta Melewati Sensor 1

V. KESIMPULAN
Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada penelitian ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1.  Sensor Hall Effect S49E berfungsi untuk mendeteksi adanya medan magnet di lingkungan sekitar.
2.   Penggunaan sensor hall effect sebagai input digital pada mikrokontroler.
3.   Buzzer dan LED merah akan menyala apabila salah satu sensor mendeteksi magnet, dan akan mati apabila sensor satunya mendeteksi magnet.
4.   Buzzer nyala berkedip seperti sirine peringatan kereta api pada perlintasan kereta api.


REFERENSI
[1]   https://lukmanhakim94.wordpress.com/2013/11/25/pintu-perlintasan-kereta-api-otomatis/
[2]   http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/definisi-dan-fungsi-sensor-efek-hall/
[3]   http://wwwmikron123.com/index.php/vmchk/Board-Mikrokontroler/DT-ARM-NUC120/Detailed-product-flyer.html

           Nama penulis Dwi Astuti Wahyu Utami. Penulis dilahirkan di Boyolali 16  Januari 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Dharmawanita, SD NEGERI 1 SAMBI, SMP NEGERI 1 SAMBI dan SMA N 1 Simo. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang  (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.0.06. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 08979777094 atau melalui via email dwiastuti161997@gmail.com.


       Nama penulis Edwin Efriananda Makarim. Penulis dilahirkan di Salatiga 15 Mei 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Kartini, SD NEGERI BONOMERTO 2, SMP NEGERI 2 SUSUKAN, dan SMK NEGERI 2 SALATIGA. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2014  penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang  (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.0.07. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 085741360056 atau melalui via email efriananda46@gmail.com.


              Nama penulis Panca Setyarini. Penulis dilahirkan di Semarang 17 Februari 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK, SD NEGERI TLOGOSARI WETAN 1, SMP NEGERI 9 SEMARANG, dan SMA NEGERI 2 SEMARANG. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang  (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.0.18. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 085747933020 atau melalui via email pancasetyarini@gmail.com.
          Nama penulis Reno Galih Putra. Penulis dilahirkan di Demak 14 April 1995 . Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Muslimat NU, SD NEGERI BINTORO 4, SMP NEGERI 1 DEMAK, dan SMA NEGERI 1 DEMAK. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang  (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.0.19. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 08998988433 atau melalui via email reno.gatra@gmail.com.

_________________________________________________________________________________
 Lampiran Dapat di Download Disini (Full) :
1. Gambar Pengawatan Dalam
2. Gambar Pengawatan Luar
_________________________________________________________________________________
Diposting oleh di
Label:

1 komentar:

Silahkan Berikan Kritik dan Saran Anda. Karena Kritik dan Saran Anda Akan Sangat Membantu Kami dalam Memperbaiki Diri

Langganan: Posting Komentar (Atom)