BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM 1.1 Hasil

BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM
1.1 Hasil Pengujian Sistem
Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah perancangan yang dilakukan telah
sesuai dengan yang diharapkan dan didapatkan data yang benar dari hasil pengujian
tersebut untuk selanjutnya dianalisa dan didapatkan kesimpulan. Setiap rangkaian
utama dari sistem akan diujikan untuk dengan parameter-parameter uji sebagai
berikut:
1. Pengujian masukan dari sensor infra merah pada mikrokontroller
2. Pengujian masukan pada GPRS Shield dari mikrokontroller
3. Pengujian waktu pengiriman pesan berdasarkan jarak sensor
4. Pengujian pada sistem timer pada mikrokontroller.
Setelah memasuki tahap pengujian dan mendapatkan data, maka hasil tersebut
dapat diolah atau dianalisa untuk mendapatkan sebuah solusi atau kesimpulan.
Analisa data yang akan dilakukan adalah berupa perhitungan jarak pengereman
kereta api dengan variabel kecepatan dan berat berdasarkan waktu pesan informasi
dari sistem pemantauan, untuk mendapatkan sebuah hasil yaitu :
1. Penempatan sensor infra merah yang ideal pada jalur perlintasan untuk
mendapatkan pesan dalam waktu efektif.
2. Jarak aman kereta untuk memulai pengereman
3. Jarak aman kereta untuk untuk berhenti total.
58
Berikut ini merupakan diagram pengujian blok sistem secara keseluruhan,
pengujian dilakukan dengan mengukur ataupun membaca output dari masingmasing blok, dengan mengetahui output setiap blok sehingga mempermudah proses
maintenance (perbaikan) karena posisi kerusakan sistem dapat diketahui secara
pasti.
Pengujian
masukan pada
mikrokontroller
dari sensor infra
merah
Pengujian lama
waktu pengiriman
pesan singkat
berdasarkan
operator telepon
seluler
Pengujian
pengaruh panjang
Kable Sensor ke
mikrokontroller
Pengujian kerja
pada eror sistem
Perhitungan jarak penempatan sensor infra merah
pada jalur kereta api dengan pintu perlintasan
berdasarkan perbedaan kecepatan .
KESIMPULAN
Gambar 4.1
Blok pengujian sistem
Blok uji 1
: pengujian untuk melihat tegangan yang keluar pada sensor infra
merah di jalur kereta dengan beberapa kondisi.
Blok uji 2
:
Pengujian
ini
untuk
melihat
perubahan
output
pada
mikrokontroler menuju dengan variabel perubahan panjang kabel
sensor.
59
Blok uji 3
: Pengujian ini untuk mengukur lama waktu proses keseluruhan
sistem dari mulai sensor infra merah mendeteksi hingga menerima
SMS.
Blok uji 4
: Pengujian ini untuk mengetahui seberapa lama sistem akan dapat
terus berjalan sebelum terjadi eror.
Blok uji 5
: Merupakan pengolahan data dari uji blok 1-5 untuk mendapatkan
data baru
1.1.1
Hasil Uji Blok 1
Pengujian ini bertujuan untuk melihat nilai input yang masuk dari
sensor infra merah ke mikrokontroller. Pengukuran untuk uji coba ini
menggunakan multimeter dan melihat perubahan nilai yang masuk ke
mikrokontroller sebagai triger sistem pertama.
Pengujian dilakukan dengan mengukur nilai tegangan yang berada pada
kedua
ujung
photodioda
dan
mengukur
tegangan
yang
masuk
mikrokontroller melalui pin-pin masukan analog.
Berdasarkan hasil pengukuran maka didapat data seperti tabel dibawah ini
60
Tabel 4.2
Hasil pengujian tegangan yang masuk ke mikrokontroller dari sensor infra
merah
Pengujian Tegangan Pada Sensor Infra Merah ke Mikrokontroller
Waktu Kerja Sistem (Vdc)
Lama Waktu
Jalur kereta
Jalur kereta
kecepatan sensor
1
2
Pintu 1
Pintu 2
0
0,83
2,26
4,18
3,80
1
4,92
4,93
4.96
4,92
2
4,98
4,97
4,97
4,97
Keterangan tabel:
Kondisi 0 : merupakan kondisi normal, dimana tidak ada halangan
diantara sinar infra merah.
Kondisi 1 : merupakan kondisi halangan dengan waktu halangan
melewati sinar infra merah kurang dari 1 detik .
Kondisi 2 : merupakan kondisi halangan dengan waktu halangan
melewati sinar infra merah lebih dari 1 detik.
Dari hasil pengujian didapatkan bahwa sensor infra merah dapat bekerja
dengan baik, dimana photodioda bereaksi terhadap sinar infra merah.
Terdapat perbedaan nilai tegangan saat kondisi awal, antara photodioda
pada jalur kereta 1 dan photo dioda pada jalur kereta 2. Demikian juga nilai
61
tegangan yang keluar pada photodioda pada pintu 1 dan pintu 2. Hal ini
kemungkinan disebabkan oleh materi dan pembuatan photodioda itu sendiri
dan jarak kerapatan antara infra merah dan photodioda berbeda sehingga
mempengaruhi nilai resistansi dan pada akhirnya nilai tegangan yang dapat
dilewati.
1.1.2
Hasil uji Blok 2
Blok 2 menguji perubahan nilai input yang masuk ke mikroktroller
dengan merubah panjang dari kabel sensor infra merah penghubung antara
sensor dengan mikrokontroller. Seperti yang diketahui bahwa pada
transmisi tegangan terdapat pengaruh panjang kabel yang akan menentukan
nilai akhir dari tegangan yang akan masuk. Semakin panjang kabel yang
digunakan, maka akan semakin berkurang nilai tegangan
yang
ditransmisikan. Hal ini disebabkan oleh rugi-rugi tegangan yang hilang
dalam perjalanan
62
.
Tabel 4.2
Hasil pengujian pengaruh panjang kabel sensor terhadap tegangan yang masuk
ke mikrokontroller dari sensor infra merah
Pengujian Pengaruh Panjang Kabel Sensor terhadap Masukan ke
Mikrokontroller
Nilai Tegangan yang masuk ke Mikrokontroller (Vdc) Dalam
Kondisi Awal
Panjang
kabel
Pintu 2
Jalur kereta 1
Jalur kereta 2
Awal (45 cm)
awal (55cm)
Penambahan
Pintu 1 awal
awal
(25Cm)
(55cm)
Awal
0,83
2,26
4,18
3,80
+ 50cm
0,80
2, 23
4,14
3,77
+ 1m
0,76
2,18
4, 09
3,72
+2m
0,70
2,10
3,98
3,66
Dari tabel data diatas maka dapat diambil sebuah kesimpulan dari
analisa mengenai rugi-rugi tegangan dalam perjalanan yaitu terdapat
pengurangan tegangan jika dilakukan penggatian ataupun penambahan
kabel sensor yang akan mentrasmisikan sinyal tegangan ke
mikrokontroller.
63
1.1.3
Hasil Uji Blok 3
Pengujian ini berfungsi untuk mengukur waktu proses sistem ini dalam
satu periode mulai dari saat kereta api melintas sehingga mengaktifkan
sensor infra merah hingga pengiriman SMS. Parameter perbandingan
pada pengujian ini adalah penggunaan 2 operator SMS yang berebeda
dan juga variable kecepatan kereta mainan. Perbedaan dari waktu yang
didapatkan akan diambil operator dengan waktu respon tercepat untuk
dijadikan acuan dalam perhitungan jarak aman pengereman kereta api.
Tabel 4.3
Hasil pengujian waktu Kerja Sistem Berdasarkan Operator SMS
Pengujian Waktu Kerja Sistem Berdasarkan Operator SMS
No.
Pengujian
Penggunaan Operator SMS
HP Telkomsel
Kecepatan
HP XL
Kereta Api
sensor
sensor
sensor
sensor
(m/s)
Jlr 1(s)
Jlr2 (s)
Jlr 1 (s)
Jlr 2 (s)
1
10
6,3
6,3
7,8
8,1
2
10
6,2
6,4
9,6
9,7
3
10
6,2
6,3
8,5
7,7
4
20
6,1
7,4
8,6
8,6
5
20
6,2
6,5
7,7
8,3
6
20
6,3
6,3
7,3
8,7
7
40
7,4
6,2
8,8
7,9
8
40
6,2
8,9
8,4
9,1
64
Dari tabel diatas didapatkan sebuah data dengan analisa bahwa pengiriman
respon tercepat adalah dengan menggunakan operator yang sama antara
pengirim dan penerima guna mendapatkan respon tercepat. Perbedaan operator
memungkinkan penambahan proses pada handoffer antara masing-masing
operator ditambah kemungkinan antrian slot pengiriman , memungkinkan
untuk mendapat respon yang lambat.
1.1.4
Hasil Uji Blok 4
Pengujian Blok 4 untuk mengukur ketahanan dari sistem untuk berjalan sampai
menemukan eror pada pengujian lintasannya. Disediakan 10 lap pengujian
untuk masing-masing jalur lintasan sensor. Pengujian ini dilakukan dengan
melihat sistem untuk bekerja dengan memberikan kondisi pada pintu
perlintasan terdapat halangan, sehingga kerja sistem dapat terpantau lengkap
dan ketahanan dari program yang terdapat pada mikrokontroller dapat teruji.
Pengujian dimulai dari memasuki sensor jalur kereta 1 hingga 10 kali pada
setiap pintu perlintasan. Pengujian dikatakan berhasil apabila dalam 1 lap itu
Led indikator menyala, dan SMS diterima.
65
Tabel 4.4
Hasil pengujian ketahanan kerja sistem
Pengujian Ketahanan Sistem saat bekerja
Hasil kerja
Lap / putaran (1
meter)
Jalur kereta 1
Jalur
kereta 2
Uji 1
Berhasil
Berhasil
Uji 2
Berhasil
Berhasil
Uji 3
Berhasil
Berhasil
Uji 4
Berhasil
Berhasil
Uji 5
Berhasil
Berhasil
Uji 6
Berhasil
Berhasil
Uji 7
Berhasil
Berhasil
Uji 8
Berhasil
Berhasil
Uji 9
Berhasil
Berhasil
Uji 10
Berhasil
Berhasil
Dari hasil pengujian blok 4 didapatkan kesimpulan bahwa
pengujian sistem berhasil dilakukan dan sistem bekerja tanpa gagal selama
10 kali putaran. Hal tersebut memungkinkan karena pengaturan waktu
delay dan waktu perhitungan sensor infra merah pada program diubah
untuk dipercepat perputarannya dan kecepatan kereta api disesuaikan.
Pengaturan ini dilakukan dikarenakan lintasan yang pendek, sehingga
dengan kecepatan kereta yang sekitar 10m/s akan mampu merusak waktu
perhitungan sensor yang terdapat dalam program mikrokontroller.
66
1.2 Analisa Data Perhitungan Jarak Pengereman Efektif Kereta Api
Analisa ini bersama dengan perhitungan jarak pengereman efektif pada kereta
api. Berdasarkan waktu pengiriman SMS yang didapat dari pengujian sebelumnya,
maka diperlukan perhitungan berapa jarak pengereman efektif kereta dalam kondisi
sebenarnya. Pengaturan untuk waktu respon inframerah mungkin diperlukan pada
mikrokontroller jika akan diujicobakan pada sistem nyata. Namun untuk saat ini
diperlukan sebuah teori berapa jarak effektif yang didapatkan seorang masinis
untuk merespon dari SMS informasi yang diterima.
Perhitungan dengan menggunakan rumus Minden seperti yang telah di paparkan
pada Bab 2.
𝐿=
3,85 . 𝑉 2
𝜆
6,1 . 𝜓 .( 1+ 𝑇 )± 𝑖𝑟
10
Dimana kondisi permukaan dapat diasumsikan rata seperti yang banyak terdapat
pada jalur kereta di daerah Jabodetabek dan daerah pada Pulau Jawa yang tidak
terlalu berbukit. Variabel yang akan ditentukan dan diujikan adalah kecepatan 3
kecepatan , yaitu :
a. Kecepatan rendah yang diwakili dengan nilai 40Km/Jam
b. Kecepatan sedang yang diwakili dengan nilai 60Km/Jam
c. Kecepatan tinggi yang diwakili dengan nilai 90 Km/Jam
Variabel kecepatan ini ditentukan berdasarkan kecepatan standar kereta api pada
area JABODETABEK. Sementara untuk koefisien tetap lain yang ditentukan
adalah kereta yang akan diujikan kereta penumpang dengan jumlah gerbong
sebanyak 10 buah yang masing-masing memiliki berat 40 ton, dengan asumsi
67
berat tersebut sudah termasuk berat penumpang, berat lokomotif adalah 84 ton.
Koefisien prosentase pengereman λ = 85% saat kereta penuh. Kondisi
pengereman adalah lokomotif tidak ikut mengerem, dimaksudkan adalah
lokomotif mengurangi kecepatan ketika menerima SMS informasi pintu
perlintasan masuk. Dengan kondisi tersebut maka akan didapatkan perhitungan
sebagai berikut :
Diketahui :
Berat Kereta Api (GT) = ( 10 x 40) + 84 ) = 484 ton.
Berat Pengereman 𝐵 = 𝜆 . 𝐺 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑒𝑟𝑒𝑡𝑎 atau B = 85% x 40 = 34 ton
Berat Pengereman untuk 10 Gerbong (BT) = 34 x 10 = 340 ton
Maka (λT) = BT / GT x 100% atau λT = (340⁄484) x 100% = 70,24%
A. Jarak pengereman saat kereta berkecepatan rendah 40Km/jam
Maka Jarak Pengereman (L)
𝐿40 =
3,85 . 𝑉 2
𝜆
6,1 . 𝜓 .( 1+ 𝑇 )± 𝑖𝑟
10
𝐿40
3,85 . 402
=
1,05 . 70,24
6,1 . 0,84 . ( 1 +
)± 0
10
6160
L40 = 6,1.0,84.(8,3752)±0
68
6160
6160
L40= 6,1.0,84.(8,3752)±0 =42,914 =143,542 ≈144 m
Sehingga dapat dikatakan bahwa menurut rumus minden bahwa jarak yang
diperlukan untuk pengereman kereta api pada kecepatan 40Km/jam adalah
144 m.
B. Jarak pengereman saat kereta berkecepatan rendah 60Km/jam
Maka Diketahui :
Berat Kereta Api (GT) = ( 10 x 40) + 84 ) = 484 ton.
Berat Pengereman 𝐵 = 𝜆 . 𝐺 𝑝𝑒𝑟 𝑘𝑒𝑟𝑒𝑡𝑎 atau B = 85% x 40 = 34 ton
Berat Pengereman untuk 10 Gerbong (BT) = 34 x 10 = 340 ton
Maka (λT) = BT / GT x 100% atau λT = (340⁄484) x 100% = 70,24%
Maka Jarak Pengereman (L)60
𝐿60 =
3,85 . 602
6,1 . 0,84 .( 1+
1,05 .70,24
)± 0
10
13860
𝐿60 = 6,1.0,84.(8,3752)±0
13860
13860
L60= 6,1.0,84.(8,3752)±0 =42,914 =322,971 ≈323 m
69
Sehingga dapat dikatakan bahwa menurut rumus minden bahwa jarak yang
diperlukan untuk pengereman kereta api pada kecepatan 60Km/jam adalah
323 m.
C. Jarak pengereman saat kereta berkecepatan rendah 90Km/jam
Maka Jarak Pengereman (L)
𝐿=
3,85 . 902
6,1 . 0,84 .( 1+
1,05 .70,24
)± 0
10
31185
L = 6,1.0,84.(8,3752)±0
31185
31185
L= 6,1.0,84.(8,3752)±0 =42,914 =726,685 ≈727 m
Sehingga dapat dikatakan bahwa menurut rumus minden bahwa jarak yang
diperlukan untuk pengereman kereta api pada kecepatan 90Km/jam adalah
727m.
Dari perhitungan diatas, penulis memberikan skema penempatan sensor
Infra merah dengan asumsi bahwa kereta api diharuskan berhenti 100 meter
sebelum perlintasan jika terjadi sinyal bahaya. Kecepatan rata-rata untuk kereta
communter line yang beroperasi di Jabodetabek adalah 40Km/jam dan
kecepatan tertinggi adalah 90Km/jam. Untuk penempatan sensor ini, diambil
kecepatan menengah yaitu 60km/jam. Jika pada saat akan melintas kecepatan
70
kereta melebihi 60km/jam , dapat diletakan sinyal atau semboyan agar kereta
menurunkan kecepatan hingga batas tersebut.
Gambar 4.5 Skema jarak aman
kereta berhenti
Sehingga dengan asumsi waktu yang diperlukan untuk pengiriman adalah maksimal
8,9 detik dengan operator telkomsel dari sensor mulai mendeteksi terdapat halangan
pada pintu perlintasan, maka diperlukan menghitung jarak yang dilalui dalam masa
pengiriman SMS yaitu ;
S=V.T
V= 60 Km/jam = 17m/s
T = Meter
S= 17m/s . 8,9s = 151,3 m
Dari perhitungan sederhana diatas, didapatkan jarak yang ditempuh kereta api saat
berlangsungnya proses kerja sistem sensor dari deteksi kereta api hingga menerima
informasi berupa pesan SMS adalah 151,3m.
71