palang pintu pelintasan kereta api mengunakan inframerah

PALANG PINTU PELINTASAN KERETA API MENGUNAKAN INFRAMERAH
BERBASIS MIKROKONTROLER
Gunawan1) Muhamad Arifin2)
1)Program Studi Teknik Informatika, STMIK LPKIA
2)Program Studi Teknik Informatika, STMIK LPKIA
Jalan Soekarno Hatta 456 Bandung, 40266
[email protected], [email protected]
ABSTRAK
Dalam kehidupan sehari-hari, musibah merupakan suatu peristiwa yang tidak di inginkan oleh siapapun,
dimanapun dan kapanpun, diantaranya adalah terjadinya ketabrak motor atau penguna jalan. Hal itu dapat
mengakibatkan kerugian yang tidak sedikit, baik kerugian material maupun kerugian jiwa yang ditimbulkan,
dimana kejadian tersebut tersebut disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya ke lalaian penguna jalan atau
pengendara KA. Oleh karena itu dibutuhkan sistem yang dapat mendeteksi kedatangan kereta api dan memberikan
peringatan kepada penguna jalan lain, palang pintu perlintasan kerata api mengunakan inframerah dengan
dikendalikan oleh mikrokontroler ATMega16 dapat menanganinya, dimana sensor inframerah akan mengirimkan
sinyal ketika kereta tersebut akan melalui perlintasan dan ATMega16 akan menerima tersebut lalu memberikan
peringatan dengan cara membunyikan alarm dan menutup palang pintu perlintasan. ATMega16 diprogram
menggunakan perangkat lunak CV AVR dengan menggunakan bahasa C, digunakan untuk mengontrol seluruh
sistem. Inframerah digunakan sebagai sensor penanda dimana bila sensor tersebut terputus maka dipastikan bahwa
kereta akan lewat. Buzzer dan motor stepper digunakan sebagai peringatan terhadap pengguna jalan lain bahwa
kereta akan lewat. Led digunakan sebagai lampu penanda kepada masinis mengenai perlintasan tersebut apakah
sudah aman dilalui atau belum.
Kata kunci : Keamanan, inframerah, buzzer, ATMega16
1. Pendahuluan
1.1.
Latar Belakang
Kecelakaan kereta api di Indonesia yang terjadi
secara beruntun di Indonesia sudah berada pada
tingkat kritis. Berdasarkan data dari Ditjen
Perhubungan Darat, kecelakaan KA, tahun 1997
(156 kecelakaan, 73 orang meninggal), Tahun
1998 (109 kecelakaan kecelakaan, 47 orang
meninggal), Tahun 1999 (196 kecelakaan, 94
orang meninggal), Tahun 2000 (126 kecelakaan,
98 orang meninggal).
Dari klasifikasi di atas, yang menjadi fokus
penelitian ini adalah kecelakaan kereta api yang
berhubungan dengan tabrakan antara kereta api
dengan kendaraan lain. Dua Persilangan kereta api
sebagai perpotongan antara jalan raya dan rel
lintasan kereta api merupakan lokasi potensial
untuk terjadinya tabrakan antara kereta api dengan
kendaraan lain. Adanya perpotongan yang
sebidang antara lintasan kereta api dan jalan raya
menimbulkan banyak konflik yang sangat
potensial untuk terjadinya kecelakaan kereta api
yang serius, mengingat selalu ada saat-saat kereta
api dan kendaraan bermotor harus melewati
persilangan secara bersamaan (PJKA Bandung,
1986).
1.2. Identifikasi Permasalahan
Berdasarkan hasil penelitisan yang telah dilakukan,
penulis mengidentifikasikan beberapa
permasalahan sebagai berikut :
1. Bagaimana melakukan palang pintu kereta api,
dalam melakukan keamanan
2. Bagaimana melakukan kenyamanan dan
keselamatan bagi kendaraan yang sedang melintas
real kereta api
1.3. Ruang Lingkup
Untuk memfokuskan penelitian, maka ruang
lingkup permasalahan hanya mencakup sebagai
berikut:
1. Pengontrolan dilakukan oleh mikrokontroler
beserta komponen pendukungnya.
2. Kekuatan sensor untuk mendeteksi kereta api
yang mendekat area jalan raya
3. Sensor di terapkan ke dua alur itu di real dan
jalan raya
1.4. Tujuan
Dari identifikasi permasalahan di atas maka penulis
memiliki maksud dan tujuan, adalah sebagai
berikut :
1. Untuk mendeteksi sekaligus menanggulangi
tingkat kecelakaan yang sering terjadi
2. Pengaman dan pengkontrolan secara otomatis
2. Dasar Teori
2.1. Teori Dasar Mikrokontroler
Menurut Widodo Budiharto (2008) bahwa,
Mikrokontroler adalah suatu chip yang dapat
digunakan sebagai pengontrol utama sistem
elektronika, misalnya pengukur suhu digital
(termometer digital), sistem keamanan rumah
(Home Remote System), sistem kendali mesin
industri, robot penjinak bom, dan lain-lain.
2.2. Buzzer
Menurut Albert Paul dalam bukunya yang berjudul
Prinsip-Prinsip Elektronika. Buzzer adalah suatu
alat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi
sinyal suara. Pada umumnya buzzer digunakan
untuk alarm, karen penggunaanya cukup mudah
yatu dengan memberikan tegangan input maka
buzzer akan mengeluarkan bunyi. Frekuensi suara
yang di keluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5 KHz.
(Paul, 1989)
2.3. LED
Menurut Widodo Budiharto dalam bukunya yang
berjudul 10 Proyek Robot Spektakuler.
LED adalah komponen yang dapat mengeluarkan
emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain
setelh dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda,
tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang
menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi
berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat
agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk
mendapakan emisi cahaya pada semikonduktor,
doping yang dipakai adalah galium, arsenik, dan
posfor. Jenis doping yang berbeda menghasilkan
warna cahaya yang berbeda pula.
Pada saat ini warna cahaya LED yang banyak dibuat
adalah merah, kuning, hijau. Pada dasarnya, semua
warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat
mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED, selain
warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus
maksimum, dan disipasi dayanya. (Budiharto, 2008)
2.4. Inframerah
Inframerah adalah radiasi,elektromagnetik dengan
panjang.gelombang lebih panjang dari cahaya
tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang
radio. Namanya berarti "bawah merah" (dari bahasa
Latin infra, "bawah"), merah merupakan warna dari
cahaya tampak dengan gelombang terpanjang.
Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga "order"
dan memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan
1 mm. Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi
medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan
merambat lewat ruang dan membawa energi dari
satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak
adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik.
Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan
memancarkan radiasi elektromagnetik. Ketika
kawat
(atau
panghantar
seperti
antena)
menghantarkan
arus
bolak-balik,
radiasi
elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang
sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi,
gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti
gelombang atau seperti partikel. Sebagai
gelombang, dicirikan oleh kecepatan (kecepatan
cahaya), panjang gelombang, dan frekuensi. Kalau
dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui
sebagai foton, dan masing-masing mempunyai
energi berhubungan dengan frekuensi gelombang
ditunjukan oleh hubungan Planck E = Hf, di mana E
adalah energi foton, h ialahkonstanta Planck —6.626
× 10 −34 J•s— dan f adalah frekuensi gelombang.
Kurang dari 200 tahun yang lalu keberadaan infrared
menjadi bagian dari spektrum elektromagnetik
bahkan tidak dicurigai. Makna asli dari spektrum
infrared, atau hanya ‘infrared‘ seperti yang sering
disebut, sebagai bentuk radiasi panas mungkin
kurang jelas hari ini daripada pada waktu
penemuannya oleh (Herschel pada tahun 2008.)
Penemuan ini dibuat secara tidak sengaja saat
mencari bahan optik baru. Sir William HerschelRoyal Astronom kepada Raja George III dari
Inggris, dan sudah terkenal dengan penemuan planet
Uranus, sedang mencari bahan penyaring optik
untuk mengurangi kecerahan gambar matahari
dalam tata surya teleskop selama pengamatan.
Sementara pengujian sampel berbeda dari kaca
berwarna yang memberikan kecerahan pengurangan
serupa ia tertarik untuk menemukan bahwa beberapa
sample melewatkan sangat sedikit panas matahari,
sementara yang lain melewatkan begitu banyak
panas yang ia mengambil resiko kerusakan mata
setelah beberapa detik pengamatan.
2.5. Motor DC
Motor DC adalah suatu motor penggerak yang
dikendalikan dengan arus searah ( DC ). Bagian
motor DC yang paling penting adalah rotor dastator,
yang termasuk statoradalah badan motor, sikat-sikar
dan inti kutub magnet. Bagian rotor adalah bagian
yang berputar dari motor DC, yang termasuk
rotorialah lilitan jangkar, jangkar, komutator, tali,
isolator, poros,bantalan dan kipas. ( Heryanto dan
Adi, 2008 )
Driver motor digunakan untuk menggerakkan
motor DC menggunakan mikrokontroler. Arus
yang mampu diterima atau yang dikeluarkan oleh
mikrokontroler sangat kecil ( dalam satuan
miliampere ) sehingga
agar mikrokontroler dapat menggerakkan motor
DC diperlukan suatu rangkaian driver motor yang
mampu mengalirkan arus sampai dengan beberapa
ampere. Rangkaian drivermotor DC dapat berupa
rangkaian transistor, relay atau IC ( Integrated
Circuit ). Rangkaian driver yang umum digunakan
adalah dengan IC L293D. IC L293D berisi 4
channel driver dengan kemampuan mengalirkan
arus sebesar 600mA per channel. Tegangan kerja IC
L293D dari 6 volt sampai dengan 36 volt dan arus
impuls tak berulang maksimum sebesar 1,2 ampere.
Konfigurasi pin IC L293D ditunjukkan pada
Gambar 2.7. ( Wiyono, 2007)
3. Analisis Perangkat Lunak
3.1. Use Case Diagram
Berikut ini adalah gambaran dari palang pintu
otomatis kereta api pendeteksi dini
berbasis
mikrokontroler dimana terdapat 1 aktor, yaitu
Sensor inframerah dan User. Masing-masing
memiliki fungsinya sendiri, seperti yang terlihat
pada gambar dibawah. Sensor inframerah
mendeteksi kedatangan KA dan Buzeer Menyala
untuk melakukan peringatan dan LED menampilkan
informasi tentang peringatan pintu akan di tutup .
Kemudian inframerah mengirimkan data kepada
inframerah dan inframerah menerimah data setelah
KA selesai Melintas maka palang pintu akan
tertutup dan buzzer on.
Sensor
Inframerah
Mendeteksi
kedatangan
mendeteksi
Kereta
kedatangan KA
beraktivitas
Actor
Reaksi Sistem
1.Sensor Inframerah
2.Pengiriman data bahwa
kereta
api
api
yang
sedang
melintas melintaas
Nama Use Case
:
Mendeteksi
Kedatangan KA
Actor
: Lampu LED
Tujuan
: Peringatan Untuk Pintu
Di Tutup
Tabel III.2 Mendeteksi Kedatangan KA
Pendeteksi Awal
Ketentuan
Sensor Inframerah
Mendeteksi
Kereta
kedatangan
api
yang
beraktivitas
Actor
Reaksi Sistem
1.Lampu LED
2.Pengiriman data untuk
penutupan palang pintu
3.2. Use Case Scenario
Nama Use Case
: Palang Pintu Otomatis
Nama Use Case
: Pengiriman Data
Actor
: LED
Tujuan
: Palang Pintu di Buka
Tabel III.3 Pengirimna Data
KA
Actor
: Sensor Inframerah
Tujuan
:
Mendeteksi
Pendeteksi Awal
Ketentuan
Lampu LED
Peringatan
kedatangang KA
pentutupan
Palng Pintu KA
Tabel III.1 Mendeteksi Kedatangan KA
Pendeteksi Awal
Actor
Reaksi Sistem
1.Lampu LED
2.Pintu akan dibuka
Ketentuan
Nama Use Case
: Palang Pintu KA Di
1.Buzzer
Tutup
2.Buzzer akan on dan
setealah
selseai
KA
Actor
: LED
melinta Maka akan ON
Tujuan
: Palang Pintu Ditutup
dan Pintu Akan terbuka
Tabel III.4 Palang Pintu KA Di Tutup
Pendeteksi Awal
Ketentuan
Lampu LED
Peringatan
pentutupan
Palng Pintu KA
Actor
Reaksi Sistem
1.Lampu LED
2.Pintu akan Ditutup ON
Nama Use Case
: Data Diterimah
Actor
: LED
Tujuan
: Palang dibuka
Tabel III.5 Data Diterima
Pendeteksi Awal
Ketentuan
Lampu LED
Palang Pintu KA On
Actor
Reaksi Sistem
1.Lampu LED
2.Pintu
Pintu
Akan
dibuka
Nama Use Case
: Palang Pintu Otomatis
KA
Actor
: Buzzer
Tujuan
: Peringatan
Buzzer
akan berbunyi
Tabel III.5 Data Diterima
Pendeteksi Awal
Ketentuan
Lampu LED
Peringatan
pentutupan
Palng Pintu Di
Actor
Reaksi Sistem
4.
5.
6.
7.
Analisis Perangkat Keras
Implementasi
Kesimpulan dan Saran
Daftar Pustaka