RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI PERGESERAN REL KERETA API MENGGUNAKAN SENSOR POTENSIOMETER

RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI PERGESERAN REL KERETA API MENGGUNAKAN SENSOR POTENSIOMETER

Oleh

YULIANA SETIARINI

Telah dirancang dan dibuat sebuah alat pendeteksi pergeseran rel kereta berbasis mikrokontroler ATMega32 menggunakan sensor potensiometer. Alat pendeteksi ini dibuat untuk membantu pemeriksaan dan pemeliharaan rel kereta api sehingga dapat mengurangi tingkat kecelakaan kereta api. Data pergeseran dari sensor diolah oleh mikrokontroler yang hasilnya ditampilkan oleh LCD 16 x 2, disimpan dalam micro SD dan dikirim melalui SMS Gateway menggunakan modem Wavecom M1306B. Proses pengolahan dan komunikasi data diatur oleh program pada mikrokontroler ATMega32 dengan pemrograman bahasa C. Pengkondisi sinyal pada sensor potensiometer menggunakan jembatan Wheastone untuk menghitung nilai resistansi pada sensor potensiometer. Hasil yang diperoleh adalah alat pendeteksi pergeseran dapat mendeteksi pergeseran rel kereta api dengan resolusi 0,5 mm dan memiliki kecepatan 0,155 m/s. Batas maksimal pergeseran yang dapat dihasilkan oleh alat adalah 34 mm.

ABSTRACT

DESIGN OF DEVIATION DETECTOR FOR RAILROADS BASED ON POTENTIOMETER SENSOR

By

YULIANA SETIARINI

It has been designed and fabricated a deviation detector for railroads based on potentiometer sensor. The objective of system is assisting an inspection and maintenance railroads in order to reduce the train accidents. Data from the sensor is processed by microcontroller, displayed by LCD 16 x 2, stored on micro SD and sent by Wavecom modem M1306B to SMS. Processing and communication of data made by program on microcontroller ATMega32 and the programming language is C language. The signal processing on potentiometer sensor assisted by Wheatstone Bridge for calculate the value of resistance in the potentiometer sensor. The results obtained of this object are scrape detector able to detect a shift up to 0,5 mm and has speed of 0,155 m/s. The maximum limit of deviation is 34 mm.

Untuk kedua orang tuaku, Slamet Riyadi dan Giyanti

SANWACANA

Puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberikan anugerah yang luar biasa sehingga penulis masih diberikan kesempatan untuk mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah membantu dalam penyelesaian penelitian dan skripsi ini.

Penulis ucapkan terimakasih kepada Ayahanda, Ibunda dan semua kakak tercinta yang telah memberi dukungan dan kasih sayang. Suamiku tercinta dan buah hatiku terkasih, terimakasih telah menjadi semangat dalam hidup penulis. Terimakasih kepada Bapak Prof. Warsito yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan kuliah dan penelitian, Bapak Gurum Ahmad Pauzi, S.Si., M.T. selaku pembimbing 2, Bapak Arif Surtono, S.Si., M.Si., M.Eng. selaku penguji. Terimakasih kepada Ibu Sri Wahyu Suciyati selaku pembimbing akademik. Penulis ucapkan terimakasih pula untuk teman-teman yang mendukung penelitian ini, kak Rohmanto, kak Mardi, Rianita, Olif, Imam, Vita, seluruh teman-teman instrumentasi 2008, dan seluruh angkatan 2008, serta almamater tercinta atas kisah hidup yang penulis dapatkan selama kuliah.

i ABSTRAK

DAFTAR ISI ... i

DAFTAR GAMBAR ... iv

DAFTAR TABEL... vi

I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan Penelitian ... 3

C. Rumusan Masalah ... 4

D. Batasan Masalah ... 4

E. Manfaat Penelitian ... 5

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 6

ii

A. Rel Kereta Api ... 9

B. Potensiometer ... 12

C. JembatanWheatstone ... 14

D. Mikrokontroler AVR ATmega32 ... 16

1. Konfigurasi Mikrokontroler Atmega32... 17

2. Peta Memori Atmega32 ... 18

3. ADC (Analog to Digital Converter ... 20

E. Komunikasi Serial RS232 ... 21

F. ModemWavecomM1306B/Q2406B ... 23

G. Short Message Service(SMS) ... 24

H. Media Penyimpanan Data ... 28

I. Perangkat Lunak... 29

IV METODE PENELITIAN ... 31

A. Waktu dan Tempat Penelitian ... 31

B. Alat dan Bahan ... 31

a. Catu Daya ... 32

b. Sistem Minimum ATmega32 ... 32

c. RangkaianMicroSD ... 32

d. Rangkaian Modem GSM ... 33

e. Rangkaian Sensor Potensiometer ... 33

f. Rangkaian RTC ... 33

g. Desain Mekanik ... 34

iii

b. Rangkaian Sensor Potensiometer ... 38

c. Rangkaian Sistem Minimum Atmega32 ... 39

d. Rangkaian Micro SD ... 40

e. Rangkaian LCD ... 41

f. Rangkaian Modem GSM ... 42

g. Rangkaian RTC ... 42

h. Skema Alat ... 44

V. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian ... 47

1. Karakteristik Catu Daya ... 50

2. Karakteristik Sensor Potensiometer ... 53

3. Rangkaian Micro SD dan RTC ... 57

4. LCD ... 61

5. ModemWavecomdan Komunikasi Serial RS232 ... 63

B. Perangkat Lunak ... 67

C. Data Pengamatan ... 69

KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 73

iv DAFTAR PUSTAKA

i

Tabel 1. Kelas Jalan Kereta Api...11

Tabel 2. Daftar SMSCentre...25

Tabel 3. Alat yang digunakan pada penelitian ...31

Tabel 4. Bahan rangkaian catu daya...32

Tabel 5. Bahan rangkaian sistem minimum ATmega32 ...32

Tabel 6. Bahan rangkaianmicroSD ...32

Tabel 7. Bahan rangkaian modem GSM ...33

Tabel 8. Bahan sensor potensiometer...33

Tabel 9. Bahan rangkaian RTC ...33

Tabel 10. Bahan mekanik...34

Tabel 11. Perolehan Data Lebar Rel pada PenyimpananmicroSD...46

Tabel 12. Jarak yang ditempuh dalam 60 sekon ...49

Tabel 13. Karakteristik potensiometer putaran pertama ...55

Tabel 14. Hasil pengujian alat pendeteksi ...57

Tabel 15. Hasil perekaman data pada micro SD ...70

Tabel 1. Karakteristik Potensiometer Putaran Kedua

10 100 43,60 44,20 1,36

11 110 43,46 44,10 1,45

12 120 43,32 44,00 1,55

13 130 43,18 43,90 1,64

14 140 43,04 43,80 1,74

15 150 42,90 43,70 1,83

16 160 42,76 43,50 1,70

17 170 42,62 43,30 1,57

18 180 42,48 43,00 1,21

19 190 42,34 42,90 1,31

20 200 42,20 42,80 1,40

21 210 42,06 42,60 1,27

22 220 41,92 42,40 1,13

23 230 41,78 42,30 1,23

24 240 41,64 42,20 1,33

25 250 41,50 42,00 1,19

26 260 41,36 41,90 1,29

27 270 41,22 41,80 1,39

28 280 41,08 41,60 1,25

29 290 40,94 41,50 1,35

30 300 40,80 41,30 1,21

31 310 40,66 41,20 1,31

32 320 40,52 41,10 1,41

33 330 40,38 41,00 1,51

34 340 40,24 39,80 1,11

35 350 40,10 39,70 1,01

1 10 39,86 39,30 1,42

10 100 38,60 38,30 0,78

11 110 38,46 38,20 0,68

12 120 38,32 38,00 0,84

13 130 38,18 37,90 0,74

14 140 38,04 37,70 0,90

15 150 37,90 37,60 0,80

16 160 37,76 37,50 0,69

17 170 37,62 37,30 0,86

18 180 37,48 37,00 1,30

19 190 37,34 36,90 1,19

20 200 37,20 36,70 1,36

21 210 37,06 36,50 1,53

22 220 36,92 36,40 1,43

23 230 36,78 36,30 1,32

24 240 36,64 36,20 1,22

25 250 36,50 36,00 1,39

26 260 36,36 35,90 1,28

27 270 36,22 35,80 1,17

28 280 36,08 35,70 1,06

29 290 35,94 35,50 1,24

30 300 35,80 35,30 1,42

31 310 35,66 35,10 1,60

32 320 35,52 35,00 1,49

33 330 35,38 34,90 1,38

34 340 35,24 34,80 1,26

35 350 35,10 34,70 1,15

Tabel 3. Karakteristik Potensiometer Putaran keempat

10 100 33,60 33,30 0,90

11 110 33,46 33,10 1,09

12 120 33,32 33,00 0,97

13 130 33,18 32,90 0,85

14 140 33,04 33,70 1,96

15 150 32,90 33,60 2,08

16 160 32,76 33,40 1,92

17 170 32,62 33,30 2,04

18 180 32,48 33,10 1,87

19 190 32,34 32,90 1,70

20 200 32,20 32,80 1,83

21 210 32,06 32,70 1,96

22 220 31,92 32,50 1,78

23 230 31,78 32,40 1,91

24 240 31,64 32,30 2,04

25 250 31,50 32,00 1,56

26 260 31,36 31,80 1,38

27 270 31,22 31,70 1,51

28 280 31,08 31,60 1,65

29 290 30,94 31,40 1,46

30 300 30,80 31,20 1,28

31 310 30,66 31,10 1,41

32 320 30,52 31,00 1,55

33 330 30,38 29,80 1,95

34 340 30,24 29,70 1,82

35 350 30,10 29,50 2,03

1 10 29,86 29,20 2,26

10 100 28,60 28,10 1,78

11 110 28,46 28,00 1,64

12 120 28,32 27,90 1,51

13 130 28,18 27,80 1,37

14 140 28,04 27,70 1,23

15 150 27,90 27,60 1,09

16 160 27,76 27,50 0,95

17 170 27,62 27,30 1,17

18 180 27,48 27,10 1,40

19 190 27,34 27,00 1,26

20 200 27,20 26,90 1,12

21 210 27,06 26,70 1,35

22 220 26,92 26,60 1,20

23 230 26,78 26,40 1,44

24 240 26,64 26,30 1,29

25 250 26,50 26,20 1,15

26 260 26,36 26,10 1,00

27 270 26,22 26,00 0,85

28 280 26,08 25,80 1,09

29 290 25,94 25,70 0,93

30 300 25,80 25,60 0,78

31 310 25,66 25,50 0,63

32 320 25,52 25,30 0,87

33 330 25,38 25,20 0,71

34 340 25,24 25,10 0,56

35 350 25,10 25,00 0,40

Tabel 5. Karakteristik Potensiometer Putaran Keenam

10 100 23,60 23,50 0,43

11 110 23,46 23,40 0,26

12 120 23,32 23,30 0,09

13 130 23,18 23,20 0,09

14 140 23,04 23,10 0,26

15 150 22,90 23,00 0,43

16 160 22,76 22,90 0,61

17 170 22,62 22,80 0,79

18 180 22,48 22,70 0,97

19 190 22,34 22,60 1,15

20 200 22,20 22,40 0,89

21 210 22,06 22,30 1,08

22 220 21,92 22,10 0,81

23 230 21,78 22,00 1,00

24 240 21,64 21,80 0,73

25 250 21,50 21,70 0,92

26 260 21,36 21,60 1,11

27 270 21,22 21,50 1,30

28 280 21,08 21,40 1,50

29 290 20,94 21,20 1,23

30 300 20,80 21,10 1,42

31 310 20,66 21,00 1,62

32 320 20,52 20,80 1,35

33 330 20,38 20,70 1,55

34 340 20,24 20,60 1,75

35 350 20,10 20,50 1,95

1 10 19,86 20,30 2,17

10 100 18,60 19,20 3,12

11 110 18,46 19,10 3,35

12 120 18,32 19,00 3,58

13 130 18,18 18,90 3,81

14 140 18,04 18,70 3,53

15 150 17,90 18,60 3,76

16 160 17,76 18,50 4,00

17 170 17,62 18,40 4,24

18 180 17,48 18,30 4,48

19 190 17,34 18,20 4,73

20 200 17,20 18,10 4,97

21 210 17,06 18,00 5,22

22 220 16,92 17,90 5,47

23 230 16,78 17,80 5,73

24 240 16,64 17,70 5,99

25 250 16,50 17,60 6,25

26 260 16,36 17,40 5,98

27 270 16,22 17,30 6,24

28 280 16,08 17,00 5,41

29 290 15,94 16,90 5,68

30 300 15,80 16,70 5,39

31 310 15,66 16,60 5,66

32 320 15,52 16,50 5,94

33 330 15,38 16,30 5,64

34 340 15,24 16,10 5,34

35 350 15,10 16,00 5,63

Tabel 7. Karakteristik Potensiometer Putaran Kedelapan

10 100 13,60 14,40 5,56

11 110 13,46 14,20 5,21

12 120 13,32 14,10 5,53

13 130 13,18 14,00 5,86

14 140 13,04 13,80 5,51

15 150 12,90 13,70 5,84

16 160 12,76 13,50 5,48

17 170 12,62 13,40 5,82

18 180 12,48 13,30 6,17

19 190 12,34 13,20 6,52

20 200 12,20 13,10 6,87

21 210 12,06 12,90 6,51

22 220 11,92 12,80 6,88

23 230 11,78 12,60 6,51

24 240 11,64 12,50 6,88

25 250 11,50 12,40 7,26

26 260 11,36 12,20 6,89

27 270 11,22 12,10 7,27

28 280 11,08 12,00 7,67

29 290 10,94 11,90 8,07

30 300 10,80 11,70 7,69

31 310 10,66 11,60 8,10

32 320 10,52 11,50 8,52

33 330 10,38 11,40 8,95

34 340 10,24 11,30 9,38

35 350 10,10 11,10 9,01

Tabel 9. Karakteristik Potensiometer Putaran Kesepuluh

16 160 2,76 3,10 10,97

17 170 2,62 3,00 12,67

18 180 2,48 2,90 14,48

19 190 2,34 2,80 16,43

20 200 2,20 2,70 18,52

21 210 2,06 2,60 20,77

22 220 1,92 2,50 23,20

23 230 1,78 2,40 25,83

24 240 1,64 2,30 28,70

25 250 1,50 2,20 31,82

26 260 1,36 1,00 36,00

27 270 1,22 0,90 35,56

28 280 1,08 0,80 35,00

29 290 0,94 0,70 34,29

30 300 0,80 0,60 33,33

31 310 0,66 0,50 32,00

32 320 0,52 0,40 30,00

33 330 0,38 0,30 26,67

34 340 0,24 0,20 20,00

35 350 0,10 0,10 0,00

#include <mega32.h> // I2C Bus functions #asm

// Declare your global variables here

//==================================================== /* Timer1 overflow interrupt frequency [Hz] */

#define T1_OVF_FREQ 100 /* Timer1 clock prescaler value */ #define T1_PRESC 1024L

/* Timer1 initialization value after overflow */ #define T1_INIT

(0x10000L-(_MCU_CLOCK_FREQUENCY_/(T1_PRESC*T1_OVF_FREQ))) // ADC VREF VCC

#define ADC_VREF_TYPE 0x40 /* FAT function result */

FRESULT res;

/* number of bytes written/read to the file */ unsigned int nbytes;

/* will hold the information for logical drive 0: */ FATFS fat;

/* will hold the file information */ FIL file;

2

unsigned char month[3]; unsigned char year[3];

unsigned char status_tulis,status_create,h, m, s, d, mo, y; unsigned int panjangdatammc,x,z;

float data_jarak; int data1,data2,data3;

#define hp "085767077599"

//================================================== unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)

{

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); ADCSRA|=0x40;

while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10;

return ADCW; }

void error(FRESULT res) {

buffer[panjangdatammc]=13;

lcd_putsf(" Tugas Akhir"); delay_ms(2000);

lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf(" YULIANA"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf(" SETIARINI"); delay_ms(3000);

lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("NPM : 0817041063"); lcd_gotoxy(0,1);

12

Program untuk SMS Gateway void send_sms()

inisialisasi_fat();

14

data(); isi_file();

delay_ms(1000); sukses();

}

if(z>=2000) // Kirim SMS {

z=0;

send_sms(); delay_ms(1000); sukses();

delay_ms(500); sukses(); }

delay_ms(10); }

Gambar 3. Rangkaian Pengkondisi Sinyal

Gambar 6. Rangkaian Micro SD dan RTC

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Transportasi merupakan hal penting demi kelancaran aktivitas manusia sehari-hari. Seiring perkembangan teknologi, kini banyak transportasi canggih yang memanfaatkan teknologi, salah satunya adalah kereta api (KA). Kereta api merupakan transportasi yang memiliki keunggulan khusus terutama dapat mengangkut barang dan penumpang secara massal, hemat energi, aman, ramah lingkungan dan lebih efisien dibandingkan dengan transportasi jalan raya (Purwanto, 2008).

Penggunaan lebar (gauge) pada rel selama ini masih berbeda-beda. Gauge yang digunakan di Indonesia adalah 1067 mm, atau 3 kaki 6 inci. Karena di Indonesia banyak yang menggunakan jasa kereta api, maka keselamatan dan kenyamanan pada jasa transportasi ini juga sangat penting. Terutama kelayakan rel yang digunakan harus dalam keadaan aman (Suliyanti, 2008).

Rel kereta api yang bergeser dapat membahayakan jalannya kereta api, sehingga kereta dapat anjlok dan mengakibatkan kecelakan. Selain pengaruh human error, faktor alam juga memiliki peranan yang harus diperhatikan pada

3

apabila telah terjadi kecelakaan atau gagal fungsi. Akibatnya tingkat kecelakaan kereta api di Indonesia masih sangat tinggi.

Penelitian ini bermanfaat untuk mendeteksi pergeseran rel kereta api untuk keselamatan dan kenyamanan pengguna jasa transportasi kereta api. Pendeteksi ini menggunakan mikrokontroler, sistem penyimpanan dengan micro SD dan sistem Short Message Service (SMS) gateway (Talukder, 2005). SMS adalah protokol layanan pertukaran pesan teks singkat (sebanyak 160 karakter per pesan) antar telepon (Murtadlo, 2009).

Prinsip kerja dari alat ini adalah menggunakan sensor potensiometer yang berfungsi sebagai sensor pergeseran denganoutputberupa tegangan.Ketika rel tersebut bergeser, alat pendeteksi tersebut akan mengirim sebuah pesan singkat pada nomor yang telah ditentukan dan akan menyimpannya pada memori micro Secure Digital (SD). Alat ini menggunakan sebuah potensiometer yang nilai resistansinya akan berubah ketika rel bergeser.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Membuat alat pendeteksi pergeseran rel kereta api menggunakan prinsip kerja sensor potensiometer.

3. Membuat program untuk akuisisi data lebar rel kereta api berbasis SMS gatewaydan menyimpannya dalammicroSD.

C. Rumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu rumusan masalah yaitu:

1. Bagaimana merancang alat pendeteksi pergeseran rel kereta api dengan potensiometer sebagai sensor pergeserannya?

2. Bagaimana merancang alat pendeteksi pergeseran rel kereta api dengan motor sederhana empat roda?

3. Bagaimana membuat sistem akuisisi data pergeseran rel kereta api dengan SMSgatewaydan menyimpannya dalammicroSD?

D. Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Pembahasan dibatasi pada perancangan rangkaian pendeteksi pergeseran rel kereta api dan motor sederhana empat roda pada range lebar rel (gauge) yaitu 1060 mm.

2. Alat pendeteksi pergeseran rel kereta api dibuat hanya untuk mendeteksi pergeseran pada rel yang melebar bukan menyempit.

5

E. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan memiliki manfaat yaitu:

1. Mencegah terjadinya kecelakaan karena sarana rel yang tidak baik.

2. Membantu proses pemeriksaan dan pemeliharaan rel kereta api dengan cepat dan mudah.

Simulasi sistem informasi posisi kereta api dengan menggunakan GPS (Global Positioning System) untuk keselamatan penumpang telah dilaporkan Murtadlo (2009). Penelitian ini memanfaatkan teknologi GPS untuk mengetahui letak koordinat posisi kereta api dan SMS gateway sebagai media penyampaian informasi posisi kereta api. Dari hasil pengujian, sistem ini dapat memberikan informasi koordinat lintang dan bujur dengan tingkat keberhasilan 90% dan dilengkapi denganrunning textsebagai informasi posisi stasiun bagi penumpang.

7

Menurut Martawijaya (1961) rata-rata penggunaan kayu untuk bantalan pada jalan rel di seluruh dunia adalah 90% dan sisanya menggunakan beton dan besi. Oleh karena itu, jenis ketahanan kayu terhadap jamur perusak kayu harus diperhatikan dan diuji di laboratorium sesuai dengan standar keamanan jalur kereta api. Djarwanto dan Sihati (2004) menjelaskan bahwa jenis kayu yang memiliki ketahanan tinggi dan baik digunakan adalah kayu jenis bangkirai dan meranti batu.

Selain kondisi bantalan yang harus diuji, getaran pada kereta api juga harus dianalisa demi kenyamanan para penumpang kereta api. Menurut Suwandi dkk (2008) kereta api jenis KRD (Kereta Api Rel Diesel) menghasilkan getaran yang jauh lebih besar dibandingkan dengan kereta api jenis KRL (Kereta Api Rel Listrik). Kemungkinan besar getaran yang terjadi pada KRD akan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya jam operasional kereta api tersebut. Oleh karena itu, bagian pemeliharaan kereta api perlu melakukan pemeriksaan secara rutin terutama pada bagian sistem peredaman kereta api.

yang hasilnya SMSgatewaydapat digunakan untuk mengirim dan menerima SMS dengan metode-metode yang digunakan. Simulasi akses database pada jaringan GSM menggunakan SMS gateway (Aprilia, 2010), database yang digunakan adalah Base Tranceiver Station (BTS). Pengiriman dan permintaan data melalui SMS gateway dapat diproses dengan cepat. Selain itu, SMS gateway juga dapat diaplikasikan dalam sistem informasi akademik (Wiharto, 2011). Penerapan SMS gateway pada sistem monitoring pemakaian air PDAM skala rumah tangga dengan metode enkripsi data tipe Caesardan dapat mengirimkan data pemakaian air dengan tingkat keberhasilan 95% telah dilaporkan oleh Hermawan dkk (2008).

III. LANDASAN TEORI

A. Rel Kereta Api

Rel digunakan pada jalur kereta api yang terdiri dari dua batang rel baja kaku dan berfungsi memandu kereta api tanpa memerlukan pengendalian. Rel-rel tersebut diikat pada bantalan dengan menggunakan paku rel, sekrup penambat atau

penambat “e” (seperti penambat pandrol). Jenis penambat yang digunakan bergantung kepada jenis bantalan yang digunakan. Paku penambat digunakan pada bantalan kayu, sedangkan penambat "e" digunakan untuk bantalan beton atau semen. Rel biasanya dipasang di atas badan jalan yang dilapis dengan batu kericak atau dikenal sebagai balast. Balast berfungsi untuk meredam getaran dan lenturan rel akibat beratnya kereta api. Untuk menyeberangi jembatan, digunakan bantalan kayu yang lebih elastis dibandingkan bantalan beton. Rel yang digunakan di Indonesia menggunakan standar UIC dengan standar:

g. Rel 60 yang berarti tiap 1 meter potongan rel beratnya adalah 60 kilogram (kg).

Ada beberapa lebar rel yang digunakan, semakin lebar semakin stabil sehingga semakin tinggi kecepatan kereta apinya. Lebar track yang umum digunakan di antaranya:

a. Lebar 700 mm digunakan di Aceh, dari Besitang menuju Banda Aceh yang saat ini sudah tidak digunakan lagi.

b. Lebar 1000 mm disebut juga "metergauge" digunakan di Malaysia.

c. Lebar 1067 mm atau 3 kaki 6 inci merupakan lebar rel yang digunakan secara umum di Indonesia, disebut juga sebagainarrow gauge. Narrow gauge cocok untuk daerah yang bergunung-gunung karena track yang lebar membutuhkan biaya besar dan pembangunannya lebih sulit.

d. Lebar 1435 mm atau 4 kaki 8,5 inci merupakan rel yang banyak digunakan di dunia sehingga disebut juga sebagaiStandard Gauge(Hendriyana, 2013).

Gambar 1. Lebar Rel/Gauge

11

Tabel 1. Kelas Jalan Kereta Api

Kelas Jalan Kecepatan

Untuk jalan kereta api Kelas I dan jalan kereta api Kelas II/1 disebut sebagai lintas raya. Untuk jalan kereta api Kelas II/2 dan jalan kereta api Kelas II/3 disebut lintas cabang. Selain dibedakan oleh puncak kecepatannya, jalan kereta api juga dibedakan oleh jumlahtrackpada lintasannya, yaitu:

1.Single Track, adalah jalan kereta api yang terdiri dari satu track pada lintasannya.

2.Double Track, adalah jalan kereta api yang terdiri dari dua track pada lintasannya.

3.Multi Track, adalah jalan kereta api yang terdiri dari tiga atau lebihtrack pada lintasannya (Wahyudi, 1985).

dipicu karena keadaaan rel yang bergeser akibat pergeseran tanah, salah satunya kecelakaan yang terjadi di Cirebon pada tahun 2010 dan di Tasikmalaya pada tahun 2013. Dari kecelakaan tersebut sering menimbulkan korban jiwa dan kerugian material yang cukup besar (Suliyanti, 2008).

B. Potensiometer

Potensiometer merupakan resistor yang menggunakan tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan yang dapat di stel. Biasanya perangkat elektronika ini juga ada yang menggunakan dua terminal, sehingga nantinya salah satu terminal tetap dan terminal geser. Komponen yang satu ini berperan sebagai resistor variabel atau rheostat. Potensiometer biasanya digunakan untuk mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali suara pada penguat yang kita bunyikan. Potensio yang biasanya di operasikan ataupun di gunakan oleh suatu alat mekanisme sebagai transduser, misalnya sebagai sensor joystick. Perangkat potensiometer sangat jarang di gunakan untuk mengendalikan daya tinggi (tegangan lebih dari 1 watt) secara langsung. Potensiometer digunakan untuk menyetel taraf isyarat analog, misalnya pengendali suara pada peranti audio dan juga sebagai pengendali masukan untuk sirkuit elektronik.

13

kita perbesar, maka otomatis nilai resistansi dari R2 akan berkurang, begitu juga sebaliknya.

Meskipun disamakan dengan resistor, tapi bentuk dari potensiometer sendiri sangat jauh berbeda dengan bentuk resistor pada umumnya. Resistor hanya berbentuk gelang yang dimana masing-masing gelang tersebut memiliki warna yang berbeda, ini digunakan untuk menentukan nilai tahanannya. Sementara untuk menentukan nilai tahanan dari potensio hanya dengan memutar ataupun menggeser pada bagian yang sudah ditetapkan.

Pengendali volum yang menggunakan potensiometer dilengkapi dengan saklar yang sudah terintegrasi, sehingga pada saat potensiometer membuka saklar, penyapu berada pada posisi terendah. Kebanyakan dari komponen ini digunakan untuk rangkaianpower amplifier pengatur volum, bassdantrebledan juga dalam Control Motor DC yang berfungsi sebagai pengatur kecepatan putaran motor.

Nilai dari potensiometer dapat berubah sesuai dengan perputaran ataupun pergeseran yang dihasilkan. Range yang dihasilkan juga bervariasi, misalnya nilai yangtertera pada potensio adalah 50 kΩ , maka range resistansi akan dimulai dari tahanan 0 ohm sampai dengan 50 kΩ . Potensiometer ini dapat dilihat pada Gambar 2.

C. JembatanWheatstone

15

Ω . JembatanWheatstoneterdiri dari tahanan R1, R2, R3, dimana tahanan tersebut merupakan tahanan yang diketahui nilainya dengan teliti dan dapat diatur. Jika konduktor pengalir arus ditempatkan dalam medan magnet dihasilkan gaya pada konduktor yang cenderung menggerakkan konduktor itu dalam arah tegak lurus medan. Prinsip ini digunakan dalam instrument pendeteksi arus. Instrument pendeteksi arus yang peka disebut galvanometer (Lister, 1993).

Galvanometer merupakan instrument sangat peka dan dapat mengukur arus yang sangat lemah. Galvanometer terdiri atas sebuah komponen kecil berlilitan banyak yang ditempatkan dalam sebuah medan magnet sehingga garis-garis medan akan menimbulkan kopel pada kumparan apabila melalui kumparan ini ada arus (Flink, 1985). Di dalam teori pengukuran listrik yang dimaksudkan dengan pengukuran Galvano yaitu suatu instrument yang dipergunakan untuk memperlihatkan arus yang lemah. Untuk menyatakan dengan jelas kadang-kadang dipisahkan juga untuk instrument-instrumen yang peka (sensitif), yang banyak dipakai di laboratorium dan terutama sistem jembatan yang banyak kita jumpai. Galvanometer adalah alat yang dipergunakan untuk deteksi dan pengukuran arus. Kebanyakan alat itu kerjanya tergantung pada momen yang dilakukan padakumparan di dalam medan magnet. Kelebihan dari jembatan Wheatstone adalah dapat mengukur perubahan hambatan yang sangat kecil pada penghantar.

Cara untuk mengetahui Rx adalah dengan mengubah-ubah nilai R1 atau R3 sampai Galvanometer tidak mendeteksi adanya arus listrik yang mengalir padanya, jika sudah demikian, catat nilai R1, R2, dan R3 yang menyebabkan Galvanometer tidak mendeteksi arus listrik tadi. Kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk menghitung Rx.

Galvanometer tidak mendeteksi adanya arus listrik yang mengalir padanya agar perumusan jauh lebih mudah, mari kita lihat perumusannya. Jika tidak ada arus

listrik yang mengalir melewati Galvanometer artinya

V

bd= 0, ini mengakibatkan

V

ab

= V

ad

,

dan

V

bc

= V

dc; serta

i

1

= i

3dan

i

2

= i

4

;

dan karenanya

i

G= 0.

Vab

= Vad

Vbc

= Vdc

i

1

R

1

= i

2

R

2 ……….(1)

i

3

R

3

= i

4

R

x………(2)

Bagi persamaan (1) dengan persamaan (2), ingat bahwa

i

1

= i

3dan

i

2

= i

4

;

D. Mikrokontroler AVR ATmega32

17

tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu kemasan IC (Budiharto, 2004). Pada penelitian ini digunakan mikrokontroler ATmega32 yang merupakan mikrokontroler dengan arsitektur Reduce Instruction Set Computing (RISC) dengan lebar data 8 bit. Bentuk fisik mikrokontroler ATmega32 dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Mikrokontroler ATmega32 (Soni, 2011)

1. Konfigurasi Mikrokontroler ATmega32

Mikrokontroler memiliki beberapa PORT yang dapat digunakan sebagai input/output (IO). Susunan kaki standart 40 pin DIP mikrokontroler ATmega32 seperti Gambar 5.

Gambar 5. Susunan kaki ATmega32 (Sasongko, 2012)

Pin pada mikrokontroler memiliki fungsi masing-masing yaitu: a. VCC merupakan pin masukan positif catu daya.

b. GND sebagai pin GND.

c. AVCC sebagai pin masukan tegangan untuk ADC. d. AREF sebagain pin masukan tegangan referensi.

e. Reset merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

f. PORT A (PA0-PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram sebagai pin masukan ADC.

19

h. PORT C (PC0-PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin khusus, yaitu komparator analog dantimer osilator.

i. PORT D (PD0-PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial.

j. XTAL 1 dan XTAL 2 sebagai pin masukan clock eksternal. Sumber detak (clock) dibutuhkan oleh mikrokontroler agar dapat mengeksekusi instruksi yang ada di memori. Semakin tinggi nilai kristalnya, semakin cepat kerja mikrokontroler tersebut (Budiharto dan Rizal, 2007).

2. Peta memori ATmega32

Untuk penyimpanan data, mikrokontroler AVR menyediakan dua jenis memori yang berbeda, yaitu Electrically Eraseable Programmable Read Only Memory (EEPROM) dan Static Random Acces Memory (SRAM). EEPROM umumnya digunakan untuk menyimpan data-data program yang bersifat permanen, sedangkan SRAM digunakan untuk menyimpan data variabel. ATmega32 berisi 1024 byte memori data EEPROM atau memori yang dapat ditulis dan dihapus secara elektrik.Memori ini diorganisasikan agar dapat diakses baca dan tulis dalam satu byte.

alamat SRAM internal atau biasa disebut RAMEND. Peta memori ATmega32 seperti tampak pada Gambar 6.

Gambar 6. Peta memori ATmega32

21

program yang terletak pada memori jenis ini tersusun dalam 1 word atau 2 byte dengan lebar kode instruksi sebesar 26 byte atau 32 bit. ATmega32 memiliki 32 Kb x 16 bit dengan alamat dari $000 sampai dengan $3FFF. Mode pengalamatan memori ini ditangani olehProgram Counter(PC) sebesar 12 bit. Untuk keamanan perangkat lunak, memori Flash PEROM dibagi menjadi 2 bagian, bagian Boot Programdan bagianApplication Program(Susilo, 2010).

3. ADC (Analog to Digital Converter)

Analog to Digital Converter (ADC) adalah pengubah atau pengkonversi sinyal dari sinyal analog ke digital. Sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal digital. Umumnya, sebuah ADC adalah sebuah piranti elektronik yang mengubah sebuah tegangan menjadi sebuah bilangan digital biner. Mikrokontroler ATmega32 memiliki fasilitas analog yang sudah building didalam chip. Fitur internal ADC inilah yang menjadi salah satu kelebihan mikrokontroler ini dibandingan dengan beberapa jenis mikrokontroler lainnya. ATmega32 memiliki resolusi ADC 10 bit (dapat juga menggunakan ADC 8 bit) dengan 8 channel input (PA0-PA7). ADC ini bekerja dengan teknik succecive approximation. Rangkaian internal ADC memiliki catu daya tersendiri yaitu pin AVCC (Putra, 2002).

E. Komunikasi Serial RS232

komunikasi paralel. Komunikasi serial lebih rumit dibandingkan dengan komunikasi paralel, hal ini disebabkan oleh proses konversi data paralel menjadi serial atau sebaliknya dengan menggunakan alat/piranti tambahan yang biasa disebut UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmiter) (Putra, 2002). Akan tetapi komunikasi serial memberikan beberapa kelebihan dibandingkan dengan komunikasi paralel, yaitu sebagai berikut :

1. Dapat digunakan satu saluran komunikasi untuk jarak yang tidak terbatas. 2. Jumlah kabel yang digunakan lebih sedikt.

Berdasarkan arahnya komunikasi serial dibagi menjadi tiga, yaitu sebagai berikut: 1. Simplex

Sistem ini melakukan komunikasi satu arah, dari pengirim menuju penerima. Dengan catatan bahwa penerima tidak bisa mengirim ke pengirim.

2. Half Duplex

Merupakan komunikasi dua arah, misalnya antara pengirim dan penerima. Pada saat pengirim mengirim data, penerima hanya dapat menerima saja, demikian juga sebaliknya.

3. Full Duplex

Merupakan komunikasi dua arah yang mana antara pengirim dan penerima dapat saling berhubungan. Pada saat yang bersamaan kedua pihak yang berkomunikasi dapat saling mengirim dan menerima data.

23

dengan kisaran tegangan -3 volt sampai dengan -25 volt dan logika “0” dengan

kisaran tegangan +3 volt sampai dengan +25 volt.

(a) (b)

Gambar 7. (a), Port DB9 jantan, (b) Port DB9 betina

Komunikasi serial membutuhkan port sebagai saluran data. Gambar 7 adalah port serial DB9 yang umum digunakan sebagai port serial. Konektor port serial 9 pin (DB9) yang berpasangan (jantan dan betina). Bentuk dari konektor DB9 sama persis dengan port paralel. Umumnyua COM1 berada di alamat 3F8H, sedangkan COM2 di alamat 2F8H.

Komunikasi serial adalah pengiriman data secara serial (data dikirim satu persatu secara berurutan). Komunikasi serial RS232 menggunakan interface RS232 sebagai standar komunikasi antara komputer dengan perangkat eksternal seperti komputer dengan modem. Pada interface serial ini nilai logika ‘1’ diperoleh dari

(Putra, 2002). Skema pin pada rangkaian RS232 dapat dilihat seperti tampak pada Gambar 8.

Gambar 8. Skema pin RS232 null modem IC pengubah level sinyal (Sasongko, 2012)

F. ModemWavecomM1306B/Q2406B

25

Gambar 9. ModemWavecomM1306B/Q2406B

G. Short Message Service(SMS)Gateway

Peningkatan pelayanan pemberian informasi sesuai kebutuhan dengan cepat dan akurat dimanapun pengguna informasi berada merupakan keunggulan yang diberikan oleh sistem informasi SMS ini. Sistem ini memiliki kemampuan menerima dan menyampaikan informasi lewat SMS dan mengelola informasi tersebut dari dan ke dalam bank data (database). Sistem ini juga memiliki kemudahan dalam mengatur aturan proses bisnis yang diinginkan seperti: bagaimana mengelola data SMS yang diterima, melakukan pencarian informasi dan menyimpan informasi. Pengaturan tersebut dapat dengan mudah dilakukan oleh administrator lewat alat bantu konfigurasi aplikasi yang telah ada. Sistem ini juga menyediakan beberapa cara penyampaian informasi lewat SMS yang dapat dipilih sesuai kebutuhan. Operator yang digunakan pada penelitian ini adalah menggunakan kartu GSM, karena operator ini memiliki jangkauan jaringan yang lebih luas daripada CDMA.

mengirim pesan dari pesawat telepon seluler, pesan tersebut tidak akan langsung dikirim ke telepon seluler tujuan, melainkan akan dikirim terlebih dahulu ke SMSC (Short Message Service Center).Setelah SMSC menerima pesan SMS dari pengirim, maka SMSC akan langsung mengirimkan pesan SMS tersebut ke telepon seluler yang dituju oleh pengirim, seperti ditunjukkan pada Gambar 10.

Gambar 10.Blok Diagram Cara Kerja SMS

Informasi keberhasilan pengiriman pesan dapat diketahui karena adanya peralatan SMSC tersebut. Pesan SMS tersebut dapat terkirim apabila telepon seluler yang dituju dalam keadaan aktif. Telepon seluler tersebut akan memberikan konfirmasi kepada SMSC yang menyatakan bahwa pesan SMS tersebut telah diterima. SMSC kemudian akan mengirimkan status tersebut kepada telepon seluler pengirim. Apabila telepon seluler penerima dalam keadaan tidak aktif, maka pesan SMS tersebut akan disimpan pada SMSC sampai period validity terpenuhi. Tabel 2 menunjukkan nomor SMSC dari beberapa operator GSM.

Tabel 2. Daftar SMSCentre

Operator GSM No. SMSC

Telkomsel 6281100000

Satelindo 62816124

IM3 62855000000

Exelcomindo 62818445009

Penerima S M S C

27

1. Mengirim SMS

Pada operasi mengirim dan menerima SMS, dapat digunakan dengan dua mode yaitu mode teks dan mode PDU (Protocol Data Unit). Mode PDU adalah format pesan dalamhexa decimal octetdansemi decimal. Kelebihan menggunakan mode PDU adalah dapat melakukan encoding sendiri, melakukan kompresi data, menambahkan nada dering dan gambar pada pesan yang akan dikirim.

1. ATCommand

Di balik tampilan menu messagepada sebuah telepon seluler sebenarnya ada AT Command yang bertugas mengirim dan menerima data dari/ke SMS Center. AT Command dari setiap SMS device dapat berbeda-beda, walaupun pada dasarnya sama. AT Command digunakan untuk berkomunikasi dengan terminal melalui serial portpada komputer. ATCommanddapat menginformasikan besarnya suatu sinyal dari terminal, mengirim pesan, menambahkan item pada buku alamat, mematikan terminal dan fungsi-fungsi lainnya. Setiap vendor biasanya memberikan suatu referensi tentang daftar ATCommandyang tersedia.

Perintah - Perintah AT Command antara lain:

a. AT = mengecek apakah handphone telah terhubung.

b. AT+CMGF = untuk menetapkan format mode dari terminal. c. AT+CSCS = untuk menetapkan jenis encoding.

d. AT+CNMI = untuk mendeteksi pesan SMS baru masuk secara otomatis. e. AT+CMGL = membuka daftar SMS yang ada pada SIM Card.

g. AT+CMGR = membaca pesan SMS. h. AT+CMGD = menghapus pesan SMS. i. ATE1 = mengatur ECHO.

j. ATV1 = mengatur input dan output berupa naskah. k.AT+CGMI = mengecek merek HP.

l. AT+CGMM = mengecek seri HP.

m.AT+CGMR = mengecek versi keluaran HP. n. AT+CBC = mengecek baterai.

o. AT+CSQ = mengecek kualitas sinyal.

p. AT+CCLK? = mengecek jam (waktu) pada HP.

q. AT+CALM = mengecek suara/dering HP saat di telepon (ada telepon masuk)

‘n’ adalah adalah angka yang menunjukkan jenis dering.

r. 0 = berdering.

s. 1 dan 2 = silent (diam).

t. AT^SCID = mengecek ID SIM CARD. u. AT+CGSN = mengecek nomor IMEI.

v. AT+CLIP = menampilkan nomor telepon pemanggil.

w. AT+CLCC = menampilkan nomor telepon yang sedang memanggil x. AT+COPN = menampilkan nama semua operator di dunia.

y. AT+COPS? = menampilkan nama operator dari SIM yang digunakan. z. AT+CPBR = membaca nomor telepon yang disimpan pada buku.

2. Fitur

29

a. SMS Interaktif, yaitu pengguna HP meminta atau memberi informasi dengan mengirim SMS ke nomor modem GSM. Setelah data SMS dari modem GSM diproses oleh mikrokontroler, server SMS dan modem GSM akan mengirim SMS jawaban berupa informasi yang tepat ke HP Pengguna. b. SMSScheduler,yaitu PC serverSMS memonitordatabasedan penjadwalan

(schedule) dan secara periodik mengirim informasi lewat SMS ke HP pengguna yang terdaftar.

c. SMS Alert, yaitu PC server SMS memonitor kejadian-kejadian yang telah ditentukan oleh administrator dan mengirim pemberitahuan kejadian lewat SMS ke HP pengguna yang terdaftar.

3. Fasilitas

Fasilitas lain yang diberikan sistem ini adalah:

a. SMS Broadcast dan Personal, yaitu mengirim SMS ke seluruh anggota atau group tertentu secara serentak serta mengirim SMS ke nomor-nomor tertentu. b. Buku Alamat, yaitu mengelola alamat nomor HP dan mengelompokkannya

ke dalam group (Anonymous B, 2006).

H. Media Penyimpanan Data

kompak seiring dengan perkembangan zaman yang berupa mini SD danmicroSD seperti pada Gambar 11.

Gambar 11. Bentuk fisikmicroSD

Ada tiga macam cara berkomunikasi dengan micro SD, yaitu: One-bit SD mode,four-bit SD mode, dan Serial Peripheral Interface (SPI) mode (Sumiharto, 2012). Cara komunikasi yang paling mudah adalah dengan komunikasi SPI karena protokolnya mudah dipelajari, tersedia dokumentasi, dan berlisensi gratis. Komunikasi SPI inilah yang umum digunakan pada penggunaan mikrokontroler (Sunardi,dkk., 2009).

I. Perangkat Lunak

31

bahasa C adalah kecepatan prosesnya 50 kali lebih cepat dibandingkan dengan bahasa BASIC. Kelebihan Bahasa C yang lain adalah program yang ditulis akan teratur dengan baik (Nugroho, 1994).

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada Maret 2013 sampai dengan Desember 2013. Perancangan, pembuatan dan pengambilan data telah dilaksanakan di Laboratorium Elektronika dan Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.

B. Alat dan Bahan 1. Alat

Peralatan yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Alat yang digunakan pada penelitian

No Nama Alat Fungsi

1 Multimeter Digital mengukur tegangan, arus, dan hambatan 2 Papan PCB tempat komponen elektronika

3 Solder membuat rangkaian

4 Penyedot timah membuang timah yang tidak berguna 5 Komputer sebagai media tampilan data

6 Larutan FeCl melarutkan jalur rangkaian pada PCB 7 Alat kerja mekanik membantu pembuatan rangkaian

2. Bahan

33

a. Catu Daya

Bahan yang digunakan pada rangkaian catu daya dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Bahan rangkaian catu daya

No Nama Bahan Fungsi

1 LED sebagai indikator

2 Resistor memberi hambatan pada rangkaian 3 Kapasitor elektrolit menyimpan muatan

4 LM7805 memberi output 5 volt

5 6

LM317 LM7812

memberi output 3,3 volt memberi output 12 volt

b. Sistem Minimun ATmega32

Bahan yang digunakan untuk membuat rangkaian sistem minimum ATmega32 dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Bahan rangkaian sistem minimum ATmega32

No Nama Bahan Fungsi

1 ATmega32 pengendali dan pengolah sinyal

2 Kapasitor menyimpan muatan

3 Resistor memberi hambatan pada rangkaian

4 Switch tombol reset

5 Kristal 12 MHz sebagai eksternal clock

c. RangkaianMicroSD

Bahan yang digunakan untuk rangkaianmicroSD dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Bahan rangkaianmicroSD

No Nama Bahan Fungsi

1 Multimedia Card untuk menyimpan data 2 MicroSD media penyimpan data

d. Rangkaian Modem GSM

Bahan yang digunakan untuk merangkai rangkaian modem GSM dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7. Bahan rangkaian modem GSM

No Nama Bahan Fungsi

1 Max232 komunikasi serial ATmega32 ke DB15

2 kapasitor menyimpan muatan

3 DB15 penghubung ATmega32 ke modem GSM

4 Modem GSM media mengirim SMS

5 Kartu GSM mengirim SMS

e. Rangkaian sensor potensiometer

Bahan yang digunakan untuk rangkaian sensor potensiometer dapat dilihat pada Tabel 8.

Tabel 8. Bahan sensor potensiometer

No Nama Bahan Fungsi

1 Resistor tetap10 K memberi hambatan pada rangkaian 2 Potensiometer 50 k Sensor potensiometer

f. Rangkaian RTC

Bahan yang digunakan untuk membuat rangkaian RTC dapat dilihat pada Tabel 9.

Tabel 9. Bahan rangkaian RTC

No Nama Bahan Fungsi

1 DS 1307 media pencatatan waktu

35

e. RangkaianLiquid Crystal Display(LCD)

Bahan yang digunakan untuk membuat rangkaian LCD adalah LCD tipe 16x2. LCD ini berfungsi sebagai media untuk menampilkan data.

g. Desain Mekanik

Bahan yang digunakan untuk membuat desain mekanik pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 10.

Tabel 10. Bahan mekanik

No Nama Bahan Fungsi

1 Motor DC penggerak alat 2 Aluminium penyangga rangkaian 3 Papan Triplek penyangga rangkaian

4 Roda Berjalan

5 Gear dan rantai memutar roda

C. Langkah Kerja Penelitian

Langkah kerja penelitian yang akan dilakukan ditunjukkan pada Gambar 12.

Gambar 12. Diagram alir penelitian

tidak berhasil

berhasil Mulai

Pembuatan diagram blok

Simulasi dan realisasi alat

Pengujian alat

Pengambilan data

Pengolahan data

Pembuatan laporan

37

D. Rancangan Alat

Rancangan alat yang dibuat terdiri atas beberapa blok rangkaian yaitu sensor potensiometer, rangkaian pengkondisi sinyal, rangkaian penyearah, rangkaian ADC, mikrokontroler, Max 232, dan Modem Wavecom M1306B seperti terlihat pada Gambar 13. Sensor potensiometer akan memberikan informasi pergeseran yang terjadi pada rel kereta api, kemudian perubahan tersebut akan diproses dan dihitung dalam rangkaian pengkondisi sinyal yaitu jembatan Wheatstone. Setelah dihitung dalam rangkaianWheatstone,informasi pergeseran akan diubah ke dalam bentuk digital oleh ADC untuk diolah dalam mikrokontroler ATmega32. Mikrokontroler ATmega32 akan mengolah data yang akan disimpan dalam Micro SD, menampilkannya pada LCD dan mengirimnya ke IC MAX232 untuk masuk ke modemWavecom.

Gambar 13. Blog diagram proses kerja alat Sensor

Potensiometer

Jembatan Wheatstone

Mikrokontroler Atmega32

RS 232 ModemWavecom

M1306B

SMSGateway

a. Rangkaian Catu daya

Rangkaian catu daya yang dibuat pada penelitian ini berfungsi sebagai penyuplai tegangan yang dibutuhkan pada alat. Skematik rangkaian catu daya dapat dilihat pada Gambar 14.

Gambar 14. Skematik rangkaian catu daya

39

Mikrokontroler ATmega32 memiliki tegangan logika 4,5-5,5 volt pada kondisi high, sedangkan micro SD memiliki tegangan logika 2,8-3,6 volt untuk kondisi high.Oleh karena itu perlu dipasang suatu IC regulator LM317 untuk menurunkan tegangan 5 volt menjadi 3,2 volt.

b. Rangkaian Sensor Potensiometer

Sensor potensiometer berfungsi untuk mendeteksi pergeseran yang terjadi pada rel kereta api. Rangkaian ini membutuhkan jembatan Wheatstone untuk membantu mengukur nilai resistansi. Rangkaian jembatanWheatstoneadalah rangkaian pasif yang digunakan untuk mengukur impedansi dengan teknik potensial. Komponen yang digunakan adalah tiga buah resistor tetap dengan nilai 10 kΩ dan sebuah

resistor variable dengan nilai maksimal 50 kΩ . Rancangan rangkaian dapat dilihat pada Gambar 15.

Jembatan Wheatstone dipergunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya relative kecil sekali sehingga sangat baik digunakan pada penelitian ini untuk membantu pengukuran nilai resistansi.

c. Rangkaian Sistem Minimum ATmega32

Mikrokontroler ATmega32 berfungsi sebagai pusat kendali atau otak dari seluruh sistem yang ada. Mikrokontroler ATmega32 membutuhkan komponen lain atau sebuah rangkaian lengkap sebagai penunjang sistem kerjanya. Sistem inilah yang disebut dengan sistem minimum. Mikrokontroler ATmega32 ini dipilih karena memiliki kelengkapan yang baik, salah satunya memiliki ADC internal dengan lebar 10 bit dan memiliki RAM 2 kbyte. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATmega32 dapat dilihat pada Gambar 16.

41

Komponen yang dibutuhkan pada pembuatan rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATmega32 adalah sebuah kristal sebesar 11.0592 MHz. Kristal ini berfungsi sebagai pembangkit atau pemompa data dan dua buah kapasitor sebesar 22 pF. Kapasitor yang digunakan pada rangkaian ini berfungsi sebagai isolator atau sebagai pembangkit clock pada mikrokontroler. Kristal dan kapasitor pada rangkaian sistem minimum ini diusahakan berdekatan penempatannya untuk menghindari terjadinyanoiseatau gangguan.

b. RangkaianMicroSD dengan ATmega32

Penelitian ini akan menggunakan micro SD sebagai media penyimpanan database hasil dari pergeseran yang terjadi. Micro SD yang digunakan pada penelitian ini memiliki kapasitas 2 GB. Rangkaian skematik mikrokontroler dan MMCmicroSD dapat dilihat pada Gambar 17.

Micro SD dihubungkan dengan mikrokontroler Atmega32 secara Serial Peripheral Interface (SPI). Jalur yang digunakan pada antarmuka ini adalah jalur MISO, MOSI, SCK, dan SS yang terdapat pada Port B pin 4 hingga Port B pin 6. Micro SD membutuhkan suatu media untuk meletakkannya pada rangkaian yaitu menggunakan card multimedia. Rangkaian ini menggunakan 6 buah resistor untuk menstabilkan tegangan pada batas 3,3 volt untuk keamanan rangkaian.

g. RangkaianLiquid Crystal Display(LCD)

LCD digunakan untuk menampilkan karakter-karakter berupa huruf dan angka. Tidak ada komponen tambahan pada skematik rangkaian mikrokontroler dan LCD. LCD yang digunakan adalah tipe 16x2. Rangkaian dapat dilihat pada Gambar 18.

43

c. Rangkaian Modem GSM

Modem yang digunakan pada penelitian ini adalah modem tipe M1306B. Untuk menghubungkan modem ini dengan mikrokontroler, dibutuhkan rangkaian serial RS232. Komunikasi serial RS232 menggunakan interface RS232 sebagai standar komunikasi antara komputer dengan perangkat eksternal seperti komputer dengan modem. Modem ini berfungsi mengirim dan menerima SMS yang dikirimkan oleh sensor potensiometer pada penelitian ini. Sumber tegangan yang digunakan untuk modem M1306B adalah sebesar 7,5 volt. Rancangan rangkaian untuk komunikasi serial dari mikrokontroler ke modem dapat dilihat pada Gambar 19.

Gambar 19.Rangkaian MAX232 untuk Modem

f. Rangkaian Real Time Clock (RTC)

Gambar 20. Skematik Rangkaian Dasar DS1307

45

h. Skema Alat

Proses pendeteksi pergeseran rel kereta api adalah dengan meletakkan alat yang dibuat di atas rel selebar 1060 mm. pada sisi rel diberi empat roda yang akan berjalan mengikuti jalur rel kereta api dan juga sebuah sensor potensiometer. Ketika ada perubahan lebar rel atau rel tersebut bergeser, maka tali akan menarik pegas dan sensor potensiometer akan berputar dan memberikan informasi berupa nilai resistansi yang akan diolah oleh mikrokontroler dalam bentuk tegangan dan akan dikonversi dalam bentuk jarak. Informasi jarak tersebut akan memberikan respon berupa SMS yaitu pengiriman SMS setiap 2 menit dan data akan disimpan pada memori penyimpanan yaitu micro SD dan ditampilkan melalui LCD. Alat yang dibuat memiliki desain yang ditunjukkan oleh Gambar 22. Alat tersebut didesain dengan menggunakan empat roda untuk berjalan dengan tambahan satu roda untuk menggeser sensor potensiometer jika terjadi perubahan jarak.

Gambar 22. Skema alat Sensor potensiometer

47

Setelah melakukan pengujian alat, data akan disajikan dalam bentuk tabel yang dapat dilihat pada Tabel 11. Tabel 11 merupakan data yang tersimpan dalammicroSD.

Tabel 11. Perolehan Data Lebar Rel pada PenyimpananmicroSD No Waktu Tanggal Jarak rel (mm) 1

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan analisis yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Alat pendeteksi pergeseran rel kereta api mampu mendeteksi pergeseran hingga 0,5 mm.

2. Kecepatan yang dihasilkan alat pergeseran rel kereta api adalah 0,155 m/s. 3. Sensor potensiometer yang digunakan pada penelitian ini mendapatkan

karakteristik yang linier.

4. Batas maksimal pergeseran alat pendeteksi pergeseran rel kereta api adalah 3,4 mm

B. SARAN

DAFTAR PUSTAKA

Aprilia, RizkiAyuhan. 2010. Simulasi Akses Data Base BTS (Base Tranceiver Station) pada Jaringan GSM Menggunakan SMS Gateway. Jurnal Skripsi Jurusan Teknik Elektro: Universitas Diponegoro.

Budiharto, W. 2004.Interfacing Komputer dan Mikrokontroler. Elex Media Komputindo. Jakarta.

Budiharto, W. dan Rizal, G. 2007. Proyek Mikrokontroler. Elex Media Komputindo: Jakarta.

Djarwanto dan Suprapti, Sihati. 2004.Ketahanan Tiga Jenis Kayu untuk Bantalan Rel Kereta Api terhadap Jamur Perusak Kayu Secara Laboratoris. Jurnal Penelitian Hasil Hutan Vol. 22 No. 4. Hal. 215-221.

Flink, R.J. 1984. Dasar-dasar Ilmu Instrumen. Jakarta: Binacipta.

Hanifah, Raidah., Istanto, Rizal R., dan Christyono, Yuli. 2010. Simulasi Sistem Informasi Geografis (GIS) Pemantauan Posisi Kendaraan Via SMS Gateway.TRANSMISI Vol. 12 No. 2. Hal. 45-49.

Hermawan, Hendhi.,Ningrum, Endah Suryawati.,Alasiry, Ali Husen., dan Hakkun, Rizki Yuniar. 2008. Penerapan Teknologi Wireless RF dan SMS Gateway pada Sistem Monitoring Pemakaian Air PDAM Skala Rumah Tangga yang Terintegrasi Database Via Internet. Skripsi Politeknik Elektronika Negeri Surabaya.

Heryanto, A.M. dan Adi, W. 2008.Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATmega8535.Penerbit Andi: Yogyakarta.

Katankar, Veena.dan K., Thakare. 2010. Short Message Service Using SMS Gateway. (IJCSE) International Journal on Computer Science and Engineering. pp. 1487-1491.

Lister, Eugene C. 1993. Mesin dan Rangkaian Listrik. Jakarta: Erlangga

Nolan, P.J. 1993.Foundamentals of College Physics.State University: New York.

Nugroho, E. 1994.Bahasa Pemrograman.Andi Offset: Yogyakarta.

Purwanto, Dwi. 2008. Pengujian Bantalan untuk Track Jalan Kereta Api Sepur 1435 mm Menggunakan Standar Uji Arema. Puslitbang BSN. Thesis. Universitas Diponegoro.

Purwoko.2008. Kecelakaan Kereta Api Ditinjau dari Jalan Rel dan Upaya Mengatasinya.Jakarta.

Putra, A. E. 2002. BelajarMikrokontroler AT89C51/52/55 TeoridanAplikasi.Gava Media: Yogyakarta.

Sasongko, Bayu. 2012. ATmega32 Data sheet. http://etekno.blogspot.com /2013/02/atmega32-datasheet.html. Diakses 27 Januari 2013, pukul 23.00 WIB. Soedojo, P. 2000.Fisika Dasar.PT. Andi Yogyakarta: Yogyakarta.

Soni, 2011. Mikrokontroler ATmega32 http://in2mybrain.blogspot.com/2011/02/ mikrokontroler-atmega-32. Diakses: 26 Desember 2013, Pukul 23.00 WIB.

Suliyanti, Rini. 2008.Kajian Evaluasi Kondisi Sarana Prasarana Kereta Api dan Upaya Pencegahannya.

Sumiharto, R. 2012. Logger Suhu dan Kelembaban Udara Menggunakan Multi Media Card (MMC) Sebagai Media Penyimpanan. J Nasional Oktober 2010.

Sunardi, J., Sutanto dan Prihatono, S.E. 2009. Rancang Bangun Antar muka Mikrokontroler ATmega32 dengan Multimedia Card.J Teknologi Nuklir. Suryatmo, F. 1986. Teknik Listrik Pengukuran. Jakarta: Binaaksara.

Susilo, D. 2010. 48 Jam Kupas Tuntas Mikrokontroler MCS51 dan AVR. PenerbitAndi: Yogyakarta.

Talukder, Asoke K. 2005. Mobile Computing. Second edition. Tata Mc. Graw Hill: New Delhi.

Tipler, P. 1991. Fisika untuk Sains dan Teknik. Edisi ke-3 jilid 2. Erlangga: Jakarta.

Wahyudi, H. 1985. Teknik Jalan Rel I. Diktat Kuliah Program S1 Teknik Sipil FTSP. ITS: Surabaya.

Wiharto, Yudi. 2011. Sistem Informasi Akademik Berbasis SMS Gateway. Jurnal Teknologi dan Informatika (Teknomatika) Vol. 1 No. 1.

Winoto, A. 2010. Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535 dan pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR.Informatika: Bandung. Yuliana, Titin. 2012. Perangkat Lunak (Software.