RANCANG BANGUN ALAT UKUR DIGITAL UNTUK PENGUKURAN TINGGI BOGIE KERETA

(1)

Institut Teknologi Sumatera (ITERA), Lampung, 23 – 24 Oktober 2020

1054

RANCANG BANGUN ALAT UKUR DIGITAL UNTUK PENGUKURAN TINGGI BOGIE KERETA

Hanifudin Ashari Politeknik Perkeretaapian Indonesia,Jalan Tirta Raya I, Nambangan Lor, Mangunharjo,

Sambirejo, Jiwan, - Madiun (63129) E-Mail:

[email protected]

Fadli Rozaq Politeknik Perkeretaapian Indonesia, Jalan Tirta Raya I, Nambangan Lor, Mangunharjo,

Sambirejo, Jiwan, - Madiun (63129)

E-Mail: [email protected]

Ilham Satrio U Politeknik Perkeretaapian Indonesia, Jalan Tirta Raya I, Nambangan Lor, Mangunharjo,

Sambirejo, Jiwan, - Madiun (63129) E-Mail:

[email protected]

Abstract

Treatment of bogie facilities requires a maintenance facility that one of them is measuring equipment. One of the treatments performed on the bogie is to measure the height of the bogie frame until the head of the rail.

Bogie has a standard height, for which it is required measurements. The bogie measurement is still done manually with the ruler. Manufacture of digital measuring instruments to facilitate the measurement using the micro controller system and use ultrasonic sensors to determine the distance of the measured object. This measuring instrument can measure 600mm-1000mm height. The top construction is designed to be used as a focus on the Frmae bogie and as a monitor the measurement results. In addition, the LCD can use a smartphone using the application that has been created. The results of research that has been done can be found 1) measuring instrument can be used to measure the height of the bogie with a height of 600-1000 mm. 2) Measuring instrument measurement results are displayed on the LCD and smartphone.

Keywords: bogie, measuring instrument, Arduino Uno

Abstrak

Perawatan sarana bogie memerlukan sebuah fasilitas perawatan yang salah satunya adalah peralatan ukur.

Salah satu perawatan yang dilakukan pada bogie adalah mengukur tinggi dari frame bogie sampai kepala rel.

bogie memiliki standar ketinggian, untuk itu diperlukan pengukuran. Pengukuran bogie masih dilakukan secara manual dengan mistar. Pembuatan alat ukur digital untuk mempermudah dalam pengukuran menggunakan sistem mikrokontroler dan menggunakan sensor ultrasonik untuk mengetahui jarak suatu benda yang diukur.

Alat ukur ini dapat mengukur tinggi 600mm-1000mm. Konstruksi atas didesain dapat dijadikan sebagai tumpuan pada frame bogie dan sebagai monitor hasil pengukuran. Selain menggunkan LCD, dapat menggunkan smartphone dengan menggunakan aplikasi yang telah dibuat. Hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diketahui 1) Alat ukur dapat digunakan untuk mengukur tinggi bogie dengan tinggi 600-1000 mm. 2) Hasil pengukuran alat ukur ditampilkan pada LCD dan smartphone.

Kata Kunci: bogie, alat ukur, Arduino Uno

(2)

1055

PENDAHULUAN

Perawatan sarana perkeretaapian merupakan suatu kegiatan yang dilakukan individu maupun kelompok pada suatu sarana yang bertujuan agar tetap optimal dan mempertahankan keandalan sarana agar tetap laik operasi. Perawatan pada suatu sarana salah satunya berdasarkan time based (berdasarkan waktu). Perawatan tersebut terdiri dari perawatan harian, bulanan, tiga bulanan, enam bulanan, dan perawatan tahunan, dan perawatan dua tahunan.Perawatan bogie pada sarana perkeretaapian membutuhkan fasilitas perawatan.

Fasilatas perawatan berfungsi untuk mengoptimalkan sebuah perawatan bogie. salah satu fasilitas perawatan bogie yaitu peralatan ukur. Komponen pada bogie yang dilakukan pengukuran pada saat perawatan adalah tinggi bogie dari kepala rel. Bogie merupakan suatu komponen pada sarana perkeretaapian yang berfungsi untuk monopang body sarana serta untuk tempat penggerak. Ketinggian bogie kereta mempunyai standar tertentu. Perrbedaan tinggi bogie mempengaruhi kenyamanan, untuk itu diperlukan pengukuran ketinggian bogie pada setiap perawatan.

Pengukuruan tinggi bogie masih dilakukan secara manual. Pengukuran dilakukan menggunakan mistar ukur dengan bantuan plat besi. Pengukuran ketinggian dihitung dari kepala rel sampai frame. Pengukuran menggunakan mistar ukur kurang presisi terhadap ketegakan plat besi, sehingga diperlukannya inovasi dalam pengukuran tonggi bogie yaitu menggunakan alat ukur digital. Alat ukur digunakan untuk mengukur variable pada ilmu alam sudah banyak dan telah teruji validitas dan reliabilitasnya, seperti thermometer yang digunakan untuk mengukur variabel suhu (Sugiyono, 2014). Alat ukur digunakan untuk mengetahui suatu variabel diberbagai bidang. Alat ukur memiliki persyaratan validitas, reabilitas, objektivitas, praktis dan norma. Arduino merupakan komponen elektronika berbasis mikrokontroler (Kadir, 2016). Arduino dapat digunakan sebagai inti dari sistem pengukur digital. Sistem pengukuran menggunakan sensor ultrasonik dan hasil dari pembacaan sensor dapat dilihat menggunakan smartphone.

Suatu pengukuran dapat terjadi kesalahan . Secara umum kesalahan terdiri dari kesalahan absolut dan relatif. Kesalah absolut menyatakan seberapa akurat mendekati nilai sebenarnya.

Kesalahan relatif merupakan kesalahan seberapa kuantitas dari nilai sebenarnya. Kesalahan relatif, kesalahan rasio dari suatu kesalahan absolut terhadap nilai yang telah didapatkan (Anonim, 2016).

Δx = |x – xo |... (2-2)

Δx = Kesalahan Absolut(error) x = Nilai Sebenarnya

xo = Nilai Terukur

……….. .(2-3)

% = Persentase Kesalahan Relatif

(3)

1056

Metode Pembuatan

Pembuatan alat ukur tinggi bogie berbasis mikrokontroler, sistem mikrokontroler melalui beberapa tahap. Tahap pertama yang dilakukan dalam pembuatana alat ukur dengan membiat sisitem digital pada arduino. Tahap kedua dilakukan proses pendesainan konstruksi menggunakan aplikasi Autodesk Inventor. Tahap ketiga pembuatan aplikasi menggunakan MITT App Inventor, selanjutya dilakukan penggabungan kontruksi dengan system pengukuran digital. Selanjutnya dilakukan pengujian pada bogie NT-11

Sitem Pengukuran Digital

Alat ukur tinggi bogie menggunkana sistem pengukuran digital menggunkan mikrokontroler Arduino dan sensor ultrasonik US-100. Gelombang bunyi yang dikeluarkan sensor dipantulkan pada plat yang ada di konstruksi sehingga pengukuran dapat diketahui, dan hasilnya dapat termonitor pada layar LCD dan smartphone.

Pemrogaman Jarak dengsn Apliikasi IDE

Arduino perlu di isi program pengukur jarak untuk dapat mengukur jarak suatu benda.

Pembuatan kode program menggunkan aplikasi arduino IDE. Pembuatan kode program harus sesuai dengan sensor yang digunakan yaitu menggunakan sensor ultrasonik.

Gambar 1. Program Arduino

Setelah pembuatan kode program pada aplikasi arduino IDE selanjutnya kode tersebut diunggah untuk bisa digunakan, sebelum kode diunggah, papan arduino disambungkan dengan komputer dengan kabel USB. Selanjutnya kode diverifikasi maka akan ada notifikasi sukses. Kode program selanjutnya dapat diunggah ke arduino dengan menekan upload.

Pembuatan Rangkaian Digital

Gambar 2.Rangkaian Digital

(4)

1057

Papan arduino yang telah di isi kode program, selanjutnya dirangkai dengan komponen pendukung lainnya. Kemponen tersebut meliputi: project board, arduino, bluethooth HC- 05, potensiometer, LCD 16x2, sensor ultrasonik, US-100, kabel jumper.

Pembuatan Aplikasi

Pembuatan aplikasi menggunakan aplikasi MIT App Inventor, aplikasi ini digunakan untuk memantau hasil dari pengukuran.

Desain Tampilan Aplikasi

Gambar 3. Tampilan Aplikasi Blok Program

Gambar 4. Blok Kode Aplikasi

Aplikasi yang digunakan untuk mengetahui output sensor ultrasonik menggunakan MIT App Inventor, yang mana hasilnya dapat termonitor pada smartphone dan hasil dari pengukuran dapat disimpan dalam bentuk Microsoft excel.

Pendesainan Konstruksi Alat Ukur

Pembuatan desain alat ukur tinggi bogie menggunakan aplikasi Autodesk Inventor. Proses pendesainan dilakukan dengan mebuat part dari konstruksi alat ukur. Konstruksi alat ukur

(5)

1058

terbagi menjadi 3 bagian untuk mempermudah pembuatan setiap bagian. Konstruksi tersebut meliputi konstruksi bawah, box dan konstruksi atas.

Desain Konstruksi Bawah

Konstruksi bawah didesain agar dapat menopang pada rel. kontruksi bawah terdiri dari plat stainless dan pipa stainless. Plat stainless tersebut disambungkan. Pada plat bagian bawah terdapat plat yang berfungsi sebagi tembakan dari sensor ultrasonik.

Gambar 5. Konstruksi Bawah

Konstruksi Atas

Gambar 6. Konstruksi Atas

Konstruksi atas merupakan subuah box yang mempunyai coakan untuk penempatan LCD, dimana LCD tersebut digunakan sebagai tampilan dari hasil pengukuran.

Box

Gambar 7. Box

(6)

1059

Konstruksi box didesain untuk penempatan rangkaian elektronika, yang bertujuan agar rangkaian elektronika terlindungi dari benda cair maupun benda lainnya yang dapat merusak komponen elektronika.

Pembuatan Konstruksi

Pembuatan konstruksi alat ukur tinggi bogie melalui beberapa tahap. Tahap awal persiapan produksi. Tahap selanjutnya pembuatan masing-masing konstruksi utama, meliputi konstruksi bawah dan konstruksi atas. Tahap selanjutnya finishing dari masing-masing konstruksi dan dilanjutkan perakitan dengan komponen elektronika.

Persiapan Produksi

Persiapan dilakukan untuk melakukan proses pembuatan alat. Pada proses persiapan pembuatan konstruksi dilakukan dengan mempersiapkan bahan dan peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan.

Pembuatan Kontruksi Bawah

Pembuatan konstruksi bawah dimulai dengan memotong bahan. Pertama memotong plat stainless dengan panjang 60 cm. pemotongan dilakukan dengan menggunakan mesin gerinda. Sebelum pemotongan dilakukan pembuatan sketsa.

Gambar 8. Plat Stainless Pembuatan Box

Pembuatan Box dimulai dengan membuat sketsa pada plat stainless, selanjutnya dilakukan pemotongan pada plat yang telah dibuat sketsa, selanjutnya dilakukan bending pada plat yang telah dipotong sesuai dengan ukuran, selanjutnya dilakukan pengelasan pada tiap sudutnya dan selanjutnya dilakukan penambahan engsel pada box supaya dapat dibuka maupun ditutup.

Gambar 9. Pembuatan Box

(7)

1060

Pembuatan Konstruksi Atas

Konstruksi atas dari alat ukur tinggi bogie merupakan box khusus yang berisikan LCD.

Konstruksi atas terbuat dari plat stainless yang disusun sehingga menjadi box. Pada konstruksi atas terdapat box yang berfungsi untuk penempatan komponen elektronika.

Pembuatan konstruksi atas dilakukan dengan pengelasan. Pada plat yang menjadi sisi box, sebelum dibentuk box, plat di sketsa agar sesuai dengan ukuran yang diharapkan. Perakitan plat dilakukan dengan mengelas suudut box. Pada konstruksi atas terdapat pipa stainless yang berfungsi untuk tiang ukur, dimana pipa stainless tersebut disambungkan dengan konstruksi box.

.

Gambar 10. Kontruksi Atas Finishing

Konstruksi alat ukur yang sudah jadi, selanjutnya dilakukan pemasangan komponen dari sistem elektronika. Rangkaian elektronika yang telah dirakit selanjutnya dipasang pada box yang telah dibuat. Sensor ultrasonik diletakkan pada bagian bawah konstruksi atas. Pada box bagian atas terdapat lubang persegi panjang untuk tempat LCD yang nantinya digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran.

Pengujian Alat Ukur

Pengujian alat ukur dilakukan untuk mengetahui kemampuan alat ukur terhadap pengukuran tinggi bogie. Pengujian alat ukur dilakukan pada bogie NT-11 yang ada di workshop Politeknik Perkeretaapian Indonesia. Pengujian dilakkan setiap 20 detik sekali untuk mengetahui kinerja dan ketelitian dari alat ukur. Hasil pengukuran kemudian dicatat. Tinggi bogie diukur menggunakan alat ukur mistar manual. Metode pengujian menggunakan Test- Retest. Pengujian dilakukan berulang-ulang untuk mengetahui kemampuan alat terhadap kestabilan dalam melakukan pengukuran. Pengujian alat ukur dilakukan selama 10 kali percobaan. Dari pengujian dapat diketahui mengenai tinggi bogie seperti pada tabel 1.

Tabel 1. Hasil Pengujian Alat Ukur No Hasil pengukuran dengan

mistar manual(mm)

Hasil pengukuran dengan alat digital(mm)

Selisih nilai(mm) Presentase error(%)

1 700 701 1 0.14

2 700 700 0 0

3 700 702 2 0.28

4 700 700 0 0

5 700 701 1 0.14

(8)

1061 No Hasil pengukuran dengan

mistar manual(mm)

Hasil pengukuran dengan alat digital(mm)

Selisih nilai(mm) Presentase error(%)

6 700 702 2 0.28

7 700 700 0 0

8 700 700 0 0

9 700 700 0 0

10 700 701 1 0.14

0.7 0.098

Dari pengujian diperoleh data rata-rata selisih error dari alat ukur digital persentase kesalahan dari alat ukur sebesar 0.098 %.

KESIMPULAN

Konstruksi alat ukur ketinggian bogie didesain supaya fleksibel dalam pembawaan dan penyimpanan. Pengukuran dengan konstruksi alat ukur ini tidak memerlukan penggaris untuk mengukur tinggi bogie. Konstruksi alat ukur dapat digunakan untuk mengukur tinggi bogie dengan ketinggian 600 mm sampai 1000 mm. Dilakukan uji fungsi alat ukur menggunakan sistem ukur digital menggunakan Arduino Uno dengan sensor Ultrasonik US- 100. Sensor akan menghitung tinggi dari plat pantul yang letaknya sejajar sensor. Nilai tinggi bogie akan ditampilkan pada LCD dan dapat juga ditampilkan melalui smartphone serta hasil pengukuran dapat disimpan dalam bentuk Microsoft excel. Hasil uji fungsi memeiliki persentase error 0.098 %.

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada:

1. Bapak Fadli Rozaq, M.Pd selaku dosen pembimbing I yang telah membimbing dalam penyusunan jurnal ini.

2. Bapak Ilham Satrio U., S.Pd, M.T selaku dosen pembimbing II yang telah membimbing dalam penyususnan jurnal ini.

3. Rekan Taruna/i Politeknik Perkeretaapian Indonesia Angkatan IV.

4. Kedua Orang Tua yang tanpa lelah mendukung dalam penyusunan jurnal.

5. Semua pihak yang secara langsung atau tidak langsung turut membantu dalam penyelesaian jurnal ini.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, (2016), Panduan Praktikum Fisika Dasar.

Kadir, Abdul. (2013). Buku Pintar Progammer Pemula PHP. Yogyakarta : MediaKom, Sugiyono. (2014). Statistika untuk penelitian. Bandung : Alfabeta