BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alur Pembuatan
Pada proses pembuatan alat ini menguraikan tentang alur jalannya pembuatan alat pendeteksi beban penumpang pada bus untuk menghindari beban yang berlebih Bus Hino RK-260. Diagram alur pembuatan alat ini diperlukan untuk mempermudah penulis dalam melakukan tahapan – tahapan pembuatan, sehingga tujuan dari pembuatan alat bisa tercapai dengan benar. Diagram alur ini merupakan gambaran secara umum proses pembuatan ini merupakan gambaran secara umum proses pembuatan dari mulai observasi pada bus rk-260, sampai pada tahap kesimpulan.
1. Persiapan pembuatan alat dimana penulis berkonsultasi dengan dosen pembimbing dan pihak – pihak yang terkait untuk menuangkan ide membuat alat pendeteksi jumlah penumpang pada bus untuk menghindari beban yang berlebih.
2. Ketika ide pembuatan alat pendeteksi jumlah penumpang pada bus untuk menghindari beban yang berlebih elah disetujui oleh dosen pembimbing dan pihak – pihak yang terkait, maka penulis melanjutkan dengan mencari literatur atau jurnal yang berkaitan dengan alat pendeteksi jumlah penumpang pada bus untuk menghindari beban yang berlebih guna menambah wawasan dan masukan pada jumlah penumpang tersebut.
3. Langkah selanjutnya penulis merancang miniature bus dengan skala kecil guna mempermudah penulis melakukan tahapan – tahapan selanjutnya.
4. Setelah pembuatan miniature bus telah jadi, kemudian penulis membuat rangkaian bus ini dengan memperhitungkan panjang, tinggi dan lebar, serta menambahkan fitur – fitur yang bermanfaat untuk kenyamanan bagi pengemudi disaat berkendara dengan menempuh jarak yang cukup jauh.
5. Ketika rangkaian bus yang telah selesai, penulis membuat rangkaian kelistrikan guna menunjang kelayakan saat digunakan oleh pengemudi.
6. Setelah rangkaian bus dan rangkaian kelistrikan sudah terpasang satu sama lain dan berfungsi, maka penulis melakukan pengujian pada pengendara bus – bus dengan rute dan waktu tempuh yang berbeda – beda.
7. Kemudian penulis memasukkan data – data yang diperoleh kedalam tabel dan grafik guna mendapatkan perbedaan antara sebelum dan sesudah memakai alat pendeteksi jumlah penumpang pada bus untuk menghindari beban yang berlebih ini guna mendapatkan data yang akurat.
NO
NO
YES
YES
Gambar 3.1 Diagram Alur Pembuatan alat pendeteksi beban jumlah penumpang Mulai Persiapan Pembuatan Electrical Capability Load of Sensor (ELCOS) Pengujian
Data Hasil Uji
Kesimpulan Analisa
Instalasi Alat Miniatur Bus
3.2 Langkah-langkah alat pendeteksi penumpang
1. Melakukan pengukuran-pengukuran teknik pada tangga bus. 2. Melakukan pembuatan miniatur bus.
3. Membuat rangkaian ELCOS sensor.
4. Pengaplikasian ELCOS sensor pada tangga bus.
3.3 Langkah – langkah Pembuatan Alat Pendeteksi Jumlah Penumpang
1. Membuat desain PCB sesuai dengan gambar skema rangkaian yang sudah di desain sebelumnya.
2. Mengatur input 12 Volt untuk memastikan rangkaian yang dipakai. 3. Proses pemasangan komponen ke PCB.
4. Cek hasil rangkaian.
5. Pengaplikasian buzzer ke sistem tangga masuk penumpang. 3.4 Skema Box KIT
Seven Segment Pendingin Relay
IC
3.5 Komponen Alat
3.5.1 Timbangan Berat Badan Digital
Timbangan adalah alat yang dipakai melakukan pengukuran berat suatu benda. timbangan dikategorikan kedalam sistem mekanik dan juga elektronik. Timbangan adalah suatu alat yang sangat penting keberadaannya dalam kehidupan sehari – hari kita, dan hal ini diperhatikan oleh Pemerintah dengan mendirikan Dinas Metrologi untuk mengelolanya. Tingkat keakurasian timbangan bergantung dari jenis Load Cell yang dipakai. (Pratama, 2011).
Seiring dengan perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan akhir-akhir ini bidang elektronik mengalami kemajuan yang pesat. Dengan kemajuan tersebut membuat manusia selalu berusaha memanfaatkan teknologi yang ada untuk mempermudah kehidupannya, misalnya dalam hal pengukuran massa, pengukuran massa biasa dilakukan secara manual, yaitu dengan timbangan manual. Timbangan adalah sebuah alat bantu yang digunakan untuk mengetahui berat suatu benda. Dalam pemanfaatannya timbangan digunakan di berbagai bidang dari bidang perdagangan, industri, sampai dengan perusahaan jasa. Jenis timbangan yang digunakan bermacam-macam mulai dari timbangan manual, timbangan mekanik, hingga timbangan digital. Timbangan digital mempunyai tingkat kepresisian yang lebih baik dan pengoperasian yang lebih efisien daripada timbangan analog. Akan tetapi pemanfaatan kedua jenis timbangan ini hanya untuk mengukur besaran berat saja. Selain itu untuk melihat hasil keluaran dari timbangan analog dan digital ini pengguna masih harus melihat angka yang tertera pada LCD untuk timbangan digital dan angka pada jarum penunjuk untuk timbangan analog.
Berdasarkan permasalahan tersebut, maka dirancang suatu alat yang mampu mengukur berat yang dilengkapi dengan hasil keluaran berupa suara agar kemungkinan kesalahan dalam proses pembacaan data dapat diperkecil serta mempermudah pemakai dalam melihat hasil pengukuran.
Timbangan digital merupakan alat elektrik yang dimanfaatkan untuk menimbang. Timbangan digital dalam bermacam-macam ukuran serta warna terbuat dari berbagai bahan. Timbangan digital tidak sama dengan timbangan kuno sebab timbangan tersebut berguna berdasarkan prinsip teknologi sel beban dimana sel muatan elektronik mengukur muatan benda di dalam keadaan tertentu. Setelah bobot diukur ditransfer ke sinyal digital ataupun elektrik dan kemudian ditunjukkan ke format digital. Timbangan tersebut beredar dalam bentuk, merk, ukuran, serta formatyang berbeda, serta biasanya hadir dengan baterai kalibrasi, bantalan timbangan, dan nampan. Timbangan digital seperti setiap tipe produk yang lain, berbeda dalam harga serta kualitas.
3.5.2 Load Cell
Load Cell merupakan utama pada sistem timbangan digital. Bahkan tingkat keakurasian suatu timbangan digital tergantung dari jenis dan tipe Load Cell yang dipakai. Load cell adalah sebuah sensor gaya yang banyak digunakan dalam industri yang memerlukan peralatan untuk mengukur berat (Piskorowski et.al. ,2008). Secara umum load cell sensor gaya berisi pegas (spring) logam mekanik dengan mengaplikasikan beberapa foil metal strain gauges (SG), Strain dari pegas mekanik muncul sebagai pengaruh dari pembebanan yang kemudian ditransmisikan pada strain gauges. Pengukuran sinyal yang dihasilkan dari Load Cell adalah dari perubahan resistensi strain gauges yang linier dengan gaya yang diaplikasikan (Mauselein et.al.,2009). Kalibrasi dan karakterisasi Load Cell dapat dilakukan baik secara analog maupun digital. Kalibrasi secara analog merujuk pada sinyal keluaran, yang umumnya berupa tegangan, diukur langsung dengan peralatan dalam format analog. Pada proses kalibrasi digital sinyal keluaran diukur dengan instrumen yang telah mengintegrasikan peralatan digital. Menggunakan Load Cell dengan keluaran digital yang terintegrasi dengan pemrosesan sinyal memungkinkan penyesuaian gain menjadi sebuah penguatan sederhana dari keluaran Load Cell dengan sebuah persamaaan karakteristik. Dalam kasus ini, proses kalibrasi berarti menghitung koefisien penguatan, yang diberikan dengan solusi dari persamaan karakteristik yang dihasilkan dari performa general purpose microcomputer yang lebih umum disebut mikrokontroler. Namun demikian, pada kalibrasi digital diperlukan rangkaian pemroses sinyal yang menyertakan penguat operasional, pengkonversi analog ke digital dan unit pengolah yang telah terintegrasi dalam mikrokontoler (Rocha et.al.,2000).
Gambar 3.5.2 Load Cell
3.5.3 Seven Segment
Seven Segment adalah komponen elektronika yang dapat menampilkan angka decimal melalui kombinasi – kombinasi segmennya. Seven Segment Display pertama diperkenalkan dan dipatenkan pada tahun 1908 oleh Frank W. Wood dan mulai dikenal luas pada tahun 1970-an setelah aplikasinya pada LED.
Seven Segment memiliki 7 segmen dimana setiap segmen dikendalikan secara ON dan OFF untuk menampilkan angka yang diinginkan. Angka – angka dari 0 (nol) sampai 9 (Sembilan) dapat ditampilkan dengan menggunkan beberapa kombinasi segmen, selain 0 – 9, Seven Segment juga dapat menampilkan huruf hexadecimal dari A sampai F.
3.5.4 Baterai
Baterai adalah perangkat yang mnengandung sel listrik yang dapat menyimpan energy yang dapat dikonversi menjadi daya. Baterai menghasilkan listrik melalui proses kimia. Baterai atau akkumulator adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversible dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan reaksi elektrokimia reversible adalah didalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia dengan cara proses regenerasi dari elektroda – elektroda yang dipakai yaitu, dengan melewatkan arus listrik dalam arah polaritas yang berlawanan didalam sel.
Baterai terdiri dari dua jenis yaitu, baterai primer dan baterai sekunder. Baterai primer merupakan baterai yang hanya dapat dipergunakan sekali pemakaian saja dan tidak dapat diisi ulang. Hal ini terjadi karena reaksi kimia material aktifnya tidak dapat dikembalikan. Sedangkan baterai sekunder dapat diisi ulang, karena material aktifnya didalam dapat diputar kembali. Kelebihan dari pada baterai sekunder adalah harganya lebih efisien untuk penggunaan jangka waktu yang panjang.
3.5.5 Regulator
Regulator adalah rangkaian regulasi atau pengatur tegangan keluaran dari sebuah catu daya agar efek dari naik atau turunnya jala-jala tidak mempengaruhi tegangan catu daya sehingga menjadi stabil.
Rangkaian penyearahan sudah cukup bagus jika tegangan riplle-nya kecil, tetapi ada masalah stabilitas. Jika teganga PLN naik atau turun, maka tegangan outputnya juga naik atau turun. Seperti rangkaian penyearahan diatas, jika arus semakin besar ternyata tegangan dc keluarannya juga ikut turun. Untuk beberapa aplikasi perubahan tegangan ini cukup mengganggu, sehingga diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi keluaran ini menjadi stabil.
Gambar 3.5.5 Regulator Elektronik
Ada beberapa alasan diperlukannya sebuah regulator :
1. Fluktuasi tegangan jala-jala
2. Perubahan tegangan akibat beban (loading)
Jenis Regulator :
1. Regulator dengan Zener
Rangkaian regulator yang paling sederhana, zener bekerja pada daerah breakdown sehingga menghasilkan tegangan output yang sama dengan tegangan zener. Namun, rangkaian ini hanya bermanfaat jika arus beban tidak lebih dari 50mA.
2. Regulator dengan Follower
Regulator ini pada dasarnya adalah regulator zener yang dikonfigurasikan dengan sebuah transistor NPN untuk menghasilkan arus yang cukup besar. 3. Regulator Op-Amp
Teknik regulasi yang lebih baik lagi adalah dengan menggunakan Op-Amp untuk mendrive transistor Q. Diaoda zener ini tidak langsung member umpan ke transistor Q, tetapi sebagai tegangan referensi bagi Op-Amp IC1. Umpan balik pada pin negatif Op-Amp adalah cuplikan dari tegangan keluar regulator. 4. Regulator IC (Integrated Circuit)
Sekarang mestinya tidak perlu susah payah lagi mencari Op-Amp, transistor dan komponen lainnya untuk merealisasikan rangkaian regulator seperti diatas karena rangkaian semacam ini sudah dikemas menjadi satu IC regulator tegangan tetap. Saat ini sudah banyak dikenal seri 78XX yang merupakan tegangan tetap positif dan seri 79XX yang merupakan regulator tegangan tetap negatif.
Bahkan komponen ini biasanya sudah dilengkapi dengan pembatas arus (current limiter) dan juga pembatas suhu (thermal shutdown). Komponen ini hanya tiga pin dan dengan penambahan beberapa komponen saja sudah dapat
menjadi rangkaian catu daya yang ter-regulasi dengan baik. Misalnya 7805 adalah regulator untuk mendapatkan tegangan 5 volt, 7812 regulator tegangan 12 volt dan seterusnya, sedangkan seri 79XX misalnya 7905 dan 7912 yang berturut-turut adalah regulator tegangan negatif 5 dan 12 volt.
3.5.6 Integrated Circuit (IC)
Integrated Circuit adalah komponen elektronik aktif terdiri dari gabungan ratusan, ribuan bahkan jutaan Transistir, Diaoda, Resistor dan Kapasitor yang diintegrasikan menjadi suatu rangkaian elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bahan utama yang membentuk sebuah Integrated Circuit adalah bahan semikonduktor. Silicon merupakan semikonduktor yang paling sering digunakan dalam Teknologi Fbarikasi Integrated Circuit (IC).
IC Digital sering diguunakan sebagai aplikasi sakelar cepat. Pada perkembangannya IC digital merupakan jenis yang paling banyak digunakan dalam segala bidang elektronik karena ukurannya kecil dan memiliki fungsi yang sangat lengkap. IC Digital pada umumnya memilki fungsi sebagai :
1. Flip-Flop
2. Gerbang Logika (Logic Gates) 3. Timer
4. Counter 5. Multiplexer 6. Kalkulator 7. Memori
10. Mikrokontroller
Hal yang perlu diingat bahwa IC merupakan Komponen Elektronik Aktif yang sensitif terhadap pengaruh Electrostatik Discharge (ESD). Jadi diperlukan penanganan khusus untuk mencegah terjadinya kerusakan pada IC tersebut.
Gambar 3.5.6 IC (Intergrated Circuit)
3.5.7 Buzzer
Buzzer adalah suatu alat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara. Pada umumnya buzzer digunakan untuk alarm, karena penggunaannya cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer akan mengeluarkan bunyi. Frekuensi suara di keluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5 KHz. ( Albert Paul, Prinsip-prinsip Elektronika, 19889 hal :134).
Gambar 3.5.7 Buzzer
3.6 Skema Instalasi Alat
Timbangan dan sensor
Baterai seven segment
Rangkaian ini berfungsi sebagai Sentral Beban (Penumpang) dari sebuah kendaraan, pada alat ini Bus sebagai medianya. Prinsip kerja alat ini terletak pada tangga naik - turun penumpang yang sudah di desain sedemikian rupa dan dilengkapi dengan Sensor Load Cell agar beban yang ada di tangga langsung terbaca pada Seven Segment, sehingga melewati sebuah rangkaian yang di desain khusus untuk alat ini. Setiap kali tangga dipijak maka sensor akan memberi laporan ke rangkaian kemudian akan dicatat oleh Seven Segment, sehingga setiap jumlah orang yang naik akan dihitung secara otomatis. Rangkaian ini di desain dengan batasan angka 50, artinya jika Seven Segment sudah melewati angka tersebut maka rangkaian menyimpan secara otomatis, jika di tambahkan satu penumpang maka alarm berbunyi.
3.7 Spesifikasi kendaraan
Tabel 3.7 Spesifikasi Kendaraan HINO RK-260
Kemampuan Kekuatan Tanjakan (tan %) 35,7
Mesin Model J08E-UF Tipe Mesin 4 langkah Segaris; Direct Injection; Turbo Charge Intercooler Tenaga Maks. (PS/rpm) 260/2.500 Momen Puntir Maks. (Kgm/rpm) 76/1.500
Jumlah Silinder 6
Diameter x Langkah Piston (mm) 112 x 130 Isi Silinder (cc) 7.684 Kopling Tipe Pelat Kering Tunggal dengan Coil Spring;
Hydraulic Operation; Dilengkapi Clutch
Diameter (mm) 380
Transmisi
Tipe MF06S
Perbandingan Gigi (ke-1) 8,189
(ke-2) 5,34 (ke-3) 3,076 (ke-4) 1,936 (ke-5) 1,341 (ke-6) 1 (mundur) 7,142 Kemudi
Tipe Integral Power
Steering Radius Putar Min. (m) 9,2
Sumbu Depan Reverse Elliot, I-Section Beam Belakang Full-floating, single reduction, single speed by hypoid gearings
Perbandingan Gigi Akhir 4,3 Rem Rem Utama
Full Air dengan Sirkuit Ganda; Lead & Trail Shoe Rem Pelambat
Terletak Pada Pipa Gas Buang. Rem Parkir
Spring Brake Pada Roda Belakang
Roda & Ban Ukuran Rim 20 x 7,00t
Ukuran Ban 10,00 - 20 - 14PR
Sistem Listrik Aki (V - Ah) 12V - 120Ah x 2 Tangki Solar Kapasitas (L) 270
Dimensi
Jarak Sumbu Roda WB (mm) 6.000 Total Panjang OL (mm) 11.270 Lebar OW (mm) 2.440 Tinggi OH (mm) 1.865 Lebar Jejak Depan FR Tr (mm) 2.040 Belakang RR Tr (mm) 1.840 Julur Depan FOH (mm) 2.200
Belakang ROH (mm) 3.070
Suspensi
Depan & Belakang Rigid axel dengan
Pegas Daun
semi-elliptical; Couble Acting Shock
Absorber dengan Stabilizer Berat Chassis Depan (Kg) 1.270 Belakang (Kg) 3.780 Total (Kg) 5.050 GVWR (Kg) 14.200
3.8 Cara Pemasangan Alat Pendeteksi Kapasitas Penumpang
Agar alat pendeteksi kapasitas penumpang dapat bekerja dengan baik, kita harus melakukan pemasangan alat pendeteksi penumpang dengan cara yang benar. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada saat melakukan pemasangan adalah :
1. Lakukan pengambilan power setelah baterai diigniton switch, yang terhubung dengan relay supply power yang telah dipasang dengan alat Elektrical Load Capability of Sensor. Hal ini untuk memastikan bahwa alat pendeteksi kapasitas jumlah penumpang dapat diaktifkan dan dimatikan bersamaan dengan keseluruhan sistem.
2. Lakukan koneksi kabel menggunakan skun dan konektor pada kabel sehingga anda menginginkan sistem kembali ke standar, yang anda lakukan hanyalah mengganti sensor dan kabelnya, dan tidak perlu mengganti cable harness.
Letakkan buzzer di bagian dashboard untuk memudahkan pengemudi dan penumpang mendapatkan peringatan setiap penumpang melebihi batas yang sudah ditentukan, dengan suara sinyal yang cukup keras.
3.9 Hal - Hal Yang Perlu diperhatikan Pengemudi Dalam Berkendara
Dalam berkendara pengemudi harus memperhatikan beberapa hal yang penting pada alat pendeteksi kapasitas penumpang. Berikut beberapa hal yang perlu diperhatikan pada alat pendeteksi jumlah penumpang pengemudi dalam berkendara :
1. Dimulai dengan mengatur alat dibawah dashboard bus. Diatur tidak terlalu jauh dari posisi pengemudi ketika saat alat tersebut memprogram atau menghitung jumlah penumpang.
2. Selanjutnya dalam posisi normal, seseorang akan menginjak tangga bus yang telah dipasang pada bus tangga tersebut, dengan saat menaiki bus satu per satu harus menginjak sensor yang telah dipasang didalam bus. Dengan demikian jumlah penumpang harus dapat diantisipasi dengan baik.
