ALGORITMA PEMROGRAMAN & KASUS TEKNIK ELEKTRO

SIMULASI  AUTOMATIC RAILWAY CROSSING MENGGUNAKAN PEMROGRAMAN ALGORITMA PERCABANGAN BERSARANG BERBASIS  ARDUINO UNO

A. LATAR BELAKANG

Kebutuhan transportasi merupakan kebutuhan turunan (derived demand) akibat aktivitas ekonomi, sosial, dan sebagainya. Dalam kerangka makro-ekonomi, transportasi merupakan tulang punggung perekonomian nasional, regional, dan lokal, baik di perkotaan maupun di pedesaan. Harus diingat bahwa sistem transportasi memiliki sifat sistem jaringan di mana kinerja pelayanan transportasi sangat dipengaruhi oleh integrasi dan keterpaduan jaringan.

            Sarana transportasi yang ada di darat, laut, maupun udara memegang peranan vitaldalam aspek sosial ekonomi melalui fungsi distribusi antara daerah satu dengan daerah yang lain. Distribusi barang, manusia, dll. akan menjadi lebih mudah dan cepat bila sarana transportasi yang ada berfungsi sebagaimana mestinya sehingga transportasi dapat menjadi salah satu sarana untuk mengintegrasikan berbagai wilayah di Indonesia. Melalui transportasi penduduk antara wilayah satu dengan wilayah lainya dapat ikut merasakan hasil produksi yang rata maupun hasil pembangunan yang ada.

            Skala ekonomi , lingkup ekonomi , dan keterkaitan harus tetap menjadi pertimbangan dalam pengembangan transportasi dalam kerangka desentralisasi dan otonomi daerah yang kerap didengungkan akhir-akhir ini. Ada satu kata kunci ini disini, yaitu integrasi, di mana berbagai pelayanan transportasi harus ditata sedemikian rupa sehingga saling terintegrasi, misalnya truk pengangkut kontainer, kereta api pengangkut barang, pelabuhan peti kemas, dan angkutan laut peti kemas, semuanya harus terintegrasi dan memungkinkan sistem transfer yang terus menerus .

            Kebutuhan angkutan bahan-bahan pokok dan komoditas harus dapat dipenuhi oleh sistem transportasi yang berupa jaringan jalan, kereta api, serta pelayanan pelabuhan dan bandara yang efisien. angkutan udara, darat, dan laut harus saling terintegrasi dalam satu sistem logistik dan manajemen yang mampu menunjang pembangunan nasional.

Salah satu sarana transportasi tersebut yaitu kereta api, alat transportasi ini merupakan alat transportasi yang terhindar dari kemacetan karena memiliki rute nya sendiri. Alat transportasi ini dilengkapi dengan adanya palang pintu perlintasan yang diletakkan pada tiap perlintasan rel yang dilalui jalan raya. Saat kereta api melintas maka pintu perlintasan akan menutup jalan raya sehingga kereta dapat berjalan dengan lancar, hanya saja tidak semua persimpangan rel kereta dengan jalan raya ini memiliki pintu perlintasan dan alarm peringatan kedatangan kereta sehingga dapat membahayakan para pengguna jalan raya yang menyeberang rel kereta. Pintu perlintasan kereta api rel yang ada sekarang masih memanfaatkan tenaga operator untuk membuka dan menutup pintu perlintasan, sehingga dapat terjadi kemungkinan adanya human error. Salah satu contohnya adalah kelalaian petugas penjaga pintu perlintasan dan keterlambatan informasi kereta datang yang masuk agar dapat direspon petugas pintu perlintasan untuk menutup pintu perlintasan, ketika human error itu terjadi saat ada kereta api listrik yang melintas dapat menyebabkan tertabraknya kendaraan yang kebetulan melintas tidak mengetahui kedatangan kereta karena melewati jalur kereta yang tidak tertutup pintu perlintasannya. Maka diperlukan otomatisasi proses membuka dan menutup pintu perlintasan sehingga hanya diperlukan pengawasan terhadap unit controlnya saja. Untuk keamanan penyeberangan pintu perlintasan dalam simulasi ini dirancang palang pintu perlintasan otomatis. Dengan dibuatnya alat ini diharapkan dapat membantu pemahaman tentang prinsip kerja buka dan tutup pintu perlintasan secara otomatis dan kendali kecepatan otomatis.

B. STUDI LITERATUR

            Studi literatur dilakukan dengan membaca dan memahami suatu sistem pemrograman dari modul yang dikirimkan oleh dosen terkait materi Algoritma Percabangan Bersarang. Setelah mempelajari dengan seksama, algoritma tersebut dapat digunakan dengan sebuah mikrokontoroler dan menggunakan Bahasa pemrograman Arduino untuk melakukan pengontrolan komponen elektronika, kemudian dituangkan dalam bentuk simulasi. Pembuatan simulasi menggunakan aplikasi Proteus dan suatu mikrokontroler Arduino Uno, LED,IR sensor,motor servo dan Buzzer.

     Kelebihan

·      Dapat digunakan untuk mengontrol suatu sistem kendali

·      Algoritma percabangan bersarang dapat diterapkan pada suatu alat elektronika

     Kekurangan

·      Bahasa sulit dipahami bagi orang awam yang ingin mempelajari, sehingga dibutuhkan pelatihan dasar mengenai fungsi ataupu statement yang digunakan dalam program.

C. METODE PERANCANGAN

flowchart

·       Software

Berikut adalah pemrograman Arduino dengan bahasa C untuk simulasi pemrograman Algoritma Percabangan Bersarang menggunakan software Arduino IDE :

int motorA1  = 3;

int motorA2 = 2;

int motorB1 = 1;

int motorB2 = 0;

int sensor1 = 5;

int sensor2 = 4;

int ledRed = 9;

int sensor = HIGH;

void setup(){

    pinMode(motorA1, OUTPUT);

    pinMode(motorA2, OUTPUT);

    pinMode(motorB1, OUTPUT);

    pinMode(motorB2,OUTPUT);

    pinMode(8, OUTPUT);

    pinMode(9, OUTPUT);

    pinMode(sensor1, INPUT);

    pinMode(sensor2, INPUT);

    Serial.begin(9600);
}

void loop(){

    sensor = digitalRead(sensor1);

    if (sensor==LOW)

    {

      digitalWrite(motorA1, HIGH);

      digitalWrite(motorA2, LOW);

      digitalWrite(motorB1, HIGH);

      digitalWrite(motorB2, LOW);

      digitalWrite(8, HIGH);

      digitalWrite(9, HIGH);

      delay(1000);

       digitalWrite(motorA1, LOW);

      digitalWrite(motorA2, LOW);

       digitalWrite(motorB1, LOW);

      digitalWrite(motorB2, LOW);

      delay(3000);

      }

     sensor = digitalRead(sensor2);

     if(sensor == LOW)

     {

      digitalWrite(8, LOW);

      digitalWrite(9, LOW);

      digitalWrite(motorA1, LOW);

      digitalWrite(motorA2, HIGH);

      digitalWrite(motorB1, LOW);

      digitalWrite(motorB2, HIGH);

      delay(1000);

      digitalWrite(motorA1, LOW);

      digitalWrite(motorA2, LOW);

      digitalWrite(motorB1, LOW);

      digitalWrite(motorB2, LOW);

      delay(3000);

       }

       }

HARDWARE

Ada 3 bagian inti yang terdapat pada Train Gate, yaitu:

a. Input berupa Infrared

b. Proses berupa Arduino Uno

c. Output berupa motor Servo , Buzzer dan Led

SCHEMATIC RANGKAIAN

VIDEO SIMULASI 

Cara Kerja

Perangkat ini dilengkapi oleh sensor infrared yang berjumlah dua buah sensor yang terpasang pada kedua sisi gerbang perlintasan untuk mendeteksi kedatangan kereta api. Bila sensor pada satu sisi gerbang perlintasan kereta api mendeteksi kedatangan kereta maka sensor ini akan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler Arduino uno untuk menutup gerbang perlintasan. Pintu gerbang perlintasan akan tetap tertutup sampai kereta melewati perlintasan danakan membuka kembali setelah sensor pada sisi lain dari perlintasan tidak mendeteksi keberadaan kereta api.

Pada prosesnya, mikrokontroler akan memproses masukan dari kedua sensor infrared. Jika sensor 1 terhalang suatu benda, maka sensor tersebut akan memantulkan sinar infrared pada photodioda dan sensor akan aktif lalu sensor memberikan logika 0 pada pin 5. Lalu mikrokontroler Arduino Uno akan memproses logika tersebut, prosenya berupa mengaktifkan motor servo agar palang pintu kereta api menjadi turun dan buzzer akan berbunyi. Lalu ketika kereta api melewati sensor infrared kedua, maka sensor ke 2 tersebut akan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler Arduino Uno. Sinyal tersebut merupakan perintah agar motor servo aktif untuk menaikan palang pintu kereta dan mematikan buzzer agar tidak berbunyi lagi.

analisa percobaan 

Sistem Train Gate ini menggunakan mikrokontroler Arduino Uno sebagai sistem kontrol dengan pencatuan 5V/0,5A DC, menggunakan total 8 pin Arduino Uno dari total 14 pin yang ada. Alat input berupa 2 buah sensor infrared, penggunaan 2 buah sensor infrared sebagai input bertujuan untuk mengetahui kereta yang melewati sensor. Sensor ini bekerja pada tegangan 5V DC dengan arus kerja 0.5A. Sedangkan output yang digunakan berupa penggerak palang yaitu motor servo ber-tegangan 5V DC yang akan menaikan ataupun menurunkan palang ketika kereta api akan lewat, kemudian ada buzzer 5V DC yang akan berbunyi ketika kereta api lewat, dan ada juga sebuah Led merah yang akan menyala ketika palang tertutup. Train Gate bekerja ketika ada sebuah kereta lewat yang menghalangi sensor infrared, maka sinar infrared akan memantulkannya pada photodioda dan akan memberi logika 0 pada pin 5.

KONDISI	KONDISI SENSOR	KONDISI MOTOR DC
SENSOR 1	TERHALANG / LOW	PALANG KERETA 1 TURUN
SENSOR 1	TIDAK TERHALANG / HIGH	PALANG KERETA 1 NAIK
SENSOR 2	TERHALANG / LOW	PALANG KERETA 2 NAIK
SENSOR 2	TIDAK TERHALANG / HIGH	PALANG KERETA 2 TURUN

Kesimpulan

Train Gate bekerja ketika sensor infrared yang awal mulanya dalam kondisi High, lalu terhalang oleh suatu objek maka sensor tersebut akan berkondisi Low. Dan kondisi tersebut akan mengaktifkan motor servo untuk menurunkan palang agar tertutup, sebagai gambarannya pada lalu lintas yang terbagi 2 akibat adanya perlintasan kereta api. Cara kerja alat ini adalah saat kereta api akan melintas dan kereta tersebut menutup sensor infrared, maka palang akan otomatis tertutup, setelah kereta tersebut melintas, sensor infrared tidak terhalang lagi, dan palang kereta api akan terbuka kembali.

referensi  :

 https://lazyuser12.blogspot.com/p/algoritma-pemrograman-dan-kasus-teknik.html

studentsite :
http://12417188.student.gunadarma.ac.id/