-
PALANG PINTU KERETA OTOMATIS DENGAN INDIKATORSUARA SEBAGAI
PERINGATAN DINt BERBASIS
MIKROKONTROLER AT89S51
1Firmansyah, 2Muhammad Subali, 30yah Nur'ainingsih
123Teknik Elektro Universitas Gunadarma1virtual [email protected],
[email protected], [email protected]
AbstractThis automatic rai/way barrier door is made of two
phototransistor sensors andcontrolleel by microcontroller A TB9S51.
The sensor will detect the train, if there is atrain that will
cross then the railway barrier door is closed. The door will open
afterthe train cross the roadway streak and detected by the second
sensor. This deviceis built for one railway lane with two ways. As
an early detector this device iscompleted with indicators like
voice, buzzer, the train direction, and hazard led.With this
automatic rai/way barrier door, the number of accident on railway
crossingcan be decrease.
peraturan lalu lintas ketika berada diperlinlasan kerela.
Keywords: sensor, stepper motor, railway barrier, voice
recorder.
AbstraksiPalang pintu kereta otomatis ini dibuat dengan
menggunal:an dua buah sensorfototransistor dan dikendalikan dengan
mikrokontroller AT89S51. Sensor tersebutakan mendeteksi adanya
kereta, jika ada kereta yang akan melintas maka palangpintu
per/intasan kereta akan menutup. Pintu akan membuka setelah
keretamelewati perlintasan jalan dan kereta terdeteksi oleh sensor
yang kedua. Rancangbangun alat ini untuk satu jalur kereta dengan
dua arah. Sebagai pendeteksi dinia/at ini di/engkapi dengan
indikator berupa suere, buzzer,arah datang kereta danled hazard.
Denqsn adanya palang pintu perlintasan kerela aloma tis ini
tingkatkecelakaan pada perlintasan kereta dengan ja/an raya dapat
berkurang.
Kata Kuncl : sensor, motor stepper, palang pintu, rekaman
suara.
PENDAHULUANKila serinqkali melihat dan
mendengar berita tentang kecelakaanlalu lintas di jalan raya.
Salah salukecelakaan yang sering terjadi adalahkecelakaan pad a
perlintasan keretadengan jalan raya dimana tidak adapalang pintu
perlintasan kereta.Penyebab lain adalah karena tidakberfungsinya
palang pintu perlintasankereta. Keterlambatan operator
menutuppalang pintu juga akan berakibat burukdan membahayakan
pengguna jalanraya. Selain itu kecelakaan padaperlintasan kereta
juga disebabkankarena pengguna jalan raya tidak taat
FirmansyaIJ, Pa/ang Pintu ...
TINJAUAN PUSTAKASensor fototransistor
Pada perancangan alat digunakankomponen optoelektronika,
yaitufototransistor, yang berfungsi sebagaipendeteksi atau sensor,
seperti terlihatpada .Gambar 1. Fototransistor yangdigunakan pada
ranqkaian ini adalahjenis transistor bipolar NPN dengansambungan
kolektor-basis PN yangpeka cahaya.
1
-
: ,
Gambar 1. Rangkaian Fototransistor
Fototransistor yang ada terdiridari tipe yang memiliki dua kaki
atau tigakakl, Pad a fototransistor tipe tiga kaki,kaki yang
terhubung ke rangkaianadalah kaki kolektor dan emitor,sedangkan
kaki basis tidak terhubung.Sedangkan untuk fototransistor tipe
duakaki hanya memiliki kaki kolektor danemitor sementara kaki basis
terdapatpada permukaan fototransistor.
Pada rangkaian ini digunakantipe fototransistor dua kaki.
Apabila tidakada cahaya yang masuk pada lensafototransistor maka
hanya terdapat arusbocor yang sangat kecil mengalir antarakolektor
dan emitor, yaitu sekitar 10 nA.Apabila cahaya mengenai sambunganPN
kolektor-basis, arus basis yangdihasilkan berbanding lurus
denganintensitas cahaya. Aksi tersebutmenghasilkan arus kolektor
sekitar 10mA. Apabila sambungan tersebutdikenai cahaya melalui
lensa yangmembuka, maka timbul aliran aruskontrol yang menghidupkan
toto-transistor; fototransistor dalam kondisiON.
Pemancar inframerahLED Inframerah adalah dioda
yang dapat memancarkan cahaya.Apabila LED Inframerah dilalui
aruspanjang gelombangnya lebih panjangdari cahaya yang dapat
dilihat, tetapilebih pendek dari gelombang radio.Simbol dan bentuk
fisik dari LEDInframerah diperlihatkan pad a Gambar2.
2 Jurnal Tolmologi & Reknves, No.1, Vol. 13, April 2008
ANODE
CATHODE
Gambar 2. LED Inframerah
Spektrum gelombang elektro-magnetik dikelompokkan
berdasarkanpanjang gelombangnya. Namun bisajuga dikelompokkan
berdasarkanfrekuensinya. Penggolongan spektrumgelombang
elektromagnetik berdasar-kan panjang gelombang atau frekuensi-nya
dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Pembagian jenis gelombangI k ke e tromeqneii
Jenis Panjang FrekuensiNo Gelombang Gelombang (Hz)(m)1 Gelombang
109 - 10.3 1 _ 1011Radio2 Radio Gel 109 -- 103 1 105Panjang -3
Radio Gel 103 - 10 105 - 107Pendek4 Komunikasi 105 - 10.3 .,03 -
1011Band5 Televisi 10 - 10 10 - 106 Gelombang 10 _ 10.5 107 -
1013Mikro7 Radar 10 - 10" 10 - 108 Inframerah 10" - 10'0 10 - 109
Cahaya 10-6 _ 10.7 1014 - 1015Tampak10 Ultra Unqu 10' _ 10"" 10" -
1011 Sinar X 1(rO - 10'1< 10'" - 10112 Sinar 10.10 - 10-16 1018
- 1025Gama
Intensitas cahaya yang di-keluarkan oleh LED
lnfrarnerahtergantung arus yang mengalir padaLED Inframerah
tersebut. Semakinbesar arus yang rnelatumya makaintensitas cahaya
yang dikeluarkan akansemakin besar. Semakin kecil arus yangmelalui
LED Inframerah maka akansemakin kecil pula intensitas cahayayang
dikeluarkan.
-
: . METODE PENELITIANTahapan perancangan alat:
1. Mengumpulkan bahan-bahanyang akan dipergunakan
untukperancangan alat.
2. Melakukan perancangan alatpalang pintu kereta
denqanmikrokontroler AT89S51.
3. Membuat perancangan sensorpada perlintasan kereta dengan
I menggunakan fototransistor.4. Membuat pengaturan dalam
pergerakan motor steppersebesar 900 dengan meng-gunakan driver
motor stepper.
5. Membuat alat perekam suaradengan menggunakan Ieperekam suara
yang dapatdiputar pada saat ada keretayang akan lewat.
6. Melakukan kegiatan-kegiatanatau percobaan di laboratoriumyang
dapat menunjangperencanaan alat.
7. Mengambil hasil uji coba danmenganalisanya.
HASIL DAN PEMBAHASANBlok diagram rang!
-
: . pada kaki inverting. Kedua tegangantersebut dibandingkan
dengan Op-Amp.Karena tegangan pada kaki noninvertinglebih besar
dari pada tegangan invertingmaka keluaran Op-Amp akan menuju+90%
dari Vcc, yaitu sekitar 4.5 Vkondisi high.
Pada jarak sensor 9 metersudah tidak ada lagi cahaya
yangditerima oleh fototransistor sehinggasensor tidak aktif lagi.
Keadaan ini samadengan keadaan sensor terhalangdimana tidak ada
cahaya yang diterimaoleh fototransistor.
Hasil percobaan pada saatsensor terhalang terdapat pada Tabel
3.Pada kondisi terhalang tegangankeluaran yang dihasilkan
padakomparator sebesar - 90%dari Vcc.Karena tegangan pada kaki -
Vccterhubung ke ground maka tegangankeluaran dari komparator
sekitar 0 V.
T. b 13 U CbS P d S t. h Ia e III a a ensor a a aat er a
anqTegangan Tegangan TeganganJarak (V) (V) Non (V)
Ket.(m) tnvenini; in vetting Keluaran Sensor
KornparatorAklif
1 5.52 2.52 0.12 (Low)Aklif
2 5.53 2.52 0.12 (Low)Aklif
3 5.51 2.52 0.12 (Low)
I Aklif4 5,56 2.52 0.12 (Low)
Aklif5 fi .~;t1_ 2,52 0.12 (Low)
Aklif6 5.55 2.52 0.12 (Low)
Aklif7 5.54 2.52 0.12 (Low)
Aklif8 5.54 2.52 0.12 (Low)
Tidak9 5.53 2.52 4.78 aklif
Pada saat fototransistorterhalang maka tidak ada
cahayainframerah yang diterima olehfototransistor. Pad a kondisi
terhalangbesar tegangan pada kaki inverting lebihbesar dari pada
tegangan noninverting.Karena tegangan pada kaki invertinglebih
besar maka tegangan yangdihasilkan pada keluaran komparatorsebesar
0.12 V pada kondisi low.
4
MikrokontrollerSiok mikrokontroller berfungsi
sebagai pengaturan kerja alat agardapat bekerja secara
sistematis. Hasilkeluaran dari blok sensor dikirim
kemikrokontroller untuk diolah. Selanjutnyamikrokontroller
mengirimkan data keblok keluaran. Pada perancanganpalang pintu
kereta otomatisdiqunakakan port 0 (PO). port 1 (P1),port 2 (P2) dan
Port 3 (P3). Untuk lebihjelasnya penggunaan port mikro-kontroller
terlihat pada Tabel 4.
Tabel4. Pen unaan Port MikrokontrollerPort Penggunaan Port
Penggunaan
Port (PO.O) Lampu panah Relay1
Port (PO.1) Lampu panah Relay2
Port (PO.2) Buzzer Driven molor
Port (PO.3) Led Hazard Driver2 molor
IPort (PO.4) Led Hazard Driver3 molor
Port (PO.5) indikalor pinlu Driver4 molor
Port (PO.6) indikalor pinlu Reset Pa/angPiritu
Port (p1.0) Sonsor1Reset Pa/ang
Pintll
Port (P1.1) Sensor 2
Semua aplikasi menggunakanport dalam keadaan aktif low
atautegangan 0 V. Semua komponen yangterhubung pada port
disesuaikan fungsimasukan maupun keluarannya. ICMikrokontroler
AT89C51 adalahkomponen inti dari blok ini, denganresistor sebagai
keluaran. Kapasitor,resistor dan saklar push-on sebagaireset serta
kristal 12 MHz dan duakapasitor non polar 30 pF sebagaiosilator.
Rangkaian reset bekerjadengan cara memberikan logika highpada kaki
RST. Selama dua clock cycledihubungkan dengan catu daya,
resetdilakukan secara manual denganmenekan tombol saklar push-on
padapin reset.
Diagram alur ProgramAlat palang pintu kereta otomatis
rru membutuhkan program untukmengendalikan semua proses
kerjanya.Untuk memudahkan pembuatan
Jurnal Teknologi & Rekayasa, No.1, Vol. 13, April 2008
-
program diperlukan diagram alur.Diagram alur pembuatan program
alatini terlihat pada Gambar 4.
_mo&Jonl,Irdlollor Ar.Ih dBtarg""'eta,
irdkaloqjliu,I..edhazanld..,Bu:z2er
aklif
Roklwmn Suara,Irdlolla ArM daIangkereta, ird~or
pntu,LoJlEla-ddMlluzze
