Dokumen ini membahas tentang simulasi pintu perlintasan kereta api otomatis berbasis Arduino. Proyek ini bertujuan untuk membuat miniatur pintu perlintasan kereta api yang dapat dikendalikan secara otomatis menggunakan Arduino, limit switch, motor servo dan komponen elektronik lainnya. Proyek ini diharapkan dapat mengurangi kecelakaan di perlintasan kereta api dengan menutup dan membuka pintu secara otomatis saat kereta api lewat.

1. Simulasi Pintu Perlintasan Kereta Api Otomatis
Berbasis Arduino
Oleh:
Aji Ahmad Paijan [141611037]
Derinda Pebrianty [141611043]
Feni Agustina [141611045]
2B
Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara
D3 Teknik Pendingin dan Tata Udara
2015
Instrumentasi

2. Latar Belakang
Kereta api merupakan salah satu angkutan massal yang sangat diminati oleh
masyarakat. Jaringan rel antar kota sangat mendukung keberadaan kereta api sebagai salah satu
jenis angkutan yang efektif dan efisien. Dengan kereta api orang dapat bergerak dengan mudah dari
satu kota ke kota lain, bahkan di kota-kota besar. Saat ini, angkutan kereta api di Indonesia masih
manual dan diselenggarakan oleh operator tunggal, yakni PT. Kereta Api. Gangguan perjalanan
kereta api dapat disebabkan kereta api keluar dari rel maupun kecelakaan pada pintu perlintasan,
yaitu kecelakaan kereta api dengan kendaraan umum atau pengguna jalan umum yang melintasi rel
kereta api. Penyebab terjadinya kecelakaan tersebut umumnya karena tidak adanya pintu
perlintasan, dan kegagalan pintu menutup saat dibutuhkan atau kelalaian petugas untuk melakukan
penutupan (human error). Hal ini menimbulkan banyak korban jiwa, untuk mengurangi kecelakaan
lalu lintas pada lintasan rel kereta api tersebut, sebagai mahasiswa memiliki upaya untuk membuat
miniatur simulasi palang pintu perlintasan kereta api secara otomatis. Miniatur ini merupakan
suatu rancangan untuk mengatasi permasalahan tersebut, mengingat banyaknya kecelakaan
mengenai kereta api akhir-akhir ini karena keterlambatan dalam menutup palang pintu atau pintu
perlintasan kereta api tersebut.

3. Tujuan
Tugas Besar ini memiliki beberapa tujuan. Adapun tujuan dalam
pembuatan Tugas Besar ini adalah:
1.Membuat miniatur pintu perlintasan kereta api dengan menggunakan komponen-
komponen instrumentasi yaitu Arduino, limit switch, motor servo, LED, LCD, buzzer,
relay.
2.Mengetahui fungsi dari komponen instrumentasi berupa arduino, limit switch,
motor servo, LED, buzzer dan komponen lainnya yang digunakan dalam projek tugas
besar ini.
3.Menganalisa bahasa pemrograman dimana menggunakan software arduino yang
digunakan dalam projek tugas besar ini,

4. Deskripsi

5. Percobaan tugas besar ini, menggunakan limit switch sebagai penanda
agar pintu perlintasan kereta api membuka dan menutup. Dapat dikatakan bahwa
switch tersebut ialah yang menggerakkan servo dengan arduino uno sebagai
mikrokontrollernya. Beberapa LED, satu buah buzzer, dan satu buah LCD dapat
dikatakan menjadi indikator ketika kereta api datang melintasi perlintasan dan
meninggalkan perlintasan. Dimana saat kereta api mengenai limit switch, maka LED
merah akan menyala, buzzer akan memberikan suara atau penanda dan LCD akan
memunculkan teks lalu servo sebagai penggerak pintu perlintasan akan menutup
sesuai dengan yang telah kita program, begitupun apabila kereta sudah melintas
dan mengenai limit switch berikutnya, maka LED hijau akan menyala, LCD akan
memunculkan teknsnya kembali dan pintu perlintasanpun akan membuka kembali.
Kita dapat mengontrol pintu perlintasan kereta api yang digerakkan motor servo
tersebut dengan sebuah software arduino,

6. Alat dan Bahan
• Arduino Uno Mini Servo Limit switch Buzzer Relay
Kabel Papan PCB Resistor LCD LED

7. ARDUINO UNO
Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATMEGA 328(datasheet).
Memiliki 14 pin input dari output digital, dimana 6 pin input tersebut dapat
digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal,
koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung
mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino
Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke
adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.

8. Spesifikasi Arduino Uno
Microcontroller ATmega328
Operating Voltage 5V
Input Voltage (recommended) 7-12V
Input Voltage (limits) 6-20V
Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output)
Analog Input Pins 6
DC Current per I/O Pin 40 mA
DC Current for 3.3V Pin 50 mA
Flash Memory
32 KB (ATmega328) of which 0.5 KB
used by bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Clock Speed 16 MHz
Length 68.6 mm
Width 53.4 mm
Weight 25 g

9. LIMIT SWITCH
Limit switch (saklar pembatas) adalah saklar atau perangkat
elektromekanis yang mempunyai tuas aktuator sebagai pengubah posisi
kontak terminal (dari Normally Open/ NO ke Close atau sebaliknya dari
Normally Close/NC ke Open). Posisi kontak akan berubah ketika tuas
aktuator tersebut terdorong atau tertekan oleh suatu objek. Sama
halnya dengan saklar pada umumnya, limit switch juga hanya
mempunyai 2 kondisi, yaitu menghubungkan atau memutuskan aliran
arus listrik. Dengan kata lain hanya mempunyai kondisi ON atau Off.

10. MINI SERVO
Motor servo adalah motor yang dibuat dengan sistem kontrol umpan balik tertutup
(servo), yang dapat di atur untuk menentukan posisi sudut dari poros output
motor. Motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari gear, rangkaian kontrol
dan potensiometer, dan motor DC .
Pada percobaan ini, motor servo digunakan sebagai motor penggerak pintu
perlintasan kereta api. Servo yang digunakan pada percobaan ini adalah SG90 9 g
Micro Servo.

11. Spesifikasi

12. LCD (LIQUID CRYSTAL DISPLAY)
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan
indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang.
Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan
silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer
cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan
reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan
diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin
ditampilkan.

13. LED (LIGHT EMITTING DIODE)
LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan
tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. LED terdiri
dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang
dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan
ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik
kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P)
menuju ke Katoda (K).

14. RESISTOR
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk
mengatur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu (tahanan)
dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin, nilai tegangan terhadap
resistansi berbanding lurus dengan arus yang mengalir. Resistor digunakan
sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan
salah satu komponen yang paling sering digunakan.

15. LANGKAH PERCOBAAN
1. Siapkan semua alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan projek
beserta dengan data sheet Arduino, mini servo sg90.
2. Buat diagram alir atau flowchart agar mempermudah dalam pembuatan script
program pada arduino.
3. Pembuatan script Arduino pada software arduino uno.
4. Upload script pada program tersebut.
5. Amati dan analisa apa yang terjadi saat proyek atau benda kerja diuji coba.

16. SCRIPT PROGRAM

17. GAMBAR RANGKAIAN (WIRING)

18. GAMBAR AUTOCAD

19. RINCIAN BIAYA KOMPONEN
NO Nama Komponen Harga Jumlah
1 Arduino Uno dan Kabel USB Rp. 125.000/pcs 1
2 Limit Switch Rp. 2.500/pcs 4
3 Mini Servo SG90 Meminjam 1
4 LED Hijau Rp. 500/pcs 2
5 LED Merah Rp. 500/pcs 2
6 LCD Rp. 45.000/pcs 1
7 Buzzer Rp. 3.500/pcs 1
8 Miniatur Kereta Api Rp. 35.000 1
9 Relay Meminjam 1
10 Resistor Rp. 500/pcs 6
11 PCB Board Rp. 6.000/pcs 1
12 Kabel Male Female Rp. 20.000 Secukupnya
13 Saklar (Switch) Rp. 2000/pcs 1
14 Kabel tunggal biru & merah Rp. 4000/meter 2 meter
Jumlah Rp. 259.500,00

20. PENGUJIAN
1. Langkah Pengujian
a. Saat kereta melaju dan menekan limit switch pertama, maka pintu perlintasan kereta api akan
secara perlahan menutup, LED merah menyala, buzzer mengeluarkan alarm dan LCD akan
memperlihatkan teks yang bertuliskan “Harap Patuhi Marka Jalan”. Lalu, saat kereta api
melintasi limit switch kedua maka pintu perlintasan kereta api akan secara perlahan terbuka
kembali, LED mhijau menyala, buzzer tetap membunyikan alarm dan LCD tetap memperlihatkan
teks yang sama. Maka kendaraanpun dapat melintas jalan kembali.
b. Untuk modifikasi, diletakkan juga 2 limit switch di awal perlintasan dan akhir perlintasan
kereta. Cara kerjanya merupakan kebalikan dari langkah pengujian a. Saat arah switch
dibedakan yang merupakan pembeda, kereta diletakkan di akhir rel kemudian saat kereta api
melintasi limit switch, maka secara otomatis pintu perlintasan akan menutup, LED merah
menyala, buzzer berbunyi, dan LCD memunculkan teks “Harap Patuhi Marka Jalan.” Dan setelah
kereta melintasi limit switch berikutnya yang terletak di awal rel maka pintu perlintasan kereta
api akan membuka, LED hijau akan menyala, buzzer tetap berbunyi serta LCD tetap
memunculkan teks yang sama.

21. KENDALA
1. Dalam merangkai harus benar-benar teliti, karena sedikit kesalahan
pada rangkaian akan menyebabkan proyek seharusnya bekerja dengan
baik menjadi tidak bekerja.
2. Sedikit kesulitan dalam penempatan keempat limit switch, yang
menyebabkan kereta api saat melewati rel kereta api sedikit terhambat.
3. Terkadang servo sebagai pintu perlintasan kereta api tidak bekerja
dengan baik, baik itu saat menutup atau membuka kembali begitu pula
buzzer terkadang suaranya terkadang terdengar sangat kecil.

22. GAMBAR PROYEK
TAMPAK DEPAN TAMPAK ATAS
TAMPAK TEKS PADA LCD

23. KESIMPULAN
- Arduino Uno dapat menjadi pengontrol dalam percobaan ini,
bergantung dari script program yang telah dibuat pada IDE.
- Miniatur dapat berfungsi sesuai dengan apa yang diharapkan,
meskipun masih mempunyai kelemahan.
- Datasheet alat sangat diperlukan dalam melakukan percobaan.

24. SARAN
Untuk lebih memperbaiki dan menyempurnakan kinerja dari alat ini,
maka kami menyarankan :
1. Gunakan sensor Ultrasonik untuk mengatur jarak kereta saat datang
dan mendekati pintu perlintasan kereta api.
2. Pertimbangkan dengan matang rancang bangun, khsusunya pada
penempatan miniatur kereta api, diupayakan memakai akrilik.
3. Dapat dimodifikasi kembali menggunakan indikator yang lain

25. SUMBER IDE
https://www.youtube.com/watch?
v=QDe0HJneicI
http://www.docfoc.com/rancang-bangun-
palang-pintu-perlintasan-kereta-api

26. VIDEO CARA KERJA