Rancang bangunan palang pintu perlintasan kereta api otomatis berbasis mikrikontorel arduino uno

RANCANG BANGUN PALANG PINTU PERLINTASAN
KERETA API OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER
ARDUINO UNO

PROJEK AKHIR II

IFFATUL JANNAH
NIM : 132411014

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

RANCANG BANGUN PALANG PINTU PERLINTASAN
KERETA API OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER

ARDUINO UNO

PROJEK AKHIR II

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya

IFFATUL JANNAH
NIM : 132411014

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara


iii

PERSETUJUAN

Judul

: RANCANG
BANGUN
PALANG
PINTU
PERLINTASAN KERETA API OTOMATIS BERBASIS
MIKROKONTROLER ARDUINO UNO

Kategori
Nama
NIM
Program Studi
Departemen
Fakultas


: TUGAS AKHIR II
: IFFATUL JANNAH
: 132411014
: D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
: FISIKA
: FISIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di
Medan, Juli 2016

Komisi Pembimbing :

Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi

Pembimbing,

Ketua,


(Dr. Diana Alemin Barus M,Sc)

(Drs. Syahrul Humaidi, M.sc)

NIP . 196607291992032002

NIP.196505171993031009

Universitas Sumatera Utara

iv

PERNYATAAN

RANCANG BANGUN PALANG PINTU PERLINTASAN KERETA
APIOTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER
ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR II


Saya mengakui bahwa laporan ini adalah hasil kerja saya sendiri. Kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing di sebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2016

Iffatul Jannah
NIM. 132411014

Universitas Sumatera Utara

v

PENGHARGAAN

Alhamdulillah

puji

dan


syukur

penulis

ucapkan

kepada

Allah

Subhanahuwata’ala, atas segala karuniaNya yang telah diberikan kepada penulis
sehingga dapat menyelesaikan TugasAkhir

2 ini dengan baik. Shalawat dan

Salam kepada Nabi Muhammad SAW semoga kita mendapatkan safa’atnya di
kemudian hari. Aamiin
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan
terima kasih yang sebesar- besarnya kepada keluarga tercinta Ayahanda
Taharauman SE. dan Ibunda Wida Novia SE, terimah kasih kepada teman

teman yang telah membantu selesainya Tugas akhir 2 ini. Pada kesempatan ini
penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada :
1. Yth. Bapak Dekan Dr. Kerista Sebayang beserta jajarannya di lingkungan
FMIPA USU
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Program Studi Fisika S1
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam .
3. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, Msc selaku Ketua Program Studi D-3 Metrologi
dan Instrumentasi.
4. Bapak Syahrul Humaidi, M.Sc selaku dosen pembimbing penulis dalam
penyelesaian Tugas Akhir 2 ini. Penulis sangat berterima kasih untuk setiap
bimbingan, masukan , saran bahkan waktu yang senantiasa diberikan kepada
penulis sampai pada akhir penyelesaiannya.
5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Metrologi Dan
Instrumentasi Departemen Fisika FMIPA USU
6. Kepada saudara-saudara seperguruan UKM Robotik SIKONEK USU,
Teman–teman seperjuangan yang telah banyak

membantu dalam proses

pengerjaan Projek akhir 2 penulis ini Juliana, Puja , Novi, Mida, Eka, dan

Dolly terkhusus untuk Juliani.
7. Kepada saudara-saudara seperjuangan organisasi UKMI AL-FALAK FMIPA
USU, Sumayyah, dan teman teman seperjuangan D-3 Metrologi dan

Universitas Sumatera Utara

vi

Instrumentasi yang telah memberikan motivasi dan doa agar terselesainya
Projek Akhir 2 ini
dan kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam kehidupan penulis
yang tidak mampu saya tuliskan satu persatu. Jazakumullah khairan katsiran
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Projek Akhir 2
penulis

ini

ini

masih


jauh

dari kesempurnaan,

untuk

itu

penulis

mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam
penyempurnaan Projek Akhir 2 penulis ini.
Semoga laporan Projek Akhir 2penulis ini menjadi ibadah yang baik bagi
penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin

Universitas Sumatera Utara

vii


RANCANG BANGUN PALANG PINTU PERLINTASAN KERETA
APIOTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER
ARDUINO UNO

ABSTRAK

Telah dibuat rancang bangun pada pintu perlintasan kereta api otomatis,
perancangan pada pembuatan miniatur ini dimulai dari pembuatan rangkaian catu
daya, rangkaian alarm, rangkaian kontrol manual dan membuat komunikasi sensor
srf-04, servo, alarm dan LCD dengan arduino. Ujicoba miniatur dilakukan dalam
dua tahapan yaitu uji fungsional dan uji unjuk kerja miniatur. Uji fungsional
meliputi uji sistem secara keseluruhan dan uji sistem pengukur kecepatan. Uji
unjuk kerja miniatur meliputi uji sensor HCSR-04
Hasil dari penelitian ini berupa miniatur palang pintu kereta otomatis
dengan menampilkan jarak kereta menggunakan arduino. Berdasarkan hasil uji
coba miniatur dapat bekerja dengan baik. Pintu dapat menutup secara otomatis
dan sistem dapat mengukur jarak kereta, serta pada keadaan darurat palang pintu
dapat dioperasikan secara manual.


Kata kunci: kereta api, pintu perlintasan, sensorultrasonic, arduino uno.

Universitas Sumatera Utara

viii

DESIGN CROSSBAR AUTOMATIC DOOR RAILROAD CROSSINGS
MICROCONTROLLER ARDUINO UNO

ABSTRACT

Has made design the automatic train crossings, the design of the
miniature-making starts from the manufacture of power supply circuit, alarm
circuit, the control circuit manual and make communication srf-04 sensor, servo,
alarm and LCD with arduino. Miniature trials carried out in two phases, namely
the test functional and performance test miniature. Functional testing include tests
and test the overall system speed measuring system. Performance test
miniaturized sensors include tests HCSR-04
The results of this study in the form of miniature trains latch automatically
displays the distance trains using arduino. Based on trial results miniature can
work well. The door can close automatically and the system can measure the
distance of the train, as well as in emergencies doorstop can be operated manually.

Keywords: train, crossing, ultrasonic sensor, arduino uno.

Universitas Sumatera Utara

ix

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN ........................................................................................................i
PERNYATAAN .........................................................................................................ii
PENGHARGAAN .....................................................................................................iii
ABSTRAK .................................................................................................................v
DAFTAR ISI .............................................................................................................vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................viii
DAFTAR TABEL ......................................................................................................ix

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ....................................................................................................1
1.2. Rumusan Masalah ...............................................................................................3
1.3. Batasan Masalah..................................................................................................3
1.4. Maksud dan tujuan ..............................................................................................3
1.5. Metode Penelitian................................................................................................4
1.6. Sistematika Penulisan..........................................................................................4

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Sensor .................................................................................................................6
2.2. Sensor HCSR-04 .................................................................................................7
2.2.1. Prinsip Kerja Sensor HCSR-04 .................................................................9
2.3 Motor Servo ........................................................................................................10
2.4 Arduino Uno.........................................................................................................12
2.4.1. PengertianArduino ....................................................................................12
2.4.2. CatuDaya ...................................................................................................13
2.4.3. Memori ......................................................................................................14
2.4.4. Input dan Output .......................................................................................14
2.4.5. Komunikasi ...............................................................................................15

Universitas Sumatera Utara

x

2.4.6. Programming.............................................................................................15
2.4.7. PerangkatLunak ........................................................................................16
2.5.Bahasa C...............................................................................................................16
2.6. LCD (Liquid Crystal Display) ............................................................................18
2.6.1. Cara Kerja LCD ........................................................................................18
2.7. Buzzer .................................................................................................................20

BAB III
METODELOGI PENELITIAN
3.1. Diagram Blok Rangkaian ....................................................................................21
3.2. Rangkaian Arduino .............................................................................................22
3.3. Rangkaian LCD...................................................................................................23
3.4. Program ...............................................................................................................24
3.5. Diagram Alir (Flowchart) ...................................................................................25

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.Miniatur palang pintu KA Otomatis ....................................................................26
4.2.HasilPengujianPengukuran ..................................................................................28
4.2.1.Hasil Uji Miniatur Secara Keseluruhan .....................................................29
4.2.2.HasilUjiPengukuranKecepatan ..................................................................29
4.2.3. Pengukuran HC-SR04 ...............................................................................31

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ..........................................................................................................33
5.2 Saran.....................................................................................................................33

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sensor HCSR-04 ....................................................................................7
Gambar 2.2 Sistem Pewaktu Pada Sensor HCSR-04 .................................................8
Gambar 2.3 Sistem Kerja Sensor HCSR-04 ..............................................................9
Gambar 2.4Lebar Pulsa Motor Servo.........................................................................10
Gambar 2.5 Motor Servo............................................................................................11
Gambar 2.6 Board Arduino UNO ..............................................................................12
Gambar 2.7 Kabel USB Board Arduino UNO ..........................................................13
Gambar 2.8. Tampilan Framework Arduino..............................................................16
Gambar 2.9.Bentuk Fisik LCD 16x2..........................................................................18
Gambar 2.10. Buzzer ..................................................................................................20
Gambar 3.1. Diagram Blok SistemKerjaRangkaian ..................................................21
Gambar 3.2Rangkaian Arduino Shield ......................................................................22
Gambar 3.3. RangkainArduino ..................................................................................22
Gambar 3.4. Rangkaian LCD .....................................................................................23
Gambar 3.5. PemogramanBahasa C...........................................................................24
Gambar 3.6 Diagram Alir (Flowchart) .......................................................................25
Gambar 4.1. Miniatur palang kereta otomatis ............................................................26
Gambar 4.2. Perangkat hardware ..............................................................................27
Gambar 4.4. Pengukuran Sensor Secara Manual .......................................................31

Universitas Sumatera Utara

xii

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1.Rincian perlintasan sebidang di Umatera Utara Tahun 2015 ....................1
Tabel 2.1. Deskripsi Arduino UNO ...........................................................................13
Tabel 3.1. Spesifikasi PIN/Bandar yang Digunakan ..................................................23
Tabel 4.1. UjiSistemMiniatur.....................................................................................29
Tabel 4.2. Hasil Uji Sistem Pengukur KecepatanKereta ...........................................30
Tabel 4.3. pengujian sensor HC-SR04 .......................................................................32

Universitas Sumatera Utara