LAPORAN AKHIR
PROTOTYPE ALAT PENGATUR PARKIR LOKOMOTIF KERETA API BERBASIS MIKROKONTROLER
Dibuat untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Komputer Politeknik Negeri Sriwijaya
Disusun Oleh :
Nama
: Dian Nugraha
NIM
: 0612 3070 1277
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015
PROTOTYPE ALAT PENGATUR PARKIR LOKOMOTIF KERETA API BERBASIS MIKROKONTROLER
Laporan Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Komputer
OLEH :
Dian Nugraha 061230701277
Palembang,
Agustus 2015
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. A. Bahri Joni Malyan,M.Kom
Hartati Deviana, S.T., M.Kom
NIP 196007101991031001
NIP 197405262008122001
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Komputer
Ahyar Supani,S.T.,M.T NIP 196802111992031002 ii
PROTOTYPE ALAT PENGATUR PARKIR LOKOMOTIF KERETA API BERBASIS MIKROKONTROLER
Telah di uji dan dipertahankan di depan dewan penguji pada sidang Laporan Akhir pada Kamis, 6 Agustus 2015
Ketua Dewan Penguji
Tanda Tangan
Ir. A. Bahri Joni M, M.Kom NIP 196007101991031001
..................................
Anggota Dewan Penguji Azwardi Samaulah, S.T., M.T NIP 197005232005011004
..................................
Meiyi Darlies, S.Kom., M.Kom NIP 197805152006041003
..................................
Maria Agustin, S.Kom., M.Kom NIP 197509152003122003
..................................
Ketua Jurusan Teknik Komputer Palembang,
Agustus 2015
Ahyar Supani, S.T., M.T. NIP. 196802111992031002 iii
Motto:
Awali segala sesuatu dengan Basmallah dan akhiri dengan Hamdallah agar senantiasa selalu mendapatkan berkah dari-Nya
Tetap berpegang teguh dengan Pancasila
Selalu berusaha untuk menjadi insan yang bermanfaat bagi nusa dan bangsa
Belajarlah dari pengalaman
Berusahalah semampumu, karena Allah tahu batas kemampuanmu
Selalu waspada dan jangan pernah lengah terhadap situasi dan kondisi yang kau lalui. Dengan rahmat Allah kupersembahkan kepada: “Kedua orang tua-ku” “Saudara/i kandung-ku” “Sahabat-sahabat-ku” “Kawan seperjuangan CC’12” “Almamater-ku”
iv
ABSTRAK
PROTOTYPE ALAT PENGATUR PARKIR LOKOMOTIF KERETA API BERBASIS MIKROKONTROLER
Dian Nugraha (2015 : 59 Halaman) Prototype alat pengatur parkir lokomotif kereta api berbasis mikrokontroler adalah sebuah alat yang ditujukan untuk membatu kegiatan operasional perusahaan kereta api, karena alat ini dibuat degan tujuan menghemat lahan, jalur serta sumberdaya manusia yang digunakan untuk mengganti arah serta memutar sebuah lokomotif untuk masuk ke dipo ataupun berputar. Lokomotif akan berputar apabila yang masuk kedalam platform pertama kali adalah bagian kepala lokomotif seandainya bagian ekor yang masuk terlebih dahulu kedalam platform maka lokomotif akan otomatis diarahkan ke dalam dipo yang masih kosong. Membedakan bagian kepala dengan ekor sebuah lokomotif digunakan sensor jarak dengan tipe GP2D12 degan jarak pembacaan sejauh 80cm, karena bagian ekor lebih tinggi dibandingkakn degan bagian kepala lokomotif. Mendeteksi dipo yang kosong digunakan sensor jarak GP2D12 sebanyak jumlah dipo yang tersedia, apabila jarak antara sensor degan bagian ekor lokomotif terdeteksi maka indikator LED pada dipo akan berganti antara nyala LED merah menjadi LED Hijau yang gantian menyala. Jika seluruh dipo telah penuh maka platform akan diam dan tidak menerima perintah apapun. Perintah-perintah serta Artificial Intelegent tersebut tertanam pada sebauh mikrokontroler yang mengatur seluruh kegiatan dan mengirim data ke aplikasi visual basic 6.0 yang digunakan untuk memantau kegiatan pada alat serta memberi kotrol untuk mengeluarkan lokomotif pada dipo. Kunci : Mikrokontroler, Dipo, Sensor Jarak GP2D12, Kereta Api, Visual Basic 6.0.
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas berkat rahmat-Nya saya dapat menyelesaikan laporan akhir yang berjudul “Prototype Alat Pengatur Parkir Lokomotif Kereta Api Berbasis Mikrokontroler”. Maksud dan tujuan dari penulis dalam menyusun laporan akhir ini yaitu untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam program menyelesaikan pendidikan diploma III pada Jurusan Teknik Komputer Program Studi Teknik Komputer di Politeknik Negeri Sriwijaya. Dengan adanya laporan akhir ini diharapkan dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang telah didapat selama melakukan pendidikan di bangku perkuliahan. Dalam melakukan penulisan laporan akhir ini penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang terdapat pada laporan akhir ini dan tanpa adanya bimbingan, bantuan, dorongan serta petunjuk dari semua pihak, tidak mungkin laporan akhir ini dapat diselesaikan. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1.
Allah SWT yang telah memberikan kelancaran, kesehatan dan kesabaran dalam membuat laporan akhir ini.
2.
Kedua orang orang tua yang sangat saya sayangi, yang telah membantu saya memberikan semangat, do’a dan bantuan dari segi materil maupun non materil dalam menyelesaikan laporan ini.
3.
Bapak Ahyar Supani, S.T., M.T. selaku ketua jurusan Teknik Komputer yang telah menyetujui bahwa “Prototype Alat Pengatur Parkir Lokomotif Kereta Api Berbasis Mikrokontroler” ini dapat dijadikan salah satu prasyarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III di jurusan Teknik Komputer.
4.
Bapak Ir. A. Bahri Joni Malyan,M.Kom., selaku pembimbing I yang telah banyak membantu dalam bentuk ilmu dan fasilitas untuk menyelesaikan laporan akhir ini.
5.
Bapak Hartati Deviana,S.T.,M.Kom., selaku pembimbing II yang telah banyak membantu dalam bentuk ilmu dan fasilitas untuk menyelesaikan laporan akhir ini.
vi
6.
Rekan-rekan Falah-Zar, Exys’s dan Pak Le’ yang telah membimbing dan memberikan banyak bantuan sehingga laporan akhir ini dapat terselesaikan.
7.
Sahabat seperjuangan Tiara Maulidia, Akbar Indra Irawan, Luklu’ul Magnun, Mareta Syafitri, M.Rizky Wahyudi, Rm. Chairil Andri, Dwi Handoko dll yang sudah bersedia bertukar fikiran, menemani dan membantu selama proses pembuatan laporan akhir ini.
8.
Teman-teman kelas CC ’12 yang telah berbagi pengalaman baik suka maupun duka selama 6 semester masa perkuliahan.
9.
Seluruh Staff dan Dosen Pengajar yang ada pada jurusan Teknik Komputer di Politeknik Negeri Sriwijaya yang tidak bisa disebutkan satu-persatu.
10. Teman-teman seperjuangan angkatan 2012 yang telah berbagi pengalaman, suka duka selama tiga tahun ini. Tiada lain yaitu harapan dari penulis semoga Allah SWT membalas segala kebaikan kepada mereka semua. Akhir kata, penulis menyadari bahwa sepenuhnya laporan akhir yang dibuat ini masih banyak sekali kekurangannya sehingga perlu disempurnakan di kemudian waktu. Namun dengan demikian penulis berharap sekiranya dari laporan akhir yang jauh dari sempurna ini bermanfaat bagi yang sedang membutuhkannya. Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat dan berkah-Nya bagi kita semua, Amin.
Palembang,
Agustus 2015
Dian Nugraha
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN HALAMAN JUDUL ......................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN SIDANG .......................................................
iii
MOTO DAN PERSEMBAHAN ...................................................................
iv
ABSTRAK ......................................................................................................
v
KATA PENGANTAR ....................................................................................
vi
DAFTAR ISI ..................................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
xi
DAFTAR TABEL .........................................................................................
xiii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1 1.1. . Latar Belakang ......................................................................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah .................................................................................................... 2 1.3. Batasan Masalah....................................................................................................... 2 1.4. Tujuan ...................................................................................................................... 2 1.5. Manfaat .................................................................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA......................................................................... 3 2.1. Kereta api ................................................................................................................. 3 2.1.1. Lokomotif ...................................................................................................... 3 2.1.2. Dipo Lokomotif ............................................................................................ 4 2.2. Mikrokontroler ATMega8535 ................................................................................. 4 2.2.1. Diagram Blok ATmega8535 .......................................................................... 4 2.2.2. Fitur ATMega 8535 ....................................................................................... 6 2.2.3. Konfigurasi Pin ATmega8535 ....................................................................... 6 2.3. Sensor Jarak GP2D12 ............................................................................................. 7 2.4. Motor Stepper.......................................................................................................... 9 2.5. Perangkat H-Bridge .................................................................................................. 12
2.6. Resistor ......................................................................................................... 13
viii
2.7. Kapasitor ........................................................................................................ 14 2.8. Transformator .......................................................................................................... 15 2.9. Dioda ....................................................................................................................... 16 2.10. IC Regulator LM7805............................................................................................ 17
2.11. Bahasa Pemrograman C ............................................................................... 17 2.12. CodeVision AVR ......................................................................................... 22 2.13. Visual Basic ................................................................................................. 24 2.13.1. Lingkungan Visual Basic 6.0 ........................................................... 24 2.14. Bluetooth ..................................................................................................... 25 2.14.1. Bluetooth Protocol Stack ................................................................. 26 2.14.2. Bluetooth HC-05 .............................................................................. 28 2.15. Flowchart ..................................................................................................... 29
BAB III RANCANG BANGUN ......................................................................... 32 3.1. Tujuan Perancangan ................................................................................................ 32 3.2. Blok Diagram Rangkaian ......................................................................................... 32 3.3. Rangkaian Sistem Minimum AT Mega8535............................................................ 34 3.4. Rangkaian Driver Motor L298 ................................................................................. 35 3.5. Rangkaian Sensor GP2D12 ...................................................................................... 36 3.6. Rangkaian Motor Stepper......................................................................................... 36 3.7. Rangkaian Keseluruhan............................................................................................ 37 3.8. Mekanik Keseluruhan .............................................................................................. 39 3.9. Flowchart ................................................................................................................. 40 3.10. Rancangan Program CodeVision AVR ................................................................. 42
BAB IV PEMBAHASAN.................................................................................... 45 4.1. Hasil ....................................................................................................................... 45 4.2. Hasil Pengujian Alat ................................................................................................ 46 4.2.1. Pengujian Sistem Minimum ATmega8535 .................................................... 46 4.2.2. Pengujian Sensor GP2D12 ............................................................................. 47 4.2.3. Hasil Pengujian Motor Stepper ...................................................................... 48 4.3. Hasil Pengujian Alat ................................................................................................ 52 4.3.1. Pengujian Komunikasi Alat degan Komputer................................................ 52
ix
4.3.2. Hasil Pengujian Alat Keseluruhan ................................................................. 54
BAB V KESIMPULA DAN SARAN ................................................................. 45 4.1. Kesimpulan ............................................................................................................ 45 4.2. Saran ....................................................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR HALAMAN Gambar 2.1. Lokomotif ......................................................................................... 3 Gambar 2.2. Dipo lokomotif ................................................................................. 4 Gambar 2.3. Diagram Blok ATmega8535 ............................................................ 5 Gambar 2.4. Konfigurasi Pin Atmega8535 ........................................................... 6 Gambar 2.5. Konfigurasi sensor GP2D12 ............................................................ 7 Gambar 2.6. Karakteristik keluaran sensor GP2D12 ............................................ 8 Gambar 2.7. Penampang melintang dari motor stepper tipe variable reluctance (VR) ..................................................................................................................... 10 Gambar 2.8. Ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe permanent magnet (PM) ...................................................................................................................... 10 Gambar 2.9. Penampang melintang dari motor stepper tipe hybrid .................... 11 Gambar 2.10 Motor stepper dengan lilitan unipolar ............................................. 11 Gambar 2.11 Motor stepper dengan lilitan bipolar ............................................... 12 Gambar 2.12 Konfigurasi Pin Driver Motor (L298) ............................................ 13 Gambar 2.13. Resistor ........................................................................................... 14 Gambar 2.14. Kapasitor ........................................................................................ 15 Gambar 2.15. Transformator ................................................................................. 16 Gambar 2.16. Susunan dan simbol dioda .............................................................. 16 Gambar 2.17. IC LM7805 ..................................................................................... 17 Gambar 2.18. Bluetooth Protocol Stack................................................................ 27 Gambar 2.19. Modul Bluetooth HC-05................................................................. 28 Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem ........................................................................ 32 Gambar 3.2 Deteksi Kepala lokomotiv berarti lokomotiv akan berputar ............. 33 Gambar 3.3 Deteksi bodi/ruang mesin lokomotif berarti lokomotif akan Parkir ..................................................................................................................... 34 Gambar 3.4 Rangkaian Sismin.............................................................................. 35 Gambar 3.5 Rangkaian Driver Motor L298 .......................................................... 35 Gambar 3.6 Rangkaian Sensor GP2D12 ............................................................... 36 xi
Gambar 3.7 Rangkaian Motor Stepper ................................................................. 37 Gambar 3.8 Rangkaian Keseluruhan Alat ............................................................. 38 Gambar 3.9 Mekanik Keseluruhan ....................................................................... 39 Gambar 3.10 Tampilan Rangkaian Keseluruhan .................................................. 39 Gambar 3.11 Flowchart penentuan putaran lokomotif pada platform ................. 40 Gambar 3.12 Flowchart tampilan dan kendali pada visual.................................. 41 Gambar 3.13 Pemilihan Chip yang Digunakan .................................................... 42 Gambar 3.14 Pemilihan Input/Output Port A ....................................................... 42 Gambar 3.15 Pemilihan Input/Output Port C........................................................ 43 Gambar 3.16 Pemilihan Input/Output Port D ....................................................... 43 Gambar 3.17 Mengaktifkan ADC ......................................................................... 44 Gambar 3.18 Mengaktifkan UART ...................................................................... 44 Gambar 4.1 Skematik Titik Ukur Sismin.............................................................. 46 Gambar 4.2 Skematik Titil Pngukuran rangkaian sensor ke sismin ..................... 47 Gambar 4.3 Pengujian pembacaan sensor dengan jarak 10cm ............................. 47 Gambar 4.4 Pengujian pembacaan sensor dengan jarak 80cm ............................. 47 Gambar 4.5 Skematik Drvier Motor L298 dan Motor Stepper ............................. 48 Gambar 4.6 Komunikasi Komputer Dengan Alat ................................................. 52 Gambar 4.7 Ekor masuk lebih dahulu, dipo 1 dan dipo 2 kosong. ....................... 50 Gambar 4.8 Lokomotof masuk ke dipo 1.............................................................. 51 Gambar 4.9 Ekor masuk, dipo 1 terdapat lokomotif dan dipo 2 kosong. ............. 51 Gambar 4.10 Lokomotif diputar dan diarahkan ke dipo2 untuk parkir ................ 52 Gambar 4.11 Ekor masuk lebih dahulu, dipo 1 kosong dan dipo 2 terdapat lokomotif ............................................................................................................... 52 Gambar 4.12 Kepala masuk terlebih dahulu ......................................................... 57 Gambar 4.13 Lokomotif keluar dari platform ....................................................... 57
xii
DAFTAR TABEL HALAMAN Tabel 2.1. Tabel Kebenaran L298 ......................................................................... 13 Tabel 2.2. Tabel warna dan nilai resistor .............................................................. 14 Tabel 2.3. Tipe-tipe data ....................................................................................... 18 Tabel 2.4. Tabel Keunggulan Bluetooth ............................................................... 26 Tabel 2.5. Bluetooth Protokol Stack ..................................................................... 27 Tabel 2.6.Simbol-simbol Flowchart ..................................................................... 29 Tabel 4.1. Pengukuran Input IC Regulator 7805 .................................................. 46 Tabel 4.2. Pengukuran Output IC Regulator 7805 ................................................ 46 Tabel 4.3. Pengukuran data pembacaan sensor GP2D12 jarak 10cm ................... 47 Tabel 4.4. Pengukuran data pembacaan sensor GP2D12 jarak 40cm ................... 47 Tabel 4.5. Pengukuran data pembacaan sensor GP2D12 jarak 80cm ................... 48 Tabel 4.6. Pengukuran Jarak Sensor Dengan Kepala Lokomotif ......................... 48 Tabel 4.7. Pengukuran Jarak Sensor Dengan Ekor Lokomotif ............................. 48 Tabel 4.8. Arah Putaran Motor Stepper ................................................................ 49
xiii
