BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dewasa ini, banyak terjadi kecelakaan didunia pertransportasian. Salah satunya dalam industri perkeretaapian. Salah satu penyebab banyaknya kecelakaan adalah disebabkan banyaknya persilangan antar jalur kereta api dengan jalur jalan raya. Dari sekian banyak persilangan tersebut hanya separuh yang diawasi, (dijaga oleh petugas perkeretaapian). Sedangkan yang sebagian tidak diawasi. Persimpangan yang tidak dijaga ini cukup sering menimbulkan korban jiwa karena kekurangwaspadaan pengguna jalan yang lewat. Begitu pula faktor kesalahan petugas yang sering kali menimbulkan korban jiwa, baik sengaja maupun tidak sengaja. Petugas penjaga palang pintu pada umumnya hanya mengandalkan sinyal pemberitahuan dari petugas penjaga sebelumnya, dan bila tidak ada sinyal mereka hanya mengandalkan jadwal kebiasaan kereta lewat di persimpangan itu serta pendengaran mereka. Untuk mengurangi timbulnya korban jiwa terutama di lintasan yang tidak dijaga oleh petugas perkereta apian, maka alangkah bagusnya manakala terdapat suatu palang pintu otomatis yang dapat mendeteksi ada tidaknya kereta api yang lewat. Saat terdapat sebuah kereta yang akan melintas maka perangkat ini akan memberi peringatan pada pengguna jalan agar segera berhenti kemudian menutup jalur jalan raya, agar kecelakaan di jalan raya tidak terjadi. 1.2 Rumusan Masalah Wilayah penelitian yang cukup luas dan terbatasnya masa study dan pengerjaan Proyek Akhir membuat area permasalahan yang akan dihadapi ini harus difokuskan pada beberapa hal yang diuraikan di bawah ini: 1. Bagaimana cara kerja sistem perangkat transmitter pengontrol palang pintu kereta berbasis mikrokontroler dan GPS ini? 2. Komponen komponen apa saja yang dibutuhkan dalam sistem perangkat transmitter pengontrol palang pintu kereta berbasis mikrokontroler dan GPS disisi pengirim?

2 3. Bagaimana mempergunakan GPS sebagai perangkat penentu koordinat kereta pada mikrokontroler MCS51? 4. Bagaimana cara merancang dan merealisasikan sistem perangkat transmitter pengontrol palang pintu kereta berbasis mikrokontroller dan GPS ini? 5. Bagaimana pengaruh kecepatan terhadap koordinat yang ditunjukkan GPS serta terhadap waktu eksekusi perintah menutup palang pintu? 1.3 Tujuan dan Kegunaan Adapun tujuan dan kegunaan dari Proyek Akhir ini adalah: 1. Membuat perangkat yang mampu berkerja bersama dengan GPS dalam menunjukkan lokasinya keberadaannya dan secara otomatis memerintahkan palang pintu penerima untuk menutup persimpangan 2. Diketahuinya koordinat/lokasi kereta yang melintas 3. Bergeraknya palang pintu receiver secara otomatis tanpa campur tangan manusia dalam menutup persimpangan apabila ada kereta yang hendak melintas 1.4 Batasan Masalah Batasan masalah yang akan disinggung dalam Proyek Akhir ini adalah: 1. Perancangan palang pintu kerata berbasis mikrokontroler dan GPS ini hanya bagian transmitter-nya saja. 2. Proyek kali ini hanya membahas masalah perancangan mikrokontroler AT89S52 dan AT89C2051, pengkoneksian dengan GPS, maupun dengan HP. 3. Tidak mengulas lebih lanjut mengenai perhitungan koordinat lengkap 4. Tidak membahas GPS secara mendalam. 5. Tidak membahas pembuatan sistem cadangan 1.5 Hipotesa Dalam proyek akhir ini diharapkan dapat menghasilkan suatu prototype perangkat palang pintu automatis berbasis mikrokontroler dan GPS bagian transmitter 2

3 1.6 Metodologi Penelitian Metode penelitian yang digunakan untuk memecahkan permasalahan dalam Proyek Akhir ini dibagi dalam tiga tahap, yaitu: a. Studi Literatur Pada tahap ini dilakukan pencarian dan pengumpulan literatur dan kajian-kajian yang berkaitan dengan permasalahan yang ada pada Proyek Akhir ini, baik berupa artikel, buku referensi, internet atau sumber lain yang berhubungan dengan Proyek Akhir ini. b. Perancangan Dan Implementasi Pada tahapan ini, akan dibuat suatu rancangan maupun desain Palang Pintu Rel Kereta Api Berbasis Mikrokontroler yang kemudian akan direalisasikan. Setelah semua perangkat terkoneksikan dengan baik. Dilakukan pengujian kinerja perangkat ini. c. Pengukuran dan Pengambilan Data Setelah palang pintu ini telah dibuat dan layak pakai, maka untuk selanjutnya akan dilakukan pengukuran dan pengambilan data sesuai dengan parameter uji yang telah ditentukan di awal. 1.7 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan pada Proyek Akhir ini adalah: BAB I : PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan dan kegunaan, batasan masalah, hipotesa, metodologi penelitian serta sistematika penulisan. BAB II : DASAR TEORI Bab in berisi mengenai cara kerja mikrokontroler dan teori teori yang berhubungan dengan komponen komponen yang digunakan. BAB III : PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM Bab ini berisi tentang perancangan sistem yang akan direalisasikan dalam Proyek Akhir ini. BAB IV : PENGUKURAN DAN ANALISIS HASIL IMPLEMENTASI Pada bab ini berisi tentang hasil pengukuran sistem yang sudah di rancang pada BAB III beserta dengan analisanya. BAB V : PENUTUP Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari permasalahan bab bab tersebut diatas. 3

4 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN 4

5 Rancang Bangun Perangkat Transmiter Pengontrol Palang Pintu Rel Kereta Api Berbasis Mikrokontroler dan GPS BAB II DASAR TEORI 2.1 Mikrokontroler MCS 51 Keluarga Mikrokontroler MCS51 merupakan suatu standar mikrokontroler yang mampu melakukan pemrosessan suatu fungsi/operasi tertentu. Mikrokontroler ini secara umum memiliki 40 kaki/pin, 32 nya merupakan pin I/O yang terbagi menjadi 4 port paralel yaitu port 0, port 1, port 2, dan port 3. Masing-masing port ini terdiri atas 8 kaki. Setiap port dapat difungsikan sebagai I/O port seperti keypad, LCD, led dll. Jenis jenis keluarga MCS51 dan spesifikasinya akan ditampilkan sebagai berikut: Table perbandingan keluarga MCS51 [1] No Jenis mcs51 at89c5 at89c5 at20c51 Karaktristik 1 2 at89c55 1 Kesesuaian dengan MCS-51 lain 2 Kapasitas Flash Memory (Byte) 2K 4K 8K 16K 3 Kawasan tegangan kerja (V) Frekuensi Kerja Optimum pada Kunci pengaman (Mhz) program Jalur I/O Timers/Counters (bit) 2 x 16 2 x 16 2 x 16 2 x 16 8 Sumber Interupsi Kemampuan serial UART Jantung mikrokontroler 8051 adalah sebuah CPU yang berfungsi membaca memori program dan menjalankannya. CPU ini disusun oleh sebuah unit aritmatika dan logika yang terhubung dengan SFR yaitu register A(ACC=accumulator), register B, PSW(Program Status Word), stack pointer (SP), dan 16 bit counter program (PC) serta DPTR(data pointer). Keluarga 8051 adalah mikrokontroler 8 bit, termasuk bus data internal dan register-register dimiliki lebar data 8bit (walaupun DPTR memiliki register 16 bit, namun sebenarnya merupakan 2 buah register yang disatukan). ALU merupakan perangkat pengolah dan penghitung data. ALU melakukan proses operasi logika dasar seperti AND, OR, XOR, juga komplemen. Operasi aritmatik 5

6 Rancang Bangun Perangkat Transmiter Pengontrol Palang Pintu Rel Kereta Api Berbasis Mikrokontroler dan GPS seperti penjumlahan, pengurangan, pembagian dan penjumlahan juga mampu dilakukan oleh ALU. Selain itu ALU juga mampu melakukan instruksi bercabang bersyarat.menyediakan jalur data dan register sementara untuk pemindahan data di dalam CPU Berikut merupakan penjelasan singkat susunan keluarga 8051 dalam bentuk PDIP Pin AT89S52 Pin AT89C51 Gambar Pin Konfigurasi AT89C51/2/5 dan AT 89C/S2051 [2] Berikut in adalah penjelasan fungsi pin pin tersebut diatas [6] a. Port0 (P0.0-P0.7) : Port 0 merupakan port 8bit dua arah (I/O line) dengan pull up internal. Buffer port ini mampu menangani 8 masukan TTL. Port in mampu diakses secara 8bit (p0) atau secara per bit (p0.0-p0.7). Ketika direset port 0 berfungsi sebagai masukan. Port ini juga digunakan sebagai jalur pengaksessan orde rendah (A8-A15) dan juga sebagai bus data (D0-D12) memori program eksternal. b. Port1 (P1.0-P1.7) : Port 1 merupakan port 8bit dua arah (I/O line) dengan pull up internal. Buffer port ini mampu menangani 4 masukan TTL. Port in mampu diakses secara 8bit (p1) atau secara per bit (p1.0-p1.7). ketika direset port 1 berfungsi sebagai masukan c. Port2 (P2.0-P2.7) : Port 2 merupakan port 8bit dua arah (I/O line) dengan pull up internal. Buffer port ini mampu menangani 4 masukan TTL. Port in mampu 6

7 Rancang Bangun Perangkat Transmiter Pengontrol Palang Pintu Rel Kereta Api Berbasis Mikrokontroler dan GPS diakses secara 8bit (p2) atau secara per bit (p2.0-p2.7). Ketika direset port 2 berfungsi sebagai masukan. Port ini juga digunakan sebagai jalur penggaksessan orde tinggi (A8-A15) memori program eksternal. d. Port3 (P3.0-P3.7) : Port 3 merupakan port 8bit dua arah (I/O line) dengan pull up internal. Buffer port ini mampu menangani 4 masukan TTL. Port in mampu diakses secara 8bit (p3) atau secara per bit (p3.0-p3.7). Ketika direset port 3 berfungsi sebagai masukan. e. VCC : pin pencatu tegangan agar mikro dapat bekerja, standar keluarga 8051 VCC yang dibutuhkan berupa VCC DC sebesar 5V f. GND : pin untuk jalur pentanahan g. Xtal1 : pin sebagai masukan untuk clock internal mikrokontroler h. Xtal2 : pin sebagai keluaran untuk clock internal mikrokontroler i. RST : pin untuk mereset program, membuat mikro bekerja pada kondisi awal j. PSEN : program store enable adalah pin sinyal baca memory eksternal, bisanya dihubunkan dengan pin RD k. ALE/PROG : addres latch enable adlah pin untuk mengeluarkan latch pada pemprosessaan data eksternal, pada penggunaaannya, pin ini dihubungkan dengan pin masukan latch ennable di IC Latch(74373) l. EA/VPP : eksternal acces adalah bit untuk pemilihan pembacaan memori internal, eksternal atau keduanya. Bila dihubungakan dengan ground maka alamat awal akan dibaca pada alamat memori eksternal. Namun bila dihubungkan dengan Vcc alamat memori awall adalah alamat memori internal mikro. m. TXD : pin komunikasi serial transmit, pin masukan port serial n. RXD : pin komunikasi serial receive, pin keluaran port serial o. INT0 : pin interupsi eksternal 0 p. INT1 : pin interupsi eksternal 1 q. TO : pin masukan clock/pulsa timer ekternal 0 r. T1 : pin masukan clock/pulsa timer ekternal 1 s. RD : bit untuk mengirimkan sinyal baca (baca data) pada alamat memori data ekternal 7