Sistem Kontrol Parkir Mobil Otomatis Menggunakan Mikrokontroler Thiang, Handry Khoswanto, Agus Afandi Jurusan Teknik Elektro, Universitas Kristen Petra Surabaya 60236, Indonesia e-mail: thiang@petra.ac.id Abstract Dewasa ini jumlah alat transportasi semakin bertambah. Hal ini membuat lahan parkir alat transportasi tersebut semakin sempit. Permasalahan ini menimbulkan kesulitan untuk penyediaan lahan yang luas terutama bagi tempat-tempat yang ramai akan pengunjung. Untuk menyelesaikan masalah itu, telah dirancang sebuah contoh model dalam bentuk miniatur tempat parkir mobil otomatis yang berada pada bawah tanah setinggi 3 tingkat dan dapat 24 mobil. Pembuatan sistem parkir mobil otomatis ini melibatkan berbagai jenis tipe penggerak mekanik seperti Motor Stepper, Motor DC, Solenoid, dan Limit Switch. Kontroler yang digunakan untuk menggerakkan semua hardware secara otomatis adalah Mikrokontroler bertipe AVR ATmega8. Setelah dilakukan pengujian dengan menjalankan sistem parkir mobil otomatis, sistem membutuhkan waktu tercepat untuk mengambil mobil sebesar 1 menit 28 detik, waktu tercepat untuk meletakan mobil sebesar 1 menit 27 detik. Dan waktu terlama untuk mengambil mobil sebesar 2 menit 40 detik, waktu terlama untuk meletakan mobil sebesar 2 menit 41 detik. miniatur. Bentuk dan perancangannya akan dibahas pada bagian selanjutnya. II. DESKRIPSI SISTEM A. Model Miniatur Sistem Parkir Otomatis Model miniatur parkir mobil otomatis ini terbuat dari bahan dasar kayu dengan gambar model beserta ukurannya terlihat pada gambar 1, 2 dan 3. Kata kunci parkir mobil otomatis, mikrokontroler ATmega8, aktuator I. PENDAHULUAN Banyaknya jumlah alat transportasi dewasa ini membuat kebutuhan lahan sebagai sarana parkir alat transportasi tersebut semakin sempit. Kasus ini sering terjadi pada kotakota yang sudah padat akan penduduknya serta tinggi kerapatan bangunannya. Kendaraan roda empat sebagai alat transportasi utama membutuhkan tempat yang lebih luas sebagai area parkir. Permasalahan di atas menimbulkan kesulitan pada penyediaan lahan yang luas terutama bagi tempat-tempat yang ramai akan pengunjung. Dengan bentuk lahan parkir yang meluas dibutuhkan waktu yang cukup lama bagi pengunjung untuk mendapatkan tempat parkir bagi kendaraannya. Salah satu solusi alternatif untuk memecahkan masalah di atas adalah dengan pembuatan sistem parkir mobil otomatis yang terletak di bawah tanah. Di samping dapat menghemat tempat, sistem parkir mobil otomatis ini juga dapat mengurangi tingkat kemacetan yang terjadi tentunya sangat berpotensi besar dalam pembuatan sistem parkir otomatis ini. Karena itu, pada proyek penelitian ini, dirancang sebuah contoh model tempat parkir mobil otomatis yang berada di bawah tanah dan diharapkan hasilnya dapat memberikan kontribusi positif bagi masyarakat. Contoh model yang dirancang berupa sebuah Gambar 1. Sketsa kerangka miniatur parkir mobil otomatis Gambar 2. Sketsa kerangka miniatur-tampak samping
Model miniatur parkir mobil otomatis dirancang berbentuk lingkaran yang terdiri atas 3 lantai dan masingmasing lantai terdapat 8 slot yang dapat menampung 8 mobil. Sehingga secara keseluruhan model miniatur ini dapat menampung 24 mobil. Untuk memudahkan pengambilan mobil pada slot-slotnya maka dibuatkan palet pada tiap slotnya. Palet mobil ini terbuat dari bahan dasar kayu juga. Bagian tengah model miniatur ini merupakan sebuah lift untuk mebawa mobil menuju slot yang dinginkan atau mengambil mobil dari slot yang diinginkan. Dalam proses peletakan atau pengambilan mobil, terdapat 3 gerakan utama yaitu proses naik turun lift menuju antai yang diinginkan, proses pemutaran lift untuk mengarahkan mobil pada slot yang diinginkan dan terakhir proses maju mundur untuk meletakkan mobil pada tempat parkir atau mengambil mobil dari tempat parkir. Mekanik pemutar lift terdiri atas sebuah motor stepper dan 7 plat penghantar pengganti kabel. Sebagai penggerak untuk memutar lift, digunakan sebuah motor stepper. Agar lift dapat berputar dengan bebas dan tidak terganggu dengan sistem pengkabelan, maka digunakan 7 plat penghantar terbuat dari tembaga sebagai pengganti kabel. Gambar 5 dan 6 menunjukkan gambar posisi penempatan motor stepper dan 7 plat penghantar tembaga. Gambar 6. Posisi penempatan motor stepper Gambar 3. Slot tempat parkir Mekanik penggerak lift naik dan turun terdiri atas motor DC, pulley dan seling. Seling dikaitkan pada lift dan dilewatkan pada pulley bagian atas lalu ditarik ke pulley bagian bawah. Dari pulley bagian bawah, seling dikaitkan pada sebuah motor DC lengkap dengan gearbox untuk menarik seling sehingga lift bisa bergerak naik dan turun. Gambar 4 menunjukkan sistem penarikan lift untuk gerakan naik dan turun. Gambar 7. Penghantar pada kerangka lift dan jalur tembaga Mekanik peletakkan dan pengambilan mobil terdiri atas sebuah motor DC sebagai penggerak, ulir untuk transformasi gerakan rotasi menjadi translasi dan solenoid untuk pengait palet. Gambar 8 menunjukkan gambar mekanik peletakan dan pengambilan mobil. Gambar 8. Mekanik peletakkan dan pengambilan mobil Gambar 4. Sistem penarikan lift untuk gerakan naik dan turun B. Perangkat Keras Miniatur Parkir Otomatis Secara garis besar, perangkat keras dari miniatur parkir otomatis terlihat pada gambar 9.
2. Limit Switch, digunakan sebagai sensor posisi. Bagian kontrol 1. Mikrokontroler tipe AVR ATmega8 yang mengontrol gerakan semua mekanik. Bagian output 1. Driver motor DC H-bridge, terdiri atas transistor NPN TIP 142 dan transistor PNP TIP 147 yang digunakan untuk menggerakkan motor DC. 2. Driver motor Stepper, yang terdiri dari IC L297 dan IC L298 yang digunakan untuk menggerakkan motor stepper. 3. Driver Solenoida, yang terdiri dari transistor TIP 41 dan optocoupler. C. Perangkat Lunak Miniatur Parkir Otomatis Secara umum program untuk mengendalikan sistem miniatur parkir otomatis terdiri atas dua bagian utama. Program pertama adalah program yang dibuat menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic. Program ini berjalan di PC dan berfungsi sebagai interface untk pengaturan sistem database dari miniatur parkir otomatis dan juga memberi perintah kepada mikrokontroler untuk mengambil mobil dari slot tertentu atau meletakkan mobil pada slot tertentu. START Gambar 9. Diagram blok perangkat keras miniatur parkir otomatis Secara keseluruhan sistem parkir mobil otomatis ini dikontrol dengan menggunakan personal komputer (PC) dimana program dibangun dengan menggunakan platform bahasa pemograman Visual Basic. Program PC berfungsi untuk menginputkan data mobil dan memutuskan dimana mobil diletakkan atau darimana mobil akan diambil. PC akan berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui protokol komunikasi RS232. Mikrokontroler yang digunakan dalam sistem ini adalah mikrokontroler AVR ATmega8, dimana mikrokontroler ini befungsi sebagai penggerak semua mekanik yang ada pada sistem. Input sistem ini berupa limit switch sebagai sensor untuk mendeteksi posisi lift apakah berada di lantai atas atau lantai 1 atau lantai 2 atau lantai 3. Demikian juga limit switch digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi posisi mekanik peletakkan dan pengambilan mobil. Output sistem ini terdiri atas 2 buah driver motor DC, 1 buah driver motor stepper, dan 1 buah driver solenoida. Driver Motor DC berupa rangkaian H-bridge yang menggerakan motor wiper untuk menjalankan lift bergerak naik dan turun dan motor DC untuk menajalankan mekanik peletakkan dan pengambilan mobil. Sedangkan motor stepper berfungsi memutar piringan lift. Berikut ini adalah komponen utama yang dipilih untuk membangun sistem: Bagian input 1. Personal komputer, program input data dengan menggunakan bahasa pemograman Visual Basic. AMBIL PROSES PENGAMBILAN PILIH SLOT ISI DATA INPUT ENTRANCE MENYALA MESSAGE HARAP TUNGGU LETAKKAN PROSES PELETAKAN Gambar 10. Flowchart program secara keseluruhan
Program kedua adalah program mikrokontroler itu sendiri dimana program ini berfungsi mengontrol gerakan semua mekanik sesuai dengan perintah yang diberikan dari PC. Program ini dibuat dengan menggunakan bahasa rogram Bascom AVR Program yang dibuat untuk menggerakkan mekanik miniatur parkir otomatis dibagi atas dua proses yaitu proses pengambilan pallet dan proses peletakan pallet. Baik dalam proses pengambilan mobil maupun peletakan mobil tetap harus melewati kedua proses tersebut. Dalam proses pengambilan mobil, maka sistem akan mengambil pallet yang terisi mobil terlebih dahulu kemudian meletakkan kembali pallet yang sudah kosong tersebut pada tempat semula. Sedangkan pada proses peletakkan mobil, sistem akan mengambil pallet kosong terlebih dahulu kemudian meletakkan kembali pallet yang telah terisi mobil ke tempat semula. Flowchart program secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 10. III. HASIL PENGUJIAN Pengujian sistem telah dilakukan dengan cara mencoba untuk memarkir mobil dan mengambil mobil yang di parkir. Percobaan-percobaan ini dilakukan untuk melihat apakah sistem miniatur parkir mobil otomatis yang telah dirancang dapat berjalan dengan baik. Pengujian ini dilakukan dengan berulang-ulang dengan tujuan slot yang berbeda-beda mulai dari lantai 1 sampai lantai 3. Salah satu pengujian yang telah dilakukan adalah memarkir mobil ke slot 24 yang berada di lantai 3. Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, proses memarkir mobil terdiri atas 2 bagian yaitu proses pengambilan pallet kosong kemudian yang kedua adalah proses peletakkan pallet yang telah terisi mobil. Hasil pengujian ditunjukkan dengan gambar yang diambil dari video hasil rekaman saat pengujian dilakukan. Gambar 11 menunjukkan potongan frame proses pengambilan pallet kosong dan gambar 12 menunjukkan potongan frame proses peletakkan pallet yang terisi mobil. Pada gambar 11 frame 1, terlihat adamobil yang akan diparkir. Pada program visual basic, mobil ditentukan untuk diparkir pada slot 24. Frame 2 memperlihatkan lift mulai turun untuk mengambil pallet dari slot 24. Frame 3 sampai 11 memperlihatkan prose lift menuju slot 24 dan kembali ke atas setelah mengambil pallet dari slot 24. Frame 12 memperlihatkan mobil telah berada diatas pallet. 5 6 7 8 9 10 11 12 Gambar 11. Hasil pengujian pengambilan pallet kosong dari slot 24 Pada gambar 12 frame 1 memperlihatkan mobil yang telah berada di atas pallet akan diparkir menuju slot 24. Frame 2 memperlihatkan lift yang membawa pallet berisi mobil mulai turun.frame 3, 4 dan 5 memperlihatkan lift mulai berputar menuju slot yang diinginkan yaitu slot 24. Frame 6, 7, 8 dan 9 memperlihatkan proses peletakkan pallet pada slot 24 untuk memarkir mobil. Frame 10 sampai 12 memperlihatkan prose lift kembali ke posisi atas. 1 2 1 2 3 4 3 1 4 1 5 6
7 8 9 10 16 1 menit 52 detik 1 menit 52 detik 17 1 menit 54 detik 1 menit 54 detik 18 2 menit 6 detik 2 menit 6 detik 19 2 menit 17 detik 2 menit 16 detik 20 2 menit 29 detik 2 menit 28 detik 21 2 menit 40 detik 2 menit 41 detik 22 2 menit 29 detik 2 menit 29 detik 23 2 menit 17 detik 2 menit 17 detik 24 2 menit 5 detik 2 menit 4 detik 11 12 Gambar 12. Hasil pengujian peletakkan pallet yang telah terisi mobil ke slot 24 Selain pengujian yang telah dipaparkan di atas, pengujian waktu juga dilakukan untuk mengetahui kecepatan dari sistem miniatur parkir otomatis yang telah dirancang. Tabel 1 menunjukkan hasil pengujian waktu yang telah dilakukan. Dari semua hasil pengujian, terlihat bahwa sistem miniatur parkir otomatis yang telah dirancang dapat berjalan dengan baik. Waktu tercepat untuk mengambil mobil sebesar 1 menit 28 detik, waktu tercepat untuk meletakan mobil sebesar 1 menit 27 detik. Dan waktu terlama untuk mengambil mobil sebesar 2 menit 40 detik, waktu terlama untuk meletakan mobil sebesar 2 menit 41 detik. Bila dilihat pada tabel 1, waktu untuk pengambilan maupun peletakkan pada slot di lantai 1, 2 dan 3 tidak terlalu beda jauh, hal ini disebabkan karena sistem mekanik peletakkan dan pengambilan pallet menggunakan ulir dan digerakkan oleh motor. Gerakkan translasi yang ditimbulkan mempunyai kecepatan rendah sehingga waktu sebagian besar habis untuk gerakan peletakkan dan pengambilan pallet. Tabel 1. Hasil pengujian waktu Slot Waktu Pengambilan Waktu Peletakan 1 1 menit 28 detik 1 menit 27 detik 2 1 menit 40 detik 1 menit 39 detik 3 1 menit 52 detik 1 menit 52 detik 4 2 menit 3 detik 2 menit 2 detik 5 2 menit 14 detik 2 menit 13 detik 6 2 menit 2 detik 2 menit 7 1 menit 52 detik 1 menit 51 detik 8 1 menit 39 detik 1 menit 40 detik 9 1 menit 41 detik 1 menit 41 detik 10 1 menit 53 detik 1 menit 53 detik 11 2 menit 5 detik 2 menit 4 detik 12 2 menit 16 detik 2 menit 15 detik 13 2 menit 27 detik 2 menit 27 detik 14 2 menit 16 detik 2 menit 17 detik 15 2 menit 4 detik 2 menit 3 detik IV. KESIMPULAN Dari hasil pengujian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa miniatur sistem kontrol parkir mobil otomatis dapat berjalan dengan baik. Mikrokontroler dapat mengontrol plant yang telah dirancang dengan baik. Sistem parkir ini mempunyai waktu tercepat pengambilan mobil sebesar 1 menit 28 detik, waktu tercepat peletakan mobil sebesar 1 menit 27 detik dan waktu terlama pengambilan mobil sebesar 2 menit 40 detik, waktu terlama peletakan mobil sebesar 2 menit 41 detik. Tentunya waktu ini hanya berlaku untuk miniatur yang telah dirancang. REFERENSI [1] Trevipark Ltd. Automatic Car Parking System. 22 Mei 2007. < http://www.trevipark.co.uk/multimedia/brochure200406.pdf> [2] 8-bit Microcontroller with 8K Bytes In-System Programmable Flash ATMega8. San Jose: Atmel Corporation, 2001. [3] Boylestad, Robert. Electronic devices and circuit theory. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1992. [4] Kosow, Irving. Electric Machinery & Transformers. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1991.