PROTOTIPE BUSWAY MASA DEPAN

MUHAMMAD SHAFARI RAHMAT, Prof. BUSONO SOEROWIRDJO Phd.

ABSTRAK

Busway memberikan jasa angkutan umum di kota besar, yang lebih cepat, nyaman,

namun terjangkau warga. Busway memiliki jalur khusus yang tidak boleh dilewati kendaraan

lainnya (termasuk bus umum selain busway). Saat pengoprasian masih dilakukan secara manual

oleh operator, sehingga waktu tiba busway di halte sering mengalami keterlambatan. Akibatnya

terjadi penumpukan penumpang pada suatu halte.

Didalam tulisan ini, dibuat prototipe busway yang dapat menggantikan manusia dalam

mengendarai kendaraan dan meminimalkan penumpukan penumpang pada halte. Prototipe

busway masa depan dilengkapi dengan sistem elektronik yang memungkinkan beroperasi secara

otomatis. Komponen utama terdiri dari sensor untuk membaca jalur yang harus dilalui busway.

Sebagai komponen kendali digunakan mikrokontroler Atmega8535. Komponen lain termasuk

op-amp yang berfungsi sebagai komponen yang menghubungkan sensor dan mikrokontroler

serta motor driver yang berfungsi sebagai pengendali motor.

Dari hasil uji coba, busway berhenti secara otomatis ketika sampai halte dan meneruskan

perjalanan pada waktu yang ditentukan oleh program yang ditanamkan ke mikrokontroler.

Kata Kunci : Sensor, Busway, Mikrokontroler.

PENDAHULUAN

Busway merupakaan kendaraan

angkutan massal perkotaan. Busway

memiliki hak yang lebih dari angkutan

umum lainnya, karena busway memiliki

jalur tersendiri. Tetapi dalam

pengoprasiannya masih dilakukan oleh

manusia, sehingga waktu tiba busway di

halte sering mengalami keterlambatan.

Akibat dari hal tersebut, dapat terjadi

penumpukan penumpang pada suatu halte.

Didalam tulisan ini, dibuat robot

busway yang dapat menggantikan manusia

dalam mengendarai kendaraan dan

meminimalkan penumpukan penumpang

pada halte. Penulis membuat alat

“PROTOTIPE BUSWAY MASA DEPAN”.

Diagram Blok Rangkaian

Gambar 1 menunjukan blok diagram

prototipe busway masa depan. Blok

masukan terdiri dari rangkaian sensor. Blok

proses terdiri dari rangkaian komparator,

mikrokontroler dan motor driver. Sedangkan

blok keluaran terdiri dari rangkaian motor

dc, LED dan buzzer.

Masukan berupa garis berwarna

hitam dan dasar jalur berwarna putih yang

terbaca oleh sensor. Sensor memiliki

tegangan yang berbeda saat terkena garis

warna hitam dengan dasar jalur warna putih.

Tegangan tersebut akan dibandingkan oleh

rangkaian komparator. Keluaran logika dari

komparator diproses oleh mikrokontroler

dengan bantuan program yang telah di

tanamkan pada mikrokontroler. Motor

driver berfungsi sebaga pengendali motor

agar mendapatkan putaran motor yang

diinginkan. Jika motor langsung

disambungkan ke mikrokontroler, teganagan

dan arus yang keluar dari mikrokontroler

tersebut sangat kecil sehingga sulit untuk

menggerakan motor. Keluarannya berupa

motor yang bergerak, sehingga busway

berjalan, dan pintu busway dapat

terbuka/tertutup. Saat pintu busway terbuka/

tertutup indikator pintu akan bekerja, yaitu

led yang menyala atau buzzer yang

berbunyi.

Gambar 1 Blok diagram prototipe busway .

LANDASAN TEORI

Busway

Busway adalah sebuah sistem

transportasi bus cepat atau Bus Rapid

Transit di Jakarta, Indonesia. Sistem ini

dimodelkan berdasarkan sistem

TransMilenio yang sukses di Bogota,

Kolombia. Perencanaan Busway telah

dimulai sejak tahun 1997 oleh konsultan dari

Inggris. Busway Jakarta memiliki jalur yang

terpanjang dan terbanyak. Model busway

ada dua yaitu single decker bus (bus

tunggal) dan articulated bus (bus gandeng).

Busway bertujuan memberikan jasa

angkutan yang lebih cepat, nyaman, namun

terjangkau bagi warga. Jalur busway

merupakan jalur khusus yang tidak boleh

dilewati kendaraan lainnyanya (termasuk

bus umum selain busway).

Komponen Dasar Busway

Dalam pembuatan busway memiliki

beberapa komponen dasar, yaitu:

a. Sensor devices (sensor) adalah

sebuah alat pendeteksi sesuatu

hal yang terjadi disekitarnya.

b. Kontroller digunakan untuk

mengendalikan komponen

busway

c. Manipulator terdiri dari mekanik,

penyangga gerakan (appendage),

base (pondasi/landasan busway)

d. End effector adalah alat atau

piranti yang terletak di ujung

manipulator yang akan

menjalankan tugas-tugas yang

sesuai dengan perencanaan yang

telah dibuat.

e. Power supply adalah sebuah unit

yang menyediakan tenaga pada

kontroler dan manipulator

sehingga dapat bekerja.

LED

LED adalah singkatan dari Light

Emitting Diode, merupakan komponen yang

dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED

merupakan produk temuan lain setelah

dioda. Strukturnya led sama dengan dioda,

tetapi elektron yang menerjang sambungan

P-N juga melepaskan energi berupa energi

panas dan energi cahaya. LED dibuat agar

lebih efisien jika mengeluarkan cahaya.

LED sering dipakai sebagai indikator yang

masing-masing warna bisa memiliki arti

yang berbeda.

Gambar 2 Bentuk fisik led, simbol +

(positif) menunjukkan pin anoda dan symbol

– (negatif) menunjukkan pin katoda pada

led.

Pada gambar 2, menunjukkan pin

anoda dan katota pada bentuk fisik led.

Anoda ditunjukkan pada simbol + (positif)

pin led, sedangkan katoda ditunjukkan pada

simbol – (negatif) led. Secara fisik anoda

ditunjukkan oleh pelat didalam chasing led

yang berukuran lebih kecil, sedangkan

katoda ditunjukkan oleh pelat yang lebih

besar.

Photo Dioda

Gambar 3 Bentuk fisik photo dioda.

Bentuk fisik photo dioda dapat

diketahui dengan cara melihat isi photo

dioda yang berbentuk persegi berwarna

hitam dari ujung atas chasing photo dioda,

seperti terlihat pada gambar 3.

Photo dioda adalah dioda yang

bekerja berdasarkan intensitas cahaya. Jika

photo dioda terkena cahaya maka photo

dioda bekerja seperti dioda pada umumnya,

tetapi jika tidak mendapat cahaya maka

photo dioda akan berperan seperti resistor

dengan nilai tahanan yang besar sehingga

arus listrik tidak dapat mengalir.

Sensor

Sensor adalah sesuatu yang

digunakan untuk mendeteksi adanya

perubahan lingkungan fisik atau kimia.

Variabel keluaran dari sensor yang diubah

menjadi besaran listrik disebut Transduser.

Sensor telah dibuat dengan ukuran sangat

kecil dengan orde nanometer. Ukuran yang

sangat kecil ini sangat memudahkan

pemakaian dan menghemat energi. Sensor

pada busway merupakan sensor garis.

Penguat Operasinal (Operational

Amplifier/ OP-Amp)

Penguat operasional ideal memiliki

karakteristik sebagai berikut :

1. Impendansi masukkan sama

dengan tak berhingga

2. Impendansi keluaran sama

dengan nol (0)

3. Penguatan tegangan sama dengan

tak berhingga

4. Bandwidth sama dengan tak

berhingga

Gambar 4 Skematik penguat operasional.

Pada gambar 4 adalah skematik

penguat operasional yang terdiri dari kaki

inverting, noninverting, +vcc, -vcc, dan

output. Penguat operasional dapat dibuat

banyak rankaian, seperti rangkaian inverting

amplifier, noninverting amplifier,

komparator, dll.

IC LM324

IC (integrated circuit) LM324

merupakan salah satu ic yang memiliki 4

buah op-amp. Op-Amp pada ic LM324

digunakan sebagai rangkaian komparator

pada sensor garis. Komparator berfungsi

untuk membandingkan tegangan masukan

yang diterima op-amp dari sensor dengan

tegangan referensi.

(a) (b)

Gambar 5 (a) Konfigurasi pin IC LM324;

(b) Bentuk fisik IC LM324.

Pada gambar 5a, menunjukkan

konfigurasi pin ic LM324 yang terdiri dari 4

buah op-amp didalamnya. Bentuk fisik ic

LM324 ditunjukkan oleh gambar 5b.

Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah suatu alat

elektronika digital yang mempunyai

masukan dan keluaran serta kendali dengan

program yang bisa ditulis dan dihapus

dengan cara khusus, cara kerja

mikrokontroler sebenarnya membaca dan

menulis data. Mikrokontroler memiliki

fungsi khusus untuk mengontrol suatu alat.

Dalam mikrokontroler terdapat prosesor,

RAM, ROM, dan I/O.

Untuk merancang sebuah sistem

berbasis mikrokontroler, kita memerlukan

perangkat keras dan perangkat lunak, yaitu:

Sistem minimum mikrokontroler.

Software pemrograman dan

kompiler, serta downloader.

Sistem minimum mikrokontroler

adalah sebuah rangkaian mikrokontroler

yang sudah dapat digunakan untuk

menjalankan sebuah aplikasi. Pada dasarnya

sebuah sistem minimum mikrokontroler

AVR memiliki prinsip yang sama, yang

terdiri dari 4 bagian, yaitu:

1. Prosesor, yaitu mikrokontroler

itu sendiri.

2. Rangkaian reset agar

mikrokontroler dapat

menjalankan program mulai dari

awal.

3. Rangkaian clock, yang

digunakan untuk memberi detak

pulsa pada CPU.

4. Rangkaian catu daya, yang

digunakan untuk memberi

sumber daya.

Arsitektur Mikrokontroler ATmega8535

Mikrokontroler Alv and Vegard’s

RISC processor atau sering disingkat AVR

merupakan mikrokontroler RISC 8 bit.

Mikrokontroler AVR ATmega8535

dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM

internal, Timer/Counter, PWM, analog

comparator, dan fitur-fitur yang lainnya.

Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler

ATmega8535 adalah sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah,

yaitu port A, port B, port C dan

port D.

2. ADC internal sebanyak 8

saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan

kemampuan pembandingan.

4. CPU yang terdiri atas 32 buah

register.

5. SRAM sebesar 512 Byte.

6. Memori Flash sebesar 8 KB

dengan kemampuan Read While

Write.

7. Port antarmuka SPI.

8. EEPROM sebesar 512 Byte yang

dapat diprogram saat operasi.

9. Antarmuka komparator analog.

10. Port USART untuk komunikasi

serial.

11. Sistem mikroprosesor 8 bit

berbasis RISC dengan kecepatan

maksimal 16 MHz.

12. Memiliki PWM (Pulse Wide

Modulation) internal sebanyak 4

saluran.

13. Enam pilihan mode sleep, untuk

menghemat penggunaan daya

listrik.

Konfigurasi Pin ATmega8535

ATmega8535 mempunyai 40 kaki,

32 kaki digunakan untuk keperluan port

paralel. Setiap port terdiri dari 8 pin,

sehingga terdapat 4 port, yaitu port A, port

B, port C, dan port D. Konfigurasi pinnya

ditunjukkan oleh gambar 6.

Gambar 6 Konfigurasi pin ATmega8535.

Fungsi dari masing-masing pin

ATmega8535 sebagai berikut:

1. VCC merupakan pin yang

berfungsi sebagai masukan catu

daya.

2. GND merupakan pin Ground.

3. Port A (PortA0…PortA7)

merupakan pin input/output dua

arah dan pin masukan ADC.

4. Port B (PortB0…PortB7)

merupakan pin input/output dua

arah.

5. Port C (PortC0…PortC7)

merupakan pin input/output dua

arah.

6. Port D (PortD0…PortD7)

merupakan pin input/output dua

arah.

7. RESET merupakan pin yang

digunakan untuk me-reset

mikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan

pin masukan clock eksternal.

9. AVCC merupakan pin masukan

tegangan untuk ADC.

10. AREF merupakan pin masukan

tegangan referensi ADC.

IC L293D

Pada gambar 7, menunjukkan

konfigurasi pin ic L293D. IC L293D adalah

suatu rangkaian daya tinggi terintegrasi yang

mampu melayani 4 buah beban dengan arus

nominal 600 mA hingga maksimum 1,2 A.

IC L293D dapat dipakai sebagai driver

relay, motor DC, motor steper dan pengganti

transistor sebagai saklar dengan kecepatan

switching mencapai 5 kHz.

(a)

Gambar 7 Konfigurasi pin IC L293D.

IC half bridge driver motor dc

L293D memiliki dua buah rangkaian half

bridge di dalamnya, sehingga dapat

digunakan untuk men-drive dua buah motor

dc. Half Bridge driver motor dc L293D

masing-masing dapat mengantarkan arus

hingga 2A.

Gambar 8 menunjukkan skematik

rangkaian ic L293D. IC L293D dapat

digunakan sebagai rangkaian motor driver

dengan menghubungkan ke mikrokontroler

dan diberi tegangan sebesar 7 Volt dengan

arus minimal 2 mA. Tegangan masukan IC

L293D maksimal sampai 50 Volt.

Gambar 8 Skematik rangkaian IC L293D.

Motor DC

Motor DC (Direct Current)

merupakan suatu komponen elektronika

yang dapat mengubah energi listrik menjadi

energi gerak. Motor DC dikendalikan

dengan menentukan arah dan kecepatan

putarnya. Arah putaran motor dc adalah

searah dengan putaran jarum jam (clock

wise/cw) atau berlawanan arah dengan

putaran jarum jam (counter clock wise/ccw),

seperti ditunjukan gambar 8. Arah putaran

motor dc bergantung dari hubungan kutub

yang diberikan. Kecepatan putar motor dc

diatur dengan besarnya arus yang diberikan.

Gambar 8 Arah putaran motor dc (cw dan

ccw)

Penggunaan Software

Code Vision AVR merupakan salah

satu software kompiler yang khusus

digunakan untuk mikrokontroler keluarga

AVR. Beberapa kelebihan yang dimiliki

oleh Code Vision AVR:

1. Menggunakan IDE (Integrated

Development Environment).

2. Fasilitas yang disediakan lengkap

(bisa mengedit program, meng-

compile program, men-download

program)

3. Mampu membangkitkan kode

program secara otomatis dengan

menggunakan fasilitas Code

Wizard AVR.

4. Memiliki terminal komunikasi

serial yang terintegrasi dalam

Code Vision AVR, sehingga

dapat digunakan untuk

membantu pengecekan program

yang telah dibuat khususnya

yang menggunakan fasilitas

komunikasi serial UART.

Gambar 9 Jendela Code Vision AVR

Algoritma Dan Pemrograman

Algoritma adalah urutan-urutan dari

instruksi atau langkah-langkah untuk

menyelesaikan suatu masalah. Kriteria suatu

algoritma yaitu dengan adanya input-output,

efektivitas dan efisien serta terstruktur.

Algoritma dapat dilihat dengan

menggunakan diagram alur atau yang biasa

disebut dengan flowchart. Flowchart adalah

suatu diagram yang menggambarkan

susunan alur logika program. Diagram alur

ini berguna untuk memahami suatu program

atau memberikan gambaran dari suatu

pelaksanaan program. Flowchart mengguna-

kan simbol-simbol sebagai alat bantu yang

menggambarkan proses di dalam program.

Adapun simbol-simbol tersebut adalah

sebagai berikut:

Tabel 1 Simbol-simbol Flowchart

No. Simbol Keterangan

1

Start/End, digunakan

untuk menunjukkan awal

dan akhir dari suatu

proses.

2

Process, digunakan

untuk memproses suatu

inputan data.

3

Decision, digunakan

untuk suatu penyeleksian

kondisi di dalam

program.

4

Input/Output, digunakan

untuk mewakili data

input/output.

5

Process Input Manual,

digunakan untuk

menginput manual pada

layar.

6

Flow Line, digunakan

untuk menunjukkan arus

dari proses.

7

Connector, digunakan

untuk menghubungkan

diagram alur apabila

terpisah, yang biasanya

masih dalam halaman

yang sama.

PERANCANGAN ALAT

Prototipe busway merupakan robot

dengan kendali otomatis. Busway ini

berjalan dengan bantuan sensor sebagai alat

indra robot tersebut. Sensor membaca garis

berwarna hitam dan dasar jalur berwarna

putih. Jika sensor membaca garis hitam dan

dasar jalur berwarna putih, maka sensor

akan memberikan masukan tegangan ke

komparator untuk dibandingkan.

Komparator mengeluarkan logika rendah

atau tinggi sebagai masukan ke

mikrokontroler untuk diproses. Program

akan menterjemahkan masukan untuk

menggerakan roda kendaraan, menggerakan

pintu, dan menyalakan led serta buzzer.

Pada perancangan ini meliputi

analisa rangkaian secara detail, analisa

rangkaian secara blok diagram, dan diagram

alur (flowchart).

Analisa Rangkaian Secara Detail

Dalam pengoprasian “Prototipe

busway masa depan” menggunakan

tegangan DC 9v yang dihasilkan dari

adaptor. Tegangan tersebut dikonversikan

oleh IC regulator LM 7805 untuk

menghasilkan tegangan 5v agar sesuai

dengan tegangan mikrokontroler. Tengangan

5v tersebut mengaktifkan rangkaian sensor,

komparator, mikrokontroler, motor driver,

motor dc, led dan buzzer.

Gambar 10 Skematik rangkaian busway

keseluruhan

Pada rangkaian busway , sensor yang

digunakan adalah sensor garis. Sensor garis

berguna untuk mengatur kemudi busway

agar mengikuti garis yang telah dibuat.

Sensor tersbut merupakan rangkaian led

sebagai pengirim cahaya dan rangkaian

photo dioda sebagai penerima cahaya. Pada

saat cahaya led terkena dasar jalur warna

putih, maka pantulan cahaya led mengenai

photo dioda sehingga resistansi pada photo

dioda sangat kecil. Sedangkan saat cahaya

led terkena garis hitam, maka cahaya led

terserap oleh warna hitam sehingga

resistansi photo dioda besar. Saat resistansi

photo dioda kecil maka tegangan pada photo

dioda besar, sedangkan saat resistansi photo

dioda besar maka tegangan pada photo dioda

kecil. Tegangan photo dioda akan masuk

kedalam komparator.

Komparator berfungsi membanding-

kan tegangan photo dioda dengan tegangan

referensi. Tegangan referensi berasal dari

rangkaian trimpot. Jika tegangan photo

dioda lebih besar daripada tegangan

referensi, maka keluaran dari rangkaian

komparator berlogika rendah (0). Jika

tegangan photo dioda lebih kecil daripada

tegangan referensi, maka keluaran dari

rangkaian komparator berlogika tinggi (1).

Keluaran dari komparator akan masuk

kedalam mikrokontroler.

Masukan pada busway ini berupa

aktif rendah (0) karena pada program

masukannya diinisialisasikan sebagai aktif

rendah (0). Jadi busway ini akan bergerak

jika sensor terkena garis warna hitam.

Analisa Rangkaian Secara Blok Diagram

Blok diagram rancangan prototipe

busway ditampilkan dalam gambar 1.

Masing-masing blok mempunyai

karakteristik dan fungsi yang berbeda-beda.

Pada gambar 1, merupakan blok diagram

rangkaian prototipe busway secara

keseluruhan. Blok diagram tersebut terdiri

dari beberapa blok yang saling berkaitan.

Blok masukan terdiri dari rangkaian sensor.

Blok proses terdiri dari rangkaian

komparator, mikrokontroler dan motor

driver. Sedangkan blok keluaran terdiri dari

rangkaian motor dc, LED dan buzzer.

Blok Masukan

Masukan (input) merupakan sesuatu

yang dapat merubah keluaran (output)

dengan melalui suatu proses tertentu. Pada

prototipe busway , masukannya berupa garis

berwarna hitam dan dasar jalur berwarna

putih. Masukan tersebut akan diterima oleh

sensor garis dan diproses oleh rangkaian

komparator agar menjadi logika tinggi atau

rendah. Logika tersebut merupakan masukan

kedalam mikrokontroler.

Blok Sensor

Sensor berfungsi sebagai pembaca

masukan garis berwarna hitam dan dasar

jalur berwarna putih. Sensor pada busway

merupakan sensor garis yang dapat

membedakan warna hitam dan putih. Sensor

tersebut merupakan rangkaian led

superbright dan rangkaian photo dioda yang

disusun sejajar.

Pada gambar 11, rangkaian sensor

terdiri dari rangkaian led yang berfungsi

sebagai pengirim cahaya, sedangkan

rangkaian photo dioda berfungsi sebagai

penerima cahaya. LED memancarkan

cahaya ke objek sedangkan photodioda

menerima cahaya yang dipantulkan oleh

objek. Intensitas cahaya yang diterima oleh

photodioda akan mempengaruhi nilai

reistasinya. Garis berupa warna hitam dan

dasar jalur warna putih akan memantulkan

cahaya dengan intensitas yang berbeda. LED

yang terkena warna putih akan memantulkan

cahaya dengan intensitas yang lebih tinggi

daripada warna hitam, sehingga nilai

resistansinya akan berbeda. Semakin besar

intensitas cahaya yang diterima oleh photo

dioda, maka nilai resistansinya akan

semakin kecil dan nilai tegangan outputnya

akan semakin kecil.

Gambar 11 Rangkaian sensor

Sensor garis pada busway berjumlah

8 buah, seperti ditunjukkan oleh gambar 12.

Jika sensor 4 dan 5 terkena garis hitam,

maka busway akan berjalan lurus. Jika

sensor 5 dan 6 terkena garis hitam, maka

busway akan belok kanan dikit. Jika sensor

6 dan 7 terkena garis hitam, maka busway

akan belok kanan. Jika sensor 5 dan 6

terkena garis hitam, maka busway akan

belok kanan dikit. Jika sensor 7 dan 8

terkena garis hitam, maka busway akan

belok kanan kencang. Begitu pula dengan

sensor sebelah kiri yang terkena garis hitam,

maka busway akan berbelok ke kiri.

Gambar 12 Sensor busway dan garis hitam

pada jalur busway.

Blok Proses

Pada blok int terdapat semua

pemrosesan. Proses perubahan tegangan

menjadi logika, proses logika data masukan

menjadi data keluaran, dan proses

pengendali motor dc. Proses perubahan

tegangan menjadi logika terjadi pada blok

komparator. Proses logika data masukan

menjadi data keluaran terjadi pada blok

mikrokontroler. Proses pengendali motor dc

terjadi pada blok motor driver.

Blok Komparator

Gambar 13 Rangkaian komparator pada

busway

Pada gambar 13 merupakan

rangkaian komparator yang berfungsi

membandingkan tegangan masukan sensor

dengan tegangan referensi. Tegangan yang

masuk ke kaki non inverting komparator

(bersimbol v+) berasal dari tegangan

keluaran rangkaian trimpot. Sedangkan

tegangan yang masuk ke kaki inverting

komparator (bersimbol v-) berasal dari

tegangan keluaran photo dioda. Perbedaan

nilai tegangan keluaran dari photo dioda saat

menerima pantulan cahaya dari garis warna

hitam atau dasar jalur warna putih akan

dideteksi oleh rangkaian komparator.

Tegangan referensi dapat diatur dengan

memutar variabel resistor. Untuk

membedakan warna putih atau warna hitam,

nilai tegangan referensi diatur tepat diantara

nilai tegangan keluaran photo dioda saat

menerima pantulan cahaya pada warna

hitam dan putih.

Blok Mikrokontroler

Pada blok mikrokontroler merupakan

otak dari busway yang berfungsi mengontrol

semua kegiatan masukan dan keluaran. Blok

ini menggunakan mikrokontroler

ATmega8535. Mikrokontro-ler

ATmega8535 ini menggunakan bahasa

pemrograman C. Program yang ada di dalam

mikrokontroler akan mengendalikan

busway. Program tersebut berfungsi

memproses masukan yang masuk kedalam

mikrokontroler dan keluaran yang dihasilkan

oleh mikrokontroler. Mikrokontroler

mengatur semua kegiatan busway. Untuk

dapat mengoperasikan mikrokontroler

dibutuhkan rangkain minimum system,

seperti ditunjukkan oleh gambar 3.5.

Gambar 14 Minimum system

mikrokontroler ATmega8535

Port yang digunakan pada busway

ini yaitu: (ditunjukkan oleh gambar 3.1)

PORT B :

PB0 : Enable 1

PB1 : Enable 2

PB2 & PB3 : LED

PB4 : Buzzer

PORT C :

PC0 – PC7 : Sensor

PORT D :

PD0 – PD5 : Motor DC

Blok Motor Driver

Gambar 15 Motor Driver

Motor driver berfungsi untuk

mengendalikan motor dc. Busway ini

menggunakan IC L293D sebagai pengendali

motornya. Jika motor langsung

disambungkan ke mikrokontroler, teganagan

dan arus yang keluar dari mikrokontroler

tersebut sangat kecil sehingga sulit untuk

mendapatkan putaran motor yang

diinginkan. Pada IC L293D memiliki dua

buah VCC, yaitu VCC1 dan VCC2. VCC1

berfungsi untuk mengaktifkan rangkaian

digital dalam IC tersebut. Sedangkan VCC2

berfungsi untuk mengalirkan tegangan

langsung ke motor dc.

Pada gambar 15, motor 1 dan 2

digunakan sebagai roda busway, sedangkan

motor 3 digunakan untuk membuka pintu.

Enable pada motor 1 dan 2 dihubungkan ke

PortB 0 dan PortB 1, sedangkan pada motor

3 enable dihubungkan ke vcc. Enable yang

dihubungkan pada Port mikrokontroler

berfungsi untuk memberikan pwm pada

motor dc. Dengan PWM (pulse with

modulation) putaran motor dc dapat diatur

melalui program. Oleh karena itu, kecepatan

busway dapat melaju kencang saat jalan

lurus dan melaju perlahan saat jalan berliku.

Sedangkan enable yang dihubungkan pada

vcc dimaksudkan untuk memberikan

tegangan yang konstan, agar motor dc

berputar secara konstan.

Blok Keluaran

Keluaran merupakan hasil dari suatu

masukan yang telah terproses. Keluaran

pada busway ini adalah motor sebagai roda

busway dan penggerak pintu serta led dan

buzzer sebagai indikator pintu.

Blok Motor DC

Blok motor dc merupakan keluaran

terakhir pada prototipe busway . Motor DC

digunakan untuk dapat menggerakan laju

busway dan membuka/menutup pintu

busway. Roda busway menggunakan dua

buah gearbox agar motor dc dapat

menggerakan busway dengan beban yang

berat. Motor 1 terhubung dengan PortD 0

dan PortD 1, motor 2 terhubung dengan

PortD 2 dan PortD 3, sedangkan motor 3

terhubung dengan PortD 4 dan PortD 5.

Port-port yang terhubung pada motor dc

dapat terlihat pada gambar 16.

Gambar 16 Port-port yang terhubung

dengan motor DC

Blok LED Dan Buzzer

Gambar 17 Rangkaian LED dan buzzer

Pada blok ini berfungsi sebagai

indikator pintu pada busway . Led merah

menandakan pintu sedang tertutup,

sedangkan led hijau menandakan pintu

sedang terbuka. Bila buzzer berbunyi

menandakan pintu akan tertutup dan busway

akan berjalan kembali. Led merah terhubung

pada PortB 2, led hijau terhubung pada

PortB 3, sedangkan buzzer terhubung pada

PortB 4, seperti ditunjukkan oleh gambar 17.

Saat busway tidak berhenti pada

halte led merah akan terus menyala.

Sedangkan saat busway berhenti pada halte,

maka pintu terbuka, led merah padam, dan

led hijau menyala selama beberapa saat.

Pada saat pintu akan secara otomatis

tertutup, maka led hijau dan buzzer

berkedip. Setelah pintu tertutup sempurna

maka led hijau dan buzzer padam dan led

merah menyala, kemudian busway akan

secara otomatis berjalan kembali.

Diagran alur (Flowchart)

Gambar 18a Diagram alur part1

Gambar 18b Diagram alur part 2

Gambar 18c Diagram alur part 3

Diagram alur merupakan gambaran

dari algoritma cara kerja suatu sistem.

Diagram alur digunakan untuk melihat alur

kerja prototipe busway. Dengan diagram

alur pembaca lebih mudah memahami

logika algoritma alat yang dibuat. Diagram

alur pada busway ini dapat dilihat pada

gambar 18a, gambar 18b, dan gambar 18c.

UJI COBA ALAT

Cara Pengoprasian Alat

Pada prototipe busway pengoprasian

alat menggunakan tegangan adaptor sebesar

9v. Pengoprasian alat sebagai berikut:

1. Hubungkan prototipe busway dengan

tegangan 9v. Tegangan dapat berasal

dari adaptor maupun baterai.

2. Busway ditempatkan pada jalurnya.

Jalur berupa garis hitam dengan

dasar berwarna putih.

3. Busway akan berjalan sesuai jalur

dengan algoritma seperti pada bab 3.

Busway akan berhenti saat lampu

lalu lintas berwarna merah. Pintu

busway akan terbuka saat bearada

pada halte busway.

Hasil Pengujian Alat

Dari pengamatan saat busway

dioperasikan, maka didapat hasil pengujian.

Pengujian berdasarkan dari keadaan saat

busway berjalan lurus, berbelok, berhenti,

lamanya pintu busway terbuka dan tegangan

pada masing-masing pin ic yang digunakan.

Pengujian ini bertujuan untuk memberikan

informasi kondisi dan performa prototipe

busway yang penulis buat. Berikut adalah

tabel-tabel hasil pengujian prototipe busway

:

1. Pengujian teganan pada sensor dan

komparator

Trimpot (Gambar 13) diposisikan

pada tegangan 3,6 volt. Tegangan photo

dioda saat cahaya led terkena garis berwarna

hitam adalah 3,9 volt. Sedangkan tegangan

photo dioda saat cahaya led terkena dasar

jalur berwarna putih adalah 1,4 volt.

Trimpot berada pada kaki noninverting

komparator, sedangkan photo dioda berada

pada kaki inverting komparator. Pada hasil

pengujian, tegangan keluaran dari

komparator saat terkena garis berwarna

hitam adalah 1 volt, berarti keluaran dari

komparator berlogika rendah. Tegangan

komparator saat terkena dasar jalur

berwarna putih adalah 3,7 volt, berarti

keluaran dari komparator berlogika tinggi.

Dari pengujian tegangan yang keluar dari

komparator, dapat disimpulkan sebagai

berikut:

1.1 Keluaran komparator saat sensor

terkena garis hitam berlogika

rendah, jadi masukan ke

mikrokontroler saat sensor

terkena garis hitam berlogika

rendah.

1.2 Keluaran komparator saat sensor

terkena dasar jalur berwarna

putih berlogika tinggi, jadi

masukan ke mikrokontroler saat

sensor terkena dasar jalur

berwarna putih berlogika tinggi.

2. Pengujian pergerakan busway

Gambar 19, menunjukkan salah satu

pergerakan busway saat berbelok ke kanan.

Pertama saat sensor 4 dan 5 terkena garis

hitam berarti sensor 4 dan 5 berlogika

rendah (0), maka dalam program akan

mengerjakan fungsi dengan nama label maju

(), sesuai program berikut ini:

case 0b11100111: maju (); //sensor 4 dan 5

berlogika rendah (0)

break;

Fungsi dengan nama label maju (),

sebagai berikut:

void maju ()

{

kiri1=1;kiri2=0; //menggerakan

motor kiri berlawanan arah jarum jam (ccw)

kanan1=1;kanan2=0; //menggerakan

motor kanan searah jarum jam (cw)

lpwm=125;rpwm=125; //pwm motor

kiri=125 & pwm motor kanan=125

}

Program diatas menunjukan motor

kiri dan motor kanan sama-sama diberikan

pwm sebesar 125. Jadi roda busway akan

berputar dengan kecepatan yang sama,

sehingga busway akan berjalan lurus.

Kondisi selanjutnya pada gambar 19,

sensor busway berubah kondisi karena garis

hitam berbelok kearah kanan. Sensor yang

terkena garis hitam yaitu sensor 5 dan 6,

berarti sensor 5 dan 6 berlogika rendah (0),

maka dalam program akan mengerjakan

fungsi dengan nama label kanandikit (),

sesuai program berikut ini:

case 0b11110011: kanandikit (); //sensor 4

dan 5 berlogika rendah (0)

break;

Fungsi dengan nama label maju (),

sebagai berikut:

void kanandikit ()

{

kiri1=1;kiri2=0; //menggerakan

motor kiri berlawanan arah jarum jam (ccw)

kanan1=1;kanan2=0; //menggerakan

motor kanan searah jarum jam (cw)

lpwm=150;rpwm=110;} //pwm motor

kiri=150 & pwm motor kanan=110

Dari program diatas menunjukan

motor kiri diberikan pwm sebesar 150 dan

motor kanan diberikan pwm sebesar 110.

Jadi roda busway akan berputar dengan

kecepatan motor kiri lebih cepat dari motor

kanan, sehingga busway akan belok ke

kanan sedikit.

Kondisi selanjutnya pada gambar 19,

sensor busway berubah kondisi karena

setelah berbelok ke kanan sedikit posisi

sensor yang terkena garis hitam yaitu sensor

4 dan 5, berarti sensor 4 dan 5 berlogika

rendah (0), maka dalam program akan

mengerjakan fungsi dengan nama label maju

(), kemudian busway akan bergerak lurus

kembali. Pada dasarnya semua kondisi sama

prinsipnya, tetapi hanya berbeda

pergerakannya saja.

Gambar 19 Pergerakan busway saat

berbelok ke kanan sedikit

3. Waktu saat pintu busway terbuka dan

tertutup

Pada pengujian ini merupakan

pengujian saat busway berhenti pada halte.

saat busway berhenti pada halte, maka pintu

terbuka, led merah padam, dan led hijau

menyala. Lamanya pergerakan pintu busway

saat terbuka + 12,686 detik. Setelah pintu

terbuka sempurna, pintu akan otomatis

tertutup kembali setelah + 21,694 detik.

Kemudian pintu tertutup kembali dengan

lamanya pergerakan + 12,038 detik. Pada

saat pintu bergerak menutup, maka led hijau

dan buzzer berkedip. Setelah pintu tertutup

sempurna maka led hijau dan buzzer padam

dan led merah menyala, kemudian busway

akan secara otomatis berjalan kembali.

Tabel 2, merupakan tabel hasil pengujian

lamanya waktu saat pintu busway terbuka

dan tertutup.

Tabel 2 Waktu saat pintu busway terbuka

dan tertutup dalam detik(s)

4. Tegangan yang dibutuhkan untuk

pergerakan busway

Pada tabel 3 merupakan hasil

tegangan yang diuji pada pergerakan

busway. Tegangan tersebut berdasarkan

pwm yang telah diprogram pada

mikrokontroler. Tegangan tersebut diukur

pada PortB 0 yang terhubung pada enable 1

untuk menggerakan motor kiri dan pada

PortB 1 yang terhubung pada enable 2 untuk

menggerakan motor kanan.

Tabel 3 Tegangan (V) yang dibutuhkan

untuk pergerakan busway

Kondisi busway

PWM

pada

motor

kanan (V)

PWM

pada

motor kiri

(V)

Maju 125 125

Belok kanan dikit 110 150

Belok kanan 80 145

Belok kanan

kencang

90 145

Belok kiri dikit 150 120

Belok kiri 145 70

Belok kiri

kencang

145 90

Diam 0 0

Kondisi busway

Tegangan

pada

Tegangan

pada

motor

kanan (V)

motor kiri

(V)

Maju 2,5 2,5

Belok kanan dikit 3 2,4

Belok kanan 1,4 2,4

Belok kanan

kencang

1,8 2,9

Belok kiri dikit 2,3 3

Belok kiri 3 1,7

Belok kiri

kencang

3 1,9

Diam 0 0

Waktu rata-rata saat pintu sedang

terbuka + 12,686 detik

Waktu rata-rata lamanya pintu

busway saat terbuka + 21,694

detik

Waktu rata-rata saat pintu sedang

tertutup + 12,038 detik

PENUTUP

Kesimpulan

Prototipe busway berjalan

berdasarkan jalur tersendiri, yaitu garis

berwarna hitam dan dasar jalur berwarna

putih. Dari hasil pengujian dapat

disimpulkan sebagai berikut:

1. Busway berjalan lurus dan berbelok

berdasarkan pembacaan sensor saat

terkena garis hitam dan dasar jalur

berwarna putih. Mikrokontroler dapat

mengartikan logika masukan sensor

karena telah diterjemahkan oleh program

yang ditanamkan.

2. Pintu busway terbuka lalu tertutup

secara otomatis saat busway berada pada

halte. Lamanya waktu yang diperlukan

saat pintu busway sedang terbuka adalah

12,686 detik. Lamanya waktu yang

diperlukan saat pintu busway sudah

terbuka adalah 21,694 detik. Lamanya

waktu yang diperlukan saat pintu

Percobaan

ke-

Waktu

saat

pintu

terbuka

(s)

Lamanya

waktu saat

pintu

terbuka

(s)

Waktu

saat

pintu

tertutup

(s)

1 12,34 22,30 11,30

2 12,60 21,45 12,16

3 13,04 21,73 12,90

4 12,53 22,36 11,25

5 12,92 20,63 12,58

Rata-rata 12,686 21,694 12,038

busway sedang tertutup adalah 12,038

detik.

3. Indikator pintu busway terdiri dari led

merah, led hijau, dan buzzer. Bila pintu

tertutup maka led merah menyala,

sedangkan bila pintu terbuka maka led

hijau menyala. Buzzer dan led hijau

akan menyala bersama-sama sebagai

penanda pintu akan tertutup.

Saran

1. Sensor terletak pada bagian bawah

badan busway. Jika jalur tergenang air,

maka jalur akan tertutup air sehingga

sensor busway tidak dapat membaca

jalur. Agar busway berjalan sesuai

fungsinya busway ini harus ditempatkan

pada jalur yang tidak pernah terkena

banjir.

2. Pergerakkan busway dapat ditambahkan,

seperti : busway dapat parkir secara

otomatis pada lahan parkir, serta

pengaturan kecepatan secara otomatis

saat busway berjalan menanjak atau

menurun.

3. Busway dapat ditambahkan berbagai

komponen lain seperti sensor jarak dan

gps. Sensor jarak dapat berfungsi saat

ada kendaraan atau benda lain yeng

berada di depan jalur busway agar

busway dapat berhenti. Gps

memudahkan operator memantau setiap

busway yang berada di jalan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] URL:

http://id.wikipedia.org/wiki/Robot, 8

Agustus 2011.

[2] URL:

http://sitimasrurohum.blogspot.com/

2009/05/evaluasi-pembelajaran.html,

8 Agustus 2011

[3] Anonim, Modul Panduan

Elektronika Dasar 1, Laboratorium

Dasar Elektronika dan Komputer

Universitas Gunadarma, Depok,

2008.

[4] URL:

http://id.wikipedia.org/wiki/Sensor, 8

Agustus 2011.

[5] URL:

http://tyanretsa.blogspot.com/2010/0

8/photodioda-dan-led.html, 8 mei

2011.

[6] Malvino, Albert Paul, Prinsip-

Prinsip Elektronika, Edisi ke-2,

Salemba Teknika, Jakarta, 2004.

[7] URL:

http://www.datasheetcatalog.org/data

sheet/stmicroelectronics/2156.pdf,

17 mei 2010.

[8] URL:

http://repository.usu.ac.id/bitstream/

123456789/14230/1/09E02814.pdf,

8 mei 2011.

[9] M. Ary Heryanto dan Wisnu Andi P,

Pemrograman Bahasa C Untuk

Mikrokontroler ATmega8535, Andi,

Yogyakarta, 2008.

[10] URL:

http://www.datasheetcatalog.org/data

sheet/atmel/2502S.pdf, 17 mei 2010.

[11] URL:

http://www.datasheetcatalog.org/data

sheet/stmicroelectronics/1330.pdf,

17 mei 2010.

[12] URL:

http://www.toko-

elektronika.com/tutorial/linefollower

tanpamikro.html, 8 mei 2011.

[13] URL:

http://www.scribd.com/doc/7481334/

codevision-avr, 8 Mei 2011.

[14] Anonim, Modul Panduan Embedded

system, Laboratorium Menengah

Elektronika dan Komputer,

Universitas Gunadarma, 2010.