Jurnal Keselamatan Transportasi Jalan (Indonesian Journal of Road Safety) Volume 7 No. 2 Desember 2020 : 12-22

## Rancang Bangun Sistem Anti Overloading Pada Kendaraan Barang Berbasis Mikrokontroler Menggunakan Sensor Jarak
Dhea Ahmad Rivaldy 1 , Agus Sasmito 2 , Tri Handoyo 3
Program Studi Teknik Keselamatan Otomotif, Politeknik Keselamatan Transportasi Jalan E-mail: dheaahmadrivaldy@gmail.com
Received 16 September 2020; Reviewed 4 November 2020; Accepted 10 November 2020 Journal Homepage: http://ktj.pktj.ac.id/index.php/ktj DOI: 10.46447/ktj.v7i2.169

## Abstrak
Kendaraan barang yang selama ini diandalkan sebagai alat distribusi barang nampaknya memiliki  berbagai  permasalahan.  Masalah  yang  muncul  adalah  akibat  dari  kelalaian pengguna dengan memberikan beban muatan yang berlebih pada kendaraan tersebut. Berbagai  permasalahan  yang  dapat  terjadi  karena  muatan  berlebih  pada  angkutan barang  apabila  tidak  ditanggapi  dengan  serius  dapat  menyebabkan  kerugian  yang semakin besar. Memanfaatkan teknologi saat ini, dikembangkannya sebuah sistem anti overloading  pada  kendaraan  barang  yang  dapat  mengatasi  permasalahan  kelebihan muatan. Di dalam perancangan alat ini perlu dilakukan eksperimen awal untuk mencari batas  jarak  beban  aman  sebagai  dasar  membuat  program.  Metode  penelitian  yang digunakan pada penelitian ini adalah Research and Development (R&D) yang merupakan suatu proses untuk mengembangkan produk baru atau menyempurnakan produk yang telah ada. Desain pemasangan dari sistem anti overloading pada rangka chasis bawah untuk  mendeteksi  batas  jarak  beban  aman  dan  beban  muatan  antara  rangka chasis bawah dengan dumper kendaraan. Kinerja sistem menggunakan sensor jarak pada alat peraga  dengan  beban  yang  diberikan  dapat  bekerja  dengan  baik  serta  alat  dapat memberikan kinerja output sesuai dengan pemrograman yang telah dirancang seperti menampilkan  hasil  pembacaan  jarak  dan  beban  muatan  pada handphone  Android. Tingkat akurasi dari fungsi sensor terhadap pembacaan jarak memiliki persentase rata- rata success 100% dan error 0%.
Kata kunci : Kelebihan Muatan, Mikrokontroler, Sensor Ultrasonik, Android
PENDAHULUAN
Transportasi  sering  dianggap  sebagai  prasyarat  pembangunan  ekonomi, karena  pertumbuhan  ekonomi  memerlukan  transportasi  dan  pembangunan infrastruktur (Mahmudah et al., 2011) . Namun demikian, pertumbuhan ekonomi juga  akan  meningkatkan  jumlah  ton-km  transportasi  barang.  Sebagaimana dicatat oleh Direktorat Jenderal Perhubungan Darat Republik Indonesia (2006) transportasi  barang  yang  menggunakan  jalan  diperkirakan  mencapai  91,25%. Angka  ini  jauh  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  yang  menggunakan  moda transportasi  kereta  api  (0,63%),  moda  sungai  (1,01%)  dan  moda  laut  (7%) (Mahmudah et al., 2011)
Kendaraan angkut barang yang selama ini diandalkan sebagai alat distribusi barang dari produsen ke konsumen nampaknya memiliki berbagai permasalahan
apabila  diamati  dalam  kehidupan  sehari-hari.  Masalah  yang  muncul  tak  lain adalah  akibat  dari  kelalaian  pengguna  kendaraan  angkut  barang  itu  sendiri dengan  memberikan  beban  yang  berlebih  pada  kendaraan  tersebut.    Melihat kondisi lalu lintas di Indonesia saat ini, sering sekali ditemui kendaraan angkut barang dengan sasis yang tidak simetris, kendaraan angkut barang yang berjalan tidak seimbang, bahkan kendaraan angkut barang mogok di tengah jalan karena patah as-rodanya akibat dari beban yang diangkut terlampau jauh melewati batas maksimal  beban  muatan  kendaraan.  Selain  itu,  kendaraan  yang  mengangkut beban muatan yang melebihi batas maksimal beban muatan kendaraan dapat menimbulkan  kerusakan  pada  badan  jalan.  Hal  ini  tentunya  menimbulkan dampak  yang merugikan pengguna jalan yang lain. Kendaraan angkut barang yang mogok di jalan menyebabkan kemacetan yang berlarut-larut karena ukuran kendaraan angkut barang yang sangat besar sehingga memakan banyak badan jalan (Santoso et al., 2012).
Upaya  pencegahan  terhadap  kelebihan  muatan  telah  dilakukan  oleh berbagai pihak. Sebagai upaya untuk mengatasi kelebihan muatan pemerintah telah menetapkan peraturan pembatasan dari maksimal beban angkut kendaraan yang  tercantum  dalam  UU  No.  22  Tahun  2009  yang  dilakukan  dengan menggunakan  alat  penimbangan.  Penanggulangan  untuk  mengatasi  kelebihan muatan  dengan  menggunakan  alat  penimbangan  atau  jembatan  timbang tersebut belum berjalan dengan efektif karena masih banyak pengemudi yang tidak mematuhi aturan muatan kendaraan (Firdaus et al., 2019).
Berdasarkan  permasalahan  tersebut,  sangat  perlu  dikembangkan  sebuah sistem  anti overloading  pada  kendaraan  barang  yang  dapat  mengatasi permasalahan  kelebihan  muatan  dengan  memanfaatkan  berkembangnya teknologi saat ini. Di dalam perancangan alat ini perlu dilakukan eksperimen awal untuk  mencari  batas  jarak  beban  aman  antara  rangka chasis  bawah  dengan dumper menggunakan sensor jarak berdasarkan beban muatan yang diberikan sesuai  dengan  Jumlah  Berat  Yang  Diperbolehkan  (JBB).  Tujuan  dari  alat  ini adalah sebagai sistem pembatas muatan pada kendaraan barang dalam upaya meningkatkan  keselamatan  dijalan  dan  dapat  menghentikan  kerja  mesin  saat kendaraan dalam muatan berlebih atau overloading sehingga kendaraan dengan muatan berlebih tidak dapat dioperasikan.

## METODE
Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah Research and Development (R&D). Research and Development (R&D) merupakan suatu proses untuk mengembangkan suatu produk baru atau menyempurnakan produk yang telah ada. Penyempurnaan alat yang peneliti lakukan akan diuji coba. Uji coba produk menentukan keberhasilan alat yang telah dirancang.
S oftware yang dibutuhkan dalam perancangan alat adalah aplikasi Fritzing, Arduino IDE dan Blynk. Sedangkan hardware yang dibutuhkan dalam perakitan komponen,  meliputi  Wemos  D1  R2,  sensor  jarak  ultrasonik  (HC-SR04),  LED, buzzer, relay, motor servo dan project board.
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Verifikasi program dilakukan untuk pemeriksaan kesesuaian jalannya model logika yang sudah diprogram komputer dengan yang diinginkan. Berikut adalah proses verifikasi program yang dilakukan oleh peneliti :
Gambar 2. Proses Verifikasi Program
Perakitan alat dilakukan secara keseluruhan yang berkaitan dengan sistem perangkat  keras  sesuai  dengan  rangkaian  dan  simulasi  yang  telah  diprogram, terdiri  dari  komponen  pemasukan  data,  komponen  pengolahan  data  dan komponen keluaran data. Diagram blok sistem menunjukkan konsep dasar dari prototype dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Diagram Sistem Prototype

## HASIL DAN PEMBAHASAN Data Perhitungan Batas Jarak Beban
Perhitungan  batas  jarak  beban  aman  berdasarkan  beban  muatan  yang diberikan pada kendaraan sesuai dengan Jumlah Berat Yang Diperbolehkan (JBB) sebagai dasar dalam membuat program dan konsep alat . Perhitungan batas jarak beban aman dari variasi muatan yang diberikan yaitu dimulai pada kondisi berat kosong  kendaraan,  hingga  mencapai  muatan  berlebih  atau overloading  dan hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 1. Rekapitulasi Data Perhitungan Jarak Beban
Penambahan Beban Jarak Beban Keterangan 559 kg 6 cm Berat Kosong 984 kg 5 cm 75% Berat 1.509 kg 3 cm 100% Berat 1.719 kg 1 cm 110% Berat
Dari hasil perhitungan batas jarak beban aman diatas, menghasilkan jarak beban dari variasi muatan yang diberikan. Pada kondisi kendaraan berat kosong dengan beban muatan 559 kg menghasilkan jarak  beban sebesar 6 cm. Pada kondisi  kendaraan  75%  beban  penuh  dengan  beban  muatan  984  kg menghasilkan  jarak  beban  sebesar  5  cm.  Pada  kondisi  kendaraan  mencapai 100% beban penuh dengan beban muatan 1509 kg menghasilkan jarak beban sebesar  3  cm.  Pada  kondisi  kendaraan  mencapai    110%  beban  penuh  atau overloading  dengan muatan 1719 kg menghasilkan jarak beban sebesar 1 cm. Berdasarkan kondisi beban muatan kendaraan sesuai dengan Jumlah Berat Yang Diperbolehkan (JBB) diperoleh batas jarak beban aman sebesar 3 cm. Batas jarak beban  aman  tersebut  sebagai  dasar  di  dalam  membuat  program  sistem  anti overloading  dengan  unjuk  kerja  pada  alat  ketika  sensor  jarak  ultrasonik  (HC- SR04) mendeteksi jarak beban dibawah 3 cm maka output akan bekerja untuk menghentikan  kinerja  mesin  sehingga  kendaraan  dengan  kondisi  muatan overloading tidak dapat dioperasikan.

## Uji Coba Alat
Uji  coba  alat  dilakukan  dengan  menggunakan  alat  peraga  untuk memastikan bahwa kinerja dari sensor jarak dapat mendeteksi serta mengukur jarak beban aman dan beban muatan yang diterima, selanjutnya menilai hasil perakitan komponen dapat bekerja dengan baik sesuai dengan prinsip kerjanya. Tahap uji coba pada alat peraga ini dilakukan dengan tiga tahap. Setiap tahap akan mewakili dari kinerja input maupun output yang diberikan. Berikut adalah penjelasan lebih lanjut mengenai uji coba awal tersebut.
1. Tahap 1
Pada tahap pertama adalah dengan memberikan beban kosong pada alat peraga.  Diketahui  hasil  pembacaan  jarak    beban  dan  beban  muatan  pada handphone Android serta lampu LED hijau menyala sebaga indikator aman.
Tampilan jarak Lampu LED hijau menyala
Gambar 4. Uji Coba Tahap 1
2. Tahap 2 Pada tahap kedua adalah dengan memberikan beban muatan sebesar 4640 gram  pada  alat  peraga.  Diketahui  hasil  pembacaan  jarak  beban  dan  beban muatan pada handphone Android, lampu LED berkedip-kedip sebagai indikator peringatan  bahaya  muatan  berlebih  atau overloading  dan  buzzer  berbunyi sebagai indikator alarm peringatan.
Tampilan jarak Lampu LED kuning menyala
Gambar 5. Uji Coba Tahap 2
3. Tahap 3
Pada  tahap  ketiga  adalah  dengan  memberikan  beban  muatan    berlebih sebesar 5800 gram pada alat peraga, diketahui hasil pembacaan jarak beban dan beban  muatan  serta  notifikasi  pada handphone  Android,  lampu  LED  merah menyala  dan buzzer  berbunyi  sebagai  indikator  muatan  berlebih,  motor  servo
bergerak  dan relay  yang  sebelumnya  bersifat  normally  open  akan  bersifat normally close.
Lampu LED merah menyala Buzzer berbunyi Motor Servo Bergerak
Relay menghentikan putaran
Gambar 6. Uji Coba Tahap 3
Gambar 7. Notifikasi Pada Handphone Android

## Hasil Uji Coba Alat
Tabel 2. Hasil Uji Coba Beban Muatan Jarak Kondisi Keterangan LED Buzzer  Motor Servo  Relay Beban Kosong 8 cm Hijau Low Low Low Sesuai Beban Muatan 4640 gr 4 cm  Kuning High Low Low Sesuai Beban Berlebih 5800 gr 3 cm Merah High High High Sesuai

## Sumber : Hasil Pengujian, 2020
Hasil uji coba alat yaitu alat dapat mendeteksi serta mengukur batas jarak beban  aman  dan  beban  muatan  sebagai  sistem  pembatas  muatan  pada  alat peraga.  Alat  ini  juga  dapat  memberikan  kinerja output  sesuai  dengan pemrograman  yang  telah  dirancang  pada  mikrokontroler  seperti  menampilkan hasil pembacaan jarak dan beban muatan pada handphone Android yang sudah terpasang  aplikasi Blynk.  Pemrograman  yang  telah  dibuat  menggunakan Software Arduino IDE dan diupload pada mikrokontroler Wemos D1 R2.
Gambar 8. Pemasangan Sensor Jarak Ultrasonik (HC-SR04)
Gambar  8.  merupakan  desain  pemasangan  dari  sistem  anti overloading menggunakan sensor jarak ultrasonik (HC-SR04) sebagai pendeteksi batas jarak beban aman dan beban muatan antara chasis bawah dengan dumper kendaraan.
Tabel 3. Rekapitulasi Data Hasil Kalibrasi Sensor Jarak Ultrasonik (HC-SR04)
Percobaan Jarak (cm) Success (%) Error (%) Penggaris  Sensor 1 2 2 100% 0% 2 3 3 100% 0% 3 4 4 100% 0% 4 5 5 100% 0% 5 6 6 100% 0% Rata – rata 100% 0% Sumber : Hasil Pengujian, 2020
Gambar 9. Grafik Kalibrasi Sensor Jarak Ultrasonik (HC-SR04)
Berdasarkan  hasil  kalibrasi  sensor  jarak  ultrasonik  (HC-SR04)  dan  grafik hubungan  antara  sensor  terhadap  penggaris  sebagai  tolak  ukur  memiliki persentase  rata-rata success  100%  dan  error  0%.  Kemudian  diperoleh persamaan  y = x dengan nilai koefisiensi korelasi linier sebesar R 2 = 1. Hal ini menunjukkan  bahwa  sensor  dapat  bekerja  akurat  dan  optimal.  Selain  itu, terjadinya  hubungan  yang  kuat  dan  searah  antara  alat  yang  dibuat  peneliti dengan penggaris sebagai tolak ukur.

## SIMPULAN
Berdasarkan hasil data perhitungan, perancangan dan pengujian rancang bangun sistem anti overloading pada kendaraan barang berbasis mikrokontroler menggunakan sensor jarak diketahui bahwa penentuan batas jarak beban aman berdasarkan beban muatan yang diberikan pada mobil barang Daihatsu Gran Max (Pick Up) sesuai dengan Jumlah Berat Yang Diperbolehkan (JBB) sebesar 3 cm. Batas  jarak  beban  aman  tersebut  sebagai  dasar  didalam  membuat  program sistem  anti overloading  dengan  unjuk  kerja  pada  alat  ketika  sensor  jarak ultrasonik (HC-SR04) mendeteksi jarak beban dibawah 3 cm, maka output LED merah akan menyala, buzzer berbunyi sebagai indikator muatan berlebih, motor servo  bergerak,  relay  menghentikan  kinerja  mesin  serta  notifikasi  pada handphone  Android.  Hasil  uji  coba  alat  yaitu  alat  dapat  mendeteksi  serta mengukur batas jarak beban aman dan beban muatan sebagai sistem pembatas muatan pada alat peraga. Alat ini juga dapat memberikan kinerja output sesuai dengan  pemrograman  yang  telah  dirancang  pada  mikrokontroler.  Desain pemasangan dari sistem anti overloading menggunakan sensor jarak ultrasonik (HC-SR04) pada chasis bawah untuk mendeteksi batas jarak beban aman dan beban muatan antara rangka chasis bawah dengan dumper kendaraan. Tingkat akurasi dari fungsi sensor terhadap pembacaan jarak yang dibandingkan dengan alat  pengukur  sebagai  tolak  ukur  memiliki  persentase  rata-rata success  100% dan error 0%.
2; 2 3; 3 4; 4 5; 5 6; 6 y = x R² = 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Pe ng ga ris (c m) Sensor Jarak (cm) Kalibrasi Sensor Jarak Ultrasonik (HC-SR04)

## SARAN
Diperlukan  penelitian  dan  evaluasi  lebih  lanjut  untuk  dapat  diaplikasikan pada kendaraan barang.

## DAFTAR PUSTAKA
Andayani  Martalia,  I.  W.  (2016).  Kalibrasi  Sensor  Ultrasonik  HC-SR04  Sebagai Sensor Pendeteksi Jarak Pada Prototipe Sistem Peringatan Dini Bencana Banjir. Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal) SNF2016 (pp. p-ISSN : 2339-0654). Jakarta: Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Jakarta.
Apriantoro, R., Firmansyah, A., Utami, T., Tohirin, & Suharjono, A. (2016). Lolis (Load  Limiting  System). Seminar  Nasional  Terapan  Riset  Inovatif SEMARANG, 15 – 16 Oktober 2016, 301-307. Baihaqi, S. B., Atmawan, S., Dwifa, M. B., & Budi, S. S. (2015). Rancang Bangun Deteksi  Overload  Sebagai  Kendali  Automatic  Engine  Cut  Off  dengan Mikrokontroler  Menggunakan  Sensor  Potensiometer. The  18th  FSTPT International Symposium, Unila, Bandar Lampung,August 28, 2015.
Firdaus, R., Lutfi, L., Anshor, M. H., & Kurnia, R. (2019). Otomatisasi Sensor Load Cell untuk Mengatasi Overload Kendaraan. Jurnal Nasional Teknik Elektro, Vol. 8, No. 2, Juli 2019 , 81-88.
Limantara, A. D., Purnomo, Y. C., & Mudjanarko, S. W. (2017). Pemodelan Sistem Pelacakan Lot Parkir Kosong Berbasis Sensor Ultrasonic dan Internet Of Things (IOT) Pada Lahan Parkir Diluar Jalan. Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017.
Mahmudah,  N.,  Parikesit,  D.,  Malkhamah,  S.,  &  Priyanto,  S.  (2011). Pengembangan  Metodologi  Perencanaan  Transportasi  Barang  Regional. Jurnal Transportasi Vol. 11 No. 3 Desember 2011, 173-182.
Peraturan Menteri Perhubungan Republik Indonesia Nomor PM 60 Tahun 2019 tentang Penyelenggaraan Angkutan Barang dengan Kendaraan Bermotor di Jalan. Jakarta
Peraturan  Menteri  Perhubungan  Nomor  KM.  49  tahun  2005  tentang  Sistem Transportasi Nasional (SISTRANAS). Jakarta
Peraturan  Pemerintah  Republik  Indonesia  Nomor  55  Tahun  2012  tentang Kendaraan. Jakarta Santoso, R. H. (n.d.) (2012). Mendesain Sensor Berat Untuk Kendaraan Angkutan Barang  Mitsubishi  L-300.  Jalan  Siwalankerto  121-131,  Surabaya  60236, Indonesia: Jurusan Teknik Mesin Universitas Kristen Petra.
Suryono,  B.  S.  (2013).  Sistem  Akuisis  Data  Komputer  Pada  Sensor  Ultrasonic Ranger Untuk Pengukuran Level Muka Air. Berkala Visika, Vol.16, No. 4,
139-144 . Surat Edaran Direktur Jenderal Perhubungan Darat Nomor
SE.02/AJ.208/DRJD/2008  tentang  Panduan  Batasan  Maksimum Perhitungan  JBI  (Jumlah  Berat  yang  diIzinkan)  dan  JBKI  (Jumlah  Berat Kombinasi  yang  diIzinkan)  untuk  Mobil  Barang,  Kendaraan  Khusus, Kendaraan Penarik berikut Kereta Tempelan/Kereta Gandengan. Jakarta Vera  Firmansyah,  S.  H.  (2020).  Pemanfaatan  Sensor  Ultrasonik  sebagai  Alat Bantu  Pembacaan  Skala  Volume  pada  Bell  Prover. J.Otto.Ktrl.Inst (J.Auto.Ctrl.Inst), ISSN : 2085-2517.
Zulkarnaen, T. R. (2011). Implementasi Kebijakan Pengawasan dan Pengendalian Muatan Lebih (Studi Kasus pada Unit Pelaksana Penimbangan Kendaraan Bermotor  Dinas  Perhubungan  Provinsi  Sumatera  Utara). Vol  .  2,  No.1, Desember 2011 , 209-231 .