## SISTEM KEAMANAN PADA PERLINTASAN KERETA API MENGUNAKAN SENSOR INFRARED BERBASIS MIKROKONTROLLER ARDUINO UNO
Fikri Kurniawan *,1) , Ade Surahman 2)
1,2) Program Studi Teknik Komputer, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Teknokrat Indonesia (10 pt, italic) Jl. ZA. Pagar Alam No.9 -11, Labuhan Ratu, Bandar Lampung, Indonesia 35132 (10 pt, italic)
Email: 2 adesurahman@teknokrat.ac.id

## Abstract
The  system  aims  to  design  and  implement circuits  that  can  play  a  safety  role  and  follow  the technology installed in railway safety.
The  infrared  module  is  used  to  detect  the frequency  that  will  be  the  input  and  output  of  the Arduino  microcontroller.  To  control  the  Arduino microcontroller,  the  Arduino  software  uses  C  and Arduino programming languages.
The way this tool works is if the infrared sensor gets  input  from  the  movement  of  a  passing  train,  the Infarared  1  sensor  will  detect  a  movement  that  will trigger  the  yellow  LED  indicator  to  light  up  and  when the  Ultrasonic  Sensor  2  gets  the  input  value  from  the movement  of  a  passing  train  it  will  trigger  the  Red Indiator  LED  to  go  wrong  and  be  followed  with  the Buzzer  sound  as  a  signal,  and  the  Microcontroller System  will  automatically  execute  the  Servo  Motor  to move and close the Railroad Crossings.
Keywords: Arduino  Uno  Microcontroller,  Inflared Sensor, Railroad, Security System, Ultrasonic Sensor.

## Abstrak
Sistem  tersebut  bertujuan  untuk  merancang  dan mengimplementasikan  sirkuit  yang  dapat  memainkan peran  keselamatan  dan  mengikuti  teknologi  yang dipasang pada keselamatan perkeretaapian.
Modul  infra  merah  digunakan  untuk  mendeteksi frekuensi  yang  akan  menjadi  masukan  dan  keluaran dari  mikrokontroler  Arduino.  Untuk  pengendalian mikrokontroler Arduino digunakan bahasa pemrograman  C  dan  Arduino  menggunakan  software Arduino.
Cara  kerja  alat  ini  adalah  apabila  Sensor  infrared mendapatkan  Inputan  Dari  Gerakan  Kereta  yang melintas, Sensor Infarared 1 akan mendeteksi gerakan yang akan memicu Indikator LED Kuning menyala dan ketika Sensor Ultrasonic 2 Mendapatkan Nilai Inputan dari  Gerakan  kereta  yang  melintas  akan  memicu  LED Indiator  Merah  menyalah  serta  diikuti  dengan  suara Buzzer sebagai isyarat, dan secara otomatis System Pada Mikrokontroler  akan  menjalankan  motor  servo  untuk
memindahkan dan menutup perlintasan kereta api.
Kata Kunci: Kereta    Api, , Mikrokontroler Arduino Uno, Sistem    Keamanan, Sensor    Inflared, Sensor Ultrasonic.

## 1. Pendahuluan
Perkembangan  teknologi  dapat  membantu  manusia dalam  memecahkan  masalah  dan  bekerja  dengan  lebih mudah.  Dalam  bidang  elektronika,  otomasi  dapat digunakan untuk segala hal yang dapat mengurangi beban pekerjaan  manusia,  mempermudah  penggunaan  dan mempercepat  penyelesaian  masalah  [1].  Sangat  cocok untuk sensor yang mirip dengan kecerdasan manusia. Hal yang  sama  akan  terjadi  pada  sistem  yang  berbasis mikrokontroler, sensor gerak, dan sensor sidik jari.
Dengan  berkembangnya  teknologi  sensor  dan mikrokontroler yang murah dan nyaman, semakin mudah dan  efisien  bagi  para  peneliti  dan  produsen  alat  untuk membuat  alat..  Beberapa  abad  yang  lalu,  karena kurangnya sistem cerdas dan  sistem turunan,  masih sulit untuk  membuat  alat  dan  kesulitan  memprogram  alat  ini [2].
Teknologi keamanan akses mengalami perkembangan, menggunakan teknologi manual menjadi sistem keamanan semi otomatis [3]. Untuk memasuki ruangan yang sangat rahasia atau ruangan khusus, tidak hanya siapa pun yang dapat  memasuki  ruangan,  tetapi  metode  kontrol  akses harus  digunakan  sehingga  hanya  orang-orang  tertentu yang dapat memasuki ruangan [4]. Menggunakan metode ini  akan  mengatasi  seringnya  kehilangan  kunci  dan kesulitan  menentukan  kunci  mana  yang  akan  digunakan untuk  membuka  ruangan,  karena  lebih  banyak  ruangan harus menyediakan lebih banyak kunci, jadi menemukan kunci  yang  benar  akan  memakan  waktu  [5].  Sistem keamanan pada kereta api juga sangat perlu diperhatikan karena terkait dengan keselamatan penumpang kereta api.
Adapun kelebihan penggunaan teknologi sensor sidik jari,  keunggulan  alat  yang  tidak  dapat  dicapai  melalui metode konvensional adalah dapat menentukan hak akses ruangan, dan dapat terus digunakan meskipun aliran listrik PLN terputus akibat penggunaan PLN. Baterai cadangan, serta tampilan dan tampilan  interaktif  untuk pemahaman status,  membuat  kita  merasa  seolah-olah  pintu  berbicara kepada pengguna melalui layar [6].

## 2. Metodologi Penelitian
1.    Studi Pustaka
Dalam  metode  ini,  penulis  mengumpulkan  data  yang berkaitan  dengan  masalah  yang  akan  dibahas  dari  buku referensi. Pengumpulan data juga dapat dimanfaatkan dari jurnal dan internet [7][8][9]. 2.    Metode Ekperimen Pada  percobaan  bagian  ini,  penulis  mendesain  alat  dan mengujinya  secara  langsung,  dengan  tujuan  untuk memahami  dan  mengecek  setiap  sistem  kerja  dari rangkaian yang digunakan. Jika ada masalah, maka akan dianalisis dan diperbaiki. 3.  Wawancara Pada  metode  ini  penulis  melakukan  konsultasi  dengan kepala  program  studi,    pembimbing,    serta    orang-orang yang  memiliki  pengetahuan tentang permasalahan di atas [10].

## 3. Analisa dan Perancangan
3.1 . Perancangan Alat
Perancangan  alat  merupakan  metode  awal  dalam pembuatan alat, cara ini sangat penting dilakukan karena perkakas yang belum didesain tidak dapat bekerja secara maksimal.  Untuk  mendapatkan  hasil  yang  terbaik  maka perlu  dilakukan  perancangan  yang  baik  dengan memperhatikan  karakteristik  dan  karakteristik  masing- masing  komponen  yang  digunakan  untuk  mencegah terjadinya kerusakan komponen [11]. Tahap perancangan meliputi  beberapa  tahapan  yaitu  diagram  blok,  diagram alir,  perancangan  pahat  dan  material,  dan  kemudian perancangan pahat secara keseluruhan.
Proses perancangan alat sangatlah penting untuk memulai suatu pekerjaan dengan tujuan sebagai berikut :
1. Alat yang dihasilkan dengan cara ini akan seperti yang diharapkan.
2. Pilih komponen yang paling sesuai.
3. Tentukan error atau kendala error yang terjadi.
4. Minimalkan  biaya,  tetapi  gunakan  alat  yang dapat membuahkan hasil yang memuaskan
Proses  penelitian  ini  dimulai  dari  mempersiapkan semua  komponen  sistem  kemudian  inputan  yang  berasal dari  dua  komponen  yaitu  sensor  ultrasonic  dan  sensor infrared, jika sensor ultrasonic mendapat inputan pertama dari gerak kereta maka LED indikator kuning dihidupkan dan  jika  sensor  infrared  mendapat  inputan  kedua  dari gerak  kereta  yang  melintas  maka  LED  indikator  merah dihidupkan  bersamaan  dengan  indikator  buzzer  dan terakhir  motor  servo  akan  bergerak  otomatis  untuk menutup palang perlintasan kereta api.
3.2. Diagram Blok
Pada  diagram  blok  berikut  ini,  menggambarkan metode kerja alat secara keseluruhan dari masukan, proses hingga  keluaran  [12].  Pada  diagram  blok  ini  hanya terdapat  hubungan  jalur  antar  blok,  tetapi  setiap  blok memiliki komponen utama dan komponen pendukung.
Gambar 1. Diagram Blok Kerja Alat

## 3.3. Perancangan Keseluruhan Alat
Rancangan  alat  secara  keseluruhan  mengandung empat  elemen  penting  yang  terintegrasi  satu  sama  lain. Elemen-elemen  penting  tersebut  adalah  rangkaian masukan,  rangkaian  kontrol,  rangkaian  keluaran  dan program  perangkat  lunak  yang  terintegrasi.  Rangkaian keseluruhan alat dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2. Perancangan Keseluruhan Alat
3.4. Perancangan Sensor Infrared
Sensor  inframerah  adalah  komponen  elektronik  yang dapat mengidentifikasi fitur tertentu di lingkungan sekitar dengan memancarkan atau mendeteksi radiasi inframerah yang  dapat  bekerja  secara  efektif  dalam  jarak  3–80cm [13]. Skematik perancanagn sensor infrared dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Skematik Perancangan Sensor Infrared

## 3.5. Perancangan LCD
Liquid  Crystal  Display adalah  perangkat  elektronik yang digunakan untuk menampilkan angka atau teks [14]. Rangkaian LCD pada perangkat ini dihubungkan dengan modul  rangkaian  terintegrasi  internal  atau  I2C  yang merupakan  standar  komunikasi  serial  dua  arah  yang menggunakan  dua  saluran  yang  dirancang  khusus  untuk mengirim dan menerima data.
Gambar 4 . Skematik Perancangan LCD
3.6. Perancangan Buzzer
Untuk memonitor suara buzzer pada saat mikrokontroler mengeluarkan  suatu  perintah  maka diperlukan  komponen buzzer yaitu  komponen  elektronik
karena dapat menghasilkan getaran suara yang berasal dari sinyal listrik [15].
Gambar 5 . Skematik Perancangan Buzzer
3.7. Perancangan Relay
Relay  adalah  alat  yang  digunakan  sebagai  sakelar elektronik, dimana penggeraknya terbuat dari lilitan kawat tembaga [16].
Gambar 6 . Skematik Perancangan Relay
3.8. Perancangan Servo
Motor servo adalah alat atau penggerak putar (motor) yang dirancang dengan sistem kendali umpan balik loop tertutup  ( servo ),  sehingga  dapat  diatur  atau  diatur  untuk menentukan dan memastikan posisi sudut poros keluaran motor.  Dalam  proses  membuat  alat  ini servo digunakan sebagai  penggerak  pintu  pada  alat.  Berikut  adalah sekematik perancangan rangkaian servo :
Gambar 7. Skematik Perancangan Servo

## 3.9. Perancangan Power Supply
Dalam  penggunaan  sebuah  alat  elektronika  sangat dibutuhkanlah  sebuah power  supply yang  diperuntukan untuk  mensuplai  semua  daya  untuk  keseluruhan komponen  agar  sebuah  rangkaian  elektronik  dapat bekerja.
Gambar 8 . Skema Rangkaian Power Supply
3.10. Penggunaan Software IDE Arduino
Perancangan  sistem  pada  software  arduino  sangat penting,  karena  disinilah  program  dibuat  dan  diupload menggunakan software arduino yaitu dengan memasukkan kode program ke dalam arduino
Gambar 9 . Inisialisasi Jenis Arduino Pada IDE Arduiono
Tujuan penulisan kode program adalah menggunakan bahasa pemograman C yang dirancang untuk menjalankan sistem  dengan  memberikan  instruksi  agar  dapat  bekerja sesuai  dengan  kode  program  yang  terisi  di  arduino,  dan jika  tidak  ada  kode  program  maka  sistem  tidak  dapat bekerja,  karena  program  kode  merupakan  hal  penting  di bagian  alat  produksi.  Berikut  ini  adalah  tampilan  layer yang  digunakan  untuk  memasukkan  kode  program  pada software Arduino IDE.
Gambar 10 . Layar Penulisan Sketch Program

## 4. Impelementasi dan Pengujian
Tujuan  dilakukan  uji mikrokontroler pada  alat  yang dibuat  ini  adalah  untuk  mengetahui  apakah  alat  yang diproduksi telah beroperasi dengan normal dan memenuhi persyaratan rancangan.

## 4.1. Pengujian Power Supply
Power  Supply merupakan  salah  satu  bagian terpenting  dalam  membuat  alat,  karena  catu  daya merupakan sumber tegangan yang membuat hidup semua bagian pada alat tersebut.
4.2. Pengujian Sensor Infrared
Sensor  sakelar  yang  digunakan  pada  alat  ini  dapat digunakan  untuk  mendeteksi  pergerakan  kunci  untuk pergerakan pintu, terlepas dari apakah posisi pintu dalam keadaan terbuka atau tertutup.
Tabel 1. Pengujian Sensor Infrared No
Sensor IR Kondisi Status Keterangan 1 Sensor 1 Rendah Tertutup Palang Tertutup 2 Sensor 1 Tinggi Terbuka Palang
Terbuka
Gambar 12 . Pengujian Sensor Infrared

## 4.3. Pengujian LCD
Pada  tahap  ini  digunakan  modul  LCD  16x2  untuk pengujian  komunikasi mikrokontroler arduino,  pada  alat ini  modul  LCD  16x2  digunakan  sebagai  monitor  agar lebih mudah menentukan status kerja sistem monitoring.
Gambar 13 . Pengujian LCD
4.4. Pengujian Servo
Gunakan  motor  dengan gearbox atau  metode  yang biasa  disebut  servo  pada  alat  ini  untuk  menutup  dan membuka pintu. Inilah hasilnya Uji komponen servo:
Gambar 14 . Pengujian Servo
Tabel 2 . Pengujian Servo No Servo Pintu Keterangan 1 Posisi 110 0 Membuka  Palang akan Terbuka 2 Posisi 0 0 Menutup Palang akan Tertuutp 4.5. Pengujian Relay
Saat  merancang  alat  ini, relay akan  digunakan  untuk mengontrol kunci pintu elektromagnetik yang digunakan sebagai  kunci  listrik  sehingga  kunci  tersebut  dapat dikontrol  secara  otomatis  oleh  pengontrol  cahaya  pada sistem dan peralatan listrik.
Gambar 15 . Pengujian Relay
Tabel 3. Pengujian Relay
No In Infrared Relay Status Keterangan 1 Indikator Hijau Relay 1 = ON Led Indikator Hijau (ON) 2 Input Infrared 1  Relay 2 = ON Relay 1 = OFF Led Indikator
Relay 3 = OFF Kuning (ON) 3 Input Infrared 2  Relay 2 = OFF Relay 1 = OFF Led Indikator Merah (ON) 4 Indikator Hijau Delay (10 Detik) Relay 1 = ON Led Indikator Hijau (ON)
5. Kesimpulan dan Saran
Berdasarkan  hasil  penelitian  dapat  disimpulkan bahwa  hasil  penelitian  sudah  lengkap,  hasil  sudah  bisa diujicobakan dan prototipe sudah bisa digunakan, Dengan menggunakan mikrokontroler Arduino,  sensor  infra merah dan sensor ultrasonik sebagai input data, prototipe bekerja dengan mengimplementasikan sensor infra merah dan  sensor  ultrasonik  untuk  menyalakan  LED  indikator dan motor servo sebagai penggeraknya persimpangan rel kereta api.
Namun, karena desain dan pemrograman yang tidak sempurna, masih banyak kesalahan sistem. Namun dalam proses  melakukan  penelitian  dapat  dikatakan  berhasil, karena  walaupun  alat  tersebut  tidak  mencapai  efek sempurna  yang  diinginkan,  tetap  dapat  bekerja  dengan normal.  Semoga  bisa  dikembangkan  oleh  peneliti selanjutnya.  Untuk  mengembangkan  alat  ini,  saya berharap  pengembang  berikutnya  dapat  memodifikasi komponen program dan algoritma.

## Daftar Pustaka
[1] S.  Samsugi  and  D.  E.  Silaban,  “Purwarupa Controlling  Box  Pembersih  Wortel  Dengan Mikrokontroler,” Pros.  Nas.  Rekayasa  Teknol. Ind. dan Inf. , vol. 13, pp. 1–7, 2018.
[2] H.  Hayatunnufus  and  D.  Alita,  “SISTEM CERDAS  PEMBERI  PAKAN  IKAN  SECARA OTOMATIS,” J. Teknol. dan Sist. Tertanam , vol. 1, no. 1, pp. 11–16, 2020.
[3] K. Pindrayana, R. I. Borman, B. Prasetyo, and S. Samsugi,  “Prototipe  Pemandu  Parkir  Mobil Dengan  Output  Suara  Manusia  Mengunakan Mikrokontroler Arduino  Uno,” CIRCUIT  J.  Ilm. Pendidik. Tek. Elektro , vol. 2, no. 2, 2018.
[4] J. Jupriyadi, D. P. Putra, and S. Ahdan, “Analisis Keamanan  Voice  Over  Internet  Protocol  (VOIP) Menggunakan  PPTP  dan  ZRTP,” J.  VOI  (Voice Informatics) , vol. 9, no. 2, 2020.
[5] S.  Ahdan  and  I.  B.  Rahardjo,  “Overview Keamanan  pada  Jaringan  NDN  (Named  Data Networking).”
[6] Y.  El  Anwar,  N.  Soedjarwanto,  and  A.  S. Repelianto,  “Prototype  penggerak  pintu  pagar otomatis  berbasis  arduino  uno  Atmega  328p dengan sensor sidik jari,” Electrician , vol. 9, no. 1, pp. 30–41, 2015.
[7] D. Alita and A. R. Isnain, “Pendeteksian Sarkasme pada  Proses  Analisis  Sentimen  Menggunakan Random Forest Classifier,” J. Komputasi , vol. 8, no. 2, pp. 50–58, 2020.
[8] D. Alita,  I.  Tubagus,  Y.  Rahmanto,  S.  Styawati, and  A.  Nurkholis,  “SISTEM  INFORMASI GEOGRAFIS PEMETAAN WILAYAH KELAYAKAN  TANAM  TANAMAN  JAGUNG DAN SINGKONG PADA KABUPATEN LAMPUNG  SELATAN,” J.  Soc.  Sci.  Technol. Community Serv. , vol. 1, no. 2, 2020.
[9] L.  Ariyanti,  M.  N.  D.  Satria,  and  D.  Alita, “SISTEM  INFORMASI  AKADEMIK  DAN
ADMINISTRASI DENGAN METODE EXTREME PROGRAMMING PADA LEMBAGA  KURSUS  DAN  PELATIHAN,” J. Teknol.  dan  Sist.  Inf. ,  vol.  1,  no.  1,  pp.  90–96, 2020.
[10] S.  Styawati  and  K.  Mustofa,  “A  Support  Vector Machine-Firefly  Algorithm  for  Movie  Opinion Data  Classification,” IJCCS  (Indonesian  J. Comput.  Cybern.  Syst. ,  vol.  13,  no.  3,  p.  219, 2019, doi: 10.22146/ijccs.41302.
[11] A. Anantama, A. Apriyantina, S. Samsugi, and F. Rossi,  “Alat  Pantau  Jumlah  Pemakaian  Daya Listrik  Pada  Alat  Elektronik  Berbasis  Arduino UNO,” J. Teknol. dan Sist. Tertanam , vol. 1, no. 1, pp. 29–34, 2020.
[12] Y.  Rahmanto, A.  Rifaini,  S.  Samsugi,  and  S.  D.
Riskiono,  “Sistem  Monitoring  pH  Air  Pada Aquaponik Menggunakan Mikrokontroler Arduino UNO,” J. Teknol. dan Sist. Tertanam , vol. 1, no. 1, pp. 23–28, 2020.
[13] R. I. Borman, K. Syahputra, and P. Prasetyawan, “Implementasi  Internet  Of  Things  pada Aplikasi Monitoring  Kereta  Api  dengan  Geolocation Information System,” in Seminar Nasional Teknik Elektro , 2018, pp. 322–327.
[14] S. Samsugi, Z. Mardiyansyah, and A. Nurkholis,
“Sistem Pengontrol Irigasi Otomatis Menggunakan Mikrokontroler Arduino UNO,” J. Teknol. dan Sist. Tertanam , vol. 1, no. 1, pp. 17– 22, 2020.
[15] A.  Kadir,  “From  zero  to  a  pro  Arduino,” Yogyakarta Andi , 2015.
[16] A. S. Puspaningrum, F. Firdaus, I. Ahmad, and H. Anggono, “Perancangan Alat Deteksi Kebocoran Gas  Pada  Perangkat  Mobile  Android  Dengan Sensor Mq-2,” J. Teknol. dan Sist. Tertanam , vol. 1, no. 1, pp. 1–10, 2020.