## PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGUKUR SKILU DINAMIS PADA JALAN REL KERETA API
Design and Manufacture of Railroad Dynamic Twist (Skilu) Measurement Tools
Dadang Sanjaya Atmaja, e-mail: dadang@api.ac.id Panka Mahendra Shakti, e-mail: panka@api.ac.id Martin Willy Eka Pratama, e-mail: martin@api.ac.id

## ABSTRAK
Pemeriksaaan  perbedaan  elevasi  akibat  lendutan  pada  jalan  rel  (skilu)  diperlukan  untuk  menjamin keselamatan  perjalanan  kereta  api.  Pengukuran  skilu  dapat  dilakukan  dengan  kereta  ukur  dan  alat densometer manual. Untuk pengukuran secara manual, diperlukan alat yang bisa mengukur skilu dinamis secara  lebih  akurat  dan  efisien.  Penelitian  ini  dimaksudkan  untuk  membuat  alat  tersebut  dengan menggunakan  sensor  pengukur  jarak  ultrasonic  dengan  proses  data  oleh  mikrokontroler.  Akurasi pengukuran  dari  hasil  percobaan  alat  ini  diperoleh  dengan  membandingkan  terhadap  alat  pengukur lendutan  densometer.  Hasil  menunjukkan  alat  dapat  mengukur  skilu  setiap  0,1  detik  (realtime)  dengan tingkat akurasi 98,84%. Selain pengukuran skilu, alat ini juga dapat mengukur kecepatan kereta yang lewat dan temperatur rel saat dilewati kereta. Hasil pengukuran dapat membantu optimalisasi perawatan yang diperlukan untuk skilu yang terjadi pada lokasi pengamatan.
Kata-kata Kunci: lendutan, skilu, elevasi, densometer, pengukuran

## ABSTRACT
Examination  of  elevation  differences  due  to  deflection  on  rail  (skilu)  is  required  for  safety  of  railway operation.  The  measurements  can  be  done  by  inspection  rail  and  manual  densometer.  For  manual inspection, there is necessity for measurement device that can measure dynamic skilu more accurately and efficiently. This research tried to make the instrument by using ultrasonic distance measuring sensor with process  data  by  microcontroller.  Measurement  accuracy  from  this  device  was  compared  to  standard densometer. The results shown that this device can measure the deflection every 0.1 second (realtime) with actuary rate of 98.84%. In addition to the skilu measurement, this tool can also measure the train speed and railroad temperature. The measurement results can help optimize the treatment needed for the skilu that happened on the site observation.
Keywords : deflection, skilu, elevation, densometer, measurement

## 1. PENDAHULUAN
Sarana maupun prasarana kereta api harus selalu dalam  kondisi  laik  dan  layak  sehingga keselamatan  dan  kenyamanan  perjalanan  kereta api  dapat  terjamin.  Terjaminnya  sarana  dan prasarana dimulai dengan teknik perawatan yang baik, perawatan mulai dari komponen jalur track harus diperhatikan yaitu rel, penambat, bantalan, balas,  sub-balas  dan tanah dasar. Kondisi  setiap komponen  akan  selalu  berubah  jika  tidak  ada perawatan  secara  khusus,  permasalahan  Skilu dan rel Spaten sering terjadi pada jalan rel.
Berkembangnya teknologi sekarang ini menciptakan peralatan-peralatan yang dirancang dan  digerakkan  secara  otomatis,  sehingga kegiatan manusia akan terbantu dengan teknologi tersebut. Kemajuan teknologi ini menuntut untuk mengembangkan  ide-ide  dalam  segala  hal.
Dalam dunia transportasi khususnya perkeretaapian, dengan banyaknya permasalahan skilu dalam jalan rel perlu adanya perawatan dan pemeriksaan  dengan  menggunakan  peralatan modern yang efektif dan efisien.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengembangkan peralatan  pengkuran  skilu  dinamis  yang  akurat dengan memanfaatkan perkembangan teknologi.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Menurut  Peraturan  Menteri  No.32  Tahun  2011 Tentang  Standar  Dan  Tata  Cara  Perawatan Prasarana Perkeretaapian. Skilu adalah perbedaan pertinggian yang sebenarnya antara 2 titik sepanjang 3 atau 4 meter. Jarak ini di peroleh dari jarak lebar gandar lokomotif CC 206 dengan lebar  gandar  3  meter  dan  CC  202  dengan  lebar
gandar 4 meter (skilu dapat dicari sesuai dengan lebar gandar kereta yang melintas jalur tersebut). Tetapi  untuk  dimengerti  bahwa  pada  lengkung peralihan sengaja dibuat variasi pertinggian.
Skilu bisa terjadi bila pada suatu jalan rel terdapat angkatan yang tidak baik, roda yang lewat pada tempat  penurunan  tidak  akan  menyentuh  rel karena  roda  tersrbut  tetap  sebidang  dengan  tiga roda  lainnya.  Kerusakan  ini  berbahaya  karena dapat  menyebabkan  roda  anjlok  (bila  ditambah dengan  keadaan  buruk  lainnya  dari  kekakuan sumbu bogie pergerakan mengayun dan lainnya).
Berdasarkan  Peraturan  Dinas  PT  KAI  PD  10, batas-batas Skilu adalah sebagai berikut:
a.  4 mm/m (12mm/3m - 6 bantalan)
V < 60 Km/Jam
b.  3 mm/m (9 mm/3m - 6 bantalan)
60 Km/Jam <V< 90 Km/Jam
c.  2.5 mm/m (7mm/3m - 6 bantalan)
V > 90 Km/Jam
Gambar 1. Kondisi terjadinya skilu.
Alat  pengukur  skilu  yang  sudah  ada  saat  ini adalah  alat  densometer  milik  PT  KAI  yang didesain  dengan  mekanik  menggunakan  pegas terlihat pada gambar 2 dibawah. Satuan ukur dari alat ini adalah Centi Meter. Untuk densometer ini menggunakan  baut  pengganjal  yang  berada  di silinder tiang utama. Peletakan alat ini berada di bawah kaki rel alat harus di japitkan ke kaki rel
Gambar 2. Alat pengukur skilu eksisting.
Desain  alat  pengukur  skilu  dinamis  yang  pada dasarnya memiliki fungsi yang sama dengan alat eksisting yang sudah ada dan ditambah lagi alat tersebut dirancang dengan adanya gabungan dari alat  pengukur  suhu  pada  rel.  Desain  alat menggunakan aplikasi Autocad untuk menggambar detail dimensi alat. Untuk mengaplikasikan rancangan ini di lapangan, perlu didukung  dengan  data-data  seperti  dimensi bantalan  dan  jarak  pada  sarana  kereta  api  pada gambar 3.
Gambar 3. Pengukuran ruang bebas alat dilapangan. Alat pengukur skilu dinamis ini akan menggunakan  peralatan  elektronik  sehingga pembacaan  skilu  akan  lebih  mudah  dan  akurat, adapun  menurut  Slamet  (2010),  peralatan  yang dibutuhkan  dalam  pembacaan  software  adalah sebagai berikut:
a.  Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer  dalam  sebuah  Chip.  Didalamnya terdapat  inti  prosesor,  ruang  penyimpanan atau  memori  dan  perlengkapan  input  data ataupun output data.
b.  Arduino Uno R3
Mikrokontroler  Arduino,  menurut  Adrianto (2017), berfungsi sebagai unit pemroses data dari  sensor  dan  mengubah  nilai  data  yang masuk  dari  suatu  input  untuk  diukur,  diolah, dan ditransmisikan ke output ke dalam bentuk digital.  Arduino  UNO  adalah  sebuah  board mikrokontroler yang didasarkan pada
Atmega328.
c.  Sensor Pengukur Jarak
Ada beberapa metode dalam pengukuran jarak menggunakan  sensor.  Pengukuran  jarak menggunakan  sensor  ultrasonic  dengan  cara mengirim  gelombang  sinyal  suara  dan menangkapnya kembali.
d.  Sensor Pengukur Suhu
Sensor Suhu atau Temperature Sensors adalah suatu  komponen  yang  dapat  mengubah besaran  panas  menjadi  besaran  listrik sehingga  dapat  mendeteksi  gejala  perubahan suhu pada obyek tertentu.
e.  Software Labview
Sensor-sensor  tersebut  dikendalikan  oleh mikrokontroler  Arduino  dan  menghasilkan data  output  pada  aplikasi  Labview.  Pada aplikasi  ini  akan  memudahkan  dalam pembacaan data yang berupa grafik dan data akan disimpan pada ms Excel.

## 3. METODA PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
Metode penelitian ini didasarkan pada analisa dan survey  alat  pengukur  skilu  yang  sudah  ada  dan dikembangkan  rancangan  yang  sesuai  dengan perkembangan dan kemajuan teknologi saat ini.
Hasil rancangan akan digunakan untuk pengukuran lendutan maksimal pada saat kereta melewati  rel.  Hasil  pengukuran  nantinya  akan dianalisa mengenai Skilu maskimal yang terjadi. Dengan  menggunakan  sensor  jarak  yang dikendalikan  oleh  Mikrikontroler  maka  alat tersebut  akan  mengirimkan  data  ke  output  yang berupa aplikasi di PC, sehingga dapat mengetahui nilai  Skilu  maksimal  pada  saat  kereta  melewati rel  dan  memudahkan  pengukuran.  Pada  data ini nantinya akan dilakukan perawatan Skilu dengan pekerjaan  Listringan  dan  pemadatan  balas  pada area skilu.
Pada  pengukuran  Suhu  pada  rel  yaitu  untuk mengetahui  suhu  pada  rel  yang  sedang  terjadi. Dengan  melihat  kondisi  bantalan,  penambat, balas  dan  jarak  siar  rel  pada  sambungan  maka dapat  dianalisa  apakah  rel  tersebut  akan  terjadi ulah  rel  Spaten.  Dengan  alat  sensor  pengukur suhu,  maka  akan  diketahui  nilai  suhu  rel. pengukuran  ini  memudahkan  perawat  jalan  rel untuk mengantisipasi rel Spaten.
Proses  pembuatan  alat  ini  dilakukan  melalui pengumpulan data mengenai spesifikasi alat dan sensor  yang  digunakan  dan  spesifikasi  software untuk pembacaan. Selanjutnya dilakukan perancangan  dan  pemasangan  sensor  pada  alat, selanjutnya pengisian program dan menghubungkan  pada  aplikasi  pembacaan  dan yang terakhir adalah menguji alat dan melakukan evaluasi.
Pada  uji  lapangan,  untuk  mengukur  skilu maksimal  dimulai  dari  mencari  data  mengenai cara  menghiting  skilu.  Dari  berbagai  data  yang
telah  dikumpulkan mengenai  skilu  yang  telah didapat,    maka    data-data    tersebut    dipelajari untuk mengetahui cara menghitung skilu. Setelah data dipelajari maka dilakukan  pengaplikasian di lapangan  menggunakan  alat  denzometric  yang sudah   di   buat.   Pada   percobaan   tersebut   alat denzometric      akan  dibandingkan  dengan  alat densometer  PT  KAI.  Selanjutnya  nilai  dari lendutan  akan  dikelola  apakah  dari  data  yang didapat masih memenuhi toleransi apakah tidak. Pada  data  ini  bila  nilai  skilu  melebihi  standar yang  sudah  ditetapkan  nantinya  akan  dilakukan perawatan  Skilu.  Perawatan  skilu  yang  akan dilakukan adalah angkat listring. Pada pengukuran  Suhu  pada  rel  yaitu  untuk mengetahui suhu pada rel yang sedang terjadi.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Hasil
Perencanaan  utama  dalam  desain  alat  pengukur skilu  sebenarnya  untuk  perletakan  sensor  dan perletakan  pada  pembacaan  di  bantalan.  Desain ini  menggunakan  tripod  untuk  keseimbangan berdiri.  Pembuatan  desain  pertama  untuk  alat pengukur  skilu  sebagaimana  pada  Gambar  4 terdiri dari plat dasar, plat dasar didesain persegi dengan tujuan bidang persegi mempunyai luasan panjang dan  lebar  sehingga alat  sensoric  bisa disetting  dengan  leluasa.
Gambar 4. Desain Alat.
Gambar 5 Hasil Pembuatan alat.
Gambar  5  menunjukkan  hasil  pembuatan  alat, yang  diletakkan  di  jalan  rel  untuk  pelaksanaan pengujian.
Hasil pengujian dan analisa sensor jarak dengan Penggaris  terhadap  Benda.  Pengujian  dilakukan dengan  6  kali  pengukuran.  Dari  hasi  pengujian alat sensor terhadap benda dengan jarak antara 15 cm  –  2  cm  diperoleh  data-data  dalam  tabel  1 dimana  akurasi  atau  keberhasilan  pengukuran mencapai 98,84%.
Tabel 1  Hasil Pengujian Sensor
Setelah dilakungan kalibrasi, maka alat bisa diuji dilapangan,  pengujian  lapangan  dilakukan  di wilayah daerah operasi Jakarta karena di daerah tersebut  frequensi  kereta  banyak  dan  kebutuhan akan pemeriksaan jalan rel sangat tinggi. Kedua alat  diuji  secara  bersamaan  pada  lokasi  yang sama  terlihat  pada  gambar  5  agar  hasil  kinerja kedua  alat  dapat  dievalusi  pada  kondisi  yang sama.
Gambar 6. Pengujian Alat di lapangan
Hasil uji lapangan dibandingkan dengan alat yang sudah ada didapatkan hasil seperti table 2 dimana ada perbedaan antara 1 mm sampai dengan 3 mm antara alat baru dengan alat eksisting.
Tabel 2  Hasil Pengujian lapangan
Pada  alat  yang  baru  dimungkinkan  pengukuran sampai  skala  micron  sedangkan  alat  yang  lama tidak bisa karena skala masih menggunakan skala mm dan kemampuan pengamatan visual terbatas, selain pengukuran lendutan skilu alat yang baru dimungkinkan  mengukur  temperature  rel  pada tabel  3  dan  pengukuran  kecepatan  kereta  yang lewat table 2.

## Tabel 3  Hasil Pengujian temperatur

## 4.2 Pembahasan
Alat  pengukur  skilu  ini  dapat  dapat  berfungsi dengan  baik  untuk  mengetahui    nilai    lendutan skilu    maksimal  saat  kereta  melintasi  track. Pengukuran penurunan bantalan diukur menggunakan  sensor  pengukur  jarak  ultrasonic HC-SR04.  Pengukuran  jarak  dilakukan  antara sensor dan bantalan, jadi pada setiap penurunan akan  terlihat  pada  grafik  pembacaan  yang terdapat pada laptop.
Pengukuran  suhu  pada  rel  kereta  api  dengan menggunakan  sensor  LM35  yang  ditempelkan pada  kepala  rel.  Sensor  ini  akan  merubah temperatur  suhu  menjadi  tegangan  listrik  yang akan dibaca pada mikrokontroler dan dilanjutkan menuju software pada laptop.

## 5. KESIMPULAN

## 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  pengujian  sensor  ultrasonic HC-SR04  didapatkan  rata-rata  selisih  error sebesar  0,15  cm  dan  persentase  keberhasilan 98,84% dengan kriteria sangat baik.
Dengan selisih error tersebut, pembacaan sensor ultrasonic  HC-SR04  masih  perlu  ditingkatkan. Untuk pengukuran dengan ketelitian yang sangat detail lebih  baik  menggunakan  sensor  pengukur jarak dengan cara kontak langsung dengan benda dengan ketelitian yang lebih presisi;

## 5.2 Saran
Pengujian  alat  dilakukan  pada satu  sisi jalan  rel untuk mendapati lendutan yang terjadi pada saat dilintasi  kereta.  Untuk  pengembangan  lebih lanjut, perlu dilakuka pengujian dengan melibatkan  empat  alat  yang  telah  dirancang  ini
pada  empat  lokasi  jalan  rel  untuk  mendeteksi skilu  dinamis  yang  terjadi  pada  lokasi pengukuran.

## 6. REFERENSI
Andrianto.  H  dan  Darmawan.  A  (2016),
“Arduino Belajar Cepat Dan Pemrograman”. Informatika Bandung. Peraturan Dinas No.10 PT.KAI
Peraturan Menteri  No.  60 Tahun  2012  Tentang Persyaratan Teknis Jalur Kereta Api
Peraturan  Menteri  No.32  Tahun  2011  Tentang
Standar Dan Tata CaraPerawatan Prasarana Perkeretaapian
Slamet  Hani.  2010.  “Sensor  Ultrasonoc  SRF05 sebagai  memantau  kecepatan  kendaraan bermotor”. Fakultas Elektro IST AKPRIND
Yogyakarta.