## PERENCANAAN SISTEM PENGEREMAN OTOMATIS SEPEDA MOTOR DENGAN MENGGUNAKAN AKTUATOR REM TROMOL
Cahyo Sutowo, Ery Diniardi, Sulis Yulianto, Heru Prianto Jurusan Mesin, Universitas Muhammadiyah Jakarta
Abstrak. Sistem  rem  dari  suatu  kendaraan  merupakan  hal  penting  dalam  sebuah sistem  pengamanan  maupun  kenyamanan  dan  mengendarai  sepeda  motor.  Rem  harus mampu  mengurangi  kecepatan  atau  menghentikan  sepeda  motor  secara  aman  dalam kondisi  ramai/macet  maupun  sepi.  Dalam  proses  pengereman  manual  kesadaran  kontrol otak  mempunyai  peranan  penting  untuk  memberikan  perintah  pada  tangan  atau  kaki  untuk melakukan  pengereman,  oleh  karena  itu  untuk  melakukan  proses  pengereman  otak  harus dalam  kondisi  sadar  (on  controll)  dan  tidak  dalam  keadaan  tidak  sadar  (out  off  controll). Untuk  memperbaiki  kekurangan  pada  sistem  pengereman  manual,  perlu  digunakan  sistem pengereman otomatis.   Pada  sistem  pengereman  otomatis,  sistem  pengereman  akan mengontrol  jarak  antara  kendaraan  bermotor  pengguna  rem  otomatis  dengan  kendaraan bermotor  yang  ada  di  depannya.  Sensor  Fotoelektrik  akan  mengaktifkan  motor  listrik pengaktif  rem  apabila  sensor  telah  mendeteksi  jarak  kritis  tabrakan  sejauh  0,5  meter.  Oleh karena  itu  penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendeskripsikan  kerja  dari  sistem  pengereman otomatis  pada  sepeda  motor,  dan  melakukan  perancangan  sistem  pengereman  otomatis pada sepeda.
Dengan  menggunakan  pengereman  otomatis  diharapkan  bisa  mempermudah berkendara. Dan tingkat kecelakaan akibat kelalaian si pengemudi dapat di eliminir.
Kata kunci: rem, sensor fotoelektrik,

## PENDAHULUAN

## LATAR BELAKANG
Data  Mabes  Polri  yang  pernah  dikutip  Departemen  Perhubungan  menunjukkan dalam  beberapa  tahun  terakhir  ini  di  Indonesia setiap  rata – rata terdapat 25  – 29/hari orang tewas akibat kecelakaan lalu lintas. Pada  tahun 2002 tercatat 12.267 kecelakaan lalu lintas dengan korban tewas sebanyak 8.762 orang, luka berat 6012 orang, dan luka ringan  8.929  orang.  Pada  tahun  2003  terjadi  14.606  kecelakaan  lalu  lintas  dengan korban tewas mencapai 10.696 orang.
Pengemudi  sebagai  penyebab  kecelakaan  dapat  berada  dalam  berbagai  kondisi mental  dan  fisik  sebagai  berikut  :  (1)  lengah,  (2)  mengantuk,  (3)  mabuk,  dan  (4)  jarak terlalu rapat.
Secara  psikologis  manusia  akan  merespon  apa  yang  terjadi,  apa  yang  dialami, maupun  dirasakan  indera  manusia  sehingga  konsentrasi  yang  seharusnya  terpusat untuk  mengendarai  sepeda  motor  dengan  baik  akan  terpecah  yang  akan  berakibat gerak  reflek  yang  akan  dilakukan  pengendara  sepeda  motor  akan  sedikit  terlambat. Atau,  kemungkinan  terburuknya  adalah  pengendara  tidak  merespon  hal  yang seharusnya  dia  respon  sewaktu  mengendarai  sepeda  motor.  Tindakan  seperti  melihat kesamping, menyalakan rokok, mengambil sesuatu.

## LANDASAN TEORI
Rem  merupakan  perangkat  pengubah  energi,  yaitu  mengubah  energi  kinetik menjadi  energi  panas.  Sepeda  motor  yang  mempunyai  berat  dan  bergerak  dengan kecepatan  tertentu  akan  menghasilkan  energi  kinetik.  Untuk  menghentikan  sepeda motor  tersebut  diperlukan  energi.  Suatu  hal  yang  berkaitan  dengan  energi  adalah bahwa  energi  tidak  dapat  dibuat  maupun  dimusnahkan.  Sistem  rem  berfungsi mengubah  kinetik  yang  menyebabkan  mobil/motor  bergerak  kedalam  bentuk  energi lain.
Untuk  melawan  pergerakkan  sepeda  motor,  dalam  usaha  menghentikannya, sistem  rem  harus  mempunyai  kemampuan  mengubah  energi  yang  jauh  lebih  besar dibandingkan  dengan  energi  yang  dihasilkan  pergerakkan  sepeda  motor  tersebut.
Untuk  mengubah  energi  ini,  sistem  rem  mempergunakan  cara  gesekan  antara  dua permukaan benda.
Sistem  rem  memerlukan  sepatu  rem  dan  tromol  atau  cakram  yang  d itempatkan diroda. Semakin besar tekanan yang diberikan pada sepatu rem, semakin besar energi yang  diubah  sehingga  sepeda  motor  berhenti.  Besarnya  gesekan,  selain  dipengaruhi oleh  tekanan  dari  pengemudi,  juga  dipengaruhi  oleh  jenis  bahan  yang  dipilih  untuk membuat sepatu rem, tromol, dan cakram. Adapun  pembagian  jenis  rem  terdiri  dari:
1. Rem  mekanis
 Rem tromol  Rem disc
2. Rem  hidraulis 3. Rem pneumatic

## METODOLOGI PENELITIAN

## DATA DAN PERENCANAAN
Sistem  rem  dari  suatu  kendaraan  merupakan  hal  penting  dalam  sebuah  sistem pengamanan  maupun  kenyamanan  dan  mengendarai  sepeda  motor.  Rem  harus  mampu
START
1 Penentuan Sistem Pengereman
2 Model Pengereman
3 Komponen Sistem Pengereman
Data Teknis Kendaraan Sepeda Motor
Penentuan Jarak Pengereman Kesimpulan dan saran STOP END
mengurangi kecepatan dan menghentikan sepeda motor secara aman dalam kondisi ramai/ macet maupun sepi.
Pada sistem pengereman manual, tangan dan kaki mempunyai peranan penting untuk mengaktifkan  aktuator  rem.  Setelah  mata  memperoleh  informasi  tentang  jarak  kendaraan yang akan menabrak, maka informasi tersebut dikirim ke otak untuk diproses, apakah sudah saatnya  melakukan  pengereman  atau  belum?  Apabila  hasil  pemrosesan  informasi  di  otak menghasilkan perintah pengereman maka otak akan memberikan perintah pada tangan atau kaki  untuk  menarik  tuas.  Tetapi  proses  pengereman  tidak  lepas  dari  sistem  kesadaran kontrol otak, oleh karena itu untuk melakukan proses pengereman otak harus dalam kondisi sadar (On Control) dan tidak dalam keadaan tidak sadar (Out of Control).

## Gambar  Diagram sistem pengereman manual
Berdasarkan  kekurangan  yang  dimiliki  sistem  pengereman  manual,  pada  sistem pengereman  otomatis,  sebuah  sistem  akan  mengontrol  jarak  antara  kendaraan  bermotor pengguna  rem  otomatis  dengan  kendaraan  bermotor  yang  ada  di  depannya.  Sensor fotoelektrik  akan  mengaktifkan  motor  listrik  pengaktif  rem  apabila  sensor  telah  mendeteksi jarak kritis tabrakan.
Gambar  3.2. Diagram sistem pengereman otomatis(9)

## Gambar Diagram sistem pengereman otomatis

## ANALISA DAN PEMBAHASAN
Keterangan: NP            : Normal  Position BP            : Brake  Position L1             : Input  sinyal  dari  sensor  fotoelektrik L2             : Input  sinyal  dari  limit  switch  normal  position
Mata Otak Tangan / Kaki Tuas Rem Jarak Kendaraan
Mata Otak
Tangan / Kaki Tuas Rem Sensor Controll Unit Motor Listrik Jarak Kendaraan
L3             : Input  sinyal  dari  limit  switch  brake  position Output      : Output  sinyal  dari  Control  Unit

## Gambar  Model engineering sistem pengereman otomatis
KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM

## Gambar  Rangkaian  Komponen
1.  Rem  Drum : Rem  Drum 2.  Sensor : Sensor  fotoelektrik  OMRON 3.  Control  unit : 1  Relay 4.  Saklar  NP  dan  BP : Limit  Switch 5.  Motor  Listrik : Power  window 6.  Catu  Daya : Baterai  kering  12  volt
Intesitas    ini    di    gunakan    untuk    menentukan    waktu    pengereman    dan    jarak pengereman  dengan  kecepatan  10-120  km/jam  sebagai  berikut:
Diketahui sebuah sepeda motor berjalan dengan:
Kecepatan awal sepeda motor (V0) = 10 km/jam = 2.778 m/dt Kecepatan setelah pengereman (Vt) = 0 m/dt Titik sinkron (e) = 0.5 – 0.8 Percepatan gravitasi = 9.81 m/dt2 1.  Perlambatan (a) Dimana :
a :  Perlambatan  motor...............................m/det2 e :  Titik  sinkron g :  Percepatan  gravitasi.............................m/det2 a = e.g
a = 0.5 x 9.81
a = 4.905 m/det2
2.  Waktu Pengereman
Vt :  Kecepatan  setelah  pengereman......................................m/det Vo:  Kecepatan  sebelum  pengereman....................................m/det a   :  Perlambatan  motor..........................................................m/det2 t    :  Waktu  pengereman.........................................................detik
Vt  = Vo – a.t
0 = 2,778-4,905.t
t = 2,778/4,905
t = 0,57 detik
3.  Waktu Pengereman (t)
St  = V0.t – ½ . 4,905 . 0,572 St  = 0,79 m
Tabel Perhitungan Jarak Pengereman e = 0.5 Kecepatan awal (km/jam) Kecepatan awal (m/dt) Percepatan (m/dt2) Kecepatan setelah pengereman (m/dt2) Waktu Pengereman (dt) Jarak Pengereman (m) 10 2.778 4.905 0 0.57 0.79 20 5.556 4.905 0 1.13 3.15 30 8.333 4.905 0 1.70 7.08 40 11.11 4.905 0 2.27 12.58 50 13.89 4.905 0 2.83 19.66 60 16.67 4.905 0 3.40 28.32 70 19.44 4.905 0 3.96 38.54 80 22.22 4.905 0 4.53 50.34 90 25 4.905 0 5.10 63.71 100 27.78 4.905 0 5.56 78.65 110 30.56 4.905 0 6.23 95.17 120 33.33 4.905 0 6.80 113.26 Tabel Perhitungan Jarak Pengereman e = 0.8 Kecepatan awal (km/jam) Kecepatan awal (m/dt) Percepatan (m/dt2) Kecepatan setelah pengereman (m/dt2) Waktu Pengereman (dt) Jarak Pengereman (m) 10 2.778 7.848 0 0.35 0.49 20 5.556 7.848 0 0.71 1.97 30 8.333 7.848 0 1.06 4.42 40 11.11 7.848 0 1.42 7.87 50 13.89 7.848 0 1.77 12.29 60 16.67 7.848 0 2.12 17.70 70 19.44 7.848 0 2.48 24.09 80 22.22 7.848 0 2.83 31.46 90 25 7.848 0 3.19 39.82 100 27.78 7.848 0 3.54 49.16 110 30.56 7.848 0 3.89 59.48 120 33.33 7.848 0 4.25 70.79
Pengesetan jarak sensor disesuaikan dengan hasil perhitungan jarak pengereman.

## Berat total (W)
Wk :  Berat  kendaraan...........................................kg Wp :  Energi  photon.............................................-
W  = Wk + Wp W   = 89,2 + 119,8 W   = 209 kg = 20,59 N Penentuan  Gaya  Inersia (Fin)
Fin :  Gaya  inersia................................................. kg
a   :  Perlambatan  motor.......................................m/det2
g   :  Percepatan  gravitasi.....................................m/det2 W :  Berat  total.....................................................kg
Fin  = g a W a = e.g
a     = 0,5 . 9,81 a     = 4,905 m det2
Fin  = 209 81 , 9 905 , 4
Fin = 104,5 kg Fin = 1025,14 N Momen akibat gaya Inersia (Mi) Mi :  Momen  akibat  gaya  inersia.........................................kg.mm Fin :  Gaya  inersia...................................................................kg h    :  Tinggi  titik  berat..........................................................mm
Mi  = Fin . h Mi  = 104,5 . 519
Mi   = 54235,5  kg. mm
Mi   = 532050,26 Nmm
Pertambahan gaya reaksi roda depan (WD) WD : Beban  roda  depan.......................................................kg W : Berat  total...................................................................kg h : Tinggi  titik  berat.......................................................mm L : Jarak  sumbu  roda......................................................mm e : Titik  sinkron WD = W . e. L h WD =  209 . 0,5 . 1203 519 WD = 45,08 kg = 442,2 N

## Beban dinamis roda depan (WdD)
WdD :Beban  dinamis  roda  depan...................................kg
WD  :  Beban  roda  depan.................................................kg WdD = WD + WD WdD = 72 + 45,08 WdD = 117,08 kg = 1148,5 N Gaya rem roda depan (BID)
BID   :  Gaya  rem  roda  depan..........................................kg
WdD : Beban  dinamis  roda  depan................................kg e      :  Titik  sinkron BID = e . WdD BID = 0,5 . 117,08 BID = 58,54 kg = 574,2 N Momen pada rem depan (MD)
MD :  Momen  pada  rem  depan...................................kg.mm
BID :  Gaya  rem  roda  depan........................................kg MD = 2 (BID . l/2) MD = 2 (58.54 (12/2)) MD = 702,50 kg mm = 6891,5 Nmm

## KESIMPULAN
Sistem  pengereman  otomatis  adalah  sistem  yang  mengontrol  jarak  antara  kendaraan bermotor pengguna rem otomatis dengan kendaraan bermotor yang ada di depannya secara
otomatis  menggunakan  indera  sensor  fotoelektrik.  Sensor  fotoelektrik  mendeteksi  adanya hambatan di depannya sejauh 1 meter, setelah sensor mendeteksi adanya hambatan maka sensor akan mengirim sinyal ke Control Unit, dan selanjutnya Control Unit akan mengaktifkan motor listrik pengaktif aktuator rem tromol.

## SARAN
Setelah dilakukan penelitian mengenai rem otomatis yang akan menggunakan aktuator rem tromol didapatkan beberapa saran-saran yang nantinya bisa ditindak lanjuti oleh peneliti lain. Saran-saran tersebut diantaranya adalah:
1.  Sebaiknya  sistem  pengereman  otomatis  ini  diintegrasikan  dengan  teknologi pengereman  lainnya  yang  membuat  rem  tidak  terkunci,  sehingga  ketika  terjadi pengereman mendadak, tidak membahayakan pengendara.
2.  Diperlukan  perancangan  sistem  peringatan  dini  sebelum  terjadi  pengereman mendadak.

## DAFTAR PUSTAKA
1.  Pignataro,  Loui s.  1973.  ” Traffic  Engineering –  Theory  and  Practice ”.  New Jersey::Prentice Hall.
2. Sularso, IR. MSME.,1991,  “ Elemen Mesin ” PT Prandya Paramita : Jakarta
3. Suharto,1985. “ Teknik Sistem dan Kontrol Otomatis ”. Jakarta: Djambatan
4. Sutantra, I Nyoman. 2001. “ Teknologi Otomotif ” Hal 3-5. Jakarta: Guna Widya
5. Tim Yayasan Pendidikan Haster, 2000. ” Reparasi dan Perawatan Mobil ”. Bandung: Pioner Jaya
6. Schilling, Robert J. 1990. “ Fundamentals of Robotics Analysis and Control ”. New Jersey: Prentice Hall.
7.  Warpani,  Suwardjok o.  2001.  “ Keselamatan  Lalu-lintas ”.  Makalah  Simposium  ke-4 FSTPT, Udayana. Bali
8. Toyota  Astra  Motor  ,  “ NEW  STEP  1 ”.  Perpustakaan  Universitas    Muhammadiyah Jakarta.
9.  www.http.mobil motor.com.    “ Sistem  Pengereman    Otomatis ”10  Januari  2008 03.00 WIB.
10.  www.sensor tranduser.co.id  “ Klasifikasi Sensor ” 15 Januari 2008 10.00 WIB