## Palang Pintu Kereta Api Otomatis Berbasis Data Global Positioning System (GPS)
Lukas B. Setyawan 1 , Gunawan Dewantoro 2 , Mario Augustino Ivan D. B. 3
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga
1 lukas.setyawan@staff.uksw.edu, 2 gunawan.dewantoro@staff.uksw.edu,
3 ivandwinanda.id@gmail.com

## Ringkasan
Sistem  pengontrol  buka  tutup  palang  pintu  pada  perlintasan  kereta  api  sangat  diperlukan untuk  menghindari  terjadinya  kecelakaan  karena  kelalaian faktor  manusia.  Apabila  kereta api  akan  melewati  perlintasan  kereta  api  dan  mendekati  perlintasan  dalam  jarak  sekitar 500m maka palang pintu akan otomatis tertutup. Palang pintu akan kembali terbuka setelah kereta api lewat menjauhi perlintasan. Sistem pengontrol yang diletakkan di gerbong kereta berkomunikasi  dengan  palang  pintu  di  perlintasan  menggunakan  frekuensi  radio  dengan frekuensi  433  MHz.  Untuk  mengetahui  jarak  kereta  api  dengan  perlintasan  digunakan modul  GPS  APM  2.5  NEO  6M.  Hasil  pengujian  menunjukkan  pada  saat  kereta  api mendekat ke perlintasan dalam jarak 595m palang pintu akan menutup. Setelah kereta api meninggalkan perlintasan dalam jarak 300m maka palang pintu akan membuka.
Kata kunci: palang pintu kereta api, Global Positioning System, frekuensi radio

## 1. Pendahuluan
Sistem buka tutup palang pintu di perlintasan kereta api selama ini dilakukan secara manual,  yaitu  diperlukan  seorang  penjaga  palang  pintu  untuk  melakukan  proses  buka tutup  palang.  Apabila  ada  kereta  api  yang  akan  melewati  perlintasan  maka  penjaga palang  pintu  mendapat  sinyal  bahwa  ada  kereta  api  yang  akan  lewat  kemudian dilakukan  penutupan  palang.  Setelah  kereta  api  melewati  perlintasan  maka  penjaga palang pintu akan melakukan pembukaan palang pintu. Pada saat penjaga palang pintu melakukan kelalaian dengan mengabaikan sinyal pemberitahuan bahwa kereta api akan melewati  perlintasan  maka  mengakibatkan  kecelakaan  karena  palang  pintu  tidak tertutup  pada  saat  kereta  api  melintas.  Dengan  adanya  sistem  pengontrol  palang  pintu otomatis  yang  tidak  memerlukan  keberadaan  seorang  penjaga  palang  pintu  maka terjadinya kecelakaan di perlintasan kereta api bisa dihindarkan [1][2]. Sistem ini secara otomatis akan melakukan proses penutupan palang pintu pada saat kereta api mendekati perlintasan  dan  setelah  kereta  api  melewati  perlintasan  maka  palang  pintu  akan membuka secara otomatis.
Pembahasan  dimulai  dengan  penjelasan  sistem  pengontrol  palang  pintu  meliputi proses kerja sistem, sistem mekanik, sistem perangkat keras, dan sistem perangkat lunak. Kemudian dilanjutkan dengan hasil pengujian dan diakhiri dengan kesimpulan.

## Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 15 No. 2 Oktober 2016 Hal 101 - 110

## 2. Sistem Pengontrol Palang Pintu
Sistem  pengontrol  palang  pintu  ini  terdiri  dari  dua  bagian.  Bagian  utama  adalah Modul Master yang diletakkan di dalam gerbong kereta, terdiri dari Modul GPS, Modul Arduino  Uno  R3,  dan  Modul  Pemancar.  Bagian  kedua  adalah  Modul slave yang diletakkan  di  perlintasan  kereta,  terdiri  dari  Modul  Penerima,  Modul  Arduino Uno  R3, serta sistem mekanik penggerak buka tutup palang. Modul GPS yang digunakan adalah Modul  GPS  APM  2.5  NEO  6M.  Modul  Pemancar  dan  Modul  Penerima  menggunakan Modul  433  MHz Radio  Telemetry  Kit. Prototipe  sistem  mekanik    penggerak  buka  tutup palang menggunakan motor DC 12V.
Konfigurasi sistem pengontrol palang pintu diperlihatkan oleh Gambar 1.
Keterangan :
a. Rentang daerah koordinat perlintasan
b. Modul Slave (Berada di perlintasan)
c. Modul Master (Berada di gerbong kereta)
Gambar 1. Konfigurasi sistem pengontrol palang pintu

## 2.1.   Proses Kerja Sistem
Setiap perlintasan yang akan dilewati oleh rute kereta api disimpan koordinatnya di dalam sistem. Jarak kereta api terhadap perlintasan dapat diketahui dengan menghitung jarak  antara  koordinat  perlintasan  yang  sudah  disimpan  di  memori  dengan  data koordinat yang diperoleh dari GPS yang terletak di gerbong kereta [3]. Pada saat kereta api  mendekati  perlintasan  dalam  jarak  500m  maka  Modul Master akan  mengirimkan sinyal  perintah  melalui  frekuensi  radio  ke  Modul Slave di  perlintasan  agar  menutup palang pintu di perlintasan. Modul Slave akan menguji apakah sinyal perintah ditujukan untuk  dirinya.  Apabila  sinyal  perintah  ditujukan  ke  alamat  sesuai  dengan  alamat perlintasan  maka  palang  pintu  segera  ditutup.  Setelah  kereta  api  menjauhi  perlintasan dalam jarak sekitar 300m maka Modul Master akan  mengirim sinyal perintah  ke Modul Slave untuk  membuka  palang  pintu.  Proses  yang  sama  akan  terjadi  setiap  kereta  api melewati perlintasan. Bagan kotak sistem diperlihatkan pada Gambar 2.

## Gambar 2. Bagan kotak sistem

## 2.2.   Prototipe Sistem Mekanik
Prototipe sistem mekanik  palang pintu tersusun dari  kerangka kayu tripleks, motor DC , dan  Modul  Penggerak  Motor.  Sketsa  sistem  mekanik  ditunjukkan  oleh  Gambar  3. Realisasi prototipe mekanik palang pintu diperlihatkan pada Gambar 4.
Gambar 3. Sketsa prototipe mekanik palang
Gambar 4. Realisasi prototipe mekanik palang
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 15 No. 2 Oktober 2016 Hal 101 - 110
Skema  Modul  Penggerak  Motor  DC  oleh  Gambar  5.  Sedangkan  gambar  Modul Penggerak Motor DC diperlihatkan pada Gambar 6.
Gambar 5. Skema Modul Penggerak Motor DC
Gambar 6. Modul Penggerak Motor DC

## 2.3.   Sistem Perangkat Keras
Perangkat keras terbagi atas 2 modul, yaitu Modul Master dan Modul Slave.
Modul Master menggunakan Arduino Uno R3 sebagai pusat pengontrol kerja sistem [4], Modul  GPS  APM 2.5 NEO  6M  untuk  mendapatkan  data  koordinat,  dan  Modul  433 MHz Radio  Telemetry  Kit sebagai  transponder  untuk  melakukan  komunikasi  antara Modul Master dan  Modul Slave .  Skema  Modul Master dapat  dilihat  pada  Gambar  7. Realisasi  Modul  Master  diperlihatkan  pada  Gambar  8.  Tabel  1  menunjukkan  koneksi Arduino Uno R3 dengan Modul GPS, Modul transponder, dan penampil LCD.
Modul Slave menggunakan  Arduino  Uno  R3  sebagai  pusat  pengontrol  kerja  sistem dan  Modul  433  MHz Radio  Telemetry  Kit sebagai  transponder  untuk  melakukan komunikasi  antara  Modul Master dan  Modul Slave .  Skema  Modul Slave dapat  dilihat pada  Gambar  9.  Realisasi  Modul  Master  diperlihatkan  pada  Gambar  10.  Tabel  2 menunjukkan  koneksi  Arduino  Uno  R3  dengan  Modul  transponder  dan  Modul Penggerak Motor DC.

## Palang Pintu Kereta Api Otomatis Berbasis Data Global Positioning System (GPS)
Lukas B. Setyawan, Gunawan Dewantoro, Mario Augustino Ivan D. B.
Gambar 7. Skema Modul Master Tabel 1. Tabel koneksi Modul Master NOMOR PIN KONEKSI 0 Data Tx radio frequency 1 Data Rx radio frequency 3 Data RX GPS 4 Data TX GPS 6 Data Rs penampil LCD 7 Data E penampil LCD 10 Data 4 penampil LCD 11 Data 5 penampil LCD 12 Data 6 penampil LCD 13 Data 7 penampil LCD
Gambar 9. Skema Modul Slave Tabel 2. Tabel koneksi Modul Slave NOMOR PIN KONEKSI 0 Data Tx radio frequency 1 Data Rx radio frequency 4 Ke Masukan Penggerak Motor 5 Ke Masukan Penggerak Motor
Gambar 10. Realisasi Modul Slave
Gambar 11. Modul GPS APM 2.5 NEO 6M

## Palang Pintu Kereta Api Otomatis Berbasis Data Global Positioning System (GPS) Lukas B. Setyawan, Gunawan Dewantoro, Mario Augustino Ivan D. B.
Gambar 12. Modul 433 MHz Radio Telemetry Kit

## 2.3. Sistem Perangkat Lunak
Bagan  alir  perangkat  lunak  ditunjukkan  oleh  Gambar  13.  Perangkat  lunak  akan menerima  data  koordinat  dari  GPS  kemudian  mengolahnya  untuk  mengetahui  jarak antara Modul Master yang ada di gerbong kereta dengan Modul Slave di perlintasan [5]. Jarak  yang  diperoleh  ini  dipakai  oleh  sistem  sebagai  dasar  untuk  memberikan  sinyal perintah penutupan dan pembukaan palang pintu.
Gambar 13. Bagan alir Perangkat Lunak

## 3. Hasil Pengujian
Pengujian Modul Master dilakukan dengan meletakkannya di dalam gerbong kereta api  yang  sedang  berjalan.  Kemudian  bersama  dengan  Modul Slave yang  ada  di perlintasan  diuji  apakah  komunikasi  bisa  terjadi  sesuai  dengan  jarak  yang  telah direncanakan.  Pengujian  sistem  secara  keseluruhan  melibatkan  juga  prototipe  palang pintu di perlintasan.
Lokasi  pengujian  dilakukan  di  antara  Stasiun  Solo  Balapan  dan  Stasiun  Purwosari, Solo. Pengujian dilakukan menggunakan kereta api Prameks.
Dari  hasil  pengujian  didapatkan  bahwa  pada  saat  gerbong  kereta  api  dengan  jarak 595m  menuju  perlintasan  dilakukan  proses  penutupan  palang  dan  setelah  gerbong meninggalkan perlintasan dalam jarak 300m maka palang pintu akan membuka.
Gambar 14. Pengujian Modul Master di dalam gerbong kereta api
Gambar 15. Pengujian Modul Slave dan mekanik palang pintu
Gambar 16. Lokasi pengujian
Gambar 17. Penggambaran posisi kereta api

## 4. Kesimpulan
Sistem  pengontrol  buka  tutup  palang  pintu  di  perlintasan  kereta  api  telah  berhasil direalisasikan menggunakan perangkat  Arduino Uno R3, GSM APM 2.5 NEO 6M, serta transponder  433  MHz Radio  Telemetry  Kit .  Sistem  terdiri  atas  2  bagian,  yaitu  Modul Master yang diletakkan di dalam gerbong kereta api dan Modul Slave yang diletakkan di perlintasan  kereta  api.  Sistem  ini  tidak  memerlukan  penjaga  palang  perlintasan.  Palang pintu di perlintasan akan menutup pada saat kereta api menuju perlintasan dalam jarak 595m dan palang pintu akan membuka setelah gerbong kereta meninggalkan perlintasan dalam jarak 300m.

## Daftar Pustaka
[1]  A.B. Santoso, Martinus, dan  Sugiyanto, “Pembuatan otomasi pengaturan kereta api, pengereman, dan palang pintu pada rel kereta api mainan berbasis miktokontroler”, Jurnal FEMA, vol. 1 no. 1, Januari 2013.
[2]  A.  Solichin,  A.  Ardiansyah,  “Simulasi  kendali  pintu  perlintasan  dan  pemberitahuan kedatangan kereta api otomatis menggunakan sensor optocoupler dan SMS gateway pada stasiun kereta api Kebayoran”, Prosiding Seminar Nasional Ritektra, 2011.
[3]  A.N.N.  Chamim,  “Penggunaan  microntroller  sebagai  pendeteksi  posisi  dengan mengunakan sinyal GSM”, Jurnal Informatika, vol. 4 no.1 , Januari 2010.
[4]  A.S.  Zuhri,  “Sistem  palang  pintu  rel  kereta  api  otomatis  menggunakan  Arduino”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektronika Universitas Negeri Malang, Malang: 2016.
[5]  H.S. Pramono, “Pembacaan posisi koordinat dengan GPS sebagai pengendali palang pintu  rel  kereta  api  secara  otomatis  untuk  penambahan  aplikasi  modul  praktik mikrokontroler”, Jurnal Pendidikan Teknokolgi dan Kejuruan, vol.  20 no. 2, Oktober 2011.