Penerapan Embedded Webserver Pada Perancangan Sistem kendali Lampu Lalu Lintas

  

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Data Pribadi

  Nama Lengkap : Mukmin Maulana Latin Tempat, tanggal dan lahir : Air Tiris, 28 November 1992 Alamat : Jl. Dahlia Indah RT01/RW01

  No.67 Kel. Tangkerang Timur, Kec. Tenayan Raya, Pekanbaru

  Jenis Kelamin : Pria Agama : Islam Status : Belum Menikah Tinggi/Berat Badan : 178 cm/78 Kg Telepon : 085264901118 Email : mukminmaulana@gmail.com

  Riwayat Pendidikan

A. Formal

  1. (1996-1998) Lulus TK Agung An-Nur Pekanbaru 2. (1998-2004) Lulus SDN 034 Pekanbaru 3. (2004-2007) Lulus SMPN 9 Pekanbaru 4. (2007-2010) Lulus SMAN 10 Pekanbaru 5. (2010-2015) Universitas Komputer Indonesia, Teknik Komputer (S1)

  Kemampuan

  3. Menguasai pemrograman mikrokontroler (ATMega8535, Arduino) dan mini PC (Raspberry Pi)

  4. Menguasai perakitan PC

  Pengalaman Organisasi

  1. (2011-2013) Aktif Organisasi Himpunan Kemahasiswaan Teknik Komputer Unikom. 2. (2011-2013) Aktif Lembaga Dakwah Kampus Unikom.

  Mengetahui, Mukmin Maulana Latin

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Lampu lalu lintas merupakan perangkat yang harus ada di suatu persimpangan terutama yang beraktifitas padat. Perangkat ini awalnya memang diciptakan untuk menggantikan polisi lalu lintas dalam menertibkan pengendara-pengendara saat melewati persimpangan tersebut. Namun, justru di Indonesia lampu lalu lintas menjadi salah satu penyebab kemacetan. Kemacetan ini terjadi karena, teknik pengendalian pada operasi lampu lalu lintas di Indonesia masih mengunakan fixed time traffic signal. Penggunaan fixed time traffic signal pada sistem kendali lampu lalu lintas ini memang baik, jika digunakan pada persimpangan yang beraktifitas sedikit hingga sedang. Sistem kendali tipe ini juga merupakan sistem yang mudah dan tidak menggunakan biaya yang banyak dalam penerapannya. Walaupun begitu, sistem kendali lampu lalu lintas yang menggunakan fixed

  time traffic signal tidak cocok untuk kondisi persimpangan-persimpangan di

  Indonesia yang tergolong beraktifitas padat. Karena, persimpangan beraktifitas padat memliki kondisi yang sering-sering berubah-ubah dan tidak dapat dikendalikan oleh sistem kendali lampu lalu lintas yang menggunakan fixed time traffic signal.

  Untuk menangani masalah tersebut, dibutuhkan teknik pengendalian yang lebih baik. Salah satunya yaitu, teknik pengendalian dangan actuated

  traffic signal. Teknik ini mungkin tidak dapat sepenuhnya menjadi solusi

  menghilangkan kemacetan. Namun setidaknya, teknik ini akan mengurangi kemacetan di persimpangan. Walaupun teknik ini efektif, tetapi penerapannya begitu sulit. Pada perkembangannya teknik ini seringkali diterapkan dengan kecerdasan buatan pada sistem kendali lampu lalu lintas dirinya sendiri. Namun untuk menerapkannya, dibutuhkan data-data observasi persimpangan tersebut serta analisis-analisisnya sehingga diperoleh algoritma-algoritma yang tepat dan sesuai dengan kondisi persimpangan tersebut. Ditambah lagi komponen-komponen elektronik seperti, sensor dan mekanik, yang dapat mendukung tujuan tersebut harus dirancang khusus dan teliti agar dapat menjalankan fungsinya sebagai sistem lampu lalu lintas yang terotomatisasi. Tidak jarang komponen- komponen tersebut berharga mahal. Oleh karena itu, semakin efektif kinerja sistem yang diharapkan maka, semakin tinggi pula biaya yang dibutuhkan untuk membangun sistem kendali lampu lalu lintas dengan teknik ini.

  Teknik pengendalian dengan fixed time traffic signal maupun

  

actuated traffic signal memang memiliki kelebihan dan kekurangannya

  masing-masing. Oleh sebab itu, perlu adanya alternatif untuk memperoleh kelebihan dan mengurangi kekurangan dari keduanya. Salah satu alternatif tersebut ialah penerapan embedded web server pada sistem kendali lampu lalu lintas. Pada model ini, program kendali lampu lalu lintas akan dimasukkan kedalam embedded web server. Selanjutnya, embedded web

  

server ini dapat diakses dengan alamat IP tertentu. Dengan begitu, operator

  hanya perlu mengakses alamat IP tersebut untuk memperoleh kendali lampu lalu lintas tersebut. Sebagai web server, embedded web server ini dapat menampilkan halaman situs untuk operator dan menyimpan data dari halaman situs tersebut ke database. Diharapkan dari penerapan embedded

  

web server ini, akan diperoleh sistem kendali lampu lalu lintas yang tidak

  menggunakan biaya besar untuk penerapannya dan mudah pengoperasiannya. Sehingga dengan kemudahan ini, operator dapat mengendalikan lampu lalu lintas sesuai kondisi persimpangan yang ia ketahui, baik dari data tertulis hasil observasinya atau dari apa yang ia lihat tanpa harus turun tangan mengatur kendaraan-kendaraan.

  1.2 Rumusan Masalah

  Dari latar belakang permasalahan, dapat dirumuskan beberapa masalah sebagai berikut: a. Apa saja yang dibutuhkan untuk merancang sistem lampu lalu lintas.

  b. Apa saja yang dibutuhkan untuk merancang sistem embedded web server.

  c. Bagaimana menganalisa efektifitas dari teknologi embedded web server pada sistem kendali lampu lalu lintas.

  1.3 Maksud dan Tujuan

  Adapun tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini ialah sebagai berikut: a. Membangun sistem kendali lampu lalu lintas yang sederhana pengoperasiannya namun, dapat beradaptasi pada kondisi persimpangan yang kompleks.

  b. Menganalisa kinerja suatu mini PC (contohnya, raspberry pi b+) untuk diterapkan pada sistem kendali lampu lalu lintas.

  1.4 Batasan Masalah

  Agar terarahnya pembahasan pada proposal ini, maka penyusun membatasi masalah sebagai berikut: a. Persimpangan yang menjadi sampel penelitian ialah persimpangan 4 jalur.

  b. Setiap jalur pada persimpangan tersebut menggunakan 1 set lampu yang terdiri dari 1 lampu merah, 1 lampu kuning, dan 1 lampu hijau.

  c. Tidak ada pengontrolan lampu lain seperti, lampu panah dan lampu untuk penyebrang,

1.5 Metode Penelitian

  Agar dapat menyelesaikan penelitian ini, penyusun akan menggunakan 2 metode penelitian yaitu metode studi kasus dan metode eksperimen.

  1.5.1 Metode Studi Kasus

  Metode studi kasus adalah metode yang memfokuskan peneliti pada usaha memperoleh informasi khusus dari suatu fakta. Dalam hal ini, penyusun melakukan pencarian informasi tentang algoritma yang dibutuhkan untuk mengendalikan lampu lalu lintas, komponen elektronika yang terbaik untuk embedded system, dan rangkaian paling efisien yang dapat digunakan.

  1.5.2 Metode Eksperimen

  Metode eksperimen adalah metode yang mengharuskan peneliti menguji kembali informasi-informasi yang diperoleh sehingga mendapatkan hasil penelitian yang meyakinkan. Adapun pengujian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut: a. Pengujian rangkaian elektronik lampu lalu lintas untuk memastikan apakah rangkaian dapat difungsikan dengan benar.

  b. Implementasi program lampu lalu lintas pada rangkaian untuk memastikan apakah program tersebut berjalan sesuai dengan tujuannya.

  c. Mengakses kendali lampu lalu lintas melalui embedded web server dari client PC atau komputer lain.

1.6 Sistematika Penulisan

  Untuk mendapatkan gambaran yang singkat mengenai pembahasan skripsi ini, maka skripsi ini dibagi menjadi lima bab yang saling Bab ini menjelaskan latar belakang masalah, rumusan masalah, maksud dan tujuan, batasan masalah,metode penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II TEORI PENUNJANG Bab ini menjelaskan teori-teori dasar atau umum, teori-teori khusus, singkatan-singkatan, dan definisi yang digunakan dalam penyusunan skripsi ini.

  BAB III PERANCANGAN SISTEM Bab ini menjelaskan bagaimana membangun sistem yang akan dibuat. Pada

  bab ini, akan diperlihatkan diagram blok sistem, gambaran mekanik sistem, dan diagram alir pemrograman. BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA Bab ini menjelaskan bagaimana hasil yang diperoleh dari penelitian yang dilakukan. Pada bab ini akan diperlihatkan verifikasi hasil pengujian terhadap perancangan sistem.

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini menjelaskan hal-hal yang telah disimpulkan dari hasil pengujian dan analisa serta hal-hal yang mungkin dilakukan untuk pengembangan penelitian.

BAB II TEORI PENUNJANG

2.1 Prinsip Kerja Lampu Lalu Lintas 4 jalur

  Prinsip kerja lampu lalu lintas dibangun berdasarkan banyaknya arah di suatu persimpangan dan waktu yang dibutuhkan untuk mengatur arus kendaraan di persimpangan tersebut. Semakin banyak arah yang berlaku di suatu persimpangan maka, semakin banyak lampu lalu lintas yang digunakan. Banyaknya lampu akan membuat algoritma pemrogramannya semakin rumit. Adapun pengaruh waktu saat mengatur arus kendaraan terhadap kinerja sistem lampu lalu lintas. Semakin lama waktu yang dibutuhkan maka, semakin banyak antrian kendaraan. Perlu diketahui bahwa jumlah antrian tidak boleh terlalu panjang agar tidak memicu kemacetan di persimpangan lain.

  Pada kenyataannya, lampu lalu lintas digunakan pada persimpangan berarus kendaraan besar. Jenis persimpangan ini biasanya berupa persimpangan 4 jalur atau lebih dikenal dengan simpang 4.

Gambar 2.1 Persimpangan 4 jalur Adapun prinsip yang berlaku pada sistem lampu lalu lintas ini ialah sebagai berikut:

  1. Lampu hijau di salah satu jalur menyala artinya kendaraan pada jalur tersebut boleh berjalan ke tiga jalur lainnnya.

  2. Lampu merah di jalur manapun menyala, maka kendaraan pada jalur tersebut harus berhenti dan hanya boleh berjalan ke arah jalur kirinya (UU Lalu Lintas No.14 tahun 1992) .

  Kinerja suatu sistem lampu lalu lintas ditentukan oleh waktu yang digunakan untuk mengatur arus kendaraan. Terdapat 2 pengoperasian yang digunakan pada pengontrolan lampu lalu lintas yaitu:

  1. Fixed Time Traffic Signal adalah pengoperasian dimana waktu yang digunakan tidak mengalami perubahan.

  2. Actuated Traffic Signal adalah pengoperasian dimana waktu yang digunakan mengalami perubahan sesuai keadaan persimpangan.

  Perlu diperhatikan bahwa waktu tersebut ditentukan berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan sebelum mendirikan suatu lampu lalu lintas. Hasil analisa ini dapat berupa lamanya lampu merah, lamanya lampu hijau, dan giliran pergantian lampu antara lampu lalu lintas dengan lampu lalu lintas lainnya di suatu persimpangan. Lampu secara bergiliran akan berganti sesuai dengan waktu tersebut. Adapun urutan giliran lampu lalu lintas yang telah ditetapkan berdasarkan ketentuan internasional dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.2 Urutan Pergantian Lampu Lalu Lintas

2.2 Penerapan Algoritma Welch-Powell pada Operasi Persimpangan 4 Jalur

  Algoritma Welch-Powell merupakan salah satu teknik dari pewarnaan graf untuk mengatasi masalah yang muncul dari penyusunan jadwal. Algoritma Welch-Powell dapat diterapkan untuk menentukan pola lampu lalu lintas dengan jumlah fase minimal, dan pada setiap fase tidak ada perjalanan yang saling melintas. Perjalanan yang diperbolehkan adalah : A ke B, A ke C, A ke D, B ke C, B ke D, B ke A, C ke D, C ke A, C ke B, D ke A, D ke B, dan D ke C.

  Langkah-langkah penyelesaiannya :

  1. Tentukan simpul dari perjalanan yang diperbolehkan (untuk peletakan simpulnya bebas).

  2. Tentukan ruas yang menghubungkan 2 simpul yang menyatakan 2 perjalanan yang saling melintas. Simpul-simpul yang diperbolehkan jalan pada semua kondisi adalah

  AB, BC, CD, dan DA. Simpul yang menyatakan dua perjalanan saling melintas adalah :

Gambar 2.4 Simpul yang saling melintas dengan ACGambar 2.5 Simpul yang saling melintas dengan BDGambar 2.6 Simpul yang saling melintas dengan CAGambar 2.7 Simpul yang saling melintas dengan DBGambar 2.8 Simpul yang saling melintas dengan ADGambar 2.9 Simpul yang saling melintas dengan BAGambar 2.10 Simpul yang saling melintas dengan DCGambar 2.11 Simpul yang saling melintas dengan CB

  Maksud dari gambar-gambar simpul tersebut adalah apabila suatu simpul dihubungkan dengan simpul lain (yang saling melintas) menandakan bahwa satu simpul diartikan sebagai perintah jalan dan simpul lainnya diartikan harus menunggu atau berhenti.

  Setelah menentukan ruas yang menghubungkan 2 simpul yang menyatakan 2 perjalanan saling melintas. Diketahui bahwa 8 simpul saling bersinggungan saat sama-sama melintas. Langkah selanjutnya menyatukan simpul dan ruas menjadi satu-kesatuan yang utuh.

Gambar 2.12 Simpul Secara Keseluruhan

  Kemudian diurutkan simpul yang memiliki derajat simpul terbesar hingga yang memiliki derajat simpul terkecil Adapun urutannya yaitu, d(AD) = 5, d(BA) = 5, d(CB) = 5, d(DC) = 5, d(AC) = 4, d(BD) = 4, d(CA) = 4, d(DB) = 4.

  Beri warna pada setiap simpul dengan warna baru, bila simpul berdampingan maka berilah warna lain, bila simpul tidak berdampingan maka berilah warna yang sama.

Gambar 2.13 Simpul Keseluruhan yang Telah Diberi Warna

  Langkah-langkah untuk mewarnai setiap simpul adalah sebgai berikut:

  1. Beri warna pada setiap simpul secara berurutan dari yang memiliki derajat simpul terbesar sampai dengan derajat simpul terkecil.

  Urutannya adalah : AD, BA, CB, DC, AC, BD, CA, DB. Ambil warna pertama misalnya merah.

  2. Beri warna merah simpul AD (karena AD adalah simpul urutan yang pertama). Kemudian cari simpul yang tidak berdampingan dengan simpul AD, beri warna yang sama (merah). Kita berikan warna yang sama pada simpul AC dengan warna simpul AD yaitu merah, karena simpul AC tidak berdampingan dengan simpul AD.

  3. Sehingga didapat urutan simpul yang belum di beri warna sebagai berikut : BA, CB, DC, BD, CA, DB.

  4. Ambil warna kedua, misalnya kuning. Warnai simpul BA (karena simpul BA sekarang ada diurutan yang pertama). Kemudian cari simpul yang tidak berdampingan dengan simpul BA, beri warna yang sama (kuning). Kita berikan warna yang sama pada simpul BD dengan warna simpul BA yaitu kuning, karena simpul BD tidak

  5. Ambil warna ketiga, misalnya biru. Warnai simpul CB (karena simpul CB sekarang ada diurutan yang pertama). Kemudian cari simpul yang tidak berdampingan dengan simpul CB, beri warna yang sama (biru). Kita berikan warna yang sama pada simpul CA dengan warna simpul CB yaitu biru, karena simpul CA tidak berdampingan dengan simpul CB. Sehingga didapat urutan simpul yang belum di beri yaitu DC, DB.

  6. Ambil warna keempat, misalnya Hijau. Warnai simpul DC dan DB.

  Pewarnaan simpul telah selesai. Graf merupakan graf berwarna 4. Jadi bilangan kromatisnya adalah K(G) = 4. Simpul AB, BC, CD, dan DA tidak dihubungkan oleh suatu ruas jadi untuk simpul tersebut tidak pernah melintas perjalanan-perjalanan lain dan simpul tersebut selalu berlaku lampu hijau. Berdasarkan langkah-langkah algoritma

  Welch-Powell diatas, maka diperoleh hasil sebagai berikut :

  1. Fase 1 Merah : (BD, CA, DB, BA, CB, DC) Hijau : (AD, AC, AB, CD, BC, DA)

  2. Fase 2 Merah : (AC, CA, DB, AD, CB, DC) Hijau : (BA, BD, AB, CD, BC, DA)

  3. Fase 3 Merah : (AC, BD, DB, AD, BA, DC) Hijau : (CB, CA, AB, CD, BC, DA)

  4. Fase 4 Merah : (AC, BD, CA, AD, BA, CB) Hijau : (DC, DB, AB, CD, BC, DA)

2.3 Embedded Web Server

  Secara harfiah, embedded web server adalah suatu sistem yang sengaja ditanamkan ke suatu jaringan komputer agar dapat difungsikan biaya yang perlu dikeluarkan. Jika web server memiliki prosesor yang cepat dan RAM yang sangat besar, maka prosesor pada versi embedded web server lebih lambat dan memiliki RAM yang lebih kecil. Namun, biaya yang dikeluarkan untuk embedded web server jauh lebih murah daripada biaya untuk web server.

Gambar 2.14 Rainer SM150C8-2.2 SATA35NR 2x 4GB Tower Server

  Awalnya embedded web server ini merupakan suatu bentuk sistem yang berbeda. Dikarenakan, karakteristik yang sama dan dapat menopang fungsi server sebagai web server, maka terciptalah embedded system yang berfungsi sebagai web server.

  Perlu diketahui bahwa sebuah web server memiliki satu peran yaitu menjalankan protokol HTTP. Protokol ini memungkinkan browser untuk mengirimkan request kepada server yang akan menerima. Operasi request yang ditentukan atau lebih dikenal sebagai URL (Uniform Resource

  

Locator). Ketika seseorang mengklik link untuk pergi ke suatu halaman

  pada web browser, HTTP mengirimkan permintaan GET ke server dan meminta halaman HTML yang terletak di URL yang diklik.

Gambar 2.15 Deskripsi Permintaan GET

  Operasi Post digunakan untuk mengirimkan data dari web browser kembali ke server. Ini adalah permintaan yang dihasilkan ketika seseorang menekan tombol "Kirim" pada formulir yang diisi.

Gambar 2.16 Deskripsi Permintaan POST

  Secara khusus, aplikasi embedded web pada umumnya harus mampu mempengaruhi operasi perangkat keras. Sebuah web server tidak memiliki kemampuan seperti itu. Sehingga segala sesuatu di luar pengolahan HTTP harus dinyatakan sebagai bagian dari pengembangan sistem. Kode tingkat rendah yang akan berinteraksi langsung dengan perangkat keras akan ditulis dalam pemrograman berbahasa C. Dikarenakan rutin ini begitu khusus, mereka akan perlu ditulis selama pengembangan tidak peduli bagaimana konektivitas web diimplementasikan. Masalahnya adalah web server tidak memiliki cara untuk mengakses rutin tersebut. Oleh sebab itu, harus ada cara untuk menghubungkan keduanya yaitu dengan membuat sebuah program yang dapat mengambil permintaan HTTP yang kemudian memanggil kode C.

Gambar 2.17 Deskripsi Embedded Web Server

BAB III PERANCANGAN SISTEM Pada bab ini akan dibahas tentang perancangan alat yang meliputi

  diagram blok sistem beserta penjelasan atau cara kerja dari masing-masing blok, spesifikasi perangkat keras, dan algoritma pemrograman, yang digunakan pada penerapan embedded web server pada perancangan sistem kendali lampu lalu lintas.

3.1 Diagram Blok Sistem Diagram blok sistem secara keseluruhan diperlihatkan pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

  Dari gambar dapat diuraikan penjelasan atau cara kerja tiap-tiap blok sistem yaitu sebagai berikut:

  1. PC client ialah komputer yang berperan sebagai pengakses situs web pengendali lampu lalu lintas. PC client yang digunakan ialah laptop.

  2. Modem digunakan untuk menghubungkan komputer ke layanan internet/WiFi. Modem yang digunakan ialah Huawei 3G Telkomsel

  3. Router digunakan untuk menghubungkan mini PC ke layanan internet/WiFi. Router yang digunakan ialah TP-Link TL-MR3020.

  4. Mini PC/Embedded Web Server ialah komputer mini yang berperan sebagai embedded web server. Selain itu, komputer mini ini berisi data-data dan program yang berkenaan dengan sistem kendali lampu lalu lintas. Program ini dirancang menggunakan algoritma Welch-

  

Powell. Mini PC yang digunakan ialah raspberry pi b+.

  5. 4-way Traffic Light ialah sistem lampu lalu lintas yang akan dikendalikan.

3.2 Perancangan Perangkat Keras ( Hardware)

3.2.1 Perancangan Mekanik

  Pada perancangan mekanik akan digambarkan pemodelan dari persimpangan yang menjadi pembahasan penelitian ini.

  a. Bentuk Persimpangan Bentuk dari persimpangan lampu lalu lintas yang digunakan pada perancangan tugas akhir ini dapat dilihat pada gambar 3.2.

Gambar 3.2 Model Persimpangan (tampak atas) Simulasi dari model persimpangan lampu lalu lintas ini menggunakan bahan karton tebal dengan ukuran sebagai berikut: : 30 cm

• Panjang lahan

  : 30 cm

• Lebar lahan

  : 9,5 cm

• Panjang set lampu

  : 5,5 cm

• Lebar set lampu

3.2.2 Perancangan Sistem lampu lalu lintas Lampu pada lampu lalu lintas akan dirancang menggunakan 9 led.

  Adapun rangkaian 1 lampu lalu lintas dapat dilihat pada gambar III.3.

Gambar 3.3 Rangkaian 1 lampu Pada gambar tersebut dapat diperhatikan bahwa 9 led disusun secara paralel.

  Hal ini bertujuan apabila salah satu led mengalami kerusakan dan padam maka, led yang lainnya tetap menyala.

  Berdasarkan datasheet, pin GPIO pada raspberry pi b+ mengalirkan arus dengan tegangan sebesar 5 V saat di-set sebagai output. Tegangan pengaman untuk setiap led. Berikut besar resistor yang akan digunakan pada rangkaian lampu: R Merah =

  = 145 ohm

  Kuning

  R = = 130 ohm

  R Hijau = = 120 ohm

  Dari perhitungan diatas, diperoleh 3 besaran resistor led untuk masing- masing lampu lalu lintas. Namun, sangat sulit menemukan resistor yang tepat sebesar itu di pasaran. Solusi yang paling tepat diambil ialah menggunakan resitor yang besarnya mendekati nilai-nilai tersebut. Di pasaran, resistor terkecil yang mudah ditemukan sebesar 180 ohm. Oleh karena itu, besar resistor yang digunakan pada penelitian ini sama untuk semua warna lampu yaitu 180 ohm.

3.2.3 Sistem Mini PC

  Sistem menggunakan mini PC Raspberry Pi B+ sebagai embedded

  web server. Adapun spesifikasi dari Raspberry Pi B+ dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Spesifikasi Raspberry Pi B+

  CPU 700MHz Low Power ARM11 GPU Dual Core VideoCore IV Memory 512MB SDRAM Power Micro USB socket 5V, 2A Dimension 85 x 56 17 mm pin, GND pin)

Ethernet 10/100 BaseT Socket

  Dari tabel diatas dapat dilihat kategori-kategori spesifikasi yang dibutuhkan terutama jika dilihat dari CPU dan GPU yang dimilikinya. Raspberry Pi B+ memperlihatkan kemampuannya yang dapat memproses data dengan cepat. Selain itu, jumlah pin GPIO yang banyak dan RAM-nya yang besar memperlihatkan banyaknya data yang dapat ditanganinya. Raspberry pi b+ memiliki GPIO (General Purpose Input Output) yang berfungsi untuk mempengaruhi rangkaian atau sistem elektronika lain di luar sistem mini PC. Untuk memprogram pin-pin tersebut, raspberry pi b+ menggunakan bahasa pemrograman python. Bahasa pemrograman ini tergolong bahasa tingkat tinggi yang memiliki sintaks-sintaks sederhana.

3.3 Perancangan Perangkat Lunak ( Software)

3.3.1 Perancangan Algoritma Pengendali Lampu Lalu Lintas

  Pada perancangan algoritma pengendali lampu lalu lintas akan tergambarkan bagaimana pengaruh sistem mini PC terhadap rangkaian elektronika sistem kendali lampu lalu lintas. Sebelum merancang suatu algoritma, perlu adanya identifkasi input dan output dari algoritma tersebut.

Tabel 3.2 Siklus Umum Pergantian Warna Lampu Lalu Lintas

  

Siklus Jalur 1 Jalur 2 Jalur 3 Jalur 4 Delay

H K M H K M H K M H K M

1*

  1

  1

  1

  1 N

  2

  1

  1

  1

  1 O

  3

  1

  1

  1

  1 P

  4

  1

  1

  1

  1 Q

  5

  1

  1

  1

  1 R

  8

  2

  Tabel diatas menunjukkan siklus umum pergantian warna lampu lalu lintas di persimpangan 4 arah. Siklus tersebut masih kurang sesuai dengan urutan penyalaan lampu yang sebenarnya. Perlu diperhatikan bahwa pada siklus ini tidak terdapat urutan ke-2 pada penyalaan lampu sesuai aturan yang digunakan. Oleh sebab itu, siklus ini akan dimodifikasi menggunakan algoritma Welch-Powell sehingga diperoleh siklus yang dapat dilihat pada tabel 3.4.

Tabel 3.4 Modifikasi Siklus Umum Pergantian Warna Lampu Lalu Lintas

  

Siklus Jalur 1 Jalur 2 Jalur 3 Jalur 4 Delay

H K M H K M H K M H K M

  1

  1

  1

  1

  1 A

  1

Tabel 3.3 Keterangan Tabel 3.2

  1

  1

  1

  1

  3

  1

  1

  1

  1 ON OFF H Hijau

K Kuning

M Merah N-Y Variasi delay (Number)* Pengecualian

  1 Y

  1

  1

  1

  1

  1 U

  9

  1

  1

  1

  1 V 10*

  1

  1

  1

  1 W 11*

  1

  1

  1

  1 X 12*

  1

  1

  1 B

  5

  1

  sebelumnya. Dengan delay sebagai input dan siklus kondisi lampu sebagai output, didapatkan algoritma pemrograman sistem kendali lampu lalu lintas sebagai berikut:

  1 Dari tabel diatas diperolehlah siklus yang lebih sedikit daripada siklus

  1

  1

  1

  1

  8

  1 D

  1

  1

  1

  7

  1

  1

  1

  1

  1

  6

  1 C

  

1

  1

Gambar 3.4 Diagram Alir Pemrograman Lampu Lalu Lintas

3.3.2 Pemrograman Lampu Lalu Lintas

  Diagram alir pemrograman tersebut akan diterapkan dalam bahasa pemrograman python. Dalam pemrograman perlu ditentukan 3 bagian utama yaitu nama, bagian dekalrasi, dan bagian deskripsi.

  3.3.2.1 Nama Program

  Pemrograman python dalam raspberry pi menggunakan nama program bereksitensi .py sebagai inisial yang dipanggil dari LXterminal agar dapat dieksekusi. LXterminal pada OS raspberry pi berfungsi sama seperti halnya command prompt pada OS Windows. Pada pemrograman ini, program akan diberi nama trafficlight.py. Untuk mengeksekusi program ini, maka ketik sudo python trafficlight.py pada LXterminal dan enter. Program akan berjalan sesuai dengan kode-kode program di dalamnya.

  3.3.2.2 Dekalrasi

  Pada diagram alir pemrograman, terdapat huruf-huruf yang berfungsi sebagai variabel. Umumnya pada pemrograman, variabel harus di tentukan memiliki nilai atau satuan besarannya seperti integer, karakter, dan lain sebagainya. Namun pada python khususnya pada raspberry pi, hal itu tidak dibutuhkan terutama pada pemrograman ini. Pada pemrograman ini, hal yang perlu dideklasikan ialah library dan port-port yang akan digunakan. Adapun deklarasi library pada pemrogram ini. import RPi.GPIO as GPIO #Mengambil library GPIO import time #Mengambil library time

  Library berfungsi sebagai fungsi yang akan dijalankan terhadap kode-kode program berikutnya. Adapun kode-kode program tersebut salah satunya

  GPIO.setmode(GPIO.BCM) #Memilih mode BCM saat pembacaan pin GPIO.setup(16,GPIO.OUT) #set pin 16 sebagai output GPIO.setup(20,GPIO.OUT) #set pin 20 sebagai output GPIO.setup(21,GPIO.OUT) #set pin 21 sebagai output

  Perlu diketahui bahwa terdapat dua mode pembacaan pin atau port oleh python yaitu mode BCM dan mode BOARD. Yang dimaksud dengan mode BCM ialah pin-pin atau port-port yang dimaksud dalam kode-kode program merupakan pin-pin atau port-port yang penomorannya tidak terlihat pada papan modul raspberry pi. Sedangkan mode BOARD, penomoran pin atau port dapat dilihat pada papan modul atau berdasarkan urutan pin atau port yang terlihat.

3.3.2.3 Deskripsi Bagian deskripsi merupakan bagian utama dalam pemrograman.

  Bagian ini akan menjalankan sistem lampu lalu lintas yang telah diintegrasikan terhadap modul raspberry pi. Adapun contoh yang diambil dari pemrograman ini ialah sebagai berikut:

  GPIO.output(16,True) # lampu merah di jalur A padam time.sleep(w) #waktu pembukaan jalur A GPIO.output(16,False) #lampu merah di jalur A padam

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian Integrasi Sistem

  Pengujian ini bertujuan untuk melihat apakah rangkaian lampu lalu lintas dapat dikendalikan dengan baik melalui sistem embedded web server dari client PC atau komputer lain. Pengujian dilakukan dengan cara menghitung delay lampu hijau yang berada pada simulasi mekanik persimpangan 4 dari jarak lebih kurang 6 meter. Selanjutnya, pengujian akan dilakukan dengan memastikan delay yang diinginkan oleh operator dari client PC sesuai dengan delay pada lampu lalu lintas. Setelah itu, analisa dilakukan dengan menghitung selisih rata-rata antara waktu yang dikirim oleh client PC dengan waktu yang dijalankan oleh sistem kendali lalmpu lalu lintas. Pengujian dilakukan sebanyak 10 kali dan dihitung menggunakan 4 stopwacth terhadap 4 jalur yang berbeda. Berikut hasil pengujiannya:

Tabel 4.1 Pengujian pada jalur A

  Percobaan Waktu yang Waktu yang Selisih Ke - dikirim terukur 1 5 5,03 0,03

  2 5 5,03 0,03

  3 5 5,03 0,03

  4 5 5,02 0,02

  5 5 5,03 0,03

  6 5 5,03 0,03

  7 5 5,02 0,02

  8 5 5,03 0,03

  9 5 5,02 0,02

  10 5 5,03 0,03

  Selisih rata-rata pada jalur A

  = 0,027 detik

  Selisih rata-rata pada jalur B = = 0,036 detik

  8 9 9,04 0,04

  7 9 9,04 0,04

  6 9 9,04 0,04

  5 9 9,03 0,03

  4 9 9,04 0,04

  3 9 9,04 0,04

  2 9 9,04 0,04

  1 9 9,03 0,03

  Waktu yang terukur Selisih

  Percobaan Ke - Waktu yang dikirim

Tabel 4.3 Pengujian pada jalur C

  10 7 7,04 0,04

Tabel 4.2 Pengujian pada jalur B

  9 7 7,03 0,03

  8 7 7,03 0,03

  7 7 7,04 0,04

  6 7 7,03 0,03

  5 7 7,04 0,04

  4 7 7,04 0,04

  3 7 7,04 0,04

  2 7 7,04 0,04

  1 7 7,03 0,03

  Waktu yang terukur Selisih

  Percobaan Ke - Waktu yang dikirim

  9 9 9,03 0,03 Selisih rata-rata pada jalur C = = 0,037 detik

Tabel 4.4 Pengujian pada jalur D

  Percobaan Waktu yang Waktu yang Selisih Ke - dikirim terukur 1 12 12,04 0,04

  2 12 12,05 0,05

  3 12 12,05 0,05

  4 12 12,04 0,04

  5 12 12,05 0,05

  6 12 12,05 0,05

  7 12 12,04 0,04

  8 12 12,04 0,04

  9 12 12,05 0,05

  10 12 12,05 0,05

  Selisih rata-rata pada jalur D = = 0,045 detik

4.2 Analisis Hasil Pengujian

  Setelah melakukan pengujian, ditemukan ketidaksamaan waktu antara waktu yang dikirimkan ke sistem lampu lalu lintas dan waktu yang dijalankan oleh sistem lampu lalu lintas. Terdapat selisih yang kecil antara keduanya. Adapun persentase dari kesalahan ini ialah sebagai berikut: Error Rate pada jalur A = x 100%

  Error Rate pada jalur B = x 100% = 0,0051 % Error Rate pada jalur C = x 100% = 0,0041 % Error Rate pada jalur D = x 100% = 0,00375 % Hal ini dapat disebabkan oleh faktor eksternal sistem berupa gangguan pada sinyal transmisi maupun faktor internal sistem berupa gangguan pada sistem embedded web server saat menjalankan perangkat lunaknya. Faktor lainnya ialah kemungkinan kesalahan pengukuran. Teknik pengukuran yang lebih baik akan menghasilkan pengukuran yang lebih presisi. Selain itu, ditemukan kenaikan selisih rata-rata ketidaksamaan waktu antara waktu yang dikirimkan ke sistem lampu lalu lintas dan waktu yang dijalankan oleh sistem lampu lalu lintas. Hal ini dapat dilihat pada tabel IV.5.

Tabel 4.5 Kenaikan Selisih Rata-Rata

  

Nama jalur Rata-rata waktu yang Rata-rata waktu yang Selisih rata-rata

dikirim (detik) terukur (detik) (detik)

  Jalur B 7 7,036 0,036 Jalur C 9 9,037 0,037 Jalur D

  12 12,045 0,045

  Walaupun, selisih terlihat mengaliami kenaikan, namun sebenarnya terjadi penurunan error rate pada masing-masing jalur. Kenaikan selisih tersebut hanya disebabkan oleh akumulasi gangguan yang terjadi pada sistem. Contohnya, apabila terjadi ketidaksamaan waktu pada proses pembukaan jalur A, maka dapat dipastikan ketidaksamaan waktu ini akan terjadi pada proses pembukaan jalur B. Begitu juga pada proses pembukaan jalur C dan jalur D.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan

  Berdasarkan uji coba dan analisa sistem yang telah dilaksanakan, maka diperolehlah beberapa kesimpulan sebagaimana berikut:

  1. Penerapan embedded web server pada perancangan sistem kendali lampu lalu lintas telah terbukti berhasil menjalankan fungsinya sesuai dengan tujuan yang telah direncanakan.

  2. Walaupun terdapat selisih antara waktu yang dikirim dari client dan waktu yang dijalankan oleh sistem kendali lampu lalu lintas, namun selisih tersebut masih terbilang kecil dan layak untuk diabaikan.

  5.2 Saran

  Menyadari adanya kekurangan pada hasil penelitian ini, maka perlu adanya pertimbangan-pertimbangan dalam mengembangkan hasil penelitian ini. Adapun saran yang perlu disampaikan ialah sebagai berikut:

  1. Kemampuan mini PC raspberry pi b+ memang cukup untuk menjadi embedded server. Namun aplikasi-aplikasi atau software-software yang mendukungnya kurang nyaman untuk dijalankan. Sering terjadi error- error pada software-software pendukung. Jadi, akan lebih baik jika memilih mini PC yang memiliki paket software-software pendukung yang telah teruji penggunaanya.

  2. Kurangnya akurasi pada pengujian waktu lampu yang dikirim dengan waktu lampu yang dijalankan diakibatkan oleh spesifikasi router dan spesifikasi raspberry pi b+ yang kurang handal. Maka dari itu, dibutuhkan router dan mini PC yang lebih baik.

  DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................... i

LEMBAR PERNYATAAN.................................................................. ii

ABSTRAK ........................................................................................... iii

ABSTRACT......................................................................................... iv

KATA PENGANTAR .......................................................................... v

DAFTAR ISI........................................................................................ vi

DAFTAR TABEL.............................................................................. viii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN..................................................................... 1

  1.1 Latar Belakang ............................................................................................... 1

  1.2 Rumusan Masalah .......................................................................................... 3

  1.3 Maksud dan Tujuan........................................................................................ 3

  1.4 Batasan Masalah ............................................................................................ 3

  1.5 Metode Penelitian .......................................................................................... 4

  1.5.1 Metode Studi Kasus............................................................................ 4

  1.5.2 Metode Eksperimen............................................................................ 4

  1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................... 4

  

BAB II TEORI PENUNJANG ............................................................. 6

  2.1 Prinsip Kerja Lampu Lalu Lintas 4 jalur ....................................................... 6

  2.2 Penerapan Algoritma Welch-Powell pada Operasi Persimpangan 4 Jalur .... 8

  2.3 Embedded Web Server................................................................................. 17

  3.1 Diagram Blok Sistem ................................................................................... 21

  3.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware).................................................. 22

  3.2.1 Perancangan Mekanik ...................................................................... 22

  3.2.2 Perancangan Sistem lampu lalu lintas .............................................. 23

  3.2.3 Sistem Mini PC ................................................................................ 24

  3.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software) ................................................... 25

  3.3.1 Perancangan Algoritma Pengendali Lampu Lalu Lintas.................. 25

  3.3.2 Pemrograman Lampu Lalu Lintas .................................................... 28

  

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA............................................ 31

  4.1 Pengujian Integrasi Sistem........................................................................... 31

  4.2 Analisis Hasil Pengujian .............................................................................. 33

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................. 36

  5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 36

  5.2 Saran............................................................................................................. 36

  

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................... 37

LAMPIRAN........................................................................................ 38

DAFTAR PUSTAKA

  [1] Bhuvaneswarl.S and S. A. Nisha.A, "Implementation of TCP/IP on Embedded Webserver Using Raspberry Pi In Industrial Application," International

  Journal of Advanced Research in Computer and Communication Engineering Vol.3, Issue 3, pp. 1-5, March 2014.

  [2] M. Erdhi Widyarto N., "Pemakaian Embedded Web Server sebagai Pengendali Traffic Light pada sistem ATCS (Auto Traffic Control System)," Seminar Nasional Riset Teknologi Informasi 2010 vol 5, pp. 1-5, 7 Agustus 2010.

  [3] N. Padhye and P. Jain, "Implementation of ARM Embedded Web Server for DAS using Raspberry Pi," VSRD International Journal of Electrical, Electronics, and Communication Engineering Vol 3 No 4, pp. 1-4, April 2013.

  [4] A. A. Siddiqui, S. Amir and N. Ahmed, "Web-based Online Parameters Monitoring and Control System Implemented on Raspberry Pi," First

  International Conference on Modern Communication and Computing Technologies, pp. 1-9, 2014.

  [5] D. Purnamasari, M. Z. Ilman and D. W. A.P., "Algoritma Welch-Powell unutk Pengendalian Lampu Lalu Lintas," UG Jurnal Vol 6 No 3, pp. 1-7, 2012. [6] A. K. A. C. W, "Sistem Monitor dan Kendali Ruang Server dengan Embedded Ethernet," Lontar Komputer Vol 2 No 1, pp. 1-5, Juni 2011. [7] R. Al-Alawi, "Web-based Intelligent Traffic Management System,"

  Proceeding of the World Congress on Engineering and Computer Science Vol 1, pp. 1-4, October 2009.

  [8] S. L. Kadoory, "Design an Embedded Web Server for Road Traffic Monitoring," Al-Rafidain Engineering Vol 21 No 6, pp. 1-14, December 2013.

KATA PENGANTAR

  Segala puji bagi Allah SWT, Pencipta dan Pemelihara alam semesta, shalawat serta salam semoga terlimpah bagi Muhammad SAW, keluarga dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.

  Atas rahmat Allah SWT, akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, meskipun proses belajar sesungguhnya tak akan pernah berhenti. Tugas Akhir ini sesungguhnya bukanlah hasil individual dan akan sulit terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak akan mungkin penulis sebutkan satu persatu. Namun dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Bapak Dr. Yeffry Handoko Putra, MT selaku dosen pembimbing

  2. Kedua Orang tua yang selalu memotivasi penulis

  3. Kawan-kawan seperjuangan di kelas 10 TK 4 selama melaksanakan studi dan menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  Akhirnya, penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin ilmu yang penulis dalami.

  Bandung, 17 Agustus 2015 Mukmin Maulana Latin

  

PENERAPAN EMBEDDED WEB SERVER PADA PERANCANGAN

SISTEM KENDALI LAMPU LALU LINTAS

TUGAS AKHIR

  Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada Program Studi Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer

  

Oleh

Mukmin Maulana Latin

10210140

Pembimbing

  

Dr. Yeffry Handoko Putra, MT

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG