Prototipe Sistem Lalu Lintas Terpadu (Prototypes Of Embedded Traffic System)

1 1.1 Latar Belakang

Sistem kendali pada pengaturan lampu lalu lintas di setiap persimpangan yang ada di kota-kota besar di negara Indonesia, sebenarnya memiliki sistem kendali yang cukup baik dan sesuai standar, karena penentuan lamanya antara lampu merah, kuning dan hijau sudah terprogram secara konstan[1]. Dan bahkan adapun beberapa lampu lalu lintas yang lama pemberian waktu pada tiap-tiap lampunya dapat dikontrol oleh petugas lalu lintas (dalam hal ini petugas kepolisian) berdasarkan pertimbangan petugas mengenai tingkat kepadatan sesuai panjang antrian di setiap jalur lalu lintas saat itu.

Namun sistem pengontrol yang sekarang diterapkan ini, apabila kita bandingkan dengan perkembangan teknologi khususnya pengontrol lampu lalu lintas yang dipakai di Negara-negara berkembang di luar sana sungguh jauh berbeda[2]. Sebagai contoh di salah satu kota besar seperti Bandung, umumnya sistem kendali yang digunakan dalam pengendalian lampu lalu lintas ialah menggunakan metode fixed time (waktu tetap). Artinya dalam kondisi apapun di lalu lintas, lamanya waktu penyalaan lampu akan tetap sama meskipun salah satu ruas jalan dalam kondisi sangat padat tetap akan mendapatkan kesempatan lamanya untuk melaju sama seperti saat dalam kondisi tidak padat. Selain itu dengan populasi penduduknya yang sangat padat jumlah pemilik kendaraan di Indonesia pun dikabarkan mencapai 104.211 juta unit[3] dibarengi dengan

kesadaran pengendara sendiri untuk menaati peraturan berlalu lintas pun masih jauh dari yang diharapkan.

Berdasarkan pengalaman serta masalah yang sering terlihat pada setiap persimpangan ini, penulis menyimpulkan bahwa kendali lampu lalu lintas yang sekarang, terdapat keadaan di mana jalur sebuah ruas jalan yang sudah tidak ada kendaraan tetapi masih diberikan lampu hijau karena belum secara otomatis dapat menentukan waktu lamanya pemberian lampu hijau berdasarkan kepadatan jumlah kendaraan saat itu. Hanya saja dibutuhkan sensor yang dapat mendeteksi kepadatan kendaraan yang terjadi agar dapat mengetahui seberapa padat jumlah kendaraan pada tiap-tiap ruas di persimpangan tersebut. Permasalahan ini adalah penyebab permasalahan utama pada lalu lintas yaitu kemacetan lalu lintas. Selain itu, seluruh kendaraan yang mengantri untuk mendapatkan giliran melaju telah menghabiskan banyak waktu untuk menunggu ruas jalan kosong yang masih saja mendapat lampu hijau tersebut, maka jika dilihat dari segi ekonomi sudah jelas terdapat suatu pemborosan dalam penggunaan bahan bakar serta waktu pada setiap persimpangan[3].

Dari latar belakang tadi, penulis mencoba untuk mengembangkan dan ingin menyelesaikan permasalahan tadi dengan cara merancang sebuah pengatur lalu lintas yang pemberian lama waktu nya otomatis didasarkan pada panjangnya antrian kendaraan di setiap ruas jalan dengan menggunakan sensor pendeteksi logam, sehingga diharapkan dapat menyelesaikan dan tidak akan ada lagi terjadinya permasalahan seperti kemacetan di persimpangan, pemborosan bahan

bakar dan lain sebagainya. Oleh karena itu penulis mengambil judul penelitian tugas akhir yaitu Sistem Lalu lintas Tertanam.

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang tadi dapat diidentifikasi beberapa permasalahan diantaranya.

1. Lalu lintas yang ada belum secara otomatis mempertimbangkan penyalaan lampu berdasarkan panjang antrian kendaraan.

2. Pendeteksian panjangnya antrian kendaraan pada tiap ruas jalan dengan menggunakan sensor pendeteksi logam.

1.3 Rumusan Masalah

Setelah diidentifikasi, maka dapat dirumuskan menjadi beberapa rumusan masalah sebagai berikut.

1. Bagaimana merancang sistem lalu lintas yang secara otomatis mempertimbangkan penyalaan lampu berdasarkan panjang antrian kendaraan.

2. Bagaimana merancang alat pendeteksi panjangnya antrian kendaraan pada tiap ruas jalan dengan menggunakan sensor pendeteksi logam. 1.4 Tujuan

Untuk menyelesaikan masalah-masalah yang telah dirumuskan tadi, maka didapatkan tujuan dari penelitian yang akan dilakukan yaitu.

1. Merancang sistem lalu lintas yang secara otomatis mempertimbangkan penyalaan lampu berdasarkan panjang antrian kendaraan.

2. Merancang alat pendeteksi panjangnya antrian kendaraan pada tiap ruas jalan dengan menggunakan sensor pendeteksi logam.

1.5 Batasan Masalah

Beberapa batasan masalah yang penulis definisikan sebagai batas dari penelitian yang dilakukan diantaranya sebagai berikut.

1. Simulasi dilakukan pada miniatur persimpangan lalu lintas dengan panjang dan lebar adalah 70cm berbentuk persegi serta pada simulasi di komputer dengan menggunakan program LabVIEW yang memiliki kemiripan karakteristik agar sistem diharapkan dapat bekerja pada kondisi lalulintas sebenarnya .

2. Pengujian sistem kendali dilakukan pada persimpangan yang terdiri dari 4 jalur.

3. Kendaraan diasumsikan bergerak lurus dan diperbolehkan berbelok kekiri maupun ke kanan.

4. Media sensor sebagai input yang digunakan adalah sensor pendeteksi logam.

5. Pengolahan data dilakukan oleh mikrokontroler dan LabVIEW.

6. Penghidupan lampu hijau defaultnya dilakukan secara bergilir mulai dari jalur A lalu B, C dan D ataupun sesuai antrian terpanjang.

7. Penentuan lamanya waktu lampu hijau terdiri dari 3 kondisi yaitu sedikit, normal dan padat dengan masing-masing waktu yang disesuaikan.

1.6 Metoda Penelitian

Selama melakukan penelitian dan perancangan miniatur sistem pengaturan lampu lalu lintas, metode penelitian yang penulis gunakan adalah sebagai berikut.

1. Studi Literatur dan Studi Pustaka

Mencari dan mempelajari bahan-bahan referensi yang sesuai dengan judul baik secara online melalui internet maupun offline dari buku-buku dan kemudian nantinya akan digunakan sebagai penunjang dalam proses perancangan miniatur sistem pengaturan lampu lalu lintas.

2. Perancangan Program (coding) dan Pembuatan Hardware

Merancang program pengolah data dari sensor untuk ditanamkan pada miniatur sistem yang telah dirancang sehingga dapat mengatur penentuan waktu lampu lalu lintas.

3. Pengujian dan Analisa Hasil Pengujian

Menguji dan kemudian menganalisa hasil dari proses simulasi, diantaranya menguji lampu dengan kendali penghidupan manual kemudian menguji sensor dengan menambahkan indikator sementara pada outputnya dan menguji alat secara keseluruhan. Kemudian menarik kesimpulan dari hasil pengujian tersebut sehingga dapat menghasilkan saran untuk perbaikan tugas akhir ini.

1.7 Sistematika Penulisan

Dalam penulisan laporan penelitian, dibuat sistematika penulisan laporan agar mempermudah dalam penyusunannya. Maka susunannya adalah sebagai berikut.

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi tentang Latar Belakang, Identifikasi Masalah, Perumusan Masalah, Tujuan Tugas Akhir, Batasan Masalah, Metode Penelitian dan Sistematika Penulisan Laporan.

BAB II LANDASAN TEORI

Pada bab ini berisi tentang teori-teori dasar sebagai penunjang dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

BAB III PERANCANGAN ALAT

Pada bab ini berisi tentang pembahasan mengenai pemilihan komponen yang digunakan, spesifikasi komponen, kemudian desain dari miniatur persimpangan lalu lintas yang akan dibuat, blok diagram dari sistem yang digunakan, hardware dan software yang digunakan.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

Pada bab ini berisi tentang hasil data yang didapatkan setelah dilakukan pengujian pada alat serta menganalisa kesalahan yang terjadi saat pengujian. BAB V KESIMPULAN

Pada bab ini berisi tentang kesimpulan yang dapat ditarik dari hasil pengujian dan analisa yang dilakukan terhadap data hasil pengujian, serta saran bagi tugas akhir ini untuk pengembangan lebih lanjut.

7

Pada dasarnya teori penunjang diperlukan sebagai pengetahuan dasar dalam merancang suatu alat, agar dalam setiap langkah perancangannya dapat meminimalisir kesalahan yang terjadi serta memperlancar proses pengerjaan. Oleh karena itu bab ini berisi mengenai teori-teori dasar yang diperlukan dalam proses perancangan tugas akhir ini.

2.1 Sistem Kendali

Dalam mengendalikan penyalaan lampu hijau untuk masing-masing ruas jalan haruslah didasarkan pada panjangnya antrian kendaraan yang ada pada tiap-tiap ruas jalan di persimpangan, karena sistem pengaturan jenis inilah yang digunakan pada tugas akhir ini. Sebenarnya pengoperasian sistem pengaturan lalu lintas yang ada saat ini terdapat dua jenis kendali, yaitu jenis sistem pengaturan fixed times control dan actuated times control.

1. Fixed times control

Sistem pengaturan lalu lintas jenis ini menggunakan waktu dengan interval yang konstan untuk jangka waktu tertentu, maksudnya ialah dalam pengoperasiannya saat pertama kali di pasang waktu penyalaan lampu untuk masing-masing jalur telah diatur terlebih dahulu sehingga dalam kurun waktu tertentu apabila tidak mengalami perubahan, siklus waktu yang digunakan akan terus dalam keadaan tetap/fix untuk lamanya masing-masing ruas jalan tersebut.

Akan tetapi sistem kendali jenis ini terdapat kekurangan dikarenakan apabila pada saat-saat tertentu terdapat perubahan kepadatan di jalur yang berbeda dari sebelumnya dan dengan waktu penyalaan yang tetap untuk setiap jalur maka akan terjadi keadaan dimana kendaraan di tiga ruas jalan lama menunggu lampu hijau pada sebuah ruas jalan yang kosong. Hal ini mengakibatkan sistem kendali jenis ini tidak efisien bila diterapkan pada setiap persimpangan yang memiliki perbedaan kondisi kepadatan.

2. Actuated times control

Sistem ini menentukan lamanya penyalaan lampu lalu lintas untuk setiap jalur secara aktual mempertimbangkan kepadatan yang terjadi saat itu, dengan cara mengetahui masing-masing tingkat kepadatan disetiap jalur yang didapatkan dari sensor, baik itu dari LDR, logam detektor, ataupun kamera. Dengan begitu sistem pengaturan ini kapanpun akan sangat peka terhadap perubahan yang terjadi di lalu lintas, baik pagi hari, siang hari ataupun malam hari. Sistem pengaturan ini akan cocok digunakan di persimpangan dengan bentuk apapun dan kondisi apapun karena sifat dari sistem ini sangat fleksibel dengan adanya pertimbangan kepadatan kendaraan. Actuated times control terdiri dari dua jenis tipe berdasarkan penempatannya, pertama ialah semi actuated dan fully actuated. Semi actuated diterapkan pada lalu lintas dengan persimpangan antara jalan raya besar dan kecil. Karena arus yang terjadi pada jalan raya besar lebih besar ketimbang jalan yang kecil sehingga jalan raya besar lselalu mendapatkan lampu hijau yang lebih lama dibandingkan dengan jalur

yang lebih kecil. Sedangkan untuk fully actuated diterapkan pada persimpangan yang keduanya ialah jalan raya besar. Karena arus yang terjadi pada persimpangan tersebut relatif sama untuk setiap ruasnya. Akan tetapi dalam waktu tertentu arus kepadatan pada setiap jalur akan bervariasi dan berfluktuasi.

Itulah alasan mengapa actuated times control lebih baik dibanding dengan fixed times control. Dan pada tugas akhir ini sistem yang digunakan ialah actuated times control dengan jenis fully actuated karena persimpangan yang dipilih ialah persimpangan dengan seluruh ruas jalan memiliki arus kepadatan yang relatif sama meskipun kadang terjadi variasi kepadatan di setiap waktunya. Akan tetapi yang paling penting sistem dapat diterapkan di persimpangan bentuk apapun karena fleksibilitasnya, dan persimpangan jenis ini pun ialah persimpangan yang paling umum dibandingkan dengan persimpangan jenis lainnya.

Untuk dapat melaksanakan sistem pengendalian tersebut agar dapat diterapkan pada tugas akhir yang dirancang ini maka dibutuhkan informasi seberapa panjang antrian yang terjadi pada saat itu dan urutan ruas mana yang terpanjang hingga terpendek saat itu.

Disinilah peran dari sensor logam digunakan, sensor dipasang berjejer sepanjang miniatur ruas jalan di lajur kiri untuk masing-masing jalur dengan jarak yang disesuaikan dengan ukuran miniatur. Ukuran jalan pada miniatur ialah dengan panjang 33cm dan lebar 13cm dan menggunakan skala 1:615 dibandingkan dengan jalan raya sebenarnya yang umumnya memiliki lebar 8m, dan untuk jarak masing-masing sensor dari sensor 1 ke sensor 2 ialah 5,5cm dan

seterusnya. Untuk lebih jelas mengenai ilustrasi lalu lintasnya dapat dilihat pada gambar ilustrasi di bawah. Dari ketiga sensor tersebut masing-masing memiliki peran indikator yang berbeda, seperti terlihat pada gambar di bawah untuk sensor pertama dari sebelah kiri yang paling jauh dari persimpangan dikategorikan sebagai sensor padat.

Gambar 2.1 Ilustrasi lalu lintas kondisi padat

Artinya apabila sensor ini aktif (padat = high) maka dipastikan panjang antrian kendaraan dalam kondisi padat. Begitupun seterusnya untuk sensor kedua dikategorikan sebagai sensor sedang. Dan terakhir ialah sensor yang paling dekat dengan persimpangan dikategorikan sebagai sensor sedikit/tidak padat.

Gambar 2.2 Ilustrasi lalu lintas kondisi sedang

Gambar 2.3 Ilustrasi lalu lintas kondisi sedikit

Selain itu, apabila diumpamakan terjadi kondisi hanya sensor 1 dan 3 yang terdapat kendaraan sedangkan sensor 2 dalam keadaan tidak ada kendaraan maka

semua sensor yang berkondisi “high” akan dijumlahkan sehingga didapatkan hasil

bahwa

Untuk kondisi lainnya seperti berikut Aktif hanya 1sensor =sedikit Aktif hanya 2sensor=sedang Aktif seluruhnya 3sensor=padat

Metode ini dilakukan untuk mengetahui seberapa panjang antrian yang terjadi dan seberapa padat banyaknya kendaraan pada ruas jalan di tiap-tiap jalur saat itu. Dengan demikian penentuan lamanya penyalaan lampu hijau untuk setiap ruas jalan dapat ditentukan berdasarkan panjang antrian yang telah didapat.

2.2 Sensor Dan Jenisnya

Dalam suatu sistem pengendalian terdapat sebuah komponen yang memiliki peranan sangat penting, komponen tersebut dinamakan sensor. Sensor merupakan sebuah transduser yang difungsikan sebagai pengindera apabila timbul gejala yang asalnya dari perubahan suatu energi seperti energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik, energi listrik dan sebagainya. Mengapa dikatakan transduser, karena prinsip dari sensor yaitu mengubah atau mengkonversikan suatu bentuk energi menjadi bentuk energi lainnya. Mengindra dapat diartikan sebagai mendeteksi atau mengukur. Hasil dari mendeteksi dapat berupa dua atau lebih kemungkinan keadaan, sedangkan hasil dari mengukur adalah berupa nilai besaran energi yang diukur.

Sensor yang ada pada saat ini memiliki beragam jenis, hal ini disebabkan karena cepatnya perkembangan teknologi serta maraknya peminat dalam merancang macam-macam alat yang berhubungan dengan elektronika dan salah

satunya dalam bidang robotika. Pengelompokkan jenis dari sensor memiliki banyak versi diantaranya dari segi fungsi dan kegunaannya.

Secara umum sensor dikelompokkan berdasarkan fungsi dan kegunaannya yaitu.

1. Sensor Thermal

Sensor jenis ini digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan temperatur/suhu pada suatu benda atau ruang tertentu. Contohnya seperti Thermocouple yang biasa digunakan di dunia industri, kemudian Thermistor dan IC Thermal sensor pada termometer digital, dan bimetal yang sering ditemukan pada setrika. Berikut ini adalah salah satu bentuk contoh dari sensor thermal.

Gambar 2.4 Termokopel 2. Sensor Mekanis

Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis seperti perpindahan atau pergeseran, posisi gerak, tekanan, aliran, level dan sebagainya. Contoh dari sensor jenis ini diantaranya yaitu Strain Gage, LVDT, Proximity, Piezo Elektrik dan sebagainya. Kemudian untuk lebih jelas lagi dalam mempelajari sensor ini dan mendapatkan gambaran fisiknya maka dapat dilihat seperti contoh salah satu sensor mekanik pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.5 Piezo Elektrik 3. Sensor Optik

Sensor optik berfungsi untuk mendeteksi perubahan cahaya yang berasal dari sumber cahaya secara langsung, pantulan cahaya, dan bias cahaya yang mengenai benda atau ruang. Sensor-sensor yang termasuk ke dalam jenis ini diantaranya adalah Photodioda, LDR, Photofoltaic dan Phototransistor.

Gambar 2.6 Photodioda dan LDR

Faktanya sensor sendiri memiliki banyak jenis-jenisnya, penggunaannya tergantung pada kebutuhan input suatu alat yang akan dirancang. Salah satu jenis sensor yang digunakan pada tugas akhir ini ialah sensor logam.

2.2.1 Sensor Logam

Sensor logam atau biasa dikenal dengan logam/metal detektor merupakan sebuah alat yang dapat mendeteksi keberadaan unsur logam pada jarak tertentu. Sensor ini biasa digunakan oleh para petugas keamanan untuk memastikan setiap orang yang akan masuk ke area tertentu bebas dari benda-benda berbahaya seperti bom, senjata api, ataupun senjata tajam.

Gambar 2.7 Contoh sensor logam petugas keamanan

Selain petugas keamanan, sensor ini juga digunakan oleh para arkeolog yaitu untuk mencari benda-benda logam yang tertimbun di dalam tanah. Sedangkan di dunia industri, benda ini biasa digunakan untuk mengetahui jalur pipa atau kabel yang ada di bawah tanah atau sebagai sensor pengendali pada mesin-mesin yang memproduksi dengan bahan baku logam.

Gambar 2.8 Metal detektor bawah tanah

Prinsip kerja logam/metal detektor adalah gelombang elektromagnet yang membentuk medan elektromagnet pada satu atau beberapa koil. Kemudian ada beberapa buah koil yang dimanfaatkan sebagai pemancar gelombang dan penerima gelombang, dimana pada kondisi awal hingga akhir, gelombang yang diterima mempunyai standar tertentu dan ini yang biasa disebut “balance” pada metal detektor. Deskripsi tersebut bisa digambarkan seperti dibawah.

Gambar 2.9 Prinsip Logam Detektor

Jika benda logam melewati metal detektor, maka gelombang yang ada menjadi terganggu dan wave analyzer akan memberitahukan bahwa adanya ketidak seimbangan pada gelombang yang dipancarkan. Metal detektor kemudian memberi indikator bahwa ada benda bersifat logam yang ada di sekitar radius

medan elektromagnet. Logam terdiri dari dua jenis yaitu logam yang mempunyai sifat magnetik metal maka medan elektromagnet yang diterima receiver akan bertambah. Sedangkan logam yang bersifat non magnetik metal maka medan elektromagnet yang diterima receiver akan berkurang.

2.2.2 Syarat Pemilihan Sensor

Dari prinsip di atas kita dapat memahami seberapa sensitif kah sensor yang dibutuhkan untuk merancang suatu alat dengan inputan sensor logam tersebut. Sensitivitas akan menunjukan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur. Sensitivitas sering juga dinyatakan dengan bilangan yang

menunjukan “perubahan keluaran dibandingkan unit perubahan masukan”. Akan tetapi selain dari sensitivitas sensor, ada beberapa faktor yang tak kalah penting penting dalam memilih sensor diantaranya.

1. Linearitas

Yang dimaksud dengan linearitas sensor ialah hubungan antara energi yang dideteksi yang dijadikan sebagai inputan dengan energi yang dihasilkan setelah pengubahan yaitu output yang berbanding lurus sehingga dapat digambarkan pada grafik yang berbentuk garis lurus seperti pada gambar di bawah.

Dari gambar tadi dapat dilihat perbedaan antara sensor yang linier dan yang tidak linier. Untuk sensor linier, perbandingan antara input dengan outputnya berbanding lurus. Sedangkan untuk sensor tidak linier perbandingan output dengan input tidak berbanding lurus karena adanya keadaan di mana output nya akan muncul bila nilai inputnya telah mencapai titik tertentu.

2. Sensitivitas

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, sensitivitas merupakan seberapa peka sebuah sensor terhadap perubahan energi yang ada di sekitarnya. Untuk contoh pada sensor logam, jika logam berjarak sekitar 5cm dari sensor maka sensor akan merespon sehingga dapat dikatakan sensitivitas dari sensor tersebut adalah 5cm.

Sedangkan bila sensitivitas sensor tersebut diperbesar maka jarak yang dibutuhkan sensor untuk merespon adanya logam akan lebih besar dari 5cm, pada intinya sensitivitas pada sensor logam ialah jarak kepekaannya seperti pada gambar berikut.

3. Respon

Semakin cepat respon sensor terhadap perubahan energi yang ada di sekitarnya maka semakin baik pula sensor tersebut untuk digunakan. Maksud dari respon ialah lamanya waktu yang dibutuhkan sensor untuk menanggapi perubahan yang terjadi ketika adanya energi yang berubah secara tiba-tiba. Apabila waktu yang dibutuhkan sensor untuk menunjukan berapa nilai energi yang di deteksinya memakan waktu yang cukup lama, sudah dipastikan bahwa sensor tersebut memiliki kualitas yang buruk. Dan sebaliknya apabila waktu yang dibutuhkan sensor untuk dapat mengindera perubahan energi yang ada, maka sensor tersebut layak untuk digunakan karena kualitasnya yang cukup baik.

Gambar 2.12 Respon sensor terhadap waktu 2.3 Komparator

Komparator merupakan suatu komponen yang berfungsi sebagai pembanding antara dua nilai tegangan yang hasilnya lebih besar ataupun lebih kecil dibandingkan dengan tegangan referensi (pembanding). IC yang digunakan umumnya menggunakan Op-amp contohnya seperti IC LM393, IC ini memiliki dua kaki input yaitu kaki inverting dan non-inverting per Op-amp nya karena memiliki dua Op-amp dalam satu IC. Perbedaan kedua kaki ini terdapat pada

output yang dihasilkan, untuk kaki inverting Vin di masukan melalui kaki (-) pada Op-amp dan Vref melalui kaki (+) pada Op-amp sehingga output yang dihasilkan nilainya akan dibalik contohnya apabila outputnya high maka akan dibalik menjadi low dan sebaliknya. Sedangkan untuk kaki non-inverting Vin di masukan melalui kaki (+) pada Op-amp dan Vref melalui kaki (-) pada Op-amp sehingga output yang dihasilkan tidak mengalami perubahan. Pada komparator tegangan Vin dijadikan sebagai inputan komparator, sedangkan Vref sebagai nilai pembandingnya.

(a) (b) Gambar 2.13 IC LM393 yang digunakan

Dalam prosesnya, tegangan dimasukan dari Vin menuju Op-amp, kemudian dilakukan pembandingan antara Vin dengan Vref. Dari hasil perbandingan tersebut didapatkan bahwa nilai Vin > Vref, maka output dari Op-amp yaitu Vsat+ akan mendekati nilai Vcc (tegangan suplay IC) hal ini terjadi pada kondisi Vin dihubungkan melalui saluran non-inverting. Sedangkan untuk kondisi Vin dihubungkan dengan saluran inverting dengan hasil bahwa Vin>Vref, maka output yang dihasilkan yaitu Vsat- akan mendekati nilai Vee(tegangan suplay).

Untuk dapat menentukan tegangan yang ingin dijadikan referensi, maka diperlukan rangkaian pembagi tegangan dalam merangkai suatu komparator.

Untuk dapat membagi tegangan, secara sederhana dua buah resistor dipasang secara seri dengan ujung masing-masingnya terhubung dengan Vcc dan Gnd. Agar lebih jelas dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2.14 Rangkaian komparator jenis non-inverting

Dari rangkaian komparator di atas untuk menghitung besarnya nilai untuk R1 dan R2 dalam menentukan tegangan referensi yang diinginkan ialah dengan menggunakan rumus berikut.

�1

�1 +�2���= ��

Nilai dari R1 dan R2 dapat ditentukan dengan melakukan perhitungan menggunakan rumus di atas berdasarkan nilai Vref yang diinginkan dengan tegangan Vcc yang umumnya digunakan ialah 5VDC. Kemudian pada bagian output Op-amp dilakukan pull up resistor Rp, hal ini bertujuan agar output yang dihasilkan dapat lebih mendekati nilai vcc apabila tegangan yang masuk melalui Vin kecil.

2.4 Mikrokontroler

Mikrokontroler ialah sebuah perangkat hardware yang berfungsi sebagai pemroses data baik itu berupa analog ataupun digital yang terdiri dari 1 IC yang digabungkan dengan sebuah board pendukung yang biasa disebut sistem

minimum. Di dalam sebuah IC tersebut terdapat beberapa bagian yang digabung menjadi satu buah komponen IC, bagian-bagian tersebut terdiri dari CPU, Memory, Port input/output, counter, timer, clock dan semacamnya. Cara kerja dari mikrokontroler yaitu dengan cara mengambil data dari inputan seperti sensor, tombol atau sejenisnya kemudian mengolah data tersebut kemudian mengeluarkannya menjadi suatu output. Artinya yaitu membaca data yang telah disimpan sebelumnya di dalam memori yang berisi instruksi-instruksi, kemudian instruksi ini diproses sehingga menghasilkan suatu output yang berbentuk tugas yang harus dieksekusi oleh mikrokontroler tersebut. Itulah penjelasan singkat mengenai mikrokontroler.

Selanjutnya ialah mengenai jenis board mikrokontroler yang digunakan pada tugas akhir ini ialah mikrokontroler Arduino Mega. Banyak sekali jenis dari arduino diantaranya Uno, Due, Nano, Mega dan sebagainya. Akan tetapi pada tugas akhir ini yang akan digunakan dalam proses pengolahan datanya ialah mikrokontroler Arduino Mega 2560, maka akan dibahas sedikit mengenai penjelasan Mikrokontroler Arduino Mega. Sedangkan untuk bahasan lebih dalam mengenai jenis arduino yang digunakan pada tugas akhir ini akan dijelaskan pada bahasan bab berikutnya.

Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah mikrokontroler 8 bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan

ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560.

Arduino mega merupakan sebuah mikrokontroler yang memiliki cukup banyak port digital input/output, jumlah dari port yang ada ialah sebanyak 54 port dengan 14 port yang dapat mengeluarkan output berbentuk PWM. Port tersebut berfungsi sebagai penghubung antara masukan dengan mikrokontroler serta penghubung antara mikro dengan keluaran seperti contohnya LCD. Kemudian clock speed yang dimiliki adalah sebesar 16MHz dengan jumlah analog input sebanyak 16 port. Clock speed memiliki kemiripan seperti prosesor pada komputer, semakin besar kapasitas suatu prosesor maka semakin cepat proses yang dapat dikerjakan oleh komputer tersebut begitu pula untuk mikrokontroler. Sedangkan untuk port analog hanya dapat digunakan sebagai input dari komponen yang menghasilkan sinyal analog untuk diambil datanya dan diolah di mikro tersebut. Selanjutnya mengenai Flash Memory yang dimiliki oleh arduino mega ialah sebesar 256KB jauh berbeda dengan arduino mega yang hanya memiliki 32KB untuk penyimpanan datanya.

Keterangan di atas adalah penjelasan sedikit mengenai spesifikasi dari Arduino Mega yang secara umum biasanya digunakan. Untuk mengenal jenis yang lain, maka di bawah ini akan dibahas secara singkat mengenai jenis-jenis arduino yang umum ada di pasaran.

Lebih dalam mengenai arduino sama seperti mikrokontroler pada umumnya, arduino merupakan platform yang terdiri dari software dan hardware. Untuk bagian software, arduino menggunakan sebuah program yang bernama Intergrated

Development Environment (IDE) arduino yang sudah disertakan dalam CD pada setiap pembelian modul arduino itu sendiri.

Integrated Development Environment Arduino merupakan suatu software yang digunakan untuk melakukan coding bahasa pemrograman yang kemudian nantinya coding tersebut di download ke dalam Mikrokontroler Arduino. Tidak seperti halnya mikrokontroler lain yang dalam proses peng-coding-an programnya membutuhkan software tertentu serta dalam proses download ke dalam mikrokontroler nya pun memerlukan software yang berbeda, IDE Arduino ini memiliki fitur-fitur tersebut yang telah dibundel dalam satu paket software. Sehingga dalam proses coding atau editing program, downloading, ataupun monitoring program yang berjalan dapat dilakukan dalam satu software yang sama. Untuk antarmuka dari software ini dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2.15 Antarmuka IDE Arduino 1.0.6

Dari gambar di atas terlihat antarmuka Arduino yang berbentuk simbol-simbol berwarna biru terdiri dari beberapa kolom, diantaranya kolom tombol

verifikasi/ compile diikuti dengan tombol download to arduino lalu New, Open, dan Save. Di kolom berikutnya yang berwarna putih ialah kolom untuk editing program yaitu file, edit, sketch, tools, dan help. Sedangkan bahasa yang dipakai pada IDE arduino ini yaitu C/C++ arduino dan dapat digabung dengan Assembly. Kemudian kolom yang berwarna hitam yang posisinya di paling bawah ialah sebagai indikator apabila program yang kita buat terdapat error atau sukses saat melakukan compile program. Lalu terakhir adalah kolom peberitahuan jenis Arduino yang dipakai serta port berapa yang dipakai oleh mikrokontroler Arduino tersebut. Untuk contoh pada gambar di atas yaitu menggunakan Arduino Mega dengan port serial yang dipakai ialah COM17.

Kemudian untuk bagian hardware arduino terdiri dari beberapa komponen utama yang hampir mirip dengan sistem minimum pada mikrokontroler yang lainnya. Komponen-komponen berikut diantaranya ialah IC utama Atmega atau sejenisnya, kristal dengan ukuran yang berbeda-beda mulai dari 8Mhz, 12Mhz dan semacamnya, kemudian kapasitor dan resistor pendukung serta push button sebagai tombol reset. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar skema sistem minimum berikut.

Selanjutnya ialah mengenai jenis-jenis arduino itu sendiri. Arduino memiliki beragam jenis serta ragam spesifikasi yang dapat disesuaikan berdasarkan kebutuhan pada sebuah perancangan alat, baik itu dengan spesifikasi yang standar ataupun dengan spesifikasi yang tinggi sekalipun tersedia pada arduino. Berikut ini adalah jenis-jenis arduino yang ada di pasaran dengan bentuk yang bermacam-macam serta spesifikasi yg berbeda untuk masing-masing jenisnya.

Gambar 2.17 Jenis-jenis arduino

Untuk spesifikasi berbagai jenis arduino sebagai perbandingan dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Tabel 2.1 Spesifikasi perbandingan jenis arduino

Name Processor Operating voltage CPU speed Analog in/out Digital IO/PWM EEPROM (KB) SRAM (KB) Flash

(KB) USB Yun ATmega

32U4 5V

16MHz

400MHz 12/0 20/7 1

2.5 16MB

32

64MB Micro Leonardo ATmega

32U4 5V/7-12V 16MHz 12/0 20/7 1 2.5 32 Micro

Mega ADK

ATmega

2560 5V/7-12V 16MHz 16/0 54/15 4 8 256 Regular

Mega 2560

ATmega

2560 5V/7-12V 16MHz 16/0 54/15 4 8 256 Regular

Fio ATmega 328P

3.3V/3.7-7V 8 MHz 8/0 14/6 1 2 32 Mini

Mini ATmega

328P 5V/7-9V 16MHz 8/0 14/6 1 2 32 -

Nano

ATmega 168 ATmega

328P

5V/7-9V 16MHz 8/0 14/6 0.512 1

1 2

16 32 Mini Gemma ATtiny85

3.3V/4-16V 8 MHz 1/0 3/2 0.5 0.5 8 Micro

Pro Mini ATmega 328P

3.3V/3.35-12V 5V/5-12V

8 MHz

16 MHz 6/0 14/6 0.512 1 16 -

Lily Pad Atmega168V Atmega328P

2.7-

5.5V/2.7-5.5V

8 MHz 6/0 14/6 0.512 1 16 -

Mikro Atmega32U4 5V/7-12V 16MHz 12/0 20/7 1 2.5 32 Micro

Uno Atmega328P 5V/7-12V 16MHz 6/0 14/6 1 2 32 Regular

2.5 LabVIEW

LabVIEW merupakan program development yang diproduksi oleh National Instrument (NI) yang merupakan salah satu bahasa pemrograman yang berbasis grafis sebagai pengganti mode text agar lebih mempermudah user dalam penggunaannya. LabVIEW biasa disebut Virtual Instrument karena tampilannya menyerupai instrumen-instrumen seperti osiloskop, multitester dan sebagainya.

Perbedaan antara LabVIEW dengan software pemrograman lainnya seperti C++ adalah terdapat pada tampilan codingnya yang berbasis grafik tidak seperti C++ yang menggunakan text dalam pemrogramannya. Lembar kerja dari program ini terdiri dari 2 laman yaitu Front Panel dan Block Diagram. Fungsi dari Front Panel yaitu digunakan untuk mengatur interface dalam pembuatan sebuah instrumen baru yang akan dirancang. Tampilan dari Front Panel pada LabVIEW adalah seperti berikut.

Gambar 2.18 Tampilan awal FrontPanel

Pada Front Panel terdapat toolbar yang berada pada bagian atas dari tampilan Front Panel. Masing-masing toolbar tersebut ialah.

 Run Button

 Continuous Run Button  Abort Button

 Pause/Continue Button  Font Ring

 Aligment Ring  Distribution Ring  Resize Ring  Reorder Ring  Context help button

Gambar 2.19 Toolbar pada FrontPanel

Kemudian laman yang lainnya ialah BlockDiagram yang terdiri dari fungsi-fungsi yang mendefinisikan tiap panel pada Front Panel kemudian di program

dengan cara menghubungkan wire masing-masing komponen sehingga membentuk suatu program yang memiliki input, proses dan output. Pengoperasian masukan yang diatur melalui Front Panel serta menghasilkan output pada panel tersebut sebenarnya telah terhubung dengan Front Panel karena Block Diagram akan bekerja sesuai dengan apa yang diinstruksikan pada Front Panel. Untuk tampilan BlockDiagram seperti tampak pada gambar berikut.

Gambar 2.20 Tampilan awal BlockDiagram

Sedangkan untuk toolbar pada BlockDiagram sama seperti pada front panel hanya saja ada penambahan beberapa tombol diantaranya.

 Execution Highligting button  Step into button

 Step Over button  Step Out button

Selain dari kedua lembar kerja tersebut, LabVIEW memiliki Pallet-Pallet sebagai pendukung dalam membuat suatu program. Pallet yang pertama adalah Function Pallet yang hanya tersedia pada Block Diagram, function Pallet ini merupakan tempat untuk mendapatkan komponen-komponen yang digunakan dalam merancang sistem program. Isi dari Function Pallet ini contohnya seperti boolean, array, structure, string dan sebagainya. Gambar tampilan dari Function Pallet adalah seperti berikut.

Gambar 2.22 FunctionPallet

Pallet yang selanjutnya adalah Controls Pallet dan Tools Pallet, isi dari ControlsPallet merupakan komponen yang digunakan sebagai penyusun interface dari intrumen yang dirancang. Untuk menyusun suatu interface dibutuhkan minimal dua masukan sebagai input untuk instrumen itu sendiri, contohnya seperti string control, numerik control, ring control dan sebagainya. Gambar berikut adalah tampilan dari ControlsPallet dan ToolsPallet.

Gambar 2.23 ControlsPallet dan ToolsPallet

Seperti pada gambar di atas terlihat di sebelah ControlsPallet adalah Tools Pallet yang merupakan pemilihan bentuk pointer yang akan digunakan dalam proses perancangan suatu instrumen. Mulai dari wiring kemudian painting lalu option untuk memasukan text dan lain-lain.

Selanjutnya mengenai LIFA atau singkatan dari LabVIEW Interface For Arduino adalah sebuah interface yang dikhususkan untuk mikrokontroler Arduino yang berfungsi sebagai perantara komunikasi antara LabVIEW dengan Arduino. Sebenarnya komponen yang berfungsi sebagai perantara komunikasi antara LabVIEW dengan arduino itu terdiri dari dua jenis yaitu LIFA dan LINX, hanya saja LINX merupakan versi terbaru yang diluncurkan oleh National Instrument dan hanya mendukung LabVIEW versi 2011 ke atas. Kembali mengenai LIFA, LabVIEWInterfaceFor Arduino (LIFA) terdiri dari dua bagian :

2. Library LIFA_Base.ino untuk didownload ke dalam mikrokontroler Arduino agar dapat berkomunikasi dengan subVI yang telah digabungkan dengan program LabVIEW yang dirancang.

Dalam penggunaan LIFA, dibutuhkan beberapa komponen pendukung yang disediakan oleh vendor LabVIEW itu sendiri yang bernama National Instrument. Komponen-komponen yang dibutuhkan diantaranya VISA, VIPM dan yang utama adalah LabVIEW. Untuk dapat menggunakan LIFA, disarankan menggunakan LabVIEW dengan versi 2009 ke atas. Karena dengan versi ini hampir seluruh bugs yang terdapat pada versi sebelumnya yang menyebabkan error dalam menggunakan LIFA telah diperbaiki.

Kemudian langkah dalam instalasi LIFA dimulai dengan menginstal software VI Package Manager (VIPM). Setelah penginstalan selesai maka jalankan program VIPM, software ini berfungsi sebagai manager dalam menginstal LIFA. Di tampilan awal program terdapat banyak Plug-in yang dapat di instal untuk dipadukan dengan LabVIEW, akan tetapi tujuan utamanya yaitu menginstal LIFA. Pilih LabVIEW Interface For Arduino dan instal, kemudian setelah proses instalasi selesai maka LabVIEW sudah siap digunakan untuk dapat berkomunikasi dengan Arduino.

2.6 Komunikasi Data

Komunikasi data merupakan proses pengiriman dan penerimaan data/informasi dari dua atau lebih device (alat,seperti komputer/laptop/printer/dan alat komunikasi lain) yang terhubung dalam sebuah jaringan baik jangkauan sempit/lokal maupun jangkauan yang luas seperti internet. Dalam membangun

suatu sistem komunikasi data diperlukan beberapa komponen utama diantaranya pengirim, penerima, data, media, dan protokol. Ke-5 komponen tersebut adalah syarat yang mutlak harus ada pada setiap kegiatan komunikasi data.

Sebagai contoh, kita melakukan komunikasi antar sesama manusia dengan cara berbicara. Dari proses pembicaraan tersebut dapat kita uraikan ke dalam 5 komponen tadi, yang pertama ialah pembicara (pengirim) adalah orang yang memberikan/mengirimkan informasi data kepada penerima. Kemudian ada pendengar (penerima) adalah orang yang mendengarkan apa yang disampaikan oleh pembicara, lalu ada data/hal yang sedang dibahas dan disampaikan oleh pembicara kepada pendengar. Selanjutnya ialah media pengiriman, media yang digunakan dalam proses komunikasi data ini ialah udara karena suara manusia dapat terdengar hingga ke telinga adalah merambat melalui udara. Dan terakhir ialah protokol, dalam hal ini bisa disebut sebagai bahasa. Karena bahasa yang digunakan oleh pembicara harus dapat dimengerti oleh pendengar, maka untuk dapat saling memahami satu sama lain diharuskan menggunakan bahasa yang sama atau protokol yang sama. Itulah ke-5 komponen yang harus dipenuhi dalam melakukan komunikasi data.

Apabila komponen diatas telah terpenuhi maka dapat dilakukan proses komunikasi data, akan tetapi sebelumnya kita harus menentukan konfigurasi jalur komunikasinya terlebih dahulu. Maksud dari konfigurasi jalur komunikasi adalah bagaimana cara perangkat-perangkat yang hendak berkomunikasi dihubungkan.

a. Point-topoint

Menghubungkan tidak lebih dari dua buah perangkat yang hendak berkomunikasi.

b. Multipoint

Menghubungkan lebih dari dari dua buah perangkat yang ingin berkomunikasi satu sama lain.

Gambar 2.24 Konfigurasi jalur komunikasi

Selain konfigurasi jalur, terdapat pula sistem transmisi yang dapat dipakai dalam melakukan proses komunikasi data. Merurut ANSI (America National StandardInformation) terdapat 3 perbedaan arah transmisi, yaitu :

a. Simplex terdiri dari dua komponen yaitu pengirim dan penerima yang hanya dapat mengirim data informasi dengan satu arah .

b. Half-duplex peran dari dua komponen pengirim dan penerima dapat dibalik satu sama lain, dengan kata lain pengirim data informasi dapat

berubah menjadi penerima data informasi dan sebaliknya hanya saja komunikasi ini harus dilakukan secara bergantian.

c. Full-duplex memiliki kemiripan seperti half-duplex akan tetapi proses untuk mendapatkan informasi data baik itu saat menjadi penerima ataupun pengirim dapat dilakukan secara bersamaan tanpa harus bergantian.

36

Bab ini akan membahas mengenai perancangan alat secara berurutan dimulai dari alur kerja yang digambarkan oleh blok diagram sistem, kemudian pemilihan jenis komponen, perancangan hardware dilanjutkan dengan software. 3.1 Blok Diagram

Dalam merancang sebuah sistem, diperlukan suatu gambaran dasar alur kerja secara keseluruhan dengan cara membuat blok diagram agar proses perancangan dapat sesuai dengan sistem yang dikehendaki, berikut ialah blok diagram sistem pada alat yang akan dirancang pada tugas akhir ini.

Sensor Logam 1

Mikrokontroller (Arduino Mega)

Laptop (LabView)

LED Indikator (Lampu Lalu

Lintas) Sensor Logam 2

Sensor Logam 3

Sensor Logam 4

Sensor Logam 5

Sensor Logam 6

Sensor Logam 7

Sensor Logam 8

Sensor Logam 9

Sensor Logam 10

Sensor Logam 11

Sensor Logam 12

Interface pada monitor

INPUT PROSES OUTPUT

Gambar 3.1 Blok diagram embedded traffic system

Berdasarkan blok diagram di atas, proses kerja dari alat yang sedang dirancang ini diawali dengan pendeteksian pada sensor logam (input). Sensor logam ini akan mendeteksi seberapa panjang antrian pada suatu ruas jalan dengan cara mengetahui sensor mana saja kah yang aktif pada ruas jalan tersebut yang

kemudian akan dikelompokkan menjadi 3 kelompok. Apakah termasuk pada kelompok pertama (sedikit), atau kelompok kedua (sedang), maupun kelompok ketiga (padat). Setelah diketahui sensor-sensor mana yang aktif, kemudian sensor tersebut akan memberikan informasi pada mikrokontroler (dalam tugas akhir ini jenis yang digunakan ialah arduino mega 2560). Mikrokontroler akan saling berkomunikasi dengan laptop (LabVIEW) untuk menetukan seberapa padatkah antrian pada ruas tersebut (proses) bersamaan dengan menampilkan informasi pada interface yang ada di layar monitor laptop (interface akan menampilkan seluruh proses yang terjadi di persimpangan jalan).

Kemudian setelah diketahui seberapa padat antrian pada ruas jalan tersebut maka proses selanjutnya ialah memberikan output berupa penghidupan lampu lalu lintas untuk memberikan perintah pada pengguna jalan, baik itu maju (hijau) atau hati-hati (kuning) ataupun berhenti (merah). Penghidupan lampu tersebut pada masing-masing ruas jalan diatur berdasarkan ruas manakah yang antrian kendaraannya paling padat sehingga tidak akan terjadi penumpukkan kendaraan yang terlalu panjang di setiap ruasnya (output).

Agar lebih jelas mengenai bagian-bagian dari blok diagram di atas, berikut uraian mengenai fungsi dari masing-masing bagian utama pada blok diagram sistem lalu lintas.

3.1.1 Bagian masukan (input)

Pada bagian input terdiri dari 12 sensor logam yang dibagi menjadi 4 kelompok ruas jalan. Masing-masing ruas jalan memiliki 3 sensor yang berfungsi memberikan informasi untuk memutuskan apakah ruas tersebut sedikit, sedang,

atau padat. Sensor logam ini akan bekerja dengan cara mendeteksi keberadaan logam di sekitar lingkup jangkauan sensor, keberadaan logam akan mengganggu kestabilan medan elektromagnet yang dihasilkan oleh kumparan pada sensor logam sehingga tegangan pada sensor akan berubah-ubah dan hal itu dapat dilihat pada layar interface.

3.1.2 Bagian pemroses (proses)

Proses dilakukan oleh mikrokontroler dan LabVIEW pada laptop. Kedua komponen ini memiliki keterkaitan yang cukup erat karena untuk dapat memproses data yang didapatkan dari input sensor, keduanya akan saling bertukar data yang dimilikinya masing-masing.

Untuk mikrokontroler sendiri akan memberikan data kepada LabVIEW untuk ditampilkan pada layar interface sebagai proses monitoring persimpangan, dan sebaliknya LabVIEW pun memberi masukan untuk ditampung di mikrokontroler sebagai pempertimbangan keputusan lamanya waktu penyalaan lampu pada persimpangan. Proses pertukaran data tersebut dilakukan melalui jalur komunikasi serial yang dimiliki mikrokontroler (dalam hal ini arduino mega) serta penghubung antara LabVIEW dengan arduino agar dapat berkomunikasi satu sama lain menggunakan LabVIEWInterfaceFor Arduino (LIFA).

3.1.3 Bagian keluaran (output)

Output dihasilkan dari proses mengolah data yang didapatkan dari sensor yang diproses sedemikian rupa sehingga menghasilkan suatu perintah untuk melakukan sesuatu. Perintah yang dihasilkan tersebut berupa penyalaan lampu-lampu lalu lintas yang berada pada tiap-tiap ruas jalan pada persimpangan, dalam

hal ini lampu led yang ada pada hardware. Seperti pada blok diagram di atas, output terdiri dari led indikator lampu lalu lintas pada hardware dan interface pada monitor. Kemudian pada bagian monitoringnya akan menampilkan informasi proses-proses yang sedang terjadi pada persimpangan mulai dari menampilkan panjangnya antrian masing-masing ruas jalan, kemudian menampilkan kondisi lampu lalu lintas saat itu serta indikator pendukung lainnya.

3.2 Pemilihan Jenis Komponen

Langkah awal dalam melakukan suatu perancangan alat atau merancang hardware ialah menentukan komponen yang tepat sesuai dengan karakteristik yang dibutuhkan oleh sistem tersebut. Dalam perancangan alat ini, terdiri dari beberapa komponen yang akan dipilih diantaranya.

a. (INPUT) kumparan dan driver sensor logam  Kawat koil/ induktor

Gambar 3.2 Kawat koil

Kawat yang terlihat pada gambar di atas ialah kawat yang biasanya digunakan dalam lilitan pada speaker audio ataupun lilitan pada

motor listrik. Kawat tersebut dibuat dari tembaga yang dilapisi email pada sisi luarnya. Kawat ini akan menghasilkan medan elektromagnet apabila dibentuk menjadi sebuah kumparan dan dialiri arus listrik. Untuk jumlah lilitannya pun penentuannya mirip seperti lilitan pada transformator

�1

�2=

�1

�2

N1 = lilitan primer, N2 = lilitan sekunder, V1 = tegangan input dan V2 = tegangan output.

Bila diketahui nilai V1=5v dan ingin mendapatkan output V2 sebesar 3v dan diasumsikan N2=55 lilitan, maka dilakukan perhitungan seperti berikut.

�1

55 = 5

3… … … …. . . (1)

�1 = 5 × 55

3 … … … …(2)

�1 = 91,6 90…. . (3)

Dari hasil di atas didapatkan nilai N1=90 dan N2=55 dan digunakan untuk menentukan jumlah lilitan pada pembuatan kumparan. Sedangkan diameter kumparan berukuran 5cm disesuaikan berdasarkan keperluan, dalam hal ini disesuaikan dengan ukuran miniatur lalu lintas. Nilai-nilai asumsi di atas dihasilkan dari percobaan secara langsung dalam pembuatan.

 Rangkaian driver sensor logam

Pada perancangan miniatur lalu lintas ini dibutuhkan suatu input berbentuk sensor yang dapat mendeteksi panjangnya antrian kendaraan pada masing-masing jalur. Oleh karena itu digunakanlah sensor logam karena dapat mendeteksi keberadaan kendaran (mobil) yang memiliki unsur logam didalamnya (body dan chassis). Driver sensornya sendiri dirancang sedemikian rupa agar dapat mendeteksi secara sempurna serta dengan menggunakan komponen yang cocok dan lebih efisien.

Gambar 3.3 Skema driver sensor logam

Rangkaian driver ini berfungsi sebagai otak dari keseluruhan modul sensor dengan fungsi utama yaitu untuk mengatur tingkat sensitivitas dan lingkup jangkauan yang dapat dicapai oleh sensor. Bentuk dari driver ini berupa papan pcb dengan komponen-komponen pendukung seperti variabel resistor, dioda, resistor, kapasitor, dan transistor. Driver ini akan dihubungkan dengan

mikrokontroler agar dapat mengirimkan informasi dari hasil pendeteksian. Untuk PCB view dan bentuk jadi dari driver sensor ini dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 3.4 PCB view driver sensor logam

(a) (b) Gambar 3.5 Bentuk pcb driver

Pada gambar di atas terdapat macam-macam komponen diantaranya trimpot, dioda, transistor, kapasitor dan resistor. Untuk pemilihannya sendiri, komponen yang digunakan adalah komponen standar dikarenakan jenis komponen diatas tidak memiliki banyak

perbedaan dengan seri-seri semacamnya. Kembali ke rangkaian tadi, output yang dihasilkan dari rangkaian di atas ialah gelombang elektromagnet yang konstan, akan tetapi apabila pada bagian coil/induktor didekatkan dengan benda yang mengandung unsur logam maka gelombang elektromagnet yang dihasilkan akan berubah. Perubahan tersebutlah yang akan dijadikan sebagai input menuju pin analog dari mikrokontroler arduino.

 Rangkaian komparator

Output yang dihasilkan dari driver sensor tegangannya mengalami fluktuasi, sehingga sulit untuk diketahui apakah output dari sensor tersebut dalam kondisi “high” atau “low”. Oleh karena itu ditambahkan suatu rangkaian komparator yang berfungsi sebagai pembanding antara output dari driver sensor tadi dengan tegangan yang ditentukan sebagai referensi. Untuk rangkaian komparator yang digunakan pada perancangan alat ini ialah rangkaian komparator jenis non-inverting dengan menggunakan IC LM393. Bentuk rangkaiannya adalah seperti gambar berikut ini.

Dalam menentukan tegangan referensinya dibutuhkan rangkaian pembagi tegangan yang terdiri dari dua resistor rang dihubungkan secara seri dan masing-masingnya dihubungkan ke Vcc dan Gnd. Kemudian karena output sensor berfluktuasi antara 1.4v-3.8v maka tegangan yang dijadikan referensi adalah nilai tengahnya yaitu 2.6v dan nilai R1 yang akan digunakan ialah sebesar 1.2KΩ serta tegangan Vcc=4.8v, sehingga bila dilakukan proses perhitungan menggunakan rumus pembagi tegangan yaitu

�1

�1 +�2×� =�� … … … ….…. (1)

1200

1200 +�× 4.8 = 2.6… … … ….… …(2)

1200 × 4.8 = 2.6 × 1200 +� … … … …(3)

1200 ×4.8

2.6 = 1200 +� … … … …. . . . (4)

1200 × 4.8

2.6 −1200 =� … … … ….…. (5)

1015.38=x……….(6) Dari hasil perhitungan di atas didapatkan nilai R2 sebesar 1015.38Ω yang mendekati nilai 1KΩ

Sehingga nilai R1=1.2KΩ dan R2=1KΩ sedangkan nilai untuk resistor pull up yang digunakan ialah sebesar 1MΩ yang dihasilkan dari proses percobaan berulang secara praktik. Rangkaian yang sedang dibuat dalam bentuk pcb adalah seperti gambar berikut ini.

Gambar 3.7 Modul komparator yang sedang dibuat

Banyaknya IC komparator yang digunakan yaitu 6buah karena masing-masing komparator memiliki 2buah Op-amp didalamnya dan dibutuhkan 12buah Op-amp sesuai dengan jumlah sensor yang digunakan.

b. (PROSES) Mikrokontroler arduino

Mikrokontroler pada tugas akhir ini merupakan perangkat pengolah data yang akan menghasilkan suatu output untuk diteruskan menuju led sebagai lampu lalu lintas. Pemilihan jenis mikrokontroler pun harus sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan oleh alat yang akan dirancang ini. Salah satunya yaitu memiliki jumlah analog I/O lebih dari atau sama dengan 12 pin, karena pin ini dibutuhkan untuk menghubungkan antara sensor logam dengan mikrokontroler itu sendiri. Kemudian jumlah digital I/O lebih dari atau sama dengan 13 pin, 12 pin digunakan sebagai output menuju lampu lalu lintas dan 1 pin sebagai indikator.

Tabel 3.1 Tabel perbandingan mikrokontroler

Name Processor Operating voltage

CPU speed

Analog in/out

Digital IO/PWM

EEPROM (KB)

SRAM (KB)

Flash

(KB) USB Mega

2560

ATmega

2560 5V/7-12V 16MHz 16/0 54/15 4 8 256 Regular

Uno Atmega328P 5V/7-12V 16MHz 6/0 14/6 1 2 32 Regular

Berdasarkan hasil perbandingan di atas, dan setelah mempertimbangkan kedua jenis tersebut maka yang paling memenuhi syarat ialah arduino mega 2560. Mega 2560 dipilih karena memiliki analog I/O sebanyak 16 pin sehingga mencukupi, sedangkan arduino uno hanya memiliki 6 pin. Untuk spesifikasi lainnya dari segi Digital I/O, EEPROM, SRAM dan Flash memory arduino mega lebih unggul sehingga mikrokontroler Arduino Mega 2560 adalah jenis yang paling cocok dalam tugas akhir ini.

Gambar 3.8 Mikrokontroler arduino mega c. (PROSES) Laptop dan LabVIEW

Alasan utama dilakukan penambahan laptop pada perancangan tugas akhir ini dikarenakan proses pengujian sistem dari pengambilan keputusan pada lampu lalu lintas harus mengunakan simulasi program dengan animasi mobil, agar kita dapat menganalisa dan mengetahui seberapa baikkah sistem yang kita bangun terhadap perubahan lalu lintas

yang mendekati karakteristik lalu lintas aslinya. Oleh karena itu untuk menampilkan simulasi program miniatur lalu lintas dibutuhkan sebuah komputer/laptop.

Gambar 3.9 Laptop yang digunakan

Untuk jenis laptop sendiri tidak diharuskan menggunakan laptop dengan spesifikasi yang tinggi. Laptop jenis apapun dapat digunakan dengan syarat mampu menjalankan minimal program LabVIEW 2009 ke atas yang akan dipakai sebagai program simulasi miniatur lalu lintas. Sedangkan untuk jenis LabVIEW yang akan digunakan pada tugas akhir ini ialah LabVIEW 2012 yang sudah terinstal LIFA.

d. (OUTPUT) Led merah, kuning dan hijau

Light Emitting Diode atau sering kita sebut dengan sebutan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya ketika diberikan tegangan. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Gambar 3.11 Lampu LED

Lampu LED ini digunakan sebagai indikator dari lampu lalu lintas yang akan dipasang pada masing-masing ruas jalan. Masing-masing dari ruas jalan terdiri dari 3 buah led berukuran 3mm yaitu hijau untuk maju, kemudian kuning untuk berhati-hati, dan merah untuk berhenti. Lamanya penyalaan tiap-tiap LED tergantung dari banyaknya jumlah antrian kendaraan pada ruas jalan tersebut, LED mendapat instruksi untuk menyala sekian detik dari mikrokontroler dan laptop sebagai

pemroses. Dan pada intinya, LED adalah satu-satunya output pada hardware yang digunakan pada perancangan tugas akhir ini.

3.3 Perancangan Hardware

Hardware yang digunakan pada tugas akhir ini terdiri dari miniatur lalu lintas yang terbuat dari papan akrilik berukuran 70cm dan ketebalan 2mm berbentuk persegi yang di desain sedemikian rupa sehingga membentuk suatu miniatur persimpangan. Kemudian untuk bagian lampu lalu lintasnya, menggunakan tiang yang terbuat dari pipa berwarna putih dengan 3 buah led masing-masing di dalamnya. Untuk desain awal adalah seperti berikut.

Gambar 3.12 Papan akrilik

Papan tersebut digunakan sebagai alas dari persimpangan lalu lintas yang akan dibuat. Kemudian untuk tiang dari lampu lalu lintas terbuat dari pipa yang dipotong dan dibentuk seperti terlihat pada gambar berikut.

Gambar 3.13 Tiang lampu lalu lintas

Tiang yang telah dirangkai seperti tampak pada gambar di atas, akan dipasangkan dengan alas persimpangan tadi namun sebelumnya papan akan di desain sehingga mirip dengan persimpangan lalu lintas biasanya. Berikut adalah tampilan papan alas setelah didesain.

Setelah papan selesai didesain serta tiang lampu lalu lintas selesai dirakit, maka selanjutnya adalah penggabungan keduanya. Tiang akan dihubungkan dengan papan akrilik dengan menggunakan baut dan mur sebagai penyangga agar tiang berdiri kokoh.

Gambar 3.15 Desain awal tiang dan papan persimpangan

Gambar diatas adalah tampilan setelah tiang selesai dipasangkan dengan papan alas. Langkah selanjutnya ialah menambahkan mikrokontroler dan laptop sebagai pemroses pada perancangan hardware ini. Setelah hardware hampir selesai dirancang, maka akan terlihat seperti gambar di bawah ini.

Dalam pemasangan mikrokontroler arduino agar terhubung satu sama lain dengan laptop dan lampu lalu lintas serta sensor, maka dilakukan installasi pengkabelan yang tampak seperti skematik dibawah ini.

Gambar 3.17 Pengkabelan sensor dan LED

Sedangkan untuk penempatan posisi sensor logam pada masing ruas jalan terdiri dari 3 sensor dengan jarak yang disesuaikan agar pendeteksian panjang antrian kendaraan dapat terukur secara sempurna dan tertanam di bawah jalan aspal seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Untuk skematik rangkaian yang digunakan pada miniatur lalu lintas dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 3.19 Skema rangkaian

Tabel 3.2 Tabel Alokasi Pin Arduino untuk LED

Pin Arduino Fungsi I/O Keterangan

Gnd - Ground

D31 Output LED Hijau Utara

D33 Output LED Kuning Utara

D35 Output LED Merah Utara

D37 Output LED Hijau Barat

D39 Output LED Kuning Barat

D41 Output LED Merah Barat

D43 Output LED Hijau Timur

D45 Output LED Kuning Timur

D47 Output LED Merah Timur

D49 Output LED Hijau Selatan

D51 Output LED Kuning Selatan

Tabel 3.3 Tabel Alokasi Pin Arduino untuk input

Pin Arduino Fungsi I/O Keterangan

D30 Input Sensor 1 Utara

D32 Input Sensor 2 Utara

D34 Input Sensor 3 Utara

D36 Input Sensor 1 Barat

D38 Input Sensor 2 Barat

D40 Input Sensor 3 Barat

D42 Input Sensor 1 Timur

D44 Input Sensor 2 Timur

D46 Input Sensor 3 Timur

D48 Input Sensor 1 Selatan

D50 Input Sensor 2 Selatan

D52 Input Sensor 3 Selatan

3.4 Perancangan Software

Dalam melakukan kegiatan pengolahan data diperlukan perangkat lunak yang secara cerdas dapat memproses data yang didapatkan dari sensor yang dijadikan sebagai input, sehingga menghasilkan suatu output sebagai hasil akhir dari rancangan alat yang dibuat. Dalam hal ini yang disebut sebagai software ialah program yang di download ke dalam mikrokontroler dan interface yang dibuat menggunakan LabVIEW pada komputer/laptop.

Salah satu perangkat lunak yang penting digunakan dalam merancang alat ini ialah LIFA yang terdiri dari file .vi yang ada pada LabVIEW serta .ino yang akan di download ke dalam arduino. Untuk file .vi digunakan pada blok diagram di dalam program LabVIEW sebagai penghubung mikrokontroler arduino dengan LabVIEW atau dapat disebut dengan istilah penerjemah di pihak LabVIEW. Sedangkan untuk file .ino sendiri adalah penerjemah di pihak arduino sehingga antara arduino dengan LabVIEW dapat saling berkomunikasi satu sama lain. File .ino tersebut dimasukan ke dalam mikro dengan cara di download menggunakan

IDE program bawaan arduino. Bahasa yang digunakan pada sketch arduino/ file .ino tadi ialah C+ arduino yang memiliki kepiripan dengan bahasa pemrograman C++ namun C+ arduino mengalami beberapa modifikasi dari C++. Selanjutnya ialah proses downloading sketch ke dalam arduino yang ditunjukkan oleh gambar berikut.

Gambar 3.21 Download LIFA ke arduino selesai

Seperti dijelaskan pada bahasan di atas, perancangan software terdiri dari program LIFA pada arduino serta interface pada LabVIEW sebagai interface monitoring maka selanjutnya ialah merancang bagian interface sebagai alat monitoring serta simulasi seperti ditunjukkan pada gambar berikut contoh interface yang telah dirancang sebelumnya.

Gambar 3.22 Interface pada LabVIEW

Program-program di atas memiliki peran yang sangat penting dalam perancangan alat ini, karena program tadi bertugas untuk memproses data yang masuk kemudian diproses hingga menghasilkan suatu instruksi penyalaan lampu lalu lintas. Secara singkatnya ialah sensor mendeteksi keberadaan mobil kemudian diteruskan menuju mikrokontroler dan komputer untuk ditampilkan pada monitor serta menlakukan penyalaan lampu-lampu. Langkah kerja atau alur secara beruntun terdapat pada flowchart berikut.

Mulai

Inisialisasi -Mikro -Modul sensor -LabVIEW

Panggil Prosedur BacaSensor Utara, Barat, Timur dan Selatan

Panggil ProsedurPewaktu

Dan Urutkan Jalur Berdasarkan Jumlah Sensor “high” Terbanyak

Kirim Data Jumlah ke LabVIEW

Panggil Prosedur PenyalaanLampu

Gambar 3.23 Diagram Embedded Traffic System

Diagram di atas menjelaskan secara singkat langkah-langkah yang dilakukan dimulai dari inisialisasi mikrokontroler dan sensor, kemudian proses pendeteksian kendaraan dilanjutkan dengan pengiriman data menuju LabVIEW untuk diproses agar dapat mengetahui jalur mana yang terpanjang dan yang harus didahulukan dengan lamanya penyalaan lampu berdasarkan panjangnya antrian kendaraan di masing-masing jalur.

Untuk diagram alir yang lebih detil, berikut dilampirkan diagram proses tahap demi tahap mengenai proses input data dari sensor kemudian pemrosesan data hingga menghasilkan suatu output. Agar lebih jelas mengenai apa yang di bahas pada diagram sebelumnya dapat dilihat pada gambar-gambar di bawah.

Kirim Perintah dari Mikro untuk Mulai

pembacaan sensor jalur Utara

Baca sensor A apakah high? Sensor A = High = 1 Y T Aktifkan sensor jalur Utara Mulai Prosedur BacaSensorUtara

Baca sensor C apakah high? Sensor C = High = 1 Jumlahkan nilai Jalur Utara sensor A B C Sensor A

= Low

= 0

Baca sensor B apakah high? Sensor B = High = 1 Sensor B = Low = 0 T Y Sensor C = Low = 0 T Y Kembali

Kirim Perintah dari Mikro untuk Mulai

pembacaan sensor jalur Barat

Baca sensor A apakah high? Sensor A = High = 1 Y T Aktifkan sensor jalur Barat Mulai Prosedur BacaSensorBarat

Baca sensor C apakah high? Sensor C = High = 1 Jumlahkan nilai Jalur Barat sensor A B C Sensor A

= Low

= 0

Baca sensor B apakah high? Sensor B = High = 1 Sensor B = Low = 0 T Y Sensor C = Low = 0 T Y Kembali

Kirim Perintah dari Mikro untuk Mulai

pembacaan sensor jalur Timur

Baca sensor A apakah high? Sensor A = High = 1 Y T Aktifkan sensor jalur Timur Mulai Prosedur BacaSensorTimur

Baca sensor C apakah high? Sensor C = High = 1 Jumlahkan nilai Jalur Timur sensor A B C Sensor A

= Low

= 0

Baca sensor B apakah high? Sensor B = High = 1 Sensor B = Low = 0 T Y Sensor C = Low = 0 T Y Kembali

Kirim Perintah dari Mikro untuk Mulai

pembacaan sensor jalur

Selatan

Baca sensor A apakah high? Sensor A = High = 1 Y T Aktifkan sensor jalur Selatan Mulai Prosedur BacaSensorSelatan

Baca sensor C apakah high? Sensor C = High = 1 Jumlahkan nilai Jalur Selatan sensor A B C Sensor A

= Low

= 0

Baca sensor B apakah high? Sensor B = High = 1 Sensor B = Low = 0 T Y Sensor C = Low = 0 T Y Kembali

Mulai ProsedurPewaktu

Ambil Nilai Jumlah

Sensor “high”

Setiap Jalur

Apakah Jumlah = 3

Lama Menyala Lampu hijau =

6detik

Apakah Jumlah = 2

Y

T Lama Menyala

Lampu hijau = 4detik

Apakah Jumlah = 1 Y

T

Lama Menyala Lampu hijau =

2detik

Lama Menyala Lampu hijau =

0detik

Kembali Y

T

Mulai Prosedur PenyalaanLampu Apakah urutan jalurnya (default) 4321? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu E Apakah urutan jalurnya 4312? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 4231? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 4213? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 4123? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 4132? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 3421? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 3412? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu F Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y T

Apakah hanya jalur Utara

yang “High” dan lainnya “Low”?

Nyalakan lampu hijau jalur Utara dan cek

jalur lainnya

Apakah ada jalur lain yang

“high”?

Apakah hanya jalur Barat

yang “High” dan lainnya “Low”?

Y

T T

Y

T Ambil Data

Urutan Jalur E

Y

Nyalakan lampu hijau jalur Barat dan cek

jalur lainnya

Apakah ada jalur lain yang

“high”?

E

Apakah hanya jalur Timur

yang “High” dan lainnya “Low”?

Y

T

Nyalakan lampu hijau jalur Timur dan cek

jalur lainnya

Apakah ada jalur lain yang

“high”? E

Y

T

Apakah hanya jalur Selatan

yang “High” dan lainnya “Low”?

Y

T

Nyalakan lampu hijau jalur Selatan dan cek

jalur lainnya

Apakah ada jalur lain yang

“high”? E

Y

T

Y

T

F Apakah urutan jalurnya 3241? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 3214? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 3142? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 3124? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 2431? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 2413? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 2341? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 2314? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 2143? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 2134? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 1234? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu G Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E

Nyalakan LED pada hardware E Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y T Y T (b)

G Apakah urutan jalurnya 1243? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 1324? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 1342? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 1423? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Apakah urutan jalurnya 1432? Mulai penyalaan lampu hijau Berdasarkan urutan Sesuai dengan ProsedurPewaktu Nyalakan LED

pada hardware E

Nyalakan LED

pada hardware E

Nyalakan LED

pada hardware E

Nyalakan LED

pada hardware E

Nyalakan LED

pada hardware E

Y T Y T Y T Y T Y T Kembali (c)

Gambar 3.29 (a)(b)(c) Diagram Prosedur Penyalaan Lampu

Gambar-gambar di atas ialah flowchart yang mewakili alur kerja dari proses penyalaan lampu lalu lintas berdasarkan antrian terpanjang yang mempertimbangkan keadaan seluruh jalur pada persimpangan, dimulai dari proses pembacaan sensor kemudian proses pengolahan data yang didapat kemudian dilanjutkan dengan penyalaan lampu lalu lintas sebagai output dari miniatur sistem pengaturan lalu lintas ini.

67

Hal yang paling penting dalam merancang sebuah alat adalah berada pada pengujian alat tersebut, apakah alat yang dirancang telah memenuhi target yang di tentukan atau tidak. Dengan dicapainya tujuan yang telah ditargetkan maka alat tersebut dapat dikatakan proses perancangannya pun telah rampung. Oleh karena itu untuk mengetahui apakah alat yang dirancang ini telah mencapai tujuan atau tidak, pada bab ini akan dilakukan pembahasan mengenai pengujian secara keseluruhan diawali pada bagian inputan kemudian proses dan terakhir oleh bagian outputnya.

4.1 Pengujian Kumparan Sensor

Langkah pertama untuk mengetahui apakah alat ini telah mencapai tujuan atau tidak ialah dengan melakukan pengujian pada bagian inputnya. Pada bagian input ini meliputi kumparan sensor dan driver sensor. Untuk pengujian sampel diambil sebuah kumparan sensor nomor 11, kemudian dilakukan pengujian dengan melakukan pengambilan data terhadap perubahan jarak logam dari kumparan sensor. Tabel di bawah ini menunjukkan perubahan output tegangan yang terjadi ketika dilakukan perubahan jarak antara kumparan sensor dengan logam yang di deteksi. Berikut ini ialah tabel pengujian pada kumparan sensor nomor 11.

Tabel 4.1 Pengujian pada kumparan nomor 11 No Percobaan Jarak Logam ke kumparan (cm) Tegangan Output low (Volt) Tegangan Output high (Volt) Logam Terdeteksi

1 0.1 3.45 3.62 Ya

2 0.5 3.45 3.59 Ya

3 1 3.45 3.58 Ya

4 1.5 3.45 3.58 Ya

5 2 3.45 3.58 Ya

6 2.5 3.45 3.55 Ya

7 3 3.45 3.55 Ya

8 3.5 3.45 3.55 Ya

9 4 3.45 3.52 Ya

10 4.5 3.45 3.52 Ya

11 5 3.45 3.52 Ya

12 5.5 3.45 3.45 Tidak

13 6 3.45 3.45 Tidak

14 7 3.45 3.45 Tidak

15 9 3.45 3.45 Tidak

Gambar 4.1 Grafik pengujian sensor no 11

Setelah dilakukan pengujian pada kumparan nomor 11 didapatkan data yang kemudian dicatat pada tabel di atas. Dari 15 kali percobaan yang dilakukan, kumparan dapat mendeteksi keberadaan logam hingga percobaan ke-11. Dan untuk percobaan ke-12 dan seterusnya kumparan tidak dapat mendeteksi keberadaan logam dengan nilai output sebelum dan setelah ada logam tidak terjadi perubahan, hal ini dapat disimpulkan bahwa kumparan sensor nomor 11 ini hanya dapat mendeteksi keberadaan logam sejauh 5cm dari kumparannya dikarenakan

3.35 3.4 3.45 3.5 3.55 3.6 3.65

0.1 1 2 3 4 5 6 9

Tegangan Output low (Volt) Tegangan Output high (Volt)

setelah melebihi jarak 5cm output yang dihasilkan oleh kumparan tidak terjadi perubahan sama sekali. Diketahui diameter kumparan sensor yang digunakan ialah ± 5cm.

Pengujian selanjutnya ialah pengujian untuk seluruh kumparan sensor apakah dapat mendeteksi keberadaan logam atau tidak. Pada tabel di bawah ini didapatkan data-data yang diambil dari hasil pengujian seluruh kumparan sensor mulai dari pendeteksiannya lalu tegangan output kondisi “low” (tidak ada logam) dan tegangan output kondisi “high” (ada logam). Untuk jarak antara logam dengan kumparan yang digunakan ialah 0.3cm karena pada miniaturnya pun jarak antara kendaraan (logam pada mobil) dengan kumparan sensor adalah 0.3cm.

Tabel 4.2 Pengujian pada seluruh kumparan No Kumparan Jarak Logam ke

kumparan (cm) Tegangan Output low (volt) Tegangan Output high (volt) Logam Terdeteksi

0 0.3 3.41 3.58 Ya

1 0.3 3.44 3.62 Ya

2 0.3 3.46 3.65 Ya

3 0.3 3.42 3.60 Ya

4 0.3 3.39 3.55 Ya

5 0.3 3.42 3.59 Ya

6 0.3 3.43 3.60 Ya

7 0.3 3.35 3.57 Ya

8 0.3 3.47 3.61 Ya

9 0.3 3.47 3.63 Ya

10 0.3 3.44 3.61 Ya

11 0.3 3.45 3.62 Ya

Gambar 4.2 Grafik pengujian seluruh kumparan 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tegangan Output low (volt) Tegangan Output high (volt)

Dari hasil pengujian keseluruhan kumparan sensor yang akan digunakan, seluruh kumparan dapat mendeteksi keberadaan logam. Hanya saja tegangan yang dihasilkan untuk setiap kumparan sensor dalam kondisi “high” (ada logam) atau “low” (tidak ada logam) masing-masingnya terdapat sedikit perbedaan, hal ini disebabkan karena proses pembuatan lilitan dilakukan secara manual tanpa bantuan mesin sehingga kontruksi yang dihasilkan tidak mirip satu sama lain oleh karena itu karakteristik masing-masing sensor memiliki perbedaan. Selain itu komponen driver yang digunakan pun mempengaruhi kesetabilan tegangan suplay yang dialirkan menuju kumparan itu sendiri.

4.2 Pengujian Driver Sensor

Selain dari kumparan sensor, bagian input juga terdapat rangkaian driver sensor yang berfungsi untuk mengendalikan sensitivitas sensor dalam mendeteksi keberadaan logam dan juga berfungsi sebagai penghubung antara kumparan dengan mikrokontroler melalui komparator. Agar kinerja seluruh bagian input dapat dipastikan dalam keadaan normal, maka diperlukan juga pengujian pada bagian driver sensornya sehingga seluruh komponen dalam bagian input diketahui kondisinya apakah dalam keadaan baik atau tidak. Hal ini juga dapat mempermudah dalam proses analisa kesalahan apabila terjadi error pada saat melakukan pengujian secara menyeluruh karena sudah terlebih dahulu diketahui komponen mana saja yang diduga dalam kondisi kurang baik pada saat dilakukan pengujian ini.

Tabel 4.3 Pengujian pada driver sensor nomor 11 No Percobaan Nilai Variabel Resistor “ohm” Tegangan Output low (volt) Tegangan Output high (volt) Logam Terdeteksi

1 37 0.79 0.79 Tidak

2 55 0.80 0.80 Tidak

3 76 0.82 0.82 Tidak

4 128 0.95 0.95 Tidak

5 168 2.61 2.85 Ya

6 215 2.23 2.62 Ya

7 293 1.83 2.34 Ya

8 367 1.44 2.10 Ya

9 419 2.64-2.81 2.64-2.81 Tidak

10 455 2.69-2.72 2.69-2.72 Tidak

11 465 2.67-2.75 2.67-2.75 Tidak

12 479 2.66-2.71 2.66-2.71 Tidak

13 490 2.68-2.72 2.68-2.72 Tidak

14 502 2.65-2.71 2.65-2.71 Tidak

15 518 2.65-2.73 2.65-2.73 Tidak

Gambar 4.3 Grafik pengujian driver sensor no 11

Setelah dilakukan pengujian pada driver sensor nomor 11 yang dijadikan sebagai sampel untuk mengetahui berapa nilai variabel resistor serta nilai tegangan kondisi “high” dan “low” -nya, jika dilihat pada tabel pengujian di atas dapat diketahui berapa range nilai variabel resistor yang digunakan dalam mengendalikan sensitivitas sensor yaitu berkisar antara 168 ohm hingga 367 ohm. Karena apabila nilai variabel resistornya berada di luar range tersebut mengakibatkan tegangan output yang dihasilkan tidak mengalami perubahan

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

37 55 76 128 168 215 293 367

Tegangan Output low (volt)

Tegangan Output high (volt)

antara kondisi “high” dan “low” –nya. Hal ini dapat dipastikan bahwa nilai variabel resistor di luar range tadi tidak dapat digunakan. Sedangkan untuk tegangan output pada driver sensor, perubahan antara kondisi “high” dan “low” terlihat cukup signifikan karena berbeda dengan tegangan output pada kumparan sensor yang hanya mengalami perubahan tidak lebih dari 20 mv saja. Perubahan nilai tegangan yang terjadi pada driver sensor hampir mencapai selisih 70 mv antara kondisi “high” dengan “low” seperti terlihat pada tabel pengujian di atas.

Kemudian setelah dilakukan pengujian pada seluruh driver sensor yang akan digunakan, didapatkan hasil pengujian seperti tabel di bawah yang terdiri dari nilai variabel resistor yang digunakan, mendeteksi keberadaan logam atau tidak, tegangan output yang dihasilkan sebelum ada logam, dan tegangan output setelah ada logam. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 4.4 Pengujian seluruh driver sensor No Driver Kumparan Nilai Variabel Resistor “ohm” Tegangan Output low (volt) Tegangan Output high (volt) Logam Terdeteksi

0 310 1.48 2.69 Ya

1 341 1.54 2.41 Ya

2 299 1.51 2.25 Ya

3 160 1.44 2.64 Ya

4 287 1.62 2.66 Ya

5 326 1.57 2.73 Ya

6 215 1.96 2.76 Ya

7 257 1.58 2.27 Ya

8 349 1.62 2.74 Ya

9 263 1.59 2.18 Ya

10 284 1.53 2.72 Ya

Gambar 4.4 Grafik pengujian seluruh driver sensor

Pada pengujian keseluruhan driver sensor didapatkan hasil yaitu berupa nilai variabel resistor yang digunakan. Rata-rata nilai variabel resistor yang digunakan ialah berada di angka 200-an meskipun ada beberapa sensor yang nilai variabel nya di angka 100-an dan 300-an, hal ini disebabkan karena komponen yang digunakan memiliki nilai toleransi berbeda-beda sehingga nilai variabel resistor yang digunakan agar dapat mendeteksi keberadaan logam pun berbeda-beda setiap drivernya. Selain itu nilai tegangan output sebelum adanya logam berada di sekitar 1.5vdc dan setelah mendeteksi logam nilai outputnya berubah menjadi sekitar 2.6-2.7vdc.

4.3 Pengujian Komparator

Rangkaian komparator ini dibutuhkan untuk membandingkan nilai output dari driver sensor yang mengalami fluktuasi/kurang stabil dengan tegangan referensi (set point) agar keluaran yang kemudian akan dilanjutkan menuju mikrokontroler dapat berbentuk digital (“high” atau “low”). Selain itu komparator ini juga berfungsi sebagai konverter output yang dihasilkan, awalnya outputnya berbentuk analog kemudian di konversi oleh rangkaian komparator menjadi digital.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

310 299 287 215 349 284

Tegangan Output low (volt) Tegangan Output high (volt)

Gambar 4.5 Vout komparator kondisi “Low”

Agar memastikan rangkaian komparator ini dalam keadaan baik maka dilakukan pengujian untuk diambil data output yang dihasilkannya untuk diamati dan dilakukan penelitian sehingga didapatkan hasil yang pasti bahwa kondisi komparator dalam keadaan baik. Nilai yang didapatkan pada pengujian rangkaian komparator ialah sebagai berikut.

Tabel 4.5 Pengujian pada seluruh rangkaian komparator No Vref

(volt)

Tegangan Output low (volt)

Tegangan Output

high (volt)

0 2.6 0.30 2.14

1 2.6 0.21 2.10

2 2.6 0.28 2.02

3 2.6 0.28 2.09

4 2.6 0.24 2.06

5 2.6 0.27 2.01

6 2.6 0.19 1.95

7 2.6 0.22 2.00

8 2.6 0.29 2.09

9 2.6 0.23 2.06

10 2.6 0.20 2.03

Gambar 4.6 Grafik pengujian komparator

Setelah dilakukan pengujian pada seluruh rangkaian komparator, didapatkan hasil yaitu tegangan referensi bernilai 2.6vdc karena sesuai dengan perhitungan pada bab sebelumnya nilai set point yang diinginkan ialah 2.6vdc dengan nilai resistor sebagai pembagi tegangan yang tiap-tiap rangkaian bernilai sama. Sedangkan untuk nilai tegangan output saat “low” berada di sekitar 0.2vdc dan output saat “high” sekitar 2.00vdc.

Gambar 4.7 Vout komparator kondisi “high”

Nilai perberdaan tiap-tiap rangkaian komparator tidak terlalu mencolok dikarenakan jenis komponen yang digunakan dari rangkaian komparator 1 hingga rangkaian 11 menggunakan komposisi yang sama yaitu terdiri dari 3 resistor

0 0.5 1 1.5 2 2.5

1 3 5 7 9 11 13

Tegangan Output low (volt) Tegangan Output high (volt)

bernnilai 1K, 1.2K dan 1M ohm serta IC komparator LM393. Dan apabila diamati dari nilai yang dihasilkan, maka rangkaian komparator ini dalam kondisi baik. 4.4 Pengujian Simulasi Mode Software

Pengujian selanjutnya ialah pengujian pada sistem lalu lintasnya. Pada tugas akhir ini, mode pengujian terdiri dari 2 yaitu antara mode software dan mode hardware. Pengujian sistem yang pertama dilakukan ialah pada mode software. Pada pengujian ini akan dilakukan tes pengurutan jalur yang didahulukan berdasarkan antrian terpanjang. Percobaan dilakukan sebanyak 28 kali, sedangkan data yang akan dimasukan kedalam tabel hanya 10 kali percobaan sebagai sampel. Berikut ialah hasil pengujian yang dilakukan pada sistem pengendali lalu lintas pada mode software.

v

1. Bapak Dr. Ir. Eddy Suryanto Soegoto, M. Sc., selaku Rektor Universitas Komputer Indonesia, Bandung

2. Bapak Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M. Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia, Bandung 3. Bapak Muhammad Aria, M.T., selaku Ketua Jurusan Program Studi

Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia, Bandung sekaligus sebagai pembimbing bagi penulis yang selalu memberikan arahan, ide, motivasi dalam proses perancangan tugas akhir dan penyusunan laporan ini

4. Ibu Tri Rahajoeningroem, M.T., selaku Koordinator Tugas Akhir Program Studi Teknik Elektro, Universitas Komputer Indonesia, Bandung

5. Bapak Rodi Hartono, M.T, selaku Dosen Wali Teknik Elektro 2011 Program Studi Teknik Elektro, Universitas Komputer Indonesia, Bandung

6. Seluruh Dosen Teknik Elektro yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat bagi penulis sebagai bekal dalam proses perancangan tugas akhir dan penyusunan laporan

7. Keluarga yang selalu mendoakan dan memberi dorongan semangat demi kelancaran penulis

8. Rekan-rekan mahasiswa selaku sahabat dan teman bagi penulis yang yang membantu secara langsung dan juga saling bertukar fikiran serta ide-ide yang memotivasi penulis

vi

9. Seluruh pihak yang belum sempat penulis sebutkan di atas secara langsung maupun tidak langsung yang telah memberikan bantuan demi kelancaran penyelesaian laporan ini.

Secara khusus penulis persembahkan untuk kedua orang tua, serta keluarga, penulis haturkan banyak terima kasih atas do’a serta dorongannya baik yang berupa moril maupun materil. Akhirnya kepada Allah SWT jualah dikembalikan segala sesuatunya, agar semua yang telah berjasa membantu kelancaran dalam perancangan dan penyusunan laporan ini bermanfaat khususnya bagi penulis, umumnya bagi semua pihak yang sempat membacanya, Amin.

Bandung ___________________

Penulis,

Riezky Faizal NIM. 13111008