PROTOTIPE SISTEM PENGATUR ISYARAT LALU L (3)

LAPORAN AKHIR PENELITIAN DOSEN PEMULA PROTOTIPE SISTEM PENGATUR ISYARAT LALU-LINTAS SINKRON DENGAN VARIASI POLA PENGATURAN UNTUK SIMPANG EMPAT GONDOMANAN DAN BINTARAN

Tahun ke-1 dari rencana 1 tahun

Oleh:

Freddy Kurniawan, S.T., M.T. NIDN 0517037601

Anton Setiawan Honggowibowo, S.Kom., M.T. NIDN 0513047901

Dibiayai oleh:

Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penugasan Penelitian Dosen Pemula bagi Dosen Perguruan Tinggi Swasta Nomor: 224/SP2H/PL/DIT.LITABMAS/VI/2013 Tanggal 27 Juni 2013

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI ADISUTJIPTO DESEMBER 2013

RINGKASAN

Salah satu ketidakefektifan pengatur isyarat lalu-lintas yang digunakan di simpang empat Gondomanan dan Bintaran adalah tidak adanya sinkronisasi di antara keduanya. Kadang sebagian besar kendaraan yang mendapat lampu hijau di simpang empat Gondomanan mendapat lampu merah setibanya di simpang empat Bintaran. Hal ini menimbulkan antrian panjang yang dapat menimbulkan kemacetan. Sementara itu tidak adanya variasi waktu hijau juga menambah panjang antrian pada jam-jam sibuk, dan menjadikan adanya pemborosan waktu pada jam-jam sepi.

Salah satu solusi yang diajukan pada penelitian ini untuk mengatasi dua permasalahan tersebut adalah digunakannya sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron yang mempunyai beberapa variasi pola pengaturan. Dengan sistem ini, diusahakan sebagian besar kendaraan yang mendapat lampu hijau di simpang empat Gondomana kembali mendapatkan lampu hijau setibanya di simpang empat Bintaran, demikian pula sebaliknya. Pengatur lalu-lintas pada kedua simpang empat tersebut menggunakan konfigurasi master – slave. Proses sinkronisasi kedua pengatur isyarat lalu-lintas diselenggarakan menggunakan komunikasi nirkabel. Master dan slave mempunyai pola dan jadwal pengaturan isyarat lalu-lintas sendiri-sendiri yang telah disesuaikan dengan kondisi kepadatan lalu-lintas. Data tersebut didapat dari survei yang dilakukan selama

24 jam. Meskipun pola dan jadwal pengaturan dapat diubah sewaktu-waktu oleh terminal petugas Dinas Perhubungan, proses pengaturan lalu-lintas di master dan slave dijaga tetap sinkron. Prototipe sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan dan direalisasikan bersamaan dengan sistem ATCS untuk mendukung rencana penerapan sistem Intelligent Transportation System.

Kata kunci: sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron, master – slave, variasi pola pengaturan.

iii

PRAKATA

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah swt atas nikmat dan karunia-Nya laporan penelitian dosen pemula ini telah dapat kami selesaikan. Dengan telah tersusunnya laporan ini, berarti proses penelitian dosen pemula dengan judul “Prototipe Sistem Pengatur Isyarat Lalu-Lintas Sinkron dengan Variasi Pola Pengaturan untuk Simpang Empat Gondomanan dan Bintaran” ini telah selesai.

Penelitian ini merupakan salah satu penelitian yang tercakup dalam payung

(road map) penelitian “ Prototipe Sistem Pengatur Isyarat Lalu-lintas Sinkron

Terkoordinasi ”. Dalam payung penelitian tersebut terdapat beberapa penelitian yang sedang dan akan dilaksanakan. Beberapa penelitian lain yang tercakup dalam payung tersebut di antaranya: Sinkronisasi beberapa Sistem Pengatur Isyarat lalu-lintas , Adaptasi pada Sistem Pengatur Isyarat lalu-lintas Sinkron, dan Integrasi Sistem Pengatur Isyarat lalu-lintas dengan ATCS .

Peneliti menyadari bahwa laporan kemajuan penelitian ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu segala kritik dan saran untuk kebaikan kita semua sangat kami harapkan. Dan semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan penentuan arah kebijakan pengembangan sistem pengatur isyarat lalu- lintas di Indonesia.

iv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Instrumen Penelitian Lampiran 2 Personalia Tenaga Peneliti Lampiran 3 Publikasi Ilmiah Lampiran 4 Listing Program Lampiran 5 Skema dan Simulasi Elektronis

DAFTAR ISTILAH

Persimpangan : pertemuan atau percabangan jalan, baik sebidang maupun tidak sebidang Persimpangan sebidang : persimpangan dengan ruas jalan saling bertemu dalam satu bidang Persimpangan tidak sebidang : persimpangan dengan ruas jalan bertemu tidak dalam satu bidang tetapi salah satu ruas berada di atas atau di bawah ruas jalan yang lain

APILL (Alat Pemberi Isyarat Lalu Lintas) : perangkat peralatan teknis yang menggunakan isyarat lampu untuk mengatur lalu lintas orang dan/atau kendaraan di persimpangan atau pada ruas jalan

Persimpangan berdiri sendiri : persimpangan yang diatur dengan APILL yang pengoperasiannya dianggap berdiri sendiri Fase : suatu kondisi dari APILL dalam satu waktu siklus yang memberikan hak jalan pada satu atau lebih gerakan lalu lintas tertentu

Waktu siklus : serangkaian tahap-tahap di mana semua pergerakan lalu lintas dilakukan, atau merupakan penjumlahan waktu dari keseluruhan tahapan

Waktu pengosongan : waktu yang diperlukan agar dapat melepaskan kendaraan terakhir yang akan melewati titik konflik sebelum kedatangan kendaraan pada fase berikutnya ke titik yang sama

Titik konflik kritis : titik yang melewati waktu pengosongan terbesar.

xi

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang dan Permasalahan

Kemacetan lalu-lintas merupakan fenomena yang sering terjadi di Kota Yogyakarta. Kemacetan tersebut biasanya berupa antrian panjang kendaraan di beberapa isyarat lalu-lintas. Hal ini biasa terjadi pada jam-jam sibuk. Menurut Walikota Yogyakarta yang dikutip Harian Jogja (2012), pemerintah kota belum memiliki konsep yang disepakati bersama untuk mengurai kemacetan dan mengantisipasi ancaman kemacetan total pada 2015, selain memaksimalkan kondisi yang ada. Banyak kerugian yang didapat dari kemacetan, di antaranya adalah: waktu tempuh menjadi lebih tinggi, pemborosan waktu dan bahan bakar, dan memperbesar biaya perawatan kendaraan. Dari hasil penelitian Imam Basuki dan Siswandi (2008) didapat bahwa kerugian akibat kelambatan arus lalu-lintas di Jl. Gejayan lebih dari 11 juta rupiah per jam. Kerugian tersebut berupa bertambahnya biaya operasional kendaraan karena kecepatan kendaraan tidak sesuai dengan desain perencanaan (Basuki dan Siswandi, 2008).

Salah satu penyebab kemacetan adalah tidak optimalnya pewaktuan beberapa lampu lalu lintas terutama untuk persimpangan yang berdekatan (Primantari, 2010). Hal ini terjadi di Jl. Sultan Agung Yogyakarta, tepatnya di simpang empat Gondomanan dan Bintaran. Tidak sinkronnya isyarat lalu-lintas di kedua simpang empat tersebut menyebabkan tidak pastinya waktu tempuh kendaraan pada ruas jalan tersebut. Sebagian besar kendaraan yang datang dari arah barat simpang empat Bintaran berasal dari simpang empat Gondomanan. Kadang kendaraan-kendaraan tersebut mendapatkan lampu hijau di simpang empat Bintaran, namun di waktu lain mendapatkan lampu merah. Jika sebagian besar kendaraan tersebut mendapatkan lampu merah setibanya di simpang empat Bintaran, maka terjadi antrian panjang kendaraan. Dari sinilah kemacetan di ruas jalan tersebut terjadi.

Solusi yang diajukan pada penelitian ini adalah penggunaan sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron menggunaan mikrokontroler. Dengan sistem ini, pewaktuan nyala lampu di simpang empat Gondomanan diinformasikan ke pengatur isyarat lalu- lintas di simpang empat Bintaran. Informasi tersebut diolah oleh pengatur isyarat lalu- lintas di Bintaran untuk mengatur pewaktuan sehingga sebagian besar kendaraan yang Solusi yang diajukan pada penelitian ini adalah penggunaan sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron menggunaan mikrokontroler. Dengan sistem ini, pewaktuan nyala lampu di simpang empat Gondomanan diinformasikan ke pengatur isyarat lalu- lintas di simpang empat Bintaran. Informasi tersebut diolah oleh pengatur isyarat lalu- lintas di Bintaran untuk mengatur pewaktuan sehingga sebagian besar kendaraan yang

Pada jam-jam sibuk, sering waktu hijau tidak dapat melepaskan semua kendaraan yang berada suatu antrian pada sebuah mulut persimpangan. Namun dari mulut persimpangan lain, waktu hijau justru terasa terlalu lama. Hal ini disebabkan jumlah kendaraan yang masuk di sebuah mulut persimpangan berbeda dengan mulut persimpangan lain. Biasanya kepadatan kedatangan kendaraan mengikuti pola tertentu baik secara harian atau mingguan.

Sementara itu, pada malam hari, pada saat lalu-lintas sangat lengang, terjadi pemborosan waktu. Waktu merah yang terlalu lama menyebabkan banyak kendaraan harus berhenti lama, meskipun tidak ada kendaraan dari ruas jalan lain yang lewat. Hal ini merupakan bentuk lain kerugian. Pada saat-saat ini sering terjadi pelanggaran lampu merah. Kadang beberapa pengemudi yang tidak sabar menyerobot lampu merah. Tentu hal ini berbahaya bagi kendaraan lain yang kebetulan lewat.

Agar kerugian karena ketidakidealan pewaktuan dapat dikurangi, maka waktu lampu merah dan hijau di malam hari harus disesuaikan dengan kepadatan kendaraan saat itu. Untuk itulah sebuah pengatur isyarat lalu-lintas harus mempunyai beberapa pola pengaturan berbeda. Pola-pola tersebut disusun membentuk jadwal. Setiap pola dapat mempunyai nilai waktu merah dan hijau berbeda yang telah disesuaikan dengan kondisi lalu-lintas saat itu.

Sejak tahun 2011 pengatur isyarat lalu-lintas di simpang empat Gondomanan telah dilengkapi dengan ATCS (Area Traffics Control System). Dengan sistem ini, kondisi lalu-lintas di simpang empat tersebut dapat dimonitor dari kantor Dinas Perhubungan melalui sebuah kamera CCTV yang dipasang di simpang empat tersebut. Pada saat kondisi lalu-lintas padat atau terjadi kemacetan dari sebuah atau beberapa arah, petugas di Dinas Perhubungan dapat mengubah waktu merah dan hijau untuk arah tersebut (Hanggara, 2012). Namun pada kenyataannya, kemacetan masih terjadi terutama pada jam-jam sibuk; dan pemborosan waktu pada malam hari juga masih terjadi. Untuk itu sistem pengatur isyarat lalu-lintas yang telah menggunakan ATCS tersebut harus dikembangkan dengan digunakanya sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron yang dilengkapi dengan beberapa pola yang dijalankan sesuai jadwal.

Pengatur isyarat lalu-lintas di Yogyakarta dibuat berbasis mikrokontroler keluarga MCS51 sebagai ‘otak’ untuk menjalankan program pengaturan isyarat lalu- lintas (Ndiken, 2012). Prototipe sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron yang dikembangkan pada penelitian ini juga tetap menggunakan mikrokontroler untuk mengeksekusi seluruh algortima yang dibutuhkan. Dengan cara ini, sistem ini dapat dikembangkan dari sistem pengatur isyarat lalu-lintas yang telah ada.

1.2 Perumusan Masalah

Dalam skenario koordinasi antara dua perangkat, salah satu harus bertindak sebagai koordinator atau master, sementara itu yang lain bertindak sebagai slave yang mengikuti dari master (Tocci dan Widmer, 2001). Kepadatan lalu-lintas di simpang empat Gondomanan lebih tinggi dari pada di simpang empat Bintaran; pengatur isyarat lalu-lintas di simpang empat Gondomanan juga telah dilengkapi dengan ATCS. Oleh karena itu, pada prototipe ini, pengatur isyarat lalu-lintas di simpang empat Gondomanan bertindak sebagai master, sedangkan pengatur isyarat lalu-lintas di Bintaran bertindak sebagai slave.

Beberapa permasalahan yang diselesaikan dalam penelitian ini adalah:

1. Bagaimana membuat sistem basis data di pengatur isyarat lalu-lintas master dan slave yang memuat pola dan jadwal pengaturan lalu-lintas?

2. Bagaimana konsep mekanisme sinkronisasi antara master dan slave pada sistem pengatur lalu-lintas sinkron ini?

3. Bagaimana desain rangkaian elektronis, algoritma hingga perangkat lunak di master dan slave untuk pengaturan isyarat lalu-lintas secara sinkron tersebut?

4. Bagaimana kemungkinan pengembangan sistem ini?

1.3 Urgensi Penelitian

Kerugian akibat kemacetan lalu-lintas semakin besar. Salah satu metode untuk mengurangi kerugian tersebut adalah dengan digunakannya sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron yang diintegrasikan dengan sistem ATCS. Metode ini jauh lebih mudah, murah dan cepat dibanding penyelesaian menggunakan metode lain, seperti pelebaran jalan atau pembangunan jalan layang di ruas jalan tersebut.

Keberadaan sistem ini untuk memperlancar lalu-lintas kendaraan lebih optimal didukung oleh sistem ATCS yang telah diterapkan di simpang empat Gondomanan.

Sistem ini dapat dikembangkan lebih lanjut dengan menambah beberapa pengatur isyarat lalu-lintas sinkron lain sebagai slave yang dapat diterapkan di persimpangan lain, misalnya di simpang empat Pasar Sentul dan Kantor Pos Yogyakarta. Sistem master – slave ini pun dapat diaplikasikan di beberapa persimpangan lain dengan mengubah pola beserta jadwal pengaturan isyarat lalu-lintas.

Lebih jauh lagi, bersama ATCS, sistem ini dapat dikembangkan menjadi sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron adaptif (Kurniawan dan Adiprasetya, 2007) dengan menambah algoritma penghitung kepadatan kendaraan berdasar gambar yang ditangkap kamera CCTV (Rachmadi dkk, 2012). Data kepadatan kendaraan merupakan salah satu masukan bagi sistem ITS (Intelligent Transportation System) yang saat ini sedang dikembangkan di beberapa kota besar di Indonesia (Wresti, 2012).

1.4 Lingkup Bahasan

Penelitian ini difokuskan pada usaha untuk membentuk prototipe sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron dengan konfigurasi master slave berbasis mikrokontroler yang dapat diterapkan di simpang empat Gondomanan dan Bintaran. Pola dan jadwal pengaturan isyarat lalu-lintas telah disesuaikan dengan kondisi kepadatan di kedua persimpangan tersebut. Namun demikian efektifitas implementasi prototipe hasil penelitian ini untuk memperlancar lalu-lintas merupakan bahasan di luar cakuan penelitian ini.

1.5 Target Luaran Penelitian

Penelitian ini dibuat dengan beberapa target luaran sebagai berikut:

1. Pengembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi

a. Adanya konsep mekanisme sinkronisasi antara master dan slave pada sistem pengatur lalu-lintas sinkron.

b. Terbentuknya rangkaian elektronis, algoritma hingga perangkat lunak di master dan slave untuk pengaturan isyarat lalu-lintas secara sinkron.

c. Adanya sistem basis data di pengatur isyarat lalu-lintas master dan slave yang memuat pola dan jadwal pengaturan lalu-lintas.

d. Adanya program pengatur isyarat lalu-lintas di master dan slave yang dapat mengatur lalu-lintas sesuai pola dan jadwal masing-masing, namun keduanya tetap sinkron.

2. Publikasi ilmiah dalam jurnal dan prosiding seminar.

a. Prosiding seminar nasional/jurnal ilmiah nasional ber-ISSN: “Penggunaan Basis Data EEPROM pada Sistem Pengatur Isyarat Lalu-lintas Terjadwal”.

b. Publikasi Ilmiah dalam jurnal nasional terakreditasi dengan tema prototipe sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron di simpang empat Gondomanan dan Bintaran.

3. Pengayaan bahan ajar untuk beberapa materi sebagai berikut.

a. “Antarmuka TTL dan CMOS” pada mata kuliah “Teknik Digital”

b. “Pemrograman Flash dan EEPROM” pada mata kuliah “Sistem Mikroprosesor”.

c. “Flow Control” pada mata kuliah “Komunikasi Data”.

d. “Konsep dan Pemrograman Master – Slave pada Komunikasi Serial” pada mata kuliah “Sistem Berbasis Mikroprosesor”.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengaturan Isyarat lalu-lintas

Persimpangan adalah pertemuan atau percabangan jalan, baik sebidang maupun yang tidak sebidang. Untuk mengatur lalu-lintas kendaraan pada sebuah persimpangan sebidang biasanya digunakan sebuah APILL. Persimpangan tersebut dapat berdiri sendiri maupun tidak berdiri sendiri (Dephub, 1996).

Pada umumnya, pada suatu persimpangan dengan empat arah kedatangan, terdapat empat fase pengaturan. Fase pertama akan memberikan kesempatan arah pertama untuk berjalan. Demikian pula untuk fase kedua, ketiga, dan keempat.

Urutan fase diberi notasi i. Biasanya sesuai arah jarum jam dan dimulai dari arah utara. Isyarat hijau digilir menurut urutan dan waktu siklus tertentu. Isyarat kuning (k) diberikan di antara isyarat hijau (h) dan merah (m). Urutan isyarat untuk empat arah kedatangan pada umumnya dapat dilihat pada Gambar 1 (Tavladakis dan Voulgaris, 1999; Dresner, dan Stone 2007).

Gambar 1 Urutan isyarat lalu-lintas pada umumnya Keterangan : i = nomor fase

h i,j = waktu hijau fase ke-i siklus ke-j k i = waktu kuning fase ke-i

i = waktu jeda fae ke-i m i,j = waktu merah fase ke-i siklus ke-j

T j = waktu siklus ke-j t h:i,j = waktu hijau fase ke-i siklus ke-j

Waktu siklus pengatur lalu-lintas (T) merupakan hasil penjumlahan dari waktu merah (m), kuning (k), hijau (h) dan jeda semua arah. Pada sistem sinkron, untuk siklus yang berbeda nilai h, m dan T dapat berubah; sedangkan nilai k dan biasanya tetap (Kurniawan dan Adiprasetya, 2007). Dari Gambar 1, waktu siklus ke-j juga dapat dihitung menggunakan Persamaan 1 (Proulx, dkk., 2004).

T j = (h i,j +k i + θ i )

(1)

Waktu kuning di Indonesia pada umumnya adalah 3 detik. Setelah suatu arah diberi isyarat merah kembali, terdapat jeda waktu sebelum arah berikutnya diberikan isyarat hijau. Adanya jeda waktu tersebut untuk memberi kesempatan agar kendaraan terakhir dapat melewati titik konflik sebelum terjadi kedatangan kendaraan pada fase berikutnya. Pada saat itu, semua arah akan diberi isyarat merah.

Waktu jeda tersebut biasanya antara 5 hingga 7 detik. Waktu jeda harus sama atau melebihi waktu pengosongan, yaitu waktu yang diperlukan agar dapat melepaskan kendaraan terakhir yang akan melewati titik konflik sebelum kedatangan kendaraan pada fase berikutnya ke titik yang sama. Waktu pengosongan diharapkan dapat menghindarkan adanya titik konflik kritis, yaitu titik yang melewati waktu pengosongan terbesar sebagaimana Gambar 2 (Dephub, 1996).

Gambar 2 Titik konflik kritis pada sebuah simpang empat.

2.2 Sinkronisasi Beberapa Pengatur Lalu-lintas

Proses sinkronisasi beberapa pengatur isyarat lalu-lintas diperlukan agar sebagian besar kendaraan yang sampai di suatu mulut persimpangan langsung mendapat isyarat hijau, atau paling tidak, tidak terlalu lama menanti isyarat hijau setibanya di mulut persimpangan berikutnya (Wiering dkk., 2004). Agar dapat sinkron, maka diperlukan koordinasi antar beberapa APILL. Beberapa APILL yang sinkron dapat menjadikan arus kendaraan dapat berjalan dengan halus (smooth) pada suatu ruas jalan sehingga menurunkan banyaknya perhentian, tundaan, dan waktu tempuh kendaraan (Federal Highway Administration, 2008).

Sinkronisasi pengaturan isyarat lalu-lintas perlu dilakukan jika terdapat pola kedatangan kendaraan pada suatu atau beberapa arah. Hal ini terjadi terutama pada dua persimpangan yang berdekatan. Gambar 3 adalah contoh grafik kedatangan kendaraan. Isyarat merah dimulai pada saat t m;i,j , dan isyarat hijau diberikan mulai t h;i,j , sistem mempunyai waktu siklus T j . Diasumsikan waktu hijau cukup untuk membuat antrian

menjadi nol. Jika t d merupakan waktu terjadinya suatu kedatangan, maka waktu tunggu kedatangan tersebut untuk dapat berjalan karena mendapatkan isyarat hijau adalah menjadi nol. Jika t d merupakan waktu terjadinya suatu kedatangan, maka waktu tunggu kedatangan tersebut untuk dapat berjalan karena mendapatkan isyarat hijau adalah

Gambar 3 Grafik kedatangan kendaraan

dengan : d i (t) = kedatangan kendaraan (ternormalisasi) arah i t m:i,j = waktu merah arah i siklus ke-j t h:i,j = waktu hijau arah i siklus ke-j

Pada umumnya penentuan pewaktuan APILL dilakukan pada saat jam-jam puncak kesibukan. Penepatan waktu untuk sinkronisasi biasanya dilakukan dengan memperpanjang waktu hijau untuk fase yang akan disinkronkan ketika kebutuhan hijau fase lain sedang menurun.

Sinkronisasi dirancang dengan terlebih dahulu menentukan diagram ruang waktu trayektori kendaraan. Trayektori kendaraan merupakan gambaran perjalanan kendaraan dalam diagram ruang waktu. Pada dua persimpangan yang berdekatan, trayektori tersebut dapat menggambarkan arus kendaraan dari suatu persimpangan yang masuk ke salah satu mulut sebuah persimpangan yang berdekatan sebagaimana Gambar

4 (Federal Highway Administration, 2008).

Gambar 4 Diagram ruang waktu trayektori kendaraan

Keterangan : 1 = kendaraan berjalan saat mendapat isyarat hijau

2 = kendaraan dari mulut persimpangan lain masuk ke jalan utama

3 = kendaraan yang mendapat isyarat belok-kiri-jalan-terus masuk ke jalan utama

4 = kendaraan yang langsung mendapat isyarat hijau berjalan terus dan tanpa berhenti

5 = kendaraan berhenti karena mendapat isyarat merah

2.3 Mekanisme Sinkronisasi

Pada hakekatnya proses sinkronisasi dilakukan dengan menggeser offset pewaktuan sebuah APILL terhadap APILL lain. Terdapat tiga metode utama untuk penggeseran offset agar tercapai kondisi sinkron, yaitu: dwell, penambahan, dan pengurangan waktu hijau.

A. Dwell

Pada metode dwell, sinkronisasi dilakukan dengan secara langsung menambah waktu hijau pada arah yang akan disinkronkan. Dengan cara ini kedua APILL langsung Pada metode dwell, sinkronisasi dilakukan dengan secara langsung menambah waktu hijau pada arah yang akan disinkronkan. Dengan cara ini kedua APILL langsung

Gambar 5 merupakan sebuah contoh dua persimpangan (plan) yang harus disinkronkan. Agar kedua APILL di persimpangan tersebut sinkron, plan 2 harus mempunyai offset 24 detik dengan plan 1. Dengan kata lain, pewaktuan APILL di plan

2 harus tertinggal 24 detik dari APILL di plan 1. Dengan menggunakan metode dwell, plan 2 dapat sinkron dengan plan 1 hanya dalam waktu 24 detik.

Gambar 5 Metode sinkronisasi

B. Max Dwell

Metode ini hampir sama dengan metode dwell. Perbedaannya adalah pada metode ini terdapat batasan maksimal penambahan nilai waktu hijau. Contoh kedua pada Gambar 5 menggunakan metode max dwell dengan tambahan waktu hijau arah yang disinkronkan maksimal sebesar 20 % dari waktu hijau yang telah ditetapkan.

Dengan metode ini, sinkronisasi tercapai dalam waktu lebih dari satu siklus, yaitu 84 detik.

C. Penambahan Waktu Hijau (Add)

Pada metode ini, usaha penggeseran offset dilakukan dengan menambah waktu hijau semua arah. Penambahan ini dilakukan secara merata ke semua arah. Dengan metode ini dimungkinkan kondisi sinkron tercapai lebih dari satu siklus. Contoh ketiga pada Gambar 5 menggunakan metode ini. Penambahan maksimal waktu hijau semua arah ditetapkan 20 % dari waktu hijau yang telah ditetapkan. Kondisi sinkron tercapai dalam waktu 144 detik.

D. Pengurangan Waktu Hijau (Substract)

Pada metode ini, usaha penggeseran offset dilakukan dengan mengurangi waktu hijau semua arah. Pengurangan ini juga dilakukan secara merata ke semua arah. Dengan metode ini waktu siklus menjadi lebih pendek. Contoh keempat pada Gambar 5 menggunakan metode ini. Pengurangan maksimal waktu hijau semua arah ditetapkan

20 % dari waktu hijau yang telah ditetapkan. Kondisi sinkron tercapai dalam waktu 144 detik.

E. Penambahan dan Pengurangan Waktu Hijau (Shortway)

Metode ini merupakan gabungan dari dua metode sebelumnya. Pada metode ini, sistem akan menentukan metode mana yang akan digunakan. Penambahan waktu hijau akan meningkatkan waktu siklus, sedangkan pengurangan waktu hijau akan menurunkan waktu siklus. Metode dipilih berdasarkan mana yang lebih cepat untuk terjadi kondisi sinkron. Pertimbangan lain dapat ditambahkan, misalnya mana yang menimbulkan perubahan waktu hijau terkecil.

Contoh kelima pada Gambar 5 menggunakan metode ini. Pada kasus tersebut dipilih metode penambahan waktu hijau. Kondisi sinkron tercapai dalam waktu 144 detik.

2.4 Sistem Pengatur Isyarat Lalu-Lintas yang Ada

Terdapat dua jenis APILL, yaitu:

1. APILL dengan pengaturan waktu tetap (Fixed time traffic signal), yaitu APILL yang dioperasikan menggunakan pengaturan waktu yang tetap.

2. APILL dengan pengaturan waktu sesuai kebutuhan (Actuated traffic signal), yaitu APILL yang dioperasikan menggunakan pengaturan waktu tertentu dan mengalami 2. APILL dengan pengaturan waktu sesuai kebutuhan (Actuated traffic signal), yaitu APILL yang dioperasikan menggunakan pengaturan waktu tertentu dan mengalami

Penelitian untuk membentuk APILL dengan pengaturan waktu sesuai kebutuhan telah banyak dilakukan. Beberapa hasil penelitian yang didapat adalah: rekomendasi penambahan waktu lampu hijau di beberapa simpang empat (Mansur dkk, 2005), rancang bangun kendali isyarat lalu-lintas dengan logika fuzzy (Taufik dkk, 2008), dan rancangan penggunaan metal detektor (Sulaeman dkk, 2008) dan sensor macet (Zulfikar dan Adria, 2011) untuk mendeteksi kepadatan lalu-lintas. Namun hampir semua hasil penelitian tersebut saat ini belum dapat diimplementasikan karena berbagai hal. Dan hingga saat ini, sistem pengatur isyarat lalu-lintas yang digunakan di kota Yogyakarta masih menggunakan sistem berbasis mikrokontroler tanpa adanya tambahan sensor apa pun. Meskipun demikian beberapa di antaranya telah dilengkapi beberapa pola yang dapat dijalankan sesuai jadwal (Ndiken, 2012).

Kini salah satu sistem yang sedang dikembangkan adalah penggunaan kamera CCTV untuk memonitor kondisi lalu-lintas di suatu persimpangan. Dari hasil pantauan kamera tersebut, operator di Dinas Perhubungan dapat mengubah waktu nyala isyarat lalu-lintas untuk beberapa ruas jalan. Sistem yang lebih dikenal dengan ATCS (Automatic Traffics Control System) ini telah diterapkan di simpang empat Gondomanan mulai tahun 2011 (Hanggara, 2012). Dengan sistem ini, isyarat lalu-lintas dapat diatur dari jarak jauh.

Namun kini sistem tersebut kadang kurang banyak menyumbang bagi kelancaran lalu-lintas. Salah satu kendalanya adalah harus tersedianya operator yang selalu memantau kondisi lalu lintas.

BAB 3

TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan sebagai berikut.

1. Membuat sistem basis data di pengatur isyarat lalu-lintas master dan slave yang memuat jadwal pengaturan lalu-lintas.

2. Membentuk mekanisme sinkronisasi antara master dan slave pada sistem pengatur lalu-lintas sinkron.

3. Membentuk rangkaian elektronis dan program pengaturan isyarat lalu-lintas sesuai jadwal harian dan mingguan.

4. Menentukan pengembangan sistem ini. Adapun manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Memberikan gambaran bahwa pengatur isyarat lalu-lintas sinkron dengan variasi pola pengaturan dapat dibuat menggunakan mikrokontroler.

2. Memberikan kesempatan untuk pengembangan sistem ini lebih lanjut.

BAB 4 METODE PENELITIAN

Lokasi penelitian di kota Yogyakarta, tepatnya di simpang empat Gondomanan dan Bintaran. Basis data di kedua APILL pada prototipe sistem pengatur lalu-lintas sinkron ini mengambil data waktu hijau efektif hasil survei di kedua persimpangan tersebut. Seentara itu sistem ini dibuat di Jurusan Teknik Elektro khususnya di Laboratorium Elektronika STT Adisutjipto Yogyakarta.

4.1 Alat dan Bahan Penelitian

A. Perangkat Keras

Perangkat keras penelitian terdiri dari beberapa komponen utama berikut.

1 ATmega128A Expandable System : 2 unit

2 Sistem RTC DS1307 with I2C Interface : 2 unit

3 Penampil LCD 2×16 LMB162ABC : 2 unit

4 Downloader K-125R USB AVR ISP : 2 unit

5 Regulated Power Supply : 2 unit

6 Modul Tx-Rx KYL-1020u : 2 pasang

7 Modul USB-Serial Converter PL2303 : 1 unit

8 Komponen elektronis pendukung : 2 paket

9 Laptop : 1 buah Prototipe APILL ini dibentuk untuk memberikan fungsi pengaturan isyarat lalu-lintas sebagaimana APILL yang telah ada. Untuk setiap arah kedatangan disediakan sebuah penghitung mundur untuk isyarat merah dan hijau. Satu hal yang menjadi kelebihan pada sistem ini adalah digunakannya sebuah basis data untuk menyimpan jadwal pengaturan isyarat lalu-lintas. Jadwal disusun untuk digunakan selama 7 × 24 jam. Nilai waktu isyarat setiap fase disimpan dalam variabel 8 bit di EEPROM mikrokontroler.

Prototipe sistem terdiri dari sebuah pengatur isyarat lalu-lintas master yang mewakili pengatur isyarat lalu-lintas di simpang empat Gondomanan, dan sebuah pengatur isyarat lalu-lintas slave yang mewakili pengatur isyarat lalu-lintas di simpang empat Bintaran. Setiap pengatur isyarat lalu-lintas mempunyai komponen utama sebuah sistem mikrokontroler ATmega128A yang mengerjakan seluruh algoritma

Gambar 6 Diagram blok prototipe sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron

Dalam melakukan pengaturan lalu-lintas, mikrokontroler membaca data waktu dari RTC (Real Time Clock) secara periodis. Waktu dapat diatur kembali, misalnya untuk keperluan kalibrasi. Berdasar data waktu ini, sistem mencari pola yang harus digunakan sesuai jadwal. Kemudian sistem akan mengatur isyarat lalu-lintas dengan waktu setiap lampu mengikuti pola yang ada. Pola dan jadwalnya disimpan di basis data dalam bentuk memori EEPROM mikrokontroler.

Pengatur isyarat lalu-lintas master dan slave mengatur nyala lampu dari empat arah kedatangan. Di sini terdapat sebuah sistem antarmuka yang menghubungkan sistem mikrokontroler dengan isyarat lalu-lintas. Tampilan hitungan waktu setiap nyala lampu akan ditampilkan pada sebuah penampil LCD.

Pada sistem ini terdapat sebuah sistem komunikasi nirkabel dari master ke slave. Komunikasi ini digunakan untuk mengirimkan data sinkronisasi dari pengatur isyarat lalu-lintas master ke slave. Jarak antara simpang empat Gondomanan dan

Bintaran adalah sekitar 400 meter, komunikasi data dari master ke slave cukup menggunakan transmiter dengan daya 500 mW.

B. Perangkat Lunak

Perangkat lunak utama yang digunakan adalah:

1. Proteus Release 7.8 SP2, digunakan untuk merancang perangkat keras sistem.

2. CodeVision AVR 2.05.9, digunakan untuk membuat program pengaturan isyarat lalu-lintas dalam bahasa C. Hasil kompilasi listing program dimasukkan ke rancangan perangkat keras di Proteus untuk disimulasikan.

Program dibuat di perangkat lunak CodeVision AVR dengan bahasa pemrograman C. Hasil kompilasi program dimasukkan ke rancangan perangkat keras untuk disimulasikan di Proteus. Program utama sistem ini adalah pengaturan isyarat lalu-lintas. Agar dapat bekerja secara otomatis, program pengatur isyarat lalu-lintas ini ditambah algoritma untuk: membaca data waktu dari RTC, dan menampilkan data waktu dan hitungan mundur nyala setiap lampu ke penampil LCD,

Agar master dan slave berfungsi secara sinkron, terdapat beberapa algoritma tambahan yang harus dibuat untuk:

1. melakukan komunikasi serial menggunakan USART untuk komunikasi nirkabel,

2. melaporkan proses pengaturan pengatur isyarat lalu-lintas master ke terminal petugas secara waktu nyata,

3. melakukan sinkronisasi master dan slave,

4.2 Tahapan Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan mengikuti diagram alir pada Gambar 7. Tahapan- tahapan penelitian adalah sebagai berikut.

A. Observasi ke Lapangan dan Dinas Terkait

Observasi telah dikerjakan dengan diadakan kunjungan lapangan ke simpang empat Gondomanan dan Bintaran oleh tim peneliti dan tim survei. Kegiatan ini untuk melihat langsung kondisi pengatur isyarat lalu-lintas di lapangan agar tim survei mengambil data dengan benar. Observasi juga dilakukan ke PT. Qumicom oleh tim peneliti untuk mengetahui detail perangkat keras dan cara kerja pengatur isyarat lalu- lintas.

Gambar 7 Diagram alir penelitian

B. Perancangan Perangkat Keras dan Program

Perangkat keras sistem yang meliputi pengatur isyarat lalu-lintas master dan slave dirancang berdasar blok diagram pada Gambar 6. Perancangan yang menggunakan perangkat lunak Proteus ini meliputi: penentuan komponen yang digunakan, desain rangkaian elektronis dan desain tata letak PCB.

Kegiatan ini dilanjutkan dengan pembuatan program utama yaitu pengatur isyarat lalu-lintas dalam bahasa C menggunakan perangkat lunak CodeVision. Proses pengaturan mengikuti pola isyarat lalu-lintas pada umumnya sebagaimana Gambar 1. Nilai waktu nyala lampu hijau, kuning, dan jeda bagi master yaitu h M:i,j ,k M:i , dan M:i , dan bagi slave yaitu h S:i,j ,k S:i , dan S:i diisi nilai tetap yang umum digunakan, yaitu 25 detik, 3 detik dan 5 detik. Sesuai dengan kondisi di simpang empat Gondomanan dan Bintaran, master dan slave mempunyai empat arah kedatangan. Setiap arah kedatangan diberi nomor dari arah selatan sesuai arah jarum jam, i = 1, 2, 3, 4.

Kemudian kegiatan diikuti dengan pembuatan subprogram untuk: membaca data waktu dari RTC, menampilkan data waktu dan hitungan mundur nyala setiap lampu ke penampil LCD, dan melaporkan proses pengaturan isyarat lalu-lintas master ke terminal petugas secara waktu nyata. Setelah dikompilasi, kedua program dimasukkan ke rancangan rangkaian elektronis yang dibuat dalam Proteus untuk disimulasikan. Dari hasil simulasi akan didapat data waktu mulai hijau dan waktu hijau untuk setiap arah bagi master yaitu: t Mh:i,j ,h Mi:j , dan bagi slave t Sh:i,j ,h Si:j .

C. Pengambilan Data oleh Tim Survei

Pada saat bersamaan, tim survei mulai melakukan pengamatan di master (simpang empat Gondomanan) dan slave (simpang empat Bintaran). Tim survei mencatat nilai waktu nyala lampu hijau di master yang dibutuhkan hingga semua kendaraan dalam antrian habis untuk semua arah yaitu h M:i,j . Hal serupa juga dilakukan di slave. Tim survei mendapatkan data seperti pada Tabel 1.

Tabel 1 Data harian yang diharapkan diperoleh dari tim survei

No. Notasi Keterangan nilai waktu hijau yang dibutuhkan hingga semua kendaraan dalam

1. h M:i,j antrian habis di master untuk arah ke-i siklus ke-j

2. k M:i nilai waktu kuning di master untuk arah ke-i

3. M:i nilai jeda di master untuk arah ke-i nilai waktu hijau yang dibutuhkan hingga semua kendaraan dalam

4. h S:i,j antrian habis di slave untuk arah ke-i siklus ke-j

5. k S:i nilai waktu kuning di slave untuk arah ke-i

6. S:i nilai jeda di slave untuk arah ke-i

7. ω MS waktu tempuh kendaraan dari master ke slave

8. ω SM waktu tempuh kendaraan dari slave ke master

Jika nilai h M:i,j dalam beberapa siklus berurutan tidak mengalami perubahan cukup signifikan, maka dalam kisaran waktu tersebut masih dijadikan satu pola pengaturan isyarat lalu-lintas. Namun jika nilai tersebut untuk minimal satu arah kedatangan mengalami perubahan cukup signifikan, maka tim survei akan mendeteksi sebagai nomor pola baru. Pola akan diurutkan dari nomor 1 yang berlaku mulai jam

00.00 WIB hingga nomor tertinggi pada jam 23.59 WIB. Tim survei juga akan mentukan waktu tempuh kebanyakan kendaraan dari master ke slave yaitu ω MS ; dan juga sebaliknya waktu tempuh dari slave ke master yaitu ω SM . Waktu tempuh tersebut dimungkinkan mempunyai sedikit variasi untuk kondisi kepadatan lalu-lintas yang berbeda.

Tim ini akan melakukan pengamatan seperlunya, sehingga nantinya akan didapat data pola harian dan mingguan untuk pengaturan lampu lalu lintas. Data tersebut akan disimpan dalam sistem basis data sistem pengatur isyarat lalu-lintas sinkron ini sebagai nilai pola awal (default) yang dijalankan.

D. Penyusunan Mekanisme dan Algoritma Sinkronisasi Master dan Slave

Proses sinkronisasi dilakukan dengan menentukan:

1. waktu hijau yang tepat untuk arah kedatangan dari barat di slave atau t Sh:2,j agar sebagian besar kendaraan mendapat lampu hijau, dan

2. waktu hijau yang tepat untuk arah kedatangan dari utara dan timur di master atau t Mh:3,j dan t Mh:4,j agar sebagian besar kendaraan dari slave ke master mendapat lampu hijau setibanya di master.

Penentuan t Sh:2,j didasarkan pada nilai waktu hijau master atau t Mh:i,j dan waktu tempuh kendaraan dari master ke slave atau ω MS . Sedangkan penentuan t Mh:3,j dan t Mh:4,j dapat didasarkan pada nilai waktu hijau dari arah timur di master atau t Mh:2,j dan waktu tempuh kendaraan dari slave ke master atau ω SM . Dikarenakan waktu siklus di master sama dengan di slave, maka proses sinkronisasi dilakukan dengan menentukan pergeseran waktu hijau di slave atas waktu hijau di master. Nilai pergeseran itu dinyatakan dengan Δt MS:j . Beberapa nilai parameter tambahan yang akan ditentukan di tahap ini disajikan pada Tabel 2. Pada tahap ini diharapkan akan terbentuk algoritma untuk menentukan semua nilai parameter di Tabel 2 untuk i = 1 … 4.

Tabel 2 Beberapa nilai parameter yang akan ditentukan

No. Notasi Keterangan

1. t Mh:i,j waktu hijau di master untuk arah ke-i siklus ke-j

2. t Sh:i,j waktu hijau di slave untuk arah ke-i siklus ke-j

3. Δt MS:j pergeseran waktu hijau di master dan slave untuk arah ke-i siklus ke-j

E. Modifikasi Sistem menjadi Pengatur Isyarat lalu-lintas Sinkron

Dari algoritma tersebut, dibuatlah beberapa subprogram berikut:

1. di master : subprogram untuk mengirim data t Mh:i,j dan ĥ M:i,j ke slave dan terminal petugas,

2. di slave :

a. subprogram untuk menerima data t Mh:i,j dan ĥ M:i,j dari master,

b. subprogram untuk menentukam nilai Δt MS:j ,

c. subprogram untuk menentukam nilai t Sh:i,j dan ĥ S:i,j . Program kemudian disimulasikan. Setelah sistem dapat bekerja secara sinkron, kegiatan dilanjutkan dengan tahap berikutnya.

F. Modifikasi Sistem agar Mengatur Isyarat Lalu-Lintas sesuai Pola dan Jadwal

Pada tahap ini, waktu lampu hijau untuk master dan slave tidak lagi dibuat konstan. Data harian pada Tabel 1 yang diperoleh dari tim survei dimasukkan ke sistem basis data. Kemudian program di master dan slave dimodifikasi agar nilai waktu nyala setiap lampu mengikuti pola dan jadwal yang telah ada di basis data masing-masing.

Tahap ini diakhiri dengan uji coba sistem untuk mengatur isyarat lalu-lintas dengan beberapa pola yang cukup berbeda. Dari hasil simulasi diharapkan akan terlihat kemampuan sistem menggeser nilai t Sh:i,j berdasar data t Mh:i,j yang diterima dai master. Pada tahap ini juga dapat diamati kondisi transien slave jika ada perubahan drastis atas waktu siklus master atau T M .

G. Penambahan Fungsi Pendukung dan Pengujiannya

Pada tahap ini dilakukan pembuatan subprogram untuk mendukung sistem pengaturan isyarat lalu-lintas sinkron ini, yaitu:

1. mengubah pola beserta jadwal pelaksanaan setiap pola di master menggunakan masukan dari papan tombol di master maupun secara nirkabel dari terminal petugas, dan

2. mengubah pola beserta jadwal pelaksanaan setiap pola di slave menggunakan masukan dari papan tombol di slave.

H. Simulasi Sistem secara Keseluruhan

Sebelum rancangan diimplementasikan menjadi sebuah prototipe, terlebih dahulu dilakukan pengujian seluruh fungsi sistem dalam perangkat lunak Proteus. Beberapa kriteria berikut harus dipenuhi sebelum dibentuk prototipe sistem.

1. Siklus master harus selalu sama dengan skilus slave, atau T M =T S .

2. Slave harus dapat mengatur isyarat lalu-lintas mengikuti pola dan jadwalnya.

3. Terminal petugas dapat mengamati proses pengaturan isyarat lalu-lintas master secara waktu nyata.

4. Pengubahan pola dan jadwal pengaturan di master dapat dilakukan baik menggunakan papan tombol yang ada maupun dari terminal petugas.

5. Pengubahan pola dan jadwal pengaturan di slave dapat dilakukan menggunakan papan tombol yang ada.

I. Pembuatan dan Pengujian Prototipe Sistem Pengatur Isyarat lalu-lintas Sinkron

Prototipe dibuat berdasar rancangan desain perangkat keras yang telah dibuat di Proteus. Kegiatan ini dilanjutkan dengan pengujian sistem. Tidak menutup kemungkinan akan ada sedikit perbedaan antara hasil simulasi rancangan di Proteus dengan prototipe sistem. Sebelum prototipe sistem ini dinyatakan berhasil, enam kriteria pada pengujian seluruh fungsi sistem pada tahap ke-8 harus tetap dipenuhi.

J. Analisis Data

Dari pengujian seluruh fungsi sistem akan didapat banyak data untuk dianalisis. Dari seluruh nilai parameter pada Tabel 1 dan Tabel 2 akan dibentuk diagram pewaktuan untuk master dan slave sebagaimana Gambar 1. Analisis akan diarahkan untuk melihat watak sistem terutama yang berkaitan dengan:

1. Konsistensi slave mengikuti master. Hal ini ditujukkan dengan waktu siklus slave yang dijaga agar selalu sama dengan siklus master.

2. Kecepatan slave dalam menanggapi perubahan cukup besar dan mendadak di master.

3. Kecepatan sistem dalam menanggapi perubahan pola dan jadwal baik di slave maupun di master. Perubahan pola dan jadwal di keduanya dapat merusakkan 3. Kecepatan sistem dalam menanggapi perubahan pola dan jadwal baik di slave maupun di master. Perubahan pola dan jadwal di keduanya dapat merusakkan

4.3 Sistem Basis Data Jadwal Pengaturan Isyarat Lalu-lintas

Dari hasil survei di lapangan, nilai waktu hijau semestinya berubah mengikuti pola harian. Pola ini mengikuti kepadatan lalu-lintas di keempat arah. Satu hari terdiri dari sepuluh variasi pola yang berlaku dari pukul 00.00 hingga pukul 23.59. Setiap pola dapat mempunyai nilai waktu hijau yang berbeda pada satu atau beberapa arah. Setiap variasi pola disebut slot. Sehingga dalam satu hari terdapat sepuluh slot pengaturan.

Kepadatan lalu-lintas juga mengikuti pola mingguan. Terdapat perbedaan cukup signifikan antara hari kerja dan hari libur. Hari kerja merupakan haru Senin hingga Jumat; sedangkan hari libur merupakan hari Sabtu dan Minggu. Hari Sabtu merupakan hari libur bagi pegawai dan bukan hari libur bagi anak sekolah; sedangkan hari Minggu merupakan hari libur bagi semuanya.

Terdapat sedikit perbedaan pola kepadatan antara hari Sabtu dan Minggu. Untuk itu jadwal pengaturan waktu isyarat hijau setiap arah dikelompokkan menjadi tiga hari sebagaimana Gambar 8, yaitu:

1. hari kerja: Senin – Jumat

2. hari Sabtu

3. hari Minggu.

Hari kerja: Senin - Jumat

Hari sabtu

Hari Minggu

Keterangan: hh n = data jam untuk slot ke-n mm n = data menit untuk slot ke-n fase i = nomor urutan arah untuk fase ke-i

k i = waktu kuning untuk fase ke-i

i = waktu delta untuk fase ke- i Gambar 8 Penggunaan ruang memory untuk basis data di EEPROM Setiap APILL mempunyai sebuah basis data yang berisi data pengaturan isyarat lalu-lintas di masing-masing APILL. Basis data tersebut berisi data:

1. Hari. Hari dikelompokkan menjadi tiga, yaitu hari kerja (Senin – Jumat), hari Sabtu, dan hari Minggu. Pada setiap kelompok dapat mempunyai pengaturan berbeda. Data hari menggunakan larik barisi tiga data dengan variabel berformat integer 8 bit.

2. Waktu. Dalam setiap hari, dikelompokkan menjadi sepuluh slot waktu. Setiap slot waktu dapat mempunyai pengaturan berbeda. Data waktu terdiri jam dan menit. Kedua data tersebut menggunakan format integer 8 bit. Data jam dan menit slot ke-n diberi 2. Waktu. Dalam setiap hari, dikelompokkan menjadi sepuluh slot waktu. Setiap slot waktu dapat mempunyai pengaturan berbeda. Data waktu terdiri jam dan menit. Kedua data tersebut menggunakan format integer 8 bit. Data jam dan menit slot ke-n diberi

3. Waktu hijau setiap arah. Data ini meliputi waktu hijau untuk keempat arah kedatangan. Data ini menggunakan format integer 8 bit.

4. Waktu kuning setiap arah. Waktu kuning setiap arah dapat bernilai berbeda, namun nilai ini tidak akan berubah, sehingga cukup digunakan larik 8 bit: k[0..3].

5. Fase Urutan fase yang mendapat isyarat hijau dapat diubah. Data urutan arah disimpan dalam larik 8 bit: fase[0..3].

6. Delta setiap arah. Waktu delta setiap arah juga dapat bernilai berbeda, namun nilai ini tidak akan berubah, sehingga cukup digunakan larik 8 bit: [0..3].

7. Waktu tempuh Waktu tempuh kendaraan dari persimpangan Gondomanan ke Bintaran ( ω MS ) disimpan dalam variabel berformat integer 8 bit. Data tersebut juga memuat kondisi APILL dalam keadaan tidak aktif mengatur isyarat lalu-lintas. Pada kondisi ini APILL memberikan isyarat lampu kuning. Jika sebuah slot mempunyai nilai nol pada waktu hijau salah satu arah, maka pada slot waktu tersebut APILL tidak akan aktif mengatur isyarat lalu-lintas.

4.4 Pengaturan Isyarat Lalu-Lintas

APILL yang dikembangkan mempunyai empat fase untuk empat arah kedatangan yang ditempatkan di keempat mulut persimpangan. Di setiap arah kedatangan terdapat tampilan penghitung mundur. Nilai inisial penghitung mundur harus selalu disesuaikan dengan waktu merah atau hijau yang berlaku slot itu.

Pada saat penghitungan mundur sedang berjalan, dimungkinkan adanya perubahan nilai waktu merah atau hijau pada arah tersebut. Hal ini terjadi karena sistem harus menggunakan slot waktu yang lain. Jika hal ini terjadi, maka nilai hitungan mundur saat itu harus segera disesuaikan agar akhir penghitungan mundur selalu memberikan hasil nol. Hal ini merupakan salah satu perbedaan algoritma penghitungan mundur sistem pengatur lalu-lintas pada penelitian ini dengan algoritma penghitung Pada saat penghitungan mundur sedang berjalan, dimungkinkan adanya perubahan nilai waktu merah atau hijau pada arah tersebut. Hal ini terjadi karena sistem harus menggunakan slot waktu yang lain. Jika hal ini terjadi, maka nilai hitungan mundur saat itu harus segera disesuaikan agar akhir penghitungan mundur selalu memberikan hasil nol. Hal ini merupakan salah satu perbedaan algoritma penghitungan mundur sistem pengatur lalu-lintas pada penelitian ini dengan algoritma penghitung

Gambar 9 Proses pengaturan isyarat lalu-lintas sebuah APILL Untuk keperluan proses penghitungan mundur di setiap arah, telah dialokasikan empat variabel khusus dengan format data integer 8 bit. Variabel tersebut adalah: count 1 untuk penghitung mundur fase 1, count 2 untuk penghitung mundur fase

2, count 3 untuk penghitung mundur fase 3, dan count 4 untuk penghitung mundur fase 4. Untuk realisasi sistem ini, sistem juga mengatur lampu apa yang dihidupkan untuk setiap hitungannya. Jenis nyala lampu tampilan penghitung mundur ada dua, yaitu merah dan hijau.

Pengaturan isyarat lalu-lintas didasarkan pada urutan state (keadaan). Terdapat dua belas state pada APILL yang mengatur sebuah simpang empat. Pada saat sebuah APIL diaktifkan, prosesor akan menjalankan subrutin inisialisasi. Kemudian pengaturan isyarat lalu-lintas segera memasuki state 1. Pada state ini, APILL memberikan isyarat hijau untuk fase 1 dan isyarat merah untuk fase yang lain. Urutan dapat dilihat pada diagram keadaan transisi pada Gambar 10. Di setiap state, prosesor

selalu menghitung mundur nilai hitungan setiap arah, yaitu: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4 . Hitungan tersebut dilaksanakan satu kali per detik. Subrutin penghitungan mundur ini dijalankan setelah adanya interupsi yang dipicu oleh sisi naik pulsa gelombang kotak dari RTC.

Gambar 10 Diagram keadaan transisi pengaturan isyarat lalu-lintas Nilai state berubah secara berurutan dari nomor 1 hingga 12. Secara umum, suatu state tidak akan berubah jika semua nilai hitungan mundur masih lebih besar dari nol. Jika terdapat sebuah nilai hitungan mundur sama dengan nol, maka nilai state akan berubah.

Setiap state memberikan isyarat lampu (L i ) dengan warna berbeda atau warna lampu penghitung mundur (C i ) berbeda. Warna isyarat lampu adalah: merah, kuning, atau hijau; sedangkan warna lampu penghitung mundur adalah: merah atau hijau. Subrutin yang dijalankan prosesor pada siklus ke-j mengikuti urutan state pada Tabel 3.

Tabel 3 Subrutin yang dijalankan prosesor dan kondisi lampu pada sebuah siklus

Lampu State Aktifitas L 1 C 1 L 2 C 2 L 3 C 3 L 4 C 4

Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4

1 HM M M MM

Jika count 1 = 0, maka state = 2, count 1 =k 1 Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4

2 Jika count 1 = 0, maka state = 3, hitung m 1,j , count 1 K - MM M M MM =m 1,j

Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4

3 Jika count 2 = 0, maka state = 4, count 2 =h 2,j -

MMMM M M MM

Δh i:j+1 , hitung m 3,j ’, count 3 =m 3,j ’ Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4

4 MH M M MM

Jika count 2 = 0, maka state = 5, count 2 =k 2 Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4

5 Jika count 2 = 0, maka state = 6, hitung m 2,j , count 2 MMK - M M MM =m 2,j

Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4

6 Jika count 3 = 0, maka state = 7, count 3 =h 3,j ,

MMMM M M MM

hitung m 4,j ’, count 4 =m 4,j ’ Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4

7 MMMM H H MM

Jika count 3 = 0, maka state = 8, count 3 =k 3 Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4

8 Jika count 3 = 0, maka state = 9, hitung m 3,j , count 3 MMMM K - MM =m 3,j

Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4

9 Jika count 4 = 0, maka state = 10, count 4 =h 4,j , MMMM M M MM

hitung m 1,j ’, count 1 =m 1,j ’ Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4

10 MMMM M M HH

Jika count 4 = 0, maka state = 11, count 4 =k 4 Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4

11 Jika count 4 = 0, maka state = 12, hitung m 4,j , MMMM M M K - count 4 =m 4,j , baca data waktu dari RTC, baca data

h 1,j ,h 2,j ,h 3,j , dan h 4,j dari basis data.

Hitung mundur: count 1 , count 2 , count 3 , dan count 4 Jika count 1 = 0, maka: state = 1, count 1 =h 1,j ,

MMMM M M MM Master : kirim data sinkronisasi ke slave.

12 hitung m 2,j ’, count 2 =m 2,j ’.

Slave : jalankan subrutin sinkronisasi

Keterangan: L i = warna lampu isyarat arah i

C i = warna lampu penghitung mundur arah i M = nyala merah K = nyala kuning

H = nyala hijau - = lampu padam Sebuah siklus selalu dimulai dari state 1 dan dimulai dari pemberian isyarat hijau fase 1. Urutan fase selalu urut dari 1 hingga 4. Fase 4 merupakan fase yang disinkronkan. Data sinkronisasi dari master selalu dikirim pada akhir state 12 yaitu setelah pemberian isyarat hijau untuk fase 4; sementara itu bagi slave, subrutin sinkronisasi dijalankan juga pada akhir state 12 yaitu setelah pemberian isyarat hijau untuk fase 4. Penentuan arah mana yang akan dijadikan fase 1, 2, 3, dan 4 dapat ditentukan sesuai kebutuhan.