DETEKSI KEPADATAN ARUS KENDARAAN PADA SISTEM PRIORITAS LAMPU LALU LINTAS

DETEKSI KEPADATAN ARUS KENDARAAN PADA SISTEM PRIORITAS LAMPU LALU LINTAS TUGAS AKHIR

  Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat Memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro

  

TRAFFIC DENSITY DETECTING OF

TRAFFIC LIGHT PRIORITY SYSTEM

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  

In Electrical Engineering

  

Pernyataan Keaslian Karya

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini

tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam

kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, Januari 2007 Penulis David Kurniawan

  

Katakanlah pada dirimu apa yang akan kamu raih…..

  

Lakukan apa yang harus kamu lakukan….

Dan percayalah pada dirimu sendiri karena sebenarnya

di dalam dirimu tersimpan kekuatan yang mungkin

dirimu sendiri tidak mengetahuinya……

Karya ini kupersembahkan untuk:

  

ALLAH SWT. dan Rosul-Nya

(Atas rahmat dan hidayah-Nya)

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, oleh

karena kasih dan penyertaan-Nya sehingga penulis dapat meyelesaikan Tugas Akhir

yang berjudul “Deteksi Kepadatan Arus Kendaraan Pada Sistem Prioritas

Lampu Lalu Lintas”. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana pada jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas

Sanatha Dharma Yogyakarta.

  

Tersusunya tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai

pihak. Pada kesempatan ini tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih yang dalam

kepada : 1.

  Bapak Ir. Iswanjono, M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengarahan hingga tugas akhir ini dapat tersusun.

  

2. Semua dosen jurusan teknik elektro, terima kasih atas bimbingan dan

kerjasamanya selama ini.

  3. Bapak dan Ibuku atas doa, dukungan dan cinta yang besar yang telah diberikan dengan segenap kasih sayang.

  

4. Kakakku Lina Budiarti atas yang selalu memberikan dukungan moril dan materiil

serta semangatnya.

  Semoga Tuhan membalas segala kebaikan yang telah diberikan kepada

penulis. Penulis sungguh sangat menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam

pembuatan dan penyusunan Tugas Akhir ini, maka dari itu segala saran dan kritik

yang bersifat membangun sangat diharapkan penulis.

  Yogyakarta, Januari 2007 Penulis

  

DETEKSI KEPADATAN ARUS KENDARAAN PADA

SISTEM PRIORITAS LAMPU LALU LINTAS

Oleh :

  

Nama : DAVID KURNIAWAN

NIM : 005114016

  

INTISARI

Kepadatan arus kendaraan pada suatu persimpangan saat lampu lalu lintas

menyala merah sering menyebabkan terjadinya kemacetan. Untuk mengurangi

kemacetan tersebut diperlukan suatu alat yang dapat mendeteksi terjadinya kepadatan

arus kendaraan. Apabila sensor mendeteksi terjadinya kemacetan maka sistem akan

memberikan tambahan waktu nyala lampu hijau lebih lama dari waktu normalnya

(saat tidak terjadi kemacetan).

  Pendeteksi kepadatan arus kendaraan terdiri dari sensor (infra merah sebagai

pemancar dan foto transistor sebagai penerima), schmit trigger sebagai pemantap

tegangan, dan multiplexer (MUX) sebagai pemilih sensor mana yang akan dibaca oleh

pengendali utama yaitu mikrokontroler dan sebagai keluarannya adalah seperangkat

lampu lalu lintas.

  Hasil akhir yang diperoleh pada perancangan alat ini adalah suatu sistem yang

memberikan masukan bagi mikrokontroler untuk memberi tambahan waktu nyala

lampu hijau pada salah satu arah atau jalur di suatu persimpangan berdasarkan tingkat

kepadatan yang terdeteksi oleh sensor.

  

TRAFFIC DENSITY DETECTING OF

TRAFFIC LIGHT PRIORITY SYSTEM

By :

  

Name : David Kurniawan

Student ID Number : 005114016

ABSTRACT

  The traffic density on a crossroad when the traffic light is red often causes

jam. To decrease those jams, it is necessary to have a kind of equipment which can

detect the crowd. If the sensor detects any jam then the system will give more time for

the green light to have longer turn than if there is no jam (normal traffic)

  The detector of this equipment consists of the censor (infra red as the

transmitter and photo-transistor as the receiver, schmit trigger as the stabilizer of the

voltage and multiplexer(MUX) to choose which sensor that are going to be read by

the main controller that is the microcontroller and the output is the traffic light.

  The last result would be a kind of system which gives input for

microcontroller to give more time for the green light to light longer on one direction

or way on an intersection based on the crowded level that detected by the censor.

  DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ........................................................................................ .. i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................. .. iii

HALAMAN PENGESAHAN............................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..................................... .. v

HALAMAN PERSEMBAHAN.............................................................................. vi

KATA PENGANTAR....................................................................................... .. vii

  

INTISARI ................ ......................................................................................... .. ix

ABSTRAC.............................................................................................................. x

DAFTAR ISI............ ......................................................................................... .. xi

DAFTAR TABEL.................................................................................................. xiii

DAFTAR GAMBAR............................................................................................. xiv

DAFTAR LAMPIRAN.......................................................................................... xv

  2.2 IRED (Infra Red Emitting Diode)............................................ .. 7

2.3 Fototransistor................................................................................

  7

2.4 Schmitt Trigger (Pemicu Schmitt)................................................

  10

  2.5 Multiplexer .................................................................................... 10

  2.6 Rangkaian penyangga................................................................... 11

  2.7 Relay……………………………………………………………. 12

  2.8 Penggerak Relay. .......................................................................... 13

2.9 Penampil Lampu Lalu Lintas.......................................................

  14 BAB III PERANCANGAN ........................................................................ .. 16

  3.1 Rangkaian Sensor..................................................................... .. 17

  3.2 Rangkaian Schmitt Trigger ...................................................... .. 18

  3.3 Multiplexer ……………………………………………………... 19

  3.4 Rangkaian Penyangga………………………………………….. 21

  3.5 Rangkaian Penggerak Relay ……………………………………. 21

  

3.6 Rangkaian Relay dan Penampil Lampu Lalu Lintas……………

  23

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel Fungsi Pemicu Schmitt ..................................................... .... 10Tabel 3.1 Tabel Fungsi MUX 4 ke 1 .......................................................... .... 20Tabel 4.1 Tegangan Keluaran Sensor ......................................................... .... 25Tabel 4.2 Tegangan Keluaran Inverter ....................................................... .... 26Tabel 4.3 Tegangan Keluaran MUX........................................................... … 26Tabel 4.4 Tingkat Kepadatan………………………………………………… 28

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.10 Transistor Sebagai Penguat Arus ...................................................... 13Gambar 3.5 Gelombang Masukan dan Keluaran Schmitt Trigger........................ 19

  IC DM74LS14 .................................................................................. 19

Gambar 3.3 Rangkaian Penerima ......................................................................... 18 Gambar 3.4Gambar 3.2 Rangkaian Pemancar......................................................................... 17Gambar 3.1 Letak Sensor Pada Lampu Lalu-lintas .............................................. 16Gambar 2.11 Diagram Lampu Lalu-lintas 4 Persimpangan ................................... 14Gambar 2.9 Relay ................................................................................................. 12Gambar 2.1 Diagram Blok Sistem........................................................................ 5Gambar 2.8 Buffer Open Collector ....................................................................... 11Gambar 2.7 MUX 4 ke 1 ...................................................................................... 11Gambar 2.6 Simbol Pemicu Schmitt..................................................................... 10Gambar 2.5 Rangkaian Fototransistor .................................................................. 9Gambar 2.4 Simbol Fototransistor........................................................................ 8Gambar 2.3 Rangkaian Dasar LED ...................................................................... 6Gambar 2.2 Simbol LED ...................................................................................... 6Gambar 3.6 Dua MUX 4 ke 1............................................................................... 20

  

DAFTAR LAMPIRAN

Gambar Rangkaian........................................................................................ L1

Data Sheet QED121/122/123 Plastic Infrared Light Emitting Diode .......... L2

Data Sheet QSD122/123/124 Plastic Silicon Infrared Phototransistor ....... L3

Data Sheet DM74LS14................................................................................. L4

Data Sheet DM74LS153............................................................................... L5

DC Characteristics AT89S52......................................................................... L6

  1

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 JUDUL PENELITIAN

Deteksi kepadatan arus kendaraan pada sistem prioritas lampu lalu-lintas.

  1.2 LATAR BELAKANG Saat ini sistem pengaturan lampu lalu-lintas di Indonesia kebanyakan masih

menggunakan sistem time driven atau pengaturan lampu lalu-lintas berdasarkan waktu

yang dikendalikan oleh timer. Siklus nyala lampu sudah diatur terlebih dahulu tanpa

melihat kepadatan arus kendaraan pada waktu itu. Dengan demikian siklus mati

hidupnya lampu lalu-lintas pada suatu persimpangan saat jam sembilan pagi dapat

saja berbeda dengan saat jam sembilan malam. Oleh sebab itu sering terjadi

kemacetan khususnya pada saat jam-jam sibuk.

  2

kendaraan mencapai panjang yang telah ditentukan, maka sensor akan memberi

masukan kepada sistem untuk mengatur lampu lalu-lintas agar memberi waktu nyala

lampu hijau yang lebih lama dari pada sisi atau arah yang lain. Setelah panjang

antrian kurang dari jarak yang ditentukan maka lampu lalu-lintas akan kembali

bekerja normal. Sensor bekerja pada kondisi lampu lalu-lintas menyala merah.

Masalah yang mungkin timbul adalah apabila ada sesuatu yang menghalangi dan

membuat sensor terus bekerja, misal mobil mogok.

1.4 BATASAN MASALAH

  Permasalahan yang akan diangkat hanya dibatasi pada beberapa permasalahan sebagai berikut: a. Sebagai pendeteksi kendaraan digunakan sensor infra merah.

  b. Sensor bekerja pada saat lampu menyala merah.

  c. Sensor dipasang setiap arah jalur untuk setiap lampu lalu-lintas.

  d. Untuk jalur yang berlawanan arah dipisahkan oleh pembatas.

  3

b. Merancang suatu rangkaian elektronika yang dapat mendeteksi panjang antrian kendaraan.

1.6 MANFAAT PENELITIAN

  Manfaat yang bisa didapat adalah:

a. Memprioritaskan salah satu jalur pada suatu persimpangan bila terjadi antrian panjang kendaraan.

  b.

  Mengurangi kemacetan atau kepadatan kendaraan pada suatu persimpangan.

  c.

  Memberi kemudahan dan kenyamanan bagi pengguna jalan.

1.7 SISTEMATIKA PENULISAN a.

  Bab I. Pendahuluan Pendahuluan berisi: latar belakang, rumusn masalah, batasan masalah, tujuanpenelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan

  4 e.

Bab V. Kesimpulan dan Saran Berisi Kesimpulan dan saran mengenai sistem dan hasil pengujian sistem secara keseluruhan.

  f.

Bab VI. Daftar Pustaka Daftar pustaka memuat sumber-sumber informasi yang digunakan dalam penelitian.

  5

BAB II DASAR TEORI Sistem prioritas lampu pengatur lampu lalu lintas untuk antrian kendaraan

  

pada suatu lampu lalu-lintas terdiri dari rangkaian sensor ( infra merah sebagai

pemancar dan foto transistor sebagai penerima ), rangkaian pengkondisi sinyal

(schmitt trigger), dan MUX. Sedangkan untuk tampilan keluaran sistem akan

digunakan perangkat lampu lalu lintas (penyangga, penggerak relay, relay, lampu).

  Pada penelitian ini akan dibuat suatu sistem seperti terlihat pada gambar 2.1 berikut ini : Traffic

  1

  4 Pengkondisi MUX M

  Penyangga

  4 Sensor Sinyal 4-1

  I K R

  Traffic O

  2

  4 Pengkondisi MUX Penggerak

  K

  4 Sensor Sinyal 4-1 Relay O N T

  Traffic

  3

  4 Pengkondisi MUX Relay

  R

  4 Sensor Sinyal 4-1

  6

dengan unsur gallium, arsen dan fosfat yang dapat menghasilkan atau memancarkan

cahaya merah, hijau, kuning dan jingga LED juga dapat memancarkan cahaya yang

  . tak tampak oleh mata yaitu infra merah. Simbol LED dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2. Simbol Light Emitting Diode ( LED )

  Rangkaian dasar dari LED dapat terlihat seperti pada gambar 2.3 berikut ini:

  VCC RD

  ID LED

  VD

  7 Dengan : R = Resistor yang dibutuhkan.

  D V = Tegangan masukaan

  CC V = Tegangan

  F I = Arus

  F

2.2 IRED ( Infra Red Emitting Diode )

  Infra Red Emitting Diode (IRED) adalah salah satu jenis LED. IRED

mempunyai karakteristik yang sama dengan LED, hanya saja cahaya yang

dipancarkan berbeda. LED memancarkan cahaya tampak, sedangkan IRED sesuai

dengan namanya memancarkan infra merah yang tak tampak oleh mata

manusia.IRED digunakan dalam aplikasi komunikasi serat optik, alignment

(penjajaran), scanning system, dan juga digunakan pada piranti penyimpan data

seperti CD dan DVD. Simbol dan rangakaian IRED sama dengan LED, sehingga

persamaan (2.1) berlaku juga untuk IRED.

  8

tembus sehingga tidak mempengaruhi kerja BJT. Kemasan fototransistor dapat

dijumpai sebagai piranti dua terminal tanpa koneksi basis dan piranti 3 terminal

dengan koneksi basis. Simbol fototransistor dua terminal tanpa koneksi basis dapat

dilihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4. Skematik fototransistor

  Pada fototransistor, arus basis dipengaruhi oleh cahaya infra merah yang

mengenai permukaan dari fototransistor, sehingga ketika cahaya infra merah

mengenai permukaan fototransistor akan timbul arus basis ( I ). Keadaan tersebut

  B

akan menyebabkan resistansi emitter-collector akan menjadi kecil sekali mendekati

nol, sehingga arus akan mengalir ke kaki collector ( I C ). Hal ini menyebabkan

  9 Gambar 2. 5. Rangkaian fototransistor

  Pada fototransistor berlaku persamaan saat saturasi : V ≅ Volt ……….. ……………...…………….…( 2.2) o

  Sedangkan saat cut off : ………………... …………..……..….( 2.3 ) V = Vcc o

  Untuk mencari nilai Rc pada gambar di atas digunakan persamaan : V − V = R

  I CC CE C C

  10

2.4. Schmitt Trigger ( Pemicu Schmitt )

  Pemicu Schmitt merupakan suatu contoh kategori rangkaian yang dikenal

sebagai pembanding tegangan. Pembanding sangat berguna dalam pembentuk pulsa

dan sebagai suatu piranti pengkondisi sinyal. Pemicu Schmitt menghasilkan suatu

keluaran segi empat dengan pinggiran naik dan turun yang tajam. Waktu bangkit yang

cepat ini sangat dibutuhkan, karena rangkaian-rangkaian dimaksudkan untuk bekerja

dengan tegangan masukan dua keadaan. Simbol dari pemicu schmitt seperti terlihat

pada gambar 2.6.

Gambar 2.6. Simbol pemicu schmittTabel 2.1. Fungsi pemicu schmitt Input (A) Output (Y)

  L H H L

  11

akan dipilih. Multiplexer yang digunakan pada penelitian ini adalah MUX 4 ke 1 yaitu

multiplexer 4 masukan dengan sebuah keluaran. Gambar 2.7 adalah rangkaian dasar

MUX 4 ke 1.

Gambar 2.7. MUX 4 ke 1

2.6 Rangkaian penyangga (Buffer)

  Penyangga merupakan rangkaian tambahan (optional) yang fungsinya

menjaga agar rangkaian masukannya tidak terbebani berlebih (overload). Dengan kata

  12 Penyangga (Buffer) yang digunakan dalam penelitian ini pada pemakaiannya

diperlukan sebuah resistor pull-up pada keluarannya (keluaran merupakan kaki

kolektor dari transistor) seperti pada gambar 2.8. Besarnya nilai resistor pull-up dapat

dicari dengan persamaan :

  Vcc R ……………………………...…….(2.5) ≥

  Pull − up

  I OL max Dengan :

  Vcc = Tegangan masukan I = Arus maksimum yang diserap

  OL max

2.7 Relay

  adalah merupakan suatu saklar mekanis yang dikendalikan secara Relay

elektronis yaitu menggunakan arus dan tegangan dari luar. Relay terdiri atas

kumparan kawat penghantar yang digulung pada former teras magnet, apabila

kumparan diberi arus maka medan magnet yang dihasilkan kumparan akan menarik

  13

2.8 Penggerak relay ( driver )

  Untuk menyalakan beban yang memerlukan arus besar (seperti relay, LED)

diperlukan suatu rangkaian penggerak beban. Driver memiliki karakteristik penguat

arus yaitu memoerkuat arus masukan untuk dapat menggerakkan beban pada

keluaran.Untuk penggerak yang sederhana, biasanya hanya berupa rangkaian

transistor common emitter (lihat gambar 2.10).

  VCC

  RL

  Ic Rb

  Vin hfe

  V BE

Ib Ie

Gambar 2.10. Tansistor sebagai penguat arus Beban yang akan dikontrol (RL) ditempatkan pada kaki kolektor. Arus

  masukan (Ib) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

  14

2.9 Penampil lampu lalu-lintas

  Rangkaian keluaran dari sistem ini adalah lampu pengatur lalu lintas (traffic

light) . Lampu lalu lintas keluaran untuk simpang empat membutuhkan 12 lampu pijar

( 4 merah, 4 kuning, 4 hijau ).

  Secara umum lampu lalu lintas telah diatur penyalaannya sehingga tiap lampu

menyala secara berturutan, sehingga didapat diagram pewaktuan untuk menyalakan

lampu lalu lintas. Pada saat menyala normal semua lampu dapat difungsikan, seperti

gambar 2.11 berikut adalah diagram waktu penyalaan lampu lalu-lintas dengan 4 persimpangan.

  15 Pada diagram waktu tersebut diatas dapat dilihat bahwa pada saat lampu

menyala normal terdapat tunda waktu (semua ruas menyala merah) pada saat sebelum

perubahan dari merah ke hijau, jadi pada waktu tersebut semua lampu yang menyala

di semua ruas adalah merah. Hal ini dengan maksud sebagai faktor keamanan saja

pada saat suatu ruas akan menyala hijau, semua ruas benar-benar telah menyala

merah.

  16

BAB III PERANCANGAN PERANGKAT KERAS Pada penelitian ini akan dibuat miniatur pendeteksi kepadatan arus kendaraan

  

pada sistem prioritas lampu lalu-lintas. Untuk setiap lampu lalu-lintas terpasang 4

buah rangkaian sensor yang terpasang seperti pada gambar 3.1.

Gambar 3.1. Jarak sensor dari lampu lalu-lintas

  17

3.1 Rangkaian sensor

  Rangkaian sensor terdiri dari bagian pemancar ( led infra merah ) dan bagian

penerima ( foto transistor ). Bagian pemancar bertugas memancarkan cahaya infra

merah dan bagian penerima berfungsi menangkap cahaya infra merah yang

dipancarkan.

  Bagian pemancar menggunakan LED QED 112. Tegangan Vd merupakan

tegangan dioda yang besarnya 1,7 Volt berdasarkan data sheet. Nilai resistor yang

digunakan dipilih berdasarkan pada arus yang melewati LED karena kuat arus juga

mempengaruhi intensitas cahaya yang dipancarkan oleh LED. Rangkaian pemancar

terlihat seperti gambar 3.2.

  Vcc R

  Id LED

  Vd

  18 Penerima menggunakan sebuah foto transistor untuk mendeteksi cahaya infra

merah yang dipantulkan oleh penghalang. Foto transistor yang digunakan adalah foto

transistor QSD 122. Foto transisitor ini digunakan karena dirancang untuk mendeteksi

cahaya infra merah saja sehingga cahaya lain tidak akan mempengaruhi pendeteksian

sinyal. Besar arus maksimal yang dapat melalui foto transistor dalam keadaan ‘on’

sebesar 6mA. Karena itu nilai resistor tidak boleh kecil dari :

  5 − ,

  

4

V = 766 Ω 6 mA

  Nilai R yang dipasang sebesar 1 K Ω sehingga arus yang melewati foto

transistor adalah sebesar 4,6 mA. Rangkaian penerima foto transisitor tampak pada

gambar 3.3

  19

Gambar 3.4. IC DM74LS14 Ambang alih tegangan pemicu schmitt dibedakan berdasarkan tegangan arah

  

positif (V+). Profil tegangan untuk IC7414 ini memperlihatkan ambang alih 1,7 Volt

untuk tegangan input arah positif (V+), 0.9 Volt untuk tegangan input arah negatif.

  

Bentuk gelombang masukan dan keluaran dari pemicu schmitt terlihat seperti pada

gambar 3.5.

  20

rangkaian terdiri dari empat masukan serta sebuah keluaran bersama komplemennya

seperti gambar 3.6.

Gambar 3.6. Dua MUX 4 ke 1

  Selector berfungsi mengatur masukan mana yang akan dilewatkan. Misalkan

masukan kedua selector A dan B adalah aktif rendah (logika 0), maka masukan yang

dilewatkan adalah Co. Tabel fungsi dari MUX 4 ke 1 terlihat pada tabel 3.1.

Tabel 3.1 tabel fungsi

  21

3.4 Perancangan rangkaian penyangga (buffer)

  Fungsi dari rangkaian ini adalah untuk mengisolasi rangkaian penggerak relay

agar tidak menarik arus terlalu besar dari rangkaian mikrokontroler. Rangkaian

penyangga yang digunakan sudah terintegrasi di dalam IC SN74LS07 seperti pada

gambar 3.7 yang merupakan buffer open collector, yang dalam pengoperasiannya membutuhkan resistor pull-up. Dari data sheet SN74LS07, arus maksimum yang

  

diserap (I ), yaitu pada saat masukannya berlogika 0 ( keluarannya juga 0 )

OL max

adalah 40 mA. Maka besarnya R sebagai resistor pembatas arus kolektor harus

  Pull up − melebihi harga yang didapat dari perhitungan berikut ini :

  5 V R Pull up ≥

  − 40 mA R

  Pull up ≥ 125 Ω −

  VCC 5 V dari uC 1a vcc

  

1y 6a

  22

yang masing-masing telah dilengkapi ‘clamp diode’ untuk beban induktif. Rangkaian

penggerak relay ULN2803 terlihat pada gambar 3.8.

  COM

  VCC 5 V ke relay

  Rpull-up OUTPUT

  INPUT dari buffer 2,7 k

  7,2 k 3 k

Gambar 3.8. Rangkaian penggerak relay ULN2803

  Relay yang dipakai dalam perancangan ini adalah relay 12 V SPDT (Single Pole Double Throw ) yang memiliki hambatan dalam 364 Ω.

  Dari data sheet Vce (sat) = 0.9 V ( untuk hfe (Ic/Ii) = 100mA/250 μA = 400)

dengan pendekatan arus relay. Maka besarnya arus untuk mengaktifkan relay (Ic)

adalah:

  V −

  V relay CE

12 V − ,

  9 V Ic= 30 , 4945 mA = =

  23

  5 V 76,2362 μA ≤

• + Ω + + R

  2 ,

  7 K 7 ,

  2 K Ω

  3 K Ω pull − up

  65,586 K R + 2,7 K Ω

  Ω ≥ pull up Ω+ 7,2 K Ω+ 3 K −

  R ≤ 52,686 KΩ pull up

  −

  Maka syarat untuk resistor pull-up adalah 125 Ω ≤ Rpull-up ≤ 52,686 kΩ. Pada perancangan ini dipakai R pull-up sebesar 10 K Ω.

3.6 Rangkaian relay dan penampil lampu lalu lintas (LL)

  Penampil yang digunakan adalah lampu pijar 2,5 watt 220 volt. Maka untuk

sebuah persimpangan 4 arah akan dibutuhkan 12 lampu yaitu 4 lampu warna merah,

kuning, hijau. Dari masing-masing lampu tersebut dihubungkan dengan relay yang

terhubung dengan pin COM dan OUTPUT untuk pensaklarannya. Pin COM disini

berfungsi sebagai sumber tegangan tetap 12 volt. Perancangan ini menggunakan relay

SPDT 12 volt yang mampu dilewati arus hingga 3 ampere. Gambar 3.9 adalah gambar

  24

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Bab ini akan menjelaskan proses pendeteksian kendaraan pada suatu lampu

  

lalu-lintas saat terjadi kepadatan arus kendaraan. Pada satu jalur lampu lalu-lintas

terpasang empat sensor infra merah sebagai pemancar dan empat fototransistor

sebagai penerima. Keluaran dari sensor menjadi masukan bagi inverter sebagai

pengkondisi sinyal dan keluaran dari inverter terhubung ke masukan MUX yang akan

menyeleksi masukan dari sensor mana yang akan dilewatkan.

  Saat cahaya infra merah mengenai fototransistor berarti tidak ada kendaraan

yang terdeteksi oleh sensor dan dianggap logika ‘0’. Saat cahaya infra merah tidak

mengenai fototransistor artinya ada kendaraan yang terdeteksi oleh sensor dan

dianggap logika ‘1’. Keluaran sensor terhubung ke dua buah inverter yang terpasang

serial agar saat sensor logika ‘0’ keluaran dari inverter juga logika ‘0’, dan saat sensor

  25

menunjukkan tingkat kepadatan arus kendaraan pada suatu jalur lampu lalu-lintas.

Berdasarkan data sheet, tegangan keluaran fototransistor saat mendeteksi sebesar 5 V.

Pada pengukuran didapatkan tegangan rata-rata keluaran dari fototansistor saat

mendeteksi dan saat tidak mendeteksi adanya kendaraan yang menutupi sensor seperti

pada tabel 4.1.

Tabel 4.1. Tegangan keluaran sensor Sensor Tegangan (V)

  

Saat tidak mendeteksi Saat mendeteksi

S1 0,55 3,90

S2 0,57 3,91

S3 0,57 3,89

S4 0,56 3,90

Dari tabel terlihat bahwa tegangan keluaran saat mendeteksi terjadi perbedaan

antara hasil pengukuran dengan data sheet. Hal ini dipengaruhi oleh tahanan yang ada

  26 Berdasarkan pengukuran didapat nilai rata-rata keluaran dari inverter seperti pada tabel 4.2.

Tabel 4.2. Tegangan keluaran inverter Inverter Tegangan keluaran (V)

  Saat tidak mendeteksi Saat mendeteksi S1 0,30 3,86 S2 0,29 3,85 S3 0,32 3,89 S3 0,30 3,87

Keluaran dari inverter dianggap sebagai logika ‘0’ jika tegangan keluarannya

maksimal 0,5 V dan sebagai logika ‘1’ jika tegangan keluarannya minimal 2,7 V

(data sheet). Dari tabel terlihat bahwa tegangan keluaran dari inverter saat tidak

mendeteksi dan saat mendeteksi sudah dapat dibaca sebagai logika ‘0’ dan logika ‘1’

karena telah memenuhi syarat yang diinginkan. Keluaran dari inverter ini kemudian

  27

‘1’. Berdasarkan pengukuran didapatkan hasil rata-rata keluaran MUX seperti pada

tabel 4.3.

Tabel 4.3. Tegangan keluaran MUX Selektor Data masukan (keluaran inverter) (V) Keluaran

  S1 S2 S3 S4 (V) 00 0,30 X X X 0,20 3,86 X X X 3,58

  01 X 0,29 X X 0,20 X 3,85 X X 3,58

  10 X X 0,32 X 0,21

  X X 3,89 X 3,59

11 X X X 0,30 0,19

  X X X 3,87 3,57 Dari data tersebut maka sesuai dengan tebel fungsi dari multiplexer (MUX)

  1 , 2 , − Vcc 9 ,

  28

keluarannya maksimal V, dan sebagai logika ‘1’ jika tegangan keluaran

inverter minimal V.

• Vcc

  2 ,

4.4 Tingkat Kepadatan

Tabel 4.4. Tingkat kepadatan arus kendaraan S1 S2 S3 S4 Keterangan

  X X

  X X Tidak terjadi kepadatan(normal)

  Yang dimaksud dengan tingkat kepadatan adalah seberapa jauh atau sampai

sensor mana kepadatan arus kendaraan terdeteksi. Tingkat kepadatan arus kendaraan

pada sistem ini ditentukan berdasarkan konfigurasi seperti yang terlihat pada tabel 4.4

sebagai berikut.

  X X Kepadatan tingkat 1

  V X

  X V Kepadatan tingkat 1

  V X

  V X Kepadatan tingkat 1

  V X

  V V Kepadatan tingkat 1

  V X

  29 Berdasarkan tabel 4.4 terlihat bahwa ada empat tingkat kepadatan arus

kendaraan yang diinginkan pada sistem ini. Namun ada tingkat kepadatan dengan

konfigurasi lebih dari satu, hal ini terlihat pada tingkat kepadatan 1 dan 2. Dikatakan

terjadi kepadatan tingkat 1 jika kepadatan arus kendaraan sampai pada sensor S1 (S1

mendeteksi; S2, S3, S4 tidak mendeteksi). Namun ada 3 kondisi lain yang juga

dikatakan sebagai kepadatan tingkat 1, sebagai contoh saat S1 dan S3 mendeteksi, S2

dan S4 tidak mendeteksi. Hal ini dikarenakan S3 mendeteksi adanya sesuatu yang

menghalangi sensor walaupun sebenarnya kepadatan hanya sampai sensor S1. Begitu

juga dengan 2 kondisi yang lain. Kepadatan tingkat 2 terjadi jika arus kendaraan

mengenai sensor S1 dan S2. Kepadatan tingkat 3 terjadi jika sensor S1, S2, S3

mendeteksi adanya kendaraan dan sensor S4 tidak mendeteksi. Kepadatan tingkat 4

jika semua sensor S1, S2, S3, dan S4 mendeteksi adanya kendaraan.

  30

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

  Kesimpulan secara umum mengenai pendeteksian kepadatan arus kendaraan pada sistem prioritas lampu lalu-lintas adalah:

  

1. Saat sensor tidak mendeteksi adanya kendaraan, masih terdapat tegangan

keluaran pada tiap-tiap blok.

  

2. Terjadi penurunan tegangan keluaran di tiap blok dari sensor sampai ke MUX

selama proses pendeteksian.

  

3. Untuk mengetahui tingkat kepadatan arus kendaraan maka data akan dibaca

berdasarkan dengan sampai sensor mana terdeteksi adanya kendaraan.

  

4. Mikrokontroler akan memberikan tambahan waktu nyala lampu hijau

berdasarkan tingkat kepadatan yang terjadi.

  31 Daftar pustaka

  Morris Mano, M., 1979, Digital Logic and Computer Design, Prentice Hall International Inc., New Jersey

Malvino, A.P., Leach, D.P., 1992, Prinsip-prinsip dan Penerapan Digital, Erlangga,

Jakarta, Indonesia Fairchild Semiconductor, 2001, QED121/122/123 Plastic Infrared Light Emitting Diode, Fairchild Semiconductor Corporation

Fairchild Semiconductor, 2001, QSD122/123/124 Plastic Silicon Infrared

Phototransistor , Fairchild Semiconductor Corporation

  LAMPIRAN

• 5V
• 5V

  SENSOR JALUR 1 Q1 QS D

  D3 QED

  1 K Ohm

  1 K Ohm Vout S3 Vout S3

  SENSOR JALUR 2 D4 QED

  Q3 QS D

  1 K Ohm Vout S2 Vout S4

  1 K Ohm 150 Ohm

  1 K Ohm Vout S3

  150 Ohm D1 QED

  1 K Ohm 150 Ohm

  1 K Ohm D3 QED

  150 Ohm D2 QED

  Q4 QS D

  1 K Ohm D4 QED

  Q2 QS D

  D3 QED

3 Vout S2

• 5V
• 5V

  1

  1

  3 150 Ohm

  1 K Ohm Q4 QSD

  1

  2

  2

  1 K Ohm

  2

  3 150 Ohm

  Vout S2 150 Ohm

  2

  1

  2

  2 150 Ohm

  D3 QED

  2

  1

  2

  2 Q2 QS D

  1

  2

  2 Vout S1 Vout S3

  1 K Ohm D2 QED

  1

  2

  1

  2 Q2 QSD

  2

  2

  1

  3 D4 QED

  1

  2

  1

  2 Q4 QSD

  3 Vout S1

  2 150 Ohm

  1 K Ohm Vout S4

  1 K Ohm

  1 K Ohm

  1

  1

  2

  Vout S4 Vout S4 Vout S1

  1

  Q3 QSD

  1

  2

  2

  1

  3

  3

  2

  1

  2

  2

  2

  1

  3 D2 QED

  1

  2

  150 Ohm Q1 QSD

  2

  1

  2

  2

  1

  3

  2

  1

  1

  2

  1

  2

  2 150 Ohm

  Vout S2

  2

  2

  1

  1

  2 D1 QED

  1

  1

  2

  2

  150 Ohm

  1 K Ohm Q4 QS D

  1

  2

  1

  2

  2

  3

  1

  2

  2 Q3 QS D

  1

  2

  1

  1

  3 D1 QED

  1

  2

  2 Q1 QS D

  1

  2

  2

  2

  1

  1 K Ohm 150 Ohm

  D1 QED

  3

  1

  Vout S1 SENSOR JALUR 4

  D4 QED

  1

  2

  1

  2

  2

  2

  3 150 Ohm

  Q2 QSD

  1

  2

  1

  2

  3 D2 QED

  2

  1

  2

  2

  2 150 Ohm

  2

  1

  2

  1

  1

  3 Q3 QSD

  1

  2

  2

  1

  3 SENSOR JALUR 3 Q1 QSD

  2 150 Ohm

  GND S3 jalur 1 JALUR 2

  3

  9 MUX 2

  7

  1C0

  11

  13

  1C2 A Loika 0 DM74LS153

  1

  2

  4

  8

  5

  6

  7

  14

  13

  12

  11

  10

  7 S2 jalur1

  9

  8

  2

  11 S3 jalur 4 MUX 1

  1Y S3 jalur 3

  Out jalur 2

  6

  6

  8 DM74LS14

  1

  3

  10

  4

  5

  6

  7

  14

  13

  12

  11

3 B

  9

  1C0

  2Y

  12

  2

  3

  4

  5

  6

  7

  14

  13

  11

  GND Out jalur 1

  10

  9

  8

  2C1

  2

  14

  1 S1 jalur 1

  16 RANGKAIAN INVERTER DAN MUX

  1

  2G JALUR 1 S2 jalur 3

  S2 jalur 2

  4

  VCC B S3 jalur 2

  1G DM74LS153

  2C3

  1G

  1C3

  1

  2

  3

  5

  8 S2 jalur 4

  6

  7

  14

  13

  12

  11

  10

  9

  10

  2C2

  10

  14

  3 A DM74LS14

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  7

  13

  2 JALUR 4 S1 jalur 4

  12

  11

  10

  9

  8

  4

  1C1

  16

  15 S1 jalur 2 Selektor B

  1

  12

  7

  2C2

  S1 jalur 3 JALUR 3 DM74LS14

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  14

  12

  13

  12

  11

  10

  9

  8

  4

  9 Out jalur 4

  2C0

  1C1 S4 jalur 4

  2C0

  7

  15

  5 VCC DM74LS14

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  14

  2C1

  13

  12

  11

  10

  9

  Selektor A

  5

  8

  2Y

  2G

  2C3

  13

  5 V DM74LS14

DM74LS14

8 S4 jalur 2

DM74LS14

14 DM74LS14

  9

  3

  1C3 S4 jalur 1

  1C2

  1Y

  Out jalur 3

  1

  2

  4

  10

  5