RANCANG BANGUN PENDETEKSIAN PELANGGARAN PADA TRAFFIC LIGHT BERBASIS MIKROKONTROLER (BAGIAN I) Repository - UNAIR REPOSITORY

RANCANG BANGUN PENDETEKSIAN PELANGGARAN PADA

  (BAGIAN I) TUGAS AKHIR Oleh : Muchamad Affan NIM. 081310213043 PROGRAM STUDI D3 OTOMASI SISTEM INSTRUMENTASI DEPARTEMEN TEKNIK FAKULTAS VOKASI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2016

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR

  Tugas Akhir ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan seijin penulis dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebinasaan ilmiah.

  

Dokumen tugas akhir ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.

  iv

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

Muchamad Affan , 2016, Rancang Bangun Pendeteksian Pelanggaran Pada Traffic Light Berbasis Mikrokontroler (Bagian I)

  . Tugas Akhir ini di bawah bimbingan Winarno, S.Si., M.T dan Akif Rahmatillah, S.T., M.T. Prodi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi Departemen Teknik Fakultas Vokasi Universitas Airlangga.

  ABSTRAK

  Pelanggaran lalu lintas sering terjadi di Indonesia, baik dilakukan oleh aparat hukum ataupun non aparat hukum. Pelanggaran tersebut terjadi akibat kurangnya kesadaran masyarakat untuk tertib berlalu lintas. Sehingga dianggap hal biasa dan menjadi kebiasaan jika dibiarkan berlanjut. Berbagai kategori pelanggaran yang terjadi seperti menerobos lampu merah, tidak menggunakan helm, tidak menyalakan lampu kendaraan, tidak membawa surat kelengkapan berkendara, melawan arus, dan melewati batas marka penyeberangan. Tidak jarang pelanggaran tersebut dapat merugikan para pengguna jalan lain dan mengakibatkan kecelakaan.

  Salah satu jenis pelanggaran lalu lintas yang sering mengakibatkan kecelakaan dalam lalu lintas ialah pengendara melanggar atau menerobos traffic

  light

  saat kondisi merah menyala. Selanjutnya untuk meminimalisir pelanggaran pada persimpangan jalan, maka diterapkannya pendeteksian pelanggaran lalu lintas secara visual yang diintegrasikan dengan pengaturan lalu lintas. Maka perlu adanya sebuah sistem alat yang dapat mendeteksi pelanggaran secara otomatis. Pada bagian I ini dibuat sistem hardware pendeteksian pelanggaran pada traffic

  light . Prinsip kerja alat ini yaitu dimulai dengan simulasi lampu merah 4

  persimpangan jalan dengan sistem kontrol dari mikrokontroller. Pendeteksian pelanggaran dengan sensor photodiode yang ditempatkan pada posisi setelah

  zebracross . Webcam yang digunakan untuk potret pelanggaran yang terjadi sebagai bukti fisik pelanggaran.

  Berdasarkan hasil percobaan pada alat pendeteksian pelanggaran lalu lintas tersebut, bahwa alat ini dapat mendeteksi adanya pelanggaran lalu lintas, dengan kondisi kendaraan melanggar atau menerobos traffic light saat kondisi merah menyala. Saat kendaraan tersebut menerobos sensor photodiode akan mendeteksi adanya pelanggaran, maka mikrokontroler memberikan instruksi ke PC/Laptop untuk melakukan potret pelanggaran yang terjadi dengan menggunakan webcam. Hasil potret pelanggaran ditampilkan pada layar monitor PC/Laptop. Selanjutnya di simpan pada penyimpanan internal PC/Laptop. Dari hasil pengujian kinerja alat diperoleh prosentase keberhasilan alat yang dibuat yaitu 100% berjalan dengan baik saat mendeteksi terjadinya pelanggaran. Kata Kunci : Pelanggaran, Traffic Light, Mikrokontroller, Pendeteksian

  v

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas karunia serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Pendeteksian Pelanggaran Pada Traffic Light Berbasis Mikrokontroler ”.

  Tugas Akhir ini,dapat selesai dengan baik berkat bantuan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang turut membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang terhormat:

  1. Bapak Winarno, S.Si., M.T, selaku Koordinator Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi.

  2. Bapak Winarno, S.Si., M.T, selaku Dosen Pembimbing yang selalu memberikan ilmu, masukan dan membantu dalam pembuatan Tugas Akhir ini.

  3. Bapak Akif Rahmatillah, selaku Dosen Konsultan yang selalu memberikan bimbingan dalam pembuatan Tugas Akhir ini.

  4. Ibu Dr. Riries Rulaningtyas, S.T., M.T selaku Dosen penguji yang telah memberikan banyak masukan maupun saran dalam pembuatan Tugas Akhir ini.

  5. Kedua Orang Tua dan keluarga yang selalu mendoakan, memberi semangat dan dukungannya hingga penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  6. Semua Dosen D3 Otomasi Sistem Instrumentasi yang selalu mengajar dengan baik.

  7. Halim Wongsokuncoro, selaku partner yang banyak membantu dan terima kasih atas kerjasamanya, serta terima kasih atas dukungan semua teman D3 OSI 2013.

  8. Lathifah Hanif, yang selalu menjadi penyemangat dan menemani dalam pengerjaan laporan ini.

  Akhirnya penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna. Oleh sebab itu, penulis berharap kepada semua pihak atas segala kritik dan saran yang dapat membangun demi kesempurnaan penulisan Tugas Akhir ini di masa mendatang.

  Surabaya, Agustus 2016

  Penulis vi

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

DAFTAR ISI .......................................................................................................................

  LEMBAR JUDUL i

  LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN.................................................................................... iii PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR ................................................... iv ABSTRAK .............................................................................................................. v KATA PENGANTAR ............................................................................................ vi DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii DAFTAR TABEL .................................................................................................. ix DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x ........................................................................................................

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

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

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

  1.3 Batasan Masalah 4 .................................................................................................................................

  1.4 Tujuan 4 ...............................................................................................................................

  1.5 Manfaat 4 ............................................................................................

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5 .....................................................................................

  2.1 Pengertian Lampu Lalu Lintas 5 .....................................................................................

  2.1.1 Pelanggaran Lalu Lintas 6 ...........................................................................................................

  2.2 Sensor Photodiode 8 ............................................................................................................

  2.3 LED Super Bright 9 ......................................................................................................................

  2.4 Komparator 10 .......................................................................................

  2.5 Mikrokontroller ATMega16 12 vii

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

......................................................................................

  BAB III METODE PENELITIAN 15 ....................................................................................

  3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 15 ...........................................................................................

  3.2 Bahan dan Alat Penelitian 15 .........................................................................................

  3.2.1 Alat - Alat Penelitian 15 ................................................................................

  3.2.2 Bahan

  15

  • – Bahan Penelitian .......................................................................................................

  3.3 Prosedur Penelitian 16 ..................................................................................................

  3.3.1 Tahap Persiapan 17 ......................................................................................

  3.3.2 Tahap Pembuatan Alat 18 ...................................................................................................

  3.4 Tahap Pengujian Alat 31 .................

  3.4.1 Pengukuran Tegangan Masukan dan Keluaran Komparator

  31 ................................

  3.4.2 Pengujian Kinerja Webcam dan Sensor Photodiode

  31 ..............................................................

  3.4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem Alat

  31 ............................................................................................

  3.4.4 Pengujian Software 32 ...................................................................................................................

  3.5 Analisis Data 32 ...........................................................................

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  33 .......................................................................................

  4.1 Hasil Rancang Bangun Alat 33 ..........................................................................................

  4.1.1 Pembuatan Mekanik 33 .....................................................

  4.1.2 Pembuatan Perangkat Keras (Hardware)

  36 ...........................................................

  4.2 Pengujian Tegangan Masukan Komparator

  37 ...........................................................

  4.3 Pengujian Tegangan Keluaran Komparator

  38 ...............................

  4.4 Hasil Pengujian Kinerja Webcam Dan Sensor Photodiode

  39 .............................................................

  4.5 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem Alat

  40 .............................................................................

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  42 ......................................................................................................................

  5.1 Kesimpulan 42 ..................................................................................................................................

  4.1 Saran

  42 LAMPIRAN viii

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

DAFTAR TABEL ............................................................

Tabel 3.1 Pengalamatan Port Mikrokontroler 1

  29 ............................................................

Tabel 3.2 Pengalamatan Port Mikrokontroler 2

  30 Tabel 4.1 Tegangan Masukan Komparator ......................................................... 37

Tabel 4.2 Tegangan Keluaran Komparator ......................................................... 38Tabel 4.3 Pengujian Webcam .............................................................................. 39Tabel 4.4 Pengujian Keseluruhan Sistem Alat .................................................... 40

  ix

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

DAFTAR GAMBAR .........................................................................................

Gambar 2.1 Sensor Photodiode

  9 Gambar 2.2 Rangkaian Photodiode dan LED Super Bright ............................... 10

Gambar 2.3 Datasheet LM 324 ........................................................................... 11Gambar 2.4 Konfigurasi PIN ATMega 16 .......................................................... 14 ............................................................Gambar 3.1 Diagram Blok Prosedur Penelitian

  17 Gambar 3.2 Diagram Blok Alat .......................................................................... 18

Gambar 3.3 Prototipe Traffic Light (Tampak Atas) ............................................ 21Gambar 3.4 Prototipe Traffic Light (Tampak Samping) ..................................... 22 ....................................................................Gambar 3.5 Schematic Mikro ATMega 16

  23 Gambar 3.6 Schematic Traffic Light ................................................................... 24

Gambar 3.7 Schematic Sensor Photodiode dan LED Super Bright .................... 25Gambar 3.8 Schematic Rangkaian Komparator .................................................. 26Gambar 4.1 Rancang Bangun Alat ...................................................................... 33Gambar 4.2 Perlintasan 4 Perempatan Jalan ....................................................... 34Gambar 4.3 Traffic Light ..................................................................................... 34Gambar 4.4 Sensor Photodiode ........................................................................... 35Gambar 4.5 Mekanisme Pemotretan Webcam .................................................... 36Gambar 4.6 Rangkaian Kontrol .......................................................................... 37

  x

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Lalu lintas jalan merupakan sarana masyarakat Indonesia untuk memperlancar pembangunan disetiap wilayahnya. Sarana amat penting bagi masyarakat, maka sudah sepatutnya saling berpartisipasi dalam menjaga ketertiban umum dijalan. Timbulnya masalah lalu lintas merupakan salah satu masalah yang berkembang seirama dengan perkembangan dan pembangunan perekonomian masyarakat. Antara lain masalah pelanggaran lalu lintas yang cenderung mengakibatkan timbulnya ketidaktertiban dan kecelakan yang sering dialami oleh masyarakat.

  Pelanggaran lalu lintas merupakan suatu keadaan dimana terjadi ketidaksesuaian antara aturan dan pelaksanaan. Aturan dalam hal ini adalah piranti hukum yang ditetapkan dan disepakati oleh negara sebagai undang-undang yang berlaku secara sah, sedangkan pelaksananya yaitu masyarakat suatu negara yang terikat oleh piranti hukum tersebut. Kebijakan yang telah ditetapkan adalah Undang - Undang Nomor 22 Tahun 2009 tentang lalu lintas dan angkutan jalan yang kemudian disahkan oleh Presiden RI pada tanggal 22 Juni 2009. Sasaran kebijakan dalam Undang

  • – Undang Nomor 22 Tahun 2009 terletak pada bab II

  pasal 3, “Terwujudnya pelayanan lalu lintas dan angkutan jalan yang aman, selamat, tertib, lancar, terpadu, terwujudnya etika berlalu lintas dan budaya bangsa dan terwujudnya penegakan hukum dan kepastian hukum bagi masyarakat”.

  Pelanggaran lalu lintas di jalan menyebabkan ketidaknyamanan para pengguna jalan. Hal ini disebabkan oleh para pengguna jalan yang kurang disiplin

  1

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  2 dalam mentaati rambu-rambu lalu lintas. Salah satu jenis pelanggaran lalu lintas adalah pengendara melanggar marka dan menerobos traffic light saat kondisi lampu merah menyala. Pelanggaran ini sangat berbahaya bagi dirinya sendiri dan para pengguna jalan yang lain.

  Direktorat Lalu Lintas Polda Metro Jaya, mencatat menindak 4.477 pengendara yang melanggar garis setop disejumlah wilayah Jakarta dan sekitarnya, tanggal 19 – 27 April 2016 (NTMC,2016). Data tersebut menunjukan tingkat kesadaran atau disiplin pengguna jalan untuk berhenti dibelakang garis marka relatif masih rendah. “Tingkat disiplin pengguna jalan untuk berhenti di belakang garis marka relatif masih rendah. Hasil pantauan terhadap simpang arus padat lalu lintas masih banyak didapatan pengguna jalan yang tidak mematuhi garis marka . Berhentinya melewati atau diatas garis setop,” ujar Kasubdit Bin Ditlantas Polda Metro Jaya AKBP Budiyanto, Kamis (28/4/2016).

  Adapun tindakan langsung (tilang) dan teguran yang diberikan Petugas kepada pelanggar lalu lintas merupakan bentuk tanggungjawab untuk menekan pelanggaran. Sekaligus dalam rangka proses membangun budaya tertib lalu lintas. Pelanggar seharusnya tidak melewati batas marka penyebrang jalan yang diperuntukan untuk pejalan kaki menyebrang jalan. Pelanggar dapat dikenakan Pasal 287 juncto Pasal 106 Ayat 4 huruf a dan b Undang-Undang Nomor 22 tahun 2009 tentang Lalu Lintas dan Angkutan Jalan dengan pidana kurungan paling lama 2 bulan atau denda paling banyak Rp 500.000,00. Meskipun aturan sudah ditegakkan hingga saat ini belum mendapatkan respon yang baik dari pengendara.

  Tidak adanya bukti pengendara tersebut melanggar aturan lalu lintas khususnya pelanggaran melewati batas marka membuat pelanggaran tersebut selalu terjadi.

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  3 Maka perlu adanya sebuah sistem alat yang dapat mendeteksi pelanggaran secara otomatis. Pada bagian I ini dibuat sistem hardware pendeteksian pelanggaran pada traffic light dengan prinsip kerja alat ini yaitu simulasi lampu merah

  • – kuning - hijau 4 persimpangan jalan dengan sistem kontrol dari mikrokontroler. Dilengkapi dengan sistem software untuk melakukan pendeteksian pelanggaran pada traffic light. Pendeteksian pelanggaran dengan menggunakan sensor photodiode yang ditempatkan pada posisi setelah

  zebracross . Webcam yang digunakan untuk potret pelanggaran yang terjadi sebagai bukti fisiki pelanggaran.

  Dari hasil kinerja alat pendeteksian pelanggaran, dapat mendeteksi pelanggaran pada saat posisi kendaraan melewati batas marka penyebrangan kondisi traffic light merah menyala. Selanjutnya akan terdeteksi oleh sensor

  photodiode, maka mikrokontroler memberika instruksi ke PC/Laptop untuk

  melakukan potret pelanggaran yang terjadi dengan menggunakan webcam. Hasil potret pelanggaran ditampilkan pada layar monitor PC/Laptop. Selanjutnya di simpan pada penyimpanan internal PC/Laptop. Sistem pendeteksian pelanggaran otomatis ini diharapkan dapat mengurangi pelanggaran pada masing-masing persimpangan jalan.

1.2 Rumusan Masalah

  Adapun rumusan masalah dari penulisan dan pembuatan Tugas Akhir ini antara lain sebagai berikut :

1. Bagaimana membuat alat pendeteksian adanya pelanggaran pada traffic

  light ?

  4 2. Bagaimana kinerja alat dalam mendeteksi dan potret pelanggaran pada

  traffic light ?

  Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah yang telah disebutkan dalam penelitian ini, maka diperoleh batasan masalah sebagai berikut :

  1. Sistem yang dibuat diaplikasikan pada traffic light 4 persimpangan jalan.

  2. Webcam digunakan sebagai alat pemotret pelanggaran traffic light.

  3. Diasumsikan yang melintas dijalan adalah kendaraan bermotor.

  4. Hasil tampilan pelanggaran pada 1 jalur jalan.

  Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan Tugas Akhir ini antara lain sebagai berikut :

  1. Membuat alat pendeteksian pelanggaran pada traffic light.

  2. Mengetahui performansi kinerja alat pendeteksian pelanggaran pada traffic light yang telah dibuat.

  Manfaat tugas akhir ini adalah untuk mempermudah pendeteksian pelanggaran yang ada pada traffic light yang berguna membantu aparat penegak hukum dalam melakukan pengawasan lalu lintas dan dapat membuat masyarakat lebih sadar hukum.

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

1.3 Batasan Masalah

1.4 Tujuan

1.5 Manfaat

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Untuk menjalankan tugas akhir ini maka yang perlu diperhatikan adalah

  sistem lalu lintas yang aman bagi pengendara bermotor dan dapat di implementasikan untuk pendeteksian pelanggaran lalu lintas pada traffic light.

  Tugas akhir ini menjalanankan proses pengolahan sinyal pada masukan sebagai

  entry point dalam deteksi pelanggaran lalu lintas. Sehingga, pembuatan prototype

  yang digunakan memanfaatkan beberapa komponen diantaranya mikrokontroler ATMega 16 sebagai pengontrol, photodiode sebagai pendeteksi pelanggaran lalu lintas, webcam sebagai potret hasil pelanggaran, , dan database masuk ke komputer.

2.1 Pengertian Lampu Lalu lintas

  Lampu lalu lintas menurut UU no. 22/2009 tentang lalu lintas dan angkutan jalan ialah Alat Pemberi Isyarat Lalu Lintas atau (APILL) merupakan lampu yang mengendalikan arus lalu lintas yang terpasang di persimpangan jalan, tempat penyeberangan pejalan kaki (zebra cross), dan tempat arus lalu lintas lainnya. Lampu ini yang menandakan kapan kendaraan harus berjalan dan berhenti secara bergantian dari berbagai arah. Pengaturan lalu lintas di persimpangan jalan dimaksudkan untuk mengatur pergerakan kendaraan pada masing-masing kelompok pergerakan kendaraan agar dapat bergerak secara bergantian sehingga tidak saling mengganggu antar arus yang ada.

  5

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  6 Lampu ini menggunakan warna yang diakui secara universal untuk menandakan berhenti adalah warna merah, hati-hati yang ditandai dengan warna kuning, dan hijau yang berarti dapat berjalan. Tujuan adanya lampu lalu lintas diantaranya adalah,

  1. Menghindari hambatan karena adanya perbedaan arus jalan bagi pergerakan kendaraan.

  2. Memfasilitasi persimpangan antara jalan utama untuk kendaraan dan pejalan kaki dengan jalan sekunder sehingga kelancaran arus lalu lintas dapat terjamin.

  3. Mengurangi tingkat kecelakaan yang diakibatkan oleh tabrakan karena perbedaan arus jalan.

2.1.1 Pelanggaran Lalu Lintas

  Tingginya angka pelanggaran lalu lintas merupakan salah satu penyebab tingginya kecelakaan lalu lintas yang terjadi, dengan mengambil tindakan yang tegas terhadap pelanggaran lalu lintas tanpa kecuali akan merubah tingkah laku pengemudi dalam berlalu lintas dan pada gilirannya meningkatkan keselamatan dalam berlalu lintas. Aturan lalu lintas yang baik tidak ada gunanya kalau pelanggaran tetap terjadi dan tidak ditegakkan.

  Dalam hal penindakan pelanggaran dan penyidikan tindak pidana, penyidik kepolisian Negara Republik Indonesia selain yang diatur di dalam kitab undang-undang hukum acara pidana dan undang-undang tentang kepolisian Negara Republik Indonesia, di bidang lalu lintas dan angkutan jalan berwenang:

  7 1. Memberhentikan, melarang, atau menunda pengoperasian dan menyita sementara kendaraan bermotor yang patut diduga melanggar peraturan berlalu lintas atau merupakan alat atau hasil kejahatan.

  2. Melakukan pemeriksaan atas kebenaran keterangan berkaitan dengan penyidikan tindak pidana di bidang lalu lintas dan angkutan jalan.

  3. Meminta keterangan dari pengemudi, pemilik kendaraan bermotor, atau perusahaan angkutan umum.

  4. Melakukan penyitaan terhadap surat izin mengemudi, kendaraan bermotor, muatan, surat tanda nomor kendaraan bermotor, surat tanda coba kendaraan bermotor, dan/atau tanda lulus uji sebagai barang bukti.

  5. Melakukan penindakan terhadap tindak pidana pelanggaran atau kejahatan lalu lintas menurut ketentuan peraturan perundang- undangan.

  6. Membuat dan menandatangani berita acara pemeriksaan.

  7. Menghentikan penyidikan jika tidak terdapat cukup bukti.

  8. Melakukan penahanan yang berkaitan dengan tindak pidana kejahatan lalu lintas atau melakukan tindakan lain menurut hukum secara bertanggung jawab.

  Contoh perundang-undangan tentang pelanggaran lalulintas ialah melanggar rambu/marka jalan (287 (1) jo 106 (4)) didenda Rp 500.000.

  Menerobos lampu merah (Pasal 287 (2) jo 106 (4)) didenda Rp 500.000.

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  8

2.2 Photodiode

  Photodiode dibuat dari bahan semikonduktor dengan bahan yang populer

  adalah silicon (Si) atau galium arsenida (GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs, PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang mencakup : 2500 Å

  • – 1100 Å untuk silicon, 8000 Å – 20.000 Å untuk GaAs. Ketika sebuah Photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, dimana suatu hole adalah bagian dari kisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron, arah arus yang melalui sebuah semikonduktor adalah kebalikan dengan gerak muatan pembawa. Cara tersebut didalam sebuah photodiode digunakan untuk mengumpulkan photon penyebab pembawa muatan (seperti arus atau tegangan) mengalir/terbentuk di bagian-bagian elektroda.

  Photodiode digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang

  dipancarkan oleh infrared atau led. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodiode tergantung besar kecilnya radiasi yang dipancarkan I oleh infrared atau led tersebut.

  Maju Vy

  V Vx Mundur

Gambar 2.1 Sensor Photodiode

  Keterangan: Cara kerja photodiode yaitu jika photodiode tidak terkena cahaya (Vy), maka nilai resistansinya akan besar atau dapat kita asumsikan tak terhingga. Sehingga arus

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  9 yang mengalir pada komparator sangat kecil atau dapat diasumsikan dengan logika 0. Begitu juga sebaliknya, jika photodiode terkena cahaya (Vx), maka

  photodiode akan bersifat sebagai sumber tegangan dan nilai resistansinya akan

  sangat kecil. Sehingga arus yang mengalir ke komparator besar dan berlogika 1 (Beriyanto, 2011). Photodiode disini digunakan sebagai pendeteksi ada tidaknya pelanggaran pada traffic light.

2.3 LED Super Bright

  LED (Light Emiting Diode) termasuk jenis yang banyak dipakai di dunia elektronika terutama digunakan sebagai indikator. Seiring perkembangan teknolgi dan kebutuhan, kini LED banyak dipakai sebagai penerangan pengganti lampu pijar dan lampu neon yang membutuhkan daya cukup besar. Alasannya, selain karena lebih awet, daya yang dibutuhkan LED jauh lebih kecil sehingga dapat menghemat penggunaan.

  Tidak seperti lampu pijar dan lampu neon, LED mempunyai kecenderungan polarisari yang mempunyai kutub positif dan negatif sehingga untuk menyalakan LED harus diberi arus maju (forward). Jika LED diberi arus terbalik (reverse) maka chip di dalam LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya bahkan jika tegangan sumber terlalu besar dapat menyebabkan LED tersebut rusak. Bukan hanya itu, meskipun LED diberi arus maju tetapi kalau arusnya terlalu besar, maka LED pun akan rusak. Di sinilah perlunya tahanan (resistor) untuk membatasi arus.

  Setiap warna LED mempunyai karakteristik yang berbeda seperti besarnya droptegangan dan arus yang dibutuhkan untuk membuat chip di dalam

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  10 LED menghasilkan emisi cahaya. Semakin terang jenis LED (Super Bright LED) semakin besar drop tegangan dan arus yang dibutuhkan.

  Karena perbedaan karakteristik inilah maka untuk membuat rangkaian seri agar setiap LED menyala normal, cukup sulit karena besarnya cahaya yang dihasilkan akan berbeda, bahkan sebagian LED dapat tidak menyala atau redup. Untuk mencegah hal seperti ini LED yang berbeda warna harus dipasang paralel dengan resistor pembatas yang disesuaikan dengan kebutuhan arus LED.

Gambar 2.2 Rangkaian Photodiode dan LED Super Bright (Wikipedia.com)

  Keterangan: Rangkaian sensor photodiode terdiri dari photodiode, LED Super Bright, resistor 220Ω dan resistor 5kΩ. Inputan dari rangkaian ini diberi tegangan +5V dan outputnya disambungkan ke komparator. (Beriyanto, 2011)

2.4 Komparator

  Komparator adalah sebuah rangkaian yang dapat dengan cermat membandingkan besar tegangan yang dihasilkan. Rangkaian ini biasanya menggunakan komparator Op-Amp sebagai piranti utama dalam sebuah rangkaian. Saat ini terdapat dua jenis komparator tegangan, yaitu komparator tegangan sederhana dan komparator tegangan histerisis.

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  11 Rangkaian komparator ini dapat kita rangkai menggunakan Vref yang dihubungkan ke V supply, kemudian kedua resistor digunakan sebagai pembagi tegangan, sehingga nilai tegangan yang dihasilkan dari komparator Op-Amp adalah semakin besar. Komparator Op-Amp akan membandingkan nilai tegangan pada kedua tegangan, apabila sebuah tegangan (-) lebih besar dari tegangan masukan (+) maka keluaran Op-Amp akan menjadi sama. Untuk Op-Amp yang sesuai dengan pemakaian pada alat kami menggunakan Op-Amp dengan tipe LM324 yang banyak di pasaran. (Andri, 2014)

Gambar 2.3 Datasheet LM324 (Sumber : www.datasheet4u.com/LM324.pdf)

  Dengan menggunakan komparator LM324 maka tegangan sinyal ramp yang dihasilkan oleh rangkaian generator ini akan dibandingkan dengan tegangan dari potensiometer. Tegangan potensiometer tersebut bervariasi antara 0 Volt sampai 24 Volt DC. Pada saat rangkaian ramp berada dibawah tegangan

  potensiometer , maka output dari komparator LM324 adalah 24 Volt sehingga

  terdapat arus yang mengalir. Apabila tegangan ramp lebih tinggi dari tegangan

  potensiometer maka output dari LM324 adalah 0 Volt. Arus ini merupakan arus

  aktifasi photodiode pada bagian triac. Komparator LM3324 memiliki 14 pin dengan bagian-bagian sebagai berikut:

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  12 VCC untuk tegangan pencatu daya positif.

  GND untuk tegangan pencatu daya negatif.

  Input (-) dan input (+) sebagai masukan dari sensor. Output sebagai keluaran sinyal yang dikirim.

2.5 Mikrokontroler ATMega16

  Mikrokontroler AVR standart memiliki arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit, dan sebagian besar intruksi dieksekusi dalam 1(satu) siklus clock. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set

  Computing), sedangkan MCS51 berteknologi CISC (Complex Intruction Set Computing ). Pada sistem ini mikrokontroller digunakan sebagai pusat kontrol

  dalam proses pengeringan. Pengontrolan oleh mikrokontroler ini terdiri atas pengontrolan pada sensor suhu, sensor strain gauge, LCD dan Motor DC

  AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluarga Attiny,

  keluarga AT902xx, keluarga Atmega dan keluarga AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Mikrokontroler AVR yang berukuran lebih kecil antara lain Atmega8, Attiny2313 dengan ukuran Flash Memory 2KB dengan dua input analog.

  Mikrokontroler pada dasarnya diprogram dengan bahasa assembler,tetapi saat ini mikrokontroler dapat diprogram dengan menggunakan bahasa tingkat tinggi seperti BASIC, PASCAL atau C. Bahasa tingkat tinggi tersebut memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan bahasa assembler antara lain sebagai berikut :  Lebih mudah membangun program dengan menggunakan bahasa tingkat tinggi. 

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  13   Perbaikan program lebih mudah jika program dibangun menggunakan bahasa tingkat tinggi.   Testing program dalam bahasa tingkat tinggi lebih mudah.  Bahasa tingkat tinggi lebih banyak dikenal dan error program yang dibuat dapat dihindari. 

   Mudah mendokumentasikan sebuah program tingkat tinggi. Meskipun demikian, bahasa tingkat tinggi juga memiliki beberapa kelemahan, contohnya ukuran kode memori biasanya besar, dan program yang dibangun menggunakan bahasa assembler biasanya bekerja lebih cepat dibandingkan dengan program yang dibangun menggunakan bahasa tingkat tinggi. ATMega16 ini memiliki fasilitas antara lain sebagai berikut:  Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.  ADC 10 bit sebanyak 8 channel.  Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan.  CPU yang terdiri dari 32 register.  131 instruksi handal yang umumnya hanya membutuhkan 1 siklus clock.  Watchdog Timer dengan oscilator internal.

   Dua buah Timer/Counter 8 bit.  Satu buah Timer /Counter 16 bit.  Bekerja pada tegangan operasi 2.7 V - 5.5 V.  Internal SRAM sebesar 1KB.  Memory Flash sebesar 16KB dengan kemampuan Read While Write.  Unit interupsi internal dan eksternal.  Port antarmuka SPI.

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  14   EEPROM sebesar 512 byte dapat diprogram saat operasi.  Antarmuka komparator analog.  4 channel PWM.  32x8 general purpose register.  Hampir mencapai 16 MIPS pada Kristal 16 MHz.  Port USART programmable untuk komunikasi serial.

  Sedangkan untuk konfigurasi pin ATMega16 dapat dilihat pada Gambar 2.3 berikut.

  (www.atmel.com)

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATMega16

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

BAB III METODE PENELITIAN

  3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

  Perancangan dan pembuatan alat ini dilakukan di Laboratorium Instrumentasi Industri, Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi, Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga selama kurang lebih 4 bulan yang dimulai dari bulan April 2016 sampai Juli 2016.

  3.2 Bahan dan Alat Penelitian

  3.2.1 Alat – Alat Penelitian

  Perangkat Keras (Hardware) :  Downloader USB Mikrokontroler ATMega16  Personal Computer (PC) / Laptop  USB TTL Perangkat Lunak (Software) :  CodeVisionAVR

   USBASP USBISP / Downloader (software downloader mikrokontroler )

   Delphi 7.0

  3.2.2 Bahan – Bahan Penelitian 1.

  LED 2. Kabel 3. Resistor 4. Transistor 5. Timah

  15

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  16 6. PCB 7.

  Webcam 8. Mikrokontroler 9. Sensor Photodiode 10.

  Saklar 11. Triplek dan Kayu 12. Mur dan Baut 13. Cat

3.3 Prosedur Penelitian

  Pada perancangan dan pembuatan alat ini terbagi atas dua tahap, yaitu tahap pertama perancangan dan pembuatan sistem hardware dan tahap kedua adalah perancangan dan pembuatan software sebagai pengendali operasi alat. Prosedur yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan alat adalah sebagai berikut :

  1. Tahap Persiapan (Pembuatan sketsa mekanik plan yang dirancang serta studi literatur).

  2. Tahap Pembuatan Alat (Pembuatan perangkat keras (hardware), sistem mekanik alat serta pemrograman alat).

  3. Melakukan pengujian hardware.

  4. Analisis Data. Berikut merupakan diagram blok tahapan prosedur penelitian :

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  17 Tahap Persiapan Tahap Pembuatan Alat

  Tahap Pengujian Sistem Analisis Data

Gambar 3.1 Diagram Blok Prosedur Penelitian

  Keterangan: Tahapan proses dari awal pembuatan hingga akhir, dengan penjelasan sebagai berikut ini.

3.3.1 Tahap Persiapan

  Tahap persiapan merupakan tahapan awal dalam melakukan penelitian, pada tahap ini penulis melakukan studi literature dengan mencari berbagai acuan pada buku, jurnal, artikel maupun tugas akhir dengan tujuan untuk melengkapi literatur mengenai penelitian ini.

3.3.2 Tahap Pembuatan Alat

  Tahap pembuatan alat terbagi menjadi tiga tahapan, yaitu tahap perancangan alat, tahap perwujudan alat, dan tahap pembuatan software.

  Tahap perancangan alat terdiri dari perancangan mekanik dan perancangan

  hardware .Tahap perwujudan alat yakni tahap perwujudan dari perancangan

  awal yang telah dibuat, sedangkan tahap pembuatan software meliputi tahap pembuatan progam untuk menjalankan sistem dari alat yang dibuat. Prosedur ini digunakan dalam perancangan dan pembuatan alat adalah sebagai berikut :

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  18 1.

   Tahap Perancangan Alat

  Tahap perancangan alat terdiri dari perancangan hardware dan perancangan mekanik sistem alat. Sistem yang akan dibuat adalah meliputi pembuatan rangkaian sensor photodiode yang terintegrasi dengan webcam. Cara kerja sensor photodiode untuk mendeteksi adanya pengendara yang melanggar traffic light adalah sensor

  photodiode akan aktif ketika traffic light mempunyai kondisi merah

  menyala. Ketika pengendara tetap melaju ketika traffic light berkondisi merah maka pengendara tersebut akan mengenai sensor

  photodiode dan sensor akan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler,

  selanjutnya secara otomatis webcam akan bekerja untuk mengambil potret kendaraan yang melanggar tersebut. Hasil dari pengambilan gambar tersebut ditampilkan pada layar monitor akan dan disimpan pada penyimpanan internal PC (Personal Computer). Berikut gambar diagram blok alat.

Gambar 3.2 Diagram Blok Alat

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  19 2.

   Tahap Perwujudan Alat Tahap perwujudan alat meliputi realisasi dari perancangan alat.

  Cara merealisasikan hal tersebut yaitu dengan merancang mekanik alat dan juga merancang dan merakit komponen-komponen yang akan membentuk satu kesatuan sistem alat, meliputi pembuatan minimum system mikrokontroler, pembuatan prototype traffic light dan mengkoneksikan sensor dengan system pengambilan gambar pada webcam.

  A.

  Kondisi Operasi Alat I.

  Saat traffic light 1 mempunyai kondisi hijau menyala, maka traffic light 2, 3 dan 4 mempunyai kondisi merah menyala dan sensor photodiode 2, 3, dan 4 aktif.

  II. Saat traffic light 1 mempunyai kondisi hijau menyala, kendaraan pada traffic light 1 diperbolehkan kearah lurus, belok kiri, dan belok kanan.

  III.

  Ketika traffic light 1 berubah kondisi menjadi merah menyala, maka sensor photodiode 1 otomatis akan aktif dan traffic light 2 akan berubah kondisi menjadi hijau menyala yang membuat sensor photodiode pada traffic light 2 menjadi tidak aktif.

  IV. Ketika sensor photodiode 1 aktif dan mendeteksi adanya pelanggaran, maka webcam 1 akan

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  20 diperintahkan untuk memotret pelanggaran tersebut.

  V. Saat traffic light 2 mempunyai kondisi hijau menyala, maka traffic light 1, 3 dan 4 mempunyai kondisi merah menyala dan sensor photodiode 1, 3 dan 4 aktif.

  VI. Saat traffic light 2 mempunyai kondisi hijau menyala, kendaraan pada traffic light 2 diperbolehkan kearah lurus, belok kiri, dan belok kanan.

  VII.

  Ketika traffic light 2 berubah kondisi menjadi merah menyala, maka sensor photodiode 2 otomatis akan aktif dan traffic light 3 akan berubah kondisi menjadi hijau menyala yang membuat sensor photodiode pada traffic light 3 menjadi tidak aktif.

  VIII.

  Ketika sensor photodiode 2 aktif dan mendeteksi adanya pelanggaran, maka webcam 2 akan diperintahkan untuk memotret pelanggaran tersebut.

  IX. Pada traffic light berikutnya yaitu traffic light 3 dan 4 akan mempunyai kondisi operasi yang sama seperti traffic light 1 dan 2.

X. Kondisi operasi ini akan terus berjalan hingga program selesai.

  ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  21 Sensor 2 Jalur 3 Sensor 3

  Jalur 2 Jalur 4 Sensor 4

  Jalur 1 Sensor 1

Gambar 3.3 Prototype Traffic Light (Tampak Atas)Gambar 3.4 Prototype Traffic Light (Tampak Samping)

  22 3.

  Pembuatan Perangkat Keras

  Sistem ini dibentuk oleh perangkat keras yang mendukung yaitu perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software).

  Perangkat keras pada sistem ini terdiri dari Mikroprosesor ATMega 16, rangkaian traffic light, rangkaian sensor photodiode dan laser dioda , rangkaian komparator.

  Prosedur pembuatan modul Mikroprosesor ATMega 16 adalah sebagai berikut:

  1. Membuat tata jalur rangkaian Mikroprosesor ATMega 16 pada aplikasi Eagle, selanjutnya Print PDF. Cetak pada kertas Kalkir dan selanjutnya cetak pada PCB.

  2. Melakukan pemasangan komponen yang diperlukan dan melakukan penyolderan pada PCB

  3. Melakukan koreksi pada jalur tata jalur dan tata letak rangkaian jika terjadi kesalahan dengan menggunakan Multimeter Digital.

  4. Melakukan uji coba rangkaian Modul Mikroprosesor ATMega 16 dengan memberikan imputan tegangan.

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

  23 Berikut rangkaian schematic Modul Mikroprosesor ATMega 16

Gambar 3.5 Schematic Mikrokontroler ATMega 16

  Prosedur pembuatan modul Traffic Light adalah sebagai berikut: 1. Membuat tata jalur rangkaian Traffic Light pada aplikasi Eagle, selanjutnya Print PDF. Cetak pada kertas Kalkir dan selanjutnya cetak pada PCB.

  2. Melakukan pemasangan komponen yang diperlukan dan melakukan penyolderan pada PCB

Dokumen yang terkait

APLIKASI TRAFFIC LIGHT PADA PEREMPATAN JALAN BERBASIS FPGA SPARTAN 3E

0 38 1

RANCANG BANGUN SISTEM PENGHITUNG POPULASI WALET BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

2 26 8

RANCANG BANGUN RAUTAN PENSIL PINTAR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

1 16 6

RANCANG BANGUN ALAT PENGONTROL SUHU PADA PROSES PENGOMPOSAN SAMPAH BERBASIS MIKROKONTROLER Atmega8

0 5 9

RANCANG BANGUN POMPA LIMFEDEMA SEBAGAI ALAT TERAPI PENDERITA LIMFEDEMA BERBASIS MIKROKONTROLER Repository - UNAIR REPOSITORY

0 0 147

RANCANG BANGUN OKSIMETER DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 Repository - UNAIR REPOSITORY

0 0 402

RANCANG BANGUN SISTEM PEREKAMAN SINYAL EMG UNTUK MONITORING PERKEMBANGAN PASIEN PASCA STROKE (BAGIAN I) TUGAS AKHIR - RANCANG BANGUN SISTEM PEREKAMAN SINYAL EMG UNTUK MONITORING PERKEMBANGAN PASIEN PASCA STROKE (BAGIAN I) Repository - UNAIR REPOSITORY

1 1 74

RANCANG BANGUN ALAT PENCAMPUR CAT TEMBOK OTOMATIS BERBASIS PERSONAL COMPUTER (PC) (BAGIAN I) TUGAS AKHIR - RANCANG BANGUN ALAT PENCAMPUR CAT TEMBOK OTOMATIS BERBASIS PERSONAL COMPUTER (PC) (BAGIAN I) Repository - UNAIR REPOSITORY

0 0 13

RANCANG BANGUN ALAT PENCAMPUR CAT TEMBOK OTOMATIS BERBASIS PERSONAL COMPUTER (PC) (BAGIAN I) TUGAS AKHIR - RANCANG BANGUN ALAT PENCAMPUR CAT TEMBOK OTOMATIS BERBASIS PERSONAL COMPUTER (PC) (BAGIAN I) Repository - UNAIR REPOSITORY

0 0 52

OTOMATISASI PENENTUAN HARGA BEDASARKAN BERAT DAN VOLUME BARANG PADA JASA PENGIRIMAN (BAGIAN I) TUGAS AKHIR - OTOMATISASI PENENTUAN HARGA BEDASARKAN BERAT DAN VOLUME BARANG PADA JASA PENGIRIMAN (BAGIAN I) Repository - UNAIR REPOSITORY

0 0 70