RANCANG BANGUN PENDETEKSI POSISI BUS TRANSJAKARTA MENGGUNAKAN GELOMBANG RADIO Dimas Isharmaya Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informatika Universitas Gunadarma Jl. Margonda Raya, 100, Pondok Cina, Depok Telp : (021) 78881112 E-mail :
[email protected] ABSTRAK Sarana transportasi TransJakarta Busway merupakan pelayanan umum masyarakat yang sangat diutamakan oleh Pemerintah Daerah DKI Jakarta untuk mengatasi masalah kemacetan. Akan tetapi pelayanan yang diberikan ternyata belumlah maksimal dari segi jumlah angkutan maupun fasilitas – fasilitasnya. Salah satu fasilitas yang telah diterapkan di beberapa halte busway adalah Passanger Information System untuk mengetahui posisi dan waktu kedatangan bus TransJakarta namun tidak sesuai dengan yang diharapkan dan sistemnya terlalu kompleks. Berdasarkan latar belakang tersebut, sebuah konsep yang lebih sederhana dapat dibuat untuk meningkatkan kenyamanan dan kepuasan masyarakat dalam menggunakan fasilitas busway. Gagasan tersebut ialah rancang bangun dari pendeteksi posisi bus TransJakarta dengan menggunakan gelombang radio yang akan memberitahukan posisi bus dari setiap halte busway. Posisi bus dapat diketahui melalui LED yang ditempatkan pada halte. Kata kunci : Gelombang Radio, TransJakarta, Busway, Mikrokontroler, Detektor PENDAHULUAN Bus Transjakarta / Busway telah menjadi sarana transportasi yang sangat vital untuk para pengguna transportasi umum di Kota Jakarta. Terdapat 10 koridor utama dengan ratusan shelter yang mengangkut jutaan penumpang setiap harinya. Berbagai fasilitas disediakan oleh pihak Transjakarta untuk meningkatkan layanan yang dapat memuaskan para penumpang, baik yang berada di shelter bus ataupun di dalam bus Transjakarta. Akan tetapi, penumpang bus masih merasa belum puas dikarenakan kedatangan bus yang
tidak teratur. Terkadang mereka harus menunggu berdiri berdesak-desakan, padahal posisi bus masih jauh dari halte tempat mereka menunggu. Hal ini selanjutnya dapat memicu kejadiankejadian yang tidak diinginkan. Sebuah layanan baru dapat diterapkan untuk mengatasi masalah ini, dimana terdapat sistem yang akan memberitahukan para penumpang bus tentang keberadaan / posisi busway dari halte tempat mereka menunggu. Sistem ini dapat membuat penumpang yang menunggu tidak perlu terburu-buru dan berdesak-desakkan apabila posisi bus masih jauh.
LANDASAN TEORI TransJakarta Busway TransJakarta atau yang lebih dikenal masyarakat dengan panggilan Busway merupakan Badan Layanan Umum Daerah (BLUD) yaitu sebuah lembaga yang dibentuk oleh pemerintah Provinsi DKI Jakarta untuk mengelola layanan angkutan umum dengan menggunakan moda bus berbahan bakar gas. Tujuan utama pembentukan TransJakarta adalah untuk meningkatkan pelayanan dan penyediaan jasa transportasi yang aman, terpadu, tertib, lancar, ekonomis, efisien, dan efektif dan terjangkau oleh masyarakat.
Gambar 1. Bus TransJakarta
TransJakarta memiliki lebih dari 150 halte bus, dan akan terus bertambah seiring dengan mengingkatnya jumlah pemakai angkutan dengan permintaan jalur yang belum memiliki akses busway. Setiap halte busway dilengkapi dengan akses untuk pejalan kaki yang terhubung dengan jembatan penyebrangan dan zebra cross untuk menjamin keamanan masyarakat. Setiap halte memiliki fasilitas berupa loket pembelian tiket, tempat sampah, informasi rute, pintu otomatis, dan pada beberapa halte telah dilengkapi dengan fasilitas yang menambah kenyamanan berupa televisi, penjual minuman otomatis, dan Passenger Information System (PIS). Koridor pada TransJakarta adalah istilah yang digunakan untuk menamai rute dari bus. Saat ini terdapat 11 koridor utama, yang ditambah dengan rute ekstra yang menyesuaikan dengan kebutuhan daerah tujuan masyarakat DKI Jakarta.
Tabel 1. Daftar Koridor TransJakarta Rute
Warna Bus
Koridor I
Kota – Blok M
Merah Kuning
Koridor II
Pulo Gadung – Harmoni
Biru Putih / Abu-Abu
Koridor III
Kali Deres – Pasar Baru
Merah Kuning / Abu-Abu
Koridor IV
Pulo Gadung – Dukuh Atas
Abu-Abu
Koridor V
Kp. Melayu – Ancol
Abu-Abu
Koridor VI
Ragunan – Dukuh Atas
Abu-Abu
Koridor VII
Kp. Rambutan – Kp. Melayu
Abu-Abu
Koridor VIII
Lebak Bulus – Harmoni
Abu-Abu
Koridor IX
Pluit – Pinang Ranti
Merah Kuning / Abu-Abu
Koridor X
Tj. Priuk - Cililitan
Merah Kuning
Koridor XI
Kp Melayu – Pulo Gebang
Abu-Abu
Penumpang TransJakarta dapat menjelajahi antara satu koridor ke koridor lain. Hal ini dikarenakan terdapat halte busway yang dijadikan halte transfer antar koridor tanpa perlu membeli tiket lagi. Peningkatan fasilitas untuk para penumpang busway tentunya dilakukan secara terus menerus oleh pihak TransJakarta. Salah satunya yang terbaru adalah dengan memberikan Global Positioning System (GPS) yang saat ini baru terpasang pada koridor I (Blok M – Kota) yang diberi nama Passanger Information System (PIS).
Gambar 2. Passanger Information System Fungsi dari PIS ini layaknya GPS pada umumnya, namun dikhususkan untuk para penumpang di halte busway agar dapat mengetahui posisi bus dari halte tersebut. Pemasangan PIS ini dimaksudkan untuk memberikan informasi teraktual mengenai posisi bus, kecepatan bus, jarak antar bus, dan kondisi jalur yang dilalui. Pembangunan fasilitas PIS dilengkapi dengan perangkat Mobile Data Terminal (MDT) yang diletakkan pada armada bus dan tampilan layar LCD pada halte. TransJakarta bekerjasama dengan JICA (Japan International Cooperation Agency) dalam pembuatannya. Transmitter – Receiver TX/RX 2B Pengiriman data pada rancang bangun ini menggunakan set Transmitter-Receiver (Transceiver set) yang biasa digunakan pada mainan remote control yaitu rangkaian
transmitter menggunakan IC TX-2B dan rangkaian receiver RX-2B. Fitur yang dimiliki oleh Transceiver set ini adalah :
Tegangan aktif / Vcc 1.5~5.0 Volt Arus stand-by yang rendah TX-2B memiliki fitur auto power-off Dapat dipasangkan dengan berbagai komponen pendukung lain.
Transceiver set ini memiliki 5 kontrol yang dapat dikirimkan untuk menggerakkan mainan remote control, dimana kontrol yang dimaksud adalah FORWARD, BACKWARD, RIGHT, LEFT, dan TURBO. Kelima kontrol tersebut dikirimkan melalui perantara kabel ataupun gelombang radio dengan frekuensi yang ditetapkan dalam bentuk Encoded Data. Encoded Data berbentuk sebuah word yang tersusun dari 8 nilai bit, dimana word pada setiap kontrol berbeda dan ada kontrol yang dapat digabungkan sehingga memiliki nilai Encoded Data yang baru.
Gambar 3. IC TX-2B dan RX-2B Transmitter TX-2B merupakan rangkaian yang memiliki fungsi mengirimkan data berupa kontrol yang dipilih pada pin kontrol IC TX-2B. Receiver RX-2B merupakan rangkaian yang memiliki fungsi menerima data berupa kontrol yang dikirimkan oleh Transmitter TX-2B. Pada receiver ini,
untuk setiap kontrol yang diterima, pin yang sesuai dengan kontrol tersebut akan berubah nilai logikanya. IC ini dilengkapi 2 inverter sehingga dapat disesuaikan dengan rangkaian output.
Mikrokontroler ATMega 8535
Mikrokontroler ATMEGA8535 termasuk dalam mikrokontroler keluarga AVR. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc Prosessor) merupakan salah satu perkembangan produk mikroelektronika dari vendor Atmel. AVR merupakan teknologi yang memiliki kemampuan baik dengan biaya ekonomis yang cukup minimal. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Mikrokontroler AVR merupakan mikrokontroler dengan arsitektur Harvard dimana antara kode program dan data disimpan dalam memori secara terpisah. Umumnya arsitektur Harvard ini menyimpan kode program dalam memori permanent atau semi permanent (non-volatile) sedangkan data disimpan dalam memori tidak permanent (volatile). Sehingga dengan arsitektur seperti ini tidak memori program mikrokotroler menjadi lebih terlindungi dari spike tegangan dan factor lingkungan lain yang dapat merusak kode program. Beberapa jenis AVR memiliki memori flash, EEPROM dan SRAM yang semuanya terintegrasi dalam satu IC, sehingga untuk aplikasi-aplikasi tertentu tidak akan memerlukan memori ekternal. Berikut ini adalah fitur-fitur yang dimiliki oleh ATMega 8535 :
130 macam instruksi, yang hamper semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz. 8 KByte Flash Memori, yang memiliki fasilitas In-system programming. 512 byte internal EEPROM. 512 byte SRAM. Programming Lock, fasilitas untuk mengamankan kode program. 2 buah timer/ counter 8-bit dan 1 buah timer/ counter 16bit. 4 channel output PWM. 8 channel ADC 10-Bit. Serial USART. Master/ Slave SPI serial interface. Serial TWI atau I2C. On-Chip Analog Comparator.
Modulasi Pengiriman data yang digunakan pada rancang bangun ini menggunakan gelombang radio yang dikirimkan dari transmitter (pengirim) ke receiver (penerima). Data-data dikirimkan melalui udara dengan frekuensi gelombang radio yang telah disesuaikan antara pengirim dan penerima. Frekuensi yang digunakan termasuk dalam kategori VHF (Very High Frequency) yaitu 27 MHz dan 40 MHz. Pengiriman data melalui gelombang radio ini menggunakan teknik modulasi data dari transmitter TX-2B dan akan di demodulasi pada RX-2B. Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi,
suatu informasi (biasanya berfrekuensi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa yang umumnya berupa gelombang sinus dengan frekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiodal yaitu amplitudo, fase, dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut diubah sesuai dengan sinyal informasi untuk membentuk sinyal termodulasi. Peralatan untuk proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk menerima dan mengembalikan menjadi informasi awal pada penerima disebut dengan demodulator. Terdapat dua jenis modulasi, yaitu modulasi analog dan digital. Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog. Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog : a. Modulasi berdasarkan ketinggian Modulasi Fase (Phase Modulation / PM) Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation / FM) b. Modulasi Amplitudo Double-sideband modulation with unsuppresed carrier Double sideband suppresed-carrier transmission Double sideband reduced carrier transmission Single sideband modulation Vestigial-sideband modulation Quadrature amplitude modulation Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital ke dalam sinyal carrier. Modulasi sebetulnya adalah proses pengubahan
karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) dari penghasil data sehingga dibentuk menjadi gelombang pembawa termodulasi (modulated carrier) yang memiliki ciri-ciri bit 1 dan 0 didalamnya. Dengan mengamati modulated carrier-nya, dapat diketahui urutan bit-nya disertai clock. Melalui proses modulasi digital ini, sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke dan diterima oleh penerima dengan baik. Pada dasarnya, terdapat 3 metode modulasi digital, yaitu : a. Amplitude Shift Keying (ASK) b. Frequency Shift Keying (FSK) c. Phase Shift Keying (PSK) PERANCANGAN SISTEM Cara Kerja Sistem “Rancang Bangun Pendeteksi Posisi Bus Transjakarta Menggunakan Geombang Radio” adalah sebuah konsep yang berbentuk sebuah trek dari busway Transjakarta dalam bentuk miniatur di mana terdapat Bus dan Halte Busway, serta 2 Pos posisi untuk memberitahukan posisi bus dari halte. Kedua pos diletakkan pada jarak tertentu dari halte secara berurut. Setiap objek memiliki perangkat gelombang radio yaitu :
Bus memiliki Transmitter 27 MHz, Pos Posisi 1 dan 2 memiliki Receiver 27 MHz dan Transmitter 40 MHz, Halte memiliki Recceiver 27 MHz dan 40 MHz
Konsep rancang bangun ini dibuat dengan pos posisi dan halte ditempatkan pada jarak tertentu dan bersifat statis. Sedangkan bus bergerak
dari jarak terjauh menuju ke halte. Secara umum urutannya adalah : 1. Bus menuju ke halte, dimana sepanjang jalur terdapat pos posisi dengan jarak yang telah disesuaikan. 2. Bus bergerak menuju area terjauh dari halte yaitu pos posisi 1. 3. Bus mengirimkan data keberadaan ke pos. selanjutnya pos posisi mengirimkan konfirmasi keberadaan bus ke halte. 4. Halte menerima data dari pos 1, kemudian menampilkan output bahwa bus sedang di area terjauh. 5. Bus selanjutnya bergerak ke area selanjutnya, yaitu pos posisi 2. 6. Sama seperti pada pos posisi 1, posisi 2 mengirimkan data, diterima oleh halte dan dimunculkan outputnya. 7. Bus tiba di halte.
kemudian akan menerima serta melakukan demodulasi sehingga data tersebut dapat menghasilkan output yang sesuai. Modulasi dilakukan untuk menggabungkan data dengan sinyal carrier yang dihasilkan dari pembangkit frekuensi yang dimiliki oleh perangkat transmitter. Bentuk modulasi yang digunakan pada perangkat tersebut dapat diketahui dengan melihat tampilan gelombang dari oscilloscope saat transmitter mengirim data. Kondisi pertama yang diuji dan selanjutnya akan dijadikan acuan adalah saat perangkat transmitter dinyalakan, namun tidak mengirimkan data.
Gambar 4. Tampilan Oscilloscope saat Tidak Ada Pengiriman Data Gambar 3. Cara Kera Rancang Bangun HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian akan dilakukan terhadap sistem pengirman dan penerimaan data antara Transmitter dan Receiver yang dimiliki oleh masingmasing objek dalam rancang bangun.
Selanjutnya oscilloscope akan digunakan untuk melihat gelombang sinyal carrier yang dimiliki oleh perangkat transmitter. Gelombang sinyal carrier ini juga dapat memberikan informasi frekuensi gelombang yang digunakan.
Pengujian Modulasi Data yang dikirimkan dari transmitter menuju receiver pada tiap perangkat mengalami proses modulasi, yaitu memasukkan data ke dalam sinyal gelombang radio transmitter. Receiver yang menerima sinyal termodulasi ini
Gambar 5. Tampilan Oscilloscope dari Sinyal Carrier
Hasil pengujian menunjukkan gelombang sinus yang kontinu dengan menggunakan skala 2 V/Div (sumbu X) dan 0.1 s/Div (sumbu Y). Untuk mengetahui frekuensi yang digunakan, maka harus diketahui dahulu perioda dari sinyal ini. Pada gambar dapat diketahui untuk terjadinya satu gelombang, waktu yang dibutuhkan adalah kurang dari 2 garis pada sumbu X. Dengan skala 0.1 s/Div maka dapat diperkirakan : Time = (< 2) of 5 bar from 1 Div (dibulatkan = 2 bar) T
= =
2/5 * 0.1 0.04 s
f
= = = =
1/T 1 / (0.04 * 10^-6) 1 * 10^8 / 4 25000000 Hz
Setelah dilakukan pengubahan skala, barulah terlihat terjadi perubahan bentuk dari gelombang. Perubahan bentuk yang dimaksud adalah muncul hilangnya amplitudo. Modulasi yang paling menyerupai bentuk perubahan gelombang ini adalah modulasi ASK, dimana data digital dalam bentuk digit 1 dan 0 disimbolkan dengan muncul hilangnya amplitudo. Pengujian Berdasarkan Posisi Bus Pada keadaan awal, bus tidak berada dalam area jangkauan deteksi dari semua perangkat penerima. Dalam keadaan ini, rangkaian LED pada halte tidak ada yang menyala.
= 25 MHz
Frekuensi yang diperkirakan adalah 25 MHz. Namun nilai ini tidak mutlak, dikarenakan nilai dari perioda adalah kurang dari 2 bar ( < 0.04 s). Sebagai catatan, perangkat transmitter yang digunakan pada percobaan ini tercatat memiliki frekuensi 27 MHz. Dengan demikian, dapat diambil kesimpulan bahwa frekuensi dari sinyal carrier telah diuji mendekati nilai 27 MHz. Selanjutnya adalah menguji output gelombang yang telah disisipkan data / termodulasi.
Gambar 7. Kondisi LED pada Halte saat Tidak Ada Bus Bus kemudian datang menuju pos posisi 1, yang menyebabkan receiver pada pos tersebut dapat menjangkau data yang dikirimkan dari bus. Aktifnya receiver menyebabkan transmitter pada pos ini ikut aktif dan mengirimkan data baru ke halte. Data baru ini diterima oleh receiver pada halte dan mengubah nilai logika pada pin yang terhubung dan menyebabkan LED Area Posisi 1 menyala.
Gambar 6. Tampilan Oscilloscope dari Output saat Pengiriman Data Gambar 8. Bus di Area Jangkauan Pos Posisi 1 dan Kondisi LED pada Halte
Setelah melalui pos posisi 1, bus akan menuju ke arah pos posisi 2. Pada jarak tertentu, kedua pos ini secara bersamaan mendapatkan data dari bus. Hal ini menyebabkan pergerakkan nyala LED secara bergantian. Ketika bus sudah tidak lagi masuk dalam jangkauan dari pos posisi 1 dan pada area jangkauan dari pos posisi 2, maka LED yang menyala hanyalah LED Area Posisi 2.
Bus pada akhirnya akan masuk ke area jangkauan halte. Dalam keadaan ini LED Area Halte akan menyala.
Gambar 10. Bus di Area Jangkauan Halte dan Kondisi LED pada Halte Gambar 9. Bus di Area Jangkauan Pos Posisi 2 dan Kondisi LED pada Halte
Berikut adalah tabel dari keseluruhan uji coba pemunculan output pada rancang bangun pendeteksi posisi bus :
Tabel 2. Hasil Uji Coba Pemunculan Output Berdasarkan Posisi Bus Posisi Bus Tidak Ada Bus Area Pos Posisi 1 Area Pos Posisi 2 Area Halte
Pos Posisi 1 Terima Kirim -
-
RIGHT LEFT 27MHz 40MHz -
-
-
-
Pos Posisi 2 Terima Kirim -
-
Halte Terima Output LED -
LEFT 40MHz RIGHT BACKWARD BACKWARD 27MHz 40MHz 40MHz RIGHT 27MHz -
-
Keterangan : merupakan urutan LED dari kiri ke kanan : Pos Posisi 1, Pos Posisi 2, Halte.
KESIMPULAN DAN SARAN Rancang bangun pendeteksi bus ini dibuat dengan tujuan memberikan gagasan konsep berupa layanan informasi keberadaan bus transjakarta kepada penumpang yang sedang menunggu bus di halte. Untuk mengetahui keberadaan bus, transmitter data diletakkan di dalam bus yang secara terus-menerus mengirimkan
data. Sepanjang jalur busway, terdapat beberapa pos posisi yang memiliki receiver untuk data yang dikirim oleh bus. Pos posisi ini akan mengirimkan informasi ke halte terdekat apabila bus telah berada di area pos tersebut untuk kemudian akan ada sebuah tampilan keberadaan bus di halte. Hasil pengujian alat ini menunjukkan bahwa sistem pengiriman data serta pemberi informasi
keberadaan bus dapat bekerja secara baik. Akan tetapi, masih memiliki kelemahan dalam hal jarak pengiriman data. Untuk menutupi kelemahan ini, dalam pembuatan sistem selanjutnya sebaiknya menggunakan perangkat transmitter-receiver yang memiliki jangkauan yang lebih luas dan stabil. DAFTAR PUSTAKA Anonim, Materi Panduan Praktikum Embedded System, Laboratorium Elektronika dan Komputer Universitas Gunadarma, Depok. 2008. Anonim, Materi Panduan Praktikum Mikroprosessor, Laboratorium Elektronika dan Komputer Universitas Gunadarma, Depok, 2008 Ilmawan Iman, Otomasi Pintu Air Dengan Peringatan Dini Meggunakan LCD Berbasis Mikrokontroler, Depok, 2010 Anonim, (Januari 2011), Tx-2B Rx-2B circuits - question about some components, (online documentation : http://edaboard.com/thread20024 3.html) Anonim, (September 2011), Simple RC Cars, (online documentation : http://members.shaw.ca/novotill/ RcCarsSimple/index.htm) Anonim, (Agustus 2011), 27 MHz Transmitters, (online documentation : http://talkingelectronics.com/proj ects/27MHZ%Transmitters/)
