MODEL SISTEM COUNTER MOBIL MENGGUNAKAN ULTRASONIK BERBASIS PROTOKOL IEEE 802.11 Prof. Dr. Ing. Soewarto Hardhienata, Mohamad Iqbal Suriansyah, M.Kom, Akbar Barokah Widi Jurusan Ilmu Komputer, Fakultas Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pakuan Bogor Email :
[email protected] ABSTRAK Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terjadi dengan cepat begitu juga dengan tingkat produksi kendaraan yang begitu besar sehingga tingkat kepadatan kendaraan pada setiap hari meningkat bahkan pada hari libur yang mengakibatkan tersendatnya laju lalu lintas pada setiap ruas jalan. Terutama tingkat kepadatan pada pintu tol yang ingin memasuki wilayah atau kota seperti contohnya banyak kendaraan yang ingin memasuki wilayah kota bogor pada waktu hari libur begitu banyak yang mengakibatkan kemacetan. Pada setiap harinya petugas pintu tol menghitung jumlah mobil yang memasuki jalan tol secara manual, untuk mengatasi permasalahan tersebut maka dibuatlah Model Sistem Counter Mobil Menggunakan Ultrasonik Berbasis Protokol IEEE 802.11, kelebihan yang di miliki system ini dapat menghitung jumlah kendaraan mobil yang memasuki pintu tol secara otomatis dan dapat dilihat hasil perhitungn jumlahnya pada smartphone android. pentinggnya informasi yang dibutuhkan oleh dinas Jasamarga mengenai jumlah Mobil yang memasuki jalan tol guna sebagai informasi mengetahui kapasitas pada jalan untuk menjadi acuan pengembangan jalan dan infrastukturnya Kata Kunci : Counter mobil, Ultrasonik dan Protokol IEEE 802.11 1.1
Latar Belakang Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terjadi dengan cepat begitu juga dengan tingkat produksi kendaraan yang begitu besar sehingga tingkat kepadatan kendaraan pada setiap hari meningkat bahkan pada hari libur yang mengakibatkan tersendatnya laju lalu lintas pada setiap ruas jalan. Terutama tingkat kepadatan pada pintu tol yang ingin memasuki wilayah atau kota seperti contohnya banyak kendaraan yang ingin memasuki wilayah kota bogor pada waktu hari libur begitu banyak yang mengakibatkan kemacetan. Pada setiap harinya petugas pintu tol menghitung jumlah mobil yang memasuki jalan tol secara manual, untuk mengatasi permasalahan tersebut maka dibuatlah Model Sistem Counter Mobil Menggunakan Ultrasonik Berbasis Protokol IEEE 802.11, kelebihan yang di miliki system ini dapat menghitung jumlah kendaraan mobil yang memasuki pintu tol secara otomatis dan dapat dilihat hasil perhitungn jumlahnya pada smartphone android. pentinggnya informasi yang dibutuhkan oleh dinas Jasamarga
mengenai jumlah Mobil yang memasuki jalan tol guna sebagai informasi mengetahui kapasitas pada jalan untuk menjadi acuan pengembangan jalan dan infrastukturnya. Perkembangan system otomatisasi menggunakan sensor telah berkembang. sebagai perkembangan maka sensor ultrasonik bisa menjadi alternatif untuk menghitung jumlah mobil yang melintas pada setiap ruas jalan, oleh karena itu dengan dibuatnya system ini diharapkan melengkapi kebutuhan akan fasilitas jalan tol yang efektif dan tidak ada ketidaktepatan perhitungn jumlah mobil. 1.2 Tujuan Penelitian ini bertujuan dalam mengetahui jumlah kendaraan yang melintas memasuki ke setiap daerah, yaitu sebagai acuan tingkat pengembangan jalan dan infrastrukturnya. 1.3 Ruang lingkup Untuk lebih terarah, perlu kiranya dibuat batasan masalah. Adapun ruang lingkup penelitian ini meliputi : 1. ppembuatan model sistem Counter Mobil berbasis mikrokontroler ATMega328 Arduino UNO R3.
2.
3.
BBluetooth HC pada sistem counter hanya dapat pairing dengan satu smartphone. Pembuatan model system counter mobil menggunakan sensor ultrasonic.
1.4
Manfaat Manfaat penelitian ini diantaranya : Diharapkan bisa menambah wawasan dalam hal pemrograman perangkat keras berbasis mikrokontroler khususnya interaksi dan komunikasi antara mikrokontroler dan perangkat telekomunikasi serta perangkat elektronik.Dan diharapkan pembaca bisa mendapatkan informasi dan wawasan mengenai pemrograman perangkat keras berbasis mikrokontroler serta berguna untuk membantu dalam pembuatan laporan. Tinjauan Pustaka Model Model adalah bentuk dasar atau bentuk awal dari suatu sistem. Setelah dioperasikan, model ditingkatkan terus hingga ke bentuk prototype sesuai dengan kebutuhan pemakai sistem yang juga meningkat (Eris Kusnadi, 2007). 2.1.2 Counter Counter merupakan rangkaian logika pengurut, karena counter membutuhkan karakteristik memori, dan pewaktu memegang peranan yang penting. Counter digital mempunyai karakteristik penting yaitu sebagai berikut : 1. Jumlah hitungan maksimum (modulus N-counter) 2. Menghitung ke-atas atau ke-bawah (up atau down - counter) 3. Operasi asinkron atau sinkron 4. Bergerak bebas atau berhenti sendiri
mikrokontroler, penggunaan jenis mikrokontrolernya berbeda – beda tergantung spesifikasinya. Pada Arduino Uno diguanakan mikrokontroler berbasis ATmega 328. Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya (Sainsmart 2015).
2.1 2.1.1
Counter dapat digunakan untuk menghitung banyaknya clock-pulsa dalam waktu yang tersedia (pengukuran frekuensi), Counter dapat juga digunakan untuk membagi frekuensi dan menyimpan data. 2.1.3
Arduino Uno Arduino Uno adalah board mikrokontroler yang di dalamnya terdapat
Gambar 1. Arduino Uno 2.1.4
Sensor Ultrasonik Sensor ultrasonik merupakan sensor yang bekerja dengan cara memancarkan suatu gelombang dan kemudian menghitung waktu pantulan gelombang tersebut. Kelebihan sensor ini ialah hanya membutuhkan 1 sinyal (SIG), selain jalur 5V dan ground. Sensor ultrasonik mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik (40 KHz) kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor ultrasonik memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan control dari mikrokontroler pengendali. ( Adhitya, Dedi, Tedy, 2015 )
Gambar 2. Sensor Ultrasonik Real Time Clock ( RTC ) RTC adalah modul untuk mengatur waktu yang sangat akurat I2C real-time clock (RTC) dengan osilator terintegrasi suhukompensasi kristal (TCXO) dan kristal. Input perangkat Menggabungkan baterai, lepaskan catu daya utama dan Menjaga ketepatan waktu yang akurat. Osilator terintegrasi 2.1.5
meningkatkan akurasi jangka panjang perangkat dan Mengurangi jumlah komponen dari garis output. Mempertahankan RTC detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan, dan informasi tahun. Kurang dari 31 hari bulan, tanggal akhir akan secara otomatis disesuaikan, termasuk koreksi untuk tahun kabisat. Jam Beroperasi di 24 jam Entah band emas / AM / PM dari format 12-jam. Menyediakan dua jam alarm dikonfigurasi dan kalender dapat diatur untuk output gelombang persegi. Alamat dan data serial melalui I2C Ditransfer bidirectional bus. ( saintmart, 2016 ).
Gambar 3. Modul Real Time Clock Bluetooth Penelitian ini menggunakan modul bluetooth seri HC-05 dengan koneksi serial ke dalam Arduino yang berada pada pin 0 dan 1 untuk Arduino Uno. Pin 0 sebagai receiver (penerima) sementara pin 1 sebagai transmiter (pengirim). HC-05 merupakan modul bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz. HC05 dapat dilihat pada Gambar 4. 2.1.6
Gambar 4. Modul Bluetooth Buzzer Buzzer adalah suatu alat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara. Pada umumnya buzzer digunakan untuk alarm, karena penggunaannya cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer akan mengeluarkan bunyi. Frekuensi suara yang di keluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5 KHz.( Albert Paul, Prinsip-prinsip Elektronika).
Gambar 5. Buzzer 2.1.8
Modul SD Card Modul Sd card adalah komponen yang dapat merekam data ataw menyimpan data. Modul ini juga memiliki soket MicroSD di sisi belakang, dan kami telah menguji 2Gb dan 4Gb MicroSD kartu terpasang di sana. Mereka bekerja OK dengan perpustakaan SdFAT. Kartu ini diformat FAT32 dan SD / HC.
Gambar 6. Modul Sd Card Android Android merupakan sebuah sistem operasi perangkat mobile berbasis linux yang mencakup sistem operasi, middleware, dan aplikasi. Beberapa pengertian lain dari Android, yaitu: a. Merupakan platform terbuka (Open Source) bagi para pengembang (Programmer) untuk membuat aplikasi. b. Merupakan sistem operasi yang dibeli Google Inc. Dari Android Inc. c. Bukan bahasa pemrograman, akan tetapi hanya menyediakan lingkungan hidup atau run time environment yang disebut DVM (Dalvik Virtual Machine) yang telah dioptimasi untuk device/alat dengan sistem memori yang kecil ( Putri Safrita, 2011 ) 2.1.9
2.1.7
Gambar 7. Android 3.1.
Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan dalam pembuatan Model Sistem Counter Mobil Menggunakn Ultrasonik Berbasis Protokol IEEE 802.11 adalah menggunakan
metode penelitian programing.
bidang
hardware
Gambar 11. Konfigurasi Model 3.1.2
Gambar 8. Metode Penelitian Hardware Programing 3.1.1
Perencanaan Penelitian Dalam perencanaan proyek penelitian, terdapat beberapa hal penting yang harus ditentukan dan dipertimbangkan, antara lain: 1. Penentuan topik Penelitian 2. Estimasi kebutuhan alat dan bahan 3. Estimasi anggaran 4. Kemungkinan penerapan dari aplikasi yang akan dirancang.
Penelitian Penelitian awal dari aplikasi yang akan dibuat, mulai dari pemilihan dan pengetesan komponen (alat dan bahan) yang akan digunakan, kemungkinan rancangan awal dan akhir yaitu “Model Sistem Counter Mobil Menggunakan Ultrasonik Berbasis Protokol Ieee 802.11”. 3.1.3 Pengetesan Komponen Dalam pengetesan pada komponen dilakukan pengetesan alat terhadap fungsi kerja komponen berdasarkan kebutuhan dari aplikasi yang akan dibuat. 3.1.4 Desain Sistem Mekanik Dalam perancangan perangkat keras, desain mekanik merupakan hal penting yang harus dipertimbangkan. Pada umumnya kebutuhan aplikasi terhadap desain mekanik antara lain : 1. Bentuk dan ukuran PCB (Printed Circuit Board) 2. Ketahanan dan fleksibilitas terhadap lingkungan 3. Penempatan modul-modul elektronik 4. Pengetesan sistem mekanik yang telah di rancang 5. Bentuk desain ukuran interface system
Gambar 9. Perencanaan Arsitektur
Gambar 12. Desain Sistem Mekanik Gambar 10. Diagram Blok Sistem Counter
3.1.5
Desain Sistem Listrik Dalam desain sistem listrik dan mekanis terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan, antara lain : 1. Sumber catu daya dan pembagian daya untuk masing-masing komponen 2. Kebutuhan tegangan dan arus untuk mikrokontrol, sensor dan actuator 3. Desain sekema rangkaian 4. Pengetesan system listrik yang telah dirancang 3.1.6 Desain Software Desain perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan perangkat lunak Arduino IDE, MS office, Fritzhing dan Visio, Sketchup 3.1.7 Tes Fungsional Tes fungsional meliputi pengetesan fungsional sistem yang telah terintegrasi antara desain listrik dan desain perangkat lunak. Tes ini dilakukan untuk meningkatkan performa dari perangkat lunak untuk memanage sistem elektrik dan meminimalkan Bugs dari sistem yang akan di buat. 3.1.8 Perakitan Modul listrik yang diintegrasi dengan software di dalam kontrolernya, diintegrasikan dalam struktur mekanik yang telah dirancang. Lalu dilakukan tes fungsional keseluruhan sistem. 3.1.9 Tes Fungsional Keseluruhan Pada tahapan ini dilakukan pengetesan fungsi dari keseluruhan sistem. Apakah dapat berfungsi sesuai dengan konsep atau tidak. Bila ada sistem yang tidak dapat bekerja dengan baik maka harus dilakukan proses perakitan ulang pada setiap desain sistemnya. 3.1.10 Applikasi Sistem Application untuk meningkatkan performa dari aplikasi yang telah dirancang. Optimasi ditekankan pada desain mekanik agar penggunaan lebih maksimal serta optimal. 4.1 Analisis Kebutuhan Hardware 1. Pemilihan Modul Microcontroler Modul yang di gunakan untuk membangun sistem ini menggunakan satu buah modul Microcontroler Arduino UNO R3, dengan kelebihan yang dimiliki chip utama IC microcontroller tipe ATMega 328 dan IC
microcontroller tipe CH340 sebagai prosesor utama memiliki 32 KB flash memory untuk menyimpan kode, selain itu terdapat chip ATMega 16U2 yang berfungsi sebagai jalur komunikasi USB yang dapat langsung terhubung dengan PC sehingga proses Flashing program dapat berlangsung lebih cepat, dan menjadi pilihan tepat dalam membangun sistem ini. 2. Pemilihan Sensor Sensor yang digunakan pada penelitian ini yaitu adalah sensor ultrasonic SR-04 yang di implementasikan pada sistem counter mobil untuk menghitung jumlah mobil yang melintas, dengan kelebihan yang dimiliki sesnsor ini mampu mengukur jarak denganbil dan akurat dibandingkan modul SR-05, SR-02, keakuratan yang dimiliki pada sensor itu mencapai 3,5 cm. Blind spot hanya terjadi pada jarak super dekat 2 cm yang bisa di deteksi = 2cm – 450cm, Tegangan = 5VDC, Arus statis = 2mA. 3. Pemilihan Modul Bluetooth Modul bluetooth ini digunakan untuk mengirim sinyal yang di pancarkan dan dapat diterima dengan smartphone android sebagi penerima laporan hasil dari sensor, pada sistem ini modul bluetoot yang di gunakan adalah modul Bluetooth HC-05 yang memiliki jarak maksimal 20 meter dengan halangan atau hambatan dan 25 meter pada ruangan terbuka tanpa hambatan untuk menerima sinyal, dengan spesifikasi sebagai berikut bluetooth versi 2.0, frekuansi sebesar 2.4 GHz, tegangan input antara 3.6 – 6V, besar arus pada pired 10mA serta dimensi yang kecil 5.57cm x 1.52cm. 4 Pemilihan Chasing Chasing yang digunakan dalam membangun sistem perhitungan counter mobil berbahan dasar akrilik karena memiliki beban yang ringan yang mempunyai sifat tidak mudah hancur.
5.1
Hasil Penelitian Pada tahap sebelumnya telah dijelaskan proses perencanaan hingga implementasi Model Sistem Counter Mobil Menggunakan Ultrasonik Berbasis Protokol IEEE 802.11. Model sistem counter ini di implementasikan dengan menggunakan modul – modul elektronik yang berukuran kecil sehingga penempatan komponen elektronik tidak memakan banyak tempat dan untuk menyesuaikan komponen-komponen yang berukuran kecil. Selain itu cashing model counter ini dibuat dengan menggunakan bahan dasar akrilik dengan ketebalan 3ml. Pembahasan Pada tahapa pembahasan sistem counter mobil akan di jelaskan bagaimana cara sistem dapat bekerja, mulai dari tahap menerima arus 9V hingga mengeksekusi perintah. Pada tahap awal sistem diberi daya melalui modul Arduino Uno dengan memberikan indikator LED berwarna merah sehingga menandakan bahwa daya telah masuk ke sistem dan memonitor kendaraan yang akan melintasi sensor ultrasonik, pada aplikasi terdapat berupa report berupa label yang berfungsi untuk melaporkan jumlah mobil yang melintasi sistem counter dengan indikator LED berwarna hijau aktif, lalu buzzer akan aktif sebagai alrm bahwa data jumlah kendaraan yang melintas telah di peroleh dan akan dikirimkan data kepada smartphone android yang telah terpairing degan sistem counter mobil. Tabel 3. Hasil Perhitungn Secara Langsung pada Jl. Otista
Pada tabel di atas ini merupakan jumlah hasil perhitungn secara langsung pada Jl.Otista dengan kondisi hari weekend dan jam sibuk aktifitas, yaitu pada jam 07.00 – 08.00 merupakan jam dimana saat aktifitas jalan tersebut sedang ramai dilintasi kendaraan bermotor untuk melakukan aktifitas kerja yang dimulai pada pagi hari, 12.00 – 13.00 yaitu
merupakan waktu dimana saat jam istirahat sedang berlangsung dimana aktifitas kendaraan mulai melintas , sedangkan 04.00 – 05.00 yaitu dimana saat arus lalu lintas sedang ramai dipadati kendaran bermotor karena pada waktu tersebut merupakan jam pulang kerja atau mengakhiri aktifitas. Berikut grafik dapat dilihat pada grafik 1. Grafik 1. Grafik hasil implementasi SSA (Sistem Satu Arah)
Berdasarkan grafik diatas menunjukan bahwa pada pukul 07.00 sampai 08.00 banyak kendaraan yang melintas pada jalur SSA Jl. Otista dibandingkan pada jam yang telah di tentukan sesuai pada grafik. Tabel 3. Hasil Perhitungn Secara Langsung Pada Keluar Gerbang Keluar Tol Jagorawi
Pada table di atas yaitu merupakan hasil dari perhitungan secara langsung pada pintu keluar jalan tol jagorawi yang mengarah pada jalan ciheleut, dari hasil table diatas dapat dilihat jumlah mobil yang melintas menunjukan pada hari weekend pukul 07.00 – 08.00 telah dipadati oleh mobil yang melintasi jalan tersebut dibandingkan pada waktu 12.00 – 13.00 dan 04.00 – 05.00 sore hari mulai dipadati kembali oleh mobil yang melintas. Grafik 2. Grafik hasil implementasi pada pintu keluar tol jagorawi
Dari hasil grafik diatas menunjukan tingkat penggunaan jalan pada hari weekend menunjukan pukul 04.00 – 05.00 sore hari
banyak dilintasi kendaraan mobil, adapun jenis mobil yang melintas yaitu rata – rata minibus. 6.1 Kesimpulan Kesimpulan dari peneliitian ini model sistem counter mobil menggunakan ultrasonik berbasis protokol IEEE 802.11 yaitu model ini menggunakn modul Arduino UNO R3 ATMega 328, modul bluetooth, model sd card, modul real time clock, dan sensor ultrasonik, dan input sistem ini menggunakan sensor ultrasonik yang akan di tampilkan melalui modul bluetooth kepada smartphone android sebagai monitoring kendaraan mobil. Sistem aplikasi akan menerima report berupa jumlah kendaraan yang melintas dan data yang telah direkam oleh sistem counter akan disimpan kepada SD card melalui modul sd card data yang tampil yaitu berupa jumlah mobil hari,waktu, sampai tanggal. Sedangkan jarak jangkauan modul bluetooth untuk bisa pairing dan menerima data tanpa penghalang yaitu maksimal 10 meter. Diharapkan dengan dibuatnya model sistem counter mobil ini dapat menambah daya guna teknologi dan melengkapi kebutuhan akan sistem penrhitungn jumlah mobil yang efektif, sistem ini telah melalui tahap uji coba diantaranya, uji coba struktural, uji coba fungsional, dan uji coba validasi. Setelah dilakukan perhitungan secara langsung maka hasil yang telah didapat dari jumlah perhitungan secara langsung pada Jalan Otista dan Pintu keluar tol jagorawi mengalami peningkatan pada pengguna jalan pada setiap hari weekend. 6.2 Saran Model sistem counter mobil menggunakan wireles sensor network (wsn), ultrasonik berbasis protokol ieee 802.11 ini masih belum sempurna sehingga membutuhkan penyempurnaan agar sistem memiliki nilai fungsional kompleks berikut ini adalah beberapa saran yang dapat dikembangkan antara lain : 1. Mekanisme sistem counter inidapat dibuat lebih kompleks dengan menambahkan GSM Shield untuk mengirim laporan hasil perekaman data yang lebih jauh jangkauannya dari modul bluetooth.
2. Bahwa model yang dibuat akan diimplementasikan pada kondiri lapangan atau jalan raya ridak bisa menggunakan satu sensor saja dikarenakan lalulintas tidak hanya satu mobi saja yg melintas maka lebih baik menggunakan lebih dari satu sensor yang digunakan untuk menghitung kendaraan secara langsung. DAFTAR PUSTAKA Ade Pramono, Ary Mazharuddin, & Hudan Studiawan. 2013. Aplikasi Pemantauan Lalu Lintas Mobil Dengan Menggunakan Sensor Gerak Dan Mikrokontroler Arduino. Eris
Kusnadi. 2007. Prototype Produk (https://eriskusnadi.wordpress.com 15 Januari 2016).
Maribun Sibarani. 2008. Implementasi Sistem Wireles Sensor Network Berbasis Internet Protokol (IP) untuk pemantauan tingkat polusi udara. Muhammad Rizki Samsul Ariefin, Cucu Suhery, Yulrio Brianorman. 2014. Sistem Real-Time Untuk Manajemen Mobil Antarkota Menggunakan Node Js Berbasis Tcp/Ip. Ruri Hartika Zain. 2013. Sistem Keamanan Ruangan Menggunakan Sensor Passive Infra Red (Pir) Dilengkapi Kontrol Penerangan Pada Ruangan Berbasis Mikrokontroler Atmega8535 Dan Real Time Clock Ds1307 Sainsmart. 2015. Datasheet Ultrasonik, Lenexa, Kansas. Amerika serikat. Sainsmart. 2015. Real Time Clock, Lenexa, Kansas. Amerika serikat. Sainsmart. 2015. Bluetooth, Lenexa, Kansas. Amerika serikat. Seno Adi Putra. 2012. Sistem Multiagent Pada Wireless Sensor Network.
