PERANCANGAN PROTOTYPE SISTEM PENGENDALI LAMPU LALU LINTAS PADA MODEL SIMPANG EMPAT

JETri, Volume 9, Nomor 1, Agustus 2009, Halaman 49 - 68, ISSN 1412-0372

PERANCANGAN PROTOTYPE SISTEM PENGENDALI LAMPU LALU LINTAS PADA MODEL SIMPANG EMPAT Kuat Rahardjo TS, Endang Juana & Hilman Suwatri* Dosen-Dosen Jurusan Teknik Elektro-FTI, Universitas Trisakti Abstract This paper describes the prototype design of traffic lights controller for several intersection model which in this paper is implemented for a 4 intersections model. This prototype is using MCS51 Microcontroller Family to control the 4 intersection traffic lights lighting sequence. In this prototype the duration of the lighting sequence are adjustable to cater for different timing need of an intersection. To be able to cater for different intersections there are supporting component needed such as Keypad and LCD for for setting up timing sequence; SEEPROM for storing in setting data and duration for each timer; Decoder as an expander output port for lighting up the traffic lights and 7-segment as the indicator of remainder of duration of time in one direction before change of light. All process is supported by software implemented in Assembly Language. Keywords: microcontroller, timer, traffic lights

1. Pendahuluan Mengacu materi terbitan JETRI Volume 6, Nomor 1, Agustus 2006, pada materi ini merancangan prototype sistem Pengaturan lampu lalu lintas pada suatu persimpangan dapat berubah sesuai dengan situasi dan kondisi lalu lintas yang dihadapi menggunakan mikrokontroler Atmel 89S52. Agar dapat melakukan perubahan pada jumlah pewaktu yang di butuhkan serta berapa lama masing-masing pewaktu harus aktif pada suatu karakteristik persimpangan, digunakan Keypad dan LCD Dot Matrix(16x2) untuk memasukkan set tersebut. Penyimpanan data set didalam SEEPROM yang membutuhkan 2 jalur I/O, 7-segmen sebagai penampil sisa waktu sebelum terjadi perubahan warna lampu pada setiap ruas jalan, dan dekoder yang berfungsi sebagai output expander untuk mencukupi jumlah output port yang terbatas pada 89S52. Perencanaan sistem, meliputi perangkat keras pengendali Lampu Lalu-Lintas, perangkat lunak, pembuatan prototype rangkaian dan model persimpangan. (Wikipedia. Traffic Light, 7 November 2008: 22.09 WIB)

* Alumni Jurusan Teknik Elektro FTI, Universitas Trisakti


2. Perancangan perangkat keras pengendali Lampu Lalu-Lintas Perancangan perangkat keras untuk membentuk prototype rangkaian yang tepat guna sehingga dapat beroperasi dengan baik dan bebas dari gangguan perubahan waktu dari orang yang tidak bertanggung jawab. Mikrokontoler ATMEL 89S52 memiliki 4 Port yang terdiri dari 32 jalur I/O saja. Perlu diketahui berapa banyak kebutuhan jumlah jalur setiap devais yang dipergunakan (Atmel Corporation, 7 November 2008: 19.22 WIB: np) sebagai berikut: • Keypad 16 tombol yang dipergunakan untuk memasukkan data seting pola penyalaan lampu lalu-lintas, yang meggunakan 8 buah jalur port. • Seting jumlah pewaktu dan selang waktu pada masing-masing pewaktu telah sesuai dengan karakteristik persimpangan jalan, diberikan oleh tampilan yang berupa LCD dengan 2 baris x 16 karakter, yang membutuhkan 8 jalur port untuk data dan 3 jalur untuk kontrol. • Penyimpan data seting, dipergunakan SEEPROM type 2416 dengan 2 jalur port. (Wikipedia. Traffic Light, 7 November 2008: 22.09 WIB). • Jumlah pewaktu yang disediakan pada sistem sebanyak 32 buah (T0 s/d T31) agar dapat memenuhi kompleksitas setiap karakteristik persimpangan jalan. Oleh karena itu membutuhkan sebanyak 32 jalur output. Saat hanya memiliki sebuah output yang aktif sesuai dengan Tx, maka dapat ditambahkan rangkaian dekoder dari 5 jalur port manjadi 32 buah output Tx. • Tampilan sisa selang waktu pada setiap ruas jalan dipergunakan 7segment, agar kebutuhan jumlah jalur data dapat dihemat, maka dinyalakan dengan sistem scaning. Dengan metoda ini, jumlah jalur data yang dibutuhkan hanya 7 buah, dengan asumsi 2 buah 7-segmen pada setiap ruas jalan yang berfungsi untuk manampilkan 2 sampai 3 digit jumlah detik yang tersisa sebelum lampu berubah warna, maka dipersiapkan sebanyak 32 buah 7-segmen yang dikendalikan oleh dekoder dari 5 jalur port manjadi 32 buah output ke masing-masing kaki com dari 7-segmen. Dengan perhitungan ini selain dibutuhkan 38 jalur port juga dibutuhkan: - Mikrokontroller pemrogram untuk memprogram jumlah pewaktu yang dipergunakan pada pengendalian lampu lalu-lintas suatu persimpangan, serta mengisi selang waktu pada setiap pewaktu yang dipergunakan. - Mikrokontroller pengendali lampu lalu-lintas untuk menjalankan urutan pewaktu yang harus bekerja menyalakan lampu, menyalakan 7-segment serta menjumlahkan selang waktu dari beberapa pewaktu yang dipergunakan untuk penyalaan sebuah warna lampu sehingga tampilan

50

Kuat Rahardjo TS , Endang Juana & Hilman Suwatri. Perancangan Prototype Sistem Pengendali

pada 7-segment dapat menunjukkan sisa waktu yang tersisa sebelum terjadi perubahan pada warna lampu yang menyala. Mikrokontroller ini bekerja mandiri tanpa mikrokontroler pemrogram. Perancangan dalam bentuk diagram blok adalah seperti pada Gambar 1. SCL SEEPROM

µC1 Rangkaian Tampilan LCD Untuk Editing/Setting

SDA

SDA

SCL

Keypad 4x4

Komunikasi serial

µC2 Decoder 5 to 32 bit

Rangkaian kemudi Lampu lalu lintas

DATA

Decoder 5 to 32 bit

SELECTOR

Rangkaian 7-segment indikator waktu nyala lampu

Gambar 1. Diagram blok sistem pengendali lampu lalu lintas Perubahan selang waktu maupun jumlah pewaktu karena terjadi perkembangan pada persimpangan, maka mikrokontroller pemrogram dihubungkan dengan mikrokontroller pengendali lampu lalu-lintas, dan setelah selesai pemrograman dapat dilepaskan, sehingga rangkaian pemrogram dapat dibuat dengan jumlah sedikit dan berfungsi sebagai pengaman perubahan seting dari pihak yang tidak berwenang.

51


2.1. Perancangan Rangkaian Mikrokontroller Pemrogram. Rancangan rangkaian mikrokontroller pemrogram yang terdiri dari keypad, LCD, dan SEEPROM sehingga hasil kajian urutan pewaktu pada suatu persimpangan jalan dapat disimpan lebih dulu. Saat penerapan urutan pewaktu yang baru pada rangkaian pengendali lampu lalu-lintas suatu persimpangan dapat dilakukan dengan cepat dan diharapkan tidak mengganggu kalancaran lalu-lintas dipersimpangan tersebut. Dengan pemisahan ini, jumlah jalur port mikrokontroler masih tersisa maka hubungan antara mikrokontroler dengan keypad, LCD dan SEEPROM seperti pada Gambar 2.

Gambar 2. Rangkaian mikrokontroler pemrogram

52


2.2. Perancangan Rangkaian Mikrokontroller Pengendali Lampu LaluLintas Saat catu daya dihubungkan, mikrokontroler akan memuat data nilai pewaktu yang dipakai dari SEEPROM AT2416 ke internal memory, jika nilai pewaktu belum ada, maka mikrokontroller pengendali lampu lalulintas dalam kondisi standby dengan nenyalakan lampu kuning berkedip yang dipersiapkan pada pewaktu terakhir. Pewaktu mikrokontroler pengendali lampu lalu-lintas disediakan sebanyak 32 buah, yang diperoleh dari 5 jalur output port yang didekode sehingga menjadi 32 jalur output pewaktu T0 sampai dengan T31. Karena pewaktu T31 dipersiapkan untuk standby maka total pewaktu yang dapat dipakai untuk membentuk siklus penyalaan lampu lalulintas adalah dari T0 sampai dengan T30. Hubungan antara SEEPROM dengan mikrokontroler butuh 2 jalur port. 7-segmen menunjukkan sisa selang waktu sebelum terjadi perubahan warna lampu lalu-lintas. Pada sistem ini disediakan 32 buah 7-segmen, dengan asumsi sebuah persimpangan maksimum tersiri dari maksimum 10 ruas jalan atau 10 pasang tiang lampu lalu-lintas. Jika setiap ruas jalan menggunakan waktu lebih dari 100 detik yang berarti indikator sisa selang waktu terdiri dari 3 digit angka, maka yang dibutuhkan hanya sebanyak 30 buah 7-segmen. Ke 32 buah 7-segmen ini dinyalakan menggunakan metode scaning yang hanya menyalakan satu buah 7-segment pada satu saat, dengan data untuk menampilkan angka dikirim melalui 7 jalur output port. Saat 7-segmen menyala maka kaki common pada 7-segmen tersebut saja yang memperoleh tegangan 0 volt sedang kaki common dari 7-segmen yang lain terputus. Dekoder yang dipakai berasal dari 5 output port menjadi 32 jalur. Rangkaian dekoder menggunakan IC 74 LS138 dengan rangkaian seperti pada Gambar 3. (pada halaman berikut) dengan input dekoder A0 sampai dengan A4 berasal dari 5 jalur output port yang ditugaskan sebagai pewaktu maupun penyala 7-segmen. (Boylestad, Robert, dan Louis, Nashelky, 1996: np).

53


A0 A1 A2

A3 A4 +

+

A0 A1 A2 E1

E2

E3

A0 A1 A2 E1

+

E2

E3

A0 A1 A2 E1

+

E2

E3

A0 A1 A2 E1

E2 E3

LS138

LS138

LS138

LS138

O0 01 O2 03 O4 05 O6 07

O0 01 O2 03 O4 05 O6 07

O0 01 O2 03 O4 05 O6 07

O0 01 O2 03 O4 05 O6 07

T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7

T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15

T16 T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23

T24 T25 T26 T27 T28 T29 T30 T31

Gambar 3. Rangkaian decoder 5 bit ke 32 sebagai output pewaktu dan 7-segment Maka jumlah jalur port melebihi dari yang dibutuhkan, sehingga rangkaian mikrokontroler pengendali lampu lalu-lintas dipilih seperti pada Gambar 4. pada halaman berikut. Dari gambar rangkaian dapat dilihat bahwa A0 – A4 pada dekoder 7-segmen terhubung ke port P0.0 – P0.4 dan pada dekoder pewaktu terhubung ke P2.0 – P2.4. Output pada dekoder pewaktu dimasukkan photo coupler yang berfungsi sebagai isolator tegangan antara tegangan operasi mikrokontroler dan tegangan untuk menyalakan lampu. Transistor output dari photo coupler pada kaki colector dikenakan pada tegangan 12 volt yang dipilih sebagai tegangan lampu, sedang kaki emitor merupakan output pewaktu, masing-masing output setiap pewaktu T0 sampai dengan T31 diberi 3 buah diode yang dipergunakan untuk melakukan operasi OR pada lampu lalu-lintas.

54


Gambar 4. Rangkaian Mikrokontroller Pengendali Lampu Lalu-lintas

55


Jika lampu yang dipergunakan memiliki tegangan yang lebih besar atau arus yang cukup besar, maka sebagai driver mempergunakan rele 12 volt dengan kontak rele yang dipergunakan untuk menyalakan lampu lalulintas. (Boylestad, Robert, dan Louis, Nashelky, 1996: np). Gambar rangkaian untuk menjelaskan hubungan ini dapat dilihat pada Gambar 5. 12 V Vcc 5V

R 300

R 300

R 300

R 300

R 300

R 300

R 300

R 300

Jumper J1

CON 32 0 1 2 3

D0 D1 D2 D3

D 28 28 D 29 29 30 D 30 31 D 31

T0

T1

T2

T3

T 28

T 29

T 30

T 31

220 V Rele R

R

Kontak Rele R L Lampu

Netral

Gambar 5. Contoh hubungan OR dan pemakaian rele sebagai driver Lampu 3. Perancangan Perangkat Lunak Prototype Pengendali Lampu LaluLintas Untuk menyusun program harus memahami cara pengoperasian dari sistem secara keseluruhan, yang selanjutnya diterjemahkan dalan urutan perintah dari bahasa pemrograman yang dipergunakan. Pada prototype pengendalian lampu lalu-lintas, program dituliskan dalam bahasa assembly, menggunakan editor Pinacle52. Editor ini telah dilengkapi dengan simulator sehingga program yang telah ditulis dapat diuji terlebih dahulu sebelum perangkat keras selesai dikerjakan.

56


Simulator juga dilengkapi fasilitas melacak kesalahan dengan menggunakan Break Point dan petunjuk pemakaian waktu, sehingga dapat dihitung selang waktu dari satu break point ke break point berikutnya. Perancangan program dibuat untuk Mikrokontroler pemrogram dan mikrokontroler pengendali lampu lalu-lintas. (Atmel Corporation, 7 November 2008: 19.22 WIB: np) 3.1. Perancangan Program pada Mikrokontroler Pemrogram Perancangan program berdasarkan uraian pada Perancangan Rangkaian mikrokontroller pemrogram, menggunakan perintah yang diberikan melalui penekanan tombol A,B,C,D, dan *. Khusus untuk tombol B dan C, memiliki fungsi ganda. Pada perancangan mikrokontroller program dapat diberi perintah yang dilakukan melalui keypad 16 tombol. Tombol 0 sampai 9 dipergunakan untuk memasukkan nilai desimal 0 sampai 9, sedangkan tombol yang lain dipergunakan sebagai tombol perintah, dengan rincian sebagai berikut:  Tombol A berfungsi untuk memilih proses memasukkan data selang waktu pada sejumlah pewaktu yang dipergunakan dalam menyusun siklus pengendali lampu lalu-lintas. Cara pengoperasian pengisian nilai pewaktu setelah tombol A ditekan adalah sebagai berikut: - Setelah tombol A ditekan, pada LCD tampil “Jumlah pewaktu = _ “ Pada _ diisi dengan angka jumlah pewaktu yang dipakai yang diikuti dengan tombol * selanjutnya LCD menampilkan T0 yang harus diikuti memasukkan jumlah detik pewaktu T0, nilai maksimum terdiri dari 3 digit dengan menekan tombol angka 0 sampai 9 (999 detik). - Setelah nilai waktu dimasukkan tekan tombol * yang berfungsi untuk menyimpan nilainya kedalam SEEPROM lalu tampilan menunjukkan pewaktu yang berikutnya dan siap untuk diisi seperti diatas. - Jika terjadi kesalahan dalam memasukkan nilai selang waktu, dilakukan dengan menekan tombol C, maka nilai akan terhapus secara bertahap mulai dari digit terakhir. - Jika jumlah pewaktu yang dipergunakan telah diisi secara keseluruhan, maka pada tampilan pewaktu selanjutnya dilakukan penekanan tombol B yang berarti kembali ke menu awal siap menerima perintah selanjutnya.

57


- Jika terjadi perubahan nilai pada suatu nomor pewaktu pada masa yang akan datang, yang berarti SEEPROM telah memiliki nilai pewaktu, maka penekanan tombol * hanya menaikkan nomor pewaktu tanpa mengubah data nilai waktu yang ada. Setelah nomor pewaktu yang akan diubah dicapai maka perubahan dilakukan dengan mengisi nilai yang baru. Selanjutnya dengan tombol * diikuti tombol B.  Tombol B memiliki fungsi ganda, pada saat sistem reset berarti perintah untuk melakukan pengiriman data dari SEEPROM mikrokontroler pemrogram yang telah dipersiapkan sebelumnya ke SEEPROM mikrokontroller pengendali lampu lalu-lintas.  Tombol C untuk memberi perintah menjalankan urutan pewaktu yang telah dimasukkan ke SEEPROM yang terletak pada mikrokontroller pengendali lampu lalu-lintas tanpa melalui tombol reset.  Tombol D sebagai tombol perintah menghitung jumlah waktu sesuai dengan nomor pewaktu yang dipakai untuk menyalakan suatu warna lampu pada satu ruas jalan persimpangan, hasilnya ditampilkan di 7segment yang terpampang pada ruas jalan tersebut yang secara bertahap akan berkurang setiap detik. Siklus penyalaan sebuah warna lampu saat memulai (START) dapat berbeda dengan siklus berikutnya yang akan berulang secara kontinyu (CONT). Tampilan LCD operasi penjumlahan nilai pewaktu memiliki beda yaitu START xy = T_ dan CONT xy = T_. Simbol huruf x berarti nomor ruas jalan yang ditetapkan untuk menampilakan nilai selang waktu hasil penjumlahan angka x ini dimulai dari 0 sampai dengan 9 yang berarti jumlah ruas jalan atau set tiang lampu maksimal adalah 10 set. Sedang huruf y berarti nomor urut penyalaan warna lampu Hijau, Kuning dan Merah pada suatu ruas jalan, pada persimpangan sering kali memiliki perbedaan urutan penyalaan warna lampu kuning, yaitu perubahan dari merah ke hijau tidak diselingi warna kuning atau sebaliknya dan sehingga y hanya terdiri dari angka 1, 2 dan 3 saja. Jika pada persimpangan diberikan warna kuning untuk setiap perubahan warna merah ke hijau dan sebaliknya maka nilai y terdiri dari 1, 2, 3, dan 4. Untuk memggeneralisasi prototype ini maka dipergunakan nilai y sampai dengan 4, sehingga dapat dipergunakan pada y sampai dengan 3 dengan mengisikan nomor pewaktu yang terakhir yang berarti = nilai 0.

58


Inisialisasi

A key? Yes Masukan jumlah pewaktu X < 30 then * key

Masukan max 3 digit nilai Tn then * key

No

B key?

No

Yes

C key? Yes Kirim data SEEPROM ke pengendali

Set serial komunikasi

No

No

D key?

No

Yes Jumlah nilai waktu untuk L Y Y = Tp +Tq+...+Tz

Y= Y+1 End data? Yes

B key ? No

n = X-1 ? No n=n+1

B Key ? No

End Y ?

No

Yes Keterangan: X : Jumlah pewaktu yang dipakai n : nomor pewaktu yang diisi selang waktu Y : nomor lampu lalu-lintas. Misal MBT = L1 p, q, ......z : nomor pewaktu yang dipalai menyalakan lampu ke Y

Gambar 6. Flow Chart program mikrokontroler pemrogram Setelah tombol D ditekan, pada LCD akan tampil kata START 01 = T_ yang siap diisi dengan nomor pewaktu yang akan di jumlahkan pada ruas jalan nomor 0. Setelah “_” diisi dengan nomor pewaktu, maka diikuti dengan tombol # pengganti tanda +. Jika seluruh nomor pewaktu untuk nilai tampilan 01 telah selesai dimasukkan maka diikuti dengan penekanan tombol * untuk melakukan proses penjumlahan dan menyimpan hasil penjumlahan kedalam SEEPROM. Selanjutnya pada LCD akan tampil START 02 = T_. Jika telah selesai pengisian lanjut dengan menekan tombol *, sampai dengan LCD menampilkan START 04 = T_. Maka penekanan tombol *, masuk ke ruas jalan nomor 1 yang menampilkan START 11 = T_ dan seterusnya.

59


Setelah selesai memasukkan siklus START maka untuk memasukkan penjumlahan nilai pewaktu kontinyu dilakukan dengan menekan tombol C. Jika telah selesai seluruhnya, maka dilakukan penekanan tombol B untuk kembali ke menu utama. 3.2. Perancangan Program Pada Mikrokontroler Pengendali Lampu Lalu-Lintas Fungsi utama mikrokontroler pengendali lampu lalu-lintas adalah untuk mengaktifkan sejumlah pewaktu yang telah ditentukan secara berturutan yang akan terus berulang dan menampilkan data pada 7-segmen sesuai sisa selang waktu penyalaan warna suatu lampu di setiap ruas jalan. Untuk mengaktifkan pewaktu secara berturutan, harus diketahui lebih dulu jumlah pewaktu yang dipergunakan. Saat inisialisasi harus diperiksa jumlah pewaktu yang dipergunakan. Jumlah pewaktu ini harus memiliki nilai antara 1 sampai dengan 30, selain nilai tersebut, dianggap data tidak benar dan pengendali akan menjalankan program standby dengan menyalakan lampu kuning berkedip pada pewaktu yang terakhir T31. Data berikutnya penyalaan 7-segmen pada setiap ruas jalan. Jumlah lampu lalu-lintas pada setiap set tiang 3 buah warna lampu maka jumlah data yang akan dikirimkan ke 7-segmen harus kelipatan 3. Sebagai contoh, pada implementasi yang akan diuraikan pada tulisan ini, memiliki 2 x 3 ruas jalan yang dapat dirangkum menjadi 3 set pola penyalaan untuk ruas jalan tersebut sebagai berikut: • Ruas jalan Utara-Selatan (US) dan sebaliknya memiliki lampu-lampu berikut: Merah US (MUS), Kuning US (KUS) dan Hijau US (HUS) • Ruas jalan Barat-Timur (BT) dan sebaliknya memiliki MBT, KBT dan HBT • Ruas jalan Barat-Selatan (BS) dan Timur-Utara, memiliki MBS, KBS dan HBS Data penyalaan 7-segmen harus memiliki 3 X 3 set data yang akan ditampilkan, masing-masing data harus di hitung jumlah detiknya oleh mikrokontroler pemrogram. Pada modul pengendali, perancangan program tergantung jumlah ruas jalan untuk mempersiapkan penunjuk lokasi memori dari data yang ditampilkan ke 7-segmen, karena sisa nilai selang waktu menyalanya sebuah lampu di satu ruas jalan tidak sama. Jika sudah sama dengan nol harus diisi dengan nilai awal selang waktu warna lampu berikutnya, demikian pula pada ruas jalan yang lain.

60


Proses penjumlahan pada mikrokontroler pemrogram harus memperhatikan urutan siklus penyalaan warna lampu pada setiap ruas jalan. Demikian pula pada saat awal yaitu setelah reset, selang waktu penyalaan sebuah warna lampu berbeda dengan setelah siklus awal berlangsung. Perbedaan ini telah dijelaskan pada pembahasan perancangan program pada pengendali lampu lalu-lintas. Perancangan program mikrokontroler pengendali lampu lalu-lintas digambarkan dalam bentuk Flowchart seperti Gambar 7. Inisialisasi Yes Ambil data

Nyalakan kuning berkedip

No

No

Ambil data dari SEEPROM

Apakah jumlah pewaktu valid

Yes Siapkan data tampilan 7-segmen jumlah waktu untuk setiap warna lampu

Jalankan urutan pewaktu dan tampilkan sisa selang waktu ke 7-segmen

Ada perubahan?

No

Yes

Gambar 7. Flowchart program mikrokontroler pengendali lampu lalu-lintas 4. Implementasi Prototype Sistem Pengendali Lampu Lalu-Lintas Pada Model Simpang Empat Dengan Siklus Waktu Yang Dapat Diprogram Pada model Simpang empat seperti pada Gambar 8. pada halaman berikut diandaikan bahwa ruas jalan pada Utara ke Selatan dan sebaliknya kendaraan kendaraan tidak diperkenankan untuk belok kanan, sedang dari pada Barat ke Timur dan sebaliknya, membutuhkan fasilitas tambahan dapat belok kanan, sehingga dari arah Barat dapat berbelok ke Selatan dan dari Timur dapat ke Utara.

61


BT

US

BS

US

U

BT

BS

Gambar 8. Model simpang empat. Dengan urutan ini, maka penyalaan lampu lalu-lintas untuk ruas jalan: • Arah Barat ke Timur (BT) dan sebaliknya Timur ke Barat adalah sama. • Arah Barat ke Selatan (BS) dan Timur ke Utara adalah sama. • Arah Utara ke Selatan (US) dan sebaliknya Selatan ke Utara adalah sama. Urutan penyalaan lampu yang memperlihatkan pola penyalaan lampu lalu-lintas dari setiap ruas jalan perlu disusun dalam diagram siklus urutan aktifnya pewaktu dan warna lampu yang menyala. Diagram ini terdiri dari penyalaan lampu untuk: • Penyalaan lampu untuk arah Barat-Timur, terdiri dari lampu Merah Barat Timur (M.BT), Kuning Barat Timur (K.BT) dan Hijau Barat Timur (H.BT). • Penyalaan lampu untuk arah Barat-Selatan, terdiri dari lampu Merah Barat Selatan (M.BS), Kuning Barat Selatan (K.BS) dan Hijau Barat Selatan (H.BS). • Penyalaan lampu untuk arah Utara-Selatan yang terdiri dari lampu Merah Utara Selatan (M.US), Kuning Utara Selatan (K.US) dan Hijau Utara Selatan (H.US).

62


Pada cantoh implementasi, susunan diagram urutan pewaktu yang aktif dan nyala lampu lalu-lintas dapat dilihat seperti pada Gambar 9. pada halaman berikut:

M.BT K.BT H.BT M.BS K.BS H.BS M.US K.US H.US

T0

T1T2

: Merah

T3

T4T5

: Kuning

T6

T7T8

T0

: Hijau

Gambar 9. Diagram urutan waktu penyalaan lampu lalu-lintas Dari diagram ini jika dipotong-potong sesuai dengan selang waktu nyala setiap warna lampu lalu-lintas maka didapat 9 pewaktu yang harus aktif secara berulang yaitu T0 sampai dengan T8. Setelah jumlah pewaktu diketahui, langkah berikut adalah mengisi nilai pada masing-pewaktu yang dipergunakan. Ruas jalan Barat- Timur (BT) adalah ruas jalan dengan x nomor 0, sedang Barat-Selatan (BS) adalah ruas jalan dengan x nomor 1 dan yang terakhir ruas jalan Utara-Selatan (US) adalah ruas jalan dengan x nomor 2. Jika dicontohkan nilai masing masing pewaktu T0;T3 dan T6 = 20 detik dan T1; T2; T4; T5; T7 dan T8 = 2 detik, maka proses perhitungan sisa selang waktu yang ditampilkan pada 7-segmen dilakukan dengan menekan tombol D maka pada LCD akan tampil START 01 = T_ dan dengan pengisian nomor pewaktu yang diikuti tombol # untuk banyak pewaktu maupun langsung dengan tombol * untuk pewaktu tunggal adalah sebagai berikut:

63


Dimulai dari urutan H.BT yang pertama kali menyala pada ruas jalan 0 START 01 = T0 berarti 20 detik START 02 = T1 berarti 2 detik START 03 = T2#T3#T4#T5#T6#T7 berarti 48 detik START 04 = T8 berarti 2 detik Pada ruas jalan Barat-Selatan dimulai dengan M.BS sebagai nomor ruas jalan 1 START 11 = T0 # T1 berarti 22 detik START 12 = T2 berarti 2 detik START 13 = T3 berarti 20 detik START 14 = T4 berarti 2 detik Pada ruas jalan Utara-Selatan dimulai dengan M.US sebagai nomor ruas jalan 2 START 21 = T0#T1#T2#T3#T4 berarti 46 detik START 22 = T5 berarti 2 detik START 23 = T6 berarti 20 detik START 24 = T7 berarti 2 detik Setelah pengisian nilai start maka dilanjutkan pengisian nilai kontinyu dengan menekan tombol C sehingga tampilan pada LCD akan tampil CONT 01 = T_ rincian pengisian adalah sebagai berikut: Dimulai dari urutan H.BT yang pertama kali menyala pada ruas jalan 0 CONT 01 = T0 berarti 20 detik CONT 02 = T1 berarti 2 detik CONT 03 = T2#T3#T4#T5#T6#T7 berarti 48 detik CONT 04 = T8 berarti 2 detik Pada ruas jalan Barat-Selatan dimulai dengan M.BS sebagai nomor ruas jalan 1 CONT 11 = T0#T1#T5#T6#T7#T8 berarti 48 detik CONT 12 = T2 berarti 2 detik CONT 13 = T3 berarti 20 detik CONT 14 = T4 berarti 2 detik Pada ruas jalan Utara-Selatan dimulai dengan M.US sebagai nomor ruas jalan 2 CONT 21 = T0#T1#T2#T3#T4#T8 berarti 48 detik CONT 22 = T5 berarti 2 detik CONT 23 = T6 berarti 20 detik CONT 24 = T7 berarti 2 detik Setelah seluruh pengisian nomor pewaktu yang dipergunakan untuk menampilkan sisa selang waktu pada 7-segmen selesai dilakukan maka

64


dilakukan penekanan tombol B kembali ke menu. Dan bersiap untuk mengirimkan seluruh data ke mikrokontroler pengendali lampu lalu-lintas dengan menekan tombol B. Setelah pengiriman selesai, dilanjutkan menekan tombol C sehingga mikrokontroler pengendali lampu lalu-lintas akan menggunakan data yang baru dalam menjalankan urutan pewaktu.

5. Analisis Pemakaian Internal RAM Dari Mikrokontroler AT89S52 Mikrokontroler AT89S52 internal RAM berjumlah 256 byte tidak dapat dipergunakan seluruhnya karena dipergunakan sebagai register dari mikrokontroler sebanyak 32 byte. Sisa memori yang dapat dipergunakan adalah sebanyak 224 byte yang dimulai pada alamat 20H sampai dengan FFH. (Budhy Sutanto, 7 November 2008: 20.34 WIB: np). Dengan jumlah pewaktu sebanyak 30 buah yang masing masing memiliki 3 digit angka, dan jika setiap angka diletakkan dalam 1 byte maka dibutuhkan 90 byte untuk menampung data dari seluruh pewaktu. Tempat untuk menyimpan jumlah pewaktu yang di pakai hanya 1 byte saja, sehingga total untuk kebutuhan pewaktu adalah 91 byte. Sebagai penyimpanan data untuk nilai sisa selang waktu yang ditampilkan pada 7-segmen setiap set tiang lampu yang berada di satu ruas jalan terdiri dari 4 buah nilai dengan masing-masing nilai terdiri dari 3 digit angka. Masing-masing angka menggunakan 1 byte. Data yang harus disipan adalah data untuk START xy dan CONT xy maka untuk 10 ruas jalan akan menempati 240 byte memori. Karena kapasitas memori tidak mencukupi, maka penyimpanan data setiap angka dalam nible, sehingga mengurangi jumlah memori. Nilai pewaktu sebanyak 3 digit butuh 2 byte, sehingga untuk 30 buah pewaktu ditambah dengan 1 byte sebagai penyimpan jumlah pewaktu maka membutuhkan 61 byte memori. Nilai sisa selang waktu START xy dan CONT xy (masing-masing 3 digit angka juga disimpan dalam 2 byte) maka dibutuhkan 160 byte memory. Total kebutuhan memory adalah sebanyak 221 byte mencukupi jumlah RAM yang tersedia yaitu terpakai sebanyak 253 byte dari 256 byte yang tersedia.

65


6. Bentuk Prototype Pengendali Lampu Lalu-Lintas Prototype pengendali lampu lalu-lintas yang dibuat saat ini masingmasing masih dalam bentuk modul terpisah, sehingga secara keseluruhan jika digabungkan memakan tempat yang cukup luas. Berikut ini merupakan potongan modul prototype.

Gambar 10. Photo keypad dan LCD dari mikrokontroler pemrogram

Gambar 11. Photo modul mikrokontroler pemrogram dan pengendali,

66


Gambar 12. Photo modul rangkaian dekoder 5 ke 32 jalur output.

Gambar 13. Photo perletakan 7-segmen dan Lampu lalu-lintas pada model simpang empat yang dibuat

7. Kesimpulan 1. Dengan perancangan prototype yang dapat dengan leluasa di ubah pemakaiannya sesuai dengan perkembangan lalu-lintas di suatu persimpangan, maka rangkaian pengendali tidak perlu diganti dengan yang baru. 2. Mempermudah perubahan karena dapat dirancang ditempat lain dan dengan cepat dilaksanakan oleh operator dilapangan karena hanya melakukan pemindahan data-data sebanyak 221 byte dan sistem siap dengan yang baru.

67


3. Jika terjadi pengembangan ruas jalan sehingga perlu menambah dengan jumlah tiang lampu lalu-lintas, maka pengendali tetap dapat dipergunakan karena bersifat umum. Jika perancangan pola urutan penyalaan lampu dan persiapan fisik yang berupa pemasangan tiang lampu, tampilan 7-segmen ruas jalan yang baru dan penarikan kabel dari masing masing lampu ke pengendali dipersiapkan, maka perubahan pemasangan pengkawatan ke masing-masing lampu dapat dengan cepat dilakukan. 4. Dibutuhkan penelitian lanjutan untuk menyempurnakan error yang terjadi pada pemrogram khususnya pada saat melakukan penjumlahan nilai sisa selang waktu yang ditampilkan pada 7-segmen, karena belum dilengkapi dengan siklus START. 5. Dibutuhkan penelitian lanjutan untuk membuat bentuk fisik dari

rangkaian yang terintegrasi dengan baik yang memisahkan antara modul mikrokontroler pemrogram dan mikrokontroler pengendali lampu lalu-lintas, dan ditambahkan pula terminal untuk pemasangan kabel masing-masing lampu dan 7-segmen pada mikrokontroler pengendali lampu lalu-lintas, sehingga dapat memudahkan pengoperasian pengendali lampu lalu-lintas. Daftar Pustaka 1. Boylestad, Robert., dan Louis, Nashelky.1996. Electronic Devices And Circuit Theory, Sixth Edition. New Jersey: Prentice-Hall International, Inc. 2. Atmel Corporation. AT89S52 8-bit Microcontroller with 8K Bytes InSystem Programmable Flash. Data Book Atmel Corporation, (Online), (www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1919.pdf. diakses 7 November 2008: 19.22 WIB). 3. Budhy Sutanto. I2C Serial EEPROM, Analog-Digital Project Web Tutorial, (Online), (http://www.anekawarna.890m.com/serial EEPROM.htm, diakses 7 November 2008: 20.34 WIB). 4. Wikipedia. Traffic Light. Traffic Control Device Wikipedia, (Online), (http://en.wikipedia.org/wiki/Traffic_light, diakses 7 November 2008: 22.09 WIB).

68

PERANCANGAN PROTOTYPE SISTEM PENGENDALI LAMPU LALU LINTAS PADA MODEL SIMPANG EMPAT

Recommend Documents