Journal of Control and Network Systems

Transkripsi

1 JCONES Vol. 5, No. 2 (2016) Journal of Control and Network Systems Situs Jurnal : MONITORING JUMLAH KENDARAAN UNTUK MENGETAHUI KONDISI ARUS PADA JALAN TOL Adji Hermawan 1) Harianto 2) Ira Puspasari 3) Program Studi/Jurusan Sistem Komputer Institut Bisnis dan Informatika Stikom Surabaya Jl. Raya Kedung Baruk 98 Surabaya, )hermawan_adji@yahoo.com, 2)hari@stikom.edu, 3)ira@stikom.edu Abstract: Pembangunan jalan tol sudah tentu disambut baik bagi masyarakat, khususnya yang sering memanfaatkan jalur bebas hambatan saat berpegian menuju kota-kota ataupun luar pulau. Kemacetan panjang yang begitu menyiksa saat melintas jalur umum, terutama pada arus mudik dan balik, diharapkan tak terjadi lagi mengingat pengendara memiliki pilihan jalur, dan kemacetan saat ini sendiri meningkat dari tahun ke tahun. Pada tugas akhir ini merancang sebuah monitoring jumlah kendaraan untuk mengetahui kondisi arus pada jalan tol. Dengan menggunakan sensor metal detector untuk mengetahui kondisi masuk dan keluar, kemudian microcontroller akan berfungsi untuk mengetahui jumlah kendaraan yang masuk dan keluar dengan menghitung (counter) kemudian hasil dari perhitungan tersebut akan di masukkan ke LCD yang bisa di ketahui pada gerbang tol. Hasil dari monitoring menunjukan bahwa beberapa kondisi akan diketahui seperti lancar (0-35%), ramai lancar (36-75%), dan padat (76-100%). Faktor kemacetan yang disebabkan oleh perbedaan kecepatan kendaraan diabaikan, karena pada jalan tol ada standarisasi minimum kecepatan sehingga faktor kecepatan tidak berpangaruh. Keywords : Kemacetan, Monitoring, Kendaraan, Microcontroller Indonesia sebagai negara berkembang terus mencoba untuk meningkatkan kualitas sumber daya yang ada. Seiring berjalannya waktu peningkatan kualitas mendorong semakin meningkatnya mobilitas manusia. Pergerakkan manusia dari satu tempat ke tempat lain memerlukan alat transportasi. Pembangunan jalan tol sudah tentu disambut baik bagi masyarakat, khususnya yang sering memanfaatkan jalur bebas hambatan saat berpegian menuju kota-kota ataupun luar pulau. Kemacetan panjang yang begitu menyiksa saat melintas jalur umum, terutama pada arus mudik dan balik, diharapkan tak terjadi lagi mengingat pengendara memiliki pilihan jalur. Sebelum dibangun jalan tol yang merupakan jalur bebas hambatan, Pembangunan jalan tol sudah tentu disambut baik bagi masyarakat, khususnya yang sering memanfaatkan jalur bebas hambatan saat berpegian menuju kota-kota ataupun luar pulau. Kemacetan panjang yang begitu menyiksa saat melintas jalur umum, terutama pada arus mudik dan balik, diharapkan tak terjadi lagi mengingat pengendara memiliki pilihan jalur. Sebelum dibangun jalan tol yang merupakan jalur bebas hambatan. "Diharapkan dengan adanya jalur jalan tol yang mana jalur bebas hambatan maka beban kendaraan akan berkurang, sehingga kemacetan parah tak terjadi lagi," kata Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Basuki Hadimuljono. Namun demikian dari pengamatan, sekalipun sudah dibangun jalan tol, perkiraan kemacetan masih akan timbul, terutama keluar pintu gerbang mengingat di situ berpotensi kendaraan tersendat. Kemecatan dimungkinkan juga timbul, mengingat pengemudi melakukan pembayaran penggunaan jalan tol serta terjadinya persimpangan yang membuat kendaraan harus berjalan perlahan-lahan. Untuk itu Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat telah menyiapkan empat skenario untuk mengantisipasi kemacetan lalu lintas akibat lonjakan pemudik di pintu tol. pemerintah sudah menyiapkan empat skenario untuk mengurangi kemacetan di jalan tol (Abbas. 2011). Terkait kondisi jalur alternatif, Slamet menyatakan semuanya sudah dalam JCONES Vol. 5, No. 2 (2016) Hal: 112

2 kondisi layak dilalui arus mudik. Kendati demikian, tim dari Bina Marga Kementerian PU akan melakukan pengecekan selama enam hari ke seluruh jalur pada pekan depan. "Kami sudah berkoordinasi dengan pemerintah daerah, kepolisian, dinas perhubungan untuk merancang manajemen lalu lintas di jalur mudik," ujarnya (Wiliiam. 2005). Pada tugas akhir ini membuat prototype untuk monitoring jumlah kendaraan yang bertujuan mengetahui kondisi arus. Faktor kemacetan yang disebabkan oleh perbedaan kecepatan kendaraan diabaikan, karena pada jalan tol ada standarisasi minimum kecepatan sehingga faktor kecepatan diabaikan. Microcontroller Microcontroller adalah sebuah sistem yang seluruh atau sebahian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC, sehingga sering disebut dengan single microcomputer. Microcontroller merupakan sistem komputer yang mempunyai beberapa tugas yang sangat spesifik. Ada beberapa elemen microcontroller diantaranya: a. Pemroses (processor) b. Memori c. Input da Output Minimum sistem microcontroller terdiri dari komponen - komponen dasar yang dibutuhkan oleh suatu microcontroller untuk dapat berfungsi dengan baik. Pada umumnya, suatu mikrokontroler membutuhkan dua elemen (selain power supply) yaitu Kristal Oscillator (XTAL), dan Rangkaian reset. Analogi fungsi Kristal Oscillator memompa data. Fungsi rangkaian reset adalah untuk membuat mikrokontroler memulai kembali pembacaan program, hal tersebut dibutuhkan pada saat mikrokontroler mengalami gangguan dalam mengeksekusi program. Pada sistem minimum AVR khususnya Atmega 16 terdapat elemen tambahan (optional), yaitu rangkaian pengendalian gnd vcc dan vref (Tegangan Referensi). Pada konektor ISP untuk mengunduh (download) program ke microcontroller (Taufiq. 2010). ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus kecepatan proses. Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain: 1. Advanced RISC Architecture -130 Powerful Instructions Most Single Clock Cycle Execution - 32 x 8 General Purpose Fully Static Operation - Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz - On-chip 2-cycle Multiplier 2. Nonvolatile Program and Data Memories - 8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash - Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits Bytes EEPROM Bytes Internal SRAM - Programming Lock for Software Security 3. Peripheral Features - Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Mode - Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modes - One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture Mode - Real Time Counter with Separate Oscillator - Four PWM Channels - 8-channel, 10-bit ADC - Byte-oriented Two-wire Serial Interface - Programmable Serial USART 4. Special Microcontroller Features - Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection - Internal Calibrated RC Oscillator - External and Internal Interrupt Sources - Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Powerdown, Standby and Extended Standby 5. I/O and Package - 32 Programmable I/O Lines - 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF 6. Operating Voltages V for Atmega16L V for Atmega16 JCONES Vol. 5, No. 2 (2016) Hal: 113

3 LCD (Liquid Crystal Display) LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan Kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang, misalnya dalam alat-alat elektronik, seperti kalkulator ataupun layar komputer. Pada LCD berwarna semacam monitor, terdapat banyak sekali titik cahaya (pixel) yang terdiri dari satu buah Kristal cair sebagai suatu titik cahaya. Walaupun disebut sebagai titik cahaya, namun Kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. LCD LMB 162A merupakan modul LCD buatan Topway dengan tampilan 2x16 karakter (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah, sekitar 5 V DC. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD, sehingga memudahkan melakukan koneksi dengan AVR (Meier. 2009). Gambar 1. Pin-pin pada ATMega16 Pin-pin pada ATMega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual inline package) ditunjukkan oleh gambar 1 Guna memaksimalkan performa, AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk program dan data). Sensor Metal Detector Metal Detector adalah alat yang berfungsi untuk mendeteksi logam. Prinsip kerja metal detector adalah gelombang electromagnet yang membentuk medan electromagnet pada satu atau beberapa koil. Ada beberapa buah koil yang dimanfaatkan sebagai pemancar gelombang dan penerima gelombang, dimana pada kondisi standart, gelombang yang diterima mempunyai standart tertentu dan ini yang biasa disebut balance pada metal detector Jika benda logam melewati metal detector, maka gelombang yang ada menjadi terganggu dan standart wave analyzer akan memberitahukan bahwa ada ketidak seimbangan gelombang. Metal detector memberitahu kita bahwa ada benda bersifat logam yang lewat (Hulbert. 1991). Untuk logam yang mempunyai sifat magnetic metal, medan electromagnet yang diterima receiver akan bertambah. Sedangkan logam yang bersifat non magnetic metal, maka medan electromagnet yang diterima receiver akan berkurang. METODE Metode yang digunakan meliputi studi kepustakaan dan penelitian laboratorium. Studi kepustakaan dilakukan untuk mencari teori atau informasi dari buku, jurnal, dan artikel-artikel yang berkaitan dengan permasalahan. Antara lain, microcontroller, penampilan data pada LCD, pembacaan sensor terhadap kendaraan, dan pengolahan data untuk memberikan informasi kedaan lalulintas di jalan tol. Pada penelitian ini perancangan perangkat lunak seperti pada gambar 2. Gambar 2. Blok Diagram Sisitem Dari gambar 2 diatas dijelaskan bahwa setiap kendaraan yang masuk dan keluar pada jalan tol akan dideteksi menggunkan sensor metal. Sensor metal yang dipasang pada setiap pintu masuk dan keluar tol. Dari pendeteksian sensor tersebut akan diloah menggunakan mikrokontroller kemudian dari mikrokontroller JCONES Vol. 5, No. 2 (2016) Hal: 114

4 tersebut memberikan output berupa informasi lalulintas dijalan tol. MODEL PERANCANGAN Pada perancangan ini penulis menggambarkan perancangan sistemnya seperti pada gambar 3 dibawah ini : Gambar 4. Rangkaian sensor Gambar 3. Perancangan Sistem Berikut dibawah ini penjelasan dari gambar 3: a. Kendaraan IN (Masuk) dan Kendaraan OUT (Keluar) Pada bagian ini merupakan data input dimana mobil dan kendaraan lainnya yang melaju pada jalan tol. Pada penelitian ini kendaraan yang digunakan adalah kendaraan golongan 1 (mobil pribadi). c. Microcontroller Microcontroller digunakan sebagai mengolah data untuk mengetahui kondisi kemacatan lalulintas pada jalan tol. Untuk menghitung jumlah kendaraan yang masuk secara otomatis pada microcontroller menggunakan counter. penggunaan untuk timer 1 detik (Timer1 = 1 detik) dengan crystal 8 MHz dan menggunakan skala clock 1024 maka akan menghasilkan : Tosc = 1/Fosc = 1/8 = 0,125 1 = 0.125*(65536-TCNT1)*1024 TCNT = = D23A (Hexadesimal) Berdasarkan perhitungan tersebut didapatkan D23A, maka nilai tersebut harus di inputkan ke register TCNT1 agar timer 1 bernilai 1 detik. Berikut gambar 5 adalah contoh penggunaan pada Codevision AVR : b. Sensor Metal In dan Sensor Metal Out Sensor metal digunakan untuk mendeteksi setiap kendaraan yang masuk maupun keluar dari pintu tol. Sensor yang terpasang disekitar pintu tol akan tekoneksi dengan microcontroller. Sensor tersebut memberikan input pada microcontroller bahwa ada kendaraan masuk maupun keluar pada tol. gambar 4 merupakan rangkaian sensor metal yang terkoneksi dengan microcontroller. Gambar 5. Konfigurasi Counter pada AT Mega 16 JCONES Vol. 5, No. 2 (2016) Hal: 115

5 d. Rangkaian Sistem Pada rangkaian sistem menunjukan letak mikrokontroller, sensor metal in dan out, LCD dan beberapa rangkain yang dihubungkan. Pada gambar 6 adalah tampilan gambar maket pada rangkain sistem. Gambar 6. Gambar Maket e. Skematik Diagram Skematik diagram tersebut menunjukkan rangkaian pada program proteous sebelum rangkaian tersebut di aplikasikan pada miniatur tugas akhir ini. Pada gambar 7 adalah tampilan Skematik diagram. pendukung yaitu rangkaian reset, rangkaian clock external (cristal). Untuk rangkaian sensor metal membutuhhkan rangkaian penurun tenaga output dari sensor. Tenaga output dari sensor metal adalah 24 volt, agar mikro dapat menerima inputan dari sensor metal, tegangan output dari sensor metal diturunkan menggunakan diode Zener 5v1. Tegangan output dari sensor metal sebesar 24 volt kemudian di cut oleh diode Zener, sehingga menghasilkan tegangan 5v dan dapat diolah oleh minimum sistem. Untuk inputan dari sensor metal masuk pada PINB.0dan PINB.1. minimum sistem mengeluarkan informasi melalui LCD 16x2 dengan melalui PORTA.0 sampai PORTA.6. variable resistor pada LCD digunakan untuk mengatur kecerahan LCD (Wahyudi. 1996). f. LCD LCD pada penelitian ini digunakan untuk menampilkan hasil olahan yang berupa informasi untuk pengguna jalan tol. informasi yang diberikan adalah kondisi lalulintas dijalan tol yaitu macet, ramai lancar, lancar. Alat dan bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini terdiri dari beberapa alat pendukung untuk pembuatan dan pengujian program. Alat dan bahan yang akan digunakan sebagai berikut : Alat yang digunakan untuk menyelesaikan penelitian ini adalah Personal Computer (PC) / Laptop. Alat tersebut bertujuan untuk memprogram microcontroller. USB ASP digunakan untuk mendownload program. Bahan yang akan diteliti oleh penulis dalam penelitian kali ini meliputi beberapa aspek sebagai berikut. 1. Software CV AVR 2. Software Khazama AVR Gambar 7. Gambar Skematik Diagram Pada gambar 7 adalah rangkaian skematik dari sistem Monitoring Jumlah Kendaraan pada Tol. Minimum sistem menggunakan ATMega16A. minimum sistem membutuhkan rangkaian JCONES Vol. 5, No. 2 (2016) Hal: 116

6 Algoritma Sistem Pendeteksian Kemacetan Otomatis Jalan Tol. jalan miniatur yang berukuran 100 cm x 10 cm dengan kapasitas 33 mobil. Untuk kondisi jalan lancar pada jalan tol yaitu 0 35 persen dari kapasitas jumlah mobil. Untuk kondisi jalan ramai lancar pada jalan tol yaitu persen dari kapasitas jumlah mobil. Untuk kondisi jalan padat pada jalan tol yaitu PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK Dari perancangan sistem diatas membutuhkan perancangan perangkat lunak (Software) untuk menjalankan sistem analisis dengan benar. Beberapa algoritma yang digunakan untuk mendeteksi informasi keadaan lalulintas secara otomatis. Dalam mengetahui simulasi ini dapat berjalan atau tidak maka diperlukan tahap pengujian. Alat dan bahan yang digunakan sebelum pengujian: 1. Software CV AVR 2. Personal Computer (PC). Tujuan Pengujian ini bertujuan untuk memprogram sistem pendeteksian kepadatan lalu lintas pada jalan tol untuk didownload kan pada microcontroller. Prosedur Pengujian 1. RUN program (user/manual). 2. Arahkan kursor pada sortcut CV AVR. 3. Kemudian tekan tombol 2x. 4. Tunggu sampai software terbuka. 5. Setelah terbuka buat lembar baru untuk menulis program. Gambar 8. Algoritma sistem pendeteksian kepadatan jalan tol. Berikut penjelasan flowchat Pada gambar 8. Start kemudian inisialisasi awal kemudian baca sensor, sensor masuk atau keluar bernilai satu yang mana artinya yaitu mendeteksi keberadaan suatu logam (mobil), jika suatu keberadaan logam (mobil) mengenai sensor masuk maka penjumlahan pada sensor masuk bertambah satu dan jika suatu keberadaan logam (mobil) mengenai sensor keluar berkurang satu. kemudian perhitungan (counter) pada mikrokontroler sudah dilakukan akan ditampilkan pada LCD sesuai jumlah kapasitas mobil yang ada pada tol dan ketika sudah ditampilkan pada LCD maka proses tersebut akan kembali pada baca sensor kembal.i Dalam pengujian pada sistem ini menggunakan PENGUJIAN SETTING COUNTER PADA MICROCONTROLLER A. Tujuan Pada pengujian ini melakukan setting counter yang digunakan untuk menghitung jumlah kendaraan yang masuk dan keluar jalan tol. B. Prosedur Pengujian 1. Run program CV AVR(user/manual). 2. Pilih codewizard AVR 3. Kemudian pilih menu timer(user/manual). 4. Setelah terbuka kemudian setting sesuai keinginan. JCONES Vol. 5, No. 2 (2016) Hal: 117

7 C. Hasil Pengujian Sesuai dengan langkah pengujian yang diatas, berikut hasil pengujian yang diperoleh pada gambar 9 dibawah ini. Berdasarkan perhitungan tersebut di dapatkan D23A, maka nilai tersebut harus di inputkan ke register TCNT1 agar timer 1 bernilai 1 detik. PENGUJIAN SISTEM KONDISI JALAN TOL SECARA OTOMATIS A. Tujuan Untuk mengetahui jumlah kendaraan yang ada pada jalan tol. B. Prosedur Pengujian 1. Run program (user/manual). 2. Jalankan kendaraan masuk dan keluar secara manual. 3. Amati informasi yang dihasilkan oleh microcontroller. C. Hasil Pengujian Dalam pengujian pada sistem ini menggunakan jalan miniatur yang berukuran 100 cm x 10 cm dengan kapasitas 33 mobil. Terlihat pada table 1 untuk kondisi jalan lancar pada jalan tol yaitu 0 35 persen dari kapasitas jumlah mobil. Untuk kondisi jalan ramai lancar pada jalan tol yaitu persen dari kapasitas jumlah mobil.untuk kondisi jalan padat pada jalan tol yaitu persen dari kapasitas jumlah mobil. Pada tabel 1 adalah hasil pengujian sistem. Tabel 1. Pengujian sistem kondisi jalan tol secara otomatis. No. Mobil Mobil Jumlah Keterangan Gambar 9. Konfigurasi Timer Counter Masuk Keluar mobil Pada gambar 9 diatas menggunakan timer 1 karena kapasitasnya lebih besar yaitu 16 bit. Pada clock value menggunakan nilai khz atau nilai prescaller Nilai Value d23a adalah penggunaan untuk timer 1 detik (Timer1 = 1 detik) dengan crystal 8 MHz dan menggunakan skala clock 1024 maka akan menghasilkan : Tosc = 1/Fosc = 1/8 = 0, = *(65536-TCNT1)*1024 TCNT = = D23A (Hexadesimal) Ramai Padat Ramai Padat JCONES Vol. 5, No. 2 (2016) Hal: 118

8 Ramai Ramai Ramai Ramai Padat Ramai Ramai Padat Padat Ramai Ramai Padat Ramai Ramai Padat Padat Pada tabel 1 keterangan ditampilkan pada LCD untuk memberikan informasi kepada pengendara saat memesuki jalan tol. hasil pengujian tersebut sesuai dengan langkah langkah yang ditentukan. Berdasarkan hasil pengujian Monitoring Jumlah Kendaraan Untuk Mengetahui Kondisi Arus Pada Jalan Tol diperoleh kesimpulan: Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat dituliskan setelah melakukan pengujian system yang telah dibuat antara lain sebagai berikut : Jumlah kendaraan yang masuk dan keluar jalan tol yang diolah menggunakan microcontroller menghasilkan output berupa informasi lalu lintas kepada pengendara yang akan memasuki jalan tol yang ditampilkan pada LCD dengan baik. untuk kondisi jalan lancar pada jalan tol yaitu 0 35 persen dari kapasitas jumlah mobil. Untuk kondisi jalan ramai lancar pada jalan tol yaitu persen dari kapasitas jumlah mobil.untuk kondisi jalan padat pada jalan tol yaitu persen dari kapasitas jumlah mobil. Saran Saran yang dapat diberikan untuk mengembangkan sistem ini sebagai berikut: 1. Sistem pendeteksian pada pintu tol dapat mengklasifikasikan golongan kendaraan. 2. Menggunakan lebih dari satu jalur tol. 3. Pengiriman data antar pintu tol tidak menggunakan kabel. DAFTAR PUSTAKA Abbas Transportasi. Bandung: Alumni. JCONES Vol. 5, No. 2 (2016) Hal: 119

9 Hulbert, S Effects of Driver Fatique (ed). Human Factors in Highway Traffic Safety Research. Michigan State University East Lansing. Margelis, Michael ArduinoCookboo. USA :O Reilly Media, Inc. Meier, Reto Professional Android Application Development. Wiley Publishing, Inc. Stallings, Wiliiam Cryptography and Network Security Principles and Practices, Fourth Edition. Prentice Hall. Taufiq Nur Alita S Thermometer Dengan Output Digital Dan Suara Berbasis Mikontroler Atmega8535.Yogyakarta :Universitas Negeri Yogyakarta. Wahyudi, 1996.Perencanaan Kota. Jakarta: Erlangga. JCONES Vol. 5, No. 2 (2016) Hal: 120