PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SMART TRAFFIC LIGHT MENGGUNAKANN SENSOR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 LAPORAN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat untuk Menyelesaikan Pendidikann Diploma 3 Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan Oleh: SASRO LUMBAN GAOL NIM : 1005062095 YULINDA SELDARINI NIM : 1005062099 PROGRAM STUDI TEKNIKK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang senantiasa selalu memberikan rahmat dan hidayat-nya kepada penulis baik kesehatan maupun kesempatan dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini. Laporan yang berjudul Perancangan Dan Pembuatan Smart Traffic Light Menggunakan Sensor Berbasis Mikrokontroler AT89S52 ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan perkuliahan Program Studi Teknik Telekomunikasi, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Medan. Pada proses pembuatan laporan Tugas Akhir ini, penulis telah mendapat bimbingan dari berbagai pihak, baik itu berupa materil, spiritual, maupun dari segi administrasi. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Syahruddin, selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ibu Rina Anugrahwaty, selaku Kepala Jurusan Teknik Elektro. 3. Bapak Suhaili Alifuddin, selaku Kepala Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. 4. Ibu Rina Anugrahwaty sebagai dosen pembimbing, yang telah memberikan petunjuk dan saran dalam penulisan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Indrayadi, sebagai Dosen Wali Kelas TK-6D. 6. Seluruh Staf Pengajar dan Administrasi Politeknik Negeri Medan. 7. Seluruh Staf Laboratorium Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan.
8. Teristimewa untuk kedua orangtua tercinta dari Yulinda Seldarini, Ayahanda Muhammad Halil dan Ibunda Susiatin dalam mencurahkan cinta dan kasih sayangnya, serta dukungan baik moril,materil dan do a kepada adinda. 9. Kepada T. Lumban Gaol dan E. Banjar Nahor, orangtua tercinta dari sasro lumban gaol yang tela memberikan dorongan moril dan materil, semangat dan do a serta mendidik dan membesarkan penulis. 10. Kepada abang dan kakak dari sasro lumban gaol, neli, oloan, darwis yang selalu memberikan semangat dan keponakan tercinta josua siahaan yang selalu menjadi motivasi bagi penulis. 11. Adik-adik tersayang, Fajar, Dea,dan Gilang yang selalu menjadi penyemangat. 12. Teman-teman kontrakan yulinda seldarini dari tg. Balai karimun. 13. Rekan-rekan kost sasro lumban gaol (n cole 35) yang telah senantiasa mendukung dan memberi semangat. 14. Seluruh teman-teman seperjuangan angkatan 2010 TK-A, TK-B, TK-C, TK- D. Khususnya untuk kelas TK-D terimakasih atas semua gurauan, candaan, dan dorongannya selama ini. 15. Antoni Hendra Siahaan, sebagai kakak pembimbing kami. 16. Seluruh tim Community Development / CD Centre Kab. Karimun yang telah berpartisipasi selama Yulinda Seldarini menuntut ilmu di Politeknik Negeri Medan. 17. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam pembuatan proyek Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan pada laporan ini, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun guna penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga laporan ini bermanfaat. Medan, September 2013 Hormat Penulis
ABSTRAK Kemacetan lalulintas masih sering dijumpai di jalan raya, tak terkecuali di daerah lampu lalulintas. Sistem lampu pengatur lalulintas yang digunakan saat ini beroperasi secara otomatis dengan pengaturan waktu yang statis. Oleh karena itu, dalam laporan Tugas Akhir ini akan dibuat suatu sistem pengaturan lampu lalulintas dengan teknologi yang berbeda. Sistem ini terdiri dari mikrokontroler AT89S52, sensor metal, driver lampu, lampu, dan pemancar dan penerima ASK. Sistem ini memungkinkan nyala lampu diatur sesuai dengan kondisi jalan raya. Sistem akan bekerja berdasarkan data jumlah kendaraan yang terbaca oleh sensor sehingga dapat diketahui kepadatan dari tiap-tiap jalur yang memungkinkan pemberian layanan lampu yang berubah dari keadaan dan kebutuhan dari tiap-tiap jalur. Sehingga kemacetan lalulintas khususnya di persimpangan dapat diminimalisir. Kata kunci: Mikrokontroler AT89S52, sensor metal, driver lampu, pemancar dan penerima ASK.
DAFTAR ISI halaman LEMBAR PERSETUJUAN... i LEMBAR PENGESAHAN... ii KATA PENGANTAR... iii ABSTRAK... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xii BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Tujuan Penulisan... 3 1.5 Manfaat Penulisan... 3 1.6 Metode Penulisan... 3 1.7 Sistematika Penulisan... 4 BAB 2 DASAR TEORI... 6 2.1 Lampu Lalulintas... 6 2.1.1 Sistem Pengatur Lampu Lalulintas... 7 2.1.2 Hubungan Sensor dengan Sistem Traffic Light... 7 2.2 Pengendali... 8 2.2.1 Karakteristik Mikrokontroler AT89S52... 10 2.2.2 Register pada Mikrokontroler AT89S52... 14
2.3 Metal Detektor... 16 2.4 LED... 17 2.5 Opto Coupler... 18 2.6 Relay... 19 2.7 Transistor... 21 2.8 Amplitude Shift Keying (ASK)... 25 2.8.1 Modul Pemancar ASK... 26 2.8.2 Modul Penerima ASK... 27 2.9 Buzzer... 28 BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM... 29 3.1 Diagram Blok... 29 3.2 Perancangan Perangkat Keras... 31 3.2.1 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler... 31 3.2.2 Perancangan Lampu Lalulintas... 34 3.2.3 Perancangan Detektor Metal... 35 3.2.4 Perancangan Driver Lampu... 35 3.2.5 Rangkaian Pemancar Amplitude Shift Keying (ASK)... 36 3.2.6 Rangkaian Penerima Amplitude Shift Keying (ASK)... 37 3.3 Perancangan Perangkat Lunak... 38 3.3.1 Perancangan Diagram Alir... 40 BAB 4 ANALISA DAN PENGUJIAN RANGKAIAN... 42 4.1 Pengujian dan Analisa Perangkat Hardware... 42 4.1.1 Pengujian Rangkaian Detektor Metal... 42 4.1.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler... 43
4.1.3 Pengujian Rangkaian Driver Lampu... 44 4.1.4 Pengujian Rangkaian Pemancar ASK... 46 4.1.5 Pengujian Rangkaian Penerima ASK... 47 4.2 Analisa Software... 48 Bab 5 PENUTUP... 59 5.1 Simpulan... 59 5.2 Saran... 60 DAFTAR PUSTAKA... 61 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR halaman Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52... 10 Gambar 2.2 Bentuk Fisik Mikrokontroler AT89S52... 11 Gambar 2.3 Metal Detektor... 16 Gambar 2.4 Simbol LED... 17 Gambar 2.5 Fisik Optocoupler dan Isi Rangkaiannya... 18 Gambar 2.6 Jenis Konstruksi Relay... 20 Gambar 2.7 (a) Transistor PNP, (b) Transistor NPN... 21 Gambar 2.8 Karakteristik Transistor... 22 Gambar 2.9 Rangkaian Transistor sebagai Saklar... 24 Gambar 2.10 Kurva Karakteristik sebagai Saklar... 24 Gambar 2.11 Modulasi Amplitude Shift Keying (ASK)... 25 Gambar 2.12 Pin-pin TLP 434A... 26 Gambar 2.13 Pin-pin RLP 434A... 27 Gambar 2.14 Buzzer... 28 Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Pengaturan Lampu Lalulintas Pintar... 29 Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Penerima... 30 Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52... 31 Gambar 3.4 Reset... 33 Gambar 3.5 Output dari Reset... 33
Gambar 3.6 Lokasi Lampu Lalulintas... 34 Gambar 3.7 Modul Detektor Metal... 35 Gambar 3.8 Rangkaian Driver Lampu... 36 Gambar 3.9 Rangkaian Modul Pemancar ASK... 37 Gambar 3.10 Rangkaian Penerima ASK... 38 Gambar 3.11 Diagram Alir MikrokontrolerPemancar... 40 Gambar 3.12 Diagram Alir Mikrokontroler Penerima... 41 Gambar 4.1 Titik Pengukuran pada Sensor Metal Detektor... 42 Gambar 4.2 Titik Pengukuran Mikrokontroler... 44 Gambar 4.3 Titik Pengukuran pada Driver Relay... 45 Gambar 4.4 Rangkaian Pemancar ASK... 46 Gambar 4.5 Rangkaian Penerima ASK... 47
DAFTAR TABEL halaman Tabel 2.1 Fungsi Port 3... 12 Tabel 4.1 Titik Pengukuran pada Sensor Metal Detector... 42 Tabel 4.2 Titik Pengukuran Kondisi Power On Reset... 44 Tabel 4.3 Titik Pengukuran pada Driver Relay... 46 Tabel 4.4 Titik Pengukuran Input IC HT12E... 47 Tabel 4.5 Titik Pengukuran Output IC HT12D... 48