BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN III.1. Analisis Permasalahan Dalam perancangan alat pendeteksi pelanggaran garis putih pada Traffict Light ini, terdapat beberapa masalah yang harus dipecahkan. Permasalahanpermasalahan tersebut antara lain : 1. Sistem Mekanik Alat Dalam merancang mekanik alat pendeteksi pelanggaran garis putih pada Traffict Light ini merupakan suatu hal yang cukup sulit, karena dalam perakitannya membutuhkan pola imajinasi yang tepat dalam membangun sistem mekanik alat, diantaranya membuat sistem Traffict Light, pembuatan miniatur persimpangan jalan, perancangan dan peletakannya, maupun proses perakitan secara keseluruhan. 2. Sistem Kerja Sistem kerja pada alat pendeteksi pelanggaran garis putih pada Traffict Light ini menggunakan 1 buah laser pointer dan 1 buah sensor photodioda sebagai pendeteksi panjangnya antrian di persimpangan traffict light. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi kemacetan pada persimpangan traffict light. 30
31 III.2. Strategi Pemecahan masalah Dengan adanya permasalahan yang terjadi dalam alat pendeteksi pelnggaran garis putih pada Traffict Light, untuk itu dibutuhkan solusi atau pemecahan masalah, antara lain: 1. Dengan adanya permasalahan pada sistem mekanik, penulis harus teliti dalam memilih bahan, merancang serta proses perakitan agar berfungsi sesuai dengan kebutuhan pada sistem yang dibangun. Dalam hal pemilihan bahan, penulis memilih bahan untuk membuat miniatur persimpangan jalan dengan menggunakan bahan plastik mika sehingga memudahkan dalam proses perancangan atau perakitan mekaniknya. 2. Untuk sistem kerja, maka akan ada sebuah rangkaian laser pointer dan sensor photodioda sebagai pendeteksi kendaraan di persimpangan. III.3. Identifikasi Kebutuhan Adapun identifikasi kebutuhan dari alat pendeteksi pelanggaran garis putih pada Traffict Light yang akan dirancang yaitu analisis kebutuhan hardware, analisis kebutuhan software dan analisis kebutuhan desain. III.3.1. Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware) Untuk merancang alat pendeteksi pelanggaran garis putih pada Traffict Light, dibutuhkan perangkat keras (hardware) yang berfungsi sebagai media untuk menuliskan kode-kode program agar alat pendeteksi pelanggaran garis putih pada Traffict Light dapat bekerja. Perangkat tersebut mempunyai spesifikasi minimal sebagai berikut:
32 1. Processor 1.70GHz 2. Harddisk : 250 GB 3. RAM : 2 GB 4. Keyboard dan Mouse III.3.2. Kebutuhan Perangkat Lunak (Software) Untuk merancang alat pendeteksi pelanggaran garis putih pada Traffict Light, dibutuhkan perangkat lunak (software) sebagai berikut: 1. Sistem Operasi Windows XP/7. 2. CodeVision AVR, berfungsi untuk menuliskan coding/script yang menggunakan bahasa C. 3. Khazama AVR Downloader, berfungsi sebagai program untuk mendownload kode hexa ke mikrokontroller. III.3.3. Kebutuhan Desain Adapun kebutuhan perangkat interface yang digunakan untuk mendesain alat pendeteksi pelanggaran garis putih pada Traffict Light antara lain : 1. Minimum System Mikrokontroller Atmega 8535 2. Laser Pointer dan Sensor Photodioda 3. Motor servo 4. Miniatur Traffict light 5. LCD (Liquid Crystal Display) 6. Papan PCB (Printed Circuit Board) 7. Lem Perekat, beberapa mur dan baut
33 III.4. Perancangan Hardware Perancangan hardware untuk alat pendeteksi pelanggaran garis putih pada Traffict Light ini dapat diawali dengan membuat diagram blok sistem. Dimana tiap-tiap blok saling berhubungan antara yang satu dengan yang lainnya. Diagram blok memiliki beberapa fungsi yakni : menjelaskan cara kerja suatu sistem secara sederhana, menganalisa cara kerja rangkaian, mempermudah memeriksa kesalahan suatu sistem yang dibangun. III.4.1. Diagram Blok Rangkaian Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar III.1: Sensor Power Minimum Sistem LCD Karakter 16x2 Lampu Traffict Light Motor Servo ATMega USB to SERIAL 8535 Laptop / Komputer Gambar III.1. Diagram Blok Rangkaian Penjelasan dan fungsi dari masing masing blok adalah sebagai berikut: a. Sensor Photodioda : Sebagai input data untuk mendeteksi kendaraan pada persimpangan traffict light.
34 b. Rangkaian Minimum system : rangkaian ini berfungsi sebagai pengolah data sensor dan menampilkan data yang diinginkan pada LCD. c. LCD : LCD berfungsi sebagai media penampilan data yang diinginkan. d. Motor Servo : Sebagai penggerak Ranjau. e. Traffict Light : Sebagai simulasi pada persimpangan traffict light mana yang harus jalan lebih dulu. f. Power Supply : Sebagai sumber energi atau tegangan input untuk semua sistem. III.4.2. Perancangan Rangkaian Power Supply (RPS) Rangkaian ini berfungsi untuk mensupply tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian RPS yang dibuat terdiri dari satu keluaran, yaitu 5 volt. Keluaran 5 volt ini digunakan untuk mensupply tegangan ke semua rangkaian. Rangkaian power supply ditunjukkan pada gambar III.2: Gambar III.2. Skematik Rangkaian Power Supply (RPS) Supply tegangan berasal dari adaptor yang besar tegangannya berkisar 9 volt DC sampai 12 volt DC. Kemudian tegangan tersebut akan diratakan oleh kapasitor 1000 μf. Regulator tegangan 5 volt (7805) digunakan agar keluaran
35 yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. Led hanya sebagai indikator apabila RPS dinyalakan. III.4.3. Rangkaian Mikrokontroller ATmega8535 Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler ATmega8535. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Dalam menjalankan chip IC mikrokontroler ATmega8535 memerlukan komponen elektronika pendukung lainnya. Suatu rangkaian yang paling sederhana dan minim komponen pendukungnya disebut sebagai suatu rangkaian sistem minimum. Sistem minimum ini berfungsi untuk membuat rangkaian mikrokontroller dapat bekerja, jika ada komponen yang kurang, maka mikrokontroller tidak akan bekerja. Dalam perancangan alat ini, sistem minimum mikrokontroler ATmega8535 terdiri dari: 1. Mikrokontroler ATmega8535 2. Kristal 11.0592 MHz 3. Kapasitor 4. Resistor Rangkaian mikrokontroler ATmega8535 master ditunjukkan pada gambar III.3 berikut:
36 Gambar III.3. Skematik Rangkaian Mikrokontroller ATmega8535 Rangkaian ini berfungsi untuk membaca input dari sensor Photodioda dan menampilkan kalimat ke LCD. Pada gambar III.3, pin 10 dihubungkan ke sumber tegangan 5 volt. Dan pin 11 dihubungkan ke ground. Rangkaian mikrokontroller ini menggunakan komponen crystal sebagai sumber clocknya yang dihubungkan ke pin 12 dan pin 13. Nilai crystal ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller dalam mengeksekusi suatu perintah tertentu. Pada pin 9 dihubungkan dengan sebuah kapasitor dan sebuah resistor yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen ini berfungsi agar program pada mikrokontroller dijalankan beberapa saat setelah power aktif. Lamanya waktu
37 antara aktifnya power pada IC mikrokontroler dan aktifnya program adalah sebesar perkalian antara kapasitor dan resistor tersebut. Pada perancangan ini PORTA dihubungkan ke sensor photodioda yang berfungsi sebagai input pendeteksi jumlah kendaraan di persimpangan traffict light. Kemudian PORTC dihubungkan ke LCD, dimana LCD ini berfungsi sebagai penampil kalimat. PORTB di hubungkan ke rangkaian led simulasi traffict light. PORTD.0 atau PD0 dan PORTD.1 atau PD1 merupakan jalur komunikasi serial yang akan dihubungkan ke USB to Serial Komputer. Proses yang terjadi pada mikrokontroller adalah sesuai dengan program yang diisikan pada mikrokontroller. Berbeda program yang diisikan, maka akan berbeda pula proses pada mikrokontroller. III.4.4. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) Rangkaian LCD berfungsi untuk menampilkan kalimat berupa data informasi sensor photodioda. Rangkian LCD dapat dilihat pada gambar berikut: VR 10K Gambar III.4. Skematik Rangkaian LCD
38 Pada gambar III.5, pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16 dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data potensiometer dihubungkan ke mikrokontroler ATmega8535. Fungsi dari (R2) adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD. III.4.5. Perancangan Rangkaian Indikator LED Sama seperti buzzer, rangkaian led ini berfungsi sebagai indikator saat RFID reader mendeteksi tag RFID. Rangkaian led dapat dilihat pada gambar berikut: Gambar III.5. Rangkaian LED Pada gambar di atas, led akan menyala bila ada arus listrik mengalir dari anoda ke katoda. Pemasangan kutub led tidak boleh terbalik karena apabila terbalik kutubnya maka led tersebut tidak akan menyala. Led memiliki
39 karakteristik berbeda-beda menurut warna yang dihasilkan. Semakin tinggi arus yang mengalir pada led maka semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa besarnya arus yang diperbolehkan adalah 10mA-20mA dan pada tegangan 1,6 V 3,5 V menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari 20mA maka led akan terbakar. Untuk menjaga agar led tidak terbakar perlu kita gunakan resistor sebagai penghambat arus. Arah arus konvensional hanya dapat mengalir dari anoda ke katoda. Untuk pemasangan led pada board mikrokontroller anoda dihubungkan ke sumber tegangan dan katoda dihubungkan ke ground. III.5. Perancangan Software Perancangan software pada sistem pendeteksi pelanggaran garis putih pada Traffict Light dapat dimulai dengan membuat flowchart untuk proses kerja pada alat, setelah itu akan dirancang pembuatan program untuk alat yang akan dibuat. III.5.1. Flowchart Rancangan Alat monitoring dan Kontrol Traffict Light Flowchart untuk alat pendeteksi pelanggaran garis putih pada Traffict Light dapat dilihat pada gambar berikut:
40 START Inisialisasi Input/Output Membaca Data ADC Sensor Photodioda Detik++; IF Tidak IF Tidak IF Tidak Ya Ya Ya Hijau=ON Kuning=ON Merah=ON IF Tidak Ya Detik=0; Mengirim data Sensor ke Komputer via USB to Serial IF Tidak Sensor=Aktif Ya Ya Ada Pelanggaran Kirim Data Serial ke Komputer STOP
41 Gambar III.6. Flowchart Monitoring dan Kontrol Traffict Light III.5.2. Rancangan Desain Tampilan Form Perancangan form pelanggaran garis putih pada traffic light bertujuan untuk menggambarkan sketsa desain tampilan form yang akan dibuat sebagai interface kepada pengguna aplikasi. Berikut adalah gambar komponen-komponen dalam Visual Studio yang dipakai dalam rancangan form yang akan dibuat: From 1 Label 1 Label 2 Botton 1 Label 3 Label 5 Label 4 Label 7 Label 6 Botton 2 Gambar III.7. Desain Komponen yang Dipakai Pada Form Pada gambar III.7, dapat dilihat bahwa komponen dalam Visual Basic yang dipakai diantaranya: 1. Textbox, yang berfungsi untuk menampilkan com port dan baud rate 2. Label, berfungsi sebagai penampil detik,serial koneksi dan sensor 3. Button, berfungsi sebagai tombol connect dan exit 4. Picture Box, berfungsi sebagai pemberi tanda ranjau on atau off 5. Oval Shape, berfungsi sebagai lampu traffic light
42 6. Serial Port, berfungsi sebagai media untuk jalur komunikasi serial 7. Timer, berfungsi sebagai pemberi waktu dalam program Setelah masing-masing komponen sudah diletakkan sesuai desain yang diinginkan, maka tahap selanjutnya adalah merubah nama masing-masing komponen tersebut. Tampilan rancangan form ini berfungsi untuk mempermudah saat melakukan desain pada Visual Basic.Net karena sebelumnya form yang akan dibuat sudah didesain rancangan tampilannya. Berikut rancangan tampilan form untuk sistem alat pelanggaran garis putih pada traffic light. From 1 Com. Port Baut Rate Connect Serial Disconnect 00 Detik Ranjau off Sensor Exit Gambar III.8. Desain Tampilan Form yang Akan Dirancan Pada gambar III.8, tampilan yang akan dibuat dapat menampilkan informasi berupa com port, nomor baud rate, data sensor, lampu traffic light serta waktu. III.5.2 Perancangan Program Pada perancangan ini digunakan Code Vision AVR sebagai editor dan
43 compiler dari program yang dirancang. Untuk memulai memprogram Code Vision AVR dilakukan langkah sebagai berikut : 1. Buka software CodeVisionAVR (terdapat Shortcut pada Desktop). 2. Pilih menu File New dan pilih Project kemudian tekan OK. Gambar III.9. Pemilihan Tipe File 3. Kemudian pilih Yes saat ada pilihan menggunakan CodeWizardAVR, seperti tampak pada gambar berikut. Gambar III.10. Dialog Konfirmasi Penggunaan CodeWizardAVR 4. Pada settingan CodeWizardAVR, atur konfigurasi chip menggunakan ATmega8535 sesuai dengan yang ada pada modul, dengan nilai clock 11,059200 MHz.
44 Gambar III.11. Pemilihan Tipe Mikrokontroller dan Crystal 5. Kemudian pilih tab Ports dan seting PORTA yang terhubung ke Sensor Photodioda seperti pada gambar berikut: Gambar III.12. Setting PORTA
45 6. Setelah itu seting PORTB yang terhubung ke rangkaian led seperti pada gambar berikut: Gambar III.13. Setting PORTB 7. Kemudian klik tab LCD dan atur LCD pada PORTC seperti di bawah ini: Gambar III.14. Setting LCD
46 8. Selanjutnya mengatur setting komunikasi serial dengan Komputer. Tampilannya sebagai berikut: Gambar III.15. Setting Komunikasi Serial 9. Setelah itu, pilih menu File Generate, Save and Exit, dan simpan file dengan nama sesuai keinginan uji.
47 Gambar III.16. Generate, Save dan Exit 10. Akan muncul file.c yang akan digunakan untuk pemrograman seperti gambar berikut: Gambar III.17. Tampilan Editor CodeVision AVR