PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL DAN MONITORING LAMPU LALU LINTAS

DEVELOPMENT OF CONTROLING AND MONITORING SYSTEM TRAFFIC LIGHTS

Muhammad Asri1, Zahir Zainuddin2, Amil Ahmad Ilham2

1 STITEK Dharma Yadi 2 Jurusan Teknik Elektro, Prodi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin

Alamat Korespondensi: Muhammad Asri STITEK Dharma Yadi Makassar, Sulawesi Selatan. HP: 082344153677 Email: asriarfah@yahoo.com

ABSTRAK Penelitian ini dilatar belakangi sistem lampu lalu lintas yang umumnya masih menggunakan pengendalian yang programnya telah ditentukan dengan waktu tetap. Tujuan dari penelitian ini adalah sistem dapat berkomunikasi dengan Traffic Management Center (TMC) dengan mengatur penyalaan lampu lalu lintas secara dinamis dan memonitor kondisi kerusakan lampu lalu lintas melalui jaringan. Metodologi perancangan sistem pengendalian dan monitoring nyala lampu lalu lintas dibuat dengan menggunakan perangkat Mikrokontroler ATmega16 sebagai pengendali, Sensor Arus sebagai pendeteksi kerusakan pada lampu dalam hal ini rangkaian lampu LED, dimana semua perangkat tersebut saling terhubung kemudian dikendalikan dan dimonitor melalui sebuah aplikasi berbasis Program Delphi yang dipasang pada komputer. Pada pengujian perangkat keras, sistem dapat mendeteksi perubahan arus yang ada pada rangkaian lampu sehingga sistem dapat mengindikasi apabila terjadi kerusakan pada lampu lalu lintas. Pada pengujian fungsional, sistem dapat dikendalikan dan dimonitor secara realtime melalui jaringan. Adapun hasil dari penelitian ini memperlihatkan aplikasi dalam mengendalikan penyalaan dan memonitoring kerusakan lampu lalu lintas dapat berkomunikasi melalui jaringan. Kesimpulan dari penelitian ini menunjukkan bahwa sistem dapat berkomunikasi dengan TMC yang bertugas mengendalikan penyalaan dan memonitor kondisi atau kerusakan pada lampu lalu lintas dari jarak jauh.

Kata Kunci: Lampu lalu lintas, sistem kendali, monitoring, sensor arus.

ABSTRACT The research behind the traffic lights system are commonly still use the program control that’s determined by the constant time.The purpose of this research is the system can communicate with the Traffic Management Center (TMC) and set the traffic lighting dynamically and monitor the condition of the traffic lights damage through the network. Methodology design of control system and traffic lights monitoring is created by using Microcontroller ATmega16 device as a controller, The Current Sensor as a damage detection in the lamp in that case is LED lamps, where all of devices are connected then controlled and monitored through an application-based Delphi Programs that are installed on the computer. On testing the hardware test, the system can detect changes of the current in the lamp circuit until the system can be indicated if there are damage of the traffic lights. On the functional testing, the system can control and monitor in realtime over a network. As of the results of this research show the application in controlling the light and monitor the traffic light damage can communicate over the network. The conclusions of this research shows that the system can communicate with the TMC in charge to control the lighting and monitoring of the conditions or the lamp of traffic lights damage remotely.

Keywords: traffic lights, the system control, monitoring, current sensor.

PENDAHULUAN

Salah satu instrumen paling penting dalam kelancaran lalu lintas adalah penyalaan

lampu lalu lintas. Pengaturan lampu lalu lintas di persimpangan jalan utamanya di Kota

Makassar masih banyak menggunakan sistem pengaturan waktu tetap (fixed time signals)

yaitu sistem kontrol dengan menggunakan suatu program yang telah ditentukan terlebih

dahulu dengan referensi waktu yang dibuat menggunakan komponen diskrit yang dirangkai di

atas papan rangkaian kemudian digabung dengan komponen tambahan seperti timer, relay

dan lainnya yang pengaturannya hanya berlaku pada tiap-tiap lampu lalu lintas yang ada pada

persimpangan itu saja. (Suryadi, 2009)

Pada sistem lampu lalu lintas di atas, petugas lalu lintas tidak dapat mengendalikan

secara manual untuk penyalaan lampu lalu lintas jika kondisi dan keadaan lalu lintas

membutuhkan penanganan khusus seperti mengatur arus lalu lintas atau kendaraan jika terjadi

kemacetan di persimpangan atau melancarkan perjalanan kendaraan yang sifatnya penting

(urgent) misalnya kendaraan Ambulance, Pemadam Kebakaran dan iring-iringan kendaraan

Pejabat.

Sebenarnya pada sistem waktu tetap ini walaupun tidak dapat mengendalikan secara

manual penyalaan lampu lalu lintas akan tetapi masih dapat mengubah lama waktu penyalaan

lampu saja, itupun harus ada persetujuan dari pihak yang terkait atau dari Dinas Perhubungan.

Satu satunya yang dapat dilakukan oleh petugas dilapangan adalah menyalakan lampu kuning

saja dengan nyala berkedip-kedip untuk fungsi hati-hati dan itupun terlebih dahulu dilakukan

pemadaman pada sistem waktu tetapnya dengan menggunakan panel yang ada di sekitar

persimpangan jalan.

Namun tidak jarang lampu lalu lintas juga mengalami gangguan yang diakibatkan

selain putusnya aliran listrik dari Perusahaan Lintrik Negara (PLN), tetapi juga diakibatkan

oleh rusaknya lampu lalu lintas itu sendiri mungkin karena adanya tegangan yang mengalir

pada lampu yang berlebihan atau karena usia dari lampu tersebut sudah tidak layak lagi

bekerja secara konstan sepanjang hari, sehingga rusaknya lampu lalu lintas utamanya di

persimpangan jalan yang dipasang lampu lalu lintas mengakibatkan terjadinya kemacetan

karena arus kendaraan tidak ada yang mengaturnya.

Telah banyak metode pembuatan rangkaian untuk menghasilkan urutan waktu tetapi

tidak dapat dikendalikan secara menyeluruh melalui jaringan, seperti menggunakan

monostable multivibrator, menggunakan industrial timer, menggunakan rangkaian counter

digital yang dapat diatur jumlah hitungannya, menggunakan Programable Logic Controller

(PLC). (Raharjo, 2006), Sistem Monitoring Pendeteksi Kerusakan Lampu Lalu Lintas

Dengan Fasilitas SMS. (Hanief, 2010) tetapi ini hanya akan menambah beban biaya untuk

penggunaan SMS-nya, kemudian Pengaturan lampu lalulintas menggunakan kendali

mikrokontroler dengan sensor infra merah bertujuan untuk mengontrol jalur lalu lintas pada

persimpangan jalan (Sinaga, 2010), penelitian ini tidak dapat memberikan solusi jika terjadi

kerusakan pada lampu lalu lintas. Pada penelitian sistem monitoring dan kontrol dengan

menggunakan teknologi Google maps API adalah model aplikasi yang digunakan untuk,

mengintegrasikan informasi kepadatan lalu lintas dan kerusakan traffic light yang ditampilkan

pada sisi pengguna, serta dapat mengontrol kondisi traffic light yang dilakukan pada sisi

pengelola aplikasi (Budiman, 2012) tetapi penggunaan aplikasi informasi disini masih bersifat

simulasi belum terhubung pada perangkat yang sebenarnya.

Dengan melihat masalah di atas, maka penelitian ini bertujuan untuk melengkapi dan

mengembangkan perangkat sistem lampu lalu lintas yang selain dapat mengendalikan

penyalaan lampu lalu lintas secara manual dan otomatis (sistem waktu tetap) tetapi juga dapat

memonitoring sekaligus mendeteksi kerusakan yang terjadi pada lampu lalu lintas sehingga

kemacetan di persimpangan jalan dapat dikurangi.

METODE PENELITIAN

Perancangan Sistem

Untuk perancangan penelitian ini menggunakan perangkat keras dan fungsional

dengan aplikasi dimana mikrokontroler ATmega16 merupakan pusat pengendali penyalaan

lampu secara manual maupun secara otomatis (sistem waktu tetap) dan juga berfungsi sebagai

monitoring perubahan beban arus pada lampu, serta Sensor Arus sebagai pendeteksi

kerusakan pada nyala lampu lalu lintas. Sistem ini juga dapat berkomunikasi dengan pusat

kontrol lalu lintas dalam hal ini Traffic Management Center (TMC) melalui jaringan yang

digunakan untuk proses monitoring dan pengendalian lampu lalu lintas yang ada di beberapa

persimpangan, lihat Gambar 1a. Tujuan metode dan teknologi yang digunakan oleh TMC

adalah memfasilitasi keamanan aktifitas masyarakat dan kendaraan,dengan waktu minimal

disepanjang sistem jalan raya. (Nowakowski dkk., 2006). Dengan adanya sistem akuisisi ini,

maka automatisasi (pendeteksian) akan berlangsung dengan lebih baik, dimana proses

kerjanya dapat dipercepat, tapi dengan mutu kerja yang tetap tinggi. (Samadikun dkk, 1989)

Untuk penggunaan lampu dipilih jenis Light Emitting Diode (LED) ini dikarenakan

banyaknya keuntungan penggunaan lampu ini dibanding dengan lampu lain seperti

penggunaannya yang efisien dan daya tahan bahannya yang lama dari lampu pijar (Martínez

dkk, 2006).

Pada perancangan aplikasi, program pengendali dan pendeteksi nyala lampu lalu lintas

menggunakan pemrograman Delphi yang dijalankan melalui Komputer/laptop. Untuk aplikasi

pendeteksi arus lampu lalu lintas Operator dapat memonitor keadaan lampu lalu lintas secara

terus menerus. Dan untuk proses pendeteksi kerusakan lampu digunakan sensor arus dengan

mendeteksi jumlah arus yang masuk ke lampu serta sebuah Switch untuk mensimulasikan

kerusakan lampu lalu lintas.

Untuk aplikasi pengendali nyala lampu lalu lintas dibuat secara dinamis yaitu

pengendaliannya dapat diatur secara otomatis (fixed time) dan manual, sedangkan untuk

proses pengendalian lampu lalu lintas Operator dapat menggunakannya melalui jaringan

dengan kabel atau tanpa kabel (Wireless).

Konteks Diagram

Pada konteks diagram perancangan perangkat dibuat 2 (dua) sistem yaitu sistem

pengendali penyalaan lampu lalu lintas dan sistem pendeteksi kerusakan lampu lalu lintas,

dimana keduanya merupakan satu kesatuan sistem yang saling terhubung atau terkomunikasi

antar perangkat melalui jaringan kabel atau wireless, disini operator TMC dengan

menggunakan aplikasi pada komputer dapat mengendalikan penyalaan lampu lalu lintas

apabila situasi dan kondisi memerlukan pengendalian tersebut dan TMC dapat pula

memonitoring dan mendeteksi setiap kejadian atau kerusakan yang terjadi pada lampu lalu

lintas, Lihat Gambar 1b.

Data Flow Diagram

Pada flow diagram dijelaskan bagaimana proses pengaktifan pengendalian penyalaan

lampu secara manual baik untuk lampu merah dan lampu hijau dengan menonaktifkan

terlebih dahulu sistem otomatisnya (sistem waktu tetap). Dan setelah sistem manual tersebut

telah gunakan Operator dapat mengembalikan sistem penyalaan lampu lalu lintas secara

otomatis dengan mengaktifkan penyalaan otomatis kembali.

Untuk proses pendeteksi kerusakan pada lampu lalu lintas, dijelaskan jika sistem

memonitoring perubahan jumlah arus pada perangkat lampu lalu lintas dan pada rangkaian

lampu lalu lintas telah dibuat suatu parameter yang telah ditentukan jika lampu lalu lintas

mengalami kerusakan.

Tahap Pengujian Sistem

Pengujian Perangkat Keras dilakukan dimana setiap rangkaian lampu lalu lintas dapat

dimonitor jumlah beban arusnya secara manual dengan menggunakan mikrokontroler melalui

pendeteksian oleh sensor arus yang di tampilkan secara digital melalui LCD.

Pengujian Fungsional dimana aplikasi yang terpasang di Komputer atau Sistem di

pusat kontrol lalu lintas dapat melakukan fungsinya sebagai monitoring kerusakan lampu lalu

lintas yang dideteksi oleh sensor arus dan sebagai pengendali manual atau otomatis (fixed

time) nyala lampu baik melalui kabel maupun tanpa kabel (wireless) sesuai dengan pengujian

pada perangkat keras.

HASIL

Hasil Pengujian Perangkat Keras

Pada pengujian perangkat keras, hanya sistem pendeteksi kerusakan pada lampu yang

diujikan dalam simulasi terjadinya gangguan (kerusakan) lampu lalu lintas yang mengambil

sampel rangkaian LED lampu merah, dimana pada rangkaian terdiri dari 5 (lima) buah

rangkaian seri yang diparalelkan, dan dibantu sebuah switch yang berfungsi sebagai simulasi

kerusakan pada lampu dimana sistem kerjanya adalah memadamkan satu atau beberapa

rangkaian seri lampu yang berbentuk lingkaran tersebut. Dan untuk sensor arus berfungsi

untuk memonitoring sekaligus mendeteksi perubahan nilai beban arus pada lampu lalu lintas

yang jika jumlah beban arus pada lampu yang terdeteksi oleh sensor kurang dari batasan

jumlah arus yang telah ditentukan untuk lampu yang masih berfungsi dengan baik, maka ini

akan mengindikasikan terjadinya kerusakan pada lampu lalu lintas.

Hasil Pengujian Fungsional Pengendali Penyalaan Lampu

Pada pengujian aplikasi yang dibuat berfungsi untuk mengendalikan penyalaan lampu

secara manual dari sistem waktu tetap (fixed time). Pada pengujian aplikasi simulasi tersebut

penyalaan lampu warna Hijau dapat dikendalikan secara manual oleh operator, sedangkan

untuk penyalaan manual lampu warna Kuning diatur perpindahannya secara otomatis ke

nyala lampu warna Merah dengan range waktu yang telah ditentukan (5 detik). Dengan kata

lain aplikasi sistem penyalaan secara manual ini hanya memiliki 2 (dua) pengaturan

penyalaan lampu saja yaitu untuk penyalaan lampu warna Hijau dan penyalaan lampu warna

Kuning-Merah. Lampu Merah tidak dapat diaktifkan penyalaannya secara manual tanpa

penyalaan lampu warna Kuning terlebih dahulu, maka dalam penyalaan lampu warna kuning

dan Merah ini merupakan satu sistem dalam penyalaan manual, sama halnya dengan

penyalaan lampu warna Hijau. Lihat Gambar 2 dan Gambar 3.

Hasil Pengujian Fungsional Pendeteksi Kerusakan Lampu Lalu Lintas

Pada hasil pengujian aplikasi pendeteksi kerusakan lampu ini sama dengan hasil dari

pengujian pada perangkat keras (hardware) sebelumnya, ini dikarenakan pada perangkat keras

maupun perangkat lunak (aplikasi) sama-sama mendapatkan informasi data yang bersumber

dari mikrokontroler dan sensor arus yang berperan masing-masing sebagai pemantau

(monitoring) dan pendeteksi jumlah arus yang ada pada lampu. Lihat Tabel 1 dan Gambar 4.

Untuk menentukan parameter kerusakan pada lampu ini maka dibuat suatu bunyi

“alarm” atau sebuah tampilan peringatan (alert) pada layar monitor yang sebelumnya telah

diprogram pada aplikasi, dimana pada parameternya dibuat jika level / jumlah arus yang

terdeteksi oleh sistem kurang atau sama dengan 10 mA, maka suara peringatan alarm dan

tampilan kerusakan tadi akan berbunyi dan tampil, sehingga para operator tidak harus melihat

atau memantau terus menerus layar monitor untuk menentukan ada atau tidaknya indikasi

kerusakan pada lampu lalu lintas.

PEMBAHASAN

Dari penelitian ini menunjukkan perangkat pengendali penyalaan lampu lalu lintas

secara dinamis (manual atau otomatis) dan monitoring untuk mendeteksi kerusakan lampu

lalu lintas dan dapat berkomunikasi dengan aplikasi yang ada di pusat kontrol atau Traffic

Manajemen Center (TMC) dalam melakukan pengendalian dan monitoring kerusakan pada

lampu lalu lintas di persimpangan jalan, ini sangat jauh dari sistem pengendalian yang telah

ada sekarang (sistem waktu tetap), sedangkan sistem aplikasi Traffic Monitoring and Control

(Budiman, 2012) membutuhkan perangkat monitoring dan control dari penelitian ini.

Perangkat sistem monitoring lampu lalu lintas digunakan untuk mendeteksi kerusakan

lampu dimana sensor arus berperan dalam mendeteksi setiap aliran arus yang masuk pada

rangkaian lampu (LED) Sehingga jika kita ingin mencari besar nilai arusnya, maka nilai

tegangan dibagi dengan nilai resistansi. Dimana “I” adalah arus listrik yang muatannya

bergerak dan diukur dalam satuan ampere (A). Sedangkan “V” adalah simbol dari tegangan

dan diukur dalam satuan volt, dan “R” adalah nilai resistansi yang diukur dalam satuan ohm.

(Nahvi dkk., 2004). Sedangkan untuk pengendalian nyala lampu lalu lintas menggunakan

mikrokontroler ATMega16 yang dapat digunakan untuk pengaturan waktu. Timer atau

counter adalah fasilitas dari ATMega16 yang digunakan untuk perhitungan pewaktuan.

(Soebhakti, 2007)

Untuk sistem komunikasi antara perangkat kontrol dan monitoring lampu lalu lintas

dengan TMC, dimana informasi yang dikirim berupa data sinyal dimana sinyal keluaran ini

juga dapat digambarkan sebagai masukan amplitudo, frekuensi, fase, atau kode digital.

(Fraden, 2003)

Dengan penelitian ini diharapkan sistem dapat mengatur arus lalu lintas utamanya

diperuntukkan untuk kendaraan - kendaraan yang memiliki tingkat urgensitas (kepentingan)

yang tinggi seperti kendaraan Ambulance, Pemadam Kebakaran dan Iring-iringan Kendaraan

Pejabat, sehingga kendaraan tersebut dapat melewati jalan tanpa mengalami hambatan akibat

dari siklus penyalaan lampu lalu lintas. Pada sistem ini masih banyak kekurangan yaitu tidak

mampunya sistem mendeteksi kepadatan lalu lintas dimana berhubungan juga dengan sistem

monitoring dan kendali ini.

KESIMPULAN DAN SARAN

Peneliti telah mengembangkan suatu sistem pengendali (mikrokontroler) untuk

menyalakan lampu lalu lintas baik secara manual maupun otomatis (sistem waktu tetap),

dimana pada sistem konvensional hanya dapat mengendalikan nyala lampu dengan sistem

waktu tetap (fixed time) saja.

Pada fungsi monitoring dan pendeteksi kerusakan lampu, perangkat dapat mendeteksi

jumlah arus yang mengalir ke rangkaian lampu dan diterima oleh sensor arus yang

mendeteksi perubahan jumlah arus yang mengalir tersebut. Semakin kurang jumlah arus yang

diterima oleh sensor maka perangkat mikrokontroler yang telah dibuatkan parameter

kerusakan lampunya tersebut akan semakin mengindikasikan terjadinya kerusakan pada

lampu lalu lintas.

Pada sistem pengendali dan monitoring ini menggunakan program aplikasi visual

berbasis Delphi yang dapat mengendalikan dan memonitoring perangkat lampu lalu lintas

secara realtime oleh server atau Operator melalui jaringan atau wireless.

Penelitian sistem lampu lalu lintas ini masih banyak dibutuhkan pengembangan lebih

lanjut misalnya memonitoring dan mendeteksi secara wireless kerusakan pada lampu jalan

dengan menggunakan sensor arus atau sensor lain, ini penting bagi pengendara yang

berkendara pada malam hari dan dapat pula merekayasa penyalaan lampu lalu lintas secara

otomatis untuk mengendalikan arus lalu lintas dengan menggunakan sensor serta membuat

penyalaan lampu lalu lintas atau lampu jalan secara otomatis apabila terjadi pemadaman

listrik dari PLN dengan menggunakan solar cell atau solar panel.

DAFTAR PUSTAKA Budiman, Marson James. (2012). Sistem Monitoring Dan Kontrol Lalulintas Perkotaan,

pasca.unhas.ac.id/jurnal - Makassar Fraden, Jacob. (2003). Handbook of Modern Sensor, Physics, Designs, and Applications,

Springer. San Diego - USA. Hanief, Anshar. (2010). Sistem Monitoring Pendeteksi Kerusakan Lampu Lalu Lintas Dengan

Fasilitas SMS, Electrical Engeenering, RSE 629.89 Ans s – ITS Library. Martínez, Ramón - Rodríguez - Osorio, Miguel Calvo - Ramón, Miguel A. Fernández - Otero,

Luis Cuellar Navarrete. (2006). Smart Control System For LEDs Traffic Lights Based on PLC. Dpt. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones. Universidad Politécnica de Madrid ETSI de Telecomunicación. Ciudad Universitaria s/n. 28040 Madrid SPAIN.

Nahvi, Mahmood dan Edminister, Joseph. (2004). Rangkaian Listrik, Erlangga, Jakarta. Nowakowski, C., Green, P., and Kojima, M. (1999). Human Factors in Traffic Management

Centers : A Literature Review., UMTRI Technical Report 99-5, University of Michigan - Ann Arbor, Michigan, USA.

Rahardjo, Kuat T.S. (2006). Perancangan Rangkaian Pengatur Lampu Lalu Lintas Pada Berbagai Persimpangan Jalan, JETri, volume 6, nomor 1.

Samadikun, Samaun; Rio, Reka S. dan Mengko, Tati. (1989). Sistem Instrumentasi Elektronika, Bahan Pengajaran - Pusat Antar Universitas bidang Mikroelektronika – Institut Teknologi Bandung (ITB), Bandung.

Sinaga, Tri Agus. (2010). Light Control Traffic Control Using Microcontroller With InfraRed Sensor. http://library.gunadarma.ac.id, Jakarta.

Soebhakti, Hendawan, (2007). Basic AVR Microcontroller Tutorial, Electrical Engineering - Politeknik Batam.

Suryadi. (2009). Pengatur Lampu Lalu Lintas Sistem Digital Berbasiskan Mikrokontroler, Elektron: Volume 1, No.1, Edisi Juni.

Gambar 1. Diagram Jaringan Sistem Komunikasi (a) dan Diagram Konteks

Perancangan Sistem Pengendali dan Monitoring (b) Lampu Lalu Lintas.

(a) (b)

Gambar 2. Diagram Sistem Pengendalian Penyalaan Lampu Lalu Lintas Secara

Otomatis (a) dan Manual (b).

Gambar 3. Aplikasi Sistem Pengendalian Penyalaan Lampu Lalu Lintas Secara Manual

Untuk Lampu Merah (i) dan Hijau (ii).

Tabel 1. Jumlah Arus Pada Setiap Rangkaian pada Lampu yang Terbaca Oleh

Aplikasi.

Rangkaian Lampu Arus (mA)

Rangkaian 1 (nyala semua) 120,0

Rangkaian 2 (RS 1 padam) 98,0

Rangkaian 3 (RS 1-2 padam) 73,0

Rangkaian 4 (RS 1-3 padam) 34,0

Rangkaian 5 (RS 1-4 padam) 10,0

Hijau

Kuning Merah

5 dtk

Man

ual

Otomatis

Ma

nual

Hijau

Kuning Merah

10

dtk

7 dtk

20

dtk

Oto

matis

Otomatis

Oto

mati

s

(a) (b)

Manual

Merah

Lmp. Kuning Otomatis ke Lmp.

Merah

(i)

Hijau

(i

Lmp. Hijau

Langsung