SISTEM DIGITAL PADA LAMPU LALU LINTAS

Tugas mata kuliah Sistem Digital:

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi saat ini semakin pesat dalam kehidupan manusia. Banyaknya aktifitas manusia menyebabkan banyaknya sarana yang digunakan untuk mempermudah kegiatan manusia. Salah satunya adalah sarana transportasi darat, seperti mobil, sepeda motor, serta angkutan darat lainnya. Kondisi ini kadang menyebabkan kemacetan terutama di daerah perkotaan yang banyak aktifitasnya. Lampu lalu lintas sangat berperan mencegah terjadiny kemacetan karena pemakai jalan menjadi tertib untuk mengikuti hidup- matinya lampu tersebut.


Lampu lalu lintas adalah adalah lampu yang mengendalikan arus lalu lintas yang terpasang di persimpangan jalan, tempat penyeberangan pejalan kaki (zebra cross), dan tempat arus lalu lintas lainnya. Lampu ini yang menandakan kapan kendaraan harus berjalan dan berhenti secara bergantian dari berbagai arah. Pengaturan lalu lintas di persimpangan jalan dimaksudkan untuk mengatur pergerakan kendaraan pada masing-masing kelompok pergerakan kendaraan agar dapat bergerak secara bergantian sehingga tidak saling mengganggu antar-arus yang ada

Pada umumnya, setiap persimpangan jalan diberi Lampu Lalu Lintas (LL) untuk mengatur kendaraan yang melewati persimpangan jalan tersebut. Tujuan pemasangan lampu LL tersebut adalah untuk:

• Menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi akibat kecerobohan pengemudi.
• Menghindari kemacetan yang mungkin terjadi akibat kepadatan jumlah kendaraan.

Lama menyala setiap lampu berbeda antar satu ruas jalan dengan ruas jalan yang lainnya disebabkan oleh perbedaan kepadatan kendaraan pada waktu tertentu. Berbagai metode yang mengatur lamanya waktu penyalaan lampu Merah dan Hijau pada setiap ruas jalan, telah dikembangkan dengan tujuan untuk menghindari kemacetan seperti misalnya: 

• Perhitungan Statistik kepadatan kendaraan pada jam tertentu disetiap ruas jalan yang kemudian diterapkan pada teori antrian. 
•  Penambahan sensor kendaraan untuk mengetahui kepadatan LL pada setiap ruas jalan, sehingga dapat dihitung lamanya menyala setiap lampu. Bahkan yang pernah di uji coba melakukan monitoring menggunakan CCTV untuk mengatur kelancaran kendaraan secara terpadu dari pusat kendali.

Seringkali, berbagai perhitungan-perhitungan dengan metode tersebut yang awalnya benar memperlancar arus lalu lintas, setelah beberapa waktu menjadi tidak sesuai, sehingga menimbulkan kemacetan.

Hal ini sering kali disebabkan oleh berkembangnya suatu wilayah, sehingga suatu ruas jalan yang awalnya pada jam tertentu tidak padat, menjadi padat jumlah kendaraannya. Oleh karena itu Polisi LL yang bertugas mengatur kelancaran LL pada persimpangan tersebut harus mengubah lamanya menyala lampu LL, agar kemacetan menjadi lancar kembali. Saat ini masih banyak rangkaian pengatur lampu LL yang sulit diubah lamanya menyala setiap lampu, oleh karena itu sampai saat ini pengguna kendaraan, sering terjebak kemacetan yang berkepanjangan. Hal ini sering diperparah oleh pengemudi yang tidak disiplin, banyak kendaraan umum yang berhenti menunggu penumpang justru didekat persimpangan jalan sehingga menghambat arus kendaraan pada satu ruas jalan.

1.2 Batasan Masalah

Dalam makalah ini kami akan menjelaskan analisis lampu lalu lintas, serta menjelaskan singkat mengenai metode pembuatan rangkaian untuk menghasilkan urutan waktu.

1.3 Tujuan

Adapun tujuan kami dalam penyusunan makalah ini adalah sebagai berikut:

1. Memenuhi tugas mata kuliah Sistem Digital
2. Menambah pengetahuan kami khususnya mengenai aplikasi sistem digital pada sistem lampu lintas.

BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Analisis Siklus Penyalaan Lampu Lalu Lintas

Terlepas dari perhitungan berapa lama setiap lampu harus menyala, serta urutan nyala lampu merah, kuning dan hijau dari setiap ruas jalan, jika urutan penyalaan setiap lampu telah disusun akan membentuk urutan yang berulang dari waktu ke waktu berikutnya (siklus). Pada prinsipnya, rangkaian pengatur akan mengatur lamanya penyalaan setiap lampu sesuai dengan urutan dan kebutuhan waktu pada setiap ruas jalan dipersimpangan tersebut.

Penyalaan lampu LL untuk ruas jalan dari arah Utara ke Selatan dan sebaliknya Selatan ke Utara adalah sama, demikian pula untuk ruas jalan dari arah Barat ke Timur dan sebaliknya Timur ke Barat adalah sama. Sehingga siklus tersebut adalah terdiri dari penyalaan Lampu untuk arah dari Utara-Selatan yang terdiri dari lampu Merah Utara Selatan (M.US), Kuning Utara Selatan (K.US) dan Hijau Utara Selatan (H.US). Sedang penyalaan Lampu untuk arah dari Barat-Timur, terdiri dari lampu Merah Barat Timur (M.BT), Kuning Barat Timur (K.BT) dan Hijau Barat Timur (H.BT). Pada gambar 2.1, Persimpangan jalan yang sederhana berupa perempatan, dapat memiliki karakteristik jalan yang berbeda sehingga menghasilkan siklus penyalaan lampu LL yang berbeda. Perbedaan siklus penyalaan lampu LL ini bertujuan untuk memperlancar arus lalu lintas pada persimpangan tersebut.

Untuk menjelaskan perbedaan karakteristik persimpangan, dipilih dua pola karakteristik jalan seperti berikut ini:

1. Pola karakteristik jalan 1, persimpangan jalan yang lancar, sebaiknya penyalaan lampu kuning terjadi setiap lampu akan berubah dari merah ke hijau, sewaktu lampu merah masih menyala lampu kuning dinyalakan sesaat, lalu keduanya padam dan digantikan dengan lampu hijau. Dan sebaliknya perubahan dari lampu hijau menjadi merah juga disertai dengan penyalaan lampu kuning sesaat. Tujuan penyalaan bersamaan adalah untuk mempersingkat siklus, sehingga kendaraan menjadi lancar.
2. Pola karakteristik jalan 2, persimpangan jalan yang macet, lampu kuning pada satu ruas jalan hanya dinyalakan pada perubahan dari lampu merah menjadi hijau sedang pada ruas jalan yang lain lampu hijau langsung berubah menjadi merah. Seandainya lampu pada ruas jalan Barat-Timur dari hijau menjadi merah, maka lampu kuning pada ruas jalan Utara-Selatan akan menyala dengan selang waktu yang dianggap cukup untuk mengosongkan area jalan pada perempatan tersebut. Setelah area persimpangan kosong, maka lampu Hijau pada ruas jalan Utara-Selatan menyala menggantikan lampu kuning dan sebaliknya. Tujuan pola penyalaan ini adalah memberi kesempatan kendaraan memasuki ruas jalan yang dituju, sehingga area persimpangan menjadi kosong dan memperlancar arus lalu lintas di semua ruas jalan.

PUntuk merancang rangkaian pengatur penyalaan lampu lalu lintas sesuai pola penyalaan yang telah disusun untuk karakteristik suatu persimpangan jalan, harus digambarkan dalam diagram waktu yang menjelaskan urutan penyalaan setiap lampu. Jika pada gambar diagram waktu ditarik garis vertical pada setiap perubahan nyala lampu yang ada, maka diperoleh sejumlah potongan urutan waktu, yang akan berulang dalam satu siklus, dengan masing-masing potongan waktu tersebut memiliki tugas menyalakan warna lampu pada setiap ruas jalan pada persimpangan, yang akan berulang pada saat berikutnya setelah satu siklus selesai. Perbedaan pola penyalaan, akan mengubah lamanya sebuah potongan waktu, dan rangkaian pengatur penyalaan setiap lampu.

Dari kedua Gambar. 2.2. dan Gambar 2.3., dapat dilihat bahwa nyala lampu Hijau pada karakteristik jalan pola 2 memiliki selang waktu lebih pendek, sedang penyalaan lampu merah memiliki selang waktu lebih panjang. Sedang pada karakteristik jalan pola 1, memiliki selang waktu penyalaan lampu merah dan hijau mendekati sama. Perbedaan kedua pola penyalaan dan lamanya setiap lampu LL menyala inilah, yang seharusnya dirancang dengan menggunakan berbagai metoda teori kontrol seperti misalnya logika Fuzzy maupun teori antrian.

2.2 Metode Pembuatan Rangkaian Untuk Menghasilkan Urutan Waktu

Metode pembuatan rangkaian untuk menghasilkan urutan waktu dapat dilakukan dengan berbagai cara sebagai berikut :

• Menggunakan Monostabil Multivibrator
• Menggunakan Industrial Timer
• Menggunakan rangkaian counter digital yang dapat diatur jumlah hitungannya.
• Menggunakan PLC (Programable Logic Controller)
• Menggunakan microprocessor / microcontroller

2.2.1 Monostabil Multivibrator

Penggunaan Monostabil Multivibrator dapat dirakit dengan komponen elektronik Transistor maupun Op- amp, dengan menambahkan resistor (R) dan capasitor (C), untuk mengatur selang waktu yang diinginkan. Mudah dirangkai dan murah harganya, merupakan kelebihan dari metode ini. Agar per-ubahan selang waktu dapat dilakukan dengan mudah, maka mempergunakan resistor variable (VR) dan mempersiapkan beberapa buah C dengan nilai yang berbeda-beda. Operator mudah mengubah selang waktu dapat memposisikan nilai R pada VR sesuai dengan indikator selang waktu yang diinginkan, waktu yang dihasilkan mendekati waktu yang diinginkan. Ini merupakan kekurangan rangkaian Monostabil Multivibrator. Beberapa rangkaian Monostabil multivibrator ini kemudian disusun untuk membentuk urutan waktu sesuai dengan kebutuhan pada setiap karakteristik jalan.

2.2.2 Industrial Timer

Untuk metode ini, dengan menggunakan Industrial Timer sebagai komponen pembangkit urutan waktu, menggunakan beberapa buah sesuai dengan kebutuhan setiap karakteristik jalan dan menambahkan rangkaian pemicu agar dapat menghasilkan urutan waktu yang dibutuhkan. Komponen ini dilengkapi skala pengatur selang waktu yang diinginkan, dengan skala waktu (detik, menit) yang dapat diubah. Karena merupakan komponen industri, maka harga sebuah Industrial Timer relatif mahal dan masih harus ditambah dengan komponen pemicu. Kemudahan pengoperasian dan keandalan dari rangkaian ini merupakan keunggulannya.

2.2.3 Rangkaian Counter Digital

Metode ini menggunakan beberapa buah counter digital yang memiliki jumlah hitungan berbeda sesuai dengan kebutuhan waktunya, dan di atur agar counter aktif secara berturutan sesuai dengan karakteristik persimpangan jalan yang membutuhkan lampu LL. Perakitan rangkaian dapat disederhanakan menggunakan komponen PLD sehingga rangkaian yang semula rumit dan besar menjadi kecil dan sederhana. PLD (Programmable Logic Devices) adalah sistem kontrol logika yang terprogram. PLD berisi susunan dari bermacam-macam blok dengan fungsi khusus. Hubungan antara blok di lakukan pada waktu proses desain pemrograman. Dengan sistem tersebut, PLD lebih terintegrasi dan menjadi compact solutions di bandingkan dengan sistem digital diskrit. PLD terdiri dari berbagai bagian penting, tetapi hanya beberapa bagian saja yang sering di manfaatkan di beberapa aplikasi. Pemakaian PLD dapat mengurangi jumlah chip IC yang digunakan.

Perubahan selang waktu, dilakukan melalui Switch mini (DIP Switch) yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk deretan angka binary yang setara decimal. DIP switch adalah sekumpulan dari beberapa saklar yang disatukan. DIP switch dirancang untuk dipakai dalam pcb (printed circuit board) bersama dengan komponen elektronik lainnya. Untuk mewakili 1 digit decimal membutuhkan 4 buah DIP switch, sehingga membutuhkan jumlah DIP Switch yang relatif banyak dan rangkaian menjadi besar. Ketepatan waktu tergantung pulsa clock yang diberikan, maka dibutuhkan pembangkit pulsa clock dengan periode tetap selama pengoperasian. Karena menggunakan DIP switch untuk mengatur selang waktu maka jumlahnya menjadi banyak, sehingga seringkali menyulitkan operator dilapangan jika harus melakukan perubahan selang waktu.
2.2.4 PLC (Programable Logic Controller)

Sistem PLC mengintegrasikan berbagai macam komponen yang berdiri sendiri menjadi suatu sistem kendali terpadu dan dengan mudah merenovasi tanpa harus mengganti semua instrumen yang ada.

Konsep dari PLC sesuai dengan namanya adsalah sebagai berikut :

• Programmable : menunjukkan kemampuannya yang dapat dengan mudah diubah-ubah sesuai program yang dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat.
•  Logic : menunjukkan kemampuannya dalam memproses input secara aritmetik (ALU), yaitu melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi dan negasi. 
• Controller : menunjukkan kemampuannya dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga menghasilkan output yang diinginkan.

Dengan memakai PLC sebagai komponen pembangkit urutan waktu, akan menghasilkan rangkaian yang sederhana karena pada PLC telah memiliki sejumlah pewaktu internal yang dapat diatur dengan akurat dan tepat. Sehingga pemrogram dapat menyusun sejumlah pewaktu dan dengan selang waktu yang dibutuhkan sesuai karakteristik persimpangan untuk membangkitkan urutan waktu sesuai urutan penyalaan lampu LL. Setiap perubahan dapat dilakukan dengan memprogram ulang PLC, oleh operator yang menguasai teknik pemrograman pada PLC yang dipergunakan. Harga komponen ini relative mahal karena selain harus membeli komponen PLC itu sendiri, juga harus membeli alat untuk mengisikan program kedalam PLC (unit pemrogram). Kemudahan yang ditawarkan, adalah seluruh rangkaian kontrol dapat disusun didalam PLC melalui program, sehingga komponen yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian penyala masing- masing lampu LL sesuai dengan urutannya hanya rele yang berfungsi memutus/ menyambungkan lampu LL kesumber tegangan.
2.2.5 Microprocessor / Microcontroller

Mikroprosesor / microcontroller, merupakan suatu teknologi yang tepat jika dipergunakan sebagai kontroler penyala Lampu LL. Microcontroller adalah sebuah chip yang memiliki peralatan seperti komputer, yaitu pemroses (processor), Memory, serta input dan output.

Pemakaian microcontroler sangat fleksibel, sehingga program dapat dibuat secara umum. Program dirancang untuk mengaktifkan banyak pewaktu, dan keluaran setiap pewaktu telah di siapkan rangkaian kemudi yang dapat menyalakan lampu lalu lintas sesuai dengan tegangan yang dipergunakan. Rangkaian kemudi ini pada umumnya menggunakan beberapa buah kontak bebas untuk setiap pewaktu, yang akan menutup/membuka sesuai urutan kerja pewaktu. Perancang kontroler penyala Lampu LL secara leluasa dapat menentukan berapa jumlah pewaktu yang di butuhkan serta berapa lama masing-masing pewaktu harus aktif untuk suatu karakteristi persimpangan. Sehingga penyala/pemadaman lampu LL dapat langsung dirakit dan dengan mudah di instalasi pada persimpangan jalan. Microcontroller yang sering digunakan untuk pengaturan lampu lalu lintas adalah microcontroller AT89S51. AT89S52, Atmega8535.

BAB III
PENUTUP

Perkembangan teknologi khususnya sistem digital berdampak positif bagi pengaturan persimpangan perempatan, dimana dengan teknologi dan sistem digital tersebut bisa menggunakan lampu lalu lintas untuk mengaturnya. Berbagai macam cara untuk merangkai dan membuat lampu lalu lintas tersebut. Salah satunya dengan metode yang menghasilkan urutan waktu, yaitu :

• Menggunakan Monostabil Multivibrator
• Menggunakan Industrial Timer
• Menggunakan rangkaian counter digital yang dapat diatur jumlah hitungannya.
• Menggunakan PLC (Programable Logic Controller)
• Menggunakan microprocessor / microcontroller

DAFTAR PUSTAKA

Aditia, Arya Gamma. (2010). “Miniatur Lampu Lalu Lintas” [online]. Tersedia: http://www.scribd.com/doc/35691389/Arya-Gamma-Aditia-0906529615-Miniatur-Lampu-Lalu-Lintas. Yang Direkam pada tahun 2010 [18 Agustus 2010].

Rahardjo T.S , Kuat. “Perancangan Rangkaian Pengatur Lampu Lalu Lintas Pada Berbagai Persimpangan Jalan” [online]. Tersedia : http://blog.trisakti.ac.id/jetri/2010/01/17/perancangan-rangkaian-pengatur-lampu-lalu-lintas-pada-berbagai-persimpangan-jalan/. Yang direkam pada tanggal 17 Januari 2010 [21 Agustus 2010].

Prasetio, Barlian Henryranu (2007). “Modul VII Multivibrartor” [online]. Tersedia : http://henryranu.files.wordpress.com/2007/12/modul-7-multivibrator.doc. Yang direkam pada desember 2007. [21 Agustus 2010].

Santoso, Mohammad Nugroho Puji. (2008). “Prinsip Kerja Ladder Diagram dalam PLC” [online]. Tersedia : http://nugie.wordpress.com/2008/02/11/prinsip-kerja-ladder-diagram-dalam-plc/. Yang direkam pada tanggal 11 februari 2008. [20 Agustus 2010].

Sumarna. (2006). Elektronika Digital (Konsep Dasar dan Aplikasi). Yogyakarta : GRAHA ILMU.

Tn. “Modul Mikrokontroler ATmega8535” [online]. Tersedia : http://www.scribd.com/doc/33175957/ModulMikrokontrolerATmega8535. [18 Agustus 2010]

Untoro. (2008). “PROTOTIPE SISTEM LAMPU LALU LINTAS TERPUSAT B ERB ASIS DTMF DAN MIKROKONTROLER AT89S51” [online]. Tersedia : http://www.scribd.com/doc/26873091/Makalah-Sistem-Lalu-Lintas-Terpusat. Yang direkam pada tahun 2008. [18 Agustus 2010]

Share on :

Tweet