175
TUGAS AKHIR REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS BERDASARKAN KECEPATAN KENDARAAN DENGAN ALGORITMA FUZZY LOGIC Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma IGNASIUS TEGAR ADIYANTO NIM: 145114014 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

  • Upload
    others

  • View
    21

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

TUGAS AKHIR

REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU

LINTAS BERDASARKAN KECEPATAN

KENDARAAN DENGAN ALGORITMA

FUZZY LOGIC

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

IGNASIUS TEGAR ADIYANTO

NIM: 145114014

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 2: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

FINAL PROJECT

ENGINEERING SETTING ON TRAFFIC LIGHTS

BASED ON SPEED OF VEHICLES WITH

FUZZY LOGIC ALGORITHM

In a partial fulfillment of the requirement

For the degree of Sarjana Teknik

Department of Electrical Engineering

Faculty of Science and Technology Sanata Dharma University

IGNASIUS TEGAR ADIYANTO

NIM: 145114014

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 3: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 4: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 5: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 6: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO:

“IT ALWAYS SEEMS

IMPOSSIBLE

UNTIL IT’S DONE”

-NELSON MANDELA-

Skripsi ini kupersembahkan kepada,

Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria

Orang tua dan Kakak dan Adik

Sahabat dan Teman-teman Seperjuangan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 7: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 8: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

viii

INTISARI

Pengaturan sistem lampu lalu-lintas umumnya masih menggunakan sistem durasi

yang telah di tentukan dan dilakukan pengulangan yang sama tiap harinya dengan

kecepatan kendaraan yang belum tentu sama pada interval waktu yang telah ditentukan,

sehingga penumpukan kendaraan sering terjadi di salah satu sisi persimpangan.

Untuk menanggulangi permasalahan tersebut, sistem dibuat berdasarkan algoritma

fuzzy logic yang diimplementasikan dalam mikrokontroler ATmega32 dengan

membandingkan kecepatan kendaraan antar sisi jalan. Hasil data algoritma tersebut

digunakan untuk mengatur durasi lampu lalu-lintas di tiap sisi secara adaptif setelah lampu

all red dijalankan. Keadaan adaptif tersebut akan menyesuaikan antara durasi lampu hijau

dengan kecepatan kendaraan yang sedang melintas.

Hasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan

Kecepatan Kendaraan dengan Algoritma Fuzzy Logic mampu mengatur durasi lampu hijau

pada sistem lalu-lintas dengan persentase keberhasilan pengujian sistem sebesar .

Apabila kecepatan kendaraan tinggi maka durasi lampu hijau akan semakin cepat,

sebaliknya apabila kecepatan kendaraan rendah maka durasi lampu hijau akan semakin

lama.

Kata kunci : kecepatan kendaraan, lampu lalu-lintas, algoritma fuzzy logic, ATmega32.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 9: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

ix

ABSTRACT

The arrangement of the traffic light system generally still uses a system of duration

that has been determined and carried out the same repetition every day with a vehicle

speed that is not necessarily the same at a predetermined time interval, so that the

accumulation of vehicles often occurs on one side of the intersection.

To overcome these problems, the system is made based on fuzzy logic algorithms

that are implemented in the ATmega32 microcontroller by comparing the speed of the

vehicle between the sides of the road. The results of the algorithm data are used to adjust

the duration of traffic lights on each side adaptively after the all red lamp is run. The

adaptive state will adjust between the duration of the green light and the speed of the

vehicle that is passing.

The results of the research Engineering Traffic Light Setting Settings Based on

Vehicle Speed with the Fuzzy Logic Algorithm are able to regulate the green light duration

on traffic systems with a percentage of system testing success of 99.97%. If the vehicle

speed is high, the duration of the green light will be faster, on the contrary if the vehicle

speed is low, the duration of the green light will be longer.

Key words: vehicle speed, traffic lights, fuzzy logic algorithm, ATmega32.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 10: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 11: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

xi

DAFTAR ISI

TUGAS AKHIR .................................................................................................................... i

FINAL PROJECT ............................................................................................................... ii

LEMBAR PERSETUJUAN .............................................................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................................ iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .............................................................................. v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ................................................. vi

LEMBAR PERNATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................................ vii

INTISARI .......................................................................................................................... viii

ABSTRACT ........................................................................................................................ ix

KATA PENGANTAR ......................................................................................................... x

DAFTAR ISI ....................................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ xvi

DAFTAR TABEL ............................................................................................................. xix

1. BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................................................ 1

1.2. Tujuan dan Manfaat ................................................................................................ 2

1.3. Batasan Masalah ..................................................................................................... 2

1.4. Metodologi Penelitian ............................................................................................. 2

2. BAB II DASAR TEORI .............................................................................................. 4

2.1. Mikrokontroler AVR ATmega32 [3] ...................................................................... 4

2.1.1. Arsitektur AVR ATmega32 ............................................................................ 4

2.1.2. Deskripsi Mikrokontroler ATmega32 ............................................................. 4

2.1.3. Organisasi Memori AVR ATmega32 .............................................................. 6

2.1.4. Karakteristik DC ATmega32 ........................................................................... 6

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 12: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

xii

2.2. Mikrokontroler AVR ATmega8 [4] ........................................................................ 7

2.2.1. Deskripsi Mikrokontroler ATmega8 ............................................................... 8

2.2.2. Organisasi Memori AVR ATmega8 ................................................................ 9

2.2.3. Interupsi [5] ................................................................................................... 10

2.2.4. Timer/Counter 0 [6] ....................................................................................... 11

2.2.5. Karakteristik DC ATmega8 ........................................................................... 14

2.2.6. Register Komunikasi I2C [7] ......................................................................... 15

2.3. LED Inframerah [8] .............................................................................................. 21

2.4. LED Photodioda [8] .............................................................................................. 23

2.5. Komparator [8] ..................................................................................................... 25

2.5.1. Aplikasi Komparator ..................................................................................... 25

2.6. Relay [9] ................................................................................................................ 26

2.7. Bipolar Junction Transistors (BJT) sebagai Sakelar [8] ....................................... 27

2.8. Liquid Crystal Display (LCD) 16x2 [5] ................................................................ 28

2.9. Fuzzy logic [10] .................................................................................................... 30

2.9.1. Perbedaan Logika Fuzzy dan Logika Tegas .................................................. 30

2.9.2. Himpunan ...................................................................................................... 31

2.9.3. Dasar Logika Fuzzy ....................................................................................... 31

2.9.3.1. Fungsi Keanggotaan .............................................................................. 31

2.9.3.2. Fuzzifikasi .............................................................................................. 33

2.9.3.3. Aturan Dasar Logika Fuzzy ................................................................... 34

2.9.3.4. Mesin Penalaran Kontrol Logika Fuzzy (Inference Engine) ................. 34

2.9.3.5. Defuzzifikasi ........................................................................................... 34

2.10. Kecepatan [14] .................................................................................................. 35

3. BAB III RANCANGAN PENELITIAN ................................................................... 36

3.1. Diagram Blok Perancangan .................................................................................. 36

3.2. Proses Pengujian Alat ........................................................................................... 38

3.3. Perancangan Prototipe .......................................................................................... 40

3.3.1. Penskalaan Prototipe ..................................................................................... 40

3.4. Perancangan Perangkat Keras ............................................................................... 41

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 13: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

xiii

3.4.1. Minimum Sistem ATmega32 dan ATmega8 ................................................ 42

3.4.2. Sensor Inframerah.......................................................................................... 43

3.4.3. Komparator .................................................................................................... 45

3.4.4. Rangkaian Konfigurasi LCD 20x4 dan LCD 16x4 ........................................ 46

3.4.5. Rangkaian Transistor sebagai Sakelar Relay Lampu .................................... 47

3.5. Perancangan Perangkat Lunak .............................................................................. 49

3.5.1. Diagram Alir Mikrokontroler Master ............................................................ 50

3.5.2. Diagram Alir Mikrokontroler Slave .............................................................. 51

3.5.3. Diagram Alir Sub Rutin Komunikasi Master dan Slave ............................... 52

3.5.4. Diagram Alir Fuzzy Kontrol ......................................................................... 53

3.5.4.1. Proses Fuzzifikasi ................................................................................... 54

3.5.4.2. Basis Aturan dan Pengambilan Keputusan ............................................ 55

3.5.4.3. Proses Defuzzifikasi ............................................................................... 56

4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 58

4.1. Pembahasan Perangkat Keras dan Bentuk Fisiknya ............................................. 58

4.1.1. Mikrokontroler Master .................................................................................. 58

4.1.2. Relay dan Lampu Lalu-lintas ......................................................................... 60

4.1.3. Mikrokontroler Slave dan Komparator IC LF353 ......................................... 61

4.1.4. Sensor Inframerah pada Lintasan Jalur ......................................................... 64

4.2. Pengujian Sensor Inframerah dan Komparator ..................................................... 65

4.3. Pembahasan Sensor Inframerah ............................................................................ 66

4.4. Perubahan Perancangan ........................................................................................ 67

4.5. Pengujian Kecepatan Kendaraan oleh Alat Bantu Konveyor ............................... 67

4.6. Pembahasan Algoritma Fuzzy Logic ..................................................................... 68

4.6.1.1. Fuzzifikasi .............................................................................................. 68

4.6.1.2. Basis Aturan ........................................................................................... 69

4.6.1.3. Defuzzifikasi ........................................................................................... 69

4.7. Pengujian Pengiriman Data dengan Komunikasi Serial I2C ................................ 69

4.8. Pengujian Algoritma Fuzzy Logic ........................................................................ 74

4.8.1. Pembahasan Nyala Lampu Hijau Adaptif ..................................................... 76

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 14: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

xiv

4.9. Pembahasan Perangkat Lunak .............................................................................. 77

4.9.1. Bagian Mikrokontroler Master ...................................................................... 77

4.9.1.1. Inisialisasi Awal Mikrokontroler Master ............................................... 78

4.9.1.2. Subrutin Komunikasi Serial I2C Master ................................................ 78

4.9.1.3. Subrutin Fuzzifikasi ............................................................................... 79

4.9.1.4. Subrutin Defuzzifikasi ........................................................................... 82

4.9.1.5. Subrutin Basis Aturan ............................................................................ 84

4.9.1.6. Subrutin Tampilan Data Kecepatan ....................................................... 85

4.9.1.7. Subrutin Nyala Lampu Hijau Adaptif .................................................... 85

4.9.1.8. Subrutin Tampilan Durasi Lampu Hijau ............................................... 86

4.9.1.9. Program Utama ...................................................................................... 87

4.9.2. Bagian Mikrokontroler Slave ........................................................................ 88

4.9.2.1. Inisialisasi Awal Mikrokontroler Slave ................................................. 88

4.9.2.2. Subrutin Penyimpanan EEPROM .......................................................... 88

4.9.2.3. Subrutin Komunikasi I2C Slave ............................................................ 89

4.9.2.4. Subrutin Eksternal Interupsi INT0 dan INT1 ........................................ 89

4.9.2.5. Subrutin Interupsi Timer/Counter0 ........................................................ 90

4.9.2.6. Subrutin Interupsi Timer/Counter1 ........................................................ 91

4.9.2.7. Subrutin Kecepatan 1 ............................................................................. 92

4.9.2.8. Subrutin Penampil LCD 20x4 dan Penskalaan Kecepatan .................... 92

4.9.2.9. Subrutin Kecepatan Rata-Rata Kendaraan ............................................ 93

4.9.2.10. Program Utama ...................................................................................... 94

5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 96

5.1. Kesimpulan ........................................................................................................... 96

5.2. Saran ..................................................................................................................... 96

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 15: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

xv

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 97

Lampiran Perhitungan Teoritis Algoritma Fuzzy Logic ............................................. L-1

Lampiran Program Mikrokontroler Master ................................................................ L-6

Lampiran Program Mikrokontroler Slave A ............................................................. L-24

Lampiran Program Mikrokontroler Slave B .............................................................. L-30

Lampiran Program Mikrokontroler Slave C ............................................................. L-36

Lampiran Datasheet IC LF353 .................................................................................... L-42

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 16: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega32 .................................................... 5

Gambar 2.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega8 ...................................................... 8

Gambar 2.3. Konsep Interupsi ............................................................................................. 11

Gambar 2.4. Register TCCR0.............................................................................................. 12

Gambar 2.5. Register TCNT0.............................................................................................. 13

Gambar 2.6. Register OCR0 ................................................................................................ 13

Gambar 2.7. Register TIMSK ............................................................................................. 14

Gambar 2.8. Register TIFR ................................................................................................. 14

Gambar 2.9. Pemasangan resistor pull-up ........................................................................... 16

Gambar 2.10. Start sequence dan stop sequence ................................................................. 17

Gambar 2.11. Jalur bit data .................................................................................................. 18

Gambar 2.12. Sequence protocol I2C .................................................................................. 18

Gambar 2.13. Komunikasi yang terjadi pada protokol I2C ................................................. 19

Gambar 2.14. Langkah melakukan write pada slave ........................................................... 19

Gambar 2.15. Langkah melakukan read pada slave ............................................................ 20

Gambar 2.16. Simbol LED .................................................................................................. 21

Gambar 2.17. Operasi umum LED ...................................................................................... 22

Gambar 2.18. Contoh kurva keluaran spektral yang khas untuk LED ................................ 22

Gambar 2.19. Operasi reverse-bias menggunakan simbol standar ...................................... 23

Gambar 2.20. Grafik umum arus balik versus irradiance .................................................... 23

Gambar 2.21. Contoh untuk beberapa grafik arus balik versus tegangan balik ................. 24

Gambar 2.22. Cara kerja photodioda ................................................................................... 25

Gambar 2.23. Rangkaian pendeteksi suhu berlebih ............................................................ 26

Gambar 2.24. Bentuk Fisik Relay ........................................................................................ 27

Gambar 2.25. Switching action pada transistor yang ideal.................................................. 27

Gambar 2.26. Skematik LCD karakter 16x2 ....................................................................... 29

Gambar 2.27 Perbedaan logika tegas (a) dan logika fuzzy (b)............................................. 30

Gambar 2.28 Representasi Linear Naik .............................................................................. 32

Gambar 2.29 Representasi Linear Turun ............................................................................. 32

Gambar 2.30 Representasi Kurva Segitiga .......................................................................... 32

Gambar 2.31 Representasi Kurva Trapesium ...................................................................... 33

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 17: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

xvii

Gambar 3.1. Gambar Blok Diagram .................................................................................... 37

Gambar 3.2. Gambar Ilustrasi Kendaraan Melintas ............................................................ 38

Gambar 3.3. Setting kecepatan dan titik berhenti kendaraan .............................................. 38

Gambar 3.4. Gambar Ilustrasi Kendaraan Melintas ............................................................ 39

Gambar 3.5. Gambar Ilustrasi Kendaraan Melintas ............................................................ 39

Gambar 3.6. Perancangan desain bagian sensor inframerah dalam 3 dimensi .................... 41

Gambar 3.7. Perancangan desain bagian pertigaan lampu lalu lintas dalam 3 dimensi ...... 41

Gambar 3.8. Rangkaian osilator ATmega32 dan ATmega8 ............................................... 42

Gambar 3.9. Rangkaian Reset ATmega32 dan ATmega8 ................................................... 43

Gambar 3.10. Rangkaian IR Transmitter ............................................................................ 43

Gambar 3.11. Rangkaian photodioda dan komparator ........................................................ 44

Gambar 3.12. Konfigurasi pin IC LM339 ........................................................................... 45

Gambar 3.13. Rangkaian LCD 20x4 ................................................................................... 46

Gambar 3.14. Rangkaian LCD 16x2 ................................................................................... 47

Gambar 3.15. Rangkaian Driver Relay Lampu ................................................................... 48

Gambar 3.16. Diagram Alir Mikrokontroler Master ........................................................... 50

Gambar 3.17. Diagram Alir Mikrokontroler Slave.............................................................. 51

Gambar 3.18. Diagram Alir Sub Rutin Komunikasi Mikrokontroler Master dan Slave ..... 52

Gambar 3.19. Diagram Alir Fuzzy Kontrol ......................................................................... 53

Gambar 3.20. Framework Input X ...................................................................................... 54

Gambar 3.21. Framework Output X ................................................................................... 56

Gambar 4.1. Mikrokontroler Master.................................................................................... 58

Gambar 4.2. Bentuk Fisik Mikrokontroler Master .............................................................. 59

Gambar 4.3. Tampilan LCD 20x4 ....................................................................................... 59

Gambar 4.4. Rangkaian Relay dan Lampu .......................................................................... 60

Gambar 4.5. Rangkaian Lampu lalu Lintas pada Jalan ....................................................... 60

Gambar 4.6. Persimpangan Jalan Tampak Atas .................................................................. 61

Gambar 4.7. Rangkaian Mikrokontroler Slave A ................................................................ 61

Gambar 4.8. Rangkaian Komparator ................................................................................... 62

Gambar 4.9. Rangkaian Mikrokontroler Slave .................................................................... 63

Gambar 4.10. Tampilan LCD 16x2 ..................................................................................... 63

Gambar 4.11. Komparator IC LF353 .................................................................................. 64

Gambar 4.12. Susunan Sensor Infrared pada Jalur .............................................................. 64

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 18: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

xviii

Gambar 4.13. Jalur Kendaraan Melintas ............................................................................. 65

Gambar 4.14. Penempatan Rambu Peringatan [15] ............................................................ 66

Gambar 4.15. Inisialisasi Library dan Variabel .................................................................. 78

Gambar 4.16. Inisialisasi Variabel ...................................................................................... 78

Gambar 4.17. Pengaturan PORT I2C di ATmega32 ........................................................... 79

Gambar 4.18. Listing program I2C ...................................................................................... 79

Gambar 4.19. Listing Program Fuzzifikasi .......................................................................... 80

Gambar 4.20. Listing Program Inisialisasi Nilai Awal Variabel ......................................... 81

Gambar 4.21. Listing Program Pengambilan Derajat Keanggotaan Tertinggi .................... 81

Gambar 4.22. Ilustrasi Pemilihan Derajat Keanggotaan ..................................................... 82

Gambar 4.23. Listing Program Defuzzifikasi ....................................................................... 82

Gambar 4.24. Ilustrasi Fungsi Penegasan MOM ................................................................. 83

Gambar 4.25. Listing Program Basis Aturan ....................................................................... 84

Gambar 4.26. Listing Program Fungsi Penegasan MOM .................................................... 84

Gambar 4.27. Listing Program Pembambilan Data I2C ...................................................... 85

Gambar 4.28. Listing Program Nyala Adaptif Lampu Hijau .............................................. 85

Gambar 4.29. Listing Program Tampilan Output Algoritma Fuzzy logic .......................... 86

Gambar 4.30. Listing Program Pengaturan PORT dan DDR Mikrokontroler Master ........ 87

Gambar 4.31. Listing Program Susunan Fungsi Utama Mikrokontroler Master ................ 87

Gambar 4.32. Inisialisasi Library dan Variabel ................................................................... 88

Gambar 4.33. Inisialisasi EEPROM .................................................................................... 88

Gambar 4.34. Listing Program Interupsi I2C ...................................................................... 89

Gambar 4.35. Listing Program Eksternal Interupsi 0 dan 1 ................................................ 89

Gambar 4.36. Listing Program Interupsi Timer0 ................................................................ 90

Gambar 4.37. Listing Program Hitung Waktu ..................................................................... 91

Gambar 4.38. Listing Program Interupsi Timer1 ................................................................ 91

Gambar 4.39. Listing Program Timer/Counter 1 ................................................................. 92

Gambar 4.40. Listing Program Persamaan Kecepatan ........................................................ 92

Gambar 4.41. Listing Program Tampilan LCD 16x2 dan Penskalaan Kecepatan ............... 93

Gambar 4.42. Listing Program Menghitung Kecepatan Rata-Rata ..................................... 93

Gambar 4.43. Listing Program Pengaturan Register I2C .................................................... 94

Gambar 4.44. Listing Program Pengaturan Register Timer dan Eksternal Interupsi .......... 94

Gambar 4.45. Listing Program Susunan Fungsi Utama Mikrokontroler Slave ................... 95

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 19: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

xix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Karakteristik DC ATmega32 ................................................................................ 6

Tabel 2.2. Operasi Crystal Oscillator .................................................................................... 7

Tabel 2.3. External RC Oscillator, Typical Frequency (VCC=5V) ...................................... 7

Tabel 2.4. Hubungan Pin dan Interupsi ............................................................................... 11

Tabel 2.5. Prescaler timer/counter0 ..................................................................................... 12

Tabel 2.6. Mode operasi ...................................................................................................... 13

Tabel 2.7. Mode Normal dan CTC ...................................................................................... 13

Tabel 2.8. Karakteristik DC ATmega8 ................................................................................ 15

Tabel 2.9. Operasi Crystal Oscillator .................................................................................. 15

Tabel 2.10. External RC Oscillator, Typical Frequency (VCC=5V) .................................. 15

Tabel 2.11. Fungsi dan konfigurasi pin LCD 16x2 ............................................................. 29

Tabel 3.1. Penskalaan Prototipe .......................................................................................... 40

Tabel 3.2. Penggunaan Pin Osilator ATmega 32 dan ATmega8......................................... 42

Tabel 3.3. Penggunaan Pin Reset ATmega 32 dan ATmega8............................................. 43

Tabel 3.4. Penggunaan Pin ATmega8 dengan Output Sensor ............................................ 44

Tabel 3.5. Penggunaan Pin LCD 20x4 ATmega32 ............................................................. 46

Tabel 3.6. Penggunaan Pin LCD 16x2 ATmega8 ............................................................... 47

Tabel 3.7. Penggunaan Pin Lampu pada ATmega32 .......................................................... 48

Tabel 3.8. Rules Fuzzy logic ................................................................................................ 55

Tabel 4.1. Pengujian Tegangan Sensor Inframerah dan Komparator.................................. 66

Tabel 4.2. Pengujian Kecepatan Kendaraan pada Alat Bantu Konveyor ............................ 67

Tabel 4.3. Kecepatan Kendaraan Setelah Penskalaan ......................................................... 68

Tabel 4.4. Kategori Input sesuai Kecepatan Kendaraan ...................................................... 68

Tabel 4.5. Proses Fuzzifikasi ............................................................................................... 68

Tabel 4.6. Rule yang Terpilih oleh Input Fuzzifikasi .......................................................... 69

Tabel 4.7. Proses Defuzzifikasi dan Penegasan MOM ....................................................... 69

Tabel 4.8. Pengujian Pengiriman Data dengan Komunikasi Serial I2C .............................. 70

Tabel 4.9. Pengujian Algoritma Fuzzy Logic dengan Sistem .............................................. 74

Tabel 4.10. Pengujian Durasi Lampu Adaptif ..................................................................... 77

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 20: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

1. BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi transportasi saat ini semakin maju dan berkembang dari

segi kualitas dan kuantitas demi menunjang kehidupan manusia. Disisi lain dengan terus

meningkatnya jumlah kendaraan dapat menimbulkan kemacetan yang sering terlihat pada

persimpangan jalan, khususnya daerah perkantoran yang memiliki aktivitas masyarakat

cukup tinggi. Kemacetan yang sering terjadi pada persimpangan jalan mengakibatkan

produktivitas masyarakat menurun, dikarenakan untuk menjangkau 1 tempat ke tempat lain

memerlukan banyak waktu. Oleh karena itu peran lampu lalu lintas pada persimpangan

jalan sangat penting. Namun kondisi arus kendaraan tiap jalan memiliki tingkat yang

berbeda, hal ini menyebabkan arus kendaraan dari arah tertentu dapat tinggi sedangkan

disisi lainnya sangat rendah. Walaupun demikian, durasi lampu lalu lintas tetap menyala

konstan, sehingga arus kendaraan yang padat akan semakin padat.

Mengacu pada permasalahan tersebut, maka diperlukan suatu alat yang dapat

mendeteksi kecepatan kendaraan untuk mengatur durasi sistem lampu lalu lintas sesuai

kondisi arus kendaraan pada persimpangan. Penelitian sebelumnya sudah dilakukan oleh

Raka Agung (2009) [1] dan Manto (2011) [2], namun pengaturan nyala lampu lalu lintas

belum dilakukan secara fleksibel untuk mengurai arus lalu lintas.

Dalam tugas akhir ini akan dibuat sistem pengaturan nyala lampu lalu lintas

berdasarkan kecepatan kendaraan dengan algoritma fuzzy logic sebagai penentu durasi

lampu lalu lintas secara real time. Untuk pengembangan lebih lanjut diharapkan alat ini

dapat dimanfaatkan sebagai pengatur lampu lalu lintas pada persimpangan jalan agar tidak

terjadi lagi arus lalu lintas yang tidak merata dan dapat menyesuaikan kondisi arus lalu

lintas disaat yang bersamaan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 21: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

2

1.2. Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah membuat prototype sistem pengaturan

lampu lalu lintas berdasarkan kecepatan kendaraan secara real time. Manfaat dari

penelitian ini adalah mengatasi permasalahan yang terjadi pada persimpangan jalan yang

memiliki arus kendaraan tidak merata dan dapat mengurai kemacetan pada arus lalu lintas.

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah ditentukan oleh penulis untuk tetap mengacu pada tujuan dan

menghindari dari terlalu kompleksnya permasalahan yang muncul, yaitu sebagai berikut :

1. Persimpangan jalan berupa pertigaan jalan dan 1 jalur memiliki 2 lajur berlainan

arah, 1 lajur hanya dapat dilewati oleh 1 unit mobil.

2. Dimensi prototype pertigaan jalan menggunakan ukuran 220cm x 120cm.

3. Mikrokontroler ATmega32 sebagai master dan mikrokontroler ATmega8 sebagai

slave, aplikasi Code Vision AVR untuk memprogram sensor inframerah sebagai

masukan dan lampu lalu lintas sebagai keluaran.

4. Aktuator berupa lampu pilot 12V DC.

5. Algoritma yang digunakan adalah Fuzzy logic.

1.4. Metodologi Penelitian

Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai metode-metode yang digunakan dalam

penyusunan tugas akhir ini adalah :

1. Studi literatur, yaitu dengan cara mendapatkan data dengan membaca buku-buku dan

jurnal-jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir

ini.

2. Pembuatan subsistem hardware. Meliputi pembuatan rangkaian komparator terhadap

sensor inframerah dan transistor sebagai sakelar yang digunakan menyalakan lampu

lalu lintas.

3. Pembuatan subsistem software. Meliputi programming, pada tahap ini penulis

menggunakan mikrokontroler ATmega8 sebagai slave dan mikrokontroler

ATmega32 sebagai master serta pengambil keputusan yang dimasukkan dengan

bahasa pemograman C menggunakan software Code Vision AVR.

4. Eksperimen, yaitu dengan langsung melakukan praktek maupun pengujian terhadap

hardware dan software dalam pembuatan tugas akhir ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 22: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

3

5. Proses pengambilan data. Pengambilan data dilakukan dengan cara mengamati data

kecepatan kendaraan yang melintas dan pengontrolan lampu lalu lintas.

6. Analisis dan penyimpulan hasil percobaan. Analisa data dilakukan dengan

mendeteksi kecepatan kendaraan yang melintas dengan pengatur nyala lampu lalu

lintas pada tiap jalur. Penyimpulan data dilakukan dengan membandingkan data yang

terbaca dengan lama waktu nyala lampu lalu lintas.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 23: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

4

2. BAB II

DASAR TEORI

2.1. Mikrokontroler AVR ATmega32 [3]

AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor) merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit

yang diproduksi oleh Atmel berbasis arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer).

Chip AVR yang digunakan untuk tugas akhir ini adalah ATmega32. Hampir semua

instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock dan mempunyai 32 register general-purpose,

timer/counter fleksibel dengan mode compare, interupsi internal dan eksternal, serial

UART, programmable Watchdog Timer dan power saving mode. AVR juga mempunyai

ADC, PWM internal dan In-System Programmable Flash on-chip yang mengizinkan

memori program untuk diprogram ulang.

2.1.1. Arsitektur AVR ATmega32

Mikrokontroler ATmega32 memiliki arsitektur sebagai berikut:

a. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D

b. ADC 10 bit sebanyak 8 Channel.

c. Tiga buah timer/counter yaitu Timer 0, Timer 1 dan Timer 2.

d. Watchdog Timer dengan osilator internal.

e. SRAM sebanyak 512 byte.

f. Memori Flash sebesar 32 kb.

g. Sumber interupsi internal dan eksternal.

h. Port SPI (Serial Pheriperal Interface).

i. EEPROM on Board sebanyak 512 byte.

j. Komparator analog.

k. Port USART (Universal Shynchronus Ashychronus Receiver Transmitter).

2.1.2. Deskripsi Mikrokontroler ATmega32

Konfigurasi pin Mikrokontroller ATmega32 dengan kemasan 40-pin DIP (dual in-

line package) dapat dilihat pada Gambar 2.1. Untuk memaksimalkan performa dan

paralelisme, AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah

untuk program dan data). Ketika sebuah instruksi sedang dikerjakan maka instruksi

berikutnya diambil dari memori program.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 24: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

5

Gambar 2.1. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega32

Mikrokontroler ATmega32 memiliki konfigurasi Pin sebagai berikut:

a. VCC (Power supply)

b. GND ground

c. Port A (PA7..PA0) Port A berfungsi sebagai input analog pada ADC (analog digital

converter). Port A juga berfungsi sebagai suatu Port LO 8-bit dua arah

d. Port B (PB7..PB0) Port B adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor

internal pull-up yang dipilih untuk beberapa bit)

e. Port C (PC7..PCO) Port C adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor

internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit)

f. Port D (PD7..PDO) Port D adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor

internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit)

g. RESET (Reset input )

h. XTALI (Input Oscillator)

i. XTAL2 (Output Oscillator)

j. AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk Port A dan ADC

k. AREF adalah pin referensi analog untuk port ADC

Port A berfungsi sebagai input analog pada A/D Converter dan port I/O 8-bit dua

arah. Port B, Port C, Port D adalah suatu port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal

pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 25: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

6

2.1.3. Organisasi Memori AVR ATmega32

Arsitektur AVR mempunyai dua ruang memori utama, yaitu ruang memori data dan

memori program. ATmega32 juga memiliki fitur EEPROM Memori untuk penyimpanan

data. Kode program disimpan dalam flash memory, yaitu memori jenis non-volatile yang

tidak akan hilang datanya meskipun catu daya dimatikan. Dalam ATmega32 terdapat 8

Kbyte On-Chip di dalam sistem Memory Flash Reprogrammable untuk penyimpanan

program. Untuk keamanan perangkat lunak, flash memori dibagi menjadi dua bagian, yaitu

boot program dan bagian aplikasi program.

Memori data adalah memori RAM (Random Access Memory) yang digunakan untuk

keperluan program. Memori data terbagi menjadi empat bagian yaitu 32 General Purphose

Register adalah register khusus yang bertugas untuk membantu eksekusi program oleh

ALU (Arithmatich Logic Unit). Dalam istilah processor komputer sehari-hari GPR dikenal

sebagai "chace memory". I/O register dan Aditional I/O register adalah register yang

difungsikan khusus untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroler

seperti pin, port, timer/counter.

2.1.4. Karakteristik DC ATmega32

ATmega32 memiliki nilai-nilai komponen tersendiri sesuai dengan kapasitasnya.

Karakteristik nilai komponen DC dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Karakteristik DC ATmega32

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 26: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

7

Dalam koneksi Crystal Oscillator terdapat nilai kapasitor, nilai kapasitor itu sendiri dapat

dilihat pada Tabel 2.2 dan eksternal oscillator pada Tabel 2.3.

Tabel 2.2. Operasi Crystal Oscillator

Tabel 2.3. External RC Oscillator, Typical Frequency (VCC=5V)

2.2. Mikrokontroler AVR ATmega8 [4]

AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya terdapat

berbagai macam fungsi. Perbedaannya pada mikrokontroler yang pada umumnya

digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator eksternal

karena di dalamnya sudah terdapat internal oscillator. Selain itu kelebihan dari AVR

adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari luar karena

cukup hanya dengan mematikan supply, maka secara otomatis AVR akan melakukan

reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus seperti ADC,

EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan 512 byte.AVR ATmega8 adalah

mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K byte in-

System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah ini

mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi

16MHz. Jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya

tegangan yang diperlukan untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat

bekerja dengan tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat

bekerja pada tegangan antara 4,5 – 5,5V.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 27: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

8

2.2.1. Deskripsi Mikrokontroler ATmega8

ATmega8 memiliki 28 pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang

berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan dijelaskan

fungsi dari masing-masing kaki ATmega8 pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega8

a. VCC

Merupakan supply tegangan digital.

b. GND

Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan ground.

c. Port B (PB7...PB0)

Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2. Jumlah Port B

adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat

digunakan sebagai input maupun output . Port B merupakan sebuah 8-bit

bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor. Sebagai input , pin-pin 7 yang

terdapat pada port B yang secara eksternal diturunkan, maka akan

mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6 dapat digunakan

sebagai input kristal (inverting oscillator amplifier) dan input ke rangkaian clock

internal, bergantung pada pengaturan fuse bit yang digunakan untuk memilih

sumber clock. Sedangkan untuk PB7 dapat digunakan sebagai output kristal

(output oscillator amplifier) bergantung pada pengaturan fuse bit yang digunakan

untuk memilih sumber clock. Jika sumber clock yang dipilih dari oscillator

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 28: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

9

internal, PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan

Asyncronous Timer/Counter2 maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1)

digunakan untuk saluran input timer.

d. Port C (PC5…PC0)

Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam masing-

masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai dari pin

C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran/output port C memiliki

karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan

arus (source).

e. RESET/PC6

Jika RSTDISBL fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O. Pin

ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang terdapat pada port

C lainnya. Namun jika RSTDISBL fuse tidak diprogram, maka pin ini akan

berfungsi sebagai input reset. Dan jika level tegangan yang masuk ke pin ini

rendah dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa minimum, maka akan

menghasilkan suatu kondisi reset meskipun clock-nya tidak bekerja.

f. Port D (PD7…PD0)

Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor.

Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Hanya saja pada port ini tidak

terdapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai

masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.

g. AVcc

Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus

dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan untuk

analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan tetap saja

disarankan untuk menghubungkannya secara terpisah dengan VCC. Jika ADC

digunakan, maka AVcc harus dihubungkan ke VCC melalui low pass filter.

h. AREF

Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC.

2.2.2. Organisasi Memori AVR ATmega8

Memori atmega terbagi menjadi tiga yaitu :

1. Memori Flash.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 29: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

10

Memori flash adalah memori ROM tempat kode-kode program berada. Kata

flash menunjukan jenis ROM yang dapat ditulis dan dihapus secara elektrik.

Memori flash terbagi menjadi dua bagian yaitu bagian aplikasi dan bagian boot.

Bagian aplikasi adalah bagian kode-kode program apikasi berada. Bagian boot

adalah bagian yang digunakan khusus untuk booting awal yang dapat diprogram

untuk menulis bagian aplikasi tanpa melalui programmer/downloader, misalnya

melalui USART.

2. Memori Data.

Memori data adalah memori RAM yang digunakan untuk keperluan

program. Memori data terbagi menjadi empat bagian yaitu : 32 GPR (General

Purphose Register) adalah register khusus yang bertugas untuk membantu eksekusi

program oleh ALU (Arithmatich Logic Unit), dalam instruksi assembler setiap

instruksi harus melibatkan GPR. Dalam bahasa C biasanya digunakan untuk

variabel global atau nilai balik fungsi dan nilai-nilai yang dapat memperingan kerja

ALU. Dalam istilah processor komputer sahari-hari GPR dikenal sebagai “chace

memory”.I/O register dan Aditional I/O register adalah register yang difungsikan

khusus untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroler seperti

pin port, timer/counter, usart dan lain-lain. Register ini dalam keluarga

mikrokontrol MCS51 dikenal sebagi SFR(Special Function Register).

3. EEPROM.

EEPROM adalah memori data yang dapat mengendap ketika chip mati (off),

digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catu

daya.

2.2.3. Interupsi [5]

Dalam suatu pekerjaan atau aktivitas sering kali terjadi penyelaan atau penghentian

aktivitas untuk sementara waktu karena adanya suatu hal yang memerlukan perhatian

ataupun penanganan. Interupsi adalah suatu kejadian dalam sistem komputer yang

meminta pelayanan khusus pada CPU ketika CPU sedang melakukan pemrosesan. Dalam

merespon interupsi, CPU menunda eksekusi program saat itu dan melakukan pencabangan

ke Interrupt Service Routine (ISR, rutin layanan interupsi) atau disebut juga vektor

interupsi. ISR adalah sebuah program yang melayani interupsi. Setelah eksekusi ISR, CPU

kembali lagi ke program yang melayani interupsi (penginterupsi). Ini artinya CPU akan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 30: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

11

melanjutkan program yang tersisa ketika sebelum terjadi pencabangan. Demikian

seterusnya jika terdapat sejumlah interupsi berikutnya. Pada proses interupsi, kondisi

(status) CPU sebelum melayani ISR harus diingat (disimpan). Ketika akan kembali dari

ISR, status yang tersimpan diambil (load) kembali ke CPU. Konsep interupsi diperlihatkan

pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Konsep Interupsi

Tabel 2.4. Hubungan Pin dan Interupsi

Jenis Interrupt PIN pada ATmega8

INT0 PORTD.2

INT1 PORTD.3

Pada Tabel 2.4 mikrokontroler ATmega8 mempunyai 2 buah pin untuk melakukan

interupsi eksternal, yaitu INT0 dan INT1. Interupsi eksternal ini dapat dibangkitkan jika

pada pin interupsi terdapat tebing logika naik atau tebing logika turun.

2.2.4. Timer/Counter 0 [6]

Timer/counter 0 adalah sebuah timer/counter yang dapat mencacah sumber

pulsa/clock baik dari dalam chip (timer) ataupun dari luar chip (counter) dengan kapasitas

8-bit atau 256 cacahan.

Dapat digunakan untuk :

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 31: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

12

a. Timer/counter biasa

b. Clear Timer on Compare Match (selain Atmega8)

c. Generator frekuensi (selain Atmega8)

d. Counter pulsa eksternal.

Mempunyai hingga 10-bit (1024) Clock Prescaler (pemilihan clock yang masuk ke

timer/counter).

1. Timer/Counter Control Register – TCCR0

Gambar 2.4. Register TCCR0

Bit CS00 s.d. 02 bertugas untuk memilih (prescaler) atau mendefinisikan

pulsa/clock yang akan masuk ke dalam timer/counter0. Gambar 2.4 menunjukkan register

pada TCCR0 dan Tabel 2.5 menunjukkan prescaler timer/counter0. (1 clock

timer/counter0= 8 clk cpu) artinya tiap 8 clock CPU yang masuk ke dalam timer/counter0

dihitung satu oleh register pencacah TCNT0. Falling edge adalah perubahan pulsa/clock

dari 1 ke 0. Rising edge adalah perubahan pulsa/clock dari 0 ke 1.

Tabel 2.5. Prescaler timer/counter0

Bit 7-F0C0 : Force Output Compare

Bit ini hanya dapat digunakan untuk metode pembanding . Jika bit-F0C0 di-set maka

akan memaksa terjadinya compare-match (TCNT0==OCR0).Bit 3, 6-

WGM01:0:Waveform Generation Mode Kedua bit ini digunakan memilih mode yang

digunakan, seperti yang terlihat pada Tabel 2.6.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 32: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

13

Tabel 2.6. Mode operasi

Bit 5:4-COM01:0:Compare Match Output Mode

Kedua bit ini berfungsi mendefinisikan pin OC0 sebagai output timer0 (atau sebagai

saluran output PWM). Tabel 2.7 menunjukkan output pin OC0 pada mode Normal

dan CTC, Gambar 2.5 menunjukkan output pin OC0 pada mode Fast PWM dan Gambar

2.6 menunjukan output pin OC0 pada mode Phase Correct PWM.

Tabel 2.7. Mode Normal dan CTC

2. Timer/Counter Register-TCNT0

Gambar 2.5. Register TCNT0

Register ini bertugas menghitung pulsa yang masuk ke dalam timer/counter, seperti

terlihat pada Gambar 2.5. Kapasitas register ini 8-bit atau 255 hitungan, setelah mencapai

hitungan maksimal maka akan kembali ke nol (overflow/limpahan).

3. Output Compare Register – OCR0

Gambar 2.6. Register OCR0

Register ini bertugas sebagai register pembanding yang bisa kita tentukan besarnya

sesuai dengan kebutuhan, seperti terlihat pada Gambar 2.6. Dalam praktiknya pada saat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 33: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

14

TCNT0 mencacah maka otomatis oleh CPU aka membandingkan dengan isi OCR0 secara

kontinyu dan jika isi TCNT0 sama dengan isi OCR0 maka akan terjadi compare match

yang dapat dimanfaatkan untuk mode CTC dan PWM.

4. Timer/Counter Interrupt Mask Register – TIMSK

Gambar 2.7. Register TIMSK

Gambar 2.7 menunjukkan register TIMSK dan berikut fungsi-fungsi register tersebut.

Bit 0-TOIE0: T/Co Overflow Interrupt Enable

Dalam register TIMSK timer/conter0 memiliki bit TOIE0 sebagai bit peng-aktif

interupsi timer/counter0 (TOIE0=1 enable, TOIE0=0 disable).

Bit 1-OCIE0: T/Co Output Compare Match Interrupt Enable

Selain ATmega8, TIMSK timer/counter0 memiliki bit OCIE0 sebagai bit peng-aktif

interupsi compare match timer/counter0 (OCIE0=1 enable, OCIE0=0 disable).

5. Timer/Counter Interrupt Flag Register – TIFR

Gambar 2.8. Register TIFR

Gambar 2.8 menunjukkan register TIFR dan berikut fungsi-fungsi register tersebut.

Bit 1-OCF0: Output Compare Flag 0

Flag OCF0 akan set sebagai indikator terjadinya compare match, dan akan clear

sendiri bersamaan eksekusi vektor interupsi timer0 compare match.

Bit 0-TOC0: Timer /Counter 0 Overflow flag

Bit status timer/counter0 dalam register TIFR, di mana bit-TOV0

(Timer/Counter0 overflow) akan set secara otomatis ketika terjadi limpahan/overflow

pada register TCNT0 dan akan clear bersamaan dengan eksekusi vektor interupsi.

2.2.5. Karakteristik DC ATmega8

ATmega8 memiliki nilai-nilai komponen tersendiri sesuai dengan kapasitasnya.

Karakteristik nilai komponen DC dapat dilihat pada Tabel 2.12.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 34: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

15

Tabel 2.8. Karakteristik DC ATmega8

Dalam koneksi Crystal Oscillator terdapat nilai kapasitor, nilai kapasitor itu sendiri dapat

dilihat pada Tabel 2.13 dan eksternal oscillator pada Tabel 2.14.

Tabel 2.9. Operasi Crystal Oscillator

Tabel 2.10. External RC Oscillator, Typical Frequency (VCC=5V)

2.2.6. Register Komunikasi I2C [7]

I2C merupakan singkatan dari Inter-Integrated Circuit, yang disebut dengan I-

squared-C atau I-two-C. Jalur I2C bus hanya merupakan 2 jalur yang disebut dengan SDA

line dan SCL line, dimana SCL line merupakan jalur untuk clock dan SDA line merupakan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 35: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

16

jalur untuk data. Semua peralatan yang akan digunakan dihubungkan seluruhnya pada jalur

SDA line dan SCL line dari I2C bus tersebut. Jenis komunikasi yang dilakukan antar

peralatan dengan menggunakan protokol I2C mempunyai sifat serial synchronuous half

duplex bidirectional, dimana yang data ditransmisikan dan diterima hanya melalui satu

jalur data SDA line (bersifat serial), setiap penggunaan jalur data bergantian antar

perangkat (bersifat half duplex) dandata dapat ditransmisikan dari dan ke sebuah perangkat

(bersifat bidirectional). Sumber clock yang digunakan pada I2C bus hanya berasal dari satu

perangkat master melalui jalur clock SCL line (bersifat synchronuous). Kedua jalur SDA

dan SCL merupakan driver yang bersifat ”open drain”, yang berarti bahwa IC yang

digunakan dapat mendrive output nya low, tetapi tidak dapat mendrive menjadi high.

Untuk dapat mendapatkan data yang high maka kita harus menyediakan resistor pull-up

pada tegangan power supply sebesar 5 volt terhadap jalur SDA dan SCL tersebut.

Pemasangan resistor pull-up dapat dilihat seperti pada gambar 2.9.

Gambar 2.9. Pemasangan resistor pull-up

Jika resitor-resistor tersebut tidak ada, maka jalur SCL dan SDA akan selalu

mendekati low – mendekati 0 volt dan jalur-jalur I2C bus tidak dapat bekerja. Nilai

resistor yang kita dapat gunakan berkisar dari 1K8Ω hingga 47K Ω. Biasanya nilai 1K8 Ω,

4K7 Ω dan 10KΩ merupakan nilai-nilai yang umum digunakan tetapi semua nilai yang

berada dalam range nilai di atas dapat digunakan dan bekerja dengan baik. Semua

perangkat yang terdapat dalam jalur I2C bus merupakan perangkat slave dan master,

dimana master merupakan perangkat yang berfungsi sebagai pengatur (controller) dan

sumber clock bagi perangkat-perangkat slave yang terdapat dalam jalur I2C bus.

Dalam sebuah jalur I2C bus selain memungkinkan adanya penggunaan banyak

perangkat slave, juga bisa menggunakan beberapa perangkat master dalam sebuah jalur

I2C bus yang sama. Jika menggunakan multiple perangkat master dalam sebuah jalur I2C

bus maka penggunaan jalur bergantian antar tiap-tiap perangkat master, tetapi umumnya

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 36: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

17

hanya digunakan satu master device dengan multiple perangkat slave pada sebuah jalur

I2C bus. Kecepatan transfer data dari protocol I2C ditentukan oleh besar clock speed yang

digunakan pada jalur SCL line. Kecepatan clock standar yang diberikan pada jalur SCL

line pada I2C sebesar 100 KHz. Philips sebagai pencipta protocol I2C ini membuat

standar kecepatan I2C lainnya yaitu Fast Mode yang mempunyai kecepatan clock sebesar

400 KHz dan High Speed Mode yang mempunyai kecepatan hingga sebesar 3.4 MHz.

Untuk melakukan transmisi data pada sebuah jalur I2C bus, dimulai dengan

mengirimkan sebuah start sequence dan diakhiri dengan mengirimkan stop sequence.

Start sequence dan stop sequence menandakan awal dan akhir dari proses transmisi data

dengan perangkat yang lainnya dalam sebuah jalur I2C bus. Gambar 2.10 merupakan

gambar dari start sequence dan stop sequence.

Gambar 2.10. Start sequence dan stop sequence

Transmisi data antar perangkat terjadi setelah start sequence dan sebelum stop

sequence. Data yang ditransmisikan sejumlah 8 bit dengan MSB (Most Significant Bit)

yang dikirimkan terlebih dahulu hingga kepada LSB (Least Significant Bit) kemudian

selalu terdapat tambahan satu bit yang merupakan Acknowledgement bit (ACK bit). ACK

bit digunakan untuk mengetahui kondisi transmisi data, jika ACK bit berupa kondisi low

maka perangkat yang ada sudah menerima data dan siap untuk menerima data yang

selanjutnya, sedangkan ACK bit berupa kondisi high maka perangkat yang ada sudah tidak

dapat melakukan transmisi data dan master harus mengirimkan stop sequence untuk

menghentikan komunikasi yang sedang berlangsung. Pada saat berlangsung komunikasi

antar perangkat dalam sebuah jalur I2C bus, bit data dikirimkan pada saat jalur SCL line

dalam kondisi high dan pergantian bit data terjadi pada saat jalur SCL line dalam kondisi

low, yang seperti dapat dilihat pada Gambar 2.11:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 37: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

18

Gambar 2.11. Jalur bit data

Pada sebuah jalur I2C bus ditujukan untuk mengendalikan beberapa perangkat slave

dengan menggunakan sebuah perangkat master. Setiap perangkat slave pada jalur I2C bus

masing-masing mempunyai alamat I2C yang berbeda-beda. Jumlah pengalamatan yang

umumnya digunakan pada sebuah protokol I2C sebesar 7 bit alamat, sehingga pada sebuah

jalur I2C bus dapat digunakan perangkat slave sebanyak 27 perangkat dengan alamat yang

berkisar antara 0 sampai dengan 127. Pada saat mengirimkan 7 bit alamat sebuah

perangkat slave kita selalu mengirimkan 8 bit data, yaitu 7 bit alamat + 1 bit R/W. Bit

R/W (Read/Write) digunakan untuk memberitahukan kepada perangkat slave yang

dipanggil tindakan yang akan dilakukan perangkat master pada perangkat slave tersebut,

dimana Read adalah fungsi perangkat master yang akan melakukan pembacaan data dari

perangkat slave tersebut dan Write adalah fungsi perangkat master yang akan melakukan

pengiriman data pada perangkat slave tersebut. Untuk melakukan Read maka pada bit

R/W diberikan kondisi logic high, sedangkan untuk melakukan Write maka pada bit R/W

diberikan kondisi logic low. Pengiriman alamat perangkat slave pada sebuah sequence

protocol I2C dapat dilihat pada Gambar 2.12:

Gambar 2.12. Sequence protocol I2C

Sebuah perangkat master dapat melakukan dua tindakan pada perangkat yang

terhubung dalam sebuah jalur I2C bus, yaitu melakukan read dari perangkat slave atau

melakukan write ke perangkat slave. Penggunaan protocol untuk melakukan read atau

write sedikit berbeda, namun untuk memulai komunikasi antara master dan slave sama

untuk write atau read, yaitu dengan mengirimkan start sequence kemudian alamat

perangkat slave yang dituju dan tindakan yang akan dilakukan write atau read, dan pada

akhirnya mengirimkan stop sequence untuk menyelesaikan komunikasi yang sedang

berlangsung. Komunikasi yang terjadi pada protokol I2C secara lengkap dapat dilihat pada

Gambar 2.13.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 38: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

19

Gambar 2.13. Komunikasi yang terjadi pada protokol I2C

Pembahasan protokol yang digunakan oleh perangkat master untuk melakukan read

data byte dan write data byte pada sebuah perangkat slave dibahas terpisah sebagai berikut

pada Gambar 2.14.

Untuk melakukan write pada sebuah perangkat slave maka langkah-langkah yang

harus dilakukan oleh sebuah perangkat master sebagai berikut:

1. Mengirimkan start sequence

2. Mengirimkan alamat perangkat slave dengan bit R/W low

3. Mengirimkan (write) command register yang diinginkan

4. Mengirimkan (write) data byte ke perangkat slave

5. [Optional, mengirimkan (write) data bytes lainnya]

6. Mengirimkan stop sequence

Gambar 2.14. Langkah melakukan write pada slave

Untuk melakukan read pada sebuah perangkat slave, pertama kali perangkat

master harus memberitahukan internal address perangkat slave yang ingin dibaca.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 39: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

20

Jadi untuk melakukan read dari sebuah slave, sebenarnya dimulai dengan melakukan

write pada perangkat slave tersebut. Untuk melakukan read pada sebuah perangkat

slave maka langkah-langkah yang harus dilakukan oleh sebuah perangkat master

sebagai berikut pada Gambar 2.15.

1. Mengirimkan start sequence

2. Mengirimkan alamat perangkat slave dengan bit R/W low

3. Mengirimkan (write) command register yang diinginkan

4. Mengirimkan start sequence kembali (repeated start)

5. Mengirimkan alamat perangkat slave dengan bit R/W high

6. Membaca (read) data byte dari perangkat slave

7. Optional, membaca (read) data bytes lainnya

8. Mengirimkan stop sequence

Gambar 2.15. Langkah melakukan read pada slave

I2C mempunyai keterbatasan dalam hal pengalamatan perangkat slave yang

digunakan. Kebanyakan vendor perangkat slave I2C tidak membebaskan kepada pengguna

untuk merancang sendiri alamat slave yang diinginkan, kebanyakan vendor hanya

memberikan 3 pin alamat yang bebas dikonfigurasi sendiri sedangkan 4 bit lainnya

merupakan fixed yang merupakan identitas model dari perangkat tersebut ataupun identitas

dari vendor pembuat perangkat tersebut. Hal ini diatasi dengan pengalamatan I2C dengan

10 bit alamat namun penggunaannya belum umum. Selain itu I2C mempunyai kecepatan

yang terbatas sehingga implementasi protokol I2C pada kelas high end dapat

menyebabkan terjadinya kekurangang bandwidth, sedangkan untuk mengimplemtasikan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 40: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

21

protokol I2C pada kelas low end membutuhkan dedicated hardware untuk mengatasi

master berada dalam kondisi busy. Penggunaan kecepatan transfer clock sangat kritis

karena I2C hanya dapat bekerja dengan kecepatan clock standar yang ada, jika tidak

protokol I2C tersebut tidak dapat digunakan.

2.3. LED Inframerah [8]

Operasi dasar dari dioda pemancar cahaya (LED) adalah sebagai berikut. Ketika

perangkat foward bias, elektron melintasi persimpangan pn dari material tipe-n dan

bergabung kembali dengan hole di material tipe-p. Simbol untuk LED ditunjukkan pada

Gambar 2.16.

Gambar 2.16. Simbol LED

Beberapa LED memancarkan foton yang bukan bagian dari spektrum yang terlihat

tetapi memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dan berada dalam spektrum

inframerah (IR). Tegangan maju di LED jauh lebih besar daripada untuk dioda silikon.

Biasanya, VF maksimum untuk LED adalah antara 1,2 V dan 3,2 V, tergantung pada

materialnya. LED memancarkan cahaya sebagai respons terhadap arus maju yang

mencukupi, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.17 (a).

Jumlah output daya yang diterjemahkan ke dalam cahaya berbanding lurus dengan

arus maju, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.17(b). Peningkatan IF sesuai secara

proporsional dengan peningkatan output cahaya. Output cahaya (intensitas dan warna)

juga tergantung pada suhu. Intensitas cahaya turun dengan suhu yang lebih tinggi seperti

yang ditunjukkan pada Gambar 2.17.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 41: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

22

(a) (b)

Gambar 2.17. Operasi umum LED

Sebuah LED memancarkan cahaya pada rentang panjang gelombang tertentu

sebagaimana ditunjukkan oleh kurva output spektral pada Gambar 2.18. Panjang

gelombang dinyatakan dalam nanometer (nm). Output normal dari puncak LED merah

yang terlihat pada 660 nm, kuning pada 590 nm, hijau pada 540 nm, dan biru pada 460 nm.

Output untuk puncak LED inframerah pada 940 nm.

(a) Cahaya yang tampak (b) Inframerah (IR)

Gambar 2.18. Contoh kurva keluaran spektral yang khas untuk LED

Rangkaian LED inframerah dapat dilihat pada Gambar 2.17 (a) dan untuk

menentukan nilai hambatan yang dibutuhkan, persamaan yang dipakai adalah sebagai

berikut:

(2.1)

Keterangan:

RLimit = nilai resistor yang diperlukan

VBias = tegangan input

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 42: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

23

VF = tegangan LED inframerah

IF = arus maju LED inframerah

2.4. LED Photodioda [8]

Photodioda adalah perangkat yang beroperasi dalam bias terbalik, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2.19, di mana Iλ adalah reverse light current. Photodioda

memiliki jendela transparan kecil yang memberikan cahaya untuk menyinari pn junction.

Gambar 2.19. Operasi reverse-bias menggunakan simbol standar

Ingat bahwa ketika reverse-bias, dioda penyearah memiliki kurva kebocoran balik

yang sangat kecil. Hal yang sama berlaku untuk photodioda. Arus reverse bias diproduksi

oleh panas pasangan electron-hole yang dihasilkan di daerah penipisan yang menyapu

persimpangan pn junction oleh medan listrik yang diciptakan oleh tegangan balik. Di

dalam dioda penyearah, arus reverse leakage menyebabkan suhu meningkat karena

peningkatan jumlah pasangan electron hole.

Photodioda berbeda dari dioda penyearah di mana ketika pn juntion terpapar cahaya,

arus balik meningkat dengan intensitas cahaya. Ketika tidak ada cahaya, arus balik hampir

dapat diabaikan dan disebut dark current. Peningkatan dalam jumlah intensitas cahaya,

dinyatakan sebagai irradiance (mW/cm²) yang menghasilkan peningkatan arus balik,

seperti yang ditunjukkan oleh grafik pada Gambar 2.20.

Gambar 2.20. Grafik umum arus balik versus irradiance

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 43: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

24

Gambar 2.21. Contoh untuk beberapa grafik arus balik versus tegangan balik

Dari grafik pada Gambar 2.21, dapat dilihat bahwa arus balik untuk partikel ini kira-

kira 1.4 uA pada tegangan reverse bias 10 V dengan irradiance 0,5mW/cm². Karena itu,

hambatan dari perangkat ini adalah:

(2.2)

(2.3)

Pada 20mW/cm², arus kira-kira 55uA pada VR = 10 V adalah sebagai berikut:

(2.4)

(2.5)

Perhitungan ini menunjukkan bahwa photodioda dapat digunakan sebagai perangkat

variable-resistance yang dapat dikontrol oleh intensitas cahaya.

Gambar 2.22 mengilustrasikan bahwa photodioda pada dasarnya memungkinkan

tidak ada arus balik (kecuali untuk arus gelap yang sangat kecil) ketika tidak ada cahaya

yang datang pada Gambar 2.22 (a). Pada Gambar 2.22 (b) ketika seberkas cahaya menerpa

photodioda, ia melakukan sejumlah arus balik yang sebanding dengan intensitas cahaya

(irradiance).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 44: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

25

(a)

(b)

Gambar 2.22. Cara kerja photodioda

2.5. Komparator [8]

Komparator adalah rangkaian op-amp khusus yang membandingkan dua tegangan

input dan menghasilkan output yang selalu berada di salah satu dari dua kondisi,

menunjukkan hubungan yang lebih besar atau lebih kecil daripada di antara input .

Komparator menyediakan waktu pengalihan yang sangat cepat, dan banyak yang memiliki

kemampuan tambahan (seperti delay propagasi cepat atau tegangan referensi internal)

untuk mengoptimalkan fungsi perbandingan. Sebagai contoh, beberapa komparator ultra-

kecepatan tinggi dapat memiliki penundaan propagasi sekecil 500 ps. Karena output selalu

dalam salah satu dari dua area, pembanding sering digunakan untuk antarmuka antara

rangkaian analog dan digital.

Penerapan pada tingkat kerawanan yang rendah, op-amp berjalan tanpa umpan balik

negatif (loop terbuka) sering digunakan sebagai pembanding. Meskipun op-amp jauh lebih

lambat dan tidak memiliki fitur khusus lainnya, tetapi memiliki gain loop terbuka yang

sangat tinggi, yang memungkinkan untuk mendeteksi perbedaan kecil dalam input . Secara

umum, komparator tidak dapat digunakan sebagai op-amp, tetapi op-amp dapat digunakan

sebagai pembanding dalam aplikasi non-kritis. Karena op-amp tanpa umpan balik negatif

pada dasarnya adalah pembanding, kita akan melihat fungsi perbandingan menggunakan

op-amp biasa.

2.5.1. Aplikasi Komparator

Gambar 2.23 menunjukkan komparator op-amp yang digunakan dalam rangkaian

untuk mendeteksi temperatur berlebih yang presisi untuk menentukan kapan suhu

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 45: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

26

mencapai nilai kritis tertentu. Rangkaian ini terdiri dari jembatan Wheatstone dengan op-

amp yang digunakan untuk mendeteksi ketika jembatan seimbang. Satu kaki jembatan

terdapat termistor (R1), yang merupakan resistor untuk mendeteksi suhu dengan koefisien

temperatur negatif (ketahanannya menurun saat suhu meningkat). Potensiometer (R2)

diatur pada nilai yang sama dengan resistansi termistor pada suhu kritis. Pada suhu normal

(di bawah kritis), R1 lebih besar dari R2, sehingga menciptakan kondisi tidak seimbang

yang menggerakkan op-amp ke tingkat output jenuh rendah dan membuat transistor Q1

mati.

Gambar 2.23. Rangkaian pendeteksi suhu berlebih

Ketika suhu meningkat, resistensi termistor menurun. Ketika suhu mencapai nilai

kritis, R1 menjadi sama dengan R2, dan jembatan menjadi seimbang (saat R3= R4). Pada

titik ini op-amp beralih ke tingkat output jenuh yang tinggi, menghidupkan Q1. Ini

memberi energi pada relay, yang dapat digunakan untuk mengaktifkan alarm atau memulai

respon yang tepat terhadap kondisi suhu berlebih.

Untuk menghitung tegangan input non-inverting komparator, maka menggunakan rumus

pembagi tegangan:

(2.6)

2.6. Relay [9]

Relay merupakan suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk menghubungkan

atau memutuskan aliran arus listrik yang dikontrol dengan memberikan tegangan dan arus

tertentu pada koilnya. Bentuk fisik relay dapat dilihat pada Gambar 2.24 ada 2 macam

relay berdasarkan tegangan untuk menggerakan koilnya yaitu AC dan DC.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 46: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

27

Pada dasarnya relay adalah sebuah kumparan yang dialiri arus listrik, sehingga

kumparan mempunyai sifat seperti magnet. Magnet sementara tersebut digunakan untuk

mengerakkan suatu sistem sakelar yang terbuat dari logam sehingga pada saat relay dialiri

arus listrik maka kumparan akan terjadi kemagnetan dan menarik logam tersebut. Saat arus

listrik diputus, maka logam akan kembali pada posisi semula.

Gambar 2.24. Bentuk Fisik Relay

2.7. Bipolar Junction Transistors (BJT) sebagai Sakelar [8]

Gambar 2.25 mengilustrasikan operasi dasar dari BJT sebagai perangkat switching.

Pada bagian (a), transistor berada di daerah cutoff karena persimpangan basis-emitor tidak

foward biased. Dalam kondisi ini, idealnya ada keterbukaan antara kolektor dan emitor,

seperti yang ditunjukkan oleh saklar yang setara. Pada bagian (b), transistor berada di

daerah jenuh karena persimpangan basis-emitor dan sambungan kolektor-basis foward

biased dan arus basis dibuat cukup besar sehingga menyebabkan arus kolektor mencapai

nilai saturasinya. Dalam kondisi ini, idealnya, sambungan antara kolektor dan emitor,

seperti yang ditunjukkan oleh saklar yang setara. Sebenarnya, drop tegangan kecil

melintasi transistor hingga beberapa sepersepuluh volt biasanya terjadi, yang merupakan

tegangan jenuh, VCE (sat.).

Gambar 2.25. Switching action pada transistor yang ideal

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 47: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

28

a. Kondisi dalam Cutoff

Seperti disebutkan sebelumnya, transistor berada di wilayah cutoff ketika

persimpangan basis-emitor tidak foward bias. Mengabaikan arus bocor, semua arus nol,

dan VCE sama dengan VCC.

VCE(cutoff) = VCC (2.7)

b. Kondisi dalam Saturasi

Seperti yang telah dipelajari, ketika persimpangan basis-emitor berada foward bias

dan ada arus basis yang cukup untuk menghasilkan arus kolektor maksimum, maka

transistor saturasi. Rumus untuk arus saturasi kolektor adalah:

(2.8)

Karena VCE (sat.) sangat kecil dibandingkan dengan VCC, itu biasanya dapat

diabaikan. Nilai minimum dari arus basis yang dibutuhkan untuk menghasilkan saturasi

adalah:

(2.9)

Umumnya, IB harus secara signifikan lebih besar dari IB(min.) untuk memastikan bahwa

transistor sudah jenuh.

Tegangan yang melewati RB adalah:

VRB = VIN – VBE (2.10)

Kemudian nilai hambatan RB dapat diketahui menggunakan Hukum Ohm seperti:

(2.11)

2.8. Liquid Crystal Display (LCD) 16x2 [5]

Liquid Crystal Display (LCD) yang digunakan adalah LCD yang hanya dapat

menampilkan karakter. LCD tersebut mempunyai tampilan dengan lebar 16 kolom dan 2

baris atau biasa disebut sebagai LCD karakter 16x2, dengan 16 pin konektor (didefinisikan

pada Tabel 2.11) dan bentuk fisik LCD diperlihatkan pada Gambar 2.26.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 48: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

29

Tabel 2.11. Fungsi dan konfigurasi pin LCD 16x2

Pin Nama Fungsi

1 VSS Ground

2 VCC +5V

3 VEE Tegangan kontras

4 RS Register select

0=Register instruksi 1=Register Data

5 R/W Read/Write, untuk memilih mode tulis atau baca

0=Mode tulis 1=Mode baca

6 E Enable

0=Enable(Mulai menahan data ke LCD) 1=Disable

7 DB0 Data bit 0, LSB

8 DB1 Data bit 1

9 DB2 Data bit 2

10 DB3 Data bit 3

11 DB4 Data bit 4

12 DB5 Data bit 5

13 DB6 Data bit 6

14 DB7 Data bit 7, MSB

15 BPL Back Plane Light

16 GND Ground

Gambar 2.26. Skematik LCD karakter 16x2

Terdapat 2 register yang sangat penting dalam LCD. Pin RS digunakan untuk

memilih register tersebut.jika RS=0, maka asrtinya kita sedang memilih register kode

perintah (command code register) yang mengizikan pengguna untuk mengirimkan

command misalnya membersihkan tampilan, penempatan cursor dan sebagainya. Jika

RS=1, maka artinya kita sedang memilih register data yang mengizinkan pengguna untuk

mengirimkan data yang akan ditampilkan pada LCD.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 49: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

30

Sinyal R/W digunakan untuk mengizinkan pengguna apakah akan menulisi LCD atau

akan membaca dari LCD. Jika R/W=0, maka artinya kita dapat menulis data ke LCD dan

sebaliknya. Ketika R/W=1, kita dapat membaca data dari LCD. Kemudian terdapat lagi 1

sinyal yang sangat penting yaitu E (enable). Pin E digunakan oleh LCD untuk menahan

(latch) informasi yang terdapat pada pin data (DB0-DB7).

2.9. Fuzzy logic [10]

Logika fuzzy merupakan suatu teori himpunan logika yang dikembangkan untuk

mengatasi konsep nilai yang terdapat diantara kebenaran (true) dan kesalahan (false).

Dengan menggunakan fuzzy logic nilai yang dihasilkan bukan hanya ya (1) atau tidak (0)

tetapi seluruh kemungkinan diantara 0 dan 1.

2.9.1. Perbedaan Logika Fuzzy dan Logika Tegas

Perbedaan antara kedua jenis logika ini adalah logika fuzzy memiliki nilai 0

hingga 1, sedangkan logika tegas 0 dan 1. Secara grafik perbedaan logika fuzzy dan logika

tegas ditunjukan pada Gambar 2.27.

„(a) (b)

Gambar 2.27 Perbedaan logika tegas (a) dan logika fuzzy (b)

Pada Gambar 2.27 (a) apabila x lebih dari atau sama dengan 10 , maka nilai x

dapat dikatakan benar atau y=1, sebaliknya nilai x kurang dari 10 maka dikatakan salah

atau y=0. Sehingga jika x adalah 9, 8, dan 7 dan seterusnya x dikatakan salah atau y=0.

Berbeda dengan gambar 2.27. (b) nilai x= 9, 8, atau 7 atau nilai antara 0 – 10, jika nilai x

semakin dekat dengan 10 maka nilai x memiliki derajat keanggotaan yang lebih besar.

Sehingga angka 9 memiliki derajat keanggotaan yang lebih tinggi dibandingkan angka 7.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 50: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

31

2.9.2. Himpunan

Himpunan Tegas (crisp set) merupakan sekumpulan obyek yang mempunyai

kesamaan sifat tertentu, terdefinisi secara tegas sehingga setiap obyek dapat dengan tegas

apakah merupakan anggota himpunan atau bukan.

Himpunan Kabur (fuzzy set) merupakan pengelompokan sesuatu berdasarkan

variable bahasa (lingustik variabel), yang dinyatakan dalam fungsi keanggotaan. Fuzzy set

dapat dipahami sebagai sekumpulan obyek yang mempunyai kesamaan himpunan atau

bukan. Himpunan kabur (fuzzy set) dapat dipahami sebagai sekumpulan obyek yang

mempunyai kesamaan sifat tertentu, tetapi tidak dapat didefinisikan secara tegas apakah

merupakan anggota himpunan atau bukan. Masalah ini oleh Zadeh di atasi dengan suatu

fungsi yang menyatakan derajat sesuai dengan syarat keanggotaan himpunan tersebut.

Fungsinya disebut fungsi keanggotaan

Nilai fungsi disebut derajat keanggotaan

2.9.3. Dasar Logika Fuzzy

2.9.3.1. Fungsi Keanggotaan

Fungsi keanggotaan merupakan suatu kurva yang menunjukkan pemetaan titik-

titik input data kedalam nilai keanggotaanya (disebut juga dengan derajat keanggotaan)

yang memiliki interval antara 0 sampai 1. Untuk mendapatkan nilai keanggotaan dapat

menggunakan cara pendekatan fungsi. Ada beberapa fungsi keanggotaan yang

digunakan dalam teori himpunan fuzzy adalah:

a. Representasi Linier

Pada representasi linear, pemetaan input ke derajat keanggotaannya

digambarkan sebagai suatu garis lurus. Ada 2 keadaan himpunan fuzzy yang linear.

Pertama, kenaikan himpunan dimulai pada nilai domain yang memiliki derajat

keanggotaan nol bergerak ke kanan menuju ke nilai domain yang memiliki derajat

keanggotaan lebih tinggi seperti ditunjukan pada Gambar 2.28.

Kedua, merupakan kebalikan yang pertama. Garis lurus dimulai dari nilai domain

dengan derajat keanggotaan tertinggi pada sisi kiri, kemudian bergerak menurun ke

nilai domain yang memiliki derajat keanggotaan lebih rendah seperti pada Gambar 2.29.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 51: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

32

Gambar 2.28 Representasi Linear Naik

Gambar 2.29 Representasi Linear Turun

Fungsi keanggotaan linear naik:

(2.12)

Fungsi keanggotaan linear turun:

(2.13)

b. Representasi Kurva Segitiga

Pada dasarnya merupakan gabungan antara 2 garis (linear) seperti terlihat pada

Gambar 2.30.

Gambar 2.30 Representasi Kurva Segitiga

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 52: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

33

Fungsi keanggotaan kurva segitiga:

(2.14)

c. Representasi Kurva Trapesium

Kurva trapesium pada dasarnya seperti bentuk segitiga, hanya saja ada beberapa titik

yang memiliki nilai keanggotaan 1 seperti pada Gambar 2.31.

Gambar 2.31 Representasi Kurva Trapesium

Fungsi keanggotaan kurva trapesium:

(2.15)

Cara Kerja Logika Fuzzy:

Dalam sistem kontrol logika fuzzy terdapat beberapa tahapan operasional

meliputi:

1. Fuzzifikasi

2. Mesin penalaran atau inference engine

3. Aturan dasar (fuzzy rule)

4. Defuzzifikasi

2.9.3.2. Fuzzifikasi

Fuzzifikasi yaitu suatu proses untuk mengubah suatu masukan dari bentuk tegas

menjadi fuzzy (variabel linguistik) yang biasanya disajikan dalam bentuk himpunan-

himpunan fuzzy dengan suatu fungsi kenggotaannya masing-masing. Output dari

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 53: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

34

proses fuzzification ini adalah sebuah nilai input fuzzy atau yang biasanya dinamakan

fuzzy input .

2.9.3.3. Aturan Dasar Logika Fuzzy

Aturan dasar atau rule base pada kontrol logika fuzzy merupakan suatu bentuk

aturan relasi/implikasi “Jika-Maka” atau “If-Then” seperti pada pernyataan berikut:

“JIKA” X=A dan “JIKA” Y=B “MAKA” Z=C

2.9.3.4. Mesin Penalaran Kontrol Logika Fuzzy (Inference Engine)

Mesin penalaran (Inference Engine) adalah proses implikasi dalam menalar nilai

masukan guna menentukan nilai keluar sebagai bentuk pengambil keputusan. Salah

satu model penalaran adalah max-min. Dalam penalaran max-min proses pertama yang

dilakukan adalah melakukan operasi operasi min sinyal keluaran lapisan fuzzifikasi,

yang diteruskan dengan operasi max untuk mencari nilai keluaran yang selanjutnya akan

di-fuzzifikasikan sebagai bentuk keluaran pengontrol.

2.9.3.5. Defuzzifikasi

Defuzzifikasi merupakan proses pemetaan himpunan fuzzy kemampuan tegas, proses

ini kebalikan dari proses fuzzifikasi. Metode dalam Defuzzifikasi antara lain:

a. Rerata Pusat (Center Of Average)

Kalau himpuna kabur A dalams semesta R merupakan dari m buah himpunan kabur,

yaitu A= ⋃ , maka A diubah menjadi bilangan tegas t(A) yang merupakan rerata

terbobok dari pusat-pusat m buah himpunan kebur tersebut, dengan tinggi masing-masing

himpunan kabur tersebut sebagai bobotnya. Jadi:

(2.16)

Dengan, = pusat himpunan kabur , = Tinggi )

b. COG (Central of Gravity)

Himpunan kabur A dalam semesta R diubah menjadi bilangan tegas t(A) yang

merupakan absis dari pusat grafitasi daerah dibawah grafik fungsi keanggotaan himpunan

kabur A. Jadi:

(2.17)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 54: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

35

Bila himpunan kabur A terdefinisi pada semesta berhingga X, maka:

(2.18)

Nilai t(A) dapat dipandang sebagai nilai harapan dari variabel x. Fungsi penegasan Pusat

Grafitasi memenuhii kriteria masuk akan tetapi proses komputasinya tidak mudah.

c. Purata Maksimum (Mean of Maximum)

Himpunan kabur A dalam semesta R diubah menjadi bilangan tegas t(A) yang

merupakan purata dari semua nilai yang mencapai nilai maksimum dalam yaitu:

(2.19)

Dengan M={ | }. Apabila M=[a,b], maka:

(2.20)

Apabia himpunan kabur A terdefinisi pada semesta berhingga X maka bilangan

tegas t(A) didefinisikan sebagai rerata dari semua nilai dalam himpunan tegas

M={ | }, yaitu:

( ) ∑

| | (2.21)

Dengan | | = banyaknya anggota himpunan tegas M.

2.10. Kecepatan [14]

Kecepatan (velocity) rata-rata (avg atau average) suatu benda yang pada saat

awal berada pada posisi dan pada saat akhir berada pada posisi adalah

(2.22)

Kecepatan rata-rata merupakan suatu besaran vektor. Besaran ini menyatakan

seberapa cepat suatu benda bergerak. Bila digambarkan grafik posisi setiap saat x terhadap

waktu t, maka kemiringan garis antara dua buah titik menyatakan kecepatan rata-rata

dalam selang waktu tersebut. Terdapat pula besaran yang disebut sebagai laju (speed) rata-

rata yang didefinisikan sebagai

(2.23)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 55: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

36

3. BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

Pembahasan Bab III ini meliputi diagram blok perancangan, proses pengujian alat,

perancangan prototipe, perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.

3.1. Diagram Blok Perancangan

Perancangan alat ini terdiri dari 1 master mikrokontroler ATmega32 dan 3 slave

mikrokontroler ATmega8. Pada mikrokontroler master dan slave terdapat LCD 20x4 dan

16x2 yang berfungsi sebagai penampil status durasi lampu lalu lintas pada tiap sisi jalur

dan penampil kecepatan kendaraan pada tiap jalur. Mikrokontroler slave berfungsi sebagai

pendeteksi kecepatan kendaraan melalui sensor inframerah, kemudian masuk ke rangkaian

komparator untuk menghasilkan logika 1 atau 0 yang menjadi eksternal interupsi

ATmega8. Kemudian data kecepatan tiap lajur akan dikirimkan pada mikrokontroler

master menggunakan komunikasi serial I2C. Setelah mikrokontroler master menerima data

dari mikrokontroler slave kemudian data tersebut diolah menggunakan algoritma fuzzy

logic untuk menghasilkan data baru yaitu durasi nyala lampu hijau. Data durasi dan status

setiap jalur dapat dilihat pada penampil LCD 20x4 yang menampilkan status lampu merah,

kuning dan hijau. Lampu lalu lintas menggunakan lampu 12 VDC yang terhubung dengan

relay, sehingga untuk mengaktifkan lampu digunakan transistor sebagai sakelar relay.

Proses pertukaran data terjadi ketika semua lampu lalu lintas sedang berwarna merah

(all red). Setiap mikrokontroler slave mempunyai alamat tersendiri yang berfungsi agar

mikrokontroler master dapat memilih jalur untuk saling bertukar data tanpa terganggu

dengan alamat mikrokontroler slave lainnya. Mikrokontroler master dalam komunikasi

serial ini berfungsi sebagai pengatur terjadinya komunikasi dengan sinyal start, stop yang

dikirimkan mikrokontroler master kepada mikrokontroler slave, sehingga setiap semua

lampu lalu lintas berwarna merah durasi lampu hijau akan terus menyesuaikan dengan

kondisi kecepatan kendaraan. Gambar blok diagram perancangan dapat dilihat pada

Gambar 3.1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 56: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

37

Gambar 3.1. Gambar Blok Diagram

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 57: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

38

3.2. Proses Pengujian Alat

Proses pengujian alat dibuat untuk membantu jalannya pengujian kecepatan

kendaraan pada prototipe. Pada prototipe disediakan jalur konveyor yang terletak

disamping lajur. Jalur konveyor difungsikan untuk menggerakan prototipe mobil, selain itu

kecepatan konveyor dapat diatur sesuai kondisi lajur. Pada gambar 3.2 menunjukan

kendaraan yang diletakan pada jalur konveyor. Fungsi keypad digunakan untuk mengatur

kecepatan kendaraan dan memberhentikan kendaraan pada jarak yang diinginkan, seperti

yang ditunjukkan pada Gambar 3.2 dan Gambar 3.3.

Gambar 3.2. Gambar Ilustrasi Kendaraan Melintas

Gambar 3.3. Setting kecepatan dan titik berhenti kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 58: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

39

Untuk menyesuaikan kondisi prototipe dengan kenyataan, kecepatan kendaraan dibuat

secara linier dengan membuat gerak kendaraan dapat menjadi melambat atau mempercepat

lajunya terhadap kendaraan di depan.

Pada awal lajunya, kendaraan akan berjalan dengan kecepatan sesuai dengan kondisi

jalan kemudian kendaraan akan memperlambat lajunya ketika mendekati kendaraan atau

saat mendekati lampu lalu lintas di depannya sampai kendaraan itu berhenti. Saat

kendaraan itu berhenti kemudian kendaraan dipindahkan ke lajur jalan, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 3.3, Gambar 3.4 dan Gambar 3.5.

Gambar 3.4. Gambar Ilustrasi Kendaraan Melintas

Gambar 3.5. Gambar Ilustrasi Kendaraan Melintas

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 59: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

40

3.3. Perancangan Prototipe

Pada tahap ini, perancangan prototipe dari sistem pengaturan nyala lampu lalu lintas

berdasarkan kecepatan kendaraan antara lain, mendesain prototype jalan, perancangan

desain tempat sensor, perancangan model lampu lalu lintas dan pada sisi lajur terdapat

penampil LCD 16x2 yang dapat menampilkan kecepatan kendaraan yang melintas.

3.3.1. Penskalaan Prototipe

Desain prototype menggunakan skala perbandingan 1:60. Untuk membuat desain

prototype ini menggunakan software SketchUp dengan ukuran prototype dan aslinya dapat

dilihat pada Tabel 3.1. Gambar 3.6 dan Gambar 3.7 merupakan desain prototype dalam

bentuk 3 dimensi.

Tabel 3.1. Penskalaan Prototipe

Nama Ukuran Asli Ukuran Prototipe

Ukuran prototipe 132 m x 71 m 220cm x 120cm

Jarak antar sensor 4,2 m 7 cm

Tinggi sensor 60 cm 1 cm

Panjang jalan 60 m 1 m

Lebar jalan 4,2 m 7 cm

Pada rancangan prototipe kecepatan kendaraan maksimum adalah 80km/jam, sehingga

dalam skala 1:60 kecepatan kendaraan pada prototipe menjadi:

(3.1)

(3.2)

(3.3)

(3.4)

(3.5)

Berdasarkan persamaan diatas kendaraan menempuh jarak 7cm dalam waktu

dengan kecepatan .

Gambar 3.6 merupakan desain posisi sensor inframerah yang terletak pada bagian

sisi jalur jalan, selain itu terdapat penampil LCD 16x2 yang terletak disamping sensor

inframerah. Penempatan letak LCD ini diharapkan mampu membantu user untuk

mengambil dan mem-validasi data kecepatan kendaraan yang sedang melintas.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 60: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

41

Gambar 3.6. Perancangan desain bagian sensor inframerah dalam 3 dimensi

Gambar 3.7. Perancangan desain bagian pertigaan lampu lalu lintas dalam 3 dimensi

3.4. Perancangan Perangkat Keras

Ada beberapa bagian utama dalam perancangan subsistem perangkat keras prototype

sistem lalu lintas mengacu pada Gambar 3.1, yaitu :

a. Minimum sistem ATmega32 dan ATmega8

b. Sensor inframerah

c. Komparator IC LM339

d. Rangkaian konfigurasi LCD 20x4

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 61: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

42

e. Rangkaian konfigurasi LCD 16x2

f. Rangkaian transistor sebagai sakelar

3.4.1. Minimum Sistem ATmega32 dan ATmega8

ATmega32 dan ATmega8 membutuhkan minimum sistem yang terdiri dari rangkaian

eksternal, seperti osilator dan reset. Rangkaian osilator menggunakan frekuensi kristal

sebesar 11,0592 MHz dan menggunakan kapasitor sebesar 22pF[3] pada pin XTAL1 dan

XTAL2 pada mikrokontroler. Rangkaian eksternal osilator berfungsi sebagai sumber clock

untuk mikrokontroler dan pemberian kapasitor bertujuan memberikan kestabilan terhadap

frekuensi osilator. Berikut Gambar 3.8 menunjukkan rangkaian osilator ATmega32 dan

ATmega8.

Gambar 3.8. Rangkaian osilator ATmega32 dan ATmega8

Berikut adalah penggunaan pin osilator ATmega32 dan ATmega8 dapat dilihat pada Tabel

3.2.

Tabel 3.2. Penggunaan Pin Osilator ATmega 32 dan ATmega8

Pin Osilator

ATmega32

Pin ATmega32 Pin Osilator

ATmega8

Pin ATmega8

XT1 12 XT1 9

XT2 13 XT2 10

Pada rangkaian reset terdapat resistor pull-up sebesar 30k Ohm[3] yang berfungsi

menjaga pin RESET tidak berlogika 0 secara tidak sengaja. Nilai kapasitor sebesar 22pF

bertujuan menghilangkan noise yang disusun secara seri dengan resistor. Saat tombol

ditekan, mikrokontroler akan mendapat logika 0 sebagai isyarat agar program dipaksa

berhenti dan dimulai ulang dari awal. Gambar 3.9 dan Tabel 3.3 menunjukkan rangkaian

serta penggunaan pin reset ATmega32 dan ATmega8.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 62: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

43

Gambar 3.9. Rangkaian Reset ATmega32 dan ATmega8

Tabel 3.3. Penggunaan Pin Reset ATmega 32 dan ATmega8

Pin Reset ATmega32 Pin ATmega32 Pin Reset ATmega8 Pin ATmega8

RST 9 RST 1

3.4.2. Sensor Inframerah

Sensor inframerah digunakan untuk mendeteksi kendaraan yang sedang melintas,

letaknya berada di sisi lajur jalan. Rangkaian sensor inframerah terbagi dalam 2 bagian

yaitu, IR transmitter (pengirim) dan IR receiver (penerima). IR transmitter akan

memancarkan cahaya inframerah menuju IR receiver, apabila tidak ada kendaraan yang

menghalangi sensor inframerah maka nilai IR receiver akan berlogika 0, namun jika sensor

terhalang kendaraan maka nilai IR receiver berlogika 1. Rangkaian pada Gambar 3.10

adalah rangkaian dari IR transmitter dan rangkaian IR receiver.

Gambar 3.10. Rangkaian IR Transmitter

R130k

RST

C3

22pF

VCC

D1

Infrared

D2Photodiode

R2220 Ohm

VCC

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 63: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

44

Untuk menyalakan LED inframerah diperlukan tegangan sebesar 1,2 volt[11] dan

arus minimal 20 mA[11], sehingga rangkaian sensor inframerah memerlukan resistor yang

berfungsi untuk mengatur arus yang masuk ke LED inframerah, maka perhitungan nilai

resistor yang digunakan dapat menggunakan persamaan 2.1.

(3.6)

R2 = 190 Ohm

Sehingga nilai hambatan yang digunakan pada LED inframerah sebesar 190 Ohm. Namun,

nilai resistor tersebut tidak dijual dipasaran, maka nilai resistor di ganti dengan nilai

resistor yang mendekati, yaitu:

R2 ≈ 220 Ohm

Gambar 3.11. Rangkaian photodioda dan komparator

Berikut adalah tabel penggunaan output sensor yang berasal dari keluaran komparator

yang terhubung dengan pin mikrokontroler ATmega8 dapat dilihat pada Tabel 3.4.

Tabel 3.4. Penggunaan Pin ATmega8 dengan Output Sensor

Pin Output Sensor Pin ATmga8

Output Sensor 1 4

Output Sensor 2 5

Output Sensor 3 11

Pada saat intensitas inframerah yang diterima oleh photodioda besar maka tahanan

photodioda menjadi kecil pada kisaran 90K Ohm[8], sebaliknya saat intensitas inframerah

yang diterima photodioda kecil maka tahanan photodioda menjadi besar pada kisar 3.57M

D2Photodiode

R3100k

44%

RV15k

VCC

VCC

VCC

7

6

1

312

U1:A

LM399

Output Sensor

D2Photodiode

R3100k

44%

RV15k

VCC

VCC

VCC

7

6

1

312

U1:A

LM399

Output Sensor

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 64: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

45

Ohm[8]. Pada bagian receiver seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.11, untuk

mendapatkan tegangan output photodioda menggunakan persamaan 2.6, sehingga:

(3.7)

Vout = 0,13 Volt (saat intensitas inframerah terbesar)

(3.8)

Vout = 2,67 Volt (saat intensitas inframerah terkecil)

3.4.3. Komparator

Komparator yang digunakan adalah IC LM339 yang memiliki 4 buat komparator

dalam 1 IC. Penggunaan jumlah komparator disesuaikan dengan kebutuhan untuk

mengaktifkan 9 buah sensor, sehingga dalam tugas akhir ini memerlukan 3 buah IC

LM339. Rangkaian komparator digunakan untuk membandingkan Vin yang berasal dari

Vout (V+) Photodioda dan Vref yang berasal dari tegangan referensi pada pembagi

tegangan dalam trimpot. Apabila tegangan referensi yang terdapat pada V- lebih besar dari

V+ maka keluaran komparator adalah logika 0, sebaliknya apabila V+ lebih besar dari V-

maka keluaran komparator akan berlogika 1. Logika 1 atau 0 inilah yang akan diolah oleh

mikrokontroler sebagai nilai input sensor. Gambar 3.12 menunjukkan pin yang terdapat

pada IC LM339.

Gambar 3.12. Konfigurasi pin IC LM339

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 65: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

46

3.4.4. Rangkaian Konfigurasi LCD 20x4 dan LCD 16x4

Letak LCD 20x4 berada pada mikrokontroler master yang berfungsi sebagai

penampil durasi lampu lalu lintas saat rambu merah, kuning dan hijau pada tiap sisi jalur

yang telah diatur alogaritma fuzzy logic. Rangkaian dan tampilan LCD 20x4 dapat dilihat

pada Gambar 3.13, serta penggunaan pin LCD 20x4 pada pin mikrokontroler ATmega32

ditunjukkan pada Tabel 3.5.

Gambar 3.13. Rangkaian LCD 20x4

Tabel 3.5. Penggunaan Pin LCD 20x4 ATmega32

Pin LCD 20x4 Atmega32 Pin ATmega32

VSS Gnd

VDD +5 Volt

VEE Vpot

RS 14

RW 15

E 16

D0 -

D1 -

D2 -

D3 -

D4 17

D5 18

D6 19

D7 20

A +5 Volt

K Gnd

Rangkaian LCD 16x2 berada pada tiap lajur jalan pada mikrokontroler slave yang

berfungsi sebagai penampil waktu tempuh antar sensor inframerah (T1/T2) dan kecepatan

+5V

D7

14D

613

D5

12D

411

D3

10D

29

D1

8D

07

E6

RW

5R

S4

VS

S1

VD

D2

VE

E3

A15

K16

LCDLM044L

44%

POT5k

+5V

RS

RW E

D4

D5

D6

D7

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 66: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

47

kendaraan yang melintas (K1/K2). Rangkaian dan tampilan LCD 16x2 dapat dilihat pada

Gambar 3.14, serta penggunaan pin LCD 16x2 pada pin mikrokontroler ATmega32

ditunjukkan pada Tabel 3.6.

Gambar 3.14. Rangkaian LCD 16x2

Tabel 3.6. Penggunaan Pin LCD 16x2 ATmega8

Pin LCD 16x4 Atmega8 Pin ATmega8

VSS Gnd

VDD +5 Volt

VEE Vpot

RS 14

RW 15

E 16

D0 -

D1 -

D2 -

D3 -

D4 23

D5 24

D6 25

D7 26

A +5 Volt

K Gnd

3.4.5. Rangkaian Transistor sebagai Sakelar Relay Lampu

Rangkaian Transistor sebagai sakelar digunakan untuk mengaktifkan dan mematikan

lampu menggunakan relay. Transistor sebagai sakelar yang digunakan adalah tipe BC547

dan Relay yang digunakan adalah tipe Songle SRD-12VDC-SL-C. Gambar 3.15

menunjukkan rangkaian transistor sebagai sakelar dan relay. Pemasangan dioda 1N4001

bertujuan sebagai proteksi pada rangkaian dari arus bolak-balik yang akan masuk ke

51%

RV2

5k

+5v

RS

RW E

D4

D5

D6

D7

D7

14D

613

D5

12D

411

D3

10D

29

D1

8D

07

E6

RW

5R

S4

VS

S1

VD

D2

VE

E3

K16

A15

LCD4LM016L

A K

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 67: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

48

rangkaian transistor BC547 dengan memasang dioda secara berlawanan antara arus dengan

kutub katoda, sehingga akan menghalangi arus induksi dari relay ke rangkaian lainnya.

Rangkaian transistor sebagai sakelar relay lampu dapat dilihat pada Gambar 3.15, serta

penggunaan pin lampu pada pin mikrokontroler ATmega32 ditunjukkan pada Tabel 3.7.

Tabel 3.7. Penggunaan Pin Lampu pada ATmega32

Pin Lampu Atmega 32 Pin ATmega32

Lamp_Merah_A 40

Lamp_Kuning_A 39

Lamp_Hijau_A 38

Lamp_Merah_B 1

Lamp_Kuning_B 2

Lamp_Hijau_B 3

Lamp_Merah_C 22

Lamp_Kuning_C 23

Lamp_Hijau_C 24

Gambar 3.15. Rangkaian Driver Relay Lampu

Diketahui :

VCC = +12 Volt

Pin = tegangan pin mikrokontroler saat ON (+5 Volt) [3]

Nilai hfe transistor BC547 = 110 (min) [12]

Nilai Vbe transistor BC547 = 700mV (typ.) [12]

Coil Resistance = 320 Ohm [13]

Arus yang dibutuhkan agar relay ON saat tegangan 12 VDC = 37,5mA (Ic) [13]

Q1BC547

D41N4001

D5LED

VCC

RB

3,2kPIN

RL1Songle Relay

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 68: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

49

Pada rangkaian driver relay agar transitor saturasi atau saklar tertutup harus diketahui

terlebih dahulu nilai IC dan nilai IB(min.), maka untuk mendapatkan nilai IC(sat.)

menggunakan persamaan 2.8.

(3.9)

IC(sat.) = 37,5 mA

Untuk mendapatkan nilai (min.) menggunakan persamaan 2.9.

(3.10)

Ib(min.) = 340,90 uA

Untuk memastikan bahwa transistor sudah saturasi , maka IB harus lebih besar dari IB

(min.) sehingga:

IB = 4 x 340,90 uA (3.11)

IB= 1,36 mA

Ketika transistor dalam keadaan ON, VBE ≈ 0,7 V tegangan yang melewati RB diperoleh

menggunakan persamaan 2.10:

VRB = 5 V – 0,7 V (3.12)

VRB = 4,3 V

Selanjutnya menghitung nilai resistansi RB, menggunakan persamaan 2.11, sehingga:

(3.13)

RB = 3,2 KΩ

Sehingga resistor yang digunakan untuk RB sebesar 3,2 KΩ.

3.5. Perancangan Perangkat Lunak

Ada beberapa bagian utama dalam perancangan subsistem perangkat lunak, yaitu:

a. Diagram alir mikrokontroler master

b. Diagram alir mikrokontroler slave

c. Diagram alir sub rutin mikrokontroler master dan slave

d. Diagram alir fuzzy kontrol

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 69: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

50

3.5.1. Diagram Alir Mikrokontroler Master

Diagram alir utama mikrokontroler master ditunjukkan oleh Gambar 3.16. Pertama

sistem dihidupkan dengan menekan tombol power (start), setelah power menyala sistem

akan mulai menginisialisasi. Inisialisai ini bertujuan mengenali seluruh sistem berupa

LCD, memori mikrokontroler dan data lampu lalu lintas. Setelah inisialisasi selesai lampu

lalu lintas akan menjalankan kondisi semua lalu lintas berwarna merah selama 5 detik.

Selama kondisi ini berlangsung, maka mikrokontroler master bertugas untuk mengambil

data tiap slave untuk mengetahui kecepatan kendaraan setiap lajur. Kemudian data akan

diolah oleh algoritma fuzzy logic ketika ketiga data tiap lajur telah terkumpul.

Keluaran fuzzy logic berupa durasi nyala lampu hijau untuk tiap lajur. Urutan nyala

lampu hijau pertama dimulai pada sisi A, kemudian sisi B dan sisi C, kemudian urutan

nyala lampu tersebut akan di ulang secara terus-menerus. Durasi nyala lampu hijau akan

terus menyesuaikan dengan kecepatan kendaraan di tiap lajur setelah kondisi semua lampu

lalu lintas berwarna merah selesai. Sistem akan terus berjalan jika tombol power tidak

dimatikan.

Gambar 3.16. Diagram Alir Mikrokontroler Master

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 70: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

51

3.5.2. Diagram Alir Mikrokontroler Slave

Gambar 3.17. Diagram Alir Mikrokontroler Slave

Diagram alir utama mikrokontroler slave ditunjukkan oleh Gambar 3.17. Pertama

sistem dihidupkan dengan menekan tombol power (start), setelah power menyala sistem

akan mulai menginisialisasi. Inisialisai ini bertujuan mengenali seluruh sistem berupa

LCD, memori mikrokontroler dan kondisi sensor inframerah. Dalam mikrokontroler slave

ini terdapat 3 buah sensor inframerah yang berfungsi sebagai pendeteksi kendaraan yang

melintas, sensor akan mendeteksi kendaraan untuk logika 0 saat tidak terdeteksi kendaraan

dan logika 1 saat kendaraan sudah selesai melintas atau saat kondisi tebing turun (falling

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 71: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

52

edge). Setelah inisialisasi selesai sensor 1 berfungsi untuk mengaktifkan timer 1 jika sensor

mendeteksi kendaraan, namun jika tidak terdeteksi adanya kendaraan maka sistem akan

mengarahkan pada komunikasi serial alamat slave “X” di slave. Setelah itu terdapat sensor

2 yang berfungsi untuk mematikan timer 1 jika mendeteksi kendaraan, selain itu data

berupa timer 1 akan disimpan di dalam mikrokontroler slave “X” dan mengaktifkan timer

2. Ketika sensor 3 mendeteksi kendaraan timer 2 akan di nonaktifkan dan menyimpan data

timer 2. Setelah itu data timer 1 dan timer 2 akan di panggil untuk mendapatkan data baru

yaitu kecepatan 1 dan kecepatan 2. Lalu data kecepatan 1 dan kecepatan 2 akan disimpan

kembali dalam mikrokontroler slave “X” untuk dipanggil kembali jika dibutuhkan. Alur

selanjutnya adalah sebuah subrutin komunikasi serial alamat slave “X” yang berfungsi

sebagai pengatur terjadinya komunikasi antara mikrokontroler master dan slave. Kemudian

sistem akan mengulang kembali untuk mendeteksi kendaraan selanjutnya dan sistem akan

terus berjalan jika tombol power tidak dimatikan.

3.5.3. Diagram Alir Sub Rutin Komunikasi Master dan Slave

Gambar 3.18. Diagram Alir Sub Rutin Komunikasi Mikrokontroler Master dan Slave

Diagram alir Gambar 3.18 merupakan sebuah sub rutin yang bekerja apabila adanya

komunikasi dengan alamat mikrokontroler yang cocok. Komunikasi antar mikrokontroler

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 72: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

53

ini berfungsi sebagai pertukaran data yang terdapat di setiap mikrokontroler dan setiap

mikrokontroler slave mempunyai alamat tersendiri agar pengiriman dan penerimaan data

sesuai dengan mikrokontroler yang dituju. Awalnya mikrokontroler master mengirimkan

alamat dan sinyal sebagai penunjuk mikrokontroler slave yang ingin dituju, bila alamat

mikrokontroler slave sesuai dengan mikrokontroler master maka mikrokontroler slave

akan langsung mengirimkan data yang terdapat pada mikrokontroler slave. Kemudian

mikrokontroler master akan menerima data yang dikirim lalu data akan disimpan, setelah

data berhasil disimpan mikrokontroler master memberi sinyal untuk memutus komunikasi

antara mikrokontroler master dan mikrokontroler slave sehingga mikrokontroler master

akan bergantian dengan mikrokontroler slave lainnya untuk mengambil data di tiap

mikrokontroler slave.

3.5.4. Diagram Alir Fuzzy Kontrol

Gambar 3.19. Diagram Alir Fuzzy Kontrol

Gambar 3.19 merupakan subrutin fuzzy logic yang memproses data ketinggian

dengan menggunakan program pengendali logika fuzzy yang akan di program di dalam

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 73: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

54

mikrokontroler master. Di dalam subrutin ini terdapat proses fuzzifikasi, basis aturan dan

Defuzzifikasi.

3.5.4.1. Proses Fuzzifikasi

0 10 40 70 80

Rendah Sedang Tinggii

Gambar 3.20. Framework Input X

Gambar 3.20 merupakan framework input X, yang berasal dari salah satu

mikrokontroler slave. Proses fuzzifikasi mempunyai framework input berupa kecepatan

kendaraan rendah, sedang dan tinggi. Pada proses ini bertujuan untuk mendapatkan nilai

derajat keanggotaan tertinggi untuk diolah pada proses selanjutnya. Untuk nilai

keanggotaan fuzzifikasi adalah:

Rendah = L (x: 0 40)

Sedang = ˄ (x: 10 40 70)

Tinggi = L (x: 40 80)

Pada input rendah derajat keanggotaannya menggunakan persamaan 2.13, sebagai berikut:

{

(3.14)

Pada input sedang derajat keanggotaannya menggunakan persamaan 2.12 dan 2.13,

sebagai berikut:

{

(3.15)

Pada input tinggi derajat keanggotaannya menggunakan persamaan 2.12, sebagai berikut:

{

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 74: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

55

3.5.4.2. Basis Aturan dan Pengambilan Keputusan

Setelah melalui tahap fuzzifikasi selanjutnya akan dilakukan tahap pemilihan data

input derajat keanggotaan yang memiliki nilai terkecil menggunakan fungsi minimum,

yaitu:

(3.17)

Dari fungsi tersebut akan menghasilkan nilai input derajat keanggotaan yang

memiliki nilai derajat keanggotaan terkecil dari derajat keanggotaan A, derajat

keanggotaan B dan derajat keanggotaan C, hasil derajat keanggotaan minimum tersebut

akan diolah pada proses defuzzifikasi dan masuk ke dalam persamaan output pada Tabel

3.8. Tabel 3.8 merupakan kondisi rules yang telah ditetapkan dengan kondisi output

berdasarkan kondisi input pada cabang A, B dan C.

Tabel 3.8. Rules Fuzzy logic

Rules Sisi A Sisi B Sisi C

Output A Output B Output C

1 rendah rendah rendah

lama lama lama

2 rendah rendah sedang

lama lama agak lama

3 rendah rendah tinggi

lama lama cepat

4 rendah sedang rendah

lama agak lama lama

5 rendah sedang sedang

lama agak lama agak lama

6 rendah sedang tinggi

lama agak lama cepat

7 rendah tinggi rendah

lama cepat lama

8 rendah tinggi sedang

lama cepat agak lama

9 rendah tinggi tinggi

lama cepat cepat

10 sedang rendah rendah

agak lama lama lama

11 sedang rendah sedang

agak lama lama agak lama

12 sedang rendah tinggi

agak lama lama cepat

13 sedang sedang rendah

agak lama agak lama lama

14 sedang sedang sedang

agak lama agak lama agak lama

15 sedang sedang tinggi

agak lama agak lama cepat

16 sedang tinggi rendah

agak lama cepat lama

17 sedang tinggi sedang

agak lama cepat agak lama

18 sedang tinggi tinggi

agak lama cepat cepat

19 tinggi rendah rendah

cepat lama lama

20 tinggi rendah sedang

cepat lama agak lama

21 tinggi rendah tinggi

cepat lama cepat

22 tinggi sedang rendah

cepat agak lama lama

23 tinggi sedang sedang

cepat agak lama agak lama

24 tinggi sedang tinggi

cepat agak lama cepat

25 tinggi tinggi rendah

cepat cepat lama

26 tinggi tinggi sedang

cepat cepat agak lama

27 tinggi tinggi tinggi

cepat cepat cepat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 75: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

56

3.5.4.3. Proses Defuzzifikasi

4 7 16 25 28

Cepat Agak Lama Lama_

Gambar 3.21. Framework Output X

Gambar 3.21 merupakan framework output X. Proses Defuzzifikasi mempunyai framework

output berupa durasi nyala lampu hijau, yaitu cepat, agak lama dan lama. Untuk nilai

keanggotaannya adalah:

Cepat = L (x: 4 16)

Agak Lama = ˄ (x: 7 16 25)

Lama = L (x: 16 28)

Pada tahap Defuzzifikasi fungsi penegasan yang digunakan adalah MOM (Mean of

Maximum) yakni dengan menggunakan persamaan 2.20.

Untuk mencari persamaan nilai output berdasarkan kondisi dan nilai derajat keanggotaan

cepat menggunakan fungsi linear turun adalah:

(3.18)

(3.19)

(3.20)

Kemudian untuk mencari persamaan nilai output berdasarkan kondisi dan nilai derajat

keanggotaan lama menggunakan fungsi linear naik adalah:

( ) (3.21)

( ) (3.22)

(3.23)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 76: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

57

Sedangkan untuk fungsi segitiga pada persamaan 2.14, untuk mencari persamaan nilai

output berdasarkan kondisi dan nilai derajat keanggotaan agak lama adalah:

( ( )) ( ) (3.24)

( ) (( ) ) (3.25)

( ) ) (3.26)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 77: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

58

4. BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari perancangan bab III

berupa hasil pengamatan percobaan. Hasil pengamatan yang akan dibahas meliputi,

pengujian dan pembahasan perangkas keras serta perangkat lunak.

4.1. Pembahasan Perangkat Keras dan Bentuk Fisiknya

Pada bagian ini akan dibahas mengenai perangkat keras dan bentuk fisik yang terdiri

dari rangkaian mikrokontroler master, rangkaian relay, lampu lalu-lintas rangkaian,

mikrokontroler slave, rangkaian komparator IC LF353, sensor inframerah dan jalur

kendaraan yang terdapat pada alat bantu konveyor.

4.1.1. Mikrokontroler Master

Gambar 4.1. Mikrokontroler Master

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 78: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

59

Gambar 4.1 merupakan skematik rangkaian dari mikrokontroler master yang terdiri

dari rangkaian minimum sistem, rangkaian LCD 20x4 dan resistor pull-up yang digunakan

pada jalur bus I2C untuk komunikasi serial I2C.

((a) Tampak Depan (b) Tampak Belakang

Gambar 4.2. Bentuk Fisik Mikrokontroler Master

Pada gambar 4.2 merupakan bentuk fisik minimum sistem ATmega32 yang

berfungsi sebagai pengatur jalannya komunikasi serial I2C terhadap mikrokontroler slave

A, B dan C. Data yang dikirim merupakan nilai kecepatan kendaraan yang telah dideteksi

mikrokontroler slave, kemudian data tersebut diolah menggunakan algoritma fuzzy logic

dan output dari algoritma tersebut adalah durasi nyala lampu hijau untuk masing-masing

sisi jalur.

Gambar 4.3. Tampilan LCD 20x4

Selain itu pada gambar 4.3 terdapat bentuk fisik rangkaian LCD 20x4 yang

berfungsi menampilkan data kecepatan kendaraan tiap sisi dan durasi lampu hijau yang

terhitung mundur.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 79: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

60

4.1.2. Relay dan Lampu Lalu-lintas

Gambar 4.4. Rangkaian Relay dan Lampu

Gambar 4.4 merupakan skematik lampu lalu-lintas yang diaktifkan menggunakan

rangkaian relay 12 Volt. Rangkaian relay tersebut terdiri dari komponen pendukung yaitu,

dioda 1N4001, transistor BC547, dan resistor 3,2KΩ.

(a) Rangkaian relay (b) Lampu lalu-lintas

Gambar 4.5. Rangkaian Lampu lalu Lintas pada Jalan

Gambar 4.5 merupakan bentuk fisik relay yang berfungsi untuk menyalakan lampu

lalu lintas yang berisi lampu merah, kuning dan hijau. Lampu lalu-lintas yang digunakan

menggunakan supply tegangan sebesar 12 VDC, namun rangkaian output mikrokontroler

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 80: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

61

master ATmega32 hanya sebesar 5V sehingga pemanfaatan rangkaian relay digunakan

untuk mengalirkan tegangan listrik yang lebih besar dengan menggunakan sistem

pengendali transistor yang memiliki tegangan lebih kecil. Penempatan lampu lalu-lintas

dapat dilihat pada gambar 4.5 (b) yang berada disamping jalur dan gambar 4.6 merupakan

letak lampu lalu-lintas tampak dari atas.

Gambar 4.6. Persimpangan Jalan Tampak Atas

4.1.3. Mikrokontroler Slave dan Komparator IC LF353

Gambar 4.7. Rangkaian Mikrokontroler Slave A

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 81: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

62

Gambar 4.7 merupakan skematik rangkaian dari mikrokontroler slave A yang

terdiri dari rangkaian minimum sistem, rangkaian LCD 16x2 dan jalur bus I2C digunakan

untuk komunikasi serial I2C.

Gambar 4.8. Rangkaian Komparator

Gambar 4.8 merupakan skematik rangkaian sensor inframerah dan komparator IC

LF353. Pada bagian tegangan input non-inverting berasal dari tegangan photodioda dan

tegangan input inverting berasal dari tegangan referensi yaitu trimpot.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 82: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

63

(a) Tampak Depan (b) Tampak Belakang

Gambar 4.9. Rangkaian Mikrokontroler Slave

Gambar 4.10. Tampilan LCD 16x2

Gambar 4.9 adalah bentuk fisik rangkaian mikrokontroler slave ATmega8 yang

berperan sebagai pengolah data kecepatan kendaraan yang di deteksi oleh sensor

inframerah, kemudian data tersebut dikirimkan pada mikrokontroler master menggunakan

komunikasi serial I2C. Penampil LCD16x2 pada Gambar 4.10 berfungsi menampilkan

waktu tempuh kendaraan dengan jarak tempuh adalah 7 cm dan kecepatan kendaraan yang

diperoleh berdasarkan waktu tempuh.

Gambar 4.11 merupakan bentuk fisik rangkaian komparator IC LF353 yang

terpisah dengan PCB, hal ini dikarenakan rangkaian komparator ini mengalami perubahan

rancangan dari sebelumnya. Rangkaian komparator ini berfungsi membandingkan

tegangan masukan yang berasal dari tegangan photodioda dan tegangan masukan yang

berasal dari tegangan referensi. Perbandingan tegangan tersebut akan menghasilkan logika

1 atau 0 sesuai prinsip kerja komparator sebagai input dari mikrokontroler slave.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 83: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

64

Gambar 4.11. Komparator IC LF353

Rangkaian skematik dan bentuk fisik mikrokontroler slave A dan rangkaian

komparator ini sama dengan mikrokontroler slave B dan mikrokontroler slave C, sehingga

dalam penyajian gambar dan fungsi tidak ditampilkan karena memiliki ciri yang sama

seperti mikrokontroler slave A pada Gambar 4.7 dan Gambar 4.8.

4.1.4. Sensor Inframerah pada Lintasan Jalur

Gambar 4.12. Susunan Sensor Infrared pada Jalur

Gambar 4.12 merupakan sensor inframerah yang saling berpasangan antara LED

inframerah dan LED photodioda secara sejajar dengan ketinggian sensor adalah 1cm dari

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 84: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

65

dasar lintasan dan jarak antara sensor adalah 7cm. Pengambilan data kecepatan kendaraan

dimulai saat sensor inframerah pertama mendeteksi adanya kendaraan yang sudah

melintas, kemudian timer 1 akan aktif dan akan mati ketika sensor inframerah kedua sudah

mendeteksi kendaraan yang melintas sekaligus mengaktifan timer 2, selanjutnya apabila

kendaraan sudah melintasi sensor inframerah ketiga, timer 2 akan dimatikan. Dari data

timer tadi, kecepatan kendaraan dapat diketahui melalui persamaan 2.1.

Gambar 4.13. Jalur Kendaraan Melintas

Lintasan kendaraan ini tersusun atas alat bantu konveyor yang berfungsi sebagai

penggerak agar lintasan kendaraan dapat berjalan dengan kecepatan yang dapat diatur. Alat

bantu konveyor ini dapat dilihat pada Gambar 4.13.

4.2. Pengujian Sensor Inframerah dan Komparator

Pengujian sensor inframerah dan komparator dilakukan dengan mengukur tegangan

keluaran sensor inframerah sebagai input (+) dan tegangan trimpot sebagai input (–) pada

komparator. Pengukuran tegangan dilakukan sebanyak 2 kali, yaitu saat ada kendaraan dan

tidak ada kendaraan. Kondisi ada kendaraan adalah saat kendaraan menutupi sensor

inframerah, sehingga pancaran LED inframerah menuju LED photodioda terhalang,

kemudian keadaan tidak ada kendaraan adalah saat pancaran LED inframerah dapat

diterima oleh LED photodioda.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 85: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

66

Tabel 4.1. Pengujian Tegangan Sensor Inframerah dan Komparator

VCC Komparator = 5 Volt

Tegangan Inframerah = 1,2 Volt

Slave

Tegangan Photodioda (Volt) Tegangan Output Komparator

Ada mobil Tidak ada

mobil

refrensi

(Volt)

Ada

mobil

Tidak ada

mobil

A

Sensor 1 4,45 0,15 1,61 3,73 -0,04

Sensor 2 4,54 0,14 1,59 3,73 -0,06

Sensor 3 4,55 0,16 1,63 3,73 -0,08

B

Sensor 1 4,34 0,18 1,47 3,50 -0,02

Sensor 2 4,30 0,17 1,49 3,50 -0,03

Sensor 3 4,34 0,21 1,48 3,51 -0,06

C

Sensor 1 4,22 0,25 1,45 3,46 -0,01

Sensor 2 4,27 0,19 1,48 3,46 -0,01

Sensor 3 4,24 0,15 1,46 3,43 -0,05

Tabel 4.1 merupakan nilai tegangan pada komparator yang menunjukkan hasil saat

terdeteksi kendaraan, tegangan input komparator yang berasal dari tegangan LED

photodioda lebih besar dari tegangan referensi sehingga output komparator mendekati

VCC, sebaliknya apabila tidak terdetekasi maka output komparator mendekati ground. Hal

ini sesuai dengan teori pada bagian subbab 3.4.3 mengenai prinsip kerja komparator.

4.3. Pembahasan Sensor Inframerah

Pada rancangan awal sensor inframerah dibuat menjadi 3 pasang yang bertujuan untuk

mengetahui kecepatan kendaraan yang akan memperlambat atau mempercepat lajunya.

Tetapi rancangan tersebut tidak dapat tercapai, karena alat bantu konveyor yang digunakan

tidak mempunyai kecepatan yang stabil. Kemudian jarak sensor inframerah dengan

persimpangan berdasarkan penskalaan prototipe seharusnya berjarak 80 meter, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 4.14.

Gambar 4.14. Penempatan Rambu Peringatan [15]

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 86: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

67

Gambar 4.14 adalah Panduan Penempatan Fasilitas Perlengkapan Jalan yang

bersumber dari Departemen Perhubungan mengenai penempatan rambu peringatan. Pada

rancangan prototipe kecepatan maksimum kendaraan melintas adalah 80 km/jam, sehingga

pemasangan sensor berjarak 80 meter atau 1,3 meter dengan skala 1:60 dari persimpangan.

Namun ukuran panjang jalan di prototipe mempunyai batasan hanya 1 meter, sehingga

kondisi tersebut tidak dapat terpenuhi.

4.4. Perubahan Perancangan

Perubahan perancangan dilakukan karena ketika sensor inframerah mendeteksi

kendaraan, tegangan yang dikeluarkan komparator IC LM339 sangat kecil berkisar 13mV

– 20mV, keadaan tersebut tidak dapat memenuhi input ATmega8 yang berkisar 2,7V –

5,5V untuk dinyatakan sebagai logika 1. Karena hasil output komparator IC LM339 terlalu

kecil, maka dilakukan penambahan resistor pull-up sebesar 10K terhadap VCC, tetapi hasil

yang terdeteksi oleh mikrokontroler slave adalah keadaan rising edge, berbeda dengan

rancangan awal yaitu falling edge yang bertujuan mendeteksi kendaraan ketika kendaraan

sudah melewati sensor. Sehingga dilakukan penggantian IC dengan IC LF353 yang

memiliki tegangan keluaran komparator yang dapat memenuhi logika 1 pada input

ATmega8.

4.5. Pengujian Kecepatan Kendaraan oleh Alat Bantu Konveyor

Tabel 4.2. Pengujian Kecepatan Kendaraan pada Alat Bantu Konveyor

Kecepatan Konveyor Waktu Tempuh

Kecepatan Kendaraan antar sensor

Kecepatan Maksimum 0,448 detik 15,62 cm/detik 0,56 km/jam

Kecepatan Minimum 2,443 detik 2,86 cm/detik 0,10 km/jam

Setelah dilakukan pengujian dan percobaan untuk alat bantu konveyor pada Tabel 4.2

diketahui kecepatan maksimum yang diperoleh adalah 0,56 km/jam dengan waktu tempuh

0,448 detik dan kecepatan minimum yang diperoleh adalah 0,10 km/jam dengan waktu

tempuh 2,443 detik. Namun kecepatan tersebut belum memenuhi kondisi input yang

digunakan dalam proses algoritma fuzzy logic untuk mencapai kecepatan 80 km/jam.

Sehingga untuk mencapai kondisi input fuzzy logic dilakukan penskalaan yang dilakukan

oleh persamaan 4.1.

(4.1)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 87: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

68

(4.2)

(4.3)

Tabel 4.3. Kecepatan Kendaraan Setelah Penskalaan

Kecepatan Kendaraan Skala 1:143

15,62cm/detik = 0,56km/jam 80,08km/jam

2,86cm/detik = 0,10km/jam 14,3km/jam

Jadi skala yang dibutuhkan untuk mencapai input fuzzy logic berdasarkan kecepatan

pada prototipe adalah sebesar 1:143. Kemudian kecepatan kendaraan setelah melalui

penskalaan saat kecepatan minimum adalah 14,3km/jam dan maksimum menjadi

80,08km/jam, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.3.

4.6. Pembahasan Algoritma Fuzzy Logic

Pembahasan ini dilakukan untuk perhitungan algoritma fuzzy logic secara manual

berdasarkan persamaan dan metode yang telah di rancang, pembahasan ini meliputi proses

fuzzifikasi, basis aturan dan defuzzifikasi.

4.6.1.1. Fuzzifikasi

Untuk proses fuzzifikasi diambil kasus pada sisi A, sisi B dan sisi C yang memiliki

kecepatan kendaraan sebesar 20km/jam, 50km/jam dan 75km/jam.

Tabel 4.4. Kategori Input sesuai Kecepatan Kendaraan

Sisi A Kategori A Sisi B Kategori B Sisi C Kategori C

20km/jam Rendah 50km/jam Sedang 75km/jam Tinggi

Tabel 4.4 merupakan kategori input fuzzifikasi berdasarkan kecepatan kendaraannya.

Kemudian nilai kecepatan kendaraan tersebut dicari nilai derajat keanggotaannya

berdasarkan kategori yang telah terpilih menggunakan persamaan 3.14, 3.15 dan 3.16 pada

Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Proses Fuzzifikasi

Sisi A Sisi B Sisi C

µ(A) = (40-20)/(40-0) µ(B) = ((70-50)/(70-40)) µ(C) = (75-40)/(80-40)

µ(A) = 0,5 µ(B) = 0,67 µ(C) = 0,875

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 88: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

69

4.6.1.2. Basis Aturan

Pada tahap basis aturan nilai input kecepatan yang telah dikategorikan kemudian

disesuaikan berdasarkan kondisi rule yang telah dirancang pada Tabel 3.8.

Tabel 4.6. Rule yang Terpilih oleh Input Fuzzifikasi

Rules Cabang A Cabang B Cabang C

Output A Output B Output C

6 rendah sedang tinggi

lama agak lama cepat

Berdasarkan Tabel 4.6 kondisi yang terpilih adalah rule 6 yang memiliki kategori output

lama, agak lama dan cepat berdasarkan cabang A, cabang B dan cabang C.

4.6.1.3. Defuzzifikasi

Pada tahap defuzzifikasi derajat keanggotaan tiap sisi dipilih berdasarkan derajat

keanggotaan yang memiliki nilai derajat keanggotaan paling minimum pada Tabel 4.5,

yaitu 0,5. Setelah itu derajat keanggotaan 0,5 tersebut dimasukan pada persamaan 3.20,

3,23 dan 3.26 sesuai kategori output pada Tabel 4.6. Kemudian tahap berikutnya dilakukan

fungsi penegasan MOM pada persamaan 2.20 seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.7.

Tabel 4.7. Proses Defuzzifikasi dan Penegasan MOM

Sisi A Sisi B Sisi C

Lama = ((12 x 0,5) +

16 )

Agak lama = (25 - (9 x 0,5)) + ((9 x

0,5) +7)

Cepat = (16 -(12 x

0,5))

Lama = (22 +28) / 2 Agak lama = 32 /2 Cepat = (10 + 4) /2

Lama = 25 Agak lama = 16 Cepat = 7

Dari Tabel 4.7 diperoleh nilai durasi lampu hijau untuk sisi A 25 detik, sisi B 16 detik dan

sisi C 7 detik.

4.7. Pengujian Pengiriman Data dengan Komunikasi Serial I2C

Tabel 4.8 merupakan pengujian data yang telah di uji coba pada rangkaian

mikrokontroler master terhadap mikrokontroler slave. Pengiriman data mikrokontroler

slave berupa kecepatan 1 dan kecepatan 2, sebelum data dikirim ke mikrokontroler master

data kecepatan terlebih dahulu di rata-rata. Dalam fungsi kecepatan yang diolah

menggunakan software Codevision AVR, nilai kecepatan dilakukan pembulatan angka,

yakni dua angka dibelakang koma.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 89: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

70

Tabel 4.8. Pengujian Pengiriman Data dengan Komunikasi Serial I2C

Perc.

Slave Master

Error (%) Kecepatan 1 dan Data yang

Dikirim

Data yang

Diterima Kecepatan 2

A B C A B C A B C A B C

1 19,6 20,4 19,2

18 18 17 18 18 17 0 0 0 17 17 16,5

2 19,6 20,4 34,7

18 18 34 18 18 34 0 0 0 17 17 33,4

3 19,6 20,4 52,61

18 18 53 18 18 53 0 0 0 17 17 53,77

4 19,6 20,4 70,52

18 18 71 18 18 71 0 0 0 17 17 72,11

5 19,6 33,8 16,5

18 31 18 18 31 18 0 0 0 17 30,1 20,3

6 19,6 44,97 16,5

18 46 18 18 46 18 0 0 0 17 48,14 20,3

7 19,6 29,6 25,3

18 31 26 18 31 26 0 0 0 17 33,6 28,1

8 19,6 29,6 44,31

18 31 45 18 31 45 0 0 0 17 33,6 46,08

9 19,6 52,52 37,84

18 49 37 18 49 37 0 0 0 17 46,64 36,49

10 19,6 52,52 44,31

18 49 45 18 49 45 0 0 0 17 46,64 46,08

11 19,6 33,8 70,52

18 31 71 18 31 71 0 0 0 17 30,1 72,11

12 19,6 52,52 78,57

18 49 76 18 49 76 0 0 0 17 46,64 73,72

13 19,6 69,32 16,5

18 70 18 18 70 18 0 0 0 17 72,49 20,3

14 19,6 72,27 37,84

18 70 37 18 70 37 0 0 0 17 68,19 36,49

15 19,6 72,27 55,54

18 70 55 18 70 55 0 0 0 17 68,19 54,81

16 19,6 72,27 71,81

18 70 70 18 70 70 0 0 0 17 68,19 68,94

17 35,5 19,4 18,4

36 18 16 36 18 16 0 0 0 37,24 17,7 15,5

18 45,74 19,4 18,4

45 18 16 45 18 16 0 0 0 45,68 17,7 15,5

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 90: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

71

Tabel 4.8.(Lanjutan) Pengujian Pengiriman Data dengan Komunikasi Serial I2C

Perc.

Slave Master

Error (%) Kecepatan 1 dan Data yang

Dikirim

Data yang

Diterima Kecepatan 2

A B C A B C A B C A B C

19 36,3 19,4 35,2

36 18 33 36 18 33 0 0 0 36 17,7 32,7

20 36,3 19,4 52,54

36 18 53 36 18 53 0 0 0 36 17,7 53,89

21 49,48 19,4 37,2

50 18 35 50 18 35 0 0 0 50,74 17,7 34,2

22 49,48 19,4 52,54

50 18 53 50 18 53 0 0 0 50,74 17,7 53,89

23 38,07 19,4 72,27

38 18 73 38 18 73 0 0 0 38,97 17,7 75,28

24 49,48 19,4 72,27

50 18 73 50 18 73 0 0 0 50,74 17,7 75,28

25 38,07 34,3 20,2

38 31 18 38 31 18 0 0 0 38,97 29,4 16,3

26 38,07 49,85 20,2

38 51 18 38 51 18 0 0 0 38,97 53,95 16,3

27 53,78 36,3 20,2

53 34 18 53 34 18 0 0 0 53,61 31,8 16,3

28 53,78 49,85 20,2

53 51 18 53 51 18 0 0 0 53,61 53,95 16,3

29 37,1 36,3 37,6

34 34 35 34 34 35 0 0 0 30,9 31,8 33,9

30 37,1 36,3 53,04

34 34 52 34 34 52 0 0 0 30,9 31,8 52,67

31 37,1 48,85 36,4

34 46 34 34 46 34 0 0 0 30,9 44,55 32,5

32 37,1 48,85 53,04

34 46 52 34 46 52 0 0 0 30,9 44,55 52,67

33 44,82 35 36,4

44 32 34 44 32 34 0 0 0 44,34 31 32,5

34 44,82 35 48,85

44 32 45 44 32 45 0 0 0 44,34 31 42,77

35 44,82 48,85 36,4

44 46 34 44 46 34 0 0 0 44,34 44,55 32,5

36 44,82 48,85 48,85

44 46 45 44 46 45 0 0 0 44,34 44,55 42,77

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 91: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

72

Tabel 4.8.(Lanjutan) Pengujian Pengiriman Data dengan Komunikasi Serial I2C

Perc.

Slave Master

Error (%) Kecepatan 1 dan Data yang

Dikirim

Data yang

Diterima Kecepatan 2

A B C A B C A B C A B C

37 31,1 35,8 71,68

33 34 71 33 34 71 0 0 0 34,9 32,7 72,27

38 31,1 51,05 71,68

33 51 71 33 51 71 0 0 0 34,9 52,57 72,27

39 44,82 35 71,68

44 32 71 44 32 71 0 0 0 44,34 31 72,27

40 44,82 51,05 71,68

44 51 71 44 51 71 0 0 0 44,34 52,57 72,27

41 31,1 70,42 19,7

33 70 18 33 70 18 0 0 0 34,9 70,42 16,8

42 45,89 70,42 19,7

48 70 18 48 70 18 0 0 0 51,34 70,42 16,8

43 34 70,42 31,2

34 70 33 34 70 33 0 0 0 34,7 70,42 35,5

44 34 70,42 43,88

34 70 43 34 70 43 0 0 0 34,7 70,42 44,12

45 45,89 70,42 34,2

48 70 32 48 70 32 0 0 0 51,34 70,42 31,1

46 45,89 70,42 48,41

48 70 47 48 70 47 0 0 0 51,34 70,42 47,51

47 31,1 70,42 71,68

33 70 71 33 70 71 0 0 0 34,9 70,42 72,27

48 45,89 70,42 72,91

48 70 75 48 70 75 0 0 0 51,34 70,42 77,88

49 78,24 20,1 17,9

78 19 16 78 19 16 0 0 0 79,54 18,6 15,8

50 78,24 20,1 35,2

78 19 33 78 19 33 0 0 0 79,54 18,6 32,3

51 78,24 20,1 51,37

78 19 53 78 19 53 0 0 0 79,54 18,6 55,35

52 78,24 20,1 75,28

78 19 74 78 19 74 0 0 0 79,54 18,6 73,72

53 78,24 35,2 20,6

78 36 19 78 36 19 0 0 0 79,54 36,88 17,7

54 78,24 51,71 19,4

78 53 19 78 53 19 0 0 0 79,54 54,47 19,7

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 92: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

73

Tabel 4.8.(Lanjutan) Pengujian Pengiriman Data dengan Komunikasi Serial I2C

Perc.

Slave Master

Error (%) Kecepatan 1 dan Data yang

Dikirim

Data yang

Diterima Kecepatan 2

A B C A B C A B C A B C

55 78,24 35,2 34,7

78 36 35 78 36 35 0 0 0 79,54 36,88 36,64

56 78,24 35,2 43,27

78 36 44 78 36 44 0 0 0 79,54 36,88 46,08

57 78,24 52,99 36,4

78 50 35 78 50 35 0 0 0 79,54 49,01 34,2

58 78,24 52,99 52,31

78 50 52 78 50 52 0 0 0 79,54 49,01 51,94

59 78,24 35,2 75,28

78 36 74 78 36 74 0 0 0 79,54 36,88 73,72

60 78,24 52,99 79,54

78 50 79 78 50 79 0 0 0 79,54 49,01 79,99

61 78,24 79,77 19,4

78 79 19 78 79 19 0 0 0 79,54 79,54 19,7

62 78,24 79,77 37,3

78 79 35 78 79 35 0 0 0 79,54 79,54 34,3

63 78,24 79,77 53,32

78 79 53 78 79 53 0 0 0 79,54 79,54 53,89

64 78,24 79,77 79,54

78 79 79 78 79 79 0 0 0 79,54 79,54 79,99

Jumlah error

antar sisi (%) 0 0 0

Rata-rata error

(%) 0

Keberhasilan pengiriman data menggunakan komunikasi serial I2C ini di dapat

dilihat menggunakan persamaan 4.4 yang berfungsi mencari persentase keberhasilan dari

uji coba ini.

(4.4)

(4.5)

Hasil persamaan 4.4 menunjukkan peresentase keberhasilan dari pengiriman data

antara mikrokontroler slave dengan mikrokontroler master menggunakan komunikasi

serial I2C mampu berjalan dengan baik dengan peresentase keberhasilan sebesar 100%.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 93: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

74

4.8. Pengujian Algoritma Fuzzy Logic

Pengujian algoritma fuzzy logic dengan sistem mikrokontroler ATmega32 ini

berfungsi menerapkan rancangan algoritma fuzzy logic sesuai metode dan persamaan yang

telah dirancang, kemudian diolah dalam mikrokontroler master ATmega32 untuk

menghasilkan data output berupa durasi lampu hijau di tiap sisi. Selanjutnya data sistem

tersebut dibandingkan dengan data output perhitungan secara teoritis. Hasil data tersebut

kemudian akan di persentasekan, untuk menghasilkan nilai keberhasilan berdasarkan kedua

data pengujian tersebut. Pada Tabel 4.9 merupakan pengujian data yang dilakukan

sebanyak 64 percobaan berdasarkan data input yang dikirim oleh mikrokontroler slave

pada Tabel pengujian 4.8.

Tabel 4.9. Pengujian Algoritma Fuzzy Logic dengan Sistem

Per

c

Data Sistem Mikrokontroler Data Perhitungan Teoritis Error Output

(%) Input Output Input Output

A B C A B C A B C A B C A B C

1 18 18 17 25.3 25.3 25.3 18 18 17 25.3 25.3 25.3 0 0 0

2 18 18 34 25.3 25.3 16 18 18 34 25.3 25.3 16.0 0 0 0

3 18 18 53 25.3 25.3 16 18 18 53 25.3 25.3 16.0 0 0 0

4 18 18 71 25.3 25.3 6.7 18 18 71 25.3 25.3 6.7 0 0 0

5 18 31 18 25.3 16 25.3 18 31 18 25.3 16.0 25.3 0 0 0

6 18 46 18 25.3 16 25.3 18 46 18 25.3 16.0 25.3 0 0 0

7 18 31 26 25.2 16 16 18 31 26 25.2 16.0 16.0 0 0 0

8 18 31 45 25.3 16 16 18 31 45 25.3 16.0 16.0 0 0 0

9 18 49 37 25.3 16 16 18 49 37 25.3 16.0 16.0 0 0 0

10 18 49 45 25.3 16 16 18 49 45 25.3 16.0 16.0 0 0 0

11 18 31 71 25.3 16 6.7 18 31 71 25.3 16.0 6.7 0 0 0

12 18 49 76 25.3 16 6.7 18 49 76 25.3 16.0 6.7 0 0 0

13 18 70 18 25.3 6.7 25.3 18 70 18 25.3 6.7 25.3 0 0 0

14 18 70 37 25.3 6.7 16 18 70 37 25.3 6.7 16.0 0 0 0

15 18 70 55 25 7 16 18 70 55 25.0 7.0 16.0 0 0 0

16 18 70 70 25.3 6.7 6.7 18 70 70 25.3 6.7 6.7 0 0 0

17 36 18 16 16 25.3 25.3 36 18 16 16.0 25.3 25.3 0 0 0

18 45 18 16 16 25.3 25.3 45 18 16 16.0 25.3 25.3 0 0 0

19 36 18 33 16 25.3 16 36 18 33 16.0 25.3 16.0 0 0 0

20 36 18 53 16 25.3 16 36 18 53 16.0 25.3 16.0 0 0 0

21 50 18 35 16 25.3 16 50 18 35 16.0 25.3 16.0 0 0 0

22 50 18 53 16 25.3 16 50 18 53 16.0 25.3 16.0 0 0 0

23 38 18 73 16 25.3 6.7 38 18 73 16.0 25.3 6.7 0 0 0

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 94: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

75

Tabel 4.9. (Lanjutan) Pengujian Algoritma Fuzzy Logic dengan Sistem P

erc

Data Sistem Mikrokontroler Data Perhitungan Teoritis Error Output (%)

Input Output Input Output

A B C A B C A B C A B C A B C

24 50 18 73 16 25.3 6.7 50 18 73 16.0 25.3 6.7 0 0 0

25 38 31 18 16 16 25.3 38 31 18 16.0 16.0 25.3 0 0 0

26 38 51 18 16 16 25.3 38 51 18 16.0 16.0 25.3 0 0 0

27 53 34 18 16 16 25.3 53 34 18 16.0 16.0 25.3 0 0 0

28 53 51 18 16 16 25.3 53 51 18 16.0 16.0 25.3 0 0 0

29 34 34 35 16 16 16 34 34 35 16.0 16.0 16.0 0 0 0

30 34 34 52 16 16 16 34 34 52 16.0 16.0 16.0 0 0 0

31 34 46 34 16 16 16 34 46 34 16.0 16.0 16.0 0 0 0

32 34 46 52 16 16 16 34 46 52 16.0 16.0 16.0 0 0 0

33 44 32 34 16 16 16 44 32 34 16.0 16.0 16.0 0 0 0

34 44 32 45 16 16 16 44 32 45 16.0 16.0 16.0 0 0 0

35 44 46 34 16 16 16 44 46 34 16.0 16.0 16.0 0 0 0

36 44 46 45 16 16 16 44 46 45 16.0 16.0 16.0 0 0 0

37 33 34 71 16 16 5.4 33 34 71 16.0 16.0 5.4 0 0 0

38 33 51 71 16 16 6.2 33 51 71 16.0 16.0 6.2 0 0 0

39 44 32 71 16 16 5.6 44 32 71 16.0 16.0 5.6 0 0 0

40 44 51 71 16 16 6.2 44 51 71 16.0 16.0 6.2 0 0 0

41 33 70 18 16 6.7 25.3 33 70 18 16.0 6.7 25.3 0 0 0

42 48 70 18 16 6.7 25.3 48 70 18 16.0 6.7 25.3 0 0 0

43 34 70 33 16 5.5 16 34 70 33 16.0 5.5 16.0 0 0 0

44 34 70 43 16 5.5 16 34 70 43 16.0 5.5 16.0 0 0 0

45 48 70 32 16 5.6 16 48 70 32 16.0 5.6 16.0 0 0 0

46 48 70 47 16 5.6 16 48 70 47 16.0 5.6 16.0 0 0 0

47 33 70 71 16 5.5 5.5 33 70 71 16.0 5.5 5.5 0 0 0

48 48 70 75 16 5.6 5.6 48 70 75 16.0 5.6 5.6 0 0 0

49 78 19 16 6.9 25.1 25.1 78 19 16 6.9 25.2 25.2 0 0.40 0.40

50 78 19 33 6.9 25.1 16 78 19 33 6.9 25.2 16.0 0 0.40 0

51 78 19 53 6.9 25.1 16 78 19 53 6.9 25.2 16.0 0 0.40 0

52 78 19 74 6.9 25.1 6.9 78 19 74 6.9 25.2 6.9 0 0.40 0

53 78 36 19 6.9 16 25.1 78 36 19 6.9 16.0 25.2 0 0 0.40

54 78 53 19 6.9 16 25.1 78 53 19 6.9 16.0 25.2 0 0 0.40

55 78 36 35 5 16 16 78 36 35 5.0 16.0 16.0 0 0 0

56 78 36 44 4.9 16 16 78 36 44 4.8 16.0 16.0 2.08 0 0

57 78 50 35 6 16 16 78 50 35 6.0 16.0 16.0 0 0 0

58 78 50 52 6.4 16 16 78 50 52 6.4 16.0 16.0 0 0 0

59 78 36 74 4.9 16 4.9 78 36 74 4.9 16.0 4.9 0 0 0

60 78 50 79 6 16 6 78 50 79 6.0 16.0 6.0 0 0 0

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 95: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

76

Tabel 4.9. (Lanjutan) Pengujian Algoritma Fuzzy Logic dengan Sistem P

erc

Data Sistem Mikrokontroler Data Perhitungan Teoritis Error Output (%)

Input Output Input Output

A B C A B C A B C A B C A B C

61 78 79 19 6.9 6.9 25.1 78 79 19 6.9 6.9 25.2 0 0 0.40

62 78 79 35 5 5 16 78 79 35 5.0 5.0 16.0 0 0 0

63 78 79 53 6.6 6.6 16 78 79 53 6.6 6.6 16.0 0 0 0

64 78 79 79 4.3 4.3 4.3 78 79 79 4.3 4.3 4.3 0 0 0

Jumlah Error antar sisi (%) 0.03 0.02 0.02

Rata-rata Error (%) 0.03

Berdasarkan data output perhitungan algoritma fuzzy logic yang diimplementasikan

dalam mikrokontroler master ATmega32 dengan perhitungan secara teoritis pada Tabel

4.9, menunjukkan bahwa data output hasil akhir keduanya mempunyai selisih error sebesar

0.0274%. Selanjutnya persamaan 4.6 digunakan untuk mengetahui persentase keberhasilan

dari hasil kedua data pengujian diatas.

(4.6)

(4.7)

Berdasarkan kedua data pengujian tersebut, algoritma fuzzy logic mampu

diimplementasikan dalam mikorokontroler ATmega32, untuk membuat pengaturan nyala

lampu lalu-lintas dengan persentase keberhasilan sebesar . Pada Tabel 4.9 oleh

salah satu data percobaan ke-4 menunjukkan, input kecepatan kendaraan dapat

mempengaruhi durasi lampu hijau menyala. Apabila kecepatan kendaraan rendah maka

durasi lampu hijau akan semakin lama, sebaliknya apabila kecepatan kendaraan tinggi

maka durasi lampu hijau akan semakin cepat.

4.8.1. Pembahasan Nyala Lampu Hijau Adaptif

Pada Tabel 4.10 dilakukan pengambilan data sebanyak 3 kali untuk menunjukkan

durasi lampu lalu-lintas yang akan menyala secara adaptif ketika lampu all red selesai

dijalankan, atau setiap terjadi kondisi all red kecepatan kendaraan sisi A, sisi B dan sisi C

akan dibandingkan dan menghasilkan data durasi lampu lalu-lintas yang terbaru. Akan

tetapi apabila kecepatan kendaraan tiap sisi tidak berubah diluar kategori input fuzzifikasi,

maka durasi lampu-lalu lintas akan tetap sama.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 96: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

77

Tabel 4.10. Pengujian Durasi Lampu Adaptif

Pada percobaan ke-1 Tabel 4.10, kecepatan sisi A adalah rendah, sisi B sedang, dan

sisi C tinggi. Maka durasi lampu hijau sisi A adalah lama selama 25,1 detik, status lampu

sisi B dan sisi C berwarna merah. Kemudian setelah durasi lampu hijau sisi A selesai lalu

berganti pada sisi B selama 16 detik, pada percobaan ke-2 kecepatan sisi A, B dan C tidak

mengalami perubahan setelah lampu all red dijalankan selama 3 detik. Sehingga durasi

lampu hijau tiap sisi tidak mengalami perubahan. Namun pada percobaan ke-3 sisi B

mengalami perubahan kondisi kecepatan dari sedang menjadi tinggi, maka ketika lampu all

red dijalankan kondisi output durasi lampu hijau berubah mengikuti input kecepatan

kendaraan tersebut. Sehingga kondisi adaptif ini ditentukan dari durasi lampu hijau yang

dapat menyesusaikan keadaan pada kecepatan kendaraan di tiap sisi berdasarkan algoritma

fuzzy logic setelah lampu all red dijalankan.

4.9. Pembahasan Perangkat Lunak

Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

Dengan Algoritma Fuzzy logic ini menggunakan software Codevision AVR versi 2.05.3

sebagai pembuatan program mikrokontroler master ATmega32 dan slave ATmega8.

4.9.1. Bagian Mikrokontroler Master

Pada bagian mikrokontroler master ini akan dibahas mengenai penulisan program

berdasarkan perhitungan algoritma fuzzy logic dalam aplikasi Codevision AVR sesuai

dengan rancangan dan metode yang digunakan. Kemudian hasil keluaran fuzzy logic

digunakan sebagai pengatur durasi lampu lalu-lintas dan tertampil pada LCD 20x4.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 97: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

78

4.9.1.1. Inisialisasi Awal Mikrokontroler Master

Gambar 4.15. Inisialisasi Library dan Variabel

Gambar 4.15 dan 4.16 merupakan inisialisasi mikrokontroler master yang berisi

tentang pendeklarasian dan pendefinisian yang diperlukan apabila menggunakan pengenal

(identifier) dalam program.

Gambar 4.16. Inisialisasi Variabel

4.9.1.2. Subrutin Komunikasi Serial I2C Master

Gambar 4.17 menunjukkan pin I2C yang digunakan berada pada PORTC yaitu pin

SDA pada bit 7 dan SCL pada bit 6, selain itu sebagai pengaturan bit rate yang digunakan

adalah sebesar 100 kHz.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 98: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

79

Gambar 4.17. Pengaturan PORT I2C di ATmega32

Gambar 4.18. Listing program I2C

Gambar 4.18 menunjukkan listing program I2C yang digunakan untuk mengambil

data pada masing-masing slave, pertama pengambilan data slave A yang dimulai pada

baris 81 untuk melakukan pengiriman bit start pada komunikasi I2C. Setelah pengiriman

sinyal start oleh mikrokontroler master, kemudian diikuti dengan penulisan alamat yang

ditunjukkan pada baris 83. Alamat ditulis dalam variabel “address_1” sebagai alamat I2C

yang mengarahkan komunikasi dengan mikrokontroler slave A yaitu 0x01. Pada baris 84

data yang telah ditulis oleh mikrokontroler master kemudian disimpan dalam variabel

“data_kecepatan_sisi_A”. Pada baris 85 mikrokontroler master melakukan tanda bahwa

telah menerima data kemudian mikrokontroler master mengirimkan tanda bahwa I2C di

stop pada baris 88.

4.9.1.3. Subrutin Fuzzifikasi

Pada listing program Gambar 4.19 menunjukkan tahap awal algoritma fuzzy logic,

tahap awal adalah fuzzifikasi yang berfungsi mencari derajat keanggotaan dari suatu input

yaitu data kecepatan kendaraan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 99: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

80

Gambar 4.19. Listing Program Fuzzifikasi

Pada baris 119, 122, 125, 128 dilakukan inisialisasi awal bagian input rendah,

sedang 1, sedang 2 dan tinggi. Kemudian fungsi baris 120, 123, 126, 129 dan 130

berfungsi sebagai penyeleksi data kecepatan yang telah di set di kategori rendah, sedang 1,

sedang 2 dan tinggi. Setelah penyeleksian selesai dan data telah masuk ke dalam

katogorinya, selanjutnya data tersebut diolah kembali dalam persamaan untuk mencari

derajat keanggotaan yang dapat dilihat pada baris 121, 124, 127, 131.

Untuk mencari derajat keanggotaan nilai yang bisa digunakan berupa bilangan

integer (bulat) sehingga dalam pemograman persamaan 3.14, 3.15 dan 3.16 mengalami

perubahan, yakni seperti yang ditunjukkan pada baris 121, 124 dan 131, karena pada

umumnya derajat keanggotaan hanya bernilai 0 sampai 1, tetapi karena fungsi minimum

yang terdapat pada aplikasi Codevision AVR tidak bisa bernilai pecahan sehingga derajat

keanggotaan diubah dari 0 sampai 1 menjadi 0 sampai 1000, untuk mendapatkan nilai

derajat keanggotaan 1000 maka pada nilai bagian pembagi dibagi 1000 sehingga

persamaan 3.14, 3.15 dan 3.16 menjadi:

(4.8)

(4.9)

(4.10)

Untuk bagian rendah persamaan yang digunakan adalah persamaan 4.10.

(4.11)

(4.12)

(4.13)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 100: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

81

Untuk bagian sedang 1 persamaan yang digunakan adalah persamaan 4.13.

(4.14)

(4.15)

(4.16)

Untuk bagian sedang 2 persamaan yang digunakan adalah persamaan 4.16.

(4.17)

(4.18)

(4.19)

Untuk bagian tinggi persamaan yang digunakan adalah persamaan 4.19.

Gambar 4.20. Listing Program Inisialisasi Nilai Awal Variabel

Pada listing program Gambar 4.20 baris 132 sampai139 menunjukkan inisialisasi

program untuk menyatakan sebuah variabel yang akan digunakan dengan pemberian nilai

nol untuk me-reset kembali data sebelum data baru diambil.

Gambar 4.21. Listing Program Pengambilan Derajat Keanggotaan Tertinggi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 101: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

82

Pada listing program Gambar 4.21 baris ke 141 dilakukan pemilihan derajat

keanggotaan untuk lebih merincikannya menggunakan operator pembanding dan fungsi

implikasi, apabila variabel “bagian_sedangA1” lebih kecil dibandingkan

”bagian_sedangA2” maka program akan menjalankan perintah pada baris 143, sebaliknya

maka program akan menjalankan perintah pada baris 157.

Pada baris 143, derajat keanggotaan lebih di rincikan kembali menggunakan fungsi

maksimum, pada bagian ini derajat keanggotaan yang dibandingkan adalah

“bagian_rendahA” dan “bagian_sedang A1” yang digunakan untuk mencari derajat

keanggotaan yang tertinggi apabila data kecepatan mengenai 2 area sekaligus, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 4.22.

Gambar 4.22. Ilustrasi Pemilihan Derajat Keanggotaan

Pada Gambar 4.22 data kecepatan kendaraan yang bernilai 15 mengenai 2 area,

yaitu bagian rendah dan sedang 1. Sesuai dengan metode Mamdani apabila suatu kondisi

mengenai 2 bagian yang berbeda maka nilai yang dipilih adalah kondisi yang memiliki

derajat keanggotaan tertinggi, maka pada program menggunakan fungsi maksimum pada

baris 143. Selanjutnya menggunakan fungsi implikasi pada baris 144, apabila kondisi

tersebut terpenuhi maka akan menjalankan program pada baris 146 dan 147, jika tidak

maka akan menjalankan program pada baris 151 dan 152. Apabila pada fungsi implikasi

pada baris 141 variabel “bagian_sedangA1” lebih besar daripada “bagian_sedangA2”

maka program akan menjalankan baris 156-168.

4.9.1.4. Subrutin Defuzzifikasi

Gambar 4.23. Listing Program Defuzzifikasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 102: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

83

Pada listing program Gambar 4.23 merupakan fungsi Defuzzifikasi yang berfungsi

mencari nilai output berupa durasi lampu hijau. Susunan listing program ini mengacu pada

Tabel 3.8. Pada baris 263 berfungsi mencari nilai derajat keanggotaan yang paling

minimum dari derajat keanggotaan tiap sisi. Karena pada aplikasi Codevision AVR fungsi

minimum hanya bisa membandingkan 2 variabel saja, sehingga pencarian fungsi minimum

dilakukan dengan 2 tahap. Tahap pertama mencari fungsi minimum sisi A dan sisi B yang

disimpan dalam array “[1]” pada variabel_“rules”,_selanjutnya tahap kedua hasil fungsi

minimum dari sisi A dan sisi B dibandingkan kembali oleh sisi C dan kemudian disimpan

dalam array “[1]” pada variabel “Rule”.

Pada baris 264 merupakan persamaan 3.23 berupa persamaan yang digunakan

mencari durasi lampu hijau disaat kecepatan kendaraan rendah. Pada persamaan 3.23 pun

mengalami perubahan yaitu nilai 12 yang menjadi 0,012. Nilai tersebut diubah untuk

mengembalikan data derajat keanggotaan ke nilai sebelumnya, karena pada proses

fuzzifikasi nilai derajat keanggotaan diubah menjadi 0 sampai 1000, maka pada tahap ini

derajat keanggotaan dikembalikan lagi manjadi 0 sampai 1 dengan membagi nilai 12

tersebut dengan 1000. Setelah nilai derajat keanggotaan didapat, selanjutnya dilakukan

fungsi penegasan MOM seperti pada persamaan 2.20, seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 4.24.

Gambar 4.24. Ilustrasi Fungsi Penegasan MOM

Gambar 4.24 merupakan contoh untuk mencari fungsi penegasan MOM. Karena

fungsi penegasan MOM terlebih dahulu harus diketahui nilai titik “a” dan “b”, sehingga

untuk nenentukan titik “a” dapat menggunakan persamaan 3.23 kemudian di tambahkan

dengan nilai titik “b“ yang telah diketahui yaitu 28. Untuk mendapatkan nilai fungsi

penegasan saat kecepatan kendaraan cepat pun sama, yakni dengan menambahkan “4”

sebagai nilai titik “b” yang dapat dilihat pada persamaan baris 272. Pada tahap ini

persamaan fungsi penegasan MOM belum selesai dikerjakan dan di lanjutkan pada fungsi

“fuzzy()” pada baris 421.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 103: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

84

4.9.1.5. Subrutin Basis Aturan

Gambar 4.25. Listing Program Basis Aturan

Pada listing program Gambar 4.25 merupakan data kecepatan kendaraan masing-

masing sisi yang telah di proses pada bagian fungsi “fuzzifikasi()”, kemudian data tersebut

disusun di dalam fungsi “ kondisinya()” secara urut bedasarkan Tabel 3.8. Kondisi awal

hanya sebanyak 27 kondisi yang mengacu pada Tabel 3.8, tetapi di dalam fungsi fuzzifikasi

area sedang dibagi kembali menjadi 2 bagian, yaitu sedang 1 dan sedang 2, sehingga

kondisinya bertambah sebanyak 64 kondisi. Pada baris 353 digunakan kembali fungsi

implikasi, apabila kondisi yang terdapat pada sisi A rendah dan sisi B rendah dan sisi C

rendah maka kondisi tersebut disimpan dalam variabel “kondisi” dengan nilai 1, namun

jika tidak maka program akan mencocokan kembali dengan data kondisi lainnya.

Pada listing program Gambar 4.26 merupakan tahap akhir untuk mendapatkan nilai

durasi lampu hijau dan lanjutan pada fungsi penegasan MOM. Pada baris 426, 427 dan

433 merupakan fungsi untuk menampilkan kata “Kondisi Case=” pada penampil LCD

20x4 yang berfungsi memudahkan user untuk mengetahui bagian case yang terpakai di

dalam program untuk membuktikan kebenaran output bedasarkan kondisi input.

Gambar 4.26. Listing Program Fungsi Penegasan MOM

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 104: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

85

Pada baris 429 terdapat fungsi switch yang berfungsi memilih case yang memiliki

data “kondisi” yang terdapat pada fungsi “kondisinya()”. Setelah fungsi switch memilih

keadaan case berdasarkan data “kondisi” selanjutnya program akan menjalankan

persamaan yang ada dalam badan case pada baris 432. Persamaan tersebut adalah data

output _A, output _B, output _C yang berasal dari fungsi “Defuzzifikasi()” kemudian

dibagi 2 sesuai pada fungsi penegasan MOM. Lalu data durasi lampu hijau disimpan dalam

variabel “durasi_lampuA”, “durasi_lampuB”, “durasi_lampuC”.

4.9.1.6. Subrutin Tampilan Data Kecepatan

Gambar 4.27. Listing Program Pembambilan Data I2C

Pada listing program Gambar 4.27 berfungsi untuk mengambil data dari

mikrokontroler slave A pada baris 691 menggunakan komunikasi I2C pada fungsi

“ambil_data_A(void)”, kemudian data tersebut ditampilkan pada LCD 20x4.

4.9.1.7. Subrutin Nyala Lampu Hijau Adaptif

Gambar 4.28. Listing Program Nyala Adaptif Lampu Hijau

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 105: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

86

Pada listing program Gambar 4.28 merupakan fungsi bagian nyala lampu hijau

adaptif pada sisi A. Pada baris 710 lampu merah A dimatikan setelah kondisi lampu awal

selesai, kemudian lampu hijau A, lampu merah B, lampu merah C menyala.

Pada baris 715 berfungsi sebagai waktu hitung mundur lampu hijau sisi A dengan

jarak waktu pengurangan selama 1000 milidetik pada baris 717. Kemudian pada baris 718

sampai 720 durasi hitung mundur lampu hijau A ditampilkan pada LCD 20x4, ketika

hitung mundur samadengan 0 maka program akan melompat pada baris berikutnya. Setelah

hitung mundur samadengan 0 seketika lampu hijau A mati dan bergantian dengan lampu

kuning A menyala selama 3000 milidetik. Setelah waktu kuning A habis kemudian lampu

kuning A mati dan lampu merah A menyala selama 5 detik, sekaligus sebagai lampu all

red pada setiap sisi B dan C.

4.9.1.8. Subrutin Tampilan Durasi Lampu Hijau

Pada listing program Gambar 4.29 adalah penampil durasi lampu hijau bedasarkan

data dari keluaran fuzzy logic yang sesungguhnya. Karena pada sebelumnya durasi lampu

hijau telah ditampilkan dengan waktu hitung mundur pada Gambar 4.29, namun untuk

melihat nilai aslinya, data kembali ditampilkan dengan fungsi “ftoa” yang berfungsi

menampilkan data pecahan. Karena pada umumnya waktu hitung mundur tidak bernilai

pecahan maka data ini ditampilkan sesuai perhitungan.

Gambar 4.29. Listing Program Tampilan Output Algoritma Fuzzy logic

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 106: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

87

4.9.1.9. Program Utama

Gambar 4.30. Listing Program Pengaturan PORT dan DDR Mikrokontroler Master

Pada listing program Gambar 4.30 baris 831 sampai 833, 838 sampai 840 dan 845

sampai 847 merupakan PORT pada mikrokontroler master yang telah di inisialisasikan

pada bagian deklarasi program dan digunakan untuk menyalakan lampu lalu-lintas. Untuk

kondisi awal PORT diberi logika low atau 0 yang berfungsi sebagai kondisi awal saat

tombol START ditekan. Pada baris 834 sampai 836, 841 sampai 843 dan 848 sampai 850

digunakan untuk mendefinisikan PORT yang dipakai pada lampu lalu-lintas sebagai

output.

Gambar 4.31. Listing Program Susunan Fungsi Utama Mikrokontroler Master

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 107: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

88

Gambar 4.31 baris 878 sampai 882 merupakan program nyala lampu merah yang

dijalankan selama 3 detik di awal program ketika tombol START ditekan. Kemudian

dalam fungsi “while(1)” terdapat susunan fungsi-fungsi yang digunakan untuk

menjalankan program secara urut yang dikerjakan terus-menerus apabila tombol START

tidak di tekan.

4.9.2. Bagian Mikrokontroler Slave

Pada bagian ini akan dibahas mengenai proses penulisan program komunikasi serial

I2C terhadap mikrokontroler master, program timer yang digunakan untuk mendapatkan

kecepatan kendaraan dan data tersebut disimpan dalam penyimpanan EEPROM hingga

data ditampilkan pada LCD 16x2.

4.9.2.1. Inisialisasi Awal Mikrokontroler Slave

Pada listing program Gambar 4.32 merupakan inisialisasi fungsi, variabel yang

digunakan pada mikrokontroler slave A.

Gambar 4.32. Inisialisasi Library dan Variabel

4.9.2.2. Subrutin Penyimpanan EEPROM

Gambar 4.33. Inisialisasi EEPROM

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 108: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

89

Pada listing program Gambar 4.33 merupakan fungsi yang digunakan untuk

menuliskan dan membaca data EEPROM, data yang disimpan berupa data kecepatan

kendaraan sekaligus data yang dikimkan pada mikrokontroler master menggunakan

komunikasi serial I2C.

4.9.2.3. Subrutin Komunikasi I2C Slave

Pada listing program Gambar 4.34 baris 54 merupakan sebuah fungsi interupsi I2C

yang digunakan pada mikrokontroler slave. Baris 56 dan 57 menunjukkan apabila register

TWSR bernilai 0xA8 maka data nilai kecepatan A akan diisi dalam register TWDR dengan

dilakukan penggeseran bit secara satu per satu. Register TWSR yang bernilai 0xA8

merupakan isyarat yang diberikan oleh mikrokontroler master sebagai tanda start I2C yang

dijalankan dan tanda apabila register TWDR sedang dalam proses penulisan data. Baris 59

dan 60 menunjukkan apabila register TWSR bernilai 0xB8 maka komunikasi I2C telah di

stop oleh mikrokontroler master dan data kecepatan A disimpan dalam register TWDR.

Selanjutnya pada baris 62 mendandakan bahwa TWI telah selesai mengerjakan tugasnya.

Gambar 4.34. Listing Program Interupsi I2C

4.9.2.4. Subrutin Eksternal Interupsi INT0 dan INT1

Gambar 4.35. Listing Program Eksternal Interupsi 0 dan 1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 109: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

90

Pada listing program Gambar 4.35 baris 66 sampai 69 merupakan fungsi interrupt

yang digunakan untuk memulai timer 1 dengan mengaktifkan bit TOIE0. Pada baris 72

sampai 74 digunakan untuk memulai timer 2 dan menonaktifkan timer 1 dengan

mengaktifkan bit TOIE1 dan menonaktifkan bit TOIE0 pada register TIMSK.

4.9.2.5. Subrutin Interupsi Timer/Counter0

Gambar 4.36. Listing Program Interupsi Timer0

Pada listing program Gambar 4.36 merupakan pengaturan timer0 untuk membuat

timer yang dipakai sebagai pewaktuan kecepatan kendaraan. Fungsi decrement digunakan

untuk mencacah naik nilai “timer0_mili_detik” dengan periode waktu selama 1 milidetik

pada baris 83. Kemudian “indeks=1” menandakan bahwa indeks sedang bernilai 1 untuk

menjalankan fungsi “kecepatan1()”. Untuk mendapatkan periode waktu timer2 dapat

dilakukan seperti cara diatas karena pada umumnya pengaturan timer0 dan timer2 adalah

sama.

Pada listing program seperti ditunjukan Gambar 4.37 merupakan lanjutan fungsi

pewaktuan kecepatan kendaraan, pada baris 110 timer0 yang menghasilkan periode sebesar

1 milidetik akan terus mencacah sampai 1000 kali untuk mendapatkan periode timer

selama 1 detik, kemudian variabel “detik1” bertambah satu setiap kali timer0 mengalami

overflow, kemudian timer0 di set kembali menjadi 0 ketika nilai cacahan mencapai nilai

999 pada baris 114.

Pada baris 117 seperti pada baris 110 yang berfungsi untuk menghitung detik1,

apabila detik1 mengalami overflow maka menit1 akan bertambah 1 dan detik1 kembali di

set menjadi 0. Tetapi pada percobaan kasus ini tidak digunakan, karena pada percobaan

durasi kendaraan saat melintas tidak ada yang mencapai 1 menit sehingga data menit tidak

ditampilkan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 110: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

91

Gambar 4.37. Listing Program Hitung Waktu

4.9.2.6. Subrutin Interupsi Timer/Counter1

Pada listing program Gambar 4.38 merupakan fungsi interrupt yang digunakan

untuk counter naik pada timer1. Fungsi ini digunakan karena pada mikrokontroler slave

ATmega8 hanya memiliki 2 buah eksternal interrupt yang digunakan untuk mendeteksi

kendaraan saat falling edge pada sensor 1 dan 2, sehingga sensor 3 memanfaatkan

timer/counter1 yang memiliki fasilitas falling edge untuk menonaktifkan timer2 ketika

kendaraan sudah melewati sensor 3.

Gambar 4.38. Listing Program Interupsi Timer1

Pada listing program Gambar 4.39 adalah lanjutan dari fungsi interupsi timer1.

Pada baris 152 sampai 157 jika sensor 3 aktif maka timer1 akan bersifat seperti counter

yang akan bertambah 1 jika sensor 3 aktif kembali. Pada proses ini fungsi counter

digunakan untuk menonaktifkan timer2 jika counter bernilai 1, maka data counter akan di

set kembali menjadi 0 sehingga timer2 akan mati dengan mengatur register TIMSK pada

baris 155.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 111: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

92

Gambar 4.39. Listing Program Timer/Counter 1

4.9.2.7. Subrutin Kecepatan 1

Gambar 4.40. Listing Program Persamaan Kecepatan

Pada listing program Gambar 4.40 merupakan fungsi untuk menghitung kecepatan

1 yang ditandai apabila indeks bernilai 1. Pada baris 165 merupakan persamaan 2.1 yaitu

persamaan untuk mencari nilai kecepatan yang diperoleh dari jarak yang ditempuh dibagi

dengan waktu yang ditempuh. Kemudian hasil persamaan tersebut akan disimpan dalam

variabel “hitungkec1”.

4.9.2.8. Subrutin Penampil LCD 20x4 dan Penskalaan Kecepatan

Pada listing program Gambar 4.41 merupakan fungsi yang digunakan untuk

menampilkan data ke LCD 16x2, data yang ditampilkan berupa tampilan waktu dan

langsung dikonversikan menjadi kecepatan. Pada fungsi subrutin “kecepatan1()” satuan

kecepatan masih bernilai cm/detik, sehingga pada baris 187 dan 202 satuan kecepatan

kendaraan diubah menjadi km/jam dan dikali dengan nilai penskalaan yang diperoleh

melalui persamaan 4.3 agar memenuhi input algoritma fuzzy logic.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 112: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

93

Gambar 4.41. Listing Program Tampilan LCD 16x2 dan Penskalaan Kecepatan

4.9.2.9. Subrutin Kecepatan Rata-Rata Kendaraan

Pada listing program Gambar 4.42 setelah kecepatan 1 dan kecepatan 2 sudah di

dapatkan kemudian kecepatan tersebut di rata-rata dan disimpan di dalam fungsi

penyimpanan EEPROM. Hasil penyimpanan EEPROM inilah yang akan dikirim ke

mikrokontroler master, selanjutnya waktu dan kecepatan di reset kembali menjadi 0.

Gambar 4.42. Listing Program Menghitung Kecepatan Rata-Rata

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 113: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

94

4.9.2.10. Program Utama

Gambar 4.43. Listing Program Pengaturan Register I2C

Pada listing program gambar 4.43 merupakan pengaturan register-register untuk

komunikasi I2C. Pada baris 230 untuk mengatur kecepatan komunikasi I2C, baris 231

untuk pengalamatan mikrokontroler slave yang akan dibaca oleh mikrokontroler master.

Pada baris 232 dan 233 adalah pengaturan TWI control register dan TWI status register.

Pada listing program Gambar 4.44 merupakan register yang digunakan untuk pengaturan

timer0, timer1, timer2 dan eksternal interrupsi.

Gambar 4.44. Listing Program Pengaturan Register Timer dan Eksternal Interupsi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 114: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

95

Gambar 4.45. Listing Program Susunan Fungsi Utama Mikrokontroler Slave

Pada listing program Gambar 4.45 adalah sebuah subrutin utama yang terdapat

fungsi-fungsi yang telah disusun dan akan di eksekusi terus-menerus secara sekuensial.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 115: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

96

5. BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil pengujian dan pengambilan data pada Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu

Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan dengan Algoritma Fuzzy Logic dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Sistem lampu lalu-lintas mampu menyesuaikan durasi lampu hijau menyala dengan

kecepatan kendaraan menggunakan algoritma fuzzy logic, yang diimplementasikan

dalam mikrokontroler ATmega32 dengan persentase keberhasilan sebesar 99,97%.

2. Apabila kecepatan kendaraan tinggi maka durasi lampu hijau akan semakin cepat,

sebaliknya apabila kecepatan kendaraan rendah maka durasi lampu hijau akan

semakin lama.

3. Durasi lampu hijau tiap sisi mampu berubah secara adaptif dengan menyesuaikan

kondisi kecepatan kendaraan setelah lampu all red dijalankan.

4. Kecepatan kendaraan pada alat bantu konveyor mempunyai batas minimum dan

maksimum, yaitu 14,3km/jam dan 80,08km/jam dengan skala perbandingan 1:143.

5. Komunikasi serial I2C mampu mengirimkan data dari mikrokontroler slave ke

mikrokontroler master sesuai dengan data yang dikirimkan dengan persentase

keberhasilan sebesar 100%.

5.2. Saran

Saran untuk pengembangan selanjutnya adalah:

1. Untuk kondisi defuzzifikasi pada framework sedang sebaiknya dibagi menjadi 2

framework, yaitu framework sedang 1 dan framework sedang 2 sehingga durasi

nyala lampu hijau pada framework sedang dapat lebih bervariasi.

2. Jika ingin menambah keadaan lebih dari 3 persimpangan jalan sebaiknya

memperhitungkan memori yang terdapat pada mikrokontroler yang digunakan,

sehingga ketika program dijalankan tidak mengalami lag.

3. Alat bantu yang digunakan untuk menggerakan kecepatan kendaraan yang

bervariasi sebaiknya memiliki kecepatan yang stabil.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 116: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

97

DAFTAR PUSTAKA

[1] Agung, Raka.2009. Simulator Pengatur Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Waktu Dan

Kepadatan Kendaraan Berbasis Mikrokontroler AT89S52.Bali:Jurnal

[2] Manto.--. Perangkat Pengatur Timer Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Antrian

Kendaraan.Depok: Jurnal

[3] ----, 2008, Data Sheet Microcontroler ATmega32,Atmel

[4] ----, 2013, Data Sheet Microcontroler ATmega8,Atmel

[5] Syahrul. 2014. Pemograman Mikrokontroler AVR, 1st ed Informatika. Bandung.

Buku

[6] Chrismarantika, Chandra. 2013. Simulasi sistem AntriLoket Berbasis Mikrokontroler

ATMEGA 8535 dan Atmega8. Yogyakarta. Tugas Akhir

[7] Surya, Frans. 2007. I2C Protokol.--.Artikel

[8] Floyd, Thomas L.2012. Electronic Device, 9th

edition.--.--

[9] Setiawan, A., 2011, 20 Aplikasi Mikrokontroler ATmega8535 dan ATmega16, Andi,

Yogyakarta

[10] Anonim. 2016. Logika Fuzzy.Yogyakarta. Modul

[11] ---.2013.Datasheet Infrared IR333.Everlight

[12] ---.2002.Datasheet Transistor BC547. Fairchild Semiconductor Corporation

[13] ---.---. Datasheet Songle Relay. Songle Relay

[14] Viridi, Sparisoma., 2011. Fisika Dasar, 2 nd

edition. Institut Teknologi Bandung.

Buku

[15] ---.---. Panduan Penempatan Fasilitas Perlengkapan Jalan. Departemen Perhubungan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 117: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

L-1

Lampiran

Perhitungan Teoritis Algoritma Fuzzy

Logic

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 118: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

Tabel Pengujian Algoritma Fuzzy Logic Berdasarkan Perhitungan Teoritis

Perc.

Data Fuzzifikasi Basis Aturan Defuzzifikasi Hasil Akhir

A Ktg. B Ktg. C Ktg. µ(A) µ(B) µ(C) Min

µ(A,B,C) A B C µ(A) µ(B) µ(C) A B C

1 18 R 18 R 17 R 0.55 0.55 0.58 0.55 L L L 22.6 22.6 22.6 25.3 25.3 25.3

2 18 R 18 R 34 S1 0.55 0.55 0.80 0.55 L L AL 22.6 22.6 32.0 25.3 25.3 16.0

3 18 R 18 R 53 S2 0.55 0.55 0.57 0.55 L L AL 22.6 22.6 32.0 25.3 25.3 16.0

4 18 R 18 R 71 T 0.55 0.55 0.78 0.55 L L C 22.6 22.6 9.4 25.3 25.3 6.7

5 18 R 31 S1 18 R 0.55 0.70 0.55 0.55 L AL L 22.6 32.0 22.6 25.3 16.0 25.3

6 18 R 46 S2 18 R 0.55 0.80 0.55 0.55 L AL L 22.6 32.0 22.6 25.3 16.0 25.3

7 18 R 31 S1 26 S1 0.55 0.70 0.53 0.53 L AL AL 22.4 32.0 32.0 25.2 16.0 16.0

8 18 R 31 S1 45 S2 0.55 0.70 0.83 0.55 L AL AL 22.6 32.0 32.0 25.3 16.0 16.0

9 18 R 49 S2 37 S1 0.55 0.70 0.90 0.55 L AL AL 22.6 32.0 32.0 25.3 16.0 16.0

10 18 R 49 S2 45 S2 0.55 0.70 0.83 0.55 L AL AL 22.6 32.0 32.0 25.3 16.0 16.0

11 18 R 31 S1 71 T 0.55 0.70 0.78 0.55 L AL C 22.6 32.0 9.4 25.3 16.0 6.7

12 18 R 49 S2 76 T 0.55 0.70 0.90 0.55 L AL C 22.6 32.0 9.4 25.3 16.0 6.7

13 18 R 70 T 18 R 0.55 0.75 0.55 0.55 L C L 22.6 9.4 22.6 25.3 6.7 25.3

14 18 R 70 T 37 S1 0.55 0.75 0.90 0.55 L C AL 22.6 9.4 32.0 25.3 6.7 16.0

15 18 R 70 T 55 S2 0.55 0.75 0.50 0.50 L C AL 22.0 10.0 32.0 25.0 7.0 16.0

16 18 R 70 T 70 T 0.55 0.75 0.75 0.55 L C C 22.6 9.4 9.4 25.3 6.7 6.7

17 36 S1 18 R 16 R 0.87 0.55 0.60 0.55 AL L L 32.0 22.6 22.6 16.0 25.3 25.3

18 45 S2 18 R 16 R 0.83 0.55 0.60 0.55 AL L L 32.0 22.6 22.6 16.0 25.3 25.3

19 36 S1 18 R 33 S1 0.87 0.55 0.77 0.55 AL L AL 32.0 22.6 32.0 16.0 25.3 16.0

20 36 S1 18 R 53 S2 0.87 0.55 0.57 0.55 AL L AL 32.0 22.6 32.0 16.0 25.3 16.0

21 50 S2 18 R 35 S1 0.67 0.55 0.83 0.55 AL L AL 32.0 22.6 32.0 16.0 25.3 16.0

22 50 S2 18 R 53 S2 0.67 0.55 0.57 0.55 AL L AL 32.0 22.6 32.0 16.0 25.3 16.0

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 119: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

Tabel (Lanjutan) Pengujian Algoritma Fuzzy Logic Berdasarkan Perhitungan Teoritis

Perc.

Data Fuzzifikasi Basis Aturan Defuzzifikasi Hasil Akhir

A Ktg. B Ktg. C Ktg. µ(A) µ(B) µ(C) Min

µ(A,B,C) A B C µ(A) µ(B) µ(C) A B C

23 38 S1 18 R 73 T 0.93 0.55 0.83 0.55 AL L C 32.0 22.6 9.4 16.0 25.3 6.7

24 50 S2 18 R 73 T 0.67 0.55 0.83 0.55 AL L C 32.0 22.6 9.4 16.0 25.3 6.7

25 38 S1 31 S1 18 R 0.93 0.70 0.55 0.55 AL AL L 32.0 32.0 22.6 16.0 16.0 25.3

26 38 S1 51 S2 18 R 0.93 0.63 0.55 0.55 AL AL L 32.0 32.0 22.6 16.0 16.0 25.3

27 53 S2 34 S1 18 R 0.57 0.80 0.55 0.55 AL AL L 32.0 32.0 22.6 16.0 16.0 25.3

28 53 S2 51 S2 18 R 0.57 0.63 0.55 0.55 AL AL L 32.0 32.0 22.6 16.0 16.0 25.3

29 34 S1 34 S1 35 S1 0.80 0.80 0.83 0.80 AL AL AL 32.0 32.0 32.0 16.0 16.0 16.0

30 34 S1 34 S1 52 S2 0.80 0.80 0.60 0.60 AL AL AL 32.0 32.0 32.0 16.0 16.0 16.0

31 34 S1 46 S2 34 S1 0.80 0.80 0.80 0.80 AL AL AL 32.0 32.0 32.0 16.0 16.0 16.0

32 34 S1 46 S2 52 S2 0.80 0.80 0.60 0.60 AL AL AL 32.0 32.0 32.0 16.0 16.0 16.0

33 44 S2 32 S1 34 S1 0.87 0.73 0.80 0.73 AL AL AL 32.0 32.0 32.0 16.0 16.0 16.0

34 44 S2 32 S1 45 S2 0.87 0.73 0.83 0.73 AL AL AL 32.0 32.0 32.0 16.0 16.0 16.0

35 44 S2 46 S2 34 S1 0.87 0.80 0.80 0.80 AL AL AL 32.0 32.0 32.0 16.0 16.0 16.0

36 44 S2 46 S2 45 S2 0.87 0.80 0.83 0.80 AL AL AL 32.0 32.0 32.0 16.0 16.0 16.0

37 33 S1 34 S1 71 T 0.77 0.80 0.78 0.77 AL AL C 32.0 32.0 6.8 16.0 16.0 5.4

38 33 S1 51 S2 71 T 0.77 0.63 0.78 0.63 AL AL C 32.0 32.0 8.4 16.0 16.0 6.2

39 44 S2 32 S1 71 T 0.87 0.73 0.78 0.73 AL AL C 32.0 32.0 7.2 16.0 16.0 5.6

40 44 S2 51 S2 71 T 0.87 0.63 0.78 0.63 AL AL C 32.0 32.0 8.4 16.0 16.0 6.2

41 33 S1 70 T 18 R 0.77 0.75 0.55 0.55 AL C L 32.0 9.4 22.6 16.0 6.7 25.3

42 48 S2 70 T 18 R 0.73 0.75 0.55 0.55 AL C L 32.0 9.4 22.6 16.0 6.7 25.3

43 34 S1 70 T 33 S1 0.80 0.75 0.77 0.75 AL C AL 32.0 7.0 32.0 16.0 5.5 16.0

44 34 S1 70 T 43 S2 0.80 0.75 0.90 0.75 AL C AL 32.0 7.0 32.0 16.0 5.5 16.0

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 120: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

Tabel (Lanjutan) Pengujian Algoritma Fuzzy Logic Berdasarkan Perhitungan Teoritis

Perc.

Data Fuzzifikasi Basis Aturan Defuzzifikasi Hasil Akhir

A Ktg. B Ktg. C Ktg. µ(A) µ(B) µ(C) Min

µ(A,B,C) A B C µ(A) µ(B) µ(C) A B C

45 48 S2 70 T 32 S1 0.73 0.75 0.73 0.73 AL C AL 32.0 7.2 32.0 16.0 5.6 16.0

46 48 S2 70 T 47 S2 0.73 0.75 0.77 0.73 AL C AL 32.0 7.2 32.0 16.0 5.6 16.0

47 33 S1 70 T 71 T 0.77 0.75 0.78 0.75 AL C C 32.0 7.0 7.0 16.0 5.5 5.5

48 48 S2 70 T 75 T 0.73 0.75 0.88 0.73 AL C C 32.0 7.2 7.2 16.0 5.6 5.6

49 78 T 19 R 16 R 0.95 0.53 0.60 0.53 C L L 9.7 22.3 22.3 6.9 25.2 25.2

50 78 T 19 R 33 S1 0.95 0.53 0.77 0.53 C L AL 9.7 22.3 32.0 6.9 25.2 16.0

51 78 T 19 R 53 S2 0.95 0.53 0.57 0.53 C L AL 9.7 22.3 32.0 6.9 25.2 16.0

52 78 T 19 R 74 T 0.95 0.53 0.85 0.53 C L C 9.7 22.3 9.7 6.9 25.2 6.9

53 78 T 36 S1 19 R 0.95 0.87 0.53 0.53 C AL L 9.7 32.0 22.3 6.9 16.0 25.2

54 78 T 53 S2 19 R 0.95 0.57 0.53 0.53 C AL L 9.7 32.0 22.3 6.9 16.0 25.2

55 78 T 36 S1 35 S1 0.95 0.87 0.83 0.83 C AL AL 6.0 32.0 32.0 5.0 16.0 16.0

56 78 T 36 S1 44 S2 0.95 0.87 0.87 0.87 C AL AL 5.6 32.0 32.0 4.8 16.0 16.0

57 78 T 50 S2 35 S1 0.95 0.67 0.83 0.67 C AL AL 8.0 32.0 32.0 6.0 16.0 16.0

58 78 T 50 S2 52 S2 0.95 0.67 0.60 0.60 C AL AL 8.8 32.0 32.0 6.4 16.0 16.0

59 78 T 36 S1 74 T 0.95 0.87 0.85 0.85 C AL C 5.8 32.0 5.8 4.9 16.0 4.9

60 78 T 50 S2 79 T 0.95 0.67 0.98 0.67 C AL C 8.0 32.0 8.0 6.0 16.0 6.0

61 78 T 79 T 19 R 0.95 0.98 0.53 0.53 C C L 9.7 9.7 22.3 6.9 6.9 25.2

62 78 T 79 T 35 S1 0.95 0.98 0.83 0.83 C C AL 6.0 6.0 32.0 5.0 5.0 16.0

63 78 T 79 T 53 S2 0.95 0.98 0.57 0.57 C C AL 9.2 9.2 32.0 6.6 6.6 16.0

64 78 T 79 T 79 T 0.95 0.98 0.98 0.95 C C C 4.6 4.6 4.6 4.3 4.3 4.3

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 121: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

Keterangan dari Tabel diatas adalah sebagai berikut:

1. R = kategori kecepatan kendaraan saat termasuk framework bagian rendah

2. S1 = kategori kecepatan kendaraan saat termasuk framework bagian sedang 1

3. S2 = kategori kecepatan kendaraan saat termasuk framework bagian sedang 2

4. T = kategori kecepatan kendaraan saat termasuk framework bagian tinggi

5. L = kategori durasi lampu hijau saat termasuk framework bagian lama

6. AL = kategori durasi lampu hijau saat termasuk framework bagian agak lama

7. C = kategori durasi lampu hijau saat termasuk framework bagian cepat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 122: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

L-6

Lampiran

Program Mikrokontroler Master

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 123: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 124: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 125: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 126: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 127: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 128: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 129: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 130: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 131: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 132: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 133: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 134: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 135: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 136: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 137: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 138: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 139: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 140: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

L-24

Lampiran

Program Mikrokontroler Slave A

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 141: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 142: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 143: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 144: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 145: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 146: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

L-30

Lampiran

Program Mikrokontroler Slave B

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 147: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 148: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 149: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 150: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 151: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 152: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

L-36

Lampiran

Program Mikrokontroler Slave C

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 153: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 154: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 155: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 156: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 157: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 158: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

L-42

Lampiran

Datasheet IC LF353

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 159: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

www.ti.com SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013

LF353-N Wide Bandwidth Dual JFET Input Operational AmplifierCheck for Samples: LF353-N

1FEATURES DESCRIPTIONThese devices are low cost, high speed, dual JFET

2• Internally Trimmed Offset Voltage: 10 mVinput operational amplifiers with an internally trimmed

• Low Input Bias Current: 50pA input offset voltage (BI-FET II technology). They• Low Input Noise Voltage: 25 nV/√Hz require low supply current yet maintain a large gain

bandwidth product and fast slew rate. In addition, well• Low Input Noise Current: 0.01 pA/√Hzmatched high voltage JFET input devices provide• Wide Gain Bandwidth: 4 MHz very low input bias and offset currents. The LF353-N

• High Slew Rate: 13 V/μs is pin compatible with the standard LM1558 allowingdesigners to immediately upgrade the overall• Low Supply Current: 3.6 mAperformance of existing LM1558 and LM358 designs.• High Input Impedance: 1012ΩThese amplifiers may be used in applications such as• Low Total Harmonic Distortion : ≤0.02%high speed integrators, fast D/A converters, sample• Low 1/f Noise Corner: 50 Hz and hold circuits and many other circuits requiring low

• Fast Settling Time to 0.01%: 2 μs input offset voltage, low input bias current, high inputimpedance, high slew rate and wide bandwidth. Thedevices also exhibit low noise and offset voltage drift.

Typical Connection

1

Please be aware that an important notice concerning availability, standard warranty, and use in critical applications ofTexas Instruments semiconductor products and disclaimers thereto appears at the end of this data sheet.

2All trademarks are the property of their respective owners.

PRODUCTION DATA information is current as of publication date. Copyright © 1998–2013, Texas Instruments IncorporatedProducts conform to specifications per the terms of the TexasInstruments standard warranty. Production processing does notnecessarily include testing of all parameters.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 160: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013 www.ti.com

Simplified Schematic

Figure 1. 1/2 Dual

Dual-In-Line PackageTop View

Figure 2. 8-Pin SOIC (See D Package)8-Pin PDIP (See P Package)

2 Submit Documentation Feedback Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 161: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

www.ti.com SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013

These devices have limited built-in ESD protection. The leads should be shorted together or the device placed in conductive foamduring storage or handling to prevent electrostatic damage to the MOS gates.

Absolute Maximum Ratings (1) (2)

Supply Voltage ±18V

Power Dissipation See (3)

Operating Temperature Range 0°C to +70°C

Tj(MAX) 150°C

Differential Input Voltage ±30V

Input Voltage Range (4) ±15V

Output Short Circuit Duration Continuous

Storage Temperature Range −65°C to +150°C

Lead Temp. (Soldering, 10 sec.) 260°C

Soldering Information: Dual-In-Line Package Soldering (10 sec.) 260°C

Small Outline Package Vapor Phase (60 sec.) 215°C

Infrared (15 sec.) 220°C

ESD Tolerance (5) 1000V

θJA D Package TBD

(1) Absolute Maximum Ratings indicate limits beyond which damage to the device may occur. Operating ratings indicate conditions forwhich the device is functional, but do not ensure specific performance limits. Electrical Characteristics state DC and AC electricalspecifications under particular test conditions which ensure specific performance limits. This assumes that the device is within theOperating Ratings. Specifications are not ensured for parameters where no limit is given, however, the typical value is a good indicationof device performance.

(2) If Military/Aerospace specified devices are required, please contact the Texas Instruments Sales Office/ Distributors for availability andspecifications.

(3) For operating at elevated temperatures, the device must be derated based on a thermal resistance of 115°C/W typ junction to ambientfor the P package, and 160°C/W typ junction to ambient for the D package.

(4) Unless otherwise specified the absolute maximum negative input voltage is equal to the negative power supply voltage.(5) Human body model, 1.5 kΩ in series with 100 pF.

Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated Submit Documentation Feedback 3

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 162: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013 www.ti.com

DC Electrical CharacteristicsLF353-N

Symbol Parameter Conditions UnitsMIn Typ Max

VOS Input Offset Voltage RS=10kΩ, TA=25°C 5 10 mVOver Temperature 13 mV

ΔVOS/ΔT Average TC of Input Offset Voltage RS=10 kΩ 10 μV/°C

IOS Input Offset Current Tj=25°C (1) (2) 25 100 pA

Tj≤70°C 4 nA

IB Input Bias Current Tj=25°C (1) (2) 50 200 pA

Tj≤70°C 8 nA

RIN Input Resistance Tj=25°C 1012 ΩAVOL Large Signal Voltage Gain VS=±15V, TA=25°C 25 100 V/mV

VO=±10V, RL=2 kΩOver Temperature 15 V/mV

VO Output Voltage Swing VS=±15V, RL=10kΩ ±12 ±13.5 V

VCM Input Common-Mode Voltage VS=±15V ±11 +15 V

Range −12 V

CMRR Common-Mode Rejection Ratio RS≤ 10kΩ 70 100 dB

PSRR Supply Voltage Rejection Ratio See (3) 70 100 dB

IS Supply Current 3.6 6.5 mA

(1) These specifications apply for VS=±15V and 0°C≤TA≤+70°C. VOS, IBand IOS are measured at VCM=0.(2) The input bias currents are junction leakage currents which approximately double for every 10°C increase in the junction temperature,

Tj. Due to the limited production test time, the input bias currents measured are correlated to junction temperature. In normal operationthe junction temperature rises above the ambient temperature as a result of internal power dissipation, PD. Tj=TA+θjA PD where θjA is thethermal resistance from junction to ambient. Use of a heat sink is recommended if input bias current is to be kept to a minimum.

(3) Supply voltage rejection ratio is measured for both supply magnitudes increasing or decreasing simultaneously in accordance withcommon practice. VS = ±6V to ±15V.

AC Electrical Characteristics (1)

LF353-NSymbol Parameter Conditions Units

Min Typ Max

Amplifier to Amplifier Coupling TA=25°C, f=1 Hz−20 kHz −120 dB(Input Referred)

SR Slew Rate VS=±15V, TA=25°C 8.0 13 V/μs

GBW Gain Bandwidth Product VS=±15V, TA=25°C 2.7 4 MHz

en Equivalent Input Noise Voltage TA=25°C, RS=100Ω, f=1000 Hz 16 nV/√Hz

in Equivalent Input Noise Current Tj=25°C, f=1000 Hz 0.01 pA/√Hz

THD Total Harmonic Distortion AV=+10, RL=10k, VO=20Vp−p, <0.02 %BW=20 Hz-20 kHz

(1) These specifications apply for VS=±15V and 0°C≤TA≤+70°C. VOS, IBand IOS are measured at VCM=0.

4 Submit Documentation Feedback Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 163: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

www.ti.com SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013

Typical Performance Characteristics

Input Bias Current Input Bias Current

Figure 3. Figure 4.

Supply Current Positive Common-Mode Input Voltage Limit

Figure 5. Figure 6.

Negative Common-Mode Input Voltage Limit Positive Current Limit

Figure 7. Figure 8.

Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated Submit Documentation Feedback 5

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 164: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013 www.ti.com

Typical Performance Characteristics (continued)Negative Current Limit Voltage Swing

Figure 9. Figure 10.

Output Voltage Swing Gain Bandwidth

Figure 11. Figure 12.

Bode Plot Slew Rate

Figure 13. Figure 14.

6 Submit Documentation Feedback Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 165: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

www.ti.com SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013

Typical Performance Characteristics (continued)Distortion

vs.Frequency Undistorted Output Voltage Swing

Figure 15. Figure 16.

Open Loop Frequency Response Common-Mode Rejection Ratio

Figure 17. Figure 18.

Power Supply Rejection Ratio Equivalent Input Noise Voltage

Figure 19. Figure 20.

Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated Submit Documentation Feedback 7

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 166: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013 www.ti.com

Typical Performance Characteristics (continued)Open Loop Voltage Gain (V/V) Output Impedance

Figure 21. Figure 22.

Inverter Settling Time

Figure 23.

8 Submit Documentation Feedback Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 167: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

www.ti.com SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013

Pulse Response

Figure 24. Small Signaling Inverting Figure 25. Large Signal Inverting

Figure 26. Small Signal Non-Inverting Figure 27. Large Signal Non-Inverting

Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated Submit Documentation Feedback 9

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 168: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013 www.ti.com

Figure 28. Current Limit (RL = 100Ω)

10 Submit Documentation Feedback Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 169: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

www.ti.com SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013

APPLICATION HINTS

These devices are op amps with an internally trimmed input offset voltage and JFET input devices (BI-FET II).These JFETs have large reverse breakdown voltages from gate to source and drain eliminating the need forclamps across the inputs. Therefore, large differential input voltages can easily be accommodated without a largeincrease in input current. The maximum differential input voltage is independent of the supply voltages. However,neither of the input voltages should be allowed to exceed the negative supply as this will cause large currents toflow which can result in a destroyed unit.

Exceeding the negative common-mode limit on either input will force the output to a high state, potentiallycausing a reversal of phase to the output. Exceeding the negative common-mode limit on both inputs will forcethe amplifier output to a high state. In neither case does a latch occur since raising the input back within thecommon-mode range again puts the input stage and thus the amplifier in a normal operating mode.

Exceeding the positive common-mode limit on a single input will not change the phase of the output; however, ifboth inputs exceed the limit, the output of the amplifier will be forced to a high state.

The amplifiers will operate with a common-mode input voltage equal to the positive supply; however, the gainbandwidth and slew rate may be decreased in this condition. When the negative common-mode voltage swingsto within 3V of the negative supply, an increase in input offset voltage may occur.

Each amplifier is individually biased by a zener reference which allows normal circuit operation on ±6V powersupplies. Supply voltages less than these may result in lower gain bandwidth and slew rate.

The amplifiers will drive a 2 kΩ load resistance to ±10V over the full temperature range of 0°C to +70°C. If theamplifier is forced to drive heavier load currents, however, an increase in input offset voltage may occur on thenegative voltage swing and finally reach an active current limit on both positive and negative swings.

Precautions should be taken to ensure that the power supply for the integrated circuit never becomes reversed inpolarity or that the unit is not inadvertently installed backwards in a socket as an unlimited current surge throughthe resulting forward diode within the IC could cause fusing of the internal conductors and result in a destroyedunit.

As with most amplifiers, care should be taken with lead dress, component placement and supply decoupling inorder to ensure stability. For example, resistors from the output to an input should be placed with the body closeto the input to minimize “pick-up” and maximize the frequency of the feedback pole by minimizing thecapacitance from the input to ground.

A feedback pole is created when the feedback around any amplifier is resistive. The parallel resistance andcapacitance from the input of the device (usually the inverting input) to AC ground set the frequency of the pole.In many instances the frequency of this pole is much greater than the expected 3 dB frequency of the closedloop gain and consequently there is negligible effect on stability margin. However, if the feedback pole is lessthan approximately 6 times the expected 3 dB frequency a lead capacitor should be placed from the output to theinput of the op amp. The value of the added capacitor should be such that the RC time constant of this capacitorand the resistance it parallels is greater than or equal to the original feedback pole time constant.

Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated Submit Documentation Feedback 11

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 170: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013 www.ti.com

Detailed Schematic

12 Submit Documentation Feedback Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 171: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

www.ti.com SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013

Typical Applications

Three-Band Active Tone Control

(1) All controls flat.

(2) Bass and treble boost, mid flat.

(3) Bass and treble cut, mid flat.

(4) Mid boost, bass and treble flat.

(5) Mid cut, bass and treble flat.

• All potentiometers are linear taper

• Use the LF347 Quad for stereo applications

Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated Submit Documentation Feedback 13

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 172: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013 www.ti.com

Improved CMRR Instrumentation Amplifier

(1)

Fourth Order Low Pass Butterworth Filter

(2)

14 Submit Documentation Feedback Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 173: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

www.ti.com SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013

Fourth Order High Pass Butterworth Filter

(3)

Ohms-to-Volts Converter

(4)

Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated Submit Documentation Feedback 15

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 174: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

LF353-N

SNOSBH3F –APRIL 1998–REVISED MARCH 2013 www.ti.com

REVISION HISTORY

Changes from Revision E (March 2013) to Revision F Page

• Changed layout of National Data Sheet to TI format .......................................................................................................... 15

16 Submit Documentation Feedback Copyright © 1998–2013, Texas Instruments Incorporated

Product Folder Links: LF353-N

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 175: REKAYASA PENGATURAN NYALA LAMPU LALU LINTAS ...repository.usd.ac.id/31973/2/145114014_full.pdfHasil penelitian Rekayasa Pengaturan Nyala Lampu Lalu Lintas Berdasarkan Kecepatan Kendaraan

IMPORTANT NOTICE

Texas Instruments Incorporated and its subsidiaries (TI) reserve the right to make corrections, enhancements, improvements and otherchanges to its semiconductor products and services per JESD46, latest issue, and to discontinue any product or service per JESD48, latestissue. Buyers should obtain the latest relevant information before placing orders and should verify that such information is current andcomplete. All semiconductor products (also referred to herein as “components”) are sold subject to TI’s terms and conditions of salesupplied at the time of order acknowledgment.

TI warrants performance of its components to the specifications applicable at the time of sale, in accordance with the warranty in TI’s termsand conditions of sale of semiconductor products. Testing and other quality control techniques are used to the extent TI deems necessaryto support this warranty. Except where mandated by applicable law, testing of all parameters of each component is not necessarilyperformed.

TI assumes no liability for applications assistance or the design of Buyers’ products. Buyers are responsible for their products andapplications using TI components. To minimize the risks associated with Buyers’ products and applications, Buyers should provideadequate design and operating safeguards.

TI does not warrant or represent that any license, either express or implied, is granted under any patent right, copyright, mask work right, orother intellectual property right relating to any combination, machine, or process in which TI components or services are used. Informationpublished by TI regarding third-party products or services does not constitute a license to use such products or services or a warranty orendorsement thereof. Use of such information may require a license from a third party under the patents or other intellectual property of thethird party, or a license from TI under the patents or other intellectual property of TI.

Reproduction of significant portions of TI information in TI data books or data sheets is permissible only if reproduction is without alterationand is accompanied by all associated warranties, conditions, limitations, and notices. TI is not responsible or liable for such altereddocumentation. Information of third parties may be subject to additional restrictions.

Resale of TI components or services with statements different from or beyond the parameters stated by TI for that component or servicevoids all express and any implied warranties for the associated TI component or service and is an unfair and deceptive business practice.TI is not responsible or liable for any such statements.

Buyer acknowledges and agrees that it is solely responsible for compliance with all legal, regulatory and safety-related requirementsconcerning its products, and any use of TI components in its applications, notwithstanding any applications-related information or supportthat may be provided by TI. Buyer represents and agrees that it has all the necessary expertise to create and implement safeguards whichanticipate dangerous consequences of failures, monitor failures and their consequences, lessen the likelihood of failures that might causeharm and take appropriate remedial actions. Buyer will fully indemnify TI and its representatives against any damages arising out of the useof any TI components in safety-critical applications.

In some cases, TI components may be promoted specifically to facilitate safety-related applications. With such components, TI’s goal is tohelp enable customers to design and create their own end-product solutions that meet applicable functional safety standards andrequirements. Nonetheless, such components are subject to these terms.

No TI components are authorized for use in FDA Class III (or similar life-critical medical equipment) unless authorized officers of the partieshave executed a special agreement specifically governing such use.

Only those TI components which TI has specifically designated as military grade or “enhanced plastic” are designed and intended for use inmilitary/aerospace applications or environments. Buyer acknowledges and agrees that any military or aerospace use of TI componentswhich have not been so designated is solely at the Buyer's risk, and that Buyer is solely responsible for compliance with all legal andregulatory requirements in connection with such use.

TI has specifically designated certain components as meeting ISO/TS16949 requirements, mainly for automotive use. In any case of use ofnon-designated products, TI will not be responsible for any failure to meet ISO/TS16949.

Products Applications

Audio www.ti.com/audio Automotive and Transportation www.ti.com/automotive

Amplifiers amplifier.ti.com Communications and Telecom www.ti.com/communications

Data Converters dataconverter.ti.com Computers and Peripherals www.ti.com/computers

DLP® Products www.dlp.com Consumer Electronics www.ti.com/consumer-apps

DSP dsp.ti.com Energy and Lighting www.ti.com/energy

Clocks and Timers www.ti.com/clocks Industrial www.ti.com/industrial

Interface interface.ti.com Medical www.ti.com/medical

Logic logic.ti.com Security www.ti.com/security

Power Mgmt power.ti.com Space, Avionics and Defense www.ti.com/space-avionics-defense

Microcontrollers microcontroller.ti.com Video and Imaging www.ti.com/video

RFID www.ti-rfid.com

OMAP Applications Processors www.ti.com/omap TI E2E Community e2e.ti.com

Wireless Connectivity www.ti.com/wirelessconnectivity

Mailing Address: Texas Instruments, Post Office Box 655303, Dallas, Texas 75265Copyright © 2013, Texas Instruments Incorporated

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI