PENERAPAN PADA SISTEM TRAFFIC LIGHT NIRKABEL ...

KOMUNIKASI DATA DIGITAL MENGGUNAKAN METODE AMPLITUDE SHIFT

KEYING (ASK): PENERAPAN PADA SISTEM TRAFFIC LIGHT NIRKABEL

Elisabet Rosi1)

, Jannus Marpaung 2)

,Redi Ratiandi Yacoub3)

1,2,3)Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak

Email: [email protected]

[email protected]

[email protected]

[email protected]

ABSTRAK Modul FS 1000A sebagai pemancar gelombang UHF 433 MHz dapat bekerja dengan baik melakukan

modulasi ASK (Amplitude Shift Keying), dimana data digital berasal dari program aplikasi yang tersimpan pada

memori Arduino UNO Board. Sedangkan modul XY-MK-5V sebagai penerima gelombang UHF 433 MHz bekerja

dengan baik melakukan demodulasi data digital yang berasal dari pemancar. Berdasarkan hasil perancangan, realisasi

dan pengujian yang telah dilakukan pada traffic light nirkabel menggunakan modul Pemancar FS1000A dan modul

penerima XY-MK-5V, diperoleh jangkauan jarak komunikasi antara pemancar dan penerima yang efektif sejauh 60

meter tanpa penghalang. Dengan jarak jangkauan komunikasi yang tersebut penulis membuat program aplikasi traffic

light, dimana terdapat 1 pemancar dengan 4 penerima. Dengan mengatur waktu perubahan fase-fase perlintasan yang

disebut dengan delay pada sketch Arduino IDE maka didapat 1 siklus selama 36 detik. Untuk memahami siklus

perubahan warna lampu dapat dilihat pada diagram pewaktuan fase-fase perubahan warna lampu.

Kata Kunci : ASK, traffic light, modul FS1000A, modul XY-MK-5V 1. PENDAHULUAN

Lampu lalu lintas (menurut UU no. 22/2009

tentang Lalu lintas dan Angkutan Jalan: alat pemberi

isyarat lalu lintas atau APILL) adalah lampu yang

mengendalikan arus lalu lintas yang terpasang di

persimpangan jalan, tempat penyeberangan pejalan

kaki (zebra cross), dan tempat arus lalu lintas lainnya.

Lampu ini yang menandakan kapan kendaraan harus

berjalan dan berhenti secara bergantian dari

berbagai arah. Pengaturan lalu lintas di persimpangan

jalan dimaksudkan untuk mengatur pergerakan

kendaraan pada masing-masing kelompok pergerakan

kendaraan agar dapat bergerak secara bergantian

sehingga tidak saling mengganggu antar-arus yang ada.

Tujuan dipasangnya suatu traffic light pada

persimpangan jalan adalah utnuk menghindari

hambatan pergerakan kendaraan karena adanya

perbedaan arus jalan, memfasilitasi persimpangan

antara jalan utama untuk kendaraan dan pejalan kaki

dengan jalan sekunder sehingga kelancaran arus lalu

lintas dapat terjamin, mengurangi tingkat kecelakaan

yang diakibatkan oleh tabrakan karena perbedaan arus

jalan.

Pemasangan traffic light dapat menggunakan

teknologi pengkabelan artinya lampu-lampu pada

persimpangan jalan dihubungkan dengan pengendali

utamanya dengan cara membentangkan kabel di dalam

tanah. Cara ini adalah cara konvensional yang masih

banyak diterapkan di lapangan. Kelemahan dari

teknologi ini adalah pemasangan pengkabelan yang

relatif rumit dan pemeliharaan atau perbaikan jaringan

kabel dalam tanah jika terjadi gangguan. Teknologi

lain dalam mengaktifkan sistem traffic light adalah

tanpa kabel dalam tanah disebut juga wireless traffic

light. Teknologi ini memanfaatkan media udara untuk

membawa gelombang elektromagnetik dalam frekuensi

radio sehingga lampu-lampu traffic light bisa terhubung

dengan pengendali utamanya.

Menggunakan media udara adalah memanfaatkan

gelombang elektromagnetik dengan frekuensi tertentu.

Sinyal-sinyal listrik berupa informasi yang frekuensi

rendah ditumpangkan ke gelombang elektromagnetik

yang berfekuensi tinggi kemudian dipancarkan ke

udara.

Sinyal-sinyal listrik berupa penyalaan sinyal

lampu pada tiap-tiap simpang dengan durasi dan urutan

yang teratur ditumpangkan ke gelombang frekuensi

tinggi. Dengan memanfaatkan teknologi nirkabel pada

sistem traffic light maka akan terjadi penghematan dari

segi kerumitan pemasangan kabel dalam tanah dan

lebih mudah dalam pemeliharaan nya jika terjadi

gangguan.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian Terdahulu

Sebuah skripsi yang dirampungkan Muhammad

Abdul Cholik, 2016, berjudul Perancangan Traffic

Light dengan Microcontroller Atmega 328,

membahas bahwa Traffic Light dengan Microcontroller

Atmega 328 dapat beroperasi dengan baik, akan tetapi

masih ada kekurangan seperti komunikasi antara sistem

Traffic Light dan PC yang masih menggunakan koneksi

LAN, akan lebih baik jika mengunakan koneksi wifi.

Penelitian ini didasarkan pada sistem existing, yaitu

Traffic Light dengan sistem kontrol SMS gateway,

memiliki kelemahan pada pengawasannya.

Sebuah conference paper oleh Bilal Ghazal, April

2016, berjudul “Smart Traffic Light Control System”,

mengusulkan sistem Traffic Light berdasarkan PIC

mikrokontroler yang mengevaluasi kepadatan lalu

lintas menggunakan sensor IR dan menyelesaikan slot

timing dinamis dengan berbagai level. Selain itu,

mailto:[email protected]



https://id.wikipedia.org/wiki/Lalu_lintas

https://id.wikipedia.org/wiki/Jalan

https://id.wikipedia.org/wiki/Pejalan_kaki

https://id.wikipedia.org/wiki/Pejalan_kaki

https://id.wikipedia.org/wiki/Zebra_cross

https://id.wikipedia.org/wiki/Kendaraan

https://id.wikipedia.org/wiki/Arah_lalu_lintas

perangkat pengontrol portabel dirancang untuk

menyelesaikan masalah kendaraan darurat terjebak di

jalan yang penuh sesak. Pemikiran ini didasarkan pada

sistem traffic light konvensional tidak menangani

aliran variabel yang mendekati persimpangan. Selain

itu, saling mengganggu antara traffic light yang

berdekatan sistem cahaya, perbedaan mobil mengalir

dengan waktu, kecelakaan, jalan kendaraan darurat,

dan persimpangan pejalan kaki tidak diterapkan dalam

sistem lalu lintas yang ada. Ini mengarah ke kemacetan

dan kemacetan lalu lintas.

Sebuah jurnal internasional oleh Malik Tubaishat,

2007, berjudul “Adaptive Traffic Light Control

withWireless Sensor Networks”, tulisan ini

menngusulkan mengusulkan sebuah cara baru (novel)

kontrol traffic light yang didesentralisasi menggunakan

jaringan sensor nirkabel. Sistem arsitektur

diklasifikasikan menjadi tiga lapisan; sensor nirkabel

jaringan, kebijakan model arus lalu lintas yang

dilokalkan, dan semakin tinggi koordinasi tingkat agen

lampu lalu lintas. Nirkabel sensor dikerahkan di jalur

masuk dan keluar persimpangan. Sensor-sensor ini

mendeteksi jumlah, kecepatan, dan lain-lain.

Kontribusi utama kami adalah kontrol adaptif real-time

dari lampu lalu lintas. Tujuannya memaksimalkan arus

kendaraan dan mengurangi penantian waktu sambil

menjaga keadilan di antara lampu lalu lintas lainnya.

Setiap persimpangan lampu lalu lintas yang

dikendalikan memiliki persimpangan agen kontrol

yang mengumpulkan informasi dari node sensor. Agen

kontrol persimpangan mengelola persimpangannya

dengan mengendalikan lampu lalu lintasnya.

2.2 Modulasi ASK (Apmplitue Shift Keying)

Amplitude Shift Keying adalah suatu bentuk

modulasi yang mewakili data digital sebagai variasi

amplitudo dari gelombang pembawa. Amplitudo dari

sinyal carrier analog bervariasi sesuai dengan aliran bit

(modulasi sinyal), menjaga frekuensi dan fase konstan.

Tingkat amplitudo dapat digunakan untuk

mewakili logika 0 dan 1. Amplitude Shift Keying

merupakan suatu modulasi dimana logika 1 diwakili

dengan adanya sinyal dan logika 0 diwakili

dengan adanya kondisi tanpa sinyal pembawa (carrier).

Suatu sinyal ASK dalam domain waktu diberikan

sebagai berikut:

+= )cos(

2)(1)( t

Atvtv c

cmASK

Dimana:

• ASKv adalah sinyal termodulasi ASK (Volt).

• )(tvm adalah sinyal pesan digital (Volt).

• 2/cA adalah amplituda carrier (Volt),

• c adalah frekuensi sinyal carrier (rad/s).

• cf adalah frekuensi sinyal carrier (Hertz).

Sinyal pesan )(tvm adalah bentuk gelombang yang

dinormalisasikan secara biner (logika 1 dan logika 0).

Apabila sinyal pesan berlogika 1 dinormalisasikan

menjadi +1 Volt, sehingga sinyal termodulasi ASK

menjadi: ( ))cos()( tAtv ccASK = , demikian juga

untuk sinyal pesan berlogika 0 dinormalisasi menjadi

teganga -1Volt maka sinyal ASK menjadi

0)( =tvASK .

Gambar 1. Proses Modulasi ASK

2.3 Pemancar UHF 433 MHz

Pemancar UHF dengan frekuensi 433 MHz ini

berfungsi memancarkan sinyal yang termodulasi ASK

ke udara. Besar frekuensi 433 MHz berasal dari sebuah

kristal osilator sinusoidal, sinyal 433 MHz ini disebut

juga sebagai sinyal carrier (pembawa). Masukan dari

pemancar ini adalah sinyal digital (biner) yang

“diumpankan” pada basis transistor penguat.

Gambar 2. Pemancar UHF 433 MHz Menggunakan

Modul FS1000A

2.4 Penerima UHF 433 MHz

Penerima UHF dengan frekuensi 433 MHz ini

berfungsi “menangkap” sinyal yang termodulasi ASK

dari udara dengan frekuensi 433 MHz. Pada penerima

terdapat resonantor LC (induktor-kapasitor) yang di-

tuning frekuensinya sama dengan frekuensi sinyal

pemancar. Selanjutnya sinyal “tertangkap” tersebut

didemodulasi untuk memisahkan sinyal carrier 433

MHz dan sinyal pesan yang terkandung di dalamnya.

Gambar 3 Penerima UHF 433 MHz Menggunakan

Modul XY-MK-5V

2.5 Aruino UNO Board

Arduino UNO adalah sebuah board

mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328.

Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output

(6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM),

6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah

koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header,

dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua

yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler,

mudah menghubungkannya ke sebuah komputer

dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan

sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai

untuk memulainya.

Gambar 4. Arduino UNO Board

Gambar 5. Fungsi Pinout Dalam Arduino Board

2.6 Arduino IDE

Software arduino yang digunakan adalah driver

dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain

yang sangat berguna selama pengembangan arduino.

IDE atau Integrated Development Environment

merupakan suatu program khusus untuk suatu

komputer agar dapat membuat suatu rancangan atau

sketsa program untuk papan Arduino. IDE arduino

merupakan software yang sangat canggih ditulis

dengan menggunakan java.

Aplikasi Arduino IDE berfungsi untuk membuat,

membuka, dan mengedit program yang akan kita

masukkan ke dalam board Arduino. Aplikasi Arduino

IDE dirancang agar memudahkan penggunanya dalam

membuat berbagai aplikasi. Arduino IDE memiliki

struktur bahasa pemrograman yang sederhana dan

fungsi yang lengkap, sehingga mudah untuk dipelajari

oleh pemula sekalipun.

2.7 Group LED

Lampu Traffic Light dibangun dari sejumlah LED

yang membentuk konfigurasi lingkaran konsentris.

LED-LED disusun dalam group-group, dimana setiap

group terdiri dari 3 atau 4 buah LED yang disusun seri.

Setiap group LED dihubungkan secara paralel, untuk 1

group LED yang terdiri dari 3 buah LED yang tersusun

seri pada gambar di bawah ini:

Gambar 6. Tiga buah LED Dalam Rangkaian Seri

Parameter penting dari sebuah LED adalah

tegangan maju (forward voltage) dan arus kerjanya,

keduanya tergantung material pembangun LED. Tetapi,

dalam kondisi praktis tegangan maju tergantung warna

LED dan kualitas LED yang digunakan, sedangkan

arus kerjanya ditetapkan 1mA sampai dengan 20mA.

Nilai R1 dihitung dengan persamaan:

LED

cc

I

VVVVR

)( 3211

++−=

2.8 Penguat Arus

Dalam rancangan miniatur Traffic Light ini,

gabungan group LED atau satu warna lampu LED

mengkonsumsi sebesar dengan tegangan kerja ,

sinyal-sinyal untuk mengaktivasi berasal dari Arduino

Board. Sebagaimana dengan spesifikasi kemampuan

arus yang dikeluarkan 1 pinout Arduino Board sebesar

20mA (maksimum) maka diperlukan sebuah rangkaian

penguat arus agar pinout Arduino Board tidak bekerja

pada kondisi arus maksimum. Rangkaian yang

dibutuhkan adalah sebuah transistor penguat dalam

mode kerja switching seperti ditunjukkan pada gambar

berikut:

Gambar 7. Rangkaian Transistor Switching

Nilai RBA dihitung dengan persamaan:

A

QAA

AIB

VBEViRB

−=

2.9 Fase Perlintasan Satu Simpang

Diasumsikan lampu-lampu Traffic Light

dimulai dari atas ke bawah dengan susunan Merah (M),

Kuning (K) dan Hijau (H). Lampu pertama menyala

adalah lampu warna Hijau kemudian Kuning dan

berkahir di warna Merah.

Gambar 8. Fase penyalaan Lampu-Lampu Traffic Light

Dengan diagram pewaktuan perubahan/peralihan

dari satu warna lampu ke warna lampu lainnya dapat

dijelaskan dengan diagram pewaktuan berikut:

Gambar 9. Diagram Pewaktuan Peralihan Penyalaan

Lampu Traffic Light

Pada gambar di atas, pulsa detak ditandai dengan

serangkaian angka dari 1, 2 dan seterusnya. Lamanya

pulsa ke 1 sampai ke 2 disebut 1 perioda, nilai pulsa

detak ini merupakan basis waktu (time base) yang

dibangkitkan program aplikasi Traffic Light dan

dikeluarkan oleh Arduino Board. Apabila diasumsikan

1 perioda waktu bernilai 1 detik maka nilai Delay_HK

adalah 5 detik, nilai Delay KM adalah 2 detik

sedangkan Delay_MH adalah peralihan dari Merah di

satu simpang ke Hijau di simpang berikutnya yang

nilainya ditentukan untuk “pengosongan jucntion box”

pada sistem Traffic Light di persimpangan jalan.

2.10 Diagram Alir Fase-Fase Penyalaan

Dalam pemrograman fase-fase penyalaan

lampu-lampu Traffic Light akan digunakan

pemahaman dalam diagram alir sebagai berikut:

Gambar 10. Diagram Alir Penyalaan Lampu Traffic

Light Di Satu Simpang

3. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

Berikut ini bahan-bahan yang digunakan:

No. Komponen Qty Satuan

1 Superbright LED Merah 76 buah

2 Superbright LED Kuning 76 buah

3 Superbright LED Hijau 76 buah

4 PCB lampu traffic light dan penguat 10 keping

5 Transistor penguat arus 16 buah

6 Resistor pembatas arus 50 buah

7 Adaptor/power supplay 5 buah

8 Arduino Board 5 buah

9 Transmitter 433MHz 1 buah

10 Receiver 433Mhz 4 buah

11 Kabel penghubung lsm secukupnya

12 Timah solder lsm secukupnya

13 breadboard 5 buah

14 Kabel data Aruino to Laptop 2 buah

15 Model 4 Persimpangan Jalan 1 set

16 Paku ½”, 1”, 1½” lsm secukupnya

17 Cat Pilox 4 botol

18 Pipa paralon 3/8 inci 1 batang

Berikut ini alat-alat yang digunakan:

No. Komponen Qty Satuan

1 Laptop DELL 1 set

2 Software Aruino IDE versi 1.8.13 1 set

3 Software Express PCB 1 set

4 Software Proteus 8.7 1 set

5 Solder 120 Watt 1 buah

6 Multimeter digital 2 buah

7 Solder Holder 1 unit

8 Lampu penerangan untuk kerja 1 unit

9 Tang kombinasi 1 buah

10 Tang potong 1 buah

11 Pinset (penjepit) 1 buah

12 Penyedot timah 1 buah

13 Palu (martil) 1 buah

14 Gergaji papan/tripleks 1 buah

15 Mesin bor PCB 1 set

16 Mesin bor papan/besi 1 set

17 Mesin Gerinda 1 set

3.2 Perencanaan Sistem Traffic Light

Sistem traffic light yang direncanakan adalah

berupa sebuah miniatur traffic light di empat

persimpangan jalan, dengan skema sebagai berikut:

Gambar 11. Skema Miniatur Sistem Traffic Light.

Keterangan gambar:

• TX adalah unit pemancar sinyal informasi

termodulasi ASK dengan frekuensi UHF 433MHz.

• Pengendali Utama adalah Tx yang dilengkapi

dengan Arduino Board yang mengatur sinyal-sinyal

traffic light. Arduino Board berisi program aplikasi

yang bisa melakukan modulasi ASK.

• RX adalah penerima sinyal UHF 433MHz

sekaligus melakukan demodulasi dari sinyal ASK

menjadi sinyal informasi yang Arduino Board

sebagai pengolah dan diteruskan ke rangkaian

penguat arus sehingga dapat mengaktifasi lampu-

lampu traffic light.

• Barat, Utara, Timur dan Selatan adalah jalur jalan 4

persimpangan yang berisi 1 set lampu-lapu traffic

light.

• RYG adalah singkatan Red, Yellow dan Green

merupakan 1 set lampu-lampu traffic light yang

berada di setiap jalur jalan.

A. Unit Pemancar Tx

Pemancar sinyal termodulasi ini digambarkan

dengan blok diagram berikut ini:

Gambar 12. Pemancar UHF 433MHz

B. Unit Penerima Rx

Penerima sinyal termodulasi ASK ini

digambarkan dengan blok diagram berikut ini:

Gambar 13. Blok Diagram Penerima

C. Rangkaian Group LED Lampu Traffic Light

Rancangan lampu ini dibuat dengan program

aplikasi Express PCB sebagai berikut:

Gambar 14. Layout 3 Buah Lampu RYG Dalam 1 PCB

D. Pembuatan Miniatur Traffic Light

Berikut ini adalah miniature traffic light yang

telah direalisasikan:

Gambar 15. Miniatur Traffic Light Yang Diinginkan

4. PENGUJIAN DAN ANALISIS

4.1 Rangkaian Arus Ttraffic Light

Rangkaian pengujian untuk 1 lampu

Traffic light, adalah sebagai berikut:

Gambar 16. Pengukuran Arus dan Tegangan Lampu

Traffic Light

Tabel 1. Data Pengukuran Pada Lampu Traffic Light

No Prosedur/Variasi beban Alat Ukur

A1 A2 V

1 A. 1 (satu) Lampu TL 1,25mA 23,5mA 11,8V

2 B. 3 (tiga) Lampu TL 1,8mA 68,5mA 11,5V

3 C. 4 (empat) Lampu TL 1,82mA 89,5mA 11,4V

4 D. 12 (dua belas) lampu 2,6mA 345,5mA 11,2V

Analisis dan Diskusi

Data pengukuran menunjukkan pengingkatan/

penambahan jumlah lampu Traffic Light dari 1, 3, 4

dan 12 buah menyebabkan kenaikan arus A1, A2

sedangkan tegangan V menurun. Kenaikan arus A1

yaitu arus yang dikeluarkan pin digital AUB

disebabkan kenaikan arus kolektor dari transistor

switching. Arus kolektor terbesar adalah 345,5mA

yang “menguras” arus pin digital AUB sebesar

2,86mA, kenaikan arus pin digital AUB ini sesuai

dengan rumus penguatan DC dari transistor switching,

yaitu (peningkatan) arus basis merupakan

perbandingan antara arus kolektornya terhadap

penguatan gain DC nya.

Arus yang dikeluarkan pin digital AUB ini masih

dalam batas normal dari spesifikasinya, dimana arus

maksimum 1 pin digital AUB adalah sebesar 20mA.

Setiap lampu Traffic Light dihubungkan dengan 1 set

transistor switching dan 1 pin digital AUB. Kondisi

operasi normal pengoperasian Traffic Light dalam

moniatur ini adalah hanya menyala 4 lampu untuk

setiap perubahan warna lampu sesuai dengan urutan

fase penyalaan lampu Traffic Light.

Penurunan tegangan pada lampu Traffic Light

disebabkan oleh bertambah besarnya arus yang

dikeluarkan sumber tegangannya. Sumber tegangan

mengeluarkan arus yang semakin besar, menyebabkan

drop tegangan internalnya menjadi bertambah besar

ditambah drop tegangan antara kolektor emitor pada

transistor. Sehingga tegangan pada lampu tidak lagi

+12V seperti rencana dalam perhitungan tetapi

menurun yang disebabkan oleh adalah kedua drop

tegangan yang terjadi. Tidak terjadi efek yang

menggangu pada lampu Traffic Light sebagai akibat

dari drop tegangan ini, sebab semua LED yang berada

dalam group-group LED mendapat tegangan maju

yang cukup dengan arus kerja yang berada dalam batas

normal.

4.2 Pengujian Koneksitas Modul Pemancar Dan

Penerima

Berikut ini ditunjukkan diagram pengujian

konektifitas antara pemancar yang berisi program

dalam sketch TX1.ino dan penerima yang berisi

program dalam RX1.ino

Gambar 17. Diagram Pengujian Konektifitas Pemancar

dan Penerima

Untuk membuktikan konektifitas antara pemancar

dan penerima digunakan dua cara yaitu melalui LED

indikator dan Serial Monitor yang berada pada menu

Tools dari Arduino IDE. Pada pemancar, setelah sketch

TX1.ino dari laptop diupload ke AUB maka AUB bisa

dilepaskan dari laptop kemudian power AUB

menggunakan adaptor +5V yang bisa berasal dari

power bank. Sedangkan pada penerima, laptop tetap

dikoneksikan dengan AUB walaupun sketch RX1.ino

sudah diupload. Hal ini dilakukan untuk pengujian

dalam jangkauan/jarak dekat saja, sedangkan untuk

pengujian dalam jangkauan/jarak jauh, yang akan

dilakukan di lapangan, tidak lagi menggunakan Serial

Monitor melainkan menggunakan LED indikator untuk

mendeteksi konektifitas antara pemancar dan penerima.

Untuk itu laptop AUB dilepaskan dari laptop dan

power untuk AUB menggunakan power bank yang

kedua, karena power juga mensuplai tegangan +5V ke

AUB.

A. Program Aplikasi Pada Pemancar

Pada sketch TX1.ino, baris pertama program

aplikasi disertakan (included) library yang dibutuhkan

sebagai driver program, yaitu library RH_ASK.h dan

SPI.h. Format penulisannya adalah sebagai berikut:

#include < RH_ASK.h >

#include <SPI.h>

Kedua libary di atas diperlukan AUB agar bisa

memproses sinyal yang dipancarkan oleh modul

pemancar dan penerima. Sinyal berupa program dalam

sketch TX1.ino pada AUB dimodulasi oleh modul

transceiver, kemudian dipancarkan ke udara melalui

antena kawat sederhana. #include <RH_ASK.h>

#include <SPI.h>

RH_ASK driver;

void setup() {

Serial.begin(9600);

if (!driver.init())

Serial.println("init failed");

}

void loop() {

const char *msg = "UjiCobaPemancar";

driver.send((uint8_t *)msg,

strlen(msg));

driver.waitPacketSent();

delay(500);

Serial.println(msg);

}

Inti dari sketch di atas adalah sebuah pesan teks

“UjiCoba Pemancar” sebagai data yang hendak

dipancarkan dimana teks tersebut dikirim secara terus

menerus setiap 5 detik.

Pada rangkaian pemancar, setelah sketch TX1.ino

diupload ke AUB maka kabel konektor mini USB

(kabel data) antara laptop dengan AUB bisa dilepaskan,

kemudian digunakan tenaga yang berasal dari power

bank yang mensuplai tegangan +5V ke AUB.

Gambar 18. Rangkaian Pemancar Yang Diisi Sketch

TX1.ino

B. Program Uji Coba Pada Penerima

Sama seperti pada sketch pemancar, pada sketch

penerima dengan nama file RX1.ino, baris pertama

program aplikasi disertakan (included) library yang

dibutuhkan sebagai driver program, yaitu library

RH_ASK.h dan SPI.h.

Rangkaian penerima, AUB dan laptop

ditunjukkan pada Gambar 4.4, setelah program

diupload ke AUB maka kabel konektor mini USB

(kabel data) bisa dilepaskan ke AUB kemudian diganti

dengan sumber tegangan +5V yang berasal dari

adaptor +5V (power bank/hanphone charger).

#include <RH_ASK.h>

#include <SPI.h>

RH_ASK driver;

void setup() {

Serial.begin(9600);

if (!driver.init())

Serial.println("init failed");

}

void loop()

{

uint8_t buf[15];

uint8_t buflen =sizeof(buf);

if (driver.recv(buf, &buflen))

{

int i;

Serial.print("Message: ");

Serial.println((char *)buf);

}

}

Inti dari sketch di atas adalah menampilkan

semua pesan teks yang diterima dengan panjang teks

sebesar 15 karakter (buf[15]). Pada rangkaian

penerima, setelah sketch RX1.ino diupload ke AUB

maka kabel konektor mini USB (kabel data) antara

laptop dengan AUB tetap terpasang, power +5V untuk

AUB berasal dari laptop dan layar laptop digunakan

untuk melihat data yang dikirimkan oleh pemancar

.

Gambar 19. Rangkaian Penerima Dengan Monitoring

Pada Laptop

C. Langkah-Langkah Dan Data Hasil Pengujian

Kondisi awal, rangkaian sudah siap bekerja dengan

kondisi:

Pada pemancar: AUB 1 sudah terisi program TX1.ino

dan AUB sudah mendapat tegangan

+5V dari adaptor, modul pemancar

FS1000A sudah mendapat tegangan

+5V dan kabel-kebel data sebagai

pemroses data serial sudah

terpasang dengan tepat pda pin

D12.

Pada Penerima: Pada AUB2 sudah terisi program

RX1.ino dan AUB2 sudah

mendapat tenaga (tegangan) dari

kabel mini USB dari laptop 2,

modul penerima XY-MK-5V sudah

mendapat tegangan +5V dari AUB2

dan kabel-kebel data sebagai

pemroses data serial sudah

terpasang dengan tepat. LED

indikator sudah terpasang pada pin

D11 dan Tools Serial Monitor

sudah “standby” pada laptop 2.

Selanjutnya adalah melakukan pengujian dengan

langkah-langkah dalam jarak dekat dekat sebagai

berikut:

1. Pada sketch TX1.ino dituliskan message: UjiCoba-

1.

2. Pada RX1.ino ditetapkan buffer size sebesar : 9.

3. Pemancarnya dipindahkan menjauhi penerima

dengan pertambahan jarak setiap 2 meter dengan

jarak terjauh 20 meter.

4. Mencatat hasil penunjukkan pada Serial Monitor

dan LED indikator.

5. Kembali ke langkah -1 mengubah message menjadi

: UjiCoba-2, UjiCoba-3, dan UjiCoba-4 kemudian

dilanjutkan ke langkah berikutnya.

6. Selesai

D. Data Hasil Pengujian

Berikut ini ditunjukkan data penunjukan pada

serial monitor sketch RX1.ino untuk jarak pengukuran

2, 4, ..., 20 meter. Jarak

x LED Indikator

Serial

Monitor Keterangan

2 Berkedip UjiCoba-1 Tersambung normal









Sinyal yang diterima pada serial monitor RX1.ino

ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Dengan

menggerakkan/memindahkan pemancar dengan

tahapan pertambahan jarak sejauh 2 meter sesuai tabel

di atas.

Gambar 20. Screenshoot Serial Monitor Penerima (1)

E. Analisis Hasil Pengujian Koneksi Pemancar Dan

Penerima UHF 433 MHz

Untuk menguji koneksi (keterhubungan) antara

pemcar dan penerima dapat dilakukan dengan cara

“mengisi” program sederhana pada pemancar yaitu

mengirim suatu teks singkat yang diulang setiap ½

detik (500ms). Teks tersebut dapat ditentukan

sembarang (bebas), dalam pengujian ini teks tersebut

adalah UjiCoba-1 sampai dengan UjiCoba-4. Pin D12

pada AUB pemancar dihubungkan dengan pin DATA

pada pemancar FS1000A.

Pada rangkaian penerima XY-MK-5V, diisi

program pada AUB dengan sketch RX1.ino. Program

tersebut berisi penerimaan sinyal dari AUB melalui pin

D11, untuk memeriksa data apa yang dikirimkan maka

dapat diperiksa pada Serial Monitor sketc RX1.ino.

Dari pengujian yang dilakukan, mulai jarak 2m,

4m sampai dengan 20m, terlihat LED indikator selalu

berkedip dengan durasi menyala ½ detik, kemudian

pada serial monitor RX1.ino ditampilkan data berupa

pesan UjiCoba-1 (untuk pengujian 2 – 20meter),

UjiCoba-2 (untuk pengujian 2 – 20meter), UjiCoba-3

(untuk pengujian 2 – 20meter), UjiCoba-4 (untuk

pengujian 2 – 20meter).

Oleh karena data yang ditampilkan pada serial

monitor selalu sama dengan data yang dipancarkan

FS1000A dengan selang waktu yang konstan setiap 5

detik, hal ini menunjukkan bahwa koneksi antara

pemancar dan penerima berjalan dengan baik.

4.3. Pengujian Kinerja Miniatur Traffic Light

Nirkabel

A. Rangkaian Pengujian Rangkaian pengujian sistem Traffic Light nirkabel

yang dirancang ditunjukkan pada diagram berikut:

Gambar 21. Diagram Pengujian Traffic Light Nirkabel

Lampu Traffic Light disusun mengikuti model

empat persimpangan jalan dengan penyebutan arah

mata angin, yaitu Simpang Utara, Barat, Selatan dan

Timur. Setiap simpang mengandung rangkaian

pemancar/penerima (transceiver), power untuk setiap

rangkaian dalam miniatur ini adalah berasal dari

adaptor +12V dan power bank +5V. Untuk penerapan

di lapangan bisa menggunakan power sendiri (stand

alone power supply) seperti sistem tenaga surya,

sehingga tidak ada pengkabelan bawah tanah untuk

menghubungkan antar lampu Traffic Light.

Lampu Traffic Light di simpang Utara dijadikan

acuan atau starting point untuk penyalaan lampu Hijau

pertama sekali, sehingga kendaraan bisa bergerak dari

arah itu, dilanjutkan lampu Hijau menyala di simpang

Timur, kemduian di simpang Selatan dan terakhir di

simpang Barat. Setelah dari simpang Barat kembali lagi

ke simpang Utara dan seterusnya, sampai tahap ini

sudah didapatkan satu siklus/perioda. Siklus/perioda ini

ada berulang terus menerus sesuai dengan penetapan

waktu yang dibuat oleh progammernya.

Dalam pengujian ini waktu peralihan dari warna

lampu ke warna lampu lainnya ditetapkan berdasarkan

asumsi, asumsi yang diberikan selanjutnya diprogram

dalam sketch yang pada akhirnya diupload pada setiap

AUB.

B Langkah-Langkah Pengujian

1. Menetapkan waktu delay setiap warna lampu di

setiap simpang jalan:

Utara : Delay_H1K1= 5 detik, Delay_K1M1=2

detik, Delay_M1K1=29 detik.

Timur : Delay_M2aH2=7 detik,

Delay_H2K2=5detik, Delay_K2M2=2

detik dan Delay_M2bH2=22 detik.

Selatan : Delay_M3aH3=16 detik,

Delay_H3K3=5 detik, Delay_K3M3=2

dan Delay_M3bH3=13 detik.

Barat : Delay_M4aH4=25 detik,

Delay_H4K4=5 detik, Delay_K4M4=2

detik dan Delay_M4bH4=4 detik.

2. Membuat program akivatifasi atau sketch dan

mengupload sketch tersebut ke AUB pada

pemancar. Teks yang dipancarkan adalah

“TrafficLightOci” dengan delay pemancaran setiap

100 ms (0,1 detik).


mengupload sketch tersebut ke AUB di rangkaian

simpang Utara. Sketch berfungsi sebagai penerima

untuk mengaktifasi lampu Traffic Light pada

simpang Utara saja, buffer size yang digunakan

adalah adalah 5 yang dibandingkan dengan teks

“Traff”.



simpang Timur. Sketch berfungsi sebagai penerima


simpang Timursaja, buffer size yang digunakan


“Traffic”.



simpang Selatan. Sketch berfungsi sebagai penerima


simpang Selatan saja,buffer size yang digunakan


“Traffic Light”.



simpang Barat. Sketch berfungsi sebagai penerima


simpang Barat saja, buffer size yang digunakan


“Traffic LightOci”.

7. Setelah AUB dari setiap rangkaian lampu Traffic

Light berisi program aktifasi maka seluruh rangkain

disusun mengikuti formasi 4 persimpangan jalan

dan power sudah dihubungkan pada setiap

rangkaian.

Mengamati dan mencatat setiap perubahan/peralihan

warna lampu dan mendapatkan siklus/perioda sistem

Traffic Light yang dirancang.

C. Hasil Pengujian

Pencatatan waktu peralihan penyalaan warna

lampu menggunakaan stop watch pada HP. Gambar di

bawah ini menunjukkan lampu Hijau, Kuning dan

Merah (bersama) menyala di simpang Utara. Tercatat

Delay_H1K1 5,35 detik, Delay_K1M1 2,25 dan

Delay_M1H2 2 detik.

D. Diskusi dan Pembahasan

Waktu yang tercatat pada stopwatch handphone

sedikit berbeda dengan settingan waktu pada sketch,

hal ini disebabkan oleh beberapa hal, seperti pencatatan

waktu dilakukan secara manual yaitu menekan tombol

“Hitung” saat terjadi peralihan warna lampu. Ada

sedikit perbedaan waktu saat terjadi peralihan dengan

kecepatan menekan tombol “Hitung”. Namun kisaran

perbedaannya dalam ukuran beberapa mili detik (tidak

melewati 1 detik) yang berarti perbedaan yang tipis ini

masih dalam batas toleransi yaitu tidak melewati satuan

detik yang ditetapkan.

Peralihan penyalaan lampu terjadi secara terus

menerus dengan urutan yang sudah sesuai dengan yang

ditetapkan, yaitu dari simpang Utara, simpang Timur,

simpang Selatan dan simpang Barat, dan kembali lagi

ke simpang Utara dan seterusnya. Artinya, urutan yang

peralihan yang diinginkan sudah sesuai dengan

realisasinya. Yang berarti bahwa program pemancar

dan penerima yang dirancang sudah sesuai dengan

implementasinya.

5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perancangan, realisasi dan

pengujian yang telah dilakukan pada traffic light

nirkabel menggunakan modul Pemancar FS1000A dan

modul penerima XY-MK-5V, maka dapat diambil

beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Modul Pemancar FS1000A dan modul penerima

XY-MK-5V berfungsi dengan baik dengan jarak

maksimal 20 meter, yang berarti pemancaran sinyal

termodulasi pada frekuensi UHF 433 MHz dapat

diterima dengan baik sehingga proses demodulasi

dapat dilakukan untuk mendapatkan sinyal data

yang dikirimkan.

2. Pin-pin digital Arduino UNO Board (AUB) bekerja

dengan normal dengan arus keluaran 1,25 mA yang

berarti hanya 6,25% dari arus maksimumnya

(20mA).

3. Lampu-lampu traffic light mengeluarkan cahaya

normal (tidak redup atau terlalu terang) oleh karena

arus kerja LED, yaitu 3mA untuk warna Hijau dan

6mA untuk warna Kuning dan Merah, berada

dalam batas arus kerja maksimumnya, yaitu 25mA.

4. Sistem traffic light bekerja sesuai dengan program

aktifikasi (sketch) yang diupload pada setiap

Arduino UNO Board. Waktu-waktu peralihan

(delay time) penyalaan suatu warna lampu ke warna

lampu lainnya sudah sesuai dengan yang

direncanakan, pengamatan atau pengukuran

menunjukkan selisih beberapa mili detik yang

disebabkan pencatatan dilakukan secara manual

menggunakan stop watch pada handphone.

5.2 Saran

Dalam penelitian ini diperlukan pengembangan

lebih lanjut guna perbaikan di masa mendatang, yaitu:

1. Diperlukan alat ukur berupa osiloscope dan

spectrum analyzer yang bisa bekerja pada frekuensi

tinggi sampai 2400 MHz agar bisa dilakukan

pengamatan bentuk gelombang termodulasi dan

energi sinyal yang dipancarkan dan dikirimkan.

2. Pada penelitian ini, lampu-lampu traffic light sudah

bisa mendapatkan dan mengolah sinyal

menggunakan modul Pemancar FS1000A dan

modul penerima XY-MK-5V tanpa menggunakan

jaringan kabel, namun power untuk semua lampu

masih berasal dari adaptor +12V dan +5V. Untuk

membuat lampu-lampu setiap simpang bisa bekerja

sendiri (stand alone) maka diperlukan power yang

berasal dari sistem tenaga surya, sehingga tidak

memerlukan jaringan kabel untuk menghubungkan

rangkaian lampu traffic light dari satu simpang ke

simpang lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonim, 2011, Membangun Sistem Jaringan

Wireless Untuk Pemula, Kerja Sama Penerbit

Andi Dengan Madcoms.

2. Anonim , 2015, Mudah Membangun Jaringan

Wireless Untuk Pemula, Kerja Sama Penerbit

Andi Dengan MADCOMS.

3. Abdul Kadir, 2014, Pengenalan System

Informasi Edisi Revisi, Andi, Yogyakart.

4. Fraidoon Mazda, 1996, Switching System,

And Applications, Focal Press, Oxford.

5. Feri Sulianta, 2017, Teknik Perancangan

Arsitektur Sistem Informasi, Andi,

Yogyakarta.

6. Goutam Saha, 2011, 7th "DIGITAL

PRINCIPLES AND APPLICATIONS",

edition, McGraw-Hill companies, New Delhi.

7. H. Visit and K. Jaturapith, 2007 “An agent

approach for intelligent tranffic-light control,”

proceeding s of the first asia international

conference on modeling & simulation

(ams’07).

8. Jason Gilliam, 2017 "Four-Way Traffic

Lights", ECE 2700 Winter.

9. Jame Martin, 1990 Telecommucotions And

The Computer,Prentic-Hall, New Jersey.

10. Mudrik Alaydrus, 2011, Antena prinsip dan

aplikasi, Grahalimu, yokyakarta.

11. S.Hamid Nawab,2000,Sinyal Dan Sistem,

Jilid 1 Edisi Kedua, Erlangga Jakarta.

12. William R.Mcshane, Roger R.Roess, 1990

Traffic Engineering, Prenticel Hall

Polytechnic Series In Transportation,New

Jersey.

13. Yi-Sheng Huang, 2006 "Design of Traffic

Light Control Systems Using Statecharts", The

Computer Journal, Vol. 49 No. 6.

14. Z. Fuqiang, Y. Bo, and C. Yitao, 2009

“Traffic light control for a single intersection

based on wireless sensor network,” Electronic

Measurement & Instruments, ICEMI ’09. 9th

International Conference, pp. 1-1040 – 1-

1044.

BIOGRAFI

Elisabet Rosi, lahir di Muara Kayan

Kabupaten Sanggau pada tanggal 05 November 1997. Menempuh

pendidikan dasar di SDN 02 Beduwai dan lulus tahun 2010. Kemudian

melanjutkan pendidikan ke SMPN 01

Beduwai dan lulus tahun 2013. Lalu melanjutkan pendidikan ke SMKN 1 Entikong dan

lulus tahun 2016. Memperoleh gelar Sarjana dari

Program Studi Teknik Elektro Universitas Tanjungpura Pontianak pada tahun 2020.

DIGITAL DATA COMMUNICATION USING AMPLITUDE SHIFT KEYING (ASK)

METHOD: APPLICATION OF THE WIRELESS LIGHT TRAFFIC SYSTEM

ABSTRACT

The FS 1000A module as a 433 MHz UHF wave transmitter can work properly to

perform ASK modulation (Amplitude Shift Keying), where digital data comes from

application programs stored on the Arduino UNO Board memory. Meanwhile, the XY-MK-

5V module is a receiver for digital data waves originating from the transmitter. Based on the

results of the design, realization and examination that has been carried out on wireless traffic

lights using the FS1000A transmitter module and the XY-MK-5V receiver module, the

effective communication distance between the transmitter and receiver is obtained as far as

60 meters without obstructions. Hereby the communication range, writer makes a traffic light

application program, where there is one transmitter with four receivers. By adjusting the time

to change the crossing phases which is called the delay on the Arduino IDE sketch, one cycle

of 36 seconds is obtained. To understand the color change cycle, notice the timing diagram of

the lamp color change phases.

Key words: ASK, traffic light, FS1000A module, XY-MK-5V module

Date post:	25-Apr-2023
Category:	Documents
Upload:	khangminh22
View:	0 times
Download:	0 times

PENERAPAN PADA SISTEM TRAFFIC LIGHT NIRKABEL ...

Documents