traffic light

1Mahasiswa, Universitas Gadjah Mada, Jl. Kaliurang,

Bulaksumur, Yogyakarta 55281(tlp: 0274-562011; fax: 0274-

565223; e-mail: [email protected]) 2, 3 Dosen,Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi

Universitas Gadjah Mada, Jalan Grafika No 2, Yogyakarta

55281 INDONESIA (telp: 0274-552305; fax: 0274-552305;

e-mail: [email protected])

SIMULASI LAMPU LALU LINTAS

DENGAN SENSOR DI SIMPANG EMPAT

MENGGUNAKAN SOFTWARE

AUTOMATION STUDIO 5.0 Kris Paryanto Riyadi1, Oyas Wahyunggoro2, Harry Prabowo3

Abstract--- Software development for simulation and

HMI has grown rapidly and has complete features, so it

can show parameters and conditions which almost the

same as in the field. This software has a capability to run

in many applications, such as transportation, especially

in traffic light system. Recently traffic light uses

constant timing system. Because of traffic density is not

always balanced at each lane, congestion will happen in

the crossroads. The research aimed to design and

simulate a censored-traffic light system in the crossroads

using software Automation Studio. The light timing was

based on the vehicle intensity passing through in the

crossroads. The timing was not constant but it depended

on the vehicle intensity passing the crossroads. The

result shows that is a traffic light simulation system is

able to adapt with traffic density.

Intisari--- Perkembangan software simulasi dan HMI (Human Machine Interface) berkembang pesat dan

menyediakan fitur yang lengkap, sehingga dapat

menunjukkan parameter yang hampir sama dengan

kondisi di lapangan. Software ini dapat digunakan untuk

keperluan di berbagai bidang, tak terkecuali bidang

transportasi, khususnya sistem lampu lalu lintas di

persimpangan jalan. Umumnya sistem lampu lalu lintas

yang selama ini dipergunakan adalah dengan

pengaturan waktu yang tetap. Oleh karena tingkat

kepadatan kendaraan pada setiap jalur di

persimpangan jalan tidak selalu sama, dapat terjadi

kemacetan di persimpangan tersebut. Penelitian ini

bertujuan untuk merancang dan mensimulasikan sistem

lampu lalu lintas bersensor di simpang empat

menggunakan software Automation Studio. Pengaturan

waktu nyala lampu sistem lampu lalu lintas ini

berdasarkan pada tingkat kepadatan yang melewati

persimpangan jalan. Sistem pengaturannya tidak

konstan melainkan akan mengikuti perubahan jumlah

kendaraan yang melewati persimpangan tersebut. Hasil

penelitian ini berupa simulasi sistem lampu lalu lintas

yang dapat menyesuaikan dengan tingkat kepadatan

kendaraan.

Kata kunci--- simulasi, lampu lalu lintas, sensor,

transportasi.

I. PENDAHULUAN

Kemajuan teknologi di bidang elektronika dewasa

ini berkembang sangat cepat dan memberikan

pengaruh besar di setiap aspek kehidupan.Kemajuan

teknologi ini terdapat di segala bidang, tak terkecuali

bidang transportasi. Perkembangan transportasi yang

semakin pesat memudahkan pengguna jalan untuk

memilih jenis alat transportasi yang sesuai dengan

kondisi dan kebutuhan mereka.

Lalu lintas yang tertib dan teratur merupakan

harapan setiap pengguna jalan.Akan tetapi, setiap

orang memiliki kepentingan yang berbeda-beda.Semua

orang menginginkan agar cepat sampai tujuan dan

saling mendahului.Akibatnya, kemacetan lalu lintas

tidak dapat dihindari, terutama di persimpangan

jalan.Selama ini sistem pengaturan lalu lintas (traffic

light) menggunakan pengaturan yang hanya berdasar

pada waktu yang tetap (konstan) tanpa memperhatikan

tingkat kepadatan lalu lintas. Tentunya tingkat

kemacetan tidak dapat dikendalikan dengan baik

karena kepadatan kendaraan di persimpangan tidak

selalu sama. Pergerakan lalu lintas di persimpangan

cukup kompleks karena dipengaruhi oleh beberapa

parameter seperti jam, hari, cuaca serta musim maupun

situasi yang tidak diprediksi sebelumnya seperti

kecelakaan, hari besar, special event, perbaikan jalan,

kegiatan pembangunan (konstruksi), dan lain-lain [1].

Oleh karena itu, dengan menerapkan teori kendali

sekuensial penelitian ini mencoba mengatasi masalah

tersebut dengan melakukan simulasi sistem lampu lalu

lintas bersensor menggunakan software Automation

Studio 5.0. Sistem lampu lalu lintas yang

disimulasikan sama dengan lampu lalu lintas biasa,

hanya saja di setiap ruas jalan dipasang sensor untuk

mendeteksi adanya kendaraan atau tidak.

Apabila ada kendaraan yang menutupi sensor, maka

sensor aktif (ON). Informasi sensor kemudian diproses

oleh diagram ladder PLC menggunakan perangkat

Volume 1 Nomor 1, April 201424_______________________________________________________________________________

Artikel Reguler_____________________________________________________________________________

lunak Automation Studio, kemudian PLC menghitung

lamanya nyala lampu hijau berdasar pada kombinasi

sensor yang aktif. Setiap ruas jalan dipasang 2 sensor,

misal sensor A dan sensor B. Jika tidak ada sensor

yang aktif maka lampu hijau menyala singkat, jika

sensor A saja yang aktif maka lampu hijau menyala

lebih lama, dan jika kedua sensor aktif maka lampu

hijau menyala lebih lama lagi.

Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini

adalah merancang sebuah simulasi lampu lalu lintas

bersensor yang dapat menyesuaikan lama penyalaan

lampunya berdasar tingkat kepadatan

kendaraan.Simulasi dilakukan menggunakan software

Automation Studio 5.0.

II. METODOLOGI PENELITIAN

A. Konsep Dasar Kendali Sekuensial

Sistem kendali sekuensial adalah operasi yang

dikerjakan secara berurutan langkah demi langkah

sesuai aturan yang telah ditentukan.Sistem ini bersifat

open loop (kalang terbuka).Kendali sekuensial

digunakan untuk mengatur suatu operasi yang saling

terkait, terhubung atau terjadwal.Umumnya sistem ini

hanya melaksanakan perintah yang mempunyai

keadaan secara berurutan, misalnya perintah

buka/tutup, start/stop, sinyal on/off, dan lain-

lain.Kelebihan sistem kendali sekuensial adalah

sederhana, murah dan stabil. Kekurangannya adalah

kemampuannya terbatas.Terdapat tiga kategori sistem

kendali sekuensial, yaitu :

1. Conditional Control (kendali berbasis kondisi) Sistem melaksanakan urutan berikutnya jika

kondisi yang ditentukan sebelumnya telah

dipenuhi.Contohnya adalah pada lift. Jika

seseorang akan ke lantai 6 dari lantai 2, maka

kondisi yang harus dipenuhi adalah tombol

pemanggil pada lantai 2, jumlah penumpang tidak

melebihi kapasitas dan tombol tujuan dalam lift

ditekan.

2. Time Schedule Control (kendali berbasis pewaktuan)

Sistem melaksanakan urutan berikutnya jika

telah mencapai waktu yang ditentukan.Contohnya

adalah pada lampu lalu lintas.Penelitian ini

menggunakan time schedule control.

3. Executive Control Sistem di mana waktu pelaksanaan atau interval

waktu tidak penting, hanya urutan operasi yang

telah ditetapkan yang dipentingkan.Contohnya

adalah pada produksi semen [2] [3].

B. Model Simulasi Lampu Lalu Lintas

Plant yang dimodelkan berupa sistem lampu lalu

lintas yang dikombinasikan dengan beberapa sensor di

setiap ruas jalan sebagai detektor kepadatan

kendaraan.Plant tersebut dimodelkan kemudian

disimulasikan menggunakan perangkat lunak

Automation Studio dan diamati hasilnya.Gambaran

umum dari sistem lampu lalu lintas yang akan

disimulasikan ditunjukkan padaGbr. 1.

Gbr. 1.Model lampu lalu lintas di simpang empat.

Setiap ruas jalan dipasang 2 sensor pada jarak

beberapa meter.Kedua sensor ini adalah sensor 1A dan

1B untuk ruas jalan 1, sensor 2A dan 2B untuk ruas

jalan 2, dan seterusnya. Sensor ini akan menyala jika

ada kendaraan yang lewat. Jika tidak ada kendaraan

yang lewat, maka sensor tidak menyala dan lampu

hijau akan menyala singkat. Jika sensor 1 menyala

maka lampu hijau akan menyala lebih lama. Jika

sensor 2 menyala maka lampu hijau akan menyala

lebih lama lagi.

C. Instruksi Diagram Ladder

Bahasa perintah atau program yang digunakan

dalam simulasi lampu lalu lintas ini adalah diagram

ladder. Diagram ladder yang digunakan menggunakan

library PLC Allen Bradley yang sudah termasuk dalam

software Automation Studio. Sebelum membuat

program terlebih dahulu dilakukan identifikasi

pengalamatan input output (I/O) yang diperlukan. I/O

yang dipergunakan dalam pembuatan simulasi lampu

lalu lintas terlihat pada Tabel I.

D. Flowchart Cara Kerja Sistem Lampu Lalu Lintas

Flowchart dari sistem lampu lalu lintas bersensor

yang akan disimulasikan ditunjukkan padaGbr. 2.

Mula-mula semua lampu pada keempat ruas jalan

menyala merah.Kemudian ketika saklar pada PLC

ditekan, lampu pada ruas jalan 1 menyala hijau selama

beberapa detik.Lampu hijau di ruas jalan 1 ini

dinamakan lampu hijau 1.Setelah lampu hijau 1

padam, maka lampu kuning 1 menyala selama 2

detik.Setelah lampu kuning padam maka lampu merah

1 menyala. Bersamaan dengan lampu merah 1 menyala

maka lampu hijau pada ruas jalan 2 menyala, untuk

selanjutnya lampu ini disebut lampu hijau 2. Kemudian

prosesnya sama seperti pada ruas jalan 1, begitu


25

_______________________________________________________________________________

Jurnal Penelitian Teknik Elektro dan Teknologi Informasi

seterusnya sampai ruas jalan keempat dan kembali lagi

ke ruas jalan 1.

TABEL I

PENGALAMATAN INPUT OUTPUT PADA DIAGRAM LADDER

No. Hardware Alamat Status

1. Saklar I0.0 Input

2. Sensor 1A I0.1 Input

3. Sensor 1B I0.2 Input

4 Sensor 2A I0.3 Input

5 Sensor 2B I0.4 Input





10 Lampu hijau 1 Q0.0 Output




14 Lampu merah 1 Q0.4 Output




18 Lampu kuning 1 Q0.8 Output




Gbr. 2.Flowchart Cara Kerja Sistem Lampu Lalu Lintas

Selain mendeteksi adanya kendaraan, sensor ini juga

dapat mendeteksi apakah kendaraan tersebut dalam

keadaan berhenti di depan sensor atau hanya berjalan

sekilas melewati sensor. Cara untuk membedakan hal

tersebut adalah dengan mengukur lamanya waktu

kendaraan menutupi sensor. Diasumsikan bahwa

kendaraan dikatakan berhenti di depan sensor jika

kendaraan tersebut menutupi sensor selama minimal 3

detik. Pemrograman sensor ini dilakukan dengan

pemrograman ladder dengan software Automation

Studio menggunakan library PLC Allen-Bradley [4].

III. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian plant lampu lalu lintas dilakukan dengan

carasimulasi menggunakan software Automation

Studio. Sensor yang digunakan ditempatkan pada

beberapa jarak yang berbeda untuk mewakili keadaan

yang sebenarnya sehingga dengan demikian diperoleh

hasil yang mendekati kenyatan.Setelah itu

dilakukan.Kemudian dilakukanpengujian sensor pada

berbagai kondisi kepadatan kendaraan.Berdasar

banyaknya sensor yang ada maka tingkat kepadatan

dapat dibagi menjadi kategori sepi, agak ramai dan

ramai.Pengujian dilakukan di keempat ruas jalan.

Penelitian ini dikatakan berhasil apabila lama nyala

lampu hijau pada setiap ruas jalan dapat menyesuaikan

dengan tingkat kepadatan kendaraan.Ketika sepi lampu


Artikel Reguler_____________________________________________________________________________

hijau menyala 5 detik, saat agak ramai menyala selama

10 detik, dan saat kondisi sangat ramai menyala 15

detik.Oleh karena itu, ketika menjalankan simulasi

harus dihitung waktu nyala lampu hijau pada setiap

tingkat kepadatan.Hasil pengujian dapat dilihat pada

Tabel II.

PenjelasanTabel IIadalah sebagai berikut. Jika

sensor A dan B dalam kondisi OFF atau ON kurang

dari 3 detik, maka lampu hijau menyala selama 5 detik.

Jika sensor A dalam kondisi ON lebih dari 3 detik dan

sensor B dalam kondisi OFF atau ON tapi kurang dari

3 detik maka lampu hijau menyala 10 detik. Jika

sensor B dalam kondisi ON lebih dari 3 detik, apapun

kondisi sensor A baik OFF maupun ON maka lampu

hijau menyala 15 detik

TABEL II

HASIL PENGUJIAN SISTEM DENGAN VARIASI KEPADATAN

KENDARAAN

No Sensor 1A Sensor 1B Kondisi Output

1 OFF OFF

Lampu hijau

menyala 5 detik

2 OFF ON < 3 detik

3 ON < 3 detik OFF

4 ON < 3 detik ON < 3 detik

5 ON > 3 detik OFF Lampu hijau

menyala 10

detik 6 ON > 3 detik ON < 3 detik

7 OFF ON > 3 detik Lampu hijau

menyala 15

detik

8 ON < 3 detik ON > 3 detik

9 ON > 3 detik ON > 3 detik

.

TABEL III

LAMA PENYALAAN LAMPU di SETIAP JALUR TERHADAP VARIASI KEPADATAN KENDARAAN

No. Tingkat Keramaian

(kepadatan)

Lampu Utara

(detik)

Lampu Timur

(detik)

Lampu Selatan

(detik)

Lampu Barat

(detik)

U T S B H K M H K M H K M H K M

1. 0 0 0 0 5 2 21 5 2 21 5 2 21 5 2 21

2. 0 0 0 0,5 5 2 26 5 2 26 5 2 26 10 2 21

3. 0 0 0 1 5 2 31 5 2 31 5 2 31 15 2 21

4. 0 0,5 0,5 0 5 2 31 10 2 26 10 2 26 5 2 31

5. 0 0,5 0,5 1 5 2 36 10 2 31 10 2 31 10 2 31

6. 0 0 0,5 1 5 2 36 5 2 36 10 2 31 15 2 26

7. 0 0 1 0 5 2 31 5 2 31 15 2 21 5 2 31

8. 0 0 1 1 5 2 36 5 2 36 15 2 26 10 2 31

9. 0 0,5 1 1 5 2 46 10 2 41 15 2 36 15 2 36

Tabel IIIdi atas menunjukkan berapa lama lampu

hijau, kuning dan merah menyala di setiap ruas jalan

untuk beberapa tingkat kendaraan yang diambil secara

acak pada saat pengujian. Ketika kondisi jalan sepi

ditetapkan waktu nyala untuk lampu hijau adalah

selama 5 detik, pada kondisi jalan agak ramai lampu

hijau menyala 10 detik, dan pada kondisi jalan ramai

lampu hijau menyala 15 detik.Tingkat kepadatan

kendaraan diwakili dengan angka 0 untuk kondisi sepi,

0.5 kondisi agak ramai dan 1 untuk kondisi sangat

ramai.

Misalnya pada keadaan nomor 1, semua jalur berada

pada kondisi sepi. Maka lampu hijau pada keempat

jalur menyala dengan durasi waktu yang sama yaitu

selama 5 detik. Kemudian pada kondisi nomor 2,

tingkat kepadatan kendaraan pada jalur barat adalah

agak ramai yang diwakili dengan angka 0,5, maka

lampu hijau pada jalur barat menyala selama 10 detik.

Lampu merah pada jalur utara, timur dan selatan akan

menyesuaikan sehingga menjadi 26 detik.

IV. KESIMPULAN 1. Simulasi sistem lampu lalu lintas bersensor dengan

menerapkan teori kendali sekuensial yang

disimulasikan software Automation Studio 5.0

telah dilakukan dan telah berjalan dengan baik.

2. Lampu hijau di setiap ruas jalan menyala singkat jika tidak ada sensor yang aktif, menyala agak lama


27

_______________________________________________________________________________

Jurnal Penelitian Teknik Elektro dan Teknologi Informasi

jika sensor A aktif, dan menyala paling lama jika

sensor B atau kedua sensor aktif.

3. Secara keseluruhan, hasil simulasi berjalan sukses dan telah sesuai dengan tujuan yang diharapkan.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada kedua

orang tua, dosen pembimbing, teman-teman dan semua

pihak yang telah membantu penyusunan laporan

skripsi dan makalah ini.

REFERENSI

[1] D. Kurniawan and Y. Away. Teknik Kendali Adaptif

Berbasis Programmable Logic Controller Pada Lampu Lalu

Lintas. Banda Aceh : Universitas Syiah Kuala, Vol. 3. pp.

31-35, 2006.

[2] M. A. Khattak. PLC Based Intelligent Traffic Control

System. Peshawar : [s.n.], 2011. - 06 : Vol. 11. - IJENS. pp.

69-71.

[3] F. Zhong and J. Wang. Application of Intelligent Traffic

Control Based on PLC. Paris : Atlantis Press, 2013. -

ICCSEE. pp. 1044-1045.

[4] S. S. Chavan and J. G. Rana. Design of Intelligent Traffic

Light Controller Using Embedded System. Maharashtra :

[s.n.], 2009. - IEEE. pp. 1086 1088.


Artikel Reguler_____________________________________________________________________________

2blank.pdf

traffic light

Documents