Abstrak
Meningkatnya jumlah kendaraan bermotor mengakibatkan terjadinya penumpukan kendaraan terutama di persimpangan-persimpangan yang ada traffic light. Hal ini menyebabkan antrian panjang kendaraan pada traffic light tidak dapat dihindarkan walaupun di dalam antrian tersebut terdapat kendaraan layanan darurat yang sedang bertugas. Untuk itu perlu dibuatkan suatu sistemyang disebut Smart Traffic Light, sehingga dapat memberikan prioritas pada jalur yang dilalui oleh kendaraan-kendaraan kegawatdaruratan. Ada dua tahapan utama dalam perancangan smart traffic light ini yaitu integrasi hardware berupa integrasi RFID dengan Aruino UNO dan algoritma Smart Traffic Light sebagai dasar dalam pembuatan software.
Purwarupa sistem smart traffic light dibuat sebagai pengujian awal sistem smart traffic light. Realisasi pada hardware dilakukan dengan penggunaan RFID module Mifare RC522 dan mikrokontroller Arduino UNO. Hal-hal yang dilakukan adalah melakukan penyambungan kabel-kabel antara RFID, Arduino, dan traffic light berdasarkan data sheet dan referensi lain. Realisasi Software menggunakan aplikasi Arduino dengan menambah library RFID dan membuat perintah sesuai dengan algoritma.
Algoritma yang telah dirancang diaplikasikan ke arduino UNO yang telah diintegrasikan ke RFID reader. Arduino UNO akan menjalankan traffic light sesuai dengan algoritma. Ketika ada RFID tag yang dideteksi oleh RFID reader maka RFID reader akan mengirimkan informasi ke Arduino UNO dan Arduino akan merespon dengan mengubah kondisi traffic light. Pengujian menunjukkan bahwa algoritma yang telah dirancang dapat berjalan sesuai dengan fungsinya.
Abstract
The increasing number of vehicles resulted in the accumulation of vehicles, especially at intersections with traffic light. This led to long queues of vehicles at the traffic light that can not be avoided despite the emergency service vehicles are on duty in the queue. Therefore, it needs to be made a system called Smart Traffic Light, so it can give priority to the path traversed by emergency vehicles. There are two main stages in the design of smart traffic light, namely the integration of hardware in the form of “integration of RFID with Arduino UNO” and Smart Traffic Light algorithms as a basis for software development.
Smart Traffic Light system prototype was created as an initial test of smart traffic light system. The realization of the hardware is done with the use of RFID Mifare RC522 module and Arduino UNO microcontroller. Things that do are making a connection between the RFID cables, Arduino, and a traffic light based on the data sheet and other references. Software Realization using Arduino application by adding RFID library and make orders according to the algorithm.
The designed algorithm was applied to arduino UNO which has been integrated into the RFID reader. Arduino UNO will run traffic lights in accordance with an algorithm. When there is a RFID tag that is detected by RFID reader, the RFID reader sends information to the Arduino and Arduino UNO will respond to the changing conditions of the traffic light. Tests show that the algorithm has been designed to run in accordance with its function.
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN SAMPUL DEPAN ... i
HALAMAN SAMPUL DALAM ... ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ... iii
LEMBAR PERSYARATAN GELAR ... iv
LEMBAR PENGESAHAN ... v
UCAPAN TERIMA KASIH... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL... xiv
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH ... xv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Tujuan ... 2 1.4 Manfaat ... 3 1.5 Batasan Masalah... 3
BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Mutakhir ... 4 2.2 Tinjauan Pustaka ... 5 2.2.1 Teknologi RFID ... 5 2.2.2 Prinsip kerja ... 7 2.2.3 Perangkat RFID ... 8 2.2.3.1 RFID Tag ... 8 2.2.3.2 RFID Reader ... 9 2.2.3.3 Antena ... 11 2.2.3.4 Database ... 12 2.2.3.5 Frekuensi Radio ... 12
2.2.3.6 Kelebihan dan kekurangan RFID ... 13
2.2.4 Programming Mikrokontroler ... 15
2.2.4.1 Struktur ... 16
2.2.4.2 Konstanta... 16
2.2.4.3 Fungsi masukan dan keluaran digital ... 18
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 19
3.2 Sumber dan Jenis data penelitian ... 19
3.2.1 Sumber data penelitian ... 19
3.2.2 Jenis data penelitian ... 19
3.3 Instrumen Penelitian... 19
3.3.1 Alat ... 19
3.3.2 Bahan ... 20
3.4 Tahapan penelitian ... 20
3.4.1 Flowchart Alur Penelitian ... 21
3.5 Rancangan Purwarupa Sistem Smart Traffic Light ... 22
3.5.1 Gambaran Umum Purwarupa Sistem Smart Traffic Light ... 22
3.5.2 Spesifikasi alat yang digunakan ... 23
3.5.3 Cara kerja rancangan ... 25
3.5.4 Desain alat ... 26
3.6 Metodologi pengujian sistem terbangun ... 26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Perancangan ... 27
4.1.1 Hardware ... 27
4.1.1.1 Flowchart ... 29
4.1.1.2 Data Flow Diagram ... 30
4.1.2 Software ... 31
4.1.2.1 Flowchart Algoritma Software ... 35
4.1.2.2 Command Step yang ditulis dalam bentuk Pseudocode ... 36
4.2 Pengujian Alat ... 37
4.2.2 Pengujian waktu respon sistem... 39
4.2.3 Pengujian akurasi deteksi ... 41
4.2.4 Pengujian jarak Deteksi ... 43
4.2.5 Pengujian Deteksi RFID reader dengan obstacles ... 45
4.2.6 Pengujian RFID reader tanpa beban ... 46
BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan ... 50
5.2 Saran ... 51
DAFTAR PUSTAKA ... 52 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Contoh RFID ... 6
Gambar 2.2 Skema kerja perangkat RFID ... 7
Gambar 2.3 RFID Tag... 8
Gambar 2.4 Contoh Mobile RFID Reader ... 9
Gambar 2.5 Vehicle Mounted Reader ... 10
Gambar 2.6 Fixed RFID Reader ... 10
Gambar 2.7 Contoh Penempatan Antena ... 11
Gambar 3.1 Flowchart alur penelitian ... 21
Gambar 3.2 Gambaran Umum Purwarupa Sistem Smart Traffic Light ... 22
Gambar 3.3 RFID module Mifare RC522 ... 23
Gambar 3.4 Arduino Uno ... 34
Gambar 3.5 Rangkaian Mikrokontroller ... 25
Gambar 3.6 Desain Alat ... 25
Gambar 4.1 Realisasi hasil perancangan ... 27
Gambar 4.2 Pengintegrasian Arduino UNO dengan RFID Mifare RC522 ... 28
Gambar 4.3 Flowchart ... 29
Gambar 4.4 Data Flow Diagram ... 30
Gambar 4.5 Algoritma Purwarupa Smart Traffic Light Berbasis Teknologi RFID .. 31
Gambar 4.6 Flowchart algoritma software ... 35
Gambar 4.7 Hasil deteksi RFID reader pada kendaraan darurat ambulans ... 36
Gambar 4.8 Hasil deteksi RFID reader pada kendaraan darurat pemadam kebakaran ... 37
Gambar 4.9 Pengujian waktu respon ... 39
Gambar 4.10 Pengujian akurasi deteksi ... 40
Gambar 4.11 Hasil serial monitor dari uji coba akurasi deteksi kendaraan darurat ambulans ... 40
Gambar 4.12 Hasil serial monitor dari uji coba akurasi deteksi kendaraan darurat pemadam kebakaran ... 41
Gambar 4.14 Pengujian Deteksi RFID dengan obstacle ... 45
Gambar 4.15 Pengujian jarak deteksi RFID reader tanpa beban ... 47
Gambar 4.16 Pengujian jarak deteksi RFID reader bagian kiri... 48
Gambar 4.17 Pengujian jarak deteksi RFID reader bagian belakang ... 48
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Frekuensi RFID yang umum beroperasi pada tag pasif ... 13
Tabel 4.1 Hasil pengujian kendaraan darurat ambulans ... 37
Tabel 4.2 Hasil pengujian kendaraan darurat pemadam kebakaran ... 38
Tabel 4.3 Hasil pengujian waktu respon ... 39
Tabel 4.4 Hasil uji coba akurasi deteksi pada ambulans ... 41
Tabel 4.5 Hasil uji coba akurasi deteksi pada pemadam kebakaran ... 42
Tabel 4.6 Hasil Uji coba jarak deteksi ... 44
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH
RFID = Radio Frequency Identification VIN = Vehicle Identification Number
ISO = International Organization for Standarization UHF = Ultra High Frequency
IC = Integrated Circuit LF = Low Frecuency HF = High Frecuency
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dengan meningkatnya urbanisasi, industri, dan populasi, terjadi perkembangan yang luar biasa pada lalu lintas. Seiring dengan berkembangnya lalu lintas, terjadi banyak permasalahan pada lalu lintas, salah satunya adalah kemacetan. Dalam lima tahun terakhir, jumlah kendaraan bermotor di Bali naik tajam hingga hampir dua kali lipat. Pada 2006 jumlah kendaraan di Bali 1,58 juta. Badan Pusat Statistik (BPS) Bali mencatat jumlah kendaraan bermotor pada 2012 sebanyak 2.749.164 unit, meliputi mobil penumpang 267.068 unit, mobil barang/truk 101.509 unit, otobis 5.983 unit, sedangkan sepeda motor 2.374.604 unit (Feri, 2014). Dengan meningkatnya volume kendaraan bermotor mengakibatkan terjadinya penumpukan terutama terjadi di traffic light. Hal ini menyebabkan antrian panjang kendaraan pada traffic light tidak dapat dihindarkan walaupun di dalam antrian tersebut terdapat kendaraan layanan darurat seperti ambulance, kendaraan pemadam kebakaran dan kendaraan kepolisian yang sedang bertugas.
Radio Frequency Identification merupakan teknik yang menggunakan frekuensi radio untuk mengidentifikasi objek secara unik. RFID merupakan teknik yang dapat digunakan secara luas pada berbagai area aplikasi seperti medikal sains, komersil, keamanan, dan tol elektronik. Terdapat 2 komponen utama daripada RFID yakni RFID reader dan RFID Tag. Berbagai tipe dari Tag yang tersedia, dapat kita bagi menjadi 2 kategori, yakni Tag pasif dan Tag aktif. Tag pasif tidak menggunakan sumber daya internal. Terdapat 3 bagian daripada Tag yakni antena, semikonduktor chip, dan beberapa enkapsulasi. Masa hidup dari Tag pasif sangat lama, RFID reader akan mengirimkan gelombang elektromagnetik yang akan memproduksi arus pada antena Tag , sebagai respon antena akan memantulkan informasi yang disimpan didalamnya. Tag aktif mengandung baterai sebagai sumber daya internal yang digunakan untuk mengoperasikan sirkuit mikro chip untuk menyebarkan informasi kepada reader.
Cakupan dan harga dari Tag aktif ini lebih tinggi dibandingkan dengan Tag pasif.
Dalam kaitannya dengan layanan darurat seperti layanan ambulance, kendaraan pemadam kebakaran, dan kendaraan kepolisian, maka teknologi RFID dapat digunakan untuk mengenali kendaraan layanan yang akan melewati traffic light dan diberi prioritas untuk melewati persimpangan jalan.
Dengan sistem ini kita dapat mempertimbangkan prioritas kendaraan di jalan dengan memasang RFID reader pada persimpangan jalan dan memasang RFID tag pada kendaraan prioritas yakni kendaraan layanan darurat sehingga pada saat kendaraan yang berisi RFID tag melintas melewati RFID reader, maka RFID reader akan mendeteksi RFID tag dan kemudian mengirimkan informasi ke mikrokontroller yang terhubung pada traffic light. Dan mikrokontroller tersebut akan merespon dan merubah kondisi traffic light berubah menjadi hijau pada jalur yang dilewati oleh RFID tag. Dengan teknologi RFID ini, kendaraan yang memiliki prioritas tidak akan terkena traffic pada traffic light.
Demi terwujudnya sistem tersebut, maka dibuatlah purwarupa sistem smart traffic light berbasis RFID ini. Dengan purwarupa sistem smart traffic light ini diharapkan mampu memberikan solusi mengenai permasalahan prioritas bagi kendaraan layanan darurat pada traffic light.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana mengintegrasikan RFID Module Mifare RC522 dengan mikrokontroller Arduino UNO untuk purwarupa sistem smart traffic light pendukung layanan darurat ?
2. Bagaimana algoritma perancangan perangkat lunak untuk memberikan prioritas bagi kendaraan darurat pada purwarupa sistem smart traffic light pendukung layanan darurat berbasis teknologi RFID ?
1.3 Tujuan
1. Mengetahui komponen yang dibutuhkan dari purwarupa sistem smart traffic light pendukung layanan darurat berbasis teknologi RFID
2. Mengetahui waktu respon sistem smart traffic light ketika RFID tag melewati RFID reader
1.4 Manfaat
1. Menambah pengetahuan mengenai sistem kerja RFID
2. Memberikan gambaran mengenai peran RFID apabila diaplikasikan pada traffic light
3. Memberikan kenyamanan bagi pengguna jalan terutama kendaraan yang memiliki prioritas tertentu
1.5 Batasan Masalah
Adanya batasan masalah memberikan batasan untuk tidak keluar dari topik permasalahan. Batasan masalah yang diangkat pada Skripsi yang berjudul “Purwarupa Sistem Smart Traffic Light Pendukung Layanan Darurat Berbasis Teknologi RFID” ini adalah :
1. Perancangan ini sebatas purwarupa persimpangan jalan dengan 4 jalur 2. Mikrokontroller yang digunakan adalah Arduino Uno
3. RFID yang digunakan adalah RFID module Mifare RC522 4. Tag yang digunakan adalah Tag pasif
5. Jarak pembacaan RFID reader dengan RFID tag adalah <50mm
6. Purwarupa ini menggunakan RFID reader di salah satu jalur dalam perempatan.
7. RFID tag hanya disematkan di kendaraan darurat
8. Purwarupa ini menggunakan 2 miniatur kendaraan yang telah disematkan RFID tag
