Perancangan Sistem Pewaktu Traffic Light Berdasarkan Tingkat Kepadatan Kendaraan Menggunakan Sensor yang
Dilengkapi dengan Sistem Energi Mandiri
Immanuel Richard G Sidabutar*
Adisastra Pengalaman Tarigan**
Solly Aryza**
Universitas Pembangunan Panca Budi
ABSTRAK
Traffic light merupakan lampu yang digunakan untuk mengatur kelancaran lalu lintas di suatu persimpangan jalan raya. Pada umumnya, persimpangan jalan masih menggunakan sistem pewaktu tetap pada lampu lalu lintas. Hal ini menjadi kurang efektif karena tiap simpang memiliki kepadatan kendaraan yang berbeda - beda. Untuk keadaan sepi kendaraan pada satu jalur, durasi waktu nyala lampu hijau seharusnya lebih singkat. Sebaliknya jika terjadi kepadatan kendaraan di jalur lain, maka durasi waktu nyala lampu hijau lebih lama. Selain itu juga kemacetan dan kecelakaan pada lalu lintas yang umum terjadi karena padamnya lampu lalu lintas yang disebabkan oleh padamnya listrik. Berdasarkan uraian diatas penulis akan merancang sistem pewaktu traffic light berdasarkan tingkat kepadatan kendaraan yang dilengkapi dengan panel surya. Tujuan dari penelitian ini adalah pemanfaatan sensor proximity dan arduino mega yang dirancang untuk dapat mengatur durasi pewaktu lampu hijau tiap persimpangan yang dilengkapi dengan panel surya agar menjadi lebih efektif.
Kata Kunci : Traffic Light, Arduino Mega, Sensor Proximity, Panel Surya.
* Mahasiswa Program Studi Teknik Elektro : [email protected]
Design Of Traffic Light Timer System Based On Vehicle Density Levels Using Sensor Equipped With Independent Energy
System
Immanuel Richard G Sidabutar*
Adisastra Pengalaman Tarigan**
Solly Aryza**
University of Pembangunan Panca Budi
ABSTRACT
Traffic light is a lamp that is used to regulate the smooth flow of traffic at a highway intersection. In general, road junctions still use a fixed timer system at traffic lights.
This becomes less effective because each intersection has a different density of vehicles. For lonely vehicles in one lane, the duration of the green light should be shorter. Conversely, if there is a density of vehicles on other lanes, the duration of the green light will be longer. In addition, traffic jams and accidents are common due to the blackout of traffic lights caused by power outages. Based on the description above, the author will design a traffic light timer system based on the density of vehicles equipped with solar panels. The purpose of this research is to utilize proximity sensors and arduino mega which are designed to be able to adjust the duration of the green light timer at each intersection which is equipped with solar panels to make it more effective.
Keywords : Traffic Light, Arduino Mega, Proximity Sensor, Solar Panel.
* Student of Electrical Engineering Study Program : [email protected]
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan yang Maha Esa, atas segala nikmat karunia dan kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi ini dengan judul "Perancangan Sistem Pewaktu Traffic Light Berdasarkan Tingkat Kepadatan Kendaraan Menggunakan Sensor Yang Dilengkapi Dengan Sistem Energi Mandiri". Tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) Peminatan Teknik Energi Listrik, Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Pembangunan Pancabudi Medan.
Dalam menyelesaikan laporan ini, penulis menyadari bahwa laporan ini tidak dapat diselesaikan tanpa bimbingan, dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. H. Muhammad Isa Indrawan, S.E, M.M., selaku Rektor Universitas Pembangunan Panca Budi.
2. Bapak Hamdani, S.T.,M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Pembangunan Panca Budi.
3. Bapak Pristisal Wibowo, S.T.,M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Pembangunan Panca Budi.
4. Bapak Adisastra Pengalaman Tarigan, S.T.,M.T., selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan saran dalam pembuatan dan penulisan Skripsi.
5. Bapak Solly Aryza, S.T.,M.Eng., selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan saran dalam pembuatan dan penulisan Skripsi.
6. Seluruh staf pengajar maupun pegawai yang berada di Universitas Pembangunan Panca Budi.
7. Kepada orangtua dan saudari penulis atas dukungan serta doa untuk penyelasaian Skripsi.
ii
8. Kepada Bapak Salim dan Bapak Roy dari PT. Sarana Lalulintas Indonesia yang telah memberikan bantuan dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Skripsi.
Dalam penyusunan laporan skripsi ini, penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Semoga laporan ini bermanfaat bagi penulis dan bagi seluruh pembaca.
Medan, 16 Juli 2023
Immanuel Richard G Sidabutar 2124210216
iii
DAFTAR ISI
ABSTRAK………...3
ABSTRACT………...4
KATA PENGANTAR……….. i
DAFTAR ISI……….. iii
DAFTAR TABEL………...vi
DAFTAR GAMBAR……… vii
BAB I PENDAHULUAN………. 1
1.1 Latar Belakang………... 1
1.2 Rumusan Masalah………..3
1.3 Batasan Masalah……… 3
1.4 Tujuan Penelitian………... 4
1.5 Manfaat Penelitian………. 5
1.6 Sistematika Penulisan……… 5
BAB II LANDASAN TEORI……….. .6
2.1 Kajian Pustaka………... 6
2.2 Traffic Light (Lampu Lalu Lintas)……….7
2.3 Tujuan Traffic Light………...7
2.4 Arduino……….. 8
2.4.1 Arduino Mega2560……….. 9
2.5 Software Arduino IDE………. 12
2.5.1 Struktur Program Dasar………. 14
2.6 Sensor Proximity………..20
2.6.1 Photoelectric Proximity Sensor (Sensor Jarak Fotolistrik)………21
2.7 LED………..22
2.7.1 Warna – Warna LED………. 23
iv
2.7.2 Tegangan Maju (Forward Bias) LED………... 24
2.8 Solar Cell………. 25
2.8.1 Proses Konversi Solar Cell……… 25
2.8.2 Jenis – Jenis Panel Surya………... 31
2.9 Solar Charge Controller……….. 34
2.10 Baterai (Accumalator)………... 36
2.10.1 Kapasitas Baterai……… 37
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN CARA KERJA SISTEM……... 39
3.1 Diagram Blok………...39
3.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware Sistem)……….. 41
3.2.1 Rangkaian Sensor Proximity………. 41
3.2.2 Rangkaian Light Emitting Diode (LED)……… 42
3.2.3 Perancangan Rangkaian Keseluruhan………... 43
3.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software Sistem)………... 45
3.3.1 Diagram Alir (Flowchart)………. 45
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA………49
4.1 Pengukuran Panel Surya……….. 49
4.1.1 Pengukuran Panel Surya Tanpa Beban (Open Circuit)………. 49
4.1.2 Pengukuran Panel Surya dengan Beban (Optimum Operating)……… 50
4.1.3 Hasil Pengukuran Arus dan Tegangan Pada Panel Surya………. 51
4.2 Pengukuran Sensor Proximity………. 52
4.3 Pengukuran Rangkaian LED………... 54
4.4 Hasil Pengujian……… 60
4.5 Analisa………. 62
4.5.1 Kapasitas Baterai………... 62
4.5.2 Beban………. 62
4.5.3 Baterai……… 64
4.5.4 Pengisian Baterai………... 64
v
4.5.5 Analisa Kebutuhan Traffic Light Pada Kota Medan………. 65
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………. 66
5.1 Kesimpulan……….. 66
5.2 Saran……… 66
DAFTAR PUSTAKA……… 68
LAMPIRAN………...70
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Mega2560………. 10
Tabel 2.2 Tabel Senyawa Semi Konduktor Untuk Menghasilkan Warna……. 23
Tabel 2.3 Tegangan Maju Pada LED……… 24
Tabel 4.1 Pengukuran Tegangan Pada Panel Surya……….. 50
Tabel 4.2 Pengukuran Arus Dan Tegangan Pada Panel Surya……….. 51
Tabel 4.3 Pengukuran Tegangan Pada Sensor………...53
Tabel 4.4 Pengukuran Tegangan Pada LED……….. 55
Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengujian………....60
vii
DAFTAR GAMBAR
2.1 Board Arduino Mega2560………. 9
2.2 Arduino IDE……… 13
2.3 Void Setup()……….15
2.4 Void Loop()………. 16
2.5 Include Library……… 16
2.6 Mode Pin………..17
2.7 If………...18
2.8 If Else………... 19
2.9 If Else If………... 19
2.10 Sensor Proximity………... 21
2.11 Bagian Photoelectric Proximity Sensor………. 21
2.12 Bentuk Dan Simbol LED………... 23
2.13 Semikonduktor Jenis p Dan n Sebelum Disambung………. 26
2.14 Perpindahan Elektron Dan Hole Pada Semikonduktor………... 27
2.15 Hasil Muatan Positif Dan Negatif Pada Semikonduktor………... 27
2.16 Timbulnya Medan Listrik Internal E………. 28
2.17 Sambungan Semikonduktor Terkena Cahaya Matahari……… 29
2.18 Sambungan Semikonduktor Ditembus Cahaya Matahari……….. 30
2.19 Kabel Dari Sambungan Semikonduktor Dihubungkan ke Lampu……… 31
2.20 Panel Surya Monokristal………... 32
2.21 Panel Surya Polikristal………...33
2.22 Panel Surya Thin Film Photovoltaic……….. 34
2.23 Solar Charge Controller………. 35
3.1 Diagram Blok Keseluruhan………. 39
3.2 Rangkaian Sensor Proximity………... 42
3.3 Rangkaian LED………... 43
viii
3.4 Rangkaian Keseluruhan………... 43
3.5 Diagram Alir Perancangan Perangkat Lunak……….. 45
4.1 Pengukuran Tegangan Tanpa Beban Pada Panel Surya……….. 49
4.2 Pengukuran Tegangan dengan Beban Pada Panel Surya……….50
4.3 Pengukuran Tegangan Pada Sensor Saat Tidak Ada Kendaraan………….53
4.4 Pengukuran Tegangan Pada Sensor Saat Ada Kendaraan………... 54
4.5 Pengukuran Tegangan Saat LED Merah Keadaan ON………55
4.6 Pengukuran Tegangan Saat LED Merah Keadaan OFF……….. 56
4.7 Pengukuran Tegangan Saat LED Kuning Keadaan ON……….. 57
4.8 Pengukuran Tegangan Saat LED Kuning Keadaan OFF……… 58
4.9 Pengukuran Tegangan Saat LED Hijau Keadaan ON………. 59
4.10 Pengukuran Tegangan Saat LED Hijau Keadaan OFF………..60
