SIMULASI LAMPU LALU LINTAS MENGGUNAKAN ATMEGA32 DAN FREERTOS

PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi saat ini semakin pesat dalam kehidupan manusia. Banyaknya aktifitas manusia menyebabkan banyaknya sarana yang digunakan untuk mempermudah kegiatan manusia. Salah satunya adalah sarana transportasi darat, seperti mobil, sepeda motor, serta angkutan darat lainnya. Kondisi ini kadang menyebabkan kemacetan terutama di daerah perkotaan yang banyak aktifitasnya. Lampu lalu lintas sangat berperan mencegah terjadinya kemacetan, karena pemakai jalan menjadi tertib untuk mengikuti hidup-matinya lampu tersebut. Sistem lampu lalu lintas sangat dibutuhkan untuk dapat mengatasi kondisi tersebut. Kebanyakan lampu lalu lintas yang dioperasikan tidak mengikuti kondisi kesibukan lalu lintas baik saat kondisi normal, padat, maupun lengang. Untuk mengatasi kondisi tersebut, maka dibuatlah suatu sistem lampu lalu lintas yang diharapkan dapat mengatasi kemacetan berdasarkan waktu sibuk dan kepadatan kendaraan.

Sistem kontrol lampu lalu lintas sangat diperlukan untuk mengatur lalu lintas di persimpangan jalan. Agar sistem kontrol bekerja dengan baik untuk mengatasi kemacetan salah satu yang bisa dilakukan adalah dengan mengatur waktu dan lama nyala lampu lalu lintas yang disesuaikan dengan waktu dan hari saat kondisi lalulintas normal, padat maupun lengang. Dari data kepadatan lalulintas yang didapat di lapangan dilakukan perhitungan untuk mendapatkan waktu dan lama nyala lampu lalulintas yang disimulasikan dengan peralatan yang dikendalikan oleh mikrokontroler Atmega32 dengan sistem operasi waktu nyata FreeRTOS.

Sistem kontrolnya terdiri dari mikrokontroler, RTC, EEPROM, tombol-tombol dan display. RTC berisikan data berupa jam, menit, detik, tanggal, bulan dan tahun, yang nantinya digunakan sebagai masukan ke mikrokontroler untuk mengontrol lampu lalu lintas sesuai dengan kondisi. Pada penelitian ini diharapkan dapat merealisasikan sebuah simulator sistem kontrol lampu lalu lintas berdasarkan waktu dan kepadatan kendaraan dengan menggunakan mikrokontroler, yang nantinya dapat digunakan untuk mengatasi kemacetan sesuai dengan waktu dan kondisi kepadatan lalulintas.

LANDASAN TEORI

2.1   Lampu Lalu Lintas

Lampu lalu lintas merupakan alat yang mengatur pergerakan lalu lintas di persimpangan jalan, melalui pemisah waktu berbagai arah pergerakan yang saling berpotongan. Lampu lalu lintas dapat memberikan keuntungan bagi peningkatan keamanan lalu lintas, mengurangi kemacetan dan memberikan keamanan bagi pengguna penyeberang jalan. Adapun urutan danmaksud nyala lampu sebagai berikut:

1.    Nyala merah:

waktu yang diperuntukkan bagi pergerakan kendaraan untuk berhenti dan diperuntukkan bagi pejalan kaki untuk menyeberang jalan.

2.    Nyala kuning:

waktu yang diperlukan untuk memberikan peringatan kepada pengemudi bahwa nyala lampu akan berganti.

3.    Nyala hijau:

waktu yang di peruntukkan bagi pengendara untuk melewati persimpangan.

Beberapa fungsi operasi lampu lalu lintas dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu

1.    Traffic control signal

2.    Pendestrian signal

3.    Special traffic signal

Tujuan diterapkannya pengaturan lampu lalu lintas adalah

1.    Menciptakan pergerakan-pergerakan dan hak berjalan secara bergantian dan teratur, sehingga meningkatkan daya dukung pertemuan jalan dalam melayani arus lalu lintas.

2.    Hirarki rute bisa dilaksanakan : rute utama diusahakan untuk mengalami kelambatan (delay) minimal.

3.    Mengurangi terjadinya kecelakaan dan kelambatan lalu lintas.

4.    Memberikan mekanisme pengaturan lalu lintas yang lebih efektif dan murah dibandingkan pengaturan manual.

 

2.2  Mikrokontroler ATMega32

Mikrokontroler adalah piranti elektronik berupa IC (Integrated Circuit) yang memiliki kemampuan manipulasi data (informasi) berdasarkan suatu urutan instruksi (program). Dalam sebuah struktur mikrokontroller akan kita temukan juga komponen-komponen seperti: processor, memory, clock, dll. Salah satu arsitektur mikrokontroler yang terdapat di pasaran adalah jenis AVR (Advanced Virtual RISC). Arsitektur mikrokontroler jenis AVR ini pertama kali dikembangkan pada tahun 1996 oleh dua orang mahasiswa Norwegian Institute of Technology yaitu Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan.

Dalam perkembangannya, AVR dibagi menjadi beberapa varian yaitu AT90Sxx, ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing varian adalah kapasitas memori dan beberapa fitur tambahan saja. Pemrograman mikrokontroler AVR dapat menggunakan low level language (assembly) dan high level language (C, Basic, Pascal, JAVA, dll) tergantung compiler yang digunakan.

Fitur-fitur yang dimiliki ATmega32 sebagai berikut:

1.      Frekuensi clock maksimum 16 MHz

2.      Jalur I/O 32 buah, yang terbagi dalam PortA, PortB, PortC dan PortD

3.      Analog to Digital Converter 10 bit sebanyak 8 input, 4 chanel PWM

4.      Timer/Counter sebanyak 3 buah

5.      CPU 8 bit yang terdiri dari 32 register

6.      Watchdog Timer dengan osilator internal

7.      SRAM sebesar 2K Byte

8.      Memori Flash sebesar 32K Byte dengan kemampuan read while write

9.      Interrupt internal maupun eksternal

10.  Port komunikasi SPI

11.  EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi

12.  Analog Comparator

13.  Komunikasi serial standar USART dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps

 

2.3  FreeRTOS

            FreeRTOS (Free Real-time operating systems) adalah sebuah real time operating system yang digunakan untuk embeded devices atau microcontrollers untuk kebutuhan sistem operasinya. FreeRTOS didistribusikan secara gratis lewat GPL dengan beberapa pengecualian untuk kalangan industri tertentu.

Karateristik :

  • 1.      Dikembangkan oleh real time engineer Ltd
  • 2.      Didesain dengan ukuran kecil dan mudah digunakan
  • 3.      Penulisan code dalam bahasa C
  • 4.      Menyediakan fungsi seperti threads, task, semaphores

 

 Keunggulan FreeRTOS

  • 1.      Penjadwalan dapat dikonfigurasi untuk operasi preemptive dan cooperative 
  • 2.      Co-routine dalam freeRTOS sangat sederhana dan memiliki stack untuk task ringan dan terbata, kecil dan sederhana.
  • 3.      Memberikan satu solusi dan environment untuk berbagai macam arsitektur. Proses migrasi arsitektur pun bisa lebih mudah.
  • 4.      Konsumsi ROM dan RAM yang minimal. Binary kernel RTOS tipikalnya akan menghabiskan area sebesar 4 – 9 KByte.
  • 5.      Gratis untuk digunakan pada project komersial (lihat bagian lisensi untuk lebih detailnya).
  • 6.      Terdapat contoh yang bisa langsung dijalankan.
  • 7.      Dokumentasi yang bisa dkatakan lengkap.
  • 8.      Support berupa forum yang gratis dan lengkap

Capture

PERANCANGAN

Dalam simulasi, akan terdapat persimpangan jalan. Pada masing-masing persimpangan, terdapat lampu lalu lintas yang akan disimulasikan dengan LED merah, kuning, dan hijau pada tiap lampu lalu lintas. Total akan terdapat 4 lampu lalu lintas yang terdiri dari 12 lampu LED. Semua lampu lalu lintas akan diatur menggunakan mikrokontroler ATMega32. Mikrokontroler akan mengatur lampu yang akan menyala pada masing-masing lampu lalu lintas menggunakan pewaktuan. Diharapkan mikrokontroler dapat mengatur lampu lalu lintas agar tidak menyebabkan terjadinya traffic jam karena telah menggunakan pewaktuan yang tepat pada masing-masing lampu lalu lintas.

Untuk pembahasan mengenai perancangan sistem lebih lanjut, dapat di unduh di sini.

3 thoughts on “SIMULASI LAMPU LALU LINTAS MENGGUNAKAN ATMEGA32 DAN FREERTOS

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s