PROTOTYPE PEMBAYARAN TOL BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN INPUT DATA

HANDY TALKY

Oky Dwi Cahya (5223 09 3575)Rizky Ramadhan (5223 09 3030)

Alumni Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri JakartaTermasuk dalam kategori jurnal keteknikan.

Dosen Pembimbing

Massus Subekti, M.T

Dosen Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta

(NIP. 197809072003121002)

Vanessa Chita TifaniMahasiswa Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan Teknik

Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta

No. Reg : 5223125023

ABSTRACT

Oky Dwi Cahya, Rizky Ramadhan, Prototype-Based Microcontroller With Toll Payment Data Input Handy, D3 Electronic Engineering, Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, State University of Jakarta, 2012The final task was made with the purpose of planning, design and use of a system of monitoring / data monitoring tollbooth payment transactions with online / update based microcontroller.

Process of make the final work done at home and Measurement Laboratory Department of Electrical Engineering Faculty of Engineering, State University of Jakarta at odd semester (097) commencing in October and January of the academic year 2012/2013 with the methods of research and data collection. Source of reference and theoretical basis drawn from various books and articles from the internet. The design and testing of hardware and software include mechanical design, electronic design, and program design tools, and testing and measurement in the series have been made.

Data Monitoring System is based microcontrollers consists of several blocks, namely in the form of a series of sensor input block, block control (control) using ATMega32 microcontroller, the block output results using 16x2 LCD viewer, the block interface in the form of a series of pengantarmuka using Port USB to Serial on IC PL 2303 and block monitoring results in the form of a viewer using a computer.

Toll Payment System Prototype Based Microcontroller With Handy Data Input has been successfully created and tested, including: (1) provide data through the LCD 16x2, (2) the result on the type of group can also be monitored via computer.

Kata Kunci : Mikrokontroler ATMega32, Handy Talky, Komputer.

PENDAHULUAN

Jalan Tol merupakan sarana yang disediakan oleh Pemerintah yang dilengkapi berbagai fasilitas. Salah satu fasilitas yang diberikan yaitu pintu tol yang disediakan untuk transaksi pembayaran bagi para pengendara.

Saat ini sistem pengiriman sudah menggunakan sistem frekuensi radio yaitu dengan sistem update yakni saat transaksi itu terjadi maka saat itulah data akan diterima oleh sentral. Dengan begitu data transaksi yang masuk akan terpantau oleh sentral sehingga jumlah nominal uang yang masuk dan diterima oleh operator gardu tol tidak akan mengalami kerugian dalam kata lain menghindari terjadinya manipulasi data.

Berdasar pada latar belakang diatas timbullah gagasan yang dapat melengkapi sistem yang belum diterapkan pada Gardu Tol yaitu “Prototype Pembayaran Tol Berbasis Mikrokontroler Dengan Input Data Handy Talky”

Tujuan1. Membuat simulasi

pengiriman data pada gardu tol ke server sentral dengan menggunakan Handy Talky (HT).

2. Mengirim data tanpa melalui perantara kabel (wiring).

Manfaat

1. Memonitoring data secara update yang masuk dari Gardu Tol ke Kantor pusat.

2. Dapat memastikan bahwa data yang dikirm dari Gardu Tol ke Kantor Pusat adalah benar.

Jalan TolJalan tol adalah suatu jalan

alternatif untuk mengatasi kemacetan lalu lintas ataupun untuk mempersingkat jarak dari satu tempat ke tempat lain. Untuk menikmatinya, para pengguna jalan tol harus membayar sesuai tarif yang berlaku. Penetapan tarif didasarkan pada golongan kendaraan. Bangunan atau fasilitas di mana tol dikumpulkan dapat disebut pintu tol, rumah tol, plaza tol atau di Indonesia lebih dikenal sebagai gerbang tol. Bangunan ini biasanya ditemukan di dekat pintu keluar, di awal atau akhir jembatan, dan ketika memasuki suatu jalan layang.

Di Indonesia, jalan tol sering dianggap sinonim untuk jalan bebas hambatan, meskipun hal ini sebenarnya salah. Di dunia secara

keseluruhan, tidak semua jalan bebas hambatan memerlukan bayaran. Jalan bebas hambatan seperti ini dinamakan freeway atau expressway (free berarti "gratis", dibedakan dari jalan-jalan bebas hambatan yang memerlukan bayaran yang dinamakan tollway atau tollroad (kata toll berarti "biaya").

Mikrokontroller AVR

ATmega32

ATmega32 adalah mikrokontroller CMOS 8-bit daya-rendah berbasis arsitektur RISC yang ditingkatkan. Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATmega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi komsumsi daya versus kecepatan proses. Blok diagram dari ATMega32 dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Blok Diagram ATmega 32

Inti instruksi AVR mengkombinasikan set dengan 32 kaya register tujuan umum bekerja. Semua 32 register secara langsung terhubung ke Logic Unit aritmatika (ALU), memungkinkan dua register independen untuk diakses dalam satu instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Arsitektur yang dihasilkan kode yang lebih efisien sementara mencapai throughputs hingga sepuluh kali lebih cepat daripada mikrokontroler CISC konvensional.

Didalam mikrokontroler ATMega32, sudah terdiri dari :

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.

2. ADC (Analog to Digital Converter) 10-bit sebanyak 8 channel.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan.

4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.

5. SRAM sebesar 2 Kbyte.

6. EEPROM sebesar 1024 byte.

7. Memory Flash sebesar 32 Kb dengan kemampuan Read-While-Write.

8. Watchdog Timer dengan osilator internal.

9. Port USART untuk komunikasi serial.

10.Port antarmuka SPI.11.Unit interupsi internal

dan eksternal.

Berikut ini adalah susunan pin/kaki dari ATMega32 :1. VCC merupakan pin

masukan positif catu daya.

2. GND merupakan pin Ground.

3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram sebagai pin masukan ADC.

4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port B

5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3. Fungsi Khusus Port C

6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dam pin fungsi khusus seperti dapat dilihat pada tabel 2.4.

Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port D7. RESET merupakan pin

yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

Gambar 2.2 Konfigurasi ATmega 32

Handy TalkyHandy talky ini biasa disebut

secara singkat HT. HT merupakan sebuah alat komunikasi yang bentuknya mirip dengan telepon genggam, tetapi sifatnya searah. Karena searah, maka si pengirim pesan dan si penerima tidak bisa berbicara pada saat yang bersamaan.

HT menggunakan gelombang radio frekuensi khusus, dan sering dipakai untuk komunikasi yang sifatnya sementara karena salurannya dapat diganti-ganti setiap saat.

TelekomunikasiTelekomunikasi adalah

teknik pengiriman atau penyampaian informasi, dari suatu tempat ke tempat lain.

“Tele” yang artinya jauh

“Komun” yang berarti hubungan atau pertukaran informasi

Gambar 2.3 Model sistem komunikasi listrik

Jadi jelas syaratnya harus ada pemancar, media transmisi (wire/kawat/kabel/wireless/radio/fiber optik) dan penerima. dari diagram diatas, dapat kita jelaskan secara detail, komponen yang harus ada dalam kegiatan bertelekomunikasi sebagai berikut :

1. Pemancar (transmitter) : yang berfungsi merubah informasi menjadi sinyal listrik yang dikirim atau ke dalam bentuk sinyal yang sesuai dengan media yang akan dilaluinya melalui media transmisi.

2. Media Transmisi (kanal) : alat yang berfungsi sebagai media untuk mengirimkan sinyal informasi berupa sinyal listrik dari pemancar kepada penerima.

3. Penerima (receiver) : menerima sinyal listrik dan merubah kedalam informasi yang bisa dipahami oleh manusia sesuai yang dikirimkan.

4. Informasi : data yang dikirim berupa image, voice, text, dan video.

Ada tiga macam transmisi yaitu :1. simplex2. duplex3. half/semi duplex

1. SimplexKomunikasi Satu Arah

(Simplex). Dalam komunikasi satu arah (Simplex) pengirim dan penerima informasi tidak dapat menjalin komunikasi yang langsung, sehnigga sumberna hanya dari satu arah tanpa adanya feedback langsung melalui media yang sama. Contoh : Pager, televisi, dan radio.

2. DuplexKomunikasi Dua Arah

(Duplex). Dalam komunikasi dua arah (Duplex) pengirim dan penerima informasi dapat menjalin komunikasi yang

berkesinambungan melalui media yang sama. Contoh : Telepon, Video Call dan VOIP.

3. Half/semi duplexKomunikasi Semi Dua

Arah (Half/Semi Duplex). Dalam komunikasi semi dua arah (Half Duplex),  seperti halnya komunikasi satu arah, namun perbedaannya pada komunikasi ini transmitter dan receiver berkomunikasi secara bergantian dengan saling berkesinambungan. Contoh : Handy Talky, FAX, YM, BBM, dan Chat Room.

Seiring berkembangnya dunia telekomunikasi saat ini, masalah yang dikembangkan terpusat pada bagaimana cara informasi dapat dengan cepat terkirim, bagaimana agar noise diminimalisir, pengembangan modulasi, pengembangan media transmisi, dan pengembangan area yang dapat dicover.

Kesimpulan sederhananya dari materi diatas, Telekomunikasi adalah segala kegiatan yang berhubungan dengan penyaluran informasi dari titik ke titik yang lain (proses pertukaran informasi).

SENSOR

Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik. Sensor merupakan komponen utama dari suatu tranduser, sedangkan tranduser merupakan sistem yang melengkapi agar sensor tersebut mempunyai keluaran sesuai yang kita inginkan dan dapat langsung dibaca pada keluarannya.

Gambar 2.4 sensor cahaya

LED (Light Emiting Dioda)

LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar

lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan hijau.LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong.

Photo Dioda

Photodioda adalah jenis photodetektor mampu mengubah cahaya menjadi baik arus atau tegangan, tergantung pada modus operasi. Sel, umum surya tradisional digunakan untuk menghasilkan listrik tenaga surya adalah photodioda area yang luas.

Dioda mirip dengan dioda semikonduktor biasa, kecuali

bahwa mereka mungkin baik terpapar (untuk mendeteksi vakum UV atau sinar-X) atau dikemas dengan jendela atau koneksi serat optik untuk memungkinkan cahaya untuk mencapai bagian sensitif dari perangkat. Dioda yang dirancang untuk digunakan secara khusus sebagai photodioda juga akan menggunakan persimpangan PIN daripada persimpangan PN.

Komparator

Komparator adalah salah satu aplikasi dari op-amp (operational amplifier), dimana memiliki fungsi membandingkan besar dua potensial yang diberikan.

Gambar 2.5 simbol komparator

Cara kerja dari piranti komparator adalah membandingkan beda potensial yang diberikan pada terminal A (+) dan B (-). Jika A > B maka out akan saturasi, jika A < B dan A = B maka out = 0.

Gambar 2.6 konfigurasi IC LM339

IC  komparator yang digunakan adalah LM339 dengan konfigurasi pinout tampak seperti pada gambar di atas. Didalam kemasan IC LM339 terdapat 4 modul komparator sekaligus.

RelayRelay adalah suatu piranti

yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor (saklar) yang tersusun. Kontaktor akan tertutup (On) atau terbuka (Off) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar dimana pergerakan kontaktor (On/Off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.

Ada beberapa jenis relay berdasarkan cara kerjanya yaitu:

1. Normaly On : Kondisi awal kontaktor terturup

(On) dan akan terbuka (Off) jika relay diaktifkan dengan cara memberi arus yang sesuai pada kumparan (coil) relay. Istilah lain kondisi ini adalah Normaly Close (NC).

2. Normaly Off : Kondisi awal kontaktor terbuka (Off) dan akan tertutup jika relay diaktifkan dengan cara memberi arus yang sesuai pada kumparan (coil) relay. Istilah lain kondisi ini adalah Normaly Open (NO).

3. Change-Over (CO) atau Double-Throw (DT) : Relay jenis ini memiliki dua pasang terminal dengan dua kondisi yaitu Normaly Open (NO) dan Normaly Close (NC).

Gambar 2.7 relayOptocoupler

Optocoupler adalah suatu piranti yang terdiri dari 2 bagian yaitu transmitter dan receiver, yaitu antara bagian cahaya dengan bagian deteksi sumber cahaya terpisah. Biasanya optocoupler digunakan sebagai saklar elektrik, yang bekerja secara otomatis.optocoupler atau optoisolator merupakan komponen penggandeng (coupling) antara rangkaian input dengan rangkaian output yang menggunakan media cahaya (opto) sebagai penghubung. Optocoupler sendiri terdiri dari 2 bagian, yaitu transmitter (pengirim) dan receiver (penerima)

1. TransmiterMerupakan bagian yg

terhubung dengan rangkaian input atau rangkaian kontrol. Pada bagian ini terdapat sebuah LED infra merah (IR LED) yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal kepada receiver. Padatransmitter dibangun dari sebuah LED infra merah. Jika dibandingkan dengan menggunakan LED biasa, LED infra merah memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap sinyal tampak.

Cahaya yang dipancarkan oleh LED infra merah tidak terlihat oleh mata telanjang.

2. ReceiverMerupakan bagian yg terhubung dengan rangkaian output atau rangkaian beban, dan berisi komponen penerima cahaya yang dipancarkan oleh transmitter. Komponen penerima cahaya ini dapat berupa photodioda atapun phototransistor. Pada bagian receiver dibangun dengan dasar komponen phototransistor. Phototransistor merupakan suatu transistor yang peka terhadap tenaga cahaya. Suatu sumber cahaya menghasilkan energi panas, begitu pula dengan spektrum infra merah. Karena spekrum infra mempunyai efek panas yang lebih besar dari cahaya tampak, maka phototransistor lebih peka untuk menangkap radiasi dari sinar infra merah.

Deskripsi Alat

Simulasi ini bekerja menggunakan Mikrokontroler. Terdapat 4 buah pasang sensor yang ditanam dalam aspal di area gardu tol yang berfungsi mendeteksi jenis golongan kendaraan antara golongan I s/d golongan III yang kemudian golongan tersebut akan ditampilkan di layar monitor gardu tol dengan LCD 16x2. Sebagai contoh jika hanya sensor 1 & 2 yang terhalang maka diindikasikan bahwa kendaraan tersebut masuk kedalam jenis golongan (Gol I), jika sensor 1, 2 & 3 yang terhalang maka disimpan ke komputer melalui database yang sudah dibuat dengan Visual Basic dan dari total transaksi pembayaran pada memungkinkan mikrokontroler dapat mengirimkan data ke komputer lalu pembacaan data pada komputer, hasilnya dapat hari itu juga akan terhitung secara otomatis melalui Visual Basic juga.

Diindikasikan bahwa kendaraan tersebut golongan (Gol II) dan jika keempat sensor terhalang maka diindikasikan bahwa jenis golongan kendaraan tersebut adalah golongan (Gol III). Pada simulasi ini terdapat lampu Merah & Hijau pada pintu

gardu tol yang berfungsi sebagai indikator bagi kendaraan yang akan melakukan transaksi maupun setelah melakukan transaksi. Dimana jika lampu berwarna merah maka berhenti pada garis yang telah ditentukan dan bilamana lampu berwarna hijau maka kendaraan yang berada dibelakangnya dapat melakukan transaksi sesuai

antrian kendaraannya, yang kemudian data pembayaran tersebut dikirim melalui frekuensi Handy Talky (HT) secara online/update. Data yang dikirim dari gardu tol ke kantor pusat yaitu berupa waktu, jenis golongan kendaraan dan tarif pembayaran sesuai jenis golongan kendaraan.

PENUTUP

KESIMPULANSetelah melakukan perencanaan,

perancangan dan pemanfaatan sistem yang kemudian dilakukan pengujian maka dapat diambil kesimpulan, Prototype Pembayaran Tol Berbasis Mikrokontroler Dengan Input Data Handy Talky telah dapat dibuat sebuah sistem yang dapat memberikan informasi data yang dikrim dan diterima melauli Handy Talky yaitu berupa jenis golongan kendaraan dan tarif pembayaran sesuai jenis golongan kendaraan yang kemudian data tersebut dapat ditampilkan dan dimonitoring melalui PC/laptop.

Saran

Penyusun tugas akhir mempunyai beberapa saran untuk mengatasi dan melengkapi beberapa kelemahan pada penelitian sistem Monitoring Data ini, yaitu sebagai berikut :

1. Dalam menguji coba sensor cahaya dibutuhkan keakuratan pada letak antara Photo dioda dan LED.

2. Hubungan Ms Comm antara VB dan Mikron harus sesuai dengan Port Pada Mikrokontroler.

3. Jika data tidak dapat dikirim secara serial dapat di cek kembali pada bagian Mikrokontroler dan Handy Talky.

DAFTAR PUSTAKA

Andrianto, Heri. 2008. Pemrograman mikrokontroler AVR ATMEGA16 menggunakan Bahasa C (CodeVision AVR). Bandung. Informatika

Atmel Corporation. 2011. ATMEL : 8-bit AVR Microcontroller with 32Kbytes In- System Prgrammable Flash ATMega32, ATMega32L. USA. Atmel Corporation

Sadeli, Muhammad. 2008. Aplikasi Database Visual Basic 6.0 untuk Orang Awam. Palembang. Maxicom

Winoto, Ardi. 2008. Mikrokontroler AVR ATMega8/32/16/8535 dan Pemrograman dengan Bahasa C pada WinAVR. Bandung. Informatika

Jaenal. 2009. Optocoupler. http://jaenal91.wordpress.com/category/optocoupler/

Afen Sena.2010. Komunikasi Radio Telephony Menggunakan Handy Talky. http://angkasasena.blogspot.com/2010/08/komunikasi-radio-telephony-menggunakan.html