BAB IPENDAHULUAN
Latar Belakang
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 kadangmenyebabkan
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.Lampu lalu lintas adalah adalah lampu yang
mengendalikan arus lalu lintas yang terpasang di persimpangan
jalan, tempat penyeberangan pejalan kaki (zebra cross), dan tempat
arus lalu lintas lainnya. Lampu ini yang menandakan kapan kendaraan
harus berjalan dan berhenti secara bergantian dari berbagai arah.
Pengaturan lalu lintas di persimpangan jalan dimaksudkan untuk
mengatur pergerakan kendaraan pada masing-masing kelompok
pergerakan kendaraan agar dapat bergerak secara bergantian sehingga
tidak saling mengganggu antar-arus yang ada. Lampu lalu lintas
telah diadopsi di hampir semua kota di dunia ini. Lampu ini
menggunakan warna yang diakui secara universal; untuk menandakan
berhenti adalah warna merah, hati-hati yang ditandai dengan warna
kuning, dan hijau yang berarti dapat berjalan. Kita mengetahui
padatnya lalu lintas terutama dijalan raya, itu sebabnya rangkaian
lampu lalulintas sangat dibutuhkan sebagai pengatur kendaraan
dijalan, agar tidak terjadi kecelakaan lalulintas. lampu lalulintas
bukan hanya mengatur kendaraan tetapi juga membantu pejalan kaki
untuk meyeberangi jalan,itu sebabnya didekat tiang lampu lalulintas
disediakan zebra cross.Dari bentuk pengerjaan dalam rangkaian
elektronika sebuah lampu lalulintas dalam bentuk proyek dapat kita
buat secara sederhana dan mudah untuk dipahami. Telah kita ketahui
bahwa lampu lalu lintas sering kita lihat namun prinsip kerjanya
belum kita ketahui secara mendalam, diharapkan dari hasil
pengerjaan rangkaian miniatur lampu lalu lintas ini kita mampu
mengaplikasikannya dalam kehidupan kita sehari-hari. Agar kita
dapat lebih memahami cara kerja dari sistem lampu lalu lintas,
rangkaian miniatur lampu lalu lintas ini hanya dibuat untuk jalan
dengan simpang empat. Rangkaian miniatur lampu lalu lintas ini
mengontrol 6 buah LED(merah,kuning hijau) untuk arah utara,selatan
dan arah timur,barat yang selanjutnya dihubungkan ke 12 buah LED
yang terdapat pada miniatur jalan rayasimpang empat. Dengan
percobaan ini diharapkan kita dapat memahami sistem lampu lalu
lintas yang selalu kita patuhi di jalan raya. Dan juga agar kita
dapat memelajari tentang bagaimana cara pengembangan sistem lampu
lalu lintas yang biasa menjadi lampu lalu lintas yang lebih baik
lagi agar lalu lintas di jalan raya dapat lebih lancar dan tingkat
kecelakaan dapat dikurangi.
Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan Laporan Tugas Akhir Elektronika
Digital Miniatur Lampu Lalu Lintas Sederhana adalah :Kelengkapan
dalam tugas Mata Kuliah Elektronika DigitalSumbangsih untuk turut
serta berusaha dalam peningkatan mutu pendidikan dalam keteknikkan
dalam mata kuliahElektonika Digital.Upaya untuk memberikan
kemudahan dalam memahami cara kerja dari Sistem Digital.Memberikan
visualisasi terhadap cara kerja lampu lalu lintas.
BAB IIPEMBAHASAN
Lampu Lalulintas (Traffic Lights)
Lampu lalu lintas telah diadopsi di hampir semua kota di dunia
ini. Lampu ini menggunakan warna yang diakui secara universal;
untuk menandakan berhenti adalah warna merah, hati-hati yang
ditandai dengan warna kuning, dan hijau yang berarti dapat
berjalan. Kita mengetahui padatnya lalu lintas terutama dijalan
raya, itu sebabnya rangkaian lampu lalulintas sangat dibutuhkan
sebagai pengatur kendaraan dijalan, agar tidak terjadi kecelakaan
lalulintas.lampu lalulintas bukan hanya mengatur kendaraan tetapi
juga membantu pejalan kaki untuk meyeberangi jalan,itu sebabnya
didekat tiang lampu lalulintas disediakan zebra cross. Dari bentuk
pengerjaan dalam rangkaian elektronika sebuah lampu lalulintas
dalam bentuk proyek dapat kita buat secara sederhana dan mudah
untuk dipahami. Telah kita ketahui bahwa lampu lalu lintas sering
kita lihat namun prinsip kerjanya belum kita ketahui secara
mendalam, diharapkan dari hasil pengerjaan rangkaian miniatur lampu
lalu lintas ini kita mampu mengaplikasikannya dalam kehidupan kita
sehari-hari.Agar kita dapat lebih memahami cara kerja dari sistem
lampu lalu lintas, rangkaian miniatur lampu lalu lintas ini hanya
dibuat untuk jalan dengan simpang empat. Rangkaian miniatur lampu
lalu lintas ini mengontrol 6 buah LED (merah,kuning hijau) untuk
arah utara, selatan dan arah timur,barat yang selanjutnya
dihubungkan ke 12 buah LED yang terdapat pada miniatur jalan raya
simpang empat.Dengan percobaan ini diharapkan kita dapat memahami
sistem lampu lalu lintas yang selalu kita patuhi di jalan raya. Dan
juga agar kita dapat memelajari tentang bagaimana cara pengembangan
sistem lampu lalu lintas yang biasa menjadi lampu lalu lintas yang
lebih baik lagi agar lalu lintas di jalan raya dapat lebih lancar
dan tingkat kecelakaan dapat dikurangi.
B. Alat dan Bahan
B.1 Daftar AlatNoNama AlatSpesifikasi
1BateraiAlkaline
2AVO meterSunwa yA 360
3Solder220 V/ 30 W
4CutterSedang
5TangPotong dan Jeppit
6Timah0,8 mm
7Penyedot TimahAntel
B.2 Daftar BahanNoNama BahanSpesifikasi
1PCB BerlubangUkuran IC
2Protoboard
3Kabel serabut kecil
B.3 Daftar KomponenNoNama KomponenSpesifikasiJumlah
1IC NE 5551
2IC HCFI 40171
3D1 - D16IN 414816
4R11 K1
5Potensio50 K1
6R3100 1
7R4 - R15180 12
8TR1 - TR82N39048
9LED Merah4
10LED Kuning4
11LED Hijau5
12Capasitor100 uF1
13Soket IC16 Pin dan 8 pin1
14Soket Baterai1
Keterangan :1. Mengunakan IC 5552. Ground berada pada kaki 1
(GND)3. VCC kaki 8 (VCC)4. Output berada pada kaki 3 (OUT)5.
Digambar atas VCC = 5 Volt, ketika sudah digabung dengan IC HCFI
4017 maka mengunakan VCC = 9 Volt.6. R1= 1 K, Potensio = 50 K, R3=
100 , Elco = 100F, LED (warna bebas)
Gambar Bagian Skema 4017
Keterangan : Utara dan Selatan1. Hubungkan kaki 8, 13, 15 pada
Ground, kaki 16 pada VCC, dan kaki 14 pada output clock (Gambar
a1).2. Hubungkan D1, D2, D3, D4, D9, D10, D11, D12 dengan kaki
3,2,4, dan 7 untuk lampu bagian utara dan selatan, ketika anda akan
mensimulasikan menggunakan EWB (Elektronik Workbench) sebaiknya
kaki 4 IC 4017 tidak di hubungkan dioda D3dan D11, apabila
dihubungkan EWB tidak akan merespon (Eror) (Gambar a2).3. Hubungkan
Transistor 1 (TR1) dan Transistor 5 (TR5), Basis pada Dioda (D1,
D2, D3, D4, D9, D10, D11, D12 sedangkan Colektor ke VCC, maka
Emiter ke LED warna merah untuk bagian utara dan selatan (Gambar
a3).4. Hubungkan TR2dan TR6, Basis pada kaki 10, Colektor ke VCC,
dan Emiter ke LED warna Kuning untuk bagian utara dan selatan
(Gambar a4).
Keterangan :Barat dan Timur1. Kita hilangkan dahulu sejenak
mengenai gambar dari skema rangkaian bagian utara dan selatan.2.
Lalu, Hubungkan D5, D6, D7, D8, D13, D14, D15, D16dengan kaki
1,5,6, dan 9 untuk lampu bagian barat dan timur (Gambar b1)3.
Hubungkan Transistor 3 (TR3) dan Transistor 7 (TR7), Basis pada
Dioda (D5, D6, D7, D8, D13, D14, D15, D16sedangkan Colektor ke VCC,
maka Emiter ke LED warna merah untuk bagian barat dan timur (Gambar
b2).4. Hubungkan TR4dan TR8, Basis pada kaki 11, Colektor ke VCC,
dan Emiter ke LED warna Kuning untuk bagian barat dan timur (Gambar
b2).
Keterangan :Finising1. Kita Hubungkan kedua skema rangkaian
bagian utara, selatan, barat, dan timur2. Lalu, Hubungkan Emiter
TR2 dengan TR4, lihat resistor 10 yang menjadi penghubungnya
(Gambar 3).3. Hubungkan LED warna hijau (utara/selatan) pada dioda
D5, D6, D7, D8, D13, D14, D15, D16 dengan kaki 1,5,6, dan 9
ditandai dengan lingkaran merah (Gambar 3).4. Hubungkan LED warna
hijau (barat/timur) pada dioda D1, D2, D3, D4, D9, D10, D11, D12
dengan kaki 3,2,4, dan 7 ditandai dengan lingkaran kuning (Gambar
3).
Prinsip Kerja
Rangkaian miniatur lampu lalu lintas ini mengandalkan IC CD4017
sebagai decade counter dan IC NE555 sebagai timer. Selain kedua
komponen IC tersebut, pada rangkaian ini juga menggunakan
komponen-komponen elektronika lainnya, seperti resistor dioda zener
4148, transistor 2N3904, dan kapasitor 100F 50V. Dan sebagai lampu
lalu lintas pada miniatur digunakan LED merah, kuning, dan hijau.
Sebagaimana yang terlihat pada Gambar 1.Urutan pemilihan waktu
dilanjutkan IC CMOS CD4017 sebagai decade counter dan IC NE555
timer. IC NE555 berfungsi membangkitkan sinyal timer/clock(time
delay) atau sinyal osilasi. Penghitung keluaran 1 sampai 4
menggunakan 4 dioda sehingga (merah- utara/selatan) dan
(hijau-timur/barat) 4 LED ini penghitung pertama.penghitung ke
5(kaki 10) menghidupkan (kuning arah timur/barat) dan (merah arah
utara/selatan).Penghitung 6 sampai 9 juga dikontrol oleh 4 dioda
(merah- timur/barat)dan (kuning-utara/selatan). Periode waktu untuk
LED merah dan hijau 4 kali lebih lama dibandingkan dengan LED
kuning dan untuk mengatur kecepatan dengan memutar potensionya.
kedelapan dioda zener 4148 dibagi menjadi dua bagian dan masing
masing mendapat 4 input gerbang OR dari IC CD 4017.IC HCF14017BEini
mempunyai karakteristik dapat mengaktifkan salah satu bit outputnya
saja dan mampu memberikan arus sampai 10mA. Arus output ini sudah
cukup untuk menyalakan sebuah led dengan kecerahan yang cukup. IC
CMOS ini cukup baik kerjanya terutama dengan tegangan suplai yang
daerah kerjanya sangat lebar yaitu mulai 3.0 VDC sampai 18VDC.
Dalam proyek ini akan dipilih tegangan9VDC.IC 4017 yang sering
dikenal sebagai JhonsonCounterdan paling sering digunakan pada
rangkaian lampu berjalan. IC 4017 mempunyai 10 keluaran yang
tercacah secara bergilir, yaitu mulai dari O0 (pin 3) sampai dengan
O9 (pin 11). Anda bisa melihat keterangan pin IC 4017 beserta table
kebenaran pada gambar di bawah ini :
TABEL KEBENARAN IC 4017
MRCP0CP1OPERATION
HXXO0 = O5-9 = H;O1 to O9 = L
LHNCounter advances
LPLCounter advances
LLXNo change
LXHNo change
LHPNo change
LNLNo change
H = HIGH state (the more positive voltage)L = LOW state (the
less positive voltage)X = state is immaterialP = positive-going
transitionN = negative-going transitionn = number of clock pulse
transitions
Cara Kerja
Adapun cara kerja dari rangkaian miniatur lampu lalulintas ini
adalah :
1. Urutan pemilihan waktu dilanjutkan IC CMOS CD4017 sebagai
decade counter dan IC NE555 timer. IC NE555 berfungsimembangkitkan
sinyal timer/clock(time delay) atausinyal osilasi.
2. Kaki Keluaran (Output) 1 sampai 4 (Kaki 3,2,4,7) pada IC 4017
Berfungsi sebagai lampu warna merah utara/selatan selain itu juga
sebagai lampu warna hijau barat/timur.
3. Kaki Keluaran 10 pada IC 4017 menjadi keluaran bagi kuning
utara/selatan, dan kaki 11 menjadi keluaran bagi lampu kuning
barat/timur.
4. Rangkaian miniatur lampu lalu lintas ini hanya dapat mengatur
lalu lintas pada persimpangan jalan simpang empat. Pada rangkaian
ini hanya ada dua paket lampu yang bergantian menyala. Jadi agar
dapat menjadi lampu lalu lintas simpang empat pada miniatur caranya
dengan menghubungkan lampu lalu lintas yang berseberangan pada
miniatur ke satu lampu yang terdapat pada rangkaian.Sebagai contoh,
jika lampu lalu lintas arah barat menyala merah maka lampu lalu
lintas arah timur pun menyala merah lalu lampu lalu lintas arah
barat menyala hijau begitu juga dengan lampu lalu lintas arah timur
pasti akan menyala hijau. Jadi lampu yang menyala dengan warna yang
sama adalah lampu lalu lintas arah barat dengan lampu lalu lintas
arah timur dan lampu lalu lintas arah utara dengan lampu lalu
lintas arah selatan. Sedangkan pada transisi dari lampu merah ke
lampu hijau dan lampu hijau ke lampu merah lampu kuning akan
menyala secara bersamaan baik utara, selatan, barat, timur.
5. Lamanya waktu nyala lampu bukan hanya dipengaruhi oleh IC 555
saja tetapi juga dipengaruhi oleh IC 4017, perbedaan waktu selama 4
kali nyala lampu, hal ini dapat di jelaskan di dalam diagram pulsa
pewaktuan.
Ket : Pulsa warnaunguadalah pulsa dari output clockPulsa
warnabiruadalah pulsa output normal IC 4017Pulsa warnamerahadalah
pulsa lamanya lampu merah menyalaPulsa warnakuningadalah pulsa
lamanya lampu kuning menyalaPulsa warnahijauadalah pulsa lamanya
lampu hijau menyala
Karena semua dioda di beri satu keluaran yaitu warna merah maka
Q0sampai Q3menyimpan keluarannya, misalkan clock 1 masuk Q0aktif,
clock 2 masuk Q1aktif tetapi tetap menyimpan keluaran dari Q0jadi
dapat dikatan saat clock 2 Q0dan Q1aktif, proses ini terus berulang
hingga pada clock 4 dimana Q0, Q1, Q2, dan Q3aktif, dapat kita
lihat pada Pulsa warnamerahdimana lampu menyala selama 4 kali
proses aktifnya pulsa pada Q0, Q1, Q2, dan Q3.Untuk lampu hijau pun
memiliki konsep yang sama dengan lampu merah karena lampu hijau di
paralelkan pada lampu merah, ketika lampu merah utara / selatan
menyala, lampu hijau di barat / timur pun menyala dengan durasi
yang sama yaitu 4 kali proses aktifnya pulsa pada Q5, Q6, Q7, dan
Q8bisa kita lihat pada Pulsa warnahijau.untuk lampu kuning ia
memiliki durasi cukup cepat dibandingkan dengan lampu merah ataupun
lampu hijau karena hanya aktif pada Q4dan Q9dapat kita lihat pada
Pulsa warnakuning.
1. Lampu kuning akan menyala lebih terang dibandingkan lampu
hijau dan merah karena tidak terjadi pembagian arus yang besar pada
alur lampu kuning, karena dari kaki 10 atau 11 langsung ke basis,
colektor ke VCC, dan emiter ke led kuning, berbeda dengan lampu
merah atau hijau yang harus ke IC 4017, dioda, baru transistor,
lalu led.
2. Mungkin akan terjadi perbedaan ketika di simulasikan di dalam
EWB dengan praktek di protoboard, trafic light ini memiliki
kelemahan yaitu terjadi pengresetan jadi ketika lampu hijau menyala
hingga kembali lagi ke hijau setelah itu lampu akan di reset, jadi
lampu mati semua.
3. Volt yang digunakan adalah 9 volt dc, sebenarnya bisa hingga
18 volt dc tetapi itu tidak akan berpengaruh jauh terhadap cepat
atau lambatnya lampu, tetapi berpengaruh terhadap nyalanya
lampu.
BAB IIIPENUTUP
A. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat dari praktek miniatur lampu lalu
lintas sederhana :
1. Urutan pemilihan waktu dilanjutkan IC CMOS CD4017 sebagai
decade counter dan IC NE555 timer. IC NE555 berfungsimembangkitkan
sinyal timer/clock(time delay) atausinyal osilasi.2. Kaki Keluaran
(Output) 1 sampai 4 (Kaki 3,2,4,7) pada IC 4017 Berfungsi sebagai
lampu warna merah utara/selatan selain itu juga sebagai lampu warna
hijau barat/timur.3. Kaki Keluaran (Output) 6 sampai 9 (Kaki
1,5,6,9) pada IC 4017 Berfungsi sebagai lampu warna merah
barat/timur selain itu juga sebagai lampu warna hijau
utara/selatan.4. Kaki Keluaran 10 pada IC 4017 menjadi keluaran
bagi kuning utara/selatan, dan kaki 11 menjadi keluaran bagi lampu
kuning barat/timur.
B. Saran
Miniatur lampu lalu lintas ini termasuk mudah untuk di
praktekkan, mungkin terlampau sederhana, tetapi perlu ketelitian di
dalam pengerjaan, banyak pengembangan didalam lampu lalu lintas,
yang sekarang digunakan sudah merancah kedalam sistem pemograman
microcontroller. Manfaat dari hasil praktek kali ini kita dapat
mengetahui konsep dari Ic 4017, cara kerja nya, dan
kegunaannya.Semoga laporan ini dapat membangun semangat para
pembaca sekalian.