LAPORAN PRAKTIKUM
SIMULASI SISTEM KENDALI LAMPU LALU LINTAS (TRAFFIC LIGHT) BERBASIS ARDUINO UNO PADA SIMULATOR WOKWI
Disusun Oleh (Kelompok):
|
Ahmad Aura Syahrul Muharrom |
24051204203 |
|
Jeehan Kamila Muzaky |
24051204122 |
|
Yudhi D Bakkara |
24051204174 |
|
Miuvanida Klandistin |
24051204208 |
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
2026
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sistem kendali lalu lintas (traffic light system) merupakan komponen infrastruktur transportasi yang sangat penting dalam mengatur alur kendaraan di persimpangan jalan guna mencegah kemacetan dan kecelakaan. Pengoperasian lampu lalu lintas secara otomatis bekerja berdasarkan urutan pewaktuan (timing sequence) yang presisi untuk tiga indikator warna utama: merah (tanda berhenti), kuning (tanda bersiap/transisi), dan hijau (tanda berjalan).
Dalam bidang teknik sistem tertanam (embedded system) dan teknik elektro, implementasi kendali pewaktuan lampu lalu lintas secara digital umumnya menggunakan papan mikrokontroler seperti Arduino Uno. Mikrokontroler ini mengontrol penyalaan tiga komponen Light Emitting Diode (LED) secara berurutan melalui sinyal keluaran digital (digital output) dan pewaktuan tunda (delay function). Setiap LED dihubungkan dengan resistor pembatas arus guna menjaga efisiensi serta arus kerja safe-operating area komponen.
Untuk mempelajari konsep dasar pengkodean logika sekuensial dan perancangan skematik tanpa membutuhkan perangkat keras fisik, platform simulator berbasis cloud Wokwi menjadi sarana pembelajaran yang ideal. Simulator Wokwi memungkinkan perancangan skematik rangkaian, pemasangan LED dan resistor, serta eksekusi kode C/C++ secara real-time. Praktikum ini bertujuan untuk merancang, mensimulasikan, dan menganalisis sistem kendali lampu lalu lintas berbasis Arduino Uno pada platform simulator Wokwi.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, rumusan masalah dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana merancang skematik pengkabelan tiga buah LED (merah, kuning, hijau) dan resistor pembatas arus ke pin digital Arduino Uno pada simulator Wokwi?
2. Bagaimana mengimplementasikan program C/C++ pada Arduino IDE untuk mengatur siklus penyalaan dan pewaktuan lampu lalu lintas secara otomatis?
3. Bagaimana menganalisis alur kerja sistem dan durasi pewaktuan transisi sinyal lampu merah, kuning, dan hijau berdasarkan fungsi delay()?
1.3 Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari pelaksanaan praktikum ini adalah:
1. Memahami konfigurasi pin digital I/O pada papan Arduino Uno sebagai mode keluaran (OUTPUT).
2. Mampu merangkai tiga LED (merah, kuning, hijau) dengan resistor pembatas arus 220Ω pada simulator Wokwi.
3. Mengimplementasikan fungsi digitalWrite() dan delay() untuk mengendalikan sekuensi transmisi sinyal lampu lalu lintas secara otomatis.
4. Menganalisis siklus pewaktuan sekuensial (10 detik merah, 2 detik kuning, 10 detik hijau) dalam satu periode kerja sistem.
1.4 Manfaat Praktikum
Manfaat yang diharapkan dari praktikum ini meliputi:
• Manfaat Teoretis: Memperdalam pemahaman teoretis mengenai pemrograman logika sekuensial mikrokontroler, pewaktuan digital, dan perhitungan arus resistor pembatas LED.
• Manfaat Praktis: Memberikan keterampilan praktis dalam merancang prototipe sistem kendali otomatis lalu lintas secara virtual sebelum diimplementasikan pada perangkat keras fisik (hardware).
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Simulator Wokwi
Wokwi adalah platform simulasi elektronik berbasis web yang dirancang untuk menguji proyek mikrokontroler secara real-time. Wokwi mendukung berbagai mikrokontroler populer seperti Arduino Uno, Arduino Mega, ESP32, dan Raspberry Pi Pico. Simulator ini memungkinkan pembuatan skematik interaktif, penulisan kode program C/C++, dan visualisasi indikator LED langsung di peramban web tanpa memerlukan instalasi perangkat lunak eksternal.
2.2 Arduino Uno (ATmega328P)
Arduino Uno merupakan papan pengembang mikrokontroler berbasis chip ATmega328P. Papan ini memiliki 14 pin I/O digital yang dapat dikonfigurasi sebagai INPUT atau OUTPUT melalui fungsi pinMode(). Setiap pin digital mampu mengalirkan atau menerima arus hingga 40 mA dengan tegangan logika HIGH sebesar 5V dan LOW sebesar 0V (GND). Dalam praktikum ini, pin digital 2, 3, dan 4 difungsikan sebagai pin keluaran digital untuk mengendalikan LED merah, kuning, dan hijau.
2.3 Light Emitting Diode (LED) dan Resistor Pembatas Arus
Light Emitting Diode (LED) adalah komponen semi-konduktor p-n junction yang memancarkan cahaya monopolar ketika dialiri arus searah pada kondisi bias maju (forward bias). Kaki anoda dihubungkan ke tegangan positif (pin digital Arduino), sedangkan kaki katoda dihubungkan ke ground (GND). Untuk mencegah arus berlebih yang dapat merusak LED atau mikrokontroler, resistor pembatas arus (current-limiting resistor) dipasang secara seri. Pada praktikum ini digunakan resistor bernilai 220Ω, yang membatasi arus LED pada kisaran 10–15 mA.
2.4 Sistem Kendali Sekuensial Lampu Lalu Lintas
Sistem kendali sekuensial lampu lalu lintas bekerja dengan membagi waktu operasi ke dalam tiga fase utama:
• Fase Merah: Memberikan sinyal bagi kendaraan untuk berhenti penuh.
• Fase Kuning: Memberikan sinyal transisi agar kendaraan bersiap-siap berhenti atau mengosongkan persimpangan.
• Fase Hijau: Memberikan sinyal bagi kendaraan untuk melintas.
Dalam pemrograman mikrokontroler, urutan ini diatur di dalam fungsi pengulangan utama loop() secara berurutan tanpa henti (infinite loop).
2.5 Fungsi Pewaktuan delay() dan Manipulasi Sinyal Digital
Fungsi digitalWrite(pin, value) digunakan untuk mengubah kondisi logika pin digital menjadi HIGH (5V, LED menyala) atau LOW (0V, LED padam). Fungsi delay(ms) menghentikan sementara eksekusi program selama jumlah milidetik yang ditentukan (misalnya 10000 ms = 10 detik), menjaga kondisi LED tetap menyala atau padam sesuai urutan algoritma.
BAB 3
PEMBAHASAN
3.1 Alat dan Bahan
Rincian komponen hardware virtual dan software yang digunakan dalam praktikum ini ditunjukkan pada Tabel 3.1:
|
No |
Komponen / Software |
Spesifikasi |
Jumlah |
|
1 |
Arduino Uno R3 |
ATmega328P, 16 MHz, 5V |
1 Unit |
|
2 |
LED Merah |
Standard 5mm Red LED |
1 Unit |
|
3 |
LED Kuning |
Standard 5mm Yellow LED |
1 Unit |
|
4 |
LED Hijau |
Standard 5mm Green LED |
1 Unit |
|
5 |
Resistor Pembatas Arus |
220 Ohm, 1/4 Watt |
3 Unit |
|
6 |
Simulator Wokwi |
Cloud-based Embedded Simulator |
1 Environment |
3.2 Rangkaian dan Perkabelan (Pin Mapping)
Pemetaan koneksi fisik antar komponen dengan papan Arduino Uno disajikan dalam Tabel 3.2:
|
Komponen |
Pin Komponen |
Pin Arduino Uno |
Keterangan Fungsi |
|
|
LED Merah |
Anoda (+ via Resistor 220Ω) |
Pin Digital 2 |
Sinyal Keluaran Lampu Merah |
|
|
LED Merah |
Katoda (-) |
GND |
Ground Reference |
|
|
LED Kuning |
Anoda (+ via Resistor 220Ω) |
Pin Digital 3 |
Sinyal Keluaran Lampu Kuning |
|
|
LED Kuning |
Katoda (-) |
GND |
Ground Reference |
|
|
LED Hijau |
Anoda (+ via Resistor 220Ω) |
Pin Digital 4 |
Sinyal Keluaran Lampu Hijau |
|
|
LED Hijau |
Katoda (-) |
GND |
Ground Reference |
|
|
|
||||
3.3 Kode Program Arduino
Berikut adalah listing kode program C/C++ yang digunakan untuk simulasi kendali lampu lalu lintas:
|
int merah = 2; |
3.4 Cara Kerja Sistem dan Alur Eksekusi
Alur eksekusi logika sistem kendali lampu lalu lintas dijelaskan dalam tahapan sebagai berikut:
1. Inisialisasi Variabel dan Mode Pin (setup()): Deklarasi variabel integer merah = 2, kuning = 3, dan hijau = 4 mengaitkan nama warna lampu dengan pin digital Arduino. Di dalam fungsi setup(), ketiga pin dikonfigurasi sebagai mode OUTPUT menggunakan fungsi pinMode().
2. Fase Lampu Merah (Berhenti): Pada fungsi loop(), perintah digitalWrite(merah, HIGH) menyalakan LED merah. Fungsi delay(10000) menahan LED merah tetap menyala selama 10.000 ms (10 detik). Setelah waktu tunda selesai, digitalWrite(merah, LOW) memadamkan LED merah.
3. Fase Lampu Kuning (Transisi): Sistem melanjut ke perintah digitalWrite(kuning, HIGH) untuk menyalakan LED kuning selama 2.000 ms (2 detik) via delay(2000), sebelum kemudian memadamkannya kembali dengan digitalWrite(kuning, LOW).
4. Fase Lampu Hijau (Berjalan): Selanjutnya, digitalWrite(hijau, HIGH) menyalakan LED hijau selama 10.000 ms (10 detik) via delay(10000), lalu dipadamkan dengan digitalWrite(hijau, LOW).
5. Pengulangan Sekuensial Otomatis: Setelah fase hijau selesai, fungsi loop() kembali mengeksekusi awal program (Fase Merah), sehingga siklus lampu lalu lintas terus berulang secara kontinu.
BAB 4
HASIL SIMULASI DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Fase Lampu Merah Menyala
Pada fase pertama siklus, Pin Digital 2 mengeluarkan sinyal HIGH (5V). LED merah menyala terang dan bertahan selama 10 detik penuh. LED kuning dan LED hijau berada dalam posisi padam (LOW).
|
|
4.2 Pengujian Fase Lampu Kuning Menyala
Setelah LED merah padam, Pin Digital 3 secara otomatis aktif HIGH. LED kuning menyala sebagai tanda peringatan/transisi selama 2 detik penuh sebelum padam.
|
|
4.3 Pengujian Fase Lampu Hijau Menyala
Tepat setelah LED kuning padam, Pin Digital 4 aktif HIGH. LED hijau menyala memberi sinyal melintas selama 10 detik penuh sebelum sistem kembali mengulang ke siklus lampu merah.
|
|
4.4 Analisis Pewaktuan Sistem (Timing Analysis)
Tabel 4.1 menyajikan rincian alokasi waktu eksekusi untuk satu periode siklus lengkap kendali lampu lalu lintas:
|
Fase Sinyal |
Status LED Menyala |
Fungsi Pewaktuan |
Durasi (ms / detik) |
|
Fase 1 (Berhenti) |
LED Merah (Pin 2 HIGH) |
delay(10000) |
10.000 ms (10 Detik) |
|
Fase 2 (Transisi) |
LED Kuning (Pin 3 HIGH) |
delay(2000) |
2.000 ms (2 Detik) |
|
Fase 3 (Berjalan) |
LED Hijau (Pin 4 HIGH) |
delay(10000) |
10.000 ms (10 Detik) |
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perancangan, pengkodean, dan simulasi pada platform Wokwi, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Simulasi sistem kendali lampu lalu lintas berbasis Arduino Uno dengan tiga LED (merah, kuning, hijau) dan resistor pembatas arus 220Ω berhasil dirancang dan berfungsi dengan sempurna pada Wokwi.
2. Penggunaan pin digital 2 (merah), 3 (kuning), dan 4 (hijau) sebagai keluaran digital (OUTPUT) terkonfigurasi dengan tepat melalui fungsi pinMode().
3. Pewaktuan sekuensial sistem bekerja secara stabil dengan urutan: Lampu Merah menyala 10 detik, Lampu Kuning menyala 2 detik, dan Lampu Hijau menyala 10 detik dalam satu siklus total 22 detik.
4. Fungsi digitalWrite() dan delay() mampu mengeksekusi transisi sinyal lampu secara tepat tanpa terjadi pembacaan tumpang tindih (*overlap*).
5.2 Saran
Beberapa saran untuk pengembangan praktikum ini di masa mendatang meliputi:
1. Pengembangan Rangkaian: Menambahkan sensor penyeberangan jalan (Push Button) agar durasi lampu hijau dapat diaktifkan berdasarkan masukan pejalan kaki (Pedestrian Traffic Light).
2. Optimasi Kode Program: Mengganti fungsi delay() dengan teknik non-blocking millis() agar mikrokontroler dapat melakukan tugas multitasking tanpa mengalami pembekuan program (*blocking*).
DAFTAR PUSTAKA
Mohammad Nasirullah. (2025, 19 Agustus). Simulasi Lampu Lalu Lintas Arduino di Wokwi | Tutorial Paling Gampang! [Video]. YouTube. http://www.youtube.com/watch?v=jzZOMEiiQaw
Arduino. (2023). Arduino Uno Rev3 hardware documentation and pinout guide. Arduino Reference Manual. https://docs.arduino.cc/hardware/uno-rev3
Kadry, S. (2018). Microcontroller programming and interfacing with Texas Instruments MSP430FR2433 & Arduino. Springer Publishing.
Wokwi. (2024). Wokwi simulator documentation: Arduino Uno & LED peripherals. Wokwi Documentation Center. https://docs.wokwi.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar