Dana 1 dan Panggalo 2 , Adalah Dosen Teknik Elektro Politeknik Negeri Kupang

## RANCANG BANGUN SISTEM TRAFFIC COUNTING DAN DETEKSI KECEPATAN KENDARAAN BERBASISKAN WIRELESS SENSOR NETWORK (WSN)
Sumartini Dana 1 dan Indranata Panggalo 2
Abstrak :
Permasalahan lalu lintas telah menjadi sebuah masalah yang sangat serius bagi perkotaan. Jaringan jalan yang tidak memiliki konsep jaringan yang memadai, mengakibatkan pilihan rute menuju suatu kawasan menjadi terbatas sehingga beban jalan-jalan tertentu menjadi sedemikian padatnya. Hal ini diperparah dengan jumlah kendaraan yang terus meningkat Pembuatan  sistem  untuk  klasifikasi,  counting  kendaraan  dan  kecepatan  rata-rata menggunakan AMR sensor, seluruh pemrosesan  dilakukan di  mikrokontroler.  Metode  yang digunakan  untuk  klasifikasi  kendaraan,  menggunakan decision  tree dengan  algoritma pembangunnya C4.5. Data result dikirimkan ke komputer menggunakan media wireless zigbee , secara point to point , tiap 5 menit. Interface sederhana di komputer akan menampilkan total volume kendaraan, jumlah klasifikasi kendaraan berdasarkan group dan kecepatan rata-rata. Hasil pengujian sistem untuk klasifikasi kendaraan, berdasarkan besarnya persentasi error dibandingkan dengan perhitungan secara manual. Sedangkan untuk pengiriman data, berdasarkan delay per jarak dan jarak maksimal pengiriman data yang diterima dengan baik. Kata Kunci : Traffic Counting, Deteksi Kecepatan Kendaraan, Wireless Sensor Network

## I.  PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Permasalahan  lalu  lintas  telah  menjadi sebuah  masalah  yang  sangat  serius  bagi perkotaan. Jaringan jalan yang tidak memiliki konsep jaringan yang memadai, mengakibatkan pilihan  rute  menuju  suatu  kawasan  menjadi terbatas  sehingga  beban  jalan-jalan  tertentu menjadi  sedemikian  padatnya.  Hal  ini diperparah dengan jumlah kendaraan yang terus meningkat. Berbagai  upaya  telah  dilakukan  oleh pemerintah  untuk  mengatasi/mengurangi kemacetan, baik dengan efisiensi terhadap jalan yang  sudah  ada  ataupun  penambahan  model transportasi umum. Proses efisiensi penggunaan
jalan,  salah  satunya  dengan  manajemen  lalu lintas terhadap infrastruktur yang ada mulai dari pengaturan rute satu jalur,  jalur berbayar dan sebagainya. Dalam  hal pengaturan rute,  dinas terkait  akan  menempatkan  petugas  untuk memantau/menghitung tingkat kepadatan lalu lintas  di  tempat  tertentu,  sehingga  bisa didapatkan  sebuah  data  yang  valid  untuk pengambilan  keputusan  selanjutnya,  baik  itu pengaturan  rute  maupun  penentuan  durasi lampu hijau di traffic light . Untuk memperoleh data  volume  kendaraan  di  jalan  raya,  sering masih  dilakukan  secara  manual.  Metode perhitungan  dengan  cara  ini  akan  sangat melelahkan  bagi  petugas  dan  kemungkinan duplikasi data dapat terjadi.
Salah satu poin penting dalam pengaturan lalu lintas tersebut adalah di persimpangan [1], atau bagaimana cara  mengelola  lalu  lintas  di persimpangan yaitu menggunakan traffic light .
Pada  beberapa  system traffic  light ,  lama penyalaan lampu hijau dan merah masih statis, dimana saat waktu padat kendaraan maupun sepi kendaraan adalah sama. Pada kota-kota besar telah  menggunakan Automatic  Traffic  Light Control System (ATCS), dimana lama penyalaan lampu  hijau  secara  otomatis  berdasarkan kepadatan  lalu lintas. Tingkat  kepadatan  lalu lintas dihitung  secara  otomatis  menggunakan sensor atau camera counting . Berbagai  metode  digunakan  dalam pembuatan  sistem  deteksi  kendaraan  secara otomatis,  metode  tersebut  dibagi  dalam  dua group yaitu intrusive maupun non-intrusive [7]. Sensor  yang intrusive ,  biasanya  langsung dipasang dibadan jalan raya, dengan membuat lubang  sebagai  tempat  peletakan  alat/sensor. Contoh  yang intrusive : inductive loops , magnetometers , micro-loop probes , pneumatic road tubes , piezoelectric,  weigh-in-motion sensors dll.  Metode non-intrusive ,  tidak dipasang/ditanam di jalan raya tetapi disisi jalan, sehingga mudah dalam instalasi dan perawatan. contohnya : video image processing , acoustic sensor , microwave  radar , ultrasonic  sensor , active dan passive sensor , magnetic sensor dll. Dalam  implementasinya,  perlu  ada pertimbangan  yang  matang  dalam  pemilihan metode,  salah  satu  pertimbangannya  yaitu mengenai sumber energinya (listrik), contohnya untuk perhitungan kendaraan berbasis kamera, memerlukan  sumber  energy yang besar,  baik untuk  power  kamera  itu  sendiri  maupun pencahayaan (malam hari). Pertimbangan yang lain  adalah  media  komunikasi  antara  sensor dengan pusat sebagai pengolah data. Sehingga dalam  penelitian  ini,  penulis  ingin  membuat sebuah embedded  system untuk  mengajukan suatu  alternative  dalam  menghitung  jumlah kendaraan  sekaligus  kecepatan  kendaraan. System  ini  menggunakan  sensor anisotropic magneto-resistive (AMR)  dengan  media
komunikasi  antara  sensor  dengan server/ komputer berbasis wireless , yaitu menggunakan zigbee (802.15.4).

## 1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan  latar  belakang  maka dirumuskan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang dan membuat sebuah sistem  yang  dapat  menghitung  volume kendaraan  dan kecepatan rata-rata  secara otomatis, efisien dengan sumber energi yang kecil ( batterai ) menggunakan AMR Sensor type HMC1001, mikrokontroler ATmega 16.
2. Bagaimana  mengirimkan  data  dari mikrokontroler  ke  server/komputer menggunakan  jaringan wireless ( zigbee /
802.15.4).
3. Membuat  tampilan  sederhana  pada komputer,  yang  menampilkan  volume kendaraan  dan kecepatan  rata-rata dalam waktu tertentu.

## 1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan  penelitian  ini  adalah  dapat mengembangkan  kinerja  sistem  menghitung volume  kendaraan  dan  kecepatan  rata-rata kendaraan secara otomatis yang efisien dengan sumber energi dari batterai menggunakan AMR sensor  dan  mikrokontroler,  dengan  media komunikasi ke server/komputer secara wireless . Diharapkan  hasil  penelitian  ini  juga  dapat dijadikan pertimbangan dinas/operator terkait, sehingga meringankan pekerjaan mereka untuk menghitung jumlah kendaraan dan menghitung kecepatan rata-rata kendaraan persatuan waktu secara  otomatis.  Dan  juga  sebagai  sistem pemberi input data bagi ATCS secara real time sehingga  durasi  penyalaan  lampu  hijau  dan merah  pada  system traffic  light yang  ada menjadi dinamis.

## 1.4 Batasan Masalah
- Proses counting kendaraan  dan  kecepatan rata-rata dilakukan di mikrokontroler. Hasil dikirimkan secara wireless ke komputer tiap 5 menit.  31 Dana 1 dan Panggalo 2 , Rancang Bangun Sistem Traffic Counting Dan Deteksi Kecepatan Kendaraan Berbasiskan Wireless Sensor Network (WSN)
- Sistem bekerja untuk pemantauan pada satu lajur saja dan pemasangan sensor diatas jalan (dibawah kendaraan).

## II.  TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Anisotropic Magneto-Resistive
(AMR) Sensor
Sensor AMR merupakan salah satu jenis sensor yang baik untuk melakukan penginderaan terhadap perubahan medan magnet bumi, baik itu pengukuran posisi linear dan sudut dan juga perpindahan pada medan magnet bumi. Sensor AMR terbuat dari besi nikel-( Permalloy ), thin film diendapkan pada wafer silikon dan berpola sebagai strip  resistif [4].  Sifat thin  film ini menyebabkan sensor dapat mengubah resistensi 2-3%  dengan  adanya  medan  magnet. Konfigurasi  resistor  dalam  sensor  dibuat terhubung  membentuk  jembatan wheatstone
sehingga besar dan  arah medan magnet pada sumbu  tunggal  dapat  diukur.  Dan  elemen sensitive digabungkan kedalam jembatan untuk meningkatkan sensifitas pengukuran, sehingga sensor akan segera bereaksi menyalurkan arus terhadap perubahan medan magnet.
Kemampuan  sensor  dengan  konsumsi daya kecil, biaya yang rendah, sensivitas tinggi, ukuran kecil, kekebalan terhadap noise , mudah dirakit dan kehandalannya membuat sensor ini memiliki banyak keunggulan. Sehingga sensor ini banyak digunakan dalam aplikasi :
 Kontrol Railroad Crossing untuk kereta api.
 Drive Through Retail (Banking, Fast-Food)
 Pintu otomatis / gerbang otomatis
 Monitoring lalu lintas (kecepatan, arah)
 Deteksi parker
 Parking Meters Umumnya kendaraan dibuat dari  bahan logam,  sehingga  saat  kendaraan  melewati wilayah tertentu maka kendaraan tersebut akan melakukan turbulensi pada medan magnet bumi [5]. Pada Gambar 2.1, menunjukan sebuah flux medan magnet bumi yang akan terlewati oleh sebuah  objek  (mobil),  ketika  objek  tersebut memasuki area medan magnet maka flux medan terbut akan mengalami  turbulensi, perubahan
turbulensi ini  yang  akan  dibaca  oleh  sensor. Perubahan turbulensi medan magnet bumi hanya dapat dipengaruhi oleh objek yang mengandung logam  contoh  mobil,  motor,  kereta  api  dan pesawat.
Gambar 2.1 : Medan Magnet Bumi Terpengaruh oleh Mobil [4]
Pada Gambar 2.2, merupakan ilustrasi dari sinyal output dari  sensor AMR.  Pada  saat kendaraan  memasuki  area coverage  sensor , maka sensor akan mengeluarkan output sinyal analog dengan nilai amplitude voltage tertentu (berbanding lurus dengan besar objek) terhadap waktu. Sinyal analog dari sensor akan didigitasi pada ADC  (Gambar  2.3)  untuk  mendapatkan parameter  tegangan  tertentu,  selanjutnya diproses pada MCU/Komputer. Objek
+ Medan Magnet Bumi =  32 Jurnal Ilmiah

## FLASH Volume 1
Nomor 1    Desember  2015
Gambar 2.2 : Kurva Output Sensor AMR [8] Gambar 2.3 : Output Digitasi Kurva di ADC [8] Pada Gambar 2.4, memberikan ilustrasi perbedaan  antara  pengukuran  menggunakan sensor lain (suhu, tekanan, ketegangan, cahaya) dengan  sensor  magnetic. Output dari  sensor konvensional    akan  langsung  melaporkan parameter  yang  diinginkan.  Berbeda  dengan sensor magnetik, sensor ini mendeteksi secara tidak langsung  dengan mengambil perubahan parameter.  Setelah  sensor merasakan adanya perubahan  medan  magnet  dan mengeluarkan
parameter-parameter  tegangan  yang  berubah tersebut,  sinyal  keluaran  membutuhkan beberapa  pemrosesan  sinyal  untuk menerjemahkan output sensor  ke  dalam nilai parameter yang diinginkan. Selanjutnya seluruh data digitasi tersebut diproses (MCU/Komputer) sesuai  dengan  tujuannya  dengan  algoritma tertentu untuk pemanfaatan selanjutnya.
Gambar 2.4 : Conventional vs. Magnetic Sensing [12] 2.2   Mikrokontroler ATmega16 AVR  merupakan  seri  mikrokontroler Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor (CMOS) 8- bit buatan Atmel berbasis arsitektur RISC (Reduced  Instruction  Set  Computer ). Hampir  semua  instruksi  pada  program dieksekusi  dalam  satu  siklus clock . AVR mempunyai 32 register general-purpose , timer/ counter fleksibel  dengan  mode compare , interupsi internal dan eksternal , serial UART, programmable Watchdog Timer , power saving mode , ADC dan PWM. AVR pun mempunyai In -System Programmable (ISP) Flash on-chip yang  mengijinkan  memori  program  untuk diprogram  ulang ( read/write ) dengan koneksi secara  serial  yang  disebut Serial  Peripheral Inteface (SPI).
AVR memiliki beberapa keunggulan yaitu kecepatan dalam mengeksekusi program  yang lebih  cepat,  karena  sebagian  besar  instruksi dieksekusi dalam  1  siklus clock (lebih  cepat dibandingkan mikrokontroler keluarga MCS 51 Magnetic Signal
A m pl itu de Time Hill Paterns Time  33 Dana 1 dan Panggalo 2 , Rancang Bangun Sistem Traffic Counting Dan Deteksi Kecepatan Kendaraan Berbasiskan Wireless Sensor Network (WSN)
yang memiliki  arsitektur Complex Intrukstion Set  Compute ),  mempunyai throughput mendekati  1 Millions Instruction Per Second (MIPS) per MHz, sehingga membuat konsumsi daya menjadi rendah terhadap kecepatan proses eksekusi perintah. Beberapa  fitur  dari AVR ATMEGA16 antara lain:
1. Mikrokontroler AVR 8 bit yang memilliki kemampuan tinggi dengan konsumsi daya rendah
2. Arsitektur  RISC  dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16 MHz
3. Memiliki kapasitas Flash memori 16 Kbyte, EEPROM 512 Byte dan SRAM 1 Kbyte
4. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D 5. CPU yang terdiri dari 32 buah register 6. Unit interupsi dan eksternal
7. Port USART untuk komunikasi serial 8. Fitur peripheral
 Tiga  buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan ( compare )
 Dua buah Timer/Counter 8 bit dengan Prescaler terpisah dan Mode Compare
 Satu buah Timer/Counter 16 bit dengan Prescaler terpisah, Mode Compare dan Mode Capture
Untuk  menentukan  berapa  timer  value yang  harus  diisikan  ke  TCNT  agar menghasilkan  waktu  timer  yang diinginkan,  dapat  dihitung  dengan persamaan sbb: Timer 8 bit: TCNT=(FF+1) - ((Ttimer x fCLK)/N) Timer 16 bit: TCNT=(FFFF+1) - ((Ttimer x fCLK)/N)  Real  Time  Counter dengan Oscillator tersendiri
 Empat kanal PWM
 8 kanal ADC  8 Single-ended  Channel dengan keluaran hasil konversi 8 dan 10 resolusi (register ADCH dan ADCL)  7 Diferrential  Channel hanya  pada kemasan Thin Quad Flat Pack (TQFP)  2 Differential  Channel dengan Programmable Gain  Antarmuka Serial  Peripheral  Interface (SPI) Bus
 Watchdog  Timer dengan Oscillator Internal  On-chip Analog Comparator
9. Non-volatile program memory
Gambar 2.5 : Konfigurasi Kaki ( pin ) ATMEGA16 [18]

## 2.3 Zigbee (802.15.4)
Zigbee merupakan padanan kata Zig dan Bee . Zig berarti gerakan zig-zag dan Bee berarti lebah. Zigbee memiliki sifat komunikasi yang mirip dengan komunikasi diantara lebah yang melakukan  gerakan-gerakan  tidak  menentu dalam menyampaikan informasi adanya madu ke  lebah  yang  satu  ke  lebah  yang  lainnya  . Spesifikasi Zigbee adalah  untuk  protokol komunikasi tingkat tinggi  yang menggunakan radio  digital  yang  kecil  dan  berdaya  kecil.
 34
Jurnal Ilmiah

## FLASH Volume 1
Nomor 1    Desember  2015
ZigBee mengacu pada standard IEEE 802.15.4 (2003)  yang  berhubungan  dengan wireless personal  area  networks  ( WPANs).  Contoh WPANs antara lain wireless headphones yang terhubung  dengan  telepon  genggam  melalui radio jarak dekat. Teknologi  yang  memenuhi  spesifikasi
ZigBee  dimaksudkan  untuk  membuat  lebih simpel dan tidak lebih mahal dari WPANs lain, seperti Bluetooth . Zigbee difokuskan  pada penggunaan radio  frequency yang membutuhkan kecepatan transfer rendah, hemat daya, dan jaringan yang aman.
Tujuan utama penggunaan Zigbee adalah untuk  penggunaan  umum,  tidak  mahal,  dan dapat mengatur jaringan yang dapat digunakan untuk pengendali industri, embedded sensing , kumpulan data medis, sistem alarm keamanan, dan lain-lain. Contohnya antara lain :
 Home  entertainment dan  kontrol  :  sistem penerangan  cerdas,  kontrol  suhu  dan keamanan.
 Layanan  bergerak : m-payment ,  monitoring dan kontrol.
 Bangunan  komersial:  monitoring  energi, penerangan dan kontrol akses.
 Pabrik/industri : kontrol proses, managemen aset, managemen energi.
Gambar 2.6  adalah gambar zigbee merk Xbee pro series 2, yang merupakan produk dari Digi.
Gambar 2.6 : XBee Seri 2 Wire Antenna Zigbee memiliki 3 topologi model jaringan yaitu topologi Star , Mesh ( Peer to Peer ) serta Cluster Tree .  Gambar  2.8,  jenis  topologi jaringan pada zigbee .
Gambar 2.7 : Topologi Jaringan pada Zigbee [11]
- Pada  topologi star komunikasi  dilakukan antara  perangkat  dengan  sebuah  pusat pengontrol  tunggal,  disebut  sebagai koordinator PAN ( Personal Area Network ). - Dalam topologi mesh / peer to peer juga hanya ada satu koordinator PAN. Berbeda dengan topologi star ,  setiap  perangkat  dapat berkomunikasi satu sama lain sepanjang ada dalam jarak jangkauannya. Peer to peer dapat berupa ad  hoc,  Self-organizing dan self healing . - Cluster tree menggunakan gabungan topologi star dan  topologi mesh ,  dengan menggabungkan  keduanya  mempunyai keuntungan keandalan tingkat tinggi. Zigbee dapat  melakukan  komunikasi dengan 65000 node zigbee dalam waktu yang bersamaan dengan metode komunikasi multihop ad-hoc tanpa harus melakukan pengaturan apa pun padanya.  Jenis komunikasi dalam bentuk bintang  ( star )  maupun  pohon  ( tree )  dapat dilakukan sesama zigbee tanpa memerlukan base  station atau access  point , sehingga dapat melakukan komunikasi secara acak ( mesh network ).
 35 Dana 1 dan Panggalo 2 , Rancang Bangun Sistem Traffic Counting Dan Deteksi Kecepatan Kendaraan Berbasiskan Wireless Sensor Network (WSN) Star Cluster Tree Mesh PAN Coordinator Full Function Device Reduced Function Device
Karena zigbee memiliki  protocol  stack yang  sangat  sederhana, zigbee dapat mengirimkan  data  sepanjang  127  huruf  (127 byte ) saja. Data sekecil ini sangat bisa dikirim oleh zigbee yang  memiliki  kecepatan pengiriman  250kbps,  dan  dapat  mengurangi beban host CPU. Bila pada bluetooth minimal dibutuhkan komputer mikro 32 bit, maka dengan zigbee hanya membutuhkan komputer mikro 4 atau  8  bit  saja.  Selain  itu, bluetooth membutuhkan waktu inisialisasi sistem puluhan detik, sementara zigbee hanya  membutuhkan
30ms  (sedangkan  dari  kondisi  tidur/sleep sampai bangunnya hanya perlu 15 ms) saja. Ini sangat cocok untuk peralatan-peralatan sensor yang  membutuhkan operasi kecepatan  waktu
ON/OFF - nya tinggi.

## 2.4  Metode Deteksi Kendaraan
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mendeteksi kendaraan. Pendeteksian kendaraan biasanya    untuk counting ,  klasifikasi, plate recognition ,  kecepatan  dan parking .  Khusus penelitian  yang  sekaligus counting dan kecepatan rata-rata pada sebuah lajur, juga telah dilakukan,  baik  itu  yang  berbasis  kamera maupun sensor dengan metode/algoritma yang berbeda-beda. Model-model tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan. Untuk counting dan kecepatan kendaraan yang  menggunakan  sensor  induktif,  ada beberapa jenis sensor yang pernah digunakan dalam  penelitian  tersebut.  Berdasarkan  sifat masing-masing  sensor,  maka  pemasangan/ instalasi  di  lapangan  akan  mengikuti karakteristik  sensor  tersebut.  Dibawah  ini, penulis sedikit menjelaskan contoh  penelitian yang menggunakan magnetic sensor .
2.4.1 Counting Kendaraan
Dalam  penelitian  yang  dilakukan  oleh
Sing Yiu Cheung dkk, untuk counting kendaraan sangat bagus karena mencapai 99%. Error 1% tersebut  karena kendaraan  yang  datang  tidak
melewati tepat  diatas sensor yang dipasang di jalan.  Ini  menunjukan  bahwa AMR  sensor tersebut  sangat  sensitive,  dimana  dapat mendeteksi keberadaan kendaraan dengan baik. Tetapi  yang  menjadi  kekurangan  dalam penelitian tersebut, tidak menganalisis prediksi jarak maksimal terdekat antara kendaraan yang saling  menyusul.  Disamping  itu  jenis  sensor yang  digunakan  dari  tipe  mempunyai  sudut pengambilan  magnet  pada  bidang  Z  dan  X, sedangkan yang akan digunakan oleh  penulis dalam penelitian ini hanya bidang Z.

## 2.4.2 Kecepatan Kendaraan
Untuk mendeteksi kecepatan  kendaraan menggunakan  sensor,  maka  biasanya menggunakan  2  buah  sensor  yang  dipasang secara garis lurus mengikuti arah jalan, dengan jarak  tertentu  antara  sensor.  Saat  kendaraan terdeteksi  sensor  1  maka  perhitungan  waktu dimulai. Timing akan berhenti saat kendaraan telah  terdeteksi  di  sensor  2.  Berdasarkan perbandingan jarak antar sensor dan waktu yang dibutuhkan kendaraan dari sensor 1 mencapai sensor  2,  maka  akan  didapatkan  kecepatan kendaraan tersebut.  Pada penelitian terdahulu yaitu Taghvaeeyan  dan  Rajamani [12], jarak antara sensor yaitu 0,9 meter dan Ondrej Karpis [2] pada jarak 2 meter. Dalam penelitian  ini, penulis akan  mencari jarak  yang tepat  antara sensor  agar  dapat  disesuaikan  dgn  system penghitungan  jumlah  kendaraan  yaitu mendapatkan jarak  maksimal  terdekat  antara kendaraan yang saling menyusul.

## III. METODE PENELITIAN
Pembuatan  sistem counting jumlah kendaraan dan kecepatan rata-rata akan terdiri dari beberapa tahapan. Tahapan tersebut adalah perancangan  dan  pembuatan  sistem, pengambilan  sampel  dan analisa,  pembuatan program, pengujian sistem, analisa hasil. Ke-4 tahapan  implementasi  ini  dapat  digambarkan pada gambar 3.1.
 36
Jurnal Ilmiah

## FLASH Volume 1
Nomor 1    Desember  2015
Gambar 3.1 : Flowchart Tahapan Implementasi Penelitian aplikasi maupun metode/algoritma yang bekerja dalam sistem. Diharapkan perpaduan ketiga hal tersebut dapat memberikan hasil yang maksimal. Maka langkah pertama dalam tahapan ini yaitu, membaca  banyak  paper/artikel  yang  terkait dengan tema penelitian. Berdasarkan  referensi  dan  konsultasi berbagai pihak, maka penulis dapat mengambil beberapa  kesimpulan  mengenai  komponen- komponen  yang  akan  digunakan,  contohnya pemilihan jenis  sensor,  jenis mikrokontroler, jenis  perangkat wireless ,  metode/algoritma klasifikasi  kendaraan  dan  software/ pemrograman  yang  akan  digunakan.  Penulis membuat  kesimpulan  secara  garis  besar mengenai alat yang akan digunakan, yaitu : AMR Sensor, Mikrokontroler ATmega16, LCD 2x16,
XBee Series 2, laptop. Software /pemrograman adalah bahasa C (untuk mikrokontroler), XCTU (untuk XBee pro), VB6.0 (tampilan di server).
Langkah selanjutnya  dalam  tahapan ini, yaitu  membuat  rancangan  arsitektur  sistem, model  rangkaian  dan  rancangan  langkah- langkah  pengujian  sistem.  Gambar  3.2, merupakan gambaran kerja sistem secara garis besar yang menghubungkan seluruh perangkat tersebut.
Gambar 3.2 : Flowchart Kerja Sistem Secara Otomatis  37 Dana 1 dan Panggalo 2 , Rancang Bangun Sistem Traffic Counting Dan Deteksi Kecepatan Kendaraan
Berbasiskan Wireless Sensor Network (WSN) Start Perancangan Sistem & Pembuatan Hardware
Pengujian
Sistem Analisa Hasil Selesai Pengambilan Sampel & analisa
Pembuatan Program Perancangan Sistem Pembuatan Sistem Pengambilan Sampel Counting Jumlah dan Deteksi Kecepatan Kendaraan
Analisa Awal

## Tahapan  implementasi  tersebut  dapat dirumuskan secara rincinya sebagai berikut:

## 3.1 Perancangan dan Pembuatan Sistem
Pada tahapan perancangan, sesuai dengan tema penelitian  yaitu untuk  membuat sebuah counting jumlah kendaraan dan kecepatan rata- rata kendaraan yang efisien, maka penulis harus merancang  dengan  baik  mengenai hardware ,
Start Data dari sensor Tampilkan di LCD, Menyimpan selama 5 menit dan kirim Penguatan & Digitasi Counting dan rerata kecepatan Tampilkan di komputer
Stop
Gambar  3.3  dibawah  merupakan  gambaran arsitektur  sistem  secara  garis  besar  yang menghubungkan  perangkat hardware .
Gambar 3-3 : Arsitektur Sistem Sensor akan menangkap turbulensi medan magnet akibat adanya kendaraan  yang  lewat. Output sensor,  sinyal  analog  berupa  nilai tegangan per satuan waktu. Sinyal yang lemah tersebut akan dikuatkan di op-amp dan digitasi di  ADC.  Selanjutnya  data  diproses  di mikrokontroler  untuk  melakukan counting kendaraan  dan  menghitung  kecepatan kendaraan tersebut. Result -nya akan ditampilkan di  LCD  dan  dikirimkan  ke  komputer menggunakan Xbee Pro. Dalam  perancangan  sistem  ini,  penulis juga  akan  mempertimbangkan  kapan  sensor mulai  melakukan  pengambilan  data  dari kendaraan yang lewat  didepannya  dan kapan sensor berhenti  melakukan pengambilan data. Oleh karena  sifat  sensor  yang  sangat sensitif terhadap perubahan medan magnet bumi, maka sesaat  kendaraan  memasuki coverage area sensor, arus akan mengalir dan terbaca di pin mikrokontroler sehingga proses  pengambilan data dilakukan. Mikrokontroler akan  berhenti melakukan pengambilan data di pin input ketika nilai tegangannya bernilai 0 Volt selama 30 ms. Beberapa  metode  pemasangan  sensor,
khusus untuk AMR sensor, ada yang ditanam jalan (dibawah kendaraan) dan ada juga yang dipasang  ditepi  jalan.  Berdasarkan  referensi, tingkat kebutuhan dan ketersediaan  sensor di pasaran Indonesia maka dalam penelitian  ini, pemasangan  sensor ditempatkan (ditanam)  di jalan, Gambar 3.4.
Gambar 3-4 : Pemasangan Sensor di Jalan Untuk  komunikasi  data,  seperti  yang dijelaskan sebelumnya, bahwa media komuikasi yang digunakan adalah wireless dari tipe zigbee
(802.15.4) dengan kemampuan data rate 250
Kbps.  Model  yang  akan  digunakan  adalah produk  dari Digi ,  yaitu Xbee  seri  2 ,  jarak maksimal berdasarkan data sheet 200 meter. Karena  masih  dalam  tahap  awal  peng- ujian, sehingga model komunikasi yang diguna- kan dalam penelitian ini adalah point to point , yaitu  hanya menggunakan  2  buah Xbee . Jika kiranya hasilnya memberikan hasil yang baik, maka  dapat  digunakan  beberapa Xbee yang dihubungkan  secara poit  to  multipoint dari beberapa  titik  pengukuran,  sehingga  datanya merupakan  akumulasi  dari  semua  jalur  pada jalan raya. Setelah melakukan perancangan system, maka akan masuk ke tahapan pembuatan system/ hardware sesuai  dengan  rancangan.  Yaitu melakukan  perakitan  komponen  tersebut menjadi  satu kesatuan.  Selanjutnya membuat program sederhana untuk melakukan pengujian terhadap hardware , apakah telah bekerja dengan baik atau belum, baik itu memunculkan data di LCD dan  pengiriman  data  ke  laptop  melalui zigbee .

## 3.2 Pengambilan sampel
Pengambilan sampel  adalah mengambil model gelombang kendaraan dari beberapa jenis kendaraan  (sesuai  dengan  golongan) menggunakan  sensor.  Data  tersebut  akan dianalisa secara offline , karena data output dari
AMR Sensor ADC OP AMP MCU Xbee Pro /Tx Xbee Pro /Rx LCD 2x16 Sensor 1 x meter Sensor 2  38 Jurnal Ilmiah

## FLASH Volume 1
Nomor 1    Desember  2015
ADC  dalam bentuk nilai-nilai  tegangan  yang membentuk  suatu  gelombang,  maka  data tersebut bisa dimasukan  ke matlab atau excel untuk  dilihat  pola  bentukan  gelombangnya. Gambar  3.5,  merupakan  gambaran  proses pengambilan data acquisition magnet.
Gambar 3.5 : Flowchart Pengambilan Data
Acquisition Magnet
Proses  pengambilan  sampel  ini,  akan dibuatkan program yang akan menampilkan data di komputer berupa nilai-nilai amplitude saat mendeteksi kendaraan. Dari nilai-nilai tersebut, digunakan  sebagai  acuan  bagi  sistem  mulai bekerja pada nilai amplitude tertentu. Perhitungan  kecepatan,  dengan membandingkan  antara  jarak  2  sensor  dan perhitungan estimasi waktu kendaraan dimulai saat  terdeteksi  di  sensor  1  dan timing -nya berhenti saat terdeteksi di sensor 2.

## 3.3 Pembuatan Program
Setelah  mendapatkan  data-data  sampel kendaraan  (minimal  tiap golongan  kendaraan memiliki 1 sampel), maka langkah selanjutnya adalah menganalisa data-data  primer  tersebut dan  membuat decision  tree menggunakan algorima C4.5 berdasarkan nilai amplitude peak , amplitude  mean dan  panjang  gelombang.
Tujuan  penggunaan  algoritma  ini  untuk memudahkan penulis membuat program karena terstruktur,  dan  juga  untuk  menghindari overlapping data  yang  dapat  menyebabkan pemborosan  memori.  Setelah  membangun decision tree tersebut, maka membuat program
menggunakan  bahasa  C,  mengikuti  aliran decision tersebut dan keseluruhan sistem sesuai dengan rancangan.

## 3.4 Pengujian Sistem
Ada  beberapa  langkah  dalam  proses pengujian sistem, yaitu :
1. Pengujian  presentasi  keberhasilan  sistem melakukan  klasifikasi,  counting  dan menghitung kecepatan rata-rata kendaraan. Persentase  keberhasilan  tersebut dibandingkan  dengan  pengamatan/ perhitungan  secara  manual.  Data  hasil klasifikasi  dan  kecepatan  rata-rata  akan ditampilkan di layar LCD 2x16, dan juga di layar  komputer.  Gambar  3.7,  contoh tampilan data yang akan ditunjukkan di layar LCD dan komputer.
a)  Tampilan di LCD
2. Menghitung berapa waktu yang dibutuhkan, sesaat kendaraan melewati sensor 1 sampai mikroprosesor memberikan  hasil. Tujuan pengujian  ini  untuk  mendapatkan  jarak minimal antara kendaraan yang saling ber- iringan.
b)  Tampilan di Komputer
Gambar 3-7 : Tampilan Sederhana di LCD dan Komputer

39
Dana 1 dan Panggalo 2 , Rancang Bangun Sistem Traffic Counting Dan Deteksi Kecepatan Kendaraan
Berbasiskan Wireless Sensor Network (WSN)
Penguatan tegangan dan digitasi sinyal per satuan waktu output voltage per satuan waktu Laptop/ komputer turbulensi medan magnet bumi
Kendaraan Sensor op-amp & ADC Pemrosesan mikrokontroler A          B          C           Vrata 1          2           3           45,5 1 2 Gro 3 Gro Gro Volume Kecepatan 45,5 6 Klasifikasi, Counting dan
3. Pengujian  komunikasi  data  antara mikrokontroler dengan laptop.
Hal  ini akan dilakukan dengan mengubah jarak pengiriman antara Xbee Tx dan Xbee Rx. Yaitu sampai pada jarak maksimal Xbee tersebut  mampu  mengirim  sinyal  dan menerima dengan baik. Pada pengujian ini yang akan diamati adalah tingkat delay data dan error data . Untuk delay , secara otomatis akan muncul  di interface pada  komputer
(waktu pengiriman dan kedatangan data), sedangkan  pengujian error  data dengan membandingkan data di LCD dengan data yang terkirim.

## IV.  ANALISA HASIL
Pada  tahapan  ini  penulis  akan menganalisis  data-data  hasil  pengujian  yang disajikan dalam bentuk tabel-tabel. Berdasarkan presentasi  keberhasilan  sistem,  maka  penulis dapat  membuat  kesimpulan  mengenai kelebihan/kelemahan  sistem  dan  faktor penyebabnya.

## 3.6 Spesifikasi Perangkat
Dibawah ini spesifikasi perangkat yang akan  digunakan  dalam  membangun  sistem klasifikasi kendaraan yang berbasis wireless :
1. Hardware
- AMR Sensor (2 buah) - Minsys ATmega32 (1 Set) - Op-amp (2 buah) - LCD 2x16 (1 buah) - XBee USB Adapter (1 buah) - XBee Explorer Regulated (1 buah) - XBee Pro 63mW Wire Antenna - Series 2B (2 buah) - Beberapa komponen elektronika pendukung (resistor, transistor kabel, konektor dll) - Laptop Lenovo, processor centrino, DDR2 2GB.
2. Software/pemrograman
Simulasi  ini  harus  berjalan  baik  pada spesifikasi software sebagai berikut:
- Sistem Operasi : Windows7
- WinAVR
- XCTU
- Visual Basic 6.0

## V.  KESIMPULAN
1. Pembuatan  sistem  untuk  klasifikasi, counting kendaraan dan kecepatan rata-rata menggunakan  AMR  sensor,  seluruh pemrosesan dilakukan di mikrokontroler.
2. Metode yang  digunakan  untuk klasifikasi kendaraan,  menggunakan decision  tree dengan algoritma pembangunnya C4.5.
3.  Data  result  dikirimkan  ke  komputer menggunakan media wireless zigbee , secara point to point , tiap 5 menit. 4. Interface sederhana  di  komputer  akan menampilkan  total  volume  kendaraan, jumlah  klasifikasi kendaraan  berdasarkan group dan kecepatan rata-rata. 5. Hasil  pengujian  sistem  untuk  klasifikasi kendaraan, berdasarkan besarnya persentasi error dibandingkan  dengan  perhitungan secara  manual.  Sedangkan  untuk pengiriman  data,  berdasarkan delay per jarak dan jarak  maksimal pengiriman data yang diterima dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Ondrej  Karpis,  “  Sensor  for  Vehicles Classification”,  in Proc  of  the  Federated Conference  on  Computer  Science  and Information Sistems pp. 785–789, 2012.
[2] Giuseppe Anastasi, Marco Conti, Mario Di Francesco, Vincenzo Neri, “Reliability and Energy  Efficiency  in  Multi-hop  IEEE 802.15.4/ZigBee  Wireless  Sensor
Networks”, 2010. [3] Hang  Liu, Shin-Ting (Cindy)  Jeng, Yeow Chern Andre  Tok,  Stephen  G.  Ritchie, “Commercial Vehicle Classification using Vehicle Signature Data “, Paper submitted to  the  88th  Annual  meeting  of  the Transportation Research Board, January 11- 15, 2009, Washington D.C.

40
Jurnal Ilmiah

## FLASH Volume 1
Nomor 1    Desember  2015
[4] S.  Cheung  and  P.  Varaiya,  “Traffic Surveillance by Wireless Sensor Networks: Final Report”, California PATH Program,
Inst.  Transp.  Stud.,  Univ.  California, Berkeley, UCB-ITS-PRR-2007-4, 2007. [5] JUN XING and Qi Zeng, “A Model Based Vehicle Detection and Classification Using Magnetic  Sensor  Data”,  Chalmers University  of  Technology,  Göteborg,
Sweden, 2007. [6] Sing Yiu  Cheung,  Sinem  Coleri,  Baris Dundar,  Sumitra  Ganesh, Chin-woo Tan, Pravin Varaiy, “ Traffic Measurement and Vehicle  Classification  with  a  Single Magnetic  Sensor”  For  Presentation  and Publication  84th  Annual  Meeting Transportation  Research  Board,  January 2005, Washington, D.C. [7] A. Daubaras, M. Zilys, “Vehicle Detection based on Magneto-Resistive Magnetic Field Sensor”,  Department  of  Electronics Engineering,  Kaunas  University  of Technology, 2012. [8] P. Ghislain, D. Carona, A. Serrador, P. Jorge, P. Ferreira,  J.  Lopes, “Wireless  Magnetic Based  Sensor  System  For  Vehicles Classification”,  Instituto  Superior  de
Engenharia de Lisboa, Lisbon, Portugal.
[9] Veronica  Sri  Moertini,  “Pengembangan
Skalabilitas Algoritma  KlasifikasiC4.5 dengan  Pendekatan  Konsep  Operator Relasi”,  Disertasi,  Institut  Teknologi
Bandung, 2007. [10] Matthew N. Anyanwu, Sajjan  G. Shiva, “Comparative Analysis of Serial Decision Tree  Classification  Algorithms”, International Journal of Computer Science and Security, (IJCSS) Volume (3) : Issue (3).
[11] Faludi, Robert, “Building Wireless Sensor Networks”, O’reilly, 2011 [12] Michael  J.  Caruso,  Lucky  S. Withanawasam, “Vehicle  Detection  and Compass  Applications  using  AMR Magnetic  Sensors”,  Honeywell,  SSEC, 12001 State Highway 55, Plymouth, MN USA 55441 [13] Datasheet  :  Honeywell,  “1-  and  2-Axis Magnetic  Sensors  HMC1001  /  1002”, Available: http:// www.datasheetarchive.com/HMC1001- datasheet.html [14] Tempo  online  (28  Juni  2012)  : Pertumbuhan Jalan  Kalah Cepat dengan Kendaraan,  http://www.tempo.co, April 2013.
[15] Tempo online (24 Maret 2013) : Macet Terus,  Jakarta  Rugi  Rp  65 Triliun  per Tahun, http://www.tempo.co, April 2013.

41
Dana 1 dan Panggalo 2 , Rancang Bangun Sistem Traffic Counting Dan Deteksi Kecepatan Kendaraan Berbasiskan Wireless Sensor Network (WSN)

## LAMPIRAN

## Pengujian Alat
 42 Jurnal Ilmiah

## FLASH Volume 1
Nomor 1    Desember  2015