TRAFFIC LIGHT 2 MODE MENGGUNAKAN MIKROPROSESOR Z-80 (8 BIT PORT A)

Nama : Ipat Sukowati

Kelas : TI11A (11.11.2338)

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Munculnya teknologi komputer sebenarnya berawal dari kebutuhan akan suatu alat yang dapat dijalankan secara otomatis, memiliki kemampuan untuk mengerjakan hal yang diinginkan. Perkembangan teknologi semikondoktor dengan diawali penemuan transistor, telah membawa pada kemajuan teknologi elektronika sampai saat ini.

Seperti halnya mikroprosesor memegang peranan penting untuk kelancaran proses produksi pada dunia industri. Pengendalin (controler) dengan menggunakan sistem mikroprosesor dijalankan secara otomatis sesuai dengan program yang telah dibuat dalam sistem mikroprosesor tersebut. Kegunaan lain dari sistem mikroprosesor salah satunya sebagai alat pengendali lampu lalu lintas.

2. Tujuan
Yang dimaksud dengan rangkaian interface adalah rangkaian penghubung antara perangkat intruksi sistem mikroprosesor MPF-1 dengan lampu-lampu pada traffic light. Rangkaian interface didalam sistem pengendalian traffic light tersebut, berperan agar traffic light bekerja dengan 2 mode penyalaan, sedangkan rangakian interface merupakan paduan dari rangkain logika, saklar tansisitor (driver lampu) dan pensaklaran relay. Begitu pula dengan pengaturan lalu liuntas yang bertujuan untuk meningkatkan kapasitas perempatan jalan agar mengurangi angka frekuensi kecelakaan.

3. Dasar - Dasar

A. Pengaturan traffic light 

Berdasarkan undang-undang lalu lintas dan angkutan darat tahun 1992 pasal 1 perihal lalu lintas bahwa yang dimaksud dengan lalu lintas adalah gerak kendaraan, orang, dan hewan dijalan dan pasal 4 perihal perlengkapan jalan bahwa untuk keselamatan, keamanan, ketertiban dan kelancaran lalu lintas serta kemudahan pemakai jalan wajib dilengkapi dengan alat pemberi isyarat lalu lintas. Alat pemberi isyarat lalu lintas yang dimaksud adalah peralatan teknis berupa isyarat lampu yang dapat dilengkapi dengan bunyi untuk memberi peringatan atau mengatur lalu lintas orang dan kendaraan di persimpangan, persilangan sebidang ataupun pada ruas jalan.

B. Pola persimpangan empat 

Salah satu cara yang paling efektif untuk meningkatkan kapasitas danh efisiensi lalu lintas adalah mengadakan jalan persimpangan karena bila jalan satu arah tidak dapat menampung kendaraan yang menggunakan ruas jalan berlainan yang memungkinkan pengguna jalan untuk menuju tempat yang berlainan arah apalagi pengguna jalan seiring dengan waktu akan terus bertambah. Maka dengan mengadakan jalan persimpangan, waktu perjalanan sering kali dapatr dipersingkat, arus lalu lintas akan dapat ditingkatkan, dan dampak tambahan lain adalah bahwa kecelakaan dapat berkurang. 

Gambar:Titik konflik simpang empat 

Ditinjau dari titik konflik kecelakaan maka persimpangan empat memiliki pola tersendiri. untuk melihat potensi terjadinya kecelakaan, kita harus melihat arus lalu lintas yang terjadi dipersimpangan-persimpangan dimana arus lalu lintas memotong arus lalu lintas lainnya disinilah tempat kemungkinan terjadi kecelakaan titik potong arus lalu lintas itu disebut titik konflik.

C. Sistem Kontrol Automatik

Sistem adalah kombinasi dari beberapa komponen yang bekerja bersamam-sama dan melakukan suatu sasaran tertentu. Sitem tidak dibatasi hanya untuk sistem fisik saja. Konsep sistem dapat digunakan pada gejala yang abstrak dan dinamis

Sistem kontrol dikelompokkan menurut sinyal sistem, sifat linearnya, dan tujuan kontrol. Komponen dasar sistem kontrol adalah sebagai berikut:

tujuan kontrol

komponen sistem kontrol

hasil atau keluaran 

Tujuan sistem kontrol 

Hasil

Sistem kontrol umpan balik adalah sistem yang mempertahankan hubungan yang ditentukan antara keluaran dan beberapa acuan masukan dengan membandingkan mereka dan dengan menggunakan perbedaan sebagai alat kontrol

Sitem pengaturan otomatis adalah sitem kontrol umpan balik dengan acuan masukan atau keluaran yang dikehendaki dapat konstan atau berubah secara perlahan dengan berjalannya waktu dan tugas utamanya adlah menjaga keluaran sebenarnya berada pada nilai yangb dikehendaki dengan adanya gangguan. Dalam istilah yang lebih teknis tujuan dapat dihubungkan erat dengan masukan atau sinyal penggerak dan hasilnya diserbut keluaran atau variabel yang dikendalikan. Secara umum tujuan sistem kontrol adalah untuk mengendalikan keluaran dengan berbagai masukan tertentu melalui unsur-unsur sistem kontrol. 

Sistem kontrol loop tertutup sering disebut sistem kontrol umpan balik sebab keluaran dari sistem ini mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol untuk mengurangi kesalahan sistem.

Sistem kontrol loop terbuka adalah suatu sistem yang keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol dan keluarannya tidak dapat digunakan sebagai perbandingan umpan balik dengan masukan.

PEMBAHASAN

1. Sitem Mikroprosesor MPF-1

    Sitem mikroprosesor MPF-1 adalah merupakan sisem mikroprosesor dimana piranti-pirantinya dirangka dalam suatu unit terpadu dalam papan rangkaian tercetak (PCB) dengan komponen utama sebuah mikroprosesor Z-80. MPF-1 memiliki konfigurasi unit-unit komponen, ini merupakan sebuah konfigurasi standar dari mikroprosesor MPF-1. konfigurasi MPF-1 terdiri atas:

    - Pengolah mikro (mikroprosesor/CPU). Jenis yang digunakan adalah zilog-80

    - Piranti memori yang terdiri dari RAM (random acces memori) dan ROM (Read only memori) yang memiliki 8 data dan 16 bit alamat.

    - Piranti masukan dan keluaran (input/ output) yang berfungsi sebagai peng-hubung antara CPU dengan piranti luar - jalur data (data Bus), jalur alamat 

    - Jalur data (data bus) jalur alamat (adress Bus) dan jalur kendali (control bus).

    Sebuah sistem standar mikroprosesor MPF-1 seluruh proses pertunjukan alamat yang akan memilih perangkat mana yang akan diaktifkan, dilakukan oleh mikroprosesor Z-80 melalui jalur kendali. Jalur alamat berfungsi membawa alamat yang umumnya berasal dari suatu register yang bernama program counter atau alamat dari program sendiri. Jalur data berfungsi untuk membawa data. Misalnya dari prosesor, dari memori, dan dari perangkat I/O

2. Mikroprosesor Z-80

    Seperti telah disebutkan sebelumnya, mikroprosesor merupakan jantung pada sistem mikroprosesor yang sering disebut sebagai unit pemproses pusat (Centaral procesing unit). Unit pemproses pusat (CPU) Z-80 merupakan sebuah mikroprosesor yang dibuat dalam serpih rangkaian trepadu dengan jumlah penyemat 40 buah.

    CPU Z-80 memiliki kemampuan dalam perhitungan aritmatika dan logika, sekumpulan register mekanisme untuk mengambil intruksi dari memori, mekanisme untuk membuka sandi intruksi dan mekanisme untuk menghasilkan isyarat-isyarat kendali sebagai pelaksanaan suatu intruksi.

3. Register-register dalam CPU

    Jumlah register yang terdapat di dalam CPU Z-80 terdiri dari 12 buah register 8 bit dan 4 buah register 16 bit.  

    Menurut fungsinya, register-register berfungsi untuk menampung intruksi daj data yang diambil oleh CPU. Register tesebut tergolong dari 3 bagian.

   - Register serba guna (general purpose registers) terdiri atas dua perangkat register masing-masing 6 buah register 8 bit

   - Register perangkat khusus (special purpose registers)

   - akumulator dan register bendera (flag)

   Akumulator adalah register 8 bit yang merupakan sarana untuk melaksanakan semua pemanipulasian data. Hanya data yang berada di akumulator yang dapat diolah oleh CPU dan sebaliknya data hanya dapat dibaca ke dalam memori melalui akumulator. 

4. Unit Aritmatika dan logika (ALU)

    Intruksi ilmu hitung dan logika 8 bit dari CPU dilaksanakan dalam ALU, misalnya operasi penjumlahan, pengurangan, perbandingan AND, OR, NOT. Hal tersebut dikirim ke akumulator unruk disimpan. Macam-macam intruksi yang dapat dilaksanakan oleh ALU antara lain. 

    - Penjumlahan dan pengurangan 

    - Logika AND, OR, dan EX-OR

    - Membandingkan 

    - Set atau reset bit 

    - Penambahan dengan satu 

    - Pengurangan dengan satu 

5. Teknik pengalamatan CPU Z-80

    Pengalamatan adalah cara menyatakan operand dan alamat operand di dalam suatu intruksi. Sebagian intruksi dari Z-80 berhubungan dengan proses penyimpanan data ke dalam register-register dari CPU, memori luar atau gerbang masukan/keluaran. Agar intruksi-intruksi tersebut menggunakan tempat memori dan waktu yang sedikit mungkin, maka dibentuklah beberapa teknik pengalaman.

    Dalam pengoperasian CPU Z-80 dikenal beberapa macam pengalamatan yaitu :

     a. Pengalamatan seketika (ammediate addresing)

         Pengalamatan seketika ini data yang sebenarnya merupakan bagian dari intruksi itu sendiri. Artinya data yang bereada dibelakang kode operasi bukan merupakan alamat operand tetapi merupakan data yang  sebenarnya. Modus pengalamatan seketika antara lain digunakan untuk :

           - Memasukan data kesalah satu register CPU

           - Melaksanakan operand aritmatika dan logika dengan menggunakan isi akumulator dan data seketika 8 bit.

     b. Pengalamatan relative (Relative Addressing)

         Intruksi yang termasuk jenis ini mempunyai panjang dua byte pertama merupakan kode operasinya sedangkan byte yang kedua merupakan suatu nilai perpindahan dari alamat lokasi memori yang lain nilai perpindahan ini ditulis dalam bentuk komplemen dua yang bertanda dn ditamkan pada alamat kode operasi dari intruksi berikutnya.

     c. Pengalamatan implisit (Implied Addressing)

         Teknik pengalamatan ini digunakan dalam operasi dimana satu atau lebih alamat operand telah terselip didalam kode operasi dari intruksinya. Misalnya dalam operasi aritmatika dan logika, dimana akumulator sebagai tempat penyimpanan salah satu oprand dan hasil dari salah satu operasi.

     d. Pengalamatan langsung (Direct Addresing) 

         Pada pengalamatan ini operasi dilaksakan antar register-register dsalam CPU.

     e. Pengalamtan tidak langsung (Indirect Addressing)

         Suatu pasangan register CPU digunakan sebagai petunjuk suatu lokasi memori dimana operand akan disimpan atau dikeluarkan. 

6. ROM (Read Only Memory)

    Rom adalah memori yang hanya dapat dibaca saja dalm penulisan atau pengisian sebuah ROM dilakukan oleh pabrik karena memerlukan peralatan khusus. Secara umum dalam praktek sebuah ROM yang berisikan sekumpulan data dan intruksi hanya dapat dibaca dan tidak dapat dirubah. Terdapat tiga jenis ROM yaitu:

        1. ROM yang dapat kita program sendiri tetapi setelah diprogram, tidak diubah lagi tanpa melakukan penghapusan. Penghapusan dapat dilakukan dengan menggunakan cahaya ultra ungu. ROM jenis ini disebut EPROM (Erasable PROM).

        2. ROM yang hanya dapat diprogram tetapi tidak dapat diubah kembali. ROM jenis ini disebut PROM (Programeble ROM)

        3. ROM yang sudah statis oleh pabrik

7. RAM (Random Acces Memory)

    RAM adalah sebuah perangkat memori yang dapat dibaca dan ditulis. RAM digunakan untuk menyimpan yang sifatnya sementara. Terdapat dua jenis RAM yaitu RAM statis dan dinamis. RAM dinamis walaupun terdapat daya listrik data yang terdapat didalamnya akan tetap akan hilang sebab disimpan oleh kapasitas transistor FET. RAM dinamis harus disegarkan setiap sepersribu detik. Karenanya imembutuhkan rangkaian pengendali yang begitu rumit. RAM statis tidak memerlukan penyegaran karena dat yang disimpan dalam flip-flop akan terus bertahan selama terdapat daya listrik.

    Pada MPF-1 RAM yang digunakan adalah RAM statis dengan kapasitas 2 kbyte. Alamat yang digunakan adalah 1800 H sampai dengan 1FFF H. Sedengkan RAM dinamis tidak digunakan karena pada MPF-1 tidak mamliki rangkaian penyegaran untuk RAM tersebut.

8. Memori Mapping

    Dari uraian diatas maka dibuat mapping memori atau pemetaan memori juga menyediakan almat memori cadangan yang dapat diisi oleh RAM statis jenis 6116 (4 kbyte) atau ROM jenis 2716 (2 kbyte) dengan alamat 2000 H sampai dengan 2FFF.

9. Piranti Masukan-Keluaran (I/O)

    Selain mikroprosesor selain mampu memproses seluruh iontruksi9 dan data dalam lingkup sendiri mikroprosesor dilemngkapi dengan peralatan yang mampu menghubungkan dengan dunia luar. Piranti ini disebut I/O. Pada MPF-1 memiliki dua buah piranti I/O yang memiliki fungsi yang berlainan, yaitu:

10. Programable peripheral interface (PPI) 8355.

      Programable paralel Input/output (PIO) Z-80

11. Memory

      Memori adalah sebuahn piranti yang sangat penting karena memori merupakan piranti yang mampu menyimpan program-program yang akan diproses oleh mokroprosesor. Memori menyimpanj dalam bentuk bit, bilangan biner yang membentuk harga numeric (data) alamat ataupun intruksi-intruksi komputer. Sebuah memoroi dalam komputer dapat berbentuk dalam berbagai macam media misalnya: dalam bentuk pita magnetik, floppy disc, hard disc. Memori yang sangat penting adalh ROM dan RAM yang dibangun dalam bentuk sebuah CHIP.

12. PPI 8255

      PPI 8255 adalah suatu komponen LSI (large scale integration) dengan 40 penyemat dalam keadaan DIP (dual in line) yang berfungsi untuk melaksanakan hubungan luar antara mikroprosesor dengan komponen lain. Pada MPF-1, PPI 8255 berfungsi melakukan hubungan antara mikroprosesor dengan keyboard, tampilan seven segmen, penggerak speaker dan penggerak LED. PPI 8255 memiliki pintu kelua masuk melalui 24 penyemat yang terbagi menjadi 3 bagian yaitu:

        - Gebang A terdiri dari 8 penyemat (PA0-PA5) digunakan sebagai keyboard, (PA6) sebagai user key dan (PB0-PB7) sebagai kendali tape dalm membaca data.

        - Gerbang B terdiri dari 8 penyemat (PB0-PB7) digunakan untuk tampilan sevent segmen.

        - Gerbang C terdiri dari 8 penyemat (PC7) digunakan untuk mengirim data ke tape, LED dan kendali speaker. (PC6) sebagai monitor break kontrol dan (PC0-PC5) sebagai tombol dan peraga.

     PPI 8255 memiliki beberapa modus kerja yang terdiri dari modus 0, modus 1, dan modus 2.

        - Modus 0 : dalam modus 0 ini gerbang A,B,C atas gerbang masing-masing dapat dibuat menjadi masukan atau keluaran.

        - Modus 1 : dalam modus ini gerbang A dan B dapat dibuat sebagai masukan atau keluaran, sedangkan gerbang C sebagai pengendali. Garbang C atas melayani gerbang A dan gerbang C bawah melayani gerbang B.

        - Modus 2 : pada modus ini gerbang A digunakan sebagai data biderictional artinya dapat sebagai masukan atau keluaran sekaligus pada jalur yang saman gerbang B sama dengan kondisi pada modus 0 dan modus 1.

13. Flowchart program

      Flowchart adalah suatu skema yang menggambarkan urutan kegiatan suatu program dari aeal sampai akhir. Fungsi dari flowchart ini yaitu untuk memudahkan pembaca logika pemecahan masalah atau persoalan yang akan diprogram. Sedangkan program adalah urutan perintah yang ditulis menggunakan bahasa pemrograman yang sesuai 

PENUTUP

Kesimpulan 

Salah satu penyebab kemacetan lalu lintas adalah traffic light yang terdapat pada persimpangan jalan. Hal ini tidak terlepas dari penyalaan lampu pada traffic light yang cenderung tidak berubah padahal tingkat kepadatan arus lalu lintas setiap waktu dan tiap-tiap ruas jalan pada jalan raya berbeda.

Pemanfaatan sistem mikroprosesor MPF-1 yang komponen utamanya adalh mikroprosesor Z-80 merupakan salah satu alternatif untuk dijadikan pengendali traffic light 2 mode penyalaan. Untuk mengendalikan traffic light tersebut diperlukan rangkaian interface yang dirangkai dari komponen-komponen seperti IC 7402, transistor C 828, relayb DPDT serta komponen pendukung lainnya dan untuk mengaktifkan darin alat ini digunakan bahasa pemrograman bahasa machine.

DAFTAR PUSTAKA

http://siyyapaahayyouu89.blogspot.com/2010/01/jurnal.html