MEREKABENTUK SISTEM KAWALAN LAMPU ISYARAT UNTUK

KENDERAAN KECEMASAN DENGAN MENGGUNAKAN PLC

SITI NASTASHA BINTI NORDIN

B 010410107

Laporan ini dihantar bagi memenuhi keperluan penganugerahan

Ijazah Sarjana Muda Kejuruteraan Elektrik (Kawalan, Instrumentasi dan Automasi)

Fakulti Kejuruteraan Elektrik

Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM)

MEI 2008

ii

ABSTRAK

Kesesakan lalulintas merupakan satu fenomena yang memberi impak yang

besar terhadap sistem pengangkutan negara kita. Hal ini menyebabkan pelbagai

masalah timbul terutama apabila berlakunya hal-hal kecemasan di kawasan simpang

empat yang sentiasa sibuk dan padat dengan kenderaan. Tambah merumitkan apabila

laluan khas tidak disediakan untuk kenderaan kecemasan seperti ambulans, polis dan

bomba untuk tujuan kecemasan ketika lampu isyarat merah (berhenti). Bagi

mengatasi masalah ini, satu sistem kawalan lampu isyarat untuk kenderaan

kecemasan direkabentuk. Dengan menggunakan kaedah Mesin Keadaan Terhingga

(Finite State Machine-FSM) dan perisian Pengawal Logik Boleh Aturcara

(Programmable Logic Controller-PLC),sistem ini beroperasi untuk memudahkan

kawalan trafik dan pengguna jalan raya yang lain apabila berlakunya kecemasan.

Lampu isyarat merah (berhenti) akan bertukar menjadi hijau (jalan) sekiranya

kenderaan kecemasan melalui penderia (sensor).Di samping itu,sistem yang

sempurna ini turut membantu mengurangkan kemalangan yang kerap berlaku di

lampu isyarat simpang empat disebabkan kenderaan lain berhimpit-himpit untuk

memberi laluan kepada kenderaan kecemasan. Di harap sistem ini mampu mengawal

keadaan lalulintas di sesebuah negara dengan lebih baik malah meningkatkan

teknologi sistem lampu isyarat yang sedia ada.

iii

ABSTRACT

Traffic congestion problem is the phenomena which contributed a huge

impact to the transportation system in our country. These will caused many

problems especially when there are an emergency cases that happened at four

junction traffic light which always busy and stuck with a lots of commuters. The

situation becomes more crucial when special routing unprovided to emergency

vehicle as ambulance, police and fireman to emergency purposes when red sign

light (stop). To overcome this miserable situation, a traffic light controller system

for emergency vehicle had designed. This system is operating based on Finite State

Machine (FSM) as a method and Programmable Logic Controller (PLC) to help

traffic controlling and also other road user when emergency occurs. When the

sensor receives emergency signals, it changes the traffic red light (stop) to the green

light (go) spontaneously. In addition, this perfect system also helps to reduce

accidents which often happen at the traffic lights four junctions because of other

vehicle had to huddle for given route to emergency vehicle. In hope, this system will

take control of traffic situation of a country with better, in fact improving present

traffic light systems technology.

1

BAB 1

PENGENALAN

1.1 Pengenalan projek

Malaysia merupakan antara negara-negara membangun dunia ketiga atau

lebih dikenali sebagai negara industri baru. Seperti yang kita ketahui, istilah

membangun boleh diklasifikasikan dengan kemajuan dalam pelbagai bidang.

Antaranya, kemajuan dalam kemudahan lingkaran jalan raya yang sempurna. Ini

adalah kerana jalan raya merupakan elemen perhubungan yang penting.

Sejajar dengan taraf Malaysia sebagai sebuah negara yang kian pesat

membangun, sistem perhubungan darat dianggap dominan dan digunakan secara

menyuluruh bagi menjalankan segala aktiviti sama ada di kawasan bandar mahupun

luar bandar. Malah, jalan raya merupakan satu cara yang paling efisien, cepat dan

menjimatkan kos pengangkutan di dalam sistem pengangkutan domestik. Dengan

kemudahan lingkaran jalan raya yang canggih, Malaysia kini mampu bersaing

dengan negara membangun yang lain contohnya Singapura, Hong Kong, Korea dan

Taiwan.

Menurut statistik perangkaan yang dikeluarkan oleh Jabatan Pangangkutan

Jalan Malaysia pada tahun 2003, bilangan kenderaan berdaftar meningkat sebanyak

8% setiap tahun. Pada tahun 1996, jumlah kenderaan berdaftar dilaporkan sebanyak

7.7 juta (7,686,684 buah kenderaan) dan jumlah tersebut semakin meningkat

sehingga mencecah angka 12 juta pada tahun 2002. Kini, jumlah kenderaan yang

2

berdaftar telah mencecah sehingga 14.8 juta (14,816,407 buah kenderaan) sehingga

akhir tahun 2006. Ini menunjukkan pengguna jalan raya semakin hari semakin

bertambah berdasarkan jumlah peningkatan kenderaan di jalan raya. Hal ini juga

disebabkan masyarakat Malaysia kini berlumba-lumba mengejar kemajuan untuk diri

sendiri. Penambahan penduduk Malaysia juga merupakan antara faktor penambahan

bilangan kenderaan di Malaysia.

Peningkatan mendadak bilangan kenderaan dianggar akan menyulitkan lagi

pergerakan lalulintas di dalam negara. Peningkatan kesesakan lalulintas ini turut

dirasai oleh kawasan bandar lebih-lebih lagi bandaraya Malaysia, Kuala Lumpur.

Ciri-ciri dan konteks masalah kesesakan adalah berbeza dari satu bandaraya ke

bandaraya lain. Dalam konteks di bandaraya Kuala Lumpur, ‘Single Occupancy

Vehicle’ (SOV) iaitu kereta yang membawa pemandu sendiri sahaja dipercayai

menjadi faktor utama masalah kesesakan di pusat bandar. Namun begitu, terdapat

juga pelbagai faktor kesesakan lalulintas antaranya, sikap atau perangai manusia,

kelakuan masyarakat umum dan sistem lampu isyarat itu sendiri.

Pelbagai kesan diperolehi akibat masalah kesesakan lalulintas ini. Antara yang

boleh difokuskan ialah masalah kenderaan kecemasan. Kenderaan kecemasan boleh

dikategorikan sebagai ambulans, kereta polis, kereta bomba dan kenderaan Di Raja.

Seperti yang umum ketahui, penggunaan kenderaan kecemasan di jalan raya tidaklah

sekerap kenderaan persendirian. Ini kerana, penggunaannya diperlukan apabila

terdapat hal-hal kecemasan sahaja. Contohnya kenderaan ambulans; penggunaannya

amatlah penting dari segi masa kerana ianya melibatkan nyawa dan perlu di hantar

segera ke hospital bagi mendapatkan rawatan kecemasan. Tambah merumitkan lagi,

dengan sistem lampu isyarat sedia ada, masa yang banyak diperuntukkan bagi

membolehkan ambulans sampai ke destinasinya.

Oleh itu, satu kajian dan pengubahsuaian sistem yang berterusan harus

dilakukan bagi mengatasi masalah kenderaan kecemasan ini.

1.2 Gambaran projek

3

Projek ini adalah untuk merekabentuk dan membangunkan satu sistem lampu

isyarat untuk kenderaan kecemasan. Projek ini akan dilengkapi dengan perisian dan

perkakasan. Satu perisian dengan menggunakan CX-programmer akan direkabentuk

melalui satu kaedah iaitu Mesin Keadaan Terhingga (Finite State Machine-FSM).

Dengan menggunakan Pengawal Logik Boleh Aturcara (Programmable Logic

Controller-PLC), perisian CX-programmer ini akan disimulasi bertujuan untuk

mengawal keseluruhan projek.

1.3 Penyataan masalah

Kemajuan sesebuah negara dipengaruhi oleh pelbagai faktor. Seperti yang

umum ketahui, sistem pengangkutan jalan raya merupakan antara faktor terpenting di

mana satu sistem lingkaran jalan raya yang sempurna, cepat dan menjimatkan

dipraktikkan dalam sistem lalulintas di negara kita. Namun begitu, sistem ini turut

mempunyai pelbagai masalah. Antaranya:

1. Sistem jalan raya di Malaysia tidak dilengkapi dengan kaedah atau cara yang

mudah dan selamat jika terjadinya hal-hal kecemasan. Kaedah ini penting

dalam menjamin keselamatan jika berlakunya hal-hal yang tidak dijangka;

contohnya jika berlakunya sebarang kemalangan yang melibatkan nyawa

seseorang.

2. Masa yang lama diperuntukkan bagi mengawal kesesakan jalan raya

sekiranya berlakunya kecemasan. Contohnya memberi laluan kepada

ambulans untuk cepat dan selamat sampai ke hospital/klinik. Dengan

menggunakan sistem yang sedia ada, masa yang lama diperuntukkan bagi

mengatasi masalah ini. Hal ini akan mengundang pelbagai masalah lain

contohnya nyawa pesakit akan terancam jika terlewat mendapatkan rawatan

yang sewajarnya.

4

3. Lalulintas menjadi semakin sesak akibat kenderaan yang berhimpit-himpit

ketika memberi laluan kepada kenderaan kecemasan. Apabila mendengar

siren ambulans, kenderaan yang berada di hadapan akan memberi laluan

kepada ambulans. Namun, kawasan yang sempit akan menyesakkan keadaan

dan kenderaan lain terpaksa berpusu-pusu memberi laluan kepada ambulans.

Adakalanya, sikap pengguna jalan raya yang tidak mahu mengalah akan

merumitkan masalah ini.

4. Dengan mengambil jalan mudah, kenderaan kecemasan terpaksa melanggar

lampu isyarat merah (berhenti) untuk tujuan kecemasan. Hal ini boleh

berlakunya kemalangan yang lain di antara kenderaan-kenderaan dari

simpang yang lain.

1.4 Objektif projek

Oleh yang demikian, pelbagai idea tercetus bagi mengatasi masalah ini agar

kesesakan jalan raya yang kian meruncing dapat dikurangkan terutamanya kesesakan

akibat kenderaan kecemasan. Selain itu, pelbagai kemudahan turut diperolehi.

Antaranya:

1. Memudahkan kenderaan kecemasan melalui jalan-jalan utama ketika

terjadinya hal-hal kecemasan terutamanya ambulans.

2. Sistem ini mampu mengawal sistem lampu isyarat empat simpang dengan

memberi laluan terus kepada kenderaan kecemasan sekiranya lampu isyarat

merah (berhenti).

3. Mengelakkan kesesakan di kawasan lampu isyarat disebabkan kenderaan lain

terpaksa berhimpit-himpit untuk memberi laluan kepada kenderaan

kecemasan ketika siren dibunyikan.

4. Mengurangkan kadar kemalangan disebabkan kenderaan kecemasan terpaksa

bergegas menuju destinasi.

5

5. Membantu menjimatkan masa khasnya untuk kenderaan kecemasan dalam

menjalankan tugas.

6. Meningkatkan taraf teknologi kawalan lampu isyarat di negara kita setanding

negara-negara membangun yang lain.

1.5 Skop projek

Umumnya, setiap projek mempunyai skop atau had yang tersendiri sebagai

petunjuk. Bagi melaksanakan projek ini, terdapat beberapa skop yang meliputi dua

bahagian iaitu :

Tempat :

a. Tertumpu kepada lampu isyarat simpang empat.

b. Simpang empat di kawasan bandar di mana menjadi jalan utama ke hospital/

klinik.

c. Sistem akan beroperasi untuk satu kenderaan kecemasan dalam satu masa

sahaja.

Kenderaan :

a. Umumnya kepada kenderaan kecemasan. Tetapi bagi projek ini, kajian dan

perlaksanaan khasnya tertumpu kepada ambulans sahaja.

b. Ambulans yang berada dalam keadaan kecemasan yang mampu

mengaktifkan penderia (sensor).

1.6 Ringkasan laporan

BAB 1: Bab ini menerangkan tentang pengenalan projek. Bab ini turut

meliputi gambaran awal projek, pernyataan masalah, objektif

projek, dan skop projek

6

BAB 2: Bab ini menerangkan mengenai jurnal yang telah dikaji dan di

analisis untuk dijadikan kajian ilmiah. Terdapat beberapa

jurnal yang telah dikaji dimana jurnal ini mempunyai objektif

yang sama dengan projek ini namun menggunakan pendekatan

yang berlainan.

BAB 3: Bab ini menerangkan mengenai Pengawal Logik Boleh

Aturcara dan perisian CX-Programmer

BAB 4: Bab ini menerangkan mengenai metodologi projek iaitu

perkembangan projek. Bagi bab ini akan diterangkan secara

terperinci mengenai pembangunan perisian dan pembinaan

perkakasan.

BAB 5: Bab ini menerangkan mengenai keputusan dan analisis yang

telah dilakukan setelah perisian dan perkakasan

diantaramukakan.

BAB 6: Bab ini menerangkan mengenai kesimpulan dan cadangan

untuk projek jika ianya mampu dikembangkan untuk masa

hadapan.

7

BAB 2

KAJIAN LITERATUR

2.1 Pengenalan

Kajian literatur adalah satu cara untuk mendapatkan sumber rujukan dan

maklumat-maklumat berkenaan projek yang dibangunkan. Bagi projek ini, terdapat

pelbagai jenis maklumat yang berkenaan iaitu fokus lebih kepada tajuk iaitu

merekabentuk sistem lampu isyarat untuk kenderaan kecemasan. Terdapat beberapa

jurnal yang di analisis dan dikaji untuk melihat perbandingan di antara sistem yang

telah di bina mahupun yang akan di bangunkan ini. Jurnal-jurnal yang di kaji

mempunyai cara dan sistem tersendiri bagi mengatasi masalah kenderaan kecemasan

ini.

8

2.2 Kajian Kes

Kajian kes merupakan satu alternatif untuk mengkaji cara atau inisiatif pereka

lain yang mempunyai tajuk dan tujuan yang sama. Kajian ini dilakukan berdasarkan

sistem yang mempunyai hubung kait atau persamaan dengan projek yang akan di

bangunkan. Terdapat beberapa perbezaan dari segi sistem yang dibangunkan atau

penggunaan alat.

2.2.1 Kajian Kes 1

(Traffic light control means for emergency-type vehicle oleh Michael T.

Robertson)

Sistem rekaan ini adalah berhubung kait dengan sistem kawalan lampu

isyarat untuk kenderaan kecemasan dengan menggunakan papan plot yang

mempunyai gambarajah lalulintas samaada jalan utama, jalan kecil atau lebuh raya.

Setiap bentuk atau jenis jalan akan dipaparkan di atas papan plot. Sejenis pen khas

digunakan untuk melukis gambaran laluan kenderaan kecemasan samaada ianya akan

diterima atau tidak. Kemungkinan sebarang laluan yang dilukis akan disambungkan

kepada komputer pengawal dan komputer pengawal ini akan memberi arahan kepada

kenderaan kecemasan. Sebelum menghantar arahan, komputer pengawal akan

memastikan jalan yang di pilih untuk laluan kenderaan kecemasan akan

mengaktifkan peta isyarat signal (traffic signal map) seterusnya menukarkan sistem

lampu isyrat yang akan dilalui oleh kenderaan kecemasan.[7]

9

Gambarajah 2.0 : Papan plot yang mempunyai paparan lalulintas

2.2.2 Kajian Kes 2

(Emergency traffic control system with security transmission coding oleh

Levi L. Rose)

Sistem lampu isyarat yang dibina adalah sistem kawalan lampu isyarat

kecemasan yang dikhaskan untuk kenderaan kecemasan sahaja. Penderia yang

menggunakan sistem kod penghantar (transmit) telah disediakan di dalam setiap

kenderaan kecemasan. Manakala penderia penerima (receiver) telah disediakan dan

ditetapakan di setiap lampu isyarat. Apabila kenderaan kecemasan melalui jalan-

jalan utama, kod akan dihantar dalam bentuk frekuensi dan penerima akan menerima

sebarang isyarat. Apabila penerima mendapat signal dan memastikan kod yang

dihantar dari kenderaan kecemasan, barulah lampu isyarat akan bertukar merah

disemua simpang menandakan keadaan kecemasan. Jadi, kenderaan kecemasan akan

mendapat laluan khas untuk sampai ke destinasi.[7]

PEN YANG DIGUNAKAN UNTUK MELUKIS GAMBARAN LALUAN DI

ATAS PAPAN PLOT

10

Gambarajah 2.1 : Bentuk frekuensi kenderaan kecemasan

Gambaran kod yang dihantar dalam bentuk frekuensi oleh penderia

penghantar dan diterima oleh penderia penerima.

KOD YANG DIHANTAR OLEH KENDERAAN

KECEMASAN

MASA

KOD

11

2.2.3 Kajian Kes 3

(Emergency vehicle warning and traffic control system oleh Michael R.

Smith, Paul J. Davidson dan Henry L. Pfister)

Gambarajah 2.2 : Gambaran jalan raya simpang empat.

Sistem lampu isyarat yang di bina oleh pereka ini adalah bertujuan untuk

memberi amaran awal kepada kenderaan kecemasan untuk mencari jalan keluar dari

kesesakan lalulintas. Hal ini bertujuan untuk memudahkan kenderaan kecemasan

sampai dengan cepat ke destinasi. Amaran awal kecemasan akan dipaparkan untuk

menunjuk arah atau jalan dimana kenderaan kecemasan sedang menghampiri.

Disamping itu, ianya juga akan menunjukkan kawasan kesesakan lalulintas di setiap

simpang.

Penderia penghantar (transmitter) berada di kenderaan kecemasan akan

menghantar signal kecemasan sekiranya berlaku sebarang kecemasan. Signal ini

akan diterima secara langsung oleh penderia penerima (receiver) secara infrared

(I.R). Penderia penerima ini akan diletakkan di setiap simpang dan berfungsi untuk

KENDERAAN KECEMASAN

PUSAT KAWALAN

SIGNAL KECEMASAN DIKESAN SECARA

INFRARED

12

menerima signal dari penghantar. Pusat kawalan akan memproses data atau signal

yang di hantar oleh penderia penerima dan ianya akan mengawal segala operasi

sistem lampu isyarat dan pergerakan kenderaan lain dimana simpang kenderaan

kecemasan berada.

Pusat kawalan juga membekalkan keluaran untuk memaparkan isyarat di

setiap simpang dimana ianya memaparkan mesej dan simbol berkenaan arah

perjalanan kenderaan kecemasan. Tambahan pula, sistem paparan juga memaparkan

keadaan kenderaan kecemasan samada belum atau sudah melepasi simpang. Selepas

kenderaan kecemasan melepasi simpang untuk menuju destinasi, secara

automatiknya sistem untuk kenderaan kecemasan akan di nyahaktifkan dan sistem

bertukar seperti asalan. [7]

2.2.4 Kajian Kes 4

(Traffic signal light control for emergency vehicles oleh Carl J. Obeck)

Sistem kawalan lampu isyarat yang direka dimana mempunyai komunikasi

dua hala di antara kenderaan kecemasan yang melalui jalan yang sibuk dan sesak

dengan lampu isyarat yang akan dilaluinya. Sistem kawalan ini telah ditetapkan

untuk menyimpan beberapa pola atau corak berkenaan jangkaan respon yang bakal

berlaku untuk mengawal lalulintas. Ini bermakna, sistem ini mempunyai cara yang

efektif dan berkesan untuk mengawal lalulintas yang sentiasa sibuk dan sesak

disebabkan banyak kenderaan lain di jalan raya.

Melalui rekaan ini, mekanisme kawalan lampu isyarat ini akan menerima

arahan dari kenderaan kecemasan. Apabila mekanisme mendapat arahan, ianya akan

mencari pola untuk keadaan kecemasan dan menghantar signal terus ke pusat

penghantar. Pusat penghantar seterusnya akan memberi arahan kepada lampu isyarat

untuk membenarkan kenderaan kecemasan mendapat laluan kecemasan. Sistem

simpanan pola untuk kawalan lampu isyarat tadi akan menghantar respon terhadap

segala keadaan ke pusat penghantar.

13

Sistem ini akan menyimpan banyak lagi pola atau corak jangkaan respon

lampu isyarat untuk mengawal lalulintas lebih-lebih lagi laluan simpang empat.

Namun begitu, sistem ini masih tidak sempurna kerana ianya tidak mampu

beroperasi sekiranya terdapat beberapa keadaan yang tidak dipastikan sebelumnya.

[7]

Gambarajah 2.3 : Pandangan atas lalulintas simpang empat

2.2.5 Kajian Kes 5

(Emergency vehicle detection system oleh William E. Brill)

Sistem ini adalah satu sistem untuk mengesan kehadiran kenderaan

kecemasan. Sistem ini adalah untuk memberi kepekaan kepada pemandu lain

terhadap kenderaan kecemasan yang menghampiri untuk mendapat laluan terus di

hadapan.

KENDERAAN KECEMASAN

MENGHANTAR DATA

MEKANISME YANG

MENYIMPAN POLA LALULINTAS

PUSAT PENGHANTAR

LAMPU ISYARAT

14

Sistem ini telah menyediakan satu alat pengesan bunyi kepada semua

kenderaan dan satu alat yang membekalkan bunyi kecemasan untuk kenderaan

kecemasan (ambulans khususnya). Alat di kenderaan kecemasan akan menghasilkan

dan menghantar signal bunyi. Bagi kenderaan kecemasan yang berada dalam

keadaan kecemasan, suis akan di aktifkan untuk menjana signal bunyi dan ianya akan

disambungkan kepada siren. Ini bermakana, apabila siren dibunyikan, secara

automatik signal bunyi turut mengeluarkan gelombang untuk memberi arahan kepada

pemandu di hadapan. Pemandu lain akan mendapat arahan melalui alat paparan yang

berada di dalam kenderaan. Alat paparan di dalam kenderaan akan disetkan pola atau

corak gelombang bagi ambulans. Apabila ambulans menghantar gelombang bunyi,

tranduksi bunyi akan membaca gelombang untuk mendapat kepastian jenis

kenderaan. Jika terdapat persamaan pola untuk kenderaan kecemasan, barulah

kenderaan lain akan memberi laluan terus. [7]

Gambarajah 2.4 : Pandangan sisi antara kenderaan kecemasan dan kenderaan biasa

Gambarajah menunujukkan gelombang yang dihasilkan oleh ambulans akan

menyebabkan kenderaan di hadapan memberi laluan terus. Ini bermakana, ambulans

akan mendapat laluan kecemasan disebabkan kenderaan lain tidak lagi bersesak di

jalan raya.

KENDERAAN KECEMASANKENDERAAN BIASA

ALAT YANG MENGELUARKAN GELOMBANGGELOMBANG DARI

AMBULANS

15

2.2.6 Kajian Kes 6

(Automated traffic control system having an interactive emergency vehicle

warning therein oleh Jeremiah W. Pearson)

Definasi bagi sistem keutamaan lalulintas adalah satu sistem yang

dilaksanakan oleh kenderaan kecemasan di jalan raya simpang empat. Satu signal

yang direka sebagai signal eletronik kedua (sekunder) dan sistem pemancar, dengan

secara elektronik merupakan satu sumber dan akan di hantar ke pusat pengawal

lampu isyarat seperti lampu isyarat tiga warna (tricolour).

Sistem ini akan menggantikan signal elektronik primer untuk mendapatkan

satu sistem yang bertentangan dengan sistem lampu isyarat biasa. Salah satu lampu

isyarat, biasanya warna kuning, akan dipilih untuk menjadi signal elektronik kedua.

Signal ini akan memaparkan ikon berkenaan keadaan kecemasan. [7]

Gambarajah 2.5 : Lampu isyarat tiga warna

WARNA KUNING YANG MEMPUNYAI DUA JENIS SIGNAL

16

Gambarajah 2.6 : Ikon keadaan kecemasan

Gambarajah ini memaparkan isyarat kecemasan dan di paparkan di lampu isyarat warna kuning.

2.2.7 Kajian Kes 7

(Traffic light control for emergency vehicles oleh Wilbur L. Mitchell)

Satu sistem kawalan lampu isyarat untuk mengatasi kesesakan lalulintas dan

memudahkan kenderaan kecemasan untuk mendapatkan laluan kecemasan dimana

radio penghantar (transmitter) dan antena telah dibekalkan di dalam kenderaan

kecemasan. Radio akan menghantar signal kepada satu atau lebih kenderaan biasa

yang berada berdekatan. Beberapa radio penerima (receiver) telah diletakkan di

setiap lampu isyarat simpang empat untuk mendapat signal kecemasan dari

kenderaan kecemasan yang melalui simpang itu. Kod signal yang pertama meliputi

frekuensi untuk kenderaan kecemasan yang pertama manakala yang kod signal kedua

meliputi frekuensi untuk kenderaan yang berlainan.

Signal-signal yang dihantar akan memberi pelbagai pola lampu isyarat

samaada dalam keadaan biasa ataupun keadaan kecemasan. Ini bermakna, apabila

penerima menerima signal dari penghantar kenderaan kecemasan, sistem lampu

isyarat untuk kenderaan kecemasan akan diaktifkan.[7]

17

2.2.8 Kajian Kes 8

(Traffic light control for emergency vehicles oleh Wilbur L. Mitchell)

Gambarajah 2.7 : Kenderaan kecemasan melalui simpang empat

KENDERAAN KECEMASAN

PUSAT KAWALAN

18

Satu sistem kawalan lampu isyarat untuk kenderaan kecemasan dengan

menggunakan sistem isyarat bulatan induktif (inductive traffic loops). Isyarat bulatan

induktif terletak di simpang empat untuk menentukan dua keadaan samaada

kenderaan aktif atau kenderaan pasif.

Apabila berada dalam keadaan kenderaan aktif, ini bermakna isyarat bulatan

induktif mengesan kehadiran kenderaan kecemasan. Elemen pasif yang berada

dibulatan akan menghantar tag ID dan ianya menghantar maklumat ke penerima

yang berada di dalam kenderaan kecemasan. Kenderaan kecemasan akan menghantar

semula signal kecemasan dan memberi arahan kepada pusat kawalan. Pusat kawalan

akan memproses signal yang di hantar. Selepas di pastikan data yang di hantar ialah

dari kenderaan kecemasan, barulah sistem lampu isyarat akan berubah kepada

keadaan kecemasan.

Apabila berada dalam keadaan kenderaan pasif, ini bermakna penerima yang

berada di simpang tidak diaktifkan dan sistem lampu isyarat berada dalam keadaan

sedia ada. [7]

Gambarajah 2.8 : Isyarat bulatan induktif di simpang empat

PUSAT KAWALAN

ISYARAT BULATAN INDUKTIF (inductive traffic loops).

LAMPU ISYARAT

19

BAB 3

PENGAWAL LOGIK BOLEH ATURCARA

(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL-PLC)

3.1 Pengenalan

Bab ini menerangkan mengenai Pengawal Logik Boleh Aturcara

(Programmable Logic Control) di mana sistem kawalan ini digunakan bagi

mengawal lampu isyarat bagi projek Sistem Kawalan Lampu Isyarat untuk

Kenderaan Kecemasan yang akan dibangunkan ini. Dalam bab ini, pengenalan,

fungsi, kelebihan, rekabentuk, jenis, dan lain-lain berkenaan Pengawal Logik Boleh

Aturcara akan di bincangkan dengan lebih terperinci. Melalui ciri-ciri yang telah

dibincangkan, ianya akan menunjukkan mengapa dan bagaimana Pengawal Logik

Boleh Aturcara dipilih bagi projek ini.

3.2 Pengenalan Kepada Pengawal Logik Boleh Aturcara (PLC)

20

Dalam era baru yang serba maju, canggih dan kian mencabar ini kursusnya

dalam persaingan dunia industri dan permodenan teknologi, kita hendaklah sentiasa

fleksibel dan peka mengenai perkembangan informasi teknologi dunia kerana ianya

sejajar dengan perkembangan dunia teknologi dan automasi. Selain itu, sebagai

negara yang meningkat maju, Malaysia perlu mengambil peluang untuk

meningkatkan prestasi negara setanding negara maju lain.

Perkembangan teknologi yang begitu positif menyebabkan pelbagai kebaikan

pada negara lebih-lebih lagi di sektor industri. Hal ini menyebabkan pelbagai jenis

sistem kawalan telah diwujudkan sejajar dengan perkembangan teknologi dinegara

kini yang tumbuh bak cendawan selepas hujan. Sistem kawalan ini dibangunkan

bertujuan untuk membantu dan memudahkan proses pengawalan sesuatu bahagian di

dalam industri termasuklah kelajuan proses, keboleh ulangan yang cepat dan

pengeluaran produk sesuatu syarikat industri. Kini terdapat pelbagai jenis sistem

kawalan yang ada di negara antaranya ialah hard-wire relay, sistem kawalan logik

dan sistem kawalan menggunakan komputer yang kerap digunakan di dalam industri

kini. Namun begitu, terdapat beberapa kebaikan dan keburukan yang timbul jika

dibandingkan dengan penggunakan Pengawal Logik Boleh Aturcara.

3.3 Pengawal Logik Boleh Aturcara

Pengawal Logik Boleh Aturcara atau lebih mudah dikenali sebagai

Programmable Logic Control (PLC) telah digunakan secara meluas sekitar awal

tujuh puluhan (1970-an) dimana ianya berfungsi untuk menggantikan penggunaan

panel relay (geganti) yang lebih besar. Sejarah penciptaan PLC ini adalah dengan

tercetusnya idea daripada sekumpulan jurutera daripada Genaral Motors pada tahun

1968.

21

Pengawal Logik Boleh Aturcara ialah satu sistem kawalan yang

menggunakan komputer untuk mengawal sesebuah mesin atau pusat pemprosesan di

dalam sesuatu industri. Ia menggunakan memori yang boleh diprogramkan untuk

menyimpan arahan dan fungsi aturcara dengan lebih spesifik. Kebiasaannya, PLC ini

menggunakan mikropemprosesan yang tersendiri. Tidak seperti tujuan utama

komputer, PLC merupakan satu modul yang dipakejkan dan direka untuk mampu

bertahan pada perubahan suhu yang tinggi, habuk serta kekotoran, mempunyai

ketahanan mekanikal yang lebih kuat dan tahan pada sebarang getaran dan tekanan.

Seperti yang diketahui umum, penggunanaan PLC kini amat meluas dan

kepelbagaian. Ini kerana penggunaan PLC didalam sesuatu sistem kawalan dapat

mengurangkan kos pemasangan berbanding dengan sistem kawalan biasa yang

banyak menggunakan wayar dan terpaksa disambungkan kepada beratus-ratus

geganti (relay) dan pemasa (timer). Jadi dengan menggunakan PLC, sejumlah

geganti dan pemasa dapat dikurangkan sekaligus mampu mengurangkan kesalahan

ketika melakukuan pendawaian. Malah, kerosakan wayar turut diambil kira jika

ianya telah lama digunakan. Selain itu, dengan penggunaan PLC, kos pembaikan

mampu dikurangkan dan ianya hanya perlu dipantau dengan teliti. Penggunaan PLC

amat menyeluruh bukan sahaja mampu mengurangkan tapak ruang untuk

pendawaian jika dibandingkan dengan sistem geganti (relay), tetapi ianya mampu

beroperasi dalam jangka masa yang panjang tanpa sebarang masalah.

Pada masa kini, mustahil untuk mengubahsuai sesuatu sistem kawalan tanpa

membuat penyambungan atau sebaliknya dengan hanya satu wayar sahaja. Ini

bermakna, sekiranya dalam sesuatu bahagian yang mempunyai banyak

penyambungan atau pendawaian, ianya amat sukar mengubahsuai sesuatu litar

kerana untuk penyambungan hard-wire relay, ianya terpaksa dibuka kesemua litar

pendawaian dan dipasang semula. Ini akan mendatangkan kerugian masa dan

kewangan. Jadi, dengan penggunaan PLC, kerja akan menjadi lebih senang dan

mudah dengan hanya mengubahsuai perisian sebelumnya.[21]

Dengan kemajuan yang dicapai pada masa kini, PLC yang berada dipasaran

mampu berinteraksi dengan perisian yang dicipta khas sesuai dengan

penggunaannya. Oleh yang demikian, dengan terciptanya perisian CX-Programmer

22

ini, kerja-kerja untuk membina aturcara menjadi lebih mudah disamping dapat

mempercepatkan proses pengubahsuaian aturcara ini. [21]

Pengawal Logik Boleh Aturcara juga merupakan sistem elektronik digital

yang menggunakan sistem memori dengan melaksanakn fungsi-fungsi tertentu

antaranya kawalan on/off, pemasa (timing), pengiraan (counting), turutan

(sequencing), arimatik (arimethic) untuk mengawal samaada analog atau digital dan

pengurusan data (data handling).

Peningkatan permintaan yang tinggi oleh syarikat-syarikat industri dunia

menyebabkan terdapat pelbagai jenama yang dikeluarkan untuk memenuhi kehendak

aplikasi oleh pengguna. Antaranya ialah OMRON, ALLEN-BRADLEY, ABB,

MITSUBISHI, PHILIPS, SCHNEIDER, TEXAS INSTRUMENT, TOSHIBA,

SEIMENS dan lain-lain lagi. Fungsi kesemua PLC adalah sama dan ianya dapat

dibezakan melalui rajah tetangga untuk setiap PLC.

3.4 Kelebihan Pengawal Logik Boleh Aturcara

Seperti yang sudah dimaklumkan sebelum ini, penggunaan PLC amat popular

dan menyeluruh semenjak awal 1970-an lagi. Penggunaannya semakin meningkat

dan dianggap sebati didalam sektor industri lebih-lebih lagi didalam sektor industri

besar. Ini bermakna, penggunaannya mendatangkan keuntungan kepada syarikat dan

ia mempunyai kelebihannya yang tersendiri. Berikut merupakan kelebihan PLC yang

sudah dikenalpasti. Antaranya ialah:

a) Mudah dan senang ketika membuat penyambungan atau pengubahsuaian

litar.

b) Memerlukan masa, kos dan ruang yang minimum semasa pengoperasiannya.

c) Kos permulaan sesuatu projek yang murah.

d) Merekabentuk sistem dengan menggunakan perisian CX-Programmer.

23

e) Melakukan sebarang perubahan atau pertambahan fungsi hanya dengan

mengubah perisian sebelumnya.

f) Julat yang besar didalam aplikasi kawalan

g) Mudah dan cepat untuk menyelanggarakan masukan dan keluaran sesuatu

proses.

h) Mudah untuk mengesan dan mencari sebarang permasalahan yang berlaku

terhadap pendawaian perkakasan melalui perisian

i) Kebolehulangan yang tinggi untuk melakukan sesuatu proses

j) Penggunaan yang lebih fleksibel

3.5 Rekabentuk Perkakasan Pengawal Logik Boleh Aturcara

Sebenarnya, PLC adalah hampir sama dengan komputer dimana ianya terdiri

daripada tiga fungsi kawasan iaitu pemprosesan, ingatan dan masukan/keluaran.

Isyarat masukan ke PLC akan dibaca dan disimpan di dalam ingatan, dimana

pemprosesan akan melaksanakan arahan logik untuk masukan tersebut. Isyarat

keluaran akan dijana dan disambungkan pada perkakasan yang telah dibina selari

dengan pembangunan perisian.

24

Gambarajah 3.0: Sistem Pengawal Logik Boleh Aturcara

Unit memproses Pengawal Logik Boleh Aturcara merupakan bahagian utama

yang berfungsi untuk menyelaras dan mengawal segala operasi PLC. Unit

pemprosesan selalunya diletakkan paa satu bahagian ingatan didalam PLC. Selain

itu, unit pemprosesan di bahagikan kepada tiga bahagian yang lain iaitu Unit Pusat

Memproses (CPU), Unit Arimetik Logik (ALU) dan Memori.

Gambarajah 3.1: Gambarajah blok Unit Memproses

3.5.1 Unit Pusat Memproses (CPU)