BAB 2. LANDASAN TEORI
3.2. Perancangan Sistem
3.2.1. Diagram Blok Sistem
Gambar 3.1 Diagram Blok
Penjelasan Fungsi Tiap Blok Dari Diagram Blok
1. Blok Power Supply 5 v : Sumber tegangan sistem
2. Blok Arduino Promini : Sebagai pengendali keluruhan sistem 3. Blok motor servo : Sebagai penggerak perbeedaan warna 4. Blok sensor warna tcs3200 : untuk mengubah warna menjadi frekuensi
Power Supply 5 V
Motor Servo LCD Print
Arduino Nano Sensor warna tcs
3200
Power Supply 12 V
Sensor Warna TCS 3200
Sensor warna deteksi kopi
Ya
Motor servo ke kanan Motor servo ke
kiri
Selesai Tampil LCD 3.2.2 Diagram Alir (FlowChart)
Mulai
Inisialisasi
Penjelasan Fungsi diagram flowchart - Sistem mulai dihidupkan
- Inisialisasi program
- Sensor warna mendeteksi biji kopi,
- Bila warna menunjukkan nilai RGB sesuai kalibrasi warna merah, makan motor servo akan bergerak dan dikendalikan kearah kiri, sebaliknya bila nilai RGB menunjukkan kalibrasi warna hijau makan motor servo digerakkam kekanan.
- Data akan tampil di LCD - Selesai
3.2.3 Perancangan Rangkaian
1. Rangkaian Penstabil Tegangan (Regulator)
Rangkaian ini berfungsi untuk memberikan supplay tegangan keseluruh rangkaian yang ada. Keluaran rangkaian regulator ini yaitu 5 volt, keluaran 5 volt.
Gambar 3.2 Rangkaian Regulator
2. Rangkaian Minimum Sistem Arduino Nano
PCB Layout merupakan Implementasi rangkaian schematic di papan PCB menunjukan rangkaian mikrokontroler Arduino Nano. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler tediri dari beberapa bagian :
Gambar 3.3 Sistem Minimum Arduino Nano
3. Rangkaian LCD 16 x 2 Characters
Pada rangkaian ini, display yang digunakan adalah LCD 16 x 2 Characters. Untuk blok ini pin lcd dihubungkan ke sistem arduino pro mini.sesuai jalur jalur yang telah dirancang.
Gambar 3.4 Rangkaian LCD
4. Rangkaian sensor Warna TCS3200
Pada rangkaian ini sensor warna tcs 3200 dihubungkan sesuai jalur yang telah ditentukan pada arduio promini. Berikut gambar rangkaian:
Gambar 3.5 Rangkaian sensor TCS 3200
5. Rangkaian Motor Servo
Pada rangkaian ini, terdapat motor servo dengan 2 pin, yaitu vcc, gnd, dan pin output.
VCC pada servo dihubungkan pada vcc atmega gnd ke gnd, dan pin output servo ke pin digital d2 arduino. Berikut gambar rangkaian:
Gambar 3.6 Rangkaian Motor Servo
6. Rangkaian Keseluruhan
Berdasarkan uraian-uraian yang telah diterangkan pada bagian sebelumnya, maka dibuat rangkaian keseluruhan dari sistem. Adapun rangkaian keseluruhan dari perancangan sistem ini berupa gabungan dari rangkaian regulator, rangkaian mikrokontroler Arduino Promini, rangkaian LCD, rangkaian servo, rangkaian deteksi otomatis. Kesuluruhan rangkaian ini yang bekerja sebagai system sistem deteksi kematangan buah kopi dengan menggunakan sensor warna tcs3200. Dalam hal ini sensor TCS3200 akan mendeteksi warna pada kopi dan sebagai kendali untuk motor servo agar menentukan kematangan pada buah kopi. Berikut rangkaian keseluruhan dapat dilihat pada gambar 3.8 berikut ini:
Gambar 3.7 Rangkaian Keseluruhan
Gambar 4.1 Gambar Alat BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Desain Perancangan Alat
Dalam perancangan alat di lakukan desain terlebih dahulu. Dimulai dari desain mekanik dan desain sistem otomatis dan sampai tahap desain kesuluruhan alat. Terdapat pada gambar gabungan kotak sebagai ruang pendingin,kotak sistem, dan heater ac 220 volt.
Kotak dengan ukuran panjang = 50 cm, lebar = 25 cm dan tinggi= 25 cm.
Gambar 4.1 Perancangan Alat
4.2 Pengujian IC Regulator
Pada pengujian ini dilakukan pengukruan tegangan masuk dari Arus PLN dan masuk ke adaptor DC 12V kemudian ke Rangkaian Regulator ini dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran menggunakan Voltmeter. . Apabila catu daya tidak bekerja dengan baik, maka akan mempengaruhi kinerja sistem dari alat tersebut sehingga alat tidak dapat bekerja maksimal. Berikut adalah gambar pengukuran tegangan keluaran dari rangkaian Regulator.
Tabel 4.1 Pengujian IC regulator
Input Adaptor (DC 12 V) Out Regulator
220 V 12,12 V 4,93 V
Gambar 4.2 Pengukuran Regulator
4.3 Pengujian Rangkain LCD
Pada Pengujian Rangkaian LCD bertujuan untuk mengetahui apakah LCD dapat berjalan dengan baik. Dalam hal ini pengujian dilakukan sesuai program yang telah dibuat di mikrokontroler.
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F,16,2); // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display
void setup() {
lcd.init(); // initialize the lcd
lcd.init();
// Print a message to the LCD.
lcd.backlight();
lcd.setCursor(1,0);
lcd.print("Pemanas Oven");
lcd.setCursor(1,1);
lcd.print("Tugas Akhir");
}
void loop() {
Gambar 4.3 Tampilan LCD
Gambar 4.3 Tampilan pengujian LCD
4.4 Pengujian sensor warna TCS 3200
Pada Pengujian sensor warna dilakukkan untuk kalibrasi pada kopi. Karena kondisi ruangan atau tempat pengujian berbeda. Maka harus dikalibrasi sesuai tempat. Berikut program dan gambar pengujian:
#define S0 4
#define S1 5
#define S2 6
#define S3 7
#define sensorOut 8 int frequency = 0;
void setup() {
Gambar 4.5 Pengujian Sensor Warna TCS 3200 delay(500);
}
Gambar 4.4 Pengujian Sensor Warna TCS 3200
Gambar 4.5 Tampilan pengujian sensor warna Tcs3200
4.5 Pengujian Motor Servo
Pada Pengujian Servo dilakukan putaran arah 180 sampai 0 derajat dan berulang kembali dari 0 sampai 180 derajat. Pengujian ini dilakukan untuk melihat fungsi motor servo bekerja dengan baik.
#include <Servo.h> //library servo
Servo myservo; // membuat variabel servo untuk dikendalikan int pos = 0; // deklarasi variabel untuk posisi sudu
void setup() {
myservo.attach(9); //deklarasi servo pada pin 9 }
void loop() {
for(pos = 0; pos < 180; pos+= 1) // perulangan untuk posisi 0 sampai 180 derajat { // step setiap 1 derajat
myservo.write(pos); // memerintahkan servo ke posisi derajat sesuai nilai variabel pos delay(15); // menunggu 15 milidetik
}
for(pos = 180; pos>=1; pos-=1) // perulangan untuk posisi 180 sampai 0 derajat {
myservo.write(pos); // memerintahkan servo ke posisi derajat sesuai nilai variabel pos delay(15); // menunggu 15 milidetik
} }
Gambar 4.6 Pengujian Motor Servo
4.6 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
Pada pengujian sistem keseluruhan alat ini bertujuan untuk mengetahui apakah sistem yang sudah di kerjakan dapat beroperasi. Pada pengujian ini dilihat dari tampilan RGB pada sensor warna di tampilan LCD. Dalam pengujian ini dilakukan untuk mengetahu tingkat warna pada kopi dan menentukan gerak kendali motor servo. Adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk menjalankan sistem kesuluruhan adalah sebagai berikut:
#include <Wire.h> // i2C Conection Library
#include <LiquidCrystal_I2C.h> //i2C LCD Library
#include <Servo.h> //i2C LCD Library LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2);
Servo myservo;
#define S0 4
#define S1 5
#define S2 6
#define S3 7
#define sensorOut 8 int frequencyr = 0;
int frequencyg = 0;
int frequencyb = 0;
int jumlah;
void setup() { myservo.attach(2);
myservo.write(70);
lcd.setCursor(5,0);
if((frequencyr > 320)&&(frequencyr < 350)&&(frequencyg > 340)&&(frequencyg <
380)&&(frequencyb > 105)&&(frequencyb < 120)) {
else if((frequencyr > 290)&&(frequencyr < 320)&&(frequencyg > 305)&&(frequencyg
< 340)&&(frequencyb > 100)&&(frequencyb < 110)) {
//else if((frequencyr > 450)&&(frequencyr < 500)&&(frequencyg >
450)&&(frequencyg < 480)&&(frequencyb > 130)&&(frequencyb < 150)) {
// lcd.setCursor(1, 1);
// lcd.println("Deteksi ");
myservo.write(90);
jumlah++;
delay(1000);
} }
Gambar 4.8 Pengujian pada kopi warna hijau Gambar 4.7 Pengujian Sistem
Gambar 4.9 Pengujian pada kopi warna merah
Tabel 4.2 Kalibrasi kopi warna hijau
No Kopi Hijau R B
1 Hijau 221 442 107
2 Hijau 221 442 105
3 Hijau 223 444 105
4 Hijau 221 442 105
5 Hijau 222 442 107
6 Hijau 225 440 110
7 Hijau 223 441 102
8 Hijau 227 445 102
9 Hijau 226 449 110
10 Hijau 221 443 105
11 Hijau 223 442 103
12 Hijau 226 443 103
13 Hijau 225 441 104
14 Hijau 222 442 105
Tabel 4.2 Kalibrasi kopi warna merah
No Kopi Merah R G B
1 Merah 201 168 65
2 Merah 201 166 67
3 Merah 203 166 67
4 Merah 201 160 69
5 Merah 202 163 70
6 Merah 205 169 67
7 Merah 203 166 67
8 Merah 198 166 69
9 Merah 206 160 67
10 Merah 200 160 67
11 Merah 198 169 67
12 Merah 197 163 69
13 Merah 200 169 69
14 Merah 202 160 69
BAB 5 PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem yang kemudian dilanjutkan dengan tahap pengujian dan analisa maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Perancangan dan pembuatan alat pemisah buah kopi matang dan buah kopi mentah terdiri dari beberapa komponen penting antara lain power supply, LCD, Arduino Nano, Motor Servo, Sensor Warna Tcs3200. Prinsip kerja alat pemisah buah kopi matang dan buah kopi mentah adalah medeteksi adanya perbedaan warna pada sensor warna Tcs3200, dimana motor servo akan memisahkan warna hijau (kopi mentah) dan warna merah (kopi matang).
2. Pada perancangan alat ini, Motor servo menjadi output dari sistem alat yang berfungsi untuk meletakan kopi pada tempat sebelah kiri atau tempat sampah sebelah kanan dengan dikendalikan oleh sensor warna Tcs3200.
3. Berdasarkan hasil pengujian sensor warna Tcs3200 dapat disimpulkan yaitu ketika Kesuluruhan rangkaian yang bekerja sebagai sistem deteksi kematangan buah kopi dengan menggunakan sensor warna tcs3200. Dalam hal ini sensor TCS3200 akan mendeteksi warna pada kopi dan sebagai kendali untuk motor servo agar menentukan kematangan pada buah kopi.
5.2 Saran
1. Sebaiknya alat ini dapat lebih dikembangkan, baik dari segi fungsi maupun aplikasi yang lebih baik.
2. Sebaiknya untuk perancangan selanjutnya menggunakan sensor warna yang mempunyai kualitas yang lebih tinggi.
3. Alat ini masih berupa miniatur, namun diharapkan kedepannya akan diaplikasikan dibidang pertanian.
DAFTAR PUSTAKA
Syahwil M. 2013. Panduan Mudah Simulasi dan Praktik MikrokontrolerArduino, Jogja: Andi
Prawitasari Nila.2013.Penggunaan Motor Servo Pada Robot. [serial online]
Kadir, Abdul. 2016. “Scratch For Arduino”. Yogyakarta : ANDI
Rangkuti, Syahban, 2011.”Mikrokontroller Atmel AVR”, Edisi Petama. Penerbit : Informatika,Jakarta.
Wardoyo, Siswo.2015.”Pengantar Mikrokontroller Dan Aplikasi Pada Arduino”.
Yogyakarta: Teknosain.
https://www.researchgate.net/publication/328927018_Alat_Pendeteksi_Warna_Menggunakan_S ensor_Warna_Tcs3200_Dan_Arduino_Nano