• Tidak ada hasil yang ditemukan

Perancangan Perangkat Keras

BAB III RANCANGAN PENELITIAN

3.3 Perancangan Perangkat Keras

Sistem ini menggunakan infrared sebagai pengirim dan photodioda sebagai penerima. Akan dipasang 3 buah sensor yaitu sensor 1 untuk mengentikan conveyor yang bergerak jika ada bok melintas pada sensor 1, bila sensor 2 terhalang oleh bok dengan ketinggian 5cm maka bok terdeteksi bahwa tinggi box berukuran 5 cm saja akan dimasukan kekotak A dan B tegantung ukuran luas bok tersebut, bila sensor 2 dan sensor 3 terhalang benda maka bok terdeteksi bahwa tinggi bok berukuran 10 cm akan dimasukan kekotak C dan D tergantung

ukuran luas bok tersbut dan bila sensor 2 terhalang box dan sensor 3 tidak terhalang maka box dianggap bok tidak sesuai ukuran makan bok akan dimasukan kekotak E. Rangkaian sensor cahaya dapat dilihat pada gambar 3.7.

Gambar 3.7. Rangkaian Sensor Photodioda.

Dengan nilai vcc sebesar 5 volt dan arus maksimal infrared 100mA, maka hambatan dapat dihitung menggunakan rumus :

sehingga, R =

= 50 Ω

Karena nilai resistor sebesar 50Ω tidak tersedia di pasaran dan agar infrared tidak

kelebihan arus,maka digunakan resistor sebesar 100 Ω. Sedangkan untuk nilai hambatan

sensor photodioda menggunakan resistor yang mengacu pada dasar teori 2.7 sehingga Port A0 (ADC)

diperoleh nilai hambatan antara 6,25 KΩ – 25 KΩ. Pada perancangan ini menggunakan resistor 20 KΩ untuk sensor photodioda.

Output mikrokontroller ATmega32 memiliki arus yang kecil sehingga tidak bisa digunakan untuk mengendalikan motor dc yang membutuhkan arus cukup besar. Oleh karena itu dibutuhkan rangkaian external agar keluaran dari mikrokontroller dapat mengendalikan motor dc.

3.3.2. Rangkaian Minimum System ATmega32

Rangkaian minimum system berfungsi sebagai I/O untuk mengontrol atau mengendalikan driver motor dan photodioda yang telah diprogram dalam mikrokontroler ATmega32 pada lengan robot serta sebagai pengolah data serial yang dikirimkan dari komputer melalui USB to TTL converter. Mikrokontroler membutuhkan minimum system yang terdiri dari rangkaian eksternal yaiturangkaian osilator dan rangkaian reset.

Untuk rangkaian osilator digunakan crystal dengan frekuensi sebesar 11,0592 MHz dan menggunakan kapasitor 22 pf pada pin XTAL1 dan XTAL2 di mikrokontroler. Rangkaian osilator ini berfungsi sebagai sumber clock bagi mikrokontroler. Pemberian kapasitor bertujuan untuk memperbaiki kestabilan frekuensi yang diberikan oleh osilator eksternal. Rangakain osilator dapat dilihat pada gambar 3.8.

Gambar 3.8. Rangkaian Osilator ATmega32 [8].

Perancangan rangkaian reset bertujuan untuk memaksa proses kerja pada mikrokontroler dapat diulang dari awal. Saat tombol reset ditekan maka mikrokontroler mendapat input logika rendah, sehingga akan me-reset seluruh proses yang sedang dilakukan mikrokontroler. Rangkaian reset untuk ATmega32 dapat dilihat pada gambar 3.9.

Gambar 3.9. Rangkaian Reset ATmega32 [8].

Pada gambar 3.9 terdapat resistor yang memiliki resistansi sebesar 4,7 KΩ yang

difungsikan sebagai pull up.Resistor pull-up eksternal dapat digunakan untuk menjaga agar pin reset tidak berlogika 0 secara tidak disengaja. Kapasitor10nF digunakan untuk menghilangkan noise yang disusun seri dengan resistor. Rangkaian reset minimum systemATmega32 merupakan gabungan dari rangkaia push-button dan low-pass filter.

3.3.3. Regulator dan Penguat Arus

Pada pembuatan tugas akhir ini, regulator digunakan sebagai pemberi daya pada minimum system ATmega32dan motor dc. Regulator terdiri dari ic 7805, ic 7824, ic 2N3055, kapasitor, dan diode. Ic 7805yang digunakan untuk regulator yaitu menggunakan untuk memberikan daya pada minimum system ATmega32, sedangkanic 7824 digunakan untuk memberikan daya pada motor dc. Dengan demikian maka digunakan transistor 2N3055 agar arus keluaran ic 7805dan ic 7824 yang memiliki tegangan keluaran sebesar 5 volt dan 24volt menjadi lebih besar. Perancangan regulator atau komponen dari rangkaian regulator mengancu pada landasan teori.Rangkaian Regulator dapat dilihat pada gambar 3.10.

Gambar 3.10. A.Rangkaian Regulator 5v [4] dan B.Rangkian Regulator 24v [10].

3.3.4. Driver motor dc dengan limit switch.

Rangkaian driver motor DC menggunakan H-Bridge transistor yang dapat mengendalikan arah putaran motor DC dari 2 arah dan dapat dikontrol dengan metode PWM (pulse Width Modulation) maupun dengan metode sinyal logika dasar TTL (High) dan (Low). Untuk pengendalian motor DC dengan menggunakan metode PWM maka dengan rangkaian driver motor DC ini kecepatan putaran motor DC dapat dikendalikan dengan baik dan apabila menggunakan metode logika TTL 0 dan 1 maka rangkaian ini hanya dapat mengendalikan arah putaran motor DC saja dengan kecepatan putaran motor DC maksimum. Rangkaian driver motor DC H-Bridge ini menggunakan rangkaian jembatan transistor 4 unit dengan protesi impuls tegangan induksi motor DC berupa dioda dengan cara dipasang paralel dengan masing-masing transistor secara reverse bias. Dengan menggunakan transistor tip dikarenakan transistor ini dapat menghasilkan arus yang tinggi. Rangkaian ini juga ditambah dengan limit switch agar saat berlawan jarum jam maka dapat dihentikan pada saat dititik tertentu. Driver motor DC menggunakan TIP142 dengan arus maksimal 15A. Dapat dilihat pada gambar 3.11.

Gambar 3.11. Driver Motor DC [5].

3.3.5. Motor DC

Pada sistem ini, motor DC digunakan untuk menggerakkan conveyor. Motor1 digunakan untuk menggerakkan conveyor 1, motor2 digunakan untuk menggerakkan conveyor 2. Motor DC 24v yang berkekuatan tinggi atau torsi besar dan rpm yang rendah.

3.3.6. Rangkaian Rellay

Rangkaian rellay untuk menyalakan motor di conveyor satu dan dua. Rellay juga dihubungkan ke mikrokontroller untuk menyalakan motor sesuai dengan program. Dapat dilihat pada gambar 3.12.

3.3.7. Benda Tiga Dimensi

Benda yang dapat dikenali oleh webcam yaitu bok atau berbentuk kotak dengan menggunakan bahan styrofoam. Desain benda menggunakan autocad, dapat dilihat pada gambar 3.12. dengnn ukuran masing-masing benda yaitu :

1. Bok1 : 16cm x 5cm (l x t). 2. Bok 2 : 16cm x 10cm (l x t). 3. Bok 3 : 32cm x 5cm (l x t). 4. Bok 4 : 32cm x 10cm (l x t). 5. Bok 5 : Tidak sesuai ukuran.

Gambar 3.13. Bentuk bok

3.4.

Perancangan Perangkat Lunak (Software)

Pada perancangan perangkat lunak ini akan dibahas mengenai program kendali conveyor secara keseluruhan diantaranya :

1) Flowchart program pengenalan luasan benda.. 2) Perancangan GUI pada MATLAB.

Pada pembuatan flowchart ini digunakan software Code Vision AVR yang merupakan suatu perangkat lunak untuk mem-program ic keluarga AVR menggunakan bahasa c. Pada pembuatan flowchart program pengenalan bentuk benda akan dibahas dan dipaparkan mengenai pembuatan program image processing dengan menggunakan metode Binery dengan software MATLAB.

Secara keseluruhan sistem kerja pada perancangan tugas akhir ini dapat ditunjukan flowchart pada gambar 3.14 dan 3.15. Cara kerja dari conveyor pemilah ukuran bok bedasarkan luasan dan ketinggian bok ini yaitu mula-mula bok akan diletakan pada conveyor. Ketika bok dideteksi oleh sensor photodioda yang artinya benda berada dibawah webcam dan

photodioda 2 sebagai sensor ketinggian bok 5 cm dan photodioda 3 sensor ketinggian 10 cm, maka mikrokontroler ATmega32 akan mengirimkan suatu karakter secara serial kepada laptop untuk menjalankan program image processing agar bok dapat dikenali. Setelah objek dikenali, maka laptop melalui software MATLAB akan mengirimkan karakter secara serial kepada minimum system ATmega32 untuk menggerakan motor conveyor ke 2. Conveyor akan bergerak dan meletakan bok ke tempat yang sudah disediakan sesuai ukuran bok. Untuk menentukan luasan 1 atau luasan 2 dengan akan dicroping melalui webcam dan untuk mengetahui tinggi 1 atau tinggi 2 dengan dideteksi ketinggian memalui photodioda, jika tinggi 1 akan dideteksi dengan photodioda 1 jika tinggi 2 akan dideteksi dengan photodioda 2 jika tinggi 1 tidak dan tinggi 2 tidak, maka akan masuk ke kotak tidak sesuai.

Rangkaian photodioda deteksi adanya wadah (1) Port (1) ( 1 0 0 0 0 ) Rangkaian photodioda deteksi adanya wadah (2) Port (2) ( 0 1 0 0 0 ) Rangkaian photodioda deteksi adanya wadah (3) Port (3) ( 0 0 1 0 0 ) Rangkaian photodioda deteksi adanya wadah (4) Port (4) ( 0 0 0 1 0 ) Rangkaian photodioda deteksi adanya wadah (5) Port (5) ( 0 0 0 0 1 ) Bok tinggi 1 Bok tinggi 2 Bok tinggi 1 Bok tinggi 2 Bok tidak sesuai Bok luasan dua Rangkaian photodioda conveyor pertama mendeteksi bok Motor conveyor kedua siaga Mulai Motor conveyor pertama gerak (aktif) Motor conveyor pertama berhenti (5 detik) Bok luasan 1atau Luasan 2 Bok luasan satu Tidak Ya Tidak Ya Luasan 1 Luasan 2

Tinggi 1 Tinggi 2 Tinggi 1 Tinggi 2

A B Webcam mengenali bok luasan 1 atau 2

Mulai

Motor conveyor kedua gerak (aktif)

port (6) Rangkaian photodioda pada conveyor kedua deteksi adanya wadah, maka Motor conveyor kedua berhenti selama 5 detik port (7) Motor conveyor pertama gerak (aktif)

selama 5 detik

Saat

sensor limit switch mendeteksi adanya wadah maka conveyor

kedua berhenti Tombol stop di tekan ? Tidak Tidak Ya Ya

B

A

3.4.1.

Flowchart Program Pengenalan Box Pada MATLAB

Program image processing diproses oleh software MATLAB. Cara kerja proses secara keseluruhan yaitu mula-mula webcam harus dikenali terlebih dahulu oleh software MATLAB. Setelah dikenali maka langkah selanjutnya yaitu mengambil gambar RGB benda yang akan dikenali dan menonaktifkan webcam. Ketika gambar telah di capture, maka langkah selanjutnya yaitu merubah gambar RGB tersebut menjadi gambar grayscale agar gambar lebih mudah untuk diproses. Langkah selanjutnya yaitu proses cropping (pemotongan), proses ini berfungsi untuk menentukkan bagian citra yang dibutuhkan untuk proses selanjutnya sehingga untuk bagian citra yang tidak dibutuhkan akan dipotong atau dihilangkan.

Setelah cropping, maka selanjutnya yaitu mengubah citra grayscale menjadi citra biner agar bentuk benda dapat dikenali sesuai dengan yang diinginkan. Setelah itu kemudian merubah ukuran piksel gambar menjadi lebih rendah. Selanjutnya akan menghitung luasan box untuk didapatakan nilai luasan bok. Setelah semua proses sudah dilakukan, maka langkah yang paling penting yaitu menghitung Look Up Table setelah itu reset atau distop atau kembali keposisi semula. Flochart dapat diliat pada gambar 3.15.

mulai Capture image Ubah gambar rgb menjasi gambar greyxcale Ubah gambar greyscale menjadi gambar biner Hitung luasan Cropping gambar biner

Reset Stop / exit

Reset stop Ya Ya Tidak Tidak Look Up Table

3.4.2

Perancangan GUI MATLAB

Tujuan pembuatan GUI (Graphical User Interface) yaitu agar mempermudah dalam pengawasan program yang sedang terjadi atau dieksekusi. GUI memiliki peran yang sangat baik karena dengan adanya GUI, pengguna akan dapat melihat apa yang sedang terjadi didalam program seperti pemrosesan data dan lain-lain. Perancangan GUI yang akan dibuat dapat ditunjukan pada gambar 3.16.

CAPTURE CAMERA

PROSES PENGAMBILAN DATA

DATA BINER HASIL DETEKSI DATA DATA BINER BOX 4 BOX 3 BOX 2 BOX 1 BOX 5

START

RESET

STOP

52

Dokumen terkait