i
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI KEMATANGAN BUAH DURIAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS 2620 DAN TGS 2600 BERBASIS ARDUINO
TUGAS AKHIR
Program Studi S1 Sistem Komputer
Oleh :
JAGADLANANG SUROBRAMANTYO 11.41020.0050
FAKULTAS TEKNOLOGI DAN INFORMATIKA
x
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN SYARAT ... ii
MOTTO ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ... v
HALAMAN PERNYATAAN ... vi
ABSTRAK ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan ... 3
1.5Sistematika Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 5
2.1 Flavor Durian ... 5
xi
2.5 Arduino uno ... 29
2.5.1 Pengertian Arduino Uno ... 29
2.5.2 Power Arduino Uno ... 21
2.5.3 Memori ... 21
2.5.4 Input dan Output ... 21
2.5.5 Komunikasi Arduino uno ... 23
2.6 Liquid Cristal Display (LCD) ... 24
2.7 Katup Pneumatic (Valve) ... 26
2.8 Air Cylinder ... 28
2.9Relay ... 30
2.9.1 Prinsip Kerja Relay ... 30
2.9.2 Arti Pole dan Throw pada Relay ... 32
2.10 Analog to Digital Converter (ADC) ... 33
2.10.1 Resolusi ADC ... 34
2.10.2 Prinsip Kerja ADC ... 35
2.11 Fuzzy Logic ... 35
BAB III METODE PENELITIAN ... 43
3.1Model Pengembangan ... 43
3.2 Prosedur Penelitian ... 43
3.3 Diagram Blok Sistem ... 44
xii
3.4.3 Struktur Material Alat ... 50
3.4.4 Perancangan Microcontroller Arduino ... 50
3.4.5 Program Download ... 52
3.4.6 Konfigurasi Pin Relay ... 56
3.5 Perancangan Perangkat Lunak ... 58
3.5.1 Program Membaca Sensor Gas (TGS) dan Menampilkan Pada LCD. 60 3.5.2 Fuzzy Clustering ... 61
3.6 Metode Pengujian dan Evaluasi Sistem... 67
3.6.1 Pengujian dan Evaluasi Microcontroller (Arduino Uno)... 67
3.6.2 Pengujian dan Evaluasi Sensor TGS ... 67
3.6.3 Pengujian dan Evaluasi Blower 24VDC ... 68
3.6.4 Pengujian dan Evaluasi Program Pneumatic Valve dan Air Cylinder .. 69
3.6.5 Pengujian dan Evaluasi Program Mendeteksi Kematangan Buah ... 69
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 71
4.1.Pengujian Microcontroller Arduino ... 71
4.1.1. Tujuan ... 71
4.1.2. Alat yang Digunakan ... 71
4.1.3. Prosedur Pengujian ... 72
4.1.4. Hasil Pengujian ... 72
4.2.Pengujian Relay ... 73
xiii
4.2.4 Hasil Pengujian ... 75
4.3.Pengujian Keseluruhan Sistem dengan Metode Fuzyy Clustering ... 76
4.3.1 Tujuan ... 76
4.3.2 Alat yang Digunakan... 76
4.3.3 Prosedur Pengujian ... 77
4.3.4 Hasil Pengujian ... 77
BAB V PENUTUP ... 80
5.1.Kesimpulan ... 80
5.2.Saran ... 80
DAFTAR PUSTAKA ... 82
LAMPIRAN ... 84
1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di Indonesia buah durian adalah salah satu buah yang paling digemari, saat ini jenis buah durian sangat banyak tersebar di Indonesia seperti durian jenis petruk, jenis mentega, jenis montong kani, dan jenis lainnya. Buah durian sendiri adalah buah endemik asia tenggara, ciri utama buah durian yang paling menonjol adalah aromanya yang khas dan sangat kuat, Semakin matang buah durian semakin kuat aroma yang ditimbulkan, rasa dan tekstur daging buah durian pun dibedakan dari masing-masing jenisnya. Kondisi saat ini, sering dijumpai buah durian yang didapat dari pengepul belum pasti sesuai dengan apa yang penjual inginkan karena seperti yang telah diketahui jumlah dan jenisnya sangat banyak, hal ini bisa membuat pihak penjual akan sangat sulit untuk memilih tingkat kematangan buah durian untuk dijual kembali dan dapat memberikan kwalitas yang terbaik, saat ini untuk menentukan kematangan buah durian, penjual hanya menggunakan indera penciuman atau hanya mengandalkan pengalaman yang tentu tidak dapat maksimal dan menjamin bahwa pilihannya akan tepat.
kematangan buah dengan cara menggunakan metode pencitraan RGB ( Red, Green, Blue) yang dimana model metode ini adalah mengukur tingkat kematangan buah dengan kamera dan perangkat komputer, pada tempat pengujian akan diberikan kamera dan satu buah komputer sebagai pusat kontrol sistemnya, kamera akan mengambil gambar berupa foto dengan empat arah yang berbeda, metode ini sangat berkaitan dengan warna sehingga segmentasi citra warna memainkan peran penting pada metode ini. Setelah mendapatkan gambar buah, sistem ini akan membandingkan warna buah pada hasil gambar dengan data yang ada pada perangkat komputer (Dadwal, 2012). Namun karena warna pada kulit buah durian tidak signifikan untuk membedakan tingkat kematangan, maka.
Pada tugas akhir ini kita bisa menggunakan sistem penciuman elektronik menggunakan deret sensor gas semikonduktor (TGS), sebagai pengukur tingkat kematangan buah. Penciuman elektronik adalah sebuah sistem yang proses kerjanya mencium aroma atau gas yang dikeluarkan oleh buah, sistem ini paling sering digunakan dalam sebuah industri untuk mendeteksi kebocoran gas LPG (Akbar, 2010).
1.2 Perumusan Masalah
Adapun permasalahan yang akan dihadapi oleh penulis ke depannya dalam proses pengerjaan Tugas Akhir ini adalah :
1. Bagaimana menghitung tingkat kematangan buah durian?
1.3 Batasan Masalah
Dalam perancangan dan pembuatan alat ini, terdapat beberapa batasan masalah, antara lain :
1. Posisi buah durian harus berada di kotak yang disediakan. 2. Satu kotak hanya dapat diisi dengan satu buah durian. 3. Buah harus dalam keadaan utuh tanpa cacat pada kulitnya.
4. Jenis buah durian yang bisa digunakan durian montong kani. 5. Temperatur udara mempengaruhi kinerja sensor TGS.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan Penciuman Elektronik Menggunakan Deret Sensor Gas Semikonduktor (TGS) ini yaitu :
1. Memberikan informasi tingkat kematangan buah durian kepada pengguna, dengan mengetahui tingkat kematangan buah tersebut, sehingga pengguna dapat memilih buah yang matang secara tepat. 2. Data yang didapat dari sensor TGS, akan diolah menggunakan metode
Fuzzy Logic.
3. Membuat alat pendekteksi kematangan buah portable dengan menggunakan microcontroller berbasis arduino dan deret sensor TGS (gas).
1.5Sistematika Penulisan
1. BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penulisan laporan tugas akhir, dan sistematika penulisan tugas akhir.
2. BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang berbagai teori yang mendukung tugas akhir ini. Hal tersebut meliputi Fuzzy clustering, Analog to digital converter (ADC), Arduimo, Sensor Gas(TGS), Pneumatic Valve, Cylinder Double Acting.
3. BAB III : METODE PENELITIAN
Dalam bab ini dijelaskan tentang metode penelitian serta alasan penggunaan metode tersebut dalam penelitian. Pada bab ini dijelaskan pula tentang pembuatan perangkat keras (hardware) dengan menggabungkan perangkat lunak (software) sebagai pengontrol pada alat tersebut, serta penerapan metode penelitian pada alat ini.
4. BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM
Bab ini berisi tentang pengujian secara keseluruhan. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian Arduino, pengujian sensor gas (TGS), pengujian fuzzy clustering, pengujian keseluruhan nilai analog to digital converter (ADC) buah durian, pengujian keseluruhan alat pendeteksi kematangan buah durian.
5. BAB V : PENUTUP
5
LANDASAN TEORI
Teori-teori yang digunakan dalam perancangan perangkat keras dan perangkat lunak adalah studi dari keputusan berupa data-data literature dari masing-masing komponen, informasi dari internet serta konsep-konsep teori buku penunjang, antara lain:
2. Landasan Teori
2.1 Flavor Durian
2 atau 3. Etil asetat, 1,1-dietoksi etana dan etil-2-metilbutanoat memberikan pengaruh seperti bau buah-buahan.
komponen yang berkontribusi pada flavor durian dan 24 diantaranya adalah senyawa sulfur, sedangkan dengan 50 kali dilusi teridentifikasi 17 komponen flavor dengan 11 diantaranya adalah senyawa sulfur. Diantara tiga senyawa sulfur yang memberikan bau kuat, senyawa 3,5-dimetil-1,2,4-tritiolan menunjukkan bau durian terkuat. Hal ini sejalan dengan penelitian Wong dan Tie (1995) yang juga mengidentifikasi bahwa dua isomer senyawa 3,5-dimetil-1,2,4-tritiolan sebagai komponen sulfur utama dalam durian.
2.2 Sensor TGS 2620
Sensor ini dapat mendeteksi beberapa gas, yaitu gas methane, CO,
Iso-butan, hydrogen dan ethanol. Fitur dari sensor ini adalah :
1. Konsumsi daya rendah.
2. Sensitivitas tinggi terhadap alkohol dan uap pelarut organik. 3. Tahan lama dan biaya rendah.
4. Menggunakan rangkaian listrik sederhana.
Penggunaan :
1. Penguji alkohol. 2. Detektor uap Organik .
Gambar 2.1 Rangkaian TGS2620 (www.figarosensor.com).
Sensor memerlukan dua input tegangan, tegangan heater (VH) dan tegangan sirkuit (VC). Pemanas tegangan (VH) diterapkan untuk pemanas terintegrasi dan mempertahankan elemen penginderaan pada suhu tertentu yang optimal untuk penginderaan.
Tegangan sirkuit (VC) adalah tegangan yang digunakan untuk memungkinkan pengukuran tegangan (VRL) di resistor beban (RL) yang terhubung secara seri dengan sensor. Sebuah rangkaian listrik umumnya dapat digunakan pada VC dan VH untuk memenuhi kebutuhan listrik sensor.
Nilai daya (PS) dapat dihitung dengan memanfaatkan rumus berikut :
PS = konsumsi daya (Watt).
VC = tegangan Sirkuit (Volt).
VRL = tegangan beban resistor (Volt).
RS = resistansi sensor (Ohm).
Resistansi sensor (Rs) dihitung dengan nilai yang diukur dari VRL menggunakan rumus berikut :
RS = resistansi sensor (Ohm).
VC = tegangan Sirkuit (Volt).
VRL = tegangan beban resistor (Volt).
Spesifikasi TGS2620 :
Gambar 2.2 Spesifikasi TGS2620 (www.figarosensor.com).
Gambar 2.3 merupakan karakteristik sensitivitas khas, semua data yang telah dikumpulkan pada kondisi uji standar (lihat sisi belakang lembar ini). Sumbu Y diindikasikan sebagai sensor rasio resistensi (Rs / Ro) yang didefinisikan sebagai berikut:
Rs = hambatan sensor gas ditampilkan di berbagai konsentrasi.
Dan pada gambar 2.4 merupakan suhu yang khas dan karateristik kelembaban yang ketergantungan. Sumbu Y diindikasikan sebagai rasio resistansi sensor (Rs / Ro), didefinisikan sebagai berikut:
Rs = hambatan Sensor di 300ppm etanol pada berbagai suhu / kelembaban.
Ro = Resistensi Sensor di 300ppm etanol pada 20 ° C dan 65% R.H.
Gambar 2.3 Sensitivitas TGS2620 (www.figarosensor.com).
Struktur dan dimensi :
Gambar 2.5 Struktur dan Dimensi TGS2620 (www.figarosensor.com).
2.3 Sensor TGS 2600
Sensor TGS 2600 adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi udara segar (O2) pada lingkungan yang terkontaminasi. Fitur dari sensor ini adalah :
1. Sensitivitas tinggi untuk senyawa organik yang mudah menguap dan gas berbau.
2. Konsumsi daya rendah.
3. Sensitivitas tinggi untuk kontaminasi pada udara segar (O2). 4. Tahan lama.
5. Ukuran kecil.
1. Pembersih udara. 2. Kontrol Ventilasi.
3. Memantau Kualitas udara.
Sensor TGS2600 ini mempunyai elemen-elemen untuk mendeteksi gas, terdiri dari lapisan logam oksida semikonduktor berbentuk substrat alumina dari sebuah chip sensor yang terintegrasi dengan heater. Dengan adanya gas yang terdeteksi, tingkat konduktivitas sensor akan naik tergantung pada tingkat konsentrasi gas di udara. Sehingga dalam sensor ini akan mengeluarkan output berupa hambatan. TGS 2600 memiliki sensitivitas yang tinggi untuk konsentrasi gas yang rendah di udara seperti hidrogen dan karbon monoksida yang ada dalam asap rokok. Sensor dapat mendeteksi hidrogen pada beberapa tingkat ppm, TGS 2600 hanya membutuhkan arus heater sebesar 42mA.
Pada gambar 2.6 merupakan ciri karakteristik sensitivitasnya, semua data yang telah dikumpulkan pada kondisi standar . sumbu Y diindikasikan sebagai perbandingan hambatan sensor (Rs/Ro)
didefinisikan sebagai berikut :
Rs = hambatan Sensor gas ditampilkan diberbagai konsentrasi. Ro = hambatan Sensor di udara segar.
Dan pada gambar 2.7 merupakan tipikal suhu dan karateristik kelembaban. Sekali lagi, sumbu Y diindikasikan sebagai rasio resistansi sensor (Rs / Ro), didefinisikan sebagai berikut:
Gambar 2.6 Sensitivitas TGS 2600 (www.figarosensor.com).
Gambar 2.7 Grafik Temperatur Gas TGS 2600 (www.figarosensor.com).
(RL) yang terhubung secara seri dengan sensor. Tegangan DC diperlukan untuk tegangan sirkuit karena sensor memiliki polaritas. Sebuah rangkaian listrik sederhana dapat digunakan pada kedua VC dan VH untuk memenuhi kebutuhan listrik sensor. Nilai beban resistor (RL) harus dipilih untuk mengoptimalkan ambang batas nilai, menjaga konsumsi daya (PS) dari batas bawah semikonduktor 15mW. Konsumsi daya (PS) akan menjadi tinggi ketika nilai Rs sama dengan nilai RL pada paparan gas (www.figarosensor.com).
Gambar 2.8 Rangkaian TGS 2600 (www.figarosensor.com).
Nilai konsumsi daya (PS) dapat dihitung dengan memanfaatkan berikut rumus:
PS = konsumsi daya (Watt).
VC = tegangan sirkuit (Volt).
Vout = tegangan output (Volt).
Resistansi sensor (Rs) dapat dihitung dengan mengukur nilai Vout menggunakan rumus berikut:
RS = resistansi sensor (Watt).
VC = tegangan sirkuit (Volt).
RL = beban resistor (Ohm).
Vout = tegangan output (Volt).
Spesifikasi TGS2600 :
Strukturk dan dimensi:
Gambar 2.10 Struktur dan dimensi TGS 2600 (www.figarosensor.com).
2.4 Arduino
2.5 Arduino Uno
2.5.1 Pengertian Arduino Uno
Arduino uno adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328. Arduino uno memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino uno mampu mendukung mikrokontroller, dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB. Arduino uno memiliki kelebihan tersendiri disbanding board mikrokontroler yang lain selain bersifat open source, arduino uno juga mempunyai bahasa pemrogramanya sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino uno sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan kita ketika memprogram mikrokontroler didalam arduino uno. Sedangkan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika kita memprogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram, bisa juga difungsikan sebagai port komunikasi serial. Arduino uno menyediakan 20 pin I/O, yang terdiri dari 6 pin input analog dan 14 pin digital input/output.
juga sebagi pin output digital 14-16. Sifat open source arduino uno juga banyak memberikan keuntungan tersendiri untuk kita dalam menggunakan board ini, karena dengan sifat open source komponen yang kita pakai tidak hanya tergantung pada satu merek, namun memungkinkan kita bisa memakai semua komponen yang ada dipasaran. Bahasa pemrograman arduino uno merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga mempermudah kita dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller (Djuandi, 2011).
Gambar 2.11 Arduino Uno (www.arduino.cc).
Spesifikasi Teknis Arduino Uno
Tabel 2.1 Spesifikasi arduino uno (www.arduino.cc).
Microcontroller ATmega328p
Operating Voltage 5 Volt
Input Voltage (recommended) 7-12 Volt
Input Voltage (limit) 6-20 Volt
Digital Input Output 14 (of which 6 provide PWM output)
PWM Digital Input Output Pins 6
Analog Input Pins 6
DC Cureent per Input Output Pin 20 mA DC Cureent for 3.3 Volt Pin 50 mA
Flash Memory 32 KB (ATmega328p) of Which
0,5 KB used by bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328p)
Clock Speed 16 MHz
Length 68,6 mm
Width 53,4 mm
Weight 25 g
2.5.2 Power Arduino Uno
Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Eksternal (non-USB) dapat di ambil baik berasal dari AC ke adaptor DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan plug jack pusat-positif ukuran 2.1mm konektor power. Ujung kepala dari baterai dapat dimasukkan kedalam ground dan Vin pin header dari konektor power. Kisaran kebutuhan daya yang disarankan untuk board arduino uno adalah 7 sampai dengan 12 volt, jika diberi daya kurang dari 7 volt kemungkinan pin 5v Uno dapat beroperasi tetapi tidak stabil kemudian jika diberi daya lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan dapat merusak board arduino uno (www.arduino.cc).
2.5.3 Memori
ATmega328 memiliki 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader), 2 KB dari SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan EEPROM liberary) (www.arduino.cc).
2.5.4 Input dan Output
Masing-masing dari 14 pin digital pada Arduino uno dapat digunakan
sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite
(), dan digitalRead (), beroperasi dengan daya 5 volt. Setiap pin dapat
resistor (secara default terputus) dari 20-50kOhm. Selain itu, ada beberapa pin
yang memiliki fungsi khusus:
1. Serial
0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan
mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin ini dihubungkan ke pin yang
berkaitan dengan chip Serial ATmega8U2 USB-to-TTL.
2. Interupsi eksternal
2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt pada nilai
yang rendah, dengan batasan tepi naik atau turun, atau perubahan nilai..
3. PWM
3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit dengan
fungsi analogWrite ().
4. SPI
10 (SS), 11 (Mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung
komunikasi SPI menggunakanSPI library.
5. LED
13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin
bernilai nilai high, LED on, dan ketika pin bernilai low, LED off.
6. I2C (TWI)
Pin A4 atau SDA dan A5 atau pin SCL. Dukungan komunikasi
TWI menggunakan perpustakaan Wire.
Arduino uno memiliki 6 input analog, berlabel A0 sampai dengan A5, yang
masing-masing menyediakan 10 bit dengan resolusi (yaitu 1024 nilai yang
1. AREF
Tegangan referensi (0 sampai 5V saja) untuk input analog.
Digunakan dengan fungsi analogReference ().
2. RESET
me-reset mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk tombol reset
sebagai pengaman di board arduino (www.arduino.cc).
Gambar 2.12 ATmega168/328-Arduino Pin Mapping (www.arduino.cc).
2.5.5 Komunikasi Arduino uno
data tekstual sederhana yang akan dikirim ke atau dari board Arduino. LED RX dan TX di board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dengan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi USB-to-serial pada pin 0 dan 1).
Sebuah SoftwareSerial library memungkinkan untuk berkomunikasi secara serial pada salah satu pin digital pada board arduino uno. ATmega328 juga mendukung I2C (TWI) dan komunikasi SPI (www.arduino.cc).
2.6 LCD (Liquid Crystal Display)
Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan Kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang, misalnya dalam alat-alat elektronik, seperti kalkulator ataupun layar komputer. Pada LCD berwarna semacam monitor, terdapat banyak sekali titik cahaya (pixel) yang terdiri dari satu buah Kristal cair sebagai suatu titik cahaya. Walaupun disebut sebagai titik cahaya, namun Kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. LCD LMB 162A merupakan modul LCD buatan Topway dengan tampilan 2x16 karakter (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah, sekitar 5V DC. Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display). microcontroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan mikrokontroler internal LCD adalah:
b. CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
c. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.
Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah :
a. Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.
b. Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.
Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah :
b. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.
c. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.
d. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar. e. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin
[image:31.595.94.506.309.501.2]ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt (Madhawirawan, 2012).
Gambar 2.13 Liquid Cristal Display (LCD) (Madhawirawan, 2012).
2.7 Katup Pneumatic (Valve)
atau tempat udara masuk, lalu lubang keluaran (Outlet Port) dan lubang masukan (Inlet Port), berfungsi sebagai tempat tekanan angin keluar dan masuk yang dihubungkan denga peneumatic, sedangkan lubang jebakan udara (exhaust), berfungsi untuk mengeluarkan udara bertekanan yang terjebak saat plunger bergerak atau pindah posisi ketika katup pneumatic bekerja. Gambar 2.14 menunjukkan bentuk katup pneumatic (valve), sedangkan dalam Gambar 2.15 menunjukkan bagian-bagian katup pneumatic (valve).
Gambar 2.14 Katup Pneumatic (valve) (Suwito, 2014).
Gambar 2.15 Bagian Pneumatic (Suwito, 2014).
1. Valve Body.
3. Terminal keluaran (outlet Port). 4. Manual Plunger.
5. Terminal slot power supplay tegangan. 6. Kumparan (koil).
7. Spring. 8. Plunger.
9. Lubang jebakan udara (exhaust from Outlet Port). 10.Lubang Inlet Main.
11.Lubang jebakan udara (axhaust from Inlet Port). 12.Lubang plunger untuk exhaust Outlet Port. 13.lubang plunger untuk Inlet Main.
14.lubang plunger untuk exhaust Inlet Port.
Prinsip kerja dari valve yaitu katup listrik yang mempunyai koil sebagai penggeraknya, dimana ketika koil mendapatkan supplay tegangan maka koil tersebut akan berubah menjadi medan magnet sehingga menggerakkan plunger, pada bagian dalamnya ketika plunger berpindah posisi maka pada lubang keluaran dari valve akan keluar udara bertekanan yang berasal dari supplay. Pada umumnya valve mempunyai tegangan kerja 24 volt DC (Suwito, 2014).
2.8Air Cylinder
2.8.1 Cylinder Double Acting
menggerakkan piston dalam silinder sehingga piston rod atau yang biasa juga disebut stroke, akan ikut bergerak ke arah yang tekanan udaranya lebih rendah. Piston rod itulah yang dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi. Bagian-bagian silinder double acting terlihat dalam Gambar 2.16
Gambar 2.16 Air Cylinder (Suwito, 2014).
Biasanya silinder pneumatik lebih banyak disukai penggunaannya karena lebih tidak berisik bila dibandingkan motor dan tidak membutuhkan ruang banyak untuk menyimpan udara. Karena fluida yang digunakan adalah udara, kebocoran pada silinder pneumatik tidak akan menetes dan mengkontaminasi lingkungan sekitar silinder, sehingga silinder pneumatik dapat digunakan pada ruangan yang harus bebas dari kontaminasi. Silinder double acting adalah silinder pneumatik yang menggunakan tekanan udara untuk bergerak maju dan mundur.
2.9 Relay
[image:35.595.90.512.319.525.2]Relay adalah Saklar (Switch) yang merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Gambar 2.17 Bentuk Relay (http://teknikelektronika.com).
2.9.1 Prinsip Kerja Relay
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
1. Electromagnet (Coil) 2. Armature
Berikut pada gambar 2.18 merupakan bagian-bagian Relay :
Gambar 2.18 Struktur Relay (http://teknikelektronika.com).
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup).
Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka).
(NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.
2.9.2 Arti Pole dan Throw pada Relay
Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay.
Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw :
Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay
Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)
Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :
Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4
Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5
Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6
Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki
pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.
Selain Golongan Relay diatas, terdapat juga Relay-relay yang Pole dan Throw-nya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya (http://teknikelektronika.com).
[image:38.595.91.508.317.520.2]Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silahkan lihat gambar 2.19 :
Gambar 2.19 Jenis Relay Berdasarkan Pole dan Throw (http://teknikelektronika.com).
2.10 Analog to Digital Converter (ADC)
Analog To Digital Converter (ADC) adalah pengubah input analog menjadi kode – kode digital. ADC banyak digunakan sebagai pengatur proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/pengujian.
tekanan/berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan menggunakan sistim digital (komputer). ADC (Analog to Digital Converter) memiliki 2 karakter prinsip, yaitu kecepatan sampling dan resolusi. Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu. Kecepatan sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS).
Gambar 2.20 Pengaruh Kecepatan Sampling ADC (www.elektronika-dasar.web.id).
2.10.1 Resolusi ADC
2.10.2 Prinsip kerja ADC
adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Sebagai contoh, bila tegangan referensi (Vref) 5 volt, tegangan input 3 volt, rasio input terhadap referensi adalah 60%. Jadi, jika menggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum 255, akan didapatkan sinyal digital sebesar 60% x 255 = 153 (bentuk decimal) atau 10011001 (bentuk biner).
2.11 Fuzzy Logic
Sistem fuzzy secara umum terdapat 5 langkah dalam melakukan penalaran, yaitu:
1. Memasukkan input fuzzy. 2. Mengaplikasikan operator fuzy. 3. Mengaplikasikan metode implikasi. 4. Komposisi semua output.
5. Defuzifikasi.
membutuhkan penambahan fungsi keanggotaan yang baru dan aturan-aturan yang berhubungan dengannya.
Secara umum, sistem fuzzy sangat cocok untuk penalaran pendekatan terutama untuk sistem yang menangani masalah-masalah yang sulit didefinisikan dengan menggunakan model matematis Misalkan, nilai masukan dan parameter sebuah sistem bersifat kurang akurat atau kurang jelas, sehingga sulit mendefinisikan model matematikanya.
Sistem fuzzy mempunyai beberapa keuntungan bila dibandingkan dengan sistem tradisional, misalkan pada jumlah aturan yang dipergunakan. Pemrosesan awal sejumlah besar nilai menjadi sebuah nilai derajat keanggotaan pada sistem fuzzy mengurangi jumlah nilai menjadi sebuah nilai derajat keanggotaan pada sistem fuzzy mengurangi jumlah nilai yang harus dipergunakan pengontrol untuk membuat suatu keputusan. Keuntungan lainnya adalah sistem fuzzy mempunyai kemampuan penalaran yang mirip dengan kemampuan penalaran manusia. Hal ini disebabkan karena sistem fuzzy mempunyai kemampuan untuk memberikan respon berdasarkan informasi yang bersifat kualitatif, tidak akurat, dan ambigu.
Ada beberapa alasan penggunaan Logika Fuzzy :
1. Logika Fuzzy sangat fleksibel. 2. Logika Fuzzy memiliki toleransi.
4. Logika fuzzy mampu memodelkan fungsi-fungsi nonlinear yang sangat kompleks.
5. Logika fuzzy dapat membangun dan mengaplikasikan pengalaman-pengalaman para pakar secara langsung tanpa harus melalui proses pelatihan.
6. Logika fuzzy dapat bekerjasama dengan teknik-teknik kendali secara konvensional.
7. Logika fuzzy didasarkan pada bahasa alami.
Sistem fuzzy pertama kali diperkenalkan oleh Prof. L. A. Zadeh dari Barkelay pada tahun 1965. Sistem fuzzy merupakan penduga numerik yang terstruktur dan dinamis.
Sugeno yaitu model fuzzy sugeno orde nol dan model fuzzy sugeno orde satu. Bentuk umum model fuzzy sugeno orde nol adalah :
IF (x1 is A1) o (x2 is A2) o ….. o (xn is An) THEN z = k
Bentuk umum model fuzzy Sugeno orde satu adalah :
IF (x1 is A1) o (x2 is A2) o ….. o (xn is An) THEN z = p1.x1 + … pn.xn + q
Defuzzifikasi pada metode Sugeno dilakukan dengan mencari nilai rata-ratanya. Pada metode Mamdani, aplikasi fungsi implikasi menggunakan MIN, sedang komposisi aturan menggunakan metode MAX. Metode Mamdani dikenal juga dengan metode MAX-MIN. Inferensi output yang dihasilkan berupa bilangan fuzzy maka harus ditentukan suatu nilai crisp tertentu sebagai output. Proses ini dikenal dengan defuzzifikasi. Ada beberapa tahapan untuk mendapatkan output yaitu:
1. Pembentukan himpunan fuzzy
Pada metode Mamdani baik variabel input maupun variabel output dibagai menjadi satu atau lebih himpunan fuzzy.
2. Aplikasi fungsi implikasi
Pada metode Mamdani, fungsi implikasi yang digunakan adalah Min.
3. Komposisi Aturan
Ada 3 metode yang digunakan dalam melakukan inferensi sistem fuzzy yaitu : Max, Additive dan Probabilistik OR
a. Metode Max (Maximum)
Pada metode ini solusi himpunan fuzzy diperoleh dengan cara mengambil nilai maksimum aturan, kemudian menggunakannya untuk memodifikasi daerah fuzzy dan mengaplikasikan ke output dengan menggunakan operator OR(union). Jika semua proposisi telah dievaluasi, maka output akan beisi suatu himpunan fuzzy yang merefleksikan konstribusi dari tiap-tiap proposisi. Secara umum dapat dituliskan :
µsf[xi] ← max ( µsf[xi] , µkf[xi])
dengan :
µsf[xi]=nilai keanggotaan solusi fuzzy sampai aturan ke-i
µkf[xi]=nilai keanggotaan konsekuen fuzzy aturan ke-i
b. Metode Additive (Sum)
Pada metode ini, solusi himpunan fuzzy diperoleh dengan cara melakukan bounded-sumterhadap semua output dareah fuzzy. Secara umum dituliskan:
µsf[xi] ← max ( 1, µsf[xi] + µkf[xi] )
µkf[xi]=nilai keanggotaan konsekuen fuzzy aturan ke-i
c. Metode Probabilistik OR
Pada metode ini, solusi himpunan fuzzy diperoleh dengan cara melakukan product terhadap semua output daerah fuzzy. Secara umun dituliskan :
µsf[xi] ← max ( µsf[xi] + µkf[xi] ) – (µsf[xi] * µkf[xi] )
µsf[xi]=nilai keanggotaan solusi fuzzy sampai aturan ke-i
µkf[xi]=nilai keanggotaan konsekuen fuzzy aturan ke-i
4. Penegasan /Defuzzifikasi
input dari proses Defuzzifikasi adalah suatu himpunan fuzzy yang diperoleh dari komposisi aturan-aturan fuzzy, sedangkan output yang dihasilkan merupakan suatu bilangan pada domain himpunan fuzzy tersebut. Sehingga jika diberikan suatu himpunan fuzzy dalam range tertentu, maka harus dapat diambil suatu nilai crisp tertentu sebagai output.
Ada beberapa metoda yang dipakai dalam defuzzifikasi:
a. Metode Centroid.
b. Metode Bisektor.
Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai pada domain fuzzy yang memiliki nilai keanggotaan seperti dari jumlah total nilai keanggotaan pada daerah fuzzy.
c. Metode Means of Maximum (MOM).
Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai rata-rata domain yang memiliki niali keanggotaan maksimum.
d. Metode Largest of Maximum (LOM)
Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai terbesar dari domain yang memiliki niali keanggotaan maksimum.
e. Metode Smallest of Maksimum (SOM).
43 3.1Model Pengembangan
Tujuan dari tugas akhir ini yaitu akan membuat sebuah alat yang mampu membantu manusia dalam memilih tingkat kematangan buah durian sesuai dengan keinginan dalam hal mutu. alat ini mampu mendeteksi tiga kondisi pada buah durian, mentah, setengah matang, dan matang.
Pada alat ini terdapat dua sensor gas (TGS 2620 dan TGS 2600), disini sensor gas digunakan sebagai pembaca kadar senyawa kimi yang berupa alkohol dan kadar udara segar (O2) pada aroma buah durian.
3.2Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian yang dipakai dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah:
1. Studi literatur
Pada penelitian ini terdapat dua perancangan yang akan dilakukan yaitu, perancangan perangkat keras dan perangkat lunak. Adapun metode penelitian yang dilakukan antara lain:
Dari kedua bagian tersebut akan dipadukan agar dapat bekerja sama untuk menjalankan sistem dengan baik.
2. Tahap perancangan dan pengembangan sistem
Dalam membuat pengembangan sistem, terdapat beberapa langkah rancangan sistem yang diambil antara lain:
a. Membuat flowchart pada proses sistem secara keseluruhan b. Melakukan perancangan perangkat keras yang meliputi:
1. Merancang rangkaian elektronik yang digunakan pada penelitian ini 2. Melakukan percobaan tentang cara penggunaan sensor dan device
yang digunakan pada penelitian ini
3. Merancang mekanik untuk alat pendeteksi kematangan buah durian. c. Melakukan perancangan perangkat lunak yang meliputi:
1. Membuat program fuzzy clustering untuk menentukan output.
2. Membuat program pembacaan kadar alkohol dan kontaminasi pada udara segar menggunakan sensor gas (TGS).
3. Membuat program pengontrol kran elektrik, dan blower.
3.3 Diagram Blok Sistem
Gambar 3.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem
3.4Blok Diagram
Gambar 3.2 Blok Diagram
Pada gambar 3.2 blok diagram alat dapat dijelaskan sebagai berikut
[image:50.595.94.527.308.523.2]2. Step 2, ketika proses membersihkan wadah buah telah selesai maka, buah durian akan dimasukan kedalam wadah.
3. Step 3, kipas akan menyala dan mengarahkan udara ke sensor agar, senyawa kimia atau aroma durian tidak mengambang diatas sensor.
4. Step 4, sensor akan mendeteksi adanya senyawa kimia alkohol dan paparan aroma durian terhadap udara segar.
3.5 Perancangan Mekanik Alat
Gambar 3.3 Tampilan Keseluruhan Alat
Berikut arsitektur secara detail dari gambar 3.3 : 1. Base dasar berbahan triplek.
2. Wadah buah berbahan plastik.
3. Wadah blower 24volt berbahan plastik. 4. Wadah elektro berbahan plastik. 5. Wadah silica gel.
6. Pneumatic Valve. 7. Air Cylinder.
3.4.1 Bagian komponen alat
Gambar 3.4 Bagian Komponen Alat
1. Wadah buah ini terbuat dari bahan plastik dan dikondisikan untuk mencukupi satu buah durian saja, pada wadah buah ini juga terdapat sensor TGS dan kipas 12volt berukuran kecil yang berfungsi untuk memfokuskan aroma durian ke sensor TGS. Sensor TGS dan kipas 12volt.
2. Pneumatic Valve berfungsi sebagai alat pengontrol angin untuk mengatur gerakan pada air cylinder, pneumatic valve ini membutuhkan catu daya 24 volt.
4. Wadah silica gel berfungsi untuk menampung silica gel yang bertujuanuntuk menormalisasi udara pada wadah buah.
5. Wadah blower ini berfungsi untuk melindungi blower dan memfokuskan aliran angin agar sesuai dengan yang diinginkan.
6. Baterai 12volt berfungsi sebagai sumber tegangan komponen elektronika seperti tegangan pada sensor, microcontroller, relay, lcd, tombol dan lain-lain. Sedangkan baterai 24volt berfungsi sebagai sumber tegangan aktuator seperti blower dan pneumatic valve.
7. Wadah elektro berfungsi untuk melindungi komponen elektro, didalam wadah elektro terdapat berbagai macam kompenen elektro yang terdiri dari :
a. Tombol start dan reset proses kerja alat. b. Relay 4 chanel sebagai switching aktuator.
c. LCD 16x2 untuk menampailkan infomasi kerja alat
d. Microcontroller Arduino uno berfungsi sebagai pengontrol kerja alat.
e. Step down 12volt to 5volt berfungsi untuk penurun dan pembagi tegangan pada komponen elektro.
3.4.2 Ukuran Dimensi Alat
Setelah semua komponen tambahan dari penelitian ini dipasangkan ukuran dimensi dari alat:
Wadah kipas : 19cm (panjang) x 18cm (lebar) x 20cm (tinggi). Wadah elektro : 16cm (panjang) x 27cm (lebar) x 14cm (tinggi). Wadah silica gel : 7cm (panjang) x 8cm (lebar) x 7cm (tinggi).
3.4.3 Struktur Material Alat
Bahan material yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan beberapa bahan diantaranya sebagai berikut :
a. Bagian Rangka 1. Papan triplek. 2. Mur dan baut. 3. Wadah plastik.
b. Bagian dari Penggerak Alat 1. Blower DC 24Volt. 2. Pneumatic valve. 3. Air Cylinder. 4. Kipas DC 12Volt
3.4.4 Perancangan Microcontroller Arduino
Pada tugas akhir ini dibuat beberapa buah pengendali menggunakan microcontroller keluaran pada perangkat lunak IDE Arduino 1.6.6, yaitu Arduino uno. Untuk menjalankan microcontroller ini diperlukan catu daya 5volt sebagai tegangan circuit.
Gambar 3.5 Rangkaian Board Arduino Uno
Tabel 3.1 Konfigurasi pin I/O pada microcontroller
Pin I/O Fungsi
Vcc Power 5 volt
Port Digital 0 – Port Digital 6 LCD
Port Digital 7 Start
Port Digital 8 Reset
Port Digital 9 Blower
Port Digital 10 Selenoid valve
Port Digital 11 Kipas
Port Analog A0 TGS 2620
Port Analog A1 TGS 2600
3.4.5 Program Download
Untuk melakukan proses download program, yaitu file dengan ekstensi
[image:57.595.91.506.346.579.2]“.ino” digunakan port USB (Universal Serial Bus) pada komputer. Dapat dilihatpada gambar 3.6
Gambar 3.6 USB Downloader Arduino
Gambar 3.7 Port Arduino Uno Tersedia
Gambar 3.8 Pengaktifan Tools Board dan Port Arduino
Jika proses upload berhasil maka, kolom info akan bertulikan “Done
[image:60.595.91.500.163.541.2]Uploading”. Dapat dilihat pada gambar 3.10.
Gambar 3.10 Proses Upload Program
3.4.6 Konfigurasi Pin Relay
Modul relay 4 chanel ini memiliki 1 set header input (D1-D4) dan 4 set terminal konektor dimana tiap setnya terdiri dari 3 terminal, masing-masing terminal memiliki fungsi yaitu, normali open (NO), normali close (NC), dan commond (COM).
header pin input data digunakan untuk mengakses data berupah perintah dari program yang dibuat. Berikut deskripsi dari masing-masing pin pada Interface Header dan terminal konnetor dapat di perlihatkan pada table 3.2, untuk mengetahui layout modul relay 4 chanel, dapat diperlihatkan pada gambar 3.11
Tabel 3.2 Interface Header dan Terminal Konektor Modul Relay
Nama Fungsi
Vcc dan Gnd Catu daya 5volt DC
D1 Iputan data 1
D2 Inputan data 2
D3 Iputan data 3
D4 Inputan data 4
NO Normali Open (ON)
NC Normali Close (OFF)
COM COMMAND
3.5 Perancangan Perangkat Lunak
[image:63.595.95.504.248.703.2]Perancangan perangkat lunak bertujuan untuk mengetahui alur alat pendeteksi kematangan buah durian sampai mendapatkan output tingkat kematangan buah. Perancangan perangkat lunak ini di bahas menggunakan flowchart seperti gambar 3.20.
Gambar 3.12 Flowchart Keseluruhan Sistem YA
Pada gambar 3.12 merupakan alur proses mendeteksi tingkat kematangan buah dari kondisi awal alat, hingga kondisi akhir alat menemukan tingkat kematangan buah durian, pembacaan sensor satu (TGS 2620) bertujuan untuk mengetahui seberapa kuat kadar alcohol (C2H6O) pada durian melalu aroma buah durian dan sensor dua (TGS 2600) bertujuan untuk mengetahui seberapa kuat paparan kontaminasi aroma durian terhadap udara segar (O2) yang berada di dalam wadah sensor.
3.5.1 Program Membaca Sensor gas (TGS) dan Menampilkan Pada LCD
[image:65.595.93.505.239.564.2]Diagram alir untuk mengetahui nilai ADC (Analog to Digital Converter) buah durian terhadap alat pendeteksi kematangan berdasarkan pembacaan sensor gas (TGS) dan ditampilkan ke LCD terdapat pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13 Diagram Alir Pembacaan Sensor TGS
mengubah pulsa menjadi satuan persen, dimana rumus tersebut menggunakan function map(); untuk perubahan nilai ADC 10bit ke 0 – 100 persen. Setelah itu ditampilkan ke LCD. Berikut potongan program pembacaan sensor TGS serta menampilkan ke Komputer :
{
sensor1 = analogRead(Tgs1); sensor2 = analogRead(Tgs2);
level1=map(sensor1, batas1, 1023, 0, 100); level2=map(sensor2, batas2, 1023, 0, 100); if(level1<0) level1=0; if(level2<0) level2=0; } lcd.setCursor(0,0); lcd.print(level1); lcd.setCursor(3,0);
lcd.print("% TGS 2620"); lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(level2); lcd.setCursor(3,1);
lcd.print("% TGS 2600"); delay(2000);
lcd.clear(); }
3.5.2 Fuzzy Clustering
Untuk menentukan keputusan sistem dari sensor dibutuhkan 3 proses yaitu :
1. Pengumpulan Data
2. Pemetaan Data
[image:67.595.95.527.249.625.2]Data yang sudah dikumpulkan akan dimasukan kedalam pemetaan cluster menurut derajat keanggotaan data terhadap sensor TGS 2620 (Y), dan sensor TGS 2600 (X). Dapat dilihat pada gambar 3.14
Tabel 3.3 Pengambilan Sampel Data Nilai ADC
Data TGS 2620 Alkohol (C2H6O) ADC 8bit 0 -255 (Y) TGS2600 Udara (O2) ADC 8bit 0 -255 (X) Data TGS 2620 Alkohol (C2H6O) ADC 8bit 0 -255 (Y) TGS2600 Udara (O2) ADC 8bit 0 -255 (X)
D1 40 28 D21 74 80
D2 53 38 D22 60 70
D3 49 30 D23 55 60
D4 45 50 D24 76 85
D5 41 40 D25 65 80
D6 58 56 D26 59 70
D7 60 40 D27 55 57
D8 53 36 D28 44 30
D9 42 29 D29 49 28
D10 55 56 D30 60 54
D11 49 28 D31 56 45
D12 57 35 D32 68 36
D13 60 56 D33 79 67
D14 60 60 D34 69 45
D15 65 55 D35 56 40
D16 47 52 D36 50 60
D17 45 50 D37 57 40
D18 70 50 D38 45 39
D19 67 45 D39 78 89
D20 80 88 D40 50 40
Dari table 3.3 diketahui karateristik untuk kondisi buah durian
2. Dengan kondisi setengah matang ada pada : D6, D7, D10, D12, D13, D14, D15, D18, D19, D23, D26, D27, D30, D32, D35, D36, D37.
[image:68.595.92.504.239.542.2]3. Dengan kondisi matang ada pada : D20, D21, D22, D24, D33, D34, D39.
Gambar 3.14 Pemetaan Derajat Keanggotaan
3. Rule (aturan)
terhadap sensor TGS 2600 besar (kusumadewi, 2005). Berikut hasil clustering dari aturan yang ditentukan pada gambar 3.15.
Gambar 3.15 Penerapan Rule
Setalah dilakukan pemetaan atau pengelompokan dengan syarat atau rule fuzzy clustering maka didapatkan:
1. Cluster A sama dengan buah dengan kondisi output mentah.
2. Cluster B sama dengan buah dengan kondisi output setengah matang. 3. Cluster C sama dengan buah dengan kondisi output matang.
keanggotaannya terhadap jumlah nilai ADC sensor TGS 2620 dan nilai ADC sensor TGS 2600.
Peran dari banyaknya sampel data real dalam metode ini sangat mempengaruhi hasil yang diinginkan. Semakin banyak data maka semakin efektif sebuah sistem yang dibuat dengan metode fuzzy clustering. Seperti telah dijelaska, bahwa ada 3 kombinasi untuk menentukan outputan fuzzy clustering. Ke 3 aturan tersebut adalah sebagai berikut :
IF Sensor TGS 2620 sedikit AND Sensor TGS 2600 sedikit THEN Mentah. IF Sensor TGS 2620 banyak AND Sensor TGS 2600 sedikit THEN Setengah Matang.
[image:70.595.92.517.297.646.2]IF Sensor TGS 2620 banyak AND Sensor TGS 2600 banyak THEN Matang. Sehingga didapati parameter plant seperti pada table 3.4 sebagai berikut :
Table 3.4 Parameter Plan.
T
GS
2620
TGS 2600
0 25 50 60 80 100
40 Mentah Mentah Mentah ½
Matang
½ Matang
50 Mentah Mentah ½
Matang
Matang Matang
60 Mentah ½
Matang
½ Matang
Matang Matang
80 Mentah ½
Matang
½ Matang
Matang Matang
100 ½
Matang
½ Matang
Matang Matang Matang
Tabel 3.5 Hasil Fuzzy Clustering
IF ((TGS 2620 >= 0 && TGS 2620 <= 40) && (TGS 2600 >= 0 &&TGS 2600 <= 25)) THEN MENTAH
IF ((TGS 2620 >= 0 && TGS 2620 <= 40) && (TGS 2600 >= 26 &&TGS 2600 <= 50)) THEN MENTAH
IF ((TGS 2620 >= 0 && TGS 2620 <= 40) && (TGS 2600 >= 51 && TGS 2600 <= 60)) THEN MENTAH
IF ((TGS 2620 >= 0 && TGS 2620 <= 40) && (TGS 2600 >= 61 && TGS 2600 <= 80)) THEN SETENGAH MATANG
IF ((TGS 2620 >= 0 && TGS 2620 <= 40) && (TGS 2600 >= 81 && TGS 2600 <= 100)) THEN SETENGAH MATANG
IF ((TGS 2620 >= 41 && TGS 2620 <= 50) && (TGS 2600 >= 0 && TGS 2600 <= 25)) THEN MENTAH
IF ((TGS 2620 >= 41 && TGS 2620 <= 50) && (TGS 2600 >= 21 && TGS 2600 <= 50)) THEN MENTAH
IF ((TGS 2620 >= 41 && TGS 2620 <= 50) && (TGS 2600 >= 51 && TGS 2600 <= 60)) THEN SETENGAH MATANG
IF ((TGS 2620 >= 41 && TGS 2620 <= 50) && (TGS 2600 >= 61 && TGS 2600 <= 80)) THEN MATANG
IF ((TGS 2620 >= 41 && TGS 2620 <= 50) && (TGS 2600 >= 81 && TGS 2600 <= 100)) THEN MATANG
IF ((TGS 2620 >= 51 && TGS 2620 <= 60) && (TGS 2600 >= 0 && TGS 2600 <= 25)) THEN MENTAH
IF ((TGS 2620 >= 51 && TGS 2620 <= 60) && (TGS 2600 >= 26 && TGS 2600 <= 50)) THEN SETENGAH MATANG
IF ((TGS 2620 >= 51 && TGS 2620 <= 60) && (TGS 2600 >= 51 && TGS 2600 <= 60)) THEN SETENGAH MATANG
IF ((TGS 2620 >= 51 && TGS 2620 <= 60) && (TGS 2600 >= 61 && TGS 2600 <= 80)) THEN MATANG
IF ((TGS 2620 >= 51 && TGS 2620 <= 60) && (TGS 2600 >= 81 && TGS 2600 <= 100)) THEN MATANG
IF ((TGS 2620 >= 61 && TGS 2620 <= 80) && (TGS 2600 >= 0 && TGS 2600 <= 25)) THEN MENTAH
IF ((TGS 2620 >= 61 && TGS 2620 <= 80) && (lTGS 2600 >= 26 && TGS 2600 <= 50)) THEN SETENGAH MATANG
IF ((TGS 2620 >= 61 && TGS 2620 <= 80) && (TGS 2600 >= 51 && TGS 2600 <= 60)) THEN SETENGAH MATANG
IF ((TGS 2620 >= 61 && TGS 2620 <= 80) && (TGS 2600 >= 61 && TGS 2600 <= 80)) THEN MATANG
IF ((TGS 2620 >= 61 && TGS 2620 <= 80) && (TGS 2600 >= 81 && TGS 2600 <= 100)) THEN MATANG
IF ((TGS 2620 >= 81 && TGS 2620 <= 100) && (TGS 2600 >= 0 && TGS 2600 <= 25)) THEN SETENGAH MATANG
IF ((TGS 2620 >= 81 && TGS 2620 <= 100) && (TGS 2600 >= 26 && TGS 2600 <= 50)) THEN SETENGAH MATANG
IF ((TGS 2620 >= 81 && TGS 2620 <= 100) && (TGS 2600 >= 51 && TGS 2600 <= 60)) THEN MATANG
IF ((TGS 2620 >= 81 && TGS 2620 <= 100) && (TGS 2600 >= 81 && TGS 2600 <= 100)) THEN MATANG
3.6Metode Pengujian dan Evaluasi Sistem
Dalam pengujian sistem ini pengujian akan dilakukan pada perangkat keras serta perangkat lunak yang telah dibuat. Pengujian yang telah dilakukan dimulai dari pengujian microcontroller, pengujian sensor TGS, pengujian blower DC, pengujian Pneumatic Valve dan Air Cylinder, serta pengujian deteksi tingkat kematangan buah durian.
3.6.1 Pengujian dan Evaluasi Microcontroller (Arduino Uno)
Pengujian microcontroller ini bertujuan untuk mengetahui apakah microcontroller (arduino uno) dalam alat pendeteksi tingkat kematangan buah durian dapat melakukan proses download program ke mikrokontroller dengan baik. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengaktifkan power supply dan menghubungkannya dengan minimum sistem. Sambungkan minimum sistem dengan komputer menggunakan kabel USB downloader lalu jalankan compiler IDE Arduino 1.6.6 pada komputer tersebut. Setelah itu untuk mengetahui apakah proses download berhasil daapt dilihat pada kolom bagian bawa software arduino
bertuliskan “Done Uploading” Jika proses load gagal maka akan keluar informasi
tentang error yang terjadi baik itu syntax error maupun kesalahan yang terhubung antara komputer dengan microcontroller.
3.6.2 Pengujian dan Evaluasi Sensor TGS
memberikan tegangan pada sensor TGS dan melakukan koneksi antara sensor TGS dengan microcontroller arduino. Setelah itu proses dilanjutkan dengan menggunakan program membaca nilai ADC pada compiler IDE Arduino yang akan di download pada microcontroller arduino uno dan akan ditampilkan pada LCD. Jika proses pengujian tersebut berhasil maka LCD akan menampilkan data berupa kadar alkohol dan kontaminasi udara dari buah durian. Hasil pembacaan nilai ADC sensor TGS ditampilkan ke LCD, dapat dilihat pada gambar 3.16
Gambar 3.16 Pengujian Sensor TGS
3.6.3 Pengujian dan Evaluasi Blower 24VDC
mcrocontroller. Jika proses pengujian tersebut berhasil maka blower DC akan bergerak sesuai dengan yang diperintahkan dalam program yang terdapat pada microcontroller.
3.6.4 Pengujian dan Evaluasi Pneumatic Valve dan Air Cylinder
Pengujian pneumatic valve dan air cylinder ini bertujuan untuk mengetahui apakah pneumatic valve dan air cylinder bergerak sesuai dengan yang diharapkan dan bergerak dengan waktu tertentu sesuai dengan program yang telah di tentukan. Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan pada pneumatic valve dan kran angin pada pneumatic valve disambungkan pada air cylinder, selanjutnya melakukan koneksi antara pneumatic valve dengan microcontroller arduino melalui modul relay. Setelah itu proses dilanjutkan dengan menggunakan program untuk menggerakkan pneumatic valve dan air cylinder pada compiler IDE Arduino yang di download pada mcrocontroller. Jika proses pengujian tersebut berhasil maka pneumatic valve dan air cylinder akan bergerak sesuai dengan yang diperintahkan dalam program yang terdapat pada microcontroller.
71
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian system yang telah dilakukan penulis ini merupakan pengujian terhadap perangkat keras serta perangkat lunak dari system secara keseluruhan yang telah selesai dibuat untuk mengetahui komponen-komponen dari sistem tersebut apakah sistem tersebut berjalan dengan baik.
4.1 Pengujian Microcontroller Arduino 4.1.1 Tujuan
Pengujian microcontroller bertujuan untuk mengetahui apakah microcontroller arduino ini dapat melakukan proses connect dan download program ke microcontroller dengan baik.
4.1.2 Alat yang Digunakan
Peralatan yang dibutuhkan untuk pengujian ini adalah sebagai berikut:
1. Rangkaian microcontroller Arduino Uno 2. Kabel Downloader.
4.1.3 Prosedur Pengujian
Langkah-langkah untuk melakukan pengujian minimum sistem adalah sebagai berikut:
1. Aktifkan power supply dan hubungkan power supply tersebut dengan Microcontroller Arduino.
2. Sambungkan Microcontroller Arduino dengan kabel port USB (Universal Seial Bus).
3. Selanjutnya aktifkan PC dan jalankan program IDE Arduino.
4. Selanjutnya download program yang telah dibuat kedalam Microcontroller Arduino, maka yang dilakukan adalah menjalankan program IDE Arduino lalu compile program yang akan di download untuk memastikan tidak ada kesalahan syntax pada program.
5. Setelah dipastikan tidak ada lagi error, maka yang dilakukan upload program kedalam microcontroller arduino, jika pada kolom info bertuliskan “done uploading”, maka proses upload program kedalam microcontroller berhasil dan selesai.
4.1.4 Hasil Pengujian
Gambar 4.1 Tampilan Hasil Compiler dan Upload Program
Pada gambar 4.1 menunjukkan bahwa proses uploading program dari IDE Arduino telah berhasil ke microcontroller Arduino Uno sehingga program telah berhasil dijalankan.
4.2 Pengujian Module Relay
microcontroller akan diberikan program yang mengatur pergerakan dari ke tiga aktuator tersebut.
4.2.1 Tujuan
Pengujian ini bertujuan untuk melihat apakah microcontroller telah dapat mengatur pergerakan dari ke tiga aktuator yang digunakan sesuai urutan dan aturan dalam program yang telah dibuat.
4.2.2 Alat yang Digunakan
1. Rangkaian microcontroller Arduino Uno . 2. Downloader.
3. PC atau Laptop. 4. IDE Arduino.
5. Power Supply 1000mA - 24V. 6. Power Supply 1000mA – 5V. 7. Module Relay.
8. Blower 24Vdc. 9. Pneumatic Valve 10. Kipas 12Vdc
4.2.3 Prosedur Pengujian
1. Aktifkan power supply 5V, hubungkan microcontroller, dan hunungkan modul relay.
5. Download program untuk mengatur pergerakan ketiga aktuator yang telah dibuat kedalam microcontroller.
6. Lihat pergerakan dari ketiga aktuator sesuai dengan inputan pada program
4.2.4 Hasil Pengujian
[image:80.595.92.502.311.738.2]Pengujian dengan pergerakan blower, dua buah selenoid valve dengan inputan dari mikrokontroler dan module relay sebagai device perantara dilihat hasilnya pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Relay No. Pin Input Input Aktuator
1 Input 1 Input 2 Input 3 HIGH LOW LOW
Blower : On Selenoid Valve : Off
Kipas : Off
2 Input 1 Input 2 Input 3 LOW HIGH LOW
Blower : Off Selenoid Valve : On
Kipas : Off
3 Input 1 Input 2 Input 3 LOW LOW HIGH
Blower : Off Selenoid Valve : Off
Kipas : On
4 Input 1 Input 2 Input 3 LOW LOW LOW
Blower : Off Selenoid Valve : Off
4.3 Pengujian Keseluran Sistem dengan Metode Fuzzy Clustering
Pengujian ini dilakukan dengan menghubungkan sensor TGS pada microcontroller melalui port A0, port A1, lalu memberikan program pembacaan sensor TGS dan menampilkan hasilnya pada LCD ke dalam microcontroller. Setelah itu melakukan pengukuran alkohol dan kontaminasi terhadap udara (O2).
4.3.1 Tujuan
Tujuan pengujian ini yaitu untuk mengetahui hasil pembacaan sensor TGS dalam mendeteksi kadar alkohol dan kontaminasi terhadap udara (O2) sehingga memiliki output dari keseluruhan sistem yang telah dibuat berupa informasi tingkat kematangan buah durian.
4.3.2 Alat yang Digunakan
Peralatan yang dibutuhkan untuk pengujian ini adalah keseluruhan sistem dan alat yang sudah dibuat, berikut peralatan yang dibutuhkan :
1. Rangkaian microcontroller Arduino Uno . 2. Downloader.
3. PC atau Laptop. 4. IDE Arduino.
5. Power Supply 1000mA - 24V. 6. Power Supply 1000mA - 5V. 7. Module Relay
4.3.3 Prosedur Pengujian
Langkah-langkah untuk melakukan pengujian sensor TGS ini adalah sebagai berikut:
1. Aktifkan power supply dan hubungkan microcontroller. 2. Sambungkan microcontroller dengan kabel downloader. 3. Selanjutnya aktifkan PC dan jalankan program IDE Arduino.
4. Download program mendeteksi kemtangan buah durian yang telah dibuat kedalam microcontroller.
5. Amati hasil pembacaan tingkat kematangan buah durian menggunakan sensor TGS dilayar LCD.
4.3.4 Hasil Pengujian
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem
No Proses Outputan Pembuktian Hasil
1 Percobaan ke 1A Mentah Mentah Berhasil
2 Percobaan ke 2A Setengah matang Setengah matang Berhasil 3 Percobaan ke 3A Setengah matang Setengah matang Berhasil 4 Percobaan ke 4A Setengah matang Setengah matang Berhasil 5 Percobaan ke 5A Mentah Setengah matang Gagal
6 Percobaan ke 6A Matang Matang Berhasil
7 Percobaan ke 1B Matang Matang Berhasil
8 Percobaan ke 2B Matang Setengah matang Gagal 9 Percobaan ke 3B Setengah Matang Setengah Matang Berhasil 10 Percobaan ke 4B Matang Setengah Matang Gagal
11 Percobaan ke 5B Mentah Mentah Berhasil
12 Percobaan ke 6B Setengah matang Setengah matang Berhasil 13 Percobaan ke 1C Setengah matang Setengah matang Berhasil 14 Percobaan ke 2C Setengah matang Setengah matang Berhasil 15 Percobaan ke 3C Mentah Setengah matang Gagal
16 Percobaan ke 4C Matang Matang Berhasil
17 Percobaan ke 5C Matang Matang Berhasil
18 Percobaan ke 6C Matang Matang Berhasil
19 Percobaan ke 1D Setengah Matang Setengah Matang Berhasil
20 Percobaan ke 2D Matang Matang Berhasil
21 Percobaan ke 3D Mentah Mentah Berhasil
22 Percobaan ke 4D Setengah matang Setengah matang Berhasil 23 Percobaan ke 5D Setengah matang Matang Gagal 24 Percobaan ke 6D Setengah matang Setengah matang Berhasil
25 Percobaan ke 1E Mentah Matang Gagal
26 Percobaan ke 2E Matang Matang Berhasil
27 Percobaan ke 3E Matang Matang Berhasil
28 Percobaan ke 4E Matang Matang Berhasil
29 Percobaan ke 5E Setengah Matang Setengah matang Berhasil
30 Percobaan ke 6E Matang Matang Berhasil
80 PENUTUP
5.1Kesimpulan
Berdasarkan dari hasil evaluasi dan pengujian yang sudah dilakukan dalam Rancang Bangun Alat Pendeteksi Tingkat Kematangan Buah Durian Menggunakan Sensor TGS 2620 dan Sensor TGS 2600 Berbasis Arduino, sehingga dapat dibuat beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Dari hasil pengujian keseluruhan menggunakan metode fuzzy clustering didapatkan tingkat keberhasilan 80%, dengan keberhasilan pengujian 24 kali dan 6 kali gagal dari 30 kali percobaan dengan 5 sampel buah durian yang diuji masing - masing tiap buahnya sebanyak 6 kali secara berulang. 2. Sistem kerja sensor TGS sangat berpengaruh pada komponen heater atau
pemanas, maka temperatur suhu lingkungan pengujian sangat berpengaruh pada nilai normal sensor.
5.2 Saran
Agar pada penelitian selanjutnya sistem ini dapat dikembangkan lebih baik lagi, maka penulis memberikan saran sebagai berikut:
1. Untuk kedepannya alat ini bisa dibekali sensor suhu untuk mempermudah kinerja sistem saat memproses data dari sensor gas (TGS).
lagi karena pada metode fuzzy clustering jumlah sampel data real sangat mempengaruhi proses indentifikasi tingkat kematangan buah.
3. Alat pendeteksi kematangan buah ini dapat dikembangkan dari sisi algoritma untuk menambahkan proses pendeteksi jenis jenis buah.
82
Akbar, T. H. (2010). Pendeteksi Kebocoran Tabung Gas dengan Menggunakan Sensor Gas Figarro TGS 2610 Berbasis Mikrokontroller AT89S52, 1-3. Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, Universitas Gunadarma.
Arduino. (n.d.). Arduino/Genuino Uno product. Retrieved September 1, 2015, from
arduino.cc: https://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno
Dadwal, M. (2012). International Journal of Engineering and Advanced Technology
(IJEAT). Estimate Rispeness Level of Fruits Using RGB Color Space and Fuzzy
Logic Technique, 225-226.
Dewikusuma, S. (2002). Analisis dan Desain Sistem Fuzzy Menggunakan Tool Box
Matlab. Jogjakarta: Graha Ilmu.
Djuandi, F. (2011, Januari 8). Pengenalan Arduino. Retrieved September 3, 2015, from
tobuku.com: http://tobuku.com/index.php/2011/01/08/pengenalan-arduino/
Elektronika Dasar. (2012, Mei 1). ADC Analog Digital Convertion. Retrieved Oktober 4,
2015, from Elektronika-Dasar.web.id:
http://elektronika-dasar.web.id/adc-analog-to-digital-convertion/
Figaro Sensor. (2005). TGS 2600 For the Detection of Air Contaminants.
www.figarosensor.com.
Figaro Sensor. (2005). TGS 2620 - For the Detection of Solvent Vapors.
Kusbiantoro, B. (2011). Eksotisme Flavor Durian. Retrieved November 25, 2015, from
foodreview.co.id: http://foodreview.co.id/baru/index1.php?id=56610
Madhawirawan, A. F. (2012). Trainner Mikrokontroller ATmega32 Sebagai Media
Pembelajaran Pada Kelas XI Program Keahlian Audio Video di SMK Negeri 3
Yogyakarta, 1-5. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Tekn
