{
}
Khijau++;
// custom function - readcolor() int readcolor()
Serial.print(frequency);//printing RED frequency Serial.print(" ");
frequency = map(frequency, 25,70,255,0); B = frequency;
// Printing the value on the serial monitor Serial.print("B= ");//printing name
Serial.print(frequency);//printing Blue frequency Serial.println(" ");
LAMPIRAN B
GAMBAR FLOWCHART PEMOGRAMAN ARDUINO
B.1 Flowchart Pemograman Mikrokontroler Arduino.
Start
Return Color = 4 Return Color = 5
B
Ya
B
Tidak
CURRICULUM VITAE
DATA PRIBADI
Nama : Fadly Tommy
Tempat, Tanggal Lahir : Marjandi, 01 April 1994 Jenis Kelamin : Laki-Laki
Agama : Islam
Kewarganegaraan : Indonesia
Alamat KTP : Dusun V Emplasmen Pabatu, Tebing Tinggi
Telepon / HP : 081260624547
Email : fadly_tommy@yahoo.co.id
PENDIDIKAN FORMAL
SEKOLAH /
UNIVERSITAS FAKULTAS JURUSAN KOTA IPK
PERIODE
2. Menguasai Bahasa Pemrograman : C, PHP, MYSQL, CSS dan HTML 3. Kemampuan dalam Bidang Komputer dan Ilmu Robotika
Medan, 24 Januari 2017
DAFTAR PUSTAKA
AAK. 1994. Budidaya Tanaman Jeruk. Yogyakarta: Kanisius.
Chandra, F., Arifianto, D. 2011. Jago Rangkaian Elektronika Rangkaian Sistem Otomatis. Jakarta Selatan: PT Kawan Pustaka.
Dewi, Sri Kesuma., (2013). Perancangan Dan Pembuatan Alat Pendeteksi Keberadaan Alfatokoferol Pada Paprika Hijau Dengan Menggunakan Sensor Warna TCS3200. Tugas Akhir Program Studi S1 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan. (Online).
http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/48986 (20 Maret 2016)
Delta Electronic,. M1632 Module LCD 16x2. Datasheet Electronic : 1-6. (Online) http://www.braude.ac.il/files/departments/electrical_electronic_engineering/lab s/materials/LCD3.pdf. (6 Maret 2016).
Girsang, W.S. (2014). Perancangan Dan Implementasi Pengendali Pintu Pagar Otomatis Berbasis Arduino. Skripsi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. (Online)
http:// repository.usu.ac.id/handle/123456789/52516(7 Maret 2016).
Iqbal, Muhammad.,(2015). Perancangan Solar Tracker Dual Axis yang Terintegrasi Sensor Arus dengan Menggunakan Komunikasi Wireless pada PC. Tugas Akhir Program Studi S1 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan. (Online)
http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/47201 (13 Maret 2016).
Napitupulu, Chandra M., (2011). Perancangan Dan Pengendalian Kwh Meter Prabayar Berbasis Mikrokontroller ATMega8535 Melalui Telepon Selular. Tugas Akhir Program Studi S1 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan. (Online).
http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/26917 (20 Maret 2016)
Pitowarno, E. 2006. Robotika Desain, Kontrol, Dan Kecerdasan Buatan. Yogyakarta: Andi.
Simanjuntak, M.G. 2013. Perancangan Prototipe Smart Building Berbasis Arduino UNO. Skripsi Ilmu Komputer 2 (6): 6-14.(Online)
http://repository.usu.ac.id/ handle/123456789/37482 (13 Maret 2016).
TAOS,.(2009). TCS3200, TCS3210 Programmable Color Light-to-Frequency Converter. Datasheet Electronic : 1-14. (Online)
http://www.dfrobot.com/image/data/SEN0101/TCS3200%20TCS3210.pdf (6 Maret 2016).
BAB 3
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1. Perancangan Sistem
Prinsip kerja alat yang akan dibuat adalah alat penyortir buah jeruk berdasarkan warna yang menggunakan motor servo dan gravitasi. Untuk cara kerjanya buah jeruk terlebih dahulu diletakkan di wadah yang berada di atas alat sortir. Kemudian tekan tombol power untuk mengaktifkan alat, selanjutnya buah jeruk akan turun ke tempat seleksi. Sebelum sensor mulai membaca warna buah jeruk, arduino akan membaca kondisi tombol pause. Apabila tombol pause dalam kondisi HIGH maka seluruh proses akan berhenti sementara dan menampilkan jumlah buah yang telah disortir, jika tombol pause dalam kondisi LOW maka proses sortir akan berjalan.
Apabila buah jeruk yang telah dibaca sensor berwarna orange, maka servo atas akan mengarahkan buah ke arah kiri (45°) dan buah akan jatuh ke wadah orange. Apabila sensor mendeteksi buah jeruk berwarna kuning kehijauan, secara otomatis servo atas akan mengarahkan buah ke arah kanan (120°) dan servo bawah ke arah kiri (45°) menutup jalur ke wadah hijau, maka buah akan jatuh ke dalam wadah kuning kehijauan. Kemudian ketika sensor mendeteksi buah jeruk warna hijau, secara otomatis servo atas akan mengarahkan buah ke arah kanan (120°) dan servo bawah ke arah kiri (45°) menutup jalur wadah kuning kehijauan sehingga buah jeruk hijau akan masuk ke wadah hijau. Semua buah yang telah disortir juga dihitung jumlah total dari masing-masing warna, sehingga mempermudah dalam penghitungan buah jeruk yang telah disortir.
3.2. Blok Diagram
ARDUINO UNO
Pada gambar 3.2 diatas terdapat beberapa komponen perangkat keras prototipe alat sortir buah jeruk, antara lain:
1. Catu Daya merupakan rangkaian komponen yang berfungsi untuk suplai energi listrik ke dalam rangkaian yang terdapat dalam sistem.
2. Sensor warna TCS3200 merupakan sensor yang berfungsi membaca warna dan sebagai input ke Arduino Uno.
3. Push Button merupakan tombol yang berfungsi untuk menghentikan sementara
seluruh proses yang sedang berjalan dan menampilkan jumlah total buah yang telah di sortir.
4. Arduino Uno merupakan modul pusat kendali yang dapat menerima input dan memberikan output.
5. Motor servo merupakan komponen yang berfungsi untuk mengarahkan buah jeruk ke wadah masing-masing berdasarkan warnanya.
6. LCD 16x2 merupakan komponen yang berfungsi untuk menampilkan karakter dengan jumlah sebanyak 32 karakter.
3.3. Desain Alat Sortir Buah Jeruk
TCS3200 dan menampilkan jumlah total buah yang telah disortir. Sebagai penggeraknya digunakan dua motor servo untuk mengarahkan buah jeruk ke wadah yang telah ditentukan. Desain dari alat sortir buah jeruk dapat dilihat pada gambar 3.3 (gambar a dan b).
(a)
(b)
Gambar 3.3 Desain Alat Sortir Buah Jeruk
3.4. Perancangan Alat (Hardware)
Perancangan hardware merupakan suatu tahap yang sangat penting dalam pembuatan suatu alat, sebab dengan menganalisa komponen yang digunakan maka alat yang akan dibuat dapat bekerja seperti yang diharapkan. Untuk mendapatkan hasil yang optimal,
LCD
terlebih dahulu membuat rancangan yang baik. Yaitu dengan memperhatikan sifat dan karakteristik dari tiap-tiap komponen yang digunakan sehingga dapat menghindari kerusakan pada komponen yang digunakan dan mempermudah dalam pengerjaannya.
Berikut adalah beberapa komponen penting untuk menunjang kebutuhan alat yang akan dibuat:
3.4.1. Arduino Uno
Arduino adalah sebuah modul mikrokontroller yang berfungsi sebagai media interface dan proses input/output. Arduino merupakan modul mikrokontroller yang tidak perlu adanya perancangan tambahan untuk menggunakannya, hanya saja dibutuhkan shield atau perangkat yang sesuai untuk membuat proyek tambahan.
Gambar 3.4 Skema Rangkaian Arduino Uno
Prinsip kerja rangkaian mikrokontroller diatas menggunakan fasilitas input/output yang merupakan fungsi untuk dapat menerima sinyal masukan (input)
Gambar 3.5 Tampilan Board Arduino Uno
3.4.2. Sensor Warna TCS3200
Sensor warna TCS3200 merupakan sensor yang dapat mengkonversi warna cahaya ke frekuensi, sehingga dapat menyaring data RGB (Red, Green, Blue). Pada sensor TCS3200 mempunyai dua komponen utama yaitu photodiode dan pengkonversi arus ke frekuensi. Fungsi kaki pin sensor warna TCS3200 dapat dilihat pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 Terminal Functions Sensor TCS3200
TERMINAL
Name No I/O DESCRIPTION
GND 4 Power supply groud. All voltage are referenced to GND
OE 3 I Enable for (active low).
OUT 6 O Output frequency ( )
S0,S1 1,2 I Output frequency scaling selection inputs. S2,S3 7,8 I Photodiode type selection inputs.
Vcc 5 Supply voltage.
Gambar 3.6 Sketsa Fisik IC dan Blok Diagram Sensor Warna TCS3200
Photodiode pada IC TCS3200 disusun secara array 8x8 dengan konfigurasi: 16
photodiode sebagai filter warna merah, 16 photodiode sebagai filter warna hijau, 16
photodiode sebagai filter warna biru, dan 16 photodiode tanpa filter. Kelompok
photodiode yang akan dipakai bisa diatur melalui kaki selektor S2 dan S3. Kombinasi
fungsi dari S2 dan S3 adalah kombinasi untuk menentukan fungsi jenis filter mana yang akan digunakan, seperti pada tabel 3.2
Tabel 3.2 Kombinasi fungsi S2 dan S3
S2 S3 Photodiode Type
L L Red
L H Blue
H L Clear (no filter)
H H Green
Photodiode akan mengeluarkan arus yang besarnya sebanding dengan kadar
warna dasar cahaya yang menimpanya. Arus kemudian dikonversikan menjadi sinyal kotak dengan frekuensi sebanding dengan besarnya arus. Pemilihan skala frekuensi output bisa dipilih dengan mengatur kaki selektor S0 dan S1. Skala frekuensi output
dapat dilihat pada tabel 3.3 berikut.
Tabel 3.3 Skala Frekuensi Output Sensor TCS3200
S0 S1 Output Frequency Scaling
L L Power Down
L H 2%
H L 20%
3.4.3. Motor Servo
Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di atur untuk menentukan posisi sudut dari poros output motor. Putaran motor tidak lagi berdasarkan tegangan supply ke motor, namun berdasarkan tegangan input khusus yang berfungsi sebagai referensi kecepatan output (Pitowarno, 2006).
Motor servo terdiri dari rangkaian pengontrol, gear, potensiometer dan DC motor. Potensiometer terhubung dengan gear demikian pula DC motor. Ketika DC motor diberi signal oleh rangkaian pengontrol maka dia akan bergerak demikian pula potensiometer dan otomatis akan mengubah resistansinya. Rangkaian pengontrol akan mengamati perubahan resistansi dan ketika resistansi mencapai nilai yang diinginkan maka motor akan berhenti pada posisi yang diinginkan.
Gambar 3.7 Motor Servo
3.5 Perancangan Elektronika
Perancangan elektronik pada alat sortir buah jeruk secara keseluruhan menggunakan komponen yang telah jadi, seperti Arduino Uno, motor servo, sensor warna TCS3200, LCD, regulator Dc step-down, push button dan power supply.
3.5.1. Rangkaian Sensor Warna TCS3200 dengan Arduino
Arduino Uno memiliki 14 pin digital dan 6 pin analog yang dapat digunakan sebagai input dan output. Pada alat sortir buah yang akan dibuat sensor warna TCS3200
Gambar 3.8 Rangkaian Sensor Warna pada Arduino
Pin yang digunakan sensor warna TCS3200 pada Arduino adalah: 1. Pin A0 dihubungkan dengan S0
2. Pin A1 dihubungkan dengan S1 3. Pin A2 dihubungkan dengan S2 4. Pin A3 dihubungkan dengan S3 5. Pin A4 dihubungkan dengan Out
3.5.2. Rangkaian Motor Servo dengan Arduino Uno
Pada perancangan alat ini servo digunakan sebagai alat penyortir buah yang telah di deteksi oleh sensor warna. Motor servo bekerja pada daya 5 volt yang stabil untuk motor servo. Sehingga perlu digunakan regulator DC to DC step-down tambahan agar servo dapat berjalan dengan maksimal. Servo dihubungkan pada pin digital 11 dan 12 pada arduino seperti gambar 3.9 berikut.
Gambar 3.9 Rangkaian Motor Servo pada Arduino
Battery/ Power Suplly
Regulator Dc to DC
Servo
Pin yang digunakan servo pada Arduino adalah sebagai berikut:
1. Pin 11 digunakan oleh servo atas, yang berfungsi untuk menyortir buah setelah di baca oleh sensor warna.
2. Pin 12 digunakan oleh servo bawah, yang berfungsi untuk menyortir buah hijau dan kuning kehijauan.
3.5.3. Rangkaian LCD dengan Arduino
Pada perancangan ini LCD digunakan untuk menampilkan nilai RGB dari sensor warna. Pin yang digunakan LCD pada arduino adalah pin 2,3,4,5,6 dan 7. Gambar 3.10 berikut adalah gambar rangkaian LCD pada arduino.
Gambar 3.10 Rangkaian LCD pada Arduino Uno
3.5.4. Rangkaian Push Button dengan Arduino
Gambar 3.11 Rangkaian Push Button pada Arduino Uno
3.5.5 Rangkaian Alat Secara Keseluruhan
Pada gambar 3.12 dibawah dapat dilihat seluruh sistem alat sortir buah berdasarkan warna yang telah dirancang pada pin arduino uno.
Gambar 3.12 Rangkaian Sistem Keseluruhan
3.6. Perancangan PCB (Printed Circuit Board)
Printed Circuit Board (PCB) adalah sebuah papan rangkaian yang terbuat dari bahan
ebonit (Pertinax) atau fiber glass dimana salah satu sisi permukaanya dilapisi dengan
tembaga tipis. Jenis ini umumnya disebut single side karena hanya memiliki satu permukaan yang berlapiskan tembaga. Sedangkan PCB yang ke dua sisinya digunakan
Power Supply
Regulator DC Step Down
Servo Servo
Sensor Warna TCS3200
LCD
untuk pembuatan rangkaian yang bersifat kompleks dan rumit, sehingga ke dua bagian sisinya dapat difungsikan sebagai jalur dan tempat komponen-komponen.
Perancangan PCB pada pembuatan alat sortir buah ini menggunakan software ISIS & ARES Proteus 8.0. Proteus adalah sebuah software berbasis windows yang dapat digunakan untuk mendesain PCB yang juga dilengkapi dengan simulasi pspice pada level skematik sebelum rangkaian skematik di cetak pada PCB.
Dengan perancangan yang tepat akan didapatkan layout PCB yang tersusun rapi dan mudah digunakan. Lebar dan jarak antara jalur juga harus diperhitungkan agar tidak terjadi kesalahan atau hubungan singkat akibat jalur yang terlalu rapat dan sempit.
(a) (b)
Gambar 3.13 Layout PCB Shield Arduino dan LCD
Tata letak komponen adalah susunan komponen-komponen elektronika dari gambar diagram skematik yang akan dipasangkan pada permukaan PCB yang berkebalikan dengan jalur PCB. Susunan komponen elektronika tersebut harus bersesuaian dengan jalur PCB. Setiap komponen yang akan dipasang mempunyai ukuran harus bersesuaian dengan jalur PCB. Setiap komponen yang akan dipasang mempunyai ukuran yang tepat dan ruang yang cukup pada permukaan PCB.
3.7. Perancangan Perangkat Lunak (Software) Alat Sortir
Perancangan perangkat lunak dibuat melalui software IDE (Integrated Developer Environment) Arduino itu sendiri dengan menggunakan bahasa C. Pada sistem
penyortiran ini, program dibuat agar dapat menerima input dari sensor warna TCS3200 dan memberikan output ke servo.
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
4.1. Implementasi Sistem
Implementasi merupakan tahap kelanjutan dari perancangan dan pembuatan alat. Hasil dari implementasi ini nantinya adalah sebuah alat yang siap diuji dan digunakan. Implementasi alat sortir buah jeruk terbagi atas tiga bagian, yaitu perancangan kerangka alat sortir, perancangan aktuator penyortir buah dan rangkaian elektronika.
4.1.1. Implementasi Kerangka Alat Sortir
Implementasi kerangka alat sortir menggunakan bahan triplek dan acrylic. Triplek digunakan karena mudah dalam pemotongan dan memiliki bobot yang ringan, triplek yang digunakan memiliki ketebalan 5 mm. Acrylic digunakan sebagai penutup depan alat sortir sehingga seluruh proses dapat dilihat dari luar, acrylic yang digunakan memiliki ketebalan 3 mm dan 2 mm.
(a) (b)
Gambar 4.1 Desain dan Implementasi Kerangka Alat Sortir
4.1.2. Implementasi Aktuator Penyortir Buah Jeruk
Implementasi aktuator penyortir buah jeruk menggunakan bahan acrylic yang memiliki ketebalan 6 mm. Acrylic dipotong dan dibentuk sesuai dengan desain yang telah ditentukan kemudian bagian tengah acrylic dibuat lubang berdiameter 5cm yang berfungsi untuk menahan buah jeruk pada saat pembacaan warna dan sebagai aktuator untuk mengarahkan buah jeruk ke wadah yang sesuai dengan warna yang telah ditentukan. Penggerak aktuator menggunakan dua buah motor servo dan dikendalikan oleh arduino. Implementasi aktuator penyortir buah dapat dilihat pada gambar 4.2 (gambar a dan b). Gambar (a) merupakan aktuator atas dan gambar (b) merupakan aktuator bawah.
(a) (b)
4.1.3. Implementasi Rangkaian Elektronika Alat Sortir
Implementasi rangkaian elektronika alat sortir buah jeruk dilakukan dengan menggunakan papan PCB single layer. Papan PCB digunakan karena peletakan komponen yang lebih rapi dan mengurangi resiko komponen yang terlepas karena sudah menyatu pada papan PCB dengan cara di solder.
Tahapan-tahapan implementasi rangkaian elektronika alat sortir pada papan PCB akan dijelaskan sebagai berikut:
1. Pembuatan layout PCB. Pembuatan layout dilakukan dengan membuat gambar skematik rangkaian dengan menggunakan software Proteus 8 ISIS. Skematik adalah rangkaian gambar yang menghubungkan komponen-komponen pada sebuah rangkaian elektronik. Gambar layout PCB dapat dilihat pada gambar 4.3.
Gambar 4.3 Pembuatan Layout PCB
Gambar 4.4 Hasil Pencetakan dan penyablonan PCB
3. Tahap pelarutan PCB. Pelarutan papan PCB menggunakan larutan ferrichloride (FeCl3) dengan cara memasukkan papan PCB kedalam larutan
ferrichloride (FeCl3) hingga tembaga pada papan PCB yang tidak tertutup oleh
gambar layout larut. Pelarutan PCB dapat dilihat pada gambar 4.5.
Gambar 4.5 Pelarutan PCB dengan Ferrichloride(FeCl3)
4. Tahap pengeboran PCB. PCB yang telah larut harus melalui tahap pengeboran dahulu sebelum digunakan. Pengeboran dilakukan menggunakan mata bor 0,8 mm untuk peletakan komponen yang akan di solder pada papan PCB. Pengeboran dapan dilihat pada gambar 4.6.
Gambar 4.6 Pengeboran PCB
Gambar 4.7 Peletakan dan Penyolderan Komponen
4.2. Implementasi Perangkat Lunak (Software)
Implementasi program mikrokontroller arduino dibuat menggunakan bahasa pemrograman C. Software yang digunakan untuk membuat program adalah editor dan compiler Arduino. File program berekstensi *.ino file yang sudah dikompilasi akan di
upload kedalam mikrokontroller arduino. Penulisan kode/script yang ditanamkan
(embed) pada software IDE arduino dapat dilihat pada gambar 4.8 dan kode/script pemograman mikrokontroler arduino secara keseluruhan dapat dilihat pada lampiran A.
Gambar 4.8 Software IDE Arduino
4.3. Pengujian Alat
4.3.1. Pengujian Sensor Warna TC3200
Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian sensor warna TCS3200 dapat berjalan dengan baik dan bisa menampilkan nilai RGB pada LCD dan Serial Monitor. Pengujian dilakukan dengan menghubungkan pin output sensor warna pada
pin analog arduino (A0, A1, A2, A3, A4). Berikut adalah program untuk pengujian sensor warna TCS3200.
Gambar 4.9. Program Pengujian Sensor Warna
int readcolor()
{
//Setting red filtered photodiodes
digitalWrite(S2,LOW); digitalWrite(S3,LOW);
frequency = pulseIn(sensorOut,LOW); //Reading the output frequency //Remaping the value of the frequency to the RGB Model
frequency = map(frequency, 25,72,255,0); R = frequency;
// Printing the value on the serial monitor Serial.print("R= "); //printing name
Serial.print(frequency); //printing RED color frequency Serial.print(" ");
delay(50);
// Setting Green filtered photodiodes
digitalWrite(S2,HIGH); digitalWrite(S3,HIGH);
frequency = pulseIn(sensorOut,LOW);// Reading the output frequency //Remaping the value of the frequency to the RGB Model
frequency = map(frequency, 30,90,255,0); G = frequency;
// Printing the value on the serial monitor Serial.print("G= "); //printing name
Serial.print(frequency); //printing GREEN color frequency Serial.print(" ");
frequency = pulseIn(sensorOut,LOW); //Reading the output frequency //Remaping the value of the frequency to the RGB Model
frequency = map(frequency, 25,70,255,0); B = frequency;
// Printing the value on the serial monitor
Serial.print("B= "); //printing name
Serial.print(frequency); //printing BLUE color frequency
Serial.println(" "); delay(50);
4.3.1.1. Pengujian Sensor dengan Buah Jeruk Orange
Dalam tahap pengujian ini dilakukan dengan menggunakan buah jeruk yang berwarna orange. Buah jeruk diletakkan tepat diatas sensor warna kemudian akan terbaca nilai
data RGB (Red, Green dan Blue) pada LCD dan Serial Monitori.
Gambar 4.10 Pengujian Alat dengan Buah Jeruk Orange
Gambar 4.11 Hasil Pembacaan Nilai RGB dengan LCD dan Serial Monitor
Dari gambar 4.11 dapat kita lihat bahwa sensor warna TCS3200 mampu mendeteksi warna orange sesuai dengan sampel buah jeruk yang berwarna orange. Nilai RGB yang di dapat selalu berubah sesuai dengan kondisi cahaya diruangan.
4.3.1.2. Pengujian Sensor dengan Buah Jeruk Kuning Kehijauan
Gambar 4.12 Pengujian Alat dengan Buah Kuning Kehijauan
Gambar 4.13 Hasil Pembacaan Nilai RGB dengan LCD dan Serial Monitor
Dari gambar 4.13 dapat kita lihat bahwa sensor warna TCS3200 mampu mendeteksi warna kuning hijau sesuai dengan sampel buah jeruk yang berwarna kuning kehijauan. Nilai RGB yang di dapat selalu berubah sesuai dengan kondisi cahaya diruangan.
4.3.1.3. Pengujian Sensor dengan Buah Jeruk Hijau
Gambar 4.14 Pengujian Alat dengan Buah Hijau
Gambar 4.15 Hasil Pembacaan Nilai RGB dengan LCD dan Serial Monitor
Dari gambar 4.15 dapat kita lihat bahwa sensor warna TCS3200 mampu mendeteksi warna hijau sesuai dengan sampel buah jeruk yang berwarna hijau. Nilai RGB yang di dapat selalu berubah sesuai dengan kondisi cahaya diruangan.
4.3.2. Pengujian Aktuator Penyortir Buah
Gambar 4.16 Program Pengujian Aktuator
4.3.2.1. Pengujian Aktuator Atas
Aktuator atas merupakan aktuator yang berfungsi untuk menahan buah jeruk pada saat
pembacaan nilai RGB dengan sensor warna TCS3200 serta berfungsi untuk mengarahkan buah jeruk ke wadah orange atau hijau.
(a) (b)
Gambar 4.17 Pengujian Aktuator Atas
Pada gambar 4.17 (gambar a dan b) aktuator atas dapat bergerak ke kanan dan kiri, sehingga dapat mengarahkan buah yang telah dibaca oleh sensor warna TCS3200.
4.3.2.2. Pengujian Aktuator Bawah
Aktuator bawah merupakan aktuator ke dua yang menerima buah dari aktuator atas
dan mengarahkan buah jeruk ke wadah kuning kehijauan atau hijau.
void loop() {
// goes from 0 degrees to 180 degrees for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { //tell Top servo to go to position
myservoTop.write(pos);
//tell Bottom servo to go to position myservoBottom.write(pos);
delay(15); }
// goes from 180 degrees to 0 degrees for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { //tell Top servo to go to position
myservoTop.write(pos);
//tell Bottom servo to go to position myservoBottom.write(pos);
delay(15); }
(a) (b)
Gambar 4.18 Pengujian Aktuator Bawah
Pada gambar 4.18 (a) aktuator bawah dapat bergerak ke kiri dan menutup jalur ke wadah kuning kehijauan dan gambar 4.18 (b) aktuator bawah dapat bergerak ke kanan dan menutup jalur ke wadah hijau.
4.3.3. Pengujian Push Button
Pada rangkaian ini terdapat push button yang dapat menghentikan proses sementara. Pada saat push button di tekan sekali maka akan menghentikan sementara seluruh proses dan menampilkan total buah yang telah di sortir pada LCD. Untuk melanjutkan proses sortir push button harus ditekan kembali dan seluruh proses dapat berjalan hingga selesai. Berikut ini adalah program untuk pengujian fungsi push button.
Pengujian push button dapat dilihat pada gambar 4.20 (gambar a dan b). Pada gambar (a) push button dalam kondisi belum ditekan dan program masih berjalan untuk membaca warna dari buah jeruk, sedangkan pada gambar (b) push button dalam kondisi telah ditekan dan proses sorting dihentikan sementara kemudian LCD menampilkan jumlah jeruk yang telah disortir berdasarkan warnanya masing-masing.
(a) (b)
Gambar 4.20 Hasil Pengujian Push Button
4.3.4. Pengujian Sistem Keseluruhan
Pengujian ini dilakukan untuk memperoleh data-data yang akan dijadikan acuan nilai variable yang digunakan sebagai tolak ukur untuk dapat mendeteksi buah jeruk yang berbeda warna pada saat proses sortir buah.
Berikut ini merupakan data yang ditampilkan dari hasil pembacaan masing-masing warna buah jeruk oleh sensor TCS3200.
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sensor TCS3200 dengan Jeruk Berwarna Orange
No Warna Jeruk
Nilai Intensitas pada
LCD Warna yang Terdeteksi
Waktu
(ms) Red Green Blue
Dari tabel 4.1 dapat diketahui bahwa sensor mendeteksi buah berwarna orange ketika nilai Red memiliki intensitas warna lebih tinggi dari intensitas warna Green maupun Blue dan nilai |R-G|>50. Rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk membaca dan memisahkan satu buah jeruk orange adalah 1238 milidetik.
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Sensor TCS3200 dengan Jeruk Berwarna Kuning
Kehijauan
No Warna Jeruk
Tampilan Nilai
Intensitas pada LCD Warna yang Terdeteksi
Dari tabel 4.2 dapat diketahui bahwa sensor warna mendeteksi buah berwarna kuning kehijauan ketika nilai Red memiliki intensitas warna dibawah 100 dan lebih tinggi dari intensitas warna Green dan Blue. Rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk membaca dan kalibrasi warna kuning kehijauan adalah 1237 milidetik.
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Sensor TCS3200 dengan Jeruk Berwarna Hijau
Dari tabel 4.3 dapat diketahui bahwa sensor warna mendeteksi buah berwarna hijau ketika nilai Green memiliki intensitas warna yang lebih tinggi dari intensitas warna Red dan Blue. Waktu yang dibutuhkan untuk membaca dan kalibrasi warna hijau adalah 1237 milidetik.
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Sensor TCS3200 tanpa Buah Jeruk
No Warna Jeruk adanya buah jeruk yang berada diatas sensor TCS3200, sehingga nilai intensitas warna yang didapat berada dibawah 0. Waktu yang dibutuhkan untuk membaca dan kalibrasi adalah 1062 milidetik.
Dari hasil pengujian dengan beberapa kali percobaan menggunakan sampel buah jeruk masing-masing berwarna orange, kuning kehijauan, hijau dan tanpa buah jeruk. Sensor dapat mengenali warna buah dengan sangat baik. Untuk meningkatkan akurasi pembacaan warna, sensor warna akan mendeteksi warna buah jeruk dengan 3 tahap pembacaan, kemudian diambil dua nilai intensitas warna yang paling besar dan sering muncul, sehingga didapat nilai yang sesuai dan hasil yang lebih akurat.
Waktu rata-rata yang dibutuhkan dalam menyortir satu buah jeruk hingga buah jeruk masuk ke dalam wadah yang telah ditentukan dan aktuator kembali ke posisi awal adalah 1238 ms. Dalam waktu 1238 ms terdapat 3 kali pembacaan nilai RGB, jadi sensor warna dapat membaca warna RGB dalam waktu 1238
4.4. Analisis Ketelitian Alat
Untuk mengetahui tingkat ketelitian pada alat ini, maka dilakukan pengujian pertama sebanyak 60 kali, dari pengujian dihitung berapa banyak kesalahan yang terjadi pada alat, lalu dilakukan pengujian kedua sebanyak 60 kali, lalu dihitung kembali kesalahan yang terjadi pada alat. Demikian pengujian dilakukan hingga 5 kali, untuk mengetahui persentase error pada alat. Hasil pengujian dapat dilihat pada lampiran C. Untuk mendapatkan nilai error pada masing-masing percobaan dapat menggunakan rumus:
Error =
� � �
� � � �
× 100%
Berikut merupakan total error dari hasil pengujian:
Tabel 4.5 Total Error Hasil Pengujian
No Jumlah Pengujian Error % Error
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa, perancangan dan implementasi yang telah dilakukan, maka diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Waktu rata-rata yang digunakan untuk menyortir buah jeruk mulai dari pembacaan warna buah, mengarahkan buah ke wadah yang sesuai dan aktuator kembali ke posisi awal adalah selama 1238 ms.
2. Pada penelitian ini sensor warna sangat berpengaruh pada cahaya disekitarnya, sehingga perlu dilakukan tiga tahap kalibrasi otomatis dalam tahap pembacaan warna.
3. Tingkat akurasi alat sortir buah adalah sebesar 86,66% dan tingkat error sebesar 13,33%.
5.2 Saran
Berikut ini adalah saran yang dapat digunakan untuk tahap pengembangan penelitian sistem ini antara lain:
1. Perlu dilakukan perbaikan pada ruang pendeteksi warna untuk mereduksi noise cahaya dari luar sehingga dapat meningkatkan akurasi alat sortir
2. Pengembangan selanjutnya dapat dilakukan dengan menggunakan machine learning dan menambahkan sensor ukuran dan sensor beban
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Jeruk Manis
Jeruk medan (jeruk manis) merupakan salah satu produk agroindustri yang berasal dari sumatera utara. Jeruk medan mempunyai nama ilmiah Citrus sinesis. Buah jeruk medan berukuran sedang dan buah yang berdaging dengan rasa manis yang segar, meskipun banyak di antara anggotanya yang memiliki rasa masam. Rasa masam berasal dari kandungan asam sitrat yang memang terkandung pada semua anggotanya.
Gambar 2.1 Jeruk Manis (Citrus sinesis)
2.2. Warna
Menurut Newton, warna adalah spektrum tertentu yang terdapat didalam suatu cahaya sempurna (putih). Asumsi itu didasarkan pada penemuannya dalam sebuah eksperimen. Pada sebuah ruangan gelap, seberkas cahaya putih matahari diloloskan lewat lubang kecil dan menerpa sebuah prisma (Wiryadinata, R., Lelono, J,. & Alimuddin. 2014).
Gambar 2.2 Spektrum Cahaya pada Prisma
(Sumber: Wiryadinata, R., Lelono, J,. & Alimuddin. 2014)
Cahaya putih yang tidak tampak berwarna, oleh prisma tersebut dipecahkan menjadi susunan cahaya berwarna yang tampak yaitu cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu, yang kemudian di kenal sebagai susunan spektrum cahaya (gambar 2.2). Jika spektrum cahaya tersebut dikumpulkan dan diloloskan kembali melalui sebuah prisma, cahaya tersebut kembali menjadi cahaya putih. Spektrum cahaya merupakan susunan cahaya berwarna yang tampak, setiap warna mempunyai panjang gelombang yang berbeda (Wiryadinata, R., Lelono, J,. & Alimuddin. 2014).
Gambar 2.3 Spektrum Cahaya Tampak
2.3. Arduino
Arduino merupakan perangkat keras modul yang di rangkai untuk dapat mengontrol sesuatu kegiatan. Arduino merupakan kumpulan komponen yang terdiri dari mikrokontroler sebagai komponen utama. Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sebuah alat pengembangan, tetapi kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman Integrated Development Environment (IDE) yang canggih (Girsang, W.S. 2014).
IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory mikrokontroler. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan arduino (Girsang, W.S. 2014).
Komponen utama di dalam papan arduino adalah sebuah mikrokontroler 8 bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560 (Girsang, W.S. 2014).
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board. Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++ (Simanjuntak, M.G, 2013).
2.4. Arduino Uno
Arduino Uno menggunakan ATmega16U2 yang diprogram sebagai USB-to-serial converter untuk komunikasi serial ke komputer melalui port USB. Tampak atas dari Arduino Uno dapat dilihat pada Gambar 2.4 (Simanjuntak, M.G, 2013).
Gambar 2.4 Board Arduino Uno
(Sumber:http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/37482.
Simanjuntak, M.G. 2013)
Berikut ini adalah konfigurasi dari Arduino Uno: 1. Mikrokontroler : ATmega328
2. Tegangan Operasi : 5V
3. Tegangan Input (recommended) : 7 - 12 V 4. Tegangan Input (limit) : 6-20 V
5. Pin digital I/O : 14 (6 diantaranya pin PWM) 6. Pin Analog input : 6
7. Arus DC per pin I/O : 40 mA 8. Arus DC untuk pin 3.3 V : 150 mA
9. Flash Memory : 32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader 10.SRAM : 2 KB
11.EEPROM : 1 KB 12.Kecepatan : 16 Mhz
2.4.1. Pin Input dan Output Arduino Uno
default) sebesar 20-30 KOhm. Sebagai tambahan, beberapa pin masukan digital
memiliki kegunaan khusus yaitu:
1. Komunikasi serial: pin 0 (RX) dan pin 1 (TX), digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) data secara serial.
2. External Interrupt: pin 2 dan pin 3, pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interrupt pada nilai rendah, sisi naik atau turun, atau pada saat terjadi perubahan nilai.
3. Pulse-width modulation (PWM): pin 3,5,6,9,10 dan 11, menyediakan keluaran
PWM 8-bit dangan menggunakan fungsi analogWrite().
4. Serial Peripheral Interface (SPI): pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) dan 13 (SCK), pin ini mendukung komunikasi SPI dengan menggunakan SPI library. 5. LED: pin 13, terdapat built-in LED yang terhubung ke pin digital 13. Ketika
pin bernilai HIGH maka LED menyala, sebaliknya ketika pin bernilai LOW maka LED akan padam.
2.4.2. Sumber Daya dan Tegangan Arduino Uno
Arduino Uno dapat diberi daya melalui koneksi USB (Universal Serial Bus) atau melalui power supply eksternal. Jika arduino dihubungkan ke kedua sumber daya tersebut secara bersamaan maka arduino Uno akan memilih salah satu sumber daya secara otomatis untuk digunakan. Power supplay external (yang bukan melalui USB) dapat berasal dari adaptor AC ke DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan ke soket power pada arduino Uno. Jika menggunakan baterai, ujung kabel yang
dibubungkan ke baterai dimasukkan kedalam pin GND dan Vin yang berada pada konektor POWER (Simanjuntak, M.G, 2013).
2.4.3. Peta Memory Arduino UNO
Arduino Uno adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler ATmega328. Maka peta memori Arduino Uno sama dengan peta memori pada mikrokontroler ATmega328 (Simanjuntak, M.G, 2013).
2.4.3.1 Memory Program
ATMega328 memiliki 32K byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Memori flash dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian program bootloader dan aplikasi seperti pada gambar 2.5. Bootloader adalah program kecil yang bekerja pada saat sistem dimulai yang dapat memasukkan seluruh program aplikasi ke dalam memori prosesor (Simanjuntak, M.G, 2013).
Gambar 2.5 Peta Memori Program ATMega 328
(Sumber: http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/37482. Simanjuntak,
M.G. 2013)
2.5. Sensor Warna TCS3200
Gambar 2.6 Blok Diagram TCS3200
Pada dasarnya sensor warna TCS3200 merupakan sensor cahaya yang dilengkapi dengan filter cahaya untuk warna dasar RGB (Red-Green-Blue). Photodiode dalam sensor warna TCS3200 disusun secara array 8x8 dengan
konfigurasi internal sensor photodiode adalah: 16 photodiode untuk sensor cahaya dengan filter cahaya merah, 16 photodiode untuk sensor cahaya dengan filter cahaya hijau, 16 photodiode untuk sensor cahaya dengan filter cahaya biru, dan 16 photodiode untuk sensor cahaya tanpa filter warna.
Sensor warna yang digunakan dalam penelitian ini, menggunakan modul sensor warna DT-Sense Colour Sensor. Modul ini merupakan modul sensor warna yang berbasis sensor TAOS TCS3200. Modul ini dilengkapi EPROM, sehingga dapat menyimpan 25 buah data.
Gambar 2.7 Modul Sensor Warna TCS3200
2.6. Motor Servo
Motor DC servo (DC-SV) pada dasarnya adalah sebuah motor DC-MP dengan kualifikasi khusus yang sesuai dengan aplikasi “servoing” didalam teknik kontrol. Dalam kamus Oxford istilah ”servo” diartikan sebagai “a mechanism that controls a large mechanism” (Pitowarno, 2006).
lingkup torsi yang berubah-ubah. Beberapa tipe motor servo yang dijual bersama dengan paket rangkaian drivernya telah memiliki rangkaian control kecepatan yang menyatu didalamnya. Putaran motor tidak lagi berdasarkan tegangan supply ke motor, namun berdasarkan tegangan input khusus yang berfungsi sebagai referensi kecepatan output (Pitowarno, 2006).
Motor servo terdiri dari rangkaian pengontrol, gear, potensiometer dan DC motor. Potensiometer terhubung dengan gear demikian pula DC motor. Ketika DC motor diberi signal oleh rangkaian pengontrol maka dia akan bergerak demikian pula potensiometer dan otomatis akan mengubah resistansinya. Rangkaian pengontrol akan mengamati perubahan resistansi dan ketika resistansi mencapai nilai yang diinginkan maka motor akan berhenti pada posisi yang diinginkan.
Gambar 2.8 Motor Servo
(Sumber:
http://todochip.es/94-thickbox_default/servo-360-torsion-55-kg-dc-48-6v.jpg)
2.7. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD berfungsi menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. LCD yang digunakan adalah jenis LCD M1632. LCDM1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya rendah (Napitupulu, Chandra M, 2011).
Gambar 2.9 LCD (Liquid Crystal Display)
2.8. Arduino Development Environment
Arduino Development Environment terdiri dari editor teks untuk menulis kode, sebuah area pesan, sebuah konsol, sebuah toolbar dengan tombol-tombol untuk fungsi yang umum dan beberapa menu. Arduino Development Environment terhubung ke arduino board untuk meng-upload program dan juga untuk berkomunikasi dengan arduino
board.
Gambar 2.10 Software IDE Arduino
Berikut ini adalah fungsi tombol-tombol toolbar Arduino IDE: 1. Verify
Untuk meng-compile dan mengecek program yang akan diupload ke board arduino.
2. Upload
4. Open
Untuk menampilkan menu dari seluruh sketch yang berada di dalam sketchbook.
5. Save
Untuk menyimpan sketch. 6. Serial interface
Membuka serial monitor.
2.9. ISIS & ARES Proteus 8.0
Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang dilengkapi dengan simulasi Pspice pada level skematik sebelum rangkaian skematik di-upgrade ke PCB, sehingga kita tahu apakah PCB yang akan dicetak sudah benar atau tidak. Proteus mampu mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian dengan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik yang telah dibuat.
Gambar 2.11 Tampilan Software ISIS & ARES Proteus
ARES (Advance Routing and Editing Software) digunakan untuk membuat modul layout PCB. Adapun fitur-fitur dari ARES adalah sebagai berikut:
1. Memiliki database dengan tingkat keakuratan 32-bit dan memberikan resolusi 10 nm, resolusi angular 0,1 derajat dan ukuran maksimum board sampai kurang lebih 10m, Ares mendukung sampai 16 layer.
2. Terintegrasi dengan program pembuat skematik ISIS, dengan kemampuan untuk menentukan informasi routing pada skematik.
3. Visualisasi board 3-Dimensi.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan ilmu dan teknologi didasari oleh pola pikir manusia yang semakin cerdas serta keinginannya untuk mencari segala sesuatu yang lebih mudah, praktis dan ekonomis. Salah satu teknologi yang banyak digunakan pada sekarang ini adalah teknologi mikrokontoler. Mikrokontroler digunakan sebagai alat atau sistem yang dapat membantu pekerjaan manusia. Sehingga pekerjaan manusia dapat dikerjakan secara otomatis.
Permintaan akan buah semakin meningkat seiring dengan membaiknya pendapatan dan kesadaran akan gizi dan kesehatan. Misalnya pada sentra perkebunan buah jeruk, pada umumnya masih banyak petani jeruk yang menjual buah jeruk hanya berdasarkan harga jeruk tertinggi pada saat itu, bukan karena mutunya baik.
1.2. Rumusan Masalah
Dari uraian latar belakang di atas, maka rumusan masalah yang diajukan dari pembuatan alat sortir benda adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana menyortir buah jeruk secara otomatis.
2. Bagaimana akurasi dan kecepatan sensor warna dalam membaca warna kulit buah jeruk.
1.3. Batasan Masalah
Beberapa batasan masalah yang perlu dibuat, yaitu:
1. Objek yang dijadikan sampel penelitian adalah buah jeruk manis. 2. Sensor yang digunakan adalah sensor warna RGB TCS3200.
3. Mikrokontroller yang digunakan adalah Mikrokontroler Arduino Uno. 4. Bahasa pemrograman yang digunakan Arduino Uno adalah bahasa C.
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menggantikan sistem penyortiran buah secara tradisional dengan teknologi yang dapat bekerja secara otomatis.
2. Membuat alat yang mampu memisahkan jeruk berdasarkan warna kulitnya.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat Penelitian ini adalah:
1. Dapat mengurangi tenaga dan biaya yang digunakan petani dalam memisahkan mutu jeruk berdasarkan tingkat kematangannya.
1.6. Metodologi Penelitian
Tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah: 1. Studi Literatur
Pada tahap ini penulisan dimulai dengan studi kepustakaan yaitu proses pengumpulan bahan-bahan referensi baik dari buku-buku, artikel-artikel, maupun dari hasil penelitian mengenai Arduino dan Sensor RGB TCS3200.
2. Perancangan Sistem
Merancang alat sesuai dengan rencana, yaitu meliputi perancangan desain hardware dan software. Alat sortir jeruk ini akan memisahkan jeruk dalam 3 jenis
kriteria warna, yaitu: orange, kuning kehijauan dan hijau. 3. Implementasi
Pada tahap ini akan dibangun alat sortir jeruk dengan menggunkan mikrokontroller Arduino Uno sebagai sistem yang memproses semua input dan output, sensor warna RGB TCS3200 sebagai sensor pembaca warna kulit jeruk dan servo sebagai alat untuk mengarahkan dan memisahkan jeruk sesuai dengan kriteria yang telah ditentukan.
4. Pengujian Alat
Pada tahap ini dilakukan pengujian alat dan program. 5. Dokumentasi
Proses dokumentasi hasil penelitian dilakukan selama penelitian dengan menyusun laporan dalam bentuk skripsi.
1.7. Sistematika Penulisan
Agar pembahasan lebih sistematis, maka tulisan ini dibuat dalam lima bab, yaitu: BAB 1 PENDAHULUAN
BAB 2 LANDASAN TEORI
Berisi tentang penjelasan singkat mengenai defenisi komponen-komponen yang digunakan dalam pembuatan alat sortir buah jeruk
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN
Berisi tentang uraian analisis mengenai rangkaian-rangkaian alat dan sensor yang terdapat pada pembuatan alat sortir buah jeruk.
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Pada tahap ini dilakukan pembuatan sistem dan program sesuai dengan analisis dan perancangan. Kemudian melakukan pengujian sistem.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
ABSTRAK
Permintaan akan buah semakin meningkat seiring dengan membaiknya pendapatan dan kesadaran akan gizi dan kesehatan. Misalnya pada sentra perkebunan buah jeruk, pada umumnya masih banyak petani jeruk yang menjual buah jeruk hanya berdasarkan harga jeruk tertinggi pada saat itu, bukan karena mutunya baik. Penanganan pasca panen memegang peranan penting dalam penentuan mutu jeruk, terutama kegiatan penyortiran. Oleh karena itu diperlukan suatu alat yang dapat memudahkan dalam proses penyortiran buah jeruk berdasarkan warnanya. Pada penelitian ini, sensor TCS3200 digunakan untuk mengenali warna RGB dari buah jeruk. Buah yang akan disortir di masukkan kedalam wadah yang berada diatas alat, sehingga buah akan jatuh ke tempat pembacaan warna. Kemudian buah yang jatuh akan dibaca warnanya oleh sensor warna. Aktuator digerakan oleh motor servo, aktuator digunakan untuk mengarahkan dan memisahkan buah sesuai dengan wadahnya masing-masing. Aktuator terdiri dari dua, yang masing-masing memiliki fungsi yang berbeda. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa sensor TCS3200 dapat membaca warna RGB dari buah dengan sangat baik. Waktu yang dibutuhkan sensor untuk membaca warna RGB kulit buah jeruk adalah 1062 ms.
DESIGN OF CITRUS SORTING TOOL BASED ON RGB COLOR WITH MICROCONTROLLER ARDUINO
ABSTRACT
The demand of fruit has been increasing in line with the improvement income and
awareness of nutrition and health. For example at the center of citrus fruit plantation,
generally there are still many citrus growers who sell citrus fruit based the highest
price at the time, not because the good quality. Post harvest handling holds the
important role in determining the quality of oranges, especially in sorting activities.
Therefore we need a tool that can make the sorting process easier based on its color.
In this research, TCS3200 sensor is used to reconigze the RGB color of citrus fruit
that will be sorted is placed in to a container which is lied above the tool, so that the
fruit will fall on to color reading place. Then the color of the fallen fruit will be read
by color sensor. Actuators driven by servo motors. Actuators are used to direct and
separate the fruits according to their respective container in each of it. Actuators
consist of two, which has different functions. From the result of this study can be
concluded that TCS3200 sensor can be read RGB color of the citrus very well. The
time that is needed by the sensor to read RGB color of citrus is 1062 ms.
PERANCANGAN ALAT SORTIR BUAH JERUK BERDASARKAN WARNA
RGB DENGAN MIKROKONTROLLER ARDUINO
SKRIPSI
FADLY TOMMY 141421087
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERANCANGAN ALAT SORTIR BUAH JERUK BERDASARKAN WARNA RGB DENGAN MIKROKONTROLLER ARDUINO
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Ilmu Komputer
FADLY TOMMY 141421087
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
PERSETUJUAN
Judul : PERANCANGAN ALAT SORTIR BUAH JERUK BERDASARKAN WARNA RGB DENGAN MIKROKONTROLLER ARDUINO
Kategori : SKRIPSI
Nama : FADLY TOMMY
Nomor Induk Mahasiswa : 141421087
Program Studi : EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di
Medan, Januari 2017
Komisi Pembimbing :
Dosen Pembimbing II Dosen Pembimbing I
Sajadin Sembiring, S.Si.,M.Comp.,Sc Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP. - NIP. 1962 0317 1991 0310 01
Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 IlmuKomputer Ketua,
PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT SORTIR BUAH JERUK BERDASARKAN WARNA RGB DENGAN MIKROKONTROLLER ARDUIONO
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Januari 2017
Fadly Tommy
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirrabbil’alamin, puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dalam waktu yang telah ditetapkan, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer di Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara. Tak lupa, shalawat dan salam penulis ucapkan juga kepada baginda Rasulullah Muhammad SAW.
Dengan segala kerendahan hati, penulis ucapan terimakasi kepada semua pihak yang telah membantu penulis untuk menyelesaikan skripsi. Penulis mengucapkan terimakasi kepada:
1. Bapak Prof. Runtung Sitepu, SH, M.Hum sebagai rektor Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc. sebagai Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr.Poltak Sihombing, M.Kom sebagai Ketua Program Studi S1 Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara dan segaligus sebagai Dosen Pembimbing I.
4. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc sebagai Sekertaris Program Studi S1 Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Sajadin Sembiring, S.Si.,M.Comp.,Sc selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan dan masukan kepada penulis dalam pengerjaan skripsi ini.
6. Bapak Seniman, S.Kom.,M.Kom dan Bapak Jos Timanta Tarigan, S.Kom.,M.Sc sebagai Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis dalam penyempurnaan skripsi ini.
7. Seluruh Dosen dan Staf Pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
9. Teman-teman mahasiswa ekstensi Ilmu Komputer stambuk 2014, yang telah memberikan motovasi dan arahan kepada penulis.
10.Abang-abang dan Adik-adik dari UKM Robotik Sikonek USU, yang telah memberikan saran dan dukungannya kepada penulis.
11.Semua pihak yang terlibat yang tidak dapat penulis ucapkan satu persatu yang telah membantu penulis menyelesaikan skripsi ini.
Terimakasi penulis ucapkan sekali lagi kepada semua pihak yang terkait dalam pengerjaan skripsi ini yang tidak dapat disebut satu persatu. Semoga Allah SWT memberikan rahmat dan karunia-Nya kepada semua pihak yang terkait dalam penyeselaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, karna kesempurnaan hanya milik Allah SWT. Oleh karena itu penulis menerima seluruh kritik dan saran yang diberikan untuk menyempurnakan skripsi ini. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis sendiri dan khususnya para pembaca pada umumnya.
Medan, Januari 2017
DAFTAR ISI
1.5 Manfaat Penelitian 2
1.6 Metodologi Penelitian 3
1.7 Sistematika Penulisan 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Jeruk Manis 5
2.7 LCD (Liquid Crystal Display) 12
2.8 Arduino Development Environment 13
2.9 ISIS & ARES Proteus 8.0 14
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1 Perancangan Sistem 15
3.2 Blok Diagram 16
3.3 Desain Alat Sortir 17
3.4 Perancangan Alat (Hardware) 18
3.4.1 Arduino Uno 19
3.4.2 Sensor Warna TCS3200 20
3.4.3 Motor Servo 22
3.5.1 Rangkaian Sensor Warna TCS3200 dengan Arduino 22 3.5.2 Rangkaian Motor Servo dengan Arduino 23 3.5.3 Rangkaian LCD dengan Arduino 24 3.5.4 Rangkaian Push Button dengan Arduino 24 3.5.5 Rangkaian Alat Secara Keseluruhan 25 3.6 Perancangan PCB (Printed Circuit Board) 25 3.7 Perancangan Perangkat Lunak (Software) Alat Sortir 27
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
4.1 Implementasi Sistem 28
4.1.1 Implementasi Kerangka Alat Sortir 29 4.1.2 Implementasi Aktuator Penyortir Buah Jeruk 29 4.1.3 Implementasi Rangkaian Elektronika Alat Sortir 30 4.2 Implementasi Perangkat Lunak (Software) 32
4.3 Pengujian Alat 32
4.3.1 Pengujian Sensor Warna TCS3200 33 4.3.1.1 Pengujian Sensor dengan Buah Jeruk Orange 34 4.3.1.2 Pengujian Sensor dengan Buah Jeruk Kuning Hijau 34 4.3.1.3 Pengujian Sensor dengan Buah Jeruk Hijau 35 4.3.2 Pengujian Aktuator Penyortir Buah 36 4.3.2.1 Pengujian Aktuator Atas 37 4.3.2.2 Pengujian Aktuator Bawah 37 4.3.3 Pengujian Tombol Push Button 38 4.3.4 Pengujian Sistem Keseluruhan 39
4.4 Analisis Ketelitian Alat 42
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 43
5.2 Saran 43
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Terminal Functions Sensor TCS3200 20
Tabel 3.2 Kombinasi Fungsi S2 dan S3 21
Tabel 3.3 Skala Frekuensi Output Sensor TCS3200 21 Tabel 4.1 Hasil Pengujian SensorTCS3200 dengan Jeruk Berwarna Orange 39 Tabel 4.2 Hasil Pengujian SensorTCS3200 dengan Jeruk Berwarna Kuning
Kehijauan 40
Tabel 4.3 Hasil Pengujian SensorTCS3200 dengan Jeruk Berwarna Hijau 40 Tabel 4.4 Hasil Pengujian SensorTCS3200 tanpa Buah Jeruk 41
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Jeruk Manis (Citrus sinesis) 5
Gambar 2.2 Spektrum Cahaya pada Prisma 6
Gambar 2.3 Spektrum Cahaya Tampak 6
Gambar 2.4 Board Arduino Uno 8
Gambar 2.5 Peta Memori Program ATMega 328 10
Gambar 2.6 Blok Diagram TCS3200 11
Gambar 2.7 Modul Sensor Warna TCS3200 11
Gambar 2.8 Motor Servo 12
Gambar 2.9 LCD (Liquid Crystal Display) 13
Gambar 2.10 Software IDE Arduino 14
Gambar 2.11 Tampilan Software ISIS & ARES Proteus 15
Gambar 3.1 Flowchart Program 16
Gambar 3.2 Blok Diagram 18
Gambar 3.3 Design Alat Sortir Buah Jeruk 19
Gambar 3.4 Skema Rangkaian Arduino Uno 20
Gambar 3.5 Tampilan Board Arduino Uno 21
Gambar 3.6 Sketsa Fisik IC dan Blok Diagram Sensor Warna TCS3200 22
Gambar 3.7 Motor Servo 23
Gambar 3.8 Rangkaian Sensor Warna pada Arduino Uno 24 Gambar 3.9 Rangkaian Motor Servo pada Arduino Uno 25 Gambar 3.10 Rangkaian LCD pada Arduino Uno 26 Gambar 3.11 Rangkaian Push Button pada Arduino Uno 26 Gambar 3.12 Rangkaian Sistem Keseluruhan 27 Gambar 3.13 Layout PCB Shield Arduino dan LCD 28
Gambar 3.14 Tata Letak Komponen PCB 29
Gambar 4.1 Implementasi kerangka alat sortir 29 Gambar 4.2 Implementasi Aktuator Penyortir Buah Jeruk 29
Gambar 4.3 Pembuatan Layout PCB 30
Gambar 4.4 Hasil Pencetakan dan Penyablonan PCB 31 Gambar 4.5 Pelarutan PCB dengan Ferrichloride(FeCl3) 31
Gambar 4.6 Pengeboran PCB 31
Gambar 4.7 Peletakan dan Penyolderan Komponen 32
Gambar 4.8 Software IDE Arduino 32
Gambar 4.9 Program Pengujian Sensor Warna 33 Gambar 4.10 Pengujian Alat dengan Buah Jeruk Orange 34 Gambar 4.11 Hasil Pembacaan Nilai RGB dengan LCD dan Serial Monitor 34 Gambar 4.12 Pengujian Alat dengan Buah Kuning Kehijauan 35 Gambar 4.13 Hasil Pembacaan Nilai RGB dengan LCD dan Serial Monitor 35 Gambar 4.14 Pengujian Alat dengan Buah Hijau 36 Gambar 4.15 Hasil Pembacaan Nilai RGB dengan LCD dan Serial Monitor 36
Gambar 4.16 Program Pengujian Aktuator 37
Gambar 4.17 Pengujian Aktuator Atas 37
Gambar 4.18 Pengujian Aktuator Bawah 38
