22 BAB III
PELAKSANAAN PELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan bulan Desember 2020 sampai dengan Juli 2021 di Laboratorium Fisika Instumentasi Institut Teknologi Sumatera. Adapun jadwal kegiatan penelitian ini dapat di lihat pada tabel berikut ini :
Tabel 3.1. Matrik jadwal penelitian.
No Jadwal Kegiatan
Tahun
2020 Tahun 2021
Desember Januari Februari Maret April Mei Juni Juli 1 Pemutusan Topik
Tugas Akhir
2 Perancangan Alat
Penelitian
3 Pembuatan
Desain Alat
4 Pengambilan Data
Penelitian
5 Analisis dan
Pengolahan Data
6 Penulisan
Laporan
7 Sidang Proposal
8 Sidang Tugas
Akhir
9 Publikasi Ilmiah
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
23 1. Laptop/PC (personal computer)
Laptop digunakan untuk membuat laporan, program alat dan desain alat.
2. Solder
Solder digunakan untuk mensolder komponen alat.
3. Gergaji
Gergaji digunakan untuk memotong triplek sesuai dengan desain yang dibuat.
4. Bor
Bor digunakan untuk melubangi triplek dan alumunium.
5. Arduino IDE (Integrated Developtment Enviroenment)
Arduino IDE digunakan untuk memprogram komponen seperti sensor, arduino, esp8266, motor stepper serta motor servo.
3.2.2 Bahan
3.2.2.1 Bahan Komponen Alat
Adapun bahan komponen alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Arduino mega 2560
Arduino mega 2560 digunakan untuk mikrokontroler alat penelitian.
2. Sensor warna TCS3200
Sensor ini digunakan untuk mendeteksi warna RGB pada buah kopi.
3. Sensor Loadcell
Sensor ini digunakana untuk mendeteksi berat pada keranjang buah kopi.
4. Modul HX711
Modul HX711 digunakan sebagai penguat pada sensor loadcell.
5. Motor stepper
Motor stepper ini digunakan untuk memutarkan piringan triplek untuk memisahkan buah kopi agar bisa dideteksi warna RGBnya.
6. Motor servo
Motor servo digunakan untuk mengarahkan buah kopi agar masuk kekeranjang buah.
24 7. Modul ESP 8266
Modul ESP 8266 digunakan sebagai media komunikasi alat ke internet dengan menggunakan jaringan WiFi.
8. Almunium
Aluminium digunakan sebagai kerangka alat.
9. Besi drat
Besi drat digunakan untuk penghubung antara motor stepper papan kepiringan.
10. Board PCB
Board ini digunakan sebagai papan komponen alat.
11. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD ini digunakan untuk tampilan kategori buah kopi.
12. Akrilik
Akrilik digunakan untuk penahan buah kopi pada piringan triplek.
13. Papan triplek
Triplek ini digunakan sebagai papan.
14. Kabel jumper male to male, female to female dan male to felame Kabel jumper ini digunakan sebagai penghubung antara komponen.
3.2.2.2 Bahan pengujian penelitian
Adapun bahan yang digunakan dalam pengujian adalah buah kopi.
3.3 Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian dilakukan dengan beberapa tahapan yang meliputi, tahap persiapan yaitu dengan mencari studi literatur yang berkaitan dengan penelitian, tahap pembuatan alat penelitian yang dibagi menjadi beberapa bagian diataranya pembuatan desain alat, pembuatan rancangan aplikasi Blynk, dan pembuatan kerangka alat, kemudian tahap pengujian dalam pengujian ini dibagi beberapa bagian yaitu pengujian sensor, pengujian aplikasi Blynk dan pengujian motor stepper serta motor servo, selanjutnya tahap analisis data dan tahap yang terakhir
25
adalah tahap penulisan tugas akhir serta publikasi ilmiah. Rancangan kegiatan penelitian ini dapat dijelaskan melalui diagram alir penelitian pada Gambar 3.1.
Tidak
Ya Ya
Gambar 3.1. Diagram alir rancang penelitian.
Mulai
Studi Literatur
Analisis bahan kebutuhan sistem Desain sistem alat
Perancangan sistem alat
Pelaksanaan aplikasi program
Data hasil pengujian
Selesai
Penulisan tugas akhir dan publikasi ilmiah
Apakah pengujian sesuai ?
Pengolahan dan analisis data
26 3.4 Langkah Penelitian
Langkah penelitian yang dilakukan terdiri dari beberapa tahapan yang meliputi sebagai berikut :
1. Tahap Persiapan 2. Tahap Pembuatan Alat 3. Tahap Pengujian Sistem Alat
4. Tahap Pengolahan dan Analisis Data
Dalam tahapan yang dilakukan oleh peneliti masing–masing tahap saling berkelanjutan satu sama lain sehingga proses dapat berjalan secara struktur. Untuk lebih jelas tentang gambaran tahapan yang akan dilakukan dapat di lihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Diagram alir langkah penelitian.
Tahap Persiapan
Tahap Pembuatan Alat
Rancang Skematik Alat
Rancang Mekanik Alat
Rancang Diagram Alir Cara Kerja Alat
Rancang Aplikasi Blynk
Tahap Pengujian Alat
Tahap Pengolahan dan Analisi Data Pengujian
Sensor Loadcell
Pengujian Stepper dan Servo
Pengujian Sistem
Pengujian Sensor Warna TCS 3200
Mulai
Selesai
27 3.4.1 Tahap Persiapan
Tahap persiapan yaitu tahap awal yang dilakukan dalam penelitian ini, pada tahap ini peneliti mencari studi literatur yang berkaitan terhadap penelitian yang sedang dikerjakan dengan mengacu pada sumber–sumber seperti buku, jurnal, laporan tugas akhir maupun artikel dengan narasumber yang jelas dan dapat dipercaya.
Studi literatur ini dilakukan sebagai gambaran umum tentang penelitian yang akan dikerjakan dan juga bahan serta alat apa saja yang akan digunakan sehingga dapat dipersiapkan untuk tahap selanjutnya
3.4.2 Tahap Pembuatan Alat
Tahap pembuatan alat dalam penelitian ini dibagi menjadi 4 bagian, yakni rancangan skematik alat, rancangan mekanik alat, rancangan diagram alir cara kerja alat dan rancangan aplikasi Blynk. Adapun penjabaran dari bagian–bagian tahap pembuatan alat ini adalah sebagai berikut :
3.4.2.1 Rancang Skematik Alat
Sistem perancangan skematik alat sortir buah kopi ini merupakan gambaran umum alat yang dirancang dalam sebuah rangkaian skematik, sistem rangkaian terdiri dari gabungan dari beberapa komponen seperti arduino mega 2560, ESP8266, sensor warna TCS3200, sensor loadcell serta modulnya yaitu HX711, motor stepper, motor servo dan LCD. Rangkaian skematik ini adalah suatu metode sistem kerja komponen–komponen yang akan digunakan agar dapat mengetahui letak serta hubungan antar komponen sehingga lebih mudah untuk dipahami. Adapun gambaran rangkaian skematik dari layout alat sortir kematangan buah kopi tipe gravitasi ini dapat dilihat pada Gambar 3.3.
28
Gambar 3.3. Skema perancangan alat.
3.4.2.2 Rancangan Mekanik Alat
Tahap rancangan mekanik alat yaitu gambaran desain dari keseluruhan alat penelitian ini yang sedang dilakukanan. Tahap terdiri dari pembuatan corong 1 yang digunakan untuk penampung jalur buah kopi yang akan masuk dalam piringan papan stepper hal ini dibuat untuk memisahkan buah kopi, kemudian dari masing–
masing warna dari buah kopi akan dibaca oleh sensor warna TCS3200 sebagai indikasi bahwa buah kopi tersebut dalam kategori matang, setengah matang atau mentah yang nilai RGB. Motor servo yang berfungsi sebagai aktuator digunakan untuk memindahakan buah yang sudah dibaca oleh sensor warna agar masuk kedalam keranjang buah yang telah disediakan, setelah masuk kekeranjang tugas dari sensor loadcell akan menimbang berat dari buah kopi yang kemudian ditampilkan dalam sebuah aplikasi Blynk. Desain rancangan mekanik alat sortir kematangan buah kopi tipe gravitasi dapat di lihat pada Gambar 3.4 yaitu mekanik alat tampak depan, Gambar 3.5 yaitu mekanik alat tampak belakang, Gambar 3.6 yaitu mekanik alat tampak samping dan Gambar 3.7 yaitu mekanik tampak atas.
29
Gambar 3.4. Mekanik alat tampak depan.
Gambar 3.5. Mekanik alat tampak belakang.
30
Gambar 3.6. Mekanik alat tampak samping.
Gambar 3.7. Mekanik alat tampak atas.
31
3.4.2.3 Rancangan Diagram Alir Cara Kerja Alat
Cara kerja dari rancangan diagram alir alat penelitian ini sebagai berikut :
Gambar 3.8. Diagram alir cara kerja alat.
Mulai
Masukan buah kopi
Buah masuk ke pemisah papan stepper
Buah kopi matang
Arahkan servo 5 °
Selesai
Masuk ke dalam keranjang
Buah kopi setengah matang Buah kopi mentah
Arahkan servo 60 ° Arahkan servo 110 °
Nilai berat buah tertampil pada aplikasi Blynk menampilkan kategori
buah ke LCD
Apakah nilai terbaca ?
menampilkan kategori buah ke LCD
menampilkan kategori buah ke LCD
Tidak
Ya
Sensor warna membaca nilai RGB buah kopi
Sensor Loadcell membaca berat pada buah kopi yang masuk kekeranjang
32
Cara kerja dari alat penelitian ini yaitu dimulai dari memasukan beberapa buah kopi dengan warna yang berbeda-beda, setelah itu buah kopi akan masuk ke dalam sebuah piringan papan stepper yang telah didesain dengan beberapa lubang sesuai dengan ukuran buah kopi tersebut. Sensor warna TCS3200 yang telah dipasang di bawah piringan papan stepper bertugas untuk membaca nilai RGB dari buah kopi, nilai ini akan diproses untuk mendapatkan klasifikasi dari buah kopi apakah buah matang, buah setengah matang atau buah mentah. Setelah kategori buah dapat diidentifikasi selanjutnya kategori buah tersebut akan ditampilkan di LCD ukuran 16 × 2. Motor servo akan dipanggil oleh mikrokontoler arduino mega 2560 untuk mengarahkan buah masuk kedalam keranjang yang telah di setting sesuai dengan arah derajatnya yaitu 5°, 60° dan 110°. Sensor loadcell dipasang di bawah keranjang yang digunakan untuk mengetahui massa berat dari buah kopi yang telah masuk ke keranjang tersebut. Data nilai dari sensor berat ini akan dikirim ke aplikasi Blynk agar lebih mudah mengetahui nilai dari berat buah kopi.
3.4.2.4 Rancangan Tampilan Pada Aplikasi Blynk
Rancangan pada aplikasi Blynk ini merupakan pembuatan desain tampilan data hasil pembacaan sensor yang dapat ditampilkan pada sebuah aplikasi Blynk, sehingga dapat diakses melalui smartphone. Pembuatan rancangan desain ini dilakukan dengan menggunakan smartphone yang telah terinstall aplikasi Blynk, adapun langkah-langkah dalam pembuatan dimulai dengan membuka aplikasi Blynk kemudian pilih menu new project dan isi nama project yang diinginkan lalu pilih juga divice yang digunakan kemudian klik create , terlihat pada Gambar 3.9.
(a) (b)
Gambar 3.9. Tampilan awal aplikasi (a) Tampilan new project dan (b) Tampilan create.
33
Untuk menambahkan komponen apa saja yang akan digunakan pilih menu plus yang ada pada atas kanan layar, kemudian pilih gauge dan atur nama serta pin yang digunakan, komponen ini berfungsi untuk menampilkan data sensor yang akan dikirim dari hardware ke apikasi Blynk. Dalam penelitian ini mengunakan 3 jenis gauge yang berfungsi sebagai tampilan berat pada buah kopi yang diproses oleh sensor loadcell, dalam pengaturan tampilan gauge pada kategori buah matang konfigurasi pin diatur dengan menggunakan pin V1, kemudian kategori buah setengah matang konfigurasi pin yang digunakan adalah pin V2 dan pada kategori buah mentah konfigurasi pin yang digunakan adalah pin V3. Adapun tampilan gauge pada aplikasi ini dapat dilihat pada Gambar 3.10.
(a) (b) (c)
Gambar 3.10. Tampilan kategori buah pada apikasi (a) kategori buah matang, (b) kategori buah setengah matang dan (c) kategori buah mentah.
Setelah pengaturan penambahan komponen yang akan digunakan selesai, berikut ini adalah tampilan perancangan yang telah dibuat pada aplikasi Blynk.
Gambar 3.11. Hasil tampilan pada aplikasi Blynk.
34 3.4.3 Tahap Pengujian Alat
Tahap pengujian alat ini merupakan tahap pengujian seluruh sistem dari alat yang telah dibuat sebelumnya, pengujian alat ini meliputi beberapa bagian yaitu pengujian sensor warna TCS3200, pengujian sensor loadcell, pengujian motor servo dan pengujian aplikasi Blynk. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kerja dari sistem agar dapat berjalan dengan baik saat digunakan nantinya. Berikut ini adalah penjelasan dari masing–masing pengujian sistem yang dilakukan:
3.4.3.1 Pengujian Sensor Warna TCS3200
Pengujian sensor warna TCS3200 yaitu menguji apakah sensor warna ini dapat membaca nilai RGB dari buah kopi, selain itu pengujian ini juga dilakukan untuk menganalisis nilai RGB yang didapat untuk dimasukan ke dalam program Arduino IDE sebagai threshold untuk menentukan kondisi klasifikasi dari buah kopi tersebut. Pengujian sensor warna ini dilakukan mengunakan buah kopi dengan tingkat warna yang berbeda-beda dan dilakukan sebanyak 15 kali percobaan.
3.4.3.2 Pengujian Sensor Loadcell
Pengujian sensor loadcell dilakukan untuk mengetahui berat dari buah kopi yang akan diukur. Pengujian sensor ini terlebih dahalu dilakukannya kalibrasi dengan menggunakan program dari Arduino IDE dan benda yang telah diketahui massanya.
Setelah kalibrasi selesai selanjutnya yaitu dilakukan pengukuran berat buah kopi yang diletakan diatas sensor untuk mengetahui apakah sensor berjalan baik atau tidak, kemudian proses terakhir yaitu pengecekan pada aplikasi apakah sensor dapat mengirimkan data pada aplikasi Blynk.
3.4.3.3 Pengujian Motor stepper dan Motor Servo
Pengujian motor stepper ini dilakukan untuk melihat arah gerak dari papan piringan agar buah kopi yang dimasukan kedalam corong 1 (satu) masuk dalam lubang- lubang kecil yang terdapat dalam papan piringan yang nantinya buah akan dideteksi oleh sensor warna TCS3200 untuk memilih kategori buah sesuai warna pada buah
35
kopi, buah kopi yang sudah terdeteksi warnanya kemudian akan jatuh ke corong 2 (dua) yang dikendalikan oleh motor servo.
Pengujian motor Servo dilakukan untuk mengetahui arah geraknya apakah sudah sesuai dengan yang ada dalam program. Arah gerak yang di maksud disini adalah berdasarkan derajatnya karena nantinya di atas motor servo ini akan di pasang corong agar buah kopi yang telah masuk untuk di arahkan ke keranjang.
3.4.3.4 Pengujian Sistem
Pengujian sistem pada penelitian ini merupakan seluruh pengujian mekanik alat yang meliputi pengujian sensor, arduino mega 2560, modul esp 8266, motor stepper, motor servo, lcd, serta pengujian aplikasi Blynk. Pengujian ini dilakukan agar sistem pada alat penelitian ini dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan.
3.4.4 Tahap Pengolahan dan Analisis Data
Pengambilan data dari penelitian ini di lakukan untuk mengetahui tingkat ke efektifan dari kinerja baik itu alat maupun tampilan aplikasi yang telah dibuat, sehingga penelitian ini dapat berjalan dengan lancar. Pengujian sistem ini agar berjalan sesuai dengan yang diharapkan dapat dilihat dari data yang diperoleh, sehingga dapat di olah dan di analisis untuk meminimalisir terjadinya kesalahan.
Data yang akan di olah dan di analisis terdiri dari sampel buah kopi yaitu nilai RGB dan nilai berat.
Sedangkan data nilai RGB yang di analisis dalam sistem alat ini terdiri dari pengujian program software terhadap kinerja alat yang meliputi pengujian sensor warna TCS3200. Nilai RGB ini akan menjadi penentu klasifikasi dari buah kopi sehingga dapat di sortir dan di kelompokan apakah buah kopi itu buah matang, buah setengah matang atau buah mentah.
