Modul pembelajaran Karnaugh Map pada sistem sortir warna dengan kamera Pixy 2.1

(1)

MODUL PEMBELAJARAN KARNAUGH MAP PADA SISTEM SORTIR WARNA DENGAN KAMERA PIXY 2.1

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Ahli Madya

Program Studi Mekatronika

Disusun oleh:

1. Nama: Raja Destera Adi Priyanka NIM :191113003

2. Nama: Victor Dragon Kristiawan NIM :191113026

3. Nama: Adiel Kevin Kharisty Satriawan NIM: 191113031

PROGRAM STUDI MEKATRONIKA FAKULTAS VOKASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

2022

(2)

KARNAUGH MAP LEARNING MODULE

ON COLOR SORTING SYSTEM WITH PIXY 2.1 CAMERA

FINAL PROJECT

Presented as partial fulfilment of the requirements to obtain the Ahli Madya degree

in Mechatronic Engineering

By:

1. Name: Raja Destera Adi Priyanka NIM :191113003

2. Name: Victor Dragon Kristiawan NIM :191113026

3. Name: Adiel Kevin Kharisty Satriawan NIM: 191113031

MECHATRONICS STUDY PROGRAM VOCATIONAL FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA

2022

(3)

HALAMAN PERSETUJUAN

(4)

(5)

PERNYATAAN KEASLIAN

(6)

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

(7)

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

(8)

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

(9)

ABSTRAK

Abstrak:

Tujuan dari pembuatan proyek tugas akhir ini adalah untuk membuat modul pembelajaran karnaugh map pada sistem sortir dengan kamera pixy 2.1. Metode yang digunakan dalam membangun modul pembelajaran karnaugh map pada sistem sortir dengan kamera pixy 2.1 ini menggunakan metode rancang bangun yang terdiri dari beberapa tahap yaitu: (1) Identifikasi kebutuhan, (2) Analisis kebutuhan, (3) Konsep rancangan, (4) Pembuatan dan (5) Pengujian. Pengendali modul pembelajaran karnaugh map pada sistem sortir dengan kamera pixy 2.1 ini terdiri dari (1) arduino, yang berfungsi untuk media pengendali komunikasi atau lebih mudahnya sebagai media pengolah data, (2) Kamera Pixy 2.1, yang berfungsi sebagai input pendeteksi warna pada benda, dan ketika seluruh komponen dijadikan dalam satu kesatuan membentuk siklus kerja pada mesin ini yaitu dapat bekerja memilah benda berdasarkan warna yang telah ditentukan pada program.

Kata kunci: Karnaugh Map, Sortir, Pengendali

(10)

ABSTRACT Abstract:

The purpose of making this final project is to create a karnaugh map learning module on a sorting system with a pixy 2.1 camera. The method used in building the karnaugh map learning module on the sorting system with the Pixy 2.1 camera uses a design method consisting of several stages, namely: (1) Needs identification, (2) Needs analysis, (3) Design concept, (4) Making and (5) Testing. The controller of the karnaugh map learning module on the sorting system with the pixy 2.1 camera consists of (1) arduino, which functions as a communication control medium or more simply as a data processing medium, (2) the Pixy 2.1 camera, which functions as an input for color detection on objects, and when all components are combined into a single unit, they form a work cycle on this machine, which can work to sort objects based on the colors that have been determined in the program.

Keywords: Karnaugh Map, Sort, Controller

(11)

DAFTAR ISI

HALAMAN PERSETUJUAN ... i

HALAMAN PENGESAHAN... ii

PERNYATAAN KEASLIAN... iii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN ... vv

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN ... v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN ... vi

ABSTRAK ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

BAB I ... 1

1. LATAR BELAKANG ... 1

2. RUMUSAN MASALAH ... 1

3. BATASAN MASALAH ... 2

5. SOLUSI TERPILIH ... 3

BAB 2 ... 4

1. DESKRIPSI ALAT ... 4

2. PERANCANGAN MEKANIK... 5

3. PERANCANGAN ELEKTRIK ... 6

4. PERANCANGAN KENDALI ... 11

BAB III ... 12

1. SPESIFIKASI ALAT ... 12

2. KOMPONEN-KOMPONEN ALAT ... 15

3. CARA KERJA ALAT ... 21

4. PEMBAHASAN ... 27

BAB IV ... 29

1. KESIMPULAN ... 29

2. PROSPEK PENGEMBANGAN ALAT ... 30

DAFTAR PUSTAKA ... 31

LAMPIRAN ... 32

(12)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Desain rancangan mekanik ... 5

Gambar 2.2 Desain elektrik mesin ... 6

Gambar 2.3 Rangkaian Proteus Alat ... 7

Gambar 2.4 Hasil Cetak Rangkaian Proteus ... 8

Gambar 2.5 Rangkaian Pengendali Sistem ... 11

Gambar 3.1 Tampak Alat ... 13

Gambar 3.2.a Tabel A ... 21

Gambar 3.2.b Tabel A ... 21

Gambar 3.3.a Tabel B ... 22

Gambar 3.3.b Tabel B ... 22

Gambar 3.4.a Tabel C ... 23

Gambar 3.4.b Tabel C ... 23

Gambar 3.5. Tabel D ... 24

Gambar 3.5.b Tabel D ... 24

Gambar 3.6 Hasil Pengujian Kamera 1 ... 25

(13)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Tabel referensi ... 2

Tabel 2.1 Penyelesaian Penyederhanaan Logika ... 9

Tabel 3.1 Spesifikasi alat ... 12

Tabel 3.2 Daftar Komponen Mekanik ... 15

Tabel 3.3 Daftar Komponen Elektrik ... 17

Tabel 3.4 Maintance Alat ... 27

Tabel 3.5 Hasil Pengujian Alat ... 28

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

Gambar rancangan mekanik alat (gambar utama dan gambar komponen) ... 32

Tabel 5.1 Komponen Mekanik... 33

Tabel 5.2 Komponen Elektrik ... 35

Gambar skema rangkaian elektronik ... 38

Gambar 5.2 Skema Rangkaian Elektronik ... 38

Gambar skema rangkaian elektrik ... 39

Gambar 5.3 Skema Rangkaian Karnaugh Map ... 40

Tabel 5.3 Penyelesaian Penyederhanaan Logika ... 41

Program atau ladder diagram ... 42

Data sheet komponen yang digunakan ... 48

Gambar 5.4 Data Sheet IC 74LS32 ... 48

Gambar 5.7 Data Sheet IC 7411... 49

Gambar 5.8 Data Sheet Kamera Pixy 2.1 ... 51

Gambar 5.9 Data Sheet Sensor Induktif ... 51

Gambar 5.10 Data Sheet Motor DC 12 Volt ... 51

(15)

BAB I PENDAHULUAN

1. LATAR BELAKANG

Di dunia industri, misalnya pada industri pengolahan makanan, terdapat suatu kegiatan penyortiran benda berdasarkan spesifikasi tertentu, contohnya menyortir benda berdasarkan warnanya. Penyortiran benda pada umumnya dilakukan secara manual dengan tenaga manusia. Penyortiran benda secara manual menjadi sangat merepotkan apabila benda yang disortir banyak dan panjangnya berbeda - beda, serta tingkat ketelitian dan efisiensi waktu juga menjadi masalah. Untuk mengatasi permasalahan - permasalahan tersebut, penelitian ini berupaya membuat suatu model peralatan yang dapat menyortir warna benda secara otomatis berdasarkan warna tertentu. Untuk membantu sistem sortir warna benda secara otomatis dibutuhkan sebuah pengendali yaitu suatu piranti yang digunakan untuk mengendalikan semua proses dalam perangkat elektonika yang akan dibuat. Implementasi pengendali yang digunakan yaitu rangkaian digital karnaugh map.

Karnaugh map digunakan untuk menyederhanakan rangkaian skematik elektrik untuk logika sekuensial pneumatik dan elektropneumatik, serta digunakan untuk memproses ( program ) dengan cepat dan singkat sehingga dalam sistem yang dikendalikan oleh PLC, waktu dan biaya dapat tereduksi (Sutedjo & Michael, 2004). Dalam perkuliahan digital, karnaugh map dipelajari secara teoritis dan pragmatis. Akan tetapi, karnaugh map dipelajari sebatas pembuatan rangkaian berdasarkan tabel kebenaran, sehingga gambaran penerapan secara nyata dalam dunia industri yang banyak digunakan secara otomatis masih sulit dibayangkan oleh mahasiswa.

2. RUMUSAN MASALAH

Sistem sorting memiliki permasalahan yang sering dijumpai yaitu cahaya yang ada di sekitar sensor kamera masih sangat mempengaruhi pembacaan warna pada benda, selain itu dibutuhkannya dimensi yang besar sehingga membutuhkan tempat yang luas untuk meletakkannya. Dari uraian tersebut, masalah yang didapat adalah :

1. Bagaimana membuat sistem sortir dengan pengendalian digital karnaugh map ? 2. Bagaimana cara mendeteksi warna dengan menggunakan kamera pixy 2.1 ? 3. Bagaimana membuat mesin sorting yang sederhana dan fleksibel ?

(16)

3. BATASAN MASALAH

Agar tugas akhir ini lebih terarah, permasalahan yang dihadapi tidak terlalu luas,maka perlu dilakukan batasan masalah :

- Warna benda dapat dideteksi oleh kamera pixy 2.1, warna benda yang digunakan red, green, blue, dan yellow.

- Menggunakan 3 rangkaian master karnaugh map berfungsi sebagai pemilah data (Accepted and Reject).

- Mesin dapat digunakan sebagai modul pembelajaran.

- Rangkaian karnaugh map dibuat 3 tipe pensortiran dengan metode POS dan SOP.

4. REFERENSI RANCANGAN

Tabel 1.1 Tabel referensi Jenis

Perbedaan

Referensi 1 Referensi 2 Desain Yang Dibuat

Desain Mekanik

Sensor Yang Digunakan

Sensor Diffuse dan Sensor Throug Beam

Tidak Ada Sensor Induktif dan

Pixy Cam 2.1 Pengendali /

Kontroller

Arduino UNO Tidak Ada Arduino UNO

Carat Kerja Sistem

Ketika sistem bekerja, benda diletakkan pada konveyor dan akan dideteksi oleh sensor dan kamera pixy 2.1, kemudian data dari input sistem diolah di rangkaian karnaugh map dan

menghasilkan output biner yang

memerintahkan motor servo untuk memindahkan benda ke wadah yang sudah disediakan.

Pengoperasian sistem dilakukan secara manual oleh operator dengan cara

menghubungkan lubang – lubang yang terdapat pada sistem sesuai kapasitasnya dengan kabel.

Ketika sistem bekerja, benda diletakkan pada feeder, kemudian kamera pixy 2.1 akan mendeteksi adanya benda, sehingga menggerakkan meja putar ke lubang yang sudah disediakan yang dibatasi oleh sensor induktif, kemudian benda akan mengarah sesuai dengan arah servo yang diperintahkan dari karnaugh map hasil input kamera pixy 2.1.

(17)

Asal Refrensi

Hasil tugas akhir mahasiswa mekatronika angkatan 18.

Modul pembelajaran digital lab mekatronika Fakultas Vokasi USD.

Hasil kerja sama tim.

5. SOLUSI TERPILIH

Dari permasalahan yang muncul, telah diputuskan untuk menjadikan modul tugas akhir angkatan 18 Mekatronika Fakultas Vokasi Universitas Sanata Dharma, dan modul pudak di laboratorium digital sebagai bahan referensi untuk pengerjaan tugas akhir ini.

Penerapan yang dikembangkan dari referensi diatas yang diaplikasikan di modul pembelajaran yang dibuat pada kali ini adalah sebagai berikut:

a. Cara kerja yang sederhana.

b. Putaran motor tidak ada batasan.

c. Akselerasi dan deselerasi dapat terlihat dengan jelas.

d. Kompetensi yang tersedia lebih banyak.

e. Penggunan modul menjadi lebih fleksibel.

f. Mudah dalam perawatan.

Selain itu juga perlu pemahaman tentang input dan output arduino, cara mengoperasikan kamera pixy 2.1, motor DC 12 Volt dan motor servo agar dapat berkomunikasi. Dengan komunikasi antar komponen tersebut digunakan untuk melakukan pemrograman yang baru, agar kinerja alat dapat sesuai dengan apa yang diharapkan. Agar wawasan mahasiswa lebih luas tentang materi karnaugh map, pada modul pembelajaran yang dibuat ini dilengkapi juga dengan modul pembelajaran bagi mahasiswa agar mudah dalam memahami cara pengoperasian dan perawatan modul pembelajaran ini.

(18)

BAB 2

PERANCANGAN ALAT

1. DESKRIPSI ALAT

Modul pembelajaran ini merupakan sebuah alat yang di dalamya terdapat komponen-komponen penting untuk mensorting benda berdasarkan warna. Terdapat komponen yang berfungsi untuk saling terhubung dan membentuk suatu sistem kerja yang sesuai. sistem sortir benda yang dipilih atau dibuang berdasarkan warna benda. Pengendali sistem ini terdiri dari rangkaian pengendali karnaugh map (K-Map) dan arduino.

Benda dikenali oleh sistem menggunakan kamera yang berbasis arduino. Benda yang terdeteksi oleh kamera akan dikeluarkan sebagai nilai biner 3 bit pada pin output digital arduino. Setelah itu, pin output berupa nilai biner ini dihubungkan ke rangkaian pengendali digital karnaugh map sebagai input. Output dari rangkaian pengendali digital karnaugh map menentukan apakah benda akan dipilih atau dibuang. Output tersebut diproses oleh arduino untuk menggerakkan motor servo untuk mengarahkan benda menuju tempat benda yang dipilih atau dibuang.

Sebagai sarana modul pembelajaran perkuliahan teknik digital yang dapat memudahkan dalam proses pembelajaran mengajar. Modul ini menggunakan sistem pemilah warna yang di deteksi oleh kamera pixy 2.1, pengguna diharapkan dapat memiliki gambaran dan pemahaman penerapan karnaugh map dalam dunia industri.

(19)

2. PERANCANGAN MEKANIK

Gambar 2.1 Desain rancangan mekanik

(20)

3. PERANCANGAN ELEKTRIK

• Pada perancangan elektrik ini terdapat beberapa jenis pengkabelan yaitu :

1. Jalur komunikasi yaitu jalur yang melakukan proses pengiriman dan penerima data, secara terus-menerus pada saat proses berlangsung.

2. Jalur arus listrik yaitu sebuah jalur yang memberikan power listrik agar semua bagian dapat beroperasi dengan baik.

3. Jalur data yaitu jalur yang hanya mengirimkan data dari kontroller untuk melakukan sebuah aksi.

Listrik 220V dari PLN digunakan untuk melakukan supply power keseluruh komponen pada rangkaian ini, dan ada juga yang dirubah menjadi listrik DC untuk beberapa komponen agar dapat melakukan pengiriman data dengan baik.

Gambar 2.2 Desain elektrik mesin Keterangan :

1. Arduino Uno 8. Terminal Pembagi Tegangan

2. Pixy Cam 2.1 9. Step Down

3. Motor DC 12 volt 10. Motor Servo

4. Sensor Induktif 11. Relay

5. Power Supply 12 Volt 12. Driver Motor DC 12 Volt

6. Push Button 13. Rangkaian Master K-Map

7. Lampu Indikator Mesin 14. Lampu Indikator Data

(21)

• Hasil konversi tabel rumus logika karnaugh map :

A B

C

Gambar 2.3 Rangkaian Proteus Alat

Keterangan :

A. Rangkaian master karnaugh map sortir 1 warna (metode SOP dan POS) B. Rangkaian master karnaugh map sortir 2 warna (metode SOP dan POS) C. Rangkaian master karnaugh map sortir 3 warna (metode SOP dan POS)

(22)

Gambar 2.4 Hasil Cetak Rangkaian Proteus

(23)

• Tabel kebenaran rangkaian master karnaugh map yang digunakan : R G B 1 WARNA

( HIJAU )

2 WARNA ( MERAH DAN BIRU )

3 WARNA

( MERAH ,HIJAU,DAN BIRU )

0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 1 1

0 1 0 1 0 1

0 1 1 0 0 0

1 0 0 0 1 1

1 0 1 0 0 0

1 1 0 0 0 0

1 1 1 0 0 0

Tabel 2.1 Penyelesaian Penyederhanaan Logika

Y2 Y1

Y3 - SOP : 𝑅̅. 𝐺. 𝐵̅

- POS : ( G ) ( 𝐵̅ ) ( 𝑅̅ ) Keterangan :

Tabel diatas merupakan tabel kebenaran dan langkah penyederhanaan yang digunakan dalam membuat rangkaian master karnaugh map sortir 1 warna ( hijau ). Rangkaian kendali Karnaugh Map jenis ini dapat dilihat pada Gambar 2.3 bagian A.

RG / B 0 1

0 0 0 0

0 1 1 0

1 1 0 0

1 0 0 0

(24)

Y1

Y2 Y3

- SOP : ( 𝑅̅ . 𝐺̅ . B ) + ( R . 𝐺̅ . 𝐵̅ ) - POS : ( R + B ) ( 𝐺̅ ) ( 𝑅̅ + 𝐵̅ )

Keterangan :

Tabel diatas merupakan tabel kebenaran dan langkah penyederhanaan yang digunakan dalam membuat rangkaian master karnaugh map sortir 2 warna (merah dan biru).

Rangkaian kendali Karnaugh Map jenis ini dapat dilihat pada Gambar 2.3 bagian B.

Y1

Y2 Y3

Y4

- SOP : ( 𝑅̅ . 𝐺̅ . B ) + ( 𝑅̅. 𝐺. 𝐵̅ ) + ( R . 𝐺̅ . 𝐵̅ ) - POS : ( R + G + B ) (𝐺̅ + 𝐵̅) ( 𝑅̅ + 𝐺̅ ) ( 𝑅̅ + 𝐵̅ ) Keterangan :

Tabel diatas merupakan tabel kebenaran dan langkah penyederhanaan yang digunakan dalam membuat rangkaian master karnaugh map sortir 3 warna (merah, hijau, dan biru).

Rangkaian kendali Karnaugh Map jenis ini dapat dilihat pada Gambar 2.3 bagian C.

RG / B 0 1

0 0 0 1

0 1 0 0

1 1 0 0

1 0 1 0

RG / B 0 1

0 0 0 1

0 1 1 0

1 1 0 0

1 0 1 0

(25)

4. PERANCANGAN KENDALI

Gambar 2.5 Rangkaian Pengendali Sistem

(26)

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. SPESIFIKASI ALAT

Tabel 3.1 Spesifikasi alat

NO JENIS ALAT SPESIFIKASI MINIMUM VOLUME

1

Modul Pembelajaran

Karnaugh Map pada Sistem Sortir

Warna dengan Kamera Pixy

2.1

Berat Mesin ± 7-10 Kg

Overall Dimension (PxLxT) 400 X 500X 400

Power Mesin 220 VAC

Power Motor DC 12 VDC

Power Motor Servo : 5 VDC

Power Kamera Pixy 5 VDC

Power Sensor Induktif 5 VDC Power Kontrol Panel 12 VDC

Power Karnaugh Map 5 VDC

Tipe dan Jumlah Pembacaan 3 Tipe Pembacaan warna

Kapasitas Mesin ∞

(27)

Gambar 3.1 Tampak Alat Keterangan Gambar :

1. Tombol Start/Stop 2. Indikator mesin ON

3. Indikator kamera Pixy 2.1 mendeteksi warna merah 4. Indikator kamera Pixy 2.1 mendeteksi warna hujau 5. Indikator kamera Pixy 2.1 mendeteksi warna biru

Modul pembelajaran ini merupakan sebuah alat yang didalamya terdapat komponen - komponen penting untuk kendali kamera pixy 2.1. Antar komponen dapat saling terhubung dan membentuk suatu sistem kerja yang sesuai. Untuk modul digital, terdiri dari beberapa komponen, yaitu kamera pixy 2.1,saklar,lampu indikator,sensor induktif, karnaugh map SOP , karnaugh map POS, driver motor DC CW/CCW, relay, rangkaian step down 5V, power supply 12V 5A, dan motor servo. Kamera pixy 2.1 disini berfungsi sebagai pendeteksi warna benda, saklar berfungsi untuk mode ON dan OFF. Terdapat sensor induktif yang memiliki fungsi untuk membatasi atau stopper gerak meja putar. Untuk rangkaian karnaugh map disini berfungsi sebagai gerbang logika input dan output modul yang dibuat.

Untuk menjalankan rangkaian ini tentu saja dibutuhkan supply tegangan 12 V masuk ke regulator, kemudian regulator mengeluarkan output 12 V untuk arduino dan driver motor DC 12 V. Kemudian output regulator 5 V untuk rangkaian karnaugh map, untuk sensor induktif , serta motor servo. Kemudian masuk ke program arduino yang mencakup keseluruhan jalannya rangkaian yang ada. Setelah membuat program lalu melakukan settingan signature pada software pixymon.

1 2

3

5

4

(28)

Motor DC di modul ini terhubung ke sebuah system rotary drive yang berfungsi sebagai sistem pengaplikasian motor sebagai aktuator. Motor servo di modul ini difungsikan untuk mengarahkan benda kerja ke wadah benda kerja (Accepted atau Reject).

(29)

2. KOMPONEN-KOMPONEN ALAT

• Daftar Komponen Mekanik

Tabel 3.2 Daftar Komponen Mekanik

No Komponen Mekanik Spesifikasi

1 Hollow Sq20 - Fungsi : bahan dasar pembuatan rangka modul.

- Ukuran 20x20 mm

2 Plat SPCC - Fungsi : sebagai cover modul.

- Bahan metal logam

3 Feeder - Fungsi : Tempat benda / Workpices.

- Bahan 3D Printer

4 Meja Putar - Fungsi : Pemutar benda sekaligus, bagian untuk mengirimkan benda ke langkah berikutnya.

- Bahan aklrilik 3mm

5 Cup - Fungsi : Wadah benda / workpices.

- Bahan Plastik

6 Smooth Rod - Fungsi : Penahan / penyangga sekaligus penghubung meja putar.

- Bahan Stainless steel

(30)

7 Bearing KFL08 - Fungsi : menjaga agar as smooth rod tidak langsung bergesekan.

- Bahan Logam

8 Pulley Bore 4 & 8 - Fungsi : penghubung putaran yang diterima dari motor listrik kemudian diteruskan dengan menggunakan sabuk atau belt.

- Bahan Plastik

9 Timing Belt - Fungsi : Mengirimkan putaran dari motor ke meja putar.

- Bahan karet

(31)

• Komponen Elektrik

Tabel 3.3 Daftar Komponen Elektrik No Komponen Elektrik Spesifikasi

1 Kamera Pixy 2.1 - Fungsi: Pendeteksi warna benda kerja.

- Tipe: Pixy 2.1 - Jumlah 1 buah.

2 Sensor Induktif - Fungsi: Stopper pergerakan motor.

- Tipe: CHE12-4NA-A710-5V (NPN-NO) - Jumlah 1 buah

3 Motor DC 12 V - Fungsi: Penggerak meja putar.

- Tipe: 25GA370 DC12V -60 RPM - Jumlah 1 buah

4 Adaptor 12 V - Fungsi : Mensuplai tegangan DC.

- Tipe : 12 V 5 A - Jumlah 1 buah

5 Servo MG996R - Fungsi : Memposisikan benda ke wadah accepted atau reject.

- Tipe : 5 V - Jumlah 1 buah

6 Push Button - Fungsi : Tombol untuk menyalakan

modul.

- Tipe : 100-200 V AC 12-24 V DC - Jumlah : 1 buah

(32)

7 T- block 3 pin & 2 pin - Fungsi : Untuk menghubungkan IO PLC dengan kabel IO robot.

- Tipe : 600 V 15 A

8 Kabel AWG (RGBY) - Fungsi : Untuk mentrasmisikan sinyal atau tegangan.

- Tipe : 24 A - Jumlah: 30 m

9 Arduino - Fungsi : Untuk memprogram mesin.

- Tipe : UNO - Jumlah: 1 Pcs

10 Kabel Arduino UNO - Fungsi : Untuk mentrasmisikan data program.

- Jumlah : 2 buah / 3 m

-

(33)

11 Laptop - Fungsi : Untuk interface pemogramman.

- Jumlah : 1 buah

12 Lampu Indikator - Fungsi : Lampu indikator komunikasi dan mulai.

- Tiper : 24 V DC - Jumlah : 3 buah

13 Driver LM298N - Fungsi : Untuk mengkontrol kecepatan serta arah perputaran motor DC.

- Tiper : 5V DC - Jumlah : 1 buah

14 Relay - Fungsi : Digunakan sebagai saklar

penghubung empat sambungan di dalam suatu rangkaian.

- Tipe : 5 V DC - Jumlah : 1 buah

15 Step Down - Fungsi : Menurunkan tegangan DC.

- Jumlah : 1 buah

(34)

16 IC 74LS32 - Fungsi : Gerbang Logika OR 2 input.

- Jumlah : 3 buah

17 IC 74LS04 - Fungsi : Gerbang Logika NOT.

- Jumlah : 3 buah

18 IC 74LS08 - Fungsi : Gerbang Logika AND 2 input.

- Jumlah : 2 buah

19 IC 7411 - Fungsi : Gerbang Logika AND 3 input.

- Jumlah : 2 buah

(35)

3. CARA KERJA ALAT

- Modul Tabel A

Gambar 3.2.a Tabel A

Gambar 3.2.b Tabel A Urutan pengerjaan :

1.) Pastikan mesin dalam keadaan mati.

2.) Hubungkan kabel pada konektor wago, dan sesuaikan urutan kabel pada spesifikasi konektor wago.

3.) Hubungkan kabel dengan master karnaugh-map tabel A.

4.) Pastikan kabel terhubung dengan benar, dan nyalakan alat.

Penjelasan Gambar:

Gambar diatas merupakan hasil dari wiring master karnaugh map sortir 1 warna, dengan cara menghubungkan kabel dari konektor wago ke pin master yang tersedia di rangkaian master karnaugh map.

(36)

- Modul Tabel B

Gambar 3.3.a Tabel B

Gambar 3.3.b Tabel B

Urutan pengerjaan :

3.) Hubungkan kabel dengan master karnaugh-map tabel B.

Penjelasan Gambar:

Gambar diatas merupakan hasil dari wiring master karnaugh map sortir 2 warna,dengan cara menghubungkan kabel dari konektor wago ke pin master yang tersedia di rangkaian master karnaugh map.

(37)

- Modul Tabel C

Gambar 3.4.a Tabel C

Gambar 3.4.b Tabel C

Urutan pengerjaan :

3.) Hubungkan kabel dengan master karnaugh-map tabel C.

Penjelasan Gambar:

Gambar diatas merupakan hasil dari wiring master karnaugh map sortir 3 warna,dengan cara menghubungkan kabel dari konektor wago ke pin master yang tersedia di rangkaian master karnaugh map.

(38)

- Protoboard

Gambar 3.5. Tabel D

Gambar 3.5.b Tabel D Urutan pengerjaan :

1) Pastikan mesin dalam keadaan mati.

2) Hubungkan kabel pada konektor wago, dan sesuaikan urutan kabel pada spesifikasi konektor wago.

3) Hubungkan kabel dengan protoboard dan sesuaikan rangkaian yang dipilih untuk dirangkaikan pada protoboard.

4) Pastikan kabel terhubung dengan benar, dan nyalakan alat.

Penjelasan Gambar:

Gambar diatas merupakan hasil dari wiring master karnaugh map di protoboard, dengan cara menghubungkan kabel dari konektor wago ke pin yang telah diatur sebagai I/O pada protoboard.

(39)

- Pengaturan kamera pixy 2.1 dan hasil pembacaanya.

Gambar 3.6 Hasil Pengujian Kamera 1

Gambar 3.6 adalah setingan yang digunakan dengan data out port = 0 (Arduino ICSP).

Gambar 3.7 menunjukan tiga set signature yang digunakan.

(40)

Gambar 3.8 merupakan hasil tangkapan kamera.

Gambar 3.9 merupakan hasil tangkapan kamera setelah di default program.

(41)

4. PEMBAHASAN

Dari hasil yang didapatkan terdapat berbagai macam kendala yang terjadi, seperti berikut:

Tabel 3.4 Maintance Alat

MASALAH PENYEBAB SOLUSI

Sudut putar yang berubah pada meja putar mesin

Ketidakstabilan sensor induktif dalam

pembacaannya

Setting awal posisi benda dengan sudut yang sesuai

Tblock yang sukar diputar

Baut Tblock yang mudah aus

Mengganti Tblock yang baru

Pembacaan warna yang salah

Ketidakstabilan cahaya yang diterima oleh kamera pixy 2.1

Setting ulang pembacaan kamera pixy 2.1

Dari berbagai permasalahan yang ada selalu digunakan sebagai dasar referensi untuk peningkatan kualitas modul tersebut, sehingga dapat dihasilkan modul pembelajaran dengan kualitas yang baik yang layak digunakan.

Sebelum dapat dikatakan layak, modul ini telah melalui berbagai macam uji coba yang dilakukan baik di dalam ruangan maupun diluar ruangan yang dilakukan secara teliti dan penuh kecermatan sehingga diharapkan modul ini mampu berfungsi dengan baik nantinya. Tabel 3.5 merupakan hasil dari berbagai percobaan yang dilakukan terhadap modul tersebut .

Modul pembelajaran ini telah diuji coba beberapa kali dengan setiap 1 warna diuji 100 Pcs di setiap percobaannya yang dilakukan di ruangan dan juga di luar ruangan.

Terbukti bahwa hasil total dari beberapa percobaan yang dilakukan, modul ini memiliki keakuratan dalam pensortiran warna benda sebesar 98%.

(42)

Tabel 3.5 Hasil Pengujian Alat

NO

JENIS RANGKAIAN

K- MAP

HASIL SORTING ACCEPTED DARI 100 x PENGUJIAN / WARNA

RATA - RATA TINGKAT KEBERHASILAN

SORTING ( ACCEPTED )

DARI JENIS RANGKAIAN KARNAUGH MAP JENIS MEJA

PUTAR ^MERAH ^HIJAU ^BIRU ^KUNING

1 Sorting 1 warna,SOP

Lama 92 91 94 91 Tingkat Keberhasilan 92%

Baru 99 100 97 99 Tingkat Keberhasilan 99 %

2 Sorting 1 warna,POS

Baru 97 98 100 98 Tingkat Keberhasilan 98%

(43)

BAB IV PENUTUP

1. KESIMPULAN

Pada tugas akhir ini dengan membuat modul pembelajaran digital dengan menyatukan komponen mekanik, elektrik, dan pemprograman alat yang dapat berfungsi sesuai dengan tujuan modul pembelajaran ini dibuat. Dengan mengambil 2 tipe referensi pembuatan sehingga terbentuklah modul pembelajaran digital dengan tipe baru dengan menggunakan kamera pixy 2.1, master karnaugh map 3 tipe pensortiran, dan meja putar sebagai akuatornya.

Modul pembelajaran digital kali ini juga telah beberapa kali diuji coba dan mampu berjalan dengan baik dari segi mekanik, pengiriman data komunikasi antara kamera, master karnaugh, arduino dan akuatornya berjalan sesuai perintah dan dapat digunakan untuk kegiatan pembelajaran.

Hasil pengujian modul sesuai kompetensi:

1. Simulasi pensortingan warna benda melalui software PixyMon dapat berjalan dengan baik.

2. Pemrograman robot dengan arduino yang dikomunikasikan antara kamera pixy 2.1 dan master karnaugh map dapat berjalan sesuai perintah program dan posisi yang ditentukan.

3. Pendeteksian warna yang mampu mensortir dengan baik disegala lingkungan tempat modul pembelajaran ini berada (gelap atau terang).

Kelebihan dari alat ini yaitu fleksibel saat memindahkan barang, bila digunakan dalam pembelajaran dapat meningkatkan pemahaman mahasiswa, meningkatkan pengetahuan, menurunkan biaya, mudah dalam perawatan.

Kekurangan pada alat ini adalah gerakan meja putar kurang presisi sehingga menyebabkan ketidakseimbangan ketika berhentinya meja putar, ketidakstabilan arus yang menyebabkan putaran motor sedikit menurun, penggunaan Tblock pada master karnaugh map yang diperlukan kehati–hatian ketika akan mengganti ke tipe yang lainnya dalam penggunaan master karnaugh mapnya.

Hasil pemrograman, wiring, dan setting pengendalian modul ini dapat dipelajari dalam dalam buku panduan pembelajaran yang berisi tentang kompetensi dan juga wiring diagram serta beberapa setting program. Buku panduan ini akan mempermudah untuk memahami cara kerja modul dan juga cara merawatnya.

(44)

2. PROSPEK PENGEMBANGAN ALAT

Alat yang dibuat masih bisa untuk dikembangankan kedepannya antara lain:

1. Menambahkan IOT pada modul pembelajaran ini 2. Menambahkan display modul.

3. Menambahkan jumlah master karnaugh map.

4. Menambahkan jumlah ragam sortir baik dari warna, dan ukuran benda.

(45)

DAFTAR PUSTAKA

Ali Muhammad Ali Rushdi, A. B. A., 2021. Karnaugh-Map Analysis of a Commodity- Supply Multi-State. Theory and Practice of Mathematics and Computer Science, Volume 8, pp. 1-19.

Bob Barnett, N. F., 2000. Karnaugh maps aren’t for ladder logic. control engineering, pp.

1-5.

Lyle r. hurst, g. m., 2000. Karnaugh mapping aids industrial control. control engineer, pp.

1-8.

(46)

LAMPIRAN

Gambar rancangan mekanik alat (gambar utama dan gambar komponen)

Gambar 5.1 Tampak Mesin

(47)

• Daftar Komponen Mekanik

Tabel 5.1 Komponen Mekanik No Komponen Mekanik

1 Hollow Sq20

2 Plat SPCC

3 Feeder

4 Meja Putar

5 Wadah

6 Smooth Rod

(48)

7 Bearing KFL08

8 Pulley Bore 4 & 8

9 Timing Belt

(49)

• Daftar Komponen Elektrik

Tabel 5.2 Komponen Elektrik No Komponen Elektrik

1 Kamera Pixy 2.1

2 Sensor Induktif

3 Motor DC 12 V

4 Adaptor 12 V

5 Servo MG996R

(50)

6

Push Button

7 T- block 3 pin & 2 pin

8 Kabel AWG (RGBY)

9 Arduino

10 Kabel Arduino UNO

11 Laptop

12 Lampu Indikator

(51)

13 Driver LM298N

14 Relay

15 Step Down

16

IC 74LS32

17 IC 74LS04

18 IC 74LS08

19 IC 7411

(52)

Gambar skema rangkaian elektronik

Gambar 5.2 Skema Rangkaian Elektronik

Keterangan :

1. Arduino Uno 10. Motor Servo

2. Pixy Cam 2.1 11. Relay

3. Motor DC 12 volt 12. Driver Motor DC 12 Volt

4. Sensor Induktif 13. Rangkaian Master K-Map

5. Power Supply 12 Volt 14. Lampu Indikator Data 6. Push Buttom

7. Lampu Indikator Mesin 8. Terminal Pembagi Tegangan 9. Step Down

(53)

Gambar skema rangkaian elektrik

A B

C Keterangan :

A. Rangkaian master karnaugh map sortir 1 warna (metode SOP dan POS) B. Rangkaian master karnaugh map sortir 2 warna (metode SOP dan POS) C. Rangkaian master karnaugh map sortir 3 warna (metode SOP dan POS)

(54)

Gambar 5.3 Skema Rangkaian Karnaugh Map

(55)

Tabel 5.3 Penyelesaian Penyederhanaan Logika

Y2 Y1

Y3 - SOP : 𝑅̅. 𝐺. 𝐵̅

- POS : ( G ) ( 𝐵̅ ) ( 𝑅̅ ) Keterangan :

Tabel diatas merupakan tabel kebenaran dan langkah penyederhanaan yang digunakan dalam membuat rangkaian master karnaugh map sortir 1 warna ( hijau ).

Y1

Y2 Y3

- SOP : ( 𝑅̅ . 𝐺̅ . B ) + ( R . 𝐺̅ . 𝐵̅ ) - POS : ( R + B ) ( 𝐺̅ ) ( 𝑅̅ + 𝐵̅ ) Keterangan :

Tabel diatas merupakan tabel kebenaran dan langkah penyederhanaan yang digunakan dalam membuat rangkaian master karnaugh map sortir 2 warna ( merah dan biru ).

Y1

Y2 Y3

Y4

- SOP : ( 𝑅̅ . 𝐺̅ . B ) + ( 𝑅̅. 𝐺. 𝐵̅ ) + ( R . 𝐺̅ . 𝐵̅ ) - POS : ( R + G + B ) (𝐺̅ + 𝐵̅) ( 𝑅̅ + 𝐺̅ ) ( 𝑅̅ + 𝐵̅ ) Keterangan :

Tabel diatas merupakan tabel kebenaran dan langkah penyederhanaan yang digunakan dalam membuat rangkaian master karnaugh map sortir 2 warna ( merah dan biru ).

RG / B 0 1

0 0 0 0

0 1 1 0

1 1 0 0

1 0 0 0

RG / B 0 1

0 0 0 1

0 1 0 0

1 1 0 0

1 0 1 0

RG / B 0 1

0 0 0 1

0 1 1 0

1 1 0 0

1 0 1 0

(56)

Program atau ladder diagram

#include <Servo.h>

#include <Pixy2.h>

Servo myservo;

//pin connection const int redLamp = 6;

const int greenLamp = 7;

const int blueLamp = 8;

const int in1 = 3;

const int in2 = 4;

const int ena = 5;

const int induktifPin = A0;

const int R = A2;

const int G = A3;

const int B = A4;

const int OutKPin = A5;

int OutKVal = 0;

int induktif = 0;

int sig = 0;

int proses = 0;

// This is the main Pixy object Pixy2 pixy;

void setup() {

myservo.attach(2);

myservo.write(90);

pinMode(in1, OUTPUT);

pinMode(in2, OUTPUT);

(57)

pinMode(ena, OUTPUT);

pinMode(induktifPin, INPUT);

pinMode(redLamp, OUTPUT);

pinMode(greenLamp, OUTPUT);

pinMode(blueLamp, OUTPUT);

pinMode(R, OUTPUT);

pinMode(G, OUTPUT);

pinMode(B, OUTPUT);

pinMode(OutKPin, INPUT);

Nolamp();

pixy.init();

pixy.setLamp(1, 1);

}

void loop() {

if (proses == 0) {

pixy.ccc.getBlocks();

if (pixy.ccc.numBlocks) {

for (int i = 0; i < pixy.ccc.numBlocks; i++) {

if (pixy.ccc.blocks[i].m_signature == 1) {

sig = 1;

}

else if (pixy.ccc.blocks[i].m_signature == 2) {

sig = 2;

}

else if (pixy.ccc.blocks[i].m_signature == 3) {

(58)

sig = 3;

}

else if(pixy.ccc.blocks[i].m_signature == 4) {

sig = 4;

} } }

proses = 1;

delay(500);

}

if (proses == 1) {

if (sig == 1) {

Rlamp();

proses = 2;

}

else if (sig == 2) {

Glamp();

proses = 2;

}

Blamp();

proses = 2;

}

myservo.write(135);

proses = 3;

}

else if (sig == 0)

(59)

{

myservo.write(90);

proses = 3;

} }

if (proses == 2) {

OutKVal = digitalRead(OutKPin);

if (OutKVal == 1) {

myservo.write(45);

proses = 3;

}

else if (OutKVal == 0) {

myservo.write(135);

proses = 3;

} }

if (proses == 3) {

delay(50);

MotorOn();

proses = 4;

}

if (proses == 4) {

induktif = digitalRead(induktifPin);

if (induktif == LOW) {

MotorOff();

Nolamp();

(60)

proses = 0;

sig = 0;

delay(1000);

} } }

void MotorOn() {

digitalWrite(in1, HIGH);

digitalWrite(in2, LOW);

analogWrite(ena, 80);

}

void MotorOff() {

analogWrite(ena, 0);

}

void Rlamp() {

digitalWrite(R, HIGH);

digitalWrite(G, LOW);

digitalWrite(B, LOW);

digitalWrite(redLamp, LOW);

digitalWrite(greenLamp, HIGH);

digitalWrite(blueLamp, HIGH);

}

void Glamp() {

digitalWrite(R, LOW);

digitalWrite(G, HIGH);

(61)

digitalWrite(redLamp, HIGH);

digitalWrite(greenLamp, LOW);

}

void Blamp() {

digitalWrite(B, HIGH);

digitalWrite(blueLamp, LOW);

}

void Nolamp() {

}

(62)

Data sheet komponen yang digunakan a. IC 74LS32

Gambar 5.4 Data Sheet IC 74LS32

b. IC 74LS04

(63)

c. IC 74LS08

d. IC 7411

Gambar 5.7 Data Sheet IC 7411

(64)

e. Kamera Pixy 2.1

(65)

Gambar 5.8 Data Sheet Kamera Pixy 2.1

f. Sensor Induktif

Gambar 5.9 Data Sheet Sensor Induktif

g. Motor DC 12 Volt

Gambar 5.10 Data Sheet Motor DC 12 Volt

(66)