6
PERANCANGAN ALAT PENYORTIR PERMEN BERDASARKAN
PERBEDAAN WARNA MENGGUNAKAN SENSOR RGB LED BERBASIS
MIKROKONTROLER ARDUINO UNO
William Ramdhan
1, Hizriani
2 Teknik Komputer, Amik Royal KisaranJl. Imam Bonjol No.179 Kisaran, Telp: 0623-42451, Faksimili: 0623-42366 william.ramdhan052@gmail.com
Abstrak
Di rancang sebuah alat penyortir permen berdasarkan perbedaan warna, yang dapat memindahkan permen dari satu tempat ke tempat lain dengan warna yang telah disesuaikan dari rangkaian tersebut apabila permen yang berwarna di letakkan pada corong turun mengenai sensor TCS3200, maka secara otomatis akan memberikan tegangan input ke Arduino, sehingga Arduino akan bekerja dan membaca program yang tersimpan pada IC, yang sesuai dengan program kemudian Arduino akan memberikan output tegangan ke motor servo untuk menggerakan permen ,dan menjalankan program secara otomatis dimana servo akan memindahkan permen dari tempat sensor ke tempat warna yang sama yang telah di sediakan, dan akan berhenti secara otomatis ketika waktu yang ditetapkan di IC Arduino telah bekerja sesuai.
Alat yang akan dibuat menggunakan Arduino Uno sebagai otak pengendalinya. Struktur serta antar muka Arduino yang sederhana memberikan kemudahaan pengguna dalam memahaminya,dan dalam kaitannya penyortir ini akan dibuat secara sistematis dan teliti dimana akan menyortir barang berupa permen berwarna yang pengendaliannya dan pendeteksian melalui sensor secara full automatic(otomatis).
Kata Kunci : Sensor Warna, Mikrokontroler Arduino, Motor Servo, Permen
1.PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Perkembangan mikrokontroler yang demikian pesat dari waktu kewaktu mengharuskan kita agar memahami teknologi tersebut, minimal mengetahui dasarnya dan cara penggunaannya. Dengan menggunakan mikrokontroler maka penghematan biaya operasional dapat lebih ditekan lagi dibandingkan dengan menggunakan tenaga sumber daya manusia.
Mikrokontroler pun turut mengambil andil dalam perkembangan saat ini, sekarang sudah banyak peralatan teknologi yang menggunakan mikrokontroler untuk menyempurnakan teknologi mereka. Saat ini banyak perusahaan industri yang membutuhkan konsistensi bekerja yang tinggi untuk melakukan berbagai macam pekerjaan, salah satunya adalah aktivitas produksi permen dalam hal pengelompokan permen. Terutama dalam pemilihan jenis warna pada permen.
Umumnya pengelompokan atau sortir permen pada beberapa produksi permen saat ini masih dilakukan dengan cara manual, contohnya di UD. Jaya Makmur yang masih menggunakan cara manual untuk memisahkan warna permen sehingga membutuhkan waktu yang lama, juga membutuhkan tenaga kerja yang cukup banyak. Pengelompokan atau sortir dengan cara ini tentunya memiliki beberapa kekurangan, seperti yang kita ketahui manusia memiliki keterbatasan dalam berpikir, seringkali merasa bosan atau lalai untuk menjalankan aktivitas. Akibatnya waktu pengerjaan tugas menjadi lebih lama sehingga
berdampak pada menurunya produktivitas perusahaan.
Arduino uno adalah salah satu mikrokontroler yang berfungsi sebagai kendali berbagai komponen elektronika. Salah satunya adalah dalam pengelompokan warna dalam permen di bidang industry.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan sebelumnya, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
1. Bagaimana cara alat penyortir permen pada UD. Jaya Makmur?
2. Bagaimana pengaturan dalam memisahkan permen menggunakan sensor RGB LED? 3. Bagaimana alat berputar ke wadah penampung
sesuai warna yang diarahkan menggunakan Arduino?
1.3
Batasan MasalahMengingat terbatasnya waktu yang tersedia, maka masalah tersebut dibatasi pada:
1. Alat penyortir warna pada UD. Jaya Makmur. 2. Mikrokontroler Arduino Uno sebagai basis
pengendalian alat sortir.
3. Alat sortir permen ini menggunakan sensor RGB LED sebagai input.
4. Merancang dan membuat suatu alat yang dapat membantu proses penyampaian informasi dengan bahasa pemrograman C.
7
1.4
Tujuan PenelitianMaksud dari penelitian ini adalah Perancangan Alat Penyortir Permen Berdasarkan Perbedaan Warna Menggunakan Sensor RGB LED Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno. Adapun tujuan dari perancangan alat ini adalah :
1. Untuk mengetahui cara mengembangkan alat yang dikembangkan menggunakan Arduino Uno.
2. Untuk mengetahui pengaturan dalam memisahkan permen menggunakan sensor RGB LED.
3. Untuk mengetahui cara alat yang berputar ke wadah penampung sesuai warna yang ditentukan.
4. Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dan waktu yang lebih efisien.
2. TINJAUAN KEPUSTAKAAN 2.1 Pengertian Sortir
Menurut kamus besar bahasa indonesia sortir adalah proses memilah, secara deskripsi sortir merupakan proses menyusun kembali objek yang seharusnya disusun dengan suatu pola tertentu, sehingga tersusun secara teratur menurut aturan tertentu.(Sumber:http://www.kamusbahasaindonesi a.org).
2.2Pengertian Warna
Menurut kamus besar bahasa indonesia warna adalah kesan yang diperoleh mata dari cahaya yang dipantulkan oleh benda-benda yang dikenainya. Warna merupakan spektrum tertentu yang terdapat di dalam suatu cahaya putih. Identitas suatu warna ditentukan oleh panjang gelombang cahaya tersebut. Nilai warna, ditentukan oleh tingkat kecerahan maupun kesuraman warna. Panjang gelombang yang dimiliki oleh beberapa warna, merah 625- 740nm, jingga 590-625nm, kuning 565-590nm, hijau 520-565nm, biru 435- 500nm dan ungu 380-435nm. Merah, hijau dan biru merupakan warna utama (primer) yang merupakan kesimpulan dari hasil eksperimen Maxwell dengan menggunakan proyektor cahaya dan penapis (filter) berwarna. 3 buah proyektor yang telah diberi filter warna yang berbeda disorotkan ke layar putih di ruang gelap. Warna primer adalah warna warna yang tidak dapat dihasilkan lewat pencampuran warna apapun. Melalui warna - warna primer cahaya ini (biru, hijau, dan merah) semua warna cahaya dapat dibentuk dan diciptakan.(Sumber : http://www.kamusbahasaindonesia.org).
2.3 Led RGB
LED adalah singkatan dari Light Emitting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya, LED RGB adalah LED yang berisikan tiga warna LED yang terintegrasi menjadi satu lampu LED. LED RGB mengandung warna RED (merah), GREEN (hijau), dan BLUE
(biru).(Sumber : jurnal Prototipe alat sortir bola berdasarkan Perbedaan warna menggunakan Led rgb dan ldr berbasis Mikrokontroler).
2.4 Komponen Dan Rangkaian Pendukung 2.4.1 Arduino
Menurut Budiharto (2010) Arduino adalah pengendali mikro single board yang bersifat opensource, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328 (datasheet).
Arduino sebenarnya adalah salah satu kit mikrokontroler yang berbasis pada ATmega28. Modul ini sudah dilengkapi dengan berbagai hal yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler untuk bekerja, tinggal colokkan ke power supply atau sambungkan melalui kabel usb ke pc. Berdasarkan gambar 2.1 di bawah ini salah satu jenis Arduino, yakni Arduino Uno memilki 14 pin digital input/output, 6 analog input, sebuah resonator keramik 16MHz, koneksi USB, colokan power input, ICSP header, dan sebuah tombol reset.
Arduino Uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal tidak menggunakan FTDI chip driver USB serial. Sebaliknya, fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai versi R2) diprogram sebagai konverter USB serial. Revisi 2 dari Uno memiliki resistor pulling 8U2 HWB yang terhubung ke tanah, sehingga lebih mudah untuk menggunakan mode DFU.(Sumber : Jurnal Sistem Komputer Vol- 1 No.1 2014 ISSN: 2406-7733).
2.4.2 Motor Servo
Motor servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo.
Berdasarkan gambar 2.9 motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol motor servo (Sumber:Jurnal Sistem Kontrol Robot Pemindah Barang MenggunakanAplikasi Android Berbasis Arduino Uno).
2.4.3 Sensor TCS 3200
TCS3200 adalah IC pengkonversi warna cahaya ke nilai frekuensi. Ada dua komponen utama pembentuk IC ini, yaitu photodioda dan pengkonversi arus ke frekuensi,keluaran dari sensor
8 ini sendiri berupa output digital yang berbentuk
pulsa pulsa hasil pembacaan warna RGB. Berikut blog diagram dari TCS 3200:
Gambar 1 Blog diagram dari TCS 3200
Sumber : Jurnal ELTEK, Vol 10 No 02, April 2012 ISSN 1693-4024
2.4.4 Catu Daya
Catu daya merupakan suatu rangkaian yang paling penting bagi sistemelektronika, ada dua sumber catu daya yaitu sumber AC dan sumber DC, sumber AC yaitu sumber tegangan bolak balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakansumber tegangan searah.
Sumber tegangan bila diamati sumber AC tegangan berayun sewaktu-waktu padakutub positif dan sewaktu-waktu pada kutub negatif, sedangkan sumber AC selalu pada satu kutub saja, positif saja atau negatif saja. Dari sumber AC dapat disearahkanmenjadi sumber DC dengan menggunakan rangkaian penyearah yang di bentuk daridioda. TeganganDC juga dapat diperoleh dari baterai, dengan penggunaan baterai ditawarkan sumber tegangan DC yang stabil dan portable namun dapat habis tergantung kapasitas baterai tersebut, tegangan yang tersedia dari suatu sumber tegangan yang ada biasanya tidak sesuai dengan kebutuhan. Untuk itu diperlukan suatu regulator tegangan yang berfungsi untuk menjaga agar tegangan bernilai konstan pada nilai tertentu.
Regulator tegangan ini biasanya berupa IC dengan kode 78xx atau 79xx. Untuk seri 78xxdigunakan untuk regulator tegangan DC positif, sedangkan 79xx digunakan untuk regulator DC negatif. Nilai xx menandakan tegangan yang akan diregulasikan.Misalnya kebutuhan sistem adalah positif 5 volt, maka regulator yang digunakanadalah 7805. IC regulator ini biasanya terdiri dari tiga pin yaitu input, ground danoutput. Dalam menggunakan IC ini tegangan input harus lebih besar beberapa persen(tergantung pada data sheet) dari tegangan yang akan diregulasikan.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Context Diagram
Context diagram adalah perancangan terhadap sistem yang akan dirancang yang sifatnya menyeluruh. Context diagram digunakan untuk memudahkan proses penganalisaan terhadap sistem yang dirancang secara keseluruhan. Dalam hal ini context diagram berfungsi sebagai media yang terdiri dari suatu proses dan beberapa buah external entity. Adapun context diagram yang dimaksud dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 2 Contex Diagram
Pada context diagram di atas terdiri dari satu proses alat penyortir permen. Sistem ini berinteraksi dengan beberapa yang akan diuraikan sebagai berikut:
1. Servo Continous
Servo Continous yang dipakai pada alat penyortir permen ini terdiri dari 2 servo continous. Servo yang pertama sebagai alat penurunnya permen, sedangkan servo yang kedua sebagai pemutar letaknya permen dalam suatu wadah.
2. Sensor Warna
Sensor warna berfungsi untuk mendeteksi warna, juga pemberi tegangan input untuk menjalankan program.
3. Arduino Uno
Arduino Uno berfungsi untuk memproses intruksi sensor dan mentransferkan informasinya kebagian output.
4. Modul Program
Disebut sebagai modul program. Dalam hal ini program yang mengendalikan alat adalah Arduino. Jadi seluruh proses input/output dikendalikan oleh program ini.
3.2 Data Flow Diagram Level 0
Pada sub bab ini akan dijabarkan mengenai data flow diagram yang merupakan uraian lebih terperinci dari sistem yang dirancang. Adapun gambar berikut adalah data flow diagram level 0 yang diuraikan berdasarkan pada context diagram sebelumnya.
Gambar 3 Data Flow Diagram
Pada Gambar 3 dapat dijelaskan bahwa pada saat corong yang berisikan permen ditarik ke bawah (pipa) kemudian diberi 1 bit data berupa informasi warna permen yang diturunkan oleh servo sehingga dibaca oleh sensor warna,kemudian sensor warna memberikan instruksi berupa inputan ke
9 mikrokontroler agar mikrokontroler tersebut dapat
memberikan informasi ke servo continous ke wadah yang telah disediakan tiap-tiap warna.
3.3 Rancangan Fisik
Alat ini bekerja sesuai dengan program yang sudah diinputkan kedalam mikrokontroler Arduino Uno dengan menggunakan program aplikasi Arduino. Servo yang pertama (yang atas) berfungsi sebagai penurunnya permen. Sedangkan sensor warna berfungsi sebagai pembaca warna sehingga servo yang kedua memberikan sinyal on (menyala) pada modul program yang ada pada mikrokontroler, kemudian mikrokontroler memberikan ouput ke servo yang kedua sehingga servo dapat berputar ke wadah masing-masing warna
Gambar 4. Tampilan Alat Penyortir Permen
3.4 Perancangan Minimum Sistem Arduino
Fungsi rangkaian minimum system ini hampir sama seperti papan induk yang terdapat pada komputer. Arduino adalah sebuah mikrokontroler single-board yang bersifat open-source,mikrokontroler Arduino diprogram dengan menggunakan bahasa pemrograman wiring based yang berbasiskan syntax dan library, Pemogramanwiring based ini tidak berbeda dengan C/C++,tetapi dengan beberapa penyederhanaan dan modifikasi.
Untuk memudahkan dalam pengembangan aplikasinya, mikrokontroler Arduino juga menggunakan Integerated Development Environment (IDE) berbasisprocessing, Arduino Uno juga merupakan papan sirkuit berbasis mikrokontroler Atmega238,IC (integrated circuit) ini memiliki 14 input/output digital (6 output untuk PWM), 6 analog input, resonator kristal keramik 16 MHz, koneksi USB, soket adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset. Hal inilah yang dibutuhkan untuk mensupport mikrokontroler secara mudah terhubung dengan kabel power USB atau Kabel power supply adaptor AC ke DC atau battrey.
Papan Arduino merupakan basic module yang dapat kita tumpuk secara bertingkat dengan modul tambahan lain ( istilah yang digunakan adalah SHEILD) yang memiliki fungsi tersendiri.
Rangkaian sistem minimum ini berfungsi untuk mengaktifkan mikrokontroler agar dapat bekerja sesuai dengan program yang telah dirancang. Rangkaian ini akan bekerja dan memberikan hasil
dari pemograman yang telah dilakukan melalui perancangan program dan memberikan keluaran tampilan posisi orang berada. Rangkaian skematika Arduino Uno dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 5 Rangkaian Alat Penyortir Permen Berdasarkan Perbedaan Warna Menggunakan
Sensor RGB LED Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno
4. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian dan perancangan Alat Penyortir Permen Berdasarkan Perbedaan Warna Menggunakan Sensor RGB LED Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno, maka penulis dapat menyimpulkan sebagai berikut :
4.1 Simpulan
Dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya dapat diambil kesimpulan yaitu:
1. Memberikan kemudahan pada UD.Jaya Makmur, sehingga para pekerja tidak harus terlalu lama dalam proses pengerjaan.
2. Timer difungsikan untuk memberi sinyal input ke mikrokontroler. Data yang diperoleh dari perancangan alat penyortir permen berdasarkan Perbedaan warna menggunakan Sensor RGB LED Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno yang sudah terlebih dahulu diprogram dengan menggunakan Bahasa Pemrograman Arduino sebagai alat pengontrol sehingga dapat menyortir secara otomatis.
3. Tampilan yang dihasilkan oleh servo continous telah di dimasukkan kedalam mikrokontroler sehingga saat rangkaian dijalankan semuanya bekerja dengan yang diinginkan.
4.2 Saran
Diharapkan adanya pengembagan sistem pada alat ini seperti sistem mampu memilah dengan banyak warna tidak berpatok kepada RGB saja sehingga diperoleh kinerja alat yang lebih signifikan lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Rangkuti, Syahban.2011.Mikrokontroler ATMEL AVR Simulasi dan Praktek Menggunakan
ISIS PROTEUS dan
CodeVisionAVR.Bandung:Informatika Bandung.
10 Dinata, Marta Yuwono. 2015. Arduino itu
Mudah.Jakarta:PT Elex Media Komputindo.
Syahwil, Muhammad. 2014. Panduan Simulasi Dan Praktek Mikrokontroler Arduino. Bandung: Andi.
Eko Istiyanto, Jazi. 2014. Pengantar Elektronika dan Instrumentasi Pendekatan Project Arduino dan Android.Yogyakarta:Andi Offset.
Kadir, Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokntroler dan Pemogramannya Menggunakan Arduino.Yogyakarta:Andi Offset.
Ahmad Fatoni, Dwi Bayu Rendra. 2014. Perancangan Prototipe Sistem Kendali Lampu
Menggunakan Handphone Android Berbasis Arduino. Jurnal Sistem Komputer : Jakarta.
Asep Saefullah, Dewi Immaniar, Reza Amar Juliansah. 2014. Sistem Kontrol RobotPemindah Barang Menggunakan Aplikasi Android Berbasis Arduino Uno. JurnalIlmuKomputer:Pangkalpinang. http://raharja.ac.id/raharja_file/file_jurnal/f ile/8020515.pdf.
Bambang Priyadi. 2012. Aplikasi Sensor Warna Jenis Tcs 230 Sebagai Alat PenentuKomposisi Warna Pada Cat Mobil.JurusanTeknik Elektro: Politeknik Negeri
Malang.http://eltek.polinema.ac.id/public/ upload/file/Paper5_BambangPriyadi.pdf
Fina Supegina, Dede Sukindar. 2014. Perancangan Robot Pencapit Untuk Penyotir BarangBerdasarkan Warna Led Rgb Dengan Display Lcd Berbasis Arduino Uno.Jurnal Teknik Elektro: Jakarta Barat.
http://download.portalgaruda.org/article.php?article
Vike Tiffani Bawotong, Dringhuzen J. Mamahit, ST., M.Eng. 2015. Rancang Bangun Uninterruptible Power Supply Menggunakan Tampilan LCD BerbasisMikrokontroler.journal Teknik Elektro dan Komputer: Manado. http://ejournal.unsrat.ac.id/index.php/elekd ankom/article/download/.../6329
