A. PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Pengukuran berat (massa) suatu benda dengan timbangan dari yang sederhana seperti timbangan gantung hingga hasil tampilannya digital. Sistem penimbang otomatis dengan sensor load cell sudah di aplikasikan di layanan Jembatan Timbang. Sistem timbangan ini menampilkan massa mobil dan muatannya dalam waktu singkat. Timbangan digital dapat dirancang menggunakan load cell berbasis strain gauge yang bekerja berdasarkan prinsip perubahan hambatan apabila memperoleh gaya tekan dari suatu benda. Dibandingkan dengan timbangan analog, timbangan digital dibuat lebih praktis karena mampu merekam dan menyimpan data langsung ke komputer tanpa harus melakukan pencatatan manual. Pada tugas akhir ini timbangan diaplikasikan untuk melakukan perekaman data otomatis pada jasa penimbangan barang bawaan. Diharapkan aplikasi ini dapat mengurangi antrian calon penumpang. Agar mudah dibaca dan dioperasikan, maka di buatlah sistem antar muka pada komputer menggunakan LabVIEW dengan barcode sebagai identifikasi
Barcode merupakan data numeric yang dibentuk oleh serangkaian bar atau garis [Sovia, Rini. 2010]. Penggunaan barcode scanner mempunyai dua keuntungan yaitu memperkecil kesalahan input yang disebabkan kesalahan operator komputer dan mempercepat proses entry data sehingga mengurangi jumlah antrian. Timbangan dilengkapi sensor load cell untuk mendeteksi berat [Marpaung, Julkarnine. dan Warman, Eddy. 2015] dengan kapasitas maksimal 50kg dan terkoneksi ke modul Mikrokontroller Arduino Uno. Sensor load cell mengubah besaran berat (kg) menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan (volt) keluaran, kemudian diubah melalui Analog to Digital Converter (ADC) untuk dibaca mikrokontroller [Alimuddin, Wiryadinata, R. dan Putra, W.F. 2013]. Sinyal keluaran akibat perubahan besar hambatan pada sensor load cell sangat kecil. Sehingga diperlukan rangkaian amplifier
dalam perubahan resistansi dan mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian jembatan Wheatstone. Hasil deteksi yang telah dikonversi ditampilkan pada Liquid Crystal Display (LCD). Tampilannya berupa berat(kg). Timbangan kopor dilengkapi buzzer sebagai tanda peringatan. Buzzer berbunyi jika berat kopor > 20 kg. Alat ini dilengkapi barcode scanner yang berfungsi sebagai input pembawa data string ke komputer. Barcode scanner terhubung dengan arduino melalui modul Modul USB Shield yang berfungsi mengkonversikan data hasil pemindaian barcode scanner untuk dapat diproses oleh arduino Jika data yang diterima sama dengan database yang ada pada komputer maka data otomatis akan tersimpan, namun jika data scan tidak sesuai dengan database maka kembali ke proses scan awal. Setelah data tersimpan pada database, data juga diteruskan ke mikrokontroller arduino dan ditampilkan pada Liquid Crystal Display (LCD) berupa angka dan karakter .
2. Perumusan Masalah
1. Menginstalasi modul sensor, barcode scanner dan arduino uno.
2. Membuat program untuk menampilkan massa, angka dan karakter pada Liquid Crystal Display (LCD).
3. Merancang komunikasi data antara barcode scanner dengan arduino uno dan Modul USB Shield .
4. Mekomunikasikan barcode scanner dengan tampilan sehingga data barcode masuk ke database.
3. Tujuan
1. Implementasi sensor berat (massa) pada timbangan bawaan dengan sistem barcode
4. Manfaat
Membuat alat penimbang dengan sistem barcode untuk memudahkan proses penimbangan barang dan pendataan berat dengan data identitas pemilik.
5. Metode Pelaksanaan Tugas Akhir
Untuk menyelesaikan permasalahan sekaligus pencapaian tujuan program dibuat metode pelaksanaan sebagai berikut :
1. Studi literatur, mencari pustaka (buku dan jurnal) terkait dengan Arduino Uno, Load Cell, Barcode Scanner, Buzzer, LCD , Modul HX711, Modul USB Host Shield dan lain-lain.
i. Sensor Load Cell : Mempelajari cara kerja, karakteristik, skematik rangkaian dan rumus.
ii. Mikrokontroller : Mempelajari cara kerja, karakteristik dan skematik rangkaian
iii. LCD 4X20 : Mempelajari skematik rangkaian
iv. Modul HX711 : Mempelajari skematik rangkaian, cara kerja, karakteristik.
1. Pengertian Barcode dan Barcode Scanner.
Kode baris (barcode) merupakan kode yang dapat dibaca komputer, digambarkan dalam bentuk baris hitam tebal dan tipis yang disusun berderet sejajar horisontal. Untuk membantu pembacaan secara manual dicantumkan juga angka-angka dibawah kode baris tersebut [Sovia, Rini.2010]. Barcode Scanner alat yang digunakan untuk membaca kode-kode berbentuk garis-garis vertkal.
Gambar 1 Barcode Scanner
2. Sensor Load Cell dihubungkan dengan Modul HX711
Jembatan wheatstone pada gambar 3 merupakan diagram sederhana dari sensor load cell. Nilai resistansi pada gambar wheatstone bridge T1 dan T2 akan berubah ketika sensor load cell mendeteksi berat, kemudian akan menghasikan tegangan keluaran .
3. Komunikasi Mikrokontroller dengan USB Host Shield
Arduino UNO mikrokontroller pada ATmega328. Board Arduino Uno terdiri dari 14 digital input/output pin dimana 6 pin digunakan sebagai output PWM, 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik tombol reset [Saputri, Z.N. 2014]. Pin-pin tersebut berfungsi menghubungkan semua yang diperlukan untuk diprogram dengan komputer melalui kabel USB Liquid Crystal Display (LCD) media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama [Sulistyowati, Riny. dan Febriantoro, D.D. 2012]. Apabila hasil pengukuran melebihi batas berat yang ditentukan, maka alarm peringatan dari buzzer. Buzzer merupakan komponen yang berfungsi mengeluarkan suara [Mulyono, Heri. dan Gunawan, Imam. 2013].
USB Host Shield memungkinkan mengkomunikasikan perangkat USB ke arduino. Arduino Host Shield ini berbasis IC kontroler USB MAX3421E, yang merupakan pengendali USB perifer/host . USB Host Shield ini mendapatkan power supply dari arduino, itulah sebabnya tidak ada jack power tersedia
Gambar 2 Sensor Load Cell 50 kg dengan Modul HX711
Gambar 4 Modul USB Host Shield terhubung dengan Arduino Uno
Gambar 5 Liquid Crystal Display (LCD) 20X4
C. BENTUK TUGAS AKHIR
1. Deskripsi Alat
Barcode scanner adalah alat yang digunakan untuk membaca kode-kode berbentuk garis vertikal. Alat ini terhubung dengan Arduino Uno dengan perantara modul USB Shield untuk mengirimkan data hasil pemindaian barcode scanner ke Arduino. Sensor load cell dipasang pada alat ini untuk mendeteksi berat barang yang ditimbang dilengkapi dengan modul HX711 untuk menguatkan sinyal dan mengkonversikan data analog hasil penimbangan load cell untuk diproses oleh Arduino Uno.
2. Cara Kerja Alat
LCD 1 menampilkan berat (massa) barang bawaan dan LCD 2 menampilkan identitas pemilik bawang .
3. Diagram Blok
Bentuk tugas akhir yang dikerjakan dapat dilihat pada blok diagram dibawah ini .
Gambar 5. Blok diagram sistem Penjelasan masing masing blok :
1. Load Cell digunakan untuk mengkonversi berat (kg) menjadi besaran listrik berupa sinyal analog.
2. OP-AMP digunakan untuk mendapatkan signal yang lebih besar 3. Mikrokontroller Arduino Uno sebagai pengendali sistem
4. Barcode Scanner digunakan sebagai input pembawa data string ke komputer. 5. USB Shield berfungsi untuk menghubungkan hasil data dari Barcode Scanner
masuk ke mikrokontroller Arduino Uno
6. Display digunakan untuk menampilakan data berat (massa) timbangan bawaan dan data scanner
D. JADWAL PELAKSANAAN
Jadwal kegiatan yang dilaksanakan telah disusun dan ditetapkan pada tabel dibawah ini (tabel 1)
Tabel 1. Jadwal Pelaksanaan
No Sub Kegiatan Februari Maret April Mei
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3
II Tahap Desain dan Pembuatan 3 Perancangan Alat
4 Perancangan Wiring diagram 5 Pembelian Komponen dan Alat 6 Realisasi alat
7 Pemograman
III Tahap Pengujian dan Penerapan Alat
8 Pengujian I dan Troubleshooting
9 Pengujian II dan Penyempurnaan Alat 10 Evaluasi
11 Penyempurnaan Alat
IV Tahap Pengumpulan dan Pengelolaan Data
diperkirakan biaya yang dibutuhkan untuk tugas akhir ini sebagai berikut :
Tabel 2. Perkiraan biaya kebutuhan tugas akhir
No Nama Barang Jumlah
Barang
Harga Satuan Harga Total
1 Arduino Uno 1 185.000 185.000
2 Plat Besi 1 400.000 400.000
3 Load Cell 50kg 1 100.000 100.000
4 PCB 1 50.000 50.000
5 Barcode Scanner 1 400.000 400.000
6 USB Shield 1 150.000 150.000
7 Modul HX711 1 50.000 50.000
8 Timah 1 20.000 20.000
9 Wiring 1 50.000 50.000
10 Casing 1 300.000 300.000
11 LCD 20x4 2 110.000 220.000
12 Papan Kayu 1 100.000 100.000
13 Komponen lain 1 150.000 150.000
Ilham, A.A. dan Suwoyo. 2013. Rancang Bangun Sistem Otomatisasi Pengawasan Jembatan Timbang dengan Mikrokontroler AT89S51. Jurnal Penelitian Enjiniring, hal 24.
Mulyono, Heri. dan Gunawan, Imam . 2013. Prototype Sistem Pendeteksi Gempa Untuk Rumah/Kantor Berbasis Mikrokontroler Menggunakan Sensor MMA72360Q. Jurnal Teknologi Informasi dan Pendidikan, 6(2), hal 156. ISSN 2086 – 4981
Marpaung, Julkarnine. dan Warman, Eddy. 2015. Perancangan Sistem Pengontrolan Pengukuran Berat Pada Timbangan Kendaraan Secara Automatis. Singuda Ensikom, 10(27), hal 54.
Sovia, Rini. 2010. Model Alternatif Pengganti Teknologi Smartcard untuk Sistem Layanan Absen Ujian. Jurnal Teknologi Informasi & Pendidikan, 2(1), hal 66.
Sulistyowati, Riny. dan Febriantoro, D.D. 2012. Perancangan Prototype Sistem Kontrol dan Monitoring Pembatas Daya Listrik Berbasis Mikrokontroler. Jurnal IPTEK, 16(1), hal 3.
