Aplikasi Sensor Fototransistor sebagai P

(1)

Politeknik Negeri Malang Teknik Elektronika 2011

PROPOSAL DESAIN PROYEK

Aplikasi Sensor Fototransistor sebagai Pembaca Kode Barang

berupa Kombinasi Garis Hitam dan Putih

Oleh :

Catur Rahmawan NIM.0931110059

M. Kahfi Nugroho NIM.0931110004

PROGRAM STUDI EKNIK ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MALANG

(2)

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahan rahmat, karunia serta hidayahNya sehingga kami dapat menyelesikan proposal desain proyek dengan judul “Aplikasi Sensor Fototransistor sebagai Pembaca Kode Barang berupa Kombinasi Garis Hitam dan Putih” dengan baik. Proposal desain proyek ini disusun untuk memenuhi persyaratan lulus mata kuliah Desain Proyek Diploma III Program Studi Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang.

Dalam kesempatan ini,kami dengan segala kerendahan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang mendalam kepada semua pihak yang telah membantu dan ikut memberi semangat kami.

Kami menyadari bahwa dalam penulisan ataupun penyelesian proposal desain proyek ini masih banyak kekurangan sehingga masih jauh dari kata sempurna. Untuk itu kami mohon maaf apabila ada hal yang kurang berkenan di hati para pembaca sekalian. Semoga proposal desain proyek ini dapat bermanfaat

bagi para pembaca sekalian.Terima kasih

Malang,27 September 2011

(3)

2.2 Sensor Fototrasistor ... 3

2.3 Led Seperbright ... 4

2.4 IC 74LS95 ... 4

2.5 ATmega 16 ... 5

2.6 LCD ... 7

(4)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Kode Barang --- 3

Gambar 2. Simbol Sensor Fototransistor --- 3

Gambar 3. Bentuk Fisik LED Superbright --- 4

Gambar 4. Konfigurasi pin IC 74LS95 --- 5

Gambar 5. Konfigurasi pin-pin Atmega 16 --- 7

Gambar 6. Rangkaian Skematik LCD --- 8

Gambar 7. Diagram blok alat --- 9

Gambar 8. Kode Warna --- 11

Gambar 9. Pengujian sensor pada warna hitam --- 11

Gambar 10. Pengujian sensor pada warna putih --- 12

Gambar 11. Pengujian IC 74LS95 --- 12

Gambar 12. Pengujian rangkaian minimum system ATmega16 --- 13

Gambar 13. Skematik rangkaian --- 13

(5)

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Karakteristik elekronik IC 74LS95 --- 5

(6)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Begitu pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini, Sangat memungkinkan sekali untuk mendukung kemajuan di berbagai bidang terutama dalam bidang elektronika. Penciptaan berbagai alat elektronik dewasa ini semakin marak, oleh industri – industri yang ada di luar negeri maupun di Indonesia.

Berbagai alat elektronik yang diciptakan ini sangat membantu dalam kehidupan masyarakat khususnya untuk membantu pekerjaan mereka. Dengan alasan tersebut, banyak instansi pendidikan khususnya Politeknik Negeri Malang yang sudah mulai mengajak siswanya untuk mencari (research) ataupun menciptakan sesuatu yang baru untuk memberikan banyak manfaat bagi kehidupan manusia. Sebagai contoh, banyak alat pengamanan barang dengan menggunakan sistem kode-kode tertentu misal menggunakan barcode atau Rfid. Dengan memahami prinsip kerja dari alat tersebut kami mencoba untuk mengaplikasikan prinsip kerja sensor barcode secara sederhana menggunakan sensor fototransistor sebagai sistem pemilah barang dengan menggunakan code buatan sendiri berupa kombinasi garis hitam dan putih.

Berdasarkan penjelasan diatas kami mencoba untuk mengajukan judul “Aplikasi Sensor Fototransistor sebagai Pembaca Kode Barang berupa

Kombinasi Garis Hitam dan Putih”. Diharapkan aplikasi tersebut dapat bermanfaat sebagai sistem pengamanan yang dapat membantu masyarakat nantinya.

1.2 Rumusan Masalah

(7)

Politeknik Negeri Malang Teknik Elektronika 2011 1.3 Tujuan

Mengaplikasikan ilmu yang sudah didapat selama perkuliahan.

Mengaplikasikan prinsip kerja sensor barcode secara sederhana menggunakan sensor fototransistor.

Dapat membuat kode sederhana sendiri berupa kombinasi warna hitam dan putih.

1.4 Manfaat

(8)

BAB II DASAR TEORI

2.1 Kode barang

Kode yaitu tanda (kata-kata atau tulisan) yang disepakiti untuk maksud tertentu (untuk menjamin kerahasiaan, perintah, dsb). Kode barang yang akan diaplikasikan pada aplikasi ini berupa kombinasi garis hitam dan putih, berikut merupakan contoh kodenya:

Gambar 1. Kode Barang

2.2 Sensor Fototransistor

Fototransistor ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya.

Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Fotodioda. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini diinjeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari fototransistor secara umum akan lebih lambat dari pada fotodioda.

U1

TIL191

(9)

Politeknik Negeri Malang Teknik Elektronika 2011 2.3 Led Superbright

LED Superbright terbuat dari bahan Gallium (Ga), Arsen (As), dan Fosfor (P) atau disingkat GaAsP dan ditempatkan dalam suatu wadah yang tembus pandang. Berdasarkan bentuknya LED dibagi menjadi beberapa macam, tetapi cahaya yang dipancarkan oleh LED Superbright berbeda dengan LED pada umumnya, pancaran cahayanya lebih terang dan sinarnya dapat menyebar serta memantul karena wadahnya transparan. Keuntungan dari LED Superbright antara lain harganya murah, usianya yang relatif panjang lebih dari 20 tahun dan dapat dipakai dengan tegangan rendah (1-2 V)

Gambar 3. Bentuk Fisik LED Superbright

2.4 IC 74LS95

IC 74LS95 merupakan IC shift register 4 bit, Register digunakan sebagai tempat menyimpan sementara sebuah grup bit data. Bit-bit data (“1” atau “0”) yang sedang berjalan di dalam sebuah sistim digital, kadang-kadang perlu dihentikan, di-copy, dipindahkan atau hanya digeser ke kiri atau ke kanan

(10)

Politeknik Negeri Malang Teknik Elektronika 2011 Gambar 4. Konfigurasi pin IC 74LS95

Tabel 1. Karakteristik elekronik IC 74LS95

2.5 ATmega 16

AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power

saving, ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System

Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk

(11)

Politeknik Negeri Malang Teknik Elektronika 2011 1. Advanced RISC Architecture

• 130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution

• 32 x 8 General Purpose Fully Static Operation

• Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz

• On-chip 2-cycle Multiplier

2. Nonvolatile Program and Data Memories

• 8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash

• Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits

• 512 Bytes EEPROM

• 512 Bytes Internal SRAM

• Programming Lock for Software Security

3. Peripheral Features

• Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Mode

• Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modes

• One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare

• Mode, and Capture Mode

• Real Time Counter with Separate Oscillator

• Four PWM Channels

• 8-channel, 10-bit ADC

• Byte-oriented Two-wire Serial Interface

• Programmable Serial USART

4. Special Microcontroller Features

• Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection

• Internal Calibrated RC Oscillator • External and Internal Interrupt Sources

• Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Powerdown,

• Standby and Extended Standby

5. I/O and Package

• 32 Programmable I/O Lines

• 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF

(12)

• 2.7 - 5.5V for Atmega16L

• 4.5 - 5.5V for Atmega16

Gambar 5. Konfigurasi pin-pin Atmega 16

2.6 LCD

LCD merupakan singkatan dari Liquid Crystal Display. LCD berfungsi

untuk menampilkan suatu nilai dari sensor, dengan tampilan berupa teks ataupun menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler.

(13)

Politeknik Negeri Malang Teknik Elektronika 2011 Gambar 6. Rangkaian Skematik LCD

Ada 2 macam data yang diberikan kepada LCD. Yaitu sebagai instruksi atau sebagai data yang ditampilkan di layar. Sebagai Instruksi, yaitu apa yang

harus dilakukan LCD. Ketika pin Enable berpindah dari 1 ke 0 ( falling edge), dan pin RS berlogika 0 maka apa yang ada di DB7 – DB0 akan diartikan

(14)

BAB III

KERANGKA PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT

3.1 Diagram Blok

Gambar 7. Diagram blok alat

Adapun penjelasan tentang diagram blok diatas sebagai berikut :

Sensor yang digunakan adalah sensor fototransistor dan dibantu dengan rangkaian penambah yang juga disebut darlington dimana output dari

sensor tersebut bisa langsung logic atau berbentuk pulsa kotak dengan logika “0” pada sisi turun dan “1” pada sisi naik.

IC TTL 74LS95 merupakan IC shift register 4bit dengan mode serial input serial output dimana IC tersebut berfungsi sebagai tempat menyimpan sementara sebuah grup bit data. Shift Register akan menerima maupun mengeluarkan data dengan cara pergeseran, yaitu menggeser satu bit data ke kiri atau ke kanan untuk setiap satu periode clock yang diberikan

Atmega 16 merupakan tempat pemroses data

LDC sebagai display untuk menampilkan suatu nilai dari sensor, dengan tampilan berupa teks ataupun menampilkan menu pada aplikasi

(15)

Politeknik Negeri Malang Teknik Elektronika 2011 kombinasi warna hitam dan putih menggunakan sensor fototransistor, yang mana hasil pembacaan dari sensor akan masuk kedalam IC shift register

74LS95 dimana IC tersebut berfungsi sebagai tempat menyimpan sementara sebuah grup bit data dan IC tersebut disetting dengan memilih mode serial

input dan serial output. Shift Register akan menerima maupun mengeluarkan data dengan cara pergeseran, yaitu menggeser satu bit data ke kiri atau ke kanan untuk setiap satu periode clock yang diberikan. Kemudian data akan masuk ke sebuah unit pemroses data yaitu ATmega16, dimana program akan menentukan suatu logika tertentu untuk menghasilkan output sesuai rancangan kode yang telah dibuat kemudian hasil akan ditampilkan pada display LCD berupa teks.

3.4 Tahap Pembuatan

Merancang dan membuat rangkaian sensor fototransistor

Merancang dan membuat rangkaian IC 74LS95

Merancanag dan membuat rangkaian minimum system ATmega16

Merancang dan membuat rangkaian LCD

(16)

Politeknik Negeri Malang Teknik Elektronika 2011 3.5 Tahap Pengujian dan Hasil

Kode yang dibuat sendiri 4 kombinasi warna hitam dan putih

Gambar 8. Kode Warna

Pengujian sensor, jika sensor diletakkan pada warna hitam tegangan yang dihasilkan 2,7 Volt dan pada warna putih tegangan yang dihasilkan 0,7 Volt.

Gambar 9. Pengujian sensor pada warna hitam

(17)

Politeknik Negeri Malang Teknik Elektronika 2011 Pengujian rangkaian IC 74LS95

Gambar 11. Pengujian IC 74LS95

Pengujian rangkaian minimum sistem Atmega16 dan rangkaian LCD

(18)

(19)

(20)

PORTB =0x0f; //R pull-up internal on

(21)

(22)

(23)

Politeknik Negeri Malang Teknik Elektronika 2011 Hasil akhir pengujian alat keseluruhan

(24)

BAB IV PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Setelah mengalami pengujian pada alat kami dapat ditarik kesimpulan bahwa

• Ketika sensor menditeksi logika “1” (sebagai kode tanda start) output tidak tersimpan tetapi langsung menggeser, oleh sebab itu output yang dihasilkan saat pembacaan kode oleh sensor kurang valid.

• Ketika mengoprasikan sensor dari alat tersebut dengan menggunakan bantuan tangan manual maka pembacaan maka pembacaan kode oleh sensor kurang valid.

• Pada saat sensor membaca kode dan kondisi sensor terbuka maka pembacaan sensor pada kode terpengaruh oleh cahaya dari luar sehingga IC 74LS95 tidak dapat mememori logika output dari sensor karena tegangan dari sensor ketika membaca kode warna putih V= 0.9 V , sedangkan yang dapat dibaca IC 74LS95 VIL 0 V- 0.8 V.

4.2 Saran

Jika membuat alat menggunakan sensor, yang pembacaan datanya dengan cara digerakkan dengan menggunakan bantuan gerakan tangan manual maka :

• Pembacaan sensor harus dengan jarak dan kecepatan konstan (sensor dapat digerakkan menggunakan bantuan motor dengan kecepatan konstan)

• Supaya pembacaan kode lebih tepat, sensor harus diberi tempat tertutup agar tidak terpengaruh interferensi cahaya dari luar

(25)

DAFTAR PUSTAKA

Seiko Instrument Inc. 1996. Dot Matrik LCD Module.

http://www.instrumentinc.com/literrature [ Diakses 13 Desember 2011 ].

Universitas Sumatra Utara, 2009, Memahami Komponen Line Follower.pdf. Diakses 13 Desember 2011.

Atmel, 2006. Microcontroler AVR ATMEGA

8535.http://www.atmel.com/literature..