PROPOSAL PROYEK TUGAS AKHIR
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM SORTIR
BARANG PADA BAN BERJALAN BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMega 8535 MENGGUNAKAN
PHOTODIODA
Disusun Oleh :
Agustinus Risanta (40111398) Iyan Sofi Ansori (43111766) Martin Cipta Yogi Manurung (48111992)
UNIVERSITAS GUNADARMA
DIREKTORAT PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNOLOGI INFORMASI PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER
Abstraksi
Agustinus Risanta. 40111398, Iyan Sofi Ansori. 43111766, Martin Cipta Yogi Manurung. 48111992.
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM SORTIR BARANG PADA BAN
BERJALAN BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMega 8535
MENGGUNAKAN PHOTODIODA.
Penulisan Ilmiah. Teknik Komputer. Direktorat Program Diploma Tiga Teknologi Informasi. Universitas Gunadarma. 2014.
Kata Kunci : Mikrokontroler, Ban Berjalan, Atmega 8535, Photodioda.
System seleksi barang menggunakan Belt Conveyor (ban berjalan)berbasis mikrokontroler merupakan alat seleksi sekaligus pemindah barang biasanya digunakan dalam sebuah pabrikasi. Penggunaan belt conveyor dapat menghemat biaya produksi yang tinggi serta meningkatkan laju produksi dengan kecepatan yang signifikan dan stabil.Sensor-sensor digunakan sebagai alat untuk menyeleksi dimensi barang. Actuator untuk memindahkan barang yang telah ditandai (dipilih) menggunakan sensor dengan cara mendorong barang dari belt conveyor utama ke belt conveyor sekunder. Alat ini menggunakan dua buah motor dc. Dua buah motor DC digunakan untuk menggerakkan belt conveyor. Kedua belt conveyor dipasang saling menyilan. Belt ini digunakan sebagai pembawa barang. Pada salah satu jalur conveyor diletakkan dua pasang sensor photodioda dan laser. Sensor ini digunakan untuk mengidentifikasi dimensi objek/barang yang akan disortir. Setelah melewati sensor, jika ada barang yang terseleksi untuk masuk ke conveyor sekunder diberikan waktu tunda (delay) kepada pendorong beroperasi (mendorong atau tidak barang yang lewat didepannya). Pendorong menggunakan actuator berupa motor. Motor ini akan aktif atau tidak berdasarkan instruksi dari mikrokontroler. Input dari mikrokontroler yang berupa sensor photodioda, digunakan untuk mendeteksi dimensi barang. Pendeteksian barang dilakukan dengan mengatur jarak antar sensor.
(Daftar Pustaka 2013)
A. LATAR BELAKANG
Ban berjalan merupakan alat seleksi sekaligus pemindah barang yang banyak digunakan sebagian industri di Indonesia. Mulai dari industri menengah ke atas menggunakan ban berjalan sebagai alat transportasi berbagai material dalam ruang lingkup industri. Material yang diangkut mulai dari bahan baku hingga hasil produksi , termasuk memindahkan antar workstation. Dengan menggunakan ban berjalan, perusahaan mampu menghemat biaya produksi,serta meningkatkan hasil produksi secara signifikan.
Dari latar belakang di atas, penulis merancang suatu alat yang dapat mempermudah menyeleksi barang dengan menggunakan mikrokontroler. Mikrokontroler yang akan digunakan adalah tipe mikrokontroler 8535. Atas dasar tersebut, penulis mengambil judul Tugas Akhir “PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM SORTIR BAN BERJALAN BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMega 8535 Menggunakan Photodioda”
B. BATASAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang masalah yang sebagaimana telah diuraikan sebelumnya, maka penulis akan membatasi hal-hal yang berkaitan dengan perancangan dan pembuatan sistem sortir ban berjalan menggunakan photodioda, dimana sistem seleksi yang digunakan kemudian dirangkai dengan dua motor DC, dua pasang sensor photodioda dan laser.
Rangkaian ini membutuhkan satu buah motor untuk mendorong barang yang tidak terseleksi. Rangkaian ini juga menggunakan satu buah mikrokontroler Atmega8535 sebagai otak yang mengatur kinerja alat dari sistem sortir yang menggunakan Photodioda.
C. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan sistem sortir menggunakan motor. Sistem sortir ini meliputi photodioda dan laser yang mendeteksi dimensi barang.
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Meningkatkan hasil produksi barang .
2. Menghemat biaya produksi.
3. Menjadikan sistem sortir berbasis mikrokontroller yang bekerja 24 jam
4. Untuk memperluas dan mempermudah pengetahuan terutama mengenai mikrokontroller dan sensor, khususnya dalam penggunaan alat tersebut.
5. Sebagai alat bantu untuk memindahkan barang.
D. METODOLOGI PENELELITIAN
Untuk dapat merealisasikan penelitian ini maka metode yang akan digunakan adalah sebagai beriktu :
1. Mencari sumber informasi/literatur
Studi kepustakaan yang mencakup literatur-literatur mengenai datasheet Atmega 8535, sensor-sensor yang dibutuhkan.
2. Perancangan dan pembuatan sistem sortir menggunakan sensor. 3. Perancangan pembuatan sistem sortir dengan Atmega8535.
Tahap ini meliputi pembuatan software dan hardware. Perancangan sistem minimum mikrokontroler Atmega sebagai hardware yang dilakukan terlebih dahulu. Selanjutnya, tahap pembuatan program pengiriman SMS menggunakan bahasa pemrograman C. Setelah itu program akan didownload ke IC Atmega 8535 menggunakan software Code Vision AVR.
4. Pengujian sistem sortir ban berjalan menggunakan photodioda sebelum instalasi. 5. Instalasi sistem seleksi
Pada tahap ini dilakuakan modifikasi sistem pada ban berjalan yaitu berupa pemasangan motor DC, sensor photodioda, laser pointer dan belt .
6. Pengujian alat dan analisa sistem seleksi setelah instalisasi.
Pengujian program mikrokontroler, photodioda, bertujuan untuk menyeleksi apakah sistem yang telah direalisasikan dapat bekerja sesuai dengan spesifikasi perencanaan yang telah ditetapkan.
E. SISTEMATIKA PENULISAN
Keseluruhan penulisan peneltian ini akan dibagi menjadi lima bab bahasan dengan lampiran dan daftar istilah yang diperlukan yaitu:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, maksud dan tujuan penulisan, dan manfaat penulisan.
BAB II : DASAR TEORI
Bab ini menjelaskan tentang teori dasar yang menunjang tugas akhir, seperti tentang Mikrokontroler Atmega8535, photodioda, dan teori lainnya yang menunjang Tugas Akhir.
BAB III : PERANCANGAN PENELITIAN
Bab ini berisi tentang perancangan pembuatan alat yang akan digunakan dalam proses pembuatan tugas akhir.
BAB IV : HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN HASIL
Bab ini berisi tentang analisa dan hasil pengujian dari tiap-tiap blok diagram alat yang akan dirancang mengenai kekurangan dan kelebihannya.
BAB V : PENUTUP
Bab ini berisi kesimpulan akhir dari hasil pengamatan dan saran dari penelelitian ini..
F. KOMPONEN-KOMPONEN YANG DIGUNAKAN
Komponen-komponen yang digunakan dalam proyek ini antara lain adalah: 1. Sistem Belt ban berjalan
2. Mikrokontroler AVR ATMega 8535 3. Dudukan untuk sensor
4. Sensor Photodioda 5. Laser Pointer
6. Sistem Pendorong yang terdiri dari :
- Motor
- Plat dan dudukan pendorong - Sensor switch.
G. CARA KERJA
Peralatan ini terhubung kepada sensor-sensor yang dipasang di conveyor yang menyeleksi dimensi barang. Actuator untuk memindahkan barang yang telah ditandai (dipilih) menggunakan sensor dengan cara mendorong barang dari belt conveyor. Alat ini menggunakan dua buah motor dc. Satu motor DC digunakan untuk menggerakkan belt conveyor. Belt ini digunakan sebagai pembawa barang. Pada jalur conveyor diletakkan dua pasang sensor photodioda dan laser. Sensor ini digunakan untuk mengidentifikasi dimensi objek/barang yang akan disortir. Setelah melewati sensor, jika ada barang yang terseleksi untuk masuk ke kotak diberikan waktu tunda (delay) kepada pendorong beroperasi (mendorong atau tidak barang yang lewat didepannya). Pendorong menggunakan actuator berupa motor. motor ini akan aktif atau tidak berdasarkan instuksi dari mikrokontroler. Input dari mikrokontroler yang berupa sensor photodioda, digunakan untuk mendeteksi dimensi barang. Pendeteksian barang dilakukan dengan mengatur jarak antar sensor.
H. KAJIAN PUSTAKA
1. Mikrokontroller AVR ATMega 8535
Mikrokontroller adalah pusat kerja dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Adapun nilai plus bagi mikrokontroller adalah terdapatnya memori dan port input/output dalam suatu kemasan IC. Kemampuannya yang programmable, fitur yang lengkap seperti ADC internal, EEPROM internal, port I/O, komunikasi serial.
Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Hal
ini terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx.
Pada dasarnya, yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan sama.Piranti dapat diprogram secara in-system programming (ISP) dan dapat diprogram berulang-ulang selama 10.000 kali baca/tulis didalam sistem.
a. Konfigurasi Pin ATMega8535
Secara fungsional konfgurasi ATMega8535 sebagai berikut;
1) VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya. 2) GND merupakan pin Ground.
3) Port A (PA0…PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan catu ADC. 4) Port B (PB0…PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer/Counter, Komparator analog, dan SPI.
5) Port C (PC0…PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, Komparator analog, dan Timer Oscillator
6) Port D (PD0…PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,yaitu komparator analog, Interupsi eksternal, dan komunikasi serial.
7) RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroller. 8) XTAL1 danXTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
9) AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10) AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC. b. Arsitektur ATMega8535
ATMega8535 memilii bagian struktur bagian sebagai berikut :
1) Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 2) ADC 10 bit sebanyak 8 saluran
3) Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan. 4) CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5) Watchdog Timer dengan osilator internal. 6) SRAM sebesar 512 byte.
7) Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 8) Unit interupsi internal dan eksternal.
9) Port antarmuka SPI
11) Antarmuka komparator analog. 12) Port USART untuk komunikasi serial c. Fitur-Fitur ATMega8535
1) Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
2) Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable read Only Memory) sebesar 512 byte. 3) ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4) Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. 5) Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
6) Berperformen tinggi dan dengan konsumsi daya rendah (low power) 7) Fitur Peripheral
Ø Dua Timer/Counter 8-bit dengan Separate Prescaler (sumber clock yang dapat diatur) dan Mode pembanding
Ø Satu Timer/Counter 16-bit dengan Separate Prescaler, Mode pembanding dan Capture Mode
Ø Real Time Counter dengan sumber osilator terpisah
Ø Terdapat delapan saluran ADC dengan resolusi sepuluh bit ADC Ø Empat saluran Pulse Width Modulation (PWM)
Ø Terdapat Two Serial Interface Ø Programmable serial USART Ø Master/Serial SPI Serial Interface
Ø Programmable Watchdog Timer dengan On-Chip Oscillator Ø On-Chip Analog Comparator
8) I/O dan kemasan
Ø 32 programmable saluran I/O
Ø 40 pin PDIP, 44 pin TQFP, 44 PIN PLCC dan 44 pin MLF 9) Tegangan Kerja Ø 2,7 – 5,5V untuk ATmega8535L Ø 4,5 – 5,5V untuk ATmega8535 10) Kelas Kecepatan Ø 0 – 8 Mhz untuk ATmega8535L Ø ·0 – 16 Mhz untuk ATmega8535 2. Motor DC
Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar
impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll.
Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.
Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen. Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.
3. Photodioda
Photodioda merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, sensor photodioda akan mengalami perubahan resistansi pada saat menerima intensitas cahaya dan akan mengalirkan arus listrik secara forward sebagaimana dioda pada umumnya. Sensor Photodioda adalah salah satu jenis sensor yang peka terhadap cahaya (Photodetector). Jenis sensor peka cahaya lain yang sering digunakan adalah phototransistor. Photdioda akan mengalirkan aru yang membentuk fungsi linear terhadap intensitas cahaya yang dterima.
Laser dihasilkan dari proses relaksasi elektron. Pada saat proses ini maka sejumlah foton akan di lepaskan berbeda sengan cahaya senter emisi pada laser terjadi dengan teratur sedangkan pada lampu senter emisi terjadi secara acak. Pada laser emisi akan menghasilkan cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. berbeda dengan lampu senter emisi akan mengasilkan cahaya dengan banyak panjang gelombang. proses yang terjadi adalah elektron pada keadaan ground state (pada pita valensi) mendapat energi kemudian statusnya naik menuju pita konduksi ( keadaan eksitasi) kemudian elektron tersebut kembali ke keadaan awal (ground state) diikuti dengan beberapa foton yang terlepas. Kemudian agar energi yang dibawa cukup besar maka dibutuhkan sebuah resonator resonator ini dapat berupa lensa atau cermin yang sering digunakan adalah lensa dan cermin. ketika di dalam resonator maka foton-foton tersebut akan saling memantul terhadap dinding resonator sehingga cukup kuat untuk meninggalkan resonator tersebut. laser cukup kuat digunakan sebagai alat pemotong misalnya adalah laser CO2 laser yang kuat adalah tingkat pelebaranya rendah dan energi fotonya tinggi.
I. PERANCANGAN 1. Tujuan perancangan
Pada tahap perancangan, harus ditentukan hal-hal apa saja yang mejadi pertimbangan dalam membangun sebuah sistem. Perancangan sistem yang akan disusun tersebut akan direlisasikan ke dalam subjek yang akan dirancang. Hal ini sangat penting untuk memudahkan perancang pada tahap penyelesaian subjek tersebut. Sehingga hasil yang diperoleh maksimal, tepat dan jelas. Adapun pelaksanaan dalam tugas akhir ini, tujuan utama dari perancangan ialah memudahkan dalam pembuatan blok-blok rangkaian yang saling menunjang operasi sistem secara optimal. Perancangan yang berhubungan dengan pembuatan sistem keamanan berbasis mikrokontroller menggunakan webcam dan sms ini dibagi atas dua tahap yaitu:
2. Rencana Rancangan
Pembuatan blok diagram bagian transmitter sistem keamanan, bertujuan untuk mempermudah realisasi sistem deskripsi sistem deskripsi sebagai basis security dan
proteksi komunikasi menggunakan mikrokontroler AVR khususnya pada daerah kerja sistem transmitter.
a. Perancangan bagian Elektronik bagian transmitter sistem keamanan
Pada bagian ini semua tahap pekerjaan yang berhubungan dengan rangkaian transmitter, diantaranya ialah
Ø Menentukan komponen yang digunakan untuk membuat rangkaian elektronik transmitter.
Ø Merangkai dan uji coba rangkaian transmitter.
Ø Menggabungkan rangkaian dari setiap blok diagram di project board. Ø Melakukan uji coba rangkaian sistem.
b. Perancangan bagian Mekanik.(miniatur) untuk transmitter. Pembuatan program;
1) Membuat Program Bahasa C yang berbasiskan pada bahasa MCS-51 pada jendela list program.
2) Melakukan Compile program. Hal ini bertujuan agar Mengkonversi list program yang dibuat kedalam kode biner/hexadecimal
3) Mendownload (Hasil Compile) ke IC mikrokontroller AVR seri ATMega8535
J. RENCANA PENGERJAAN
Adapun jadwal pengerjaan untuk penyusunan Tugas Akhir ini disusun sebagai berikut :
No Kegiatan Maret April Mei Juni Juli Agustus
1 Penyusunan Proposal 2 Pengerjaan Tugas Akhir 3 Seminar Proposal 4 Penyusunan Laporan Tugas Akhir 5 Sidang Tugas
Akhir
K. PENUTUP
Demikian proposal ini dibuat sebagai persyaratan dalam pengambilan judul tugas akhir.
Depok, Maret 2014 Penulis
Pembimbing I Pembimbing II
