INTISARI
Sebuah system monitoring mesin pemilah benda yang dapat digunakan dengan jarak jauh mampu mempermudah pengguna untuk memantau kinerja mesin tersebut tanpa harus bertatap muka langsung dengan mesin. Sistem monitoring berbasis Android adalah salah satu solusi alternative karena setiap orang saat ini menggunakan gadget tersebut untuk kebutuhan sehari-hari.
Sistem monitoring berbasis Android sebagai layar monitor dan mikrokontroller sebagai perantara dibuat dengan program Android Studio yang menghasilkan sebuah aplikasi monitoring mesin pemilah benda. Informasi yang diperoleh dari mesin pemilah benda akan diproses oleh mikrokontroller lalu informasi tersebut akan dikomunikasikan dengan aplikasi mesin pemilah benda yang ada di ponsel android. Metode yang digunakan untuk mengirimkan data adalah komunikasi melalui jaringan Wi-Fi dari ESP 8266 dan Wi- Fi Hotspot ponsel android. Mikrokontroler akan mengirimkan data string, setelah diterima oleh ponsel android, data akan diolah oleh aplikasi mesin pemilah benda dan data yang akan ditampilkan berupa karakter angka atau karakter huruf kedalam layar aplikasi mesin pemilah benda.
Hasil akhir dari aplikasi mesin pemilah sampah adalah sebuah aplikasi yang mewakili tampilan dari mesin pemilah benda, dimana pada layar ponsel android akan tertampil jumlah setiap benda yang telah tersortir berdasarkan jenisnya serta total dari semua benda tersebut dan indikator yang mewakili setiap hardware yang ada pada mesin pemilah benda. Data angka dari jumlah setiap benda dan total benda yang tersortir oleh mesin pemilah benda dapat dilihat dalam aplikasi serial monitor yang terdapat dalam aplikasi Arduino IDE sehingga pengguna dapat merekap data tersebut dengan mudah.
ABSTRACK
A monitoring system of object-sorting machine that can be used for long-range communication enables users to monitor the machine performance without having to watch the machine directly. Android-based monitoring system is one of the alternative solutions that is needed since every person uses gadgets for their daily needs nowadays.
Android-based monitoring system as a display monitor and a microcontroller as an intermediary are created with Android Studio program that yields a monitoring application of object-sorting machine. An information obtained from the object-sorting machine will be processed by a microcontroller then the information will be communicated to the object- sorting machine application in Android cellphone. The method that is used to transmit the data is communication through Wi-Fi ESP 8266 and Wi-Fi Hotspot of Android cellphone. The microcontroller will send data string, after being accepted by the Android cellphone, the data will be processed by the object-sorting machine application and the data will be displayed in the form of numeral or letter character(s) in an object-sorting machine application's screen.
The final result of the garbage-sorting machine application is an application that represents the display of the object-sorting machine, where the screen of the Android cellphone will show the number of every object that has been sorted based-on the type, total of all objects, and indicator that represents each hardware on the object-sorting machine. The numeral data from each object and the total number of objects sorted by the object-sorting machine can be seen in the *serial monitor application* within Arduino IDE application so that users can recapitulate the data easily.
TUGAS AKHIR
MONITORING MESIN
PEMILAH BENDA BERBASIS ANDROID
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
Memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma
Disusun oleh :
ALEXANDER KRISNA KURNIAWAN
NIM : 145114051
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
FINAL PROJECT
MONITORING PROCESS SHORTING MACHINE
BASED ON ANDROID SYSTEM
In a partial fulfilment of the requirements
For the degree of Sarjana Teknik
Department of Electrical Engineering
Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University
ALEXANDER KRISNA KURNIAWAN
NIM : 145114051
DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2017
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
MOTTO :
MAJU TERUS PANTANG MUDUR
Skripsi i i kuperse bahka u tuk…..
Tuhan Yesus Kristus
Pak Susilo Sekeluarga
Sahabat
Teman-teman seperjuangan dan OMK
INTISARI
Sebuah system monitoring mesin pemilah benda yang dapat digunakan dengan jarak jauh mampu mempermudah pengguna untuk memantau kinerja mesin tersebut tanpa harus bertatap muka langsung dengan mesin. Sistem monitoring berbasis Android adalah salah satu solusi alternative karena setiap orang saat ini menggunakan gadget tersebut untuk kebutuhan sehari-hari.
Sistem monitoring berbasis Android sebagai layar monitor dan mikrokontroller sebagai perantara dibuat dengan program Android Studio yang menghasilkan sebuah aplikasi monitoring mesin pemilah benda. Informasi yang diperoleh dari mesin pemilah benda akan diproses oleh mikrokontroller lalu informasi tersebut akan dikomunikasikan dengan aplikasi mesin pemilah benda yang ada di ponsel android. Metode yang digunakan untuk mengirimkan data adalah komunikasi melalui jaringan Wi-Fi dari ESP 8266 dan Wi- Fi Hotspot ponsel android. Mikrokontroler akan mengirimkan data string, setelah diterima oleh ponsel android, data akan diolah oleh aplikasi mesin pemilah benda dan data yang akan ditampilkan berupa karakter angka atau karakter huruf kedalam layar aplikasi mesin pemilah benda.
Hasil akhir dari aplikasi mesin pemilah sampah adalah sebuah aplikasi yang mewakili tampilan dari mesin pemilah benda, dimana pada layar ponsel android akan tertampil jumlah setiap benda yang telah tersortir berdasarkan jenisnya serta total dari semua benda tersebut dan indikator yang mewakili setiap hardware yang ada pada mesin pemilah benda. Data angka dari jumlah setiap benda dan total benda yang tersortir oleh mesin pemilah benda dapat dilihat dalam aplikasi serial monitor yang terdapat dalam aplikasi Arduino IDE sehingga pengguna dapat merekap data tersebut dengan mudah.
Kata kunci : Monitoring Mesin Pemilah Benda Berbasis Android, Aplikasi Android,
ABSTRACT
A monitoring system of object-sorting machine that can be used for long-range communication enables users to monitor the machine performance without having to watch the machine directly. Android-based monitoring system is one of the alternative solutions that is needed since every person uses gadgets for their daily needs nowadays.
Android-based monitoring system as a display monitor and a microcontroller as an intermediary are created with Android Studio program that yields a monitoring application of object-sorting machine. An information obtained from the object-sorting machine will be processed by a microcontroller then the information will be communicated to the object- sorting machine application in Android cellphone. The method that is used to transmit the data is communication through Wi-Fi ESP 8266 and Wi-Fi Hotspot of Android cellphone. The microcontroller will send data string, after being accepted by the Android cellphone, the data will be processed by the object-sorting machine application and the data will be displayed in the form of numeral or letter character(s) in an object-sorting machine application's screen.
The final result of the garbage-sorting machine application is an application that represents the display of the object-sorting machine, where the screen of the Android cellphone will show the number of every object that has been sorted based-on the type, total of all objects, and indicator that represents each hardware on the object-sorting machine. The numeral data from each object and the total number of objects sorted by the object-sorting machine can be seen in the *serial monitor application* within Arduino IDE application so that users can recapitulate the data easily.
Keyword : A monitoring system of object-sorting machine, Android Aplication
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat-
Nya. Berkat Kasih dan KaruniaNya selama menjalani proses pembuatan tugas akhir ini, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Monitoring Mesin Pemilah Benda Berbasis Android”.
Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Teknik (S.T) bagi mahasiswa program S-1 Jurusan Teknik Elektro Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta. Selama proses penyusunan proposal ini, penulis banyak
mendapat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan
terimakasih kepada:
1. Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Bapak Ir.Tjendro,M.Kom. selaku Dosen Pembimbing tugas akhir yang telah banyak
meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan.
3. Bapak Martanto, M.T., dan Bapak Joko Untoro, S.Si., M.T., yang telah memberikan
saran dan kritik dalam menyelesaikan penulisan tugas akhir.
4. Seluruh dosen Teknik Elektro yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat kepada
penulis selama kuliah.
5. Bapak, ibu, mbakku, dan masku yang telah memberikan perhatian dan dukungan.
6. Keluargaku tercinta Mbah Ti dan Mbah Kung yang selalu mendoakan dan terus
memberikan semangat dalam mengerjakan.
7. Seluruh teman-teman prodi Teknik Elektro atas kerjasama dan kebersamaannya
selama menjalani studi.
8. Kawan-kawan penggembira dan penyemangat kos 21 yang memberikan dukungan.
9. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu atas bantuan, bimbingan,
kritik dan saran.
DAFTAR ISI
Halaman Sampul(Bahasa Indonesia) ... i
Halaman Sampul(Bahasa Inggris) ... ii
Lembar Persetujuan ... iii
Lembar Pengesahan ... iv
Halaman Persembahan ... v
Lembar Pernyataan Keaslian Karya ... vi
Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah ... vii
Intisari ... viii
Abstract ... ix
Kata Pengantar ... x
Daftar Isi ... xii
Daftar Gambar ... xiv
Daftar Tabel ... xvi
Lampiran ... xvii
BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1
1.2Tujuan dan Manfaat ... 2
1.3Batasan Masalah ... 2
1.4Metodologi Penelitian ... 3
BAB II DASAR TEORI 2.1Android ... 5
2.2Pengertian Programmable Logic Controller (PLC) ... 7
2.3Arduino ESP 8266 ... 8
2.4Perangkat Lunak Arduino ... 9
2.5Wi-Fi ... 11
2.6 ESP 8266 ... 11
2.7 Rangkaian Pembagi Tegangan ... 13
2.8. EEPROM Arduino ... 15
BAB III RANCANGAN PENELITIAN
3.1Diagram Blok ... 16
3.2Perancangan Hardware ... 17
3.2.1 Perancangan Interface... 18
3.2.2 Perancangan Koneksi Pin PLC ke Arduino ESP8266 ... 19
3.3Perancangan Perangkat Lunak... 20
3.3.1 Pemrograman Arduino ESP8266 dengan Android ... 20
3.3.2 Penyimpanan Pada EEPROM ... 23
3.3.3 Setting Komunikasi Android dengan Arduino ESP8266 ... 23
3.3.4 Tampilan pada Android ... 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1Hasil Perancangan Hardware ... 27
4.1.1 Arduino ESP 8266 ... 28
4.1.2 Relay ... 29
4.1.3 Pengujian Sistem Rangkaian Interface ... 31
4.2Pengujian Sistem ... 32
4.2.1 Pengujian Data Utama ... 33
4.2.2 Pengujian Jangkauan Wi-Fi ... 35
4.3Analisa Perangkat Lunak ... 36
4.3.1 Pemrograman Arduino ESP8266 ... 36
4.3.2 Pemrograman Pada Android ... 42
BAB V KESIMPULAN 5.1Kesimpulan ... 48
5.2Saran ... 48
DAFTAR PUSTAKA ... 49
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Gambar blok perancangan ... 3
Gambar 2.1 Logo Android Studio ... 5
Gambar 2.2 Tampilan Android Studi ... 6
Gambar 2.3 Input-output PLC CP1E ... 7
Gambar 2.4 Spesifikai output PLC CP1E ... 7
Gambar 2.5 Arduino ... 9
Gambar 2.6 Tampilan IDE Arduino ... 10
Gambar 2.7 Tampilan ESP8266-12E ... 12
Gambar 2.8 Arduino Uno ESP8266 ... 13
Gambar 2.9 Rangkaian pembagi tegangan ... 13
Gambar 2.10 Aplikasi rangkaian pembagi tegangan ... 14
Gambar 3.1 Diagram blok besar sistem ... 16
Gambar 3.2 Perancangan Koneksi Hardware ... 17
Gambar 3.3 Rancangan dasar rangkaian interface ... 18
Gambar 3.4 Flowchart perancangan perangkat lunak ... 20
Gambar 3.5 Flowchart komunikasi PLC ke Arduino ... 21
Gambar 3.6 Perancangan flowchart program ... 22
Gambar 3.7 Flowchart penyimpanan EEPROM ... 23
Gambar 3.8 Flowchart setting koneksi Wi-Fi dengan Android ... 24
Gambar 3.9 Tampilan Login ... 25
Gambar 3.10 Layout monitoring pada Android ... 25
Gambar 4.1 Hasil rangkaian interface ... 27
Gambar 4.2 Arduino ESP8266 ... 29
Gambar 4.3 Simbol Relay... 30
Gambar 4.4 Kondisi saat relay switching ... 30
Gambar 4.5 Hasil rangkaian interface ... 32
Gambar 4.6 Layout Login Aplikasi Monitoring Mesin Pemilah Benda ... 36
Gambar 4.7 Layout Mesin Aplikasi Monitoring Mesin Pemilah Benda ... 36
Gambar 4.8 Inisialisasi nama input Arduino ESP8266 ... 38
Gambar 4.9 Inisialisasi pin input Arduino ESP8266 ... 38
Gambar 4.10 Pembacaan IP Address ... 38
Gambar 4.11 Cara menampilkan IP di Serial Monitor ... 39
Gambar 4.12 Contoh pembacaan counter kaca dan jumlah ... 40
Gambar 4.13 Contoh pengiriman data On/Off ... 40
Gambar 4.14 Perintah pembacaan di alamat EEPROM ... 41
Gambar 4.15 Perintah penulisan di alamat EEPROM ... 41
Gambar 4.16 Membagi setiap karakter dalam kolom ... 42
Gambar 4.17 Pembacaan serial monitor ... 42
Gambar 4.18 Setting SSID dan Password di Android ... 43
Gambar 4.19 Membuat nama “Monitoring Mesin Pemilah Sampah” ... 44
Gambar 4.20 Membuat kolom penulisan username ... 45
Gambar 4.21 Perintah untuk membuat tombol Button ... 46
Gambar 4.22 Pembagian area layout ... 46
Gambar 4.23 Perintah membuat EditText “Kayu” ... 47
Gambar 4.24 Perintah membuat TextView “0” ... 47
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Keterangan Gambar Arduino Uno ... 9
Tabel 2.2 Keterangan tombol pada tampilan IDE Arduino ... 10
Tabel 2.3 Spesifikasi Wi-Fi ... 11
Tabel 3.1 Perancangan koneksi pin PLC ke Arduino ... 19
Tabel 3.2 Inisialisasi nama layout monitoring pada Android ... 26
Tabel 4.1 Keterangan rangkaian interface ... 27
Tabel 4.2 Keterangan gambar Arduino ESP8266 ... 29
Tabel 4.3 Hasil pengujian rangkaian interface ... 32
Tabel 4.4 Hasil pengujian data utama... 33
Tabel 4.5 Pengambilan data jangkauan Wi-Fi ... 35
Tabel 4.6 Tabel koneksi input Arduino ... 37
LAMPIRAN
Halaman
L1 Langkah Penggunaan ... L2
L2 Data Sheet Arduino ESP8266 ... L3
L3 Rangkaian Interface ... L4
L4 Pemrograman Arduino IDE ... L5
L5 Program Android Studio halaman Layout Login.xml... L12
L6 Program Android Studio halaman Layout activity_main.xml ... L14
L7 Halaman login.java ... L22
L8 Halaman MainActivity.java ... L24
L9 Halaman AndroidManifest.xml... L28
L10 Hasil pengujian sub system program ... L29
L11 Langkah pembuatan aplikasi di Android Studio... L37
BAB I
PENDAHULUAN
1.
Latar Belakang
Perusahaan selalu berupaya untuk mengganti pekerjaan yang selama ini dilakukan
oleh manusia untuk digantikan dengan mesin-mesin dalam rangka efisiensi dan peningkatan
kualitas produksinya. Dengan kata lain banyak perusahaan melakukan otomasi produksinya.
Misalnya, proses produksi yang pada awalnya masih dilakukan secara manual seperti pada
proses packing. Pada proses industri manual dikerjakan oleh tenaga manusia dan
membutuhkan jumlah tenaga kerja yang tidak sedikit dan membuat waktu proses produksi
menjadi lebih lama. Selain itu sering terjadi human error pada industri manual ini karena
melakukan pekerjaan secara berulang-ulang. Untuk mengatasi masalah itu, perusahaan yang
menginginkan proses produksi yang lebih efektif dan efisien melakukan perubahan pola
produksi dengan mengaplikasikan sistem otomasi dalam produksinya[1].
Berdasarkan permasalahan tersebut, telah diciptakan sebuah mesin pemilah benda
untuk mempermudah pekerjaan memilah benda secara lebih efisien sehingga proses daur
ulang dapat berjalan lebih cepat. Dari pengamatan yang dilakukan mesin tersebut
menggunakan kontrol manual sehingga hanya dapat dimonitoring dari satu tempat dimana
mesin itu berada dan belum bisa dimonitoring dari jarak jauh.
Dengan kemajuan teknologi saat ini, sangat dimungkinkan sebuah telepon seluler
atau smartphone digunakan untuk mendukung pekerjaan suatu mesin. Android adalah salah satu sistem operasi pada smartphone yang berbasis Linux dan bersifat open source
sehingga banyak developer yang berusaha untuk mengembangkan aplikasi yang dapat digunakan untuk mempermudah kehidupan sehari-hari. Dengan memanfaatkan perangkat
keras yang sudah ada pada smartphone berupa pengaturan Wi-Fi maka developer dapat membuat aplikasi tersendiri berdasarkan fungsi tersebut. Perkembangan mikrokontroler
yang semakin pesat membuat beberapa pengembang membuat suatu device bernama Arduino sebagai desain sistem minimum mikrokontroler yang bersifat open source dengan menggunakan mikrokontroler AVR dan menggunakan seri yang lebih canggih, sehingga
dapat digunakan untuk membangun sebuah sistem elektronika yang berukuran minimalis
namun handal dan cepat. Memanfaatkan teknologi tersebut, dapat digunak
an untuk pengembangan mesin pemilah benda yang dimonitoring jarak jauh menggunakan
smartphone Android.
Ketika benda memasuki mesin pemilah benda, akan terdapat sebuah indikator pada
layar smartphone yang menandakan bahwa terdapat benda pada mesin pemilah benda. Indikator tersebut berupa posisi dimana benda berada. Konveyor akan dibagi menjadi 4
posisi, setiap posisi akan diberi indikator untuk menandakan posisi benda pada mesin
pemilah. Posisi dari konveyor itu adalah posisi 1) merupakan posisi dimana benda masuk ke
konveyor mesin. 2) posisi konveyor dimana benda akan dideteksi untuk ditentukan jenis
bahannya. 3) posisi ketiga merupakan posisi dimana benda masuk ke tempatnya masing-
masing setelah dipilah terlebih dahulu. Pada posisi ini juga digunakan untuk mendata
banyaknya jumlah masing-masing benda yang masuk ke tempatnya. 4) bagian keempat
merupakan posisi dimana benda berbahan kaca ditempatkan. Selain posisi benda, terdapat
juga indikator untuk motor konveyor, solenoid pemilah benda. Jika terdapat kerusakan pada
aktuator, maka operator akan mengetahui kerusakan yang ada, karena akan adanya
pemberitahuan jika terdapat aktuator yang mengalami kerusakan. Layar monitoring juga
akan memberikan keterangan dari jumlah benda yang sudah dipilah. Setiap data banyaknya
sampah dari masing-masing jenis bahan akan disimpan pada EEPROM di Arduino [2].
2.
Tujuan dan Manfaat
Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah untuk membuat sebuah sistem monitoring
yang dapat digunakan sebagai alat pengawas dari proses yang dilakukan oleh mesin pemilah
benda.
Manfaat penelitian ini adalah:
a. Sebagai alat bantu untuk memonitoring proses mesin pemilah benda.
b. Menjadi acuan, rujukan, dan bahan pertimbangan untuk proses monitoring
mesin.
c. Memberikan kemudahan untuk memilah benda berdasarkan bahan agar dapat
lebih cepat.
3.
Batasan Masalah
Agar Tugas Akhir ini bisa mengarah pada tujuan dan untuk menghindari kesalah
pahaman, maka perlu adanya batasan-batasan masalah yang sesuai dengan judul dari tugas
a. Monitoring menggunakan smartphone Android.
b. Koneksi terdiri dari PLC yang terkoneksi dengan Arduino dengan memanfaatkan
kontak input output PLC dan koneksi antara Arduino dengan smartphone
menggunakan Wi-Fi module.
c. Proses monitoring hanya mengaktifkan indikator yang tertampil pada aplikasi di
smartphone pada sistem operasi Android 4.4+ (Kitkat).
d. Monitoring menunjukan posisi pada saat benda ada di konveyor, pendeteksi
benda, pemilahan benda, dan peletakan benda pada tempat yang sesuai.
e. Data benda yang dihitung berdasarkan jumlah dari masing-masing benda yang
sudah dipilah dan disimpan di database sederhana.
f. Jenis bahan yang dimonitoring sesuai dengan data hasil penelitian saudara
Antonio Prashad Priyanto.
4.
Metodologi Penelitian
Berdasarkan tujuan yang ingin dicapai metode-metode yang digunakan adalah:
a. Studi literatur, yaitu dengan cara mendapatkan data dengan membaca buku-buku
dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan masalah yang dibahas pada tugas akhir
ini, khususnya buku tentang PLC, Arduino, dan Android.
b. Perancangan sub sistem hardware dan software yang bertujuan untuk mencari
bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan
mempertimbangkan dari berbagai factor permasalahan dan kebutuhan. Gambar
perancangan dapat dilihat pada Gambar 1.1. Diagram blok perancangan.
Gambar 1.1. Diagram blok perancangan.
c. Eksperimen yaitu melakukan praktek langsung dengan dengan melakukan pengujian
terhadap hasil pembuatan alat.
d. Proses pengambilan data dilakukan dengan cara mengamati sistem apakah sudah
sesuai dengan proses monitoring dan melakukan pengambilan data dari jumlah barang yang telah melewati proses pemilahan di masing-masing wadah.
Mesin Pemilah
Benda Interface
e. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan dilakukan dengan cara melihat kesesuaian
proses monitoring dibandingkan dengan alat proses berjalannya mesin. Penyimpulan hasil percobaan dilakukan dengan menghitung data error yang terjadi ketika proses
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Android
Android adalah sistem operasi berbasis Linux yang digunakan pada sistem operasi
smartphone. Android menyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk menciptakan aplikasi sesuai keinginan mereka sendiri yang digunakan untuk berbagai
macam piranti bergerak. Awalnya Google Inc. membeli Android Inc., pendatang baru yang
membuat peranti lunak untuk ponsel. Kemudian untuk mengembangkan Android,
dibentuklah Open Handset Alliance, konsorsium dari 34 perusahaan peranti keras, peranti
lunak, dan telekomunikasi, termasuk Google, HTC, Intel, Motorola, Qualcomm, T-Mobile,
dan Nvidia.
Untuk keperluan pengambangan Android diperlukan alat yang bernama Android
Studio. Android Studio merupakan sebuah Integrated Development Environment (IDE) untuk platform Android. Android Studio diumumkan pada tanggal 16 Mei 2013 pada Konferensi Google I/O oleh Produk Manajer Google, Ellie Powers. Android Studio bersifat
free dibawah Apache License 2.0. Android Studio awalnya dimulai dengan versi 0.1 pada bulan Mei 2013 dan hingga saat ini terdapat Android Studio versi 1.0. berbasiskan JetBrainns’ Intellij IDEA, Android Studio didesain khusus untuk Android Development dan bisa digunakan di Windows, Mac dan Linux [3].
Gambar 2.1. Logo Android Studio [3].
Untuk mengenal lebih dekat tentang Android Studio, kita perlu mempelajari fasilitas
yang diberikan sehingga mempermudah pengguna untuk development suatu program.
Gambar 2.2. Tampilan Android Studio [4].
Pada awal tampilan layout Android Studio, terdapat beberapa menu yang digunakan
untuk menunjang penggunaan. Dibagian atas terdapat Menu Bar yang terdiri menu File, Edit,
View, Navigate, Code, Analyze, Refactor, Build, Run, Tools, VCS, Window, dan Help.
Selain itu terdapat Tools Box yang memiliki berbagai macam fungsi. Burn Project
merupakan aplikasi yg digunakn untuk menjalankan aplikasi. AVD Manager atau Android
Virtual Device Manager adalah aplikasi yang digunakan untuk mencoba suatu project yang kita buat dan menjalankannya dalam bentuk virtual. SDK Manager berfungsi untuk mem-
built project agar dapat digunakan pada Android dalam bentuk aplikasi. Project Files
merupakan tempat penyimpanan keseluruhan pembentuk aplikasi Android yang kita create. Component merupakan segala peralatan yang terdapat pada Android Studio yang dapat kita
gunakan untuk membangun sebuah aplikasi yang sedang kita buat. Kita dapata juga
menentukan device yang kita gunakan agar sesuai dengan aplikasi yang kita create sehingga akan muncul design view pada layar.dalam setiap komponen yang kita pilih, kita dapat
mengatur sesuai dengan kebutuhan dengan cara membuka menu Properties komponen
2.2. Pengertian Programmable Logic Controller (PLC)
PLC (Programmable Logic Controller) adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relay yang ada pada sistem kontrol konvensional. PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor), kemudian melakukan proses dan
melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, berupa menghidupkan atau mematikan
keluaran. Program yang digunakan adalah berupa ladder diagram yang kemudian harus dijalankan oleh PLC. Dengan kata lain PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada
instrument keluaran yang berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati.[5] Gambar 2.3 merupakan spesifikasi dari PLC dengan merk Omron model CP1E-
N20DR-D yang memiliki 20 I/O terdiri dari 12 Input dan 8 Output. PLC ini dibangkitkan dengan power supply 24VDC. Gambar 2.4 merupakan spesifikasi output relay memiliki
maximum switching arus sebesar 2 A dengan tegangan 24 VDC. Untuk minimum switching
arus sebesar 10 mA dan tegangan minimal 5 VDC.
Gambar 2.3. Input-output PLC CP1E [6]
2.3. Arduino [7]
Arduino adalah platform pembuatan prototip elektronik yang bersifat open-source hardware yang berdasarkan pada perangkat keras dan perangkat lunak yang fleksibel dan mudah digunakan. Arduino ditunjukan bagai para seniman, desainer, dan siapapun yang
tertarik dalam menciptakan objek atau lingkungan yang interaktif. Platform Arduino terdiri dari Arduino board, shield, bahasa pemograman Arduino, dan Arduino development environment. Arduino board biasanya memiliki sebuah chip dasar mikrokontroler Atmel AVR ATmega8 berikut turunannya. Shield adalah sebuah papan yang dapat dipasang di atas Arduino board untuk menambahkan kemampuan dari Arduino board. Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat
lunak yang ditanamkan pada Arduino board. Bahasa pemrograman Arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++. Arduino development environment adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menulis dengan meng-compile program untuk Arduino. Arduino
development environment juga digunakan untuk meng-upload program yang sudah di- compile ke memori program Arduino.
Berikut adalah data teknis board Arduino Uno :
1. Mikrokontroler : ATmega328
2. Tegangan Operasi : 5V
3. Tegangan input yang dibutuhkan : 7-12V
4. Pin digital I/O : 14 (6 untuk PWM)
5. Pin input analog 6 6. Arus DC per pin I/O : 40 mA
7. Arus DC untuk pin 3.3V : 150 Ma
8. Flash Memory : 32 KB
9. SRAM : 2KB
10. EEPROM : 1KB
Gambar 2. 5. Arduino Uno [7].
Tabel 2.1. Keterangan Pin Arduino Uno R3 [7].
No Parameter Keterangan
1 ATmega 328 IC mikrokontroler yang digunakan pada Arduino Uno R3
2 Jack USB Untuk komunikasi mikrokontroler dengan PC
3 Jack Adaptor Masukan power eksternal bila Arduino bekerja mandiri (tanpa komunikasi dengan PC melalui kabel serial USB)
4 Tombol
Reset
Tombol reset internal yang digunakan untuk mereset modul Arduino
5 Pin Analog Menerima input dari perangkat analog lainnya
6 Pin Power 1.Vin = Masukan tegangan input bagi Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal
2.5V= Sumber tegangan yang dihasilkan regulator internal board
Arduino
3.3,3V = Sumber tegangan yang dihasilkan regulator internal
board Arduino. Arus maksimal pada pin ini adalah 50Ma 4.GND = Pin ground dari regulator tegangan board Arduino 5.IOREF = Tegangan refrensi
6.AREF = Tegangan refrensi untuk input analog
7 Pin Digital Pin yang digunakan untuk menerima input digital dan memberi
2.4. Perangkat Lunak Arduino
Area pemrograman Arduino dikenal dengan Integrated Development Environment
(IDE). Area pemrograman yang digunakan untuk menulis baris program dan
mengunggahnya kedalam board Arduino. Disamping itu juga dibuat lebih mudah dan dapat
berjalan pada beberapa sistem operasi seperti Windows, Macintosh, dan Linux.
Gambar 2.6. Tampilan IDE Arduino [8].
Tabel 2.2. Keterangan tombol pada tampilan IDE Arduino [8].
No Tombol Nama Fungsi
1 Verify Menguji apakah ada kesalahan pada program atau sketch. Apabila sketch sudah besar, maka sketch tersebut akan dikompilasi. Kompilasi adalah proses mengubah kode program ke dalam kode mesin
2 Upload Menggunakan kode mesin hasil kompilasi ke board Arduino 3 New Membuat sketch yang baru
4 Open Membuka sketch yang sudah ada 5 Save Menyimpan sketch
6 Serial
Monitor
Menampilkan data komunikasi serial
yang dikirim dan diterima melalui
IDE Arduino membutuhkan beberapa pengaturan yang digunakan untuk mendeteksi
mengatur jenis board yang digunakan sesuai dengan board yang terpasang dan mengatur jalur komunikasi data melalui perintah Serial Port. Kedua pengaman tersebut dapat ditemukan pada pull down menu Tools [8].
2.5. Wi-Fi [9]
Wi-Fi merupakan kependekan dari Wireless Fidelity, yang memiliki pengertian yaitu
sekumpulan standar yang digunakan untuk WLAN/ Wireless Local Area Networks yang
didasari pada spesifikasi IEEE 802.11 untuk dapat terhubung dengan internet menggunakan
titik akses atau yang dikenal dengan Hotspot terdekat. Wi-Fi dirancang berdasarkan
[image:30.596.84.531.236.643.2]spesifikasi IEEE 802.11 yang terdiri dari 4 variasi, yaitu:
Tabel 2.3. Spesifikasi Wi-Fi [9]
No Spesifikasi Kecepatan Frekuensi Band
1 802.11a 11 Mb/s ~2.4 GHz
2 802.11b 54 Mb/s ~2.4 GHz
3 802.11g 54 Mb/s ~2.4 GHz
4 802.11n 100 Mb/s ~5 GHz
Terdapat beberapa parameter yang dikenal dalam Wi-Fi, parameter tersebut
diantaranya adalah:
1. Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang waktu
yang diberikan.
2. Bandwidth adalah luas atau lebar cakupan frekuensi yang digunakan oleh sinyal
dalam medium transmisi.
3. Jangkauan Transmisi adalah untuk mengirimkan informasi dari suatu tempat ke
tempat lain.
2.6. ESP 8266
ESP 8266 adalah Wi-Fi module yang memilki output serial TTL dan GPIO yang dapat digunakan secara standalone maupun dengan mikrokontroller sebagai sebuah pengendali. ESP 8266 terintegrasi dan disempurnakan oleh Tensilica’s seri L106 Diamond dengan prosesor 32-bit. Ada 3 cara menggunakan ESP8266 : sebagai Wi-Fi access
Wi-Fi, sebagai sistem yang berdiri sendiri menggunakan NodeMCU dan menggunakan
bahasa LUA, sebagai sistem yang berdiri sendiri dengan menggunakan Arduino IDE yang
sudah mensupport ESP8266. ESP 8266 dapat bertindak sebagai client ke suatu Wi-Fi router,
sehingga saat konfigurasi dibutuhkan setting nama access pointnya dan juga passwordnya,
selain itu ESP 8266 dapat digunakan sebagai Access Point dimana ESP 8266 dapat menerima
akses Wi-Fi [10].
Fitur yang dimiliki oleh ESP 8266 sebagai berikut :
1. Frekuensi 802.11 b/g/n
2. Prosesor 32 - bit MCU
3. Terintegrasi dengan 10 - bit ADC
4. Terintegrasi dengan TCP/ IP protocol stack
5. Terintegrasi dengan TR switch, balun , LNA , power amplifier dan jaringan
6. Terintegrasi dengan PLL , regulator , dan unit manajemen daya
7. Mendukung keragaman antena
8. Wi-Fi 2.4 GHz , mendukung WPA / WPA2
9. Dukungan STA mode operasi /AP / STA + AP
10.Dukungan Smart Link Fungsi untuk kedua perangkat Android dan iOS
11.SDIO 2.0 , ( H ) SPI , UART , I2C , I2S , IR Remote Control , PWM , GPIO
12.STBC , 1x1 MIMO , 2x1 MIMO
13.A - MPDU & A - MSDU agregasi & 0.4s guard interval
14.Deep sleep power <10Ua, down leakage current <5uA
15.Kemampuan mengirim data < 2ms
16.Standby konsumsi daya < 1.0mW ( DTIM3 )
17.Daya output +20 dBm dalam mode 802.11b 18.Operasi Kisaran suhu 40C ~ 125C
[image:31.596.83.510.205.763.2]19.FCC , CE , TELEC , Wi-Fi Alliance , dan SRS bersertifikat
ESP 8266-12E ini dilengkapi dengan pendingin IC yang terpasang pada hardware
ESP 8266. ESP 8266-12E dapat terpasang langsung pada board Arduino Uno yang dapat
kita cari dipasaran.
Ada beberapa keuntungan menggunakan ESP 8266-12E ini, yaitu:
1. I/O Arduino menjadi lebih sederhana dam dapat digunakan untuk aplikasi lain
2. ESP 8266-12E dapat terpasang langsung pada board Arduino
3. ESP 8266-12E dilengkapi dengan pendingin yang terbuat dari alumunium yang
[image:32.596.84.512.197.634.2]bertujuan untuk mendinginkan IC
Gambar 2.8. Arduino Uno beserta ESP8266-12E [12].
2.7. Rangkaian Pembagi Tegangan[13]
Gambar 2.9. Rangkaian pembagi tegangan [13]
Berdasarkan Hukum Ohm:
V I.R (2.1)
Dan selanjutnya dikatakan bahwa nilai resistansi, R, tidak tergantung terhadap I atau
V. Dengan demikian nilai resistansi, R, adalah bergantung terhadap nilai resistansi, R, yang
demikian, variabel yang berubah adalah besar arus, I. Sehingga hukum Ohm dituliskan
menjadi:
I V / .R (2.2)
Dan karena R1 dan R2 disusun secara seri, dan sistem di atas hanya terdiri atas satu
loop. Maka nilai R = R1 + R2. Sehingga:
I V /(R1 R2)
Dengan demikian, nilai VR1 dapat dipenuhi dengan persamaan:
VR1 I.R1
VR1 [V /(R1R2)]R1
VR1 [R1/(R1R2)]V
Dan dengan proses yang sama, VR2 dapat dipenuhi dengan persamaan:
VR2 [R2 /(R1R2)]V
(2.3)
(2.4)
(2.5)
(2.6)
(2.7)
Rangkaian resistor seperti di atas disebut sebagai Voltage Divider / Rangkaian Pembagi Tegangan. Hukum Kirchhoff Tegangan menyatakan bahwa jumlah tegangan
sumber adalah sama dengan jumlah tegangan-jatuh pada loop tertutup:
V VR1VR2
V [R1/(R1 R2)].V [R2 /(R1R2)].V
V [(R1R2) /(R1R2)].V
V V TERBUKTI
(2.8)
(2.9)
(2.10)
(2.11)
Untuk aplikasi rangkaian pembagi tegangan, rangkaian ini biasa digunakan untuk
mendeteksi perubahan nilai resistansi dari sensor-sensor yang bersifat resistif, sebagai
[image:33.596.83.527.191.727.2]contoh pada rangkaian LDR:
Dengan rangkaian pembagi tegangan seperti di atas, intesitas cahaya dapat diukur
dengan mengukur nilai tegangan VLDR (dalam volt). Karena intensitas cahaya akan
mempengaruhi nilai resistansi LDR yang dengan demikian akan mempengaruhi pula nilai
VLDR.
2.8. EEPROM Arduino[14]
Mikrokontroler pada Arduino memiliki EEPROM yaitu memori yang nilainya
disimpan ketika board dimatikan ( seperti hard drive kecil ). Penyimpanan ini
memungkinkan untuk membaca dan menulis data.
Mikrokontroler pada berbagai jenis Arduino memiliki jumlah yang berbeda, dari
EEPROM 1024 bytes pada ATmega328, 512 byte pada ATmega168 dan ATmega8, 4 KB (
4096 bytes ) pada ATmega1280 dan ATmega2560. Board Arduino memiliki kapasitas
EEPROM 1024 byte. EEPROM.write() merupakan perintah yang digunakan untuk
menuliskan perintah penyimpanan pada IDE Arduino. EEPROM.read() adalah perintah
yang digunakan untuk membaca data yang ada pada EEPROM. Dengan menuliskan
Serial.begin() pengguna dapat melihat data yang akan tertampil di Serial Monitor IDE
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
Bab ini akan menjelaskan tentang perbaikan alat yang sudah ada di lantai 4, yaitu
prototipe mesin pemilah benda berdasarkan jenis bahan. Alat yang sudah ada memang telah
memiliki sitem monitoring menggunakan Visual Basic. Namun akan dikembangkan
monitoring mesin pemilah benda dengan menggunaka Android agar dapat dimonitoring
dengan jarak jauh dengan terkoneksi jaringan Wi-Fi.
Perancangan ini meliputi diagram blok, perancangan hardware dan perancangan
sofware. Ada pula pembahasan sebagai berikut.
[image:35.596.85.524.214.716.2]3.1.
Diagram Blok
Gambar 3.1. adalah gambar diagram blok besar yang menggambarkan tentang alur
kerja seluruh sistem yang akan dikerjakan.
Gambar 3.1. Diagram blok besar sistem.
16
PC
INTERFACE
ARDUINO
HMI
PLC
EEPROM
WIFI
Diagram blok besar meliputi 2 komunikasi besarr yaitu antara PC-PLC-HMI dan
PLC-ARDUINO-EEPROM-ANDROID. Dua komunikasi besar inilah yang dikerjakan
dengan berbeda. Blok yang diberi tanda kotak merah adalah fokus pengerjaan yaitu
komunikasi Arduino, Android dan EEPROM.
Dari gambar 3.1 Arduino mendapatkan input melalui wiring yang terhubung dengan PLC. Output PLC ini akan menjadi inputan bagi Arduino untuk menjalankan setiap sistem. Setelah data diolah oleh Arduino, output dari Arduino akan dibagi menjadi 2 bagian, yaitu fokus utama adalah pengiriman data dari Arduino menuju Android dengan menggunakan
jaringan Wi-Fi dan penyimpanan database sederhana pada EEPROM Arduino.
Android berfungsi sebagai alat untuk memonitoring mesin pemilah benda. Pada layar
smartphone akan terdapat sebuah aplikasi yang berisikan display dari mesin pemilah benda. Dari display tersebut dapat dilihat proses mesin pemilah benda itu bekerja dan menghitung
jumlah benda yang disortir oleh mesin pemilah benda tersebut.
3.2.
Perancangan Hardware
[image:36.596.87.526.279.710.2]Pada bagian perancangan hardware ini akan dibahas setiap pin input output yang akan digunakan untuk menghubungkan PLC dengan Arduino ESP8266.
Gambar 3.2. Perancangan Koneksi Hardware.
3.2.1. Perancangan Interface
Rangkain interface ini digunakan untuk menurunkan nilai tegangan yang berasal dari
output atau input PLC sebesar 24V ke 3.3 V supaya dapat digunakan sebagai input dari Arduino. Output dari rangkaian ini akan dimasukkan kedalam pin digital Arduino. Rangkaian interface ini menggunakan Relay 24V dan menggunakan resitor 10KΩ untuk
menghilangkan tegangan mengambang. Perancangan dasar dari rangkaian interface ini dapat
dilihat pada gambar 3.3 dan gambar rangkaian secara keseluruhan dapat dilihat pada
[image:37.596.85.510.237.555.2]halaman lampiran dengan judul Rangkaian Interface.
Gambar 3.3. Rancangan dasar rangkaian interface
Berdasarkan gambar 3.3 dapat dilihat bahwa rangkaian interface merupakan rangkain
penurun tegangan dengan menggunakan relay 24 V. Coil relay terhubung dengan Input dan
salah satu kaki + atau - 24V . Untuk menentukan kaki + atau – 24V dapat dilihat dari input
rangkaian yang terhubung dengan kontak PLC yang digunakan. Jika input rangkaian
terhubung dengan kontak Input PLC maka salah satu kaki coil terhubung dengan kaki – 24V
untuk mengaktifkan coil, karena sumber tegangan input PLC adalah tegangan + 24V.
Sebaliknya, jika input rangkaian terhubung dengan output PLC, maka kaki koil terhubung
dengan kaki – 24V karena kontak output PLC mengeluarkan tegangan + 24V. Kaki NO relay
3.2.2. Perancangan Koneksi Pin PLC ke Arduino ESP8266
Berdasarkan gambar 3.2 tentang perancangan koneksi hardware, PLC terhubung
dengan Arduino ESP8266. Koneksi tersebut berupa wiring kabel yang terhubung dari PLC dengan input Arduino. Koneksi ini merupakan masukan data yang nantinya akan diolah oleh Arduino. Alamat yang terdapat pada PLC terdiri dari 2 kode, yaitu input dengan kode “I”
dan output dengan kode “Q”. Pada alamat yang berkode “I” merupakan wiring yang terhubung dengan alamat input dari PLC. Hal itu dikarenakan alamat tersebut merupakan alamat sensor yang terhubung dengan alamat input PLC. Salah satu contoh adalah alamat PLC “I 0.05”, alamat tersebut merupakan alamat yang digunakan untuk menghubungkan Sensor 1 dengan input PLC, dan nantinya alamat tersebut juga akan digunakan untuk memberikan input terhadapat Arduino.
Pada alamat yang berkodekan “Q” merupakan wiring yang terhubung dengan alamat PLC. Hal itu dikarenakan alamat tersebut merupakan alamat output yang digunakan PLC untuk menampilkan data yang telah diolah. Salah satu contoh adalah alamat PLC “Q 100.03”, alamat tersebut merupakan alamat yang digunakan untuk menampilkan/ mengaktifkan posisi benda plastik, dan alamat tersebut juga akan digunakan untuk
[image:38.596.86.527.308.702.2]memberikan input terhadap Arduino. Berikut adalah data tabel alamat PLC yang terhubung dengan Arduino berdasarkan gambar 3.2 tentang perancangan koneksi hardware.
Tabel 3.1. Perancangan koneksi pin PLC ke Arduino.
NO NAMA ALAMAT PLC ALAMAT INPUT
ARDUINO ESP8266
1 ON/OFF I 0.01 PD 1
2 Sensor 1 I 0.05 PD 2
3 Sensor 2 I 0.06 PD 3
4 Sensor 3 I 0.07 PD 4
5 Magazine I 0.08 PD 5
6 Motor DC Q 100.00 PD 6
7 Posisi Kayu Q 100.01 PD 7
8 Posisi Logam Q 100.02 PD 8
9 Posisi Plastik Q 100.03 PD 9
3.3.
Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak bertujuan untuk mempermudah dalam pembuatan
perangkat lunak. Perancangan perangkat lunak terdiri dari 2 bagian besar, yaitu program
pada Arduino ESP8266 dan Android.
ARDUINO ESP8266 ANDROID
Gambar 3.4. Flowchart perancangan perangkat lunak.
Dari gambar 3.4 tentang flowchart perangkat lunak, terdapat 2 bagian besar, yaitu pemrograman pada Arduino dan pemrograman pada Android. Pada program Arduino
terdapat 2 sub program, yaitu program komunikasi Arduino dengan Android sebagai media
monitoring dan program Arduino dengan EEPROM sebagai tempat penyimpanan database
sederhana. Sedangkan pada bagian Android terdapat 2 sub program, yaitu program
komunikasi Arduino dengan Android dan program tampilan monitoring pada Android.
3.3.1.
Pemrograman Arduino ESP8266 dengan Android
Agar informasi yang berasal dari mesin pemilah benda dapat diperlihatkan pada layar
Android, maka mikrokontroler Arduino harus mengetahui informasi apa saja yang diberikan
oleh mesin pemilah benda. Flowchart ini akan digunakan sebagai paduan dan pola pikir
Arduino mendapat input dari wiring
dengan PLC
Komunikasi Arduino dengan Android sebagai media monitoring
Penyimpanan pada EEPROM
Mulai
Selesai
Arduino mendapat input dari wiring
dengan PLC
Setting komunikasi Arduino dengan
Android
Tampilan monitoring alat
pada Android Mulai
[image:39.596.85.510.173.559.2]dalam membuat program Arduino supaya nanti Arduino dapat mengkomunikasikan
informasi yang didapat kedalam tampilan Android. Perlu dipahami bahwa dalam kondisi ini
Arduino mendapatkan data inputan dari wiring yang dilakukan dengan PLC. Berikut adalah
flowchart yang menggambarkan komunikasi antara PLC dengan Arduino.
Gambar 3.5. Flowchart komunikasi PLC ke Arduino.
Dari flowchart pada gambar 3.5 Arduino ESP8266 mendapatkan masukan dari
wiring yang terhubung dengan PLC. Pada saat PLC aktif dan mengirimkan data ke Arduino, maka akan berlanjut ke siklus selanjutnya yaitu pada flowchart pada gambar 3.6. Gambar 3.6 menjelaskan tentang flowchart perancangan pemrograman yang dilakukan di Arduino ESP8266.
Inputan Arduino dari PLC
Proses pada Arduino akan berjalan
Mulai
Tidak Apakah Arduino mendapat inputan ? Ya
[image:40.596.85.508.187.563.2]Mulai
Lampi I/O menyala dan sistem bekerja
Lampu Magazine menyala Lampu motor menyala mendapat input dari PLC? Ya Apakah Magazine Tidak
mendapat input dari PLC? Ya Apakah Motor mendapat input dari PLC? Tidak Ya A Lampu Indikator Sensor 1 menyala
Lampu Indikator Sensor 2 menyala
Lampu Indikator Sensor 3 menyala
Proses perbandingan (PLC) Lampu Posisi Kaca Menyala Lampu Posisi Kayu Menyala Lampu Posisi Logam Menyala Lampu Posisi Plastik Menyala Apa Indikato 1 mendapat input
dari PLC?
2 mendapat input dari PLC?
3 mendapat input dari PLC?
Ya Ya Ya
Apakah Apakah Apakah Apakah
Posisi Kayu Tidak Posisi Logam Tidak Posisi Plastik Tidak Posisi Kaca mendapat input mendapat input mendapat input mendapat input
dari PLC? dari PLC? dari PLC? dari PLC?
Tida
Ya Ya Ya Ya
k
k
Pada perhitungan hasil Kayu +1
Pada perhitungan hasil Logam +1
Pada perhitungan hasil Plastik +1
[image:41.596.84.524.81.600.2]Pada perhitungan hasil Kaca +1
Gambar 3.6. Perancangan flowchart program.
Gambar 3.6 menjelaskan tentang flowchart perancangan pemrogram yang dilakukan di Arduino ESP8266. Pada saat Arduino mendapatkan data masukan, maka proses akan
berjalan. Saat Arduino mendapat masukan data, Arduino terhubung dengan Android dan
aplikasi monitoring dibuka, maka Arduino akan mengirimkan perintah ke Android untuk
mengaktifkan lampu indikator ON/OFF. Pada kondisi magazine terdapat sebuah benda,
maka Arduino akan mengirimkan perintah ke Android untuk mengaktifkan lampu indikator
magazine. Saat motor mendapat mendapat inputan maka lampu indikator motor akan aktif.
Pada saat konveyor berjalan membawa benda, maka benda akan melewati 3 buah sensor.
Pada perhitungan hasil Jumlah
Benda +1
Selesai
kah
r Sensor Tidak Indikator Sensor Apakah Tidak Indikator Sensor Apakah Tidak Arduino mendapat
input dari wiring dengan PLC Tidak Apakah I/O A Sistem bekerja Arduino mendapat
Saat sensor mendekati benda, maka Arduino akan mengirimkan perintah untuk
mengaktifkan lampu indikator sensor yang ada pada aplikasi monitoring. Setelah melewati
sensor maka akan terjadi proses pengolahan data/ perbandingan jenis benda apa yang disorti,
proses tersebut akan dilakukan oleh PLC. Saat PLC memberikan data hasil benda kepada
Arduino, maka akan terjadi proses pengaktifan indikator posisi benda dan dapat dilihat jenis
benda dan posisi benda itu berada.
3.3.2.
Penyimpanan Pada EEPROM
Penyimpanan pada EEPROM berfungsi sebagai tempat penyimpanan hasil dari
Mesin Pemilah Benda Otomatis. Dari data EEPROM tersebut dapat dilihat jumlah masing-
masing benda yang telah dilakukan oleh mesin pemilah benda. Hal tersebut akan
mempermudah User untuk melakukan pengambilan data. Flowchart penyimpanan data pada
EEPROM dapat dilihat pada gambar 3.7.
Gambar 3.7. Flowchart penyimpanan EEPROM.
3.3.3.
Setting Komunikasi Android dengan Arduino ESP8266
Untuk dapat mengkomunikasikan Android dengan ArduinoESP8266, maka yang
harus terlebih dahulu dilakukan adalah mengkomunikasikan Wi-Fi Arduino ESP8266 yang
Rincian benda yang telah disortir
dari Arduino
Data dismpan pada EEPROM
Data dilihat di Serial Monitor
Mulai
[image:42.596.85.524.250.648.2]berperan sebagai pemancar (TX) dengan Wi-Fi pada Android smartphone sebagai penerima (RX). Langkah tersebut dapat dilakukan dengan membuka menu Setting dan melakukan
perintah berikut.
Gambar 3.8. Flowchart setting koneksi Wi-Fi dengan Android.
Gambar 3.8. menjelaskan langkah-langkah untuk mengkomunikasikan Android
dengan Wi-Fi Arduino ESP8266. Langkah pertama yang harus dilakukan adalah membuka
menu Setting pada Android dan selanjutnya pilih sub menu Nirkabel & Jaringan. Pada menu
tersebut akan ditemukan menu untuk mengaktifkan Hotspot Wi-Fi portabel. Setting nama
SSID dan password Hotspot portable sesuai dengan program yang ada di Arduino. Setelah
itu hidupkan Hotspot Wi-Fi portable dan IP Address Adroid dengan Arduino ESP8266 akan
saling terhubung. Untuk mengetahui apakah kedua pernagkat saling terhubung dapat dilihat
pada menu pengguna Hotspot Wi-Fi portable.
3.3.4.
Tampilan pada Android
Tampilan layar monitoring mesin pemilah benda yang akan digunakan adalah
aplikasi pada smartphone Android yang saat ini begitu berkembang. Pada tampilan awal
Buka menu Pengatura/ Setting pada Android Pilih menu Nirkabel & Jaringan
Pilih menu Hotspot Wi-Fi Portabel
aplikasi mesin pemilah sampah, akan terdapat sebuah login pasword yang harus dimasukan seperti pada gambar 3.9. Password tersebut berfungsi untuk memastikan agar aplikasi
tersebut hanya dapat dilihat oleh user atau pihak terkait.
Gambar 3.9. Tampilan Login
Berikut adalah desain tampilan monitoring mesin pemilah benda pada Android. Pada
kondisi mati, semua lampu indikator akan berwarna merah, tetapi pada kondisi aktif lampu
indikator akan berwarna hijau.
Gambar 3.10. Layout monitoring pada Android.
Saat mesin pemilah samnpah aktif, Arduino mendapat inputan dari PLC dan koneksi
antara Arduino dengan smartphone aktif, maka lampu indikator I/O akan menyala. Pada kondisi magazine terdapat sebuah benda, maka lampu indikator magazine akan menyala
diikuti dengan lampu indikator motor yang akan menyala yang menandakan konveyor telah
aktif. Saat benda melewati sensor dan mengaktifkan salah satu sensor, maka indikator sensor
akan menyala. Begitu benda disortir, maka posisi benda akan ditentukan dan dapat diketahui
LOGIN
PASSWORD
MPBO
Mesin Pemilah Benda Otomatis
MGZ PK PL PP
Pkc
S1 S2 S3
M
Kayu Logam Plastik Kaca
0 0
0 0
Jumlah Benda
dimana posisi benda itu berada. Setalah posisi diketetahui maka indikator posisi benda akan
aktif. Berikut adalah tabel daftar nama inisial indikator benda berdasarkan gambar 3.10
tentang layout monitoring pada Android.
Tabel 3.2. Inisial nama layout monitoring pada Android.
NO NAMA INISIAL NAMA
1 Magazine MGZ
2 Motor M
3 Seonsor Optic 1 SI
4 Sensor Induktive S2
5 Sensor Optic 2 S3
6 Posisi Kayu PK
7 Posisi Logam PL
8 Posisi Plastik PP
9 Posisi Kaca PKc
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini menjelaskan dan membahas hasil implementasi alat yang dibagi menjadi dua
bagian yaitu pengujian hasil perancangan pada perangkat keras dan hasil pengujian
perangkat lunak.
4.1. Hasil Perancangan Hardware
Hasil perancangan ini terdiri dari hardware elektrik. Hardware elektrik merupakan
rangkaian eletrik yang ada pada mesin pemilah benda. Hasil dari hardware rangkaian yang
digunakan untuk sistem monitoring ditunjukan pada gambar 4.1. Keterangan untuk setiap
bagian rangkaian hardware sistem monitoring pada gambar 4.1. akan dijelaskan pada tabel
Gambar 4.1. Hasil Rangkaian Interface
Tabel 4.1. Keterangan Rangkaian Interface
Berdasarkan tabel nomor 4.1 dapat dilihat hardware yang digunakan pada rangkaian
interface. Terdapat beberapa perubahan rancangan yang digunakan yaitu penggunaan relay
27
No Keterangan
1 Arduino ESP8266
2 Konektor 12 V
sebagai kontak untuk menurunkan tegangan dan penggunaan Arduino ESP8266 yang pada
bagian dasar teori belum dijelaskan dan akan dijelaskan pada bab 4 ini.
Berdasarkan keterangan gambar 4.1, nomor 2 adalah konektor tegangan 12V yang
terhubung dengan sumber tegangan mesin pemilah benda. Gambar no 1 adalah Arduino
ESP8266 dan gambar nomor 3 dan 4 adalah rangkaian interface yang berfungsi untuk
menurunkan tegangan input/output PLC sebesar 24V yang akan diturunkan tegangannya menjadi 3,3V sebagai input Arduino. Nomor 3 merupakan penurun tegangan dimana relay
terhubung dengan bagian input PLC dan coil relay terhubung dengan +24V yang digunakan
untuk mengaktifkan sensor. Nomor 4 merupakan penurun tegangan dimana relay terhubung
dengan bagian output PLC dan sumber relay terhubung dengan -24V dikarenakan keluaran
dari PLC +24V.
Pada perangkat Arduino ESP8266 terdapat sebuah permasalahan yaitu kekuragan pin
input/output. ESP8266 ini hanya memiliki 9 pin GPIO yang dapat digunakan sebagai
input/output. Permasalahan ini menyebabkan perubahan perancagan. Perubahan
perancangan ini dapat dilihat pada table 4.4 berisikan koneksi input Arduino.
4.1.1 Arduino ESP 8266 [12]
Arduino ESP 8266 adalah sebuah perangkat mikrokontroler yang diproduksi oleh
Wemos Electronics. Arduino ESP 8266 terdiri dari 2 bagian, yaitu board Arduino Uno yang
compatible dengan board ESP 8266. Arduino Uno adalah mikrokontroler yang
menggunakan IC ATmega 328 dengan memory EEPROM 1KB. ESP 8266 adalah sebuah
board pemacar Wi-Fi yang digunakan untuk mendukung sebuah mikrokontroler untuk dapat
terhubung pada suatu jaringan nirkabel atau Wi-Fi. Pada gambar 4.2 dan tabel 4.1 akan
dijelaskan bagian yang ada pada boar Arduino ESP8266. Data konfigurasi pin Arduino
2
Gambar 4.2. Arduino ESP8266 [12].
Tabel 4.2. Keterangan Gambar Arduino ESP8266 [12].
No Parameter Keterangan
1 ATmega 328 IC mikrokontroler yang digunakan pada Arduino ESP8266 2 Jack Mikro
USB
Untuk komunikasi mikrokontroler dengan PC
3 Jack Adaptor Masukan power eksternal bila Arduino bekerja mandiri (tanpa komunikasi dengan PC melalui kabel serial USB)
4 Tombol Reset
Tombol reset internal yang digunakan untuk mereset modul Arduino
5 Pin Analog Menerima input dari perangkat analog dan hanya memiliki 1 pin analog.
6 Pin Power 1.Vin = Masukan tegangan input bagi Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal
2.5V= Sumber tegangan yang dihasilkan regulator internal board
Arduino
3.3,3V = Sumber tegangan yang dihasilkan regulator internal
board Arduino. Arus maksimal pada pin ini adalah 50Ma 4.GND = Pin ground dari regulator tegangan board Arduino 7 Pin Digital Pin yang digunakan untuk menerima input digital dan memberi
output berbentuk digital (0 dan 1 atau low dan high). Semua pin pada board ini bekerja pada tegangan 3.3V
8 ESP8266 Board pemancar jaringan Wi-Fi 802.11 b/g/n
4.1.2. Relay[15]
Relay adalah sebuah saklar magnetik yang menggunakan medan magnet dan sebuah
kumparan untuk membuka dan menutup satu atau beberapa kontak saklar pada saat relay
dialiri arus. Pada dasarnya relay terdiri dari sebuah lilitan kawat yang terlilit pada suatu besi
1
4
7
8
3
dari inti besi lunak yang selanjutnya berubah menjadi magnet yang menarik atau menolak
suatu pegas sehingga kontak pun menutup dan membuka. Relay bekerja berdasarkan
pembentukan elektromagnet yang menggerakkan elektromekanis penghubung dari dua atau
lebih titik penghubung (konektor) rangkaian sehingga dapat menghasilkan kondisi ON atau
[image:49.596.79.525.197.694.2]kontak OFF atau kombinasi dari keduanya.
Gambar 4.3. Simbol Relay [15].
Pada keadaan awal, yaitu pada saat coil relay tidak diberi tegangan, maka yang
terhubung adalah contact Normally Close (NC). Sedangkan contact Normally Open (NO) dalam keadaan terbuka. Standar tegangan untuk relay DC adalah 6V, 12V, 24V, 48V, dan
100V atau dengan mengatur tegangan tersebut sehingga didapat arus minimum untuk
menggerakkan relay. Tegangan dari relay tersebut dapat ditentukan oleh lilitan penguat yang
terdapat di dalam relay itu sendiri sehingga kita dapat mengetahui berapa tegangan dari suatu
relay. Jika sebuah relay 24 Volt DC diberi tegangan sebesar 24 Volt DC pada coil-nya , maka
relay tersebut akan mengalami switching seperti pada gambar 4.4.
Gambar 4.4. Kondisi Relay saat switching [15].
Pada keadaan ini, yang terhubung adalah contact Normally Open (NO), sementara
dijelaskan sebagai berikut. Coil pada relay merupakan sebuah kumparan yang berintikan
material batang yang sifat kemagnetannya mudah ditimbulkan dan mudah dihilangkan.
Ketika ada arus yang mengaliri kumparan, maka akan muncul medan magnet pada inti
batang dengan kutub magnet sesuai aturan tangan kanan (proses elektromagnetik).
Munculnya medan magnet pada inti batang kumparan ini menarik material magnetik (proses
mekanik akibat adanya medan magnet), tempat di mana contact-contact relay melekat. Akibatnya contact mengalami perubahan posisi dari posisinya semula, NC yang semulanya terhubung menjadi terbuka, NO yang semulanya terbuka menjadi terhubung.
Sifat – sifat dari relay adalah sebagai berikut :
1. Kuat arus yang diperlukan guna pengoperasian relay ditentukan oleh pabrik
pembuatnya. Relay dengan tahanan kecil memerlukan arus yang besar dan juga
sebaliknya, relay dengan tahanan besar memerlukan arus yang kecil.
2. Tegangan yang diperlukan untuk menggerakkan suatu relay akan sama dengan kuat
arus yang dikalikan dengan tahanan atau hambatan relay.
3. Daya yang diperlukan untuk menggerakkan relay sama dengan tegangan yang
dikalikan dengan arus.
4.1.3. Pengujian Sistem Rangkaian Interface
Setelah hardware elektrik terpasang pada mesin pemilah benda adanya pengujian dari
rangkaian yang membentuk sistem monitoring. Pengujian tersebut terdiri dari rangkaian
interface yang menghubungkan PLC dengan Arduino.
[image:50.596.80.531.241.651.2]Hasil perancangan rangkaian elektrik dapat dilihat pada gambar 4.5. Berdasarkan
gambar tersebut, rangkaian interface menggunakan Relay 24V dimana coil relay terhubung dengan tegangan 24V dari PLC. Kaki Command pada relay terhubung dengan ground 3,3V Arduino. Pada kaki NO relay digunakan sebagai input Arduino, agar tidak terjadi tegangan mengambang saat saat relay tidak aktif, maka diberikan resistor 10KΩ yang bertujuan untuk
membuat tegangan menjadi 0V.
Pengujian rangkaian ini dilakukan dengan mengukur langsung tegangan output dari
rangkaian relay. Input yang didapat dari kontak input/output PLC dengan tegangan 24V
diturunkan tegangannya menjadi 3,3V agar sesuai dengan tegangan kerja input Arduino.
Berdasarkan tabel 4.2, pada saat kontak NO dalam kondisi terbuka, tegangan terukur
mendapatkan arus dan kumparan pada coil akan terjadi medan magnet yang membuat kontak
NO dalam kondisi tertutup. Pada kondisi tersebut kaki NO diukur dengan menggunakan
multimeter dan didapatkan hasil tegangan berada pada kisaran 3,3V. Tegangan tersebut
sesuai dengan tegangan operasi yang dibutuhkan Arduino ESP8266 yaitu 3,3V. Hasil
pengujian rangkaian interface secara keseluruhan dapat dilihat pada tabel nomor 4.3 berikut
dan gambar rangkaian interface secara lengkap dapat dilihat pada halaman lampiran dengan
[image:51.596.87.528.204.637.2]judul Rangkaian Interface.
Gambar 4.5. Hasil rangkaian interface
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Rangkaian Interface
4.2. Pengujian Sistem
Pengujian Sistem terdiri dari 2 bagian yaitu pengujian data utama yang berisikan
tentang tingkat kesesuaian hasil pengiriman data antara Arduino ESP8266 dengan aplikasi
monitoring mesin pemilah benda dan pengujian jarak jangkauan Wi-Fi dimana koneksi Rangkaian
Relay
Saat Relay Tidak Aktif (V)
Saat Relay Aktif (V)
Power 0,01 3,3
Sensor 1 0,01 3,3
Sensor 2 0,01 3,3
Sensor 3 0,01 3,3
Magazine 0,01 3,3
Motor 0,01 3,3
Posisi Kayu 0,01 3,3
Posisi Logam 0,01 3,3
antara handphone dan Arduino ESP8266 dapat mengirimkan data dengan baik dan kedua
koneksi tertap terhubung.
4.2.1. Pengujian Data Utama
Pengujian sub system program bertujuan untuk menganalisis apakah hasil monitoring
aplikasi mesin pemilah benda telah sesuai dengan proses monitoring yang ada pada Serial
Monitor Arduino. Apabila hasil sortir yang didapat pada Serial Monitor Arduino sesuai
dengan aplikasi monitoring mesin pemilah benda, maka proses penerimaan data berhasil
dengan baik. Angka 1 pada tabel merupakan kondisi dimana sebuah posisi benda
mendapatkan input bernilai 1 dari Arduino ESP 8266, sedangkan angka 0 adalah kondisi
dimana sebuah posisi benda tidak mendapatkan input dari Arduino ESP8266. Percobaan
dilakukan sebanyak 30 kali percobaan, tetapi sebagai pembahasan akan diambil 8 sample
[image:52.596.82.529.186.630.2]percobaan.
Tabel 4.4 adalah tabel yang berisikan pengujian data. Pada saat kayu mendapatkan
input, hasil sortir yang terdapat pada serial monitor bertambah 1, begitupula hasil yang
tertampil pada aplikasi monitoring mesin pemilah benda. Selanjutnya pada kondisi logam
diberikan input, pada serial monitor tertampil 1 dan pada aplikasi monitoring mesin pemilah
benda bertambah 1. Dari hasil tabel diatas dapat kita lihat kesesuaian pengiriman data. Data
Tabel 4.4. Hasil pengujian data utama
No
Masu kanB enda
Pos Kayu
Pos Log am
Pos Plas tik
Pos Ka ca
Jumlah sortir di Serial Monitor Arduino IDE Jumlah sortir di Aplikasi Monitoring Mesin Pemilah Benda
1 Kayu 1 0 0 0
2 Loga
m 0 1 0 0
3 Plasti
k 0 0 1 0
No
Masu kanB enda
Pos Kayu
Pos Log am
Pos Plas tik
Pos Ka ca
Jumlah sortir di Serial Monitor Arduino IDE Jumlah sortir di Aplikasi Monitoring Mesin Pemilah Benda
5 Kayu 1 0 0 0
6 Loga
m 0 1 0 0
7 Plasti
k 0 0 1 0
4.2.2. Pengujian Jangkauan Wi-Fi
Kemampuan Arduino ESP8266 untuk memancarkan Wi-Fi dan dapat diterima oleh
Handphone Android sangatlah penting. Jangkauan jarak pancar Wi-Fi dipengaruhi oleh
lokasi pengambilan data. Pada lokasi pengambilan data didalam ruangan yang dipenuhi
dengan meja, computer atau tersekat oleh suatu dinding, jangkauan Wi-Fi menjadi lebih
dekat dikarenakan gelombang yang terhalang oleh berbagai benda yang ada dalam ruangan.
Pada lokasi pengambilan data ruangan terbuka, didapat hasil jarak jangkauan yang lebih
maksimal. Data pengambilan data dapat dilihat dari tabel 4.4.
Pengambilan data dilakukan pada tempat terbuka untuk mendapatkan hasil yang
maksimal. Data yang dinilai adalah lama waktu aplikasi menerima data dan diukur dengan
seberapa jauh koneksi tetap tersebut dapat terhubung. Delay dapat dikategorikan cepat jika
nilai delay sesuai dengan default program aplikasi monitoring yaitu 2 detik. Jika delay telah
melampaui nilai yang telah ditetapkan maka dapat disimpulkan jarak jangkauan Wi-Fi
terlalu jauh. Berdasarkan tabel 4.4 dapat dilihat pada jarak 1-10 meter delay program masih
dalam kategori 2 detik , sehingga pengiriman data masih sesuai dengan. Pada jarak 15 meter
hingga 30 meter respon delay mulai bertambah lama sehingga dapat disimpulkan pada jarak
[image:56.596.86.529.317.745.2]tersebut aplikasi tidak terkoneksi dengan baik.
Tabel 4.5. Pengambilan data jangkauan Wi-Fi.
No Jarak
(Meter)
Waktu (Detik)
Rata- rata
1 1
2.35
2.52 2.7
2.5
2 2
2.54
2.62 2.89
2.43
3 3
2.48
2.6 2.77
2.55
4 4
2.78
2.87 2.94
2.88
5 5
2.67
2.89 2.88
3.12
No Jarak
(Meter)
Waktu (Detik)
Rata- rata
6 6
2.88
2.94 2.68
3.25
7 10
3.12
3.1 3.33
2.84
8 15
3.27
3.38 3.54
3.33
9 20
3.55
3.8 4.08
3.77
10 30
4.25
4.39 4.33
4.3. Analisa Perangkat Lunak
Analisa perangkat lunak merupakan hasil dan pembahasan dari program yang telah
dibuat untuk mengkomunikasikan Arduino ESP8266 dengan Android. Pada bagian ini akan
[image:57.596.85.530.190.605.2]dijelaskan bagaimana kedua device tersebut dapat terhubung.
Gambar 4.6. Layout Login Aplikasi Monitoring Mesin Pemilah Benda
Aplikasi Monitoring Mesin Pemilah Benda terdapat 2 layout, layout pertama gambar
4.6. yaitu untuk login pengguna aplikasi sedangkan gambar 4.7. adalah hasil layout yang
mewakili Mesin Pemilah Sampah.
Gambar 4.7. Layout Mesin Aplikasi Monitoring Mesin Pemilah Benda
4.3.1. Pemrograman Arduino ESP8266
A. Pemrograman Input Arduino ESP8266
Arduino ESP8266 adalah sebuah device mikrokontroller yang telah ditanamkan
ESP8266 sebagai device untuk memancarkan Wi-Fi. Arduino ESP8266 merupakan
yang dapat digunaka adalah 9 pin pada tegangan kerja 3,3V. Untuk menjalaknan sistem pada
mikrokontroler tersebut, perlu dimasukan program kedalam device tersebut melalui Arduino
IDE. Setiap input yang masuk ke Arduino ESP8266 terlebih dahulu di inisialisasi sesuai
dengan alamat dari tabel berikut.
Tabel 4.6. Tabel koneksi Input Arduino
No
Nama Alamat PLC
GPIO ESP8266
PIN Arduino
1 Kayu Q 100.01 15 D10
2 Logam Q 100.02 16 D2
3 Plastik Q 100.03 5 D3
4 Kaca Q 100.04 4 D4
5 Magazine I 0.08 14 D5
6 Motor Q 100.00 12 D6
7 S1 I
![Tabel 2.3. Spesifikasi Wi-Fi [9]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/862665.593393/30.596.84.531.236.643/tabel-spesifikasi-wi-fi.webp)
![Gambar 2.7. Tampilan ESP8266- 12E [11].](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/862665.593393/31.596.83.510.205.763/gambar-tampilan-esp-e.webp)
![Gambar 2.8. Arduino Uno beserta ESP8266-12E [12].](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/862665.593393/32.596.84.512.197.634/gambar-arduino-uno-beserta-esp-e.webp)
![Gambar 2.10. Aplikasi rangkaian pembagi tegangan [13]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/862665.593393/33.596.83.527.191.727/gambar-aplikasi-rangkaian-pembagi-tegangan.webp)
