Alat Pendeteksi Warna Berdasarkan Warna Dasar Penyusun RGB

ISBN : 978 – 979 – 96964 – 6 – 5
Yogyakarta, 14 November 2009
Alat Pendeteksi Warna Berdasarkan Warna Dasar Penyusun RGB Dengan Sensor TCS230
Colour Detector Device Based of Basic Composer RGB by TCS230 Censor
Muhammad Andang Novianta 1)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND1)
Jl. Kalisahak No.28, Kompleks Balapan Yogyakarta
Telepon (0274) 563029 ekst 214
E-mail : [email protected])
Abstrak
Pada umumnya pengukuran variabel warna dilakukan menggunakan LDR ataupun
fototransistor. Warna disusun dari warna dasar, salah satunya untuk cahaya dengan warna
dasar penyusunnya adalah warna merah, hijau dan biru (RGB), adapun parameter warna
tersebut memiliki gelombang cahaya yang berbeda. Dengan perkembangan teknologi
elektronika saat ini memungkinkan pendeteksian atau pengukuran warna dilakukan
berdasarkan warna dasar penyusun salah satunya menggunakan sensor TCS230. Penelitian ini
adalah untuk merancang suatu prototipe berbasis sensor TCS230 yang memanfaatkan
perubahan arus yang besarnya sebanding dengan parameter warna dasar cahaya yang
menimpanya dan kemudian arus tersebut dikonversikan menjadi sinyal kotak dengan frekuensi
sebanding dengan besarnya arus. Hasil pengujian menunjukkan bahwa keakurasian alat
berfungsi dengan baik, hal ini berdasarkan dari sensitivitas sensor warna TCS230 terhadap
pengkonversian warna cahaya ke frekuensi baik untuk warna putih, warna hitam, warna primer
serta warna-warna sekunder.
Kata Kunci : sensor, warna, TCS230, RGB, gelombang cahaya
pendeteksian warna yang dapat mengukur warna dalam
bentuk satuan relativitas.
Pendahuluan
Pesatnya perkembangan teknologi elektronika memberi
dampak peningkatan yang sangat signifikan terhadap
usaha meringankan beban kerja manusia selaku subjek
pelaksana. Sejalan dengan kemajuan teknologi
tersebut, metode teknik pengukuran modern juga
berkembang.
Pengukuran variabel warna umumnya dilakukan
dengan menggunakan LDR atau pun fototransistor.
Dengan
perkembangan
teknologi
elektronika,
dimungkinkan untuk melakukan pendeteksian atau
pengukuran warna berdasarkan warna dasar penyusun
dengan menggunakan sensor TCS230. Photodiode
pada IC TCS230 disusun secara array 8x8 dengan
konfigurasi: 16 photodiode untuk menapis warna
merah, 16 photodiode untuk menapis warna hijau, 16
photodiode untuk menapis warna biru, dan 16
photodiode tanpa penapisan.
Setiap warna bisa diukur atau pun dideteksi. Jika
melihat dengan mata telanjang, warna yang sejenis
dapat susah membedakannya, misalnya antara biru
kehijau-hijauan dengan hijau paling muda, dan
sebagainya. Dalam ilmu fisika, warna disusun dari
warna dasar. Untuk cahaya, warna dasar penyusunnya
adalah warna merah, hijau dan biru, atau lebih dikenal
dengan istilah RGB (Red-Green-Blue). Adapun
parameter warna tersebut memiliki gelombang cahaya
yang berbeda.
Perumusan masalah pada artikel makalah ini adalah
bagaimana merancang rangkaian pendeteksi warna
berdasarkan warna dasar penyusun RGB, cara kerja
alat, dan pengukuran warna mengunakan variabel
warna dasar penyusun.
Untuk pendeteksian warna dasar menggunakan
fototransistor dan LDR, tidak mendapatkan hasil yang
diinginkan. Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan,
membutuhkan sensor yang peka terhadap perubahan
warna pada warna dasar.
Tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan artikel ini
adalah untuk pembuktian pengukuran dan pendeteksian
warna berdasarkan gelombang yang dihasilkan dari
warna dasar penyusun dengan aplikasi yang nyata.
Bahwa warna dapat dideteksi dengan memanfaatkan
pancaran gelombang yang dihasilkan oleh warna dasar
penyusun.
Budi Setiawan Santosa (2007) pada penelitian yang
telah dilakukannya berkaitan dengan pembuatan robot
Dalam pembuatan artikel makalah ini, penulis ingin
memaparkan suatu perancangan suatu instrumen ukur
dengan memanfaatkan warna dasar RGB dalam
D- 47
Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2009
Bidang Teknik Elektro
mesin sortir dengan embedded system. Hasil yang
diperoleh penulis dari pembuatan embedded system ini
berupa alat scanning warna dan mekanisme sortir
benda setelah di-scan. Robot ini digunakan sebagai alat
bantu dalam menyeleksi warna suatu benda. Sehingga
warna dari setiap benda yang disensor akan terlihat
nilai RGBnya. Nilai yang didapat akan dicocokan
dengan tabel data yang ada dengan batasan nilai untuk
masing-masing nilai R, G, dan B. Dari hasil sensor
dapat diketahui nilai warnanya yang kemudian benda
hasil sensor akan diletakkan pada tabung yang
ditentukan. Tabung-tabung tersebut akan segera
menyesuaikan dengan nilai warna dengan bergerak
menggunakan motor servo sebagai penggeraknya
sesuai dengan posisi yang ditentukan. Penentuan gerak
motor servo ini diperoleh dengan mengatur jarak pulsa
sesuai dengan tabung yang dibuat. Antara tabung yang
satu dengan lainnya akan mempunyai jarak pulsa yang
berbeda pula.
warna secara benar. Berhasil atau tidak dalam
mengenal warna juga bergantung pada intensitas dari
warna tersebut.
Ronald Indrajaya (2002) pada penelitian yang telah
dilakukannya berupa prototipe alat pencampur cat
otomatis. Prototipe ini terdiri atas sebuah konveyor
untuk menggerakkan kontainer, solenoida untuk
membuka dan menutup valve pada tangki, sensor
infrared LED sebagai proximity switch, dan motor DC
untuk mengangkat dan menurunkan timbangan A dan
timbangan B, menggerakkan lengan Z, dan mengaduk
cat. Sistem kerja dari prototipe ini adalah mengisi
kontainer dengan cat yang terdapat pada tangki A dan
tangki B. Metode yang dipakai untuk mendapatkan
perbandingan warna cat tertentu itu, yaitu dengan
menimbang berat masing-masing warna cat dengan
suatu transduser LVDT, sesuai dengan setting point
yang di-input-kan. Hasil pengujian yang telah
dilakukan, sistem dapat mencampurkan dua warna cat
sesuai dengan setting point yang di-input-kan
meskipun warna cat hasil pencampuran kurang bagus,
hal ini disebabkan karena error berat rata-rata sebesar
7.42 %.
Gambar 1. Blok diagram rangkaian pendeteksi
warna dasar RGB
Dalam perancangan dan pembuatan alat pendeteksi
warna dasar penyusun RGB ini perlu dilakukan
langkah-langkah untuk mewujudkannya, dari tahap
awal sampai akhir seperti yang ditunjukkan pada
diagram alir Gambar 2.
Metodologi Penelitian
Pada perancangan ini, alat pendeteksian warna
berdasarkan warna dasar penyusun RGB dengan sensor
TCS230.
Secara
keseluruhan
diagram
blok
pendeteksian warna dasar RGB ditunjukkan pada
Gambar 1.
Catu daya
Sensor
pendeteksi
warna
Mikrokontroler
AT89S52
Display
Mulai
Perumusan Masalah
Studi Pustaka
Perancangan Alat
Albert Gunadhi (2002) tentang perancangan sistem
sensor yang dapat mengenali suatu warna serta dapat
mengetahui perbandingan persentase warna dasar dari
suatu warna yang dikenali tersebut. Untuk mengambil
data dari suatu objek gambar digunakan suatu kamera
video analog. Kamera video ini merupakan jenis CCD
(Charge Coupled Devices) berwarna dengan ukuran
¼”. Untuk mengubah sinyal video analog menjadi citra
digital diperlukan sebuah frame grabber. Implementasi
rancangan dilakukan ke dalam bahasa pemrograman
dengan data 24 bit. Bahasa program yang digunakan
adalah bahasa Pascal. Ada 10 macam warna yang
digunakan dalam verifikasi, yaitu: hitam, coklat,
merah, oranye, kuning, hijau, biru, ungu, abu-abu dan
putih. Dalam pengujian sistem, sistem dapat mengenali
warna dengan benar jika citra yang diujikan merupakan
citra yang mempunyai warna yang homogen atau
berupa tekstur yang tidak dominan. Bila citra berupa
tekstur yang dominan, sistem tidak dapat mengenali
Perancangan Hardware
Perancangan Software
Implementasi Hardware
Implementasi Software
Pengujian Hardware
Pengujian Software
Integrasi Sistem
Pengujian alat
Proses
pengujian
Akhir
Gambar 2. Blok diagram perancangan alat
D-48
ISBN : 978 – 979 – 96964 – 6 – 5
Yogyakarta, 14 November 2009
warna yang akan diukur. Hasil pengamatan nampak
pada Tabel 3.
Hasil dan Perancangan
Untuk mengetahui hasil unjuk kerja dari alat ukur ini
dilakukan beberapa pengujian yang nantinya dapat
diambil suatu kesimpulan dari hasil penelitian ini.
Tabel 3. Pengamatan pada warna sekunder
Pengamatan pada warna putih dan hitam
Pada pengamatan ini dilakukan pendeteksian warna
putih dan hitam. untuk mengetahui persentase RGB
yang terkandung dalam warna yang akan diukur. Hasil
pengamatan nampak pada Tabel 1.
Tabel 1. Pengamatan pada warna putih dan hitam
No
1
2
Warna
PUTIH
HITAM
Output
R
(%)
Output
G
(%)
Output
B
(%)
1
40
28
34
2
49
32
21
No
Warna
Output
R
(%)
Output
G
(%)
Output
B
(%)
3
46
39
17
88
91
95
4
43
29
30
35
30
38
5
39
24
39
6
15
40
46
7
26
32
43
8
19
35
48
9
35
36
31
10
28
35
38
Pada pengamatan warna putih, output RGB tinggi
karena warna putih kaya spektrum warna yang
merupakan gabungan dari spektrum cahaya. Pada
pengamatan warna hitam, output RGB rendah karena
hitam termasuk warna gelap dan kurang menyerap
cahaya.
Pengamatan pada warna primer
Pada pengamatan ini dilakukan pendeteksian warnawarna primer yaitu merah, hijau dan biru untuk
mengetahui persentase RGB yang terkandung dalam
warna yang akan diukur. Hasil pengamatan nampak
pada Tabel 2.
Tabel 2. Pengamatan pada warna primer
No
Warna
Output
R
(%)
Output
G
(%)
Output
B
(%)
1
Merah
59
19
24
2
Hijau
26
41
34
3
Biru
18
28
55
Pada pengamatan warna primer, nampak bahwa pada
warna merah persentase tertinggi pada output R, warna
hijau persentase tertinggi pada output G, warna biru
persentase tertinggi pada output B.
Pengamatan pada warna sekunder
Pada pengamatan ini dilakukan pendeteksian warnawarna sekunder yaitu merah, hijau dan biru untuk
mengetahui persentase RGB yang terkandung dalam
Gambar 3. Bagian rangkaian alat
D- 49
Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2009
Bidang Teknik Elektro
spektrum cahaya. Pada pengamatan warna hitam,
output RGB rendah karena hitam termasuk warna
gelap dan kurang menyerap cahaya. Pada pengamatan
warna primer, dapat kita lihat bahwa pada warna merah
persentase tertinggi pada output R, warna hijau
persentase tertinggi pada output G, warna biru
persentase tertinggi pada output B. Pada pengamatan
warna-warna sekunder, tinggi output R, output G, dan
output B tergantung dari dominan warna penyusunnya.
Warna sekunder yang telah diukur tidak hanya
terbentuk dari 2 warna primer saja tetapi juga dari
perpaduan 3 warna atau lebih.
Daftar Pustaka
[1] Blocher, Richard (2003). Dasar Elektronika.
Penerbit Andi Offset, Yogyakarta.
[2] Gunadhi, Albert (2002). Sensor Warna Dengan
Menggunakan kamera Video Berbasis Komputer
Pribadi, Jakarta.
[3] Indrajaya, Ronald (2002). Pembuatan prototipe
alat pencampur cat berbasis MCS-51, Surabaya.
[4] Nalwan, Paulus Andi (2003). Mikrokontroler
AT89C51. Penerbit PT Elex Media Komputindo,
Jakarta.
[5] Putra,
Agfianto
Eko
(2002).
Belajar
Mikrokontroler AT89C51/52/55. Penerbit Gava
Media, Yogyakarta.
[6] Santosa, Budi Setiawan (2007). Scanning Warna
Dengan TCS230 Color Sensor Pada Mesin Sortir,
Yogyakarta.
Gambar 4. Bagian sensor alat
Kesimpulan
Dari hasil perancangan dan pengujian alat didapat
kesimpulan bahwa sistem pendeteksi warna
menggunakan sensor TCS230 yang dibangun dapat
bekerja dengan baik dan hasil implementasi
menunjukkan bahwa tingkat akurasi alat sangat
tergantung beberapa hal seperti pencahayaan, jenis
benda berwarna yang akan dideteksi, jarak antara
sensor dengan obyek warna. Pada pengamatan warna
putih, output RGB tinggi karena warna putih kaya
spektrum warna yang merupakan gabungan dari
D-50