ALAT PENDETEKSI WARNA MENGGUNAKAN SENSOR TCS3200

ALAT PENDETEKSI WARNA
MENGGUNAKAN SENSOR TCS3200
BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA8535
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Teknologi
Nama, NPM
Pembimbing
: Ledi Dianto, 21108141
: Dr. Wahyu Kusuma
R,. ST,. MT
E-Mail
:
[email protected]
semakin
dan perkembangan
berkembang
teknologi dapat
dirasakan oleh semua kalangan, dimana
teknologi
merupakan
hasil
dari
peradaban manusia yang semakin maju,
ABSTRAKSI
yang dirasakan sangat membantu dan
Kata Kunci : Mikrokontroler, Switch, Led,
Sensor Warna TCS3200, Transistor.
mempermudah
manusia
dalam
memenuhi kebutuhan hidupnya. Begitu
Penelitian ini telah berhasil alat
pendeteksi warna menggunakan sensor
TCS3200
berbasis
mikrokontroler
Atmega8535
dengan
pemrograman
mikrokontroler ATMega8535. Sensor warna
untuk membedakan warna data yang
diambil. Sistem terdiri atas perangkat keras
dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri
atas mikrokontroler ATMega8535, sensor
warna
TCS3200,
Perangkat
lunak
mikrokontroler dalam penelitian ini dibuat
dengan menggunakan bahasa pemograman
BASCOM. Pada sensor warna TCS3200
terdapat I/O PORT SDA dan SCL yang
berfungsi
untuk
antar
muka
ke
mikrokontroler
Atmega8535,
untuk
mengaktifkan sensor perlu pengambilan data
setiap objek warna yang didekatkan.
Pengambilan data menggunakan switch yang
berfungsi untuk menggantikan sensor posisi,
sedangkan dua buah LED sebgai pemancar
cahaya, transistor sebgai saklar untuk
mengaktifkan LED. Posisi pengambilan
objek harus tepat, hal ini bertujuan supaya
sensor warna bisa membaca warna objek
yang tepat. Jika terjadi posisi yang tidak
tepat setelah proses pengambilan data dan
pengujian, maka output yang dihasilkan
tidak bisa mendeteksi warna tersebut. Objek
warna akan tampil sesuai dengan posisi yang
tepat saat pengambilan data warna.
Mikrokontroler untuk memproses input yang
telah diambil. Setelah proses selesai maka
hasil pengujian sensor warna bisa dilihat dari
LCD sebagai informasi warna yang
ditampilkan saat pengambilan data objek
warna.
juga dengan bidang elektronika, yang
menuntut automatisasi dalam segala hal
yang
dapat
meringankan
pekerjaan
manusia dan menjadikan segalanya
mudah
digunakan
dan
dapat
mendatangkan keuntungan.
Salah satu tekhnologi yang bisa
bekerja otomatis yaitu sensor warna
TCS3200 digunakan untuk berbagai
kebutuhan, salah satu untuk mengetahui
analisa beberapa objek warna yang
didekatkan
pada
sensor
membedakan
beberapa
jenis
untuk
objek
warna pilihan, mengetahui cara kerja
sensor warna, supaya sensor warna
tersebut bisa bekerja sesuai kebutuhan
warna yang diperoleh.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan
membangun
penelitian
alat
ini
pendeteksi
adalah
warna
menggunakan sensor TCS3200 berbasis
mikrokontroler Atmega8535.
1.3 Batasan Masalah
Permasalahan dalam tugas akhir ini
dibatasi pada pembuatan program alat
Daftar Pustaka (2006-2011)
pendeteksi
1
warna
menggunakan
sensor
2
TCS3200
berbasis
Atmega8535,
mikrokontroler
program
dibuat
dengan
Alat
pendeteksi
menggunakan
sensor
warna
TCS3200
menggunakan bahasa BASCOM. Warna
berbasis
yang digunakan sepuluh warna yaitu hitam,
Atmega8535 yang digunakan untuk
putih, biru, kuning, merah, ungu, hijau,
membedakan berbagai jenis warna
orange, hijau muda, dan cokelat. Lebar
sesuai pengambilan data warna
objek yang digunakan 5.5cm, jarak sensor
yang diuji.
warna yang digunakan 1.5cm.
mikrokontroler
5. Pengambilan simpulan
Pengambilan simpulan dilakukan
dengan melihat hasil dari pengujian
1.4 Metode Penelitian
Metode penelitian yang dilakukan
dalam penyelesaian tugas akhir ini meliputi:
1. Studi Pustaka, yaitu mengambil
refrensi
atau
teori-teori
yang
mendukung judul penulisan,
sistem yang telah dilakukan.
1.5 Sistematika Tulisan
Sistematika tulisan pada tugas akhir ini
meliputi:
BAB 1 PENDAHULUAN
Berisi tentang tentang latar
2. Studi literatur
belakang masalah, tujuan
Studi mengenai membangun alat
pendeteksi
sensor
warna
menggunakan
TCS3200
berbasis
penulisan,
batasan
masalah,
metode
penelitian, dan sistematika
mikrokontroler Atmega8535 untuk
penulisan.
membedakan berbagai objek warna
pilihan yang diinginkan, yang mana
objek warna tersebut dalam posisi
yang tepat dalam pendeteksian
sensor
warna
yang
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
digunakan,
Membahas tentang teori-
untuk meminimalisir kegagalan dari
teori
deteksi objek warna.
pendukung
digunakan
3. Pengumpulan data meliputi :
yang
dalam
perencanaan
 Pengumpulan data warna untuk
dan
pembuatan tugas akhir.
mengenali berbagai jenis warna
menggunakan sensor warna
 Pengumpulan
data
program
bahasa BASCOM untuk AVR
 Pengumpulan data ATMega8535
BAB 3 PERANCANGAN ALAT
DAN ANALISA
Berisikan
perancangan
tentang
alat
yang
akan dibuat untuk tugas
4. Pengujian sistem meliputi :
akhir ini, meliputi meliputi
3
gambaran
umum
berisi
tentang
secara
blok
alat,
Mikrokontroler
analisa
menggunakan
AVR
konsep
sudah
arsitektur
diagram,
Harvard yang memisahkan memori
analisa secara detil, dan
dan bus untuk data dan program, serta
flowchart.
sudah
menerapkan
single
level
pipelining. Selain itu mikrokontroler
BAB 4 UJI COBA ALAT
Bab
ini
tahap
berisi
tentang
pengujian
juga
RISC
(Reduced
Computing)
dan
mengimplementasikan
sehingga
2.1.3
eksekusi
Fitur ATMega8535
ini
berisi
tentang
Kapabilitas
simpulan
yang
diambil
ATMega8535
pengerjaan
alat
serta saran bagi pembaca
untuk
Set
cepat dan efisien.
BAB 5 PENUTUP
selama
Instruction
instruksi dapat berlangsung sangat
pengoperasian alat.
Bab
AVR
mengembangkan
alat ini lebih baik lagi.
detail
dari
adalah
sebagai
berikut:
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis
RISC dengan kecepatan maksimal
16 Mhz.
2. Kapabilitas memory flash 8 KB,
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
SRAM sebesar 512 byte, dan
2.1 Mikrokontroler
EEPROM
2.1.1
Programmable Read Only Memory)
Definisi Mikrokontroler
Mikrokontroler
AVR
Vegard’s
Risc
ATmega8535
yang
(Alf
and
processor)
menggunakan
(Electrically
Erasable
sebesar 512 byte.
3. ADC internal dengan fidelitas 10
bit sebanyak 8 channel.
teknologi RISC (Reduce Instruction
Set Computing) 8 bit, dimana semua
instruksi dikemas dalam kode 16-bit,
2.1.4 Konfigurasi Pin ATMega8535
1. VCC merupakan pin yang
dan program berjalan lebih cepat
berfungsi sebagai pin masukan catu
karena hanya membutuhkan satu siklus
daya.
clock
untuk
mengeksekusi
satu
instruksi program, berbeda dengan
2. GND merupakan pin ground.
3. Port A (PA0 s.d. PA7) merupakan
intruksi MCS 51 yang membutuhkan
pin I/O dua arah dan sebagai
12 siklus clock.
pinmasukan ADC.
4. Port B (PB0 s.d. PB7) merupakan
2.1.2
Arsitektur ATMega8535
pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,
4
yaitu
Timer/Counter,komparator
analog,dan SPI.
5.
Port C (PC0 s.d. PC7) merupakan
pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,
yaitu TWI,
komparator analog dan
Timer Oscillator.
6. Port D (PD0 s.d. PD7) merupakan
pin I/O dua arah dan pin fungsi
khusus,
yaitu
Gambar 2.4 Tampilan awal bascom AVR
2.3
komparator
analog,interupsi
eksternal,dan
komunikasi serial.
Perangkat Pengindra (sensor)
Sensor adalah suatu alat yang
berfungsi mengukur besaran tertentu seperti
suhu, kelembaban, panas dan sebagainya
7. RESET merupakan pin yang
atau bisa dijelaskan sebagai alat untuk
digunakan untuk me-reset
mendeteksi atau mengukur sesuatu yang
mikrokontroler.
digunakan untuk mengubah variasi mekanis,
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan
pin masukan clock ekstenal.
magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi
tegangan dan arus listrik.
9. AVCC merupakan pin masukan
tegangan untuk ADC.
2.3.1
10.AREF merupakan pin masukan
Warna
Warna secara objektif atau fisik dapat
tegangan referensi ADC.
diberikan oleh panjang gelombang. Dilihat
dari panjang gelombang,
2.2.
Pemograman CodeVision AVR
Pemrograman
mikrokontroler
ATmega8535 dapat menggunakan low level
language
(assembly)
dan
high
level
cahaya
yang
tampak dari mata salah satu bentuk pancaran
energi
bagian
sempit
dari
gelombang
elektromagnetik. Cahaya yang ditangkap
indera manusia 380 sampai 780 nanometer.
language (C, Basic, Pascal, JAVA,dll)
tergantung
compiler.
yang
digunakan.
Bahasa Assembler mikrokontroler AVR
memiliki kesamaan instruksi, sehingga jika
pemrograman satu jenis
mikrokontroler
AVR sudah dikuasai, maka akan dengan
mudah
keseluruhan
menguasai
pemrograman
mikrokontroler
mikrokontroler AVR.
jenis
2.3.2
Sensor Warna TCS3200
Sensor warna merupakan sebuah
modul sensor warna yang berbasis Sensor
TAOS TCS3200 yang digunakan melakukan
pengukuran warna RGB(Read, Green, Bue)
dari sebuah objek.
Modul sensor
ini
memiliki fasilitas untuk merekam hingga 25
data warna yang akan disimpan dalam
EEPROM. Modul sensor ini dilengkapi
dengan antarmuka UART TTL dan I2C.
5
NPN) terletak pada polaritas pemberian
tegangan bias dan arah arus listrik yang
selalu berlawanan.
2.3.5
ATtiny2313
Gambar 2.9 sensor warna TCS3200
ATTiny
mikrokontroller
2.3.3
2313
8-bit
merupakan
AVR
dengan
LED Superbright
Kapasitas memory maksimum sebesar 2
LED adalah komponen elektronika
Kbytes yang tersimpan didalam Memory
yang terbuat dari bahan semi konduktor
Flash-nya. ATTIny 2313 merupakan chip IC
jenis dioda yang mampu memencarkan
produksi ATMEL yang termasuk golongan
cahaya. LED mampu menghasilkan cahaya
single chip mikrokontroler, dimana semua
yang berbeda-beda menurut semikonduktor
yang
digunakan
dan
jenis
bahan
semikonduktor tersebut akan menghasilkan
panjang gelombang yang berbeda sehingga
cahaya yang dihasilkan bebeda pula. LED
Superbright terbuat dari bahan Gallium
(Ga), Arsen (As), dan Fosfor (P) atau
disingkat GaAsP dan ditempatkan dalam
suatu wadah yang tembus pandang. Gambar
2.11 simbol LED dan bentuk fisik LED.
rangkaian
termasuk
memori
dan
I/O
tergabung dalam satu paket IC.
2.4
Limit Switch
Limit swtich merupakan saklar
yang
dilengkapi
dengan
katup
yang
berfungsi menggantikan tombol. Prinsip
kerja
limit
swtich
memutuskan
dan
menghubungkan rangkaian menggunakan
objek atau benda lain, menghidupkan daya
yang besar dengan sarana yang kecil,
sebagai sensor kondisi atau posisi dari suatu
objek. Gambar 2.16 menunjukkan limit
switch.
Gambar 2.11 (a) Simbol LED dan (b)
Bentuk Fisik LED.
2.3.4.
Transistor
atas transistor memiliki tiga kaki
yang masing-masing diberi nama B (Basis),
K (Kolektor), dan E (Emitor). Perbedaan
fungsi dari jenis transistor ini (PNP atau
2.5 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah sebuah
alat
yang berfungsi untuk menampilkan
huruf, angka atau simbol-simbol tertentu.
Tipe LCD yang sering digunakan adalah
6
LCD 16 x 2 (16 kolom 2 baris) dan LCD 20
x
2
(20 kolom
2
baris).
Dalam
pengoperasian LCD ada tiga buah line
control, yaitu line EN, line RS, dan line RW.
Bisa dilihat pada gambar 2.17 di bawah ini.
BAB 4 HASIL UJI COBA ALAT
4.3.1 Pengujian Modul TAOS Warna
a.
BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN
Penentuan
Posisi
Sensor
Warna
TCS3200 Terhadap Objek Warna
Gambar
ANALISA
4.1
di
bawah
ini
menunjukkan letak posisi objek warna yang
digunakan.
3.1. Gambaran Umum Alat
Alat
pendeteksi
warna
menggunakan sensor TCS3200 berbasis
mikrokontroler Atmega8535 merupakan alat
yang mendeteksi warna yang menggunakan
modul
sensor
warna
TCS3200
untuk
mendeteksi objek warna yang didekatkan,
yang mana setiap warna tersebut output yang
Gambar 4.1 Letak Posisi Sensor
dihasilkan akan ditampilkan ke dalam LCD
Warna TCS3200
teks.
Gambar 4.1 di atas merupakan posisi yang
3.2
digunakan untuk mendeteksi objek warna,
Diagram Blok
Untuk memahami cara kerja alat
pendeteksi
TCS3200
warna
menggunakan
berbasis
sensor
mikrokontroler
Atmega8535, perlu menggunakan diagram
blok. Diagram blok antara satu blok dengan
blok lain saling berkaitan, seperti yang
terlihat pada gambar 3.1.
gambar di atas menunjukkan letak posisi
antara sensor warna TCS3200 dengan objek
warna yang akan dideteksi sekitar 1.5cm.
Sedangkan untuk panjang dan lebar dari
objek
warna
masing-masing
objek
mempunyai panjang objek 5cm, lebar yang
digunakan objek 5.5cm.
7
4.3.5 Pengujian Kalibrasi Warna
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Port
Mikrokontroler Atmega8535
Tabel 4.6 Kalibrasi Warna
Keterangan:
Tabel
pengujian terhadap
Keterangan:
Pada tabel 4.6 di atas terlihat bahwa
tegangan yang terdapat pada PORTC.1
antara hitam dan putih, hitam nilai tegangan
yang dihasil 3.32volt sedangkan pada putih
nilai tegangan 3.25volt. Untuk tegangan
output
pada
4.7
PORTB.0
hitam
bernilai
tegangan 4.63volt, sedangkan putih 4.62volt.
Pada PORTB.4 terlihat sekali perbedaan
output yang dihasilkan pada kalibrasi black
balance nilai tegangan yang dihasilkan
4.56volt, sedangkan pada white balance
kalibrasi tegangan yang dihasilkan 0.49volt,
sama hal nya pada PORTB.6 tegangan yang
terdapat pada kalibrasi hitam 4.46volt dan
Atmega8535
merupakan
port
dalam
hasil
mikrokontroler
kondisi
sensor
mendeteksi objek yang didekatkan. Warna
hitam memiliki tegangan pin SDA pada
modul
dengan
TAOS
warna
port
yang
mikrokontroler
PC.1
sebesar
3.31volt,
terdapat
sebesar
pada
3.32volt,
output yang dihasilkan pada masing-masing
portb0-portb.7.
Masing-masing
warna
memiliki tegangan yang berbeda, perbedaan
setiap warna ditunjukkan pada tabel 4.8 di
bawah ini. Nilai tegangan rata-rata 0volt4volt. Nol menunjukkan tegangan bernilai
dibawah satu(-) dan tegangan (+) berarti
nilai di atas satu atau sama dengan satu.
putih hanya 0.45volt.
Tabel 4.8 Perbedaan Nilai
4.3.6
Hasil
Pengujian
Mikrokontroler Atmega8535
PORT
Tegangan Objek Warna
8
5.2
Saran
Hasil penetilian ini masih perlu
disempurnakan untuk menghasilkan analisa
sensor warna yang handal. Berikut adalah
Keterangan:
Tegangan yang terdapat pada PIN
SDA masing-masing warna berkisar antara
3.24volt-3.32volt, sedangkan pada PIN PC1
3.22volt-3.32volt. Pada tabel 4.8 di atas
terlihat
bahwa
memiliki
masing-masing
tegangan
yang
warna
berbeda-beda.
Perbedaan warna tersebut bisa dilihat dari
hexadecimal
angka
yang
dihasilkan.
Hexadesimal untuk warna hitam B8hex,
putih 18hex, biru A8hex, kuning E8hex,
merah 30hex, ungu C8hex, hijau 2Chex,
orange 8Ahex, hijau muda 88hex dan
beberapa saran yang bisa dikembangkan
antara lain :
1. Dalam pengambilan data objek
warna tata letak dari objek warna
yang ditempatkan dalam posisi
yang
tepat,
untuk
menghindari
sensor warna tidak bisa megambil
data objek yang didekatkan.
2. Bisa digunakan untuk robotika
dengan
memindahkan
atau
mengangkat barang sesuai warna.
3. Perlu pemahaman yang tepat cara
kerja dari sensor warna TCS3200.
cokelat 28hex.
4. Bisa digunakan dibidang industri
untuk
BAB 5 P E N U T U P
5.1
pendeteksi
warna
TCS3200
letak
dari
barang yang ingin diseleksi dan
Simpulan
Pengujian
membedakan
telah
berhasil
menggunakan
berbasis
alat
dipindahkan.
sensor
Daftar Pustaka
mikrokontroler
Atmega8535 dengan jumlah warna sebanyak
sepuluh objek warna yaitu hitam, putih, biru,
kuning, merah, ungu, hijau, orange, hijau
Objek warna yang didekatkan pada
sensor warna harus tepat, hal ini bertujuan
supaya informasi yang ditampilkan akurat.
Jika letak dari posisi tidak tepat maka sensor
akan
tidak
its.edu/uploadta/downloadmk.php?id
=1852.
muda, dan cokelat.
warna
[1] Anonim, www.eepis-
bisa
menampilkan
informasi yang akurat. Sensor warna pada
tugas akhir ini posisi antara sensor TCS3200
dengan objek warna 1.5cm, sedangkan lebar
dari objek warna yang didekatkan 5.5cm.
[2] Anonim, www.eepisits.edu/uploadta/downloadmk.php?id
=1185.
[3] Anonim, http://elektronikadasar.com/komponen/limit-switchdan-saklar push-on/.
[4] Anonim,
http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/45
9
2/jbptunikompp-gdl- wahyudinim22574-3-unikom_w-i.pdf.
[13] Anonim, Modul Praktikum Sistem
Tertanam, Laboratorium Menengah
Elektronika dan Komputer Universitas
[5] Anonim, http:// jbptunikompp-gdl-
Gunadarma, Depok, 2011.
wahyudinim-22574-3-unikom_wi_3.pdf.
[14] Budiharto, Widodo, Panduan
Praktikum Mikrokontroler AVR
[6] Anonim,
http://reehokstyle.blogspot.com/2010/
ATMEGA16,
Jakarta, PT. Elex
Media Komputindo, 2008.
03/akses-lcd-16x2.html.
[15] Prihono, Jago Elektronika Secara
[7] Anonim,
Otodidak, Kawan Pustaka, Jakarta, 2009.
http://www.scribd.com/doc/50404470
/Pengenalan-AVR ATMEGA-8535PART-II.
[16] Wardhana, Lingga, Belajar Sendiri
Mikrokontroler AVR seri
ATMEGA8535, Penerbit ANDI,
[8] Anonim : http://ilmuelektronika.co.cc/transistor.html, 20
Desember 2009.
[9]
Anonim,http://www.innovativeelectr
onics.com, 2010.
[10] Anonim, Modul Panduan Elektronika
Dasar 1, Laboratorium Elektronika
dan Komputer Universitas
Gunadarma, Depok, 2009.
[11] Anonim, Modul Panduan Sistem
Digital, Laboratorium Elektronika dan
Komputer Universitas Gunadarma,
Depok, 2009.
[12] Anonim, Modul Praktikum
Mikroprosesor S1, Laboratorium
Menengah Elektronika dan Komputer
Universitas Gunadarma, Depok, 2010.
Yogyakarta, 2006.