SIMULASI SENSOR CAHAYA PENDETEKSI LEMBAR KARET

SIMULASI SENSOR CAHAYA PENDETEKSI
LEMBAR KARET
Dwi Setio Nugroho
Jurusan Teknik Informatika
STMIK PalComTech Palembang
Abstrak
Tujuan pembuatan alat pendeteksi lembar karet menggunakan sensor TCS 3200 berbasis
mikrokontroler adalah bertujuan untuk memper mudah proses penghitungan lembar karet secara
otomatis dan memberikan efesiensi waktu, tenaga, serta keakurasian proses penghitungan. Alat
ini akan bekerja setelah lembar karet yang melewati sensor tcs 3200 yang akan dibaca atau
dihitung melalui mikrokontroler dan di tampilkan melalui lcd. Komponen pendukung yang
digunakan dalam alat ini adalah sensor tcs 3200 yang berfungsi untuk membaca komponen warna
objek yang dideteksi, mikrokontroler ATMga 16 sebagai pengolah data hasil pembacaan sensor
lcd sebagai penampil informasi dan indikator berupa buzer dan led. Berdasarkan pengujian alat
ini memiliki kemampuan merespon pendeteksian lembaran karet dengan baik. Metode yang
digunakan dalam pengembangan alat pendeteksi lembar karet menggunakan sensor TCS3200
adalah eksperimental. Metode ini terdiri dari beberapa tahap yaitu (1) Analisis kebutuhan, (2)
Analisis permasalahan, (3) Perancangan perangkat keras dan perangkat lunak, (4) perancangan
prmbaca sensor. Perangkat keras terdiri dari , (2) Sensor TCS 3200 sebagai alat pendeteksi, (3)
mikrokontroler sebagai pengolah data sensor, (4) Lcd sebagai penampilan jumlah penghitungan,
(5) indikator led dan buzer sebagai penanda stok karet yang berjalan pada konfeore kosong.
Kata Kunci : TCS 3200, ATMega16, Buzer, Led, Mikrokontroler
PENDAHULUAN
Salah satu dampak perkembangan teknologi otomatisasi yang berbasis mikrokontroler
sebagai sarana komunikasi antara alat dengan sistem terkomputerisasi adalah lahirnya suatu
sistem otomatisasi dapat membantu dan memudahkan pekerjaan manusia. Perancangan alat
berbasis mikrokontroler akan memudahkan kerja manusia dan efisiensi waktu yang digunakan
sehingga akan lebih menghemat tenaga manusia yang akan lebih dimanfaatkan untuk kegunaan
yang lain, sehingga suatu pekerjaan akan berjalan dengan lebih baik tanpa ada waktu tunggu
untuk melakukan hal kecil yang memakan waktu yang agak lama.
Dengan menerapkan teknologi sensor dan pemrograman komputer, maka dapat dirncang
sebuah alat yang mampu bekerja untuk membantu pekerjaan manusia pada industri pengolahan
lembaran katret ini. Pengimplementasian teknologi otomasi berbasis mikrokontroler yang akan
dirancang adalah sistem akan memiliki kemampuan untuk mendeteksi keberadaan lembaran karet
yang terputus pada belt konveyor. Tindakan yang dilakukan oleh sistem ketika mendeteksi adanya
lembaran karet yang terputus adalah melakukan proses penghitungan dengan sistem counter, dan
bila jarak antara satu lembaran karet dengan lembaran berikutnya terpaut selisih jarak maksimum
yang diluar batas ketentuan, maka sistem akan mengaktifkan alarm sebagai indikasi bahwa harus
dilakukan pengisian karet pada kolam distribusi.
[ 1 ]
LANDASAN TEORI
Sensor
Menurut Andrianto, Heri (2013:143) Sensor adalah komponen yang digunakan untuk
mendeteksi suatu besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian
listrik tertentu. Hampir seluruh peralatan elektronik yang ada mempunyai sensor didalamnya.
Pada saat ini sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran yang sangat kecil. Ukuran yang sangat
kecil ini sangat memudahkan pemakaian dan penghematan energi. Sensor merupakan bagian dari
transducer yang berfungsi untuk melakukan sensing atau menangkap adanya perubahan energy
eksternal yang akan masuk ke bagian input dari transducer, sehingga perubahan kapasitas energi
yang ditangkap segera dikirim kepada konvertor dari transducer untuk dirubah menjadi energi
listrik.
Mikrokontroler
Menurut Winoto, Ardi (2010:10) Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprosesor
yang didalamnya terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan internal lainnya yang
sudah terhubung dan terorganisasi dengan sangat baik dan dikemas dalam satu chip yang siap
pakai. Seperti umumnya komputer, mikrokontroler merupakan alat yang mengerjakan instruksi
yang diberikan. Maka bagian terpenting dan utama dari suatu sistem komputerisasi yaitu program
itu sendiri yang dibbuat oleh seorang programmer. Dengan demikian program ini
menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dan sederhanan untuk
melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer. Salah satu tipe
mikrokontroler AVR untuk aplikasi standar yang memiliki fitur memuaskan yaitu mikrokontroler
ATMega16.
Code VisionAVR
Menurut Andrianto, Heri (2013:37) Code VisionAVR adalah sebuah alat bantu
pemrograman (programming tool) yang bekerja dalam lingkungan pengembangan perangkat
lunak yang terintegrasi integrated development environment (IDE) dan didesain agar dapat
menghasilkan kode program secara otomatis untuk mikrokontroler Atmel AVR. Program ini
dapat berjalan dengan menggunakan sistem operasi Windows 2000, XP, Vista dan Windows 7.
LCD
Menurut Andrianto, Heri (2013:77) LCD merupakan suatu display dari bahan cairan yang
pengoprasiannya menggunakan sistem dot matrik. LCD banyak digunakan sebagai display dari
alat elektronika seperti multitester digital, jam digital, kalkulator, dan sebagainya
Resistor
Menurut Zaki (2008:22) Resistor merupakan suatu komponen elektronika yang memiliki
sifat resistif namun beberapa bahan seperti tembaga, perak, emas, dan bahan metal yang
umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil dan dapat digunakan untuk menentukan besarnya
suatu tegangang atau menentukan besar kecilnya kuat arus pada rangkaian.
[ 2 ]
Transistor
Menurut Zaki (2008:37) Transistor merupakan diode dengan dua sambungan yang
membentuk transistor PNP maupun NPN.
Transformator
Menurut Zaki (2008:35) Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan
dan mengubah energi listrik dari sutu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain,
melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi-elektromaknet.
Dioda
Menurut Nazir (1988:52) Dioda adalah jenis vacum tube yang memiliki dua buah
elektroda. Diode tabung pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuan dari inggris yang bernama
Sir J.A.Fleming (1849-1945) pada tahun 1904.
Alat Ukur
Menurut Sugiri (2008:63) alat ukur merupakan sebuah sarana yang sangat penting untuk
menguji baik tidaknya sebuah komponen, mengukur arus yang melewati rangkaian, mengetahui
tegangan rangkaian, dan sebagainya.
Menurut Sugiri (2008:67) Voltmeter adalah alat yang berfungsi mengukur tegangan listrik.
Satuan tegangan listrik adalah volt. Berikut ini adalah bentuk fisik dari alat ukur voltmeter.
Kapasitor
Menurut Zaki (2008:13) Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan
muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan olehsuatu
bahan dielektrik.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis
Pada tahap analisis ini akan ditemukan beberapa data dan fakta yang akan dijadikan bahan
uji dan analisis menuju pengembangan dan penerapan sebuah aplikasi yang diusulkan yang
meliputi analisis masalah, analisis kebutuhan yang meliputi analisis perangkat keras dan analisis
perangkat lunak.
Analisis Permasalahan
Dalam menganalisis masalah melingkupi tentang bagaimana memikirkan permasalahan
yang ingin diselesaikan. Dengan adanya permasalahan tersebut akan muncul rumusan yang akan
diinginkan dalam perancangan alat “Simulasi Sensor Cahaya Pendeteksi Lembaran Karet”,
penulis menarik beberapa permasalahan yang akan dianalisis yaitu :
a. Menganalisis bagaimana prosedur alat yang akan dibuat, mulai dari kebutuhan hardware
dan software pada prototype.
b. Dibutuhkan sebuah prosesor yang memiliki dimensi yang kecil, hal ini dikarenakan
penempatannya yang harus bisa diadaptasikan dengan keadaan pada media uji.
[ 3 ]
Prosedur Pengujian Program
Pada prosedur uji coba program akan dijelaskan tentang cara pengoperasian alat serta
langkah-langkah yang harus dilakukan untuk menjalankan prototype.
Tahap Perancangan
Pada tahap perancangan akan dibahas tentang perancangan alat. Hal ini bertujuan
merealisasikan gagasan yang telah direncanakan sehingga menghasilkan suatu model yang
diharapkan sesuai fungsi pada spesifikasi sistem yang telah ditentukan.
Berdasarkan kondisi permasalahn kebutuhan peralatan penghitung otomatis yang mampu
mendukung kinerja proses produksi di industri pengolahan karet, maka perancangan alat yang
akan dibangun harus memiliki spesifikasi, kemampuan dan kehandalan dalam pengoperasiannya.
Alat tersebut harus mampu mendeteksi lembaran karet dan mampu membedakan perbedaan objek
deteksi dengan landasan konveyor, serta dapat melalukan proses penghitungan waktu jeda antara
lembaran yang akan dideteksi dengan lebaran yang dideteksi sebelumhya. Selain itu, untuk
penyempurnaan alat untuk kedepannya alat masih mampu dikembangkan dengan fungsi
menimbang dan memilah objek karet untuk menentukan kualitas kadar air pada karet tersebut.
Alat Pada gambar alur perancangan dapat diamati bahwa prosedur perancangan diawali dari
perancangan prototype yang akan ditentukan. Langkah selanjutnya adalah melakukan analisis
kebutuhan software dan hardware yang akan diperlukan dalam perancangan
Ketika semua kebutuhan proses perancangan telah terpenuhi, maka langkah berikutnya adalah
memulai persiapan hardware dan software
Pengujian Procedure Kalibrasi Warna
Pada pengujian warna ini bertujuan untuk mengetahui respon sensor terhadap pembacaan
warna.
Black Balance
Black balance merupakan prosedur kalibrasi warna tergelap sebagai acuan dasar nilai
pembacaan minimum untuk tiga hasil pembacaan minimum mendekati nol. Proses black balance
dilakukan dengan menempatkan sampel warna hitam pada posisi area pembacaan sensor. Pada
gambar 1 dibawah ini merupakan pengujian black balance.
Gambar 1. Pengujian Black Balance
[ 4 ]
Berdasarkan hasil kalibrasi black balance sensor akan didapatkan referensi awal sensor untuk
menentukan nilai minimum pembacaan elemen warna dasar.
White Balance
White balance merupakan prosedur kalibrasi warna tercerah sebagai acuan dasar nilai
pembacaan maksimum untuk tiga hasil pembacaan minimum mendekati 255. Proses White
balance dilakukan dengan menempatkan sampel warna putih pada posisi area pembacaan sensor.
Pada gambar 2 dibawah ini merupakan pengujian white balance.
Gambar 2. Pengujian White Balance
Berdasarkan hasil kalibrasi white balance sensor akan didapatkan referensi awal sensor
untuk menentukan nilai maksimum pembacaan elemen warna dasar.
White Balance
White balance merupakan prosedur kalibrasi warna tercerah sebagai acuan dasar nilai pembacaan
maksimum untuk tiga hasil pembacaan minimum mendekati 255. Proses White balance dilakukan
dengan menempatkan sampel warna putih pada posisi area pembacaan sensor.
[ 5 ]
Pada gambar 3 dibawah ini merupakan pengujian white balance.
Gambar 3. Pengujian White Balance
Berdasarkan hasil kalibrasi white balance sensor akan didapatkan referensi awal sensor
untuk menentukan nilai maksimum pembacaan elemen warna dasar.
Pengujian Deteksi Warna Merah Dominan
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan sensor mendeteksi warna dasar
merah dominan. Melalui pengujian ini akan diketahui hasil scanning sensor dengan warna dasar
merah. Dari hasil pengujian ini dapat diketahui hasil pembacaan dengan output nilai pembacaaan
komponen masing masing warna dasar, yaiu kompoonen warna R, G dan B. dapat diketahui hasil
pembacaan menunjukan angka 79 untuk komponen Red, 9 untuk komponen green dan 8 untuk
komponen warna blue.
Pada gambar 4 dibawah ini merupakan pengujian deteksi warna merah dominan.
Gambar 4. Deteksi Warna Merah Dominan
[ 6 ]
Pengujian Deteksi Warna Hijau Dominan
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan sensor mendeteksi warna dasar
merah dominan. Melalui pengujian ini akan diketahui hasil scanning sensor dengan warna dasar
merah. Dari hasil pengujian ini dapat diketahui hasil pembacaan dengan output nilai pembacaaan
komponen masing masing warna dasar, yaiu kompoonen warna R, G dan B. dapat diketahui hasil
pembacaan menunjukan angka 70 untuk komponen Red, 255 untuk komponen green dan 198
untuk komponen warna blue.
Pada gambar 5 dibawah ini merupakan pengujian deteksi warna hijau dominan.
Gambar 5. Deteksi Warna Hijau Dominan
Pengujian Deteksi Warna Biru Dominan
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan sensor mendeteksi warna dasar
merah dominan. Melalui pengujian ini akan diketahui hasil scanning sensor dengan warna dasar
merah. Dari hasil pengujian ini dapat diketahui hasil pembacaan dengan output nilai pembacaaan
komponen masing masing warna dasar, yaiu kompoonen warna R, G dan B. dapat diketahui hasil
pembacaan menunjukan angka 0 untuk komponen Red, 27 untuk komponen green dan 52 untuk
komponen warna blue.
[ 7 ]
Pada gambar 6 dibawah ini merupakan pengujian deteksi warna biru dominan
Gambar 6. Deteksi Warna Biru Dominan
Pengujian Deteksi Warna Kuning Dominan
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan sensor mendeteksi warna dasar
merah dominan. Melalui pengujian ini akan diketahui hasil scanning sensor dengan warna dasar
merah. Dari hasil pengujian ini dapat diketahui hasil pembacaan dengan output nilai pembacaaan
komponen masing masing warna dasar, yaiu kompoonen warna R, G dan B. dapat diketahui hasil
pembacaan menunjukan angka 255 untuk komponen Red, 255 untuk komponen green dan 141
untuk komponen warna blue.
Pada gambar 7 dibawah ini merupakan pengujian deteksi warna merah dominan
Gambar 7. Deteksi Warna Kuning Domina
[ 8 ]
Pengujian Deteksi Warna Karet Asli
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan sensor mendeteksi warna dasar
karet yang akan dijadikan acuhan pendeteksian. Melalui pengujian ini akan diketahui hasil
scanning sensor dengan warna dasar karet asli. Dari hasil pengujian ini dapat diketahui hasil
pembacaan dengan output nilai pembacaaan komponen masing masing warna dasar karet asli,
yaiu kompoonen warna R, G dan B. dapat diketahui hasil pembacaan menunjukan angka xxx
untuk komponen Red, xxx untuk komponen green dan xxx untuk komponen warna blue. Angka
ini akan dijadikan acuhan pada penulisan program agar lembaran karet dapat dideteksi pada
sensor TCS 3200.
Pada gambar 8 dibawah ini merupakan pengujian deteksi warna karet asli dominan
Gambar 8. Deteksi Warna Karet Asli Dominan
PENUTUP
Berdasarkan hasil perancangan dan hasil pembahasan yang dilakukan pada Simulasi
Sensor Cahaya Pendeteksi Lembaran Karet maka penulis membuat kesimpulan sebagai berikut :
Sensor yang digunakan untuk mendeteksi lembaran karet adalah sensor TCS 3200. Yang
merupakan sensor dengan basis pendeteksian menggunakan photodioda sebanyak tiga element,
yang dilengkapi dengan filter warna dasar RGB.
Pengembangan program menggunakan compiler Code Vision AVR dengan standar bahasa
pemrograman C, hasil pemrograman menggunakan sofware editor ini, kemudian di transver
menuju fles memori microkontroler menggunakan program prok isp.
Mikrokontroler yang digunakan adalah ATmega16, yang memiliki empat port input output yaitu
port A port B, port C, dan port D
[ 9 ]
DAFTAR PUSTAKA
Andrianto, Heri. 2013. Pemrograman Mikrokontroler AVR ATmega16 Menggunakan Bahasa C.
Bandung : Informatika.
Nazir 1988. Metode Penelitian. Palembang: Universitas Sriwijaya.
Sugiri. 2004. Elektronika Dasar dan Peripheral Komputer. Yogyakarta : Andi Offset.
Winoto, Ardi. 2010. Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535 Dan Pemrogaman Dengan Bahasa C
pada WinAVR. Bandung : Informatika.
Zaki. 2008. Cara Mudah Belajar Merangkai Elektronika Dasar. Yogyakarta : Absolut.
[ 10 ]