BAB I

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
Alat Pendeteksi Uang Kertas Berdasarkan Warna
Perkembangan zaman sekarang ini membuat popularitas teknologi
otomatis dalam kehidupan masyarakat semakin berkembang. Baik pendukung dan
penentang setuju kemajuan teknologi yang mempercepat tindakan atau prosedur
secara signifikan. Dalam hal ini berbagai kemajuan teknologi telah dihasilkan
untuk membantu kemudahan dalam transaksi dan perdagangan modern. Salah satu
teknologi tersebut adalah pendeteksi nominal uang kertas berdasarkan warna
otomatis menggunakan sensor LDR (Light Dependent Resistor ) dan LED RGB
( Red,Blue,Green ).
Setiap lapisan masyarakat di seluruh penjuru dunia lazim menggunakan
uang sebagai alat pembayaran yang sah dalam bidang perekonomian. Pada
umumnya, di setiap negara terdapat dua jenis uang kartal, salah satunya adalah
uang kertas. Adapun uang kertas yang dibuat terdiri dari banyak jenis nilai
nominal.
Tiap-tiap jenis pecahan nominal dari uang kertas tersebut dibuat dengan
berbeda-beda sesuai nilai nominalnya, perbedaan dari tiap-tiap jenis pecahan nilai
nominal ini bisa diidentifikasi secara elektronik, terutama warnanya.
Alat ini dapat digunakan pada kota-kota besar yang membutuhkan
kecepatan serta praktis dalam transaksi. Biasanya alat ini banyak digunakan pada
tempat-tempat umum seperti Bandara, stasiun, terminal dan pasar. Karena alat ini
tidak membutuhkan campur tangan manusia sehingga dalam transaksinya dapat
dilakukan 24 jam nonstop.
Dalam hal ini, otomasi yang dimaksud adalah mesin penjual minuman
(Vending Machine). Saat ini, Vending Machine tidak lagi menggunakan uang
logam melainkan menggunakan uang kertas dengan sensor berbasis arduino untuk
melakukan pengenalan terhadap obyek uang. Pada penelitian ini, maka perlu
dikembangkan sistem kontrol otomasi yang menggantikan sensor berbasis
5
6
mikrokontroller menggunakan web camera. Penelitian ini bertujuan membuat
sistem pengenalan keabsahan uang menggunakan metode seleksi warna dan
pengenalan nominal uang menggunakan metode deteksi intensitas cahaya. Untuk
mengetahui keabsahan uang, fitur yang dikenali oleh sistem berupa warna dan
digit angka yang terdapat pada uang.
Panel Control LCD.
Lubang untuk memasukan
uang koin.
Lubang untuk memasukan
uang kertas.
Tempat isi minuman
Cofee dengan Cup, jika
siap dapat langsung
diambil.
Tempat ambil minuman
kaleng.
Gambar 2.1 Mesin Vending.
2.1.1
Alat Pendeteksi Uang Portable
Alat pendeteksi uang kertas adalah alat yang dirancang untuk
mempermudah proses pembayaran atau transaksi secara otomatis menggunakan
uang kertas, alat ini dirancang karena sistem pembayaran yang saat ini masih
menggunakan sistem manual. Dalam pembuatan alat ini, menggunakan sensor
LDR dan LED RGB, untuk mendeteksi nominal uang kertas berdasarkan warna
harus melewati sensor. Alat pendeteksi mata uang ini tersedia dalam bentuk
portable atau permanen. Penggunaan alat ini juga tergolong sangat mudah dan
7
cepat. Uang yang akan diperiksa hanya diletakkan di bawah sensor LDR dan
dibawah LED RGB dengan cepat bisa terlihat warna dan nominal mata uang.
Gambar 2.3 Pendeteksi Mata Uang Portable
2.2
Sensor cahaya LDR (Light Dependent Resistor)
Light Dependent Resistor (LDR), merupakan sebuah sensor peka cahaya
yang terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah
elektroda pada permukaannya. Kerja LDR ini tergantung dari keberadaan cahaya.
Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan
elektron bebas dengan jumlah yang relative kecil. Sehingga hanya ada sedikit
electron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup LDR
menjadi konduktor yang buruk, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi
yang besar pada saat gelap atau cahaya redup.
Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak electron yang lepas dari atom
bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak electron untuk
mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang LDR menjadi
konduktor yang baik, atau disebut juga LDR memiliki resistansi yang kecil pada
saat cahaya terang.
8
LDR dibuat dari Cadmium Sulphide (CdS).gambar dibawah menunjukan
simbol dan bentuk fisik LDR.
(a)
(b)
Gambar 2.2 Simbol LDR dan Bentuk fisik LDR.
Dari gambar diatas terlihat dua kaki LDR
tidak memiliki polaritas
sehingga pemasangannya pada rangkaian bisa dibolak-balik.
Parameter-parameter yang perlu diketahui dari LDR adalah:
1. RLDRmin
2. RLDRmax
RLDRmin (Tahanan LDR minimal/terkecil) adalah nilai tahanan LDR
pada kondisi permukaan LDR terkena cahaya, dan apabila intensitas cahaya
tersebut diperbesar, nilai tahanan LDR tidak berubah.
RLDRmax (Tahanan LDR maksimal/terbesar) adalah nilai tahanan LDR
pada kondisi permukaan LDR terkena cahaya, dan apabila intensitas cahaya
tersebut diperkecil, nilai tahanan LDR tidak berubah.
2.3
LED (Light Emitting Diode)
Diode pancaran cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (Light
Emitting Diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya
monokromatik (cahaya yang hanya terdiri atas satu warna dan satu panjang
gelombang) yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Warna yang
dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai dan bisa juga
ultraviolet dekat atau inframerah dekat.
Sirkuit LED dapat didesain dengan cara menyusun LED dalam posisi seri
maupun paralel. Bila disusun secara seri maka yang perlu diperhatikan adalah
jumlah tegangan yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian. Namun bila LED
9
diletakkan dalam keadaan paralel, maka yang perlu diperhatikan menjadi jumlah
arus yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian.
Menyusun LED dalam rangkaian seri akan lebih sulit karena tiap LED
mempunyai tegangan maju (Vf) yang berbeda. Perbedaan ini akan menyebabkan
bila jumlah tegangan yang diberikan oleh sumber daya listrik tidak cukup untuk
membangkitkan chip LED, maka beberapa LED akan tidak menyala. Sebaliknya,
bila tegangan yang diberikan terlalu besar akan berakibat kerusakan pada LED
yang mempunyai tegangan maju relative rendah.
Pada umumnya, LED yang ingin disusun secara seri harus mempunyai
tegangan maju yang sama atau paling tidak tak berbeda jauh supaya rangkaian
LED ini dapat berkerja secara baik.
Gambar 2.4 Bentuk Fisik LED
Gambar 2.5 Simbol LED
10
2.4
LCD (Liquid Crystal Display) 16x2
LCD (Liquid Crystal Display) atau dapat di bahasa Indonesiakan sebagai
tampilan Kristal Cair adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal
cair sebagai penampil utama. LCD bisa memunculkan gambar atau tulisan
berwarna dikarenakan terdapat banyak sekali titik cahaya (piksel) yang terdiri dari
satu buah kristal cair sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik
cahaya, namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya
di dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian
belakang susunan kristal cair tadi.
Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang
membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan
berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh
karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna
lainnya tersaring.
Dalam menampilkan karakter untuk membantu menginformasikan proses
dan control yang terjadi dalam suatu program robot kita sering menggunakan
LCD juga. Yang sering digunakan dan paling murah adalah LCD dengan banyak
karakter 16x2. Maksudnya semacam fungsi tabel di ms office. 16 menyatakan
kolom dan 2 menyatakan baris. Bila kita beli di pasaran, LCD 16x2 masih
kosongan, maksudnya kosongan yaitu butuh driver lagi supaya bisa dikoneksikan
dengan system minimum dalam suatu mikrokontroler. Driver yang disebutkan
berisi rangkaian pengaman, pengatur tingkat kecerahan backligt maupun data,
serta untuk mempermudah pemasangan di mikrokontroler (portable red).
11
Gambar 2.6 Bentuk Fisik LCD 16x2
Berikut adalah deskripsi dari pin – pin LCD:

Ground (pin 1) adalah masukan tegangan power nol (0) volt dan sinyal
ground.

Vcc (pin 2) adalah masukan tegangan +5 volt.

Vee (pin 3) adalah dihubungkan dengan level ground melalui trimpot.

RS (pin 4) adalah data dikirim ke LCD.

RW (pin 5) adalah merupakan read select, 1 = read, 0 = write.

Enable Clock LCD (pin 6) adalah merupakan masukan logika 1 setiap
kali pengiriman atau pembacaan data.
2.5

D0-D7 (pin 7 – pin 14) adalah merupakan data bus 1-7 ke port.

Anoda (pin 15) merupakan masukan tegangan positif backlight.

Katoda (pin 16) merupakan masukan tegangan negative backlight.
Arduino
Arduino adalah sebuah kit elektronik open source yang dirancang khusus
untuk
memudahkan
setiap
orang
dalam
belajar
membuat
robot
atau
mengembangkan perangkat elektronik yang dapat berinteraksi dengan bermacam
macam sensor dan pengendali. Gambar berikut menunjukkan bentuk Arduino
Uno.
12
Gambar 2.7 Ardunino Uno
Kegunaan Arduino tergantung pada kita yang membuat program. Arduino
bisa digunakan unuak mengontrol LED, motor DC maupun aplikasi lainnya. Salah
satu kelebihan Arduino adalah kemudahan dalam membangun aplikasi. Dengan
Arduino, pengguna mikrokontroler dapat memilih cara cepat dalam membangun
sebuah aplikasi berbasis mikrokontroler. Berikut spesifikasi modul Arduino
Duemilanove sebagai berikut :
Tabel 2.1 Spesifikasi Teknis Arduino Uno
Microcontroller
ATmega168
Operating Voltage
5V
Input Voltage
7-12V
(recommended)
Input Voltage (limits)
6-20V
Digital I/O Pins
14 (of which 6 provide PWM output)
Analog Input Pins
6
DC Current per I/O Pin 40 mA
13
DC Current for 3.3V Pin 50 mA
16 KB (ATmega168) or 32 KB (ATmega328) of which
Flash Memory
2 KB used by bootloader
SRAM
1 KB (ATmega168) or 2 KB (ATmega328)
EEPROM
512 bytes (ATmega168) or 1 KB (ATmega328)
Clock Speed
16 MHz
Walaupun bahasa pemograman Arduino adalah bahasa C/C++,tetapi
dengan penambahan library dan fungsi – fungsi standar membuat pemograman
Arduino lebih mudah dipelajari dan lebih manusiawi. Contoh, untuk mengirimkan
nilai HIGH pada pin 10 pada Arduino, cukup menggunakan fungsi digital Writter
( 10, HIGH ), Sedangkan kalau menggunakan bahasa C aslinya adalah PORTB
I=(1<<2);
Tersedia library yang sangat banyak untuk menghubungkan Arduino
dengan macam – macam sensor, actuator maupun modul komunikasi. Misalnya
library untuk mouse, keyboard, servo, GPS, dsd. Berhubung Arduino adalah open
source, maka library – library ini juga open source dan dapet di download gratis di
website Arduino. Dengan bahasa yang lebih mudah dan adanya library dasar yang
lengkap, maka mengambangkan aplikasi elektronik relative lebih mudah. Contoh,
kalau kita ingin membuat pintu gerbang otomatis menggunakan remote control
infrared. Cukup membeli sebuah remote control infrared kit dan menyambungkan
ke Arduino.
Arduino tidak membuat bahasa pemograman khusus, melainkan
menggunakan bahasa C yang sudah ada, lebih tepatnya Bahasa C yang
menggunakan compiler AVG – GCC ( AVR GNU C – Compiler). Bahasa C
adalah bahasa yang sangat lazim dipakai sejak awal – awal komputer diciptakan
dan sangat berperan dalam perkembangan software. Bahasa C telah membuat
bermacam – macam system operasi Unix, Linux, dsb. Bahasa C juga biasanya di
14
akademi dan perguruan tinggi selain bahasa pemograman Basic atau Pascal.
Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang sangat ampuh yang kekuatannya
mendekati bahasa assembler.
Bahasa C menghasilkan file kode objek yang sangat kecil dan dieksekusi
dengan sangat cepat. Karena itu Bahasa C sering digunakan pada sistem operasi
dan pemrograman mikrokontroler. Bahasa C adalah multi – platform Bahasa C
bisa diterapkan pada lingkungan Windows, Unix, Linux atau sistem operasi lain
tanpa mengalami perubahan source code ( kalaupun ada perubahan, biasanya
sangat minim ). Karena Arduino menggunakan Bahasa C yang multi – platform,
maka software Arduino pun bisa dijalankan pada semua sistem operasi yang
umum misalnya : Windows, Linux dan MacOS. Bahasa C mudah dipelajari.
Maksud kata ‘mudah’ disini adalah relative. Tergantung kemampuan setiap user.
Kalau anda sudah mengeri bahasa C, anda bisa melakukan pengembangan dengan
board lain atau mikrokontroler lain dengan lebih mudah. Di internet banyak
library bahasa C untuk Arduino yang bisa didownload dengan gratis. Setiap
library Arduino biasanya disertai dengan contoh pemakaiannya. Keberadaan
library – library ini bukan hanya membantu kita membuat proyek mikrokontroler,
tetapi bisa di jadikan sarana untuk mendalami pemrograman Bahasa C pada
mikrokontroler.
2.5.1
Soket USB
Soket USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke
komputer atau laptop. Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan
juga sebagai port komunikasi serial.
2.5.2
Input / Output Digital
Input / output Digital atau digital pin adalah pin – pin untuk
menghubungkan Arduino dengan komponen atau rangkaian digital. Misalnya
kalau ingin membuat LED berkelip, LED tersebut bisa dipasang pada salah satu
pin I/O digital dan ground. Komponen lain yang menghasilkan output digital atau
menerima input digital bisa disambungkan ke pin – pin ini.
15
2.5.3
Input Analog
Input Analog atau analog pin adalah pin – pin yang berfungsi untuk
menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari
potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dsb.
2.5.4
Baterai / Adaptor
Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan
tegangan dari baterai / adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan
ke komputer. Kalau Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB,
Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang
baterai / adaptor saat memprogram Arduino.
2.6
Aplikasi Program Arduino IDE ( Integrated Development Enviroment )
Ketika kita membuka program Arduino IDE ( Integrated Development
Enviroment ), akan terlihat serupa dengan tampilan gambar 2.5 dibawah ini. Jika
kita menggunakan Windows atau Linux, akan terlihat perbedaan, tetapi pada
dasarnya IDE ( Integrated Development Enviroment ) akan sama tidak perduli
Operasi Sistemnya apa yang digunakan.
Gambar 2.8 Tampilan program IDE ( Integrated Development Enviroment )
16
2.7
Arduino Programming Tool
Arduino merupakan perangkat pemrograman mikrokontroler jenis AVR
yang tersedia secara bebas (open-source) untuk membuat prototip elektronika
yang dapat berinteraksi dengan keaadaan sekitarnya. Arduino dapat menerima
input dari berbagai jenis sensor dan mengendalikan sensor, servo dan aktuator
lainnya.
Gambar 2.9 Tampilan Utama Aplikasi Arduino
1.Toolbar
Gambar 2.10 Toolbar pada Aplikasi Arduino
17
a. Verify
Tombol ini digunakan untuk meng-compile program yang telah dibuat.
Compile berguna untuk mengetahui apakah program yang dibuat telah benar atau
masih memiliki kesalahan. Apabila asa kesalahan yang terjadi, bagian Message
akan menampilkan letak kesalahan tersebut.
b. Stop
Tombol ini digunakan untuk membatalkan proses verify yang sedang
berlangsung.
c. New
Tombol digunakan untuk membuat coding pada windows yang baru.
d. Open
Tombol ini digunakan untuk membuka coding yang sudah disimpan
sebelumnya.
e. Save
Tombol ini digunakan untuk menyimpan coding yang sedang dikerjakan.
f. Upload
Tombol ini digunakan mengirim coding yang sedang dikerjakan ke
mikrokontroler.
g. Serial Monitor
Tombol ini digunakan untuk melihat aktivitas komunikasi serial dari
mikrokontroler baik yang di kirim oleh user ke mikrokontroler maupun sebaliknya
18
2. Coding Area
Bagian ini merupakan tempat penulisn coding dengan menggunakan bahasa
pemrograman C.Coding di dalam Arduino memiliki 2 (dua) bagian utama,yaitu:
a)Void setup()
Bagian ini merupakan inisialisasi yang diperlukan sebelum program utama
dijalankan.contoh:
Void setup()
{
Serial.begin(19200);
// inisialisasi baudrate komunikasi serial.
pinMode(5,INPUT);
// set pin no.5 Arduino sebagai input.
pinMode(12,OUTPUT); // set pin no.12 Arduino sebagao output.
}
b)Void setup()
Bagian ini merupakan fungsi utama yang dijalankan terus menerus selama
modul Arduino terhubung dengan power supply.Contoh
Void loop()
{
digitalWrite(13,HIGH);
//memberikan logic High pada pin 13.
delay(100);
//menunda selama 1 detik.
digitalWrite(13,LOW);
//memberikan logic Low pada pin 13
delay(100);
//menunda selama 1 detik.
}
19
3. Application status
Bagian ini memberikan informasi kepada pengguna mengenai tugas yang
sedang dijalankan oleh aplikasi Arduino.
4. Message
Bagian ini memberikan informasi kepada pengguna mengenai besarnya
ukuran file dari coding yang dibuat dan letak kesalahan yang terjadi pada coding.
2.8
Serial Port
Komunikasi serial digunakan untuk memprogram mikrokontroler langsung
dari aplikasi Arduino.Selain itu,komunokasi serial juga digunakan untuk
mengirim dan menerima data antara mikrokontroler dan komputer melalui
fasilitas serial monitor yang terdapat pada aplikasi Arduino. Seperti gambar
berikut ini:
Gambar 2.11 Tools Serial Port