BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 1.1. PENELITIAN TERDAHULU Protoyype Alat Penyortir barang bukanlah hal yang tidak biasa kita temukan, banyak jurnal nasional dan internasional yang berikaitan dengan penelitian ini dan beberpa jurnal saya lampirkan dengan penjelasan singkat untuk mengetahui sejauh mana teknologi penyortiran dikembangkan, berikut adalah penelitian terdahulu yang terkait: 1. Rancang Bangun Sistem Sortir Buah Apel Menggunakan Sensor Warna Dan Sensor Suhu yang disusun oleh (Mohammad Fauzin Amin et.al, 2017). Dalam isi jurnal internasional ini memaparkan bahwa sistem ini berfungsi Merancang dan mengimplementasikan Sistem Sortir Buah Apel Menggunakan Warna dan Sensor Suhu. Merancang dan meng-implementasi-kan Sistem Sortir Buah Apel Menggunakan RTC Mengetahui hasil pengiriman data menggunakan modul wireless NRF24L01 [15]. 2. Prototipe penyortir barang berdasarkan Warna, bentuk dan tinggi berbasis Programmable logic controller (plc) Dengan penggerak sistem pneumatic yang disusun oleh (Hermawati et.al, 2014). Dalam isi jurnal tentang pemanfaatan PLC untuk mengendalikan peralatan penyortir barang berdasarkan warna, bentuk dan tinggi benda dengan penggerak sistem pneumatic. Penggunaan penyortir barang ini banyak dipergunakan pada industri tetapi biasanya hanya salah satu saja yang dipergunakan sehingga untuk merancang sistem penyortir barang yang melakukan penyortiran berdasarkan warna, bentuk dan tinggi memiliki permasalahan tersendiri. Sensor warna yang dipergunakan untuk membaca RGB adalah sensor TCS 2303 [1].

2 3. Perancangan Robot Penyortir Benda Berwarna Berbasis Mikrokontroler yang disusun oleh (Simorangkir, Lyri Martin, 2016). Penelitian ini sebagai penyortir benda berdasarkan warna secara otomatis dengan DT-Sense Color. Secara keseluruhan perancangan robot tersebut terdiri dari 4 (empat) buah motor servo sebagai aktuator lengan, 1 (satu) buah motor servo sebagai penggerak konveyor, DT-Sense Color sebagai sensor warna,ninfra Red, Infra Red Adjustable, mikrokontroler ATMega8535, LCD 2X16 dan masing-masing tempat untuk ke-16 benda warna yang akan disortir [3]. 4. Seleksi Benda Berwarna Dengan Conveyor Menggunakan, yamg disusum oleh (Syahrorini, et.al, 2014). Conveyor konvensional pada saat ini hanya memindahkan barang saja, tidak bisa mendeteksi warna benda dan perlu tenaga manusia untuk menyortir benda, oleh karena alasan itu, maka dirancang suatu conveyor otomatis. Disebut conveyor otomatis karena conveyor tersebut diletakkan sebuah pendeteksi warna untuk mendeteksi jenis warna benda. Conveyor ini dirancang untuk mendistribusikan benda kayu berukuran 6cm x 6cm x 6cm dengan penggerak motor DC 24 VDC dan pendeteksi warna TCS230 dipasang untuk membedakan warna benda [4]. 5. Model Sistem Otomatisasi Sortasi Berdasarkan Ukuran Dan Warna Menggunakan Sensor Ultrasonik Dan Tcs3200 Berbasis Arduino Uno, yang di susun oleh (Puji Astuti, Diah et.al, 2012). Model sistem otomatisasi sortasi dirancang dan dibangun dengan metode hardware programming. Alat ini menggunakan komponen sensor ultrasonik dan TCS3200 sebagai inputan. Ultrasonik berfungsi sembagai sensor yang membedakan ukuran besar dan ukuran kecil, sedangkan TCS3200 berfungsi sebagai sensor warna untuk membedakan warna merah, hijau dan biru. Kontroler yang digunakan adalah mikrokontroler ATMega328. Komponen motor mikro servo dan LCD digunakan sebagai output [2] PERKEMBANGAN TEKNOLOGI Perkembangan teknologi sekarang ini telah menciptakan berbagai kemajuan di bidang teknologi, Perkembangan elektronika juga memberikan kemajuan dalam mengontrol alat itu

3 sendiri. Sekarang ini, ilmu pengetahuan dan teknologi sangat diperlukan untuk membantu aktivitas manusia yang semakin berkembang. Perkembangan ilmu dan teknologi ini didasari oleh pola pikir manusia yang semakin cerdas serta keinginannya untuk mencari segala sesuatu yang lebih mudah, praktis dan ekonomis. Salah satu teknologi yang banyak digunakan pada sekarang ini adalah teknologi mikrokontoler. Alat Penyortir merupakan salah satu perkembangan alat dalam bidang teknologi mikrokontroler. Dalam perkembangannya, Alat ini dapat digunakan dalam suatu industri, dengan adanya alat penyortir barang maka proses produksi dalam industri akan lebih cepat. Alat ini juga memiliki tingkat ketelitian yang tinggi jika dibandingkan dengan ketelitian manusia, sehingga faktor kesalahan dalam pelaksanaan tugas dapat diminimalisir. Pada sebuah industri, untuk membedakan jenis produk biasannya di bedakan dari ukuran pada objek atau kode-kode lain yang dapat membedakan suatu objek. Ukuran yang sama pada objek menyatakan jenis produk yang sama. Di dalam industri, barang hasil produksi dikelompokkan berdasarkan jenis yang sama. Dengan adanya alat penyortir benda berdasarkan Ukuran yang dapat memisahkan benda secara otomatis 1.3. MIKROKONTROLER Mikrokontroler adalah versi mini dan untuk aplikasi khusus dari mikrokomputer atau komputer (Putro, 2010:1) [9]. Yang dimaksud dengan mikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung didalam sebuah chip yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Cara kerja mikrokontroler sebenarnya hanya membaca dan menulis data. Sebagai contoh, bayangkan diri kita saat mulai belajar membaca dan menulis, ketika kita sudah bisa melakukan hal itu maka kita dapat membaca tulisan apapun baik buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan kita juga dapat menulis hal-hal sebaliknya. Apabila kita sudah mahir membaca dan menulis data maka kita dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan otomatis menggunakan mikrokontroler sesuai keinginan kita (Bowo, 2009) [6].

4 ARDUINO UNO Arduino adalah sebuah platform komputasi fisik open source berdasarkan i / o papan sederhana, dan lingkungan pengembangan untuk menulis perangkat lunak Arduino. Arduino bisa digunakan untuk mengembangkan objek interaktif, mengambil masukan dari berbagai switch atau sensor, dan mengendalikan berbagai lampu, motor, dan output lainnya. Proyek Arduino dapat berdiri sendiri, atau mereka dapat berkomunikasi dengan perangkat lunak yang berjalan pada komputer Anda (misalnya Flash, Pengolahan, MaxMSP). The open-source IDE dapat didownload secara gratis (Banzi, 2008:1) [5]. Arduino merupakan perpaduan dari tiga unsur penting, hardware, software, dan masyarakat. Untuk mendapatkan hasil maksimal dari itu Anda harus memiliki pemahaman dasar dari ketiga unsur, dan bagi kebanyakan orang tantangan terbesar dari tiga akan hardware (Blemings, 2009:1) [16].

5 Gambar 2.1. Arduino Uno

6 Boar Arduino UNO memiliki fitur-fitur sebagai berikut: Pin out 1.0: ditambah pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya yang diletakkan dekat dengan pin RESET, IOREF yang memungkinkan shield-shield untuk menyesuaikan tegangan yang disediakan dari board. Untuk ke depannya, shield akan dijadikan kompatibel/cocok dengan board yang menggunakan AVR yang beroperasi dengan tegangan 5V dan dengan Arduino Due yang beroperasi dengan tegangan 3.3V. Yang ke-dua ini merupakan sebuah pin yang tak terhubung, yang disediakan untuk tujuan kedepannya. Sirkit RESET yang lebih kuat. Atmega16U2 menggantikan Atmega8U2. Adapun ringkasan spesifikasi Arduino UNO adalah sebagai berikut: Mikrokontroler : ATMEGA328 Tegangan Operasi : 5V Tegangan Input (recommended) : 7-12 V Tegangan Input (limit) : 6-20 V Pin digital I/O : 14 (6 diantaranya pin PWM) Pin Analog input : 6 Arus DC per pin I/O : 40 ma Arus DC untuk pin 3.3 V : 150 ma Flash Memory : 32 KB dengan 0.5KB digunakan untuk bootloader SRAM : 2 KB EEPROM : 1 KB Kecepatan Pewaktuan : 16 Mhz ARDUINO IDE

7 IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari: 1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing. 2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) Menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa Processing. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner. 2. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory didalam papan Arduino. Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch. Struktur perintah pada arduino secara garis besar terdiri dari 2 (dua) bagian yaitu void setup dan void loop. Voidsetupberisi perintah yang akan dieksekusi hanya satu kali sejak arduino dihidupkan sedangkan void loop berisi perintah yang akan dieksekusi berulang-ulang saat arduin dinyalakan. Gambar tampilan arduino IDE ( [13].

8 Gambar 2.2. Arduino IDE SENSOR WARNA TCS3200 Module Sensor Warna TCS3200 menggunakan chip TAOS TCS3200 RGB. Modul ini telah terintegrasi dengan 4 LED. Sensor Warna TCS3200 dapat mendeteksi dan mengukur intensitas warna tampak. Beberapa aplikasi yang menggunakan sensor ini diantaranya: pembacaan warna, pengelompokkan barang berdasarkan warna, ambient light sensing and calibration, pencocokan warna, dan banyak aplikasi lainnya. Chip TCS3200 memiliki beberapa photodetector, dengan masing-masing filter warna yaitu, merah, hijau dan biru. Filter-filter

9 tersebut didistribusikan pada masing-masing array. Module ini memiliki oscilator yang menghasilkan pulsa square yang frekuensinya sama dengan warna yang dideteksi. Fitur sensor warna TCS3200 sebagai berikut: Power: ( 2.7V ke 5.5V ) Interface: Digital TTL Resolusi Tinggi Konversi Intensitas Cahaya untuk Frekuensi Programmable Warna dan Full - Skala Keluaran Frekuensi Power Down Fitur Berkomunikasi Langsung ke Microcontroller S0 ~ S1: input pilihan output frekuensi skala S2 ~ S3: input Jenis Photodiode pilihan OUT Pin: frekuensi output OE Pin: frekuensi output memungkinkan pin (aktif rendah), dapat akan datang ketika menggunakan Dukungan lampu LED control suplemen cahaya Ukuran : 28.4x28.4mm Prinsip kerja sensor warna TCS3200 Untuk TCS3200, ketika memilih filter warna, dapat memungkinkan hanya satu warna tertentu untuk melewati dan mencegah warna lain. Misalnya, ketika memilih filter merah, Hanya cahaya insiden merah bisa melalui, biru dan hijau akan dicegah. Jadi kita bisa mendapatkan intensitas cahaya merah. Demikian pula, ketika memilih filter lain kita bisa mendapatkan cahaya biru atau hijau. Sensor warna TCS3200 memiliki empat jenis dioda. Merah, biru, hijau dan jelas, mengurangi amplitude keseragaman cahaya insiden sangat, sehingga untuk meningkatkan akurasi dan menyederhanakan optik. Ketika proyek cahaya ke TCS3200 dapat memilih berbagai jenis dioda oleh kombinasi yang berbeda dari S2 dan S3. Dan output frekuensi gelombang persegi yang berbeda (menempati emptiescompared 50%), warna yang berbeda dan intensitas cahaya sesua dengan frekuensi yang berbeda dari gelombang persegi. Ada hubungan antara output dan intensitas cahaya. Kisaran frekuensi output khas adalah 2HZ ~

10 500 khz. Sehingga bisa mendapatkan faktor skala yang berbeda dengan kombinasi yang berbeda dari S0 dan S1. ( [17]. Gambar 2.3. Sensor Warna TCS SENSOR HC-SR04 Sensor HC-SR04 adalah sensor pengukur jarak berbasis gelombang ultrasonik. Prinsip kerja sesnsor ini pirip dengan radar ultrasonik. Gelombang ultrasonik di pancarkan kemudian di terima balik oleh receiver ultrasonik. Jarak antara waktu pancar dan waktu terima adalah representasi dari jarak objek. Sensor ini cocok untuk aplikasi elektronik yang memerlukan deteksi jarak termasuk untuk sensor pada robot. Sensor HC-SR04 adalah versi low cost dari sensor ultrasonic PING buatan parallax. Pada Sensor HC-SR04 pin trigger dan output diletakkan terpisah. Sedangkan jika menggunakan PING dari Parallax pin trigger dan output telah diset default menjadi satu jalur. Spesifikasi: 1. Jangkauan deteksi: 2cm sampai kisaran cm. 2. Sudut deteksi terbaik adalah 15 derajat. 3. Tegangan kerja 5V DC 4. Frekuensi Ultrasonik 40 khz

11 Gambar 2 4. Sensor HC-SR04 Ultrasonic MOTOR STEPPER NEMA Motor stepper merupakan perangkat pengendali yang mengkonversikan bit-bit masukan menjadi posisi rotor. Bit-bit tersebut berasal dari terminal-terminal input yang ada pada motor stepper yang menjadi kutub-kutub magnet dalam motor. Bila salah satu terminal diberi sumber tegangan, terminal tersebut akan mengaktifkan kutub di dalam magnet sebagai kutub utara dan kutub yang tidak diberi tegangan sebagai kutub selatan. Dengan terdapatnya dua kutub di dalam motor ini, rotor di dalam motor yang memiliki kutub magnet permanen akan mengarah sesuai dengan kutub-kutub input. Kutub utara rotor akan mengarah ke kutub selatan stator sedangkan kutub selatan rotor akan mengarah ke kutub utara stator. Prinsip kerja motor stepper mirip dengan motor DC, sama-sama dicatu dengan tegangan DC untuk memperoleh medan magnet. Bila motor DC memiliki magnet tetap pada stator, motor stepper mempunyai magnet tetap pada rotor. Adapun spesifikasi dari motor stepper adalah banyaknya fasa, besarnya nilai derajat per step, besarnya volt tegangan catu untuk setiap lilitan, dan besarnya arus yang dibutuhkan untuk setiap lilitan ( [18].

12 Gambar 2.5. Motor Stepper Nema MIKRO SERVO SG90 9G Motor servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol motor servo. ( [19]. Spesifikasi Mikro Servo SG90 9g:

13 1. Operating speed: 0.12second/ 60degree ( 4.8V no load) 2. Stall Torque (4.8V): 1kg/cm 3. Temperature range: -30 to +60 C 4. Dead band width: 7usec 5. Operating voltage: 4.8V - 6V 6. Dimension: 22mm x 11.5mm x 22.5mm Gambar 2.6. Mikro Servo SG90 9g RELAY 2 CHANNEL Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 ma mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A ( [19]. Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu:

14 1. Electromagnet (Coil) 2. Armature 3. Switch Contact Point (Saklar) 4. Spring Gambar 2.7. Relay 1.4. Teknik Conveyor

15 Conveyor adalah salah satu jenis alat pengangkut atau pemindah yang berfungsi untuk mengangkut atau memindahkan bahan-bahan industri yang berbentuk padat, terdiri dari ban berbentuk bulat menyerupai sabuk (belt) yang diputar oleh motor (syahroni, [4]. Gambar 2.8. Teknik Conveyor 1.5. Warna Warna dasar penyusunannya adalah warna merah, hijau dan biru, atau lebih dikenal dengan istilah RGB (RedGreen-Blue). Warna adalah spektrum tertentu yang terdapat didalam suatu cahaya sempurna (berwarna putih). Identitas suatu warna ditentukan panjang gelombang cahaya tersebut. Cahaya tampak adalah bagian spektrum yang mempunyai panjang gelombang antara lebih kurang 380 nanometer (nm) dan 780 nanometer (nm) dalam udara.

16 Gambar 2.9. Spektrum Cahaya Nampak

17 Model warna RGB adalah model warna berdasarkan konsep penambahan kuat cahaya primer yaitu Red, Green dan Blue. Dalam suatu ruang yang sama sekali tidak ada cahaya, maka ruangan tersebut adalah gelap total. Tidak ada signal gelombang cahaya yang diserap oleh mata atau RGB (0,0,0). Apabila menambahkan cahaya merah pada ruangan tersebut, maka ruangan akan berubah warna menjadi merah misalnya RGB (255,0,0), semua benda dalam ruangan tersebut hanya dapat terlihat berwarna merah. Demikian apabila cahaya ganti dengan hijau atau biru. Bisa dilihatdari gambar 2.5 Warna cahaya RGB. Gambar Warna Gambar Cahaya RGB