PENGENALAN KOMPONEN WARNA MENGGUNAKAN SENSOR WARNA DT-SENSE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

Transkripsi

1 Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, PENGENALAN KOMPONEN WARNA MENGGUNAKAN SENSOR WARNA DT-SENSE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 855 Marhaposan Situmorang Jurusan Fisika FMIPA USU Abstrak. Sensor warna DT-Sense berbasis mikrokontroler ATMEGA 855 dengan antarmuka I C digunakan untuk mengidentifikasi warna berdasarkan nilai desimal komponen Red (R), Green(G) dan Blue(B) yang membentuk warna tersebut. Program yang diisikan pada mikrokontroler akan membaca nilai desimal dari RGB untuk setiap warna yang dihadapkan pada sensor yang kemudian disimpan didalam EEPROM modul sensor dan juga ditampilkan pada LCD. Data warna yang tersimpan selanjutnya akan digunakan untuk mengenal jenis dari sembarang warna yang didekatkan pada sensor. Hasil pengujian untuk beberapa warna menunjukkan bahwa sistem sensor dapat bekerja mengenal kembali warna tersebut. Kata kunci : Pengenalan komponen warna, DT-Sense color sensor, ATMEGA 855, PENDAHULUAN Sistem otomasi (robotik) dengan menggunakan sensor menjadi suatu hal yang berkembang belakangan ini hampir disetiap sektor ekonomi, karena disektor ini dibutuhkan efisisiensi dari produktifitas dan diiringi dengan kualitas yang tinggi. Sensor warna adalah salah satunya yang dipakai dalam beragai kegiatan otomasi karena didapatkan adanya hubungan antara kualitas suatu produk/objek dengan warna objek/produk tersebut. Sensor warna telah digunakan Guoguang Mu, et al [1] sebagai penanda putih (white balance tester) untuk mengatur monitor TV dan PC secata otomatis terhadap kecerahan dari acuan tersebut. Selanjutnya nilai ph suatu larutan yang berbeda nilainya dapat diukur secara kuantitatip oleh Xiaoyuan He et al [] menggunakan sensor TCS berdasarkan nilai RGB yang dihasilkan sensor. Nilai ph yang diperoleh dibandingkan dengan pengukuran optik lainnya dan memberikan hasil yang bersesuaian. Yao Li [] melakukan penentuan akhir dari suatu titrasi dengan memakai sensor warna TCS. Fendy Purwanda et al [] telah menggunakan sensor warna TCS untuk menentukan jumlah bakteri tuberkulosis dari dahak penderita TBC berdasarkan warna dahak penderita. Mark Sheelye et al [5] mengggunakan sensor warna TCS untuk memonitor pertumbuhan tanaman di laboratorium berdasarkan penampilan warna dari daun tanaman sewaktu bertumbuh. Pengukuran warna tersebut dilakukan oleh lengan robot yang bergerak mendekati daun tanaman. Keseluruhan penelitian sebelumnya menggunakan sensor TAOS TCS dan TCS tidak dalam bentuk modul sehingga membutuhkan interkoneksi dari antarmuka yang agak rumit. Didalam tulisan ini akan dibahas penggunaan modul DT Sense color sensor yang berfungsi sebagai slave yang secara langsung digandengkan dengan mikrokontroler ATMEGA 855 yang berfungsi sebagai master. Proses pemindahan data diantara kedua chip tersebut dilakukan melalui antar muka IC. Modul sensor dapat membaca RGB kemudian menyimpannya di slot Semirata FMIPA Unila

2 Marhaposan Situmorang: PENGENALAN KOMPONEN WARNA MENGGUNAKAN SENSOR WARNA DT-SENSE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 855 EEPROM modul sensor. Selanjutnya dalam upaya mendapatkan kembali warna yang bersesuaian dari nilai RGB yang dbaca sensor, nilai RGB hasil pembacaan sensor dibandingkan dengan nilai yang tersimpan tadi dan slot yang sesuai akan memberikan warna yang bersesuaian. Seluruh aktifitas tersebut dilakukan berdasarkan program yang diisikan pada ATMEGA 855 yang memberi perintah pada modul sensor. SISTEM PERANGKAT KERAS A. MODUL DT-SENSE COLOR SENSOR Sensor warna DT-sense merupakan sebuah modul sensor warna berbasis TAOS TCS yang mampu mengukur komponen warna RGB dari permukaan sebuah objek yang diiluminasi. Modul ini dilengkapi dengan fasilitas EEPROM yang dapat menyimpan sebanyak 5 data warna didalam slot sampai slot. Pada sensor TCS objek diiluminasi dengan LED warna putih dan cahaya RGB dari permukaan objek akan dirubah menjadi frekuensi yang sebanding dengan cahaya RGB yang direfleksikan permukaan objek. Modul ini juga dilengkapi dengan antarmuka UART TTL dan IC. Pada tulisan ini akan dipakai antarmuka IC dengan menyambungkan pin SDA dan SCL dari modul sensor ke kaki mikrokontroler AMEGA 855 Pin PC dan PC1. Pada antarmuka IC ini, modul sensor bertindak sebagai slave dengan pengaturan alamat tertentu dan ATMEGA 855 bertindak sebagai master yang memberikan perintah pada modul sensor. Perintah yang ditulis didalam mikrokontroler akan mengaktifkan modul sensor untuk melakukan kalibrasi warna putih dan warna hitam, membaca komponen warna RGB, menyimpan data warna dalam slot memori untuk warna tertentu dan kemudian dapat mengenal kembali nomor slot penyimpanan ketika permukaan dengan warna yang disimpan tersebut dibaca oleh sensor. Perintah lainnya dapat juga dilakukan oleh master terhadap modul untuk menghapus data warna yang tersimpan dalam slot, bila ada warna baru lainnya hendak disimpan didalam slot memori modul. B. MIKROKONTROLER ATMEGA 855 Diagram blok peralatan pengenal warna secara lengkap diberikan pada Gambar 1. Perangkat lunak Code Vision AVR dengan antar muka IC yang diisikan pada mikrokontroler akan mengaktifkan modul untuk berbagai aktifitas. Program juga akan mengatur penampilan nilai data warna yang dibaca sensor berikut slot penyimpanan pada LCD. Aktifitas untuk modul dilakukan dengan cara menekan saklar yang disambungkan pada Port A mikrokontroler. input 1 input Modul sensor warna Dt-sense Kertas warna Mikrokontroller ATmega855 input input LCD GAMBAR 1. Diagram blok peralatan pengenal warna. Gambar lengkap peralatan yang menujukkan sambungan modul sensor, mikrokontroler, LCD dan saklar pemilih aktifitas modul sensor, diberikan pada Gambar dan diagram alir proses pengukuran dan pengenalan kembali komponen warna diberikan pada Gambar. Pemilihan mode kalibrasi dilakukan saat pertama sekali peralatan dihidupkan dengan adanya pilihan untuk melakukan mode kalibrasi atau mode normal. Mode kalibrasi dipilih dengan cara menekan saklar yang dihubungkan ke pin PA dan Semirata FMIPA Unila

3 Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, Mulai Inisialisasi port dan IC tidak Mode kalibrasi Pilih mode Mode normal tidak Tidak Kalibrasi putih dan hitam? Baca warna? tidak Baca warna dan simpan? ya Kalibrasi putih dan hitam ya Baca warna dan Bandingkan dengan Data yang disimpan Hapus database? ya Ya Baca RGB dan simpan Tampilkan LCD Hapus database Tampilkan LCD selesai GAMBAR. Diagram alir proses pengukuran dan pengenalan kembali komponen warna dilanjutkan dengan melakukan kalibrasi untuk warna putih dan hitam. Kalibrasi warna putih dan hitam dilakukan dengan menghadapkan kertas berwarna putih dan kemudian hitam dihadapan modul sensor. Setelah modul sensor dikalibrasi, aktifitas dapat dilanjutkan untuk membaca dan menyimpan data warna pada mode kalibrasi ini dengan cara menekan saklar yang dihubungkan ke pin PA. Pada setiap pembacaan data warna, nilai RGB yang diperoleh akan disimpan pada slot di EEPROM modul sensor mulai dari slot sampai slot. Jadi ada sebanyak 5 data warna yang dapat disimpan pada memori EEPROM modul sensor yang kita spesifikasikan dengan nomor slot penyimpanan. Nilai RGB untuk setiap hasil pembacaan data warna dan nomor slot penyimpanan data warna ditampilkan pada LCD. Mode normal dilakukan dengan cara menekan saklar yang dihubungkan ke pin PA1 ketika ada opsi pemilihan mode kalibrasi atau mode normal saat pertama sekali peralatan dihidupkan. Pada mode normal ini ada pilihan untuk membaca data warna dan membandingkan dengan nilai yang terdapat pada slot EEPROM modul sensor atau menghapus data base yang ada pada slot EEPROM. Membaca data warna (nilai RGB) suatu permukaan dan membandingkannya dengan nilai RGB yang ada pada slot EEPROM dilakukan dengan cara menekan saklar yang dihubungkan ke pin PA. Pembacaan nilai RGB dilakukan untuk suatu permukaan yang dihadapkan pada modul sensor dan nilai RGB nya dibandingkan dengan nilai RGB data warna yang tersimpan pada slot EEPROM. Setelah dibandingkan dengan nilai yang terdapat pada memori modul sensor, nilai RGB hasil pembacaan akan ditampilkan di LCD beserta nomor slot penyimpanannya. Hal inilah yang disebut dengan pengenalan kembali warna (get color), karena sewaktu penyimpanan pada nomor slot tertentu, slot tersebut telah dispesifikasikan dengan warna tertentu. Bila diinginkan untuk menghapus data warna yang tersimpan sebelumnya karena hendak memasukkan data warna yang baru, penghapusan database dilakukan dengan cara menekan saklar yang dihubungkan ke pin PA untuk mode normal tersebut. Semirata FMIPA Unila 1

4 VSS VDD VEE RS RW E D D1 D D D D5 D D Marhaposan Situmorang: PENGENALAN KOMPONEN WARNA MENGGUNAKAN SENSOR WARNA DT-SENSE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 855 OSC1 LCD1 LM1L C p X MHz C p OSC RESET D1 1N18 RESET OSC1 OSC PB/T/XCK PB1/T1 PB/AIN/INT PB/AIN1/OC PB/SS PB5/MOSI PB/MISO PB/SCK GAMBAR. Rangkaian lengkap peralatan pengenal warna R5 1K RESET XTAL1 XTAL C1.1nF PA/ADC PA1/ADC1 PA/ADC PA/ADC PA/ADC PA5/ADC5 PA/ADC PA/ADC VCC D POWER R PC/SCL PC1/SDA PC/TCK PC/TMS PC/TDO PC5/TDI PC/TOSC1 PC/TOSC PD/RXD PD1/TXD PD/INT PD/INT1 PD/OC1B PD5/OC1A PD/ICP1 PD/OC AREF AVCC modul sensor dt-sense Pengenalan kembali untuk 1 warna sampel yang disimpan dilakukan dengan menghadapkan kembali permukaan sampel kehadapan modul sensor yang dilakukan secara acak dengan cara mengambil sembarang warna dari sampel yang hendak dikenali warnanya. Pada pengenalan kembali sampel ini diuji juga lima sampel yang nilai RGB nya belum disimpan pada slot EEPROM modul sensor. Hasil pengenalan kembali untuk 1 sampel yang telah disimpan sebelumnya berikut lima sampel yang nilai RGB nya belum disimpan didalam database diberikan pada Tabel. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengukuran nilai RGB komponen warna dilakukan untuk 1 sampel dengan warna yang berbeda. Untuk setiap sampel nilai RGB yang diukur tersebut disimpan pada slot EEPROM modul sensor.mulai dari slot untuk sampel 1 sampai slot untuk sampel 1. Data warna sampel berikut nilai RGB dan slot penyimpanan untuk 1 sampel dengan warna berbeda diberikan pada Tabel 1. TABEL 1. Warna sampel, nilai RGB dan slot penimpanan sampel pada saat pembacaan dan penyimpanan Warna sampel Hitam Merah Hijau Biru Kuning Coklat Ungu Oranye Ungu Terong Pink R G B Slot TABEL. Warna sampel, nilai RGB dan slot penyimpanan sampel pada pengenalan kembali warna Warna R G B Slot sampel Biru 5 18 Kuning Coklat Hitam Hijau Merah 1 Ungu 1 1 Pink 15 5 Oranye 1 Ungu Terong Kuning muda Biru muda 5 Biru tua Hijau 1 55 muda Putih Semirata FMIPA Unila

5 Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, Pada tabel terlihat bahwa untuk warna sampel yang diperiksa mulai dari Biru sampai Ungu Terong, nilai slot yang ditemukan untuk ke sepuluh sampel tersebut bersesuaian dengan slot yang dicatat sebelumnya pada Tabel 1 sewaktu penyimpanan. Nilai RGB hasil pembacaan kembali (Tabel ) dengan nilai RGB yang tersimpan (Tabel 1) ada yang tidak sama, tetapi bila dirujuk pada keterangan panduan modul sensor [] penyimpangan nilai tersebut masih dalam batas toleransi sebesar nilai desimal. Perubahan nilai RGB itu juga dapat disebabkan oleh pengaruh cahaya disekeliling yang berubah dan juga posisi permukaan yang sedikit berubah. Nilai slot untuk seluruh warna yang disimpan sebelumnya semuanya tepat sesuai warna yang disimpan, sehingga bila modul sensor ini dipakai untuk mensortir objek berdasarkan warna yang diinginkan dan telah disimpan sebelumnya, sistem pengenalan warna ini dapat diterapkan. Pada Tabel juga terlihat bahwa bila warna permukaan yang dihadapkan pada modul sensor belum ada pada slot EEPROM modul, maka sistem peralatan tidak mengenal warna tersebut dengan memberikan nilai slot 55. Jadi nantinya dalam proses penyortiran berdasarkan warna, maka sistem peralatan tidak akan mengenal warna yang belum pernah disimpan atau dengan perkataan lain objek dengan warna tersebut tidak akan disortir. KESIMPULAN Sistem pengenalan warna menggunakan DT-Sense color sensor berbasis mikrokontroler ATMEGA 855 dengan teknik antar muka IC telah berhasil mengenal kembali warna yang sebelumnya disimpan pada slot EEPROM modul sensor. Warna yang tidak tersimpan sebelumnya dalam memori modul sensor tidak dapat dikenal dan modul sensor akan memberi kode tertentu untuk warna yang tidak dikenal tersebut. Kesanggupan peralatan untuk secara selektif mengenal kembali nilai RGB yang pernah disimpan dapat digunakan untuk mensortir objek berdasarkan warnanya. DAFTAR PUSTAKA Guoguang Mu, Guofan Jin, Glenn T. Sincerbox, (1),White balance tester with color sensor for industrial applications, Proc. International Conference on Holografi and Optical Information Processing, Nanjing, China, December 1, 1. Xiaoyuan He, Huimin Xie, YiLan Kang, (), Quantitative color measurement of Ph indicator paper using trichromatic LEDs and TCS color sensor, Proc. International Conference on Experimental Mechanics, Nanjing, China,November 8, 8. Yao Li, (11), An Automatic determination method based on color sensor at the end point of the titration, Proc. Of Second International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering, Nanjing, China, 15-1 July 11.p Fendy Purwanda, Yufan Fibriawan, Dyar Sasmito, Fatkhunisa R, Prihartini Widiyanti,(1), Tuberculosis Counter (TC) as the equipment to measure the level of TB in Sputum. Indonesian Journal of Tropical and Infectious Disease, vol.,no. April-Juni 1, p Mark Seelye, Gourab Sen Gupta, Donald Bailey, John Seelye, (11). Low Cost Colour Sensors for Monitoring Plant Growth in a Laboratory, Conference Semirata FMIPA Unila

6 Marhaposan Situmorang: PENGENALAN KOMPONEN WARNA MENGGUNAKAN SENSOR WARNA DT-SENSE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 855 IEEE Instrumentation and Measurement Technology, pp 1. DT-Sense Color Sensor Manual Book,Texas Advanced Optoelectronic Solutions Inc. Semirata FMIPA Unila