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 seb agai 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 du a 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 e lektronika 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 ]