TA : Rancang Bangun Alat Pendeteksi Kematangan Buah Durian Menggunakan Sensor TGS 2620 dan TGS 2600 Berbasis Arduino.

i

RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI KEMATANGAN BUAH DURIAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS 2620 DAN TGS 2600 BERBASIS ARDUINO

TUGAS AKHIR

Program Studi S1 Sistem Komputer

Oleh :

JAGADLANANG SUROBRAMANTYO 11.41020.0050

FAKULTAS TEKNOLOGI DAN INFORMATIKA

INSTITUT BISNIS DAN INFORMATIKA STIKOM SURABAYA 2016

x

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN SYARAT ... ii

MOTTO ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ... v

HALAMAN PERNYATAAN ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL ... xviii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan ... 3

1.5Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

2.1 Flavor Durian ... 5

xi

2.5 Arduino uno ... 29

2.5.1 Pengertian Arduino Uno ... 29

2.5.2 Power Arduino Uno ... 21

2.5.3 Memori ... 21

2.5.4 Input dan Output ... 21

2.5.5 Komunikasi Arduino uno ... 23

2.6 Liquid Cristal Display (LCD) ... 24

2.7 Katup Pneumatic (Valve) ... 26

2.8 Air Cylinder ... 28

2.9Relay ... 30

2.9.1 Prinsip Kerja Relay ... 30

2.9.2 Arti Pole dan Throw pada Relay ... 32

2.10 Analog to Digital Converter (ADC) ... 33

2.10.1 Resolusi ADC ... 34

2.10.2 Prinsip Kerja ADC ... 35

2.11 Fuzzy Logic ... 35

BAB III METODE PENELITIAN ... 43

3.1Model Pengembangan ... 43

3.2 Prosedur Penelitian ... 43

3.3 Diagram Blok Sistem ... 44

xii

3.4.3 Struktur Material Alat ... 50

3.4.4 Perancangan Microcontroller Arduino ... 50

3.4.5 Program Download ... 52

3.4.6 Konfigurasi Pin Relay ... 56

3.5 Perancangan Perangkat Lunak ... 58

3.5.1 Program Membaca Sensor Gas (TGS) dan Menampilkan Pada LCD. 60 3.5.2 Fuzzy Clustering ... 61

3.6 Metode Pengujian dan Evaluasi Sistem... 67

3.6.1 Pengujian dan Evaluasi Microcontroller (Arduino Uno)... 67

3.6.2 Pengujian dan Evaluasi Sensor TGS ... 67

3.6.3 Pengujian dan Evaluasi Blower 24VDC ... 68

3.6.4 Pengujian dan Evaluasi Program Pneumatic Valve dan Air Cylinder .. 69

3.6.5 Pengujian dan Evaluasi Program Mendeteksi Kematangan Buah ... 69

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 71

4.1.Pengujian Microcontroller Arduino ... 71

4.1.1. Tujuan ... 71

4.1.2. Alat yang Digunakan ... 71

4.1.3. Prosedur Pengujian ... 72

4.1.4. Hasil Pengujian ... 72

4.2.Pengujian Relay ... 73

xiii

4.2.4 Hasil Pengujian ... 75

4.3.Pengujian Keseluruhan Sistem dengan Metode Fuzyy Clustering ... 76

4.3.1 Tujuan ... 76

4.3.2 Alat yang Digunakan... 76

4.3.3 Prosedur Pengujian ... 77

4.3.4 Hasil Pengujian ... 77

BAB V PENUTUP ... 80

5.1.Kesimpulan ... 80

5.2.Saran ... 80

DAFTAR PUSTAKA ... 82

LAMPIRAN ... 84

1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di Indonesia buah durian adalah salah satu buah yang paling digemari, saat ini jenis buah durian sangat banyak tersebar di Indonesia seperti durian jenis petruk, jenis mentega, jenis montong kani, dan jenis lainnya. Buah durian sendiri adalah buah endemik asia tenggara, ciri utama buah durian yang paling menonjol adalah aromanya yang khas dan sangat kuat, Semakin matang buah durian semakin kuat aroma yang ditimbulkan, rasa dan tekstur daging buah durian pun dibedakan dari masing-masing jenisnya. Kondisi saat ini, sering dijumpai buah durian yang didapat dari pengepul belum pasti sesuai dengan apa yang penjual inginkan karena seperti yang telah diketahui jumlah dan jenisnya sangat banyak, hal ini bisa membuat pihak penjual akan sangat sulit untuk memilih tingkat kematangan buah durian untuk dijual kembali dan dapat memberikan kwalitas yang terbaik, saat ini untuk menentukan kematangan buah durian, penjual hanya menggunakan indera penciuman atau hanya mengandalkan pengalaman yang tentu tidak dapat maksimal dan menjamin bahwa pilihannya akan tepat.

Untuk itu dibutuhkan sebuah sistem yang bisa mengurangi permasalahan tersebut sehingga untuk menentukan tingkat kematangan buah durian akan lebih mudah dan tepat, dengan perpaduan antara pengalaman penjual dalam memilih buah durian dan bantuan alat elektronik, bahkan untuk masyarakat awam yang tidak memiliki pengalaman dalam memilih buah durian akan terbantu dalam hal tersebut. Adapun sebuah sistem yang sudah ada untuk mendeteksi tingkat

kematangan buah dengan cara menggunakan metode pencitraan RGB ( Red, Green, Blue) yang dimana model metode ini adalah mengukur tingkat kematangan buah dengan kamera dan perangkat komputer, pada tempat pengujian akan diberikan kamera dan satu buah komputer sebagai pusat kontrol sistemnya, kamera akan mengambil gambar berupa foto dengan empat arah yang berbeda, metode ini sangat berkaitan dengan warna sehingga segmentasi citra warna memainkan peran penting pada metode ini. Setelah mendapatkan gambar buah, sistem ini akan membandingkan warna buah pada hasil gambar dengan data yang ada pada perangkat komputer (Dadwal, 2012). Namun karena warna pada kulit buah durian tidak signifikan untuk membedakan tingkat kematangan, maka.

Pada tugas akhir ini kita bisa menggunakan sistem penciuman elektronik menggunakan deret sensor gas semikonduktor (TGS), sebagai pengukur tingkat kematangan buah. Penciuman elektronik adalah sebuah sistem yang proses kerjanya mencium aroma atau gas yang dikeluarkan oleh buah, sistem ini paling sering digunakan dalam sebuah industri untuk mendeteksi kebocoran gas LPG (Akbar, 2010).

1.2 Perumusan Masalah

Adapun permasalahan yang akan dihadapi oleh penulis ke depannya dalam proses pengerjaan Tugas Akhir ini adalah :

1. Bagaimana menghitung tingkat kematangan buah durian?

2. Bagaimana membuat alat pendeteksi kematangan buah durian yang praktis?

1.3 Batasan Masalah

Dalam perancangan dan pembuatan alat ini, terdapat beberapa batasan masalah, antara lain :

1. Posisi buah durian harus berada di kotak yang disediakan. 2. Satu kotak hanya dapat diisi dengan satu buah durian. 3. Buah harus dalam keadaan utuh tanpa cacat pada kulitnya. 4. Jenis buah durian yang bisa digunakan durian montong kani. 5. Temperatur udara mempengaruhi kinerja sensor TGS. 1.4 Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan Penciuman Elektronik Menggunakan Deret Sensor Gas Semikonduktor (TGS) ini yaitu :

1. Memberikan informasi tingkat kematangan buah durian kepada pengguna, dengan mengetahui tingkat kematangan buah tersebut, sehingga pengguna dapat memilih buah yang matang secara tepat. 2. Data yang didapat dari sensor TGS, akan diolah menggunakan metode

Fuzzy Logic.

3. Membuat alat pendekteksi kematangan buah portable dengan menggunakan microcontroller berbasis arduino dan deret sensor TGS (gas).

1.5Sistematika Penulisan

Laporan Tugas Akhir ini ditulis dengan sistematika penulisan sebagai berikut:

1. BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penulisan laporan tugas akhir, dan sistematika penulisan tugas akhir.

2. BAB II : LANDASAN TEORI

Bab ini membahas tentang berbagai teori yang mendukung tugas akhir ini. Hal tersebut meliputi Fuzzy clustering, Analog to digital converter (ADC), Arduimo, Sensor Gas(TGS), Pneumatic Valve, Cylinder Double Acting.

3. BAB III : METODE PENELITIAN

Dalam bab ini dijelaskan tentang metode penelitian serta alasan penggunaan metode tersebut dalam penelitian. Pada bab ini dijelaskan pula tentang pembuatan perangkat keras (hardware) dengan menggabungkan perangkat lunak (software) sebagai pengontrol pada alat tersebut, serta penerapan metode penelitian pada alat ini.

4. BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM

Bab ini berisi tentang pengujian secara keseluruhan. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian Arduino, pengujian sensor gas (TGS), pengujian fuzzy clustering, pengujian keseluruhan nilai analog to digital converter (ADC) buah durian, pengujian keseluruhan alat pendeteksi kematangan buah durian.

5. BAB V : PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan penelitian serta saran untuk pengembangan peneliti.

5

LANDASAN TEORI

Teori-teori yang digunakan dalam perancangan perangkat keras dan perangkat lunak adalah studi dari keputusan berupa data-data literature dari masing-masing komponen, informasi dari internet serta konsep-konsep teori buku penunjang, antara lain:

2. Landasan Teori

2.1 Flavor Durian

Ciri utama durian yang paling menonjol adalah aromanya yang khas. Rasa dan aroma durian tergantung pada waktu pemanenan buah. Buah durian yang dipanen 75 - 106 hari setelah pembuahan menghasilkan daging buah durian dengan mutu yang kurang baik pada saat matang, sedangkan buah yang dipanen 113 - 127 hari setelah pembuahan daging buah mempunyai mutu (rasa dan aroma) yang baik pada saat matang. Jenis komponen volatil pada buah durian berbeda tergantung jenis durian. Durian Singapura mempunyai 25 komponen volatil yang terdiri dari 7 komponen sulfur, 12 ester alifatik, 2 aldehid dan 4 alkohol, dengan komponen utama etil-2-metil butanoat, etanol dan propan-1-ol, sedangkan durian Malaysia mengandung komponen propan-1-tiol tetapi tidak mengandung komponen tiol ester lainnya seperti durian Singapura. Komponen volatil lain yang berperan dalam pembentukan aroma durian yaitu hidrogen sulfida, dialkil polisulfida, etil ester dan 1,1-dietoksi etana. Menurut Mosser et al. (1980) senyawa flavor utama pada daging buah durian adalah hidrogen sulfida, etil hidrodisulfida, dan beberapa dialkilpolisulfida, terutama (C2H5)2Sn, dimana n =

2 atau 3. Etil asetat, 1,1-dietoksi etana dan etil-2-metilbutanoat memberikan pengaruh seperti bau buah-buahan.

Hidrogen sulfida merupakan prekursor terbentuknya dialkil polisulfida dan alkil hidrodisulfida. Senyawa disulfida dan trisulfida juga merupakan turunan dari hidrogen sulfida, yang jumlahnya bertambah dengan semakin matangnya buah durian, sedangkan senyawa etil hidrodisulfida akan berkurang dengan semakin matangnya buah. Senyawa 1,1-dietoksietana merupakan senyawa utama pada minuman beralkohol, dan diduga semakin meningkat dengan semakin lamanya penyimpanan buah durian. Aroma khas durian dari Parung dibentuk oleh komponen volatil etil-2-metil butanoat, 3-hidroksi-2-butanon, asam 2-hidroksi propanoat dan asam 2-metil butanoat, sedangkan komponen yang juga berperan dalam aroma durian mentah adalah 3,5-dimetil-1,2,4-tritiolan, 1,1-dietoksi etana dan etil oktanoat . Hasil penelitian lain menunjukkan bahwa komponen volatil tiga klon durian yang berasal dari Malaysia mengandung 63 senyawa volatil, yang terdiri dari 30 senyawa ester, 16 senyawa yang mengandung sulfur, lima keton, delapan alkohol dan empat senyawa lain. Ketiga klon yang diuji memiliki ester dan keton dengan proporsi yang hampir sama. Tetapi ada variasi yang besar dari kandungan senyawa sulfur yang dihasilkan oleh ketiga klon tersebut. Senyawa ester, yang diduga merupakan senyawa pemberi karakter buah durian, mempunyai kontribusi berkisar dari 49,25% sampai 57,88% dari total senyawa volatil yang dihasilkan durian. Kandungan senyawa sulfur ketiga klon berkisar dari 3,31% sampai 13,92%, sehingga bau yang dihasilkan ketiga klon ini juga berbeda (Wong dan Tie, 1995). Hasil penelitian Weenen et al. (1996) pada tiga verietas durian Indonesia memperlihatkan bahwa dengan lima kali dilusi teridentifikasi 43

komponen yang berkontribusi pada flavor durian dan 24 diantaranya adalah senyawa sulfur, sedangkan dengan 50 kali dilusi teridentifikasi 17 komponen flavor dengan 11 diantaranya adalah senyawa sulfur. Diantara tiga senyawa sulfur yang memberikan bau kuat, senyawa 3,5-dimetil-1,2,4-tritiolan menunjukkan bau durian terkuat. Hal ini sejalan dengan penelitian Wong dan Tie (1995) yang juga mengidentifikasi bahwa dua isomer senyawa 3,5-dimetil-1,2,4-tritiolan sebagai komponen sulfur utama dalam durian.

Senyawa lain yang dominan dalam durian adalah 3-hidroksi-2-butanon, etil-2-metil butanoat dan heksadekanol. Durian varietas Chane dan Koclak mengandung lebih dari 45% 3-hidroksi-2-butanon, sedangkan varietas Boboko hanya 14%. Senyawa non-sulfur yang berkontribusi pada aroma durian adalah etil-2-metilbutanoat. Hasil penelitian lain pada durian yang berasal dari Purworejo teridentifikasi 43senyawa sulfur dalam ekstrak pentana. Sebanyak 22 senyawa diidentifikasi sebagai senyawa baru yang termasuk dalam golongan senyawa dialkil di- dan trisulfida, 3-(alkiltio)- dan 3-(alkilditio)-butan-1-ol, 1,1-bis(alkiltio)alkana, 1-(alkiltio)-1-(alkilditio)alkana, tritiolan, tetratiolan dan S-alkil tioester. Senyawa lain yaitu etil (Z,Z)-, (E,Z)- dan (E,E)-deka-2,4-dienoat, etil (3Z,6Z)-dekadienoat serta etil (E,Z,Z)- dan (E,E,Z)-dekatrienoat merupakan senyawa flavor yang tidak umum, tetapi berkontribusi secara nyata pada aroma buah dari durian (http://foodreview.co.id/).

2.2 Sensor TGS 2620

Sensor ini dapat mendeteksi beberapa gas, yaitu gas methane, CO, Iso-butan, hydrogen dan ethanol. Fitur dari sensor ini adalah :

1. Konsumsi daya rendah.

2. Sensitivitas tinggi terhadap alkohol dan uap pelarut organik. 3. Tahan lama dan biaya rendah.

4. Menggunakan rangkaian listrik sederhana. Penggunaan :

1. Penguji alkohol. 2. Detektor uap Organik .

Sensor TGS2620 ini mempunyai elemen-elemen untuk mendeteksi gas, terdiri dari lapisan logam oksida semikonduktor berbentuk substrat alumina dari sebuah chip sensor yang terintegrasi dengan heater. Dengan adanya gas yang terdeteksi, tingkat konduktivitas sensor akan naik tergantung pada tingkat konsentrasi gas di udara. Sehingga dalam sensor ini akan mengeluarkan output berupa hambatan, TGS2620 memiliki sensitivitas tinggi terhadap uap dan pelarut organik serta uap yang mudah menguap lainnya. Sensor ini juga memiliki kepekaan terhadap berbagai gas yang mudah terbakar seperti karbon monoksida, sensor TGS2620 hanya membutuhkan arus untuk heater sebesar 42mA. Untuk mendapatkan output sebuah tegangan analog maka kita butuh rangkaian tambahan, seperti berikut :

Gambar 2.1 Rangkaian TGS2620 (www.figarosensor.com).

Sensor memerlukan dua input tegangan, tegangan heater (VH) dan tegangan sirkuit (VC). Pemanas tegangan (VH) diterapkan untuk pemanas terintegrasi dan mempertahankan elemen penginderaan pada suhu tertentu yang optimal untuk penginderaan.

Tegangan sirkuit (VC) adalah tegangan yang digunakan untuk memungkinkan pengukuran tegangan (VRL) di resistor beban (RL) yang terhubung secara seri dengan sensor. Sebuah rangkaian listrik umumnya dapat digunakan pada VC dan VH untuk memenuhi kebutuhan listrik sensor.

Nilai resistor beban (RL) harus dipilih untuk mengoptimalkan ambang batas nilai, menjaga konsumsi daya (PS) dari semikonduktor batas bawah 15mW. Konsumsi daya (PS) akan menjadi paling tinggi ketika nilai Rs adalah sama dengan RL pada paparan gas (www.figarosensor.com).

Nilai daya (PS) dapat dihitung dengan memanfaatkan rumus berikut :

PS = konsumsi daya (Watt).

VC = tegangan Sirkuit (Volt).

VRL = tegangan beban resistor (Volt). RS = resistansi sensor (Ohm).

Resistansi sensor (Rs) dihitung dengan nilai yang diukur dari VRL menggunakan rumus berikut :

RS = resistansi sensor (Ohm). VC = tegangan Sirkuit (Volt).

VRL = tegangan beban resistor (Volt). RL = beban resistor (Ohm).

Spesifikasi TGS2620 :

Gambar 2.2 Spesifikasi TGS2620 (www.figarosensor.com).

Gambar 2.3 merupakan karakteristik sensitivitas khas, semua data yang telah dikumpulkan pada kondisi uji standar (lihat sisi belakang lembar ini). Sumbu Y diindikasikan sebagai sensor rasio resistensi (Rs / Ro) yang didefinisikan sebagai berikut:

Rs = hambatan sensor gas ditampilkan di berbagai konsentrasi. Ro = resistansi sensor di 300ppm etanol.

Dan pada gambar 2.4 merupakan suhu yang khas dan karateristik kelembaban yang ketergantungan. Sumbu Y diindikasikan sebagai rasio resistansi sensor (Rs / Ro), didefinisikan sebagai berikut:

Rs = hambatan Sensor di 300ppm etanol pada berbagai suhu / kelembaban. Ro = Resistensi Sensor di 300ppm etanol pada 20 ° C dan 65% R.H.

Gambar 2.3 Sensitivitas TGS2620 (www.figarosensor.com).

Struktur dan dimensi :

Gambar 2.5 Struktur dan Dimensi TGS2620 (www.figarosensor.com). 2.3 Sensor TGS 2600

Sensor TGS 2600 adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi udara segar (O2) pada lingkungan yang terkontaminasi. Fitur dari sensor ini adalah :

1. Sensitivitas tinggi untuk senyawa organik yang mudah menguap dan gas berbau.

2. Konsumsi daya rendah.

3. Sensitivitas tinggi untuk kontaminasi pada udara segar (O2). 4. Tahan lama.

5. Ukuran kecil. Penggunaan :

1. Pembersih udara. 2. Kontrol Ventilasi.

3. Memantau Kualitas udara.

Sensor TGS2600 ini mempunyai elemen-elemen untuk mendeteksi gas, terdiri dari lapisan logam oksida semikonduktor berbentuk substrat alumina dari sebuah chip sensor yang terintegrasi dengan heater. Dengan adanya gas yang terdeteksi, tingkat konduktivitas sensor akan naik tergantung pada tingkat konsentrasi gas di udara. Sehingga dalam sensor ini akan mengeluarkan output berupa hambatan. TGS 2600 memiliki sensitivitas yang tinggi untuk konsentrasi gas yang rendah di udara seperti hidrogen dan karbon monoksida yang ada dalam asap rokok. Sensor dapat mendeteksi hidrogen pada beberapa tingkat ppm, TGS 2600 hanya membutuhkan arus heater sebesar 42mA.

Pada gambar 2.6 merupakan ciri karakteristik sensitivitasnya, semua data yang telah dikumpulkan pada kondisi standar . sumbu Y diindikasikan sebagai perbandingan hambatan sensor (Rs/Ro)

didefinisikan sebagai berikut :

Rs = hambatan Sensor gas ditampilkan diberbagai konsentrasi. Ro = hambatan Sensor di udara segar.

Dan pada gambar 2.7 merupakan tipikal suhu dan karateristik kelembaban. Sekali lagi, sumbu Y diindikasikan sebagai rasio resistansi sensor (Rs / Ro), didefinisikan sebagai berikut:

Rs = hambatan Sensor di udara segar pada berbagai suhu / kelembaban. Ro = hambatan Sensor di udara segar pada 20 ° C dan 65% R.H.

Gambar 2.6 Sensitivitas TGS 2600 (www.figarosensor.com).

Gambar 2.7 Grafik Temperatur Gas TGS 2600 (www.figarosensor.com). Sensor memerlukan dua input tegangan: tegangan heater (VH) dan tegangan sirkuit (VC). Tegangan heater (VH) digunakan pada heater yang terintegrasi untuk mempertahankan elemen penginderaan pada suhu tertentu yang optimal untuk penginderaan. Tegangan sirkuit (VC) adalah tegangan yang diterapkan untuk memungkinkan pengukuran tegangan (Vout) pada beban resistor

(RL) yang terhubung secara seri dengan sensor. Tegangan DC diperlukan untuk tegangan sirkuit karena sensor memiliki polaritas. Sebuah rangkaian listrik sederhana dapat digunakan pada kedua VC dan VH untuk memenuhi kebutuhan listrik sensor. Nilai beban resistor (RL) harus dipilih untuk mengoptimalkan ambang batas nilai, menjaga konsumsi daya (PS) dari batas bawah semikonduktor 15mW. Konsumsi daya (PS) akan menjadi tinggi ketika nilai Rs sama dengan nilai RL pada paparan gas (www.figarosensor.com).

Gambar 2.8 Rangkaian TGS 2600 (www.figarosensor.com).

Nilai konsumsi daya (PS) dapat dihitung dengan memanfaatkan berikut rumus:

PS = konsumsi daya (Watt).

VC = tegangan sirkuit (Volt). Vout = tegangan output (Volt). RS = resistansi sensor (Ohm).

Resistansi sensor (Rs) dapat dihitung dengan mengukur nilai Vout menggunakan rumus berikut:

RS = resistansi sensor (Watt).

VC = tegangan sirkuit (Volt). RL = beban resistor (Ohm). Vout = tegangan output (Volt). Spesifikasi TGS2600 :

Strukturk dan dimensi:

Gambar 2.10 Struktur dan dimensi TGS 2600 (www.figarosensor.com). 2.4 Arduino

Arduino merupakan rangkaian elektronik yang bersifat open source, serta memiliki perangkat keras dan lunak yang mudah untuk digunakan. Arduino dapat mengenali lingkungan sekitarnya melalui berbagai jenis sensor dan dapat mengendalikan lampu, motor, dan berbagai jenis aktuator lainnya. Arduino mempunyai banyak jenis, di antaranya Arduino Uno, Arduino Mega 2560, Arduino Fio, dan lainnya (www.arduino.cc).

2.5 Arduino Uno

2.5.1 Pengertian Arduino Uno

Arduino uno adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328. Arduino uno memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino uno mampu mendukung mikrokontroller, dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB. Arduino uno memiliki kelebihan tersendiri disbanding board mikrokontroler yang lain selain bersifat open source, arduino uno juga mempunyai bahasa pemrogramanya sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino uno sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan kita ketika memprogram mikrokontroler didalam arduino uno. Sedangkan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika kita memprogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram, bisa juga difungsikan sebagai port komunikasi serial. Arduino uno menyediakan 20 pin I/O, yang terdiri dari 6 pin input analog dan 14 pin digital input/output.

Untuk 6 pin analog sendiri bisa juga difungsikan sebagai output digital jika diperlukan output digital tambahan selain 14 pin yang sudah tersedia. Untuk mengubah pin analog menjadi digital cukup mengubah konfigurasi pin pada program. Dalam board kita bisa lihat pin digital diberi keterangan 0-13, jadi untuk menggunakan pin analog menjadi output digital, pin analog yang pada keterangan board 0-5 kita ubah menjadi pin 14-19. dengan kata lain pin analog 0-5 berfungsi

juga sebagi pin output digital 14-16. Sifat open source arduino uno juga banyak memberikan keuntungan tersendiri untuk kita dalam menggunakan board ini, karena dengan sifat open source komponen yang kita pakai tidak hanya tergantung pada satu merek, namun memungkinkan kita bisa memakai semua komponen yang ada dipasaran. Bahasa pemrograman arduino uno merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga mempermudah kita dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller (Djuandi, 2011).

Gambar 2.11 Arduino Uno (www.arduino.cc).

Spesifikasi Teknis Arduino Uno

Tabel 2.1 Spesifikasi arduino uno (www.arduino.cc).

Microcontroller ATmega328p

Operating Voltage 5 Volt

Input Voltage (recommended) 7-12 Volt

Input Voltage (limit) 6-20 Volt

Digital Input Output 14 (of which 6 provide PWM output)

PWM Digital Input Output Pins 6

Analog Input Pins 6

DC Cureent per Input Output Pin 20 mA DC Cureent for 3.3 Volt Pin 50 mA

Flash Memory 32 KB (ATmega328p) of Which

0,5 KB used by bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328p)

Clock Speed 16 MHz

Length 68,6 mm

Width 53,4 mm

Weight 25 g

2.5.2 Power Arduino Uno

Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Eksternal (non-USB) dapat di ambil baik berasal dari AC ke adaptor DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan plug jack pusat-positif ukuran 2.1mm konektor power. Ujung kepala dari baterai dapat dimasukkan kedalam ground dan Vin pin header dari konektor power. Kisaran kebutuhan daya yang disarankan untuk board arduino uno adalah 7 sampai dengan 12 volt, jika diberi daya kurang dari 7 volt kemungkinan pin 5v Uno dapat beroperasi tetapi tidak stabil kemudian jika diberi daya lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan dapat merusak board arduino uno (www.arduino.cc).

2.5.3 Memori

ATmega328 memiliki 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader), 2 KB dari SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan EEPROM liberary) (www.arduino.cc).

2.5.4 Input dan Output

Masing-masing dari 14 pin digital pada Arduino uno dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite (), dan digitalRead (), beroperasi dengan daya 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimal 40mA dan memiliki internal pull-up

resistor (secara default terputus) dari 20-50kOhm. Selain itu, ada beberapa pin yang memiliki fungsi khusus:

1. Serial

0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin ini dihubungkan ke pin yang berkaitan dengan chip Serial ATmega8U2 USB-to-TTL.

2. Interupsi eksternal

2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt pada nilai yang rendah, dengan batasan tepi naik atau turun, atau perubahan nilai.. 3. PWM

3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit dengan fungsi analogWrite ().

4. SPI

10 (SS), 11 (Mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakanSPI library.

5. LED

13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai nilai high, LED on, dan ketika pin bernilai low, LED off. 6. I2C (TWI)

Pin A4 atau SDA dan A5 atau pin SCL. Dukungan komunikasi TWI menggunakan perpustakaan Wire.

Arduino uno memiliki 6 input analog, berlabel A0 sampai dengan A5, yang masing-masing menyediakan 10 bit dengan resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus:

1. AREF

Tegangan referensi (0 sampai 5V saja) untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference ().

2. RESET

me-reset mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk tombol reset sebagai pengaman di board arduino (www.arduino.cc).

Gambar 2.12 ATmega168/328-Arduino Pin Mapping (www.arduino.cc).

2.5.5 Komunikasi Arduino uno

Arduino uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lainnya. ATmega328 menyediakan UART TTL (5V) untuk komunikasi serial, yang tersedia di pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega8U2 sebagai saluran komunikasi serial melalui USB dan sebagai port virtual com untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware 8U2 menggunakan driver USB standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang diperlukan. Namun, pada Windows diperlukan, sebuah file inf. Pada perangkat lunak Arduino terdapat monitor serial yang memungkinkan digunakan memonitor

data tekstual sederhana yang akan dikirim ke atau dari board Arduino. LED RX dan TX di board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dengan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi USB-to-serial pada pin 0 dan 1).

Sebuah SoftwareSerial library memungkinkan untuk berkomunikasi secara serial pada salah satu pin digital pada board arduino uno. ATmega328 juga mendukung I2C (TWI) dan komunikasi SPI (www.arduino.cc).

2.6 LCD (Liquid Crystal Display)

Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan Kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang, misalnya dalam alat-alat elektronik, seperti kalkulator ataupun layar komputer. Pada LCD berwarna semacam monitor, terdapat banyak sekali titik cahaya (pixel) yang terdiri dari satu buah Kristal cair sebagai suatu titik cahaya. Walaupun disebut sebagai titik cahaya, namun Kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. LCD LMB 162A merupakan modul LCD buatan Topway dengan tampilan 2x16 karakter (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah, sekitar 5V DC. Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display). microcontroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan mikrokontroler internal LCD adalah:

a. DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.

b. CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

c. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah :

a. Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.

b. Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah :

a. Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

b. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

c. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.

d. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar. e. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin

ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt (Madhawirawan, 2012).

Gambar 2.13 Liquid Cristal Display (LCD) (Madhawirawan, 2012).

2.7 Katup Pneumatic (Valve)

Katup pneumatic adalah katup yang digerakkan oleh energy listrik, mempunyai kumparan sebagai penggeraknya yang berfungsi untuk mengaktifkan relay dan dapat diaktifkan menggunakan arus AC maupun DC. Katup pneumatic (valve) mempunyai lubang keluaran, lubang masukan, lubang jebakan udara (exhaust) dan lubang Inlet Main. Lubang Inlet Main, berfungsi sebagai terminal

atau tempat udara masuk, lalu lubang keluaran (Outlet Port) dan lubang masukan (Inlet Port), berfungsi sebagai tempat tekanan angin keluar dan masuk yang dihubungkan denga peneumatic, sedangkan lubang jebakan udara (exhaust), berfungsi untuk mengeluarkan udara bertekanan yang terjebak saat plunger bergerak atau pindah posisi ketika katup pneumatic bekerja. Gambar 2.14 menunjukkan bentuk katup pneumatic (valve), sedangkan dalam Gambar 2.15 menunjukkan bagian-bagian katup pneumatic (valve).

Gambar 2.14 Katup Pneumatic (valve) (Suwito, 2014).

Gambar 2.15 Bagian Pneumatic (Suwito, 2014). 1. _{Valve Body.}

3. _{Terminal keluaran (outlet Port).} 4. _{Manual Plunger.}

5. _{Terminal slot power supplay tegangan.} 6. _{Kumparan (koil).}

7. _Spring. 8. _Plunger.

9. _{Lubang jebakan udara (exhaust from Outlet Port).} 10._{Lubang Inlet Main.}

11._{Lubang jebakan udara (axhaust from Inlet Port).} 12._{Lubang plunger untuk exhaust Outlet Port.} 13._{lubang plunger untuk Inlet Main.}

14._{lubang plunger untuk exhaust Inlet Port.}

Prinsip kerja dari valve yaitu katup listrik yang mempunyai koil sebagai penggeraknya, dimana ketika koil mendapatkan supplay tegangan maka koil tersebut akan berubah menjadi medan magnet sehingga menggerakkan plunger, pada bagian dalamnya ketika plunger berpindah posisi maka pada lubang keluaran dari valve akan keluar udara bertekanan yang berasal dari supplay. Pada umumnya valve mempunyai tegangan kerja 24 volt DC (Suwito, 2014).

2.8Air Cylinder

2.8.1 Cylinder Double Acting

Silinder pneumatik atau sering juga disebut air cylinder, adalah peralatan mekanik yang memanfaatkan kekuatan dari udara bertekanan untuk menghasilkan gerakan maju mundur secara linier. Gaya dari udara bertekanan yang masuk

menggerakkan piston dalam silinder sehingga piston rod atau yang biasa juga disebut stroke, akan ikut bergerak ke arah yang tekanan udaranya lebih rendah. Piston rod itulah yang dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi. Bagian-bagian silinder double acting terlihat dalam Gambar 2.16

Gambar 2.16 Air Cylinder (Suwito, 2014).

Biasanya silinder pneumatik lebih banyak disukai penggunaannya karena lebih tidak berisik bila dibandingkan motor dan tidak membutuhkan ruang banyak untuk menyimpan udara. Karena fluida yang digunakan adalah udara, kebocoran pada silinder pneumatik tidak akan menetes dan mengkontaminasi lingkungan sekitar silinder, sehingga silinder pneumatik dapat digunakan pada ruangan yang harus bebas dari kontaminasi. Silinder double acting adalah silinder pneumatik yang menggunakan tekanan udara untuk bergerak maju dan mundur.

Berbeda dengan silinder single acting yang salah satu gerak maju atau mundurnya menggunakan pegas. Pada silinder double acting terdapat dua lubang tempat udara masuk, satu untuk maju dan satu untuk mundur. Panjang stroke yang digunakan bervariasi, tergantung dengan pemanfaatan silinder (Suwito, 2014).

2.9 Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang 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.

Gambar 2.17 Bentuk Relay (http://teknikelektronika.com). 2.9.1 Prinsip Kerja Relay

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu : 1. Electromagnet (Coil)

2. Armature

3. Switch Contact Point (Saklar) 4. Spring

Berikut pada gambar 2.18 merupakan bagian-bagian Relay :

Gambar 2.18 Struktur Relay (http://teknikelektronika.com). Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

 Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup).

 Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka).

Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal

(NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

2.9.2 Arti Pole dan Throw pada Relay

Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay.

Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw :  Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay  Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact) Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :

 Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.  Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5

Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.  Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6

Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.

 Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2

pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.

Selain Golongan Relay diatas, terdapat juga Relay-relay yang Pole dan Throw-nya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya (http://teknikelektronika.com).

Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silahkan lihat gambar 2.19 :

Gambar 2.19 Jenis Relay Berdasarkan Pole dan Throw (http://teknikelektronika.com).

2.10 Analog to Digital Converter (ADC)

Analog To Digital Converter (ADC) adalah pengubah input analog menjadi kode – kode digital. ADC banyak digunakan sebagai pengatur proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/pengujian.

Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistim komputer seperti sensor suhu, cahaya,

tekanan/berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan menggunakan sistim digital (komputer). ADC (Analog to Digital Converter) memiliki 2 karakter prinsip, yaitu kecepatan sampling dan resolusi. Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu. Kecepatan sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS).

Gambar 2.20 Pengaruh Kecepatan Sampling ADC (www.elektronika-dasar.web.id).

2.10.1 Resolusi ADC

`menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC. Sebagai contoh: ADC 8 bit akan memiliki output 8 bit data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 255 (2n – 1) nilai diskrit. ADC 12 bit memiliki 12 bit output data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 4096 nilai diskrit. Dari contoh diatas ADC 12 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil konversi yang jauh lebih baik daripada ADC 8 bit.

2.10.2 Prinsip kerja ADC

adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Sebagai contoh, bila tegangan referensi (Vref) 5 volt, tegangan input 3 volt, rasio input terhadap referensi adalah 60%. Jadi, jika menggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum 255, akan didapatkan sinyal digital sebesar 60% x 255 = 153 (bentuk decimal) atau 10011001 (bentuk biner).

2.11 Fuzzy Logic

Sistem fuzzy secara umum terdapat 5 langkah dalam melakukan penalaran, yaitu:

1. Memasukkan input fuzzy. 2. Mengaplikasikan operator fuzy. 3. Mengaplikasikan metode implikasi. 4. Komposisi semua output.

5. Defuzifikasi.

Logika Fuzzy adalah suatu cara yang tepat untuk memetakan suatu ruang input ke dalam ruang output. Untuk sistem yang sangat rumit, penggunaan logika fuzzy (fuzzy logic) adalah salah satu pemecahannya. Sistem tradisional dirancang untuk mengontrol keluaran tunggal yang berasal dari beberapa masukan yang tidak saling berhubungan. Karena ketidaktergantungan ini, penambahan masukan yang baru akan memperumit proses kontrol dan membutuhkan proses perhitungan kembali dari semua fungsi. Kebalikannya, penambahan masukan baru pada sistem fuzzy, yaitu sistem yang bekerja berdasarkan prinsip-prinsip logika fuzzy, hanya

membutuhkan penambahan fungsi keanggotaan yang baru dan aturan-aturan yang berhubungan dengannya.

Secara umum, sistem fuzzy sangat cocok untuk penalaran pendekatan terutama untuk sistem yang menangani masalah-masalah yang sulit didefinisikan dengan menggunakan model matematis Misalkan, nilai masukan dan parameter sebuah sistem bersifat kurang akurat atau kurang jelas, sehingga sulit mendefinisikan model matematikanya.

Sistem fuzzy mempunyai beberapa keuntungan bila dibandingkan dengan sistem tradisional, misalkan pada jumlah aturan yang dipergunakan. Pemrosesan awal sejumlah besar nilai menjadi sebuah nilai derajat keanggotaan pada sistem fuzzy mengurangi jumlah nilai menjadi sebuah nilai derajat keanggotaan pada sistem fuzzy mengurangi jumlah nilai yang harus dipergunakan pengontrol untuk membuat suatu keputusan. Keuntungan lainnya adalah sistem fuzzy mempunyai kemampuan penalaran yang mirip dengan kemampuan penalaran manusia. Hal ini disebabkan karena sistem fuzzy mempunyai kemampuan untuk memberikan respon berdasarkan informasi yang bersifat kualitatif, tidak akurat, dan ambigu.

Ada beberapa alasan penggunaan Logika Fuzzy : 1. Logika Fuzzy sangat fleksibel.

2. Logika Fuzzy memiliki toleransi.

3. Konsep logika fuzzy mudah dimengerti. Konsep matematis yang mendasari penalaran fuzzy sangat sederhana dan mudah dimengerti.

4. Logika fuzzy mampu memodelkan fungsi-fungsi nonlinear yang sangat kompleks.

5. Logika fuzzy dapat membangun dan mengaplikasikan pengalaman-pengalaman para pakar secara langsung tanpa harus melalui proses pelatihan.

6. Logika fuzzy dapat bekerjasama dengan teknik-teknik kendali secara konvensional.

7. Logika fuzzy didasarkan pada bahasa alami.

Sistem fuzzy pertama kali diperkenalkan oleh Prof. L. A. Zadeh dari Barkelay pada tahun 1965. Sistem fuzzy merupakan penduga numerik yang terstruktur dan dinamis.

Sistem ini mempunyai kemampuan untuk mengembangkan sistem intelijen dalam lingkungan yang tak pasti. Sistem ini menduga suatu fungsi dengan logika fuzzy. Dalam logika fuzzy terdapat beberapa proses yaitu penentuan himpunan fuzzy, penerapan aturan IF-THEN dan proses inferensi fuzzy. Ada beberapa metode untuk merepresentasikan hasil logika fuzzy yaitu metode Tsukamoto, Sugeno dan Mamdani. Pada metode Tsukamoto, setiap konsekuen direpresentasikan dengan himpunan fuzzy dengan fungsi keanggotaan monoton. Output hasil inferensi masing-masing aturan adalah z, berupa himpunan biasa (crisp) yang ditetapkan berdasarkan -predikatnya. Hasil akhir diperoleh dengan menggunakan rata-rata terbobotnya. Metode Sugeno mirip dengan metode Mamdani, hanya output (konsekuen) tidak berupa himpunan fuzzy, melainkan berupa konstanta atau persamaan liniar. Ada dua model metode

Sugeno yaitu model fuzzy sugeno orde nol dan model fuzzy sugeno orde satu. Bentuk umum model fuzzy sugeno orde nol adalah :

IF (x1 is A1) o (x2 is A2) o ….. o (xn is An) THEN z = k

Bentuk umum model fuzzy Sugeno orde satu adalah :

IF (x1 is A1) o (x2 is A2) o ….. o (xn is An) THEN z = p1.x1 + … pn.xn + q

Defuzzifikasi pada metode Sugeno dilakukan dengan mencari nilai rata-ratanya. Pada metode Mamdani, aplikasi fungsi implikasi menggunakan MIN, sedang komposisi aturan menggunakan metode MAX. Metode Mamdani dikenal juga dengan metode MAX-MIN. Inferensi output yang dihasilkan berupa bilangan fuzzy maka harus ditentukan suatu nilai crisp tertentu sebagai output. Proses ini dikenal dengan defuzzifikasi. Ada beberapa tahapan untuk mendapatkan output yaitu:

1. Pembentukan himpunan fuzzy

Pada metode Mamdani baik variabel input maupun variabel output dibagai menjadi satu atau lebih himpunan fuzzy.

2. Aplikasi fungsi implikasi

Pada metode Mamdani, fungsi implikasi yang digunakan adalah Min. 3. Komposisi Aturan

Tidak seperti penalaran monoton, apabila sistem terdiri dari beberapa aturan, maka inferensi diperoleh dari kumpulan dan korelasi antar aturan.

Ada 3 metode yang digunakan dalam melakukan inferensi sistem fuzzy yaitu : Max, Additive dan Probabilistik OR

a. Metode Max (Maximum)

Pada metode ini solusi himpunan fuzzy diperoleh dengan cara mengambil nilai maksimum aturan, kemudian menggunakannya untuk memodifikasi daerah fuzzy dan mengaplikasikan ke output dengan menggunakan operator OR(union). Jika semua proposisi telah dievaluasi, maka output akan beisi suatu himpunan fuzzy yang merefleksikan konstribusi dari tiap-tiap proposisi. Secara umum dapat dituliskan :

µsf[xi] ← max ( µsf[xi] , µkf[xi])

dengan :

µsf[xi]=nilai keanggotaan solusi fuzzy sampai aturan ke-i µkf[xi]=nilai keanggotaan konsekuen fuzzy aturan ke-i b. Metode Additive (Sum)

Pada metode ini, solusi himpunan fuzzy diperoleh dengan cara melakukan bounded-sumterhadap semua output dareah fuzzy. Secara umum dituliskan:

µsf[xi] ← max ( 1, µsf[xi] + µkf[xi] )

µkf[xi]=nilai keanggotaan konsekuen fuzzy aturan ke-i c. Metode Probabilistik OR

Pada metode ini, solusi himpunan fuzzy diperoleh dengan cara melakukan product terhadap semua output daerah fuzzy. Secara umun dituliskan :

µsf[xi] ← max ( µsf[xi] + µkf[xi] ) – (µsf[xi] * µkf[xi] ) µsf[xi]=nilai keanggotaan solusi fuzzy sampai aturan ke-i µkf[xi]=nilai keanggotaan konsekuen fuzzy aturan ke-i 4. Penegasan /Defuzzifikasi

input dari proses Defuzzifikasi adalah suatu himpunan fuzzy yang diperoleh dari komposisi aturan-aturan fuzzy, sedangkan output yang dihasilkan merupakan suatu bilangan pada domain himpunan fuzzy tersebut. Sehingga jika diberikan suatu himpunan fuzzy dalam range tertentu, maka harus dapat diambil suatu nilai crisp tertentu sebagai output. Ada beberapa metoda yang dipakai dalam defuzzifikasi:

a. Metode Centroid.

Pada metode ini penetapan nilai crisp dengan cara mengambil titik pusat daerah fuzzy.

b. Metode Bisektor.

Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai pada domain fuzzy yang memiliki nilai keanggotaan seperti dari jumlah total nilai keanggotaan pada daerah fuzzy.

c. Metode Means of Maximum (MOM).

Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai rata-rata domain yang memiliki niali keanggotaan maksimum. d. Metode Largest of Maximum (LOM)

Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai terbesar dari domain yang memiliki niali keanggotaan maksimum.

e. Metode Smallest of Maksimum (SOM).

Solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai terkecil dari domain yang memiliki nilai keanggotaan maksimum (Galih Salman, 2012).

43 3.1Model Pengembangan

Tujuan dari tugas akhir ini yaitu akan membuat sebuah alat yang mampu membantu manusia dalam memilih tingkat kematangan buah durian sesuai dengan keinginan dalam hal mutu. alat ini mampu mendeteksi tiga kondisi pada buah durian, mentah, setengah matang, dan matang.

Pada alat ini terdapat dua sensor gas (TGS 2620 dan TGS 2600), disini sensor gas digunakan sebagai pembaca kadar senyawa kimi yang berupa alkohol dan kadar udara segar (O2) pada aroma buah durian.

3.2Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian yang dipakai dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah:

1. Studi literatur

Pada penelitian ini terdapat dua perancangan yang akan dilakukan yaitu, perancangan perangkat keras dan perangkat lunak. Adapun metode penelitian yang dilakukan antara lain:

Pencarian data-data literatur untuk perangkat keras dari masing-masing komponen, informasi dari internet dan konsep teoritis dari buku-buku penunjang tugas akhir ini, serta materi-materi perkuliahan yang telah didapatkan dan perancangan perangkat lunak yaitu menggunakan Arduino melalui pencarian dari internet, dan konsep-konsep teoritis dari buku-buku penunjang tersebut.

Dari kedua bagian tersebut akan dipadukan agar dapat bekerja sama untuk menjalankan sistem dengan baik.

2. Tahap perancangan dan pengembangan sistem

Dalam membuat pengembangan sistem, terdapat beberapa langkah rancangan sistem yang diambil antara lain:

a. Membuat flowchart pada proses sistem secara keseluruhan b. Melakukan perancangan perangkat keras yang meliputi:

1. Merancang rangkaian elektronik yang digunakan pada penelitian ini 2. Melakukan percobaan tentang cara penggunaan sensor dan device

yang digunakan pada penelitian ini

3. Merancang mekanik untuk alat pendeteksi kematangan buah durian. c. Melakukan perancangan perangkat lunak yang meliputi:

1. Membuat program fuzzy clustering untuk menentukan output.

2. Membuat program pembacaan kadar alkohol dan kontaminasi pada udara segar menggunakan sensor gas (TGS).

3. Membuat program pengontrol kran elektrik, dan blower.

3.3 Diagram Blok Sistem

Dari penelitian ini terdapat dua proses utama yang akan dijalankan, yaitu : Aroma pada sampel buah akan di tangkap oleh dua sensor gas (TGS). Kemudian dari data analog sensor akan diproses oleh metode fuzzy clustering. Arduino bertujuan sebagai pengolah dan pengontrol data sensor (analog). Hasil pengolahan data sampel buah dari arduino akan ditampilkan melalui LCD. Blok diagram sistem dapat dilihat pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem

3.4Blok Diagram

Gambar 3.2 Blok Diagram

Pada gambar 3.2 blok diagram alat dapat dijelaskan sebagai berikut

1. Step 1, dilakukan pembersihan pada wadah buah dengan cara mengalirkan udara dengan bantuan blower dan diarahkan ke wadah silica gel melalui pipa udara, setelah melewati silica gel, kran elektrik akan terbuka sehingga udara dapat mengalir membersihkan wadah buah

2. Step 2, ketika proses membersihkan wadah buah telah selesai maka, buah durian akan dimasukan kedalam wadah.

3. Step 3, kipas akan menyala dan mengarahkan udara ke sensor agar, senyawa kimia atau aroma durian tidak mengambang diatas sensor.

4. Step 4, sensor akan mendeteksi adanya senyawa kimia alkohol dan paparan aroma durian terhadap udara segar.

3.5 Perancangan Mekanik Alat

Mekanik alat yang di gunakan adalah dari bahan plastik dirancang dan disusun khusus untuk kepentingan penelitian sistem alat ini. Alat ini di desain sedemikian rupa agar seluruh elektronika dan aktuator bisa terpasang dan berkerja dengan baik pada alat tersebut, mulai dari rangkaian Arduino uno, Module relay 4 chanel, Sensor gas (TGS), Step down 12vdc to 5vdc, LCD 16x2, Blower 24volt, Kipas 12volt, Pneumatic Valve, Air Cylinder, Baterai 12volt, dan Baterai 24volt. Berikut perancangan alat dapat dilihat pada gambar 3.3.

Gambar 3.3 Tampilan Keseluruhan Alat

Berikut arsitektur secara detail dari gambar 3.3 : 1. Base dasar berbahan triplek.

2. Wadah buah berbahan plastik.

3. Wadah blower 24volt berbahan plastik. 4. Wadah elektro berbahan plastik. 5. Wadah silica gel.

6. Pneumatic Valve. 7. Air Cylinder.

3.4.1 Bagian komponen alat

Gambar 3.4 Bagian Komponen Alat

1. Wadah buah ini terbuat dari bahan plastik dan dikondisikan untuk mencukupi satu buah durian saja, pada wadah buah ini juga terdapat sensor TGS dan kipas 12volt berukuran kecil yang berfungsi untuk memfokuskan aroma durian ke sensor TGS. Sensor TGS dan kipas 12volt.

2. Pneumatic Valve berfungsi sebagai alat pengontrol angin untuk mengatur gerakan pada air cylinder, pneumatic valve ini membutuhkan catu daya 24 volt.

3. Air Cylinder ini berfungsi sebagai kran elektrik untuk mengontrol aliran angin antara wadah buah dan wadah silica gel.

4. Wadah silica gel berfungsi untuk menampung silica gel yang bertujuanuntuk menormalisasi udara pada wadah buah.

5. Wadah blower ini berfungsi untuk melindungi blower dan memfokuskan aliran angin agar sesuai dengan yang diinginkan.

6. Baterai 12volt berfungsi sebagai sumber tegangan komponen elektronika seperti tegangan pada sensor, microcontroller, relay, lcd, tombol dan lain-lain. Sedangkan baterai 24volt berfungsi sebagai sumber tegangan aktuator seperti blower dan pneumatic valve.

7. Wadah elektro berfungsi untuk melindungi komponen elektro, didalam wadah elektro terdapat berbagai macam kompenen elektro yang terdiri dari :

a. Tombol start dan reset proses kerja alat. b. Relay 4 chanel sebagai switching aktuator.

c. LCD 16x2 untuk menampailkan infomasi kerja alat

d. Microcontroller Arduino uno berfungsi sebagai pengontrol kerja alat.

e. Step down 12volt to 5volt berfungsi untuk penurun dan pembagi tegangan pada komponen elektro.

3.4.2 Ukuran Dimensi Alat

Setelah semua komponen tambahan dari penelitian ini dipasangkan ukuran dimensi dari alat:

Ukuran alat : 70cm (panjang) x 60cm (lebar) x 32cm (tinggi). Wadah buah : 28cm (panjang) x 28cm (lebar) x 30cm (tinggi).

Wadah kipas : 19cm (panjang) x 18cm (lebar) x 20cm (tinggi). Wadah elektro : 16cm (panjang) x 27cm (lebar) x 14cm (tinggi). Wadah silica gel : 7cm (panjang) x 8cm (lebar) x 7cm (tinggi).

3.4.3 Struktur Material Alat

Bahan material yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan beberapa bahan diantaranya sebagai berikut :

a. Bagian Rangka 1. Papan triplek. 2. Mur dan baut. 3. Wadah plastik.

b. Bagian dari Penggerak Alat 1. Blower DC 24Volt. 2. Pneumatic valve. 3. Air Cylinder. 4. Kipas DC 12Volt

3.4.4 Perancangan Microcontroller Arduino

Pada tugas akhir ini dibuat beberapa buah pengendali menggunakan microcontroller keluaran pada perangkat lunak IDE Arduino 1.6.6, yaitu Arduino uno. Untuk menjalankan microcontroller ini diperlukan catu daya 5volt sebagai tegangan circuit.

Arduino uno ini dirancang untuk microcontroller ATMega328. Berikut ini adalah gambar microcontroller arduino uno, dapat dilihat pada gambar 3.5

Gambar 3.5 Rangkaian Board Arduino Uno

Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Eksternal (non-USB) dapat di ambil baik berasal dari AC ke adaptor DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan plug jack pusat-positif ukuran 2.1mm konektor power. Ujung kepala dari baterai dapat dimasukkan kedalam ground dan Vin pin header dari konektor power. Kisaran kebutuhan daya yang disarankan untuk board arduino uno adalah 7 sampai dengan 12 volt, jika diberi daya kurang dari 7 volt kemungkinan pin 5volt. Arduino uno dapat beroperasi tetapi tidak stabil kemudian jika diberi daya lebih dari 12volt, regulator tegangan bisa panas dan dapat merusak board arduino uno. Berikut adalah konfigurasi pin I/O yang digunakan pada table 3.1 :

Tabel 3.1 Konfigurasi pin I/O pada microcontroller

Pin I/O Fungsi

Vcc Power 5 volt

Port Digital 0 – Port Digital 6 LCD

Port Digital 7 Start

Port Digital 8 Reset

Port Digital 9 Blower

Port Digital 10 Selenoid valve

Port Digital 11 Kipas

Port Analog A0 TGS 2620

Port Analog A1 TGS 2600

3.4.5 Program Download

Untuk melakukan proses download program, yaitu file dengan ekstensi

“.ino” digunakan port USB (Universal Serial Bus) pada komputer. Dapat dilihatpada gambar 3.6

Gambar 3.6 USB Downloader Arduino

Sebelum downloader dapat digunakan perlu dilakukan instalasi driver arduino terlebih dahulu yang dapat di akses pada www.arduino.cc. Untuk memastikan port USB tersedia untuk akses download program arduino, dapat dilihat pada device manager – port (COM & LPT) - Arduino Uno (COM20). Seperti pada gambar 3.7.

Gambar 3.7 Port Arduino Uno Tersedia

Setelah memastikan pada divice manager, di pastikan juga pada software arduinonya apakah port USB arduino telah tersedia, dengan cara Tools – Port (COM/Arduino). Dan juga memilih board Arduino yang akan digunakan misalkan arduino uno, maka board yang di pilih adalah board arduino / guenino uno. Berikut contoh pada gambar 3.8.

Gambar 3.8 Pengaktifan Tools Board dan Port Arduino

Untuk melakukan upload program kedalam minimum system harus dilakukan pengecekan list program yang telah dibuat apakah ada syntax yang error, function yang salah maupun variabel yang belum di deklarasikan, pengecekan bisa dilakukan dengan klik menu berlogo centang yang bertuliskan verify, apabila pada kolom info bertuliskan “Done Compiling” maka dipastikan tidak ada error pada program yang dibuat dan sudah siap untuk diupload pada minimum system. Jika terdapat error, pada kolom info akan bertuliskan “Error”. contoh info tidak terdapat error pada program, dapat dilihat pada gambar 3.9. Setelah dipastikan tidak terdapat error pada program yang dibuat maka, dapat dilakukan upload program pada minimum system dengan memilih tools upload dengan logo panah kekanan yang bertuliskan “Upload”.

Jika proses upload berhasil maka, kolom info akan bertulikan “Done

Uploading”. Dapat dilihat pada gambar 3.10.

Gambar 3.10 Proses Upload Program

3.4.6 Konfigurasi Pin Relay

Modul relay 4 chanel ini memiliki 1 set header input (D1-D4) dan 4 set terminal konektor dimana tiap setnya terdiri dari 3 terminal, masing-masing terminal memiliki fungsi yaitu, normali open (NO), normali close (NC), dan commond (COM).

Pada bagian ini akan dijelaskan deskripsi dan fungsi dari masing-masing header dan konektor tersebut. Vcc dan gnd Header berfungsi sebagai catu daya 5volt untuk mengaktifkan rangkaian modul relay, pada

header pin input data digunakan untuk mengakses data berupah perintah dari program yang dibuat. Berikut deskripsi dari masing-masing pin pada Interface Header dan terminal konnetor dapat di perlihatkan pada table 3.2, untuk mengetahui layout modul relay 4 chanel, dapat diperlihatkan pada gambar 3.11

Tabel 3.2 Interface Header dan Terminal Konektor Modul Relay

Nama Fungsi

Vcc dan Gnd Catu daya 5volt DC

D1 Iputan data 1

D2 Inputan data 2

D3 Iputan data 3

D4 Inputan data 4

NO Normali Open (ON)

NC Normali Close (OFF)

COM COMMAND

3.5 Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak bertujuan untuk mengetahui alur alat pendeteksi kematangan buah durian sampai mendapatkan output tingkat kematangan buah. Perancangan perangkat lunak ini di bahas menggunakan flowchart seperti gambar 3.20.

Gambar 3.12 Flowchart Keseluruhan Sistem YA

Pada gambar 3.12 merupakan alur proses mendeteksi tingkat kematangan buah dari kondisi awal alat, hingga kondisi akhir alat menemukan tingkat kematangan buah durian, pembacaan sensor satu (TGS 2620) bertujuan untuk mengetahui seberapa kuat kadar alcohol (C2H6O) pada durian melalu aroma buah durian dan sensor dua (TGS 2600) bertujuan untuk mengetahui seberapa kuat paparan kontaminasi aroma durian terhadap udara segar (O2) yang berada di dalam wadah sensor.

Pertama memasuki start, setelah itu masuk ke proses inisialisasi pada alat pendeteksi kematangan buah, selanjutnya membaca sensor TGS 2620 dan sensor TGS 2600 untuk memastikan nilai kondisi awal pada wadah sensor, jika sensor satu dan sensor dua bernilai lebih besar dan lebih kecil dari kondisi awal maka sensor satu dan sensor dua akan disesuaikan dengan nilai kondisi awal, jika tidak maka nilai sensor satu dan sensor dua sama dengan kondisi awal, setelah mendapatkan kondisi awal maka dilakukan pembacaan sensor satu dan sensor dua terhadapa buah durian untuk mendapatkan nilai ADCnya, selanjutnya setelah mendapatkan nilai ADC (Analog to Digital Converter) dari buah durian maka masuk kepada proses fuzzy clustering, dalam proses tersebut akan dilakukan fuzzyfikasi dilanjutkan ke rule dan masuk pada proses defuzzyfikasi, dimana proses tersebut menentukan cluster dari data ADC (Analog to Digital Converter) buah durian yang di uji dan akan menentukan apakah buah durian tersebut mentah, setengah matang, atau matang.

3.5.1 Program Membaca Sensor gas (TGS) dan Menampilkan Pada LCD

Diagram alir untuk mengetahui nilai ADC (Analog to Digital Converter) buah durian terhadap alat pendeteksi kematangan berdasarkan pembacaan sensor gas (TGS) dan ditampilkan ke LCD terdapat pada Gambar 3.13.

Gambar 3.13 Diagram Alir Pembacaan Sensor TGS

Pada gambar 3.13 diagram alir pembacaan nilai ADC buah pada sensor TGS, dimulai dengan inisialisasi sensor TGS, kemudian melakukan penghitungan lebar pulsa dan data sensor TGS tersebut disimpan pada sebuah variabel dan data tersebut dimasukkan dalam rumus untuk

mengubah pulsa menjadi satuan persen, dimana rumus tersebut menggunakan function map(); untuk perubahan nilai ADC 10bit ke 0 – 100 persen. Setelah itu ditampilkan ke LCD. Berikut potongan program pembacaan sensor TGS serta menampilkan ke Komputer :

{

sensor1 = analogRead(Tgs1); sensor2 = analogRead(Tgs2);

level1=map(sensor1, batas1, 1023, 0, 100); level2=map(sensor2, batas2, 1023, 0, 100); if(level1<0) level1=0; if(level2<0) level2=0; } lcd.setCursor(0,0); lcd.print(level1); lcd.setCursor(3,0);

lcd.print("% TGS 2620"); lcd.setCursor(0,1);

lcd.print(level2); lcd.setCursor(3,1);

lcd.print("% TGS 2600"); delay(2000);

lcd.clear(); }

3.5.2 Fuzzy Clustering

Untuk menentukan keputusan sistem dari sensor dibutuhkan 3 proses yaitu :

1. Pengumpulan Data

Pada proses ini terjadi pengumpulan sampel data dengan cara mengambil data real hasil survey berupa nilai ADC ke 2 sensor pada suatu lingkungan terhadapa buah durian dan dimasukan kedalam tabel. Pengumpulan data dapat dilihat pada tabel 3.3.

2. Pemetaan Data

Data yang sudah dikumpulkan akan dimasukan kedalam pemetaan cluster menurut derajat keanggotaan data terhadap sensor TGS 2620 (Y), dan sensor TGS 2600 (X). Dapat dilihat pada gambar 3.14

Tabel 3.3 Pengambilan Sampel Data Nilai ADC

Data TGS 2620 Alkohol (C2H6O) ADC 8bit 0 -255 (Y) TGS2600 Udara (O2) ADC 8bit 0 -255 (X) Data TGS 2620 Alkohol (C2H6O) ADC 8bit 0 -255 (Y) TGS2600 Udara (O2) ADC 8bit 0 -255 (X)

D1 40 28 D21 74 80

D2 53 38 D22 60 70

D3 49 30 D23 55 60

D4 45 50 D24 76 85

D5 41 40 D25 65 80

D6 58 56 D26 59 70

D7 60 40 D27 55 57

D8 53 36 D28 44 30

D9 42 29 D29 49 28

D10 55 56 D30 60 54

D11 49 28 D31 56 45

D12 57 35 D32 68 36

D13 60 56 D33 79 67

D14 60 60 D34 69 45

D15 65 55 D35 56 40

D16 47 52 D36 50 60

D17 45 50 D37 57 40

D18 70 50 D38 45 39

D19 67 45 D39 78 89

D20 80 88 D40 50 40

Dari table 3.3 diketahui karateristik untuk kondisi buah durian

1. Dengan kondisi mentah ada pada : D1, D2, D3, D4, D5, D8, D9, D11, D16, D17, D28, D29, D31, D38, D40.

2. Dengan kondisi setengah matang ada pada : D6, D7, D10, D12, D13, D14, D15, D18, D19, D23, D26, D27, D30, D32, D35, D36, D37.

3. Dengan kondisi matang ada pada : D20, D21, D22, D24, D33, D34, D39.

Gambar 3.14 Pemetaan Derajat Keanggotaan 3. Rule (aturan)

Rule adalah proses evaluasi derajat keanggotaan untuk menentukan cluster dari sebuah data. Dimana sebuah data akan masuk dalam cluster A apabila derajat keanggotaan terhadap sensor TGS 2620 kecil dan derajat keanggotaan terhadap sensor TGS 2600 kecil, untuk cluster B apabila derajat keanggotaan terhadap sensor TGS 2620 besar dan derajat keanggotaan terhadap sensor TGS 2600 kecil, sedangkan untuk cluster C apabila derajat keanggotaan terhadap sensor TGS 2620 besar, dan derajat keanggotaan

terhadap sensor TGS 2600 besar (kusumadewi, 2005). Berikut hasil clustering dari aturan yang ditentukan pada gambar 3.15.

Gambar 3.15 Penerapan Rule

Setalah dilakukan pemetaan atau pengelompokan dengan syarat atau rule fuzzy clustering maka didapatkan:

1. Cluster A sama dengan buah dengan kondisi output mentah.

2. Cluster B sama dengan buah dengan kondisi output setengah matang. 3. Cluster C sama dengan buah dengan kondisi output matang.

Cluster dikatakan fuzzy jika tiap – tiap objek dihubungkan dengan menggunakan derajat keanggotaan ( bukan dari keanggotaan crisp). Seperti halnya, suatu daerah akan masuk cluster A tergantung pada seberapa derajat

keanggotaannya terhadap jumlah nilai ADC sensor TGS 2620 dan nilai ADC sensor TGS 2600.

Peran dari banyaknya sampel data real dalam metode ini sangat mempengaruhi hasil yang diinginkan. Semakin banyak data maka semakin efektif sebuah sistem yang dibuat dengan metode fuzzy clustering. Seperti telah dijelaska, bahwa ada 3 kombinasi untuk menentukan outputan fuzzy clustering. Ke 3 aturan tersebut adalah sebagai berikut :

IF Sensor TGS 2620 sedikit AND Sensor TGS 2600 sedikit THEN Mentah. IF Sensor TGS 2620 banyak AND Sensor TGS 2600 sedikit THEN Setengah Matang.

IF Sensor TGS 2620 banyak AND Sensor TGS 2600 banyak THEN Matang. Sehingga didapati parameter plant seperti pada table 3.4 sebagai berikut :

Table 3.4 Parameter Plan.

T

GS

2620

TGS 2600

0 25 50 60 80 100

40 Mentah Mentah Mentah ½

Matang

½ Matang

50 Mentah Mentah ½

Matang

Matang Matang

60 Mentah ½

Matang

½ Matang

Matang Matang

80 Mentah ½

Matang

½ Matang

Matang Matang

100 ½

Matang

½ Matang

Matang Matang Matang

Dari table 3.4 didapati 25 kondisi pada sistem fuzzy clustering yang dibuat dari 3 buah cluster. Berikut 25 kondisi sistem fuzzy dapat dilihat pada tabel 3.5

Tabel 3.5 Hasil Fuzzy Clustering

IF ((TGS 2620 >= 0 && TGS 2620 <= 40) && (TGS 2600 >= 0 &&TGS 2600 <= 25)) THEN MENTAH

IF ((TGS 2620 >= 0 && TGS 2620 <= 40) && (TGS 2600 >= 26 &&TGS 2600 <= 50)) THEN MENTAH

IF ((TGS 2620 >= 0 && TGS 2620 <= 40) && (TGS 2600 >= 51 && TGS 2600 <= 60)) THEN MENTAH

IF ((TGS 2620 >= 0 && TGS 2620 <= 40) && (TGS 2600 >= 61 && TGS 2600 <= 80)) THEN SETENGAH MATANG

IF ((TGS 2620 >= 0 && TGS 2620 <= 40) && (TGS 2600 >= 81 && TGS 2600 <= 100)) THEN SETENGAH MATANG

IF ((TGS 2620 >= 41 && TGS 2620 <= 50) && (TGS 2600 >= 0 && TGS 2600 <= 25)) THEN MENTAH

IF ((TGS 2620 >= 41 && TGS 2620 <= 50) && (TGS 2600 >= 21 && TGS 2600 <= 50)) THEN MENTAH

IF ((TGS 2620 >= 41 && TGS 2620 <= 50) && (TGS 2600 >= 51 && TGS 2600 <= 60)) THEN SETENGAH MATANG

IF ((TGS 2620 >= 41 && TGS 2620 <= 50) && (TGS 2600 >= 61 && TGS 2600 <= 80)) THEN MATANG

IF ((TGS 2620 >= 41 && TGS 2620 <= 50) && (TGS 2600 >= 81 && TGS 2600 <= 100)) THEN MATANG

IF ((TGS 2620 >= 51 && TGS 2620 <= 60) && (TGS 2600 >= 0 && TGS 2600 <= 25)) THEN MENTAH

IF ((TGS 2620 >= 51 && TGS 2620 <= 60) && (TGS 2600 >= 26 && TGS 2600 <= 50)) THEN SETENGAH MATANG

IF ((TGS 2620 >= 51 && TGS 2620 <= 60) && (TGS 2600 >= 51 && TGS 2600 <= 60)) THEN SETENGAH MATANG

IF ((TGS 2620 >= 51 && TGS 2620 <= 60) && (TGS 2600 >= 61 && TGS 2600 <= 80)) THEN MATANG

IF ((TGS 2620 >= 51 && TGS 2620 <= 60) && (TGS 2600 >= 81 && TGS 2600 <= 100)) THEN MATANG

IF ((TGS 2620 >= 61 && TGS 2620 <= 80) && (TGS 2600 >= 0 && TGS 2600 <= 25)) THEN MENTAH

IF ((TGS 2620 >= 61 && TGS 2620 <= 80) && (lTGS 2600 >= 26 && TGS 2600 <= 50)) THEN SETENGAH MATANG

IF ((TGS 2620 >= 61 && TGS 2620 <= 80) && (TGS 2600 >= 51 && TGS 2600 <= 60)) THEN SETENGAH MATANG

IF ((TGS 2620 >= 61 && TGS 2620 <= 80) && (TGS 2600 >= 61 && TGS 2600 <= 80)) THEN MATANG

IF ((TGS 2620 >= 61 && TGS 2620 <= 80) && (TGS 2600 >= 81 && TGS 2600 <= 100)) THEN MATANG

IF ((TGS 2620 >= 81 && TGS 2620 <= 100) && (TGS 2600 >= 0 && TGS 2600 <= 25)) THEN SETENGAH MATANG

IF ((TGS 2620 >= 81 && TGS 2620 <= 100) && (TGS 2600 >= 26 && TGS 2600 <= 50)) THEN SETENGAH MATANG

IF ((TGS 2620 >= 81 && TGS 2620 <= 100) && (TGS 2600 >= 51 && TGS 2600 <= 60)) THEN MATANG

IF ((TGS 2620 >= 81 && TGS 2620 <= 80) && (TGS 2600 >= 61 && TGS 2600 <= 80)) THEN MATANG

IF ((TGS 2620 >= 81 && TGS 2620 <= 100) && (TGS 2600 >= 81 && TGS 2600 <= 100)) THEN MATANG

3.6Metode Pengujian dan Evaluasi Sistem

Dalam pengujian sistem ini pengujian akan dilakukan pada perangkat keras serta perangkat lunak yang telah dibuat. Pengujian yang telah dilakukan dimulai dari pengujian microcontroller, pengujian sensor TGS, pengujian blower DC, pengujian Pneumatic Valve dan Air Cylinder, serta pengujian deteksi tingkat kematangan buah durian.

3.6.1 Pengujian dan Evaluasi Microcontroller (Arduino Uno)

Pengujian microcontroller ini bertujuan untuk mengetahui apakah microcontroller (arduino uno) dalam alat pendeteksi tingkat kematangan buah durian dapat melakukan proses download program ke mikrokontroller dengan baik. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengaktifkan power supply dan menghubungkannya dengan minimum sistem. Sambungkan minimum sistem dengan komputer menggunakan kabel USB downloader lalu jalankan compiler IDE Arduino 1.6.6 pada komputer tersebut. Setelah itu untuk mengetahui apakah proses download berhasil daapt dilihat pada kolom bagian bawa software arduino

bertuliskan “Done Uploading” Jika proses load gagal maka akan keluar informasi

tentang error yang terjadi baik itu syntax error maupun kesalahan yang terhubung antara komputer dengan microcontroller.

3.6.2 Pengujian dan Evaluasi Sensor TGS

Pengujian sensor TGS ini bertujuan untuk mengetahui informasi kandungan alkohol (C2H6O) dan kontaminasi terhadap udara (O2) dari buah durian dengan alat yang dibangun. Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan

memberikan tegangan pada sensor TGS dan melakukan koneksi antara sensor TGS dengan microcontroller arduino. Setelah itu proses dilanjutkan dengan menggunakan program membaca nilai ADC pada compiler IDE Arduino yang akan di download pada microcontroller arduino uno dan akan ditampilkan pada LCD. Jika proses pengujian tersebut berhasil maka LCD akan menampilkan data berupa kadar alkohol dan kontaminasi udara dari buah durian. Hasil pembacaan nilai ADC sensor TGS ditampilkan ke LCD, dapat dilihat pada gambar 3.16

Gambar 3.16 Pengujian Sensor TGS

3.6.3 Pengujian dan Evaluasi Blower 24VDC

Pengujian blower DC ini bertujuan untuk mengetahui apakah blower DC bergerak atau berputar sesuai dengan yang diharapkan dan berputar dengan waktu tertentu sesuai dengan program yang telah di tentukan. Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan pada blower DC, selanjutnya melakukan koneksi antara blower DC dengan microcontroller arduino melalui modul relay. Setelah itu proses dilanjutkan dengan menggunakan program untuk menggerakkan blower DC pada compiler IDE Arduino yang di download pada

mcrocontroller. Jika proses pengujian tersebut berhasil maka blower DC akan bergerak sesuai dengan yang diperintahkan dalam program yang terdapat pada microcontroller.

3.6.4 Pengujian dan Evaluasi Pneumatic Valve dan Air Cylinder

Pengujian pneumatic valve dan air cylinder ini bertujuan untuk mengetahui apakah pneumatic valve dan air cylinder bergerak sesuai dengan yang diharapkan dan bergerak dengan waktu tertentu sesuai dengan program yang telah di tentukan. Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan pada pneumatic valve dan kran angin pada pneumatic valve disambungkan pada air cylinder, selanjutnya melakukan koneksi antara pneumatic valve dengan microcontroller arduino melalui modul relay. Setelah itu proses dilanjutkan dengan menggunakan program untuk menggerakkan pneumatic valve dan air cylinder pada compiler IDE Arduino yang di download pada mcrocontroller. Jika proses pengujian tersebut berhasil maka pneumatic valve dan air cylinder akan bergerak sesuai dengan yang diperintahkan dalam program yang terdapat pada microcontroller.

3.6.5 Pengujian dan Evaluasi Program Mendeteksi Kematangan Buah Pengujian ini dilakukan untuk menguji apakah program mendeteksi tingkat kematangan buah durian pada alat yang dibuat telah berjalan sesuai dengan keinginan dan kebutuhan pada tugas akhir ini. Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan melakukan koneksi antara semua perangkat keras yang dibutuhkan untuk melakukan proses ini. Setelah itu proses dilanjutkan dengan melakukan proses download program mendeteksi kematangan buah durian yang telah dibuat sesuai dengan diagram alir pada gambar 3.12. Pengujian ini

dinyatakan berhasil apabila hasil dari penentuan ini menunjukkan bahwa microcontroller mengeluarkan informasi melalui LCD tingkat kematangan buah, dan uji coba dilakukan pada buah durian yang baru dibeli atau yang telah disiapkan.

71

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian system yang telah dilakukan penulis ini merupakan pengujian terhadap perangkat keras serta perangkat lunak dari system secara keseluruhan yang telah selesai dibuat untuk mengetahui komponen-komponen dari sistem tersebut apakah sistem tersebut berjalan dengan baik.

4.1 Pengujian Microcontroller Arduino 4.1.1 Tujuan

Pengujian microcontroller bertujuan untuk mengetahui apakah microcontroller arduino ini dapat melakukan proses connect dan download program ke microcontroller dengan baik.

4.1.2 Alat yang Digunakan

Peralatan yang dibutuhkan untuk pengujian ini adalah sebagai berikut: 1. Rangkaian microcontroller Arduino Uno

2. Kabel Downloader. 3. PC atau Laptop. 4. Program IDE Arduino. 5. Power supply 1000mA - 5V.

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem

No Proses Outputan Pembuktian Hasil

1 Percobaan ke 1A Mentah Mentah Berhasil 2 Percobaan ke 2A Setengah matang Setengah matang Berhasil 3 Percobaan ke 3A Setengah matang Setengah matang Berhasil 4 Percobaan ke 4A Setengah matang Setengah matang Berhasil 5 Percobaan ke 5A Mentah Setengah matang Gagal 6 Percobaan ke 6A Matang Matang Berhasil 7 Percobaan ke 1B Matang Matang Berhasil 8 Percobaan ke 2B Matang Setengah matang Gagal 9 Percobaan ke 3B Setengah Matang Setengah Matang Berhasil 10 Percobaan ke 4B Matang Setengah Matang Gagal 11 Percobaan ke 5B Mentah Mentah Berhasil 12 Percobaan ke 6B Setengah matang Setengah matang Berhasil 13 Percobaan ke 1C Setengah matang Setengah matang Berhasil 14 Percobaan ke 2C Setengah matang Setengah matang Berhasil 15 Percobaan ke 3C Mentah Setengah matang Gagal 16 Percobaan ke 4C Matang Matang Berhasil 17 Percobaan ke 5C Matang Matang Berhasil 18 Percobaan ke 6C Matang Matang Berhasil 19 Percobaan ke 1D Setengah Matang Setengah Matang Berhasil 20 Percobaan ke 2D Matang Matang Berhasil 21 Percobaan ke 3D Mentah Mentah Berhasil 22 Percobaan ke 4D Setengah matang Setengah matang Berhasil 23 Percobaan ke 5D Setengah matang Matang Gagal 24 Percobaan ke 6D Setengah matang Setengah matang Berhasil

25 Percobaan ke 1E Mentah Matang Gagal

26 Percobaan ke 2E Matang Matang Berhasil 27 Percobaan ke 3E Matang Matang Berhasil 28 Percobaan ke 4E Matang Matang Berhasil 29 Percobaan ke 5E Setengah Matang Setengah matang Berhasil 30 Percobaan ke 6E Matang Matang Berhasil

Pada tabel 4.2 terdapat 5 buah durian yang di uji secara berulang, dan buah pertama di asumsikan dengan variabel A, buah kedua adalah variabel B, buah ketiga adalah variabel C, buah keempat adalah variabel D, buah kelima adalah variabel E.

79

Dari hasil pengujian keseluruhan sistem dengan menggunakan metode Fuzzy Clustering didapati tingkat keberhasilan 80%, dengan keberhasilan pengujian 24 kali dan 6 kali gagal dari 30 kali percobaan dengan 5 sampel buah durian yang diuji masing - masing tiap buahnya sebanyak 6 kali secara berulang.

80 PENUTUP

5.1Kesimpulan

Berdasarkan dari hasil evaluasi dan pengujian yang sudah dilakukan dalam Rancang Bangun Alat Pendeteksi Tingkat Kematangan Buah Durian Menggunakan Sensor TGS 2620 dan Sensor TGS 2600 Berbasis Arduino, sehingga dapat dibuat beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Dari hasil pengujian keseluruhan menggunakan metode fuzzy clustering didapatkan tingkat keberhasilan 80%, dengan keberhasilan pengujian 24 kali dan 6 kali gagal dari 30 kali percobaan dengan 5 sampel buah durian yang diuji masing - masing tiap buahnya sebanyak 6 kali secara berulang. 2. Sistem kerja sensor TGS sangat berpengaruh pada komponen heater atau

pemanas, maka temperatur suhu lingkungan pengujian sangat berpengaruh pada nilai normal sensor.

5.2 Saran

Agar pada penelitian selanjutnya sistem ini dapat dikembangkan lebih baik lagi, maka penulis memberikan saran sebagai berikut:

1. Untuk kedepannya alat ini bisa dibekali sensor suhu untuk mempermudah kinerja sistem saat memproses data dari sensor gas (TGS).

2. Untuk sensor TGS diharapkan jumlahnya bisa ditambah agar tingkat keberhasilan alat ini semakin tinggi, serta jumlah sampel data diperbanyak

81

lagi karena pada metode fuzzy clustering jumlah sampel data real sangat mempengaruhi proses indentifikasi tingkat kematangan buah.

3. Alat pendeteksi kematangan buah ini dapat dikembangkan dari sisi algoritma untuk menambahkan proses pendeteksi jenis jenis buah.

4. Untuk mekanik alat, dapat dibuatkan wadah High Quality pada masing-masing perangkat dan desain yang ergonomis.

82

Akbar, T. H. (2010). Pendeteksi Kebocoran Tabung Gas dengan Menggunakan Sensor Gas Figarro TGS 2610 Berbasis Mikrokontroller AT89S52, 1-3. Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, Universitas Gunadarma.

Arduino. (n.d.). Arduino/Genuino Uno product. Retrieved September 1, 2015, from

arduino.cc: https://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno

Dadwal, M. (2012). International Journal of Engineering and Advanced Technology

(IJEAT). Estimate Rispeness Level of Fruits Using RGB Color Space and Fuzzy

Logic Technique, 225-226.

Dewikusuma, S. (2002). Analisis dan Desain Sistem Fuzzy Menggunakan Tool Box

Matlab. Jogjakarta: Graha Ilmu.

Djuandi, F. (2011, Januari 8). Pengenalan Arduino. Retrieved September 3, 2015, from

tobuku.com: http://tobuku.com/index.php/2011/01/08/pengenalan-arduino/

Elektronika Dasar. (2012, Mei 1). ADC Analog Digital Convertion. Retrieved Oktober 4,

2015, from Elektronika-Dasar.web.id: http://elektronika-dasar.web.id/adc-analog-to-digital-convertion/

Figaro Sensor. (2005). TGS 2600 For the Detection of Air Contaminants.

www.figarosensor.com.

Figaro Sensor. (2005). TGS 2620 - For the Detection of Solvent Vapors.

83

Kusbiantoro, B. (2011). Eksotisme Flavor Durian. Retrieved November 25, 2015, from

foodreview.co.id: http://foodreview.co.id/baru/index1.php?id=56610

Madhawirawan, A. F. (2012). Trainner Mikrokontroller ATmega32 Sebagai Media

Pembelajaran Pada Kelas XI Program Keahlian Audio Video di SMK Negeri 3 Yogyakarta, 1-5. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta.

Salman, A. G. (2012, Maret 2). Pemodelan Dasar Sistem Fuzzy. Retrieved September 1,

2015, from socs.binus.ac.id: http://socs.binus.ac.id/2012/03/02/pemodelan-dasar-sistem-fuzzy/

Suwito, W. (2014). Pengaturan Posisi Piston Silinder Peneumatic Pada Lengan Robot

KRAI. Teknik Elektro Universitas Brawijaya, 2-3.

Teknik Elektronika. (2015). Pengertian Relay dan Fungsinya . Retrieved Desember 14,

2015, teknikelektronika.com from: http://www.teknikelektronika.com/pengertian-relay-fungsi-relay/.