Alat Pendeteksi Warna Menggunakan Sensor LDR Berbasis Arduino Unop

LAMPIRAN #include <LiquidCrystal.h>

// initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);

int sensorPin = A0;

int LedBiru =8; // Led warna biru digital pin 8 int LedHijau=9; // Led warna hijau digital pin 9 int LedMerah=10; // Led warna merah digital pin 10 int hasil,hasilb,hasilm,hasilh;

int k=15; // toleransi warna

void setup() {

// declare the ledPin as an OUTPUT: pinMode(LedBiru,OUTPUT); pinMode(LedMerah,OUTPUT); pinMode(LedHijau,OUTPUT); digitalWrite(LedBiru,LOW); digitalWrite(LedMerah,LOW); digitalWrite(LedHijau,LOW); lcd.begin(16,2); lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(" Yenita Sari STMG"); lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("132411041"); delay(300);

for (int positionCounter = 0; positionCounter < 16; positionCounter++) { // scroll one position right:

lcd.scrollDisplayRight(); // wait a bit:

delay(200); }

for (int positionCounter = 0; positionCounter < 40; positionCounter++) { // scroll one position left:

lcd.scrollDisplayLeft(); // wait a bit:

delay(300); }

}

void loop() { lcd.clear();

// nyalakan LedMerah

digitalWrite(LedMerah,HIGH); //delay 150 ms agar LDR baca stabil delay(150);

// baca data sensor

hasil= analogRead(sensorPin); hasilm=map(hasil,0,1023,0,255); lcd.print("R,G,B"); lcd.print(hasilm); digitalWrite(LedMerah,LOW); delay(150);

// nyalakan LedHijau

digitalWrite(LedHijau,HIGH); //delay 150 ms agar LDR baca stabil delay(150);

// baca data sensor

hasil= analogRead(sensorPin); hasilh=map(hasil,0,1023,0,255); lcd.print(","); lcd.print(hasilh); digitalWrite(LedHijau,LOW); delay(150);

// nyalakan LedBiru

//delay 150 ms agar LDR baca stabil delay(150);

// baca data sensor

hasil= analogRead(sensorPin); hasilb=map(hasil,0,1023,0,255); lcd.print(","); lcd.println(hasilb); digitalWrite(LedBiru,LOW); delay(150);

// cek warna dibandingkan dengan nilai hasil kalibrasi

if(abs(hasilm-145)<k && abs(hasilh-115)<k && abs(hasilb-160)<k){ lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("WARNA BIRU MUDA"); }

else if(abs(hasilm-158)<k && abs(hasilh-120)<k && abs(hasilb-121)<k){ lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("WARNA HIJAU"); }

else if(abs(hasilm-132)<k && abs(hasilh-179)<k && abs(hasilb-153)<k){ lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("WARNA UNGU"); }

else if(abs(hasilm-164)<k && abs(hasilh-201)<k && abs(hasilb-134)<k){ lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("WARNA ORANGE"); }

else if(abs(hasilm-187)<k && abs(hasilh-203)<k && abs(hasilb-147)<k){ lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("WARNA KUNING"); }

else if(abs(hasilm-91)<k && abs(hasilh-110)<k && abs(hasilb-106)<k){ lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("WARNA HITAM"); }

DAFTAR PUSTAKA

Bishop,Owen.2005.Dasar – dasar Elektronika, Edisi Pertama, Penerbit: Erlangga,Jakarta.

Daryanto,Drs.2008.Pengetahuan Teknik Elektronika, Edisi Pertama, Penerbit: Bumi Aksara.

Malvino,Hanafi Gunawan,1996.Primsip – prinsip Elektronika.Edisi Kedua, Penerbit : Erlangga, Jakarta.

Sutanto.2006.Rangkaian Elektronika, Penerbit: UI – Press, Jakarta.

Tokheim.1995. Elektronika Digital. Edisi kedua, Penerbit: Erlangga, Jakarta.

http://delta-elektronik.com/LDR.pdf Diakses tanggal 19 Januari 2016

BAB III

PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM

3.1 Perancangan Sistem

Dalam bab ini akan dibahas mengenai pembuatan rangkaian dan program. Seperti pengambilan data pada pengujian warna dengan mengambil nilai yang dihasilkan dari warna Red, Green, Blue yang kemudian nilai yang diambil dari setiap ketiga warna gabungan tersebut di rata-ratakan dan selanjutnya nilai dari rata-rata tersebut menjadi nilai dari setiap warna yang diambil. Dan demikian setiap warna mempunyai nilai yang berbeda-beda pula tergantung tingkat kecerahan yang diambil LDR dari LED tersebut. Dan untuk melihat nilai yang dihasilkan kita dapat melihatnya dngan mudah dilayar LCD dengan memasukkan dan dari software Arduino.

3.1.1 Prinsip Kerja Alat

Sistem ini dibangun untuk melihat warna dari tingkat kecerahan yang dihasilkan melalui sensor LDR, yang nilai tersebut akan diolah dalam Arduino. Media yang digunakan adalah kertas yang tingkat kecerahan warna tersebut diolah sebelumnya kedalam Arduino. Kemudian hasil tersebut akan ditampilkan di LCD 16x2. Adapun konsep dasar sistem adalah sebagai berikut:

Gambar 3.1 Konsep Dasar Sistem

Penjelesannya sebagai berikut:

1. Input data berupa pembacaan kecerahan warna dari sensor LDR dengan mendeteksi

warna dari kertas.

2. Proses pengolahan data kecerahan warna dari sensor LDR diolah kedalam program

pada Arduiono kemudian ditampilkan ke LCD 16x2.

3. Outpu adalah hasil data yang sudah diolah Arduino akan ditampilkan pada LCD.

3.1.2 Cara Kerja Alat.

Cara kerja alat dijelaskan sebagai berikut:

1. Hidupkan alat dan ambil macam-macam kertas warna

2. Alat mendeteksi kecerahan warna melalui snsor LDR.

3. Kecerahan warna yang telah di hasilkan melalui Arduino dan kemudian ditampilkan

pada LCD.

3.2 Perancangan Rangkaian. 3.2.1 Sensor LDR.

Ukuran sensor LDR ini tergolong kecil, sehingga mudah dalam pengaturan tata letak sensor. Dibawah ini adalah gambar dimensi dan struktur sensor LDR.

Gambar 3.2 Stuktur sensor LDR.

3.2.2 Arduino Uno

Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang.

Gambar 3.3 Rangkaian Arduino

3.2.3 Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)

Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD (liquid crystal display) ke

mikrokontroler dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 3.4 Rangkaian skematik konektor dari Mikrokontroler ke LCD

Liquid crystal display (LCD) merupakan sejenis crystal yang akan berpendar jika

diberi tegangan tertentu, sehingga perpendaran tersebut dapat diatur untuk membentuk

karakter, angka, huruf dan lain sebagainya. Liquid crystal display (LCD) yang digunakan

dalam penelitian tugas akhir ini adalah menggunakan liquid crystal display (LCD) dengan

3.3.3 Perancangan Rangkaian Keseluruhan

Pada rangakaian ini menggambarkan keseluruhan program yang dirancang dari

sesor LDR, arduino dan LCD.Dari gambar dibawah ini menjelaskan bahwa rangkaian

yang dibuat menggunkan arduino, sensor LDR dan LCD.

3.3 Flowchart

Start

Inisialisasi arduino

Slesai waktu Mulai

Pembacaan sensor

Waktu Stop Masuk Ke rumus

Tempil LCD

iya tidak

BAB IV

DATA DAN ANALISA DATA

4.1 Data

WARNA R G B

BIRU

139 112 146

138 107 147

MERAH

124 192 108

128 189 112

UNGU

134 169 143

131 171 142

ORENS

157 196 127

155 195 124

HITAM

115 110 97

115 110 98

HIJAU

157 120 117

153 120 116

PUTIH

178 193 167

179 193 167

KUNING

185 205 144

4.2. Analisa Data

4.2.1. Perhitungan rata –rata

• Biru

R = = 138,5 G = = 109,5 B = = 146,5

• Merah

R = = 126 G = = 90,5 B = = 110

• Ungu

R = = 132, 5 G = = 170 B = = 142,5

• Orens

R = = 156 G = = 195,5 B = = 126,5

• Hitam

R = = 115 G = = 110 B = = 97,5

• Hijau

R = = 155 G = = 120 B = = 165, 5

• Putih

R = = 178,5 G = = 193

B = = 167

• Kuning

R = = 185 G = = 204,5 B = = 144

4.2.2. Perbandingan Uji Dengan Standar

Warna Uji Standar

Biru 139 112 146 145 115 160

138 107 147 145 115 160

Merah 124 192 108 118 198 126

128 189 112 118 198 126

Ungu

134

169 143 132 179 153

131

171 142 132 179 153

Orens

157

196 127 164 201 131

155

195 124 164 201 131

Hitam

115

110 97 91 110 106

115

110 98 91 110 106

Hijau

157

120 117 158 120 121

153

120 116 158 120 121

Putih 178 193 167 182 197 171

179 193 167 182 197 171

kuning

185 205 144 187 203 147

185 204 144 187 203 147

Keterangan Penentuan Warna

( Uji Pembacaan – Standar ) < K

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian hasil,dapat diambil beberapa kesimpulan:

1. Berdasarkan hasil pengujian sesor LDR dan pengujian alat ukur kecerahan warna yang dibuat, pengambilan data pada sensor LDR sangat baik.

2. 3 warna sebagai sample nilai yang nilainya dirata-ratakan dan hasilnya merupakan nilai setiap warna yang berbeda dari pengambilan sample pada sensor LDR yang diberikan oleh LED.

4.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:

1. Dari segi bentuk alat sebaiknya menggunakan temoat yang lebih menarik dan praktis agar pengguna bisa menggunakannya dengan mudah.

2. Pada peletakkan sensornya sebaiknya menggunakan sensor LDR yang lebih baik pembacaan warnanya agar lebih mudah dipahami oleh pengguna.

BAB II DASAR TEORI 2.1 Teori Warna

2.1.1 Warna Dalam Cahaya

Warna dapat didefinisikan sebagai bagian dari pengalamatan indera pengelihatan, atau sebagai sifat cahaya yang dipancarkan. Proses terlihatnya warna adalah dikarenakan adanya cahaya yang menimpa suatu benda, dan benda tersebut memantulkan cahaya ke mata (retina) kita hingga terlihatlah warna. Benda berwarna merah karena sifat pigmen benda tersebut memantulkan warna merah dan menyerap warna lainnya. Benda berwarna hitam karena sifat pigmen benda tersebut menyerap semua warna. Sebaliknya suatu benda berwarna putih karena sifat pigmen benda tersebut memantulkan semua warna. Teori dan pengenalan warna telah banyak dipaparkan oleh para ahli, diantaranya sebagai berikut:

a. Eksperimen James Clerck Maxwell (1855-1861)

Penemuan Young dan Helmholtz membuktikan bahwa terdapat hubungan antara warna cahaya yang datang ke mata dengan warna yang diterima di otak. Hal ini merupakan dukungan awal terhadap asumsi Newton tentang cahaya dan warna-warna benda. Asumsi Newton menyatakan bahwa benda yang tampak berwarna sebenarnya hanyalah penerima, penyerap, dan penerus warna cahaya yang ada dalam spektrum. James Clerck Maxwell membuat serangkaian percobaan dengan menggunakan proyektor cahaya dan penapis (filter) berwarna. 3 buah proyektor yang telah diberi penapis (filter) warna yang berbeda disorotkan ke layar putih di ruang gelap. Penumpukkan dua atau tiga cahaya berwarna ternyata menghasilkan warna cahaya yang lain (tidak dikenal) dalam pencampuran warna dengan menggunakan tinta/cat/bahan pewarna. Penumpukkan (pencampuran) cahaya hijau dan cahaya merah, misalnya menghasilkan warna kuning.

Hasil experimen Maxwell menyimpulkan bahwa warna hijau, merah dan biru merupakan warna- warna primer (utama) dalam pencampuran warna cahaya. Warna primer adalah warna- warna yang tidak dapat dihasilkan lewat pencampuran warna apapun. Melalui warna- warna primer cahaya ini (biru, hijau, dan merah) semua warna cahaya dapat dibentuk dan diciptakan. Jika ketiga warna cahaya primer ini dalam intensitas maksimum digabungkan, berdasarkan eksperimen 3 proyektor yang

Eksperimen Maxwell merupakan model atau tiruan yang bagus sekali untuk memudahkan pemahaman kita tentang bagaimana reseptor mata menangkap cahaya sehingga menimbulkan penglihatan berwarna di otakPencampuran warna dalam cahaya dan bahan pewarna menunjukkan gejala yang berbeda. Sekalipun begitu, dengan memperhatikan hasilnya secara seksama pada pencampuran masing- masing warna primer, dapatlah diperkirakan adanya suatu hubungan yang saling terkait satu sama lain. Warna kuning dalam cahaya ternyata dapat dihasilkan dengan menambahkan warna cahaya primer hijau pada cahaya merah. Cara menghasilkan warna cahaya baru dengan mencampurkan 2 atau lebih warna cahaya disebut “pencampuran warna secara aditif” (additive= penambahan). Warna- warna utama cahaya (merah, hijau, biru) selanjutnya kemudian dikenal juga sebagai warna- warna utama aditif (additive

primaries). Pencampuran warna secara aditif hanya dipergunakan dalam pencampuran

warna cahaya.

Hasil pencampuran warna ini menunjukkan gejala yang berbeda bidang pencampuran warna seperti pada cat. Dengan pencampuran bahan pewarna (cat) warna cat merah dapat dihasilkan dengan mencampur cat warna primer magenta dan cat warna primer yellow. Mencampurkan 2 atau lebih cat berwarna pada hakekatnya adalah mengurangi intensitas dan jenis warna cahaya yang dapat terpantul kembali oleh benda/cat tersebut. Pencampuran warna serupa ini dengan menggunakan pewarna/cat kemudian disebut dengan pencampuran warna secara substraktif (substractive=

pengurangan). Warna- warna utama dalam cat/bahan pewarna kemudian lazim disebut

dengan warna-warna utama /primer substraktif (substractive primaries). b. Teori Newton (1642-1727)

Pembahasan mengenai keberadaan warna secara ilmiah dimulai dari hasil temuan Sir Isaac Newton yang dimuat dalam bukunya “Optics”(1704). Ia mengungkapkan bahwa warna itu ada dalam cahaya. Hanya cahaya satu- satuny sumber warna bagi setiap benda. Asumsi yang dikemukan oleh Newton didasarkan pada penemuannya dalam sebuah eksperimen. Di dalam sebuah ruangan gelap, seberkas cahaya putih matahari diloloskan lewat lubang kecil dan menerpa sebuah prisma. Ternyata cahaya putih matahari yang bagi kita tidak tampak berwarna, oleh prisma tersebut dipecahkan menjadi susunan cahaya berwarna yang tampak di mata sebagai cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu, yang kemudian dikenal sebagai susunan spektrum dalam cahaya. Jika spektrum cahaya tersebut dikumpulkan dan diloloskan kembali melalui sebuah prisma, cahaya tersebut kembali menjadi cahaya put ih. Jadi, cahaya putih

(seperti cahaya matahari) sesungguhnya merupakan gabungan cahaya berwarna dalam spektrum

Gambar 2.1 Spektrum Cahaya pada Prisma

Newton kemudian menyimpulkan bahwa benda- benda sama sekali tidak berwarna tanpa ada cahaya yang menyentuhnya. Sebuah benda tampak kuning karena fotoreseptor (penangkap/penerima cahaya) pada mata manusia menangkap cahaya kuning yang dipantulkan oleh benda tersebut. Sebuah apel tampak merah bukan karena apel tersebut berwarna merah, tetapi karena apel tersebut hanya memantulkan cahaya merah dan menyerap warna cahaya lainnya dalam spektrum.

Gambar 2.2 Mata Melihat Apel Berwarna Merah

Cahaya yang dipantulkan hanya merah, lainnya diserap. Maka warna yang tampak pada pengamat adalah merah. Sebuah benda berwarna putih karena benda tersebut memantulkan semua cahaya spektrum yang menimpanya dan tidak satupun diserapnya. Dan sebuah benda tampak hitam jika benda tersebut menyerap semua unsur warna cahaya dalam spektrum dan tidak satu pun dipantulkan atau benda tersebut berada dalam gelap. Cahaya adalah satu-satunya sumber warna dan benda- benda yang tampak berwarna semuanya hanyalah pemantul, penyerap dan penerus warna-warna dalam cahaya.

2.1.2 Warna Dalam Bentuk Gelombang

Gelombang pada dasarnya adalah suatu cara perpindahan energi dari satu tempat ke tempat lainnya. Energi dipindahkan melalui pergerakan lokal yang relatif kecil pada lingkungan sekitarnya. Energi pada sinar berjalan karena perubahan lokal yang fluktuatif pada medan listrik dan medan magnet, oleh karena itu disebut radiasi elektromagnetik.

a. Panjang gelombang, frekuensi, dan kecepatan cahaya

Setiap warna mempunyai panjang gelombang dan frekuensi yang berbeda. Bentuknya dapat ditunjukkan dalam suatu bentuk gelombang sinusoida. Berikut gambar gelombang dari berbagai macam frekuensi warna:

Gambar 2.3 Gelombang frekuensi warna cahaya

Jika kita menggambarkan suatu berkas sinar sebagai bentuk gelombang, jarak antara dua puncak atau jarak antara dua lembah atau dua posisi lain yang identik dalam gelombang dinamakan panjang gelombang.

Gambar 2.4 Panjang Gelombang

Puncak- puncak gelombang ini bergerak dari kiri ke kanan. Jika dihitung banyaknya puncak yang lewat tiap detiknya, maka akan didapatkan frekuensi. Pakar pertama kali, lalu hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satua sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa gelombang yang terjadi satu kali per Sebagai alternatif, dapat diukur waktu antara dua buah kejadian/ peristiwa (dan menyebutnya sebagai dari periode (T ), seperti nampak dari rumus di bawah ini:

f = 1 ... (2.1)

T

dengan,

T = perioda (m) dan

f = frekuensi (Hz).

Sinar oranye, mempunyai frekuensi sekitar 5 x 1014 Hz ( dapat dinyatakan

dengan 5 x 108 MHz - megahertz). Artinya terdapat 5 x 1014 puncak gelombang yang lewat tiap detiknya. Sinar mempunyai kecepatan tetap pada media apapun. Sinar

selalu melaju pada kecepatan sekitar 3 x 108 meter per detik pada kondisi hampa, dan dikenal dengan kecepatan cahaya. Terdapat hubungan yang sederhana antara panjang gelombang dan frekuensi dari suatu warna dengan kecepatan cahaya:

c = λ. f... (2.2)

dengan,

c = kecepatan cahaya ( 3 x 108m/s) , λ = panjang gelombang (m) dan

f = frekuensi (Hz).

Hubungan ini artinya jika ki a menaikkan frekuensi, maka panjang gelombang akan berkurang. Sebagai contoh, jika kita mendapatkan sinar warnamerah mempunyai panjang gelombang 650 nm, dan hijau 540 nm, maka dapat diketahui bahwa warna hijau memiliki frekuensi yang besar daripada warna merah.

b. Spektrum Warna

Warna yang kita lihat diinterpretasikan dalam bentuk spektrum warna atau spektrum sinar tampak. Berikut adalah warna –warna dari spektrum sinar tampak:

Warna Panjang gelombang (nm)

Ungu 380 - 435

Biru 435 - 500

Hijau 520-565

Orange 590-625

Merah 625-740

Tabel 2.1 Spektrum Warna

Pada kenyataannya, warna saling bercampur satu sama lain. Spektrum warna tidak hanya terbatas pada warna- warna yang dapat kita lihat. Sangat mungkin mendapatkan panjang gelombang yang lebih pendek dari sinar ungu atau lebih panjang dari sinar merah. Pada spektrum yang lebih lengkap, akan ditunjukan ultra-unggu dan infra-merah, tetapi dapat diperlebar lagi hingga sinar-X dan gelombang radio, diantara sinar yang lain. Gambar berikut menunjukan posisi spektrum-spektrum tersebut.

2.2 Teknik Konversi Frekuensi Output Sensor Menjadi Data Digital

Secara umum frekuensi adalah jumlah gelombang yang terjadi dalam waktu tertentu. Dalam elektronika digital, pengertian frekuensi disamakan dengan sinyal atau gelombang kotak atau juga pulsa. Nilai frekuensi dapat dihitung dari jumlah gelombang kotak dalam selang waktu tertentu.

Berdasarkan gambar diatas dalam selang waktu 1 milidetik frekuensi yang dihasilkan dapat diketahui dengan menghitung jumlah gelombang kotak atau disebut juga pulsa-pulsa digital. Misalkan pada gambar 2.8 (b) terjadi 16 pulsa kota dalam waktu 1 milidetik, berarti frekuensi yang dihasilkan adalah 16.000 pulsa perdetik atau 16kHz.

Demikian juga pada gambar 2.8(c) terjadi 8 gelombang kotak atau pulsa dalam 1 milidetik, berarti frekuensinya adalah 8.000 pulsa per detik atau 8kHz.Oleh karena itu, untuk dapat mengubah data frekuensi output sensor maka program yang diisikan ke

mikrokontroler harus sesuai/ mengikuti prosedur seperti yang telah dijelaskan diatas. Yaitu, frekuensi output/sinyal dari sensor diambil dalam selang waktu tertentu. Kemudian jumlah pulsa yang diterima dalam selang waktu tersebut disimpan kedalam register 8 bit yang ada pada mikrokontroler untuk dikonversikan menjadi data digital 8 bit dan menampilkan hasilnya melalui fasilitas port I/O yang ada pada mikrokontroler. Data digital yang dihasilkan dapat diubah kembali kedalam frekuensi dengan cara yang dijelaskan seperti diatas.

2.3 Pengertian LDR

Light Dependent Resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai Hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.

Naik turunnya nilai Hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterimanya. Pada umumnya, Nilai Hambatan LDR akan mencapai 200 Kilo Ohm (kΩ) pada kondisi gelap dan menurun menjadi 500 Ohm (Ω) pada Kondisi Cahaya Terang.

LDR (Light Dependent Resistor) yang merupakan Komponen Elektronika peka cahaya ini sering digunakan atau diaplikasikan dalam Rangkaian Elektronika sebagai sensor pada Lampu Penerang Jalan, Lampu Kamar Tidur, Rangkaian Anti Maling, Shutter Kamera, Alarm dan lain sebagainya. LDR terdiri dari sebuah piringan bahan semikonduktor dengan dua buah elektroda pada permukaannya. Dalam gelap atau dibawah cahaya yang redup, bahan piringannya hanya mengandung electron bebas yang relative kecil. Hanya tersedia sedikit electron untuk mengalirkan muatan listrik. Hal ini berarti bahwa, sifat konduktor yang buruk untuk arus listrik. Dengan kata lain, nilai tahanan bahan sangat tinggi. Dibawah cahaya yang cukup terang, lebih banyak electron dapat melepaskan diri dari atom-atom bahan semikonduktor ini. Terdapat lebih banyak electron bebas yang dapat mengalirkan muatan listrik. Dalam keadaan ini, bahan bersifat sebagai konduktor yang baik. Tahan listrik bahan rendah. Semakin terang cahaya yang mengenai bahan, semakin banyak electron yang tersedia, dan semakin rendah pula.

Gambar 2.5 Bentuk dan Simbol LDR

2.4 ARDINO UNO

Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Saat ini Arduino sangat populer di seluruh dunia. Banyak pemula yang belajar mengenal robotika dan elektronika lewat Arduino karena mudah dipelajari. Tapi tidak hanya pemula, para hobbyist atau profesional pun ikut senang mengembangkan aplikasi elektronik menggunakan Arduino.

Gambar 2.6 Arduino uno

Bahasa yang dipakai dalam Arduino bukan assembler yang relatif sulit, tetapi bahasa C yang disederhanakan dengan bantuan pustaka-pustaka (libraries) Arduino. Arduino juga

menyederhanakan proses bekerja dengan mikrokontroler, sekaligus menawarkan berbagai macam kelebihan antara lain:

a. Murah – Papan (perangkat keras) Arduino biasanya dijual relatif murah (antara 125ribu hingga 400ribuan rupiah saja) dibandingkan dengan platform mikrokontroler pro lainnya. Jika ingin lebih murah lagi, tentu bisa dibuat sendiri dan itu sangat mungkin sekali karena semua sumber daya untuk membuat sendiri Arduino tersedia lengkap di website Arduino bahkan di website-website komunitas Arduino lainnya. Tidak hanya cocok untuk Windows, namun juga cocok bekerja di Linux.

b. Sederhana dan mudah pemrogramannya – Perlu diketahui bahwa lingkungan pemrograman di Arduino mudah digunakan untuk pemula, dan cukup fleksibel bagi mereka yang sudah tingkat lanjut. Untuk guru/dosen, Arduino berbasis pada lingkungan pemrograman Processing, sehingga jika mahasiswa atau murid-murid terbiasa menggunakan Processing tentu saja akan mudah menggunakan Arduino.

c. Perangkat lunaknya Open Source – Perangkat lunak Arduino IDE dipublikasikan sebagai Open Source, tersedia bagi para pemrogram berpengalaman untuk pengembangan lebih lanjut. Bahasanya bisa dikembangkan lebih lanjut melalui pustaka-pustaka C++ yang berbasis pada Bahasa C untuk AVR.

d. Perangkat kerasnya Open Source – Perangkat keras Arduino berbasis mikrokontroler ATMEGA8, ATMEGA168, ATMEGA328 dan ATMEGA1280 (yang terbaru ATMEGA2560). Dengan demikian siapa saja bisa membuatnya (dan kemudian bisa menjualnya) perangkat keras Arduino ini, apalagi bootloader tersedia langsung dari perangkat lunak Arduino IDE-nya. Bisa juga menggunakan breadoard untuk membuat perangkat Arduino beserta periferal-periferal lain yang dibutuhkan.

2.4.1 KELEBIHAN ARDUINO

Tidak perlu perangkat chip programmer karena didalamnya sudah ada bootloadder yang akan menangani upload program dari komputer.Sudah memiliki sarana komunikasi USB, Sehingga pengguna laptop yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakannya. Memiliki modul siap pakai ( Shield ) yang bisa ditancapkan pada board arduino. Contohnya shield GPS, Ethernet,dll.

2.4.2 SOKET USB

Soket USB adalah soket kabel USB yang disambungkan kekomputer atau laptop.Yang berfungsi untuk mengirimkan program ke arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.

2.4.3 INPUT/OUTPUT DIGITAL DAN INPUT ANALOG

Input/output digital atau digital pin adalah pin pin untuk menghubungkan arduino dengan komponen atau rangkaian digital. contohnya , jika ingin membuat LED berkedip,LED tersebut bisa dipasang pada salah satu pin input atau output digital dan ground. komponen lain yang menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin pin ini.Input analog atau analog pin adalah pin pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. contohnya , potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dll.

2.4.4 Baterai / Adaptor

Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai arduino dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat arduino sedang tidak disambungkan kekomputer. Jika arduino sedang disambungkan kekomputer dengan USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, Jika tidak perlu memasang baterai/adaptor pada saat memprogram arduino.

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang Masalah

Dengan perkembangan teknologi elektronika saat ini, telah banyak peralatan elektronika yang dirancang untuk membantu pekerjaan manusia. Pada bidang industri, peralatan-peralatan manual digantikan dengan peralatan elektronik yang dapat bekerja secara otomatis. Peralatan- peralatan ini diantaranya digunakan untuk mempermudah pekerjaan, memperkecil biaya, meminimalisasi waktu, dan menghemat tenaga.

Salah satu contoh peralatan eletronika ini adalah alat pengenal, pemisah, dan pengelompokan benda. Hal ini dapat diperoleh melalui sifat benda seperti warna, massa dan bentuknya. Berdasarkan hal ini, penulis ingin mengangkat salah satu topik peralatan elektonika yang dapat memisahkan benda berdasarkan warnanya.

Sebuah mesin pengisian bola dengan pemisah warna dibuat oleh Yoanes Maria Vianey. Dengan menggunakan LED berwarna biru sebagai sumber cahaya, dipantulkan pada bola berwarna, ke sebuah LDR. LDR sebagai sensor warna akan mengolah perbedaan pantulan cahaya. Setelah melakukan 400 kali percobaan, alat tersebut melakukan 3 kali kesalahan. Dalam artikelnya pada November 2000, David Cook merancang sensor warna untuk mendeteksi warna- warna pada permen M&M. Sensor warna dibuat menggunakan sebuah photocell berupa LDR(Light Depend Resistor) yang menerima pantulan cahaya dari benda berwarna menggunakan sumber cahaya LED(Light Emitting Diode).

Membuat sensor warna sendiri menggunakan LDR (Light Emitting Diode) bisa dikatakan lebih mudah karena dengan mkarakteristik LDR yang di pengaruhi oleh cahaya yang mengenai LDR akan mudah kita baca menggunakan ADC mikrokontroler.sensor LDR dipasangkan dengan LED warna (merah,hijau,biru) agar mendapatkan warna dasar dari warna atau R-G-B. Gunaknya LED ini untuk menghasilkan pantulan cahaya yang mengenai warna objek, dan sinar tersebut dibaca menggunakan ADC, yang pastinya nilai pantul akan berbeda dari ketiga cahaya warna LED, maka dari pantulan ini kita mengmabil data warnanya

Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut ke dalam bentuk skripsi sebagai Tugas Akhir dengan judul “ALAT PENDETEKSI

WARNA MENGGUNAKAN LDR BERBASIS ARDUINO UNO”.

Pada alat ini penulis akan menggunkan sebuah mikrokontroler berbasis Arduino Uno dengan sensor LDR.

1.2Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Memanfaatkan mikrokontroller sebagai alat pengolah data yang diberikan oleh sensor warna.

2. Merancang alat yang dapat mengelompokkan benda berdasarkan warnanya dan mudah untuk digunakan.

3. Mengurangikesalahan manusia (Human Eror) pada teknik penyortiran warnasecara tradisional.

4. Pengaplikasian dariintrumentasi elektronika

1.3Batasan Masalah

Adapun batasan dari permasalahan yang akan di bahas dalam penelitian ini adalah:

1. Sensor yang digunakan adalah sensor warna TCS230 yang memiliki output berupa frekuensi.

2. Perancangan alat ini difokuskan untuk membedakan tiga warna dasar merah, hijau dan biru atau RGB (Red-Green-Blue), termasuk warna komposit yang homogen.

3. Dalam membedakan warna, pantulan cahaya yang dihasilkan oleh benda berwarna mengunakan sumber cahaya berupa LED(light Emitting Diode) berwarna putih dan tanpa dipengaruhi oleh sumber cahaya lain.

4. Untuk mengolah data dari sensor yang digunakan adalah mikrokontroler jenis ARDUINO.

1.4Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pemahaman serta pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja sistem alat pemisah warnadan penampil panjang gelombang dengan menggunakan mikrokontroler,maka sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagaiberikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai latarbelakang,rumusanmasalah,tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB II : DASAR TEORI

Dalambabini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaianTeori pendukung ituantara lain tentang prinsip kerja sensor cahaya dengan LDR dan LED berbasis ARDUINO.

BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

Pada bagianini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagramblok dari rangkaian, skematik darimasing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang akan diisikan ke ARDUINO.

BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA

Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktipkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke ARDUINO.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.

Abstrak

Dengan perkembangan teknologi elektronika saat ini, telah banyak peralatan elektronika yang dirancang untuk membantu pekerjaan manusia. Pada bidang industri, peralatan-peralatan manual digantikan dengan peralatan elektronik yang dapat bekerja secara otomatis. Peralatan- peralatan ini diantaranya digunakan untuk mempermudah pekerjaan, memperkecil biaya, meminimalisasi waktu, dan menghemat tenaga. Salah satu contoh peralatan eletronika ini adalah alat pengenal, pemisah, dan pengelompokan benda. Hal ini dapat diperoleh melalui sifat benda seperti warna, massa dan bentuknya. Berdasarkan hal ini, penulis ingin mengangkat salah satu topik peralatan elektonika yang dapat memisahkan benda berdasarkan warnanya.

PROJECT AKHIR II

ALAT PENDETEKSI WARNA MENGGUNAKAN SENSOR

LDR BERBASIS ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

YENITA SARI SITUMORANG

132411041

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

PROJEK AKHIR II

ALAT UKUR PENDETEKSI WARNA MENGGUNAKAN

SENSOR LDR BERBASIS ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

YENITA SARI SITUMORANG

132411041

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

PERSETUJUAN

Judul : ALAT PENDETEKSI WARNA MENGGUN AKAN SENSOR LDR BERBASIS ARDUINO UNOP

Kategori : Tugas Akhir

Nama : YENITA SARI SITUMORANG

NIM : 132411041

Program Studi : D-3 Metrologi Dan Instrumentasi Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juli 2016

Ketua Program Studi Dosen Pembimbing

D3 Metrologi Dan Instrumentasi Tugas Akhir

Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc Dr. Syahrul Humaidi. MS NIP: 196607291992032002 NIP: 196506171993031004

PERNYATAAN

ALAT PENDETEKSI WARNA MENGGUNAKAN SENSOR

LDR BERBASIS ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2016

YENITA SARI SITUMORANG 132411041

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ... i

SURAT PERNYATAAN ... ii

PENGHARGAAN ... iii

ABSTRAK ... v

ABSTRACT ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 1

1.3 Tujuan Penulis ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Metodologi Pembahasan ... 2

1.5 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Hujan ... 4

2.2 Sensor Waterflow YF-S201 ... 4

2.3 Spesifikasi Sensor YF-S201 ... 5

2.4. Mikrokontroller ... 6

2.4.1. Arduino ... 8

2.4.2. Pengenalan ... 8

2.4.3. Sejarah ... 9

2.4.4. Hardwere ... 10

2.4.5. Softwere Arduino ... 12

2.4.6. Melakukan penginstalan arduino ke komputer ... 13

2.4.7. Melakukan penginstalan driver ... 13

2.5 LCD (Liquid Crystal Display) ... 18

2.5.1 Cara Kerja LCD ... 19 BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Block ... 21

3.2 Perancangan sensor ... 21

3.3 Pengaplikasian LCD ... 22

3.4 Flowchart Sensor ... 23

3.5 Flowchart program ... 24

3.6 Cara kerja alat ... 26

BAB IV ANALISI DAN PENGUJIAN 4.1 Pengujian Rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ... 27

4.2 Pengujian dan Kalibrasi ... 28

4.3 Pengujian rangkaian LCD ... 29

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 30

5.2 Saran ... 30 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spektrum Warna ... 9 Tabel 4.2 Data Pengujian ... 19 Tabel 4.2.2 Data Perbandingan Uji ... 21

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Spektrum Cahaya Pada Prisma ... 6

Gambar 2.2 Mata Melihat Apel Warna Merah ... 6

Gambar 2.3 Gelombang Frekuensi Warna Cahay ... 7

Gambar 2.4 Panjang Gelombang ... 7

Gambar 2.5. Bentuk dan Simbol LDR ... 11

Gambar 2.6 Arduino Uno ... 11

Gambar 3.1 Konsep Dasar Sistem ... 14

Gambar 3.2 Struktur Sensor LDR ... 15

Gambar 3.3 Rangkaian Arduino ... 16

Gambar 3.4 Rangkaian Skematik Konektor dari Mikrokontroller ke LCD ... 16

Gambar 3.5 Skema Rangkaian Keseluruhan ... 17 Gambar 3.6 Diagram Alir (flowchart

Judul : ALAT PENDETEKSI WARNA MENGGUN AKAN SENSOR LDR BERBASIS ARDUINO UNOP

Kategori : Tugas Akhir

Nama : YENITA SARI SITUMORANG

NIM : 132411041

Program Studi : D-3 Metrologi Dan Instrumentasi

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juli 2016

Ketua Program Studi Dosen Pembimbing

PERNYATAAN

ALAT PENDETEKSI WARNA MENGGUNAKAN SENSOR

LDR BERBASIS ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2016

YENITA SARI SITUMORANG 132411041

HALAMAN PENGESAHAN ... i

SURAT PERNYATAAN ... ii

PENGHARGAAN ... iii

ABSTRAK ... v

ABSTRACT ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 1

1.3 Tujuan Penulis ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Metodologi Pembahasan ... 2

1.5 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Hujan ... 4

2.2 Sensor Waterflow YF-S201 ... 4

2.3 Spesifikasi Sensor YF-S201 ... 5

2.4. Mikrokontroller ... 6

2.4.1. Arduino ... 8

2.4.2. Pengenalan ... 8

2.4.3. Sejarah ... 9

2.4.4. Hardwere ... 10

2.4.5. Softwere Arduino ... 12

2.4.6. Melakukan penginstalan arduino ke komputer ... 13

3.1 Diagram Block ... 21

3.2 Perancangan sensor ... 21

3.3 Pengaplikasian LCD ... 22

3.4 Flowchart Sensor ... 23

3.5 Flowchart program ... 24

3.6 Cara kerja alat ... 26

BAB IV ANALISI DAN PENGUJIAN 4.1 Pengujian Rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ... 27

4.2 Pengujian dan Kalibrasi ... 28

4.3 Pengujian rangkaian LCD ... 29

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 30

5.2 Saran ... 30

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

Tabel 2.1 Spektrum Warna ... 9 Tabel 4.2 Data Pengujian ... 19 Tabel 4.2.2 Data Perbandingan Uji ... 21

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Spektrum Cahaya Pada Prisma ... 6

Gambar 2.2 Mata Melihat Apel Warna Merah ... 6

Gambar 2.3 Gelombang Frekuensi Warna Cahay ... 7

Gambar 2.4 Panjang Gelombang ... 7

Gambar 2.5. Bentuk dan Simbol LDR ... 11

Gambar 2.6 Arduino Uno ... 11

Gambar 3.1 Konsep Dasar Sistem ... 14

Gambar 3.2 Struktur Sensor LDR ... 15

Gambar 3.3 Rangkaian Arduino ... 16

Gambar 3.4 Rangkaian Skematik Konektor dari Mikrokontroller ke LCD ... 16

Gambar 3.5 Skema Rangkaian Keseluruhan ... 17 Gambar 3.6 Diagram Alir (flowchart