Perancangan Sistem Penghitung Benih Ikan Berbasis Arduino

[1] “Wikipedia” [Online]. Available : http://en.wikipedia.org/wigi/Arduino. [2] “Arduino” [Online]. Available :

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno.

[3] M.G.Simanjuntak, Perancangan Prototipe Smart Building berbasis Arduino UNO, Medan : Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara, 2013.

[4] Gunawan, Hanapi.,Malvino. 1985. “Prinsip –prinsip Elektronik‟. Jakarta : Erlangga.

[5] Gusrina. 2008. “Budidaya Ikan untuk SMK”. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

[6] Ghufran H,M.,K, Kordi. 2010. “Budidaya Ikan Lele di Kolam Terpal". Jakarta : Andi Publisher.

[7] Murtidjo, BA. 2001. “Beberapa Metode Pembenihan Ikan Air Tawar”. Yogyakarta : Kanisius.

3.1 Gambaran Umum Sistem

Pada tugas akhir ini penulis akan merancang sebuah prototipe sistem penghitung benih ikan berbasis Arduino UNO. Banyaknya benih ikan yang melalui sensor akan dihitung dan ditampilkan datanya di layar komputer. Blok diagram sistem yang dirancang dapat dilihat pada gambar 3.1 :

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem

Urutan kerja dari perangkat berdasarkan blok diagram diatas dapat dijelaskan sebagai berikut. Ketika perangkat dihidupkan, sensor inframerah akan langsung memancarkan sinar yang akan di tangkap oleh penerima, dan akan mulai menghitung bila ada benda yang melewatinya. Hasil perhitungannya akan di tampilkan ke layar LCD.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

Diagram rangkaian prototipe alat penghitung benih ikan ini dapat dilihat

Gambar 3.2 Rangkaian Skematik Prototipe

Prototipe ini dibuat dengan mempertemukan sensor inframerah dan sensor penerima dalam sebuah kotak yang telah dibuat khusus agar tidak terdapat gangguan sinar atau cahaya dari luar yang dapat mengganggu kinerja sensor penerima dalam menerima sinar inframerah yang dipancarkan. Kotak ini dibuat agar selang dapat langsung masuk dan mendapat posisi yang pas untuk melakukan penghitungan.

Gambar 3.3 Prototipe Alat Penghitung Benih Ikan Berbasis Arduino

3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Perangkat lunak dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman arduino. Pada sistem kerja dari prototipe alat penghitung ini nilai awal yang akan ditampilkan oleh LCD adalah nol, penambahan angka baru akan terjadi bila ada sesuatu atau bahan uji yang lewat diantara sensor inframerah dan sensor penerima. Sensor ini akan mulai menghitung bila sinar inframerah ditangkap atau di terima oleh sensor penerima, bila sinar terhalangi dan tidak ada sinar yang di terima sensor penerima, maka alat tidak menghitung ( tidak terjadi apa – apa ), saat sinar kembali di terima oleh sensor penerima, maka alat akan menghitung ( terjadi penambahan angka pada layar LCD ) dan begitu seterusnya.

Gambar 3.4 Flowchart sistem penghitung Mulai

Sensitivitas = 17 SensorValue = 0 Counter = -1 NewVal = 0

Apakah sensor penerima menerima cahaya dari sensor inframerah?

Y

N

Counter + 1

Tampilkan hasil pada LCD

Adapun program yang dipakai untuk menjalankan prototipe dari alat penghitung benih ikan ini sebagai berikut :

#include <LiquidCrystal.h> LiquidCrystal lcd(7,6,5,4,3,2); int intensitasCahaya = 2; //Sensor initialization int newval = 0; int sensorValue = 0; int sensitivitas = 17 ; int counter = -1; void setup() {

pinMode(1,OUTPUT);

analogWrite(1,intensitasCahaya); lcd.begin(16,2);

lcd.print("100402032"); }

void loop() {

int val = analogRead(sensorValue); if (val <= sensitivitas)

lcd.setCursor(0,1); lcd.print(counter); delay (20); newval = val;

while (newval <= sensitivitas) {

int val = analogRead(sensorValue); newval = val;

} }

else if (val > sensitivitas); {

delay (20); }

}

3.4 Prinsip Kerja Alat

Pemakaian alat dilakukan dengan menyambungkan selang air yang akan dilewatkan dengan bahan yang akan dihitung ke dalam sebuah kotak kecili yang sudah disediakan secara khusus. Sensor inframerah dan sensor penerima diletakkan saling berhadapan di dalam kotak kecil yang telah dibuat khusus. Alat kemudian disambungkan dengan catu daya berupa powerbank agar menyala, program dari mikrokontroller dengan sendirinya akan menyalakan fungsi sensor

inframerah dan dioda foto sebagai sensor penerima. Proses penghitungan terjadi saat sensor penerima menerima sinar inframerah, jadi alat akan menghitung bila sensor penerima menerima sinar inframerah kembali setelah sebelumnya tertutupi oleh bahan yang lewat antara kedua sensor.

3.5 Pengertian Sensitivitas dan Prinsip Kerja Sensitivitas

Sensitivitas merupakan nilai yang didapat dari hasil konversi tegangan keluaran dioda foto yang kita gunakan sebagai pembatas untuk menentukan apakah bahan yang lewat akan terhitung atau tidak.

Rangkaian pemancar terdiri dari resistor sebagai pembatas arus serta LED inframerah sebagai piranti yang memancarkan cahaya. Sedangkan rangkaian penerima terdiri dari resistor sebagai pull-up tegangan dan dioda foto sebagai piranti yang akan menerima cahaya LED objek. Rangkaian komparator akan membandingkan tegangan input dari sensor dengan tegangan referensi untuk menghasilkan logika „0‟ dan „1‟ untuk menentukan apakah akan menghitung ataupun tidak.

LED akan memancarkan cahaya ke dioda foto dan bahan akan melewati cahaya tersebut. Intensitas cahaya yang diterima oleh dioda foto akan mempengaruhi nilai resistansinya. Semakin besar intensitas cahaya yang diterima oleh dioda foto, maka nilai resistansinya akan semakin kecil dan nilai tegangan outputnya akan semakin kecil pula. Perbedaan nilai tegangan output dari dioda foto saat menerima cahaya dari LED inframerah akan dideteksi oleh rangkaian.

4.1 Metode Pengujian

Di dalam bab ini dilakukan pengujian terhadap rancangan prototipe sistem penghitung benih ikan berbasis arduino. Pengujian – pengujian yang dilakukan pada rancangan alat ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dan proses kerja dari bagian – bagian yang diuji serta sistem secara keseluruhan dan apakah telah bekerja sesuai dengan yang diharapkan atau tidak.

Pengujian dilakukan dengan mengisi air pada botol yang kemudian memasuki selang dengan ketinggian kurang lebih 1,5 meter dari permukaan lantai. Bagian yang diuji dari percobaan ini adalah sensor inframerah dan sensor penerima yang akan di lalui oleh selang air, hasil dari pembacaan akan ditampilkan pada layar LCD yang sudah dipasang pada prototipe.

Untuk mengetahui seberapa besar tingkat ketelitian dari prototipe alat, alat di ujicoba dengan menggunakan mimis, agar – agar, dan bibit ikan. Pemakaian alat ini dilakukan dengan menyambungkan selang air yang dilewatkan bibit ikan ke atas tempat posisi sensor inframerah dan sensor penerima berupa dioda foto yang ditutup oleh rumah sensor. Ujung selang di sambungkan antara mulut botol sebagai sumber tempat masuknya bibit ikan, sedangkan ujung lainnya di letakkan di wadah penampung. Dorongan air diperoleh dari gaya gravitasi yang disebabkan oleh beda ketinggian antara sumber tempat masuk bibit ikan dan wadah penampung.

4.2 Pengujian Pembacaan Sensor Inframerah dan Sensor Penerima

Pengujian sensor inframerah dan sensor penerima dilakukan dengan sebuah selang yang akan melewati satu kubus ( rumah ) kecil yang sudah di buat khusus, kemudian air akan dilewatkan melalui selang tersebut beserta dengan bahan pengujian yang akan dipakai. Pengujian dilakukan dengan menggunakan dua buah corong berbeda. Gambar corong dapat dilihat pada gambar 4.1(a) dan gambar 4.1(b)

(a) (b)

Berikut dibawah ini adalah tabel hasil pengujian dari pembacaan sensor inframerah dan sensor penerima.

Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengujian I Mimis dan Agar – Agar dengan Corong A

Tabel 4.2 Tabel Hasil Pengujian II Mimis dan Agar – Agar dengan Corong A N

o

Sensitivitas Bahan (buah) Terhitung (buah) % Error Mimis Agar - agar Mimis Agar - agar Mimis Agar - agar

1 20 15 15 14 12 0,66% 20%

2 20 15 15 15 11 - 26,67%

3 20 15 15 15 10 - 33,33%

4 20 15 15 14 12 0,66% 20%

5 20 15 15 15 9 - 40%

N o

Sensitivitas Bahan (Buah) Terhitung (Buah) % Error Mimis Agar - agar Mimis Agar - agar Mimis Agar - agar

1 17 15 15 15 15 - -

2 17 15 15 15 14 - 0,66%

3 17 15 15 15 15 - -

4 17 15 15 15 15 - -

Tabel 4.3 Tabel Hasil Pengujian I Ikan Gobi dengan Corong A

No Sensitivitas Input (ekor) Output (ekor) % Error

1 20 25 13 48%

2 20 25 10 60%

3 20 25 11 56%

4 20 25 9 64%

5 20 25 11 56%

6 20 50 25 50%

7 20 50 24 52%

8 20 50 24 52%

9 20 50 23 54%

10 20 50 22 56%

Tabel 4.4 Tabel Hasil Pengujian II Ikan Gobi dengan Corong A

No Sensitivitas Input (ekor) Output (ekor) % Error

1 17 25 22 12%

2 17 25 22 12%

3 17 25 23 8%

4 17 25 24 4%

7 17 50 46 8%

8 17 50 44 12%

9 17 50 44 12%

10 17 50 43 14%

Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengujian I Mimis dan Agar – Agar dengan Corong B

Tabel 4.6 Tabel Hasil Pengujian II Mimis dan Agar – Agar dengan Corong B N

o

Sensitivitas Bahan (Buah) Terhitung (Buah) % Error Mimis Agar - agar Mimis Agar - agar Mimis Agar - agar

1 20 15 15 15 10 - 33,33%

2 20 15 15 15 11 - 26,67%

3 20 15 15 15 11 - 26,67%

4 20 15 15 14 10 0,66% 33,33%

5 20 15 15 15 10 - 33,33%

N o

Sensitivitas Bahan (Buah) Terhitung (Buah) % Error Mimis Agar - agar Mimis Agar - agar Mimis Agar - agar

1 17 15 15 15 15 - -

2 17 15 15 15 15 - -

3 17 15 15 15 15 - -

4 17 15 15 15 14 - 0,66%

Tabel 4.7 Tabel Hasil Pengujian I Ikan Gobi dengan Corong B

No Sensitivitas Input (ekor) Output (ekor) % Error

1 20 25 11 56%

2 20 25 12 52%

3 20 25 8 68%

4 20 25 10 40%

5 20 25 12 52%

6 20 50 23 54%

7 20 50 21 58%

8 20 50 22 56%

9 20 50 24 52%

10 20 50 22 56%

Tabel 4.8 Tabel Hasil Pengujian II Ikan Gobi dengan Corong B

No Sensitivitas Input (ekor) Output (ekor) % Error

1 17 25 24 4%

2 17 25 25 -

3 17 25 22 12%

4 17 25 23 8%

5 17 25 23 8%

6 17 50 43 14%

9 17 50 45 10%

10 17 50 44 12%

4.3 Hasil Pengujian

4.3.1 Hasil Pengujian dengan Nilai Sensitivitas 20

Sensitivitas merupakan suatu variabel dari sensor penerima. Sensitivitas menandakan seberapa besar sinar inframerah yang diterima agar termasuk dalam kategori “terdapat bahan yang lewat”. Sensitivitas juga menentukan besar dan kecil dari bahan yang akan dilewatkan, bila niilai sensitvitas semakin kecil, sensor akan semakin peka, sehingga bahan yang kecil juga dapat dihitung. Namun bila nilai sensitivitas besar, bahan yang kecil tidak dapat terhitung, alat hanya dapat menghitung bahan yang besar.

Dari hasil pengujian dengan menggunakan nilai sensitivitas 20 dapat dilihat bahwa percobaan dengan bahan mimis cukup akurat dergan nilai error tertinggi hanya 0,66%, hal ini dikarenakan mimis memiliki tekstur yang padat dan solid. Pada percobaan dengan bahan agar – agar hasil yang didapat kurang akurat dengan error tertinggi mencapai 40%, hal ini dikarenakan nilai sensitivitas 20 masih kurang sensitif untuk menghitung agar – agar yang memiliki tekstur kurang padat sehingga sensor tidak dapat melakukan penghitungan dengan baik. Pada percobaan dengan bahan benih ikan hasil yang didapat tidak akurat dengan nilai error tertinggi mencapai 68%, hal ini dikarenakan saat percobaan, terdapat benih ikan yang tertinggal atau melompat keluar dari corong, nilai sensitivitas 20 masih kurang sensitif untuk menghitung benih ikan yang memiliki tekstur kurang padat dengan warna yang tidak terlalu pekat ( agak transparan).

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, nilai sensitivitas 20 dapat menghitung bahan mimis dengan baik dan akurat, sedangkan untuk bahan agar – agar dan benih ikan, nilai sensitivitas 20 tidak dapat menghitung dengan baik dan tidak akurat.

4.3.2 Hasil Pengujian dengan Nilai Sensitivitas 17

. Dari hasil pengujian dengan menggunakan nilai sensitivitas 17 dapat dilihat bahwa percobaan dengan bahan mimis sudah akurat dergan tidak adanya nilai error yang dihasilkan, hal ini dikarenakan mimis memiliki tekstur yang padat dan solid. Pada percobaan dengan bahan agar – agar hasil yang didapat cukup akurat dengan error tertinggi 0,66%, hal ini menunjukkan bahwa nilai sensitivitas 17 sudah cukup sensitif untuk dapat menghitung agar – agar dengan baik. Pada percobaan dengan bahan benih ikan hasil yang didapat lebih akurat dengan nilai error tertinggi 14%, hal ini dikarenakan saat percobaan, terdapat benih ikan yang tertinggal atau melompat keluar dari corong, nilai sensitivitas 17 sudah cukup sensitif untuk menghitung benih ikan, untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dapat menggunakan nilai sensitivitas 16 namun harus berhati – hati karena dengan nilai sensitivitas 16, alat menjadi lebih sensitif dan dapat mendeteksi bercak air yang tersisa pada selang yang menyebabkan perhitungan menjadi tidak akurat.

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, nilai sensitivitas 17 dapat menghitung bahan mimis dan agar – agar dengan baik dan akurat, Sedangkan untuk bahan benih ikan, error yang terjadi diakibatkan oleh faktor eksternal

17 sudah dapat menghitung dengan baik dan lebih akurat. Semakin kecil nilai sensitvitas maka alat juga akan menjadi semakin sensitif.

4.3.3 Hasil Pengujian dengan 2 Corong Berbeda

Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, tidak terlihat adanya perbedaan penghitungan dengan bahan mimis dan agar – agar. Pada percobaan dengan bahan benih ikan terdapat sedikit perbedaan, dengan corong tipe A benih ikan cenderung tertinggal atau tersisa dalam corong dan benih ikan yang melewati selang lebih padat, sedangkan dengan corong tipe B benih ikan lebih jarang tertinggal atau tersisa dalam corong dan benih ikan yang melewati selang lebih teratur.

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan pada bab – bab sebelumnya maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

No Bahan Uji Ukuran (mm) Akurasi pada nilai sensitivitas ( perubahan / detik ) 20 ( 1 perubahan per detik) 17 ( 3 perubahan per detik)

1 Mimis d = 3 100% 100%

2 Agar – Agar p x l x t = 4 x 4 x 5 74% 100%

3 Ikan Gobi 0,75 x agar - agar 60% 96%

5.2 Saran

Untuk meningkatkan kinerja dari prototipe sistem penghitung benih ikan berbasis arduino ini dapat dilakukan beberapa hal berikut antara lain :

1. Dapat memakai peralatan atau komponen yang lebih baik seperti sensor inframerah, sensor penerima dan hal lainnya agar dapat meningkatkan kinerja dari alat penghitung

2. Ukuran tempat untuk alat dapat diperkecil agar lebih efisien mudah dibawa kemana – mana ( portable )

3. Tempat masukan selang dapat diubah menjadi lebih fleksibel seperti bentuk pintu geser sehingga dapat memungkinkan selang dengan beberapa ukuran untuk masuk.

2.1 Karakteristik Ikan

Karakteristik ikan yang dapat dihitung ialah ikan yang dapat hidup di berbagai lingkungan air tawar, misalnya ikan lele. Ikan lele hidup di air tawar, tahan penyakit, dan memakan semuanya. Lele memiliki tubuh memanjang dan kulit yang licin. Ikan lele lebih aktif bergerak di malam hari untuk mencari makan, sedangkan pada siang hari, ikan lele akan berdiam diri dan berlindung di tempat gelap. Benih ikan lele mempunyai sifat melawan arus air. Benih ini memiliki panjang 7 cm dan lebar 3 mm, bagian kepala dari benih ikan lele ini berwarna hitam dan bagian ekor transparan.

2.2 Arduino

Arduino meupakan platform prototipe elektronik yang bersifat open-source, dimana perangkat keras dan perangkat lunaknya fleksibel dan bebas untuk dimodifikasi. Arduino ditujukan bagi para seniman, desainer, dan siapapun yang tertarik dalam menciptakan objek atau lingkungan yang interaktif.

Arduino pada awalnya dikembangkan di Ivrea, Italia. Nama Arduino adalah sebuah nama maskulin yang berarti teman yang kuat. Platform arduino terdiri dari arduino board, shield, bahasa pemrograman arduino, dan arduino development environment. Arduino board biasanya memiliki sebuah chip dasar mikrokontroler Atmel AVR ATmega8 berikut turunannya. Blok diagram arduino board yang sudah disederhanakan dapat dilihat pada Gambar 2.2 . Shield adalah

sebuah papan yang dapat dipasang diatas arduino board untuk menambah kemampuan dari arduino board.

Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board. Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++.

Arduino Development Environment adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menulis dan mengkompilasi program untuk arduino. Arduino Development Environment juga digunakan untuk mengunggah program yang sudah dikompilasi memori program arduino board.

2.2.1 Arduino UNO

Arduino UNO adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler ATmega328. Arduino UNO memiliki 14 pin digital (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah 16 MHz osilator kristal, sebuah koneksi USB, sebuah konektor sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah tombol reset.

Arduino UNO memuat segala hal yang dibutuhkan untuk mendukung sebuah mikrokontroler. Hanya dengan menghubungkannya ke sebuah komputer melalui USB atau memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke DC sudah dapat membuanya bekerja. Arduino UNO menggunakan ATmega16U2 yang diprogram sebagai USB-to-serial converter untuk komunikasi serial ke computer melalui port USB. Tampak atas dari arduino UNO dapat dilihat pada

Gambar 2.1 Arduino UNO

Adapun data teknis board Arduino UNO R3 adalah sebagai berikut:  Mikrokontroller : Atmega 328

 Tegangan Operasi : 5V

 Tegangan Input (rekomendasi) : 7 – 12 V  Tegangan Input (batas) : 6 – 20 V

 Pin digital I/O : 14 (6 diantaranya pin PWM)  Pin Analog input : 6

 Arus DC per pin I/O : 40 mA  Arus DC untuk pin 3.3 V : 150 mA

 Flash Memory : 32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader

 SRAM : 2 KB  EEPROM : 1 KB

2.2.2 Pin Masukan dan Keluaran Arduino

Masing-masing dari 14 pin digital arduino UNO dapat digunakan sebagai masukan atau keluaran menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite() dan digitalRead(). Setiap pin beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin mampu menerima atau menghasilkan arus maksimum sebasar 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal (diputus secara default) sebesar 20-30 KOhm. Sebagai tambahan, beberapa pin masukan digital memiliki kegunaan khusus yaitu :

 Komunikasi serial: pin 0 (RX) dan pin 1 (TX), digunakan untuk menerima(RX) dan mengirim(TX) data secara serial.

 Interupsi Eksternal: pin 2 dan pin 3, pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai rendah, sisi naik atau turun, atau pada saat terjadi perubahan nilai.

 Pulse-width modulation (PWM): pin 3,5,6,9,10 dan 11, menyediakan

keluaran PWM 8-bit dangan menggunakan fungsi analogWrite().

 Serial Peripheral Interface (SPI): pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) dan

13 (SCK), pin ini mendukung komunikasi SPI dengan menggunakan SPI library.

 LED: pin 13, terdapat built-in LED yang terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai HIGH maka LED menyala, sebaliknya ketika pin bernilai LOW maka LED akan padam.

Arduino UNO memiliki 6 masukan analog yang diberi label A0 sampai A5, setiap pin menyediakan resolusi sebanyak 10 bit (1024 nilai yang berbeda). Secara

AREF dan fungsi analogReference(). Sebagai tambahan beberapa pin masukan analog memiliki fungsi khusus yaitu pin A4 (SDA) dan pin A5 (SCL) yang digunakan untuk komunikasi Two Wire Interface (TWI) atau Inter Integrated Circuit (I2C) dengan menggunakan Wire library.

2.2.3 Sumber Catu Daya dan pin Tegangan Arduino UNO

Arduino UNO dapat diberi daya melalui koneksi USB (Universal Serial Bus) atau melalui catu daya eksternal. Jika Arduino UNO dihubungkan ke kedua sumber daya tersebut secara bersamaan maka arduino UNO akan memilih salah satu sumber daya secara otomatis untuk digunakan. Power supply external (yang bukan melalui USB) dapat berasal dari adaptor AC ke DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan ke soket power pada arduino UNO. Jika menggunakan baterai, ujung kabel yang dibubungkan ke baterai dimasukkan kedalam pin GND dan Vin yang berada pada konektor POWER.

Arduino UNO dapat beroperasi pada tegangan 6 sampai 20 volt. Jika arduino UNO diberi tegangan di bawah 7 volt, maka pin 5V akan menyediakan tegangan di bawah 5 volt dan arduino UNO mungkin bekerja tidak stabil. Jika diberikan tegangan melebihi 12 volt, penstabil tegangan kemungkinan akan menjadi terlalu panas dan merusak arduino UNO. Tegangan rekomendasi yang diberikan ke arduino UNO berkisar antara 7 sampai 12 volt.

Pin-pin tegangan pada arduino UNO adalah sebagai berikut:

 Vin adalah pin untuk mengalirkan sumber tegangan ke Arduino UNO ketika menggunakan sumber daya eksternal (selain dari koneksi USB atau sumber daya yang teregulasi lainnya). Sumber tegangan juga dapat

disediakan melalui pin ini jika sumber daya yang digunakan untuk Arduino UNO dialirkan melalui soket power.

 5V adalah pin yang menyediakan tegangan teregulasi sebesar 5 volt berasal dari regulator tegangan pada arduino UNO.

 3V3 adalah pin yang meyediakan tegangan teregulasi sebesar 3,3 volt berasal dari regulator tegangan pada arduino UNO.

 GND adalah pin ground.

2.2.4 Peta Memori Arduino UNO

Arduino UNO adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler ATmega328. Maka peta memori arduino UNO sama dengan peta memori pada mikrokontroler ATmega328.

2.2.4.1 Memori Data

Memori data ATMega328 terbagi menjadi 4 bagian, yaitu 32 lokasi

untuk register umum, 64 lokasi untuk register I/O, 160 lokasi untuk register I/O

tambahan dan sisanya 2048 lokasi untuk data SRAM internal. Register umum

menempati alamat data terbawah, yaitu 0x0000 sampai 0x001F. Register I/O

menempati 64 alamat berikutnya mulai dari 0x0020 hingga 0x005F. Register I/O

tambahan menempati 160 alamat berikutnya mulai dari 0x0060 hingga 0x00FF.

Sisa alamat berikutnya mulai dari 0x0100 hingga 0x08FF digunakan

Gambar 2.2 Memori Data

2.2.4.2 Memori Program

ATMega328 memiliki 32K byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Memori flash dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian program bootloader dan aplikasi seperti terlihat pada Gambar 2.3. Bootloader adalah program kecil yang bekerja pada saat sistem dimulai yang dapat memasukkan seluruh program aplikasi ke dalam memori prosesor.

Gambar 2.3 Peta Memori program

2.3 LED Inframerah

LED inframerah merupakan salah satu jenis LED (Light Emiting Diode) yang dapat memancarkan cahaya inframerah yang tidak kasat mata. LED infra merah dpat memacarkan cahaya inframerah pada saat dioda LED ini diberikan tegangan bias maju pada anoda dan katodanya.

Secara teoritis LED inframerah mempuyai panjang gelombang 7800 Å dan mempuyai daerah frekuensi 3.104 sampai 4.104 Hz. Dilihat dari jangkah frekuensi yang begitu lebar, inframerah sangat fleksibel dalam pengunaanya. LED

arus yang mengalir maka semakin besar daya pancarnya dan semakin jauh jaraknya.

Cahaya infra-merah tidak mudah terkontaminasi atau teresonan dengan cahaya lain, sehingga dapat digunakan baik siang maupun malam. Aplikasi dari LED infra merah ini dapat digunakan sebagai transmitter remote control maupun sebagai line detektor pada pintu gerbang. Sebagai receiver cahaya infra merah dapat digunakan dioda foto.

2.4 Dioda Foto

Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh diode foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis. Selain itu dioda foto merupakan suatu jenis dioda yang resistansinya berubah - ubah bila cahaya yang diterima pada dioda berubah – ubah intensitasnya. Dalam gelap nilai tahanannya sangat besar sehingga tidak ada arus yang mengalir, semakin kuat cahaya yang diterima dioda maka makin kecil nilai tahanannya sehingga arus yang mengalir semakin besar.

Dioda foto digunakan sebagai komponen pendeteksi ada tidaknya cahaya maupun dapat digunakan untuk membentuk sebuah alat ukur akurat yang dapat mendeteksi intensitas cahaya dibawah 1pW/cm2 sampai intensitas diatas 10mW/cm2. Dioda foto mempunyai resistansi yang rendah pada kondisi forward

bias, kita dapat memanfaatkan dioda foto ini pada kondisi reverse bias dimana resistansi dari dioda foto akan turun seiring dengan intensitas cahaya yang masuk. Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan dioda peka cahaya.

Jika dioda foto tidak terkena cahaya, maka tidak ada arus yang mengalir ke rangkaian pembanding, jika dioda foto terkena cahaya maka dioda foto akan bersifat sebagai tegangan, sehingga Vcc dan dioda foto tersusun seri, akibatnya terdapat arus yang mengalir ke rangkaian pembanding.

2.5 LCD 2x16

Liquid Crystal Display (LCD) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. Berikut merupakan gambar dari LCD 2x16.

Gambar 2.4 LCD 2x16

LCD sudah digunakan di berbagai bidang, misalnya dalam alat – alat elektronik seperti televisi, kalkulator ataupun layar komputer. LCD yang

1.1 Latar Belakang Masalah

Pembenihan ikan merupakan suatu usaha yang dapat dilakukan untuk membantu membudidayakan ikan untuk setiap musim tanam. Dalam usaha budidaya ini, pembenihan memegang peran yang sangat penting. Namun keberhasilan dalam usaha pembenihan ikan bukan hanya ditentukan oleh kemampuan daya dukung lingkungan, tetapi juga oleh pengelola.

Kendala terbesar dalam usaha pembenihan ikan terdapat pada proses penghitungan jumlah ikan yang sekarang ini masih dilakukan secara manual. Perhitungan secara manual tentu saja memerlukan banyak tenaga dan waktu bahkan dapat menyebabkan ketidaktelitian pada hasil perhitungannya. Permasalahan dalam perhitungan benih ikan harus segera diatasi agar mendukung keberhasilan usaha perikanan ini sebagai bagian dari program pemerintah di bidang maritim.

Diperlukan satu sistem perhitungan yang lebih cepat dan akurat agar dapat menghemat waktu perhitungan. Pada penelitian ini akan dibahas tentang perancangan sistem untuk penghitungan benih ikan berbasis arduino.

1.2 Perumusan Masalah

Merancang sebuah sistem untuk menghitung jumlah benih ikan yang melewati suatu sensor dan hasilnya akan di tampilkan pada layar LCD secara otomatis.

1.3 Tujuan Penulisan Tugas Akhir

Tujuan tugas akhir ini adalah untuk memberikan solusi atas permasalahan perhitungan benih bibit ikan yang dapat digunakan oleh masyarakat di tempat pembibitan.

1.4 Batasan Masalah

Agar isi dan pembahasan tugas akhir ini menjadi terarah, maka penulis perlu membuat batasan masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah pada penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Hanya membahas tentang perhitungan benih ikan dengan lebar tertentu yaitu benih ikan dengan lebar sekira 3 mm.

2. Tidak membahas tentang kecepatan air yang digunakan. 3. Pembahasan mengenai arduino hanya difokuskan pada area

koding.

4. Sensor yang digunakan adalah sensor inframerah.

5. Data ditampilkan menggunakan bantuan perangkat keras berupa layar LCD ukuran 2x16.

1.5 Metode Penelitian

Dalam penulisan penelitian ini digunakan beberapa metode untuk mengembangkan sistem perhitungan benih ikan yang dimaksud. Metode

-1. Studi literatur dan bimbingan

Dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan perhitungan benih bibit ikan dengan arduino yang terdiri dari buku-buku referensi baik yang dimilki oleh penulis atau dari perpustakaan dan juga dari artikel-artikel, jurnal, layanan internet, dan lain - lain.

2. Perancangan Sistem

Merancang sistem sesuai dengan kaidah perancangan sistem baik untuk perangkat keras maupun perangkat lunak

3. Ujicoba dengan Pemodelan

Melakukan ujicoba sistem yang telah dirancang dengan menghitung banyaknya benih ikan menggunakan model yang dikembangkan. 4. Pengujian Lapangan dan Analisa Data

Melakukan pengujian prototype sistem di Balai Benih Dinas Pertanian Provinsi Sumatera Utara.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran mengenai tugas akhir ini secara singkat, maka penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menguraikan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi penulisan, serta sistematika penulisan.

BAB II TEORI DASAR

Bab ini membahas tentang spesifikasi sistem, teori dasar setiap komponen, dan perangkat yang digunakan.

BAB III PERANCANGAN SISTEM

Bab ini berisi penjelasan tentang sistem secara umum.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

Bab ini berisi tentang hasil sistem yang telah dirancang dan telah di ujicoba .

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan-pembahasan sebelumnya.

Seperti yang telah kita ketahui, pembenihan ikan merupakan usaha yang dapat dilakukan untuk membantu membudidayakan ikan, pembenihan dan penjualan benih ikan juga merupakan sektor ekonomi yang menjanjikan, namun proses penghitungan ikan masih dilakukan secara manual sehingga penghitungan membutuhkan waktu yang lama dan kurang efisien. Penelitian ini bertujuan untuk membuat prototipe alat penghitung benih ikan berbasis arduino yang dapat melakukan penghitungan lebih cepat.

Alat ini dibuat dengan menggunakan sensor inframerah dan sensor penerima berupa dioda foto, arduino UNO dan LCD 2x16 sebagai tampilan dari hasil penghitungan. Sensor inframerah dan sensor penerima dipasangkan berhadapan satu sama lain pada sebuah selang. Ketika ada yang melewati selang, maka sensor penerima tidak akan menerima sinar , disanalah proses penghitungan terjadi dan hasilnya akan ditampilkan pada layar LCD. Pengujian dilakukan dengan mimis, agar – agar, dan ikan gobi. Hasil perhitungan yang di dapat dari percobaan yaitu mimis 100%, agar – agar 100% dan ikan gobi 96%. . Penyempurnaan hardware, pemanfaatan ruang dan penggunaan komponen yang lebih baik dapat meningkatkan kinerja prototipe alat .

PERANCANGAN SISTEM PENGHITUNG BENIH IKAN BERBASIS ARDUINO

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh

Jefry Yutanto NIM : 100402032

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

Seperti yang telah kita ketahui, pembenihan ikan merupakan usaha yang dapat dilakukan untuk membantu membudidayakan ikan, pembenihan dan penjualan benih ikan juga merupakan sektor ekonomi yang menjanjikan, namun proses penghitungan ikan masih dilakukan secara manual sehingga penghitungan membutuhkan waktu yang lama dan kurang efisien. Penelitian ini bertujuan untuk membuat prototipe alat penghitung benih ikan berbasis arduino yang dapat melakukan penghitungan lebih cepat.

Alat ini dibuat dengan menggunakan sensor inframerah dan sensor penerima berupa dioda foto, arduino UNO dan LCD 2x16 sebagai tampilan dari hasil penghitungan. Sensor inframerah dan sensor penerima dipasangkan berhadapan satu sama lain pada sebuah selang. Ketika ada yang melewati selang, maka sensor penerima tidak akan menerima sinar , disanalah proses penghitungan terjadi dan hasilnya akan ditampilkan pada layar LCD. Pengujian dilakukan dengan mimis, agar – agar, dan ikan gobi. Hasil perhitungan yang di dapat dari percobaan yaitu mimis 100%, agar – agar 100% dan ikan gobi 96%. . Penyempurnaan hardware, pemanfaatan ruang dan penggunaan komponen yang lebih baik dapat meningkatkan kinerja prototipe alat .

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kemampuan dan kesehatan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :

“PERANCANGAN SISTEM PENGHITUNG BENIH IKAN BERBASIS ARDUINO”

Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu ayahanda Ir. Tanidi Yutanto dan ibunda Sri Mulyani Saripin yang senantiasa memberikan perhatian dan kasih sayang sejak penulis lahir hingga sekarang, serta kakak tercinta Airin Yutanto yang senantiasa mendukung dan memberi semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Emerson P.Sinulingga, ST. M.Sc,Ph.D selaku dosen Pembimbing I Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan

2. Bapak Fahmi, ST. M.Sc,Ph.D selaku dosen Pembimbing II Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. selaku Penasehat Akademis penulis, atas bimbingan dan arahannya dalam melayani perkuliahan selama ini. 4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. dan Bapak Rahmad Fauzi, S.T, M.T

selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Soeharwinto, S.T, M.T dan Bapak Ir. Kasmir Tanjung selaku dosen penguji Tugas Akhir, atas masukan dan bantuannya dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.

6. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara atas segala bantuannya.

7. Teman – teman di Teknik Elektro FT-USU, terkhusus angkatan 2010 atas

dukungan, do‟a, suka dan duka selama di bangku perkuliahan.

8. Abang-abang senior stambuk 2009 yang selalu membantu, mendukung dan memberi masukan selama menjalani perkuliahan.

9. Keluarga Besar Laboratorium Sistem Pengaturan dan Komputer DTE FT USU.

10. Keluarga Besar J-Corporation yang telah memberikan banyak sekali dukungan dan pembelajaran.

11. Keluarga Besar Octave yang telah memberikan banyak sekali dukungan dan pembelajaran.

12. Keluarga Besar Elec-Kid yang telah memberikan banyak sekali dukungan dan pembelajaran.

13. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.

Akhir kata penulis berserah diri pada Tuhan Yang Maha Esa, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.

Medan, Maret 2016 Penulis

Jefry Yutanto NIM. 100402032

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 1

1.3 Tujuan Penulisan Tugas Akhir ... 2

1.4 Batasan Masalah... 2

1.5 Metode Penelitian... 2

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II DASAR TEORI ... 5

2.1 Karakteristik Ikan Lele ... 5

2.2 Arduino ... 5

2.2.1 Arduino UNO ... 6

2.2.2 Pin Masukan dan Keluaran Arduino ... 8

2.2.3 Sumber Catu Daya dan Pin Tegangan Arduino UNO ... 9

2.2.4 Peta Memori Arduino UNO ... 10

2.2.4.1 Memori Data ... 10

2.2.4.2 Memori Program ... 11

2.4 Dioda Foto ... 13

2.5 LCD 2x16 ... 14

BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 15

3.1 Gambaran Umum Sistem ... 15

3.2 Perancangan Perangkat Keras ... 15

3.3 Perancangan Perangkat Lunak ... 17

3.4 Prinsip Kerja Alat ... 20

3.5 Pengertian Sensitivitas dan Prinsip Kerja Sensitivitas ... 21

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 22

4.1 Metode Pengujian ... 22

4.2 Pengujian Pembacaan Sensor Inframerah dan Sensor Penerima .... 23

4.3 Hasil Pengujian ... 28

4.3.1 Hasil Pengujian dengan Nilai Sensitivitas 20 ... 28

4.3.2 Hasil Pengujian dengan Nilai Sensitivitas 17 ... 29

4.3.3 Hasil Pengujian dengan 2 Corong Berbeda ... 30

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 31

5.1 Kesimpulan ... 31

5.2 Saran ... 31

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arduino UNO ... 7

Gambar 2.2 Memori Data ... 11

Gambar 2.3 Peta Memori Program ... 12

Gambar 2.4 LCD 2x16 ... 14

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem ... 15

Gambar 3.2 Rangkaian Skematik Prototipe ... 16

Gambar 3.3 Prototipe Alat Penghitung Benih Ikan Berbasis Arduino ... 17

Gambar 3.4 Flowchart Sistem Penghitung... 18

Gambar 4.1(a) Corong Tipe A ... 23

Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengujian I Mimis dan Agar – Agar dengan Corong A ... 24

Tabel 4.2 Tabel Hasil Pengujian II Mimis dan Agar – Agar dengan Corong A ... 24

Tabel 4.3 Tabel Hasil Pengujian I Benih Ikan dengan Corong A ... 25

Tabel 4.4 Tabel Hasil Pengujian II Benih Ikan dengan Corong A ... 25

Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengujian I Mimis dan Agar – Agar dengan Corong B ... 26

Tabel 4.6 Tabel Hasil Pengujian II Mimis dan Agar – Agar dengan Corong B ... 26

Tabel 4.7 Tabel Hasil Pengujian I Benih Ikan dengan Corong B ... 27

2. Bapak Fahmi, ST. M.Sc,Ph.D selaku dosen Pembimbing II Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. selaku Penasehat Akademis penulis, atas bimbingan dan arahannya dalam melayani perkuliahan selama ini. 4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. dan Bapak Rahmad Fauzi, S.T, M.T

selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Soeharwinto, S.T, M.T dan Bapak Ir. Kasmir Tanjung selaku dosen penguji Tugas Akhir, atas masukan dan bantuannya dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.

6. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara atas segala bantuannya.

7. Teman – teman di Teknik Elektro FT-USU, terkhusus angkatan 2010 atas dukungan, do‟a, suka dan duka selama di bangku perkuliahan.

8. Abang-abang senior stambuk 2009 yang selalu membantu, mendukung dan memberi masukan selama menjalani perkuliahan.

9. Keluarga Besar Laboratorium Sistem Pengaturan dan Komputer DTE FT USU.

12. Keluarga Besar Elec-Kid yang telah memberikan banyak sekali dukungan dan pembelajaran.

13. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.

Akhir kata penulis berserah diri pada Tuhan Yang Maha Esa, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.

Medan, Maret 2016 Penulis

Jefry Yutanto NIM. 100402032

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 1

1.3 Tujuan Penulisan Tugas Akhir ... 2

1.4 Batasan Masalah... 2

1.5 Metode Penelitian... 2

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II DASAR TEORI ... 5

2.1 Karakteristik Ikan Lele ... 5

2.2 Arduino ... 5

2.2.1 Arduino UNO ... 6

2.2.2 Pin Masukan dan Keluaran Arduino ... 8

2.4 Dioda Foto ... 13

2.5 LCD 2x16 ... 14

BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 15

3.1 Gambaran Umum Sistem ... 15

3.2 Perancangan Perangkat Keras ... 15

3.3 Perancangan Perangkat Lunak ... 17

3.4 Prinsip Kerja Alat ... 20

3.5 Pengertian Sensitivitas dan Prinsip Kerja Sensitivitas ... 21

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 22

4.1 Metode Pengujian ... 22

4.2 Pengujian Pembacaan Sensor Inframerah dan Sensor Penerima .... 23

4.3 Hasil Pengujian ... 28

4.3.1 Hasil Pengujian dengan Nilai Sensitivitas 20 ... 28

4.3.2 Hasil Pengujian dengan Nilai Sensitivitas 17 ... 29

4.3.3 Hasil Pengujian dengan 2 Corong Berbeda ... 30

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 31

5.1 Kesimpulan ... 31

5.2 Saran ... 31 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arduino UNO ... 7

Gambar 2.2 Memori Data ... 11

Gambar 2.3 Peta Memori Program ... 12

Gambar 2.4 LCD 2x16 ... 14

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem ... 15

Gambar 3.2 Rangkaian Skematik Prototipe ... 16

Gambar 3.3 Prototipe Alat Penghitung Benih Ikan Berbasis Arduino ... 17

Gambar 3.4 Flowchart Sistem Penghitung... 18

Gambar 4.1(a) Corong Tipe A ... 23

Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengujian I Mimis dan Agar – Agar dengan Corong A ... 24

Tabel 4.2 Tabel Hasil Pengujian II Mimis dan Agar – Agar dengan Corong A ... 24

Tabel 4.3 Tabel Hasil Pengujian I Benih Ikan dengan Corong A ... 25

Tabel 4.4 Tabel Hasil Pengujian II Benih Ikan dengan Corong A ... 25

Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengujian I Mimis dan Agar – Agar dengan Corong B ... 26

Tabel 4.6 Tabel Hasil Pengujian II Mimis dan Agar – Agar dengan Corong B ... 26

Tabel 4.7 Tabel Hasil Pengujian I Benih Ikan dengan Corong B ... 27