Rancang Bangun Alat Pendeteksi Kualitas Minyak Goreng Berdasarkan Warna RGB Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535 Chapter III V
27
BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1. Diagram Blok Sistem
Diagram merupakan pernyataan hubungan yang berurutan dari satu atau
lebih komponen yang memiliki satuam kerja tersendiri dan setiap blok
komponen mempengaruhi komponen yang lainnya. Diagram blok merupakan
salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan dan menganalisa salah
satu kerja dari suatu sistem. Dengan diagram blok kita dapat mengaanalisa cara
kerja rangkaian dan merancang hardware yang dibuat secara umum. Berikut ini
adalah diagram blok cara kerja alat :
Gambar 15. Diagram Blok Sistem
3.1.1. Fungsi Tiap Blok
Fungsi tiap blok, yaitu :
a.
Blok PSA 5 V sebagai sumber tegangan DC pada rangkaian
b.
Blok LED RGB sebagai penghasilkan sumber warna Red, Green dan Blue
c.
Blok Photodioda merupakan sensor pendeteksi panjang gelombang cahaya
(warna) pada minyak goreng
d.
Blok Mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pengolah data dari sensor, memberi
keluaran ke LCD.
e.
Blok LCD digunakan sebagai penampil keterangan minyak goreng.
Universitas Sumatera Utara
28
3.2. Prosedur Penelitian
3.2.1. Desain Rangkaian Elektronik
A. Perancangan Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMega 8535 dapat dilihat pada
gambar di bawah ini :
Gambar 16. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535
Dari gambar 16, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari
seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC
Mikrokontroler ATMega8535. Semua program diisikan pada memori dari IC ini
sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
Untuk men-download file heksadesimal kemikrokontroler, Mosi, Miso, Sck,
Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke USB via programmer.
Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki
17, 18, 19, 20 dan 1. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP
Programmer, maka pemrograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena
mikrokontroler
tidak
akan
bias
merespon.
Universitas Sumatera Utara
29
B. Perancangan Sensor Photodioda
Sebagai input yang berfungsi sebagai sensor yang mendeteksi kualitas
minyak berdasarkan warna RGB. Dan terhubung dengan pin A7, A6, dan A5 pada
Mikrokontroler, yang nantinya data yang diterima oleh sensor yang masuk ke pin
Analog dan diubah menjadi nilai bit berdasarkan intensitas cahaya yang diterima.
Sensor
photodioda
adalah
salah
satu
jenis
sensor
peka
cahaya
(photodetector). Jenis sensor peka cahaya lain yang sering digunakan adalah
phototransistor. Photodioda akan mengalirkan arus yang membentuk fungsi linear
terhadap intensitas cahaya yang diterima. Arus ini umumnya teratur terhadap power
density (Dp). Perbandingan antara arus keluaran dengan power density disebut
sebagai current responsitivity. Arus yang dimaksud adalah arus bocor ketika
photodioda tersebut disinari dan dalam keadaan dipanjar mundur. Tanggapan
frekuensi sensor photodioda tidak luas.
Setiap warna bisa disusun dari warna dasar. Untuk cahaya, warna dasar
penyusunnya adalah warna Merah, Hijau dan Biru, atau lebih dikenal dengan istilah
RGB (Red-Green-Blue).
Rangkaian sensor warna menggunakan 3 buah photodioda yang dipasangkan
masing masing dngan LED warna merah, hijau dan biru. Prinsip kerjanya yaitu setiap
LED akan memancarakan cahaya dimana cahaya tersebut akan dipantulkan oleh
objek/benda di depannya. Besarnya intensitas cahaya setiap warna LED yang
dipantulkan oleh object akan berbeda-beda tergantung daripada warna objek. Bila
objek berwarna merah maka intensitas cahaya LED merah akan paling banyak
dipantulkan daripada LED biru dan hijau. Begitu juga untuk LED hijau dan biru.
Sehingga photodioda yang akan mengkonversi menjadi tegangan. Tegangan yang
didapat dari sensor, akan diolah oleh mikrokontroler ATMega 8535 untuk diubah
menjadi nilai bit yang bernilai 8 bit, untuk kemudian ditampilkan di LCD.
Prinsip kerja, sensor ini terdiri dari berdasarkan intensitas cahaya yang
masuk. Sensor dipasang menjadi rangkaian pembagi tegangan sehingga saat suatu
warna dibaca oleh sensor maka akan menghasilkan sejumlah nilai tegangan yang
oleh ATMega (port ADC) diubah menjadi nilai bit.
Universitas Sumatera Utara
30
Gambar 17. Sistem Kerja rangkaian Sensor Photodioda
C. Perancangan Rangkaian Power Supplay Adaptor (PSA)
Gambar 18. Rangkaian PSA
Ketika switch (S1) ditutup (On), arus dari sumber DC 12 Volt akan mengalir
menuju diode yang berfungsi sebagai pengaman polaritas. Kondensator C5 yang
berfungsi sebagai filter dapat dihilangkan jika tegangan input merupakan tegangan
DC stabil misalnya dari sumber baterai (Accu/Aki).
Pada power supply ini menggunakan IC LM 7805. IC LM 7805 merupakan
salah satu tipe regulator tetap. Regulator tegangan tipe ini merupakan salah satu
regulator tegangan tetap dengan 3 terminal, yaitu terminal Vin, Gnd, Vout.
Setelah melalui IC 7805, tegangan akan diturunkan menjadi 5 Volt stabil.
Fungsi C6 adalah sebagai filter terakhir yang berfungsi mengurangi noice (ripple
tegangan) sedangkan LED yang dipasang dengan resistor berfungsi sebagai
indikator.
Universitas Sumatera Utara
31
Pada umumnya power supply selalu dilengkapi dengan regulator tegangan.
Tujuan pemasangan regulator tegangan pada power supply adalah untuk
menstabilkan tegangan keluaran apabila terjadi perubahan tegangan masukan pada
power supply. Fungsi lain dari regulator tegangan adalah untuk perlindungan dari
terjadinya hubungan singkat pada beban. IC LM 7805 mampu mengeluarkan
tegangan +5V dengan memberikan kapasitor pada masing-masing kakinya.
Rangkaian penyearah gelombang penuh kemudian dilanjutkan dengan filter
kapasitor C yang dipasang setelah diode bridge. Dengan filter ini bentuk gelombang
tegangan keluarnya bisa menjadi rata atau terjadinya pengosongan dan pengisian
terhadap kapasitor yang disebut tegangan rippel.
Rangkaian regulator ini dapat dipakai untuk menurunkan tegangan 12 volt
pada sebuah perangkat elektronika atau pada sebuah kendaraan menjadi stabil. Power
supply
ini
juga
menggunakan
IC
LM
7805
yang
berfungsi
sebagai
regulator. Regulator tegangan dengan menggunakan komponen utama IC (integrated
circuit) mempunyai keuntungan karena lebih praktis dan umumnya menghasilkan
penyetabilan tegangan yang lebih baik. Fungsi-fungsi seperti pengontrol, sampling,
komparator, referensi, dan proteksi yang tadinya dikerjakan oleh komponen diskrit,
sekarang semuanya dirangkai dan dikemas dalam IC. Regulator yang menggunakan
IC LM 7805 selalu menghasilkan keluaran yang bernilai positif.
D. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display)
20x4. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat
memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver
untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter.
Pemasangan potensiometer sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang
tampil. Gambar 19 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke
mikrokontroler.
Universitas Sumatera Utara
32
Gambar 19 Sistem Kerja Rangkaian LCD
Dari gambar 19, rangkaian ini terhubung ke PC.0... PC.5, yang merupakan
pin I/O dua arah dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara
serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan
oleh Mikrokontroller ATMega 8535.
3.3. Diagram Alir (Flowchart)
Dalam perancangan dan pembuatan alat pendeteksi kualitas minyak goreng
berdasarkan warna dasar penyusun RGB (Red-Green-Blue) ini perlu dilakukan
Universitas Sumatera Utara
33
langkah-langkah untuk mewujudkannya, dari tahap awal sampai akhir seperti yang
ditunjukkan pada diagram alir Gambar 20.
Gambar 20. Diagram Alir (Flowchart)
Universitas Sumatera Utara
34
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil Penelitian
4.1.1. Pengujian Sensor Photodioda
Pengujian sensor photodioda dengan menggunakan mikrokontroler ATMega
8535 dengan menggunakan CAVR. Photodioda mengubah besaran cahaya yang
masuk menjadi nilai hambatan, sehingga didapatkan perubahan panjang gelombang
cahaya yang masuk. Umumnya perubahan warna didapatkan berdasarkan panjang
gelombang cahaya yang masuk.
Berdasarkan penelitian, didapat nilai dari pengujian sensor photodioda. Berikut ini
data hasil pengujiannya :
Tabel. 9. Pengujian Sensor Photodioda
Warna
Red
%
mV
Green
%
Merah
909
30.30%
14.795
940
Orange
903
30.10%
14.697
Kuning
902
30.00%
Hijau muda
926
Hijau tua
Blue
%
mV
31.33% 15.299
884
29.40%
14.355
891
29.70% 14.502
879
29.30%
14.307
14.648
829
27.63% 13.493
864
28.80%
14.062
30.80%
15.039
843
28.10% 13.721
861
28.70%
14.014
945
31.50%
15.381
875
29.18% 14.247
862
28.70%
14.014
Biru
948
31.60%
15.432
907
30.23% 14.762
792
26.40%
12.891
Coklat
941
31.30%
15.283
942
31.40% 15.332
886
29.50%
14.404
Hitam
942.5 31.40%
15.332
937
31.22% 15.243
868.5 28.90%
14.111
Putih
901
14.648
821
27.38% 13.368
763
12.386
30.00%
mV
25.37%
Universitas Sumatera Utara
35
4.1.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega8535 ini dapat dilakukan
dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai
sumber tegangan. Kaki 10 dan 30 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt,
sedangkan kaki 11 dan 31 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada
kaki 10 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan
tegangan pada kaki 10 sebesar 4,9 Volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan
program sederhana pada mikrokontroler ATMega 8535 untuk menguji port - port
yang terdapat pada ATMega8535, program yang diberikan adalah sebagai berikut:
#include
#include
#include
while (1)
{
// Place your code here
PORTA = 0xFF;
PORTB = 0xFF;
PORTC = 0xFF;
PORTD = 0xFF;
delay_ms(2000);
PORTA = 0x00;
PORTB = 0x00;
PORTC = 0x00;
PORTD = 0x00;
delay_ms(2000);
}
Gambar 21. Pengujian Mikrokontroler ATMega8535
Universitas Sumatera Utara
36
4.1.3. Pengujian Power Supply
Power supply berfungsi untuk menyuplai tegangan ke alat tersebut. Tegangan
yang dibutuhkan alat adalah 5 Volt. Pengujian power supply dilakukan untuk
mengetahui apakah tegangan yang masuk ke alat tersebut bernilai 5 Volt.
Input
Output
Gambar 22. Pengujian Power Supply
Tabel 10. Pengujian Vin dan Vout
Vin (V)
Vout (V)
12.27
5.11
4.1.4. Pengujian Rangkaian Interfacing LCD
LCD dot matriks 4 x 20 karekater dapat dihubungkan langsung dengan
mikrokontroler ATMega8535, disini fungsi LCD adalah sebagai tampilah hasil
pengukuran dan diberi beberapa keterangan. Pada penelitian ini LCD dihubungkan
ke mikrokontroler melalui PortC.0 ~ PortC.5 yang berfungsi bus data. Adapaun data
yang dikirimkan oleh mikrokontroler merupakan kode ASCII data dalam bentuk
bilangan biner, dimana data tersebut dapat diterjemahkan oleh LCD ke bentuk
karakter.
Pengiriman data yang dari mikrokontroler diatur oleh pin EN, RS dan RW.
Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberi tahu LCD bahwa
Universitas Sumatera Utara
37
ada data yang sedang dikirimkan. Untuk mengirim data ke LCD, maka melalui
program EN harus dibuat berlogika “low” dan set (high) pada dua jalur kontrol yang
lain (RS dan RW). Jalur RW adalah jalur kontrol Read/write. Ketika RW berlogika
low (0), maka informasi pada bus akan dituliskan pada LCD. Ketika RW berlogika
high (1), maka program melakukan pembacaan memori dari LCD. Dalam penelitian
ini umumnya pin RW selalu diberikan logika low(0)
Dengan mengikuti keterangan diatas kita dapat membuat program untuk
menampilkan karakter pada LCD. Program yang diisikan ke mikrokontroler untuk
menampilkan karakter pada LCD adalah sebagai berikut :
#include
#include
#include
#include
void main()
{
lcd_init(20);
lcd_gotoxy(0, 0);
lcd_gotoxy(0, 1);
lcd_gotoxy(0, 2);
lcd_gotoxy(0,3);
}
lcd_putsf("Anie Afrilla");
lcd_putsf("150821008");
lcd_putsf("Fisika Instrumentasi");
lcd_putsf("Ekstensi");
Gambar 23. Pengujian LCD
Universitas Sumatera Utara
38
4.2. Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Hasil Pengujian Terhadap Sampel Minyak Goreng :
Berdasarkan pembacaan nilai bit dari minyak goreng yang diuji. Maka, didapat hasil
pengujian berupa nilai – nilai bit. Pada masing – masing bagian sensor (RGB) yang
kemudian dikonversikan dalam bentuk persen (%) namun juga menampilkan nilai
tegangan dengan satuan milivolt (mV).
Berikut perhitungan persentasenya
Persentase =
����� ���
Dimana :
�
x 100 %
Nilai bit
: Pembaca Sensor
X
: Nilai Perbandingan
Contoh persentase untuk sampel 1
Persentase
891
= 3000 x 100 %
= 29,7 %
Data – data pengujiannya sebagai berikut :
1. Minyak Goreng Bimoli
Pada pengujian ini sampel yang digunakan adalah minyak goreng bimoli.
Gambar 24. Minyak Goreng Sampel 1
Universitas Sumatera Utara
39
Tabel 11. Hasil Pengujian Pada Minyak Goreng Sampel 1
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
R
891
888
890
891
891
891
891
891
891
888
%
29,70%
29,60%
29,60%
29,70%
29,70%
29,70%
29,70%
29,70%
29,70%
29,60%
mV
14,502
14,453
14,453
14,502
14,502
14,502
14,502
14,502
14,502
14,453
G
938
935
938
939
939
939
939
939
939
935
%
31,27%
31,17%
31,27%
31,30%
31,30%
31,30%
31,30%
31,30%
31,30%
31,17%
mV
15,267
15,218
15,267
15,283
15,283
15,283
15,283
15,283
15,283
15,218
B
882
879
887
888
889
888
888
888
888
879
%
29,40%
29,30%
29,50%
29,60%
29,60%
29,60%
29,60%
29,60%
29,60%
29,30%
mV
14,355
14,307
14,404
14,453
14,453
14,453
14,453
14,453
14,453
14,307
2. Minyak goreng bekas pakai
Pada pengujian ini sampel yang digunakan adalah minyak goreng bekas pakai
yang sudah digunakan berkali-kali.
Gambar 25. Minyak Goreng Sampel 2
Universitas Sumatera Utara
40
Tabel 12. Hasil Pengujian Pada Minyak Goreng Sampel 2
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
R
882
882
882
882
883
882
883
883
883
883
%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
mV
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
G
924
924
925
925
924
925
925
925
925
925
%
30,80%
29,40%
30,83%
30,83%
30,80%
30,83%
30,83%
30,83%
30,83%
30,83%
mV
15,039
15,039
15,055
15,055
15,039
15,055
15,055
15,055
15,055
15,055
B
876
876
876
877
877
877
877
878
877
878
%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
mV
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
3. Minyak goreng bekas pakai menggoreng ayam (pedagang kaki lima)
Pada pengujian ini sampel yang digunakan adalah minyak goreng bekas pakai
menggoreng ayam pada pedagang kaki lima yang dipasaran yang sudah
digunakan berkali – kali.
Gambar 26. Minyak Goreng Sampel 3
Tabel 13. Hasil Pengujian Pada Minyak Goreng Sampel 3
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
R
900
900
899
899
897
897
897
897
898
898
%
30,00%
30,00%
29,90%
29,90%
29,90%
29,90%
29,90%
29,90%
29,90%
29,90%
mV
14,648
14,648
14,600
14,600
14,600
14,600
14,600
14,600
14,600
14,600
G
926
925
924
924
921
921
921
921
922
922
%
30,87%
30,83%
30,80%
30,80%
30,70%
30,70%
30,70%
30,70%
30,73%
30,73%
mV
15,072
15,055
15,039
15,039
14,900
14,900
14,900
14,900
15,007
15,007
B
884
882
882
881
879
879
879
879
879
879
%
29,40%
29,40%
29,40%
29,30%
29,30%
29,30%
29,30%
29,30%
29,30%
29,30%
mV
14,355
14,355
14,355
14,307
14,307
14,307
14,307
14,307
14,307
14,307
Universitas Sumatera Utara
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
4.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa, perancangan dan implementasi yang telah dilakukan,
maka diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Alat telah mampu mendeteksi kekeruhan pada minyak goreng berdasarkan
warnanya. Apabila warna minyak goreng yang diuji semakin gelap maka
semakin rendah kualitas minyak goreng tersebut.
2. Pada umumnya tingkat kekeruhan dan kelayakan pemakaian minyak goreng
bergantung pada jumlah pemakaian dan bahan yang tercampur didalamnya
sehingga untuk mengoreksinya dapat digunakan photodioda untuk mendeteksi
tingkatan warna, berdasarkan perubahan panjang gelombang (warna) dan jumlah
pemakaian.
4.2. Saran
Berikut ini adalah saran yang dapat digunakan untuk tahap pengembangan
penelitian sistem ini antara lain:
1. Perlu dilakukan perbaikan pada ruang pendeteksi warna untuk mereduksi
noise cahaya dari luar sehingga dapat meningkatkan akurasi pembacan
sensor
2. Sebaiknya penelitian untuk kedepannya ditampilkan ke PC sehingga dapat
disimpan dalam bentuk database.
Universitas Sumatera Utara
BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1. Diagram Blok Sistem
Diagram merupakan pernyataan hubungan yang berurutan dari satu atau
lebih komponen yang memiliki satuam kerja tersendiri dan setiap blok
komponen mempengaruhi komponen yang lainnya. Diagram blok merupakan
salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan dan menganalisa salah
satu kerja dari suatu sistem. Dengan diagram blok kita dapat mengaanalisa cara
kerja rangkaian dan merancang hardware yang dibuat secara umum. Berikut ini
adalah diagram blok cara kerja alat :
Gambar 15. Diagram Blok Sistem
3.1.1. Fungsi Tiap Blok
Fungsi tiap blok, yaitu :
a.
Blok PSA 5 V sebagai sumber tegangan DC pada rangkaian
b.
Blok LED RGB sebagai penghasilkan sumber warna Red, Green dan Blue
c.
Blok Photodioda merupakan sensor pendeteksi panjang gelombang cahaya
(warna) pada minyak goreng
d.
Blok Mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pengolah data dari sensor, memberi
keluaran ke LCD.
e.
Blok LCD digunakan sebagai penampil keterangan minyak goreng.
Universitas Sumatera Utara
28
3.2. Prosedur Penelitian
3.2.1. Desain Rangkaian Elektronik
A. Perancangan Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMega 8535 dapat dilihat pada
gambar di bawah ini :
Gambar 16. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535
Dari gambar 16, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari
seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC
Mikrokontroler ATMega8535. Semua program diisikan pada memori dari IC ini
sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
Untuk men-download file heksadesimal kemikrokontroler, Mosi, Miso, Sck,
Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke USB via programmer.
Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki
17, 18, 19, 20 dan 1. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP
Programmer, maka pemrograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena
mikrokontroler
tidak
akan
bias
merespon.
Universitas Sumatera Utara
29
B. Perancangan Sensor Photodioda
Sebagai input yang berfungsi sebagai sensor yang mendeteksi kualitas
minyak berdasarkan warna RGB. Dan terhubung dengan pin A7, A6, dan A5 pada
Mikrokontroler, yang nantinya data yang diterima oleh sensor yang masuk ke pin
Analog dan diubah menjadi nilai bit berdasarkan intensitas cahaya yang diterima.
Sensor
photodioda
adalah
salah
satu
jenis
sensor
peka
cahaya
(photodetector). Jenis sensor peka cahaya lain yang sering digunakan adalah
phototransistor. Photodioda akan mengalirkan arus yang membentuk fungsi linear
terhadap intensitas cahaya yang diterima. Arus ini umumnya teratur terhadap power
density (Dp). Perbandingan antara arus keluaran dengan power density disebut
sebagai current responsitivity. Arus yang dimaksud adalah arus bocor ketika
photodioda tersebut disinari dan dalam keadaan dipanjar mundur. Tanggapan
frekuensi sensor photodioda tidak luas.
Setiap warna bisa disusun dari warna dasar. Untuk cahaya, warna dasar
penyusunnya adalah warna Merah, Hijau dan Biru, atau lebih dikenal dengan istilah
RGB (Red-Green-Blue).
Rangkaian sensor warna menggunakan 3 buah photodioda yang dipasangkan
masing masing dngan LED warna merah, hijau dan biru. Prinsip kerjanya yaitu setiap
LED akan memancarakan cahaya dimana cahaya tersebut akan dipantulkan oleh
objek/benda di depannya. Besarnya intensitas cahaya setiap warna LED yang
dipantulkan oleh object akan berbeda-beda tergantung daripada warna objek. Bila
objek berwarna merah maka intensitas cahaya LED merah akan paling banyak
dipantulkan daripada LED biru dan hijau. Begitu juga untuk LED hijau dan biru.
Sehingga photodioda yang akan mengkonversi menjadi tegangan. Tegangan yang
didapat dari sensor, akan diolah oleh mikrokontroler ATMega 8535 untuk diubah
menjadi nilai bit yang bernilai 8 bit, untuk kemudian ditampilkan di LCD.
Prinsip kerja, sensor ini terdiri dari berdasarkan intensitas cahaya yang
masuk. Sensor dipasang menjadi rangkaian pembagi tegangan sehingga saat suatu
warna dibaca oleh sensor maka akan menghasilkan sejumlah nilai tegangan yang
oleh ATMega (port ADC) diubah menjadi nilai bit.
Universitas Sumatera Utara
30
Gambar 17. Sistem Kerja rangkaian Sensor Photodioda
C. Perancangan Rangkaian Power Supplay Adaptor (PSA)
Gambar 18. Rangkaian PSA
Ketika switch (S1) ditutup (On), arus dari sumber DC 12 Volt akan mengalir
menuju diode yang berfungsi sebagai pengaman polaritas. Kondensator C5 yang
berfungsi sebagai filter dapat dihilangkan jika tegangan input merupakan tegangan
DC stabil misalnya dari sumber baterai (Accu/Aki).
Pada power supply ini menggunakan IC LM 7805. IC LM 7805 merupakan
salah satu tipe regulator tetap. Regulator tegangan tipe ini merupakan salah satu
regulator tegangan tetap dengan 3 terminal, yaitu terminal Vin, Gnd, Vout.
Setelah melalui IC 7805, tegangan akan diturunkan menjadi 5 Volt stabil.
Fungsi C6 adalah sebagai filter terakhir yang berfungsi mengurangi noice (ripple
tegangan) sedangkan LED yang dipasang dengan resistor berfungsi sebagai
indikator.
Universitas Sumatera Utara
31
Pada umumnya power supply selalu dilengkapi dengan regulator tegangan.
Tujuan pemasangan regulator tegangan pada power supply adalah untuk
menstabilkan tegangan keluaran apabila terjadi perubahan tegangan masukan pada
power supply. Fungsi lain dari regulator tegangan adalah untuk perlindungan dari
terjadinya hubungan singkat pada beban. IC LM 7805 mampu mengeluarkan
tegangan +5V dengan memberikan kapasitor pada masing-masing kakinya.
Rangkaian penyearah gelombang penuh kemudian dilanjutkan dengan filter
kapasitor C yang dipasang setelah diode bridge. Dengan filter ini bentuk gelombang
tegangan keluarnya bisa menjadi rata atau terjadinya pengosongan dan pengisian
terhadap kapasitor yang disebut tegangan rippel.
Rangkaian regulator ini dapat dipakai untuk menurunkan tegangan 12 volt
pada sebuah perangkat elektronika atau pada sebuah kendaraan menjadi stabil. Power
supply
ini
juga
menggunakan
IC
LM
7805
yang
berfungsi
sebagai
regulator. Regulator tegangan dengan menggunakan komponen utama IC (integrated
circuit) mempunyai keuntungan karena lebih praktis dan umumnya menghasilkan
penyetabilan tegangan yang lebih baik. Fungsi-fungsi seperti pengontrol, sampling,
komparator, referensi, dan proteksi yang tadinya dikerjakan oleh komponen diskrit,
sekarang semuanya dirangkai dan dikemas dalam IC. Regulator yang menggunakan
IC LM 7805 selalu menghasilkan keluaran yang bernilai positif.
D. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display)
20x4. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat
memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver
untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter.
Pemasangan potensiometer sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang
tampil. Gambar 19 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke
mikrokontroler.
Universitas Sumatera Utara
32
Gambar 19 Sistem Kerja Rangkaian LCD
Dari gambar 19, rangkaian ini terhubung ke PC.0... PC.5, yang merupakan
pin I/O dua arah dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara
serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan
oleh Mikrokontroller ATMega 8535.
3.3. Diagram Alir (Flowchart)
Dalam perancangan dan pembuatan alat pendeteksi kualitas minyak goreng
berdasarkan warna dasar penyusun RGB (Red-Green-Blue) ini perlu dilakukan
Universitas Sumatera Utara
33
langkah-langkah untuk mewujudkannya, dari tahap awal sampai akhir seperti yang
ditunjukkan pada diagram alir Gambar 20.
Gambar 20. Diagram Alir (Flowchart)
Universitas Sumatera Utara
34
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil Penelitian
4.1.1. Pengujian Sensor Photodioda
Pengujian sensor photodioda dengan menggunakan mikrokontroler ATMega
8535 dengan menggunakan CAVR. Photodioda mengubah besaran cahaya yang
masuk menjadi nilai hambatan, sehingga didapatkan perubahan panjang gelombang
cahaya yang masuk. Umumnya perubahan warna didapatkan berdasarkan panjang
gelombang cahaya yang masuk.
Berdasarkan penelitian, didapat nilai dari pengujian sensor photodioda. Berikut ini
data hasil pengujiannya :
Tabel. 9. Pengujian Sensor Photodioda
Warna
Red
%
mV
Green
%
Merah
909
30.30%
14.795
940
Orange
903
30.10%
14.697
Kuning
902
30.00%
Hijau muda
926
Hijau tua
Blue
%
mV
31.33% 15.299
884
29.40%
14.355
891
29.70% 14.502
879
29.30%
14.307
14.648
829
27.63% 13.493
864
28.80%
14.062
30.80%
15.039
843
28.10% 13.721
861
28.70%
14.014
945
31.50%
15.381
875
29.18% 14.247
862
28.70%
14.014
Biru
948
31.60%
15.432
907
30.23% 14.762
792
26.40%
12.891
Coklat
941
31.30%
15.283
942
31.40% 15.332
886
29.50%
14.404
Hitam
942.5 31.40%
15.332
937
31.22% 15.243
868.5 28.90%
14.111
Putih
901
14.648
821
27.38% 13.368
763
12.386
30.00%
mV
25.37%
Universitas Sumatera Utara
35
4.1.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega8535 ini dapat dilakukan
dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai
sumber tegangan. Kaki 10 dan 30 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt,
sedangkan kaki 11 dan 31 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada
kaki 10 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan
tegangan pada kaki 10 sebesar 4,9 Volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan
program sederhana pada mikrokontroler ATMega 8535 untuk menguji port - port
yang terdapat pada ATMega8535, program yang diberikan adalah sebagai berikut:
#include
#include
#include
while (1)
{
// Place your code here
PORTA = 0xFF;
PORTB = 0xFF;
PORTC = 0xFF;
PORTD = 0xFF;
delay_ms(2000);
PORTA = 0x00;
PORTB = 0x00;
PORTC = 0x00;
PORTD = 0x00;
delay_ms(2000);
}
Gambar 21. Pengujian Mikrokontroler ATMega8535
Universitas Sumatera Utara
36
4.1.3. Pengujian Power Supply
Power supply berfungsi untuk menyuplai tegangan ke alat tersebut. Tegangan
yang dibutuhkan alat adalah 5 Volt. Pengujian power supply dilakukan untuk
mengetahui apakah tegangan yang masuk ke alat tersebut bernilai 5 Volt.
Input
Output
Gambar 22. Pengujian Power Supply
Tabel 10. Pengujian Vin dan Vout
Vin (V)
Vout (V)
12.27
5.11
4.1.4. Pengujian Rangkaian Interfacing LCD
LCD dot matriks 4 x 20 karekater dapat dihubungkan langsung dengan
mikrokontroler ATMega8535, disini fungsi LCD adalah sebagai tampilah hasil
pengukuran dan diberi beberapa keterangan. Pada penelitian ini LCD dihubungkan
ke mikrokontroler melalui PortC.0 ~ PortC.5 yang berfungsi bus data. Adapaun data
yang dikirimkan oleh mikrokontroler merupakan kode ASCII data dalam bentuk
bilangan biner, dimana data tersebut dapat diterjemahkan oleh LCD ke bentuk
karakter.
Pengiriman data yang dari mikrokontroler diatur oleh pin EN, RS dan RW.
Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberi tahu LCD bahwa
Universitas Sumatera Utara
37
ada data yang sedang dikirimkan. Untuk mengirim data ke LCD, maka melalui
program EN harus dibuat berlogika “low” dan set (high) pada dua jalur kontrol yang
lain (RS dan RW). Jalur RW adalah jalur kontrol Read/write. Ketika RW berlogika
low (0), maka informasi pada bus akan dituliskan pada LCD. Ketika RW berlogika
high (1), maka program melakukan pembacaan memori dari LCD. Dalam penelitian
ini umumnya pin RW selalu diberikan logika low(0)
Dengan mengikuti keterangan diatas kita dapat membuat program untuk
menampilkan karakter pada LCD. Program yang diisikan ke mikrokontroler untuk
menampilkan karakter pada LCD adalah sebagai berikut :
#include
#include
#include
#include
void main()
{
lcd_init(20);
lcd_gotoxy(0, 0);
lcd_gotoxy(0, 1);
lcd_gotoxy(0, 2);
lcd_gotoxy(0,3);
}
lcd_putsf("Anie Afrilla");
lcd_putsf("150821008");
lcd_putsf("Fisika Instrumentasi");
lcd_putsf("Ekstensi");
Gambar 23. Pengujian LCD
Universitas Sumatera Utara
38
4.2. Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Hasil Pengujian Terhadap Sampel Minyak Goreng :
Berdasarkan pembacaan nilai bit dari minyak goreng yang diuji. Maka, didapat hasil
pengujian berupa nilai – nilai bit. Pada masing – masing bagian sensor (RGB) yang
kemudian dikonversikan dalam bentuk persen (%) namun juga menampilkan nilai
tegangan dengan satuan milivolt (mV).
Berikut perhitungan persentasenya
Persentase =
����� ���
Dimana :
�
x 100 %
Nilai bit
: Pembaca Sensor
X
: Nilai Perbandingan
Contoh persentase untuk sampel 1
Persentase
891
= 3000 x 100 %
= 29,7 %
Data – data pengujiannya sebagai berikut :
1. Minyak Goreng Bimoli
Pada pengujian ini sampel yang digunakan adalah minyak goreng bimoli.
Gambar 24. Minyak Goreng Sampel 1
Universitas Sumatera Utara
39
Tabel 11. Hasil Pengujian Pada Minyak Goreng Sampel 1
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
R
891
888
890
891
891
891
891
891
891
888
%
29,70%
29,60%
29,60%
29,70%
29,70%
29,70%
29,70%
29,70%
29,70%
29,60%
mV
14,502
14,453
14,453
14,502
14,502
14,502
14,502
14,502
14,502
14,453
G
938
935
938
939
939
939
939
939
939
935
%
31,27%
31,17%
31,27%
31,30%
31,30%
31,30%
31,30%
31,30%
31,30%
31,17%
mV
15,267
15,218
15,267
15,283
15,283
15,283
15,283
15,283
15,283
15,218
B
882
879
887
888
889
888
888
888
888
879
%
29,40%
29,30%
29,50%
29,60%
29,60%
29,60%
29,60%
29,60%
29,60%
29,30%
mV
14,355
14,307
14,404
14,453
14,453
14,453
14,453
14,453
14,453
14,307
2. Minyak goreng bekas pakai
Pada pengujian ini sampel yang digunakan adalah minyak goreng bekas pakai
yang sudah digunakan berkali-kali.
Gambar 25. Minyak Goreng Sampel 2
Universitas Sumatera Utara
40
Tabel 12. Hasil Pengujian Pada Minyak Goreng Sampel 2
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
R
882
882
882
882
883
882
883
883
883
883
%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
29,40%
mV
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
14,355
G
924
924
925
925
924
925
925
925
925
925
%
30,80%
29,40%
30,83%
30,83%
30,80%
30,83%
30,83%
30,83%
30,83%
30,83%
mV
15,039
15,039
15,055
15,055
15,039
15,055
15,055
15,055
15,055
15,055
B
876
876
876
877
877
877
877
878
877
878
%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
29,20%
mV
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
14,258
3. Minyak goreng bekas pakai menggoreng ayam (pedagang kaki lima)
Pada pengujian ini sampel yang digunakan adalah minyak goreng bekas pakai
menggoreng ayam pada pedagang kaki lima yang dipasaran yang sudah
digunakan berkali – kali.
Gambar 26. Minyak Goreng Sampel 3
Tabel 13. Hasil Pengujian Pada Minyak Goreng Sampel 3
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
R
900
900
899
899
897
897
897
897
898
898
%
30,00%
30,00%
29,90%
29,90%
29,90%
29,90%
29,90%
29,90%
29,90%
29,90%
mV
14,648
14,648
14,600
14,600
14,600
14,600
14,600
14,600
14,600
14,600
G
926
925
924
924
921
921
921
921
922
922
%
30,87%
30,83%
30,80%
30,80%
30,70%
30,70%
30,70%
30,70%
30,73%
30,73%
mV
15,072
15,055
15,039
15,039
14,900
14,900
14,900
14,900
15,007
15,007
B
884
882
882
881
879
879
879
879
879
879
%
29,40%
29,40%
29,40%
29,30%
29,30%
29,30%
29,30%
29,30%
29,30%
29,30%
mV
14,355
14,355
14,355
14,307
14,307
14,307
14,307
14,307
14,307
14,307
Universitas Sumatera Utara
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
4.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa, perancangan dan implementasi yang telah dilakukan,
maka diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Alat telah mampu mendeteksi kekeruhan pada minyak goreng berdasarkan
warnanya. Apabila warna minyak goreng yang diuji semakin gelap maka
semakin rendah kualitas minyak goreng tersebut.
2. Pada umumnya tingkat kekeruhan dan kelayakan pemakaian minyak goreng
bergantung pada jumlah pemakaian dan bahan yang tercampur didalamnya
sehingga untuk mengoreksinya dapat digunakan photodioda untuk mendeteksi
tingkatan warna, berdasarkan perubahan panjang gelombang (warna) dan jumlah
pemakaian.
4.2. Saran
Berikut ini adalah saran yang dapat digunakan untuk tahap pengembangan
penelitian sistem ini antara lain:
1. Perlu dilakukan perbaikan pada ruang pendeteksi warna untuk mereduksi
noise cahaya dari luar sehingga dapat meningkatkan akurasi pembacan
sensor
2. Sebaiknya penelitian untuk kedepannya ditampilkan ke PC sehingga dapat
disimpan dalam bentuk database.
Universitas Sumatera Utara