Aplikasi Sensor Fototransistor sebagai P
PROPOSAL DESAIN PROYEK
Aplikasi Sensor Fototransistor sebagai Pembaca Kode Barang
berupa Kombinasi Garis Hitam dan Putih
Oleh :
Catur Rahmawan
NIM.0931110059
M. Kahfi Nugroho
NIM.0931110004
PROGRAM STUDI EKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MALANG
2011
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahan
rahmat, karunia serta hidayahNya sehingga kami dapat menyelesikan proposal
desain proyek dengan judul “Aplikasi Sensor Fototransistor sebagai Pembaca
Kode Barang berupa Kombinasi Garis Hitam dan Putih” dengan baik.
Proposal desain proyek ini disusun untuk memenuhi persyaratan lulus mata kuliah
Desain Proyek Diploma III Program Studi Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Malang.
Dalam kesempatan ini,kami dengan segala kerendahan dan keikhlasan hati
ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang mendalam kepada semua pihak
yang telah membantu dan ikut memberi semangat kami.
Kami menyadari bahwa dalam penulisan ataupun penyelesian proposal
desain proyek ini masih banyak kekurangan sehingga masih jauh dari kata
sempurna. Untuk itu kami mohon maaf apabila ada hal yang kurang berkenan di
hati para pembaca sekalian. Semoga proposal desain proyek ini dapat bermanfaat
bagi para pembaca sekalian.Terima kasih
Malang,27 September 2011
Penyusun
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
KATA PENGANTAR .......................................................................................ii
DAFTAR ISI .................................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ iv
DAFTAR TABEL .............................................................................................. v
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................. 1
1.3 Tujuan ................................................................................................... 2
1.4 Manfaat ................................................................................................. 2
BAB II. DASAR TEORI
2.1 Kode Barang ......................................................................................... 3
2.2 Sensor Fototrasistor .............................................................................. 3
2.3 Led Seperbright ..................................................................................... 4
2.4 IC 74LS95 .............................................................................................. 4
2.5 ATmega 16 ............................................................................................ 5
2.6 LCD........................................................................................................ 7
BAB III. KERANGKA PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1 Diagram Blok ........................................................................................ 9
3.2 Spesifikasi Alat ................................................................................... 10
3.3 Prinsip Kerja ....................................................................................... 10
3.4 Tahap Pembuatan ................................................................................ 10
3.5 Tahap Pengujian dan Hasil ................................................................. 11
BAB IV. PENUTUP
4.1 Kesimpulan ......................................................................................... 18
4.2 Saran ................................................................................................... 18
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 19
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Kode Barang ------------------------------------------------------------------- 3
Gambar 2. Simbol Sensor Fototransistor ------------------------------------------------ 3
Gambar 3. Bentuk Fisik LED Superbright ----------------------------------------------- 4
Gambar 4. Konfigurasi pin IC 74LS95 --------------------------------------------------- 5
Gambar 5. Konfigurasi pin-pin Atmega 16 ---------------------------------------------- 7
Gambar 6. Rangkaian Skematik LCD ---------------------------------------------------- 8
Gambar 7. Diagram blok alat -------------------------------------------------------------- 9
Gambar 8. Kode Warna ------------------------------------------------------------------- 11
Gambar 9. Pengujian sensor pada warna hitam --------------------------------------- 11
Gambar 10. Pengujian sensor pada warna putih --------------------------------------- 12
Gambar 11. Pengujian IC 74LS95------------------------------------------------------- 12
Gambar 12. Pengujian rangkaian minimum system ATmega16 -------------------- 13
Gambar 13. Skematik rangkaian --------------------------------------------------------- 13
Gambar 14. Hasil Pengujian Alat-------------------------------------------------------- 17
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Karakteristik elekronik IC 74LS95 --------------------------------------------- 5
Tabel 2. fungsi pin-pin dari LCD ---------------------------------------------------------- 6
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Begitu pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini,
Sangat memungkinkan sekali untuk mendukung kemajuan di berbagai bidang
terutama dalam bidang elektronika. Penciptaan berbagai alat elektronik
dewasa ini semakin marak, oleh industri – industri yang ada di luar negeri
maupun di Indonesia.
Berbagai alat elektronik yang diciptakan ini sangat membantu dalam
kehidupan masyarakat khususnya untuk membantu pekerjaan mereka. Dengan
alasan tersebut, banyak instansi pendidikan khususnya Politeknik Negeri
Malang yang sudah mulai mengajak siswanya untuk mencari (research)
ataupun menciptakan sesuatu yang baru untuk memberikan banyak manfaat
bagi kehidupan manusia. Sebagai contoh, banyak alat pengamanan barang
dengan menggunakan sistem kode-kode tertentu misal menggunakan barcode
atau Rfid. Dengan memahami prinsip kerja dari alat tersebut kami mencoba
untuk mengaplikasikan prinsip kerja sensor barcode secara sederhana
menggunakan sensor fototransistor sebagai sistem pemilah barang dengan
menggunakan code buatan sendiri berupa kombinasi garis hitam dan putih.
Berdasarkan penjelasan diatas kami mencoba untuk mengajukan judul
“Aplikasi Sensor Fototransistor sebagai Pembaca Kode Barang berupa
Kombinasi Garis Hitam dan Putih”. Diharapkan aplikasi tersebut dapat
bermanfaat sebagai sistem pengamanan yang dapat membantu masyarakat
nantinya.
1.2 Rumusan Masalah
Bagaimana merancang dan membuat alat untuk membaca kode barang
berupa kombinasi garis hitam dan putih dengan mengaplikasikan sensor
fototransistor.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
1.3 Tujuan
Mengaplikasikan ilmu yang sudah didapat selama perkuliahan.
Mengaplikasikan
prinsip
kerja
sensor
barcode
secara
sederhana
menggunakan sensor fototransistor.
Dapat membuat kode sederhana sendiri berupa kombinasi warna hitam dan
putih.
1.4 Manfaat
Alat ini diharapkan dapat memberikan banyak manfaat bagi kehidupan
manusia khususnya dalam hal pemilah barang ataupun bisa diaplikasikan
sebagai pengaman yang menggunakan kode yang dapat dibuat sendiri.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Kode barang
Kode yaitu tanda (kata-kata atau tulisan) yang disepakiti untuk maksud
tertentu (untuk menjamin kerahasiaan, perintah, dsb). Kode barang yang akan
diaplikasikan pada aplikasi ini berupa kombinasi garis hitam dan putih,
berikut merupakan contoh kodenya:
Gambar 1. Kode Barang
2.2 Sensor Fototransistor
Fototransistor ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang
menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya.
Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan
dengan Fotodioda. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh
foton cahaya pada junction ini diinjeksikan di bagian Base dan diperkuat di
bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari fototransistor
secara umum akan lebih lambat dari pada fotodioda.
U1
TIL191
Gambar 2. Simbol Sensor Fototransistor
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
2.3 Led Superbright
LED Superbright terbuat dari bahan Gallium (Ga), Arsen (As), dan Fosfor
(P) atau disingkat GaAsP dan ditempatkan dalam suatu wadah yang tembus
pandang. Berdasarkan bentuknya LED dibagi menjadi beberapa macam,
tetapi cahaya yang dipancarkan oleh LED Superbright berbeda dengan LED
pada umumnya, pancaran cahayanya lebih terang dan sinarnya dapat
menyebar serta memantul karena wadahnya transparan. Keuntungan dari
LED Superbright antara lain harganya murah, usianya yang relatif panjang
lebih dari 20 tahun dan dapat dipakai dengan tegangan rendah (1-2 V)
Gambar 3. Bentuk Fisik LED Superbright
2.4 IC 74LS95
IC 74LS95 merupakan IC shift register 4 bit, Register digunakan sebagai
tempat menyimpan sementara sebuah grup bit data. Bit-bit data (“1” atau “0”)
yang sedang berjalan di dalam sebuah sistim digital, kadang-kadang perlu
dihentikan, di-copy, dipindahkan atau hanya digeser ke kiri atau ke kanan
satu atau lebih posisi. Shift Register akan menerima maupun mengeluarkan
data dengan cara pergeseran, yaitu menggeser satu bit data ke kiri atau ke
kanan untuk setiap satu periode clock yang diberikan.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
Gambar 4. Konfigurasi pin IC 74LS95
Tabel 1. Karakteristik elekronik IC 74LS95
2.5 ATmega 16
AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis
arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi
dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register generalpurpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan
eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power
saving, ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System
Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk
diprogram ulang dalam system menggunakan hubungan serial SPI.
ATMega16. ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz
membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus
kecepatan proses. Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain:
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
1. Advanced RISC Architecture
•
130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution
•
32 x 8 General Purpose Fully Static Operation
•
Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
•
On-chip 2-cycle Multiplier
2. Nonvolatile Program and Data Memories
•
8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
•
Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
•
512 Bytes EEPROM
•
512 Bytes Internal SRAM
•
Programming Lock for Software Security
3. Peripheral Features
•
Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Mode
•
Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modes
•
One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare
•
Mode, and Capture Mode
•
Real Time Counter with Separate Oscillator
•
Four PWM Channels
•
8-channel, 10-bit ADC
•
Byte-oriented Two-wire Serial Interface
•
Programmable Serial USART
4. Special Microcontroller Features
•
Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
•
Internal Calibrated RC Oscillator
•
External and Internal Interrupt Sources
•
Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Powerdown,
•
Standby and Extended Standby
5. I/O and Package
•
32 Programmable I/O Lines
•
40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF
6. Operating Voltages
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
•
2.7 - 5.5V for Atmega16L
•
4.5 - 5.5V for Atmega16
Gambar 5. Konfigurasi pin-pin Atmega 16
2.6 LCD
LCD merupakan singkatan dari Liquid Crystal Display. LCD berfungsi
untuk menampilkan suatu nilai dari sensor, dengan tampilan berupa teks
ataupun menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler.
Tabel 2. fungsi pin-pin dari LCD ( Liquid Crystal Display )
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
Gambar 6. Rangkaian Skematik LCD
Ada 2 macam data yang diberikan kepada LCD. Yaitu sebagai instruksi
atau sebagai data yang ditampilkan di layar. Sebagai Instruksi, yaitu apa yang
harus dilakukan LCD. Ketika pin Enable berpindah dari 1 ke 0 ( falling edge),
dan pin RS berlogika 0 maka apa yang ada di DB7 – DB0 akan diartikan
sebagai instruksi.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
BAB III
KERANGKA PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1 Diagram Blok
Gambar 7. Diagram blok alat
Adapun penjelasan tentang diagram blok diatas sebagai berikut :
Sensor yang digunakan adalah sensor fototransistor dan dibantu dengan
rangkaian penambah yang juga disebut darlington dimana output dari
sensor tersebut bisa langsung logic atau berbentuk pulsa kotak dengan
logika “0” pada sisi turun dan “1” pada sisi naik.
IC TTL 74LS95 merupakan IC shift register 4bit dengan mode serial input
serial output dimana IC tersebut berfungsi sebagai tempat menyimpan
sementara sebuah grup bit data. Shift Register akan menerima maupun
mengeluarkan data dengan cara pergeseran, yaitu menggeser satu bit data
ke kiri atau ke kanan untuk setiap satu periode clock yang diberikan
Atmega 16 merupakan tempat pemroses data
LDC sebagai display untuk menampilkan suatu nilai dari sensor, dengan
tampilan berupa teks ataupun menampilkan menu pada aplikasi
mikrokontroler.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
3.2 Spesifikasi Alat
•
Power supply
: 12 Volt
•
Clock
: 1 Hz
•
Kode
: 4 kombinasi warna hitam dan putih
•
Dimensi alat
: 20 cm x 10 cm x 4 cm
•
Berat alat
: ± 200 gram
3.3 Prinsip Kerja
Prinsip kerja dari alat ini sebagai pembaca kode warna dengan 4
kombinasi warna hitam dan putih menggunakan sensor fototransistor, yang
mana hasil pembacaan dari sensor akan masuk kedalam IC shift register
74LS95 dimana IC tersebut berfungsi sebagai tempat menyimpan sementara
sebuah grup bit data dan IC tersebut disetting dengan memilih mode serial
input dan serial output. Shift Register akan menerima maupun mengeluarkan
data dengan cara pergeseran, yaitu menggeser satu bit data ke kiri atau ke
kanan untuk setiap satu periode clock yang diberikan. Kemudian data akan
masuk ke sebuah unit pemroses data yaitu ATmega16, dimana program akan
menentukan suatu logika tertentu untuk menghasilkan output sesuai
rancangan kode yang telah dibuat kemudian hasil akan ditampilkan pada
display LCD berupa teks.
3.4 Tahap Pembuatan
Merancang dan membuat rangkaian sensor fototransistor
Merancang dan membuat rangkaian IC 74LS95
Merancanag dan membuat rangkaian minimum system ATmega16
Merancang dan membuat rangkaian LCD
Merancang dan membuat kode 4 kombinasi warna hitam dan putih.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
3.5 Tahap Pengujian dan Hasil
Kode yang dibuat sendiri 4 kombinasi warna hitam dan putih
Gambar 8. Kode Warna
Pengujian sensor, jika sensor diletakkan pada warna hitam tegangan yang
dihasilkan 2,7 Volt dan pada warna putih tegangan yang dihasilkan 0,7
Volt.
Gambar 9. Pengujian sensor pada warna hitam
Gambar 10. Pengujian sensor pada warna putih
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
Pengujian rangkaian IC 74LS95
Gambar 11. Pengujian IC 74LS95
Pengujian rangkaian minimum sistem Atmega16 dan rangkaian LCD
Gambar 12. Pengujian rangkaian minimum system ATmega16
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
Rangkaian skematik
LCD1
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
7
8
9
10
11
12
13
14
RS
RW
E
4
5
6
1
2
3
VSS
VDD
VEE
LM016L
Gambar 13. Skematik rangkaian
Program yang digunakan pada alat
#include
#include
#include "lcd.h"
#define
PORT_MOTOR PORTD
#define In1V
0
#define In2V
1
#define EnV
2
#define EnH
3
#define In1H
4
#define In2H
5
void naik();
void turun();
void maju();
void mundur();
void stopH();
void stopV();
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
void naik(){
PORT_MOTOR |= _BV(EnV);
PORT_MOTOR |= _BV(In1V);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In2V);
}
void turun(){
PORT_MOTOR |= _BV(EnV);
PORT_MOTOR |= _BV(In2V);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In1V);
}
void maju(){
PORT_MOTOR |= _BV(EnH);
PORT_MOTOR |= _BV(In1H);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In2H);
}
void mundur(){
PORT_MOTOR |= _BV(EnH);
PORT_MOTOR |= _BV(In2H);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In1H);
}
void stopH(){
PORT_MOTOR &= ~_BV(EnH);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In2H);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In1H);
}
void stopV(){
PORT_MOTOR &= ~_BV(EnV);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In2V);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In1V);
}
//Program Inti Untuk membaca kode
int main (void){
DDRA
=0x00;
//PORTA input
DDRB
=0x00;
//PORTB input
PORTA =0xff;
Politeknik Negeri Malang
//R pull-up internal on
Teknik Elektronika 2011
PORTB =0x0f;
//R pull-up internal on
DDRD
//PORTD output
=0xff;
lcd_init(LCD_DISP_ON);
uint8_t i;
unsigned char data;
while(1){
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_puts("Kode :");
lcd_gotoxy(6,0);
for(i=0;i
Aplikasi Sensor Fototransistor sebagai Pembaca Kode Barang
berupa Kombinasi Garis Hitam dan Putih
Oleh :
Catur Rahmawan
NIM.0931110059
M. Kahfi Nugroho
NIM.0931110004
PROGRAM STUDI EKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MALANG
2011
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahan
rahmat, karunia serta hidayahNya sehingga kami dapat menyelesikan proposal
desain proyek dengan judul “Aplikasi Sensor Fototransistor sebagai Pembaca
Kode Barang berupa Kombinasi Garis Hitam dan Putih” dengan baik.
Proposal desain proyek ini disusun untuk memenuhi persyaratan lulus mata kuliah
Desain Proyek Diploma III Program Studi Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Malang.
Dalam kesempatan ini,kami dengan segala kerendahan dan keikhlasan hati
ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang mendalam kepada semua pihak
yang telah membantu dan ikut memberi semangat kami.
Kami menyadari bahwa dalam penulisan ataupun penyelesian proposal
desain proyek ini masih banyak kekurangan sehingga masih jauh dari kata
sempurna. Untuk itu kami mohon maaf apabila ada hal yang kurang berkenan di
hati para pembaca sekalian. Semoga proposal desain proyek ini dapat bermanfaat
bagi para pembaca sekalian.Terima kasih
Malang,27 September 2011
Penyusun
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
KATA PENGANTAR .......................................................................................ii
DAFTAR ISI .................................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ iv
DAFTAR TABEL .............................................................................................. v
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................. 1
1.3 Tujuan ................................................................................................... 2
1.4 Manfaat ................................................................................................. 2
BAB II. DASAR TEORI
2.1 Kode Barang ......................................................................................... 3
2.2 Sensor Fototrasistor .............................................................................. 3
2.3 Led Seperbright ..................................................................................... 4
2.4 IC 74LS95 .............................................................................................. 4
2.5 ATmega 16 ............................................................................................ 5
2.6 LCD........................................................................................................ 7
BAB III. KERANGKA PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1 Diagram Blok ........................................................................................ 9
3.2 Spesifikasi Alat ................................................................................... 10
3.3 Prinsip Kerja ....................................................................................... 10
3.4 Tahap Pembuatan ................................................................................ 10
3.5 Tahap Pengujian dan Hasil ................................................................. 11
BAB IV. PENUTUP
4.1 Kesimpulan ......................................................................................... 18
4.2 Saran ................................................................................................... 18
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 19
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Kode Barang ------------------------------------------------------------------- 3
Gambar 2. Simbol Sensor Fototransistor ------------------------------------------------ 3
Gambar 3. Bentuk Fisik LED Superbright ----------------------------------------------- 4
Gambar 4. Konfigurasi pin IC 74LS95 --------------------------------------------------- 5
Gambar 5. Konfigurasi pin-pin Atmega 16 ---------------------------------------------- 7
Gambar 6. Rangkaian Skematik LCD ---------------------------------------------------- 8
Gambar 7. Diagram blok alat -------------------------------------------------------------- 9
Gambar 8. Kode Warna ------------------------------------------------------------------- 11
Gambar 9. Pengujian sensor pada warna hitam --------------------------------------- 11
Gambar 10. Pengujian sensor pada warna putih --------------------------------------- 12
Gambar 11. Pengujian IC 74LS95------------------------------------------------------- 12
Gambar 12. Pengujian rangkaian minimum system ATmega16 -------------------- 13
Gambar 13. Skematik rangkaian --------------------------------------------------------- 13
Gambar 14. Hasil Pengujian Alat-------------------------------------------------------- 17
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Karakteristik elekronik IC 74LS95 --------------------------------------------- 5
Tabel 2. fungsi pin-pin dari LCD ---------------------------------------------------------- 6
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Begitu pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini,
Sangat memungkinkan sekali untuk mendukung kemajuan di berbagai bidang
terutama dalam bidang elektronika. Penciptaan berbagai alat elektronik
dewasa ini semakin marak, oleh industri – industri yang ada di luar negeri
maupun di Indonesia.
Berbagai alat elektronik yang diciptakan ini sangat membantu dalam
kehidupan masyarakat khususnya untuk membantu pekerjaan mereka. Dengan
alasan tersebut, banyak instansi pendidikan khususnya Politeknik Negeri
Malang yang sudah mulai mengajak siswanya untuk mencari (research)
ataupun menciptakan sesuatu yang baru untuk memberikan banyak manfaat
bagi kehidupan manusia. Sebagai contoh, banyak alat pengamanan barang
dengan menggunakan sistem kode-kode tertentu misal menggunakan barcode
atau Rfid. Dengan memahami prinsip kerja dari alat tersebut kami mencoba
untuk mengaplikasikan prinsip kerja sensor barcode secara sederhana
menggunakan sensor fototransistor sebagai sistem pemilah barang dengan
menggunakan code buatan sendiri berupa kombinasi garis hitam dan putih.
Berdasarkan penjelasan diatas kami mencoba untuk mengajukan judul
“Aplikasi Sensor Fototransistor sebagai Pembaca Kode Barang berupa
Kombinasi Garis Hitam dan Putih”. Diharapkan aplikasi tersebut dapat
bermanfaat sebagai sistem pengamanan yang dapat membantu masyarakat
nantinya.
1.2 Rumusan Masalah
Bagaimana merancang dan membuat alat untuk membaca kode barang
berupa kombinasi garis hitam dan putih dengan mengaplikasikan sensor
fototransistor.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
1.3 Tujuan
Mengaplikasikan ilmu yang sudah didapat selama perkuliahan.
Mengaplikasikan
prinsip
kerja
sensor
barcode
secara
sederhana
menggunakan sensor fototransistor.
Dapat membuat kode sederhana sendiri berupa kombinasi warna hitam dan
putih.
1.4 Manfaat
Alat ini diharapkan dapat memberikan banyak manfaat bagi kehidupan
manusia khususnya dalam hal pemilah barang ataupun bisa diaplikasikan
sebagai pengaman yang menggunakan kode yang dapat dibuat sendiri.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Kode barang
Kode yaitu tanda (kata-kata atau tulisan) yang disepakiti untuk maksud
tertentu (untuk menjamin kerahasiaan, perintah, dsb). Kode barang yang akan
diaplikasikan pada aplikasi ini berupa kombinasi garis hitam dan putih,
berikut merupakan contoh kodenya:
Gambar 1. Kode Barang
2.2 Sensor Fototransistor
Fototransistor ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang
menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya.
Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan
dengan Fotodioda. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh
foton cahaya pada junction ini diinjeksikan di bagian Base dan diperkuat di
bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari fototransistor
secara umum akan lebih lambat dari pada fotodioda.
U1
TIL191
Gambar 2. Simbol Sensor Fototransistor
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
2.3 Led Superbright
LED Superbright terbuat dari bahan Gallium (Ga), Arsen (As), dan Fosfor
(P) atau disingkat GaAsP dan ditempatkan dalam suatu wadah yang tembus
pandang. Berdasarkan bentuknya LED dibagi menjadi beberapa macam,
tetapi cahaya yang dipancarkan oleh LED Superbright berbeda dengan LED
pada umumnya, pancaran cahayanya lebih terang dan sinarnya dapat
menyebar serta memantul karena wadahnya transparan. Keuntungan dari
LED Superbright antara lain harganya murah, usianya yang relatif panjang
lebih dari 20 tahun dan dapat dipakai dengan tegangan rendah (1-2 V)
Gambar 3. Bentuk Fisik LED Superbright
2.4 IC 74LS95
IC 74LS95 merupakan IC shift register 4 bit, Register digunakan sebagai
tempat menyimpan sementara sebuah grup bit data. Bit-bit data (“1” atau “0”)
yang sedang berjalan di dalam sebuah sistim digital, kadang-kadang perlu
dihentikan, di-copy, dipindahkan atau hanya digeser ke kiri atau ke kanan
satu atau lebih posisi. Shift Register akan menerima maupun mengeluarkan
data dengan cara pergeseran, yaitu menggeser satu bit data ke kiri atau ke
kanan untuk setiap satu periode clock yang diberikan.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
Gambar 4. Konfigurasi pin IC 74LS95
Tabel 1. Karakteristik elekronik IC 74LS95
2.5 ATmega 16
AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis
arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi
dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register generalpurpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan
eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power
saving, ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System
Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk
diprogram ulang dalam system menggunakan hubungan serial SPI.
ATMega16. ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz
membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus
kecepatan proses. Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain:
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
1. Advanced RISC Architecture
•
130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution
•
32 x 8 General Purpose Fully Static Operation
•
Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
•
On-chip 2-cycle Multiplier
2. Nonvolatile Program and Data Memories
•
8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
•
Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
•
512 Bytes EEPROM
•
512 Bytes Internal SRAM
•
Programming Lock for Software Security
3. Peripheral Features
•
Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Mode
•
Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modes
•
One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare
•
Mode, and Capture Mode
•
Real Time Counter with Separate Oscillator
•
Four PWM Channels
•
8-channel, 10-bit ADC
•
Byte-oriented Two-wire Serial Interface
•
Programmable Serial USART
4. Special Microcontroller Features
•
Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
•
Internal Calibrated RC Oscillator
•
External and Internal Interrupt Sources
•
Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Powerdown,
•
Standby and Extended Standby
5. I/O and Package
•
32 Programmable I/O Lines
•
40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF
6. Operating Voltages
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
•
2.7 - 5.5V for Atmega16L
•
4.5 - 5.5V for Atmega16
Gambar 5. Konfigurasi pin-pin Atmega 16
2.6 LCD
LCD merupakan singkatan dari Liquid Crystal Display. LCD berfungsi
untuk menampilkan suatu nilai dari sensor, dengan tampilan berupa teks
ataupun menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler.
Tabel 2. fungsi pin-pin dari LCD ( Liquid Crystal Display )
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
Gambar 6. Rangkaian Skematik LCD
Ada 2 macam data yang diberikan kepada LCD. Yaitu sebagai instruksi
atau sebagai data yang ditampilkan di layar. Sebagai Instruksi, yaitu apa yang
harus dilakukan LCD. Ketika pin Enable berpindah dari 1 ke 0 ( falling edge),
dan pin RS berlogika 0 maka apa yang ada di DB7 – DB0 akan diartikan
sebagai instruksi.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
BAB III
KERANGKA PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1 Diagram Blok
Gambar 7. Diagram blok alat
Adapun penjelasan tentang diagram blok diatas sebagai berikut :
Sensor yang digunakan adalah sensor fototransistor dan dibantu dengan
rangkaian penambah yang juga disebut darlington dimana output dari
sensor tersebut bisa langsung logic atau berbentuk pulsa kotak dengan
logika “0” pada sisi turun dan “1” pada sisi naik.
IC TTL 74LS95 merupakan IC shift register 4bit dengan mode serial input
serial output dimana IC tersebut berfungsi sebagai tempat menyimpan
sementara sebuah grup bit data. Shift Register akan menerima maupun
mengeluarkan data dengan cara pergeseran, yaitu menggeser satu bit data
ke kiri atau ke kanan untuk setiap satu periode clock yang diberikan
Atmega 16 merupakan tempat pemroses data
LDC sebagai display untuk menampilkan suatu nilai dari sensor, dengan
tampilan berupa teks ataupun menampilkan menu pada aplikasi
mikrokontroler.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
3.2 Spesifikasi Alat
•
Power supply
: 12 Volt
•
Clock
: 1 Hz
•
Kode
: 4 kombinasi warna hitam dan putih
•
Dimensi alat
: 20 cm x 10 cm x 4 cm
•
Berat alat
: ± 200 gram
3.3 Prinsip Kerja
Prinsip kerja dari alat ini sebagai pembaca kode warna dengan 4
kombinasi warna hitam dan putih menggunakan sensor fototransistor, yang
mana hasil pembacaan dari sensor akan masuk kedalam IC shift register
74LS95 dimana IC tersebut berfungsi sebagai tempat menyimpan sementara
sebuah grup bit data dan IC tersebut disetting dengan memilih mode serial
input dan serial output. Shift Register akan menerima maupun mengeluarkan
data dengan cara pergeseran, yaitu menggeser satu bit data ke kiri atau ke
kanan untuk setiap satu periode clock yang diberikan. Kemudian data akan
masuk ke sebuah unit pemroses data yaitu ATmega16, dimana program akan
menentukan suatu logika tertentu untuk menghasilkan output sesuai
rancangan kode yang telah dibuat kemudian hasil akan ditampilkan pada
display LCD berupa teks.
3.4 Tahap Pembuatan
Merancang dan membuat rangkaian sensor fototransistor
Merancang dan membuat rangkaian IC 74LS95
Merancanag dan membuat rangkaian minimum system ATmega16
Merancang dan membuat rangkaian LCD
Merancang dan membuat kode 4 kombinasi warna hitam dan putih.
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
3.5 Tahap Pengujian dan Hasil
Kode yang dibuat sendiri 4 kombinasi warna hitam dan putih
Gambar 8. Kode Warna
Pengujian sensor, jika sensor diletakkan pada warna hitam tegangan yang
dihasilkan 2,7 Volt dan pada warna putih tegangan yang dihasilkan 0,7
Volt.
Gambar 9. Pengujian sensor pada warna hitam
Gambar 10. Pengujian sensor pada warna putih
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
Pengujian rangkaian IC 74LS95
Gambar 11. Pengujian IC 74LS95
Pengujian rangkaian minimum sistem Atmega16 dan rangkaian LCD
Gambar 12. Pengujian rangkaian minimum system ATmega16
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
Rangkaian skematik
LCD1
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
7
8
9
10
11
12
13
14
RS
RW
E
4
5
6
1
2
3
VSS
VDD
VEE
LM016L
Gambar 13. Skematik rangkaian
Program yang digunakan pada alat
#include
#include
#include "lcd.h"
#define
PORT_MOTOR PORTD
#define In1V
0
#define In2V
1
#define EnV
2
#define EnH
3
#define In1H
4
#define In2H
5
void naik();
void turun();
void maju();
void mundur();
void stopH();
void stopV();
Politeknik Negeri Malang
Teknik Elektronika 2011
void naik(){
PORT_MOTOR |= _BV(EnV);
PORT_MOTOR |= _BV(In1V);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In2V);
}
void turun(){
PORT_MOTOR |= _BV(EnV);
PORT_MOTOR |= _BV(In2V);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In1V);
}
void maju(){
PORT_MOTOR |= _BV(EnH);
PORT_MOTOR |= _BV(In1H);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In2H);
}
void mundur(){
PORT_MOTOR |= _BV(EnH);
PORT_MOTOR |= _BV(In2H);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In1H);
}
void stopH(){
PORT_MOTOR &= ~_BV(EnH);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In2H);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In1H);
}
void stopV(){
PORT_MOTOR &= ~_BV(EnV);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In2V);
PORT_MOTOR &= ~_BV(In1V);
}
//Program Inti Untuk membaca kode
int main (void){
DDRA
=0x00;
//PORTA input
DDRB
=0x00;
//PORTB input
PORTA =0xff;
Politeknik Negeri Malang
//R pull-up internal on
Teknik Elektronika 2011
PORTB =0x0f;
//R pull-up internal on
DDRD
//PORTD output
=0xff;
lcd_init(LCD_DISP_ON);
uint8_t i;
unsigned char data;
while(1){
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_puts("Kode :");
lcd_gotoxy(6,0);
for(i=0;i