PROSES OTOMASI PEMILAH BUAH BERDASARKAN WARNA MENGGUNAKAN SENSOR TCS3200 DENGAN MIKROKONTROLER ATMEGA32
PROSES OTOMASI PEMILAH BUAH BERDASARKAN WARNA
MENGGUNAKAN SENSOR TCS3200 DENGAN
MIKROKONTROLER ATMEGA32
LAPORAN AKHIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III
Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika
Oleh :
NURHAYATI
061330320955
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
PALEMBANG
2016
PROSES OTOMASI PEMILAH BUAH BERDASARKAN WARNA MENGGUNAKAN SENSOR TCS3200 DENGAN MIKROKONTROLER ATMEGA32 LAPORAN AKHIR Laporan Akhir ini Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Oleh: NURHAYATI 061330320955 Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Ir. Iskandar Lutfi, M.T. Yurni Oktarina, S.T., M.T
NIP. 196501291991031002 NIP. 197710162008122001
Mengetahui, Ketua Jurusan Ketua Program Studi Teknik Elektro Teknik ElektronikaPuji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, tak lupa shalawat dan salam kepada Nabi besar Muhammad SAW serta keluarga, sahabat dan seluruh pengikutnya hingga akhir zaman karena berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan sesuai yang diharapkan. Laporan ini disusun sebagai pedoman penulis dalam menyelesaikan Laporan Akhir (LA) sebagai bukti belajar di Politeknik Negeri Sriwijaya selama tiga tahun dengan judul
“Proses
Otomasi Pemilah Buah Berdasarkan Warna Menggunakan Sensor TCS3200
dengan Mikrokontroler ATMega32”.
Dalam menyusun Laporan Akhir ini, penulis mendapatkan banyak bimbingan, nasihat dan masukan yang sangat membantu dalam penyelesaian proposal ini. Untuk itu dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : Ir. Iskandar Lutfi, M.T., selaku dosen pembimbing I. Yurni Oktarina, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II.
Pada kesempatan ini juga tak lupa, penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih kepada pihak yang telah mendukung selama proses proses penyusunan Laporan Akhir ini, yaitu : 1.
Bapak Dr.Ing.Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.
2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
3. Bapak H. Herman Yani, S.T., M.Eng., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
4. Bapak Amperawan, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya.
5. Seluruh dosen, staf dan instruktur pada Program Studi Teknik Elektronika
6. Kedua orang tua, saudara, dan keluarga yang selalu memberikan do’a, semangat, serta dorongan baik moril maupun materil.
7. Teman-teman Program Studi Teknik Elektronika angkatan 2013, khususnya kelas ED.
Penulis menyadari dalam penulisan ataupun pembahasan dalam Laporan Akhir ini jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan Laporan Akhir ini.
Demikian Laporan Akhir ini disusun, semoga memberikan manfaat bagi kita semua, khususnya bagi mahasiswa pada Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya.
Palembang, Juli 2016 Penulis
ABSTRACT
AUTOMATIC PROCESS OF SORTING FRUITS BASED ON THE COLOR
USING TCS3200 SENSOR BY MICROCONTROLLER ATMEGA32 (2016 : xvi + 76 pages + reference + appendixs) NURHAYATI ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT STUDY PROGRAM OF ELECTRONIC ENGINEERINGThe final report is entitled "Automatic Process of Sorting Fruits Based on The Color Using TCS3200 Sensor by Microcontroller ATMega32". TCS3200 as color detection sensor on the sorting fruit base on the color by Microcontroller ATMega32. TCS3200 sensor can detect three colors that is red, yellow and green. Result of output frequency when TCS3200 sensor detects red fruit is 28 KHz, yelow fruit is 30,6 KHz and green fruit is 34,8 KHz. This fruit sorter requires control circuit that is minimum system ATMega32. Output of TCS3200 sensor is LCD. LCD will display RGB values and name of color is detected by TCS3200 sensor on the fruit. TCS3200 sensor also will activate conveyor and one of three HC-SR04 ultrasonic sensor, so that conveyor will be active to run a fruit and conveyor will stop if HC-SR04 ultrasonic sensor detects a fruit is already on the track. DC motor will push fruit, so the fruit of red, yellow and green will be enter into each box. The purpose of this fruit sorter apply TCS3200 sensor on selection system from manual to automatic in terms of uniformity of fruit based on color.
Keyword : The color sensor, TCS3200 sensor, ATMega32, Conveyor
ABSTRAK
PROSES OTOMASI PEMILAH BUAH BERDASARKAN WARNA
MENGGUNAKAN SENSOR TCS3200 DENGAN MIKROKONTROLER
ATMEGA32 (2016 : xvi + 76 halaman + Daftar Pustaka + lampiran) NURHAYATI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKALaporan akhir ini berjudul “Proses Otomasi Pemilah Buah Berdasarkan Warna Menggunakan Sensor TCS3200 dengan Mikrokontroler ATMega32
”. Sensor TCS3200 sebagai sensor pendeteksi warna pada alat pemilah buah berdasarkan warna menggunakan Mikrokontroler ATMega32. Sensor TCS3200 dapat mendeteksi tiga warna buah yaitu merah, kuning dan hijau. Output frekuensi yang dihasilkan sensor TCS3200 ketika mendeteksi warna buah merah yaitu 28 KHz, buah kuning yaitu 30,6 KHz dan buah hijau yaitu 34,8 KHz. Alat pemilah buah ini memerlukan rangkaian pengendali yaitu sistem minimum ATMega32. Output dari sensor TCS3200 adalah LCD. LCD akan menampilkan nilai RGB dan nama warna yang dideteksi oleh sensor TCS3200 terhadap buah. Sensor TCS3200 juga akan mengaktifkan konveyor dan salah satu dari tiga sensor ultrasonik HC-SR04, sehingga konveyor akan aktif untuk menjalankan buah dan konveyor akan berhenti jika sensor ultrasonik HC-SR04 mendeteksi buah yang sudah sesuai jalurnya. Motor DC akan mendorong buah sehingga buah merah, kuning dan hijau akan masuk kedalam kotaknya masing-masing. Tujuan dari pemilah buah ini untuk menerapkan sensor TCS3200 pada sistem seleksi dari manual menjadi otomatis dalam hal menyeragamkan buah berdasarkan warna.
MOTTO : Jagalah pikiran agar tetap positif. Karena pikiran positif adalah awal dari kehidupan yang positif. (NH)
Do the best and pray. God will take care of the rest. (NH) Ketika masa sulit datang menghampiri, percaya dan yakin bahwa allah bersamamu dan Dia-lah yang mampu mengatasi masa sulitmu. (NH)
Boleh jadi kamu membenci sesuatu padahal ia amat baik bagimu, dan boleh jadi kamu menyukai sesuatu, padahal ia amat buruk bagimu. Allah mengetahui sedangkan kamu tidak mengetahui (Al-Baqarah : 216)
Kupersembahkan kepada : Sang penguasa pemilik jiwa setiap insan “ALLAH SWT” dan nabiku “Nabi
Muhammad SAW”.
Kedua orang tua tercinta, saudara/i kandung dan keluarga besarku, yang tidak henti memberikan doa, dukungan dan semangat atas apapun yang aku lakukan untuk kehidupanku dimasa sekarang maupun masa mendatang.
Bpk. Ir. Iskandar Lutfi, M.T. dan Ibu Yurni Oktarina, S.T., M.T yang telah membimbingku dalam pembuatan Laporan Akhir ini, serta seluruh dosen, staff dan instruktur Prodi Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya yang telah mengajar dan membimbingku selama aku menimba ilmu.
Sahabat seperjuanganku dalam pembuatan Tugas Akhir yaitu Dina Selviana dan Isti Rezkia Pratami. Serta sahabat yang tak kalah pentingnya yaitu Dwi Risca, Ananda Putri dan Nyimas Nurfauzia.
Seluruh teman seperjuangan Teknik elektronika 2013 Politeknik Negeri Sriwijaya terkhususnya kelas 6ED yang selalu memberikan kenangan dan keceriaan didalam kelas.
Sahabatku yang memberikan kebahagiaan di Polsri dan kenangan yang tidak terlupakan yaitu Rhafzayu Rahma, Lusi Faradillah, Siti Fatima, Rika Damayanti, Rasyid Ridho dan Eka Putra.
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii PERNYATAAN KEASLIAN ............................................................................. iii MOTTO .............................................................................................................. iv ABSTRAK .......................................................................................................... vABSTRACT ......................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ ixDAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1
1.2 Tujuan dan Manfaat ....................................................................................... 2
1.2.1 Tujuan .................................................................................................. 2
1.2.2 Manfaat ................................................................................................. 2
1.3 Perumusan Masalah ........................................................................................ 2
1.4 Pembatasan Masalah ................................................................................. 3
1.5 Metode Penulisan ............................................................................................ 3
1.5.1 Metode Literatur ............................................................................ 3
1.5.2 Metode Wawancara ....................................................................... 3
1.5.3 Metode Observasi .......................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Warna ............................................................................................................. 5
2.1.1 Jenis-jenis Warna .................................................................................. 6
2.1.1.3 Warna Tersier ............................................................................ 7
2.1.2 Warna dalam Bentuk Gelombang ........................................................ 8
2.1.2.1 Panjang Gelombang, Frekuensi dan Warna Cahaya ................ 8
2.1.2.2 Spektrum Warna ....................................................................... 10
2.2 Sensor Warna TCS3200 .................................................................................. 11
2.2.1 Karakteristik Sensor TCS3200 ............................................................ 12
2.2.2 Prinsip Kerja Sensor TCS3200 ............................................................. 15
2.3 Sensor Ultrasonik HC-SR04 ............................................................................ 16
2.4 Mikrokontroler AVR ATmega 32 ................................................................... 19
2.4.1 Arsitektur ATmega32 ........................................................................... 24
2.4.2 Memori ATmega 32 .............................................................................. 25
2.4.2.1 Flash Memory ........................................................................... 25
2.4.2.2 SRAM ....................................................................................... 26
2.4.2.3 EEPROM .................................................................................. 26
2.5 LCD (liquid crystal display) 16 x 2 ................................................................ 27
2.5.1 Material LCD ........................................................................................ 27
2.5.2 Kontroler LCD ...................................................................................... 28
2.6 Conveyor ......................................................................................................... 29
2.6.1 Belt Conveyor ........................................................................................ 30
2.7 Motor DC ........................................................................................................ 32
2.7.1 Pengertian Motor DC ............................................................................ 32
2.7.2 Jenis-Jenis Motor DC ..................................................................... 34
2.8 Motor Servo .................................................................................................... 36
2.9 Relay ............................................................................................................... 38
2.10 Buzzer ........................................................................................................... 41
BAB III RANCANG BANGUN ALAT
3.1 Umum ............................................................................................................ 43
3.2 Tujuan Perancangan ....................................................................................... 43
3.5 Tahap Perancangan ......................................................................................... 50
3.5.1 Perancangan Elektronik ........................................................................ 50
3.5.1.1 Rangkaian Sistem Minimum ATMega32 ................................. 50
3.5.1.2 Rangkaian Driver Relay ........................................................... 52
3.5.1.3 Rangkaian LCD ........................................................................ 53
3.5.1.4 Skematik Keseluruhan .............................................................. 54
3.5.2 Perancangan Mekanik ........................................................................... 56
3.5.2.1 Perancangan Conveyor ............................................................. 56
3.5.2.2 Perancangan Jalur Buah ............................................................ 56
3.5.3 Perancangan Kelengkapan Alat ............................................................ 59
3.5.3.1 Buah .......................................................................................... 59
3.5.3.2 Kardus Penampung Buah ......................................................... 60
3.5.4 Perancangan Mekanik Keseluruhan ...................................................... 60
3.6 Prinsip Kerja Rangkaian Keseluruhan ............................................................ 62
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Latar belakang ................................................................................................. 64
4.2 Metode Pengukuran Alat................................................................................. 64
4.3 Langkah-langkah Pengukuran ......................................................................... 64
4.4 Peralatan Pengukuran ...................................................................................... 65
4.5.3 Pengukuran Menggunakan Multimeter dan Osiloskop .......................... 65
4.5 Rangkaian Titik pengukuran ........................................................................... 66
4.6 Hasil Tegangan Keuaran Sensor TCS3200 dengan Multimeter ..................... 67
4.7 Hasil Pengukuran Tegangan dengan Osilosop ................................................ 67
4.8 Analisa............................................................................................................. 74
BAB IV KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 76
5.2 Saran ................................................................................................................ 76
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Spektrum warna .................................................................................... 10Fungsi pin sensor TCS3200 Tabel 2.2 ....................................................................
12 Tabel 2.3 Mode Pemilihan Photodioda Pembaca Warna
15 .........................................
Tabel 2.4 Setting skala frekuensi sensor TCS3200 ............................................... 16Tabel 2.5 Tabel Fungsi Khusus Port A ................................................................. 21Tabel 2.4 Tabel Fungsi Khusus Port B ................................................................. 21Tabel 2.5 Tabel Fungsi Khusus Port C ................................................................. 22Tabel 2.6 Tabel Fungsi Khusus Port D ................................................................. 22Tabel 4.1 Konfigurasi Pin Sensor TCS3200 pada Pengukuran ............................ 66Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Tegangan pada Pin Sensor TCS3200 ...................... 67Tabel 4.3 Pengukuran Frekuensi, Periode dan Panjang Gelombang Warna olehSensor TCS3200.................................................................................. 73