DETEKTOR WARNA DENGAN LUARAN SUARA
|
Erlyandy Nofrinda
Dwi Raharjo1, Isnaini Mustaqimah1,
Rika Tahta Alfina1, Samuel
BETA.2
1Mahasiswa dan 2Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri
Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto,
SH,
Tembalang, Semarang, Indonesia
|
Intisari
-- Dalam
pembacaan warna dibutuhkan alat pendeteksi warna yaitu dengan menggunakan
sensor warna. Maka dalam penelitian ini dibuatlah aplikasi Arduino menggunakan masukan sensor warna TCS3200 dengan luaran suara (DFPlayer dan speaker).
Kata Kunci : Arduino, Sensor Warna
(TCS3200), DFPlayer, Speaker
Abstract— In reading the color required color detection tool by using a color sensor.
So in this study was made using the Arduino application TCS3200 color sensor input with
voice output (DFPlayer and speakers).
Keyword :
Arduino, TCS3200 Color sensor, DFPlayer, Speaker
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi dan ilmu
pengetahuan, akhir-akhir ini bidang elektronika mengalami kemajuan yang pesat.
Dengan kemajuan tersebut, membuat manusia selalu berusaha memanfaatkan
teknologi yang ada untuk mempermudah kehidupannya.maka kami membuat alat
pembaca warna yang bertujuan untuk karena setiap orang biasanya selalu berbeda
pendapat masalah warna untuk itu kami membuat alat pembaca warna otomatis agar
setiap orang tidak berbeda pendapat tentang masalah warna dan juga bisa
digunakan sebagai modul pembelajaran.
1.2 Tujuan
Tujuan pembuatan alat ini adalah :
1.
Sebagai
modul pembelajaran
2.
Sebagai
alat pembantu pembacaan warna bagi penyandang
tuna netra dan buta warna
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, akan
ditentukan beberapa rumusan masalah, yaitu :
1.
Bagaimana
cara kerja sensor TCS3200 sebagai pendeteksi warna ?
2.
Bagaimana
cara menampilkan output suara ?
1.3
Pembatasan Masalah
Adapun yang membatasi alat ini adalah :
1.
Membaca
warna dengan sensor warna TCS3200
2.
Menggunakan
suara (DFPlayer dan Speaker) untuk luarannya
1.4
Metodologi
Target proyek ini menjalankan program yang dapat
diimplementasikan langsung terhadap alat. Langkah - langkah pembuatan Proyek Arduino dapat
didefinisikan sebagai berikut :
1.
Studi
pustaka alat dan bahan
2.
Perancangan
perangkat lunak dan program
3.
Implementasi
program
4.
Pengujian
perangkat lunak dan perangkat keras
5.
Analisa
6.
Laporan
2.
TINJAUAN
PUSTAKA
Penjelasan dan uraian teori penunjang yang
digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman tentang
cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar perencanaan pembuatan alat.
Arduino
adalah papan mikrokontroler berdasarkan ATmega328 (datasheet). Arduino ini
berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, untuk mengaktifkan
cukup menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB dengan adaptor AC-DC atau
baterai.
“Arduino Uno beroperasi
pada tegangan eksternal dari 6-20 volt. ATmega328 ini memiliki memori sebesar
32 KB (0,5 KB dari memori tersebut digunakan untuk bootloader) dan juga
memiliki memori sebesar 2 KB dari SRAM dan 1 KB dari EEPROM.
Arduino
menggunakan software processing tersendiri penggabungan dari bahasa C++ dan
Java.” Arif (2012:1)
Gambar 2.2 IDE Arduino 1.0
”Software Arduino dapat diinstal di berbagai
sistem operasi seperti: LINUX, Mac OS, Windows. Software IDE Arduino terdiri
dari 3(tiga) bagian:
1. Editor Program, untuk menulis program
dalam bahasa processing. Listing program pada Arduino disebut sketch.
2. Compiler, modul yang berfungsi mengubah
bahasa prosesing (kode program) kedalam kode biner karena kode biner adalah
satu satunya bahasa program yang dipahami oleh mikrokontroler.
Uploader, modul yang berfungsi memasukan kode
biner kedalam memori mikrokontroler.”
Arduino Uno memiliki 14 digital input / output pin
(dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, resonator
keramik 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan tombol reset. Ini
berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke
komputer dengan kabel USB atau kekuasaan itu dengan adaptor atau baterai
AC-to-DC untuk memulai.
Uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal itu tidak menggunakan
FTDI chip driver USB-to-serial. Sebaliknya, fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai
versi R2) diprogram sebagai konverter USB-to-serial.
Uno memiliki resistor menarik garis 8U2 HWB ke tanah,
sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU . memiliki fitur baru
sebagai berikut:
1. Pin out : tambah SDA dan pin SCL yang dekat dengan pin
AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat dengan pin RESET, yang IOREF
yang memungkinkan perisai untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan
dari papan. Di masa depan, perisai akan kompatibel dengan kedua papan yang
menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino Karena yang
beroperasi dengan 3.3V. Yang kedua adalah pin tidak terhubung, yang dicadangkan
untuk tujuan masa depan.
2.
Sirkuit RESET kuat.
3.
16U2 atmega menggantikan 8U2.
2.2
Sensor
TCS3200
TCS3200
and TCS3210 merupakan konverter yang diprogram untuk mengubah warna menjadi
frekuensi yang tersusun atas konfigurasi silicon photodiode dan konverter arus
ke frekuensi dalam IC CMOS monolithic yang tunggal. Keluaran dari sensor ini
adalah gelombang kotak (duty cycle 50%) frekuensi yang berbanding lurus dengan
intensitas cahaya (irradiance).
Di dalam TCS3200, konverter cahaya ke
frekuensi membaca sebuah array 8x8 dari photodioda, 16 photodioda mempunyai penyaring
warna biru, 16 photodioda mempunyai penyaring warna merah, 16 photodioda
mempunyai penyaring warna hijau, dan 16 photodioda untuk warna terang tanpa
penyaring.
4
tipe warna dari photodiode telah diintegrasikan untuk meminimalkan efek ketidak
seragaman dari insiden irradiance. Semua photodiode dari warna yang sama telah
terhubung secara parallel. Pin S2 dan S3 digunakan untuk memilih grup dari
photodiode(merah, hijau, biru, jernih) yang telah aktif.
Fitur Sensor TCS3200 antara lain :
1. Konversi Tinggi Resolusi Intensitas Cahaya
ke Frekuensi
2. Warna Diprogram dan Full Skala Frekuensi
Keluaran
3. Berkomunikasi Langsung Dengan
Microcontroller
4. Pasokan tunggal Operasi (2,7 V sampai 5,5
V)
5. Mempunyai Power Down Fitur
6. Kesalahan Nonlinier Biasanya 0,2% pada
7. Stabil 200 ppm / ° C Koefisien Suhu
8. Bebas Timbal (Pb) dan RoHS
-Kompatibel Paket “Surface Mount”
-Kompatibel Paket “Surface Mount”
Gambar 2.3 Sensor TCS3200
Gambar 2.4 Blok diagram fungsional TCS3200
Gambar
2.5 Karakteristik TCS3200
Catatan Penggunaan :
•
Tegangan,VDD
= 6V
•
Jarak
tegangan masukan, Semua masukan,Vi = −0.3 V to VDD + 0.3 V
•
Suhu
untuk beroperasi = −40°C to 85°C
•
Suhu
untuk penyimpanan = −40°C to 85°C
•
Temperatur
maksimum penyolderan sesuai dengan JEDEC J-STD-020A = 260°C
2.3
DFPlayer
DFPlayer
adalah modul audio sederhana yang
berfungsi untuk mentransmisikanfile audio dari SD Card ke mikrokontroller arduino. Dfplayer ini juga bisa berdiri
sendiri hanya dengan dipasang baterai , speaker dan tombol. Modul ini juga bisa
dikombinasikan dengan Arduino Uno atau mikrikontroller lainnya dengan kemampuan Receiver (RX) /
Transmitter (Tx).
DFPlayer adalah sebuah modul yang
cukup sempurna yang terintegrasi modul decoding, yang mendukung format audio
yang umum seperti Mp3, Wav, dan WMA. Selain itu juga mendukung kartu TF dengan
sistem file FAT16 dan FAT32. Untuk library dapat di unduh disini.
Gambar
2.6 DFPlayer
Pin out DFPlayer:
1.
Pin 1
= VCC 9. Pin 9 = BUSY
2.
Pin 2
= RX 10. Pin 10 =
USB -
3.
Pin 3
= TX 11. Pin 11 =
USB +
4.
Pin 4
= DAC_R 12. Pin 12 =
ADKEY_2
5.
Pin 5
= DAC_I 13. Pin 13 =
ADKEY_1
6.
Pin 6
= SPK_1 14. Pin 14 = IO_2
7.
Pin 7
= GND 15. Pin 15 = GND
8.
Pin 8
= SPK_2 16. Pin 16 = IO_1
Cara menggunakan DFPlayer :
1. Modul DFPlayer menggunakan memory microSD sebagai tempat penyimpanan file rekaman suara nama warna. Module DFPlayer mendukung memory microSD hingga kapasitas 32GB, namun lebih baik menggunakan microSD dengan kapasitas maksimal 8GB.
2. Perekaman nama warna dapat dilakukan dengan memanfaatkan aplikasi perekam suara pada handphone atau tape recorder, setelah itu disimpan pada memory SDcard.
3. File rekaman suara nama warna disimpan dengan ketentuan penamaan 4 digit angka di awal, selanjutnya diikuti dengan nama warna sesuai rekaman. File disimpan dalam format .mp3
2.2
Speaker
Pengeras
suara (loud speaker
atau speaker) adalah transduser
yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan komponennya
yang berbentuk membran untuk menggetarkan udara sehingga terjadilah gelombang
suara sampai di kendang telinga kita dan dapat kita dengar sebagai suara.
Dalam setiap sistem penghasil suara (loud
speaker), pengeras suara merupakan juga menentukan kualitas suara di
samping juga peralatan pengolah suara sebelumnya yang masih berbentuk listrik
dalam rangkaian penguat amplifier.
Sistem pada pengeras suara adalah suatu komponen yang mengubah kode
sinyal elektronik terakhir menjadi gerakan mekanik. Dalam penyimpan suara pada
kepingan CD, pita magnetik tape, dan kepingan DVD, dapat direproduksi oleh
pengeras suara loud speaker yang dapat kita dengar.
Gambar
2.7 Speaker
Gambar
2.8 Bagian-bagian Speaker
Dalam rangka menterjemahkan sinyal listrik menjadi suara yang dapat
didengar, Speaker memiliki komponen Elektromagnetik yang terdiri dari Kumparan
yang disebut dengan Voice Coil untuk membangkitkan medan magnet dan
berinteraksi dengan Magnet Permanen sehingga menggerakan Cone Speaker maju dan
mundur. Voice Coil adalah bagian yang bergerak sedangkan Magnet Permanen adalah
bagian Speaker yang tetap pada posisinya. Sinyal listrik yang melewati Voice
Coil akan menyebabkan arah medan magnet berubah secara cepat sehingga terjadi
gerakan “tarik” dan “tolak” dengan Magnet Permanen. Dengan demikian, terjadilah
getaran yang maju dan mundur pada Cone Speaker.
Cone adalah komponen utama Speaker yang bergerak. Pada prinsipnya, semakin
besarnya Cone semakin besar pula permukaan yang dapat menggerakan udara
sehingga suara yang dihasilkan Speaker juga akan semakin besar.
Suspension yang terdapat dalam Speaker berfungsi untuk menarik Cone ke
posisi semulanya setelah bergerak maju dan mundur. Suspension juga berfungsi
sebagai pemegang Cone dan Voice Coil. Kekakuan (rigidity), komposisi dan desain
Suspension sangat mempengaruhi kualitas suara Speaker itu sendiri.
3.
METODE
PEMBUATAN ALAT
Dalam
perancangan dalam pembuatan penelitian ini yaitu alat pembaca warna, terdiri
atas perancangan mekanik (hardware) yang meliputi perancangan elektrik, dan
perancangan perangkat lunak(software). Perancangan ini mempunyai gambaran
perancangan hardware, yang didalamnya ada beberapa rangkaian elektrik yang
medukung alat ini.
1.
Perancangan
hardware
Perancangan
dan pembuatan elektrik ini meliputi pembuatan sensor warna dan suara
(DFPlayer dan Speaker).
DFPlayer ini memiliki 16 pin dan bekerja pad tegangan 5v. Speaker memiliki 2 buah pin yaitu pin
positif (+) dan negatif (-) dengan sumber tegangan 5v.
2.
Perancangan
software
Untuk
diagram alir, program aplikasi Arduino
menggunakan masukan sensor warna dan keluaran suara
(DFPlayer dan Speaker).
Gambar 3.2 Diagram Alir
4.
PENGUJIAN
ALAT
Dalam proyek yanng kami buat, perlu diuji untuk
menentukan keakuratan alat sebagai alat ukur, adapun langkah - langkah cara pengujian
yang akan kami lakukan adalah :
1. Mengkalibrasi alat yang akan diukur, apakah sudah
sesuai dengan program yang dibuat atau belum.
2. Memasukkan
input berupa 10 kertas warna dengan warna berbeda-beda untuk dibaca sensor
kemudian diproses oleh Arduino yang kemudian ditampilkan output berupa suara
(DFplayer dan Speaker)
5.
KESIMPULAN
1. Sensor warna berfungsi untuk mendeteksi
warna sesuai dengan kertas warna yang di berikan
2. Penggunaan sensor warna sebagai inputan
menggunakan analog dan digital
3. Hasil yang akan ditampilkan ke DFPlayer
dan Speaker berupa suara yang akan
berbunyi sesuai dengan kertas warna yang diberikan
6.
DAFTAR
PUSTAKA
7.
BIODATA
Nama
penulis: Erlyandy Nofrinda Dwi
Raharjo. Penulis dilahirkan di Jepara,
11 November 1995. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA N 1 Demak. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru
diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus
Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik
Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.14.1.04.
Nama penulis: Isnaini Mustaqimah. Penulis dilahirkan di Kendal, 23 Maret 1996. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK N 2 Kendal. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.14.1.09.
Nama penulis: Rika Tahta Alfina. Penulis dilahirkan di Kudus, 20 Desember 1995. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK N 7 Semarang. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.14.1.16.
---------------------------------------------------------------------------------------
Lampiran :
1. Ppt Proyek Arduino : klik disini
2. Laporan Proyek Arduino : klik disini
3. Program Proyek Arduino : klik disini
4. Paper Proyek Arduino : klik disini
5. Datasheet Proyek Arduino : klik disini
---------------------------------------------------------------------------------------
