CARI SESUATU ?

Selasa, 08 November 2016

DETEKTOR WARNA DENGAN LUARAN SUARA




              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

    AbstractIn 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.
2.1 Arduino

      
Gambar 2.1 Papan Arduino

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”

  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
Pada gambar diatas, dapat kita lihat bahwa pada dasarnya Speaker terdiri dari beberapa komponen utama yaitu Cone, Suspension, Magnet Permanen, Voice Coil dan juga Kerangka 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.

Gambar 3.1 Perancangan alat

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
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 
---------------------------------------------------------------------------------------

1 komentar:

Silahkan Berikan Kritik dan Saran Anda. Karena Kritik dan Saran Anda Akan Sangat Membantu Kami dalam Memperbaiki Diri