MODUL TIMBANGAN BENDA DIGITAL DENGAN LED RGB DAN BUZZER SEBAGAI INDIKATOR

MODUL TIMBANGAN BENDA DIGITAL DENGAN LED RGB DAN BUZZER SEBAGAI INDIKATOR

Apsari Candra Nursita¹, Maya Andrea², Prisca Erbianti^3, Samuel BETA⁴

Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

E-mail : ¹apnursita@gmail.com, ²mayaandreaa@gmail.com, ³priscaerbianti@gmail.com, ⁴sambetak2@gmail.com

Abstrak

Untuk memudahkan pengguna dalam mengukur berat suatu benda, dibutuhkan sebuah modul timbangan benda dengan system digital, karena dengan menggunakan timbang digital hasil yang didapatkan akan lebih presisi dibanding dengan menggunakan timbangan manual. Dalam penelitian ini dibuatlah aplikasi modul timbangan benda digital berbasis Arduino Uno dengan masukan sensor berat sel beban (Load Cell) dan keypad serta luaran berupa tampilan pada Liquid Crystal Display (LCD) dan led RGB serta buzzer sebagai indikator. Sensor berat ini mampu mengukur berat benda dengan batas maksimum 5kg, setelah itu hasil pembacaan sensor  dikuatkan dengan IC HX711. Luaran yang ditampilkan pada LCD yaitu berupa hasil pengukuran berat benda yang ditimbang dalam satuan kilogram (kg).

Kata Kunci : Arduino Uno, Keypad, Load Cell, Liquid Crystal Display (LCD).

Abstract

To facilitate users in measuring the weight of a body, it takes a module object scales with a digital system, because by using the digital weigh the results obtained will be more precise than using manual scales. In this study a single application module scales digital objects-based Arduino Uno with heavy load cell sensor input (Load Cell) and keypad as well as the outer form of the appearance of the Liquid Crystal Display (LCD) and RGB LEDs and buzzer as indicators. The weight sensor is capable of measuring the weight of objects with a maximum of 5 kg, after the results of the readings of the sensors is amplified with IC HX711. External displayed on the LCD that is either a result of measurement of the weight of the object that is weighed in units of kilograms (kg).

Keywords: Arduino Uno, Keypad, Load Cell, Liquid Crystal Display (LCD).

1.        PENDAHULUAN

1.1     Latar Belakang

Selama ini timbangan yang ada dipasaran pada umumnya masih bersifat konvensional atau manual. Seringkali hasil pengukuran yang didapat juga tidak teliti atau presisi karena tidak adanya akurasi dan tingkat kepresisian pada timbangan konvensional. Proses pengukuran berat suatu objek atau benda seharusnya membutuhkan tingkat ketelititian yang akurat.

Berdasarkan permasalahan tersebut maka dibuatlah sebuah “Modul Timbangan Benda Digital Pintar”. Alat ini dibuat untuk memudahkan pengguna untuk menimbang suatu benda dengan tingkat ketelitian yang akurat. Hasil pengukuran ditampilkan di layar LCD sehingga pembacaan juga semakin mudah. Selain itu, timbangan digital ini dilengkapi dengan keypad untuk dapat mengatur berat yang diminta sebelum menimbang benda, serta buzzer dan led RGB sebagai indikator dari timbangan.

1.2     Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:

a.       Bagaimana membuat dan merancang Modul Timbangan Benda Digital Pintar?

b.      Bagaimana cara menampilkan hasil pengukuran pada sebuah tampilan LCD 16x2?

c.       Bagaimana cara mengatur timbangan agar dapat menimbang berat sesuai dengan berat yang diinginkan?

1.3    Ruang Lingkup

Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini sebagai berikut :

a.    Modul timbangan buah digital ini digunakan untuk mengukur berat benda dengan batas berat maksimum yang dapat diukur adalah 5 kg.

b.    Load Cell sebagai sensor berat untuk mendeteksi berat benda.

1.4    Tujuan

Tujuan dari pembuatan Proyek ARM ini adalah :

a.    Merancang timbangan digital yang dapat mengukur berat secara lebih akurasi dan presisi.

b.    Menampilkan hasil pengukuran berat pada sebuah tampilan LCD 16x2 agar lebih mudah dalam pembacaannya.

2        TINJAUAN PUSTAKA

2.1  LOAD CELL

Loadcell adalah sebuah alat uji perangkat listrik yang dapat mengubah suatu energi listrik menjadi energi lainnya yang biasa digunakan untuk mengubah suatu gaya menjadi sinyal listrik.

·      Vsuplai : max DC 10V

·      Beban : max 5000 gr (5 Kg)

·      Output : 0,1 mV ~ 1,0 mV / V (skala 1:1000 terhadap tegangan masukan, margin error ≤1,5%)

·      Suhu operasional : -20 ~ +65°C

·      Bahan : Aluminium alloy Dimensi : 8 cm x 1,25 cm x 1, 25 cm

Gambar 2.1 Sensor Berat (Load Cell)

Karena perbedaan yang terukur sangat kecil dalam orde µV (mikro Volt, sepersejuta Volt), dibutuhkan rangkaian pengubah sinyal analog menjadi digital yang sangat presisi, untuk itulah pada kit ini kami menyertakan modul HX711 yang beresolusi 24 bit.

Gambar 2.2 Modul HX711

HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada.

·   Vin : DC 5V

·   Arus : 10 mA

·   Input : 2 channel Analog dari load cell (bisa dipakai untuk 2 load cell)

·   Output : TTL (serial tersinkronisasi, DI dan SCK)

·   Akurasi data : 24 bit (24-bit ADC)

·   Frekuensi pembacaan (refresh rate) : 80 Hz

·   Dimensi : panjang 38 mm x lebar 21 mm

2.2  LCD (Liquid Crystral Display)

LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

Gambar 2.3 LCD 16x2

2.3  Keypad

Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang membutuhkan interaksi manusia. Keypad berfungi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Matrik keypad 4x4 merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk komunikasi antara manusia dengan microcontroller. Konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matrik ini bertujuan untuk penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler.

Gambar 2.4 Keypad

2.4  Arduino Uno

Arduino Uno adalah papan sirkuit berbasis mikrokontroler ATmega328. IC (integrated circuit) ini memiliki 14 input/output digital (6 output untuk PWM), 6 analog input, resonator kristal keramik 16 MHz, Koneksi USB, soket adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset. Hal inilah yang dibutuhkan untuk mensupport mikrokontrol secara mudah terhubung dengan kabel power USB atau kabel power supply adaptor AC ke DC atau juga battery.

Gambar 2.5 Arduino Uno

2.5  Led RGB

RGB adalah suatu model warna yang terdiri atas 3 buah warna: merah (Red), hijau (Green), dan biru (Blue), yang ditambahkan dengan berbagai cara untuk menghasilkan bermacam-macam warna. Kegunaan utama model warna RGB adalah untuk menampilkan citra atau gambar dalam perangkat elektronik, seperti televisi dan komputer, walaupun juga telah digunakan dalam fotografi biasa. Sebelum era elektronik, model warna RGB telah memiliki landasan yang kuat berdasarkan pemahaman manusia terhadap teori trikromatik.

¢  Lensa : Bening

¢  Warna yg dipancarkan : Merah / Hijau / Biru

¢  Common : Katoda

¢  Ukuran : 5mm

¢  Tegangan : 2.5~3.0 (V) forward voltage

¢  Sudut Pancaran : 25 derajat

¢  Intensitas cahaya : 4.000 mcd (millicandela)

Gambar 2.6 Led RGB (common katoda)

2.6  Buzzer

Buzzer adalah subuah komponen elektronika yang. berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet. Kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma makan setiap gerakan kumparan akan menggerakan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan mengasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahawa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

Gambar 2.7 Buzzer

3.      METODOLOGI PENELITIAN

Metode yang digunakan dalam pembuatan Modul Timbangan Benda Digital dengan Led RGB dan Buzzer sebagai Indikator adalah sebagai berikut:

1.         Metode Persiapan

Berisikan tentang pemilihan materi serta jurnal yang akan dijadikan dasar atau literatur dalam pembuatan Modul Timbangan Benda Digital dengan Led RGB dan Buzzer sebagai Indikator

2.         Metode Perencanaan

Menentukan rancangan sistem, alat, serta program aplikasi yang akan digunakan dalam pembuatan Modul Timbangan Benda Digital Pintar dilengkapi dengan buzzer dan RGB sebagai indikator

3.         Metode Perancangan
     Proses pembuatan Modul Timbangan Benda Digital Pintar dilengkapi dengan buzzer RGB sebagai indikator. Pembuatan program sensor sel beban dan keypad sebagai masukan dan LCD sebagai luaran pada Arduino Uno.
4.   Pengujian Alat
      Melakukan pengujian Modul Timbangan Benda Digital dengan Led RGB dan Buzzer sebagai Indikator apakah sudah sesuai rencana atau belum.

5.        Tahap Penyusunan Laporan

Menyusun laporan hasil dari pembuatan alat dalam bentuk laporan penelitian.

4.      PERANCANGAN ALAT

Bab ini akan dibahas tentang perancangan dan pembuatan modul timbangan benda digital dilengkapi dengan buzzer dan RGB sebagai indikator. Perancangan system ini meliputi perancangan perangkat lunak (software) dan perangkat keras (hardware).

4.1     Perangkat keras dan Rangkaian Elektronika

Adapun system yang digunakan adalah:

1.      Sensor Berat (Load Cell)

2.      Arduino Uno

3.      Keypad

4.      LCD 16x2

5.      Buzzer

4.2     Perancangan Diagram Blok

Blok diagram modul timbangan benda digital pintar menggunakan masukan berupa load cell dan keypad. Luaran dari modul ini akan ditampilkan pada LCD dan buzzer sebagai penanda. Berikut ini adalah blok diagram Modul Timbangan Benda Digital Pintar.

Gambar 2.8 Diagram Blok

4.3     Cara Kerja Alat

Masukan dari sistem ini adalah sensor loadcell dan keypad. Keypad digunakan untuk mengatur nilai berat yang diinginkan. Saat ada objek yang ditimbang maka sensor sel beban akan mengalami perubahan tegangan. Karena perubahan tegangannya sangat kecil maka dikuatkan oleh modul HX711. Tegangan yang sudah dikuatkan tadi akan diolah oleh Arduino Uno, dan luarannya akan ditampilkan pada tampilan LCD 16x2 berupa berat benda yang ditimbang dalam satuan kilogram  (kg). Modul ini juga dilengkapi dengan buzzer dan led RGB yang berfungsi sebagai penanda jika berat benda sudah sesuai dengan nilai berat yang diinginkan.

4.4     Perancangan Perangkat Lunak

Perangkat lunak ini berfungsi untuk mengatur kinerja secara keseluruhan dari system. Perangkat lunak untuk alat ini menggunakan software Arduino. Untuk memberikan gambaran umum jalannya program dan memudahkan pembuatan perangkat lunak maka dibuatlah diagram alir sebagai berikut:

Gambar2.9 Diagram Alir

5.        HASIL

6.      REFERENSI

[1]http://www.kelas-mikrokontrol.com/e-learning/mikrokontroler/mengenal-arm-cortex%C2%ADm0.html

[2] Manual DT-ARM NUC120 Board.pdf

[3]https://rohmadi.com/2015/08/12/timbangan-5kg-hx711/                                   

[4] http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display/

BIODATA

Nama penulis: Apsari Candra Nursita. Penulis dilahirkan di Banjarnegara, 9 Maret 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 1  Bancarkembar, SMP PGRI Tambun Selatan, SMAN 1 Tambun Selatan. 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. 3.32.14.1.02. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: apnursita@gmail.com

Nama penulis: Maya Andrea. Penulis dilahirkan di Demak, 1 Juni 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 1  Karanganyar, SMPN 2 Jati, SMAN  2 Kudus. 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. 3.32.14.1.11. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: mayaandreaa@gmail.com

Nama penulis: Prisca Erbianti. Penulis dilahirkan di Demak,24 Mei 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 3 Tlogorejo, SMPN 2 Karangawen,SMAN  2 Mranggen. 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. 3.32.14.1.14. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: .priscaerbianti@gmail

1. Laporan Proyek Arduino Kelompok 2 : klik disini
2. Jurnal Proyek Arduino Kelompok 2 : klik disini

3. Gambar Pengawatan Luar : Klik disini

4. Gambar Pengawatan Dalam : klik disini

5. Presentasi Proyek Arduino : klik disini

program : langsung email atau kontak salah satu anggota kelompok :)