ALAT PENGISI BOLA PINGPONG BERDASARKAN KETINGGIAN WADAH
Agus Widodo 1, Fajar Eka Putra2, Samuel BETA3
Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri
Semarang
Jl. Prof. H.
Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
Intisari - Alat Pengisi Bola Pingpong Berdasarkan Ketinggian Wadah merupakan
aplikasi dari penerapan dalam penggunaan sensor inframerah
(infrared) untuk mendeteksi wadah dan motor servo untuk mengisi bola pinpong. Dalam alat ini input juga diberi tambahan limit switch yang berfungsi untuk mendeksi adanya wadah, limit switch bekerja seperti saklar yang aktif rendah .
Modul ini diproses menggunakan DT- ARM NUC 120 dan sedangkan untuk keluaran
adalah led RGB,Buzzer sebagai indikator sedangkan tampilan proses pengisian akan ditampilkan pada LCD 16X2.
Kata Kunci : DT-
ARM 120, Sensor Inframerah,
Limit Switch,
LCD, Led RGB, Buzzer
Abstract
- Tool Ball Filler Pingpong Based Container Height is an application of the application in use infrared sensors to detect containers and
servo motors to fill the ping-pong ball. In this instrument inputs also given
an additional limit switch that serves to detect their containers, limit switches
work like a switch that is active low. This module is processed using ARM NUC
DT 120 and while the output is RGB LED, Buzzer as an indicator of the display
while the charging process will be displayed on
Keyword: DT-
ARM 120, Sensor Inframerah,
Limit Switch,
LCD, Led RGB, Buzzer
1. PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Alat pengepakan bola pingpong yang sudah ada pada industri hanyalah
sebatas pada pengepakan berdasarkan warna saja, oleh karena itu dibutuhkan alat
pengepak bola pingpong yang berdasarkan ketinggian wadah. alat pengepak bola
pingpong yang berdasarkan ketinggian wadah dibuat karena adanya perbedaan
kebutuhan konsumen atas jumlah bola pingpong.
Kegunaan alat yang dibuat untuk mempercepat proses produksi pengepakan
pola pingpong pada ketinggian wadah yang berbeda – beda. Tidak hanya
mempercepat proses produksi tetapi juga dapat memilah hasil produksi
berdasarkan ketinggian wadah secara otomatis. Sehingga penggunaan waktu dapat
lebih effisien karena dapat mengisi bola pingpong berdasarkan ketinggian wadah
yang berbeda – beda.
1.2
Perumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan yang terdapat pada latar belakang, maka disusun rumusan masalah sebagai berikut :
Berdasarkan permasalahan yang terdapat pada latar belakang, maka disusun rumusan masalah sebagai berikut :
1.
Bagaimana mendeteksi jenis wadah apakah itu rendah atau tinggi?
2.
Bagaimana mendeteksi keberadaan bola dalam tempat penampungan
bola?
3.
Bagaimana cara mengisi bola pingpong ke wadah menggunakan
motor servo?
4.
Bagaimana cara memprogram LCD 16x2?
1.3
Ruang Lingkup
Berdasarkan rumusan masalah
diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada
alat ini sebagai berikut :
1. Sensor inframerah hanya mendeteksi 2 jenis wadah dengan
ketinggian yang berbeda dan mendeteksi keberadaan bola dalam tempat penampungan .
2.
Jumlah bola untuk wadah rendah adalah 2 buah dan wadah
tinggi adalah 4 buah.
3.
Limit Switch digunakan untuk mendeteksi keberadaan wadah.
4.
LCD hanya menampilkan pendeteksian wadah
dan jumlah bola yang diisikan ke dalam wadah.
5.
LED RGB hanya digunakan untuk indikator proses apa yang
sedang dilakukan.
6.
Buzzer hanya digunakan untuk indikator jika proses
pengisian bola pingpong telah selesai.
1.4
Tujuan
Tujuan dari pembuatan alat ini adalah:
1.
Dapat menggunakan dan mengaplikasikan sensor Inframerah
2.
Dapat menggunakan dan mengaplikasikan servo dan limitswitch
3.
Mengaplikasikan semua komponen yang digunakan dari led,buzzer dan LCD
4.
Dapat memnggunakan dan memprogram ARM NUC 120
5.
Menerapkan ilmu yang telah dipelajari di perkuliahan pada
peralatan elektronik.
2.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Sensor Inframerah
Modul sensor ini memiliki sepasang
pemancar dan penerima inframerah. Frekwensi inframerah yang dipancarkan
mengenai permukaan halangan/rintangan (objek terdeteksi) akan dipantulkan
kembali dan diterima oleh bagian penerima inframerah. Setelah diproses oleh
rangkaian pembanding (comparator mengeluarkan sinyal digital (Digital Output)
rendah.
2.2
Limitswitch
Limit switch adalah suatu alat yang
berfungsi untuk memutuskan dan menghubungkan arus listrik pada suatu rangkaian,
berdasarkan struktur mekanik dari limit switch itu sendiri. Limit switch
memiliki tiga buah terminal, yaitu: central terminal, normally close (NC)
terminal, dan normally open (NO) terminal. Sesuai dengan namanya, limit
switch digunakan untuk membatasi kerja dari suatu alat yang sedang beroperasi.
Terminal NC, NO, dan central dapat digunakan untuk memutuskan aliran listrik pada
suatu rangkaian atau sebaliknya.
Gambar Simbol Dan Bentuk Limit
Switch
2.3 DT
Arm-NUC 120
ARM adalah prosesor dengan arsitektur
set instruksi 32bit RISC (Reduced
Instruction Set Computer) yang dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM
merupakan singkatan dari Advanced RISC
Machine.
Gambar Keluarga Mikroprosesor ARM
Mikroprosesor
ARM mempunyai beberapa keluarga untuk menjangkau berbagai aplikasi, salah
satunya adalah ARM Cortex Prosesor Embedded (ARM Cortex Embedded Processors). Prosesor-prosesor di
keluarga seri CortexM telah dikembangkan khusus untuk domain mikrokontroler,
dimana permintaan untuk kecepatan, determinasi waktu proses, dan manajemen
interrupt bersama dengan jumlah gate silikon minimum (luas silikon yang minimum
menentukan harga akhir prosesor) dan konsumsi daya yang minimum sangat
diminati, seperti ARM CortexM0 yang merupakan prosesor untuk
menggantikan aplikasi mikrokontroler 8/16bit dengan tipe ARM NUC120
ARM NUC120 merupakan sebuah modul
mikrokontroler 32-bit berbasis ARM CortexM0.
ARM NUC 120 BOARD dilengkapi dengan program bootloader sehingga tidak
membutuhkan divais programmer terpisah. NUC120 dapat beroperasi dengan
kecepatan CPU sampai 48MHz. Telah dilengkapi dengan Full Speed USB 2.0 Device
Controller yang sangat fleksibel dan dapat dikonfigurasi untuk berbagai
aplikasi berbasis USB.
Gambar 5 DT-ARM NUC120RDBN
Spesifikasi :
- Berbasis NUC120RD2BN dengan Flash memory APROM sebesar 64 Kbyte, 8 Kbyte SRAM, 4 Kbyte Data Flash.
- Memiliki kemampuan IAP (In Applicaton Programming) dan ISP (In System Programming) melalui bootloader software pada LDROM.
- Tersedia jalur SWD (Serial Wire Debug) yang dapat digunakan untuk debugging serta programming.
- Dapat diprogram langsung melalui jalur USB.
- Mendukung Peripheral DMA mode.
- Memiliki 8 channel ADC dengan resolusi 12 bit.
- Memiliki 4 buah timer 32 bit.
- Memiliki fungsi Watchdog dan RTC.
- Dilengkapi dengan 4 buah hardware PWM dengan resolusi 16 bit.
- Memiliki masing-masing 2 kanal jalur komunikasi UART, SPI, dan I2C.
- Memiliki 1 channel I2C.
- Tersedia antarmuka USB dan UART RS-485.
- Terdapat sensor suhu built-in dengan range -40 - 125°C dengan resolusi 1°C. Sensor ini memiliki gain -1.76mV/°C dan offset 720 mV pada suhu 0°C.
- Memiliki hingga 45 jalur GPIO yang masing-masing dapat dikonfigurasi pull-up/ pull-down resistor, repeater mode, input inverter, dan open-drain mode.
- Terdapat 22 MHz internal osilator.
- Frekuensi osilator eksternal sebesar 12 MHz dan fitur PLL sampai dengan 48 MHz.
- Frekuensi osilator eksternal sebesar 32.768 KHz yang dapat digunakan untuk fungsi RTC dan Low Power Mode.
- Tersedia rangkaian reset manual.
- Bekerja pada tegangan 3,3 – 5,5 V.
- Dilengkapi dengan regulator 3,3 V dan 5 V dengan arus maksimum 800 mA
- Tersedia pilihan catu daya input : catu daya eksternal 6,5 – 12 VDC (via regulator), catu daya eksternal 3,3 – 5,5 VDC (tanpa melalui regulator), atau menggunakan sumber catu daya dari jalur USB.
2.4
Motor Servo
Motor
servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan
sistem kontrol closed feedback (umpan balik loop tertutup), sehingga dapat di
atur untuk menetukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor, di
mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang
ada di dalam motor servo. Motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari
motor DC, rangkaian gear , potensiometer dan rangkaian kontrol. Rangkaian gear
yang ada pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan meningkatkan
torsi motor servo, sedangkan potensiometer dengan perubahan resistansinya saat
motor berputar berfungsi sebagai penentu batas posisi putaran poros motor
servo.
Motor
servo dikendalikan dengan dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa (Pulse
Wide Modulation/PWM) melalui kabel kontrol. Lebar pulsa sinyal kontrol yang
diberikan akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo.
Gambar Motor Servo
Penggunaan
sistem kontrol loop tertutup pada motor servo berguna untuk mengontrol gerakan
dan posisi akhir dari poros motor servo. Posisi poros output akan di sensor
untuk mengetahui posisi poros sudah tepat seperti yang diinginkan atau belum
dan jika belum, maka kontrol input akan mengirim sinyal kendali untuk membuat
posisi poros tersebut tepat pada posisi yang diinginkan.
Berdasarkan
prinsipnya jadi motor servo dapat digunakan sebagai output dari hasil
penyeleksi botol berlabel, Jadi saat pada botol terdapat label, maka poros akan
berputar ke arah kiri dan saat tidak ada label pada botol, maka poros akan berputar
ke arah kanan.
2.5
LCD
LCD (Liquid Cristal Display)
berfungsi untuk menampilkan karakter angka, huruf ataupun simbol dengan lebih
baik dan dengan konsumsi arus yang rendah. LCD (Liquid Cristal Display) dot
matrik M1632 merupakan modul LCD buatan hitachi. Modul LCD (Liquid Cristal
Display) dot matrik M1632 terdiri dari bagian penampil karakter (LCD) yang
berfungsi menampilkan karakter dan bagian sistem prosesor LCD dalam bentuk
modul dengan mikrokontroler yang diletakan dibagian belakan LCD tersebut yang
berfungsi untuk mengatur tampilan LCD serta mengatur komunikasi antara LCD
dengan mikrokontroler yang menggunakan modul LCD tersebut. LCD M1632
merupakan modul LCD dengan tampilan 2×16 (2 baris x
16 kolom) dengan konsumsi daya rendah.
Gambar
Fisik
LCD (Liquid Cristal Display) Dot Matrix 2×16 M1632
Fungsi Pin LCD
(Liquid Cristal Display) Dot Matrix 2×16 M1632
1.
DB0 – DB7 adalah jalur
data (data bus) yang berfungsi sebagai jalur komunikasi untuk mengirimkan dan
menerima data atau instruksi dari mikrokontrooler ke modul LCD.
2.
RS adalah pin yang
berfungsi sebagai selektor register (register sellect) yaitu dengan memberikan
logika low (0) sebagai register perintah dan logika high (1) sebagai register
data.
3.
R/W adalah pin yang
berfungsi untuk menentukan mode baca atau tulis dari data yang terdapat pada
DB0 – DB7. Yaitu dengan memberikan logika low (0) untuk fungsi read dan logika
high (1) untuk mode write.
4.
Enable (E), berfungsi
sebagai Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data.
2.6 LED RGB
2.6 LED RGB
LED RGB
merupakan LED yang mampu menghasilkan warna-warna dari hasil kombinasi warna
Red (merah), Green (hijau), dan Blue ( biru). Yang mana warna keluaran warna
dari led ini dapat kita atur dengan memberikan nilai input pada masing-masing
kaki-kaki led untuk warna R-G-B
2.7 Buzzer
Buzzer
adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran
listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama
dengan loud speaker, 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
maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik
sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa
digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu
kesalahan pada sebuah alat (alarm).
3. METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi
penelitian yang digunakan pada Tugas Proyek Arduino adalah sebagai berikut :
1.Studi
Pustaka : Merumuskan teori secara analisis dengan mempelajari buku – buku yang
diperoleh dari catatan kuliah, buku – buku perpustakaan dan mempelajari media
internet yang berhubungan rangkaian.
2. Studi
Laboratorium : Melakukan penelitian dan pengujian pada beberapa komponen
elektronika berdasarkan data spesifikasi. Selanjutnya melakukan pengambilan
data pada alat tersebut dan membandingkan dengan hasil teoritis.
3 Metode
Diskusi : Mengajukan beberapa pertanyaan kepada dosen pengajar serta rekan –
rekan mahasiswa Teknik Elektro.
4. PERANCANGAN ALAT
Pada bab ini
membahas tentang perancangan dan pembuatan “Alat Pengisi Bola Pinpong
Berdasarkan Ketinggian Wadah”. Pada perancangan sistem ini meliputi perancangan
lunak (software), dan perangkat keras (hardware).
Spesifikasi
alat ditetapkan terlebih dahulu sebagai acuan dalam perancangan. Spesifikasi
alat yang direncanakan yaitu sebagai berikut :
1. Perangkat masukan dari alat ini
adalah Sensor keberadaan (sensor inframerah) untuk menghidupkan Servo, LCD, dan
mendeteksi wadah yang akan diisi.
2. Perangkat keluaran dari alat ini
berupa motor servo yang akan bergerak pada sudut tertentu untuk mengisi bola
,LCD, LED RGB, dan Buzzer.
3. Mikrokontroler yang digunakan
adalah Arm NUC 120.
Gambar Diagram Blok
Keterangan
diagram blok :
1.
Sensor Infrared
1, 2, 3 sebagai
masukan
2.
Mikrokontroler yang digunakan yaitu DT ARM NUC 120.
3.
Motor Servo, LED RGB, Buzzer dan LCD 16X2 digunakan sebagai keluaran.
4.3 Prinsip Kerja Alat
- Terdapat 2 sensor inframerah untuk mendeteksi wadah tinggi dan wadah rendah, ketika wadah diletakan di depan sensor, maka cahaya inframerah akan dipantulkan ke photodioda
- Tegangan output photodioda akan dibandingkan menggunakan rangkaian komparator dengan IC CA 3140E kemudian keluaran op-amp adalah digital output yaitu logik 1.
- Sensor infrared 1 ON dan limit switch ON maka ada wadah rendah yang terdeteksi maka bola yang diisikan sejumlah 2 buah
- Sensor infrared 1 ON dan infrared 2 ON dan limit switch ON maka Saat wadah tinggi yang terdeteksi maka bola yang diisikan 4 buah.
- Pengisian bola pinpong menggunakan gerakan servo yang digerakan dari sudut 0 derajat hingga 40 derajat yang dilakukan berulang – ulang.
- LED RGB digunakan sebagai indikator yaitu saat melakukan proses pengisian dan pendeteksian jenis wadah yang digunakan.
- Buzzer digunakan sebagai indikator saat wadah sudah terisi..
- Jika di tengah proses pengisian, jumlah bola pada tempat penampungan bola habis maka motor servo berhenti bergerak, proses pengisian dilanjutkan dari awal, bola yang sudah masuk wadah dikembalikan tempat penampungan bola.
- Untuk proses akan diproses menggunakan mikrokontroler ARM NUC 120.
4.4 Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras ini
Mikrokontroller Arm NUC 120 mendapatkan
supply tegangan 5 Volt DC, sensor inframerah, limit switch, buzzer, led rgb,
lcd 16x2.
Dengan skema rangkaian sebagai
berikut:
Gambar 9. Kotak Rangkaian
4.5 Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat lunak ini
berfungsi untuk mengatur kinerja keseluruhan dari sistem yang terdiri dari
beberapa perangkat keras sehingga sistem ini dapat bekerja dengan baik.
Perangkat lunak yang dirancang dengan menggunakan program Arm NUC 120. Untuk
memberikan gambaran umum jalannya program. Untuk memudahkan pembuatan perangkat
lunak, maka dibuat diagram alir yang menunjukan jalannya program. 
Gambar Diagram Alir
5. KESIMPULAN
Setelah
dilakukan perancangan, pembuatan, serta pengujian dan analisis pada Proyek Arm
NUC 120 ini,dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Proyek Arm ini dibuat untuk
menggerakan motor servo untuk mengisikan bola ke wadah berdasarkan ketinggian
yang berbeda dengan masukan berupa sensor inframerah, sedangkan limit switch
digunakan untuk mendeteksi keberadaan wadah dan LED RGB, buzzer dan LCD 16x2
sebagai indikator.
2.Sensor wadah yaitu sensor
inframerah mendeteksi wadah pada jarak 2cm.
3.Sensor wadah dapat mendeteksi 2
jenis wadah yang berbeda. Dan jumlah yang diisikan adalah 2 dan 4 buah bola
pingpong.
REFERENSI
Diakses
11 januari 2017
Diakses
11 januari 2017
Diakses
11 januari 2017
Diakses
11 januari 2017
Diakses
11 januari 2017
Nama penulis : Agus
Widodo. Penulis lahir
di Grobogan tanggal 24 Agustus 1996. Telah menempuh pendidikan formal di SDN 3
Candisari (lulus tahun 2008), SMPN 7 Purwodadi (lulus tahun 2011), SMKN 1
Purwodadi (lulus tahun 2014). Saat ini sedang menempuh pendidikan diploma (D3)
di Politeknik Negeri Semarang (Polines) pada Program Studi D3 Teknik
Elektronika Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.0.02
Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini bisa
menghubungi melalui email :
Nama penulis : Fajar Eka Putra. Penulis lahir di Semarang
tanggal 03 Mei 1994. Telah menempuh pendidikan formal di SDN 05 Sendang Mulyo
Semarang (lulus tahun 2007), SMPN 9 Semarang (lulus tahun 2010), SMKN 7 Semarang
(lulus tahun 2014). Saat ini sedang menempuh pendidikan diploma (D3) di
Politeknik Negeri Semarang (Polines) pada Program Studi D3 Teknik Elektronika
Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.0.08 Apabila ada
kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini bisa menghubungi melalui
email :
===========================================================
LAMPIRAN :
1. Gambar Pengawatan => Klik Download2. Download File Laporan.DOCx => Klik Download
3. Download File Laporan.PDF => Klik Download
3. Download Jurnal.PDF => Klik Download
4. Download Jurnal.DOCx => Klik Download
5. Download File.PPTx => Klik Download
6. Download Program program.c => Klik Download
7. Download Diagram Alir => Klik Download
8. Download Program .pdf => Klik Download
9. Download Program.rar =>Klik Download
=======================================================================
jos
BalasHapus