RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG BENIH IKAN MENGGUNAKAN SENSOR OPTOCOUPLER BERBASIS MIKROKONTROLER
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh Wahyu Jamaludin 13.11.7309
kepada FAKULTAS ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2017
RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG BENIH IKAN MENGGUNAKAN SENSOR OPTOCOUPLER BERBASIS MIKROKONTROLER Wahyu Jamaludin1), Sudarmawan2) 1,2)
Informatika Universitas AMIKOM Yogyakarta Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283
Email :
[email protected]),
Abstract - In buying and selling of fish seeds, the process of calculating the seeds is one of the most important factors, whether it is the process of calculating the number of fish seeds that will be placed in the pond or in packing for sale to the consumer. But in reality this process is very complained by the fish seed traders or the breeders of fish enlargement, it is because at the time of doing the calculation they are still using conventional way of counting one by one using the hand, so in the process to spend a lot of energy and requires high accuracy. Given this problem, that is how we can design fish counting equipment based on electronic devices, sensors, arduino and provide another alternative in accounting of the number of fish seeds automatically. The main components of this tool are Arduino Uno, LCD, Optocoupler Sensor, Push Button. This tool is equipped with Arduino Uno as a series of input and output controllers, optocoupler sensors to detect the number of fish seeds, LCD as the number of calculated seeds, Push Button as the key media for the output chain. Process calculation based on fish seed through sensor then data processed by microcontroller to know the final result. Keywords: Microcontroller, Arduino Uno, LCD, Push Button, Optocoupler Sensor.
[email protected])
1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka diperoleh rumusan masalah yaitu : “Bagaimana merancang bangun alat yang mampu menghitung benih ikan menggunakan sensor secara otomatis untuk menghasilkan penghitungan yang cepat, tepat dan akurat? 1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian Adapun maksud dan tujuan penyusunan laporan ini adalah : 1. Membuat suatu alat yang dapat menghitung jumlah benih ikan dan menampilkan pada LCD, dengan menggunakan mikrokontroler sebagai pengolah pengatur perangkat keras lainnya. 2. Merancang bangun alat penghitung benih ikan berbasis perangkat elektronik, sensor dan arduino. 3. Untuk mengurangi resiko kesalahan perhitungan benih ikan. 4. Untuk mempercepat waktu dalam proses penghitungan benih ikan. 5. Lulus program strata 1 dan memperoleh gelar sarjana komputer (S.Kom) di Universitas AMIKOM Yogyakarta. 1.4 Tinjauan Pustaka Anang Susilo Utomo (2008) judul ini adalah Perencanaan dan Pembuatan Alat Penghitung Jumlah Benih Ikan Menggunakan Mikrokontroler. Dalam penelitian ini kita dapat merencanakan dan membuat perangkat counter jumlah benih ikan dengan aplikasi mikrokontroler AT89S51 dan memberikan alternatif lain dalam akuntansi jumlah benih ikan secara otomatis. Dalam masalah ini kita dapat merumuskan bahwa bagaimana merencanakan perangkat counter jumlah benih ikan mikrokontroler AT89S51 dapat bekerja secara optimal.[1] Sigit Nur Sholeh (2011) judul penelitian ini adalah Alat Pengontrol Suhu, Kadar Oksigen, dan Ph Air pada Kolam Pembenihan Ikan Lele Berbasis Mikrokontroler Atmega16. Dalam penelitian ini menghasilkan suatu alat yang dapat melakukan pengontrolan terhadap suhu, kadar oksigen, dan ph air pada kolam pembenihan ikan lele. Alat ini menggunakan sensor suhu LM35 sebagai pendeteksi perubahan pada suhu air dan sensor Ph model Lutron PE 03 yang akan mendeteksi perubahan derajad kesamaan ph pada air. [2]
1. Pendahuluan 1.1Latar Belakang Masalah Dalam kegiatan usaha pembenihan ikan ditemukan banyak kendala terutama dalam proses penghitungan jumlah ikan. Cara menghitung benih ikan yang dilakukan oleh pengelola benih ikan saat ini masih dilakukan dengan cara manual. Kegiatan pengelola benih ikan harus diimbangi oleh perkebangan teknologi tepat guna yang dibutuhkan untuk meningkatkan dan mendukung pemasaran produk hasil pembenihan ikan. Kondisi ini memberikan ide untuk membuat alat penghitungan benih ikan secara otomatis, sehingga penghitungan dapat dilakukan dengan waktu yang lebih cepat. Alat tersebut tentunya diharapkan dapat bekerja secara akurat, efisien dan mengurangi kesalahan perhitungan benih ikan bila dibandingkan dengan perhitungan secara manual .
1
phototransistor. Phototransistor merupakan suatu transistor yang peka terhadap tenaga cahaya. Suatu sumber cahaya menghasilkan energi panas, begitu pula dengan spektrum infra merah. Karena spekrum infra mempunyai efek panas yang lebih besar dari cahaya tampak, maka phototransistor lebih peka untuk [6] menangkap radiasi dari sinar infra merah..
1.5 Landasan Teori 1.5.1 Pengertian Mikrokontroler Mikrokontorler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan inpit-output. Mikrokontroler adalah salah satu bagian dasar dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemenelemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang dikerjakan. [3]
1.5.5 LCD (Liquid Cristal Displa) LCD merupakan komponen elektronika yang digunakan untuk menampilkan sesuatu karakter baik berupa angka, huruf, simbol atau karakter tertentu sehingga tampilan tersebut dapat diliahat secara visual. Pada pengembangan embedded, LCD mutlak diperlukan sebagai sumber pemberi informasi utama. LCD dapat berfungsi untuk menampilkan hasil output dari sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada [7] aplikasi mikrokontroler.
1.5.2 Pengertian Arduino Arduino merupakan sebuah platfrom dari physical computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke memori mikrokontroler. Salah satu yang membuat arduino memikat hati banyak orang adalah karena sifatnya yang open source, baik untuk hardware maupun software nya. Secara umum arduino terdiri dari dua bagian yaitu hardware sebagai papan input/output (I/O) dan software arduino yang meliputi IDE untuk menulis program..[4]
1.5.6 Push Button Switch Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian-bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain (suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan star, stop, reset dan saklar untuk emergency). Push Button memiliki kontak NC (Normally close) dan No (Normally open). Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop (memberhentikan) dan kontak NO akan berfumgsi sebagai start (menjalankan) biasanya digunakan pada sistem pengontrol motor-motor induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industri-industri.[8
1.5.3Pengertian Arduino Uno
Arduino uno merupakan salah satu jenis dari arduino yang dilengkapi dengan converter USB serial untuk memungkinkan kompatibilitas antar PC dan system Komunikasi serial processor Atmega328. Arduino uno ini juga dilengkapi dengan beberapa LED untuk menunjukan transmisi serial (TX) dan penerimaan (RX) dan tambahan LED untuk menggunakan proyek elektronika. Strip header di bagian atas papan menyediakan akses untuk sinyal referensi analog, modulasi lebar pulsa (PWM) sinyal, Input/output (I/O), dan komunikasi serial. Strip header di bagian bawah papan memberikan masukan analog untuk sistem analog ke digital (ADC) dan terminal power supply[5]
2 Pembahasan 2.1 Metode Penelitian Alat dan bahan yang digunakan atau yang perlukan untuk rancang bangun alat penghitung benih ikan menggunakan sensor optocoupler berbasis mikrokontroler berupa komponen perangkat lunak dan perangkat keras. Perangkat keras yang digunakan meliputi komponen pembangun mikrokontroler Arduino Uno, sedangkan perangkat lunak yang diperlukan mempunyai kebutuhan sebagai sistem pendukung rancang bangun alat penghitung benh ikan menggunakan sensor optocoupler berbasis mikrokontroler.
1.5.4 Pengertian Optocoupler
Optocoupler adalah suatu piranti yang terdiri dari 2 bagian yaitu transmitter dan receiver, yaitu antara bagian cahaya dengan bagian deteksi sumber cahaya terpisah. Biasanya optocoupler Sensor kecepatan yang banyak digunakan pada pendeteksi kecepatan motor, RPM, pengukur putaran, Tachometer, pembatas kecepatan dll Optocoupler adalah suatu komponen penghubung (coupling) yang bekerja berdasarkan picu cahaya optic. Optocoupler terdiri dari dua bagian yaitu : - Pada transmitter dibangun dari sebuah LED infra merah. Jika dibandingkan dengan menggunakan LED biasa, LED infra merah memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap sinyal tampak. Cahaya yang dipancarkan oleh LED infra merah tidak terlihat oleh mata telanjang. - Pada bagian receiver dibangun dengan dasar komponen
2.2 Perancangan Sistem Dalam membuat Rancang Bangun Alat Penghitung Benih Ikan Menggunakan Sensor Optocoupler Berbasis Mikrokontroler, harus digambarkan terlebih dahulu tentang konfigurasi yang akan diterapkan, hal ini akan sangat membantu dalam perancangan sistem tersebut. Selain itu blok diagram juga akan membantu untuk memahami perancangan sistem yang akan dilakukan. Terdapat memote antarmuka untuk beberapa perangkat, baik LCD maupun sensor sebagai alat pengendali utama berupa mikrokontroler Arduino Uno, dan hal yang perlu diperhatikan adalah masalah waktu dalam melakukan
2
antarmuka pada riap-tiap perangkat oleh mikrokontroler arduino agar tidak terjadi kesalahan dalam pembacaan atau pengendalian perangkat. Pengendali utama berfungsi sebagai inisiator antarmuka, sehingga untuk pembacaan pada sensor yang langsung tertuju ke LCD.
2.2.2 Perancangan Mekanik Sistem mekanik penelitian Rancang Bangun Alat Penghitungan Benih Ikan menggunakan Sensor Optocoupler Berbasis Mikrokontroler ini terdiri dari beberapa komponen yang terkait menjadi satu.
Gambar 3. Blog Diagram Mekanik Perancangan alat mekanik pada alat penghitungan benih ikan ini meliputi beberapa alat mekanik, yaitu terdiri dari sebuah wadah tempat ikan sebelum dihitung dan sesudah dihitung. Sebuah tempat yang didalamnya terdapat jalurjalur untuk melewatnya ikan –ikan yang akan dihitung tersebut
Gambar 1. Blog diagram 2.2.1 Perancangan software Pemrograman perangkat Lunak bertujuan untuk memprogram IC mikrokontroler agar dapat berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Software ini dibuat denganbahasa pemrograman Arduino IDE atau yang sering disebut dengan arduino untuk membuat program pada mikrokontroler. Pemrograman pada mikrokontroler ATMega328 menggunakan bahasa C. Dalam perancangan software ini diperlukan flowchart untuk menentukan alur dan step-step dalam perancangan aplikasi penghitungan ikan. Pada flowchart program ini pin di inisialisasi sesuai dengan pin yang digunakan. Kemudian pin di set sebagai output untuk menjadikan pin yang digunakan untuk output sebagai kendali. Serial membaca input, apakah input yang masuk sesuai dengan yang ditulis diprogram, apabila inputan sesuai dengan yang di program maka pin yang di setup sebagai output tadi menjadi HIGH atau ON apabila input serial tidak sesuai dengan program maka di eksekusi dan serial akan membaca inputan lagi. .
Gambar 4. Desain Mekanik 2.2.3 Perancangan Elektrik Perangkat keras elektronik terdiri dari perancangan antara board arduino uno, sensor, LCD dan dll. Tabel perancangan fungsional dari elektrik dapat dilihat
pada tabel 1. Dibawah ini Tabel 1. Prinsip Kerja Alat Komponen No Tindakan Utama 1 Pengendalian Arduino Uno Infrared 2 Sensor Photodioda 3 Pembacaan LCD
2.2.3.1 Rangkaian Input Sensor ini terdiri dari sebuah transmitter inframerah di satu sisi dan receiver photodiode di sisi lain. Sensor ini memancarkan sinar cahaya inframerah dari satu sisi, sensor dapat mendeteksi ketika objek lewat di antara celah transmitter dan receiver. Memiliki celah vertikel untuk deteksi gerak alternative, mempunyai 5mm.
Gambar 2. Flowchart Program
3
1.
2. Gambar 5. Rangkaian Input Sensor Optocoupler
2.2.3.2 Rangkaian Output LCD dihubungkan ke mikrokontroler yang berfungsi mengirim data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD. Konfigurasi pin LCD adalah menggunkan I2C, ketika menyala rangkaian arduino akan mengirimkan pesan berupa text atau angka yang telah kita buat pada sketch arduino ke LCD melalui pin A6 dan A5 arduino menuju pin SDA dan SCL pada LCD. Pin VCC pada LCD dihubungkan ke pin 5V arduino untuk mencatu tegangan LCD sebesar 5V.
Tabel 2. Pengujian Fungsi Hardware
2.3.1.2. Pengujian Keseluruhan Setalah pengujian hardware berhasil, maka akan dilakukan pengujian keseluruhan dengan kebutuhan fungsional. Alat ang dibuat mempunyai beberapa masukkan dan keluaran sesuai dengan proses dan cara kerjanya. Masukkan utama adalah sensor, dan tombol. Sedangkan untuk keluaran yang dihasilkan adalah LCD. Semua perangkat yang terhubung akan melakukan proses sesuai dengan tugas masing-masing
Gambar 6. Rangkaian Output LCD 2.2.3.3 Rangkaian Input dan Output Rangkaian pengolahan input dan output menggunakan mikrokontroler Arduino Uno. Arduino sebagai pengolahan input dan output mikrokontroler juga sebagai unit penyimpanan
2.3.1.2.1 Pengujian Alat Ujicoba alat penghitungan benih ikan dilakukan dengan beberapa tahap yaitu : 1. Menyiapkan tempat dan peralatan
2.
Gambar 7. Rangkain input dan output
2.3
Setelah coding di upload dan rangkain masih terhubung pada Laptop dengan menggunakan USB maka LCD akan menampilkan karakter yang sudah di atur. Pengujian sensor Optocoupler adalah dengan cara melewatkan ikan kedalam pipa yang sudah dipasang sebuah sensor, setelah ikan melewati pipa maka pembacaan data dari sensor akan dikeluarkan lewat LCD berupa angka atau tulisan.
Persiapan alat penghitung benih ikan
Hasil dan Pembahasan
2.3.1 Hasil Penelitian dan Analisa Pengujian rangkain mikrokontroler dapat dilakukan apa bila seluruh rangkaian elektronik seperti LCD (Liquid Crystal Display), dan Sensor Optocoupler sudah terpasang dengan benar dan file program telah di upload kedalam memori mikrokontroler ATMega328
3. Menyiapkan benih ikan
2.3.1.1. Pengujian Fungsional Hardware Pengujian hardware dilakukan dengan sebagai berikut : 4
4.
Berdasarkan Gambar 6. Grafik Persentase maka dapat disimpulkan bahwa : 1. Berdasarkan penghitungan benih ikan yang peneliti dilakukan maka penghitungan lebih cocok di antara 400 sampai 800, karena persentase nya yang lumayan kecil. 2. Pada percobaan yang saya lakukan penghitungan persentase eror tertinggi adalah pada percobaan jumlah benih ikan 50 dengan persentase eror 2,4 % dan terendah adalah percobaan jumlah benih ikan 10, karena pada percobaan 10 tidak ada kesalahan atau persentase eror nya 0 %.
Pencatatan hasil pembacaan alat penghitung benih ikan
2.3.2 Hasil Pengujian Secara sistem, alat sudah dapat bekerja seperti yang diharapkan. Sensor sudah dapat mendeteksi ikan dan sistem dapat menampilkan LCD.
3. Penutup 3.1 Kesimpulan Dari keseluruhan proses “Rancang Bangun Alat Penghitung Benih Ikan Menggunakan Sensor Optocoupler Berbasis Mikrokontroler” dapat disimpulkan bahwa : 1. Berdasarkan pengujian yang dilakukan tingkat keakuratan alat penghitung ikan otomatis ini adalah 97,6 % 2. Persentase eror hasil pembacaan alat masih sebesar diantara 0 – 2,4% 3. Ikan harus dimasukan ke dalam alat penghitung ikan secara bertahap 4. Sistem minimum Arduino Uno dapat berfungsi sebagai pengendali utama pada rangkaian mikrokontroller penghitungan benih ikan. 5. Alat penghitungan benih ikan ini telah berhasil dibuat menggunakan sensor optocoupler sebagai media untuk mendeteksi ikan 6. LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler 7. Hasil pengamatan menunjukan bahwa kapasitas dan tingkat akurasi penghitungan alat penghitungan benih ikan ini sudah bisa memenuhi kapasitas dan tingkat akurasi penghitungan sudah cukup akurat.
Tabel 3. Hasil Membaca Alat
Setelah dilakukan penghitungan benih ikan dengan alat didapatkan table persentase eror. Penghitungan rumus persentase eror menggunakan rumus
Tabel 4. Persentase Eror
3.2 Saran 1. Jika di inginkan penyempurnaan alat untuk fungsi optimal dapat dilakukan dengan membuat alat mekanik yang cukup besar dengan biaya yang cukup tinggi. 2. Pengujian terhadap variasi jumlah benih ikan yang lebih besar perlu dilakukan agar dapat diketahui batas akurasi terbaik dan kapasitas alat 3. Kedepannya agar alat ini dapat dikembangkan dan benar-benar diterapkan pada pengelola.
Setelah mengetahui persentase rata-rata eror maka kita bisa melihat grafik persentasi dibawah ini
Daftar Pustaka [1] Anang Susilo Utomo. Perencanaan dan Pembuatan Alat Penghitung Jumlah Benih Ikan Menggunakan Mikrokontroler. Skripsi 2008
Gambar 8. Grafik persentase
5
[2]
[3]
[4] [5]
[6]
[7] [8]
Sigit Nur Sholeh. Alat Pengontrol Suhu, Kadar Oksigen, dan Ph Air pada Kolam Pembenihan Ikan Lele Berbasis Mikrokontroler Atmega16. Penelitian 2011 Syahwil, Muhammad 2013. Panduan Mudah Simulasi dan Praktek Mikrokontroler Arduino. Yogyakarta : Andi. Banzi, Massimo. 2009. Getting Started with Arduino. London : O’Reilli Media Barret, Steven F. 2012. Arduino Microcontroller: Processing For Eveyone. London : Morgan & Claypool Publishers. Anonim, 21 desember 2015.[online].Sensor Putaran Dari Opto Coupler Model U. Tersedia di: http://ebelajarelektronika.com/sensorputaran-dari-opto-couplermodel-u/.Diakses pada tanggal http://kl801.ilearning.me/2015/05/03/pelajaritentang-lcd-2x16-character-8/ Irfan. 15 Juli 2012. Push Button. http.//soulful89.wordpress.com/2011/09/24/pus h-button/.
Biodata penulis Wahyu Jamaludin, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.kom), Program Studi Informatika Universitas AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2017 Sudarmawan, Memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T), Jurusan Teknik Elektro UGM Yogyakarta, lulus tahun 1998. Memperoleh gelar Magister Teknik (M.T) Program Pasca Sarjana Teknik Elektro UGM Yogyakarta, Lulus tahun 2006. Saat ini menjadi Dosen di Universitas AMIKOM Yogyakarta.
6
