PERANCANGAN ROBOT PENCAPIT UNTUK PENYOTIR BARANG BERDASARKAN WARNA LED RGB DENGAN DISPLAY LCD

## BERBASIS ARDUINO UNO
Fina Supegina 1 , Dede Sukindar 2 1,2 Jurusan Elektro, Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kebun Jeruk - Jakarta Barat. Telepon: 021-5857722 (hunting), 5840816 ext.2600 Fax: 021-5857733 Email: fina.supegina@mercubuana.ac.id
Abstrak -  Pada rancangan penelitian ini dibuat sebuah robot yang dapat mengenali benda berdasarkan warna dan  ditampilkan  pada LCD  dengan menggunakan  mikrokontroler berbasis arduino uno. Robot akan mengelompokkan barang (box) yang sejenis secara otomatis. Robot ini mendekteksi  6  macam warna  yaitu merah  muda, hijau, biru, orange, hitam dan putih. Warna-warna tersebut dideteksi
dengan menggunakan  sensor  warna  yang memiliki output frekuensi, besar frekuensi yang dihasilkan tergantung dari panjang gelombang warna objek dan Intensitas cahayanya. Sedangkan sebagai pusat kendalinya menggunakan  mikrokontroler berbasis arduino uno yang diprogram menggunakan bahasa C.
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa Robot ini dapat berjalan dengan baik
pada  saat  membaca  warna  box  dan menempatkan box tersebut sesuai dengan tempatnya serta warna tersebut ditampilkan pada LCD dan manfaat penggunaan robot dalam penyortiran  akan  lebih  efisien  dan efektif.
Kata  kunci : RGB  Led,  Arduino, bahasa C, LCD, Micro Servo dan Standard Servo.

## PENDAHULUAN
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi  dewasa  ini berkembang begitu  pesat.  Hal ini terlihat  dari inovasi  yang  dihasilkan  dan terjadinya  interaksi  sosial  antara teknologi tersebut dengan kehidupan masyarakat yang menyebabkan teknologi  merupakan  salah  satu bagian  dari kehidupan masyarakat. Munculnya teknologi merupakan salah  satu  tuntutan  dan  kebutuhan dari   manusia    yang   menginginkan
kemudahan dalam kehidupannya.
Perkembangan  teknologi  mengalami banyak  evolusi salah  satunya  yaitu teknologi robotika.
Pada  dasarnya,  Robot merupakan piranti mekanik elektrik atau elektronika  yang  bekerja  secara otomatis  dapat  bekerja sendiri  tanpa pengendalian dari luar. Sementara itu dalam arti  luas  robot  berarti  suatu sistem  yang  terdiri  dari  mekanisme mekanik yang memiliki suatu kontrol elektris untuk  melaksanakan  tugas tertentu.  Dalam perkembangannya, robot  mulai  digunakan  dalam segala bidang tak terkecuali pada industri dalam pelaksanaan produksinya.
Dengan  menggunakan robot  dalam kegiatan produksi, proses produksi akan  lebih  efisien dan efektif. Robot juga  memiliki tingkat  ketelitian yang tinggi jika  dibandingkan  dengan tenaga manusia.
Dalam penelitian  ini  peneliti membuat   sebuah   prototipe   robot yang dapat mengenali benda berdasarkan warna dan ditampilkan pada LCD dengan menggunakan mikrokontroler  berbasis arduino  uno. Robot ini dibangun untuk mempermudah  kerja  manusia  dalam
melakukan          tugasnya         dalam menyortir barang.

## Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, rumusan  masalah dalam penelitian ini adalah :
1.  Bagaimana       cara       membuat sebuah prototipe berupa robot pencapit penyortir       barang berdasarkan warna barang.
2.  Bagaimana    membuat    struktur mekanik sebuah pencapit robot.

## Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari perancangan sistem dan penelitian ini  adalah sebagai berikut :
1. Mengurangi     peran     manusia dalam pengelompokan  atau  sortir barang dengan      alat      sortir sehingga   dapat     meminimalisir pengaruh inkonsistensi  manusia dalam aktivitas tersebut.
2. Aktivitas       menyortir       dan mengelompokan  barang dapat dilakukan secara  otomatis  dan lebih cepat.

## LANDASAN TEORI
LDR (Light Dependent Resistor)
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)  adalah  resistor yang besar resistansi-nya bergantung
terhadap  intensitas cahaya yang menyelimuti permukaannya.  LDR merupakan suatu komponen elektronik jenis resistor yang merupakan  salah  satu  sensor cahaya yang    dapat    mengubah  besaran cahaya  yang  diterima    menjadi besaran listrik  dimana resistansinya berubah-ubah tergantung pada intensitas  cahaya.  LDR  terbuat  dari semikonduktor resistensi  tinggi  yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya.
Gambar 1. Simbol dan fisik sensor cahaya LDR
RGB LED Common Cathode
LED adalah singkatan dari Light Emitting Dioda, merupakan
komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya, LED RGB adalah LED yang  berisikan  tiga warna  yang terintegrasi menjadi satu lampu LED. LED  RGB  mengandung warna RED (merah),  GREEN  (hijau),  dan  BLUE (biru).
Gambar 2. RGB Led

## Arduino Uno
Arduino uno  adalah  sebuah  board mikrokontroller yang berbasis ATmega328.    Arduino  memiliki    14 pin  input/output  yang  mana  6  pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz,  koneksi  USB,  jack  power, kepala  ICSP, dan  tombol  reset.
Arduino mampu men- support mikrokontroller;  dapat dikoneksikan dengan    komputer  menggunakan kabel USB.

## Gambar 3. Arduino Uno Motor Servo
Motor  servo   adalah    sebuah motor dengan sistem closed feedback di  mana  posisi  dari motor  akan diinformasikan  kembali ke  rangkaian kontrol  yang  ada  di dalam motor servo.  Motor  ini  terdiri  dari  sebuah
motor, serangkaian gear, potensiometer  dan  rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan  batas sudut  dari putaran servo.  Sedangkan sudut  dari sumbu motor  servo  diatur  berdasarkan  lebar pulsa   yang   dikirim   melalui   kaki sinyal   dari   kabel   motor.   Tampak pada  gambar  dengan  pulsa  1.5 mS pada    periode    selebar    2  mS    maka sudut  dari sumbu  motor akan  berada pada  posisi  tengah.  Semakin  lebar pulsa  OFF  maka  akan  semakin  besar gerakan  sumbu  ke  arah  jarum  jam dan  semakin  kecil  pulsa  OFF  maka akan  semakin  besar  gerakan  sumbu ke arah yang berlawanan dengan jarum jam.
Motor servo  biasanya  hanya bergerak   mencapai   sudut   tertentu saja dan tidak kontinyu seperti motor DC  maupun  motor stepper.  Walau demikian, untuk beberapa keperluan tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak kontinyu. Pada robot, motor ini sering digunakan  untuk  bagian  kaki,  lengan atau bagian bagian lain yang mempunyai  gerakan terbatas  dan membutuhkan torsi cukup besar.
Motor  servo  adalah  motor  yang mampu  bekerja  dua  arah  (CW  dan
CCW) dimana arah  dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan hanya dengan memberikan  pengaturan duty  cycle sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya.    Motor   Servo   tampak pada gambar 4.
Gambar 4. Motor Servo LCD (Liquid Crystal Display)
LCD  (Liquid  Crystal Display) adalah  suatu  jenis  media  tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai  penampil utama.  LCD  bisa memunculkan  gambar atau  tulisan dikarenakan  terdapat  banyak sekali titik  cahaya  (piksel)  yang terdiri  dari satu buah kristal cair sebagai sebuah titik  cahaya.  Walau  disebut sebagai titik  cahaya,  namun kristal  cair  ini tidak  memancarkan cahaya  sendiri. Sumber  cahaya  di  dalam sebuah perangkat  LCD  adalah  lampu neon berwarna  putih  di  bagian belakang susunan kristal cair tadi.
Titik  cahaya yang jumlahnya puluhan  ribu  bahkan jutaan  inilah yang    membentuk    tampilan    citra.
Kutub kristal  cair  yang  dilewati  arus listrik  akan berubah  karena  pengaruh polarisasi  medan  magnetik  yang timbul   dan   oleh   karenanya   akan hanya  membiarkan beberapa warna diteruskan  sedangkan  warna lainnya tersaring.
Gambar 5. LCD 16x2

## PERANCANGAN SISTEM Blok Diagram Rangkaian
Diagram blok rangkaian
merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan peralatan  elektronik, karena dari
diagram blok  dapat  diketahui  prinsip kerja secara keseluruhan dari rangkaian elektronik yang  dibuat. Sehingga  keseluruhan blok  dari  alat yang dibuat dapat membentuk suatu sistem  yang  dapat  difungsikan  atau sistem yang  bekerja  sesuai  dengan perancangan. Keseluruhan dari diagram blok  dari  alat yang  dibuat dapat  dilihat  pada Gambar  3.1 dibawah ini
Gambar       6.       Diagram       Blok Rangkaian
Rangkaian Power Supply
Rangkaian  Power  Supply      ini berfungsi  untuk  mengubah tegangan AC    menjadi  Tegangan  DC. Rangkaian       ini       adalah alternatif pengganti  dari  sumber tegangan  DC Bagian      Penurun      Tegangan yang berfungsi  untuk   menurunkan tegangan  AC  220 Volt  menjadi tegangan  yang  lebih  kecil,  misalnya 3  volt,  4,5  volt,  6  volt,  7,5  volt,  9 volt, atau 12 volt.

## Gambar 7. Rangakain Dasar Catu Daya Sistem Switching
3.2. Rangkaian Sensor Warna
Sensor warna  terdiri  dari  dua komponen inti yaitu RGB LED dan LDR.  Untuk  meningkatkan  akurasi peneraannya,  sensor warna  yang mengandung  LDR  ini  harus  berada
ditempat  tertutup  agar  terhindar  dari pengaruh    cahaya    dari  luar. Rangkaian  Selengkapnya  dapat dilihat dari gambar berikut :
Gambar    8.    Rangkaian    Sensor Warna
Aplikasi  Kontrol  Arduino  Dengan
LCD 1602A
LCD 1602A berfungsi sebagai display untuk menampilkan karakter huruf/angka dari hasil pembacaan objek warna melalui sensor warna.
Dimana LCD ini dihubungkan ke Arduino Uno, skema rangkaian selengkapnya dapat dilihat pada gambar berikut
Gambar 9. Wiring Rangkaian LCD 1602A dengan Arduino Aplikasi Kontrol  Arduino  dengan Motor Servo    Sebagai    Pencapit Robot Lengan     robot/pencapit     robot yang  dibuat  dalam  proyek  ini  terdiri
dari satu Micro Servo  yang berfungsi membuka  dan  menutup capit, satu mikro servo yang berfungsi menggerakkan  sikut  naik turun,  dan satu  standard servo yang berfungsi menggerakkan  lengan  ke  kiri dan  ke kanan.  Untuk lebih  jelasnya  dapat dilihat pada Gambar berikut :
Gambar 10. Wiring Rangkaian Arduino dengan Motor Sevo PENGUJIAN     DAN     ANALISA ALAT
Setelah proses perancangan selesai,  maka  dalam bab  ini  akan diungkapkan dan diuraikan  mengenai persiapan komponen dan peralatan yang  dipergunakan,  serta  langkah- langkah praktek, kemudian menyiapkan  data  hasil pengujian. Pelaksanaan   pendataan menggunakan sebuah rangkaian  dan dilakukan     secara     berulang-ulang
supaya  dihasilkan  data  yang  benar- benar tepat.
Gambar 11. Hasil Rancangan Alat Pengujian   Modul   Sensor   Warna Dengan Arduino UNO
Pengujian ini  bertujuan  untuk mengetahui  hasil  nilai  kalibrasi warna dari sensor warna dalam pembacaan  warna.  Pengujian ini dilakukan  dengan  memberikan power 5V pada modul sensor warna yang kemudian dihubungkan dengan mikrokontroler Arduino Uno. Data yang dihasilkan akan dijadikan sebagai acuan untuk membedakan warna. Warna yang diuji ada 6 warna yaitu   biru,   orange,   hijau,   putih, merah  muda  ( pink )  dan hitam.  Hasil nilai  kalibrasi  diambil  dari  nilai rata- rata yang dihasilkan.
Pengujian  Arduino   UNO  dengan LCD
Pengujian ini  bertujuan  untuk memperlihatkan bagaimana LCD ( Liquid Crystal Display ) dapat
menampilkan     output     pembacaan
warna dengan benar. Pengujian yang pertama    adalah  menampilkan karakter  warna biru dan keterangan cawan yang akan ditempati, dapat dilihat dari gambar berikut
Gambar 12. Display LCD

## Pengujian Sistem Keseluruhan
Tujuan dari pengujian sistem secara keseluruhan adalah untuk mengetahui bagaimana  cara robot penyortir barang berdasarkan warna bekerja.  Pengujian dilakukan  dengan menjalankan fungsi alat secara keseluruhan. Fungsi yang pertama sensor  mendeteksi warna pada box, kedua LCD  menampilkan karakter sesuai  warna  yang terditeksi,  ketiga pencapit  bergerak  ke arah  sensor dimana box itu ditempatkan  dan keempat pencapit dapat  mengangkat box yang berwarna dan mengarahkannya ke cawan sesuai dengan tempatnya  atau warna box tersebut. Seperti pada gambar dibawah ini :
Gambar 13. Uji Alat Keseluruhan

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa, perancangan dan implementasi yang telah dilakukan, maka  kesimpulan yang didapat adalah sebagai berikut :
1.  Pengelompokan      atau      sortir
barang  yang    dilakukan    oleh robot pencapit penyortir lebih konsisten, tidak         banyak
dipengaruhi faktor     eksternal seperti halnya manusia.
2.  Waktu   yang   dibutuhkan   dalam proses pengelompokan      atau sortir barang relative lebih cepat dibandingkan
dengan pengelompokan yang dilakukan secara manual.
Saran
Dari hasil beberapa analisis dan implementasi  yang  dilakukan, adapun saran dari peneliti adalah sebagai berikut :
1.  Penambahan    fitur    monitoring dapat dilakukan         dengan menambahkan   interface   visual
dalam  robot  pencapit  penyortir ini seperti dapat menghitung jumlah barang yang disortir.
2.  Perlu  dilakukan  perbaikan  pada sensor  warna  untuk  mereduksi noise cahaya lebih dari luar pada LDR (Light         Dependent
Resistor).
3.  Pengembangan           selanjutnya dapat dilakukan         dengan menambahkan  sensor  ukuran dan sensor      beban      untuk menambah  fungsionalitas dan implementasi   yang   lebih   luas dari robot yang telah dibuat.

## DAFTAR PUSTAKA
1.    McRoberts,          Michael.,2010.
Beginning Arduino .United States of America : Apress
2.  Kadir,    Abdul.,2013. Panduan Praktis  Mempelajari    Aplikasi
Mikrokontroler Dan Pemrogramannnya
Menggunakan Arduino .
Yogyakarta : Andi Publisher 3.  Ardimansyah,    Iqbal    M.,    dan Bagenda, Nurdin Dadan., 2013. “ Prototipe Alat Sortir Bola Berdasarkan Perbedaan Warna Menggunakan  Led    RGB    dan LDR Berbasis Mikrokontroler ”.
Bandung : STMIK LPKIA.
4.  Yudhanto.Sigit,  2011,  “ Rancang Bangun Lengan          Robot Pemindah Barang      Berbasis Mikrokontroller ATMega16”,
Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya.
5.  Nalwan.    Andi.    Paulus,    2013,
“ Aplikasi Penggerak Lengan Robot dalam      memindahkan barang    pada      sistem      roda berjalan”,
Delta
Elektronik, Jakarta.
6.  Wijaya.   Andri,   2009, “   Studi Mobile Robot Pemindah Barang Berdasarkan Warnanya Berbasis Mikrokontroler AT89S52” , Teknik Elektro,
Universitas Indonesia, Depok.
7.    Irawan.    Pudyastowo,    Bingar.
Dkk, 2012, “ Rancang Bangun
Robot  Pemindah  Barang Dengan Sistem Kontrol Berbasis Mikrokontroler”, Teknik Mesin,
Politeknik Negeri Semarang,
Semarang.
8.  Prakoso.    Dwi.    Damar,    2013,
“ prototype Sensor Warna Pada
Robot Pemindah         Objek Menggunakan DT-Sense Color Sensor Berbasis Mikrikontroler”, Sistem
Komputer,                  Universitas Gunadarma, Depok.
9.  Cahyono.    Dwi.    Beny,    2012,
“Rancang BangunLengan Robot Pemindah Barang      Dengan Mikrokontroler  Atmega     8535 dan Sensor Warna TSL230”, Teknik  Informatika,     Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer, Yogyakarta. 10.  M, Zain, 2013, “Proyek Arduino Robot Sederhana      Penyortir
Warna”,
http://zainms.blogspot.com/2013 /03/proyek-robot-sederhana , diakses   tanggal   28   November
2013.