Projek Akhir ~ Teknik Komputer B 2015 Politeknik Aceh Selatan

PROPOSAL PROYEK AKHIR

ALAT PENGHITUNG JUMLAH DAN BERAT IKAN SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DAN SENSOR LOAD CELL BERBASIS ARDUINO

Diusulkan oleh

PUTRA ANDISWAN

1501040

PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER

POLITEKNIK ACEH SELATAN

2018

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perikanan dan perdagangan ikan di Indonesia merupakan salah satu kegiatan ekonomi yang penting diantara kegiatan ekonomi lainnya. Kegiatan perikanan/produksi harus diimbangi oleh pengembangan teknologi tepat guna yang dibutuhkan untuk meningkatkan dan mendukung pemasaran produksi hasil perikanan.

Para petani ikan umumnya memasarkan ikan berdasarkan banyaknya yang akan dibeli konsumen. Cara menghitung jumlah dan berat ikan yang dilakukan oleh nelayan saat ini masih dilakukan dengan cara manual. Perhitungan dan penimbangan dilakukan dengan mengambil satu persatu menggunakan tangan dan tanpa mengetahui ukuran besar dari ikan tersebut. Cara ini tentu memerlukan waktu yang cukup lama, terutama jika pembeli membili ikannya terlalu banyak. Kondisi ini memberi ide pada penulis untuk membuat alat penghitung jumlah dan berat ikan otomatis sehingga penghitungan dapat bekerja secara lebih cepat, akurat dan efisien bila dibandingkan dengan perhitungan secara manual.

Penelitian ini menghusukan pada pembuat alat penghitung jumlah dan ikan yang dibuat berbasis Mikrokontroller Arduino. Pemilihan Arduino ini berdasarkan karena mudahnya mendapatkan Arduino tersebut di pasaran. Selain itu Arduino harganya yang sangat terjangkau dan mempunyai spesifikasi yang mampu untuk alat penghitung ikan otomatis.

1.2 Perumusan Masalah

Rumusan masalah dari penelitian ini adalah nelayan masih menghitung jumlah dan berat ikan dengan cara manual dan tidak ada pendataan ikan yang tepat, jadi setiap nelayan mengambil ikan dalam jumlah banyak ataupun sedikit pemerintah atau orang dipelabuhan tidak tahu bahwa ada berapa jumlah ikan yg di tangkap dan berapa berat dari ikan tersebut.

1.3 Batasan Masalah

Karena keterbatasan waktu dan pengetahuan penulis, maka ruang lingkup permasaalahan dalam merancang alat penghitung jumlah dan berat ikan otomatis ini antara lain:

1. Sensor Ultrasonik hanya berfungsi sebagai pendeteksi jumlah dari ikan yang dilewatkan diatas conveyor.

2. Sensor Load Cell befungsi untuk mendeteksi berat ikan yang dilewatkan di atas conveyor.

3. Arduino untuk mengontrol kedua sensor dari Ultrasonic dan Sensor Load Cell untuk mengeluarkan output ke monitor.

4. Conveyor memakai motor DC dengan tegangan 12 Volt.

5. Komputer sebagai alat monitoring.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah membangun prototype alat penghitung jumlah dan berat ikan secara otomatis menggunakan sensor Ultrasonic dan Sensor Load Cell berbasis Arduino sebagai penghitung jumlah dan berat ikan.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari perancangan ini adalah agar dapat memudahkan nelayan dalam menghitung jumlah dan berat ikan secara cepat dan efisien.

1.6 Sistematika Penulisan

Pembahasan dalam tugas akhir ini dilakukan menurut sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN, menguraikan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, manfaat penelitian, tujuan penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI, menguraikan tentang dasar teori sensor ultrasonic, sensor load cell, arduino, motor dc, conveyor, monitor.

BAB III METODELOGI PENELITIAN, berisikan tentang metode penelitian, bahan dan alat penelitian perancangan perangkat keras, perancangan program, dan implementasi hardware dan software.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN, berisikan uraian hasil penelitian dan pembahasan hasil penelitian.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN, berisikan kesimpulan secara keseluruhan dan saran yang dapat diberikan untuk pengembangan selanjutnya.

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Sensor Ultrasonic

Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).

Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor, kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul diterima.

Gambar 2.1 Sensor Ultrasonic

2.2 Sensor Load Cell

Sensor Load Cell merupakan sensor yang dirancang untuk mendeteksi tekanan atau berat sebuah beban, sensor load cell umumnya digunakan sebagai komponen utama pada sistem timbangan digital dan dapat diaplikasikan pada jembatan timbangan yang berfungsi untuk menimbang berat dari truk pengangkut bahan baku, pengukur yang dilakukan oleh Load Cell menggunakan prinsip tekanan.

Gambar 2.2 Bentuk fisik Load Cell

Keterangan Gambar:

1. Kabel merah adalah input tegangan sensor

2. Kabel hitam adalah input ground sensor

3. Kabel hijau adalah output positif sensor

4. Kabel putih adalah output ground sensor

2.1.2 Prinsip Kerja Sensor Berat (Load Cell)

Selama proses penimbangan akan mengakibatkan reaksi reaksi terhadap elemen logam pada load cell yang mengakibatkan gaya secara elastis. Gaya yang ditimbulkan oleh regaan ini dikonversikan ke dalam sinyal elektrik oleh strain gauge (pengukur regangan) yang terpasang pada load cell. Prinsip kerja load cell berdasarkan rangkaian jembatan Wheatstonel dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 2.3 Rangkaian Jembatan Wheatstone tanpa beban

2.3 Arduino

Arduino merupakan papan mikrokontroler yang berbasis ATmega 328P. Mempunyai 14 digital input/output yang 6 pin bisa digunakan sebagai keluaran PWM, 6 analog input, 16 MHz osilator Kristal, penghubung USB, power jack, ICSP header dan tombol reset. Bagian ini sangat dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler. Contoh menghubungkan arduino ke komputer dengan kabel USB atau memberikan tegangan AC ke DC adaptor atau baterai untuk memulainya. Perbedaan mendasar dari sebelumnya adalah tidak menggunakan chip FTDI dan sebagai gantinya menggunakan Atmega8U2 yang diprogram sebagai converter USB-to-serial. Perubahan ini cukup membantu dalam instalasi software Arduino.

Gambar 2.4 Arduino

2.4 Motor DC

Motor arus searah atau motor Dc adalah mesin yang merubah energi arus searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. Hampir pada semua prinsip pengoperasiannya motor arus searah sangat identik dengan generator arus searah. Berdasarkan fisiknya motro arus searah secara umum terdiri atas bagian yang diam dan bagian yang berputar. Pada bagian yang diam (stator) merupakan tempat diletakkan kumparan medan yang berfungsi untuk menghasilkan fluks magnet sedangkan bagian yang berputar (rotor) ditempati oleh rangkaian jangkar seperti kumparan jangkar, komutator dan sikat. Motor arus searah bekerja berdasarkan prinsip interaksi antara dua fluks magnetik. Dimana kumparan medan akan menghasilkan fluksi magnet yang arahnya dari kutub utara menuju selatan dan kumparan jangkar akan menghasilkan fluksi magnet ini menimbulkan suatu gaya.

Penggunaan motor searah ini akhir-akhir ini mengalami banyak perkembangan khususnya pemakaiannya sebagai motor penggerak. Motor arus searah digunakan secara luas pada berbagai motor penggerak dan pengangkutan dengan kecepatan yang bervariasi yang membutuhkan respon dinamis dan keadaan steady-state. Motor arus searah mempunyai pengaturan yang sangat mudah dilakukan dalah berbagai kecepatan dan beban yang bervariasi, itu sebabnya digunakan pada aplikasi tersebut. Pengaturan kecepatan pada motor arus searah dapat dilakukan dengan memperbesar atau memperkecil arus yang mengalir pada jangkar menggunakan sebuah tahanan.

Gambar 2.5 Motor Dc

Gambar 2.6 Prinsip kerja Motor dc

Gambar diatas merupakan gambaran dari prinsip kerja motor dc. Berdasarkan gambar diatas kedua kutub stator dibelitkan dengan konduktor - konduktor sehingga membentuk kumparan yang dinamakan kumparan stator atau kumparan medan. Misalkan kumparan medan tersebut dihubungkan dengan satu sumber tegangan, maka pada kumparan medan itu akan mengaliri arus medan (If). Kumparan medan yang dialiri arus ini akan menimbulkan fluksi utama yang dinamakan fluksi stator. Fluksi ini merupakan medan magnet yang arahnya dari kutub utara menuju kutub selatan (hal ini dapat dilihat dengan adanya garis - garis fluksi). Apabila pada kumparan jangkar mengaliri arus yakni arus jangkar, maka dari hokum Lorenzt kita ketahui bahwa apabila sebuah konduktor yang dialiri arus ditempatkan pada sebuah medan magnet maka pada konduktor tersebut akan timbul gaya, maka demikian pula pada kumparan jangkar.

Besar gaya ini bergantung dari besarnya arus yang mengalir pada kumparan jangkar (Ia), kerapatan fluksi (B) dari kedua kutub dan panjang jangkar (I). semakin besar fluksi yang terimbas pada kumparan jangkar maka arus yang mengalir pada kumparan jangkar juga besar, dengan demikian gaya yang terjadi pada konduktor juga semakin besar.

Bila kumparan dari motor berputar dalam medan magnet dan memotong fluksi utama maka sesuai dengan hukum induksi elektromagnetis maka pada kumparan jangkar akan timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi yang arahnya sesuai dengan kaidah tangan kanan, dimana arahnya berlawanan dengan tegangan yang diberikan kepada jangkar atau tegangan terminal (Zulhal, 1998). Karakteristik yang dimiliki suatu motor dc dapat digambarkan melalui kurva daya dan kurva torsi/kecepatanya, dari kurva tersebut dapat dianalisa batasan - batasan kerja dari motor serta daerah kerja optimum dari motor tersebut.

2.6 Conveyor

Conveyor adalah suatu sistem mekanik yang mempunyai fungsi memindahkan barang dari suatu tempat ke tempat yang lain. Conveyor banyak dipakai di industri untuk transportasi barang yang jumlahnya sangat banyak dan berkelanjutan.

Dalam kondisi tertentu, conveyor banyak dipakai karena mempunyai nilai ekonomis dibanding transportasi berat seperti truk dan mobil pengangkut. Conveyor dapat memobilisasi barang dalam jumlah banyak dan kontinyu dari suatu tempat ke tempat lain. Perpindahan tempat tersebut harus mempunyai lokasi yang tetap agar sistem conveyor mempunyai nilai ekonomis. Kelamahan sistem ini adalah tidak mempunyai fleksibilitas saat lokasi barang yang dimobilisasi tidak tetap dan jumlah barang yang masuk tidak kontinyu.

Conveyor mempunyai berbagai jenis yang disesuaikan dengan karakteristik barang yang diangkut. Jenis-jenis conveyor tersebut antara lain Apron, Flight, Pivot, Overhead, Loadpropeling, Car, Bucket, Screw, Roller, Vibrating, Pneumatic dan Hydraulic. Disini akan dibahas satu jenis conveyor yaitu Roller Conveyor.

Gambar 2.7 Conveyor

2.7 Monitor

Monitor adalah perangkat keras yang digunakan sebagai alat output data secara grafis pada sebuah CPU, monitor juga kerap disebut sebagai layar tampilan komputer. Monitor merupakan salah satu perangkat keras (Hardware) yang digunakan sebagai penampilan output video dari pada sebuah CPU, dan kegunaannya tersebut tidak dapat dipisahkan dalam pemakaian suatu komputer, sehingga dikarenakan monitor itu sebagai penampilan gambar maka tentunya komputer sangat sulit digunakan dan bahkan sama sekali tidak dapat digunakan tanpa menggunakan monitor. Monitor disebut juga dengan VDU (Visual Display Unit). Monitor berfungsi sebagai Output dari memori komputer atau central processing unit berupa biner. Ini harus diubah menjadi bahasa manusia dan ditampilkan kemonitor sehingga bisa dibaca oleh pengguna. Semua monitor memiliki jenis resolusi yang digunakan untuk menampilkan gambar. Ukuran inci LCD memberitahu apa jenis resolusi yang tersedia. Sebuah layar monitor 17-inci dapat memiliki resolusi 1024×768, sedangkan layar 20-inci akan memiliki 1600×1200. Jumlah dalam inci adalah ukuran layar monitor diagonal, sementara resolusi adalah lebar pixel dengan tinggi piel. Meskipun laptop memiliki built-in monitor, beberapa laptop tersedia dengan port S-Video, yang memungkinkan kabel S-Video untuk plug ke televisi tertentu. Ketika televisi berubah ke input yang tepat, akan bertindak sebagai cloning.

Gambar 2.8 Monitor

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Rancangan Alat

Dalam merancang alat penghitung ikan otomatis ini sistemnya diimplementasikan menggunakan Arduino dan perangkat keras prototipe dirancang menggunakan perangkat keras dan perangkat lunak. Data dalam program ini dideteksi oleh sensor Ultrasonic dan sensor Load Cell kemudian diolah menggunakan Arduino melalui antarmuka lalu diberikan kepada monitor.

Desain alat ini terdiri dari tiga komponen penting yaitu Arduino, Ultrasonic, Load Cell dan monitor. Arduino berfungsi sebagai input untuk program desain dan output untuk sensor Ultrasonic dan Load Cell yang menyediakan waktu set yang diperlukan dan rotasi motor dc lalu di berikan output ke layar monitor.

Adapun komponen-komponennya adalah:

1. Arduino

2. Sensor Ultrasonic

3. Sensor Load Cell

4. Monitor

5. Kabel Jumper

6. PC

Untuk sensor ultrasonik sebagai pendeteksi ikan yang ditempatkan di atas samping conveyor sensor ultrasonik untuk bekerja sebagai penghitung jumlah ikan dan Load cell yang diletakkan di bawah conveyor bekerja untuk menghitung berat ikan. Sedangkan Arduino disambungkan ke Sensor Ultrasonik, Sensor Load Cell dan monitor. Sistem kerja secara umum dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Secasa Umum

3.2 Cara Kerja Alat

Dalam alat tersebut ditanam mikro sensor berupa ultrasonik sebagai pemindai jarak. Tetapi walaupun hanya sekadar menghitung jarak alat ini bisa membuat satu algoritma yang tidak hanya menghitung jarak bahkan bisa menghitung jumlah ikan hasil tangkapan para nelayan. Sehingga perspektifnya semakin luas, kemudian sensor Load Cell yang berungsi sebagai menghitung berat ikan yang di letakkan di atas conveyor, kedua sensor tersebut dihubungkan ke arduino sebagai pengatur dari semua program. Intinya dengan alat penghitung jumlah dan berat ikan cecara otomatis ini setiap para nelayan akan memiliki keefektifan waktu. Pasalnya, alat ini akan memangkas waktu penjualan ikan menjadi lebih cepat.

3.3 Flowchart Perancangan Kerja Alat

Tidak

Gambar 3.1 Flowchart perancangan kerja Alat

Dari perancangan Flowchart di atas menjelaskan kerja alat dimulai dengan meletakkan ikan di atas conveyor yang sedang berjalan kemudian data ikan tersebut di deteksi dan dihitung mulai dari jumlah dan berat ikan oleh sensor ultrasonic dan sensor Load Cell, lalu setelah disensor data tersebut dikirim ke Arduino dan di outputkan atau ditampilkan ke layar Monitor, jika hasil tersebut tidak tampil atau tidak terdeteksi maka proses tersebut akan di ulang kembali.

DAFTAR PUSTAKA