TUGAS AKHIR LEMARI PENYIMPANAN BERBICARA BERBASIS … · 2020. 1. 27. · TUGAS AKHIR LEMARI PENYIMPANAN BERBICARA BERBASIS MIKROKONTROLLER Diajukan untuk memenuhi salah syarat Memperoleh

TUGAS AKHIR

LEMARI PENYIMPANAN BERBICARA BERBASIS

MIKROKONTROLLER

Diajukan untuk memenuhi salah syarat

Memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Disusun Oleh:

Dirga

NIM :125114022

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

FINAL PROJECT

TALKING CABINETS USING

MICROCONTROLLER

In a partial fulfilment of requirement

For the degree of Sarjana Teknik

Departement of Electrical Engineering

Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University

Dirga

NIM :125114022

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2016





vi

MOTTO :

Sebanyak apapun masalah yang dihadapi jika dikerjakan

dengan rajin pasti akan terselesaikan

Skripsi ini kupersembahkan untuk .....

Orang tua yang mendukungku

Semua teman yang menghiburku



viii

INTISARI

Dalam penelitian ini dibuat alat bantu bagi penyandang tunanetra berupa lemari

penyimpanan berbicara yang dilengkapi dengan sensor pendeteksi warna. Terdapat

rangkaian pemutar suara yang dapat dimanfaatkan oleh penyandang tunanetra untuk

memberitahu isi wadah dari warna wadah tersebut.

Alat ini memiliki keluaran berupa suara yang berasal dari perekaman yang

dilakukan di komputer sebelumnya. Data suara ini akan dimasukkan ke SD Card. Suara

akan dikeluarkan menggunakan rangkaian amplifier sederhana menggunakan IC LM386

menuju ke speaker. Suara yang dihasilkan oleh alat ini merupakan isi dari wadah yang

terdeteksi oleh sensor warna sesuai dengan warna wadah.

Sistem ini telah dicoba untuk mendeteksi warna wadah yang diletakkan dalam

lemari. Hasil dari percobaan yang telah dilakukan suara yang keluar dari alat ini sudah

sesuai dengan warna wadah yang diletakkan.

Kata Kunci : Aplikasi bersuara, sensor warna, LM386.


ix

ABSTRACT

In this study is made for speaking tools for people with disability person in the form

of a cabinets with color sensor. There is a series of audio player that can be used by blind

person to tell the contents of the container from the container color.

This tool has a sound output that comes from the recording made on a computer

before. The voice data will be inserted into the SD Card. The sound will be issued using a

simple amplifier circuit using LM 386 IC toward the speaker. Sound produced by this tool

is the content of the container is detected by a sensor color matches the color of the

container.

This system has been tried to detect the color of the container is placed in a cabinet.

The result of the experiments have been conducted sound that comes out of this tool are in

accordance with the color of the container is placed.

Keywords : Voice application, color sensor, LM386



xi

DAFTAR ISI

Halaman Sampul (Bahasa Indonesia) ........................................................ i

Halaman Sampul (Bahasa Inggris) .............................................................. ii

Lembar Persetujuan ...................................................................................... iii

Lembar Pengesahan ..................................................................................... iv

Lembar Pernyataan Keaslian Karya ........................................................... v

Halaman Persembahan dan Motto Hidup .................................................. vi

Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah untuk

Kepentingan Akademis ............................................................................... vii

Intisari .......................................................................................................... viii

Abstract ........................................................................................................ ix

Kata Pengantar ............................................................................................ x

Daftar Isi ..................................................................................................... xi

Daftar Gambar ............................................................................................ xiii

Daftar Tabel ................................................................................................ xv

BAB 1: PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2. Tujuan dan Manfaat......................................................................... 2

1.3.Batasan Masalah ............................................................................... 2

1.4. Metodologi Penelitian ....................................................................... 3

BAB II : DASAR TEORI

2.1. Sistem Mikrokontroller .................................................................... 5

2.2. Arduino Uno ..................................................................................... 6

2.2.1. Struktur Program Arduino ................................................ 7

2.2.2. Variabel dan Tipe Data ..................................................... 8

2.2.3. Fungsi ................................................................................. 9

2.2.4. Input dan Output ................................................................ 9

2.2.5. Komunikasi ........................................................................ 10


xii

2.2.6. SD Card Shield .....................................................................10

2.3. SPI .....................................................................................................11

2.4. Low Pass Filter ................................................................................. 16

2.5. Limit Switch ...................................................................................... 16

2.6. Power Amplifier ................................................................................ 17

2.7. Sensor Warna TCS3200 .................................................................. 18

BAB III : RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Proses Kerja Sistem ......................................................................... 20

3.2. Perancangan Perangkat Keras ........................................................ 21

3.2.1. Desain Lemari ................................................................... 21

3.2.2. Board Arduino Uno .......................................................... 22

3.2.3. Rangkaian Amplifier ........................................................ 23

3.2.4. Rangkaian Limit Switch ke Arduino .............................. 24

3.2.5. Rangkaian TCS3200 ke Arduino ................................... 24

3.2.6. Rangkaian Modul SD Card ke Arduino ......................... 26

3.3. Perancangan Perangkat Lunak ....................................................... 27

3.3.1. Subrutin Setting Jenis Suara ............................................. 28

3.3.2. Subrutin Kalibrasi Sensor ................................................ 29

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

1.1. Pemasangan Alat ............................................................................ 30

1.1.1. Keterangan Penggunaan Alat ........................................ 31

1.2. Pengujian Alat ............................................................................... 33

1.2.1. Pengujian Pembacaan Warna TCS3200 ...................... 33

1.2.2. Pengujian Suara ................................................................36

1.2.3. Pengujian Limit Switch .................................................... 37

1.3. Perangkat Lunak .............................................................................39

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ..................................................................................... 44

5.2. Saran ............................................................................................... 44

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 45

LAMPIRAN


xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Alur Kerja Sistem ...........................................................................3

Gambar 2.1. Arduino Uno ...................................................................................6

Gambar 2.2. Software Arduino IDE ....................................................................6

Gambar 2.3. Konfigutasi Pin Atmega 328 pada Arduino Uno ...................... 7

Gambar 2.4. SD Card Shield ...............................................................................10

Gambar 2.5. Pinout SD Card Shield ................................................................... 11

Gambar 2.6. Pin SPI Arduino Uno ..................................................................... 11

Gambar 2.7. Rangkaian Pembagi Tegangan ..................................................... 12

Gambar 2.8. Ilustrasi Kerja Protokol SPI ............................................................ 13

Gambar 2.9. Komunikasi Master-Slave SPI ...................................................... 14

Gambar 2.10. Transfer Format dengan CPHA=0 ................................................ 15

Gambar 2.11. Transfer Format dengan CPHA=1 ............................................... 15

Gambar 2.12. Rangkaian Dasar dan Grafik Respon LPF ................................. 16

Gambar 2.13. Contoh Limit Switch ....................................................................... 17

Gambar 2.14. Rangkaian Amplifier Mini LM386 .............................................. 17

Gambar 2.15. Rangkaian Internal IC LM386 .................................................... 18

Gambar 2.16. Pin TCS3200 ................................................................................. 18

Gambar 2.17 TCS3200 ....................................................................................... 19

Gambar 3.1. Diagram Blok Perancangan .......................................................... 20

Gambar 3.2. Desain Rancangan Lemari ........................................................... 21

Gambar 3.3. Desain Dalam Ruang ..................................................................... 21

Gambar 3.4. Rangkaian Board Arduino dengan Atmega 328 ..................... 22

Gambar 3.5. Rangkaian Amplifier LM386 ....................................................... 23

Gambar 3.6. Rangkaian Limit Switch ke Arduino ........................................... 24

Gambar 3.7. Rangkaian TCS3200 ke Arduino ................................................. 25

Gambar 3.8. Rangkaian SD Card modul ke Arduino ...................................... 26

Gambar 3.9. Flowchart Utama ............................................................................ 27

Gambar 3.10. Subrutin Setting Jenis Suara ......................................................... 28

Gambar 3.11. SubrutinKalibrasiSensor .............................................................. 29


xiv

Gambar 4.1. Lemari Berbicara Berbasis Arduino ............................................. 30

Gambar 4.2. Hardware Amplifier dengan Modul SD Card ............................ 31

Gambar 4.3. Rangkaian Limit Switch ............................................................... 38

Gambar 4.4. Inisialisasi Input dan Output ........................................................ 39

Gambar 4.5. Program Selektor Sensor Warna ................................................... 40

Gambar 4.6. Program Kalibrasi Sensor Warna ................................................. 41

Gambar 4.7. Program Pengecekan Modul SD Card dan Data Suara ................. 42

Gambar 4.8. Program Pengecekan Intensitas Warna ...................................... 42

Gambar 4.9. Subprogram Mode Alarm .............................................................. 43


xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Tipe Data Variabel ....................................................................... 8

Tabel 2.2. Tabel Pasangan Pin ........................................................................ 12

Tabel 2.3. Tabel Warna .................................................................................. 19

Tabel 2.4. Tabel Terminal Fungsi .................................................................. 19

Tabel 4.1. Keterangan Gambar Lemari Berbicara Berbasis Arduino ............ 31

Tabel 4.2. Spesifikasiwarna yang digunakan .............................................. 33

Tabel 4.3. Pengujian Sensor untuk Wadah Merah .......................................... 34

Tabel 4.4. Pengujian Sensor untuk Wadah Hijau ............................................34

Tabel 4.5. Pengujian Sensor untuk Wadah Biru ....................................... 35

Tabel 4.6. Pengujian Suara untukWadahKuning ...................................... 35

Tabel 4.7. PengujianSuaradengan Sensor Warna …….......................... 36

Tabel 4.8. ImplementasiTeganganKeluaranLimit Swith ……………... 38


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Metode pembelajaran di Indonesia sudah banyak mengalami perubahan baik

pembelajaran akademik maupun non-akademik. Berbagai perkembangan teknologi banyak

membantu masyarakat dalam mencari ilmu pengetahuan atau pembelajaran lainnya. Akan

tetapi berbeda dengan masyarakat yang mempunyai kekurangan secara fisik terutama pada

kaum tunanetra. Masyarakat tuna netra yang berada di panti atau lembaga di mana mereka

tinggal memang sudah mendapat berbagai pembelajaran dengan metode yang cocok untuk

mereka.

Penyandang tunanetra terkadang sulit mendapatkan posisi di masyarakat. Banyak

yang memandang sebelah mata pada mereka karena ketidakmampuan tunanetra dalam

melihat. Pengertian tunanetra tidak hanya untuk mereka yang buta, tetapi mencakup juga

mereka yang mampu melihat tetapi terbatas sekali dan kurang dapat dimanfaatkan untuk

kepentingan hidup sehari-hari, terutama dalam belajar [1]. Tunanetra dapat disebabkan

oleh beberapa faktor, yaitu: faktor internal seperti keturunan atau genetik dan faktor

eksternal seperti kecelakaan, keracunan obat atau kekurangan gizi dan vitamin. Akibat dari

ketunanetraan, secara kognitif pengenalan atau pengertian terhadap dunia luar penyandang

tunanetra tidak dapat diperoleh secara lengkap dan utuh. Para penyandang tunanetra sering

mengalami hambatan dalam menerima informasi sehingga mereka menggunakan sistem

Brailler untuk memperoleh informasi baru. Keterbatasan fisik membuat penyandang

tunanetra memiliki keterbatasan juga pada sarana atau media yang digunakan untuk

belajar. Di sisi lain juga memiliki kelebihan, berupa sensasi taktil dan pendengaran yang

tajam.

Dalam beraktifitas, sering kali masyarakat tunanetra kesulitan dalam mengambil

barang-barang tertentu pada suatu lemari penyimpanan. Dari masalah tersebut penulis

memiliki ide untuk membuat tugas akhir yaitu lemari penyimpanan yang dapat

mengeluarkan suara disaat pintu lemari tersebut dibuka. Peranan dalam membuat alat ini

juga dibantu dari judul tugas akhir dari Feliks [18], yaitu piranti penuntun penyandang

tunanetra dengan indikasi jarak berbasis Arduino. Pesatnya berbagai perkembangan

teknologi yang menggunakan mikrokontroller dapat menjadi sarana untuk membantu


2

masyarakat yang membutuhkan. Lemari ini dibuat dengan memiliki 2 ruang yang diisi

barang yang berbeda sehingga saat masyarakat tuna netra membuka salah satu pintu lemari

tersebut akan muncul suara yang menyatakan nama barang tersebut. Dengan menggunakan

mikrokontroller, akan dibuat program yang mengakses data suara dan dikeluarkan ke

speaker melalui amplifier. Masing masing pintu lemari dipasang sensor limit switch dan

program yang dibuat pada mikrokontroller akan mengakses suara sesuai dengan sensor

mana yang aktif. Data suara akan disimpan pada SD card dan dipasang pada SD Card

Shield agar dapat diakses oleh mikrokontroller. Data suara yang disimpan mempunyai

format WAV. Lemari ini akan membantu masyarakat tuna netra agar tidak salah dalam

mengambil barang yang diinginkan.

1.2. Tujuan dan Manfaat

Skripsi ini bertujuan untuk :

1. Membuat lemari penyimpanan berbicara berbasis mikrokontroller untuk

masyarakat tuna netra.

2. Mempermudah aktifitas masyarakat tuna netra terutama dalam hal menyimpan dan

mengambil sesuatu.

Manfaat yang diharapkan dari penulisan skripsi ini adalah :

1. Memancing masyarakat umum untuk lebih memperhatikan kaum tuna netra

terutama pada bidang fasilitas yang dapat membantu aktifitas mereka.

1.3. Batasan Masalah

Agar Tugas Akhir ini dapat mengarah pada tujuan dan untuk menghindari terlalu

kompleksnya permasalahan yang muncul, maka perlu adanya batasan – batasan masalah

yang sesuai dengan judul dari tugas akhir ini. Adapun batasan masalah, yaitu :

1. Lemari yang terdiridari2ruang. Ukuran 1 ruang yang terdapat pada lemari 20 cm x

20 cm.

2. 2input dan 4 jenis pemilihan output suara dengan sensor TCS3200.

3. Limit switchsebagaitriggeruntukspeaker dalam program mikrokontroller.

4. Menggunakan systemmikrokontroller dengan SD Card

5. Output data suara dikeluarkan melewati rangkaian amplifier terlebih dahulu lalu

menuju ke speaker.

6. Data suara yang disimpan di SD Card berformat WAV.


3

1.4. Metodologi Penelitian

Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai metode – metode yang digunakan

dalam penyusunan tugas akhir ini adalah :

1. Studi literatur,yaitu mendapatkan data dengan cara membaca buku-buku dan jurnal-

jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini.

Mempelajari dasar-dasar teori tentang sensor limit switch dan sensor TCS3200.

2. Eksperimen,yaitu dengan secara langsung melakukan praktek maupun pengujian

terhadap hasil pembuatan alat dalam pembuatan tugas akhir ini.

3. Perancangan alur kerja sistem secara umum

Merancang alur atau diagram kerja yang akan dipakai dalam tugas akhir. Alur kerja

sistem akan menjelaskan proses dari sistem yang akan dibuat dan

mempertimbangkan permasalahan serta kebutuhan terhadap tugas akhir ini.

Gambar 1.1. Alur kerja sistem

SensorWarna

TCS3200

LimitSwitch

ArduinoUno

Sd CardShield

Amplifier

Speaker


4

4. Perancangan dan pembuatan hardware.

Dalam pembuatan lemari berbicara ini dimulai dengan menjadikan sensor limit

switch sebagai trigger untuk speakerdalam program Arduino Uno. Sensor

TCS3200 akan menjadi selektor untuk pemilihan suara yang akan dikeluarkan.

Mikrokontroller akan mengolah data yang disimpan di dalam SD Card yang

kemudian dikeluarkan menuju ke speaker melalui amplifier.

5. Proses pengambilan data.

Pengambilan data dan pengujian hardware dilakukan dengan tahap :

1. Pengujian sensor Limit switch dengan mikrokontroller untuk interaksi

sebagai triggeryang mengeluarkan suara pada speaker.

2. Pengujian sensor TCS3200 dengan mikrokontroller untuk interaksi

sebagai selektordata suara yang akan dikeluarkan tergantung dari warna

benda.

3. Pengujian dan pengambilan data secara langsung,dalam mengakses data

suara sesuai dengan masukan yang diterima dan mengeluarkan output

suara menuju ke speaker melalui amplifier.

6. Analisis dan penyimpulan hasil tugas akhir.

Analisa dengan melakukan pendataan dari hasil kesesuaian masukan yaitu sensor

TCS3200 yang menjadi selektor terhadap data suara yang dikeluarkan ke speaker

dan pendataan dari hasil kesesuaian Limit Switch sebagai trigger untuk

mengeluarkan suara menuju speaker. Analisa dan pembahasan dilakukan dengan

mengamati secara langsung percobaan yang dilakukan dengan lemari berbicara

berbasis mikrokontroller dapat berjalan dengan baik dan sesuai dengan program

yang telah dibuat.


5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Sistem Mikrokontroller

Mikrokontroller adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian

elektronik dan umumnya dapat menyimpan program di dalamnya [2]. Mikrokontroller

umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit

pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di

dalamnya. Kelebihan utama dari mikrokontroller ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O

pendukung sehingga ukuran board mikrokontroller menjadi sangat ringkas.

Tidak seperti sistem computer, yang mampu menangani berbagai macam program

aplikasi (misal pengolah kata, pengolah angka dan sebagainya), mikrokontroller hanya bisa

digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja (hanya satu program yang bisa disimpan) [3].

Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM. Pada sistem computer

perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan

dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar,

sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpan sementara, termasuk register-

register yang digunakan pada mikrokontroller yang bersangkutan. Adapun kelebihan dari

mikrokontroller adalah sebagai berikut :

1. Mikrokontroller tersusun dalam satu chip dimana processor, memori, dan I/O

terintegrasi menjadi satu kesatuan control sistem sehingga mikrokontroller dapat

dikatakan sebagai computer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan

kebutuhan sistem.

2. Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa tergantung dengan computer

sedangkan parameter computer hanya digunakan untuk download perintah instruksi

atau program. Langkah-langkah untuk download computer dengan mikrokontroller

sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak perintah.

3. Pada mikrokontroller tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan

I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.


6

2.2 Arduino Uno

Arduino Uno adalah kit elektronik open source yang di dalamnya terdapat

komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroller dengan jenis AVR menggunakan

Atmega328 [4]. Modul Arduino Uno dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1. Modul Mikrokontroller Arduino Uno

Arduino tidak memerlukan perangkat chip programmer karena di dalamnya sudah

ada bootloader yang akan menangani upload program dari computer. Selain itu Arduino

juga memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna laptop yang tidak memiliki port

serial/RS323 bisa menggunakannya. Bahasa pemograman relative mudah karena software

Arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap. Bahasa pemrograman

Arduino adalah bahasa C. Untuk membuat program Arduino dan mengupload ke dalam

board Arduino membutuhkan software Arduino IDE (Integrated Development

Enviroment). Interface IDE dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2. Software Arduino IDE


7

Arduino memiliki 14 I/O digital (6 output untuk PWM), 6 analog input, resonator

kristal keramik 16 Mhz, koneksi USB, soket adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset.

Arduino dapat disupply langsung ke USB atau power supply tambahan yang pilihan power

secara otomatis berfungsi tanpa saklar. Papan Arduino ini dapat disupply tegangan kerja

antara 6 sampai 20 volt. ATmega328 memiliki memory 32 KB (dengan 0.5 KB digunakan

sebagai bootloader). Memori 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat baca tulis

dengan library EEPROM). Konfigurasi pin mikrokontroller Atmega328 dapat dilihat pada

gambar 2.3.

Gambar 2.3. Konfigurasi pin Atmega328 pada Arduino Uno

Ada tiga bagian utama dalam bahasa pemograman arduino, yaitu struktur, variabel,

dan fungsi [19].

2.2.1 Struktur Program Arduino

1. Kerangka Program

Kerangka program arduino sangat sederhana terdiri dari dua blok. Blok

pertama adalah void setup(), dan blok kedua adalah void loop(). Blok void setup()


8

merupakan bagian inisialisasi program yang berisi kode program yang hanya

dijalankan sekali sesaat setelah arduino dihidupkan atau di-reset. Blok void loop()

bagian berisi program yang dijalankan terus menerus atau berulang.

2. Sintaks Program

Dalam kerangka program baik void setup() dan void loop() harus disertakan

tanda kurung kurawal buka ““ sebagai tanda awal program dan tanda kurung

kurawal tutup “” sebagai tanda akhir program pada blok tersebut. Untuk menandai

akhir baris kode program digunakan tanda titik koma “;” .

3. Kontrol Aliran Program

Kontrol aliran program meliputi instruksi-instruksi yang digunakan untuk

membuat percabangan dan perulangan. Instruksi percabangan diantaranya adalah if,

if-else, switch case, break, continue, return, dan goto. Sedangkan instruksi

perulangan diantaranya adalah for-loop, while-loop, dan do-while-loop.

4. Operator

Operator aritmatika di arduino meliputi perkalian (*), pembagian (/),

penjumlahan (+), pengurangan (-), dan modulo (%). Modulo adalah perhitungan

untuk mendapatkan sisa hasil pembagian.

2.2.2 Variable dan Tipe Data

Tabel 2.1 Tipe Data Variabel

Tipe Data Ukuran Data Jangkauan Nilai

Boolean 1 bit True/False

Char 8 bit -128 s.d. 127

Byte 8 bit 0 s.d. 255

Int 16 bit -32768 s.d. 32767

Word 16 bit 0 s.d. 65535

Long 32 bit -2147483648 s.d. 2147483647

Float 32 bit -3,4028235 x 10 s.d. 3,4028235 x 10


9

2.2.3 Fungsi

1. Input Output Digital

Ada tiga instruksi yang digunakan dalam input output digital, yaitu

pinMode(), digitalRead(), dan digitalWrite().

2. Input Output Analog

Secara umum hanya ada dua instruksi yang digunakan, yaitu AnalogRead(),

dan analogWrite(). Untuk membaca sinyal analog yang masuk, digunakan instruksi

analogRead(). Nilai input analog memiliki jangkauan antara 0 hingga 1023.

3. Waktu

Ada empat instruksi yang digunakan dalam fungsi waktu, yaitu millis(),

micros(), delay(), delayMicroseconds().

4. Matematika

Ada beberapa instruksi yang digunakan dalam fungsi matematika, yaitu

min(), max(), abs(), constrain(), map(), pow(), sqrt(), dan 3 instruksi dalam fungsi

trigonometri, yaitu sin(), cos(), tan(), serta instruksi random(), byte(), dan bit().

5. Komunikasi

Fungsi ini digunakan untuk berkomunikasi dengan komputer melalui port

serial. Kaki Atmega328 yang digunakan untuk fungsi ini adalah kaki 2 (RX) dan

kaki 3 (TX). Beberapa instruksi yang digunakan adalah begin(), available(), read(),

print(), printIn(), dan write().

2.2.4 Input dan Output

Masing-masing dari 14 pin UNO dapat digunakan sebagai input atau output

menggunakan perintah fungsi pinMode(),dan digitalRead() yang menggunakan tegangan

operasi 5 volt [5]. Tiap pin dapat menerima arus maksimal hingga 40mA dan resistor

internal pull-up antara 20-50 Kohm, beberapa pin memiliki fungsi kekhususan antara lain :

a. Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Sebagai penerima (RX) dan pemancar (TX) TTL serial

data. Pin ini terkoneksi untuk pin korespondensi chip ATmega8U2 USB-to-TTL

serial.

b. External Interrupts: 2 dan 3. Pin ini berfungsi sebagai konfigurasi trigger saat

interupsi value low, naik, dan tepi, atau nilai value yang berubah-ubah.

c. PWM : 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Melayani output 8-bit PWM dengan fungsi

analogWrite().


10

d. LED : 13. Terdapat LED indicator bawaan (built-in) dihubungkan ke digital pin 13,

ketika nilai value HIGH led akan ON, saat value LOW Led akan off.

e. Uno memiliki 6 analog input tertulis di label A0 hingga A5, masing-masingnya

memberikan 10 bit resolusi (1024). Secara asal input analog tersebut terukur dari 0

(ground) sampai 5 volt, itupun memungkinkan perubahan teratas dari jarak yang

digunakan oleh pin AREF dengan fungsi analogReference().

2.2.5 Komunikasi

Arduino Uno memiliki fasilitas nomor untuk komunikasi dengan computer atau

hardware Arduino lainnya [5]. Pada ATmega328 menerjemahkan serial komunikasi UART

TTL (5V) pada pin 0 (RX) dan 1 (TX). Pada ATmega16U2 serial komunikasinya dengan

USB dan port virtual pada software di computer. Software bawaan Arduino telah

menyertakan serial monitor untuk Writing dan Reading data dari dan ke Arduino. LED

indicator TX dan RX akan berkedip ketika data telah terkirim via koneksi USB-to-Serial

dengan USB pada computer.

2.2.6 SD Card Shield

Pada dasarnya,Arduino Shield menggunakan komponen interface melalui protocol

seperti SPI, I2C, 1-Wire yang pada umumnya dapat dan sangat cocok untuk adaptasi

Netduino karena .NET Micro Framework mendukung protocol-protokol tersebut dan dapat

sebagai I/O transfer, dengan performa yang baik [7]. SD Card shield ini merupakan board

external yang dapat dihubungkan dengan Arduino secara compatible sehingga bisa

mengakses data pada SD Card. Contoh SD Card Shield dapat dilihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4. SD Card Shield


11

Sebuah SD Card tidak dapat dihubungkan langsung ke Arduino dengan

menghubungkan kaki-kakinya begitu saja [16]. Proses koneksi tersebut dapat dilihat pada

gambar 2.5.

Gambar 2.5. Pinout SD Card Shield

Yang perlu diperhatikan pada tabel ini adalah pada bagian SPI MODE. Pinout SPI

MODE ini yang nantinya akan dihubungkan sesuai dengan pin pada Arduino. SPI pada

Arduino terletak pada pin 10 (SS), pin 11 (MOSI), pin 12 (MISO), pin 13 (SCK). Letak pin

pada Arduino Uno dapat dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.6. Pin SPI Arduino Uno


12

Untuk meakukan koneksi dari SD Card Shield ke Arduino, konfigurasi pin yang

dilakukan dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.2 Tabel Pasangan Pin

Pin Arduino Pin Modul

Pin SS CS

Pin MOSI DI

Pin MISO DO

Pin SCK CLK

Untuk bisa diterima oleh mikrokontroller, SD Card Shield mengubah tegangan dari

mikrokontroller menjadi 3.3v agar Micro SD bisa bekerja. Proses perubahan tegangan ini

dapat dilihat pada gambar 2.7.

Gambar 2.7. Rangkaian pembagi tegangan

Agar program pada mikrokontroller dapat mengakses data pada SD Card,

dibutuhkan library yang disebut SD library. SD library digunakan untuk membaca dan

menulis pada SD Card Shield. Library ini mendukung sistem file FAT16 dan FAT32 pada

standart SD Card. Komunikasi antara mikrokontroller dan SD Card SPI dimana pada

Arduino Uno berada pada pin 11, 12, dan 13. Sedangkan untuk memilih SD Card, harus

digunakan satu pin tambahan. Dalam hal ini dapat menggunakan pin 4.


13

2.3 SPI (Serial Peripheral Interface)

Dalam menggunakan SD Card shield, ada satu library yang dideklarasikan selain

library ‘SD.h’ yang memang didedikasikan untuk menangani SD Card. Library selain

SD.h itu adalah library ‘SPI.h’ [8]. Library SPI.h adalah library yang khusus bertugas

menangani komunikasi serial sinkron SPI (Serial Peripheral Interface) di Arduino. Serial

sinkron adalah protocol komunikasi data secara serial namun membutuhkan jalur clock

untuk sinkronisasi antara transmitter dan receiver. Sedangkan secara khusus istilah ‘serial

sinkron SPI’ ditujukan untuk tipe protocol komunikasi serial sinkron yang memiliki 3 jalur

kabel yakni MISO (Master In Slave Out). MOSI (Master Out Slave In) dan SCLK (Serial

Clock). MOSI merupakan jalur pengiriman data dari master ke slave, sedangkan MISO

merupakan kebalikannya. Biasanya ada satu tambahan pin yang digunakan untuk

mengaktifkan/mematikan perangkat slave SPI yang dinamakan CS (Chip Select) atau SS

(Slave Select). Pin CS/SS bersifat spesifik untuk tiap perangkat slave yang menggunakan

komunikasi SPI sehingga bisa berbeda-beda untuk masing-masing perangkat. Ilustrasi cara

kerja protocol SPI ini ditunjukkan pada gambar 2.8.

Gambar 2.8. Ilustrasi kerja protokol SPI

Dalam implementasinya, SPI banyak digunakan sebagai alternative untuk

berkomunikasi dengan perangkat lain misalnya EEPROM (SPI EEPROM), sensor

(barometer, tekanan, dll), komponen elektronika (SPI digital potensiometer) atau controller

lain (Arduino, AVR, MCS51, ARM, dll). Komunikasi serial data antara master dan slave

pada SPI diatur melalui 4 buah pin yang terdiri dari SCLK, MOSI, MISO, dan SS.

Keempat pin tersebut dijelaskan sebagai berikut [20] :

1. Serial Clock (SCLK) merupakan data biner yang keluar dari master ke slave yang

berfungsi sebagai clock dengan frekuensi tertentu. Clock merupakan salah satu


14

komponen prosedur komunikasi data SPI. Dalam beberapa perangkat, istilah yang

digunakan untuk pin ini adalah SCK.

2. Master Output Slave Input (MOSI) merupakan pin yang berfungsi sebagai jalur

data pada saat data keluar dari master dan masuk ke dalam slave. Instilah lain untuk

pin ini antara lain Slave Input Master Output (SIMO), Serial Data In (SDI), Data

In (DI), dan Serial In (SI).

3. Master Input Slave Output (MISO) merupakan pin yang berfungsi sebagai jalur

data Slave Output Master Input (SOMI), Serial Data Out (OUT), Data Out (OUT),

dan Serial Out (SO).

4. Slave Select (SS) merupakan pin yang berfungsi untuk mengaktifkan slave sehingga

pengiriman data hanya dapat dilakukan jika slave dalam keadaan aktif (actice low).

Istilah lain untuk SS antara lain chip select (CS), nCS, nSS, dan Slave Transmit

Enable (STE).

Pin SCLK, MOSI, dan SS merupakan pin dengan arah pengiriman data dari master

ke slave. Sebaliknya, MISO mempunyai arah komunikasi data dari slave ke master.

Pengaturan hubungan dari pin MISO dan MOSI harus sesuai dengan ketentuan.

Ketentuan tersebut adalah pin MISO pada master harus dihubungkan dengan pin

MOSI pada slave, begitu sebaliknya [21]. Hal ini dilakukan untuk menghindari

terjadinya kesalahah prosedur pada pengiriman data. Istilah pin-pin SPI untuk

berbagai perangkat mungkin saja mempunyai istilah yang berbeda dengan istilah

diatas tergantung pada produsen. Gambar di bawah ini merupakan komunikasi

master-slave pada SPI.

Gambar 2.9. Komunikasi master-slave SPI


15

Komunikasi data SPI dimulai pada saat master mengirimkan clock melalui SCK

dengan frekuensi lebih kecil atau sama dengan frekuensi maksimum pada slave. Kemudian

master memberi logila low atau 0 pada SS untuk mengaktifkan slave sehingga pengiriman

data (berupa siklus clock) siap untuk dilakukan. Pada saat siklus clock terjadi transmisi

data full duplex. Terjadi dua keadaan sebagai berikut :

1. Master mengirim sebuah bit pada jalur MOSI dan slave membacanya pada jalur

yang sama.

2. Slave mengirim sebuah bit pada jalur MISO dan master membacanya pada jalur

yang sama.

Transmisi dapat menghasilkan beberapa siklus clock. Jika tidak ada data yang

dikirim lagi maka master menghentikan clock tersebut dan menonaktifkan slave.

Gambar 2.10. Transfer Format dengan CPHA=0

Gambar 2.11. Transfer Format dengan CPHA=1


16

2.4 Low Pass Filter

Low pass Filter (LPF) atau Filter Lolos Bawah adalah filter yang hanya

melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dan akan

melemahkan sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensu cut-off (fc) [9]. Pada

filter LPF yang ideal sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (fc) tidak akan

dilewatkan sama sekali (tegangan output=0 volt). Rangkaian low pass filter RC merupakan

jenis filter pasif, dengan respon frekuensi yang ditentukan oleh konfigurasi R dan C yang

digunakan. Rangkaian dasar LPF dan grafik respon frekuensi LPF sebagai berikut.

Gambar 2.12. Rangkaian dasar dan grafik respon LPF

Frekuensi cut-off (fc) dari filter pasif lolos bawah (Los Pass Filter) dengan RC

dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut:

(2.1)

Rangkaian filter pasif LPF RC diatas terlihat seperti pembagi tegangan

menggunakan R. Dimana pada filter LPF RC ini tegangan output diambil pada titik

pertemuan RC.

2.5 Limit Switch

Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi

menggantikan tombol [11]. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push On yaitu

hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang

telah ditentukan dan akan memutus saat katup tidak ditekan. Prinsip tersebut merupakan

prinsip kerja NO (Normally Open) sedangkan pada NC (Normally Close) prinsip tersebut

bekerja sebaliknya. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor

yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor

tersebut. Contoh limit switch dapat dilihat pada gambar 2.13.


17

Gambar 2.13. Contoh Limit Switch

2.6. POWER AMPLIFIER

IC power amplifier LM386 adalah chip monolitik yang didesain khusus sebagai

power amplifier dengan konsumsi daya yang rendah. Power amplifier IC LM386 dapat

dibuat sebagai power amplifier dengan penguatan sebesar 20 kali sampai 200 kali

tergantung dengan konfigurasi rangkaiannya. Rangkaian power amplifier yang

menggunakan IC LM386 pada umumnya adalah perangkat yang membutuhkan penguat

audio dengan loudspeaker kecil terpasang pada perangkat tersebut. Rangkaian power

amplifier mini LM386 ini sering diaplikasikan pada perangkat radio atau mainan yang

menggunakan pengeras suara kecil. Contoh rangkaian amplifier LM386 dapat dilihat pada

gambar 2.14.

Gambar 2.14. Rangkaian amplifier mini LM386

IC LM386 memiliki resistor internal sebesar 1,35 KΩ antara kaki 1 dan kaki 8 dan

resistor lainnya sebesar 15 KΩ antara pin 1 dan pin 5. Formula untuk perhitungan

penguatan adalah sebagai berikut:


18

Z = 15 KΩ

= 1,35 KΩ

A =×

(2.2)

Z dan merupakan nilai resistor internal yang berada dalam IC LM386. Jika

di antara kaki 1 dan kaki 8 diletakkan sebuah kapasitor maka akan melewatkan nilai

tahanan pada sehingga penguatan akan terjadi penguatan gain sebesar 200 kali.

Rangkaian internal IC LM386 dapat dilihat pada gambar 2.15.

Gambar 2.15. Rangkaian internal IC LM386

2.7. SENSOR WARNA TCS3200

TCS3200 adalah sensor warna yang berperan sebagai pengubah warna menjadi

frekuensi yang terbuat dari campuran silikon dan current to frequency converter pada satu

integrasi sirkuit. Keluaran sensor ini memunculkan gelombang kotak dengan 50% duty

cycle dengan frekuensi yang proporsional. Konfigurasi pin TCS3200 dapat dilihat pada

gambar 2.16.

Gambar 2.16. Pin TCS3200

Suatu frekuensi dengan skala penuh dapat diatur skalanya dengan satu dari tiga

nilai awal melalui dua kontrol masukan pin. Pada sensor TCS3200 ini, light to frequency


19

converter membaca 8x8 array fotodioda. 16 fotodioda mempunyai filter biru, 16 fotodioda

mempunyai filter hijau, dan 16 fotodioda terakhir mempunyai filter merah. Contoh sensor

warna tersebut dapat dilihat pada gambar 2.17.

Gambar 2.17. TCS3200

Pin S2 dan S3 digunakan untuk memilih fotodioda yang ingin diaktifkan.

Kombinasi masukan untuk masing-masing warna tersebut dapat dilihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3. Tabel Warna

S2 S3 Warna

L L Merah

L H Biru

H L Clear

H H Hijau

Terminal fungsi TCS3200 dapat dilihat pada tabel 2.4.

Tabel 2.4. Tabel Terminal Fungsi

Nama No I/O Keterangan

GND 4 Ground

OE 3 I Aktif rendah

OUT 6 O Frekuensi keluaran

S0,S1 1,2 I Frekuensi keluaran pada skala masukan

S2,S3 7,8 I Tipe fotodioda

VDD 5 Power Supply


20

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1 Proses Kerja Sistem

Perancangan alat ini terdiri dari beberapa bagian utama yaitu arduino, rangkaian

amplifier, sensor sebagai masukan ke arduino, power supply 5v. Sensor yang dipakai

sebagai masukan arduino adalah sensor limit switch. Mikrokontroller berfungsi untuk

mengatur dan memproses masukan dari masing-masing sensor limit switch yang kemudian

akan menghasilkan keluaran suara sesuai dengan sensor masukan yang aktif. Lemari yang

dibuat terdiri dari 2 pintu di mana masing-masing pintu dipasang sensor limit switch dan

sensor warna. Limit switch akan berperan sebagai masukan menuju mikrokontroller yang

kemudian diolah oleh program di mana masing-masing sensor akan menghasilkan keluaran

suara yang berbeda-beda. Data suara awalnya akan direkam terlebih dahulu, kemudian

disimpan di dalam SD Card. agar mikrokontroller dapat mengakses data di SD Card

tersebut maka digunakan SD Card modul yang berperan sebagai komunikasi terhadap

mikrokontroller. Berdasarkan masukan sensor yang aktif maka mikrokontroller akan

mengakses salah satu kelauran suara yang terdapat di SD Card kemudian sistem keluaran

ini akan masuk dalam rangkaian amplifier agar dapat dikeluarkan sebagai keluaran suara

menuju ke speaker.

Kebagian yang membutuhkan

Gambar 3.1 Diagram Blok Perancangan

Sensor warnaTCS3200

Limit Switch

Sd CardArduino UnoAmplifier

Output suara Power Supply5V dan 12V


21

3.2 Perancangan Perangkat Keras

3.2.1 Desain Lemari

Desain lemari ini mempunyai 2 ruang yang berukuran 20 cm x 20 cm dengan tinggi

60 cm. Gambar 3.2 menunjukkan desain lemari yang dibuat.

Gambar 3.2. Desain Rancangan Lemari

Sensor limit switch akan dipasang pada masing-masing pintu sedangkan

penempatan hardware seperti Arduino,Amplifier,dan speaker diletakkan di atas lemari

dengan penempatan box yang terpisah. Sensor TCS3200 akan diletakkan pada langit-langit

ruang lemari tersebut. Gambar 3.3 menunjukkan posisi peletakan sensor TCS3200

tersebut.

Gambar 3.3. Desain dalam ruang


22

Sensor TCS3200 pada gambar 3.3 diletakkan pada langit-langit ruang tersebut,

sedangkan dibawahnya adalah sebuah wadah yang sudah mempunyai warna tertentu agak

sensor dapat mendeteksi dalam keadaan apakah benda yang diletakkan benar atau tidak.

Fotodioda yang terdapat pada sensor ini akan aktif dan menerangi wadah yang sudah diberi

warna tersebut. Pantulan warna yang diterima kembali oleh TCS3200 akan diproses

menjadi frekuensi dan diatur dalam mikrokontroller.

3.2.2 Board Arduino Uno

Sistem minimum Atmega328 yang dipakai merupakan board Arduino Uno itu

sendiri. Sistem minimum ini sangat optimal bekerja pada alat ini karena merupakan

produksi dari Arduino Team itu sendri. Board arduino ini mempunyai rangkaian osilator

yang terdiri dari crystal 16Mhz dan kapasitor 22pF [12]. IC(integrated circuit) ini memiliki

14 input/output digital (6 output untuk PWM), 6 analog input, koneksi USB, socket

adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset. Hal inilah yang dibutuhkan untuk mendukung

mikrokontroller agar mudah terhubung dengan kabel power USB. Rangkaian Board

Arduino dapat dilihat pada gambar 3.4.

Gambar 3.4. Rangkaian board Arduino dengan ATmega328 [12]

PB0/ICP1/CLKO/PCINT0 14

PB1/OC1A/PCINT1 15

PB3/MOSI/OC2A/PCINT3 17PB2/SS/OC1B/PCINT2 16

PD6/AIN0/OC0A/PCINT2212 PD5/T1/OC0B/PCINT2111 PD4/T0/XCK/PCINT206 PD3/INT1/OC2B/PCINT195 PD2/INT0/PCINT184 PD1/TXD/PCINT173 PD0/RXD/PCINT162

PB4/MISO/PCINT4 18

PB5/SCK/PCINT5 19

PB7/TOSC2/XTAL2/PCINT7 10PB6/TOSC1/XTAL1/PCINT6 9

PC6/RESET/PCINT14 1PC5/ADC5/SCL/PCINT13 28PC4/ADC4/SDA/PCINT12 27PC3/ADC3/PCINT11 26PC2/ADC2/PCINT10 25PC1/ADC1/PCINT9 24PC0/ADC0/PCINT8 23

AVCC20 AREF21

PD7/AIN1/PCINT2313

U1

ATMEGA328P

1234

ISD4004

CONN-H4

12

RTC DS1307

CONN-H2

12

LEDCONN-H2

12

TOMBOLCONN-H2

123456

LCD

CONN-H6

12

SAKLAR

CONN-H2

D4D5D6D7RSE

1KEYPAD

CONN-SIL1

SSMOSIMISOSCLK

SDASCL

PCO

X1

CRYSTAL

C122pF

C222pF

5v

R110k


23

3.2.3 Rangkaian Amplifier

LM386 adalah amplifier dengan frekuensi audio berdaya rendah yang hanya

memerlukan power supply kecil [13]. IC ini memiliki 8 pin yang didesain untuk penguatan

20x tanpa tambahan komponen luar. Rangkaian amplifier ini dapat dilihat pada gambar

3.5.

Gambar 3.5. Rangkaian Amplifier LM386

Rangkaian ini dapat digunakan untuk menghasilkan penguatan dengan jarak

rentang 20-200. IC LM386 memiliki resistor internal sebesar 1,35 KΩ antara kaki 1 dan

kaki 8 dan resistor lainnya sebesar 15 KΩ antara pin 1 dan pin 5. Dua resistor ini

terhubung seri dan membentuk Feedback Loop dari op-amp.Formula perhitungan

penguatan pada rangkaian di atas dapat dilihat pada perhitungan 2.1.

Peletakan kapasitor antara kaki 1 dan 8 akan melewatkan nilai resistor internal yang

ada sehingga perhitungan menjadi :

A =×

= 200 (3.1)


24

3.2.4 Rangkaian Limit Switch ke Arduino

Rangkaian ini merupakan rangkaian koneksi antara limit switch dengan input pin

mikrokontroller arduino. Tegangan masukan 5v akan disalurkan menuju sebuah resistor

dan ujung resistor akan menuju ke input pin arduino dengan begitu masukan ke

mikrokontroller akan terus bernilai HIGH. Ujung resistor dihubungkan ke limit switch dan

ujung limit switch menuju ke ground. Dengan pemasangan seperti ini, maka saat posisi

limit switch bersifat NO (Normally Open) maka masukan arduino akan selalu bernilai

HIGH. Saat limit switch ditekan maka limit switch ini akan menjadi NC (Normally

Closed) yang menyebabkan masukan arduino akan menjadi 0. Rangkaian ini dapat dilihat

pada gambar 3.6.

Gambar 3.6. Rangkaian Limit Switch ke Arduino

3.2.5 Rangkaian TCS3200 ke Arduino

Rangkaian ini merupakan rangkaian koneksi antara sensor TCS3200 yang

mendeteksi warna pada ruang lemari dengan mikrokontroller Arduino. Mikrokontroller

akan memberikan masukan berupa HIGH dan LOW menuju ke pin S2 dan S3 pada

TCS3200. Selanjutnya fotodioda pada sensor ini akan memantulkan cahaya menuju ke


25

wadah yang mempunyai warna tersebut. Sensor warna TCS3200 ini mempunyai fotodioda

sebanyak 64 fotodioda dimana fotodioda dengan warna filter yang sama disusun secara

pararel. Fotodioda pada sensor warna TCS3200 ini terdiri dari 16 fotodioda yang

mempunyai filter biru, 16 fotodioda yang mempunyai filter merah, 16 fotodioda yang

mempunyai filter hijau, dan yang terakhir 16 fotodioda yang mempunyai berkas tanpa

filter. Jika wadah yang berada pada ruangan tersebut sesuai dengan yang diinginkan maka

mikrokontroller akan melanjutkan menuju ke proses keluaran suara. Warna pada wadah

tersebut akan disesuaikan dengan keluaran suara pada data SD Card sehingga jika wadah

tersebut dipindah ke ruang lain maka mikrokontroller akan tetap mengenal wadah tersebut.

Rangkaian TCS3200 ke Arduino dapat dilihat pada gambar 3.7.

Gambar 3.7. Rangkaian TCS3200 ke Arduino

Output yang dihasilkan dari fotodioda ini saat menerima pantulan dari wadah yang

sudah diberi warna tersebut adalah berupa frekuensi. Frekuensi ini yang nanti akan

diterima oleh program pada mikrokontroller Arduino Uno dan diproses sebagai selektor,


26

dimana sensor TCS3200 ini pada dasarnya akan menyimpan pilihan data suarayang akan

digunakan sebelum dikeluarkan menuju ke speaker.

3.2.6 Rangkaian modul SD Card ke Arduino

Rangkain ini merupakan rangkaian komunikasi antara SD Card modul dengan

Arduino. Komunikasi menulis dan membaca dari Arduino dengan SD Card modul ini

harus melewati pin SPI yang sudah ada pada arduino tersebut. Pin yang digunakan untuk

melakukan koneksi ini adalah pin 11 (MOSI), pin 12 (MISO), pin 13 (SCK), dan pin 4

(CS). Rangkaian ini dapat dilihat pada gambar 3.8.

Gambar 3.8. Rangkaian SD Card Modul ke Arduino

Dengan konfigurasi seperti di atas maka program Arduino akan dapat melakukan

write atau read pada SD Card yang dipasangkan pada SD Card modul. Pada inisialisasi

program IDE, untuk melakukan komunikasi dengan modul selain memperhatikan

konfigurasi pin di atas adalah harus menggunakan library SD Card yang terdapat pada

IDE. Program harus mempunyai inisiasi SD.h serta SPI.h agar arduino dapat melakukan

interaksi dengan SD Card yang sudah terpasang.


27

3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan software atau perangkat lunak merupakan perancangan yangmenentukan dan mengatur cara kerja alat sesuai dengan yang diinginkan.

Gambar 3.9. Flowchart utama

Mulai

Keluarkanoutput suara

Apakahsudah

ditutup?

Baca dataSD Card

Delay 7s

Selesai

T

Y

Alarmberbunyi

Deteksi limitSwitch

Setting jenis suara

Apakahsudah

dibuka?

Y

T

Kalibrasi Sensor


28

Mikrokontroller akan mendeteksi nilai sensor yang diatur sebagai masukan.

Software ini akan mengatur bahwa masing-masing masukan akan mempunyai keluaran

suara yang berbeda-beda. Data pada SD Card akan diisi dengan cara mengkopi file WAV

yang telah direkam ke SD Card. Nama file WAV tersebut masing-masing akan berbeda

sehingga masing-masing sensor akan diatur berdasarkan penamaan file. Jika

mikrokontroller membaca sensor masukan belum aktif maka proses akan kembali terus

pada pembacaan sensor. Jika mikrokontroller membaca sensor masukan aktif,maka proses

akan dilanjutkan ke SD Card.

Pada tahap ini mikrokontroller akan menyeleksi data suara pada SD Card yang

akan dikeluarkan sesuai dengan masukan yang aktif karena masing-masing masukan

mempunyai keluaran suara yang berbeda-beda. Keluaran suara yang dikeluarkan dari oleh

mikrokontroller akan melewati amplifier yang sudah dirancang sebelumnya. Amplifier ini

akan mengubah sinyal keluaran pada mikrokontroller menjadi sinyal yang bisa diterima

speaker berupa suara. Setelah mengeluarkan output suara, proses akan kembali menuju

pembacaan sensor masukan lagi.

3.3.1 Subrutin Setting Jenis Suara

Program ini dimulai dengan menekan push button yang berada pada pin 8Arduino.

Program ini akan mengubah jenis suara yang sesuai dengan selera pengguna tersebut..

Berikut adalah flowchart subrutin setting jenis suara.

Gambar 3.10 Subrutin Setting Jenis Suara

Mulai

Ambil databutton

Sudahditekan?

?

SuaraPria

SuaraWanita

RET

T Y


29

3.3.2 Subrutin Kalibrasi Sensor

Program ini berisi syarat-syarat pengecekan tiap warna yang dilakukan sebelummemanggil data suara dalam SD Card.

Mulai

Kalibrasisyarat warna

merah

Baca datasuara merah


biru

Baca datasuara biru


hijau

Baca datasuara hijau


kuning

Baca datasuara kuning

Gambar 3.11. Subrutin Kalibrasi Sensor

RET


30

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini menjelaskan implementasi perancangan penelitian dan hasil pengamatan

beserta pembahasannya untuk mengetahui kesesuaian antara perancangan dan penelitian.

4.1 Pemasangan Alat

Piranti lemari berbicara berbasis Arduino ini mempunyai 2 limit switch yang pada

dasarnya akan berfungsi sebagai pemicu untuk memuncul data suara yang terdapat pada

SD Card menuju ke speaker. Sensor warna TCS3200 pada piranti ini berfungsi untuk

mendapatkan data berupa intensitas warna yang terpantul dari suatu benda, kemudian data

ini akan disimpan sementara pada program Arduino sampai limit switch bernilai HIGH.

Komponen-komponen tersebut dapat dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.1 Lemari Berbicara Berbasis Arduino

1

2

3


31

Tabel 4.1 Keterangan Gambar Lemari Berbicara Berbasis Arduino

No Nama Keterangan

1 Speaker Komponen untuk menghantarkan suara

2 TCS3200 Komponen sebagai sensor warna

3 Limit switch Switch pemicu suara

Pembacaan sensor ini dilakukan secara bergantian dengan cara penekanan limit

switch agar Arduino menerima masukan bernilah HIGH. Sensor warna yang berada pada

atas ruangan akan menghidup LED putih yang nantinya cahaya ini akan dipantulkan

kembali dan diterima oleh photodioda yang terdapat pada TCS3200. Data warna yang

diterima sensor warna ini akan disimpan sementara dalam program Arduino untuk

menentukan suara mana yang akan dikeluarkan sesuai dengan warna yang terdeteksi.

Pada saat Limit Switch bernilai HIGH, maka program pada Arduino akan secara

langsung membaca data suara pada SD Card dan langsung mengeluarkan suara tersebut

melalui amplifier menuju ke speaker.

4.1.1 Keterangan Penggunaan Alat

Gambar 4.2. Hardware Amplifier dengan Modul SD Card


32

Gambar di atas merupakan hardware dari sistem pengeluaran suara lemari

berbicara. Pada gambar tersebut terdapat sebuah minimal sistem dari Arduino uno, modul

SD Card yang berfungsi untuk menyimpan data suara, serta rangkaian amplifier yang

menggunakan IC LM386 sebagai penguat amplifier sederhana untuk menghantarkan suara

menuju ke speaker. Modul SD Card dan rangkaian amplifier masing-masing menggunakan

power supply 5v yang berasal dari pin Arduino. Modul SD Card akan melakukan

komunikasi dengan Arduino dengan library SPI sesuai dengan konfigurasi pin.

Konfigurasi pin modul SD Card harus sama dengan aturan library pada SPI karena

jika ada 1 pin yang tidak sama maka pembacaan data dalam SD Card tidak akan berfungsi.

Data pada SD Card berupa 4 macam suara yaitu gula, garam, merica, dan cabe. Masing-

masing suara mewakili suatu warna dalam seleksi data yang dilakukan oleh TCS3200.

Warna merah akan mengeluarkan suara cabe, warna hijau akan mengeluarkan suara garam,

warna kuning akan mengeluarkan suara merica, dan warna biru akan mengeluarkan suara

gula. Masing-masing suara ini sudah dipasangkan dengan masing-masing warna pada

program yang sudah dibuat.

Limit Switch dipasang pada posisi dimana jika pintu tertutup maka ujung pintu akan

mengenai tombol pada limit switch dan mengeluarkan nilai HIGH. Jadi jika saat pintu

lemari dibuka, limit switch akan memberikan nilai LOW. Kondisi LOW inilah yang akan

menjadi syarat kondisi pada program untuk mengeluarkan suara yang sesuai dengan warna

yang diterima sensor warna. Pin A0 dan pin 2 pada Arduino uno merupakan selektor Limit

Switch pada lemari yang mempunyai 2 ruangan. Masing-masing ruangan mempunyai 1

Limit Switch.

Pada program Arduino, sensor warna akan melakukan scanning secara terus

menerus. Proses scanning ini merupakan proses sensor menerima pantulan cahaya dari

wadah tersebut yang kemudian akan muncul dalam program dalam bentuk nilai intensitas

cahaya. Masing-masing warna akan membuat nilai intensitas cahaya pada program berbeda

sehingga inilah yang akan menjadi syarat kondisi untuk menentukan kalibrasi yang akan

dilakukan. Masing-masing ruang pada lemari terdapat jalur untuk meletakkan wadah.

Wadah harus diletakkan sesuai dengan jalur yang sudah dibuat agar kalibasi sensor tidak

berubah-ubah. Ketinggian wadah dengan sensor mempengaruhi kalibarsi sensor. Kalibrasi

sensor dilakukan dengan jarak sensor dan wadah 10 cm. Pada saat sensor warna sudah

melakukan scanning dan sudah mendapatkan hasil warna yang diseleksi, sensor warna

akan terus melakukan scanning sampai limit switch bernilai LOW. Saat limit switch


33

bernilai LOW, maka scanning sensor warna akan berhenti pada kondisi keputusan warna

yang terakhir. Hasil scanning terakhir akan menjadi selektor untuk memilih data suara

mana yang akan dikeluarkan menuju ke speaker.

4.2 Pengujian Alat

Pengujian alat berguna untuk mendapatkan data-data spesifikasi atau mendapatkan

titik pengukuran dari alat yang telah dibuat sehingga akan mempermudah menganalisa

kesalahan dan kerusakan yang akan terjadi pada saat alat ini bekerja.

4.2.1 Pengujian Pembacaan Warna TCS3200

Penerimaan cahaya pada sensor warna akan dibagi menjadi 3 intensitas yaitu

merah, hijau, dan biru. Sensor warna akan dibuat agar dapat mengenali 4 macam benda

berdasarkan warna. Warna tersebut yaitu merah, biru, hijau, dan kuning. Warna-warna

yang digunakan mempunyai spesifikasi nilai hex dan RGB yang berbeda-beda. Spesifikasi

tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 4.2 Spesifikasi Warna yang digunakan

Warna Hex Red Green Blue Contoh

Merah #DB364A 219 54 74

Biru #0082BE 0 130 190

Hijau #00A000 0 160 0

Kuning #978F06 151 143 6

Pengujian akan dilakukan dengan lima kali membuka pintu lemari pada masing-

masing warna yang terdapat pada wadah. Wadah akan diletakkan pada ruang lemari.

Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai intensitas masing-masing warna. Hasil

dari pengujian sensor warna untuk warna merah dapat dilihat pada tabel berikut ini.


34

Tabel 4.3 Pengujian Sensor untuk Wadah Merah

No R G B

1 724 1690 1198

2 722 1684 1196

3 719 1673 1177

4 730 1682 1189

5 721 1682 1189

Pada tabel 4.2, pengujian warna merah yang muncul mempunyai rata-rata nilai

sebesar 700 untuk intensitas merah, 1600 untuk intensitas hijau, 1100 untuk intensitas biru.

Dari data yang didapat, rata-rata nilai intensitas pada lima kali pengujian mendapatkan

hasil yang cukup stabil. Selisih yang didapat setiap intensitas hanya mempunyai selisih 5

sampai 11 angka. Pengujian untuk warna merah cukup stabil.

Tabel 4.4 Pengujian Sensor untuk Wadah Hijau

No R G B

1 1153 635 860

2 1162 641 881

3 1163 647 874

4 1163 646 875

5 1154 635 865

Pada tabel 4.3, pengujian warna hijau yang muncul mempunyai rata-rata nilai sebesar 1100

untuk intensitas merah, 600 untuk intensitas hijau, 800 untuk intensitas biru. Dari data

yang didapat, rata-rata nilai intensitas pada lima kali pengujian mendapatkan hasil yang

cukup stabil.


35

Tabel 4.5 Pengujian Sensor untuk Wadah Biru

No R G B

1 1537 713 425

2 1531 710 416

3 1534 712 422

4 1520 706 410

5 1520 706 412

Pada tabel 4.4, pengujian warna biru yang muncul mempunyai rata-rata nilai



hasil yang cukup stabil.

Tabel 4.6 Pengujian Sensor untuk Wadah Kuning

No R G B

1 511 551 877

2 503 544 874

3 518 545 874

4 508 545 868

5 515 548 893

Pada tabel 4.5, pengujian warna kuning yang muncul mempunyai rata-rata nilai



hasil yang cukup stabil.


36

4.2.2 Pengujian Suara

Pada pengujian ini adalah ketepatan keluaran suara dengan warna yang dibaca

sensor saat limit switch bernilai LOW. Pengujian ini berkaitan dengan pembacaan sensor

warna TCS3200 terhadap warna wadah yang berada pada ruang lemari tersebut. Masing-

masing warna akan dilihat apakah cocok dengan keluaran data suara yang diinginkan.

Berikut merupakan tabel keluaran suara ketika pintu terbuka. Program pada Arduino dibuat

agar warna merah mengeluarkan suara cabe, warna biru mengeluarkan suara gula, warna

hijau mengeluarkan suara garam, dan warna kuning mengeluarkan suara merica. Berikut

ini merupakan tabel keluaran suara dengan deteksi sensor warna.

Tabel 4.7 Pengujian Suara dengan Sensor Warna

Pengujian Warna

wadah

Suara Gambar sinyal keluaran suara

1 merah cabe

2 hijau garam

3 biru gula


37

4 kuning merica

Dari data pengujian yang terdapat pada tabel 4.6, keluaran suara sudah dapat sesuai

dengan deteksi warna dari TCS3200 sehingga tidak ada kendala dalam pengujian ini.

Piranti lemari berbicara berbasis Arduino ini sudah dapat mengeluarkan suara yang sesuai

dengan warna yang ditangkap oleh TCS3200. Pada saat pengujian, suara yang keluar

melalui speaker tidak terlalu jernih dan bagus. Hal ini karena pada program ini Arduino

hanya bisa dapat membaca data suara format WAV yang harus diubah dari kualitas 32 bit

menjadi 8 bit. Kualitas 8 bit adalah kualitas suara yang paling rendah. Untuk channel data

suara harus diubah menjadi mono serta frekuensi data suara harus kurang dari 32 KHz.

Spesifikasi file suara yang dipakai rata-rata sebesar 300 Kb untuk kapasitasnya, 8 bit, dan

mempunyai sample rate 24 Khz.

4.2.3 Pengujian Limit Switch

Pengujian limit switch ini bertujuan untuk mengetahui apakah fungsi limit switch

sudah berfungsi dengan baik atau belum. Dalam sistem ini rangkaian limit switch

menggunakan resistor pull down, yang artinya adalah apabila limit switch ini ditekan maka

tegangan keluaran akan mendekati VCC. Dalam sistem ini tegangan rangkaian yang

digunakan adalah tegangan DC 5 Volt. Limit switch ini mempunyai 3 pin yang merupakan

terdiri dari NO (Normally Open), NC (Normally Close), dan Common. Jika pin yang

dipakai adalah common dan NO maka saklar akan bersifat mengalirkan tegangan menuju

ke pin keluaran saat saklar ditekan. Jika common dan NC yang digunakan maka saklar

sudah langsung menghantarkan tegangan saat saklar belum ditekan dan saat saklar ditekan

maka tegangan akan putus. Rangkaian resistor pull down dapat dilihat pada gambar 4.4.


38

Gambar 4.3 Rangkaian Limit Switch

Dari pengujian yang dilakukan, fungsi limit switch sebagai trigger pada pintu

lemari berbicara ini dapat berfungsi dengan baik dan tidak mempunyai kendala dalam

menghambat proses pengujian.

Tabel 4.8 Implementasi Tegangan Keluaran Limit Switch

Kondisi tombol Tegangan keluaran

Ditekan 4.12 V

Tidak ditekan 0

Data yang diperoleh pada tabel 4.7 adalah data saat saklar ditekan dan saklar tidak

ditekan. Pengujian saklar ini menunjukkan bahwa saat ditekan tegangan keluaran bernilai

4.12 V.


39

4.3 Perangkat Lunak

Perangkat lunak atau program yang terdapat pada mikrokontroller dibuat untuk

menunjang kerja dari sistem lemari berbicara berbasis mikrokontroller ini. Dalam sistem

ini terdapat sebuah program utama dan empat sub program. Program utama berisi

inisialisasi pin pada Arduino sebagai input dan output, pembacaan SD Card untuk

membaca data suara, pembacaan warna wadah oleh sensor warna, dan selektor sensor

warna yang aktif serta mengeluarkan keluaran suara dengan menggunakan limit switch.

Inisialisasi I/O bertujuan agar komponen yang terpasang pada Arduino dapat berfungsi

dengan baik sesuai dengan konfigurasi I/O yang telah ditentukan. Pengaturan ini dapat

dilakukan dengan cara perintah pinMode(). Inisialisasi I/O ini ditulis di dalam void setup

pada program tersebut. Program inisialisasi I/O ditunjukkan pada gambar 4.5.

Gambar 4.4. Inisialisasi input dan output

Peran limit switch pada program adalah sebagai selektor yang berfungsi untuk

memilih sensor warna mana yang akan dijalankan untuk melakukan scanning warna serta

mengeluarkan data suara di dalam SD Card. Nilai limit switch yang dibaca oleh program

Arduino sebagai trigger untuk selektor adalah LOW. Jika limit switch tidak ditekan atau

bernilai LOW, maka program akan mengaktifkan kondisi syarat yang terdapat pada

pengaturan sensor warna. Selanjutnya sensor warna akan melakukan scanning sesuai

dengan kalibrasi yang telah dilakukan sebelumnya. Program pemilihan sensor yang aktif

dapat dilihat pada gambar 4.6.


40

Gambar 4.5. Program Selektor Sensor Warna

Agar Arduino dapat membaca nilai pada suatu komponen, maka pin yang

terhubung dari komponen ke Arduino harus dituliskan dalam program yaitu digitalRead().

Variabel dalam kurung adalah nama variabel yang sebelumnya sudah ada pada void setup.

Setelah itu pengaturan suatu syarat kondisi harus dilakukan agar program dapat

mengetahui kapan program sensor warna akan dijalankan. Pada program di atas perintah if

() digunakan sebagai syarat untuk melakukan suatu perinta program tergantung pada

kondisi tersebut. Perintah if(val=LOW) adalah perintah untuk membuat kondisi bahwa jika

nilai limit switch bernilai LOW maka program akan langsung menjalankan perintah

program yang ada di bawahnya.

Warna yang dideteksi oleh sensor warna TCS3200 harus dikalibrasi terlebih

dahulu. Hal ini karena setiap warna mempunyai intensitas yang berbeda-beda sehingga

masing-masing warna harus dikalibrasi. Program kalibrasi sensor warna dapat dilihat pada

gambar 4.7.


41

Gambar 4.6. Program Kalibrasi Sensor Warna

Untuk mengenali sebuah warna, sensor warna TCS3200 menggunakan fotodioda

yang berfungsi untuk menangkap intensitas 3 warna dasar yaitu merah, biru, dan hijau.

Tiga dari nilai intensitas inilah yang akan menjadi patokan untuk melakukan kalibrasi

terhadap warna wadah yang akan diletakkan. Dapat dilihat pada program di atas bahwa

untuk menetukan warna biru pada suatu wadah, syarat intensitas warna dasar yang diterima

fotodioda harus sesuai dengan syarat pada program. Syarat untuk menentukan warna biru

yaitu intensitas warna dasar biru yang terdeteksi harus lebih kecil dari merah dan hijau

sehingga baru bisa dikenali sebagai warna biru. Pada syarat kalibrasi dimasukkan logika

red < 800 dan green > 1400. Angka ini bertujuan agar syarat kalibrasi tidak bertabrakan

dengan warna kuning. Hal ini karena pulsa warna kuning menghasilkan intensitas red

sebesar rata-rata 500 dan green rata-rata 850. Saat program masuk di red < 800 maka

warna kuning ikut terpanggil tapi jika ditambah kalibrasi green >1400 maka otomatis

syarat untuk warna kuning tidak terpilih lagi.

Untuk mengeluarkan data suara dari SD Card, program harus mengecek apakah

komunikasi Arduino dengan modul SD Card sudah terkoneksi dengan baik atau belum.

Program akan mengecek melalui perintah yang telah dibuat lalu dengan bantuan serial


42

monitor pada program, akan muncul kata SD fail jika modul dengan Arduino belum

terkoneksi dengan baik. Program pengecekan komunikasi dan data suara dapat dilihat pada

gambar 4.8.

Gambar 4.7. Program Pengecekan modul SD Card dan Data Suara

Untuk melakukan pengecekan intesintas warna pada program, biasanya dilakukan

dengan cara menjalankan serial monitor yang ada pada pilihan software IDE. Serial

monitor ini berfungsi untuk menampilkan data-data yang ingin dilihat. Data ini bisa berupa

nilai keluaran dan masukan dari sebuah komponen yang dipasangkan dengan Arduino.

Program pengecekan intensitas warna dapat dilihat pada gambar 4.9.

Gambar 4.8. Program Pengecekan Intensitas Warna


43

Nilai intensitas warna yang dimunculkan ke serial monitor Arduino berasal dari

subprogram color yang dibuat untuk mengambil pulsa masuk menuju fotodioda sensor

warna tersebut. Pin S2 dan S3 akan dibuat bernilai LOW, kemudian akan dinisialisasi

suatu variabel yang nilainya adalah intensitas cahaya yang masuk yang diterima dan

dikeluarkan melalui pin keluaran TCS3200.

Pada piranti lemari berbicara berbasis Arduino ini, program ditambahkan mode

alarm di mana jika pintu lemari belum ditutup selama 7 detik maka program akan

mengeluarkan suara alarm sebagai peringatan untuk menutup kembali pintu lemari

tersebut. Subprogram mode alarm ini dapat dilihat pada gambar 4.10.

Gambar 4.9. Subprogram Mode Alarm

Pada program di atas, setelah 7 detik maka program akan memberikan perintah

untuk menghentikan proses timer dari data suara yang dikeluarkan sebelumnya. Setelah itu

program akan mengecek apakah nilai limit switch yang terpasang pada pintu masih sama

sebelumnya apa tidak. Jika iya, maka program akan memerintahkan untuk masuk ke void

alarm. Dalam subprogram alarm ini, akan dilakukan pembacaan terus menerus nilai limit

switch setiap 1 detik dan setiap 1 detik tersebut program akan memutarkan suara alarm.

Jika limit switch sudah bernilai HIGH, maka program akan menuju ke void setup dan

melakukan scanning warna lagi.


44

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini menjelaskan tentang penarikan kesimpulan berdasarkan implementasi

sistem dan data pengujian pada bab IV, dan beberapa saran yang dapat digunakan untuk

pengembangan sistem selanjutnya.

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari piranti lemari berbicara berbasis arduino ini

adalah :

1. Piranti sudah dapat mengeluarkan data berupa keluaran suara berdasarkan warna

yang terdeteksi

2. Program telah mampu memilih sensor warna mana yang akan diaktifkan sesuai

dengan pintu mana yang dibuka terlebih dahulu.

3. Keluaran suara dari 2 pintu lemari tidak dapat sekaligus berjalan, saat keluaran

suara pertama sudah berjalan piranti harus menunggu sampai 7 detik untuk

kemudian dapat mengeluarkan suara berikutnya.

4. Perbedaan ketinggian wadah mempengaruhi pembacaan sensor warna sehingga

wadah yang digunakan harus mempunyai tinggi yang sama.

5.2 Saran

Saran untuk pengembangan lemari berbicara berbasis arduino ini adalah sebagai

berikut :

1. Dapat ditambahkan sebuah program interface di mana orang awam dapat

memasukkan suara sesuai dengan kehendak mereka.


45

DAFTAR PUSTAKA

[1] Soemantri, T. S.,2007,Psikologi anak luar biasa,Karakteristik dan Masalah

Perkembangan AnakTunanetra, 65-91, Bandung .

[2] ------, 2009, Teori Dasar Mikrokontroller ,

http://www.scribd.com/doc/17060403/TEORI-DASAR-

MIKROKONTROLER#scribd, diakses 15 Oktober 2015.

[3] Agus, 2012, Pengertian Mikrokontroller,http://elektronika-dasar.web.id/pengertian-

dan-kelebihan-mikrokontroler/, diakses 15 Oktober 2015.

[4] Ilham, 2014, Pengertian dan Kelebihan Arduino, http://www.it-

jurnal.com/2014/05/pengertian-dan-kelebihan-arduino.html, diakses 15 Oktober 2015.

[5] Ihsan, 2013 , Pengertian Arduino Uno, http://www.caratekno.com/2015/07/pengertian-

arduino-uno-mikrokontroler.html, diakses 23 Oktober 2015.

[6] Agus, 2012, Power Amplifier Kelas D, http://elektronika-dasar.web.id/power-

amplifier-kelas-d/, diakses 23 Oktober 2015.

[7] Brian, 2012, What Is an Arduino Shield and Why Netduino Care,

https://channel9.msdn.com/coding4fun/articles/What-Is-an-Arduino-Shield-and-Why-

Should-My-Netduino-Care, diakses 30 Oktober 2015.

[8] Ajie, 2015, Menangani Komunikasi Serial Sinkron SPI di Arduino,

http://saptaji.com/2015/07/29/menangani-komunikasi-serial-sinkron-spi-di-arduino/,

diakses 30 Oktober 2015.

[9] Agus, 2012, Low Pass Filter, http://elektronika-dasar.web.id/low-pass-filter-lpf-rc/,

diakses 1 November 2015.

[10] Budiono, M.,2011,dasarteknikelektronika,vol 2, hal 363-369 , UniversitasBrawijaya

Press, Malang


46

[11] Agus, 2012, Limit Switch dan Saklar Push On, http://elektronika-dasar.web.id/limit-

switch-dan-saklar-push-on/, diakses 3 November 2015.

[12] Mellis, 2008, Arduino Uno, https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno,

diakses 10 November 2015.

[13] Peter, 2008, LM386 Audio Amplifier Gain Calculation,

http://www.petervis.com/electronics%20guides/LM386%20Audio%20Amplifier/LM3

86%20Audio%20Amplifier%20Gain%20Calculation.html, diakses 17 November

2015.

[14] Agus, 2012, Operasional Amplifier, http://elektronika-dasar.web.id/operasional-

amplifier-op-amp/, diakses 17 November 2015.

[15] Agus, 2012, Power Amplifier Mini Lm386, http://elektronika-dasar.web.id/power-

amplifer-mini-lm386/, diakses 17 November 2015.

[16] Duwi, 2013, Cara menggunakan Memory Micro SD di Arduino,

http://duwiarsana.com/cara-menggunakan-memory-micro-sd-di-arduino/,diakses 18

januari 2016.

[17] -----, 2011, Datasheet TCS3200, Taos.

[18] Feliks, 2014, Piranti Penuntun Penyandang Tunanetra Dengan Indikasi Jarak

Berbasis Arduino, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

[19] Artanto, Dian. 2012, Interaksi Arduino dan LabView. PT Elex Media Komputindo.

Jakarta.

[20] -----, 2009, Datasheet Atmega48PA/88PA/168PA/328p, Atmel.

[21] Wimpy, 2013, Jam Digital dengan Keluaran Suara, Jurusan Teknik Elektro,

Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.


LAMPIRAN


L2

SKEMATIK RANGKAIAN

DIGITAL(~PWM)

ANALOGIN

ATMEGA328P-PU1121

~ ~~ ~ ~ ~ TX

RX

PD

0/R

XD0

PD

1/TX

D1

PD

2/IN

T02

PD

3/IN

T13

PD

4/T0

/XC

K4

PD

5/T1

5P

D6/

AIN

06

PD

7/A

IN1

7

PB

0/IC

P1/

CLK

O8

PB

1/O

C1A

9P

B2/

SS

/OC

1B10

PB

3/M

OS

I/OC

2A11

PB

4/M

ISO

12P

B5/

SCK

13

AR

EF

PC

5/A

DC

5/SC

LA5

PC

4/A

DC

4/SD

AA4

PC

3/A

DC

3A3

PC

2/A

DC

2A2

PC

1/A

DC

1A1

PC

0/A

DC

0A0

RE

SET

AR

D1

AR

DU

INO

UN

O R

3

SW1

SW

-SPS

T

SW2

SW

-SPS

T

R1

10k

R2

10k

S0 S1P

IN

OE

PIN

GN

DP

IN

S2P

IN

S3P

IN

OU

TP

IN

VC

CP

IN

S0 S1P

IN

OE

PIN

GN

DP

IN

S2P

IN

S3P

IN

OU

TP

IN

VC

CP

IN

5 v

53 2

6 471

8

U1

LM38

6

RV1

10K

C2

10uF

R1

10

12 V

LS1

SP

EAK

ER

AMPL

IFIE

R

MO

SI

PIN

MIS

OP

INS

CK

PIN

CS

PIN

5 V

PIN

GN

DP

IN

MO

DU

L SD

CAR

D

MO

DE

SW

-SPS

T

R3

10k

SEN

SOR

WAR

NA

SEN

SOR

WAR

NA

C5

10uF

C6

0.05

uF

C7

250u

F


L3

LISTING PROGRAM ARDUINO

#include <SD.h>

#define SD_ChipSelectPin 4

#include <TMRpcm.h>

#include <SPI.h>

TMRpcm tmrpcm;

const int s0 = A0;

const int s1 = A1;

const int s2 = A2;

const int s3 = A3;

const int out =A4;

const int s01=10;

const int s11=8;

const int s21=7;

const int s31=6;

const int out1=5;

int input=2;

int val=0;

int input1=A5;

int val1=0;

int mode=3;

int change=0;

int red = 0;

int green = 0;

int blue = 0;


L4

void setup()

tmrpcm.speakerPin = 9;

Serial.begin(9600);

if (!SD.begin(SD_ChipSelectPin))

Serial.println("SD fail");

return;

pinMode(mode,INPUT);

pinMode(s0, OUTPUT);




pinMode(out, INPUT);

pinMode(input,INPUT);





pinMode(out1, INPUT);

pinMode(input1,INPUT);

digitalWrite(s0, HIGH);




tmrpcm.play("future.wav");

delay(2000);

tmrpcm.disable();

void loop()


L5

change=digitalRead(mode);

if(change==HIGH)

val=digitalRead(input);

val1=digitalRead(input1);

if(val==LOW)

color();

Serial.print("R Intensity:");

Serial.print(red, DEC);

Serial.print(" G Intensity: ");

Serial.print(green, DEC);

Serial.print(" B Intensity : ");

Serial.print(blue, DEC);

//Serial.println();

if (red < blue && red < green && red<500 && green>800)

Serial.println(" - (Red Color)");

tmrpcm.play("cabe.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val==LOW)

alarm();

else if (blue < red && blue < green && blue<800)


L6

Serial.println(" - (Blue Color)");

tmrpcm.play("gula.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val==LOW)

alarm();

else if (green < red && green < blue)

Serial.println(" - (Green Color)");

tmrpcm.play("garam.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val==LOW)

alarm();

else if (red < blue && red < green && green <600)

Serial.println(" - (kuning Color)");

tmrpcm.play("merica.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val==LOW)

alarm();


L7

else

Serial.println();

if(val1==LOW)

color1();

Serial.print("R Intensity1:");


Serial.print(" G Intensity1: ");


Serial.print(" B Intensity1 : ");


//Serial.println();

if (red < blue && red < green && red < 700 && green > 1000)


tmrpcm.play("cabe.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val1==LOW)

alarm1();


L8



tmrpcm.play("gula.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val1==LOW)

alarm1();



tmrpcm.play("garam.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val1==LOW)

alarm1();

else if (red < blue && red < green && red < 730)


tmrpcm.play("merica.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


L9


if(val1==LOW)

alarm1();

else

Serial.println();

if(change==LOW)



if(val==LOW)

color();

Serial.print("R Intensity:");


Serial.print(" G Intensity: ");


Serial.print(" B Intensity : ");


//Serial.println();

if (red < blue && red < green && red<500 && green>800)


tmrpcm.play("satu.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


L10


if(val==LOW)

alarm();



tmrpcm.play("dua.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val==LOW)

alarm();



tmrpcm.play("tiga.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val==LOW)

alarm();


L11

else if (red < blue && red < green && green <600)


tmrpcm.play("empat.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val==LOW)

alarm();

else

Serial.println();

if(val1==LOW)

color1();

Serial.print("R Intensity1:");


Serial.print(" G Intensity1: ");


Serial.print(" B Intensity1 : ");


//Serial.println();

if (red < blue && red < green && red < 700 && green > 1000)


L12


tmrpcm.play("satu.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val1==LOW)

alarm1();

else if (blue < red && blue < green && blue < 500)


tmrpcm.play("dua.wav");

delay(7000);

tmrpcm.disable();


if(val1==LOW)

alarm1();



tmrpcm.play("tiga.wav");

delay(5000);

tmrpcm.disable();


if(val1==LOW)

alarm1();


L13

else if (red < blue && red < green && red < 730)


tmrpcm.play("empat.wav");

delay(5000);

tmrpcm.disable();


if(val1==LOW)

alarm1();

else

Serial.println();

void alarm()


tmrpcm.play("alarm.wav");

delay(1000);

tmrpcm.disable();

if(val==HIGH)

setup;

else


L14

alarm();

void alarm1()


tmrpcm.play("alarm.wav");

delay(1000);

tmrpcm.disable();

if(val1==HIGH)

setup;

else

alarm1();

void color()

digitalWrite(s2, LOW);


//count OUT, pRed, RED

red = pulseIn(out, digitalRead(out) == HIGH ? LOW : HIGH);


//count OUT, pBLUE, BLUE

blue = pulseIn(out, digitalRead(out) == HIGH ? LOW : HIGH);


//count OUT, pGreen, GREEN

green = pulseIn(out, digitalRead(out) == HIGH ? LOW : HIGH);

void color1()


L15



//count OUT, pRed, RED

red = pulseIn(out1, digitalRead(out1) == HIGH ? LOW : HIGH);


//count OUT, pBLUE, BLUE

blue = pulseIn(out1, digitalRead(out1) == HIGH ? LOW : HIGH);


//count OUT, pGreen, GREEN

green = pulseIn(out1, digitalRead(out1) == HIGH ? LOW : HIGH);


TUGAS AKHIR LEMARI PENYIMPANAN BERBICARA BERBASIS … · 2020. 1. 27. · TUGAS AKHIR LEMARI PENYIMPANAN BERBICARA BERBASIS MIKROKONTROLLER Diajukan untuk memenuhi salah syarat Memperoleh

Documents