MESIN PEMBUAT MINUMAN OTOMATIS MENGGUNAKAN WARNA GELAS UNTUK MENENTUKAN RASA

MESIN PEMBUAT MINUMAN OTOMATIS MENGGUNAKAN WARNA GELAS UNTUK MENENTUKAN RASA Dwiki Putra Mahardika1, Kevin Kurniawan2, Samuel BETA.3 Mahasiswa dan Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia E-mail : dwikiputra125@gmail.com 1, kevink26121997@gmail.com2, sambetak2@gmail.com3

Intisari – Minuman merupakan kebutuhan pokok bagi masyarakat, namun dalam penyajiannya masih menggunakan proses manual Untuk mempermudah dalam penyajian minuman dapat dilakukan dengan cara membuat peralatan yang mampu menyediakan minuman secara otomatis. Sehingga pada proyek ini, dibuat mesin pembuat minuman otomatis menggunakan warna gelas untuk menentukan rasa. Pada proyek ini dibuat aplikasi ARM NUC120 menggunakan motor servo sebagai penakar komposisi bubuk, dan buka tutup kran. Sensor warna sebagai pembaca warna gelas. Kemudian Sensor ketinggian air menggunakan Photodioda. Mikrokontroler ARM NUC120 tipe ini memiliki cortex M0 12MHz, 8KB RAM, 64KB memori program (APROM), 4KB memori data (data flash), 45 pin I/O (GPIO), 8 channel ADC 12 bit, 3 serial UART dengan 1 USB & 1 RS485, 3.3V & 5V, programmable via USB.

Kata Kunci : ARM NUC120 Motor Servo, Sensor Warna TCS 3200, Photodioda

Abstact –  Drinks are basic needs for the community, but in the presentation they still use manual processes. To make it easier to serve drinks, it can be done by making equipment that is able to provide drinks automatically. So that on this project, automatic drink making machines are made using glass colors to determine taste. In this project, ARM NUC120 application was made using a servo motor as a powder composition indicator, and open the faucet. Color sensor as a glass color reader. And then, water level sensor use Photodiode. This type of ARM NUC120 microcontroller has 12MHz M0 cortex, 8KB RAM, 64KB program memory (APROM), 4KB data memory (data flash), 45 I / O pins (GPIO), 12 12-bit ADC channel, 3 UART serial with 1 USB & 1 RS485, 3.3V & 5V, programmable via USB.

Keyword : ARM NUC120, Motor Servo, Sensor Warna TCS 3200, Photodiode

I.                    PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dengan kesibukan yang kian meningkat maka setiap individu menginginkan semua aktifitasnya berjalan secara efektif dan efisien. Termasuk pada aktifitas pemenuhan kebutuhan pokok yaitu kebutuhan makanan dan minuman. Saat membuat minuman yang membutuhkan pembubuhan komposisi tentu membutuhkan waktu dalam proses pembuatannya, sementara berbagai aktifitas yang lebih penting telah menunggu. Dari uraian diatas, maka dibuatlah mesin pembuat minuman kopi menggunakan warna gelas untuk menentukan rasa, menggunakan ARM NUC120.

B. Tujuan

Tujuan pembuatan alat ini adalah :

1.   Untuk membuat mesin pembuat minuman otomatis  menggunakan warna gelas untuk menentukan rasa

C. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, akan ditentukan beberapa rumusan masalah, yaitu :

1.  Bagaimana cara menggerakan motor servo agar dapat mengeluarkan komposisi dan mengeluarkan air melalui kran?

2.  Bagaimana cara sensor warna TCS3200 agar dapat membaca warna gelas untuk menentukan rasa?

3.  Bagaimana membuat program menggunakan mikrokontroller ARM NUC120 agar alat berfungsi dengan baik

D. Metodologi

Target proyek ini menjalankan program yang dapat diimplementasikan langsung terhadap alat. Langkah -  langkah pembuatan Proyek ARM dapat didefinisikan sebagai berikut :

1.     Studi pustaka alat dan bahan

2.     Perancangan perangkat lunak dan program

3.     Implementasi program

4.     Pengujian perangkat lunak dan perangkat keras

5.     Analisa

6.     Laporan

II.                    TINJAUAN PUSTAKA

Penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar perencanaan pembuatan alat.

ARM NUC120

ARM adalah prosesor dengan arsitektur set instruksi 32-­bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM merupakan singkatan dari Advanced RISC Machine ARM NUC120 merupakan sebuah modul mikronkontroler 32-bit berbasis ARM CortexM0 ARM NUC 120 BOARD dilengkapi dengan program bootloader sehingga tidak membutuhkan device programmer terpisah NUC120 dapat beroperasi dengan kecepatan CPU sampai 48MHz Telah dilengkapi dengan Full Speed USB 2.0 Device Controller yang sangat fleksibel dan dapat dikonfigurasi untuk berbagai aplikasi berbasis USB (Fauziah, Sukowati, & Purwanto, 2017)

Gambar 2.1 ARM NUC120

Motor Servo

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem umpan balik tertutup di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo [16]. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, 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. Seperti yang kita tahu bahwa servo terdiri dari

rangkaian pengontrol, gear,potensiometer dan DC motor. Potensiometer terhubung dengan gear demikian pula DC motor. Ketika DC motor diberi signal oleh rangkaian pengontrol maka dia akan bergerak demikian pula potensiometer dan otomatis akan mengubah resistansinya. Rangkaian pengontrol akan mengamati perubahan resistansi dan ketika resistansi mencapai nilai yang diinginkan maka motor akan berhenti pada posisi yang diinginkan. (Rosi, 2017)

Gambar 2.2 Motor Servo

Sensor TCS3200

Module Sensor Warna TCS3200 menggunakan chip TAOS TCS3200 RGB. Modul ini telah terintegrasi dengan 4 LED. Sensor Warna TCS3200 dapat mendeteksi dan mengukur intensitas warna tampak. Beberapa aplikasi yang menggunakan sensor ini diantaranya: pembacaan warna, pengelompokkan barang berdasarkan warna, ambient light sensing dan calibration, pencocokan warna, dan banyak aplikasi lainnya. Chip TCS3200 memiliki beberapa photodetector, dengan masing-masing filter warna

yaitu, merah, hijau, biru, dan clear. Filter-filter tersebut didistribusikan pada masing-masing array. Module ini memiliki oscilator yang menghasilkan pulsa square yang frekuensinya sama dengan warna yang dideteksi. Ada dua komponen utama pembentuk alat ini, yaitu photodiode dan pengkonversi arus ke frekuensi (ADC). Pada dasarnya sensor warna TCS3200 merupakan sensor cahaya yang dilengkapi dengan filter cahaya untuk warna dasar RGB (wijaya, 2015)

Gambar 2.3 Sensor TCS3200

Photodioda

Photodiode atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Dioda Foto adalah komponen Elektronika yang dapat mengubah cahaya menjadi arus listrik. Dioda Foto merupakan komponen aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan tergolong dalam keluarga Dioda. Seperti Dioda pada umumnya, Photodiode atau Dioda Foto ini memiliki dua kaki terminal yaitu kaki terminal Katoda dan kaki terminal Anoda, namun Dioda Foto memiliki Lensa dan Filter Optik yang terpasang dipermukaannya sebagai pendeteksi cahaya. (Nugroho, Faridah, & Suryopratomo, 2013)

Gambar 2.4 Photodioda

III.           PERANCANGAN ALAT

A.      Alat

1.     Bor PCB

2.     Solder 3.     Tenol

4.     Tang Potong 5.     Martil

6.     Gergaji

7.     Triplek

8.     Kertas Duplex

9.     Setrika

10. Larutan FeCl3

B.       Bahan

1.     Board ARM Nuvoton NUC120

2.     Motor Servo  

3.     Sensor Warna TCS3200                              

4.     Rangkaian Connector                 

5.     Box                                 

6.     Kabel jumper

7.     Paku

8.     Botol Gelas

9.     Kran

10. Corong Plastik    

       

C.      Blok Diagram Hubungan Komponen Utama

Gambar 3.1 Diagram Blok 

Mesin Pembuat Minuman Otomatis 

Menggunakan Perbedaan Warna Gelas Untuk Menentukan Rasa

Berikut keterangan singkat dari gambar blok diagram di atas :

1.  Photodioda sebagai sensor ketinggian air pada tandon

2.  Sensor Warna TCS3200 untuk membaca perbedaan warna gelas

3.  Catu Daya untuk memberi supply pada Mikrokontroler ARM NUC 120.

4.  Mikrokontroler ARM NUC 120 sebagai modul pemrograman untuk menjalankan alat sesuai     perintah.

5.  Motor Servo di fungsikan sebagai buka tutup kran pada tandon air dan juga sebagai buka         tutup tandon komposisi 

D.     Diagram Alir 

Gambar 3.2 Diagram Alir

E.  Pembuatan Alat

Dalam pembuatan alat ini dapat dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu:

1.     Membuat perencanaan bagan alat

2.     Membuat skema pengawatan

3.     Menyusun rangkaian sesuai skema pengawatan

4.     Membuat program untuk ARM

5.     Pembuatan kerangka alat

6.     Pemasangan rangkaian pada kerangka

• Cara Kerja Alat

Pertama tama gelas dimasukkan ke alat pembuat minuman segar, kemudian sensor warna sebagai input akan membaca warna gelas. Gelas warna orange untuk rasa jeruk dan biru untuk rasa jambu, apabila sudah terbaca warna gelas, komposisi akan dikeluarkan dari tandon komposisi menggunakan motor servo sebanyak kurang lebih satu sendok. Berikutnya air akan keluar dari tandon pertama menuju tandon kedua yang menjadi takaran banyaknya air yang dikeluarkan menuju gelas terakhir, air dikeluarkan dengan kran yang digerakkan menggunakan motor servo. Level ketinggian air dideteksi menggunakan photodioda yang diletakkan di pinggir tandon air kedua dan gelas terakhir. Apabila komposisi dan banyaknya air yang diinginkan sudah masuk ke dalam gelas terakhir maka minuman segar siap disajikan.

• Pengujian Alat

Dalam proyek yanng kami buat, perlu diuji untuk menentukan kesesuaian alat sebagai alat display penampil teks, adapun langkah - langkah cara pengujian yang akan kami lakukan adalah :

1.    Mengupload program ke alat yang dibuat, apakah sudah sesuai dengan  yang diinginkan atau belum.

2.     Menguji alat sesuai cara kerja

• Kesimpulan

Setelah melakukan perancangan, pembuatan dan uji coba alat, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:

1.  Sensor Warna TC3200 digunakan sebagai input untuk membaca warna gelas untuk   menentukan rasa minuman

2.    Photodioda digunakan sebagai sensor ketinggian air

DAFTAR PUSTAKA

[1]   Fauziah, H. Y., Sukowati, A. I., & Purwanto, I. (2017). Rancang Bangun Sistem Absensi Mahasiswa Sekolah Tinggi Teknik Cendekia (STTC) Berbasis Radio Frequency Identification (RFID) menggunakan Arduino UNO R3. Semnastek Umj, 16(November), 1–2.

[2].  Nugroho, A. S., Faridah, & Suryopratomo, K. (2013). Rancang Bangun Sensor Pengukur Level Interface Air dan Minyak pada Mini Plant Separator. Teknofisika, 2(2), 13.

[3].  Rosi, I. N. (2017). Rancang bangun alat pembuat minuman kopi otomatis menggunakan konveyor, 2(4), 35–45.

[4].  wijaya,  yusmar palapa. (2015). Mesin Penjual Softdrink Otomatis Berbasis ATMega8535. Jurnal Elementer, 1(2), 29–38. Retrieved from https://jurnal.pcr.ac.id/index.php/elementer/article/view/42

1. PPT Klik disini

2. Jurnal Klik disini

3. Diagram Blok Klik disini

4. Diagram Alir Klik disini

5. Pengawatan Dalam Klik disini

6. Pengawatan Luar Klik disini

7. Gambar Rangkaian Klik disini

BIODATA

                               

Dwiki Putra Mahardika. Penulis dilahirkan di Temanggung, tanggal 16 Agustus 1998. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Ngimbrang  , SMPN 1 Temanggung, dan SMAN 2 Temanggung. Tahun 2016 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2016 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.16.3.06. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: dwikiputra125@gmail.com

Kevin Kurniawan. Penulis dilahirkan di Semarang, tanggal 26 Desember 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Pandean Lamper 04, SMPN 15 Semarang, dan SMKN 4 Semarang. Tahun 2016 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2016 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.16.3.12. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email : kevink26121997@gmail.com