Belajar Mikrokontroler: MODUL TIMBANGAN BENDA DIGITAL DENGAN LED RGB DAN DFPLAYER MINI SEBAGAI INDIKATOR

MODUL TIMBANGAN BENDA DIGITAL DENGAN LED RGB DAN DFPLAYER MINI SEBAGAI INDIKATOR

MODUL TIMBANGAN BENDA DIGITAL DENGAN LED RGB DAN DFPLAYER MINI SEBAGAI INDIKATOR

Ahmad Jamiluddin Septya Ekavian¹, Rizka Zulfiyani²,

Royand³, Zamil Aulia Rachman⁴

Samuel BETA⁵

Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Semarang

Jln. Prof. H. Sudarto, S.H., Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia. 50275.

Telp. (024)7473417, Website :www.polines.ac.id, email : mailto:sekretariat@polines.ac.id

E-mail: ¹ahmadjamiluddin22@gmail.com, ²rizka.zulfiyani37@gmail.com, ³royand99@yahoo.co.id, ⁴zamilar6@gmail.com, ⁵sambetak2@gmail.com.

Abstrak

Penggunaan timbangan manual akan menghasilkan nilai yang kurang akurat. Agar memudahkan pengguna dalam mengukur berat suatu benda, dibutuhkan sebuah modul timbangan benda dengan system digital, karena dengan menggunakan timbang digital hasil yang didapatkan akan lebih presisi. Dalam penelitian ini dibuatlah aplikasi modul timbangan benda digital berbasis Arduino Uno dengan masukan sensor berat sel beban (Load Cell) dan keypad serta luaran berupa tampilan pada Liquid Crystal Display (LCD) dan led RGB serta DFPlayer Mini sebagai indikator. Sensor berat ini mampu mengukur berat benda dengan batas maksimum 5kg, setelah itu hasil pembacaan sensor dikuatkan dengan IC HX711. Luaran yang ditampilkan pada LCD yaitu berupa hasil pengukuran berat benda yang ditimbang dalam satuanvgram (g).

Kata Kunci : Arduino Uno, Keypad, Load Cell, Liquid Crystal Display (LCD), DFPlayer Mini.

Abstract

Using manual scales will give less accurate result. To facilitate users in measuring the weight of a thing, it require a module object scales with a digital system, because by using the digital weigh the results obtained will be more. In this study produce application module scales digital objects-based Arduino Uno with heavy load cell sensor input (Load Cell) and keypad as well as the outer form of the appearance of the Liquid Crystal Display (LCD) and RGB LEDs and DFPlayer Mini as indicators. The weight sensor is capable of measuring the weight of objects with a maximum of 5 kg, after the results of the readings of the sensors is amplified with IC HX711. External displayed on the LCD that is either a result of measurement of the weight of the object that is weighed in units of grams (g).

Keywords: Arduino Uno, Keypad, Load Cell, Liquid Crystal Display (LCD), DFPlayer Mini.

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Timbangan yang banyak digunakan pada umumnya masih bersifat konvensional atau manual. Hasil pengukuran pada timbangan konvensional juga tidak teliti atau presisi karena tidak adanya akurasi dan tingkat kepresisian pada timbangan konvensional.. Proses pengukuran berat suatu objek atau benda seharusnya membutuhkan tingkat ketelititian yang akurat.

Berdasarkan permasalahan tersebut maka dibuatlah sebuah “Modul Timbangan Benda Digital”. Alat ini dibuat untuk memudahkan pengguna untuk menimbang suatu benda dengan tingkat ketelitian yang akurat. Hasil pengukuran ditampilkan di layar LCD sehingga pembacaan juga semakin mudah. Selain itu, timbangan digital ini dilengkapi dengan keypad untuk dapat mengatur berat yang diminta sebelum menimbang benda, serta DFPlayer Mini dan led RGB sebagai indikator dari timbangan.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:

a. Bagaimana membuat dan merancang Timbangan Benda Digital serta pengembangannya?

b. Bagaimana cara menampilkan hasil pengukuran Loadcell pada sebuah tampilan LCD 16x2 dengan arduino?

c. Bagaimana cara mengatur timbangan agar dapat menimbang berat sesuai dengan berat yang diinginkan.

1.3 Ruang Lingkup

Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini sebagai berikut :

a. Modul timbangan buah digital ini digunakan untuk mengukur berat benda dengan batas massa maksimum yang dapat diukur adalah 5 kg.

b. Load Cell sebagai sensor berat untuk mendeteksi berat benda.

1.4 Tujuan

Tujuan dari pembuatan Proyek Arduino ini adalah :

a. Merancang timbangan digital yang dapat mengukur berat secara lebih akurasi dan presisi.

b. Menampilkan hasil pengukuran berat pada sebuah tampilan LCD 16x2 agar lebih mudah dalam pembacaannya.

c. Membuat Membuat inovasi pada timbangan digital dengan memasukkan nilai yang diinginkan sehingga saat ada hasil timbangan maka ada indikator yang bekerja.

2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Loadcell

Loadcell adalah sebuah alat uji perangkat listrik yang dapat mengubah suatu energi listrik menjadi energi lainnya yang biasa digunakan untuk mengubah suatu gaya menjadi sinyal listrik

· Tegangan sumber : max DC 10V

· Beban : max 5000 gr (5 Kg)

· Output : 0,1 mV ~ 1,0 mV / V (skala 1:1000 terhadap tegangan masukan, margin error ≤1,5%)

· Suhu operasional : -20 ~ +65°C

· Bahan : Aluminium alloy Dimensi : 8 cm x 1,25 cm x 1, 25 cm

Gambar 1. Sensor Berat (Load Cell)

Karena perbedaan yang terukur sangat kecil dalam orde µV (mikro Volt, sepersejuta Volt), dibutuhkan rangkaian pengubah sinyal analog menjadi digital yang sangat presisi, untuk itulah pada kit ini kami menyertakan modul HX711 yang beresolusi 24 bit.

Gambar 2 Modul HX711

HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada.

· Vin : DC 5V

· Arus : 10 mA

· Input : 2 channel Analog dari load cell (bisa dipakai untuk 2 load cell)

· Output : TTL (serial tersinkronisasi, DI dan SCK)

· Akurasi data : 24 bit (24-bit ADC)

· Frekuensi pembacaan (refresh rate) : 80 Hz

· Dimensi : panjang 38 mm x lebar 21 mm

2.2 LCD (Liquid Crystral Display)

LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

Tabel 1. pin LCD 16x2

Gambar 3. LCD 16x2

2.3 Keypad

Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang membutuhkan interaksi manusia. Keypad berfungi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Matrik keypad 4x4 merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk komunikasi antara manusia dengan microcontroller. Konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matrik ini bertujuan untuk penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler.

Gambar 4. Keypad

2.4 Arduino Uno

Arduino Uno adalah papan sirkuit berbasis mikrokontroler ATmega328. IC (integrated circuit) ini memiliki 14 input/output digital (6 output untuk PWM), 6 analog input, resonator kristal keramik 16 MHz, Koneksi USB, soket adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset. Hal inilah yang dibutuhkan untuk mensupport mikrokontrol secara mudah terhubung dengan kabel power USB atau kabel power supply adaptor AC ke DC atau juga battery.

Gambar 5. Arduino Uno

2.5 Led RGB

RGB adalah suatu model warna yang terdiri atas 3 buah warna: merah (Red), hijau (Green), dan biru (Blue), yang ditambahkan dengan berbagai cara untuk menghasilkan bermacam-macam warna. Kegunaan utama model warna RGB adalah untuk menampilkan citra atau gambar dalam perangkat elektronik, seperti televisi dan komputer, walaupun juga telah digunakan dalam fotografi biasa.

· Lensa : Bening

· Warna yg dipancarkan : Merah / Hijau / Biru

· Common : Katoda

· Ukuran : 5mm

· Tegangan : 2.5~3.0 (V) forward voltage

· Sudut Pancaran : 25 derajat

Intensitas cahaya : 4.000 mcd (millicandela)

Gambar 6. Led RGB (common katoda)

2.6 DFPlayer Mini

DFPlayer mini adalah modul mp3 dengan keluaran yang telah disederhanakan langsung ke pengeras suara (speaker). Modul ini dapat digunakan berdiri sendiri dengan baterai, speaker dan push button, atau dapat juga dikombinasikan dengan Arduino UNO atau perangkat lainnnya dengan kemampuan RX/TX. DFPlayer mendukung format audio pada umumnya seperti MP3, WAV, WMA. Selain itu, juga mendukung TF card dengan sistem file FAT16, FAT32. Melalui port serial yang sederhana, pengguna dapat memainkan musik yang dipilih tanpa perintah-perintah rumit untuk melakukannya.

Gambar 7. DFPlayer Mini

Gambar 8. Pin DFPlayer Mini

Pada penggunaan DFPlayer membutuhkan Speaker. Speaker adalah alat untuk mengubah gelombang listrik menjadi gelombang getaran yaitu berupa audio/suara.

3 PERANCANGAN ALAT

3.1. Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika

Adapun sistem yang digunakan yaitu :

1. Load cell

2. Keypad 4x4

3. Modul HX711

4. LED RGB

5. Arduino Uno

6. LCD 16x2

7. DFPlayer mini

8. Speaker

3.2. Blok Diagram Hubungan Komponen Utama

Blok diagram yang digunakan pada alat ini dapat dilihat seperti gambar di bawah ini:

Gambar 9. Diagram Blok

3.3. Prinsip Kerja Alat

Adapun prinsip kerja alat sebagai berikut :

1. Ketika kabel Power AC dimasukkan pada stop kontak alat akan aktif.

2. Pada LCD akan ditampilkan pesan awal dilanjutkan dengan inisialisasi DFPlayer Mini kemudian akan mucul pilihan mode

3. Akan tampil dua pilihan mode yaitu mode A dan mode B.

4. Keypad berfungsi untuk memasukkan perintah pilihan mode.

5. Mode A adalah mode dimana alat bekerja seperti timbangan biasa, hanya menampilkan berat pada LCD pada pembacaan Load cell.

6. Mode B disebut juga mode acuan yaitu pengguna terlebih dahulu memasukkan nilai acuan berat yang diinginkan setelah itu alat akan menampilkan pembacaan Load cell, jika berat pembacaan kurang dari berat acuan maka LED RGB akan nyala merah dan DFPlayer Mini memutar track 1 yaitu menginformasikan bahwa berat kurang dari acuan, jika berat pembacaan lebih dari berat acuan maka LED RGB akan nyala kuning dan DFPlayer Mini memutar track 2 yaitu menginformasikan bahwa berat lebih dari acuan, jika berat pembacaan sama dengan berat acuan maka LED RGB akan nyala hijau dan DFPlayer Mini memutar track 3 yaitu menginformasikan bahwa berat sama dengan acuan.

7. Dari mode satu ke mode lain dapat berpindah langsung dengan menekan tombol C dan memilih mode yang diinginkan.

3.4. Perancangan Perangkat Lunak

Perangkat lunak ini berfungsi untuk mengatur kinerja secara keseluruhan dari system. Perangkat lunak untuk alat ini menggunakan software Arduino. Untuk memberikan gambaran umum jalannya program dan memudahkan pembuatan perangkat lunak maka dibuatlah diagram alir sebagai berikut:

Gambar 10.Diagram Alir Lengkap

Gambar 11. Diagram Alir Perbagian

3.5. Perancangan Perangkat Keras

Pengawatan Rangkaian

Gambar 12. Pengawatan Dalam

Gambar 13. Pengawatan Luar

Gambar Rangkaian

Gambar 14. Rangkaian Keseluruhan

4 PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat bertujuan untuk memastikan apakah alat sudah bekerja sesuai dengan tujuan awal, pada tahap pengujian alat ada beberapa komponen yang diuji yaitu

1. Pengujian HX711

Pengujian ini bertujuan untuk memastikan bahwa sensor berat yang telah dikuatkan oleh modul HX711 bekerja sesuai dengan yang dikehendaki. Pengujian ini membutuhkan timbangan asli untuk membandingkan berat dengan alat. Dari 19 sampel percobaan didapatkan tabel sebagai berikut

Tabel 2. Perbandingan dengan Timbangan asli

2. Pengujian DFPlayer

Pengujian ini bertujuan untuk memastikan bahwa DFPlayer Mini dapat bekerja dengan baik sebagai luaran dan sesuai dengan yang diharapkan. DFPlayer Mini akan memproses pemutaran trak sesuai dengan kondisi pada timbangan.

3. Pengujian LED RGB

Pengujian ini bertujuan untuk memastikan bahwa LED RGB dapat bekerja dengan baik sebagai luaran dan sesuai dengan yang diharapkan. LED RGB akan menampilkan berbagai warna tergantung pada kondisi timbangan.

5 KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada proyek ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:

1. Sensor Beban dapat dimanfaatkan sebagai timabangan dan bisa divariasikan menjadi banyak jenis.

2. Arduino dapat memudahkan kita dalam membuat pemroses, karena bahasanya sederhana dan mudah dimengerti oleh manusia sehingga banyak diaplikasikan pada kehidupan sehari-hari terutama untuk instrumentasi sebagai mikrokontroler, jadi hanya dengan membuat struktur kalimat yang berkesinambungan antara satu dengan yang lain maka terciptalah alat untuk mengolah input menjadi output,

3. Dengan adanya teknologi pada bidang elektronika yang berkembang pesat, memudahkan dalam menciptakan hal baru pada segala bidang salah satunya dalam membuat timbangan yang banyak dimanfaatkan manusia serta pengembangan dan variasi dari timbangan itu sendiri dengan cara memodifikasi program atau pemroses.

REFERENSI

[1] http://www.vcc2gnd.com/sku/WSKIT5KG

[2] http://www.instructables.com/id/How-to-Interface-HX711-Balance-Module-With-Load-Ce/

[3] https://rohmadi.com/2015/08/12/timbangan-5kg-hx711/

[4] http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display/
[5] Timbangan benda 2016

Download :

Diagram Alir [PDF]

Diagram Blok [PDF]

Diagram Pengawatan [PDF]

Gambar Rangkaian [PDF]

BIODATA

Nama penulis: Nama penulis: Ahmad Jamiluddin Septya Ekavian. Penulis dilahirkan di Bojonegoro, 30 September 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di MI Mansyaul Huda Gunungsari, SMP Negeri 1 Baureno, SMK Negeri 4 Bojonegoro. Pada tahun 2015 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. 3.32.15.3.01. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: ahmadjamiluddin22@gmail.com

Nama penulis: Rizka Zulfiyani. Penulis dilahirkan di Kudus, 24 Juli 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri 2 Ploso Kudus, SMP Negeri Jati Kudus, SMA Negeri 2 Kudus. Pada tahun 2015 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. 3.32.15.3.17. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: rizka.zulfiyani37@gmail.com

Nama penulis: Royand. Penulis dilahirkan di Pemalang, 9 Maret 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri 3 Kebondalem Pemalang, SMP Negeri 2 Pemalang, SMA Negeri 1 Pemalang. Pada tahun 2015 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. 3.32.15.3.18. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email : royand99@yahoo.co.id.

Nama penulis: zamil Aulia rachman. Penulis dilahirkan di Semarang, 2 Februari 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD kampus ngaliyan, SMP Negeri 1 semarang, SMA kesatrian 1 semarang. Pada tahun 2015 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. 3.32.15.3.24. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: zamilar6@gmail.com

Belajar Mikrokontroler

Kontak

Search This Blog

MENU

Saturday, November 25, 2017