rancang bangun separator minyak dengan
DESCRIPTION
jsdksndnmsdbsf df jdfhdf fddf dfnjgdf sdfsdfbsdf fsd fdsdf sfssd nsvf nsddvn dsbavbd dsnvadd sdssd sdnsdsd sdb sdn sdnsdsd sdbsd dssd nsdbsanbdbnsbsdhsdbsdbsa sbsdbsdbsbnsTRANSCRIPT
RANCANG BANGUN SEPARATOR MINYAK DENGAN
MENGGUNAKAN WEBCAM
(BAGIAN II)
PROYEK AKHIR
ANITA RAHMAWATI
PROGRAM STUDI D3 OTOMASI SISTEM INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
SURABAYA
2014
i
RANCANG BANGUN SEPARATOR MINYAK DENGAN
MENGGUNAKAN WEBCAM
(BAGIAN II)
HALAMAN JUDUL
PROYEK AKHIR
ANITA RAHMAWATI
PROGRAM STUDI D3 OTOMASI SISTEM INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
SURABAYA
2014
ii
LEMBAR PERSETUJUAN PROYEK AKHIR
LEMBAR PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN SEPARATOR MINYAK DENGAN
MENGGUNAKAN EBCAM
(BAGIAN II)
PROYEK AKHIR
Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Bidang
Otomasi Sistem Instrumentasi Pada Departemen Fisika
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga
Oleh :
ANITA RAHMAWATI
NIM. 081102015
Tanggal Lulus :
Disetujui Oleh :
Pembimbing,
Franky Chandra SA, S.T.,M.T.NIP. 198301282009121004
Konsultan,
Winarno, S.Si., M.T.NIK. 139080784
iii
LEMBAR PENGESAHAN PROYEK AKHIR
LEMBAR PENGESAHAN
Judul : RANCANG BANGUN SEPARATOR MINYAK
DENGAN MENGGUNAKAN WEBCAM (BAGIAN II)
Penyusun : Anita Rahmawati
NIM : 081102015
Tanggal Ujian :
Pembimbing : Franky Chandra SA, S.T., M.T.
Konsultan :Winarno, S.Si., M.T.
Disetujui Oleh :
Pembimbing,
Franky Chandra SA, S.T., M.T.NIP. 198301282009121004
Konsultan,
Winarno, S.Si., M.T.NIK. 139080784
Mengetahui :
Ketua Departemen FisikaFakultas Sains Dan Teknologi
Universitas Airlangga
Drs. Siswanto, M.Si.NIP. 196403051989031003
Ketua Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi
Fakultas Sains Dan TeknologiUniversitas Airlangga
Drs. Bambang Supriyanto, M.Si.NIP. 196304261992031001
iv
PEDOMAN PENGGUNAAN PROYEK AKHIR
Proyek Akhir ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan
dalam lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai
referensi kepustakaan, tetapi pengutipan seijin penulis dan harus menyebutkan
sumbernya sesuai kebinasaan ilmiah.
Dokumen Proyek Akhir ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.
v
ANITA RAHMAWATI; 2014. Rancang bangun separator minyak dengan menggunakan webcam. Tugas Akhir ini dibawah bimbingan Franky Chandra SA, S.T.,M.T dan konsultan Winarno, S.Si., M.T. Program Studi D3-Otomasi Sistem Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Surabaya.
ABSTRAK
Di era teknologi yang semakin maju, penggunaan webcam mulai dikembangkan.
Salah satu inovasi penggunaan webcam yang dapat digunakan di bidang industri
migas adalah monitoring proses separasi (pemisah) minyak, air dan gas pada
separator horizontal. Separator adalah alat pemisah atau separasi antara minyak,
air dan gas. Selama ini, proses separasi hanya dilakukan secara manual sehingga
operator tidak mengetahui tinggi level cairan minyak dan air secara realtime.
Rancang bangun alat ini menggunakan Atmega16 sebagai sistem kontrol,
webcam sebagai sensor pendeteksi level cairan minyak, motor DC sebagai
penggerak relay, relay berguna untuk mengaktifkan selenoid valve, dan pompa air,
solenoid valve sebagai katup outlet minyak maupun air yang dikeluarkan dari
separator. Prinsip kerja alat ini adalah ketika tombol start pada program image
processing (delphi) dijalankan, program tersebut akan mengambil gambar secara
realtime sehingga akan mengirimkan karakter untuk menghasilkan tinggi level
cairan minyak dan air kedalam mikrokontroller. Ketika,nilai batasan awal dan
akhir pada tinggi level cairan memenuhi, maka mikrokontroller akan
mengaktifkan relay untuk membuka selenoid valve untuk membuang air dan
minyak.
Kata Kunci: Mikrokontroller ATMega16,Separator, Minyak , Webcam,
vi
KATA PENGANTAR
Segala Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang
memberikan segala nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Proposal Proyek Akhir yang berjudul “Rancang Bangun
Separator Minyak Dengan Menggunakan Webcam”.
Selama menyusun proposal proyek akhir ini, banyak bantuan moril
maupun materil yang telah penulis peroleh dari berbagai pihak, baik secara
langsung maupun tidak langsung. Untuk itu dengan segala kerendahan hati,
penulis menyampaikan terima kasih kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan ridho, hidayah dan anugerah yang luar
biasa.
2. Keluarga tercinta, Ayah, Ibu, Kakak tersayang yang telah memberikan
segenap do’a dan dukungan kepada penulis.
3. Bapak Drs. Bambang Supriyanto, M.Si, selaku Ketua Program Studi D3
Otomasi Sistem Instrumentasi Departemen Fisika Universitas Airlangga
Surabaya.
4. Programmer Galau: Mas.Taufik Adi Sanjaya yang sudah memberikan
masukan untuk penyelesaian tugas akhir ini,
5. Mr.Crabs yang sudah memberikan bantuan untuk menyelesaikan dan
memberi solusi terhadap penyelesaian Tugas Akhir ini.
6. Bpk. Deni (Papa Satya) yang telah memberikan ide untuk Proyek Akhir
ini.
vii
7. Bapak Franky Candra, selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak
memberikan arahan, bimbingan, masukan, kepada penulis sehingga
terselesaikannya Proposal Proyek Akhir ini.
8. Bapak Winarno, selaku Konsultan yang banyak memberikan arahan,
bimbingan, masukan, beserta ketulusan hati dalam membimbing penulis
hingga terselesaikannya Proposal Proyek Akhir ini.
9. Semua pihak yang telah memberikan bantuan kepada penulis.
Akhir kata, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun
demi penyempurnaan proposal tugas akhir ini.
Surabaya, 5 Agustus 2014
Penulis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...............................................................................................ii
LEMBAR PERSETUJUAN...................................................................................iii
LEMBAR PENGESAHAN....................................................................................iv
PEDOMAN PENGGUNAAN PROYEK AKHIR..................................................v
ABSTRAK..............................................................................................................vi
KATA PENGANTAR...........................................................................................vii
DAFTAR ISI........................................................................................................viii
DAFTAR GAMBAR...............................................................................................x
DAFTAR TABEL...................................................................................................xi
BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1
1.1 Latar Belakang..........................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah.....................................................................................2
1.3 Batasan Masalah........................................................................................2
1.4 Tujuan........................................................................................................2
1.5 Manfaat Tugas Akhir.................................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA..............................................................................4
2.1 Separator 3 Fase........................................................................................4
2.2 Mikrokontroler ATMega 16......................................................................6
2.2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 16....................................7
2.2.2 Input/Output Pada Mikrokontroler ATMega 16................................8
2.3 Webcam.....................................................................................................8
2.4 Pengolahan Citra (Image Processing).......................................................9
2.4.1 RGB.................................................................................................11
2.4.2 Citra Skala Keabuan (Grayscale)....................................................11
ix
2.5 Treshold...................................................................................................12
2.6 CodeVisionAVR.....................................................................................12
2.7 Borland Delphi 7.....................................................................................14
2.8 Solenoid Valve.........................................................................................15
BAB III METODE PENELITIAN........................................................................16
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN.......................................17
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................18
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................19
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Separator Minyak (www.oilngasseparator.info)..................................5
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega 16 (Datasheet)............................................7
Gambar 3.3 Diagram Blok Webcam........................................................................9
Gambar 4.4 Webcam (www.logitech.com)..............................................................9
Gambar 5.5 Tiga bidang studi yang berkaitan dengan citra..................................10
xi
DAFTAR TABEL
xii
BAB I
BAB I PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Minyak bumi dan gas alam merupakan salah satu sumber energi yang banyak digunakan
masyarakat. Banyak diantara perusahaan-perusahaan yang bergerak dibidang energi baik
perusahaan nasional maupun multinasional masih terus mengekplorasi isi bumi untuk bahan
bakar fosil tersebut. Minyak yang dipompa keatas dari dalam bumi bukan merupakan minyak
yang murni langsung olah, melainkan minyak yang bercampur gas dan juga air bersama dengan
kandungan-kandungan lainnya. Proses tahap awal pemisahanan minyak, gas dan air ini
menggunakan separator sebagai alat separasi.
Proses separasi ini membutuhkan alat yang disebut separator. Separator adalah tabung
bertekanan yang digunakan untuk memisahkan fluida dari sumur pengeboran menjadi air, gas
dan minyak dimana pemisahannya dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu :
1. Prinsip penurunan tekanan
2. Gravity setlink
3. Turbulensi aliran atau perubahan arah aliran
4. Pemecahan atau tumbukan fluida
Separator dibedakan menjadi tiga macam yaitu separator horizontal, separator vertikal,
dan separator bulat. Salah satu jenis separator yang akan digunakan dalam Tugas Akhir ini
adalah separator horizontal. Salah satu kekurangan dari separator horizontal adalah
pengontrolan level cairan lebih rumit daripada separator vertikal, sehingga membutuhkan
monitoring proses separasi yang lebih memudahkan manusia dalam mengamati proses separasi.
13
Namun, selama ini proses separasi yang ada di lapangan kurang efisien karena hanya
mengandalkan manometer untuk melihat tekanan dalam separator. Dari masalah tersebut, maka
terciptalah inovasi terbaru dalam proses separasi yaitu pembuatan “Rancang Bangun Separator
Minyak Dengan Menggunakan Webcam”
Pada Tugas Akhir ini, penulis akan membuat sebuah rancangan miniatur separator
menggunakan webcam sebagai sensor pendeteksi level cairan. Pengendalian webcam
memanfaatkan proses image capture yang akan menampilkan gambar secara real time.
1.2 Rumusan Masalah
Untuk mempermudah mewujudkan “Rancang Bangun Separator Minyak Dengan
Menggunakan Webcam” sesuai dengan tujuan penelitian, disusun rumusan masalah yang
mencakup :
1. Dapatkah webcam digunakan untuk mengetahui level cairan berdasarkan proses image
processing?
2. Bagaimana membuat suatu sistem hardware yang digunakan untuk menggerakan valve
secara otomatis pada proses separasi?
14
1.3 Batasan Masalah
Dalam pembuatan tugas akhir ini, agar permasalahan tidak meluas maka penulis membuat
beberapa batasan masalah antara lain:
1. Separator yang dibuat ialah separator 2 fase horizontal.
2. Separator digunakan sebagai alat pemroses pemisahan Minyak dan air.
3. Minyak yang digunakan dalam penelitian adalah solar.
4. Monitoring menampilkan keadaan sistem separator berupa keadaan tinggi level cairan
dalam separator.
1.4 Tujuan
1. Webcam dapat digunakan sebagai sensor level cairan yang menggunakan metode image
processing.
2. Membuat suatu sistem hardware yang dapat digunakan untuk menggerakan valve secara
otomatis pada proses separasi.
1.5 Manfaat Tugas Akhir
Manfaat tugas akhir ini adalah untuk memudahkan monitoring level cairan minyak secara
realtime agar memperoleh hasil yang diinginkan dengan memanfaatkan hasil pencitraan dari
webcam serta pengaturan valve pada separator
\
15
BAB II
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
TINJAUAN PUSTAKA
Untuk menjalankan proyek akhir ini maka yang perlu diperhatikan adalah sistem
ketinggian level cairan yang stabil supaya, tekanan cairan yang akan masuk dan keluar dapat
terjaga nilainya. Sehingga, pembuatan prototype yang digunakan memanfaatkan beberapa
komponen diantaranya Mikrokontroler ATMega 16 sebagai pengontrol, webcam sebagai sensor
level cairan, valve sebagai pengatur keluaran cairan yang ada dalam separator. Ketika cairan
masuk kedalam separator, maka cairan air dan minyak yang tercampur akan disalurkan
menggunakan pipa yang terpasang secara horizontal agar turun ke bawah. Setelah cairan tersebut
turun ke bawah, maka dibutuhkan waktu beberapa menit agar cairan antara minyak dan air
mengendap sementara. Karena memiliki masa jenis yang berbeda, maka cairan tersebut akan
mengendap sementara dan terpisah menjadi 2 yaitu minyak dan air. Hal tersebut akan
menyebabkan tinggi level cairan berbeda sehingga, minyak akan berada di level teratas.
Pemanfaatan image capture akan diperlukan untuk mengetahui level kedua cairan. Software
yang akan digunakan adalah avr dan delphi.
16
2.1 Separator Minyak
Oil Water Separator merupakan suatu alat dimana fluida yang tidak saling larut dipisahkan
satu sama lainnya karena perbedaan masa jenis (densitas). Dalam hal ini fluida yang dimaksud
adalah air dan minyak, yang mana berat jenis air lebih besar dari pada berat jenis minyak.
Sehingga saat proses pemisahan terjadi, air akan berada di bagian bawah dan minyak akan
berada dibagian atas. Prinsip kerja pemisahan oil water separator dilakukan dengan mengubah
kecepatan dan arah fluida dari sumur (well), sehingga fluida tersebut dapat terpisah.
Gambar 2.1 Separator Minyak (www.oilngasseparator.info)
1. Proses Pemisahan pada tabung pertama
Air sumur yang dipornpa masuk ke tabung pertama akan menjalani pemisahan dimana air
sumur tersebut akan melewati plat-plat pemisah utama yang terpasang horizontal dalam tabung
pemisah sehingga lumpur tidak akan melewati ataupun ikut dengan air sumur. Air sumur yang
masih mengandung minyak yang melewati plat–plat utama ini akan menjalani proses pemisahan
pada plat-plat kedua, sehingga lumpur yang ringan akan tertahan. Selanjutnya dalam tabung ini
17
akan terjadi proses pemisahan dimana prinsip kerjannya berdasarkan berat jenis cairan sehingga
minyak yang memiliki berat jenis lebih rendah dari air akan berada dipermukaan air dan
terkumpul dalam ruang pengumpulan minyak. Kemudian air sumur yang telah dipisahkan
dengan minyak berdasarkan berat jenis ini, akan disalurkan ke tabung pemisah kedua.
2. Proses pemisah pada tabung kedua
Setelah melalui proses pemisahan pada tabung pemisah pertama, air sumur yang telah
berkurang kandungan minyaknya akan mengalami proses pemisahan lagi, dimana pada tabung
pemisah kedua air sumur akan disaring kembali melalui Coallescer sehingga partikel – partikel
minyak akan dialirkan keluar tabung pemisah untuk dibuang.
3. Proses Pengeluaran Minyak dari Ruang Pengumpul pada Tabung Pemisah
Setelah mengalami proses pemisahan antara air sumur dan kandungan minyak dalam
tabung, maka kandungan minyak yang terkumpul dalam ruang pengumpul minyak akan terus
bertambah selama pompa masih bekerja, hingga pada saat tingkat minyak dalam ruang sudah
tinggi, maka alat pengontrol tingkat ketinggian minyak akan bekerja sehingga mengaktifkan
valve untuk membuka. Maka pada saat itulah minyak yang terkumpul dalam ruang pengumpulan
akan mengalir ke Waste Oil tank, dengan adannya pengeluaran minyak dalam tabung, maka
tingkat ketinggian minyak akan menurun kembali sehingga alat sensor akan mengaktifkan valve
untuk menutup.
18
2.2 Mikrokontroler ATMega 16
ATMega16 merupakan salah satu mikrokontroler 8 bit buatan Atmel untuk keluarga
AVR yang diproduksi secara masal pada tahun 2006. Karena merupakan keluarga AVR, maka
ATMega16 juga menggunakan arsitektur RISC. Sistem mikrokontroler memiliki 8 bit berbasis
RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz. Memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte dan
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.ADC
(Pengubah analog-ke-digital) internal dengan ketelitian 10 bit sebanyak 8 saluran.PWM (Pulse
Width Modulation) internal sebanyak 4 saluran. Portal komunikasi serial (USART) dengan
kecepatan maksimal 2,5 Mbps. Enam pilihan mode sleep, untuk menghemat penggunaan daya
listrik.
Gambar 1.2 Konfigurasi Pin ATMega 16 (Datasheet)
19
Mikrokontroler ATMega16 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana 32pin
digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin input/output sesuai konfigurasi.
Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masing-masingnya terdiri atas 8 pin. Pin-
pin lainnya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator, supply tegangan,reset, serta tegangan
referensi untuk ADC. Untuk lebih jelasnya, konfigurasi pin ATMega16 dapat dilihat pada
gambar 2.2.
2.2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 16
Mikrokontroler ATMega16 memiliki 40 pin untuk model PDIP, dan 44 pin untuk
model TQFP dan PLCC. Nama-nama pin pada mikrokontroler ini adalah :
1. VCC untuk teganganpencatu daya positif.
2. GND untuk tegangan pencatu daya negatif.
3. PortA (PA0 - PA7) sebagai port Input/Output dan memiliki kemampuan lain yaitu
sebagai input untuk ADC
4. PortB (PB0 – PB7) sebagai port Input/Output dan juga memiliki kemampuan yang lain.
5. PortC (PC0 – PC7) sebagai port Input/Output untuk ATMega16.
6. PortD (PD0 – PD7) sebagai port Input/Output dan juga memiliki kemampuan yang lain.
7. RESET untuk melakukan reset program dalam mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 untuk input pembangkit sinyal clock.
9. AVCC untuk pin masukan tegangan pencatu daya untuk ADC.
10. AREF untuk pin tegangan referensi ADC.
20
2.2.2 Input/Output Pada Mikrokontroler ATMega 16
Mikrokontroler memiliki arsitektur RISC 8 bit, di mana semua instruksi dikemas dalam
kode 16-bit (16-bits word)dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock.
Mikrokontroler ATMega 16 memiliki saluran I/O sebagai berikut:
a) Port A(PA0 – PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukkan ADC
b) PortB(PB0 – PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
timer/counter,komparator analog, dan SPI.
c) Port C(PC0 – PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
TWI, komparator analog, dan timer oscillator.
d) Port D (PD0 – PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
komparator analog, interupsi eksternal, komunikasi serial.
2.3 Webcam
Webcam atau kamera web adalah sebuah kamera video digital kecil yang dihubungkan ke
komputer melalui port USB ataupun port COM. Sebuah webcam yang sederhana terdiri dari
sebuah lensa standar, dipasang di sebuah papan sirkuit untuk menangkap sinyal gambar, casing
(cover), termasuk casing depan dan casing samping untuk menutupi lensa standar dan memiliki
sebuah lubang lensa di casing depan yang berguna untuk memasukkan gambar, kabel support,
yang dibuat dari bahan yang fleksibel, salah satu ujungnya dihubungkan dengan papan sirkuit
dan ujung satu lagi memiliki connector, kabel ini dikontrol untuk menyesuaikan ketinggian, arah
dan sudut pandang webcam. Webcam sendiri terdiri dari 3 bagian penting, yaitu sensor gambar,
filter warna, dan ADC.
21
Tipe-Tipe Webcam :
1. Slim1320 (True 1.3 Mega Pixels High Performance Webcam).
2. Slim 2020AF (Mega Pixel Web Camera Auto Focus).
3. Eye 312 (Simplify Instant Video and Chat).
4. Eye 110 (Instant Video Messenger WebCam).
5. i-Look 1321 (Advance 1.3 Mega Pixel Camera).
Sekarang hampir semua kamera digital dan HP bisa dijadikan sebagai kamera web
(webcam).
22
Sensor Gambar(CCD)
Filter RGB ADC
Gambar 2.3 Diagram Blok Webcam
Gambar 2.4 Webcam (www.logitech.com)
2.4 Pengolahan Citra (Image Processing)
Pengolahan citra adalah memanipulasi dan analisis suatu informasi gambar oleh
komputer. Informasi gambardisini adalah gambar visual dalam duadimensi. Suatu citra digital
melalui pengolahan citra digital (Digital Image Processing) menghasilkan citra digital yang baru,
termasuk didalamnya adalah perbaikan citra (Image restoration) dan pengikatan kualitas citra
(image enchancement). Sedangkan analisis citra digital (digital image analysis) menghasilkan
suatu keputusan atau suatu data, termasuk didalamnya adalah pengenalan pola (pattern
recognition). Di dalam bidang komputer, sebenarnya ada tiga bidang studi yang berkaitandengan
data citra, namun tujuan ketiganya berbeda, yaitu:
1.Grafika Komputer (computer graphics).
2.Pengolahan Citra (image processing).
3.Pengenalan Pola (pattern recognition/image interpretation).
Gambar 2.5 Tiga bidang studi yang berkaitan dengan citra(Pengolahan Citra Digital Menggunakan Delphi, Andi, 2013)
Grafika Komputer bertujuan menghasilkan citra (lebih tepat disebut grafik atau picture) dengan
primitif-primitif geometri seperti garis, lingkaran, dan sebagainya. Primitif-primitif geometri
tersebut memerlukan data deskriptif untuk melukis elemen-elemen gambar. Contoh data
23
deskriptif adalah koordinat titik, panjang garis, jari-jari lingkaran, tebal garis, warna, dan
sebagainya. Grafika komputer memainkan peranan penting dalam visualisasi dan virtual reality.
Pengolahan Citra bertujuan memperbaiki kualitas citra agar mudah diinterpretasi
oleh manusia atau mesin (dalam hal ini komputer). Teknik-teknik pengolahan citra
mentransformasikan citra menjadi citra lain. Jadi, masukannya adalah citra dan keluarannya juga
citra, namun citra keluaran mempunyai kualitas lebih baikdaripada citra masukan. Termasuk ke
dalam bidang ini juga adalah pemampatan citra (image compression).
Pengenalan Pola mengelompokkan data numerik dan simbolik (termasuk citra) secara otomatis
oleh mesin (dalam hal ini komputer). Tujuan pengelompokanadalah untuk mengenali suatu objek
di dalam citra. Manusia bisa mengenali objek yang dilihatnya karena otak manusia telah belajar
mengklasifikasi objek-objek di alam sehingga mampu membedakan suatu objek dengan objek
lainnya. Kemampuan sistem visual manusia inilah yang coba ditiru oleh mesin. Komputer
menerima masukan berupa citra objek yang akan diidentifikasi, memproses citra tersebut, dan
memberikan keluaran berupa deskripsi objek didalam citra.
Umumnya, operasi-operasi pada pengolahan citra diterapkan pada citra bila :
1. Perbaikan atau memodifikasi citra perlu dilakukan untuk meningkatkan kualitas
penampakan atau untuk menonjolkan beberapa aspek informasi yangterkandung di dalam
citra.
2. Elemen di dalam citra perlu dikelompokkan, dicocokkan, atau diukur.
3. Sebagian citra perlu digabung dengan bagian citra yang lain.
24
2.4.1 RGB
Model warna RGB merupakan model warna yang banyak digunakan sebagai standar
komponen warna cahaya, dimana warna primernya adalah merah [R], hijau [G] dan biru
[B]. Warna lain didefinisikan sebagai campuran atau kombinasi dari ketiga warna dasar
tersebut. Model warna ini banyak digunakan untuk televisi dan monitor komputer. Nilai
warna pada pixel dari masing-masing komponen berkisar 0 sampai dengan 256 dengan tipe
data integer (angka tanpa desimal). Sebagai contoh apabila pada pixel dari setiap
komponen warna diberi angka 256 maka akan menghasilkan warna putih, apabila diberikan
angka 0 semua akan mendapatkan warna hitam.
2.4.2 Citra Skala Keabuan (Grayscale)
Format citra ini disebut skala keabuan karena pada umumnya warna yang dipakai
adalah antara hitam sebagai warna minimal dan warna putih sebagai warna maksimalnya
sehingga warna diantaranya adalah abu-abu. Namun pada praktiknya, warna yang dipakai
tidak terbatas pada warna abu-abu. Sebagai contoh dipilih warna minimalnya adalah putih
dan warna maksimalnya adalah merah maka semakin besar nilainya semakin besar pula
intensitas warna merahnya. Proses awal yang digunakan untuk mengubah citra berwarna
menjadi grayscale hal ini menggunakan cara menyederhanakan model citra. Citra berwarna
terdiri dari 3 layer yaitu red layer, green layer dan blue layer. Untuk menyederhanakan,
maka harus dilakukan perubahan 3 layer menjadi 1 layer matrik grayscale dan hasilnya
adalah citra grayscale. Dengan begitu, citra hanya memiliki satu layer warna baru, yang
dikenal derajat keabuan. Untuk mengubah citra berwarna yang mempunyai nilai matrik
25
masing-masing r, g dan b menjadi citra grayscale dengan nilai s, maka konversi dapat
dilakukan dengan mengambil nilai-nilai r, g dan b sehingga dapat ditulis
s=(r+g+b)/3.
2.4.3 Treshold
Thresholding (pengambangan) artinya adalah nilai piksel pada citra yang memenuhi syarat
nilai ambang yang kita tentukan dirubah kenilai tertentu yang dikehendaki. Tresholding
digunakan untuk mengatur jumlah derajat keabuan yang ada pada citra. Dengan menggunakan
tresholding, maka derajat keabuan bisa diubah sesuai keinginan, misalkan diinginkan
menggunakan derajat keabuan 16, maka tinggal membagi nilai derajat keabuan dengan 16.
Proses tresholding ini, pada dasarnya adalah proses pengubahan kuantisasi pada citra, sehingga
untuk melakukan tresholding dengan derajat keabuan dapat digunakan persamaan:
x=b .∫(w /b)
dengan:
w adalah nilai derajat keabuan sebelum tresholding
x adalah derajat keabuan setelah tresholding
b = int(256/α)
2.5 CodeVisionAVR
CodeVisionAVR merupakan software C-cross compiler, dimana program dapat ditulis
menggunakan bahasa-C. Dengan menggunakan pemrograman bahasa-C diharapkan waktu disain
(developing time) akan menjadi lebih singkat. Setelah program dalam bahasa-C ditulis dan
dilakukan kompilasi tidak terdapat kesalahan maka proses download dapat dilakukan.
Mikrokontroler AVR mendukung sistem download secara ISP (In-system Programming).
26
CodeVision AVR merupakan yang terbaik bila dibandingkan dengan kompiler–kompiler
yang lain karena beberapa kelebihan yang dimiliki oleh CodeVisionAVR antara lain :
1. Menggunakan IDE (Intergrated Development Environment).
2. Fasilitas yang disediakan lengkap (program editing, program compiler, downloading
program) serta tampilanya yang terlihat menarik dan mudah dimengerti. Dapat
melakukan pengaturan sedemikian rupa sehingga membantu memudahkan dalam
penulisan program.
3. Mampu membangkitkan kode program secara otomatis dengan menggunakan fasilitas
CodeWizardAVR.
4. Memiliki fasilitas untuk downloading program langsung dari CodeVisionAVR dengan
menggunakan hardware khusus seperti Atmel STK500, Kanda System STK200+ / 300
dan beberapa hardware lain yang telah didefinisikan oleh CodeVisionAVR.
5. Memiliki fasilitas debugger sehingga dapat menggunakan software compiler lain untuk
memeriksa kode assembler-nya, contohnya AVRStudio.
6. Memiliki terminal komunikasi serial yang terintregasi dalam CodeVisionAVR sehingga
dapatt digunakan untuk membantu pemeriksaan program yang telah dibuat khususnya
yang menggunakan fasilitas komunikasi serial UART.
Selain itu, CodeVisionAVR juga menyediakan sebuahtool yang dinamakan Code
Generator atau CodeWizardAVR yang merupakan salah satu fasilitas yang disediakan oleh
CodeVisionAVR yang dapat digunakan untuk mempercepat penulisan listing program. Fasilitas
ini sangat membantu untuk mengetahui nama register yang akan digunakan untuk mengatur
mode kerja fitur-fitur yang ada dalam mikrokontroler.
27
2.6 Borland Delphi 7
Delphi adalah bahasa pemrograman yang menggunakan visualisasi, sama seperti bahasa
pemrograman Visual Basic (VB). Namun Delphi menggunakan bahasa yang hampir sama
dengan pascal (sering disebut obyek pascal), sehingga lebih mudah untuk digunakan. Bahasa
pemrograman Delphi dikembangkan oleh CodeGear sebagai divisi pengembangan perangkat
lunak milik Embarcadero.Divisi tersebut awalnya milik Borland, sehingga bahasa ini memiliki
versi Borland Delphi.
Delphi juga menggunakan konsep yang berorientasi objek (OOP), maksudnya
pemrograman dengan membantu sebuah aplikasi yang mendekati keadaan dunia yang
sesungguhnya. Hal itu bisa dilakukan dengan cara mendesain objek untuk menyelesaikan
masalah. OOP ini memiliki beberapa unsur yaitu : Encapsulation (pemodelan), Inheritance
(Penurunan), Polymorphism (Polimorfisme).
Awalnya bahasa pemrograman Delphi hanya dapat digunakan di Microsoft Windows,
namun saat ini telah dikembangkan sehingga dapat digunakan juga di Linux dan di
Microsoft.NET. Dengan menggunakan free pascal yang merupakan proyek OpenSource, bahasa
pemrograman ini dapat membuat program di sistem operasi Mac OS X dan Windows CE.
Umumnya Delphi hanya digunakan untuk pengembangan aplikasi dekstop, enterprise
berbasis database dan program-program kecil. Namun karena pengembangan Delphi yang
semakin pesat dan bersifat general purpose bahasa pemrograman ini mampu digunakan untuk
berbagai jenis pengembangan software. Delphi juga disebut sebagai pelopor perkembangan
RadTool (Rapid Apllication Development) tahun 1995.Sehinnga banyak orang yang mulai
mengenal dan menyukai bahasa pemrograman yang bersifat VCL (Visual Component Library)
ini.
28
2.7 Solenoid Valve
Solenoid valve adalah katup yang digerakan oleh energi listrik, mempunyai kumparan
sebagai penggeraknya yang berfungsi untuk menggerakan piston yang dapat digerakan oleh arus
AC maupun DC, solenoid valve atau katup (valve) solenoida mempunyai lubang keluaran,
lubang masukan dan lubang exhaust, lubang masukan, berfungsi sebagai terminal/tempat cairan
masuk atau supply, lalu lubang keluaran, berfungsi sebagai terminal atau tempat cairan keluar
yang dihubungkan ke beban, sedangkan lubang exhaust, berfungsi sebagai saluran untuk
mengeluarkan cairan yang terjebak saat piston bergerak atau pindah posisi ketika solenoid valve
bekerja.
Prinsip kerja dari solenoid valve/katup (valve) solenoida yaitu katup listrik yang
mempunyai koil sebagai penggeraknya dimana ketika koil mendapat supply tegangan maka koil
tersebut akan berubah menjadi medan magnet sehingga menggerakan piston pada bagian
dalamnya ketika piston berpindah posisi maka pada lubang keluaran dari solenoid valve akan
keluar cairan yang berasal dari supply, pada umumnya solenoid valve mempunyai tegangan kerja
100/200 VAC namun ada juga yang mempunyai tegangan kerja DC.
2.8 Relay
Relay merupakan saklar magnetik yang paling sering digunakan pada setiap rangkaian
elektronika. Dalam dunia elektronika, relay sangat berperan penting dalam suatu rangkaian
karena dapat mengontrol rangkaian beban arus tinggi dengan arus yang rendah. Relay adalah
komponen yang terdiri dari sebuah kumparan berinti besi yang akan menghasilkan
elektromagnet ketika kumparannya dialiri oleh arus listrik.Elektromagnet ini kemudian menarik
mekanisme kontak yang akan menghubungkan kontak Normally-Open (NO) dan
29
membukakontak Normally-Closed (NC). Normally pada relay berarti relay dalam keadaan non-
aktif atau kumparan relay tidak dialiri arus.
Gambar dibawah ini adalah simbol dari komponen relay yang memiliki sebuah kontak
NO dan sebuah kontak NC dengan sebuah common. Pada saat kumparan tidak dialiri arus, maka
kontak NCakan terhubung dengan common. Jika kumparan dialiri arus, maka kontak akan
bergerak dari NC ke NO, sehingga NO akan terhubung dengan common.
Karakteristik yang patut diperhatikan pada relay ialah tegangan kerja koil/kumparan dan
juga kemampuan kontak relaydalam mengalirkan arus istrik.
2.9 Motor DC
Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber
tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan
berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran
motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan
arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal menentukan
kecepatan motor.
30
Gambar 2.6 Komponen Relay
Motor DC memiliki 2 bagian dasar :
1. Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator. Stator ini menghasilkan medan magnet,
baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektro magnet) ataupun magnet permanen.
2. Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik
mengalir.
Gambar 2.7 Motor DC (cyber180.wordpress.com)
Gaya elektromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada penghantar
yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan oleh megnet
permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub magnet dari kutub utara ke
kutub selatan. Menurut hukum gaya Lourentz, arus yang mengalir pada penghantar yang terletak
dalam medan magnet akan menimbulkan gaya. Gaya F, timbul tergantung pada arah arus I, dan
arah medan magnet B.
31
2.10 USB TO TTL
Kabel usb to ttl merupakan salah satu jenis kabel converter yang lumrah kita temui jika
bermain di bidang microkontroller dan komunikasi micro ke komputer. Kabel usb to ttl ini
memungkinkan pengguna untuk membuat perangkat elektronika mikrokontroller nya dapat
berkomunikasi dengan komputer sesuai kehendak.
2.11 KOMUNIKASI SERIAL ASINKRON
Komunikasi asinkron serial merupakan sebuah protocol transmisi asinkronous, dimana
komunikasi ini tidak menggunakan clock, tetapi telah memiliki baudrate yang telah disepakati
oleh masing-masing sistem yang sedang berkomunikasi. Kerja dari komunikasi ini adalah, signal
start dikirimkan pada saat sebelum data dikirimkan dan signal stop dikirimkan setelah setiap data
selesai dikirimkan. Signal start digunakan untuk mempersiapkan mekanisme penerimaan
untuk menerima dan memproses data yang akan dikirimkan dan signal stop berguna untuk
mempersiapkan mekanisme penerimaan data berikutnya.
Gambar 2.8 Frame Data Komunikasi Serial (searchglobalonline.blogspot.com)
Berikut ini adalah protocol pengiriman data secara serial asinkron :
1. Start bit selalu berlogic LOW
2. Pengiriman data bit dari 0 sampai 8
3. Parity bit
4. Stop bit selalu berlogic HIGH IDLE jika tidak ada pengiriman data selanjutnya
32
BAB III
BABMETODE PENELITIAN
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Penelitian
Pembuatan alat ini akan dilakukan di laboratorium-laboratorium PLC Program Studi D3
Otomasi Sistem Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas
Airlangga, selama kurang lebih 5 bulan, dimulai pada bulan April sampai Agustus 2014.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
1. Multimeter
2. Solder
3. Catu daya
4. Laptop/PC (Personal Computer)
5. Downloader Mikrokontroler
3.2.2 Bahan
1. FeCl3
2. PCB
3. Timah
4. Kabel
5. Resistor
6. Kapasitor
7. Kotak Separator
33
8. Webcam
9. Mikrokontroler
10. Solenoid Valve
11. Regulator
12.Relay
14.Motor DC
3.3 Prosedur Penelitian
Pada perancangan dan pembuatan alat ini terbagi atas dua tahap, yaitu tahap pertama
perancangan dan pembuatan sistem hardware dan tahap kedua adalah perancangan dan
pembuatan software sebagai pengendali operasi alat. Prosedur yang digunakan dalam
perancangan dan pembuatan alat adalah sebagai berikut:
1. Tahap Persiapan (Pembuatan sketsa mekanik plan yang dirancang serta studi literatur).
2. Tahap Pembuatan Alat (Pembuatan perangkat keras (hardware), sistem mekanik alat serta
pemrograman alat).
3. Melakukan pengujian hardware dan software.
4. Analisis Data.
Berikut merupakan diagram blok tahapan prosedur penelitian :
34
Tahap Persiapan
Tahap Pembuatan Alat
Tahap Pengujian Sistem
Analisis Data
Tidak Sesuai**Sesuai*
Alat Selesai
Perbaikan Sistem
Keterangan :
Artinya telah sesuai dengan indikator keberhasilan yang telah ditentukan.
** Artinya tidak sesuai dengan indikator keberhasilan yang ditentukan, sehingga
dilakukaannya lagi perbaikan sistem.
3.3.1 Tahap Persiapan
Tahap persiapan merupakan tahapan awal dalam melakukan penelitian, pada tahap
ini penulis melakukan studi literature dengan mencari berbagai acuan pada buku, jurnal,
artikel maupun tugas akhir dengan tujuan untuk melengkapi literatur mengenai penelitian
ini.
35
Gambar 3.1 Diagram Blok Prosedur Penelitian
3.3.2 Tahap Pembuatan Alat
Tahap pembuatan alat terbagi menjadi tiga tahapan, yaitu tahap perancangan alat,
tahap perwujudan alat, dan tahap pembuatan software. Tahap perancangan alat terdiri dari
perancangan mekanik dan perancangan hardware. Tahap perwujudan alat yakni tahap
perwujudan dari perancangan awal yang telah dibuat, sedangkan tahap pembuatan software
meliputi tahap pembuatan progam untuk menjalankan sistem dari alat yang dibuat.
Prosedur ini digunakan dalam perancangan dan pembuatan alat adalah sebagai berikut :
3.3.2.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Tahap perancangan alat terdiri dari perancangan hardware dan perancangan
mekanik sistem alat. Sistem yang akan dibuat adalah meliputi pembuatan rangkaian
separator yang memiliki sensor Webcam. Cara kerja sensor webcam untuk mengukur level
ketinggian minyak adalah menggunakan perhitungan nilai pixel yang telah didapatkan pada
metode treshold. Kemudian nilai pixel tersebut di masukan kedalam perhitungan level
ketinggian cairan pada separator. Pada saat alat berjalan, Mikrokontroler bertugas untuk
mengatur relayyang terhubung ke solenoid valve yang berfungsi sebagai buangan cairan.
PC akan menampilkan nilai level cairan yang tercampur dan level minyak yang telah
terpisah.
36
Sensor (Webcam) Gambar
PC Mikrokontroler ValveInput gambar ketinggian
cairan
Output level cairan
3.3.2.2 Perancangan Mekanik
Gambar 3.3
37
Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Alat
Kootak separator
Kootak separator
3.3.2.3 Tahap Perwujudan Alat
Tahap perwujudan alat meliputi perealisasian dari perancangan alat.Cara
perealisasian tersebut yakni merancang mekanik alat dan juga merancang dan merakit
hardware, meliputi pembuatan minimum systemmikrokontroler, pembuatan rangkaian
modul relay, pembuatan mekanik separator.Hardware yang telah dibuat akan di
integrasikan dengan mekanik alat agar menjadi satu kesatuan alat. Selanjutnya,
webcamyang berfungsi sebagai sensor akan dikoneksikan dengan sistem alat.
Tahapan selanjutnya ialah tahapan pemrograman, baik pemrograman Delphi
maupun pemrograman mikrokontroler. Program akan membuat hardware yang sudah
terkoneksi dengan sistem menjadi alat yang bekerja sesuai dengan seharusnya.
3.4 Perancangan Software
Tahap pembuatan software meliputi pembuatan progam untuk mengeksekusi rancangan
hardware yang telah dibuat. Software yang digunakan yakni CodeVision AVR dan juga
Delphi yang difungsikan sebagai input controller. Penjelasan Flowchart sebagai
berikut :Start menandakan alat mulai bekerja untuk mengaktifkan serial port dan mulai
mengaktifkan webcam. Kemudian terdapat 4 tombol untuk pengaturan proses separasi yaitu
tombol POMPA ON,POMPA OFF,MOTOR ON,MOTOR OFF. Serial Port digunakan untuk
mengirim kode ASCII dari delphi yang akan dikonversikan dalam bentuk karakter yang
diterima oleh Program AVR. Saat alat dijalankan, maka pompa akan bekerja ketika tombol
POMPA ON di tekan dan mengirimkan kode ASCII (#97) untuk mengaktifkan pompa saat
proses pengisian. Button motor ON digunakan untuk mengaktifkan motor saat proses
pengadukan cairan campuran antara air dan minyak. Karena, saat proses separasi
38
membutuhkan waktu pengendapan cairan campuran minyak dan air selama beberapa menit,
maka pompa pengisian dan motor dihentikan selama beberapa menit agar cairan antara
minyak dan air terpisah. Button POMPA OFF mengirimkan kode ASCII (#102) untuk
menghentikan pompa selama beberapa menit, sedangkan Button MOTOR OFF mengirimkan
kode ASCII (#101) untuk mengehentikan proses pengadukan.
Pada saat pengisian cairan, ketika minyak melewati batas atas, maka minyak akan
melewati sekat dan mengaktifkan relay ke-1 dengan mengirimkan kode ASCII (#98) untuk
mengaktifkan valve air agar dapat disalurkan ke dalam tempat output air. Namun, jika belum
melewati batas atas maka delphi akan mengirimkan kode ASCII (#99) untuk mematikan
relay ke-1 maka valve akan tertutup.
39
Gambar 3.4 Flowchart Delphi
40
3.5 Analisis Data
Data yang didapat dari penelitian ini adalah banyaknya volume minyak yang
terpisah dari air. Campuran cairan yang digunakan sebanyak 6 Liter dengan perbandingan
untuk air 4 Liter dan untuk minyak 2 Liter. Besarnya selisih volume minyak yang terpisah
dalam beberapa kali pengambilan data ialah data yang akan dianalisa.
3.5.1 Pengalamatan Mikrokontroler ATmega 16
Mikrokontroler ATmega 16 sebagai pusat dari pengaturan masukan dan keluaran
dipasang dengan rangkaian oscillator yang memiliki frekuensi XTAL sebesar 4.000.000 Mhz.
Adapun port mikrokontroler yang digunakan pada alat ini adalah :
1. PA.0 : Konfigurasi Relay ke-1
2. PA.1 : Konfigurasi Relay ke-2
3. PA.2 :Konfigurasi Relay ke-3
4. PD.0 : Receive pada Komunikasi Data Serial
5. PD.1 : Transmitted pada Komunikasi Data Serial
6.GND: Ground
7.VCC:VCC
41
3.5.2 Perancangan Software Pengujian Port-Port Mikrokontroler
Mikrokontroler ATmega 16 memiliki port-port yang dapat difungsikan sebagai input dan
output. Port-port tersebut adalah Port A,Port B, Port C dan Port D. Pada setiap port terdapat
delapan pin yang dapat difungsikan sebagai input dan output sehingga, perlu dilakukan
pengujian pada setiap port. Pengujian port-port dilakukan dengan cara mendownload software
mikrokontroler menggunakan CodeVision AVR, jika port-port yang diintruksikan bekerja
dengan lancar dan bisa di download. Maka port-port tersebut bisa digunakan dengan baik.
42
3.5.3 Perancangan Software pada Mikrokontroler .
Gambar 3.5 Flowchart AVR
43
Agar serial dapat digunakan untuk mengirim dan menerima yang terhubung secara
langsung dari PC ke Mikrokontroler. Langkah awal yang harus dilakukan adalah
penginisialisasian dan konfigurasian serial yang berada ada USART dalam Mikrokontroler
Atmega16. Pada rangkaian ini, pngaturan yang dilakukan adalah received dan mode
Asyncronous. engaturan yang digunakan adalah seeting USART, proses inisialisasi normalnya
terdiri dari pengesetan baud rate, penyetingan frame format dan pengaktifan pengirim atau
penerima tergantung pada pemakaian. Penjelasan flowchart ada sebagai berikut:
Ketika tombol start dijalankan, maka avr menerima data serial yang dikirim oleh delphi.
Kemudian, data tersebut dikonversikan dalam bentuk karakter untuk memberikan insialisasi pada
masing-masing port. Terdapat 6 karakter yang akan digunakan untuk mengaktifkan 3 port yaitu
‘a’,’b’,’c’,’d’,’e’,’f’. Ketika mikro mengirimkan karakter ‘a’ maka portA.0 akan mengaktifkan
relay-ke 1 yang terhubung oleh motor. Untuk menghentikan motor, mikro akan mendapatkan
karakter ‘f’. Untuk program pembuangan air, mikro akan menggunakan relay ke-2 untuk
mengaktifkan valve air dan pompa berhenti, maka mikro mengirimkan karakter ‘b’. Sedangkan
untuk menjalankan laju air saat pengisian, maka pompa akan menyalakan relay ke-1 untuk
menyalakan pompa dan menghentikan valve air, kemudian mikro akan mengirimkan karakter
‘c’. Dan terakhir, adalah pengaturan motor, yang mendapatkan karakter ‘d’ saat proses
pencampuran cairan diaktifkan. Sedangkan,untuk menghentikan proses pencampuran, maka
karakter ‘e’ akan diterima oleh mikro.
44
3.6 Perancangan Software Komunikasi Serial
Perancangan software komunikasi serial antara mikrokontroler dengan PC berfungsi
mengontrol program separasi menggunakan data serial yang dikirim melalui komponen
serialportNG.
Software komunikasi serial terdiri dari beberapa subroutine sebagai berikut :
1. Inisialisasi dan konfigurasi Serial pada Mikrokontroler Atmega 16.
2. Konfigurasi Received dari PC ke Mikrokontroller untuk menerima data serial dari delphi ke
mikrokontroller.
3.Konfigurasi port output menggunakan pompa.
Agar serial dapat digunakan untuk mengirim dan menerima data yang terhubung secara
langsung dari PC ke Mikrokontroler. Langkah awal yang harus dilakukan adalah
penginisialisasian dan konfigurasi serial dalam Mikrokontroler Atmega 16. Penulisan intruksi
pada mikrontroler menggunakan USART. USART harus diinisialisasi sebelum komunikasi
manapun Proses inisialisasi normalnya terdiri dari pengesetan baud rate, penyetingan frame
format dan pengaktifan pengirim atau penerima tergantung pada pemakaian. Penulisan
inisialisasi dan konfigurasi serial menggunakan USART untuk mendeklarasikan pada
CodeVision komunikasi serial. Selanjutnyamengaktifkan Rx untuk received data (menerima data
secara serial), dan Tx untuk transmited data (mengirimkan data secara serial). Transmitted On,
program delphi akan mengirimkan kode ASCII untuk dapat dibaca delohi dalam bentuk
karakter
45
BAB IV
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Mikrokontroler ATmega 16
Mikrokontroler ATmega 16 memiliki empat buah port yaitu : Port A, Port B, Port C dan Port D.
Minimum system AVR ATmega 16 sebagai pusat pengaturan masukan dan keluaran dipasang
beberapa port yaitu Relay dan Komunikasi Serial. Adapun penggunaan port minimum system
yang terhubung pada Mikrokontroller Atmega 16 adalah sebagai berikut:
Penggunaan port Perangkaian hardware
PORTA.0 Relay 1
PORTA.1 Relay 2
PORTA.2 Relay 3
PORTD.0 RxD
PORTD.1 TxD
GND GND
Tabel 4.1 Tabel penggunaan port pada Mikrokontroler
4.2 Pengujian Program Grayscale
46
Gambar yang diolah dalam bentuk RGB memiliki nilai pixel sampai 256.. Semakin tinggi
nilai pixelnya maka makin terang (putih) pixel tersebut. Sedangkan semakin kecil nilai suatu
pixel, mengakibatkan warna pada pixel tersebut menjadi gelap. Greyscale adalah pengubahan
data 24 bit menjadi data 8 bit, sehingga image akan lebih sederhana pada proses Pemilihan
pemrosesan pada tingkat abu-abu dipilih karena lebih sederhana, yaitu
hanya menggunakan sedikit kombinasi warna. Dan dengan citra abu-abu
dirasakan sudah cukup untuk memproses image yang semula berupa RGB.
4.3 Pengujian Program Treshold
Proses thresholding bertujuan untuk mengubah nilai pixel menjadi bernilai 1 jika lebih besar
daripada nilai threshold tertentu dan bernilai 0 jika lebih kecil daripada nilai threshold. Prosesnya
adalah mengganti setiap intensitas warna yang ada dalam citra tersebut, Metode thresholding ini
sangat baik digunakan untuk memisahkan antara obyek dengan background yang agak gelap atau
sebaliknya.
if gr[x,y] < ScrollBar1.Position then
begin
th[x,y]:=0;
end
else
begin
th[x,y]:=255;
47
end;
Pada coding diatas, proses treshold bergantung pada nilai scrollbar. Jika nilai grayscale yang
dihasilkan lebih kecil dari nilai scrollbar maka, akan bernilai 0 (hitam) dan jika bernilai 255
maka image yag dihasilkan pun,akan berwarna putih.
4.4 Pengujian Tinggi Deteksi Level cairan
Proses deteksi ketinggin minyak dan air menggunakan proses scanline, untuk mnegetahui nilai
level minyak dan air . Deteksi warna ini memanfaatkan citra treshold untuk melakukan scanning
gambar secara horizontal agar diketahui seberapa besar nilai 0 dan 255 terhadap koordinat (x,y)
yang dihasilkan dari gambar treshold .Setelah melalui proses scanning secara otomatis, maka
minyak dan air akan menampilkan jumlah level ketinggian minyak dan air secara realtime.
4.5 Pengujian Software Komunikasi Serial
Pengujian Software Serial antara mikrokontroler dengan PC yang berfungsi mendeteksi
tinggi level cairan minyak dan air menggunakan webcam. Didalam komunikasi serial
mikrokontroller membutuhkan received (penerima) dan PC memanfaatkan transmited
data (pengirim data).. Untuk pengujian pada komunikasi serial antara mikrokontroler
dengan personal komputer, maka dibutuhkan LCD sebagai output untuk menampilkan
nilai karakter yang dikirim oleh Delphi. Pada program mikrokontroller tersetting sebagai
received, BaudRate: 9600 , dan mode Ashyncronous. Setelah mikro terisi program, maka
delphi akan mrngirimkan kode berupa:
No Serial Delphi (ASCII)
Nilai karakter Mikrokontroller
1 a #972 b #98
48
3 c #994 d #1005 e #1016 f #102
Tabel 4.2 Konversi nilai serial (desimal ASCII) ke karakter mikro
Komponen yang digunakan pada delphi untuk mengirimkan karakter adalah
menggunakan serialportNG. Program pada USART diatur seperti berikut:
// USART initialization
// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity
// USART Receiver: On
// USART Transmitter: Off
// USART Mode: Asynchronous
// USART Baud Rate: 9600
UCSRA=0x00;
UCSRB=0x10;
UCSRC=0x86;
UBRRH=0x00;
UBRRL=0x19;
Keterangan:
UCSRB= 0x00 Untuk mengaktifkan bit RXEN sehingga pin RXD aktif
UBRRL=0x19 Nilai baudrate pada register UBRRL=9600
UBRRL= ( Frek Kriystal / 16*(baudrate)-1);
49
Program yang disetting menggunakan krystal = 4000.000 dan baudrate=9600
Sehingga hasil yang diperoleh adalah 25 kemudian dijadikan hexa 19.Sehingga
menghasilkan nilai register UBRR=0X19 sedangkan UBRRH=0X00;
4.6 Pengujian Software Mikrokonntroller pada port output
Port output yang akan dijalankan adalah port yang berfungsi untuk menjalankan 3 relay.
Masing-masing relay terhubunga dengan pompa,motor dan valve. Untuk mengaktifkan ketiga
relay tersebut, diperlukan komunikasi serial agar mikro dapat menjalankan perintah dari PC
secara otomatis. Pada komunikasi serial terdiri dari 2 bagian yaitu transmitted dan received.
Setelah komunikasi serial antara PC dan mikro dapat terhubung, maka diperlukan beberapa
variabel untuk menerjemahkan instruksi dari PC ke mikro. Delphi, dapat mengirim data berupa
kode ascii yang akan dikonversikan pada mikro dalam bentuk karakter.
Dibawah ini adalah beberapa variabel yang akan digunakan untuk mengaktifkan relay.
NO Data serial delphi (decimal) ASCII Data serial mikro (char) PORT Keterangan
1 #97 ‘a’ A.0
A.2
POMPA=ON
MOTOR=ON
2 #98 ‘b’ A.1
A.0
VALVE AIR=ON
POMPA=OFF
3 #99 ‘c’ A.1
A.0
VALVE AIR=OFF
POMPA=ON
4 #102 ‘f’ A.0
A.2
VALVE AIR=OFF
MOTO=OFF
Tabel 4.3 Konfigurasi port output pada data serial pada delphi dan mikro
50
4.7 Pengujian Lama Waktu Pemisahan Minyak Dan Air Terhadap Lama Waktu
Penyampuran
Pemisahan suatu cairan akan memerlukan waktu hingga cairan yang diinginkan terpisah.
Begitu juga dengan separator dalam penelitian ini. Diperlukan waktu tunggu beberapa saat
untuk memastikan cairan terpisah setelah dilakukannya proses penyampuran (pengadukan).
Berikut merupakan data yang didapat melalui uji lama waktu pemisahan minyak dan air terhadap
lama waktu penyampuran.
Tabel 4.4 Tabel lama waktu pemisahan terhadap lama waktu pemisahan
No. Lama Waktu Penyampuran
Lama Waktu Pemisahan
Data 1 Data 2 Data 3
1. 30 Detik 50 Detik57.67
Detik
49.93
Detik
2. 20 Detik44.53
Detik
48.29
Detik
46.47
Detik
3. 10 Detik42.60
Detik
40.43
Detik
41.43
Detik
51
4.8 Pengujian Sisa Volume Cairan Minyak Dan Air Dalam Wadah Pengaduk
Di dalam sistem alat yang dibuat, terdapat pengaduk yang berfungsi untuk mencampur
cairan minyak dan air agar ketika cairan dimasukkan ke dalam wadah separator telah tercampur
terlebih dahulu. Namun, terdapat keterbatasan jumlah volume yang dapat dipindahkan dari
wadah pengaduk ke dalam wadah separator. Data yang didapatkan ialah sebagai berikut :
Tabel 1.5 Tabel Sisa Cairan Tertinggal
No.
Sisa Volume Cairan tertinggal (mL)
Minyak Air Volume Total Cairan
1. 330 mL 450 mL 780 mL
2. 320 mL 450 mL 770 mL
3. 340 mL 590 mL 930 mL
4.9 Pengujian Sistem Alat Dalam Proses Separasi Minyak Dengan Menggunakan
Webcam
Dalam proses separasi minyak yang dilakukan dalam penelitian, diberikan nilai awal
volume cairan yang diujikan ialah sebesar 6 Liter. Volume tersebut terdiri dari campuran antara
minyak dan air. Cairan tersebut memiliki perbandingan sebesar 4 Liter air dan juga 2 Liter
minyak.
52
Data yang didapat ialah seperti pada Tabel 4.6 dibawah ini.
Tabel 4.6 Tabel Hasil Volume Minyak Terseparasil
No. Data ke-Jumlah Volume Minyak
Terseparasi (mL)
1. 1
2. 2
3 3
53
BAB V
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari kegiatan pengujian tugas akhir dengan judul Rancang Bangun Separator Minyak
Dengan Menggunakan Webcam dapat menarik suatu kesimpulan sebagai berikut :
1. Hardware yang terdapat dalam Rancang Bangun Separator Minyak Dengan
Menggunakan Webcam mampu bekerja dengan baik serta dapat berkomunikasi dengan
Delphi.
2. Pembacaan webcam untuk mendeteksi perbedaan minyak dan air dapat terbaca dengan
noise yang dapat ditolerir secara program.
5.2 Saran
Penulis mengaharapkan agar kedepannya alat ini bisa dikembangkan sehingga menjadi lebih
baik lagi dalam hal separasi. Beberapa saran yang penulis sampaikan adalah sebagai berikut :
1. Pembacaan harap memperhatikan kondisi pencahayaan dalam ruang.
2. Cairan yang digunakan diharapkan mempunyai kadar warna yang berbeda kontras dengan
air.
54
55