MODUL PEMBELAJARAN WARNA

MODUL PENGENALAN KODE WARNA Fajrul Falaah Salsabiila1, Hapsari Intan Kinasih2, Samuel BETA3. Mahasiswa dan Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia E-mail : hapsari.intan0606@gmail.com1, afatffs@gmail.com2, sambetak2@gmail.com3

Intisari — Dengan berkembangnya teknologi mikrokontroler saat ini, teknologi dapat digunakan dalam media pembelajaran. Media pembelajaran ini menggunakan sensor warna TCS3200  untuk membaca nilai warna bola, dan menggunakan sensor infra red untuk membaca posisi wadah berdasarkan kode gray.  Alat ini dirancang dengan memanfaatkan mikrokontroler ARM NUC 120 sebagai pengendali utama. Masukan berupa tuas kendali untuk menentukan menu yang akan dipilih. Sensor warna TCS3200 berfungsi sebagai alat input pembacaan warna dan memberikan perintah pada mikrokontroler untuk menampilkan tulisan pada LCD dan suara melalui DF Player dari hasil pembacaan warna bola tersebut. DF Player yang berfungsi sebagai modul MP3 lalu mengirim data kepada Speaker untuk mengeluarkan output berupa suara.  

Kata Kunci : ARM NUC120, Sensor Warna TCS3200, Sensor Infrared, LCD 16X2, Tuas Kendali, DF Player, Pengeras Suara

Abstract — With the development of microcontroller technology today, technology can be used in learning media. This learning media uses the TCS3200 color sensor to read the color of the ball, and use infrared sensor to read shelve’s position based on gray’s code. This tool is designed by utilizing the ARM NUC 120 microcontroller as the main controller. The input in the form of a joy stick is selected to determine the menu to be selected. The color sensor TCS3200 functions as an input tool for reading color and gives commands to the microcontroller to display writing on the LCD and sound through DF Player from the reading of the color. DF Player which functions as an MP3 module and then sends data to the Speaker to issue output in the form of sound. 

Keyword : ARM NUC120, TCS3200 Color Sensor, Infrared Sensor, LCD 16X2, Joy Stick, DF Player, LED RGB, Speaker

I.                 PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Dengan berkembangnya teknologi mikrokontroler saat ini, teknologi dapat dimanfaatkan sebagai media pembelajaran. Media pembelajaran diperlukan pada saat peragaan di dalam kelas se-tingkat Pendidikan Anak Usia Dini (PAUD). Saat ini, media pembelajaran untuk anak balita dalam mengenal warna masih sangat  sedikit.  Media   pembelajaran   berfungsi   untuk mempermudah tenaga pengajar dalam menyampaikan materi. Siswa pun dapat belajar dengan lebih mudah dengan adanya media pembelajaran.

Dari uraian diatas, maka dibuatlah proyek Modul Pengenalan Kode Warna .

B.   Tujuan

Tujuan pembuatan alat ini adalah :

1.    Untuk memanfaatkan teknologi sebagai media pembelajaran

2.    Sebagai media untuk mempelajari kode warna

 

C.   Rumusan Masalah

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

1.    Bagaimana cara membuat program agar dapat digunakan sebagai modul pengenalan kode warna?

2.    Bagaimana cara membuat modul pengenalan kode warna?

3.    Bagaimana cara kerja modul pengenalan kode warna?

D.   Pembatasan Masalah

Adapun yang membatasi alat ini adalah :

1.    Masukan menggunakan sensor warna TCS3200

2.    Memilih menu meggunakan joystick

3.    Penampil informasi menggunakan LCD 16 x 2

4.    Modul  MP3 menggunakan DF Player

5.    Keluaran suara menggunakan pengeras suara

6.    Pemroses menggunakan ARM NUC120

7.    Alat ini hanya membaca 8 warna (pink,merah,biru,hijau,kuning,coklat,toska,ungu

E.    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.

A.    Tuas Kendali

Tuas Kendali merupakan alat masukan komputer yang berwujud tuas atau tongkat yang dapat bergerak ke segala arah, Alat ini dapat mentransmisikan arah sebesar dua atau tiga dimensi ke komputer. 

Joystick merupakan sebuah tuas kendali yang umumnya dikonfigurasi sehingga memindahkan gerakan sinyal tongkat kiri atau kanan sepanjang sumbu X, dan bergerak ke depan (atas) atau belakang (bawah) gerakan sinyal sepanjang sumbu Y.

                                    

Gambar 2.1 Tuas Kendali

B.    Sensor Warna TCS3200

Sensor warna TCS 3200  merupakan konverter yang diprogram untuk mengubah warna menjadi frekuensi. Sensor warna TCS 3200 terdiri dari fotodiode yang disusun secara array 8x8 dengan susunan 16 fotodiode untuk filter warna merah, 16 fotodiode untuk filter warna hijau, 16 fotodiode untuk filter warna biru dan 16 fotodiode tanpa filter. Penggunaan filter warna dapat diatur pada pin S2 dan S3 sedangkan skala frekuensi ouput diatur pada  pin S0 dan S1.

Gambar 2.2 Sensor Warna TCS3200

C.   ARM NUC120

DT-ARM NUC120 Board merupakan sebuah modul mikrokontroler 32-bit berbasis ARM Cortex-M0. DT-ARM NUC120 BOARD dilengkapi dengan program bootloader sehingga tidak membutuhkan divais program merterpisah. NUC120 mampu beroperasi dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. Telah dilengkapi dengan Full Speed USB 2.0 Device Controller yang sangat fleksibel dan dapat dikonfigurasi untuk berbagai aplikasi berbasis USB.

Gambar 2.3 ARM NUC120

D.   LCD

LCD (Liquid Crystal Display) dapat digunakan sebagai tampilan dari hasil pengolahan program pada suatu sistem, termasuk pada hasil dari output pengolahan data padaArduino ATMega 2560 yang digunakan sebagai prosesor.

Gambar 2.4 LCD

E.    DF Player

DFPlayer Mini adalah sebuah modul micro SD dimana modul tersebut dapat mengases dan menyimpan data pada  micro SD.

Gambar 2.5 DF Player

F.    Pengeras Suara

Pengeras Suara adalah komponen yang dapat mengubah tegangan listrik (sinyal audio) menjadi gelombang suara dimana listrik akan mengaliri kumparan induktor yang ada dibelakang membran loundspeaker maka akan menggerakan karet    membran sesuai dengan polaritas tegangan dan kuat arus yang diperoleh oleh kumparan inductor.

Gambar 2.6 Pengeras Suara

G.      Sensor Infra Red

Sensor inframerah. infra red (ir) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, ir). sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai ir detector photomodules.

Gambar 2.7 Sensor IR

H.      Motor DC gear box

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar).

Gambar 2.8 Motor DC Gear Box

C.     Motor Servo

Motor servo adalah sebuah motor DC dengan sistem umpan balik tertutup di mana posisi rotor-nya akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, potensiometer, dan rangkaian kontrol.

Gambar 2.9 Motor Servo

I.     Code gray

Kode biner terefleksikan (RBC), juga dikenal sebagai biner terefleksikan (RB) atau Kode Gray berdasarkan nama Frank Gray, adalah urutan sistem bilangan biner dengan dua nilai berturut-turut berbeda dalam satu bit (digit biner).

Gambar 2.10 Code Gray

III.             PERANCANGAN ALAT

A.   Alat

1.    Bor PCB

2.    Solder 3.    Tenol

4.    Tang Potong

5.    Gergaji

6.    Kabel USB

7.    Alumunium

8.    Box/papan (tepat meletakkan alat)

9.    Setrika

10. Larutan FeCl3

B.   Bahan

1.    Board ARM NUC120

2.    LCD 16X2

3.    Tuas Kendali

4.    Motor servo

5.    Motor DC

6.    Sensor IR

7.    Sensor Warna TCS3200

8.    DF Player

9.    Pengeras Suara

10. Rangkaian Connector                         

11. Box                                         

12. Kabel jumper         

C.   Blok Diagram Hubungan Komponen Utama

Gambar 3.1 Diagram Blok

D.   Gambar Rangkaian

7.2     Gambar Rangkaian

E.    Diagram Alir

Gambar 3.3 Diagram Alir

F.    Diagram Pengawatan

           

Gambar 3.4 Diagram Pengawatan Luar

Gambar 3.5 Diagram Pengawatan Dalam

G.   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 alat

IV.             CARA KERJA ALAT

1.    Tekan tombol untuk memilih menu.

2.    Jika menu belajar yang ditekan, akan masuk pada menu belajar. Jika menu latihan yang ditekan, akan menuju menu latihan..

3.    Untuk menu belajar, letakkan kertas warna pada sensor warna untuk menentukan nilai warna. Hasil nilai warna akan ditampilkan pada LCD dan pengeras suara berupa suara.

4.    Untuk menu latihan, letakkan kertas warna pada sensor warna sesuai soal. LCD dan pengeras suara akan menampilkan hasil jawaban apakah benar atau salah.

V.               PENGUJIAN ALAT

Dalam proyek yang kami buat, perlu diuji untuk menentukan kesesuaian fungsi alat dengan program yang telah dibuat, yaitu dengan cara mengunggah program yang telah dibuat ke ARM. Kemudian mengoperasikan alat apakah berfungsi sesuai yang diinginkan atau tidak.

VI.             KESIMPULAN

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

1.    LCD 16x2 berfungsi untuk menampilkan informasi berupa teks  maupun angka ..

2.    Masukan berupa tombol yang  digunakan untuk memilih menu.

3.    DF Player digunakan sebagai pemroses keluaran  suara.

4.    Sensor Warna digunakan untuk membaca warna

5.    Pengeras suara berfungsi untuk keluara suara

DAFTAR PUSTAKA

Fauziah, H. Y., Sukowati, A. I., & Purwanto, I. (2017). RANCANG BANGUN SISTEM ABSENSI MAHASISWA SEKOLAH TINGGI TEKNIK CENDEKIA ( STTC ) BERBASIS RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION ( RFID ), (November), 1–2.

Rahardjo, P., Elektro, J. T., Teknik, F., & Udayana, U. (2018). PERANCANGAN MODUL PEMBELAJARAN HURUF BRAILLE BERBASIS MIKROKONTROLER UNTUK MEMBANTU PROSES BELAJAR DISABILITAS NETRA I, 5.

Sokop, S. J., Mamahit, D. J., Eng, M., & Sompie, S. R. U. A. (2016). Trainer Periferal Antarmuka Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno, 5(3).

Supegina, F., & Taman, P. L. (2014). PENGATURAN LAMPU TAMAN LED RGB BERBASIS ARDUINO, 18, 9–14.

Yang, T., & Mulyadi, M. (2015). SISTEM PENYELEKSI DAN PENGELOMPOKAN PRODUK BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER, 8, 31–44.

LAMPIRAN

1. Jurnal

2. Program dan Pustaka

3. Presentasi (.ppt)

4. Diagram Blok

    5. Diagram Alir

    6. Skematik Rangkaian

    7. Diagram Pengawatan luar
    8. Diagram Pengawatan dalam

BIODATA

Fajrul Falaah Salsabilla. Penulis dilahirkan di Semarang, 12 Juni 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Pedurungan Tengah 02 Semarang, SMP N 15 Semarang, dan SMA N 11 Semarang. Tahun 2017 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2017 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. 3.32.17.3.08. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email : afatffs@gmail.com

Hapsari Intan Kinasih. Penulis dilahirkan di Semarang, 6 Juni 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD N Pekunden Semarang, SMP N 7 Semarang, dan SMK N 4 Semarang. Tahun 2017 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2017 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. 3.32.17.3.09. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email :  hapsari.intan0606@gmail.com

Nama pengajar Samuel BETA. Beliau mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang. Email : sambetak2@gmail.com