PENGKONDISIAN_MAKALAH_TEORI

Pengkondisian SInyal Teori

MAKALAH PENGKONDISIAN SINYAL

PENGUKURAN WARNA

Disusun Oleh :

NAMA : LIKA YULIANA SARI

NIM : 3.32.11.2.14

KELAS : EK-2C

Program Studi Teknik Elektronika

Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Semarang

2013


I. PENDAHULUAN

Metode Pengukuran Warna

Ada dua metode pengukuran warna yang banyak digunakan, yaitu metode

pengukuran warna secara objektif maupun subjektif. Warna merupakan sifat produk

pangan yang dapat dipandang sebagai sifat fisik (obyektif) dan sifat organoleptik

(subyektif). Warna dapat dianalisa secara obyektif dengan instrumen fisik dan secara

organoleptik atau subyektif dengan indera manusia. Pengukuran objektif dapat

dilakukan dengan Spektrophotometer, Colorimeter atau Chromameter, dan kamera

CCD. Sedangkan pengukuran subjektif dapat dilakukan dengan menggunakan

diagram warna Chromaticity CIE 1931, Munsell, dan Hunter.

Spektrophotometer

Prinsip pengukuran warna dengan spektrophotometer adalah mengukur parameter

optik (reflektan (R), transmitan (T)) pada tiap panjang gelombang mulai dari 400

sampai dengan 700 nm dengan interval panjang gelombang tertentu.

Spektrophotometer memiliki beberapa komponen yaitu sumber cahaya,

monochromator (memecah cahaya menjadi gelombang tunggal), sensor

(mengkonversi intensitas cahaya menjadi tegangan listrik), integrating sphere

(mengumpulkan cahaya yang dipantulkan oleh sampel), penguat (meningkat

tegangan dari sensor agar dapat sesuai dengan tegangan input komputer), Analog

Digital Coverter (pengkonversi sinyal analog ke digital untuk masuk ke

komputer), dan komputer (mengolah, mendisplaykan, dan menyimpan data optik).

Spektrophotometer visible telah banyak digunakan dalam bidang pertanian, antara

lain untuk menentukan perbedaan dalam produk yang sejenis, kematangan,

kerusakan (membuat sistem sortasi dan grading), menentukan perbedaan antar

produk (membuat sensor buatan untuk panen, luas panen), menentukan

kandungan/konsentrasi pigmen kulit bahan pertanian, menentukan kadar gula dan

kekerasan (tidak langsung).


Colorimeter/Chromameter

Prinsip alat ini adalah mengukur parameter atau tristimulus warna XYZ

menggunakan tiga buah filter X (merah), Y (hijau), dan Z (biru). Selain tiga buah

filter, chromameter memiliki beberapa komponen penting antara lain adalah

sumber cahaya, sensor, penguat, pengolah data dan display.Chromameter

merupakan alat yang digunakan untuk mengukur warna dari permukaan suatu

objek. Prinsip dasar dari alat ini ialah interaksi antara energi cahaya diffus dengan

atom atau molekul dari objek yang dianalisis.Setiap kromameter dengan tipe

berbeda memiliki ruang pengukuran dengan diameter yang berbeda pula. Sumber

cahaya yang digunakan yaitu lampu xenon. Lampu inilah yang akan menembak

permukaan sampel yang kemudian dipantulkan menuju sensor spektral. Selain itu,

enam fotosel silikon sensitifitas tinggi dengan sistem sinar balik ganda akan

mengukur cahaya yang direfleksikan oleh sampel (Anonim 2011).

Cahaya diffus yang mengenai sampel dipantulkan pada sudut tertentu, kemudian

diteruskan ke sensor spektral, lalu dihitung menggunakan komputer mikro

(Anonim 2011). Data hasil pengukuran dapat berupa Yxy (CIE 1931), L*a*b*

(CIE 1976), Hunter Lab atau nilai tristimulus XYZ, yang sebelumnya diolah

melalui pengolah data. Sistem pengukuran yang paling sering digunakan ialah

sistem CIE L*a*b* atau CIELAB. Sistem warna CIELAB merupakan suatu skala

warna-warna yang seragam dalam dimensi warna.


Chromaticity CIE 1931

Pada teori tristimulus persepsi warna dapat dilihat pada Gambar 3, bahwa suatu

warna dapat diperoleh dari suatu campuran tiga warna utama: merah, hijau dan

biru (Red Green Blue). Sumber utama yang dipakai dalam sistem ini adalah

cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 700 nm (merah), 546 nm

(hijau), dan 435 nm (biru) (Gambar 3).

Sistem/model warna digunakan untuk mengklasifikasi warna dan untuk

mengkualifikasikannya berdasarkan atribut warna. yaitu hue, saturation (chroma)

lightness, atau brightness atau luminance.Terdapat beberapa cara untuk kuantisasi

warna yang dapat dinyatakan dalam sistem koordinat warna. Sistem tersebut

diantaranya adalah RGB, Munsell dan CIE.Pada penelitian ini akan digunakan

sistem koordinat RGB. Dalam sistem RGB setiap warna dapat diperoleh dari

kombinasi tiga warna primer yaitu merah, hijau, biru (red, green, blue).


SISTEM SENSOR WARNA TCS230

Sistem sensor yang dipakai pada penelitian ini adalah sensor warna TCS230 dengan

sumber tegangan 5 volt. TCS230 ini merupakan sistem sensor yang terdiri dari 8x8

photodioda. Kemudian setiap photodioda berukuran 120 mm x 120 mm.Perlakuan

terhadap sensor yaitu dengan menghubungkan tegangan 5 volt ke kaki selektor S2

dan S3, serta penskalaan frekuensi output 100% yaitu dengan memberikan 5 volt ke

kaki selektor S0 dan S1 yang semuanya dilakukan dengan memberikan perintah

pengalamatan oleh mikrokontroler.Kaki S0 dihubungkan ke port B pin 0 (Pin B.0),

S1 ke Pin B.1, S2 ke pin B.2, S3 ke pin B.3, Led ke pin B.4. Gambar skema

pengalamatan kaki sensor TCS 230 dengan AVR ATMega 8535 seperti Gambar 2

berikut:

Pada sistem sensor TCS 230, photodioda yang terbuat dari silicon di dalamnya

mampu mengubah besaran fisis cahaya menjadi arus. Kemudian arus ini diubah

menjadi frekwensi oleh IC konverter (single monolithic CMOS integrated circuit)

yang ada di dalam sistem sensor TCS 230.


II. GAMBAR DIAGRAM BLOK

Pada penelitian ini dirancang dan dibuat sistem pemilahan jenis kedelai dengan

menggunakan sensor warna TCS230 serta aktuator silinder pneumatic.Secara garis

besar blok penelitian keseluruhan adalah sebagai berikut:

Selanjutnya dilakukan akuisisi data yaitu dengan memilih jenis kedelai Anjasmoro,

Kaba, Sinabung, Burangrang dan Wilis, sebagai sampel dalam penelitian ini. Hasil

sensing pada kedelai oleh sensor warna ditampilkan selengkapnya pada layar LCD.


III. CARA KERJA

TCS230 mengkonversikan besaran fisis yang berupa cahaya (warna) menjadi sinyal

listrik yang berupa frekuansi gelombang.Spesifikasi Teknis TCS230, tegangan kerja

sensor pada rentang 2,7-5,5 Volt dan Vdd terhubung ke 5 Volt dan supply arus 2 – 7

mA. Range temperatur pemasangan sensor antara - 25 °C s/d 70°C.Sensor dipasang

secara array 8 x 8 photodioda (tiap photodioda berukuran 120 mm x 120 mm), 16

photodioda filter merah, 16 photodioda filter hijau, 16 photodioda filter biru, 6

photodioda tanpa filter. Diameter lensa 5,3 mm (dalam jarak 25 mm mampu melihat

area bujur sangkar dengan sisi 4 mm).Kelompok photodiode yang akan dipakai bisa

diatur melalui kaki selektor S2 dan S3 dari sensor warna TCS230.

Kombinasi fungsi dari S2 dan S3 adalah apabila S2 dan S3 diberi 0 maka photodiode

yang aktif adalah filter merah. Apabila S2 diberi 0 dan S3 diberi tegangan 5V maka

maka photodiode yang aktif adalah filter biru. Sedangkan untuk mengaktifkan maka

photodiode tanpa filter dengan memberikan tegangan 5V ke kaki S2 serta 0 ke kaki

S3. Apabila diberikan tegangan 5V ke S2 dan S3 maka yang aktif filter

hijau.Frekuensi keluaran sensor bisa di skala dengan mengatur kaki selektor S0 dan

S1.Penskalaan output sebesar 2% dengan memberi tegangan ke kaki S1 saja,

sedangkan agar skala frekuensi output 20 % dengan memberikan tegangan ke kaki S0

saja.Apabila kedua kaki S0 dan S1di ground-kan maka akan power down dan jika S0

dan S1 diberi catu daya 5V maka skala frekuensi output sebesar 100%.kedelai

melewati sensor TCS 230, dari tampilan LCD akan terlihat besarnya data RGB. Hasil

keluaran sensor dihubungkan dengan mikrokontroller, kemudian keluaran

mikrokontroller ini diterima komputer secara serial.

Hasil keluaran sensor TCS 230 digunakan sebagai acuan untuk menentukan

keputusan apakah silinder pneumatic akan mendorong kedelai atau tidak. Silinder

pneumatic ini bekerja pada saat dihubungkan dengan katub solenoid atau solenoid

valve.Pada penelitian ini digunakan katub solenoid dengan dua kumparan, yaitu

kumparan A dan B. Masing masing kumparan membutuhkan tegangan 110 Volt yang

didapatkan dari transformator. Pada saat kumparan A mendapat tegangan maka udara

dari tabung akan keluar melalui lubang keluaran udara 1 begitu juga pada saat

kumpaaran B mendapat tegangan maka udara dari tabung akan keluar melalui lubang

keluaran udara 2. Kedua kumparan bekerja secara bergantian sehingga udara juga


akan bergantian keluar dari keluaran katub solenoid. Pergantian itulah yang akan

mengakibatkan silinder pneumatic ini bekerja menyodok maju dan mundur kembali.

IV. CONTOH HITUNGAN

Dari data pengukuran menggunakan alat ukur warna misalnya, nilai-nilai kromasiti

dapat dihitung atau dinormalkan dengan cara sebagai berikut:

Karena x + y + z = 1, hanya dua nilai yang perlu dinyatakan dan yang ketiga segera

dapat diketahui dengan cara menghitungnya, karena jumlah ketiganya sama dengan

satu.

Model warna RGB dapat juga dinyatakan dalam bentuk indeks warna RGB dengan

rumus sebagai berikut:

Indeks warna merah (I red) =

Indeks warna hijau (I green ) =

Indeks warna biru (I blue) =

Sedangkan berikut adalah rumus konversi dari CIE XYZ ke CIE Lab (Plataniotis dan

Venetsanopoulos 2000):


V. KESIMPULAN

Sistem sensor pada penelitian ini memiliki keluaran berupa frekuensi analog serta

dapat digunakan untuk mengetahui kuantisasi nilai warna kulit biji kedelai serta

indeks warna RGB suatu benda.

Documents

PENGKONDISIAN_MAKALAH_TEORI