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