APLIKASI WEBCAM SEBAGAI KONTROL OTOMATISASI PEMBEDA WARNA MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ATMEGA16

Aplikasi webcam

APLIKASI WEBCAM SEBAGAI KONTROL OTOMATISASI PEMBEDAWARNAMENGGUNAKANMIKROKONTROLER ATMEGA16

Mochamad FaritS1 Pend. Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya

Email: [email protected]

Bambang supriantoTeknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya

Email: [email protected]

AbstrakKeunggulan teknologi kontrol tidak dapat dipungkiri telah lama dijadikan ikon kebanggaannegara-negara maju di dunia. Dengan memanfaatkan teknologi mikrokontroler, banyak hal yangdahulu sulit diselesaikan oleh manusia kini dapat teratasi. Dalam hal meningkatkan efisiensi kerja,tentunya akan sangat terbantukan dengan adanya sebuah sistem otomatisasi. Sistem otomatisasiyang di maksud dapat memperingan pekerjaan manusia dalam penggunaanya. Hal ini di buktikandengan semakin banyaknya industri-industri yang menggunakan kontrol robotika yang semakincanggih penggunaannya. Kamera webcam adalah salah satu jenis kamera yang hanya dapatmenampilkan gambar dalam penggunaannya. Di sisi lain penulis ingin .membuat kamera webcamtidak hanya dibuat untuk menampilkan gambar saja, melainkan untuk mengontrol secara otomatismedia berdasarkan warna menggunakan interface. Dengan dilandasi kenyataan di atas, penulismemilih skripsi dengan judul “Aplikasi Webcam Sebagai Sistem Kontrol Otomatisasi PembedaWarna Menggunakan Mikrokontroler Atmega16”.Metode yang digunakan dalam penelitian adalah penelitian deskriptif bersifat developmental,dimana pengujian datanya dibandingkan dengan sesuatu kriteria atau standar yang sudah ditetapkan terlebih dahulu pada waktu penyusunan desain penelitian.Hasil penelitian menunjukkan bahwa didapatkan akurasi pada ketepatan pembacaan pixel sebesar0,047%, warna hijau 0,054%, warna kuning sebesar 0,024%. Dengan akurasi yang cukup besar ini ,maka dapat dikatakan sistem dapat bekerja dengan baik. Performa sistem pada motor servo denganderajat putar 90o prosentase kesalahan sebesar 2%, derajat putar 270o dengan prosentase kesalahansebesar 6%, dan derajat putar 360o dengan prosentase kesalahan sebesar 6%. Dengan akurasi yangcukup besar ini , maka dapat dikatakan sistem dapat bekerja dengan baik.

Kata kunci: Webcam, Mikrokontroler Atmega16

AbstractTechnological superiority can not be denied control has long been used as an icon of pridedeveloped countries in the world. By utilizing a microcontroller technology, many things that usedto be difficult now solved by man can be overcome. In terms of improving work efficiency, coursewill greatly aided by the presence of an automation system. The purpose automation systems thatcan mitigate human work in its use. This is attested by the increasing number of industries areusing increasingly sophisticated robotics control its use. Webcam camera is one type of cameracan only display an image in its use. On the other hand the author wants. Making webcam cameranot only made to display images only, but rather to control the media automatically make useof the interface by color. The statement is based on, authors choose the thesis with the title“Webcam Application For Automated Control Systems Distinctive Color Using MicrocontrollerATmega16”The method used in this research is descriptive research is developmental, where the test data iscompared with something criteria or standards that have been set in advance at the time of thepreparation of the study design.The results show that the accuracy obtained on a pixel readout accuracy of 0.047%, 0.054% green,yellow at 0.024%. With this accuracy is large enough, it can be said the system can work well.System performance servo motor with 90ᵒ degree swivel percentage error of 2%, the degree swivel270ᵒ with the percentage error of 6%, and the degree swivel 360ᵒ with a percentage error of 6%.With this accuracy is large enough, it can be said the system can work well.

Keywords: Webcam, Microcontroller Atmega16

Jurnal Pendidikan Teknik Elektro, Volume 03 Nomor 03 Tahun 2014, 449 - 453

PENDAHULUANKeunggulan teknologi kontrol tidak dapat dipungkiri

telah lama dijadikan ikon kebanggaan negara-negaramaju di dunia. Kecanggihan teknologi yang dimiliki danilmu pengetahuan yang terus berkembang telahmendorong persaingan dalam memenuhi kebutuhan akansuatu alat, atau media yang dapat memudahkan pekerjaanmanusia.

Salah satu teknologi kontrol yang sering penelitikenal adalah mikrokontroler. Atmel AVR adalahjenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalambidang elektronika dan instrumentasi. Denganmemanfaatkan teknologi mikrokontroler, banyak halyang dahulu sulit diselesaikan oleh manusia kini dapatteratasi. Misalnya dengan menggunakan mikrokontrolerpeneliti dapat mengurangi biaya dan resiko terjadinyakecelakaan kerja dalam sebuah industri, dapat bekerjapada daerah yang berbahaya misalnya pada daerah radiasiatau kimia berbahaya, luar angkasa, maupun dalam laut.Serta dapat meningkatkan efisiensi kerja dan menghematbiaya produksi.

Dalam hal meningkatkan efisiensi kerja, tentunyaakan sangat terbantukan dengan adanya sebuah sistemotomatisasi. Sistem otomatisasi yang di maksud dapatmemperingan pekerjaan manusia dalam penggunaanya.Seperti kita ketahui bersama kontrol otomatis adalahsebuah sistem yang mengontrol suatu motor secaraotomatis. Didukung dengan semakin luasnya sistemkontrol robotika di dunia industri. Hal ini di buktikandengan semakin banyaknya industri-industri yangmenggunakan kontrol robotika yang semakin canggihpenggunaannya.

Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telahmendorong manusia untuk melakukan otomatisasi dandigitalisasi pada perangkat-perangkat manual. Seiringdengan perkembangan instansi, organisasi, perusahaandan tempat tempat lainnya yang menggunakan rancanganuntuk menentukan jenis cairan berdasarkan warna secaramanual, sehingga dengan adanya perkembanganteknologi maka penentuan warna yang manual ini bisadigantikan dengan sistem penentuan warna yang otomatis.Berbicara mengenai perkembangan warna dewasa ini.Tentu peneliti tidak bisa melupakan peran kameraWEBCAM.

Masalah timbul karena selama ini kamera hanyadapat menangkap suatu objek tetapi tidak dapatmemberikan informasi tentang gerakan dari objektersebiut. Penentu gerakan objek tersebut biasanyadilakukan dengan mengamati citra yang terekam kameraWEBCAM. Hal ini menjadi tidak efektif bila terlalubanyak citra yang di amati, dan hal ini memungkinkanterjadinya kesalahan pengamatan.

Dengan dilandasi latar belakang di atas, dipilih judulskripsi yaitu : “Aplikasi WEBCAM sebagai sistemkontrol otomatisasi pembeda warna menggunakanmikrokontroler Atmega 16”.

Mengacu pada kenyataan yang telah dikemukakan diatas, maka masalah yang akan diteliti adalah sebagaiberikut: (1) Bagaimana merancang dan membuat

Aplikasi WEBCAM sebagai sistem kontrol otomatisasipembeda warna menggunakan mikrokontroler Atmega16?(2) Bagaimana mengetahui prosentase kesalahan (%error) webcam?

Mengacu pada rumusan masalah tersebut makatujuan penelitian ini adalah: Menghasilkan alat AplikasiWEBCAM sebagai sistem kontrol otomatisasi pembedawarna menggunakan mikrokontroler Atmega 16.

Manfaat yang bias diambil pada penelitian ini: (1)Hasil penelitian ini dapat mengetahui pengolahan citradigital menggunakan kamera WEBCAM. (2) Hasilpenelitian ini dapat mengkomunikasikan mikrokontrollerAtmega16 dengan kamera WEBCAM menggunakanmedia komputer serta serial interface. (3) Sebagai kajianpustaka bagi peneliti yang lain.

Dalam penelitian ini diberikan batasan-batasanmasalah antara lain: (1) Software pemrogamanmenggunakan CodeVision AVR bahasa C++ dan matlab.(2) Aplikasi yang di bahas adalah Aplikasi WEBCAMsebagai sistem kontrol otomatisasi pembeda warnamenggunakan mikrokontroler Atmega 16. (3)Mikrokontroler yang di gunakan adalah mikrokontrolerAtmega 16 keluarga AVR. (4) Tidak membahas tentangdownload progam ke mikrokontroler. (5) Hanyamendeteksi tiga jenis buah berdasarkan warna (merahuntuk apel, kuning untuk jeruk, hijau untuk alpukat)

METODEMetode penelitian yang digunakan dalam penelitian

ini adalah eksperimen / riset deskriptif yang bersifatdevelopmental. ”Metode penelitian ini termasuk nonhipotesis, sehingga dalam langkah penelitian tidakmemerlukan perumusan hipotesis, dimana pengujiandatanya dibandingkan dengan suatu kriteria ataustandar yang sudah ditetapkan terlebih dahulu padawaktu penyusunan desain penelitian” (Suharsimi,1998:245). Penelitian ini dilaksanakan melalui tiga tahap,yaitu : (1) Pendefinisian Sistem (2) Perancangan Sistem(3) Uji Coba

Pada tahap yang pertama, yaitu pendefinisian sistem.Hal-hal yang dilakukan penulis adalah pengumpulan datauntuk mengetahui masalah yang dihadapi. Adapunpengumpulan data dalam penyusunan skripsi inidilakukan dengan cara survei ke perpustakaan (librarysurvey) dan juga browsing internet.

Pada tahap perancangan sistem (design) hal-hal yangdilakukan penulis adalah membuat diagram blokrangkaian, menerangkan cara kerja sistem, merancangperangkat keras, merancangan perangkat lunak (Software)dan membuat desain produk seperti gambar dibawah ini :

Aplikasi Webcam

Gambar 1. Desain produk

Pada tahap uji coba penulis menguji alat yang sudahjadi alat ini dinamakan Aplikasi Webcam SebagaiKontrol Otomatisasi Pembeda Warna MenggunakanMikrokontroler Atmega16. Pengujian dilakukan denganmencatat nilai pixel merah, pixel hijau dan pixel kuning.Kemudian mengamati respon mikrokontroler yangdigunakan untuk menggerakkan motorservo(menyesuaikan berdasarkan derajat) menggunakankomunikasi interface RS-232. Dan mencari %error padapada pixel merah, pixel hijau dan pixel kuning. Untuklebih jelasnya akan disimulasikan pada gambar berikut:

Gambar 2. Pengujian Tampilan Grafik Warna Merah

Gambar 3. Pengujian Tampilan Grafik Warna kuning

Gambar 4. Pengujian Tampilan Grafik Warna Hijau

Proses pengujian ini akan di ulangi sebanyak 20kali dengan nilai yang berbeda. Data yang diperoleh,selanjutnya akan dianalisis dengan menggunakananalisis kuantitatif. Sehingga akan di ketahuipersentase kesalahannya.

Hasil Penelitian Dan PembahasanNilai hasil pendeteksi warna merah menggunakanWebcam dapat dilihat pada tabel 1:Tabel 1. Hasil Pengamatan Pendeteksi WebcamWarna

Merah

No.Warna merah Motor

servo(90ᵒ)Pixel

MerahPixelHijau

PixelBiru

1 190 21 42 90ᵒ2 190 21 42 90ᵒ3 190 21 43 90ᵒ

190 21 42 90ᵒ5 190 21 42 90ᵒ6 190 22 42 90ᵒ7 190 21 43 90ᵒ8 190 21 42 90ᵒ9 190 21 42 90ᵒ10 189 21 42 90ᵒ11 190 21 43 90ᵒ12 190 21 42 90ᵒ13 190 22 42 90ᵒ14 190 21 42 90ᵒ15 190 21 42 90ᵒ16 190 21 42 90ᵒ17 189 21 42 90ᵒ18 190 21 42 90ᵒ19 190 22 42 90ᵒ20 190 21 43 90ᵒJumlah rata-rata (merah) = 189,9Jumlah rata-rata (hijau) = 21,15Jumlah rata-rata (biru) = 42,2

90

dari perhitungan yang telah dilakukan maka didapat

jadi

r = 0,6745 σsehingga r = 0,02. 0,6745 = 0,013

Jurnal Pendidikan Teknik Elektro, Volume 03 Nomor 03 Tahun 2014, 449 - 453

Nilai hasil pendeteksi warna kuning menggunakanWebcam dapat dilihat pada tabel 2:Tabel 2. Hasil Pengamatan Pendeteksi WebcamWarna

Kuning

No.Warna Kuning

Motorservo(270ᵒ)Merah Hijau Biru

1 250 121 2 270ᵒ2 250 121 2 270ᵒ3 250 121 2 270ᵒ4 250 121 2 270ᵒ5 250 121 2 270ᵒ6 250 121 2 270ᵒ7 250 121 1 270ᵒ8 250 121 2 270ᵒ9 249 120 2 270ᵒ10 250 121 2 270ᵒ11 250 121 2 270ᵒ12 250 121 2 270ᵒ13 250 121 2 270ᵒ14 250 121 2 270ᵒ15 250 121 2 270ᵒ16 249 121 2 270ᵒ17 250 120 2 270ᵒ18 250 121 2 270ᵒ19 250 121 2 270ᵒ20 249 121 0 270ᵒJumlah rata-rata (merah) = 249,85Jumlah rata-rata (hijau) = 120,9Jumlah rata-rata (biru) = 1,85

270

Jadi

r = 0,6745 σr = 0,04. 0,6745 = 0,027Nilai hasil pendeteksi warna kuning menggunakanWebcam dapat dilihat pada tabel 2:Tabel 3. Hasil Pengamatan Pendeteksi WebcamWarna

Kuning

No.Warna hijau

Motorservo(360ᵒ)Merah Hijau Biru

1 62 107 2 360ᵒ2 62 107 2 360ᵒ3 62 107 2 360ᵒ4 62 107 2 360ᵒ5 61 107 2 360ᵒ6 62 107 1 360ᵒ7 62 107 2 360ᵒ8 62 107 2 360ᵒ9 61 106 2 360ᵒ10 62 107 2 360ᵒ

11 62 107 2 360ᵒ12 62 107 2 360ᵒ13 60 107 2 360ᵒ14 62 107 2 360ᵒ15 62 107 2 360ᵒ16 62 107 2 360ᵒ17 62 107 0 360ᵒ18 62 107 2 360ᵒ19 60 107 2 360ᵒ20 62 105 2 360ᵒ

Jumlah rata-rata (merah) = 61,7Jumlah rata-rata (hijau) = 106,65Jumlah rata-rata (biru) = 1,85

360

Jadi

r = 0,6745 σr = 0,69. 0,6745 = 0,047pengujian motor servo berdasarkan warna dapatdilihat tabel dibawah ini:Tabel 4. hasil uji coba putaran servo 90ᵒ

Motor servo dengan putaran 90ᵒProses Sempurna Proses Tidak

Sempurna49 1

Tabel 5. Uji Coba Putaran Motor Servo 270ᵒMotor servo dengan putaran 270ᵒ

Proses Sempurna Proses TidakSempurna

47 3

Tabel 6. Uji Coba Putaran Motor Servo 360ᵒMotor servo dengan putaran 360ᵒ

Proses Sempurna Proses TidakSempurna

47 3

Dari hasil pengujian diatas didapat rata-rata untuk nilai%error warna merah dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 7. Hasil Uji Coba Pemrosesan Motor servo dan%error webcam

No Putaranservo

Warnamerah(%error)

Warnahijau

(%error)

Warnakuning(%error)

1.90ᵒ

0,013 0,4 0,152. 0,013 0,4 0,153. 0,014 0,4 0,154.

270ᵒ0,027 0,4 0,15

5. 0,028 0,4 0,156. 0,027 0,4 0,157.

360ᵒ0,047 0,054 0,24

8. 0,047 0,054 0,249. 0,047 0,054 0,24

Aplikasi Webcam

Dari Tabel 7. di lakuakan pengamatan performa sistempada motor servo dan nilai %error pixel pada sensorwebcam. Didapat prosentase kesalahan dibawah 1%.Sehingga didapatkan akurasi ketepatan pembacaanmenggunakan sensor webcam. Dengan akurasi yang cukupbesar ini , maka dapat dikatakan sistem dapat bekerjadengan baik.

Tabel 8. Hasil Uji Coba Waktu Komunikasi WebcamDengan Mikrokontroler

No Jarak

File Waktukomunikasi

Hasilkomunikasi

yang dikirim

Yang diterima

1. 1cm berhasil berhasil 2 detik Tidakberhasil

2. 3cm berhasil berhasil 2 detik Tidakberhasil

3. 5cm berhasil berhasil 2 detik Tidakberhasil

4. 10cm

berhasil berhasil 3 detik Berhasil

5. 20cm

berhasil berhasil 3 detik Berhasil

6. 30cm

berhasil berhasil 3 detik Berhasil

7. 40cm

berhasil berhasil 3 detik Berhasil

8. 50cm

berhasil berhasil 3 detik Berhasil

9. 60cm

berhasil berhasil 3 detik Berhasil

10. 70cm

berhasil berhasil 3 detik berhasil

Dari Tabel 8 di lakuakan pengamatan sistem komunikasipada sensor webcam dengan mikrokontroler waktu yangdibutuhkan untuk komunikasi relatif lama sekitar 3 detik.Dan jarak yang dapat di jangkau oleh agar sensor webcammencapai nilai yang maksimal antara 10 cm sampai 50 cm.dari hasil komunikasi pengiriman data yang relatif lamasekitar 3 detik ada faktor yang mempengaruhi salahsatunya adalah laptop.

PENUTUPSimpulanSetelah melakukan perencanaan dan pembuatan aplikasiwebcam sebagai kontrol otomatisasi pembeda warnamenggunakan mikrokontroller Atmega16 dapat diambilkesimpulan : (1) Aplikasi WEBCAM Sebagai SistemKontrol Otomatisasi Pembeda Warna MenggunakanMikrokontroler Atmega16 dibatasi jarak 35 cm danpencahayaan yang terang agar dapat mendeteksi warnadengan jelas. (2) Ketepatan pembacaan warna merahmenggunakan kamera webcam dengan prosentasekesalahan sebesar 0% sampai 0,047%. Pada warna hijaumenggunakan kamera webcam dengan prosentasekesalahan sebesar 0% sampai 0,054%. Dan pada warnakuning menggunakan kamera webcam dengan prosentasekesalahan sebesar 0% sampai 0,024%. (3) Sistem padamotor servo dengan derajat putar 90o dengan prosentasekesalahan sebesar 2%, sehingga didapatkan akurasi

ketepatan gerak motor servo 98%. Pada motor servodengan derajat putar 270o dengan prosentase kesalahansebesar 6%, sehingga didapatkan akurasi ketepatan gerakmotor servo 94%. Dan pada motor servo dengan derajatputar 360o dengan prosentase kesalahan sebesar 6%,sehingga didapatkan akurasi ketepatan gerak motor servo94%.SaranBerdasarkan dari penelitian yang telah dilakukan makapeneliti memberikan saran untuk penelitian yangberikutnya antara lain: (1) Sensor webcam membutuhkanpencahayaan yang stabil agar dapat mendeteksi pixelyang maksimal. (2) Dimungkinkan untuk dikembangkandalam pembahasan yang lebih detail dalam sebuah modul,untuk selanjutnya dijadikan sebagai perangkatpembelajaran. (3) Penulis merasa bahwa hasil yang telahdidapat di dalam penelitian ini masih belum sempurna,oleh karena itu penulis berharap untuk penelitian yangakan datang, hendaknya mengembangkan Aplikasiwebcam bukan hanya sebagai pendeteksi warnamelainkan juga sebagai pendeteksi bentuk.

Daftar PustakaAndrianto Heri, 2008, Pemrograman Mikrokontroler

AVR Atmega 16 Menggunakan Bahasa C CodeVision AVR, Bandung : Informatika.

Andrianto Heri, 2013, Pemrogaman Mikrokontroler AVRAtmega16, Bandung : Informatika

Bejo Agus, 2008, C&AVR Rahasia Kemudahan BahasaC Dalam Mikrokontroler Atmega8535,Yogyakarta : Graha ilmu.

Ernawan Angga Saputra, Trainer Menggunakan MCSDengan Menggunakan Bascom-8051 Compiler,skripsi tidak diterbitkan, Surabaya: TE FTUnesa.

H.R. Sianipar, 2013, Pemrogaman Matlab, Bandung :Informatika.

Miarso Yusufhadi, 2005, Menyemai Benih TeknologiPendidikan, PUSTEKKOM DIKNAS.

Prabowo Agung, 2007, Pengembangan Media TrainerTelevisi Warna Sebagai Media PembelajaranPada Materi Pokok Troubleshooting Televisi,skripsi tidak diterbitkan, Surabaya: TE FTUnesa.

Putra Darma, 2009, Pengolahan Citra Digital,Yogyakarta : Andi.

Winanti Titik, 2006, Rambu-Rambu Menulis KaryaIlmiah, Unesa University Press.