Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015elektro.untirta.ac.id/dokumen/data-romi-wiryadinata/05. SNETE...Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015 iii ISSN: 2088-9984 KATA

Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015

i

ISSN: 2088-9984

PROSIDING(ISSN: 2088-9984)

SNETE 2015Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015

http://snete.unsyiah.ac.id/2015/

dengan tema:“Penguatan Pendidikan Tinggi Teknik Elektro untuk Kemandirian

Riset dan Teknologi Nasional”

tanggal 23-24 November 2015di Politeknik Aceh

Banda Aceh - Provinsi Aceh

Tim Editor:Mohd. Syaryadhi, ST., M.Sc

Zulhelmi, ST., M.ScSayed Muchallil, ST., M.Sc

Organized by:

ISSN: 2088-9984

ii


PANITIA SEMINAR NASIONAL TEKNIK ELEKTRO SNETE 2015

Penanggung Jawab Dr. Ir. Mirza Irwansyah, MBA., MLA.(Dekan Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala)

Wakil Penanggung Jawab Dr. Ir. Rizal Munadi, MM., MT.(Pembantu Dekan I Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala)

Koordinator Dr. Teuku Yuliar Arif, ST., M.Kom(Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Syiah Kuala)Dr. Nasaruddin, ST., M.Eng(Ketua Program Studi Magister Teknik Elektro Unsyiah)Ir. Zainal Hanafi(Direktur Politeknik Aceh)

Pengarah Prof. Dr. Ir. Yuwaldi Away, M.ScDr. Khairul Munadi, ST., M.EngDr. Taufiq A Gani, S.Kom., M.Eng.ScDr. Ir. Syahrial, M.EngIr. Agus Adria, M.Sc

Ketua Panitia Sayed Muchallil, S.T., M.Sc

Wakil Ketua Panitia Fardian, ST.,M.Sc

Sekretaris Afdhal, ST., M.Sc

Bendahara Elizar, ST., M.Sc

Koordinator Kesekretariatan Zulfikar, ST., M.Sc

Koordinator Publikasi dan Dokumentasi Hubbul Walidainy, ST., MT

Koordinator Program dan Sponsorsip Ahmadiar, ST., M.Sc

Koordinator Logistik dan Tempat Alfatirta Mufti, ST., M.Sc

Koordinator Workshop dan Expo Didiek Hari Nugroho, ST., MT


iii

ISSN: 2088-9984

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah Subhana wata’ala yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah kepada hamba-Nya. Shalawat dan salam untuk Rasulullah Nabi Muhammad Shalallahu ‘alaihi wassalam. Ucapan terima kasih kepada bapak Rektor Universitas Syiah Kuala dan Dekan Fakultas Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala beserta jajarannya serta pimpinan Politeknik Aceh beserta segenap jajarannya yang telah memberikan dukungannya untuk kegiatan ini.

Sebagai negara berkembang, sudah seharusnya Indonesia mampu berkompetisi lebih baik dalam ketatnya persaingan global saat ini. Selain sumberdaya alam yang melimpah, besarnya pasar (market) yang dimiliki oleh Indonesia seharusnya menjadi modal dan kekuatan Indonesia dalam menghadapi persaingan ini. Namun pada kenyataannya, daya saing bangsa yang kita cintai ini masih tertinggal dibandingkan negara-negara tetangga kita lainnya. Salah satu indikator rendahnya daya saing Indonesia dalam bidang pendidikan tinggi dan kesiapan teknologi adalah rendahnya publikasi karya ilmiah. Hal ini tentunya masih dapat ditingkatkan selalu berbagai kegiatan ilmiah. Salah satunya adalah mengadakan sejumlah pertemuan ilmiah melalui kegiatan seminar nasional.

Oleh karena itu, Jurusan Teknik Elektro Universitas Syiah Kuala bekerjasama dengan Politeknik Aceh kembali mengadakan kegiatan “Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro (SNETE) ke-5 Tahun 2015 dengan tema “Penguatan Pendidikan Tinggi Teknik Elektro Untuk Kemandirian Riset dan Teknologi Nasional”. Harapan kami semoga melalui kegiatan ini dapat terciptanya kemandirian riset dan teknologi nasional yang mampu melahirkan sumberdaya manusia Indonesia yang kompetitif dalam menghadapi persaingan global, khususnya dalam bidang keilmuan Teknik Elektro.

Sebagai tambahan, mulai SNETE 2015 ini, kami akan meng-online-kan prosiding dalam rangka memperluas akses terhadap diseminasi hasil penelitian secara luas. Kami mengharapkan agar prosiding SNETE 2015 ini dapat dijadikan sebagai salah satu sumber referensi dalam publikasi penelitian dan memberi informasi terkini tentang perkembangan ilmu Teknik Elektro sekarang ini.

Demikian pengantar ini kami sampaikan, terima kasih atas dukungan dan kerjasamanya, dan mohon maaf atas segala kekurangan dalam penyusunan prosiding ini.

Banda Aceh, 23 November 2015Panitia Pelaksana SNETE 2015

Sayed Muchallil, S.T., M.Sc.Ketua

ISSN: 2088-9984

iv


DAFTAR REVIEWER

Dr. Fitri Arnia, ST, M.Eng.Sc UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Prof. Dr. Ir. Yuwaldi Away, M.Sc UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Dr. Ing. Melvi Ulvan, ST., MT UNIVERSITAS LAMPUNG

Dr. Khairul Munadi, ST., M.Eng UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Dr. Syafii, ST., MT UNIVERSITAS ANDALAS

Dr. Teuku Yuliar Arif, ST., M.Kom. UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Dr. Ir. Rizal Munadi, MT., MM., UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Dr. Ir. Syahrial, M. Eng UNIVERSITAS SYIAH KUALADr. Nasaruddin., ST., M.Eng UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Dr. Ing. Ardian Ulvan, ST., M.Sc UNIVERSITAS LAMPUNG

Dr. Taufiq A Gani, S.Kom., M.Eng.Sc UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Dr. Ira Devi Sara, ST., M.Eng.Sc UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Dr. Muhammad Daud, ST., MT UNIVERSITAS MALIKUSSALEH

Dr. Rusdha Muharar, ST., M.Sc UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Dr. Rakhmad Syafutra Lubis, S.T., MT UNIVERSITAS SYIAH KUALA

KEYNOTE SPEAKERS

Prof. Ocky Karna Radjasa, PhD

Direktur Riset dan Pengabdian Kepada Masyarakat, Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan, Kemristekdikti RI

Topik: “Kebijakan Riset dan Pengabdian Masyarakat”


v

ISSN: 2088-9984

SNETE 2015Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015

supported by:

ISSN: 2088-9984

vi


DAFTAR ISI

Group-I

Antena Mikrostrip Bentuk Slot Cincin Persegi dengan Pencatuan Electromagnetic CouplingIndra Surjati, Yuli Kurnia Ningsih, dan Fahrul Sidiq

1

Aplikasi Resource Scheduling Berbasis Awan; Studi Kasus Laboratorium Penelitian Terpadu Universitas Syiah KualaMugi Asrianto, Sayed Muchallil, dan Rahmad Dawood

5

Perancangan Antena Mikrostrip Polarisasi Circular Dual-Feed Frekuensi 1575,42 MHz untuk GPS Teguh Firmansyah, Sabdo Purnomo, dan Tri Hendarto Fajar Nugroho

11

Perancangan Penguat Daya Derau Rendah untuk Stasiun Bumi Satelit Nano pada Frekuensi 2400 – 2450 MHz Berbasis MikrostripMira Hanafiah Rahmi, Heroe Wijanto, Budi Syihabuddin, dan Agus Dwi Prasetyo

18

Desain High Gain Gilbert Cell Mixer untuk Down Conversion WiMAX Frekuensi 2,3 GHzSiswo Wardoyo, Herudin, dan Teguh Firmansyah

25

Pemeliharaan On-Load Tap Changer (OLTC) Transformator Daya PT PLN (Persero) Unit Pelayanan Transmisi (UPT) Banda AcehFathurrahman dan Maironal Ismanto

32

Group-II

Metode Keamanan pada Citra JPEG-IkhtisarMaulisa Oktiana, Khairul Munadi, dan Fitri Arnia

38

Desain dan Simulasi Filter Aktif Shunt Multilevel Inverter untuk Kompensasi Harmonisa Akibat Penggunaan Beban Non LinearSuhendar, Teguh Firmansyah, dan Zuldiag Solih Afin

45

Sistem Pelacak Otomatis Energi Surya Berbasis Mikrokontroler ATMega8535Noer Soedjarwanto dan Osea Zebua

52


vii

ISSN: 2088-9984

Rancang Bangun Prototipe Pengusir Kelelawar Berbasis Mikrokontroler ATmega328Taufan Chalis, Zulhelmi, dan Yuwaldi Away

56

Rancang Bangun Sistem Informasi Rekam Medik Posyandu Berbasis Komputasi AwanRahmat Effendi, Roslidar, dan Rahmad Dawood

61

Rancang Bangun Prototype PLTPH Menggunakan Turbin Open FlumeAfryantima Siregar, Mahdi Syukri, Ira Devi Sara, Syahrizal, dan Mansur Gapy

66

Rancang Bangun Sistem Data Logger Pergerakan Sepeda Motor Berbasis Mikrokontroler ATmega328PYansyah Putra, Afdhal, dan Yuwaldi Away

72

Group-III

Rancang Bangun Prototipe Pengatur Suplai Daya Beban Listrik Rumah Cerdas untukMeningkatkan Kehandalan ListrikNurlaila Amna, Mahdi Syukri, Ramdhan Halid Siregar, Syahrizal, dan Mansur Gapy

78

Internet of Things – Keamanan dan PrivasiErnita Dewi Meutia

85

Pengaruh Arus Infeed terhadap Kinerja Rele Jarak (Studi Kasus pada Sistem Transmisi Sigli–Banda Aceh) Syukriyadin, Muntasir, dan Syahrizal

90

Model Hibrid PV-Genset Aplikasi pada Sistem Off-GridAgus Adria dan Tarmizi

96

Klasifikasi Penggunaan Lahan Menggunakan Citra Satelit Spot-6 di Kabupaten Aceh Barat Daya dan Aceh BesarFreddy Sapta Wirandha, Marwan, dan Nizamuddin

102

Rancang Bangun Radar untuk Mendeteksi Saluran Kabel Listrik di Bawah TanahAmir D, Indrawati, dan Akhyar

108

ISSN: 2088-9984

viii


Group-IV

Analisis Perbandingan Kualitas Jaringan Wireless LAN (WLAN) dengan Menggunakan Antena Eksternal Yagi 2,4 GHz dan Grid 2,4 GHzSyahrial, Rizal Munadi, dan Abdul Malik Nasution

114

Perancangan Sistem Kontrol Hibrid Energi Surya Fotovoltaik (SESF) dengan Sumber Listrik PLN Menggunakan Fuzzy Logic ControllerAzmi Saleh

120

Evaluasi Kinerja VLAN Trunking Protocol Dengan Metode Spanning Trees ProtocolMenggunakan GNS-3 Afdhal, Rizal Munadi, dan Imam Fachdil

127

Simulasi Perancangan dan Analisa Antena Mikrostrip Patch Circular pada Frekuensi 2,4 GHz untuk Aplikasi WLANSyahrial, Teuku Yuliar Arif, dan Jarnawi Ariga

134

Pengembangan Aplikasi Pengamanan Pesan TeksDyah Cita Irawati, Sarifuddin Madenda, dan Lussiana ETP

141

Deteksi Objek pada Arena Kontes Robot Pemadam Api Indonesia Menggunakan Raspberry Pi dan OpenCVAnggoro Suryo Pramudyo, Rizal Febrian, dan Romi Wiryadinata

148

ISSN: 2088-9984

148


Deteksi Objek pada Arena Kontes Robot Pemadam Api Indonesia Menggunakan Raspberry

Pi dan OpenCVAnggoro Suryo Pramudyo, Rizal Febrian, dan Romi Wiryadinata

Jurusan Teknik Elektro Universitas Sultan Ageng TirtayasaJl. Jend. Sudirman km.3 Cilegon – Banten - Indonesia, 42435

e-mail: [email protected]

Abstrak—Kontes Robot Pemadam Api Indonesia merupakan perlombaan robotika tingkat nasional yang terdiri atas

dua divisi yaitu berkaki dan beroda. pada KRPAI masalah yang masih sering dihadapi tim robot Universitas Sultan

Ageng Tirtayasa adalah penggunaan sensor. Sensor-sensor yang digunakan yaitu flame sensor (UV TRON) atau

photodioda untuk mendeteksi api. Sensor ultrasonik PING digunakan untuk mendeteksi dog obstacle, furniture, dan

robot lawan. Sedangkan sensor cahaya LDR (Light Dependent Resistor) digunakan untuk mendeteksi lantai. Sensor-

sensor tersebut masih memiliki kelemahan yaitu kurang responsif, kurang akurat, dan mudah rusak sehingga

dibutuhkan sebuah sistem yang dapat memperbaiki kelemahan tersebut. Pada penelitian ini webcam digunakan

sebagai sensor penangkap gambar, Raspberry Pi (komputer mini) dan OpenCV digunakan sebagai pengolah citra

agar robot dapat membedakan objek berdasarkan perbedaan nilai ruang warna dan mengetahui posisi objek dengan

mencari nilai centroid-nya. Sistem yang dibangun dapat mendeteksi, mengenali, dan mengetahui posisi objek secara

realtime pada jarak optimal pendeteksian sejauh 90 cm, pada mode normal tanpa overclock dengan menampilkan

GUI (Graphical User Interface) sistem dapat memproses gambar sebanyak 1,056 fps, sedangkan yang ditampilkan

hanya teks, sistem dapat memproses gambar sebanyak 2,921 fps dan saat sistem pada mode overclock turbo 4,542

fps.

Kata kunci: kontes robot pemadam api indonesia, opencv, deteksi objek, raspberry pi

Abstract— Kontes Robot Pemadam Api Indonesia) is a national robotics contest that consists of two divisions (legged

division and wheeled division). Problem often encountered robot team at the University of Sultan Ageng Tirtayasa

on KRPAI is at sensor system. The flame sensor (UV TRON) or photodiode to detect the fire. PING ultrasonic sensor is used to detect the dog obstacle, furniture, and competitor’s robot. Meanwhile, light sensor LDR (Light

Dependent Resistor) is used to detect the floor. Those sensors still has its disadvantages such as less respons, less accurate, and easily damaged. This research requires a system that can fix this problem. Webcam in this study is used to capture images. Raspberry Pi (mini computer) and OpenCV are used for image processing. Therefore, the

robot can distinguish object based on value of room’s color and to locate object’s position by its centroid value. The

result shown a system can detect, identify, and determine the position of objects in real-time at the optimal distance

detection is 90 cm. At the normal mode without overclock (by displaying a GUI (Graphical User Interface)), system

can process images the amount of 1.056 fps. However, that displayed only text, the system can process images is 2.921 fps and 4.542 fps when the system is in turbo overclock mode.. Gunakan font Times New Roman 9 pt. Abstrak

hanya ditulis dalam satu paragraph. Seringkali hanya abstrak naskah yang dibaca, karena itu tuliskan temuan atau

kontribusi utama dari naskah sebaik mungkin dengan singkat.

Keywords: opencv, object detection, raspberry pi

I. Pendahuluan

Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) merupakan salah satu kontes robot tingkat nasional yang diadakan oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi secara teratur setiap tahun. Kontes robot KRPAI terbagi menjadi dua divisi yaitu divisi beroda dan divisi berkaki. Kedua divisi ini mempunyai tugas dan arena yang sama serta peraturan yang hampir sama[1].

Robot yang mengikuti Kontes Robot Pemadam

Api Indonesia mempunyai tugas utama yaitu untuk memadamkan api yang terdapat pada arena pertandingan. Arena pertandingan pada Kontes Robot Pemadam Api Indonesia merupakan miniatur rumah. Robot diletakkan pada sebuah arena pertandingan, kemudian robot harus dapat menyusuri arena untuk dapat mencari dan memadamkan sumber api yang berupa lilin. Konfigurasi arena pertandingan yang digunakan dapat berubah-ubah sesuai dengan hasil undian. Robot harus mampu beradaptasi dan melaksanakan tugasnya sesuai dengan


149

ISSN: 2088-9984

kondisi arena pertandingan. Agar dapat menyusuri arena tersebut maka mobile robot yang dirancang harus mampu mendeteksi keberadaan dinding, dog obstacle, furniture, dan lorong yang menjadi lintasan robot[2].

Masalah yang masih sering dihadapi dalam KRPAI baik divisi beroda maupun divisi berkaki khususnya tim robot Universitas Sultan Ageng Tirtayasa adalah penggunaan sensor untuk mendeteksi posisi, mendeteksi dog obstacle, furniture, dan api dengan tepat sehingga robot dapat menyelesaikan tugasnya dengan baik. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi api atau lilin adalah flame sensor (UV TRON) atau photodioda, kedua sensor tersebut mempunyai kelemahan yaitu untuk flame sensor (UV TRON) pendeteksian api kurang fokus, mudah rusak, dan harganya yang cukup mahal. Sedangkan untuk photodioda semua cahaya dapat dideteksi sehingga tidak bisa terfokus pada api dan sudut pendeteksian tidak luas yaitu hanya 40°. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi robot lawan, dog obstacle dan furniture adalah sensor jarak ultrasonik PING. Sensor ini tidak dapat membedakan antara robot lawan, dog obstacle, furniture, dan dinding arena. Sensor ultrasonik ini juga tidak bisa mendeteksi dog obstacle dengan baik karena gelombang yang dipancarkan oleh sensor tidak bisa memantul dengan baik karena objek berbahan kain dan kapas. Mendeteksi lantai tim merah dan biru digunakan sensor cahaya LDR, sensor ini menerima semua cahaya sehingga pendeteksian kurang presisi dan rawan gangguan dari luar seperti pantulan cahaya lampu pada lantai. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem yang dapat mengatasi kelemahan-kelemahan tersebut.

Banyak penelitian dan pengembangan tentang mini computer papan tunggal (Single Board Circuit /SBC) yang pengaplikasiannya bermacam-macam seperti untuk server, monitoring, advertising bahkan digunakan sebagai otak robot dan lain-lain. Bukan hanya ukurannya yang kecil, mini komputer SBC juga dapat digabungkan dengan modul atau aplikasi pihak ketiga seperti OpenCV yang dikembangkan oleh Intel dan lain-lain sehingga mini computer SBC sangat cocok untuk keperluan riset dan pengembangan. Ada beberapa merk mini computer SBC yang terkemuka seperti Raspberry Pi, Cubieboard, pcDuino dan masih banyak lagi. Dari semuanya Raspberry Pi yang paling banyak digunakan karena dukungan modul, aplikasi dari pihak ketiga dan tutorialnya dapat dengan mudah ditemukan.

II. StudI PuStaka

A. Kontes Robot Pemadam Api Indonesia

Indonesia telah mengadakan beberapa kali Kontes Robot Indonesia (KRI), pemenang KRI akan mewakili Indonesia untuk mengikuti kontes robot tingkat internasional yang diselenggarakan di beberapa negara. Kegiatan KRI tersebut telah diselenggarakan secara berkala tiap tahun oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Direktorat Pembinaan Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat terutama guna mendorong penguasaan teknologi maju

bagi para mahasiswa teknik di Indonesia. Mulai saat penyelenggaraan KRI Tahun 2003, dirasakan perlunya suatu jenis kontes robot serupa yang secara khusus memiliki kecerdasan buatan. Oleh karena itu, pada tahun 2004 diselenggarakanlah Kontes Robot Cerdas Indonesia, yang kemudian berubah menjadi Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) guna mendorong peningkatan kualitas robot terutama pada sistem dan algoritmanya. Pada Kontes Robot Pemadam Api Indonesia tidak hanya menuntut robot yang berkemampuan tinggi saja, tetapi diperlukan juga kompetisi robot yang lebih kompetitif, menarik dan lebih banyak melibatkan kerjasama antar tim. Karena itu, disamping beberapa peraturan kompetisi robot pemadam api versi Trinity College, Kompetsisi Robot Pemadam Api Indonesia KRPAI 2015 menggunakan sistem kolaborasi antartim.

B. Raspberry Pi

Raspberry Pi adalah komputer berukuran kartu kredit yang dikembangkan di Inggris oleh Yayasan Raspberry Pi dengan tujuan untuk mempromosikan pengajaran ilmu pengetahuan dasar komputer di sekolah. Raspberry Pi memiliki sistem Broadcom BCM2835 chip (SoC), yang mencakup ARM1176JZF-S 700 MHz processor (firmware termasuk sejumlah mode Turbo sehingga pengguna dapat mencoba overclocking, hingga 1 GHz, tanpa mempengaruhi garansi), VideoCore IV GPU, dan awalnya dibuat dengan 256 MB RAM, kemudian upgrade ke 512 MB. Termasuk built-in hard disk atau solid-state drive, akan tetapi menggunakan SD Card untuk booting dan penyimpanan jangka panjang [3].

C. Python

Python merupakan bahasa pemrograman yang freeware atau perangkat bebas dalam arti sebenarnya, tidak ada batasan dalam penyalinannya atau mendistribusikannya. Lengkap dengan source code-nya, debugger, dan profiler, antarmuka yang terkandung di dalamnya untuk pelayanan antarmuka, fungsi sistem, GUI, dan basis datanya [4].

D. Pengolahan Citra

Image processing atau sering disebut dengan pengolahan citra digital merupakan suatu proses dari gambar asli menjadi gambar lain yang sesuai dengan keinginan kita. Misal suatu gambar yang didapatkan terlalu gelap maka dengan image processing gambar tersebut bisa diproses sehingga mendapat gambar yang jelas [5].

Prinsip dasar dari pengolahan citra adalah pengolahan warna RGB (red, green, blue) pada posisi tertentu. Dalam pengolahan citra warna dipresentasikan dengan nilai hexadesimal dari 0x00000000 sampai 0x00FFFFFF. Warna hitam adalah 0x00000000 dan warna putih adalah 0X00FFFFFF. Definisi nilai warna tersebut seperti pada gambar 1, variabel 0x00 menyatakan angka dibelakangnya adalah hexadesimal [6].

ISSN: 2088-9984

150


III. Metode

A. Perancangan Perangkat Keras

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah Raspberry Pi sebagai penerima dan pengolah data, webcam sebagai sensor yang mengirimkan data video secara real-time ke Raspberry Pi, keyboard untuk penulisan perintah dan program, mouse untuk menggerakan kursor sebagai navigasi, monitor sebagai media antarmuka, terminal USB tambahan, HDMI to VGA converter dan sumber daya untuk menyalakan Raspberry Pi. Gambar 2 merupakan diagram blok dari perancangan alat yang digunakan.

1. Raspberry Pi Model BRaspberry Pi merupakan sebuah mini komputer papan

tunggal yang ukurannya seperti kartu kredit (8,6 cm x 5,4 cm x 1,7 cm). Raspberry Pi berfungsi untuk menerima, mengolah dan mengirim data. Raspberry Pi menerima data citra digital dari webcam melalui terminal USB kemudian data tersebut diolah untuk mendapatkan data yang diinginkan, setelah selesai dan mendapatkan data yang diinginkan selanjutnya data tersebut dikirim ke layar LCD melalui terminal HDMI. Raspberry Pi memerlukan tegangan 5 V DC dan arus sebesar 700 mA untuk beroperasi, sumber daya tersebut masuk melalui terminal micro USB yang kemudian diregulasi lagi untuk disebarkan ke komponen yang lainnya. Hampir semua komponen pada Raspberry Pi adalah SMD (Surface-Mount Device) sehingga ukurannya kecil dan kompleks. Raspberry Pi model B memiliki prosesor Broadcom BCM2835 ARM11 berkecepatan 700 MHz, dan memiliki beberapa terminal input/output, terminal USB 2.0, terminal Ethernet dan RCA (Round Current Audio) video, jack audio, HDMI untuk keluaran visual dan audio. Gambar 3 merupakan konfigurasi terminal yang digunakan dan Tabel 1 adalah kegunaannya.

2. Webcam dan Simulasi RobotSensor untuk pendeteksian objek yang digunakan pada

penelitian ini adalah webcam A4TECH model PK-750MJ buatan Cina, webcam ini memiliki resolusi 5 MP dan memiliki kecepatan maksimal 30 fps, untuk pengiriman data dan sumber dayanya menggunakan terminal USB 2.0 yang dihubungkan ke Raspberry Pi.

Simulasi robot menggunakan material antara lain akrilik, pipa PVC, penjepit senter dan busur derajat. Akrilik dengan tebal 2 mm digunakan untuk penyangga agar simulasi dapat berdiri dengan stabil, pada bagian belakang simulasi robot terdapat baut dan mur yang berfungsi untuk mengubah sudut kemiringan dari simulasi robot. Pipa PVC berdiameter 22 mm berfungsi untuk tiang penyangga webcam yang nantinya webcam ini bisa diatur tingginya dengan menggeser penjepit senter. Mengatur webcam agar tegak lurus dibutuhkan busur derajat untuk mengetahui berapa derajat kemiringannya, pada penelitian ini webcam diatur agar tegak lurus 90° dan yang diubah kemiringannya adalah penyangganya.

B. Perancangan Perangkat Lunak

1. Perancangan Sistem Antarmuka Sistem antarmuka menggunakan pustaka OpenCV,

konsep dasar dari perancangan antarmuka ini dapat dilihat pada Gambar 5.

Pada Gambar 5 terlihat ada 6 trackbar yaitu H-low, H-high, V-low, V-high, S-low dan S-high yang masing-

Gambar 1. Nilai warna RGB dalam hexadesimal

Gambar 3. Diagram blok rancangan terminal yang digunakan pada Raspberry Pi model B

Gambar 2. Diagram blok rancangan alat Gambar 4. Webcam dan simulasi robot

Tabel 1. Penggunaan terminal Raspberry Pi model B

Terminal Fungsi

USB 1 Pengiriman data dari webcam

USB 2 Input keyboard dan mouse

HDMI Menampilkan GUI pada layar LCD

Micro USB Catu daya 5V 700 mA


151

ISSN: 2088-9984

masing punya fungsi berbeda, trackbar tersebut dapat diatur menggunakan kursor yang digerakan menggunakan mouse, masing-masing trackbar berfungsi untuk mengatur batas atas dan batas bawah dari Hue, Saturation dan Value. Pada jendela bagian bawah menampilkan hasil pendeteksian dari objek yang ada di arena KRPAI, di situ ditampilkan garis tepi dari objek, titik tengah gravitasi objek, status objek dan warna asli dari objek.

2. FlowchartPerancangan algoritma secara keseluruhan dapat

dilihat pada gambar 6. Pada keadaan awal Start kemudian webcam membaca pantulan cahaya dari objek lalu datanya dikirim berupa gambar digital ke Raspberry Pi melalui terminal USB 2.0, setelah data diterima selanjutnya data diolah oleh Raspberry Pi menggunakan Python sebagai aplikasi pemrograman dan OpenCV pustakanya, data hasil pengolahan akan ditampilkan ke layar LCD melalui terminal HDMI.

IV. haSIl dan PeMbahaSan

Perancangan hardware dan software dari alat yang digunakan untuk penelitian ini sebagai berikut. Hardware terdiri atas 3 perangkat dalam suatu sistem yaitu sebagai masukan, proses dan keluaran. Perangkat masukan terdiri

dari mouse, keyboard dan webcam, perangkat proses terdiri dari Raspberry Pi dan prangkat keluaran terdiri dari layar LCD.

Perancangan software menggunakan pemrograman Python dan OpenCV sebagai library untuk image processing dan GUI (graphical user interface). Data berupa citra digital hasil pemrosesan ditampilkan pada layar LCD 17 inch dengan resolusi sebesar 320x240 pixel. Ada 2 macam tampilan pada percobaan ini yaitu dengan GUI dan hanya text, tampilan dengan GUI dibagi menjadi 2 yaitu untuk pengaturan nilai ruang warna objek dan untuk deteksi objek seperti terlihat pada Gambar 8.

A. Pengujian Real-time

Pengujian real-time bertujuan untuk mengetahui apakah webcam dengan Raspberry Pi sudah terintegrasi dan citra digital berhasil diterima kemudian diproses. Pengujian ini dilakukan dengan cara meletakan webcam di arena KRPAI kemudian hasil pemrosesan citra digital ditampilkan pada layar LCD. Algoritma dari proses pengolahan data pada program Realtime.py adalah sebagai berikut:

1. Python mengambil data citra digital dari webcam2. Ukuran image diubah menjadi 320x240 pixel3. Image hasil resize ditampilkan pada jendela Real-time4. Tulisan frame dan jumlah frame ditampilkan di Python

Shell5. Setelah jumlah frame mencapai kelipatan 10 maka

Tulisan Average FPS: dan nilai fps ditampilkan di Python Shell.

Gambar 5. Perancangan antarmuka Gambar 7. Sistem hardware

Gambar 6. Flowchart sistem secara keseluruhanGambar 8. Tampilan GUI pengaturan nilai ruang warna objek dan deteksi objek

ISSN: 2088-9984

152


Seperti terlihat pada Gambar 9 pada layar LCD tampil jendela real-time dengan citra digital 320x240 pixel hasil pemrosesan dari citra yang ditangkap oleh webcam, dan pada program Python Shell keluar jumlah fps-nya, maka dapat dikatakan percobaan real-time ini berhasil.

B. Pengujian Sudut dan Tinggi

Pengujian sudut dan tinggi dilakukan untuk mengetahui berapa sudut dan tinggi terbaik webcam agar pendeteksiannya optimal dan minim gangguan dari luar. Pengujian ini dilakukan dengan meletakkan webcam atau simulasi robot pada titik tengah paling kanan dan menghadap ke titik tengah paling kiri arena KRPAI dan webcam diletakan juga di daerah juring lilin. Peletakan webcam ini dimaksudkan agar pada jarak pandang terjauh webcam di arena KRPAI tidak mendapatkan citra objek dari luar arena atau gangguan dari luar.

Dari hasil pengujian sudut dan tinggi dapat diketahui bahwa pada saat sudut 0° webcam masih dapat merekam objek di luar arena KRPAI. Oleh karena itu, agar objek di luar arena KRPAI tidak terekam sudut webcam harus ditambahkan sampai wilayah diluar arena tidak terekam. Dari tabel juga terlihat bahwa tinggi dan sudut yang paling optimal untuk webcam yaitu 24 cm dan 13,9°, itu karena pada tinggi dan sudut tersebut api lilin terekam dengan utuh dan berada di titik tengah. Pada tinggi dan sudut 23 cm dan 13,82° sampai 22 cm dan 13,75° api lilin terekam sempurna tetapi posisinya tidak persis ditengah melainkan sedikit di atas. Sedangkan pada posisi tinggi webcam 21 cm sampai 19 cm dan sudut 13,68° sampai 13,54° api terpotong karena webcam kurang tinggi sehingga api tidak terekam sempurna. Pada posisi 18 cm sampai 7 cm dan sudut 13,47° sampai 12,7° api lilin sama sekali tidak terekam oleh webcam karena tinggi webcam terlalu pendek.

C. Pengujian Pengaturan Nilai Ruang Warna

Pada pengujian ini akan dilakukan pengaturan nilai ruang warna objek dengan tujuan agar objek dapat dideteksi, identifikasi dan diketahui titik tengahnya dengan baik. Pengujian pengaturan nilai ruang warna ini dilakukan dengan cara:1. meletakan semua objek pada satu tempat2. meletakan webcam pada posisi dapat merekam semua

objek3. mencari batas atas dan bawah kode warna HSV objek

GUI dari hasil eksekusi program pengaturan nilai ruang warna ini dapat dilihat pada Gambar 11.

Pengujian pengaturan nilai ruang warna objek dilakukan dengan meletakan semua objek pada satu tempat sehingga semua objek dapat terekam webcam. Dari Tabel 2 diketahui bahwa semua objek pada arena KRPAI dapat terdetaksi dengan cukup baik tetapi ada beberapa bagian objek yang tidak terdeteksi dengan sempurna, hal ini terjadi karena pada bagian objek yang tidak terdeteksi warnanya hampir sama dengan warna objek yang tidak dikehendaki sehingga bagian tersebut tidak terdeteksi.

D. Pengujian Pendeteksian Objek

Pengujian pendeteksian objek dilakukan untuk mengetahui apakah sistem dapat mendeteksi, meidentifikasi dan mengetahui titik tengah masing-masing objek yang tertangkap citranya oleh webcam di beberapa titik kemungkinan deteksi objek. Pengujian ini dilakukan dengan meletakan webcam atau simulasi robot pada posisi kemungkinan objek terdeteksi, kemudian citra digital dan informasi objek seperti nama objek dan titik centroid yang terdeteksi ditampilkan pada jendela GAMBAR di layar LCD.

Gambar 12. menunjukan bahwa objek dideteksi dengan cukup baik dan dapat diketahui nama dan nilai centroid dari objek tersebut sehingga pendeteksian multi objek ini dapat dikatakan berhasil.

E. Pengujian Text Mode

Pengujian text mode dilakukan untuk mengetahui

Gambar 9. Tampilan pengujian real-time

Gambar 11. GUI pengaturan nilai ruang warna

Gambar 10. Kalibrasi tinggi dan sudut webcam, (a) tinggi 24 cm sudut 0°, (b) tinggi 24 cm sudut 13,9°, (c) tinggi 24 cm sudut 13,9°


153

ISSN: 2088-9984

apakah sistem masih bisa bekerja tanpa menampilkan GUI dan mengetahui perbedaan antara menggunakan GUI dan text mode. Pengujian text mode ini dilakukan dengan meletakan semua objek pada satu tempat sehingga semua citra objek dapat tertangkap webcam dan informasi objek yang terdeteksi ditampilkan pada layar LCD dalam bentuk text.

Pada program text mode prosesnya hampir sama

dengan pendeteksian objek dengan menampilkan GUI, hanya saja hasil pemrosesan tidak ditampilkan pada layar LCD, pertama gambar hasil rekaman webcam diubah ruang warnanya dari RGB ke HSV kemudian warna objek yang ingin dideteksi di-filter sehingga area objek yang diinginkan menjadi berwarna putih dan yang tidak diinginkan menjadi hitam, proses selanjutnya noise dihilangkan dengan cara mengurangi kemudian menambahkan area berwarna putih disetiap tepinya, kemudian dicari nilai centroid dari setiap objek yang dideteksi.

Dari data pada Tabel 3 diketahui bahwa pendeteksian pada intensitas cahaya sebesar 520 lux menggunakan GUI dapat memproses citra digital dengan kecepatan 1,056 fps, sedangkan pengujian hanya text dapat memproses citra digital dengan kecepatan 2,921 fps.

F. Pengujian Overclock

Pengujian overclock ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan performa Raspberry Pi setiap mode overclock. Kondisi dan program yang dipakai pada pengujian ini sama dengan pengujian text mode, perbedaannya pada mode overclock Raspberry Pi. Ada 5 mode overclock pada Raspberry Pi yaitu none, modest, medium, high dan turbo. Beikut data hasil dari pengujian overclock Raspberry Pi.

Pada data hasil pengujian overclock pada Tabel 4 dapat diketahui bahwa Raspberry Pi mode none overclock dapat memroses citra digital dengan kecepatan 2,848 fps, sedangkan pada mode modest overclock dapat memroses citra digital dengan kecepatan 3,174 fps. Mode medium overclock dapat memroses citra digital dengan kecepatan 3,554 fps. Mode high overclock dapat memroses citra digital dengan kecepatan 3,706 fps. Mode turbo overclock dapat memroses citra digital dengan kecepatan 4,542 fps.

Tabel 2. Hasil pengujian pengaturan nilai ruang warna objek

Objek

Kode warna terendah

Kode warna tertinggi

KeteranganHue Satu-

rationVal-ue Hue Satu-

rationVal-ue

Api Lilin 0 40 140 180 65 255

Api lilin terdeteksi tapi tidak

utuh

Furni-ture 20 85 140 40 175 245

Furniture terdeteksi

dengan baik

Dog obstacle 0 0 0 180 55 245

Dog obstacle

terdeteksi tapi bagian

tidak

Bola pim-pong robot lawan

0 70 0 30 255 255

Bola pimpong terdeteksi

dengan baik

Lantai area tim merah

0 160 130 180 205 255

Lantai area merah terdeteksi

dengan baik

Lantai area tim

biru100 60 110 130 255 155

Lantai area biru terdeteksi

dengan baik

Gambar 12. Pemberian garis tepi dan identitas pada objek

Gambar 13. Pengujian text mode

Tabel 3. Data hasil pengujian text mode

GUI vs TEXT

Dengan GUI Hanya Text Satuan

1,056 2,921 fpa

Tabel 4. Data hasil pengujian overclock

Overlock

Mode ARM (MHz)

Core (MHz)

SDRAM (MHz) Overvolt fps

None 700 250 400 0 2,848

Modest 800 250 400 0 3,174

Medium 900 250 450 2 3,554

High 950 250 450 6 3,706

Turbo 1000 500 600 6 4,542

ISSN: 2088-9984

154


V. keSIMPulan

Tinggi dan sudut optimal peletakan webcam pada robot untuk dapat mendeteksi objek dengan baik dan tidak mendapatkan gangguan dari luar diperoleh sebesar 24 cm dan 13,9°, jarak optimum pendeteksian objek sejauh yaitu 90 cm. Pada mode none overclock dapat memroses data sebanyak 2,848 fps, mode Modest overclock sebanyak 3,174 fps, mode medium overclock sebanyak 3,554 fps, mode high overclock sebanyak 3,706 fps, sedangkan pada mode turbo overclock dapat memroses data sebanyak 4,542 fps.

Diharapkan pada penelitian selanjutnya dapat menggunakan Raspberry Pi model terbaru yang spesifikasinya lebih tinggi dibandingkan dengan Raspberry Pi model B agar sistem semakin cepat, penggunaan webcam dengan resolusi yang lebih tinggi perlu dilakukan agar gambar hasil rekaman semakin jelas dan pendeteksiannya akan semakin akurat, dapat mencoba komunikasi dari Raspberry Pi ke perangkat lain seperti arduino dan lain-lain.

RefeRenSI

[1] ______. 2014. Panduan Kontes Robot Pemadam Api Indonesia 2015. Jakarta: DIKTI

[2] Juang, N.I. 2014. Desain dan Implemetasi Grid-Based Map Sebagai Sistem Pengenalan Posisi Pada Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) Divisi Beroda. Malang: Jurusan Teknik Elektro Universitas Brawijaya

[3] Hakim, M.A.I. 2013. Pemanfaatan Mini Pc Raspberry Pi Sebagai Pengontrol Lampu Jarak Jauh Berbasis Web Pada Rumah. Bandung: Jurusan Teknik Komputer Fakultas Teknik Dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia

[4] Triasanti dan Dini. Konsep Dasar Python. Universitas Gunadarma

[5] Kustiawan, D. 2009. Kendali Raket Pada Game Serangga Nakal Menggunakan Kamera. Surabaya: Jurusan Teknik Informatika Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember

[6] Permana, G.T. 2009. Analisis Dan Implementasi Motion Tracking Berbasis Citra Sebagai Pengendali Arah Gerakan Senapan. Bandung: Fakultas Informatika Institut Teknologi Telkom

Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015elektro.untirta.ac.id/dokumen/data-romi-wiryadinata/05. SNETE...Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015 iii ISSN: 2088-9984 KATA

Documents