BAB 3 PERANCANGAN SISTEM
Alat pengangkat dan pengelompokan bentuk benda dirancang untuk memudahkan dalam pengelompokan. Alat tersebut dirancang untuk dunia industri dengan menggunakan tenaga angin untuk pengelompokan benda pada
vision.
Perancangan ini dimaksudkan untuk memperlihatkan kerja alat secara sekuensial serta proses pendeteksi benda dengan sistem vision secara real time.
3.1 Definisi Masalah Dari permasalahan yang telah disampaikan di BAB 1, maka perlu diangkat skripsi tentang ”Alat Pengangkat dan Pengelompokan Bentuk Benda dengan Menggunakan PLC dan Computer Vision”. Hal ini karena terdapat beberapa permasalahan utama yaitu : − Karena proses otomatisasi dan kecepatan produksi yang tinggi dalam dunia industri sehingga pengelompokan benda tidak dapat dilakukan secara manual. − Adanya delay waktu untuk menggerakan benda, sehingga digunakan sistem pneumatik yang lebih cepat.
Pemasalahan yang terjadi pada keterbatasan literature research tentang studi PLC mengenai berbagai macam jenis CCU (Central Control Unit) pada masing masing perusahaan PLC. Karena pada saat melakukan studi internet dan juga kepustakaan di perpustakaan Universitas Bina Nusantara yang pada umumnya hanya
41 membahas PLC dari perusahaan OMRON dan jarang ditemukan pembahasan mengenai PLC dari perusahaan lainnya. Serta juga keterbatasan tentang studi vision berbagai jenis software image prosesing.
Dari semua pencapaian skripsi yang telah dilakukan di Universitas Bina Nusantara dijadikan sebagai acuan / langkah awal dalam melakukan perancangan ini. Oleh karena itu perancangan yang dilakukan akan memperhatikan dan memanfaatkan hasil-hasil yang sudah diperoleh dari skripsi (Tjhang Suwandi et.al, 2004, David Sugianto et.al,2006 dan Antony Octavia et.al, 2008). Berdasarkan hal diatas, alat yang akan dirancang pada penelitian ini merupakan sebuah PLC dari perusahaan FESTO dengan jenis CCU nya tipe FC34. alat ini mempunyai 2 silinder single, 3 silinder double, 5 single valve dan webcam sebagai vision. Alat ini juga dapat memperlihatkan sifat sekuensial pada PLC dan intergrasi terhadap vision.
Pada penelitian ini, sebelum membuat alat (secara fisik) terlebih dahulu di buat model 3D dengan memakai program google sketchup pro 7 untuk memastikan kerangka alat yang dibuat dapat bekerja dengan baik. Google sketchup merupakan software untuk perancangan alat dengan kelebihan yaitu kerangka yang dibuat hampir sama dengan aslinya. Untuk ukuran pada sketchup, bisa dibuat 2 atau 3 kali ukuran kerangka aslinya. Google sketchup dilakukan untuk mengantisipasi error pada kerangka alat. Apabila terjadi error, hanya mengubah desain kerangka pada sketchup sehingga tidak memakan biaya dan waktu yang lama untuk memperbaiki alat tersebut. Setelah kerangka alat di desain dengan baik, maka diterapkan pada alat sesungguhnya.
42 3.2 Pendekatan dan Metodologi Adapun pendekatan dan metodologi dalam menyelesaikan BAB 3 ini adalah: Pendekatan: − Pada penelitian ini untuk rancangan alat menggunakan pendekatan konsep gerak sequensial pada PLC. − Pada penelitian ini untuk deteksi objek berupa lingkaran menggunakan konsep Hough Circle. − Pada penelitian ini untuk deteksi objek berupa segitiga, segiempat, segilima, segienam, segi delapan menggunakan konsep Chain code.
Metodologi: − Melakukan pembelajaran mengenai PLC dan software FST 4.10 melalui berbagai buku / artikel, journal, dan internet. − Melakukan pembelajaran mengenai algoritma image processing dan software OpenCV untuk mendeteksi objek melalui berbagai buku / artikel, journal, dan internet. − Permodelan perancangan alat. − Membangun alat, meliputi mekanik, elektronik, dan perangkat lunak yang dibutuhkan. − Melakukan perbandingan jalur output yang telah ditentukan untuk masing – masing benda dengan data hasil percobaan. − Melakukan evaluasi terhadap sistem
43 3.3 Perancangan Sistem Alat pengangkat dan pengelompokan bentuk benda secara umum terdiri dari dua bagian yaitu vision dan bagian plc dan pneumatic sistem. Berikut ini berupa penjelasan bagian vision, PLC dan pneumatic system.
3.3.1 Bagian Vision Bagian Vision yaitu :
Gambar 3.1 Bagian Vision
Sistem terdiri dari : − Bagian Input Bagian input merupakan bagian yang berfungsi untuk menangkap citra atau gambar dan kemudian dikirim ke computer melalui kabel USB. Kamera yang digunakan adalah webcam Logitech Communication Deluxe. Hasil foto dari webcam akan disimpan di memory PC.
44 − Bagian Proses Hasil gambar dari bagian input akan diolah dengan menggunakan OpenCV yang dapat dibuka di Microsoft Visual Studio 2005. Program pada penelitian ini terdiri dari beberapa proses yaitu − Mengambil data dari media penyimpanan Pheephole. − Melakukan deteksi obyek dengan menggunakan teknik Threshold, Edge Detection, dll. − Pengiriman logic melalui paralel port ke relay.
− Bagian Output Output vision berupa nilai logic yang dikirim melalui parallel port. Bila bendanya bulat, segienam, dan segidelapan maka kirimkan logic 1 ke rangkaian relay1 yang akan di lanjutkan menuju modul input plc. Dan kemudian di proses oleh CCU PLC. Dan apabila bendanya segitiga, segiempat, segilima maka kirimkan logic 1 ke rangkaian relay2 yang akan dilanjutkan menuju modul input PLC.
45 3.3.2 Bagian PLC
Gambar 3.2 Bagian PLC
Bagian PLC yaitu : − Bagian Input Bagian input PLC berupa sensor, misalnya limit switch, sensor magnetic. Bagian input ini akan mengirimkan sinyal ke CCU untuk selanjutnya diproses.
− Bagian Proses Hasil sinyal dari input akan diproses CCU dan kemudian akan mengirimkan sinyal ke valve sesuai dengan coding yang di- burn ke PLC.
− Bagian Output Output PLC dapat berupa sinyal yang diberikan pada valve, sehingga valve akan menggerakkan silinder maju atau mundur.
46 3.3.3 Bagian Pneumatic System Bagian pneumatic merupakan bagian yang penting dari system ini karena merupakan jalur benda untuk menuju pada tempat untuk pengenalan benda dan mengelompokan benda. Bagaian pneumatik itu terdiri dari silinder pneumatic, katup pneumatic, fitting, sensor pneumatic serta beberapa komponen pendukung pneumatic lainnya.
Hal yang mendasari jika benda ditembakkan tidak tepat pada pengangkatan benda, maka benda terjepit dan benda tidak berada pada silinder berikutnya. Oleh karena itu, untuk tidak terjadi yang diinginkan maka berhati-hati dalam menembakan benda-benda tersebut.
3.4 Perancangan Alat Alat penganngkat dan pengelompokan bentuk benda terdiri dari 2 sistem yaitu sistem pengumpan dan sistem pendeteksi benda. Sistem pengumpan merupakan yang mendorong benda sampai ke posisi vision (kamera) . Sistem pendeteksi benda berupa tempat pengambilan image untuk proses vision dan dilakukan proses pengenalan objek.
Ketika melakukan penelitian, dirancang sebuah alat pengangkat dan pengelompokan bentuk benda yang mempunyai gambaran bentuk alatnya seperti gambar di bawah ini yaitu :
47
Gambar 3.3 Bentuk Rancangan Alat I Bagian Depan
Gambar 3.4 Bentuk Rancangan Alat I Bagian Atas Berdasarkan gambar 3.3 dan gambar 3.4 diatas, benda yang masuk menuju ke silinder A lalu setelah beberapa detik silinder A akan mendorong benda keatas menuju ke silinder B. Setelah sampai di silinder B, benda akan di dorong menuju ke tempat vision (tepat dibawah di webcam) setelah itu akan di proses sesuai masing-masing posisi benda tersebut. Setelah melakukan berbagai percobaan di bahan arkelik yang
48 sudah di tekuk (sesuai gambar 3.4), terjadi kesalahan error yang cukup besar karena pada saat setelah diproses secara vision, benda akan terkena posisi sisi siku dengan jalur yang akan di lalui. Oleh karena banyaknya error yang terjadi maka design gambar ini, maka desain alat diganti menjadi yaitu :
Gambar 3.5 Bentuk Rancangan Alat II Bagian Depan
Gambar 3.6 Bentuk Rancangan Alat II Bagian Atas
49 Berdasarkan gambar 3.3 dan 3.4, konsep cara kerja alat tersebut sedikit berbeda dengan gambar 3.5 dan gambar 3.6. Pada Gambar 3.5 dan gambar 3.6, perbedaan itu terletak pada jumlah silinder yang dipakai yaitu memakai 5 buah silinder. Sedangkan pada gambar 3.3 dan gambar 3.4 memakai silinder 4 buah silinder. Serta ketika benda tepat di bawah posisi kamera, pada gambar 3.6, tidak lagi khawatir akan terjadi benturan terhadap sisi siku benda dengan jalan yang akan di lalui benda karena pada saat proses vision selesai, maka CCU akan mendapatkan logic yang mewakili posisi benda ke bawah atau ke samping. Untuk dapat menerima logic maka dibutuhkan relay 5V.
Pada gambar 3.6, ketika benda menuju silinder A menggunakan silinder kerja tunggal, karena mempunyai panjang stroke yang lebih panjang untuk menggangkat benda tersebut sesuai dengan kerangka pneumatic yang telah dibuat dan dapat mengurangi penggunaan sensor. Lalu jika benda mendorong keatas menuju silinder B menggunakan silinder kerja ganda, karena menggunakan sensor magnetic. Setelah benda jatuh tepat dibawah vision pada silinder C menggunakan silinder kerja tunggal, karena mempunyai panjang stroke yang lebih pendek dan menggunakan sensor. Pada saat pengelompokan A atau B, jika benda masuk dalam kelompok A maka silinder D aktif yang menggunakan silinder kerja ganda, karena menggunakan sensor magnetic. Dan jika benda masuk dalam kelompok B maka silinder E aktif yang menggunakan silinder kerja ganda.
Pada 5 buah silinder tersebut maka katup yang digunakan
merupakan 5 buah katup tunggal. Hal yang mendasari dari sistem pneumatic ini
50 merupakan keterbatasan dana sehingga memanfaatkan fasilitas yang ada sebaik mungkin.
3.5 Perancangan Bentuk Benda Dalam system ini, penelitian menggunakan bentuk benda dengan 6 macam yang berbeda, yaitu segitiga, segiemapat, segilima, segienam, segidelapan dan lingkaran. Bentuk – bentuk di atas dipilih karena bentuk ini dapat memrepresentasikan benda untuk proses – proses industri. Benda berwarna putih dengan alas hitam. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi error pada vision yaitu bayangan di deteksi sebagai bagian dari benda.
Bentuk benda yang akan digunakan dapat digambarkan yaitu :
Gambar 3.7 Bentuk Benda
51 3.6 Perancangan Sistem Pengumpan Sistem pengumpan yang digunakan adalah system pneumatic yang diatur oleh PLC. Digunakannya PLC pada sistem pengumpan ini selain mudah untuk merubah program atau mudah dalam rancangan rangkaian kontrol dan merupakan suatu kontroler yang khusus dirancang untuk dapat beroperasi di dunia industri yang cukup berat. Sehingga PLC dapat bekerja dengan cukup aman, handal dan fleksibel. Sistem pengumpan yang digunakan terdiri dari komponen perangkat keras (hardware) dan komponen perangkat lunak (software).
3.6.1 Perancangan Hardware Sistem Pengumpan System pneumatic ini dibentuk dalam aplikasi pengangkatan dan memindahkan benda dari silinder satu dengan silinder berikutnya. Dimana saat benda jatuh tepat dibawah kamera secara otomatis camera akan mengambil foto dengan waktu yang telah ditentukan. Setelah kamera difoto dan diproses silinder akan memisahkan benda yang telah ditentukan. Secara umum bentuk kerangka pneumatic dapat digambarkan sebagai berikut, yaitu :
52
Gambar 3.8 Kerangka Pneumatic
Berdasarkan gambar 3.8, dapat diketahui bahwa dengan kerangka tersebut satuan kesatuan antara penegak silinder dengan jalur benda yang dilewati sesuai dengan panjang stroke silinder saat memanjang ataupun memendek. Permukaan pertama untuk mendorong benda yang jatuh ke silinder kerja tunggal sebagai pengangkat benda dengan sensor limit switch untuk mendeteksi benda, apakah benda telah melewati pada permukaan pertama. Penggunaan Limit Switch untuk mendeteksi keberadaan benda dapat dilihat pada gambar 3.9, dan permukaan kedua benda jatuh dibawah kamera.
53
Gambar 3.9 Peletakan dan Pemanfaatan Limit Switch
3.6.1.1 Komponen Pneumatik Komponen pneumatic menjadi sangat penting karena tempat jalurnya benda untuk mengangkat dan memindahkan benda dari silinder yang satu ke silinder berikutnya. Komponen pneumatik ini akan bertabrakan jika saat awal benda didorong oleh tembakan dan hasilnya tidak tepat pada posisi silinder pertama. Sehingga setelah mengetahui bagian yang terlemah, maka solusinya adalah berhati-hati dan dapat mengatur tekanan tembakan pada benda. Pada dasarnya komponen-komponen pneumatik yang digunakan pada peneletian merupakan komponen yang ada pada
54 penelitian sebelumnya karena keterbatasan dana sehingga penelitian ini menggunakan komponen-komponen yang sudah ada.
3.6.1.2 Komponen Silinder Pneumatic Silinder-silinder yang digunakan ada 5 buah silinder, yaitu 3 buah doubel acting dan 2 buah single acting sebagai dorongan pada benda. Silinder tersebut mempunyai karakteristik seperti: a. Memiliki speed control (optional), untuk membantu mengurangi gaya tahan silinder ketika piston memanjang atau memendek. b. Memiliki gaya tahan yang cukup. c. Memiliki panjang stroke yang sesuai dengan tinggi dan jarak pada benda.
3.6.1.3 Komponen Katup Pneumatic Katup yang digunakan ada 5 buah single valve yaitu 3 buah katup pneumatik 5/2 SNS tipe MVSC-260-4E1 dan 2 buah katup pneumatic 5/2 FESTO MEBH-5/2-1/8-L-B. Valve tersebut berfungsi sebagai pengatur udara yang masuk ke silinder. Untuk mengontrol keluaran angin pada valve maka menggunakan solenoid. Pada single velve hanya memiliki satu solenoid.
55 3.6.1.4 Komponen PLC Komponen-komponen yang telah disebutkan diatas tidak dapat dijalankan tanpa ada komponen PLC. PLC (Programmable Logic Controller) adalah suatu pengontrol secara digital yang diprogram berulang-ulang sesuai yang diinginkan. PLC disini digunakan sebagai berfungsi sebagai pengatur berbagai macam komponen-komponen pneumatic, seperti silinder pneumatik, katup pneumatik, dan sensor pneumatik. Selain komponen-komponen pneumatik tersebut, PLC dapat terima inputan logic dari kamera.
System pneumatic ini menggunakan PLC FESTO dengan tipe FEC-FC34-FST. Karena keterbatasan dana, penelitian ini menggunakan PLC yang sudah ada pada skripsi sebelumnya yaitu MOBILE ROBOT UNTUK MENAIKI DAN MENURUNI TANGGA (Antony, dkk., 2008). Sehingga penelitian ini menggunakan komponenkomponen yang sudah ada. Karakteristik yang dimiliki oleh PLC ini adalah sebagai berikut: − Memiliki 20 I/O (Input/Output), yang terbagi menjadi 12 input dan 8 output dengan konsumsi tegangan sebesar 24 Volt DC dengan arus sebesar 7mA. − Dapat bekerja pada tegangan AC 110/230 Volt. Dengan dua pilihan tegangan AC maupun DC dapat mempermudah catu daya dari PLC ini. − Memiliki 2 buah interface serial untuk menunjang kemampuan kerja PLC. − Memiliki dimensi yang cukup kecil, yaitu sebesar 130 mm x 53 mm x 35 mm. − Dapat diprogram menggunakan statement list maupun ladder diagram dengan pemrograman FST.
56 3.6.1.5 Komponen Sensor Pneumatik Sensor-sensor yang digunakan pada komponen ini adalah sensor magnetik dan sensor kapasitif. Namun karena keterbatasan dana penelitian ini menggantikan sensor kapasitif dengan limit switch. Dan limit switch bekerja untuk mendeteksi benda yang sudah melewati jalurnya.
Pada sistem ini sensor magnetik yang digunakan berjumlah 3 buah, masingmasing tiga silinder yang akan dipasang 1 buah sensor magnetik. Sensor magnetik yang dipakai
berjumlah 2 buah tipe SMEO-1-LED-24-SA dan 1 buah tipe SME-8
merupakan sensor yang sudah ada pada penelitian sebelumnya. Sensor magnetik ini berfungsi untuk mendeteksi posisi silinder dalam keadaan memanjang ataupun memendek. Pada sensor ini mempunyai perbedaaan dengan Tipe SME-8 mempunyai ukuran sebesar 32,4 mm x 5,1 mm x 6 mm dengan tahun pembuatan yang lebih baru dibandingkan tipe SMEO-1-LED-24-SA dan memiliki bentuk fisik yang berbeda dengan tipe SMEO-1-LED-24-SA berbentuk balok tebal, sedangkan tipe SME-8 berbentuk balok pipih dan tipis.
3.6.2
Perancangan Software Sistem Pengumpan Perancangan software untuk system pengumpan terdiri dari : pemrograman pada
PLC. System ini pada PLC sebagai kontroler dalam komponen pneumatic yang diprogram menggunakan FST 4.10 menggunakan statetement list. Sebelum merancang system pneumtaik ini menggunakan step diagram yang akan memudahkan dalam melakukan memprogram PLC. Dimana step diagram tersebut yang menyatakan step-
57 step yang dilalui dalam sebuah program. Pada penelitian ini pemrograman PLC mempunyai tugas yang berbeda-beda secara bersamaan yang dinamakan multitasking. Pemrograman tersebut menggunakan program sekuensial yang lebih mudah diprogram menggunakan statement list dibandingkan dengan ladder diagram. Dalam perancangan progam PLC sekuensial perlu diperhatikan urutan kerja yang ada agar program tidak terjadi konflik.
Program multitasking menggunakan komunikasi antara program master dan program slave. Pada program PLC memiliki 3 program, yaitu:
Gambar 3.10 Bagan Multitasking PLC
Berdasarkan gambar 3.10 dapat diketahui P0 merupakan awal program yang mengatur jalannya program slave 1 dan program slave 2. Program master akan menjalankan salah satu program slave sesuai inputan yang diterima. Diagram alir pada program master dapat dilihat sebagai berikut :
58
Gambar 3.11 Program Master Berdasarkan gambar 3.11, dapat diketahui bahwa saat start maka benda akan ditembakan hingga mengenai limit switch, maka silinder akan aktif dan benda akan mengangkat lalu benda terdorong hingga jatuh dibawah kamera dan kamera aktif. Kemudian program master akan terima inputan dari kamera, apakah program master akan menjalankan program slave 1 atau program slave 2. Diagram alir pada program slave 1 sebagai berikut :
59
Gambar 3.12 Program Slave 1 Berdasarkan gambar 3.12, dengan inputan dari kamera berupa saklar 1 aktif maka untuk benda segitiga, segiempat dan segilima masuk dalam pengelompokan A. Untuk diagram slave 2 sebagai berikut:
60
Gambar 3.13 Program Slave 2
Berdasarkan gambar 3.13 di atas merupakan program slave 2 dengan inputan dari kamera berupa saklar 2 aktif maka untuk benda lingkaran, segienam dan segidelapan masuk dalam pengelompokan B.
61 3.7 Perancangan Sistem Pendeteksi Objek Sistem pendeteksi objek yang digunakan terdiri dari komponen perangkat keras (hardware) dan komponen perangkat lunak (software). 3.7.1
Perancangan Hardware System Pendeteksi Objek
Gambar modul relay yaitu :
Gambar 3.14 Modul Relay Skematik rangkaian relay yaitu
Gambar 3.15 Skematik Modul Relay
62 Dalam sistem pendeteksi objek, digunakan 2 buah relay untuk tiap data pada paralell port. Pin com pada relay dimasukkan ke modul input PLC. Jika data komputer yang dikirimkan berlogic 1 maka transistor akan bekerja (kolektor dan emiter terhubung) maka pin 1 akan bernilai 0 Volt dan pin 2 akan bernilai 5 Volt. Relay akan bekerja bila terdapat beda tegangan antara pin 1 dan pin 2. Pin com yang dahulu terhubung ke NC akan berpindah ke NO dan pin com bernilai 0. Jika data komputer yang dikirimkan berlogic 0 maka transistor akan bekerja (kolektor dan emiter terhubung) maka pin 1 akan bernilai 5 Volt dan pin 2 akan bernilai 5 Volt. Tidak ada beda tegangan antara pin 1 dan pin 2. Pin com yang terhubung ke NC akan tetap di NC, dan pin com akan bernilai 24 Volt.
3.7.2 Perancangan Software System Pendeteksi Objek Flow Chart untuk Pendeteksi Object yaitu
63
Gambar 3.16 Flow Chart Detect Object
64 3.8 Perancangan Algoritma Vision Dalam pemilihan algoritma yang sesuai akan membantu dalam pendeteksian objek. Algoritma yang digunakan yaitu grayscale, threshold, canny, hough circle dan chain code. Grayscale untuk membuat gambar menjadi keabu-abuan. Ini dimaksudkan untuk menyederhanakan model citra. Greyscale atau Grayscale adalah sebuah teknik yang digunakan dalam pengolahan citra untuk menghasilkan sebuah citra yang memiliki nilai dari putih yang memiliki intensitas paling besar sampai hitam yang memiliki intensitas paling rendah seperti yang terlihat pada gambar berikut.
Tiap nilai RGB pada image akan diubah menjadi grayscale dengan menghitung nilai RBG pada tiap pixel dan diubah menjadi warna yang sesuai dengan nilai intensitas pada grayscale. tingkat kecerahan yang merah (R), hijau (G) dan biru (B) komponen yang masing-masing diwakili sebagai angka desimal dari 0 sampai 255, atau biner 00000000 - 11111111. Untuk setiap piksel di merah-hijau-biru (RGB) gambar grayscale, R = G = B. keringanan dari abu-abu adalah proporsional secara langsung ke nomor yang mewakili tingkat kecerahan warna utama. Hitam yang diwakili oleh R = G = B = 0 atau R = G = B = 00000000, dan putih yang diwakili oleh R = G = B = 255 atau R = G = B = 11111111.
Setelah proses grayscale dilakukan, dilanjutkan dengan threshold. Operasi threshold dimaksudkan untuk membuat gambar biner (hitam putih) serta membedakan mana yang objek dan mana yang latar belakang sehingga dapat meningkatkan beda
65 intesitas antara pixel pada benda dengan pixel pada latar. Threshold mempunyai parameter yang digunakan untuk memilah – milah warna. Threshold yang digunakan pada skripsi ini yaitu threshold yang memiliki 2 parameter untuk menentukan tingkat intensitas yang akan dipisahkan dari pixel lain.
Satu cara sederhana akan untuk
memilih rata-rata atau nilai median, dasar pemikiran itu jika titik objek lebih terang dibandingkan latar belakang, maka titik objek juga harus lebih terang dari nilai rata-rata. Pada satu image dengan background dan nilai object yang seragam (uniform), rata-rata atau median akan bekerja dengan baik.
Karena proses pencahayaan ruangan yang tidak merata, maka digunakan threshold dengan 2 parameter ini dilakukan untuk memisahkan objek dan latar belakang. Setelah proses threshold selesai, akan didapat gambar hitam dan putih. Setelah itu dilakukan proses canny. Metode canny digunakan untuk mendeteksi tepi dari objek. Metode canny dipilih karena metode ini yang paling detail dalam melakukan deteksi tepi, dibandingkan dengan sobel, dll. Karena benda yang digunakan sebagai objek mempunyai banyak sudut, agar vertek – vertek terlihat dengan jelas, digunakanlah metode canny. Algoritma canny memiliki beberapa parameter yang bisa diatur, yang mana dapat mempengaruhi waktu komputasi dan keefektivitasannya. Gaussian untuk memperhalus image. Filter yang lebih kecil menyebabkan blur yang lebih sedikit dan memungkinan pendeteksian shape yang kecil dan tajam. Filter yang lebih besar menyebabkan hasil gambarnya lbh blur, mengacaukan nilai2 pixel yang diberikan pada area gambar yang lebih besar.
66 Setelah proses canny, didapatkan tepi dari objek. Untuk mendeteksi lingkaran, digunakan Hough Circle yang merupakan pengembangan dari
hough transform.
Algoritma Circular Hough Transformation yaitu pertama - tama, temukan semua tepi / edge pada image. Pada hough circle, lingkaran mempunyai 3 parameter yaitu a, b, dan r. Dimana a dan b adalah pusat lingkaran dalam x dan y dan r adalah radius. Parameter x dan y di dapat dari x = a + r cos (θ) dan y = b + r sin (θ).
Jika bendanya segitiga, segiempat, segilima, segienam, dan segidelapan digunakan chain code. Chain code dipilih karena metode ini memudahkan dalam pengkodean bentuk dari suatu objek. Objek benda dapat digambarkan dengan arah kode rantai yaitu
Gambar 3.17 Arah Kode Rantai Misalnya objek segiempat, dengan menggunakan arah kode rantai maka dapat direpresentasikan sebagai berikut yaitu :
67
Gambar 3.18 Representasi Segiempat Kode rantai gambar diatas yaitu 6 6 6 6 4 4 4 4 2 2 2 2 0 0 0 0. Dari hasil kode rantai tersebut terdapat beda nilai. Untuk menentukan vertek, tinggal dihitung berapa banyak kelompok nilai pada kode rantai. Pada segiempat terdapat 4 kelompok nilai yaitu 6, 4, 2, 0. Pengelompokan nilai tersebut akan menentukan jumlah vertek pada objek berdasarkan kode rantai. Setelah menentukan algoritma yang akan dipakai untuk mendeteksi objek, barulah menentukan software yang akan digunakan untuk menerapkan algoritma tersebut. Software yang dipilih adalah OpenCV karena bersifat open source sehingga apabila suatu perusahaan ingin menggunakannya tidak perlu memikirkan lisensi.
68 Rancangan sistem ini menggunakan 3 software yaitu : Peephole Video Capture V3.0 Program ini merupakan program untuk menangkap citra / gambar dari kamera. Program ini sudah ada, dan penulis hanya menggunakannya saja. Kamera yang digunakan yaitu jenis webcam. Di dalam software peephole terdapat fungsi untuk mengambil citra dan menyimpannya dalam bentuk data di media penyimpanan. Dalam program peephole, proses pengambilan citra dilakukan secara otomatis oleh komputer selama selang waktu 2 detik. Citra yang telah diambil kemudian disimpan pada media penyimpanan komputer pada directory “D:\Skripsi\” dengan nama file “PH3” dengan format jpeg. Hasil gambar tiap 2 detik akan selalu diberi nama PH3, sehingga citra sebelumnya akan ditimpa dengan citra yang baru.
Rancang List Program dengan OpenCV dan Microsoft Visual Studio 2005 Input Citra dan Pengolahan Citra Dalam
program
OpenCV,
pengambilan
citra
menggunakan
sintaks
‘cvLoadImage(tempat penyimpanan file dan nama file.jpg)’, kemudian citra akan diubah dalam bentuk grayscale (keabu-abuan) dengan sintaks ‘cvCvtColor(source, destination, CV_RGB2GRAY)’. Source merupakan image berwarna, dan gambar hasil dari grayscale akan disimpan di destination. Setelah itu, citra akan diubah dalam bentuk hitam dan putih dengan menggunakan sintaks ‘cvThreshold(source, destination, var1, var2, CV_THRESH_BINARY)’. Var1 dan var2 merupakan nilai batas warna yang
69 ingin diambil. CV_THRESH_BINARY akan merubah image menjadi hitam dan putih sesuai dengan range nilai dari var1 dan var2. Tiap pixel pada image akan berubah menjadi putih jika intensitas warnanya bernilai antara nilai var1 dan var2, dan selain itu pixel akan berubah menjadi hitam. Proses threshold ini dapat mengurangi noise akibat pencahayaan. Untuk tahap pertama pengolahan citra adalah mencari garis tepi (edge detection) dengan metode canny. Metode canny adalah langkah pertama untuk melingkupi informasi di dalam citra. Tepi mencirikan batas-batas objek dan sangat berguna untuk proses segmentasi dan identifikasi objek di dalam citra. Metode Canny dapat meningkatkan penampakan garis batas suatu daerah atau objek di dalam citra. Setelah mendapatkan garis tepi tersebut, barulah digunakan metode chain code untuk mendeteksi line dan vertek. Metode chain code digunakan untuk mendeskripsikan bentuk / contour dari suatu object. Contoh hasil deteksi object segi delapan dapat dilihat pada gambar 3.19 di bawah ini.
Gambar 3.19 Proses Deteksi Objek pada jarak 10 cm
70 3.9 Penggabungan Sistem Pertama – tama dibuat dahulu desain alatnya dengan menggunakan Google Skechup untuk menghindari kemungkinana error pada alat. Error dapat berupa penempatan silinder yang tepat. Desain yang dibuat pada Sketchup membuat orang dapat memikirkan kemungkinan bila terjadi kesalahan dalam perancangan alat. Alat pengangkat dan pengelompokan bentuk benda yang dibuat merupakan wujud nyata dari desain sketchup dengan perbandingan 1:3. Misalnya 1 cm pada sketchup, 3 cm pada kenyataannya. Pada bagian desain tersebut, silinder yang digunakan adalah 2 silinder single dan 3 silinder double. Setelah desain selesai, mulai dibuat dan sipilih bahan – bahan yang cocok untuk alat tersebut. Bahan yang dipilih untuk jalan adalah bahan arkelik karena sifatnya yang licin, sehingga mengurangi gesekan pada benda yang membuat benda bergerak lambat. Penyangga jalan arkeliknya yaitu besi. Besi digunakan agar benda tidak bergeser atau patah saat alat dipindahkan. Proses pembuatan alat bersamaan dengan pemasangan silinder dan valve. Setelah alat jadi, dipikirkan tentang step diagram untuk pergerakan silinder beserta coding PLC. Algoritma vision sudah dipikirkan ketika alat selesai dibuat, sehingga punya banyak waktu untuk implrmentasikan ke proramming pada OpenCV. Proses penerapan algoritma pada openCV, sedikit mengalami kendala karena openCV merupakan library baru yang diciptakan oleh Intel dan masih dalam proses pengembangan. OpenCV dibuat akhir tahun 2007. Program PLC langsung dicoba ke alat dengan melalui CCU. Output yang dihasilkan oleh CCU, sudah sesuai dengan prosedur alat atau belum, jika belum, dicek kembali programnya atau pemasangan valvenya. Ketika bagian vision dan PLC serta pneumatik selesai, barulah digabung
71 menjadi satu sistem. Proses penggabungan antara vision dan PLC dilakukan dengan menggunakan Modul Relay. Modul relay digunakan sebagai interface antara PC dengan PLC. Relay digunakan untuk mengubah 5Volt pada PC menjadi 24Volt. PLC aktif jika diberi 24V. Untuk mengaktifkan modul relay, digunakan pengiriman logic. Jika dikirim logic 1 pada PC, maka modul input CCU akan menerima logic 0. Jika program PC mengirim logic 0 maka modul input CCU menerima logic 1.
Sistem keseluruhan dari Alat Pengangkat dan Pengelompokan Bentuk Benda dengan menggunakan PLC dan Computer Vision dapat dilihat pada gambar 3.20 dibawah ini.
Gambar 3.20 Sistem Keseluruhan
