BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI


BAB II

1

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

1.1

Tinjauan Pustaka Penginderaan jauh (atau disingkat inderaja) adalah pengukuran atau

akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat yang tidak secara fisik melakukan kontak dengan objek tersebut atau pengukuran atau akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat dari jarak jauh, (misalnya dari pesawat, pesawat luar angkasa, satelit, kapal atau alat lain. Contoh dari

penginderaan jauh antara lain satelit pengamatan bumi, satelit cuaca, memonitor janin dengan ultrasonik dan wahana luar angkasa yang memantau planet dari orbit. Inderaja berasal dari bahasa Inggris remote sensing, bahasa Perancis télédétection, bahasa Jerman fernerkundung, bahasa Portugis sensoriamento remota, bahasa Spanyol percepcion remote dan bahasa Rusia distangtionaya. Di masa modern, istilah penginderaan jauh mengacu kepada teknik yang melibatkan instrumen di pesawat atau pesawat luar angkasa dan dibedakan dengan penginderaan lainnya seperti penginderaan medis atau fotogrametri. Walaupun semua hal yang berhubungan dengan astronomi sebenarnya adalah penerapan dari penginderaan jauh (faktanya merupakan penginderaan jauh yang intensif), istilah "penginderaan jauh" umumnya lebih kepada yang berhubungan dengan teresterial dan pengamatan cuaca. [1] Sistem alat pengidendaraaan jarak jauh bisa menggunakan Payload. Menurut bahasa Payload dapat diartikan sebagai bagian muatan yang menghasilkan untung, alat-alat, kendaraan atau satelit dalam sebuah roket [2]. Payload adalah muatan roket berbentuk tabung silinder berisi rangkaian elektronik yang berfungsi sebagai perangkat telemetri untuk monitoring sikap (attitude) roket mulai dari peluncuran hingga separasi, dan sekaligus memiliki sistem kamera untuk melakukan pengamatan dengan kemampuan mengambil gambar bumi dari udara [3]. Selain Payload tentunya dilengkapi dengan sistem Ground Segment yaitu sistem software yang bisa memonitoring kerja dari Payload. Dian Sundari 08334007 Laporan Proyek Akhir 2012

5


1.2

Landasan Teori

1.2.1

Sensor Kamera Sensor merupakan alat pemantau yang dipasang pada wahana, baik

pesawat maupun satelit. Sensor dapat dibedakan menjadi dua :

1. Sensor fotografik, merekam obyek melalui proses kimiawi. Sensor ini

menghasilkan foto. Sensor yang dipasang pada pesawat menghasilkan citra

foto (foto udara), sensor yang dipasang pada satelit menghasilkan citra satelit (foto satelit)

2. Sensor elektronik, bekerja secara elektrik dalam bentuk sinyal. Sinyal

elektrik ini direkam dalam pada pita magnetik yang kemudian dapat diproses menjadi data visual atau data digital dengan menggunakan komputer. Kemudian lebih dikenal dengan sebutan citra. [1] Cmucam3 adalah ARM7TDMI berbasis sensor penglihatan yang dapat diprogram oleh komputer. ARM7TDMI yaitu Central Prosessing Unit (CPU) yang dirancang oleh ARM yang kemudian dipatenkan agar dapat diproduksi oleh berbagai perusahaan semikonduktor. Main prosessor dari Cmucam3 adalah Philips LPC2106 yang terhubung kepada sebuah modul sensor kamera yaitu Omnivision CMOS. Untuk memprogram Cmucam3 kita dapat menggunakan bahasa C yang dapat didownloadkan kedalam Chip-nya nelalui port serial. Beberapa fitur dari Cmucam3 adalah sebagai berikut:

a.



CIF Resolution (352x288) RGB color sensor



Four-port Servo Controller



Load Images into Memory at 26 Frames Per Second



Software JPEG compression

Aplikasi Cmucam3 Cmucam3 merupakan perangkat keras yang digabungkan dalam sebuah

lingkungan pengembangan program open source. Hal ini ditargetkan bagi pengguna yang sudah terbiasa dengan image prosessing dan pemrograman mikrokontroler. Developer Cmucam3 telah menyediakan contoh-contoh program Dian Sundari 08334007 Laporan Proyek Akhir 2012

6


yang dapat digunakan bagi pengguna yang bertujuan untuk mengolah suatu image

dan dapat di-download-kan melalui antarmuka serial, dan Cmucam3 memberikan

kesempatan

bagi

pengguna

untuk

tidak

menutup

kemungkinan

mengimplementasikan algoritma mereka sendiri.

b.

Koneksi Hardware

Gambar 1.1 Konfigurasi Hardware Back board Cmucam3

1) Power Input power yang masuk ke board merupakan keluaran dari regulator 5 volt. Input dari regulator DC ini berkisar antara 6V-15V DC dan paling kecil harus mengalirkan arus sebesar 150 mA.

2) Serial Port Cmucam3 mempunyai standar level shifted serial port untuk berkomunikasi dengan komputer seperti serial port TTL berkomunikasi dengan mikrokontroler. Level shifted serial port yang dipakai hanya 3 pin dari 10 pin yang disediakan pada back board. Sepuluh pin yang disediakan pada back board merupakan konfigurasi pin 2x5 header male. Untuk menggunakan jenis komunikasi ini pengguna harus menggunakan jumper. Selain

menggunakan

Dian Sundari 08334007 Laporan Proyek Akhir 2012

komunikasi

serial,

pengguna

juga

dapat

7


menggunakan komunikasi dari pin TTL yang mempunyai input dari 0V

3.3V. Untuk menggunakan mode komunikasi ini pengguna harus membuka jumper untuk mode serial.

1.2.2

RF Data Transceiver YS-1020UB adalah sebuah device yang dapat

RF Data Transceiver YS-1020UB

mengirimkan data serial melalui media udara. Device tersebut melakukan proses penumpangan data serial digital ke frekuensi pembawa dengan frekuensi yang

lebih tinggi untuk kemudian dipancarkan ke udara oleh pemancar. Pada penerima, frekuensi pembawa yang mengandung data ditangkap dan dipisahkan dari data

yang dibawa. Spesifikasi modul YS-1020UB adalah seperti berikut ini: 

Konsumsi daya: 10mW/10dBm



Konsumsi Arus pada receiver: <25mA



Konsumsi Arus pada transmitter: 40mA



Catu daya: 3,3 sampai 5 VDC



Sensitivitas penerimaan data: -115 dBm (@9600)

Gambar 1.2 Bentuk fisik modul YS-1020UB

1.2.3

Citra Citra atau Image merupakan istilah lain dari gambar, merupakan suatu

representasi dari suatu obyek, dalam pandangan 2D atau 3D. Citra merupakan hasil keseluruhan dari suatu sistem perekaman data. secara teoritis citra dapat dikelompokkan menjadi 2 (dua) macam, yaitu citra kontinu dan citra diskrit (citra digital). Citra kontinu dihasilkan dari sistem optik yang menerima sinyal analog. Contoh: mata manusia, kamera analog. Sedangkan citra digital dihasilkan melalui proses digitalisasi terhadap citra kontinu. Contoh: kamera digital, scanner. Dian Sundari 08334007 Laporan Proyek Akhir 2012

8


Format citra digital yang banyak digunakan, yaitu:

1) Citra Biner (Monokrom)

Citra monokrom atau citra hitam-putih merupakan citra satu kanal di mana citra f(x,y) merupakan fungsi tingkat keabuan dari hitam ke putih.

2) Citra Skala Keabuan (Grayscale)

Dikatakan format citra skala keabuan karena pada umumnya warna yang dipakai adalah warna hitam sebagai warna minimum dan warna putih sebagai warna maksimalnya, sehingga warna antara ke dua warna tersebut adalah abu-abu.

3) Citra Berwarna

Citra warna terdiri atas 3 layer matriks, yaitu R-layer, G-layer, B-layer. sistem warna RGB (Red Green Blue) menggunakan sistem tampilan grafik kualitas tinggi (High Quality Raster Graphic) yaitu mode 24 bit. setiap komponen warna merah, hijau, biru masing-masing mendapatkan alokasi 8 bit untuk menampilkan warna. Pada sistem warna RGB, tiap pixel akan dinyatakan dalam 3 parameter dan bukan nomor warna. Setiap warna mempunyai range nilai 00 (angka desimalnya adalah 0) dan f (angka desimalnya 255) atau mempunyai nilai derajat keabuan 256 = 28. Dengan demikian, range warna yang digunakan adalah (28)(28)(28) = 224 (dikenal dengan istilah True Color pada Windows). Nilai warna yang digunakan merupakan gabungan warna cahaya merah, hijau dan biru. 1.2.4

Karakteristik Citra

1) Pixel Pixel (picture element) adalah sebuah titik yang merupakan elemen paling kecil pada citra satelit. Angka numerik (1 byte) dari pixel disebut digital number (DN). DN bisa ditampilkan dalam warna kelabu, berkisar antara putih dan hitam (grayscale), tergantung level energi yang terdeteksi. Pixel yang disusun dalam orde yang benar akan membentuk sebuah citra. Kebanyakan citra satelit yang belum diproses disimpan dalam bentuk grayscale, yang merupakan skala warna dari hitam ke putih dengan derajat keabuan yang bervariasi. Untuk PJ (Penginderaan Jauh), skala yang dipakai


9


adalah 256 shade grayscale, dimana nilai 0 menggambarkan hitam, nilai 255

putih.

2) Contrast Contrast adalah perbedaan antara brightness relatif antara sebuah

benda dengan sekelilingnya pada citra. Sebuah bentuk tertentu mudah

terdeteksi apabila pada sebuah citra contrast antara bentuk tersebut dengan background-nya tinggi. Teknik pengolahan citra bisa dipakai untuk mempertajam menggunakan

contrast.

Citra,

sebagai

dataset,

algoritma (persamaan matematis).

bisa

dimanipulasi

Manipulasi bisa

merupakan pengkoreksian error, pemetaan kembali data terhadap suatu

referensi geografi tertentu, ataupun mengekstrak informasi yang tidak langsung terlihat dari data. Data dari dua citra atau lebih pada lokasi yang sama bisa dikombinasikan secara matematis untuk membuat composite dari beberapa dataset. Produk data ini, disebut derived products, bisa dihasilkan dengan beberapa penghitungan matematis atas data numerik mentah (DN). 3) Resolusi Resolusi dari sebuah citra adalah karakteristik yang menunjukkan level

kedetailan yang dimiliki oleh sebuah citra. Resolusi didefinisikan

sebagai area dari permukaan bumi yang diwakili oleh sebuah pixel sebagai elemen terkecil dari sebuah citra. Pada citra satelit pemantau cuaca yang mempunyai resolusi 1 km, masing-masing pixel mewakili rata-rata nilai brightness dari sebuah area berukuran 1x1 Km. Bentuk yang lebih kecil dari 1 Km susah dikenali melalui gambar dengan resolusi 1 km. Landsat 7 menghasilkan citra dengan resolusi 30 meter, sehingga jauh lebih banyak detail yang bisa dilihat dibandingkan pada citra satelit dengan resolusi 1 km. Resolusi adalah hal penting yang perlu dipertimbangkan dalam rangka pemilihan citra yang akan digunakan terutama dalam hal aplikasi, waktu, biaya, ketersediaan citra dan fasilitas komputasi.


10


1.2.5

RGB dan HSV

RGB adalah singkatan dari Red-Green-Blue. 3 warna dasar yang dijadikan

patokan warna secara universal (primary colors). Dengan basis RGB, seorang

desainer bisa mengubah warna ke dalam kode-kode angka sehingga warna

tersebut akan tampil universal.

Dasar warna ini menjadi standar pasti dalam konteks profesional, seorang

desainer tidak bisa mengatakan sebuah warna berdasar pertimbangan subektif.

Contoh : biru muda menurut orang awam adalah birunya langit di siang yang hal ini bisa jadi berbeda bagi orang lain dengan pertimbangan yang lain cerah,

pula. Untuk menyamakan persepsi dalam definisi warna, perlu adanya standar internasional dalam konteks kerja profesional. Dengan standar RGB, seorang desainer dapat mengatakan warna dengan komposisi angka yang jelas, warna biru memiliki komposisi perpaduan antara unsur Red, Green, Blue dengan derajat angka untuk R : 115 – G : 221 – B : 240. Model warna RGB merupakan yang paling banyak digunakan pada sistem CBIR. Sedangkan HSV (hue, saturation, value) merupakan model warna yang diturunkan dari RGB. Performa HSV ternyata lebih baik dalam membedakan warna jika dibandingkan dengan RGB.

Gambar 1.3 Tabel Warna HSV Dian Sundari 08334007 Laporan Proyek Akhir 2012

11


Sebelum mengitung nilai HSV maka harus dicari dulu nilai max, min dan

nilai tengah dari data RGB dengan cara berikut:

Min = Min (R, G, B). Mid = Mid (R, G, B).

Max = Max (R, G, B).

Berikut adalah rumus untuk mengitung nilai HSV dari RGB:

Gambar 1.4 Rumus Menghitung Nilai Hue dari RGB

Hue adalah besaran nilai dalam satuan derajat yang menunjukan nilai asli suatu warna dalam suatu kelompok tertentu. Nilai hue dapat diketahui dari nilai suatu RGB dengan rumus pada gambar diatas. Saturasi adalah tingkat keabuan suatu warna dimana untuk saturasi dengan nilai mendekati 100% akan menujukan warna aslinya dan untuk nilai saturasi yang mendekati 0% akan menunjukan warna abu. Sedangkan untuk value atau brightness adalah nilai tingkat kecerahan suatu warna. Jika nilai valuenya mendekati 100% akan menghasilkan warna yang yang terang, jika mendekati nilai 0% maka akan menghasilkan warna yang gelap mendekati warna hitam. Untuk menghitung nilai saturasi dari suatu RGB ialah dengan rumus dibawah ini. Sedangkan untuk menghitung nilai value ialah nilai maksimum dari suatu RGB.


12


Gambar 1.5 Rumus Menghitung Nilai Saturasi dari RGB

1.2.6

Modulasi GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) Modulasi dapat didefinisikan sebagai proses perubahan parameter dari

gelombang pembawa (amplitudo, frekuensi dan fasa) oleh sinyal informasi.

Modulasi merupakan proses memfasilitasi transmisi informasi melalui suatu media, contohnya seperti media kabel, udara dan serat optik. GFSK ( Gaussian Frequency Shift Keying) merupakan salah satu tipe modulasi FSK yang menggunakan filter Gaussian untuk memperlancar penyimpangan-penyimpangan

frekuensi

positif

ataupun

negatif

yang

direpresentasikan dengan menggunakan biner 1 atau 0. Dalam modulator GFSK pada dasarnya memiliki sistem yang sama dengan modulator FSK kecuali sebelum getaran-getaran pita (-1, +1) menuju kepada modulator FSK, getaran tersebut melewati filter Gaussian untuk membuat getaran-getaran tersebut lebih halus yang menyebabkan menuju ke batas lebar sprektalnya. Dalam filter Gaussian ada suatu cara standar untuk mengurangi lebar spektral, yakni pulse shaping atau pembentukan getaran.

1.2.7

Standard RS232 RS 232 adalah salah satu komunikasi standar antara dua buah peralatan

dengan cara mengirim suatu barisan bit secara berurutan dari satu alat ke alat yang lain dan sebaliknya. Umumnya RS232 sering digunakan pada komunikasi komputer dengan peralatan lain yang disebut sebagai komunikasi serial. Protokol RS232 memiliki level tegangan +3V s/d +15V untuk logika “0” dan -3V s/d -15V untuk logika “1” sementara Daerah antara + 3V hingga –3V tidak didefinisikan /tidak terpakai


13


Bila komputer akan berkomunikasi dengan peralatan yang mempunyai

logic TTL seperti mikrokontroler misalnya, maka diperlukan suatu rangkaian

terintegrasi (IC) yang akan mengkonversi logika serial menjadi logika TTL, yaitu tegangan 5 volt untuk logika „1‟ dan tegangan 0 volt untuk logika „0‟. IC yang sering digunakan adalah MAX232 yang mempunyai dua buah kanal yang masing-

masing untuk mengirim dan menerima data. Rangkaian RS232 yang menggunakan IC ini akan menghubungkan peralatan berlogika TTL dengan konektor serial 9 pin (DB 9) pada komputer.

RS232 sebagai komunikasi serial mempunyai 9 pin yang memiliki fungsi

masing-masing. Pin yang biasa digunakan adalah pin 2. sebagai received data, pin

3 sebagai transmited data, dan pin 5 sebagai ground signal. Karakteristik elektrik dari RS232 adalah sebagai berikut : 

Space (logic 0) mempunyai level tegangan sebesar +3s/d+15volt.



Mark (logic 1) mempunyai level tegangan sebesar -3 s/d -15 volt.



Level tegangan antara +3 s/d -3 volt tidak terdefinisikan.



Arus yang melalui rangkaian tidak boleh melebihi dari 500 mA., ini dibutuhkan agar sistem yang dibangun bekerja dengan akurat.

1.2.8

Visual Basic 6.0 Visual Basic 6.0 merupakan bahasa pemrograman yang cukup popular,

Visual Basic 6.0 menyediakan fasilitas yang memungkinkan untuk menyusun sebuah program dengan memasang objek-objek grafis dalam sebuah form. Program dibagi menjadi dua basis,yaitu program berbasis orientasi perintah dan program berbasis orientasi objek. Orientasi perintah berarti pengendalian program menurut struktur atau kalimat perintah yang diberikan oleh pemakai program. Sedangkan orientasi objek berarti pengendalian program menurut perlakuan terhadap objek oleh pemakai program. Selain itu Visual Basic dapat digunakan untuk membuat aplikasi Windows yang berbasis grafis (GUI – Graphical User Interface). Di dalam program visual ini terdapat even-driven programming artinya program menunggu sampai adanya respon dari pemakai berupa event/kejadian tertentu. Ketika event terdeteksi, kode yang berhubungan dengan event akan dijalankan. Dian Sundari 08334007 Laporan Proyek Akhir 2012

14


a.

Interfacing Port Serial dengan Visual Basic 6.0

Visual Basic adalah perangkat lunak untuk menyusun program aplikasi yang

bekerja dalam lingkungan sistem operasi Windows. Dengan Visual Basic kita dapat memanfaatkan Windows secara optimal [5]. Pada buku ini akan dibahas mengenai komunikasi serial port antara

mikrokontroler

dengan

PC

menggunakan

program

Visual

Basic

6.0.

Mikrokontroler yang dipakai adalah tipe AVR jenis ATMega32. Seperti kita ketahui bahwa komunikasi dengan serial port mengharuskan setiap data untuk antri satu per satu. Dalam komunikasi serial dikenal dua cara komunikasi, yau komunikasi data

serial secara sinkron dan komunikasi data secara asinkron. Pada komunikasi data serial sinkron, clock dikirimkan bersama dengan data serial, pada komunikasi serial asinkron clock tidak dikirimkan bersamaan dengan data serial, tetapi dibangkitkan sendri-sendiri baik pada sisi pengirim maupun pada sisi penerima. Pada IBM PC komunikasi serialnya termasuk ke dalam jenis asinkron. Komunikasi data serial ini dikerjakan oleh UART (Universal Asynchronus Receiver/Transmitter). Pada UART, kecepatan pengiriman data (baud rate) dan fase clock pada sisi transmitter dan receiver harus sinkron. Untuk itu diperlukan sinkronisasi antara trasmitter dan receiver. Hal ini dilakukan oleh bit „Start‟ dan bit „Stop‟. Ketika saluran transmisi berada dalam keadaan idle, output UART adalah dalam keadaan logika „1‟. Ketika transmitter akan mengirimkan data, output UART akan diset dulu ke logik „0‟ untuk waktu satu bit. Sinyal ini pada receiver akan dikenali sebagai sinyal „Start‟ yang digunakan untuk mensinkronkan fase clocknya sehingga sinkron dengan fase clock trasmitter. Selanjutnya data akan dikirimkan secara serial, lalu akan dikirimkan sinyal „Stop‟ sebagai akhir dari pengiriman data serial. Cara pemberian kode data yang disalurkan tidak ditetapkan secara pasti. Kecepatan transmisi (baud rate) dapat dipilih bebas dalam rentang waktu tertentu. Selanjutnya harus ditentukan panjang data, paritas dan jumlah bit „Stop‟. Untuk pengaksesan port serial dalam Visual Basic 6.0 kita dapat mengaksesnya secara langsung melalui register UART atau menggunakan kontrol Dian Sundari 08334007 Laporan Proyek Akhir 2012

15


MSComm yang telah disediakan Visual Basic. Pada buku ini hanya akan

membahas cara mengakses port serial menggunakan kontrol MSComm.

b.

Pangaksesan Menggunakan MSComm. Kontrol MSComm menyediakan fasilitas komunikasi antara program

aplikasi yang kita buat dengan port serial untuk mengirim atau menerima data

melalui port serial. Setiap MSComm hanya menangani satu port serial sehingga jika kita ingin menggunakan lebih dari satu port serial, kita juga harus menggunakan MSComm sebanyak port serial yang kita pakai.

Jumlah properti pada MSComm sangat banyak. Pada buku ini hanya akan

dibahas beberapa properti yang perlu diketahui sebelum dapat menggunakan

MSComm. Properti yang seing dipakai adalah sebagai berikut : CommPort :Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang digunakan. Setting

: Digunakan untuk menset nilai baud rate, pariti, jumlah bit data, dan jumlah bit stop.

Portopen : Digunakan untuk membuka atau menutup port serial yang dihubungkan dengan MSComm ini. Input

: Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer penerima.

Output

: Digunakan untuk menulis data string pada buffer kirim.


16

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

Recommend Documents