Perpustakaan Unika
PERANCANGAN PENGATURAN SISTEM TRAFFIC LIGHT DENGAN WEBCAM DINAMIS (PENGUKURAN KEPADATAN DENGAN CITRA DIGITAL) TUGAS AHIR
OLEH : Samuel Christian 05.50.0020
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2010
i
Perpustakaan Unika
ABSTRAKSI
Akhir-akhir ini terjadi penambahan jumlah alat transportasi yang diakibatkan oleh penambahan jumlah penduduk dari tahun ketahun. Hal ini akhirnya menjadi kendala dalam pengaturan lalu lintas di jalan yang rawan kemacetan. Untuk saat ini, masih digunakan sistem pengaturan traffic light dengan metode lama di berbagai daerah di Indonesia. Seiring dengan kemajuan teknologi, ditemukan berbagai metode pendukung pengaturan traffic light. Salah satu metode yang sedang berkembang saat ini adalah penggunaan CCTV. CCTV biasanya digunakan untuk sistem keamanan pada tempat-tempat usaha. Hal ini menjadi suatu peluang untuk mengintegrasikan CCTV pada pengaturan traffic light. Dengan mengintegrasikan antara kamera dan lampu lalulintas diharapkan sistem traffic light dapat menganalisa tingkat kepadatan jalan dan menghitung pewaktuan lampu lalulintas secara otomatis dan real time. Sistem traffic light dengan kamera ini bekerja berdasarkan inputan berupa gambar hasil capture melalui camera. Gambar hasil capture disimpan dengan format RGB. Kemudian gambar diproses dari format RGB menjadi grayscale. Dari matrik gambar tersebut dicari area jalan yang tertutup alat transportasi. Hasilnya digunakan sebagai pewaktuan lampu lalulintas dan disalurkan ke hardware melaluli parallel port.. Semua perhitungan matrik dan proses interface diolah melalui software MATLAB.
ii
Perpustakaan Unika
PENGESAHAN
Laporan Tugas Akhir dengan judul : “Perancangan Pengaturan Sistem Traffic Light dengan Webcam Dinamis (Pengukuran Kepadatan Dengan Citra Digital)” diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar sarjana teknik elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan tugas akhir ini disetujui pada tanggal …………….2010.
Semarang,..................2010
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
(Dr.F.Budi Setiawan, MT)
(Erdhi Widyarto N, ST,MT )
Mengetahui, Dekan FTI
(Dr.F.Budi Setiawan, MT) iii
Perpustakaan Unika
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yesus atas berkat dan rahmat Nya kepada penulis untuk menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Penulis juga berterimakasih kepada orang-orang yang telah berjasa dalam membantu penulis secara moral, pengetahuan dan juga materiil dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Secara khusus penulis berterimakasih kepada : Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya disampaikan pada : 1. Dosen Pembimbing dan Dekan Fakultas Teknologi Industri, Bapak Dr. F. Budi Setiawan ST, MT yang telah banyak memberikan bimbingan dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini hingga dapat terselesaikan dengan baik. 2. Dosen Pembimbing, Bapak Erdhi Widyarto, ST, MT yang telah banyak memberikan bimbingan dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini hingga dapat terselesaikan dengan baik. 3. Bapak Leonardus Heru P, ST, MT yang telah banyak memberikan bimbingan dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini hingga dapat terselesaikan dengan baik. 4. Bapak Yulianto Tedjo P,ST, MT yang telah banyak memberikan bimbingan dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini hingga dapat terselesaikan dengan baik. 5. Bapak Dr. Slamet Riyadi ST, MT; Bapak Dr. F. Budi ST, MT; Bapak Yulianto Tedjo P,ST, MT; Bapak B Harnadi ST, MT; Bapak F Hendra ST, MT; Ibu T Brenda Chandrawati ,ST MT; Ibu Rissa Farid C, ST, MT; Bapak Drs Haryono; Bapak Ign Sapto Chondro, ST ; selaku dosen yang telah membimbing penulis selama masa perkuliahan dan telah banyak memberikan ilmu kepada penulis. iv
Perpustakaan Unika
6. Orang tua serta keluarga yang selalu mendukung dan memfasilitasi sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan 7. Ibu Tini, Bapak Maryono selaku Tata usaha Fakultas Teknologi Industri yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan masalah administrasi dan selalu mendukung penulis agar segera menyelesaikan kuliah. 8. Bpk Yatno selaku teman serta pemberi dukungan moril kepada penulis yang membuat penulis senantiasa menjadi lebih bersemangat. 9. Mas Amat, Mas Agung terima kasih atas bantuannya sehingga tugas akhir ini dapat dibuat dan diselesaikan. 10. Laptopku yang sudah bekerja keras baik siang maupun malam. 11. Pihak-pihak lain yang membantu dimana belum tersebutkan namanya. Akhir kata, apabila ada hal -hal yang kurang atau kesalahan dalam pembuatan laporan tugas akhir ini mohon maaf yang sebesar-besarnya.
Semarang, ………..…2010
Penulis
v
Perpustakaan Unika
DAFTAR ISI Judul.………………………………………………………………………………. i Abstrak.……………………………………………………………………………. ii Pengesahan.………………………………………………………………………... iii Kata Pengantar.…………………………………………………………………….. iv Daftar Isi.…………………………………………………………………………... vi Daftar Gambar.…………………………………………………………………….. viii Daftar Tabel .………………………………………………………………………. ix BAB I Pendahuluan.……………………………………………………………….. 1 1.1 Latar Belakang.………………………………………………………………… 1 1.2 Maksud dan Tujuan.…………………………………………………………… 3 1.3 Batasan Masalah.………………………………………………………………. 3 1.4 Sistematika Penulisan.…………………………………………………………. 4 BAB II Teori Dasar.……………………………………………………………….. 6 2.1 Pengantar Citra.………………………………………………………………... 6 2.1.1 Citra.…………………………………………………………………………. 6 2.1.2 Digitalisasi Citra.…………………………………………………………….. 8 2.2 Kuantisasi.……………………………………………………………………… 9 2.3 Pencuplikan.……………………………………………………………………. 11 2.4 Pengendalian Lewat Parallel Port.……………………………………………... 13 2.5 Webcam.……………………………………………………………………….. 14 BAB III Perancangan Perangkat Lunak.. .………………………………………… 16 3.1 Capture Citra.………………………………………………………………….. 17 3.1.1 Video.………………………………………………………………………... 17 3.1.2 Capture.……………………………………………………………………… 17 3.2 Penggerak Motor Stepper.…………………………………………………….. 18 3.2.1 Akses Parallel Port.………………………………………………………….. 18 3.2.2 Akses Pin Parallel Port.……………………………………………………… 19 3.3 Penghitung Tingkat Kepadatan Jalan.…………………………………………. 19 3.4 Penyaluran Waktu ke Hardware.………………………………………………. 20 BAB IV Pengujian Dan Analisa.…………………………………………………... 22 4.1 Pengujian Perangkat….………………………………………………………... 22 4.1.1 Buat Matrik Hijau……………………………………………………………. 22 4.1.2 Video dan Capture.…………………………………………………………... 23 4.1.3 Penggerak Motor Stepper….………………………………………………… 24 4.1.4 Perhitungan Kepadatan Jalan.……………………………………………….. 26 4.1.5 Animasi Lampu Lalulintas…………………………………………………... 28 4.1.6 Membuat Lampu Lalulintas Nyala Merah Hijau…………………………….. 30 vi
Perpustakaan Unika
4.1.7 Mengatur Down Counter.……………………………………………………. 32 4.2 Analisa.………………………………………………………………………… 35 4.2.1 Jalur 1 Hijau.…………………………………………………………………. 35 4.2.1.1 Kontrol Led.………………………………………………………………... 35 4.2.1.2 Kontrol Counter.…………………………………………………………… 37 4.2.2 Jalur 2 Hijau.…………………………………………………………………. 40 4.2.2.1 Kontrol Led.………………………………………………………………... 40 4.2.2.2 Kontrol Counter.…………………………………………………………… 42 4.2.3 Jalur 3 Hijau.…………………………………………………………………. 45 4.2.3.1 Kontrol Led.………………………………………………………………... 45 4.2.3.2 Kontrol Counter.…………………………………………………………… 47 4.2.4 Jalur 4 Hijau.…………………………………………………………………. 50 4.2.4.1 Kontrol Led.………………………………………………………………... 50 4.2.4.2 Kontrol Counter.…………………………………………………………… 52 BAB V Kesimpulan dan Saran.……………………………………………………. 56 5.1 Kesimpulan.……………………………………………………………………. 56 5.2 Saran.…………………………………………………………………………... 57 Daftar Pustaka .…………………………………………………………………….. 58 Lampiran…………………………………………………………………………… 70
vii
Perpustakaan Unika
Daftar Gambar Gambar 2.1 Proses pembentukan citra……………………………………… Gambar 2.2a keabuan 8bit …………………………………………………... Gambar 2.2b keabuan 7bit…………………………………………………… Gambar 2.2c keabuan 4bit…………………………………………………… Gambar 2.3 Pencuplikan secara spasial…………………………………….. Gambar 2.4 Hubungan antara elemen gambar dan elemen matriks………… Gambar 2.5 contoh penentuan titik koordinat pada citra…………………… Gambar 2.6 Bentuk parallel port…………………………………………….
7 11 11 11 11 12 12 13
Gambar 3.1 Alur kerja software……………………………………………..
16
Gambar 4.1 Membuat matrik hijau…………………………………………. Gambar 4.2 Pengujian Video dan Capture via Webcam……………………. Gambar 4.3 Pin control sebagai inputan motor stepper…………………….. Gambar 4.4 Gambar jalur dan kotak lampu lalulintas……………………… Gambar 4.5 Animasi lampu lalulintas………………………………………. Gambar 4.6 Mengatur LED lalulintar dengan pin data……………………... Gambar 4.7 Animasi down counter…………………………………………
23 24 25 30 31 31 34
viii
Perpustakaan Unika
Daftar Tabel
Tabel 2.1 Skala keabuan………………………………………………………….... 10 Tabel 2.2 Pin pada parallel port……………………………………………………. 14 Tabel 3.1 Penyaluran data lampu lalulintas ke port parallel………………………. 20 Tabel 3.2 Penyaluran data seven segment lalulintas ke port parallel……………… 21 Tabel 4.1 Waktu hijau……………………………………………………………… 22 Tabel 4.2 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 1…………………….. 35 Tabel 4.3 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 1……………………………….. 35 Tabel 4.4 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 2……………………... 35 Tabel 4.5 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 2……………………………….. 36 Tabel 4.6 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur3……………………… 36 Tabel 4.7 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 3……………………………….. 36 Tabel 4.8 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 4…………………….. 36 Tabel 4.9 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 4……………………………….. 36 Tabel 4.10 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 1…………………... 37 Tabel 4.11 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 1……………………….. 37 Tabel 4.12 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 1…………………... 38 Tabel 4.13 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 1…………………………. 38 Tabel 4.14 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 2…………………... 38 Tabel 4.15 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 2……………………….. 38 Tabel 4.16 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 2…………………... 38 Tabel 4.17 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 2…………………………. 38 Tabel 4.18 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 3…………………... 39 Tabel 4.19 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 3……………………….. 39 Tabel 4.20 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 3…………………... 39 Tabel 4.21 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 3…………………. ……... 39 Tabel 4.22 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 4…………………... 39 Tabel 4.23 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 4……………………….. 39 Tabel 4.24 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 4…………………... 40 Tabel 4.25 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 4…………………………. 40 Tabel 4.26 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 1……………………. 40 Tabel 4.27 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 1……………………………… 40 Tabel 4.28 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 2……………………. 41 Tabel 4.29 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 2……………………………… 41 Tabel 4.30 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur3……………………. 42 Tabel 4.31 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 3……………………………… 42 Tabel 4.32 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 4…………………… 42 Tabel 4.33 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 4……………………………… 42 ix
Perpustakaan Unika
Tabel 4.34 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 1…………………... 43 Tabel 4.35 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 1……………………….. 43 Tabel 4.36 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 1…………………... 43 Tabel 4.37 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 1…………………………. 43 Tabel 4.38 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 2…………………... 43 Tabel 4.39 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 2……………………….. 44 Tabel 4.40 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 2…………………... 44 Tabel 4.41 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 2…………………………. 44 Tabel 4.42 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 3…………………... 44 Tabel 4.43 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 3……………………….. 44 Tabel 4.44 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 3…………………... 45 Tabel 4.45 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 3…………………. ……... 45 Tabel 4.46 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 4…………………... 45 Tabel 4.47 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 4……………………….. 45 Tabel 4.48 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 4…………………... 45 Tabel 4.49 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 4…………………………. 45 Tabel 4.50 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 1……………………. 46 Tabel 4.51 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 1……………………………… 46 Tabel 4.52 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 2……………………. 46 Tabel 4.53 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 2……………………………… 47 Tabel 4.54 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur3……………………. 47 Tabel 4.55 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 3……………………………… 47 Tabel 4.56 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 4…………………… 47 Tabel 4.57 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 4……………………………… 48 Tabel 4.58 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 1…………………... 48 Tabel 4.59 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 1……………………….. 48 Tabel 4.60 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 1…………………... 49 Tabel 4.61 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 1…………………………. 49 Tabel 4.62 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 2…………………... 49 Tabel 4.63 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 2……………………….. 49 Tabel 4.64 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 2…………………... 49 Tabel 4.65 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 2…………………………. 49 Tabel 4.66 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 3…………………... 50 Tabel 4.67 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 3……………………….. 50 Tabel 4.68 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 3…………………... 50 Tabel 4.69 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 3…………………. ……... 50 Tabel 4.70 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 4…………………... 50 Tabel 4.71 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 4……………………….. 50 Tabel 4.72 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 4…………………... 51 Tabel 4.73 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 4…………………………. 51 Tabel 4.74 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 1……………………. 51 Tabel 4.75 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 1……………………………… 52 Tabel 4.76 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 2……………………. 52 x
Perpustakaan Unika
Tabel 4.77 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 2……………………………… 52 Tabel 4.78 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur3……………………. 52 Tabel 4.79 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 3……………………………… 53 Tabel 4.80 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat lampu jalur 4…………………… 53 Tabel 4.81 IC 74LS377 sebagai kontrol LED jalur 4……………………………… 53 Tabel 4.82 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 1…………………... 54 Tabel 4.83 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 1……………………….. 54 Tabel 4.84 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 1…………………... 54 Tabel 4.85 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 1…………………………. 54 Tabel 4.86 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 2…………………... 54 Tabel 4.87 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 2……………………….. 55 Tabel 4.88 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 2…………………... 55 Tabel 4.89 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 2…………………………. 55 Tabel 4.90 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 3…………………... 55 Tabel 4.91 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 3……………………….. 55 Tabel 4.92 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 3…………………... 55 Tabel 4.93 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 3…………………. ……... 56 Tabel 4.94 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 4…………………... 56 Tabel 4.95 IC 74LS377 sebagai control bit puluhan jalur 4……………………….. 56 Tabel 4.96 IC 74LS138 sebagai dekoder alamat counter jalur 4…………………... 56 Tabel 4.97 IC 74LS377 sebagai control bit satuan jalur 4…………………………. 56
xi
