RANCANG BANGUN MOBILE ROBOT DENGAN APLIKASI PENGOLAHAN CITRA DALAM MENDETEKSI DAN PENGENALAN WARNA
LAPORAN AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi
Oleh :
NOVRIZAL AZHARI ( 0612 3033 0973 )
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015
RANCANG BANGUN MOBILE ROBOT DENGAN APLIKASI PENGOLAHAN CITRA DALAM MENDETEKSI DAN PENGENALAN WARNA
LAPORAN AKHIR Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi
Oleh : NOVRIZAL AZHARI 0612 3033 0973
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
M. Zakuan Agung, S.T.
Ade Silvia Handayani, S.T.,M.T
NIP. 196212071991031001
NIP. 197609302000032002
Mengetahui, Ketua Jurusan
Ketua Program Studi D-III
Ir. Ali Nurdin, M.T.
Ciksadan, S.T.,M.Kom.
NIP. 196212071991031001
NIP. 196809071993031003
ii
Motto
“Fokus apa yang akan kamu kerjakan, dan selalu santai temukan hasilnya” “Santai Temukan Hasilnya” -Novrizal AzhariDari hati yang paling dalam Kupersembahkan untuk : Agamaku yang selalu kujunjung tinggi Kedua Orang Tuaku Keluarga Besarku Kedua Pembimbingku Rekan membangun TA yang tangguh Halimun Sukma Sahabat seperjuangan 6ETA Almamaterku
iii
ABSTRAK RANCANG BANGUN MOBILE ROBOT DENGAN APLIKASI PENGOLAHAN CITRA DALAM MENDETEKSI DAN PENGENALAN WARNA (2015 : xi + 52 Halaman + 34 Gambar + 12 Tabel + Lampiran + Daftar Pustaka)
Novrizal Azhari 061230330973 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI ABSTRAK Robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan program yang telah ditanamkan pada robot itu sendiri. Robot juga diciptakan untuk membantu pekerjaan manusia. Robot dengan kendali mobile memiliki keunggulan dalam pergerakannya yang leluasa. Dengan penambahan sensor jarak dan sensor RGB membuat robot mampu untuk mengontrol pergerakannya sendiri. ATMega8535 memberikan kemampuan robot menerima masukan berupa alogaritma program yang komplek sehingga robot mampu mengemban tugas yang diberikan oleh manusia sebagai pencipta robot. Penambahan kamera dapat memaksimalkan fungsi robot sebagai pendeteksi yang terkoneksi langsung pada PC. Sehingga gamabar yang terekam oleh kamera dapat dilihat secara langsung melalui laptop, komputer maupun TV. Kata Kunci: Mobile Robot ,ATMega8535, Sensor Jarak, Sensor RGB, Kamera
iv
ABSTRACT DESIGN MOBILE ROBOT WITH IMAGE PROCESSING APPLICATION IN DETECTING AND RECOGNITION OF COLOR (2015 : xi + 64 Pages + 34 Images + 12 Tables + Attachments + List of Refferences) Novrizal Azhari 061230330973 ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT MAJORING TELECOMMUNICATION ENGINEERING ABSTRACT The robot is a mechanical device that can perform physical tasks, using either human supervision and control, or using a program that has been embedded in the robot it self. Robots are also created to assist the work of man. Robot with a mobile control has an advantage in that free movement. With the addition of a proximity sensor and an RGB sensor makes the robot able to control the movement it self. ATMega 8535 give the robot the ability of receiving the input of complex algorithms that program so that the robot can carry out the tasks assigned by the man as the creator of robot. The addition of cameras to maximize the function of the robot as a detector that is connected directly to the PC. So gamabar recorded by the camera can be viewed directly via a laptop, computer or TV.
Keywords: Mobile Robot, ATMega8535, Proximity Sensor, RGB Sensor, Camera
v
Kata Pengantar Alhamdulillahirabil’alamin, segala puji bagi Allah SWT yang senantiasa membimbing dan memberikan rahmat kepada hambanya, khususnya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini yang berjudul “Rancang Bangun Mobile Robot dengan Aplikasi Pengolahan Citra Dalam Mendeteksi Pengenalan Warna ”. Tujuan pembuatan laporan akhir ini antara lain sebagai persyaratan wajib untuk mendapatkan kelulusan pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. Penulis menyadari bahwa Laporan Akhir ini tidak dapat terlaksana tanpa dukungan berbagai pihak yang telah membantu, membimbing, memotivasi dan memberikan sarannya sehingga Laporan Akhir ini dapat selesai tepat pada waktunya. Oleh karena itu patut kiranya penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memotivasi penulis untuk menyelesaikan laporan akhir ini, terutama kepada: 1. Bapak RD.Kusumanto, S.T.,M.M., sebagai Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., sebagai ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T., sebagai Sekertaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 4. Bapak Cik Sadan, S.T., M.Kom., sebagai ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 5. Bapak M. Zakuan Agung sebagai Dosen Pembimbing I dan Ibu Ade Silvia Handayani, S.T.,M.T., sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan masukan dan saran dalam menyelesaikan laporan akhir ini. 6. Kedua orang tua (Abu Hasan As’ari dan Patilah) yang selalu memberikan Do’a dan dorongan semangat kepadaku. 7. Bapak Sangkut dan Ibu Rapiko Duri yang telah banyak membantu selama pembuatan alat di Laboratorium Telekomunikasi POLSRI.
vi
8. Semua sahabat seperjuangan 6ETA yang selalu bertukar gagasan dalam pembuatan laporan akhir ini. 9. Semua teman dan orang-orang yang terlibat dan tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Akhirnya penulis hanya bisa berserah diri kepada Allah SWT agar dapat memberikan balasan atas jasa-jasa mereka, penulis sangat menyadari bahwa laporan Akhir ini jauh dari kata sempurna, dan penulis berharap laporan Akhir yang banyak kekurangannya ini dapat bermanfaat bagi penulis pribadi dan semua pihak yang membutuhkannya.
Palembang, 22 Juni 2015 Penulis,
vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .................................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................
ii
MOTTO ......................................................................................................................
iii
ABSTRAK ..................................................................................................................
iv
ABSTRACK ...............................................................................................................
v
KATA PENGANTAR ..............................................................................................
vi
DAFTAR ISI .............................................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................
x
DAFTAR TABEL ......................................................................................................
xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang...................................................................................... 1.2. Perumusan Masalah .............................................................................. 1.3. Tujuan ................................................................................................... 1.4. Manfaat ................................................................................................. 1.5. Metode Penulisan ................................................................................. 1.6. Pembatasan Masalah ............................................................................ 1.7. Sistematika Penulisan ...........................................................................
1 2 3 3 4 4 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Defenisi Robot....................................................................................... 2.2. Mikrokontroller ATMega8535 ............................................................. 2.2.1. Fitur AT Mega 8535 ................................................................. 2.2.2. Kontruksi .................................................................................. 2.2.3. Arsitektur AT Mega 8535......................................................... 2.2.4. Bahasa Pemrograman pada Mikrokontroler............................. 2.2.5. BASCOM AVR........................................................................ 2.2.6. Kontrol Program ...................................................................... 2.3. Downloader .......................................................................................... 2.4. Sensor Warna TCS 3200 ...................................................................... 2.4.1 Spectrum Warna.......................................................................... 2.5. Sensor Jarak .......................................................................................... 2.6. Kamera Wireless .................................................................................. 2.6.1 Kamera CMOS ........................................................................... 2.6.2 LED IR ( Infra Red ).................................................................... 2.6.3 Skema Rangkaian........................................................................
6 7 9 9 11 12 12 14 14 15 17 18 19 20 21 21
viii
BAB III RANCANG BANGUN 3.1. Tujuan Perancangan ............................................................................. 3.2. Perancangan Blok Diagram .................................................................. 3.3. Perancangan Rangkaian Robot ............................................................. 3.3.1. Rangkaian Keseluruhan Robot pendeteksi warna................ 3.3.2. Desain Layout ...................................................................... 3.3.3. Desain Tata Letak Komponen ............................................. 3.3.4. Pembuatan dan Pencetakan PCB ......................................... 3.3.5. Pemasangan dan Penyolderan Komponen ........................... 3.4. Perancangan Konstruksi Mekanik ........................................................ 3.4.1. Dimensi Robot ..................................................................... 3.4.2. Material Robot ..................................................................... 3.4.3. Pembuatan Track Track ....................................................... 3.5. Rancangan Tampilan Robot ................................................................. 3.5.1. Rancangan Tampilan Robot Tampak Depan ....................... 3.5.2. Rancangan Tampilan Robot Tampak Samping ................... 3.5.3. Rancangan Tampilan Robot Tampak Belakang .................. 3.6 Flow Chart............................................................................................ BAB IV PEMBAHASAN 4.1. Alat dan Bahan Pengukuran ................................................................. 4.1.1. Multimeter............................................................................ 4.2. Langkah-langkah Pengukuran .............................................................. 4.3. Hasil Pengukuran.................................................................................. 4.3.1. Hasil Pengukuran Baterai I Sebagai Supply Untuk Motor DC ........................................................................................ 4.3.2. Hasil Pengukuran Tegangan Keluaran IC Regulator 7805 .. 4.3.3. Hasil Pengukuran Motor DC Pada Saat Robot Berjalan ..... 4.3.4. Hasil Pengukuran Untuk Tegangan Masing-masing Kaki (pin) pada IC L293D ............................................................ 4.3.5. Hasil Pengukuran Untuk Tegangan Masing-masing Kaki (pin) pada IC ATMega8535 ................................................. 4.3.6. Hasil Pengukuran Pada Sensor Jarak ................................... 4.3.7. Kecepatan Pengujian Robot dalam Menemukan Warna.... 4.3.8. Hasil Pengukuran Pada Sensor Warna ................................. 4.3.9. Hasil Tampil Dalam Pengukuran Sensor Warna RGB........ 4.4. 4.5.
Pengujian Software ............................................................................... Pembahasan Analisa Program ............................................................. 4.5.1. Instalasi Robot .................................................................... 4.5.2. Program Motor DC .............................................................. 4.5.3. Program Sensor Jarak ......................................................... 4.5.4 Program Sensor Warna . ...................................................... 4.5.5 Program LCD ......................................................................
ix
23 23 24 24 25 27 28 29 30 30 30 32 33 33 33 34 35
36 36 37 38 38 38 39 39 40 41 43 44 44 46 46 47 48 49 50 52
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1
Kesimpul...............................................................................................
46
5.2
Saran .....................................................................................................
46
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman 2.1. Konfigurasi PIN ATMega8535 ...................................................................... 8 2.2. Mikrokontroler AT Mega 8535 ...................................................................... 9 2.3. Blok Diagram Fungsional AT Mega 8535 ..................................................... 11 2.4. Bagian-bagian BASCOM AVR ..................................................................... 13 2.5. Keterangan Icon dalam BASCOM AVR ....................................................... 13 2.6. Proses Pemrograman Mikrokontroler ........................................................... 14 2.7. Blok Diagram TCS 3200................................................................................ 15 2.8. PIN Catu Daya TCS 3200 .............................................................................. 15 2.11. Spectrum Warna ........................................................................................... 17 2.12. Frekuensi dan Panjang Gelombang Warna ................................................. 17 2.13. Sensor Jarak ................................................................................................. 18 2.14. Kamera Wireless .......................................................................................... 19 2.15. Blok Diagram Sistem Kamera ..................................................................... 21 3.1. Blok Diagram Rangkaian ............................................................................... 24 3.2. Rancangan Rangkaian Lengkap Robot Pendeteksi Warna ............................ 25 3.3. Rancangan Layout Sistem Minimum Robot Pendeteksi ................................ 26 3.4. Rancangan Tata Letak Komponen Sistem Minimum.................................... 27 3.5. Denah Track Robot Pendeteksi Warna .......................................................... 32 3.6. Rancangan Tampilan Robot Tampak Depan..................................................33 3.7. Rancangan Tampilan Robot Tampak Samping ............................................. 34 3.8. Rancangan Robot Tampak Belakang............................................................. 34 3.9. Flow Chart...................................................................................................... 35 4.1. Multimeter......................................................................................................37 4.2. Bentuk Gelombang Warna Merah ................................................................. 44 4.3. Bentuk Gelombang Warna Hijau .................................................................. 45 4.4. Bentuk Gelombang Warna Biru .................................................................... 45 4.5. Instalasi Robot................................................................................................47 4.6. Program Motor DC ....................................................................................... 48 4.7. Program Sensor Jarak ................................................................................... 49 4.8. Program Sensor Warna ................................................................................. 50 4.9. Nilai Warna Kuning....................................................................................... 51 4.10. Nilai Warna Biru ......................................................................................... 51 4.11. Nilai Warna Merah ..................................................................................... 52 4.12. Program LCD...... ........................................................................................ 52
xi
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2.1. Keterangan Icon pada BASCOM...................................................................13 2.2. Pin TCS 3200 ................................................................................................. 16 2.3. Pemfilteran Warna pada TCS3200................................................................. 16 3.1. Material Robot ............................................................................................... 31 4.1. Hasil Pengukuran Tegangan Pada Robot ....................................................... 38 4.2. Hasil Pengukuran Tegangan Keluaran IC Regulator 7805............................ 38 4.3. Hasil Pengukuran Motor DC Pada Saat Robot Berjalan ................................ 38 4.4. Hasil Pengukuran Untuk Tegangan Masing-masing Kaki (pin) Pada IC L293D.............................................................................................................39 4.5. Hasil Pengukuran Untuk Masing-masing kaki (pin) pad IC ATMega8535 .. 40 4.6. Hasil Pengukuran Pada Sensor Jarak ............................................................. 41 4.7. Pengujian Kecepatan Robot dalam Menemukan Warna............................... 43 4.7. Hasil Pengukuran Pada Sensor Warna ........................................................... 44
xii
DAFTAR LAMPIRAN
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6
Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing I Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing II Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing I Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing II Surat Permohonan Peminjaman Alat Surat Rekomendasi Mengikuti Sidang LA
xiii
