Universitas Bina Nusantara
Jurusan Sistem Komputer Fakultas Ilmu Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Genap tahun 2003/2004 SISTEM SORTIR MUR DAN BAUT MENGGUNAKAN JARINGAN SYARAF TIRUAN Tjhang Suwandi Edi Yanto
0400525592 0400521461
Abstrak Di jaman yang semakin maju ini proses produksi semakin maju dan bersifat otomatis. Oleh karena itu peran dari sistem yang berfungsi sebagai pengatur dan pemantau semakin diperlukan. Pada jaman dahulu proses pemantauan produksi masih dilakukan oleh manusia yang mempunyai beberapa kelemahan seperti kurang akurat, dapat jatuh sakit dan mempunyai kemampuan yang terbatas. Kebutuhan akan sistem yang akurat mendorong manusia membuat sistem elektronik berbasiskan komputer yang semakin berkembang. Perancangan sistem ini bertujuan untuk mempermudah seleksi barang dalam hal ini baut dan mur dan memisahkan ke bagian yang telah ditentukan. Sistem yang dirancang mengunakan jaringan syaraf tiruan (Neural Network) di mana sistem mempunyai kemampuan untuk mengenali obyek. Sistem sortir dengan jaringan saraf tiruan ini sebelumnya harus dilatih dahulu agar dapat mengenali obyek dalam aplikasinya. Metode penelitian dengan mencari informasi yang diperlukan dengan metode penulisan kepustakaan, perancangan sistem berupa hardware dan software dan uji coba. Hasil yang dicapai sistem dapat membedakan 2 jenis benda yang berlainan. Pembuatan sistem mengunakan program MATLAB dan beberapa alat bantu sederhana seperti modul kamera, modul sabuk berjalan, program bantuan Peephole dan modul pemilih. Kesimpulan yang dicapai sistem ini dapat berjalan dengan baik walaupun hanya bersifat penyeleksian sederhana. (TE) Kata Kunci Jaringan Syaraf Tiruan, MATLAB, Program Peep Hole, Sistem Sortir.
i
PRAKATA Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat yang diberikan-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dan menjadi sebuah hasil karya. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan jenjang studi Strata-1 (S1) pada jurusan Sistem Komputer di Universitas Bina Nusantara. Selesainya skripsi ini tidak lepas dari perjuangan penulis yang berat dan bantuan saran, moral dan spritual oleh berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada: a) Orang tua dan anggota keluarga yang mendukung dan memberikan dorongan untuk terselesaikannya skripsi ini. b) Ibu Dr. Theresia Widia Soeryaningsih, MM. Selaku Rektor Universitas Bina Nusantara yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menuntut ilmu di Universitas Bina Nusatara dan menyelesaikan skripsi. c) Bapak Drs. Satrio Dewanto, M.Eng selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, bimbingan, petunjuk, dan nasehat selama pembuatan skripsi ini sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. d) Bapak Iman H.Kartowisastro, Ph.D. selaku ketua Jurusan Sistem Komputer yang memberikan saran serta kepercayaan untuk menyelesaikan skripsi ini. e) Ibu Jurike V.Moniaga, S.kom selaku sekretaris Jurusan Sistem Komputer. f) Seluruh rekan-rekan dan sahabat yang telah membantu dan memberikan masukan berharga.
ii
g) Semua pihak yang membantu dan tidak mungkin untuk disebutkan satupersatu.
Penulis menyadari karya penelitian ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan bagi sempurnanya karya penelitian ini agar menjadi bekal di kemudian hari. Penulis berharap karya ini dapat digunakan bagi universitas di mana penulis belajar dan bagi mahasiswa pada khususnya serta pembaca pada umumnya.
Jakarta, 28 Juni 2004
Penulis
iii
DAFTAR ISI Halaman Judul Luar Halaman Judul Dalam Halaman Persetujuan Hardcover Halaman Pernyataan Dewan Penguji Abstrak
…………………………………………………………………….
i
Prakata
…………………………………………………………………….
ii
…………………………………………………………………..
iv
………………………………………………………………..
ix
……………………………………………………………..
x
Daftar Isi Daftar Tabel
Daftar Gambar Daftar Persamaan
…………………………………………………………. xiii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
………………………………………………
1
1.2. Ruang Lingkup
…………………..………………………….
2
1.3. Tujuan dan Manfaat ………………………………………….
3
1.4. Metodologi Penelitian ………………………………………..
3
1.5. Sistematika Penulisan
……………………………………….
3
…………………………………………………..
6
2.1.1. Definisi Kamera PC ………………………………
6
2.1.2. Cara Kerja Kamera PC …………………………...
6
BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Kamera PC
iv
2.2. Operasi Pengolahan Citra …………………………………….
6
2.2.1. Pengambilan Citra (Image Acquisition) …………..
7
2.2.2. Peningkatan Kualitas Citra (Image Enhancement) ..
7
2.2.3. Pemilahan Citra (Image Segmentation) …………..
8
2.2.4. Deteksi Tepi (Edge Detection) ……………………
8
2.3. Program Pengambil Gambar Dari Kamera PC (Peephole Video Capture v3.0)
………………………………………………
2.4. Modul Sabuk Berjalan (Conveyor)
9
………………………….
9
2.4.1. Pengertian dan Fungsi Modul Sabuk Berjalan ……
9
2.4.2. Komponen Modul Sabuk Berjalan dan Fungsinya ..
10
2.5. Motor Stepper ………………………………………………..
11
2.5.1. Pengertian ………………………………………..
11
2.5.2. Prinsip Kerja Motor Stepper
…………………….
12
2.5.3. IC ULN 2003 …………………………………….
13
2.6. Jaringan Syaraf Tiruan ……………………………………….
14
2.6.1. Jaringan Syaraf Manusia …………………………
14
2.6.2. Artificial Neuron …………………………………
17
2.6.3. Pengertian Jaringan Syaraf Tiruan ……………….
17
2.6.4. Sejarah Jaringan Syaraf Tiruan …………………..
19
2.6.5. Kemampuan Jaringan Syaraf Tiruan …………….
21
2.6.6. Arsitektur Jaringan Syaraf Tiruan ………………..
22
2.6.7. Network Layer ……………………………………
24
2.6.8. Metode Pelatihan Jaringan Syaraf Tiruan ………..
25
2.6.9. Fungsi Aktivasi (Transfer function) ……………..
26
v
2.6.10. Algoritma Propagasi Balik (Backpropagation Algorithm) ……………………………………… 2.6.10.1. Nomenkaltur
2.7. Parallel Port 2.8. MATLAB
28
…………………….
30
2.6.10.2. Algoritma Pelatihan ………………
34
………………………………………………….
36
……………………………………………………
38
BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Penjelasan Sistem Secara Umum
……………………………
41
3.2. Rancangan Perangkat Keras …………………………………
43
3.2.1. Blok Diagram Sistem Sortir
…………………….
3.2.2. Modul-Modul Sistem dan Fungsinya 3.3. Rancangan Piranti Lunak
43
……………
44
……………………………………
51
3.3.1. PeepHole Video Capture V3.0 3.3.2. Software MATLAB
…………………..
51
…………………………….
51
3.3.2.1. Perancangan Data Training
………..
3.3.2.2. Rancang Jaringan Syaraf Tiruan
51
…..
52
3.3.2.3. Rancang List Program Matlab ……..
55
3.3.2.3.1. Rancang Program 3.3.2.3.2. Rancang GUI
……
55
…………
58
3.3.2.4. Diagram Alir Program Utama
……..
64
…………………………
65
3.3.2.5. Diagram-diagram Alir Rutin Pendukung
3.3.2.5.1. Rancangan Diagram Alir vi
Modus Pelatihan
……..
65
3.3.2.5.2. Rancangan Diagram Alir Modus Aplikasi ………
69
3.3.2.5.3. Rancangan Diagram Alir
3.4. Rancang Bangun
Modus Data Paralel …..
71
…………………………………………….
72
3.4.1. Modul Kamera
…………………………………
3.4.2. Modul Sabuk Berjalan 3.4.3. Modul Pemilih
72
………………………….
72
…………………………………
73
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI 4.1. Spesifikasi Sistem ……………………………………………
75
4.2. Prosedur Operasional
………………………………………..
79
4.3. Rencana Implementasi ……………………………………….
81
4.4. Evaluasi Hasil Percobaan
…………………………
82
4.4.1. Evaluasi Resolusi Citra …………………………..
82
4.4.2. Evaluasi Jaringan Berdasarkan Jumlah Neuron …..
83
4.4.3. Evaluasi Jaringan Berdasarkan Toleransi Kesalahan
……………………………………….
89
4.4.4. Evaluasi Jaringan Berdasarkan Kecepatan Pelatihan
…………………………………………
91
4.4.5. Evaluasi Aplikasi Sistem Sortir ………………….
93
4.4.6. Evaluasi Kecepatan Sabuk Berjalan ……………..
95
4.4.7. Evaluasi Hardware ……………………………….
96
vii
4.4.8. Evalusi Kinerja Sistem
………………………….
97
…………………………………………………
99
……………………………………………………….
99
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan 5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
……………………………………………………. 101
RIWAYAT HIDUP
…………………………………………………… 103
LAMPIRAN-LAMPIRAN
……………………………………………….
viii
L1
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Jenis IC ULN dan Kegunaannya
14
Tabel 3.1.
Langkah Motor Stepper
47
Tabel 3.2.
Nilai Data Untuk Motor Stepper
47
Tabel 3.3.
Hubungan Jalur Kabel Pada Kabel Penghubung Parallel Port
50
Tabel 4.1.
Spesifikasi Kamera
75
Tabel 4.2.
Spesifikasi Prototipe Sabuk Berjalan
76
Tabel 4.3.
Spesifikasi Komputer
77
Tabel 4.4.
Komponen dari Modul Stepper
78
Tabel 4.5.
Evaluasi Pengaruh Resolusi Citra
82
Tabel 4.6.
Data Output Jaringan-Jaringan
89
Tabel 4.7.
Perbandingan Output Jaringan Berdasarkan Error Tolerance
90
Tabel 4.8.
Perbandingan Output Jaringan Berdasarkan Kecepatan Jaringan
91
Tabel 4.9.
Hasil Pengujian Pengenalan Obyek Pada Aplikasi Sistem Sortir
93
Tabel 4.10.
Perbandingan Kecepatan Sabuk Berjalan Dengan Aplikasi Sistem Sortir
95
ix
DAFTAR GAMBAR . Gambar 2.1.
Komponen Sabuk Berjalan
10
Gambar 2.2.
Proses Perputaran Rotor Motor Stepper
12
Gambar 2.3.
Jenis Perputaran Rotor Motor Stepper
13
Gambar 2.4.
Skematik IC ULN 2003
14
Gambar 2.5.
Komponen Sebuah Neuron
16
Gambar 2.6.
Artificial Neuron
17
Gambar 2.7.
Simple Feed forward Network
23
Gambar 2.8.
Complicated Network
24
Gambar 2.9
Grafik Persamaan Binary Sigmoid Function.
32
Gambar 2.10.
Parallel Port
37
Gambar 3.1.
Diagram Sistem Sortir
41
Gambar 3.2.
Jendela Preview Pada Peephole
42
Gambar 3.3.
Blok Diagram Sistem Sortir
43
Gambar 3.4.
Kamera Digital
44
Gambar 3.5.
Modul Sabuk Berjalan
45
Gambar 3.6.
Modul Pemilih
46
Gambar 3.7.
Skematik rangkaian modul pemilih
46
Gambar 3.8.
Putaran motor untuk obyek mur (a),
48
Putaran motor untuk obyek baut(b)
48
Gambar 3.9.
Kabel USB
49
Gambar 3.10.
Kabel Penghubung Parallel Port
49
Gambar 3.11.
Kabel Penghubung Parallel Port yang Diperbesar
50
x
Gambar 3.12.
Posisi Peletakkan Obyek Untuk Data Pelatihan
52
Gambar 3.13.
Jaringan 225 – 100 – 10.
52
Gambar 3.14.
Jaringan 225 – 50 – 10.
53
Gambar 3.15.
Jaringan 225 – 25 – 5.
53
Gambar 3.16
Jaringan 225 – 10 – 2.
54
Gambar 3.17.
Jaringan 225 – 5 – 2.
54
Gambar 3.18.
Fungsi Transfer Log-Sigmoid.
55
Gambar 3.19.
Fungsi Transfer Linier.
55
Gambar 3.20.
Hasil Pengolahan Citra Tahap 2 (a),
57
Obyek yang Telah di-crop(b)
57
Gambar 3.21.
GUI State Diagram
59
Gambar 3.22.
Tampak Awal GUI
60
Gambar 3.23.
Training Mode Aktif
61
Gambar 3.24.
Application Mode Aktif
63
Gambar 3.25.
Flowchart Menu Utama
65
Gambar 3.26.
Flowchart Pelatihan Bagian A
66
Gambar 3.27.
Flowchart Pelatihan Bagian B
67
Gambar 3.28.
Flowchart Pelatihan Bagian C
68
Gambar 3.29.
Flowchart Aplikasi
70
Gambar 3.30.
Flowchart Data Paralel
71
Gambar 3.31.
Rancang Bangun Modul Sabuk Berjalan
73
Gambar 3.32.
Rancang Bangun Modul Pemilih Tampak Atas
73
Gambar 3.33.
Rancang Bangun Modul Pemilih Tampak Samping
74
Gambar 4.1
Modul Kamera PC
76 xi
Gambar 4.2
Komponen dari Modul Pemilih
78
Gambar 4.3.
Pelatihan Jaringan 225 – 100 –10
84
Gambar 4.4.
Pelatihan Jaringan 225 – 50 –10
85
Gambar 4.5.
Pelatihan Jaringan 225 – 25 –5
86
Gambar 4.6.
Pelatihan Jaringan 225 – 10 –2
87
Gambar 4.7.
Pelatihan Jaringan 225 – 5 – 2
88
xii
DAFTAR PERSAMAAN Persamaan 2.1
Identity Function
27
Persamaan 2.2
Binary Step Function
27
Persamaan 2.3
Binary Sigmoid Function dan Turunannya
28
Persamaan 2.4
Bipolar Sigmoid Function dan Turunannya
28
Persamaan 2.5
Fungsi Tangen Hiperbola
28
Persamaan 2.6
Turunan dari Tangen Hiperbola
28
Persamaan 2.7
Sinyal Masukan Pada Elemen Zj
31
Persamaan 2.8
Sinyal Keluaran Pada Elemen Zj
31
Persamaan 2.9
Lapisan Keluaran
33
Persamaan 2.10
Lapisan Keluaran Dengan Faktor Kesalahan δk
33
Persamaan 2.11
Lapisan Dalam (Hidden Unit)
33
Persamaan 2.12
Lapisan Dalam Dengan Faktor Kesalahan δj
33
Persamaan 2.13
Update Bobot koneksi
33
xiii
