JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ...eprints.umm.ac.id/41134/1/PENDAHULUAN.pdf ·...
Transcript of JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ...eprints.umm.ac.id/41134/1/PENDAHULUAN.pdf ·...
i
ALAT PEMILAH BUAH KOPI OTOMATIS MENGGUNAKAN
KAMERA BERBASIS RASPBERRY PI 3
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi
Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Oleh :
Rieno Oktavian Prasetyo
201210130311089
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
ALAT PEMILAH BUAH KOPI OTOMATIS MENGGUNAKAN
KAMERA BERBASIS RASPBERRY PI 3
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
Rieno Oktavian Prasetyo
201210130311089
Diperiksa dan Disetujui Oleh:
Pembimbing I
Zulfatman, M.Eng
Pembimbing II
Ir. Nurkasan, M.T.
LEMBAR PENGESAHAN
ALAT PEMILAH BUAH KOPI OTOMATIS MENGGUNAKAN
KAMERA BERBASIS RASPBERRY PI 3
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
RIENO OKTAVIAN PRASETYO
201210130311089
Tanggal Ujian : 13 Oktober 2018
Periode Wisuda : 4 / 24 November 2018
Disetujui Oleh:
1. Zulfatman, M.Eng (Pembimbing I)
NIDN : 0709117804
2. Ir. Nurkasan, M.T. (Pembimbing II)
NIDN : 0707106301
3. M. Chasrun Hasani, ST, MT (Penguji I)
NIDN : 0007086808
4. Widianto, ST, MT (Penguji II)
NIDN : 0722048202
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.
NIDN : 0718036502
iv
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Rieno Oktavian Prasetyo
Tempat/Tanggal Lahir : Bojonegoro, 27 Oktober 1993
NIM : 201210130311089
Fakultas / Jurusan : TEKNIK / ELEKTRO
Dengan ini sanya menyatakan bahwa Tugas Akhir Saya dengan judul “Alat
Pemilah Buah Kopi Otomatis Menggunakan Kamera Berbasis Raspberry Pi
3” beserta isinya adalah karya saya sendiri dan bukan karya tulis orang lain,
kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian
pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan
adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya, atau ada klaim
dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung
segala bentuk sanksi yang berlaku.
Malang, 19 Oktober 2018
Yang Membuat Pernyataan
(Rieno Oktavian Prasetyo)
Mengetahui,
Dosen Pembimbing I
Zulfatman, M.Eng
Dosen Pembimbing II
Ir. Nurkasan, M.T.
vii
LEMBAR PERSEMBAHAN
Alhamdulillahi Robbil Alamin. Atas berkat rahmat Allah SWT dan
dukungan serta doa dari orang-orang tercinta, akhirnya skripsi ini dapat
diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu rasa syukur dan bahagia saya ucapkan
terima kasih kepada:
1. Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya, serta atas
karuniaNya skripsi ini dapat dibuat dan diselesaikan dengan baik.
2. Ayah dan Ibunda saya, yaitu Bapak dan Ibunda yang selalu memberikan
semangat dan dukungan materi serta doa yang tiada henti untuk kesuksesan
saya.
3. Bapak Dosen Pembimbing, yaitu Bapak Zulfatman, M.Eng dan Bapak Ir.
Nurkasan, M.T. yang selama ini telah sabar memberikan bimbingan kepada
saya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.
4. Bapak Dosen Penguji, yaitu Bapak, M. Chasrun Hasani, ST., MT dan
Bapak Widianto, ST., MT yang telah bersedia memberikan waktunya untuk
menguji dan mengomentari hasil skripsi saya.
5. Bapak Dosen Akademik, yaitu Bapak Ir. Dr. Ermanu Azizul Hakim, M.T.
yang telah sabar membimbing saya selama saya kuliah di Jurusan Elektro
Universitas Muhammadiyah Malang.
6. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang,
yang telah bersedia memberikan ilmunya kepada saya selama saya belajar di
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.
7. TU Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang, yang selalu sabar
untuk memberikan informasi selama saya kuliah hingga skripsi ini
diselesaikan.
8. Ketiga Saudara saya (Kakak) yang telah memberikan semangat dan doanya
untuk saya dalam menyelesaikan skripsi ini.
9. Teman-Teman saya semua, yang telah membantu dan mendukung saya
selama saya belajar di Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.
viii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, atas pemberian
Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang
berjudul:
Alat Pemilah Buah Kopi Otomatis Menggunakan
Kamera Berbasis Raspberry Pi 3
Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi
Pemilah Buah Kopi mengikuti jalur kematangan yang sudah ditentukan, dan
komunikasi antara Python terhadap Mikrokontroler Raspberry Pi 3. Peneliti
menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih banyak
adanya kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan
saran yang membangun agar tulisan ini dapat lebih bermanfaat bagi pengembang
ilmu pengetahuan kedepan.
Malang, Oktober 2018
Rieno Oktavian Prasetyo
ix
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL .............................................................................................. i
LEMBAR PERSETUJUAN................................................................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ iii
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................. iv
ABSTRAK .......................................................................................................... v
ABSTRACT ........................................................................................................ vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................. vii
KATA PENGANTAR .......................................................................................... viii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ....................................................................................... 3
1.3. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 3
1.4. Manfaat Penelitian ....................................................................................... 3
1.5. Batasan Masalah .......................................................................................... 4
1.6. Sistematika Penulisan ................................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kopi ...........................................................................................................6
2.2. Raspberry Pi 3 Model B ............................................................................6
2.3. Raspberry Pi Camera Module ...................................................................7
2.4. Motor DC ...................................................................................................8
2.5. Citra Digital ...............................................................................................9
2.5.1. Pengertian Citra Digital .................................................................9
x
2.5.2. Elemen Dasar Citra ........................................................................12
2.5.3. Tipe Citra .......................................................................................14
2.5.4. Ekstraksi Warna .............................................................................16
2.6. Thresholding ..............................................................................................16
2.6.1. Proses Threshold ............................................................................17
2.7. Modul Relay 5V 4 Channel .......................................................................18
2.8. Pyton ..........................................................................................................18
2.8.1. Keunggulan Pyton ..........................................................................19
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1. Metodologi Penelitian ................................................................................20
3.2. Perancangan Hardware ..............................................................................20
3.2.1. Diagram Blok ..............................................................................20
3.2.2. Pembacaan Kamera Raspberry PI Modul ...................................22
3.2.3. Konfigurasi Pin Raspberry Pi 3...................................................23
3.3. Perancangan Software ...............................................................................24
3.3.1. Diagram Alir ................................................................................24
3.3.2. Software Python ..........................................................................26
3.4. Perancangan Mekanik ................................................................................27
3.5. Tahap Pengujian .........................................................................................31
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengujian Camera Raspberry Pi ...............................................................33
4.1.1. Tujuan Pengujian .........................................................................33
4.1.2. Blok Diagram Rangkaian yang Diuji ..........................................33
4.1.3. Peralatan yang Diperlukan ..........................................................34
4.1.4. Prosedur Pengujian ......................................................................34
4.1.5. Hasil Pengujian ............................................................................35
xi
4.2. Pengujian Pengolahan Citra .......................................................................35
4.2.1. Tujuan Pengujian .........................................................................35
4.2.2. Blok Diagram Rangkaian yang Diuji ..........................................35
4.2.3. Peralatan yang Diperlukan ..........................................................36
4.2.4. Prosedur Pengujian ......................................................................36
4.2.5. Hasil Pengujian ............................................................................37
4.3. Pengujian Keseluruhan Alat ......................................................................38
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan.............................................................................................41
5.2 Saran.......................................................................................................41
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Raspberry Pi 3 Model B ............................................................................7
Gambar 2.2. Raspberry Pi Camera Module ...................................................................8
Gambar 2.3. Motor DC 5V .............................................................................................9
Gambar 2.4. Bitmap Dengan Nilai Matriksnya ..............................................................9
Gambar 2.5. Perbedaan Ketepatan Warna Bitmap ..........................................................10
Gambar 2.6. Perbedaan letak titik origin pada koordinat grafik dan pada citra .............11
Gambar 2.7. Model HSV ................................................................................................15
Gambar 2.8. Proses Threshold ........................................................................................17
Gambar 2.9. Modul Relay 5V 4 Channel........................................................................18
Gambar 3.1. Blok Diagram Perancangan Hardware .......................................................21
Gambar 3.2. Perancangan Hardware ..............................................................................21
Gambar 3.3. Skematik alat pengambilan gambar ...........................................................22
Gambar 3.4. Konfigurasi Pin Raspberry Pi 3 Model B ..................................................23
Gambar 3.5. Diagram Alir Sistem Alat Pemilah Buah Kopi ..........................................25
Gambar 3.6. Tampilan Jendela Python Idle ....................................................................26
Gambar 3.7. Tampilan Alat Pemilah Buah Kopi Otomatis .............................................27
Gambar 3.8. Tempat Penampung Buah Kopi ..................................................................27
Gambar 3.9. Pintu Pemilah Matang, Sedang dan Mentah ..............................................28
Gambar 3.10. Tampilan Kamera Raspberry Pi ................................................................28
Gambar 3.11. Rangkaian Modul Raspberry Pi 3 dan Modul Relay 5V ..........................28
Gambar 3.12. Program Deteksi Gerak Jatuhnya Buah Kopi ...........................................29
Gambar 3.13. Pengambilan Gambar Buah Kopi .............................................................29
xiii
Gambar 3.14. Program Pemotongan Gambar .................................................................29
Gambar 3.15. Program Konversi Gambar RGB ke HSV ................................................30
Gambar 3.16. Program Logika Threshold .......................................................................31
Gambar 4.1. Blok Diagram Pengujian Modul Kamera Raspberry Pi ............................33
Gambar 4.2. Tampilan Foto Buah Kopi (a) Buah Kopi Mentah (b) Buah Kopi
Setengah Matang (c) Buah Kopi Matang ....................................................................35
Gambar 4.3. Blok Diagram Pengujian Pengolahan Citra ...............................................35
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Hasil Data Buah Kopi ............................................................................ 37
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Keseluruhan Alat Buah Kopi Mentah ............................. 38
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Keseluruhan Alat Buah Kopi Sedang ............................. 39
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Keseluruhan Alat Buah Kopi Matang ............................. 39
Daftar Pustaka
[1] Sunu Jatmika,Dwi Purnama Sari 2014. Rancang bangun alat pendeteksi
kematangan buah apel dengan menggunakan metoda image processing
berdasarkan komposisi warna.
[2] Dimas Rizki Radityo; Muhammad Riyan Fadillah; Quincy Igwahyudi;Satrio
Dewanto. Alat penyortir dan pengecekan kematangan buah menggunakan
sensor warna.
[3] Dedy W. Soedibyo, Usman Ahmad, Kudang B. Seminar, I Dewa Made Subrata.
Rancang Bangun Sistem Sortasi Cerdas Berbasis Pengolahan Citra Untuk Kopi
Beras, 2010
[4] Layla Febry Hidayati, Yuliana Setiarini, Haki Midia Aliman Hakim. Alat
Pendeteksi Kualitas Biji Kopi untuk Kopi Papain (kopi citarasa kopi luwak
tanpa menggunakan luwak) dengan metode pengukuran nilai kapasitansi, 2013.
[5] T.Sutoyo,S.Si., M.Kom., Edy Mulyanto, S.Si., M.Kom., Dr. Vincent Suhartono,
Oky Dwi Nurhayati, M.T., Wijanarto, M.Kom 2009. Teori pengolahan citra
digital.
[6] ShwetaPatil, Sanjay Lakshminarayan,”Position Control of Pick and Place
Robotic Arm”,EIE’s 2nd Intl’ Conf.Comp., Energy, Net., Robotics and
Telecom. EIE Con 2012.
[7] Sahu, S., Lenka, P.; Kumari, S.; Sahu, K.B.; Mallick, B.; ―Design a colour
sensor: Application to robot handling radiation work‖, Vol. 56, No.10, pp. 365-
368, 2007, Industrial. Engineering.
[8] Faridah, Coffee Bean Grade Determination Based On Image Parameter,
Department of Physic Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Gadjah
Mada, 2010.
[9] Wicaksono Ario, Rancang Bangun Pintu Pintar Pada Ruang Kerja dengan
Mendeteksi Wajah Berbasis Pengolahan Cara, 2016
[10] Ahmad, Usman, Pengolahan Citra Digital & Teknik Pemrogramannya, Graha
Ilmu, Yogyakarta, 2005.
[11] Fadlisyah, Computer Vision dan Pengolahan Citra, Penerbit Andi, Yogyakarta,
2007
[12] Ishwahyudi, Catur, Prototype Aplikasi Untuk Mengukur Kematangan Buah
Apel Berdasarkan Kematangan Apel, Teknologi Industri, Institut Sains &
Teknologi AKPRIND, Yogyakarta, 2010
[13] Khadir Abdul dan Susanto Adi. “Teori dan aplikasi pengolahan citra”. Penerbit
Andi, Yogyakarta, 2013.
[14] Hermawati Astuti Fajar. “Pengolahan Citra Digital Konsep dan Teori”. Penerbit
Andi, Yogyakarta, 2013
[15] Budiningsih, Rahayu. (2013). Aplikasi Pengolahan Citra Untuk Mendeteksi
Mutu Buah Jeruk Berdasarkan Kerusakan Buah Jeruk Dengan Menggunakan
Metode Thresholding. Yogyakarta : Teknik Informatika UAD.
[16] Ananto, I. D., Murinto. 2015. Aplikasi Pengolahan Citra Mendeteksi Kualitas
Cabai Berdasarkan Tingkat Kematangan Menggunakan Transformasi Warna
YCBCr. Jurnal Informartika UAD Vol.9 No. 2, Juli 2015.
[17] Sutoyo. T, Mulyanto. Edy, Suhartono. Vincent, Dwi Nurhayati Oky, Wijanarto,
“ Teori Pengolahan Citra Digital ”, Andi Yogyakarta dan UDINUS Semarang,
2009.
[18] Purnomo Mauridhi Hery, Muntasa Arif, “ Konsep Pengolahan Citra Digital dan
Ektraksi Fitur “, Graha Ilmu Yogyakarta, 2010.
[19] Aryuanto, Somawirata Komang, Limpraptono. F. Yudi, “A New Color
Segmentation Method Based on Normalized RGB Chromaticity DiagramI” ,
ISSN 2085 – 973, Seminar on Intelligent Technology and Its Applications,
2009.