alat pendeteksi kualitas daging sapi berdasarkan ...eprints.umm.ac.id/41321/1/pendahuluan.pdf ·...
TRANSCRIPT
i
ALAT PENDETEKSI KUALITAS DAGING SAPI
BERDASARKAN PENGOLAHAN CITRA DENGAN METODE
BACKPROPAGATION
SKRIPSI
Disusun Oleh:
Nama : Arif Budiman
NIM : 201210130311068
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
viii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala.
Atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir yang berjudul :
” ALAT PENDETEKSI KUALITAS DAGING SAPI BERDASARKAN
PENGOLAHAN CITRA DENGAN METODE BACKPROPAGATION”
Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi
perancangan dan analisa tentang sistem informasi. Pembuatan Proyek Akhir ini
merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) di
Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu penulis berharap agar proyek akhir
ini dapat menambah kepustakaan dan dapat memberikan manfaat bagi semuanya.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih
banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran
yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan
ke depan.
Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa
mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis mohon
maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak sengaja.
Malang,
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................. i
LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................... iv
ABSTRAKSI ............................................................................................................. v
ABSTRACT ............................................................................................................. vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................ vii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... viii
DAFTAR ISI ............................................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. xii
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xiv
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3
1.4 Manfaat Masalah ........................................................................................ 3
1.5 Batasan Masalah ......................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................. 4
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 5
2.1 Daging Sapi ................................................................................................ 5
2.2 Citra ............................................................................................................ 6
2.3 Pengolahan Citra ......................................................................................... 7
x
2.3.1 Pengolahan Warna Model RGB ........................................................ 7
2.3.2 Pengolahan Warna Model HSI ........................................................... 8
2.4 Gray Level Co-occurrence Matrix (GLCM) ............................................ 10
2.5 Jaringan Syaraf Tiruan ............................................................................. 10
2.5.1 Komponen Jaringn Syaraf Tiruan .................................................... 11
2.6 Fungsi Aktivasi ......................................................................................... 12
2.7 Metode Backpropagation .......................................................................... 12
2.7.1 Fase Pemakaian Neural Network ..................................................... 15
2.8 Rasppberry Pi ........................................................................................... 15
2.9 Modul Camera Raspberry Pi V2 .............................................................. 17
2.10 Fan Exhaust .............................................................................................. 17
2.11 Lampu Led ............................................................................................... 18
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT .................................. 19
3.1 Diagram Blok Rangkaian Hardware ........................................................ 19
3.2 Anaisa dan Perancangan Sistem ............................................................... 19
3.3 Perancangan dan Pembuaatan Mekanik ................................................... 21
3.4 Desain Perangkat Lunak ............................................................................ 22
3.4.1 Instalalsi Paket Dukungan Matlab untuk Raspberry Pi ................ 22
3.5 Perancangan Program Pengolahan Citra .................................................. 25
3.5.1 Menentukan Nilai RGB Dan HSI .................................................. 26
3.5.2 Menganalis Texture Deenggan Metode Gray Level Co-Occurrence
Matrix (GLCM) ..................................................................................... 27
3.6 Perancangan Kasifikasai ........................................................................... 27
xi
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA .................................................. 30
4.1 Hasil Pengujian Perangkat Lunak Baca Kamera Pada Matlab ................. 30
4.2 Hasil Pengujian Histogram Gambar Pada Matlab .................................... 31
4.2.1 Hasil Aplikasi Nilai RGB dan HSI ................................................. 32
4.2.2 Hasil Aplikasi Nilai Tekstur Dengan Metode GLCM ................... 33
4.3 Hasil Pengujian Fungsional Nilai HSI Dan Tekstur ................................. 34
4.3.1 Analisa Data Daging Sapi Layak .................................................. 34
4.3.2 Analisa Data Daging Sapi Busuk .................................................. 35
4.4 Normalisasi Data ...................................................................................... 37
4.4.1 Normalisasi Data Daging Sapi Layak ........................................... 37
4.4.2 Normalisasi Data Daging Sapi Busuk ........................................... 38
4.5 Arsitektur Jaringan Syaraf Tiruan ............................................................ 39
4.5.1 Hasil Pelatihan ............................................................................... 41
4.5.2 Hasil Pengujian .............................................................................. 45
4.6 Implementasi dan Pengujian .................................................................... 46
BAB V PENUTUP ................................................................................................. 50
5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 50
5.2 Saran ......................................................................................................... 50
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Pembentukan Citra ........................................................... 7
Gambar 2.2 Proses Pengolahan Citra .............................................................. 7
Gambar 2.3 Pemetaan RGB Kubus dengan Sumbu X, Y, Z .......................... 7
Gambar 2.4 Resprentsi Nilai Hue ................................................................... 8
Gambar 2.5 Resprentsi Nilai Saturation .......................................................... 9
Gambar 2.6 Resprentsi Nilai Intensity ............................................................. 9
Gambar 2.7 Neuron Tiruan ............................................................................. 11
Gambar 2.8 Sigmoid Biner ............................................................................. 12
Gambar 2.9 Arsitektur Jaringan Syaraf Tiruan Backpropagation ................... 13
Gambar 2.10 Alur Sistem Pelatihan Umpan Mundur .................................... 14
Gambar 2.11 Alur Sistem Data Pengujian ...................................................... 15
Gambar 2.12 Raspberry Pi 3 ........................................................................... 16
Gambar 2.13 Diagram Blok Raspberry Pi ....................................................... 16
Gambar 2.14 Kamera Raspberry Pi v2 ........................................................... 17
Gambar 2.15 Kipas Exhaust DC 12V .............................................................. 18
Gambar 2.16 Lampu Led RoHS DC 12V ........................................................ 18
Gambar 3.1 Diagram Blok Prinsip Kerja Sistem ............................................ 19
Gambar 3.2 Blok Diagram Rancangan Sistem ................................................ 20
Gambar 3.3 Diagrram Alir Secara Keseluruhan ............................................. 20
Gambar 3.4 Rancangan Kotak Engambilan Citra ........................................... 21
Gambar 3.5 Jendela Add-On Explorer ............................................................ 23
Gambar 3.6 Support Packages Installer .......................................................... 23
Gambar 3.7 Pengaturan Pemilihan Papan Perangkat Keras ............................ 24
Gambar 3.8 Pengaturan Image Firmware ....................................................... 24
Gambar 3.9 Raspberry Pi Terhubung Deengn Kabel Ethernet dan Power ..... 25
Gambar 3.10 Pengaturan Tes Koneksi antara Perangkat Raspberry Pi
dengan Matlab ............................................................................ 25
Gambar 3.11 Figure Menentukan RGB Dan HSI pada Matlab ...................... 26
Gambar 3.12 Figure Gray Level Co-Occurrence Matrix pada Matlab ........... 27
Gambar 3.13 Arsitektur Jaringan Syaraf Tiruan ............................................. 29
xiii
Gambar 4.1 Hasil Pengujian Kamera pada Matlab ........................................ 31
Gambar 4.2 Hasil Pengujian Histogram pada Guide Matlab ......................... 31
Gambar 4.3 Tampilan Nilai data Nilai RGB dan HSI .................................... 33
Gambar 4.4 Tampilan Data Nilai Tekstur ....................................................... 34
Gambar 4.5 Plot Regression ............................................................................ 43
Gambar 4.6 Plot Perform ................................................................................. 43
Gambar 4.7 Grafik Pelatihan untuk Masukkan dan Keluaran ........................ 44
Gambar 4.8 Grafik Pengujian untuk Masukkan dan Keluaran ........................ 46
Gambar 4.9 Tampilan Interface Guide Matlab ................................................ 46
Gambar 4.10 Alat Identifikasi Kuaitas Daging Sapi ....................................... 47
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Data Daging Sapi pada Berat Per 100gram .................................... 5
Tabel 3.1 Spesifiksi Rancangan Alat .............................................................. 22
Tabel 4.1 Hasil Pembacaan Nilai Daging Sapi Layak .................................... 34
Tabel 4.2 Hasil Pembacaan Nilai Daging Sapi Busuk ..................................... 36
Tabel 4.3 Hasil Normalisasi Data Nilai Daging Sapi Layak ........................... 38
Tabel 4.4 Hasil Normalisasi Data Nilai Daging Sapi Busuk ........................... 39
Tabel 4.5 Hasil Pembacaan Nilai Daging Sapi ............................................... 41
Tabel 4.6 Data Hasil Pelatihan ......................................................................... 42
Tabel 4.7 Data Hasil Pengujian ........................................................................ 45
Tabel 4.8 Hasil Pengujian Data Sampel pada Pembacaan Sistem ................... 48
DAFTAR PUSTAKA
[1] R. W. Hadi, I. Setiawan, and Sumardi, “Perancangan Alat Pendeteksi Kualitas
Daging Sapi Berdasar Warna dan Bau Berbasis Mikrokontroler Atmega32
Menggunakan Logika Fuzzy,” vol. 13, no. 1, pp. 21–26, 2011.
[2] Kiswanto, “SAPI DENGAN MENGGUNAKAN TRANSFORMASI
WAVELET HAAR Tesis untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai
derajat Sarjana S-2 Program Studi Magister Sistem Informasi Oleh Kiswanto
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS DIPONEGORO,” 2012.
[3] S. A. Wibowo, B. Hidayat, and U. Sunarya, “Simulasi dan Analisis Pengenalan
Citra Daging Sapi dan Daging Babi dengan Metode GLCM,” Semin. Nas. Inov.
Dan Apl. Teknol. Di Ind. 2016, pp. 338–343, 2016.
[4] R. D. Boyle and R. Boyle, “Image processing , analysis and and machine Image
Processing , Analysis , and Machine Vision Second Edition,” no. January, 2008.
[5] N. Purwaningsih, I. Soesanti, and H. A. Nugroho, “Ekstraksi Ciri Tekstur Citra
Kulit Sapi Berbasis Co-Occurrence Matrix,” pp. 6–8, 2015.
[6] A. Wiharja, Yanuar Putu; Harjoko, “Pemrosesan Citra Digital untuk Klasifikasi
Mutu Buah Pisang Menggunakan Jaringan Saraf Tiruan Pemrosesan Citra
Digital untuk Klasifikasi Mutu Buah Pisang Menggunakan Jaringan Saraf
Tiruan,” Ijeis, vol. 4, no. May 2014, pp. 57–68, 2015.
[7] E. Budianita, J. Jasril, and L. Handayani, “Implementasi Pengolahan Citra dan
Klasifikasi K-Nearest Neighbour Untuk Membangun Aplikasi Pembeda Daging
Sapi dan Babi Berbasis Web,” J. Sains dan Teknol. Ind., vol. 12, no. Vol 12, No
2 (2015): Juni 2015, pp. 242–247, 2015.
[8] Pambudi. Prasetyo Eko, Sutanta. Edhy, Mujiman. 2014 “Identifikasi Daging
Segar Menggunakan Sensor Warna Rgb Tcs3200-Db” Jurusan Teknik Elektro,
Jurusan Teknik Informatika, Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.