1Makalah Seminar Tugas AkhirPENGENDALIAN ORIENTASI WEBCAM SEBAGAI PENGAWAS RUANGAN DENGAN

METODE KONTROL FUZZY

Masrian[1], Iwan Setiawan, ST, MT[2], Darjat, ST, MT[2]

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas DiponegoroJln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia

AbstrakSuatu sistem keamanan yang baik sangat diperlukan untuk membantu mengurangi, mencegah dan mengatasi

permasalahan kriminalitas yang terus meningkat. Saat ini kamera video telah diterapkan untuk mendukung sistemkeamanan. Kamera akan merekam gambar atau obyek didepannya serta menyimpannya dalam media penyimpan yangdimiliki. Sistem keamanan yang diterapkan pada area yang luas akan membutuhkan perangkat monitoring dalamjumlah besar. Dengan menggunakan perangkat monitoring yang dapat bergerak bebas untuk memantau suatu ruangan,maka jumlah perangkat yang banyak dapat dikurangi, terlebih kalau perangkat tersebut dapat bergerak secaraotomatis sehingga tidak diperlukan operator untuk menggerakkan perangkat monitoring tersebut.

Dalam tugas akhir ini akan dirancang sistem pengendalian orientasi webcam yang difungsikan sebagai alatmonitoring ruangan yang mampu mengikuti suatu obyek yang bergerak didepannya serta memposisikan obyek tersebutditengah-tengah perekaman gambar sehingga dihasilkan mutu perekaman gambar yang bagus. Metode kontrol yangdipakai dalam pengendalian webcam adalah Fuzzy Logic Controller. Sedangkan bahasa pemrograman yangdigunakan adalah Microsoft Visual Basic pada PC dan bahasa C embedded dalam mikrokontroler ATMEGA8535.

Dari hasil pengujian didapatkan bahwa Pengendalian orientasi kamera mempunyai respon yang cukup baikterutama pada obyek diam yaitu dengan error steady state rata-rata 30 pixel. Error steady state terjadi karenakarakteristik motor yang mempunyai dead zone yang cukup lebar. Motor bisa berputar jika diberikan minimal 33%dutycycle PWM. Jika dalam area monitoring tidak terdapat obyek maka sistem akan melakukan scanning sampaiditemukan obyek. Pada pengawasan obyek bergerak, kamera akan melakukan pergerakan sama dengan arahpergerakan obyek baik untuk obyek berkecepatan lambat maupun cepat. Kecepatan maksimum webcam adalah 0,8RPM. Prinsip dan respon pada obyek mejemuk hampir sama dengan obyek tunggal.

Kata kunci : Pengendalian webcam, Fuzzy Logic Controller, mikrokontroler ATMEGA8535.

I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Meningkatnya angka kriminalitas sekarang inimenuntut orang untuk lebih waspada dalammenjaga diri serta menjaga harta benda yangdimiliki. Suatu sistem keamanan yang baik sangatdiperlukan untuk membantu mengurangi, mencegahdan mengatasi permasalahan kriminalitas. Sistemkeamanan dapat diterapkan di rumah, tempatpameran, toko, kantor dan tempat-tempat lainnya.

Saat ini kamera video telah diterapkan untukmendukung sistem keamanan. Kamera akanmerekam gambar serta menyimpannya dalam mediayang dimiliki. Untuk aplikasi yang lebih maju,kamera dapat difungsikan seperti mata padamanusia. Apabila diketahui ada orang tak dikenalmasuk maka sistem keamanan akan mengambilsuatu tindakan seperti menutup pintu, membunyikansirene atau bahkan menembak pelaku.

Sistem keamanan yang diterapkan pada areayang luas akan membutuhkan perangkat monitoringdalam jumlah besar. Dengan menggunakanperangkat monitoring yang dapat bergerak bebasuntuk memantau suatu ruangan, maka jumlahperangkat yang banyak dapat dikurangi, terlebihkalau perangkat tersebut dapat bergerak secara

otomatis sehingga tidak diperlukan operator untukmenggerakkan perangkat monitoring tersebut.

1.2 TujuanTujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan

tugas akhir ini adalah untuk merencanakan, merancangdan membuat sistem pengendalian orientasi webcamyang difungsikan sebagai alat monitoring ruanganyang mampu mengikuti suatu obyek yang dikehendakidalam area monitoring serta memposisikan obyektersebut ditengah-tengah perekaman gambar.

1.3 Pembatasan MasalahPembatasan masalah pada tugas akhir ini yaitu:

1. Perancangan perangkat keras serta perangkatlunak untuk mengendalikan webcam.

2. Aktuator yang digunakan untuk menggerakanwebcam berupa motor DC yang dikendalikandengan prinsip PWM menggunakanmikrokontroler ATMEGA8535.

3. Bahasa pemrograman yang digunakan untukmembangun interfacing adalah Visual Basic.

4. Background atau dinding ruangan yangdigunakan mempunyai warna yang berlainanterhadap obyek.

5. Webcam hanya mempunyai 1 derajat kebebasanyaitu berputar dalam bidang horizontal.

2II DASAR TEORI2.1 Webcam

Webcam adalah kamera kecil yang dapatmenangkap video serta gambar, serta dapatmenyimpannya dalam hard drive komputer.Memasang webcam sangatlah mudah karenawebcam memiliki fitur fungsionalitas USB pasangdan penggunaan yang mudah, dan semuanya ituhanya membutuhkan beberapa langkah mudahuntuk memasang dan mengoperasikan webcam.

Gambar 2.1 contoh webcam.

2.2 Mikrokontroler ATmega8535ATmega8535 merupakan mikrokontroler

keluarga AVR (Alf and Vegards Risc Processor).Pada mikrokontroler ini, hampir semua instruksidieksekusi dalam satu siklus clock, hal ini berbedadengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12siklus clock.

Fitur yang dimiliki oleh ATmega8535 yaitu:1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A,

Port B, Port C, dan Port D.2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan

pembanding.4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.5. Watchdog Timer dengan osilator internal.6. SRAM sebesar 512 byte.7. Memori flash sebesar 8kb dengan

kemampuan Read While Write.8. Unit interupsi internal dan eksternal.9. Port antarmuka SPI.10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat

diprogram saat operasi.11. Antarmuka komparator analog.12. Port USART untuk komunikasi serial.13. Empat kanal PWM.14. Tegangan operasi sekitar 4.5-5.5V.

Gambar 2.2 Susunan kaki mikrokontroler ATmega8535.

2.3 Motor DC dan Driver Motor H-BridgeSalah satu jenis motor yang sering digunakan

dalam bidang kontrol yaitu Motor DC. Motor DC akanberputar jika dialiri tegangan dan arus DC.

Gambar 2.3 Motor DC dan jembatan H.

Sistem pengaturan motor DC yang seringdigunakan pada sistem kontrol yaitu dengan H-Bridgeyang pada pada dasarnya adalah 4 buah transistor yangdifungsikan sebagai saklar. Pengaturan motor DCyaitu meliputi kecepatan dan arah. Pengaturan arahyaitu dengan cara membalik tegangan logika masukanH-bridge. Sedangkan sistem pengendalian kecepatanmotor DC digunakan prinsip PWM (Pulse WidthModulator) yaitu suatu metode pengaturan kecepatanputaran motor DC dengan mengatur lamanya waktupensaklaran aktif (Duty Cycle). Semakin besar dutycycle maka tegangan ekivalennya semakin besar,begitu pula sebaliknya.

2.4 Pengendali Logika FuzzyFuzzy berarti samar, kabur atau tidak jelas.

Fuzzy adalah istilah yang dipakai oleh Lotfi A Zadehpada bulan Juli 1964 untuk menyatakan kelompok /himpunan yang dapat dibedakan dengan himpunanlain berdasarkan derajat keanggotaan dengan batasanyang tidak begitu jelas (samar).

Pada teori himpunan fuzzy memungkinkanderajat keanggotaan (member of degree) suatu objekdalam suatu himpunan dinyatakan dalam intervalantara 0 dan 1 atau [0 1]. Fungsi keanggotaan(membership function) dari himpunan fuzzy dapatdisajikan dalam bentuk gabungan derajat keanggotaantiap-tiap elemen pada semesta pembicaraan.

Pada Gambar 2.4 diperlihatkan diagram blokpengendali logika fuzzy.

Gambar 2.4 Diagram blok pengendali logika fuzzy.

3Fuzzifikasi merupakan suatu proses untukmengubah suatu peubah masukan dari bentuk tegas(crisp) menjadi peubah fuzzy (variable linguistik)yang biasanya disajikan dalam bentuk himpunan-himpunan fuzzy dengan fungsi keanggotaannyamasing-masing.

Evaluasi aturan merupakan prosespengambilan keputusan (inference) yangberdasarkan aturan-aturan yang ditetapkan padabasis aturan (rules base) untuk menghubungkanantar peubah-peubah fuzzy masukan dan peubahfuzzy keluaran. Aturan-aturan ini berbentuk jika ...maka....(IF ... THEN...).

Proses pengambilan keputusan menggunakanmetode Sugeno memberikan efisiensi komputasikarena dalam metode ini fungsi keanggotaankeluaran menggunakan fungsi singleton sehinggamempercepat penghitungan. Metode ini mempunyaibentuk aturan :

IF x is A and y is B then z = px+qy+k (4)dimana :x : variabel masukan 1A : himpunan fuzzy untuk variabel masukan Xy : variabel masukan 2B : himpunan fuzzy untuk variabel masukan Yz : variabel keluaranp,q,k : konstanta tegas pada semesta pembicaraan

W(p dan q bisa bernilai 0).

Implikasi dalam metode Sugeno yaitumerupakan suatu perkalian antara keluaran bagianantecendent dengan fungsi keanggotaan keluaransingleton. Sedangkan agregasi dalam metodeSugeno merupakan pengumpulan semua fungsikeanggotaan singleton hasil dari implikasi.

A1

A2

B1

B2

C1

C2

U

U

V

V

W

W

W

X0 Y0

1Am 1Bm

2Bm 2Cm

1Cm

Cm

2Am

Antecedent Consequent

Fuzzyfikasi OperatorANDImplikasi

MinAgregasi

(Max)

Gambar 2.5 Proses inferensi basis aturan.

Defuzzifikasi merupakan proses pengubahanbesaran fuzzy yang disajikan dalam bentukhimpunan-himpunan fuzzy keluaran dengan fungsikeanggotaannya untuk mendapatkan kembalibentuk tegasnya. Hal ini diperlukan karena planthanya mengenal nilai tegas sebagai besaransebenarnya untuk regulasi prosesnya.

2.6 Deteksi Tepi CitraCitra merupakan penggambaran dua dimensi

dari bentuk fisik tiga dimensi. Citra digital merupakansuatu matriks yang elemen-elemennya menyatakantingkat keabuan dari elemen gambar. Untukmendapatkan suatu citra digital diperlukan suatuproses konversi, sehingga citra tersebut selanjutnyadapat diproses dengan komputer.

Pengolahan Citra merupakan proses pengolahandan analisis citra yang banyak melibatkan persepsivisual. Istilah pengolahan citra digital secara umumdidefinisikan sebagai pemrosesan citra dua dimensidengan komputer.

Deteksi tepi merupakan salah satu prosespengolahan yang sering dilakukan pada analisis citra.Proses tersebut bertujuan untuk meningkatkanpenampakan garis pada citra. Proses penentuan garisbatas suatu wilayah yang homogen dengan caramembandingkan nilai pixel suatu titik terhadap pixeltetangga.

(a) (b) (c)Gambar 2.6 Contoh deteksi tepi suatu citra digital.

(a) Citra asli(b) Deteksi tepi horizontal(c) Deteksi tepi Vertikal

III PERANCANGAN SISTEMPada sistem pengendalian kamera ini dirancang

untuk mengawasi suatu obyek yang telah ditentukanberdasarkan intensitas warna (RGB) yang dimiliki.Sistem pengendalian ini digerakkan oleh kontrolerdengan metode kontrol fuzzy. Dimana sinyal kontrolakan mengatur posisi orientasi (arah/pandangan)webcam yaitu dengan memberikan suatu nilai darikecepatan angular ( )(tw ) pada motor DC. Secaraumum, diagram blok perancangan sistem pengendalianorientasi webcam menggunakan kendali logika fuzzyditunjukkan seperti pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Blok diagram pengendalian orientasi webcammenggunakan kendali logika fuzzy

4Referensi (set point posisi) adalah posisiobyek yang diinginkan yaitu ditengah-tengah layarmonitoring (horizontal). Resolusi gambar yangdigunakan adalah 640x480, dengan demikianreferensinya yaitu 320. Error(e(k)) didapat denganmembandingkan referensi dan jarak aktual obyek.Sedangkan delta error didapatkan dari nilaikesalahan sekarang dikurangi dengan nilaikesalahan sebelumnya. Kedua nilai ini (error dandelta error) digunakan sebagai masukan kendalilogika fuzzy.

Perancangan pada sistem PengendalianOrientasi Webcam sebagai Pengawas Ruangandengan Metode Kontrol Fuzzy akan dibagimenjadi 2 yaitu perancangan perangkat lunak(Software) dan perangkat keras (Hardware).

3.1 Perancangan HardwareSecara umum perancangan sistem ini dapat

dijelaskan sebagai berikut :1.PC digunakan sebagai pusat pemrosesan data

video dan pemrosesan sinyal kontrol yang akandikirim ke mikrokontroler.

2.webcam digunakan sebagai media perekamvideo yang berfungsi sebagai alat pengawassekaligus sebagai masukan untuk kontroleryaitu koordinat atau posisi obyek yangditangkap.

3.Mikrokontroler ATmega8535 digunakan untukmengolah sinyal kontrol dari PC yangdigunakan sebagai masukan sinyal PWM.

4.Driver motor DC L293D untuk menguatkanarus keluaran dari mikrokontroler.

5.Motor DC sebagai penggerak atau pemutarwebcam. Kecepatan putarnya dikendalikanmelalui perubahan duty cycle PWM.

3.1.1 Komputer / PCMerupakan perangkat utama pada sistem

pengendalian orientasi webcam karena disinilahpusat pengolahan data. Komputer menerima datagambar dari webcam kemudian melakukanpemrosesan citra untuk mendapatkan nilai posisidari obyek yang diamati. Komputer terhubungdengan webcam melalui port USB. Hasilpemrosesan citra akan diperoleh sinyal error. Sinyalerror bersama-sama dengan delta error (selisiherror sekarang dan error sebelumnya) akandiproses kembali yaitu dalam perhitungan kendalifuzzy. Keluaran dari kendali fuzzy berupa suatu nilaimasukan untuk PWM. Data ini dikirim kemikrokontroler malalui komunikasi serial RS232.

3.1.2 Sistem Mikrokontroler ATMega8535Mikrokontroler ATMega8535 berfungsi sebagai

penerima sinyal kontrol dari komputer melaluikomunikasi serial RS232. Sinyal kontrol ini kemudiandiolah dan digunakan sebagai masukan PWM. Selainmenerima data masukan untuk PWM, mikrokontrolerjuga menerima data arah perputaran motor DC.

Output dari mikrokontroler yaitu sinyal PWMpada pin B.3 (timer0) yang berfungsi memberikanpulsa kotak ke driver motor yang untuk selanjutnyadigunakan untuk mengatur kecepatan putar motor DC.Pin B.0 dan B.1 digunakan sebagai masukan drivermotor untuk menentukan arah putar motor DC yaitukekiri maupun kekanan.

3.1.3 WebcamWebcam yang digunakan pada sistem tugas

akhir ini yaitu produk dari Sun Flower dengan tipe SF-1007. Spesifikasi dari webcam ini yaitu : 1. Resolusi : 160x120, 176x144, 320x240,

352x288, 640x480. 2. Hasil record berformat data AVI. 3. Pengaturan fokus kamera terdapat pada sisi

depan kamera yaitu secara manual. 4. Pengaturan pencahayaan putih (white balance)

secara otomatis. 5. Dilengkapi built-in image compression.

6. Pengaturan keseimbangan warna (colorcompensated) secara otomatis.

3.1.4 Motor DC dan driver motor L298Motor DC merupakan sebuah komponen yang

memerlukan arus yang cukup besar untukmenggerakannya. Oleh karena itu motor DC biasanyamemiliki penggerak tersendiri. Pada tugas akhir inimotor DC akan digerakkan dengan menggunakanPWM yang telah terintegrasi dengan rangkaian H-Bridge.

Dengan rangkaian H-Bridge yang memilikiinput PWM ini, maka selain arah kita juga bisamengendalikan kecepatan putar motor DC tersebut.Perancangan driver motor DC yaitu sebagai berikut :

Gambar 3.2 Wiring Driver Motor DC.

53.2 Perancangan Software3.2.1 Perancangan Software pada Komputer Perancangan perangkat lunak (software) padakomputer menggunakan bahasa pemrogramanVisual Basic 6.0. Flow chart program utama dapatdilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Flowchart program utama.

3.2.1.1 MainformProsedur pada mainform akan menjalankan

fungsi pendeteksian driver, kemudian dilanjutkandengan pemanggilan prosedure create capturewindow dan yang terakhir adalah membuka form1.

Pada form utama terdapat sebuah timeryang berfungsi untuk menjalankan suatu prosedurpenyimpanan gambar secara terus menerus danmeng-overwrite gambar sebelumnya, sertamenampilkannya secara terus menerus pada picturebox di form1 yang merupakan form interfacing padasistem pengendalian orientasi webcam ini.

3.2.1.2 Form1Program yang ditangani pada Form1 yaitu

melakukan pengolahan citra (perhitungan error),prosedure pemilihan obyek, melakukan perhitungansinyal kontrol berdasarkan algoritma kendali fuzzy,serta mengirim sinyal kontrol ke mikrokontrolermelalui komunikasi serial RS232.

a. Perhitungan ErrorFlowchart pembacaan gambar sehingga dihasilkan

sinyal error adalah sebagai berikut :

Gambar 3.4 Flowchart perhitungan error.

Mode pemilihan obyek pada tugas akhir iniyaitu: HITAM, MERAH, KUNING, HIJAU, BIRU,PUTIH, dan KONTRAS (terhadap background).

Sistem deteksi dilakukan pada obyek warnadengan cara filterisasi nilai RGB pada citra. Caramenetapkan nilai batas pada filter dengan cara coba-coba(trial-error). Sedangkan pada mode kontras yaitudengan deteksi tepi.

b. Prosedure fungsi fuzzyPengendali logika fuzzy akan mengevaluasi tiap

masukan fuzzy yaitu error dan delta error dari hasilpengolahan citra gambar kemudian melakukanperhitungan sinyal kontrol melalui tahapan Fuzzifikasi,evaluasi rule dan defuzzifikasi. Pengendali fuzzy yangdigunakan dalam sistem ini adalah sugeno fuzzymodel.

FuzzifikasiDalam perancangan kendali logika fuzzy ini

terdapat 2 fungsi keanggotaan masukan (Error dandelta error) dan 1 fungsi keanggotaan keluaran.

6Gambar 3.5 Fungsi keanggotaan error.

Gambar 3.6 Fungsi keanggotaan delta error.

Gambar 3.7 Fungsi keanggotaan keluaran fuzzy.

Evaluasi aturanMetode pengambilan keputusan (inferensi)

yang digunakan dalam pemrograman ini adalahmetode product dimana hasil Fuzzifikasi masukanerror dan delta error dikalikan.Tabel 3.1 Basis aturan Fuzzy

Error

DError NB NS NZ PS PB

NB R1 R1 R3 L3 L3

NS R1 R2 LZ/RZ L3 L3

Z R2 R2 LZ/RZ L2 L2

PS R3 R3 LZ/RZ L2 L1

PB R3 R3 L3 L1 L1

DefuzzifikasiHasil keluaran fuzzy (crisp output) akan

menentukan besar kecepatan angular motor sebagaipenggerak webcam. Untuk mendapatkan nilai tegas(crisp) pada model fuzzy sugeno denganmemasukkan nilai-nilai hasil evaluasi aturankedalam rumus :

( ) ( )

( )

=

i

iOutCrispi

ii

OutputFuzzy

axisXdisingletonPosisiOutputFuzzy_

3.2.2 Perancangan Software padaMikrokontroler ATMega8535Fungsi mikrokontroler adalah menerima data

hasil output fuzzy kemudian pengolah data tersebutsebagai masukan PWM.

Flowchart pada Mikrokontroler untukmenangani fungsinya adalah sebagai berikut :

Gambar 3.8 Flowchart program pada mikrokontroler.

Komunikasi serial yang digunakan yaitu modeAsynchronous, Baud rate 9600 dengan parameterkomunikasi 8 Data, 1 Stop bit dan tidak ada Parity.

PWM digunakan adalah PWM0 dengan Clockvalue 500.000 kHz dan Mode Phase correct PWMtop=FFh. PINB.3 (OC0) output yang terhubungadalah Non-Inverted PWM.

IV PENGUJIAN DAN ANALISA4.1 Pengujian Perangkat Keras (Hardware)4.1.2 Pengujian PWM Mikrokontroler

Pengujian PWM dilakukan denganmenggunakan program yang dibuat secara khusus agarmikrokontroler dapat berkomunikasi secara serialdengan PC. Dengan demikian data nilai PWM padaregister OCR0 dapat diganti-ganti melalui PC.

Pengujian PWM dilakukan dengan memasukkannilai PWM tertentu dan menghitung duty cycle-nya.Berikut adalah beberapa screen shoot pada osiloskopguna memperlihatkan pengaruh perubahan data padaregister OCR0 terhadap lebar duty cycle.

(a) (b) (c)Gambar 4.1 Sinyal PWM pada mikrokontroler

a. OCR0 = 64 (25% duty cycle)b. OCR0 = 32 (13% duty cycle)c. OCR0 = 192 (75% duty cycle)

Output PWM telah sesuai dengan masukan yangdiberikan dengan demikian PWM telah berfungsidengan baik.

74.1.3 Pengujian Driver Motor DC Rangkaian driver L298 berfungsi sebagaipenggerak motor dc. Vmotor yang digunakan adalah13,6 Volt. Hasil Pengujian driver motor DC L298dapat dilihat pada Tabel 4.2 berikut:Tabel 4.1 Hasil Pengujian Driver L298

NilaiOCR0

Vkeluaran (volt)Channel B

Vkeluaran (volt)perhitungan

255 13,6 13,6224 13,0 11,95192 12,2 10,24160 11,5 8,53128 10,7 6,8396 9,6 5,2264 8,3 3,4132 6,7 1,710 0,3 0

Dari Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa teganganefektif keluaran driver berbeda dengan nilaiperhitungan, hal ini dikarenakan saat pulsa pwmaktif, nilai driver juga langsung aktif, sedangkansaat sinyal output pwm turun, tegangan outputdriver tidak langsung turun melainkan secaraperlaha-lahan dikarenakan ada penyimpananmuatan oleh kapasitor. Dengan demikian, teganganefektif ( Vrms ) yang terukur lebih besar dari padateori. Hal ini dapat ditunjukkan seperti gambardibawah ini :

Gambar 4.2 Output PWM (kiri) dan driver motor (kanan)dengan OCR0=128 (Duty cycle 50 %).

4.2 Pengujian Software4.2.1 Perhitungan Posisi Obyek

Pengujian perhitungan posisi obyek yaitudengan cara menggunakan algoritma dan listingyang sama, tetapi pada proses scanning gambarakan ditandai, dengan demikian akan lebih mudahapakah ada kesalahan pada pembacaan posisiobyek. Proses pengujian sebagai berikut :

Gambar 4.3 Proses perhitungan posisi obyekdan error terhadap garis tengah.

Proses perhitungan obyek dimulai daripembacaan tiap pixel dari koordinat kiri atas kemudianbergeser kekanan (dalam 1 baris deteksi kolom)sampai didapatkan obyek yang diinginkan, setelahmendapatkan obyek atau scanning baris pertamaselesai kemudian dilanjutkan ke baris selanjutnya, danproses ini akan terus berlanjut sampai proses scanningseluruh gambar selesai. Pada sistem ini, deteksigambar tidak dilakukan pada seluruh pixel gambar,tetapi dengan sistem sampling. Hal ini dikarenakanuntuk mempercepat proses pembacaan gambar dansistem lebih responsif. Scanning kolom tiap 4 pixel (60 poin pada VB ) dan 27 pixel ( 400 poin VB ) untukscanning tiap baris.

Posisi suatu obyek yaitu rata-rata jarak sebelahkanan dan sebelah kiri. Sedangkan error yaitureferensi dikurangi posisi obyek. Dan dapatdirumuskan sebagai berikut:

Error = ref ( 4776 ) posisi obyek

4.2.2 Pengujian Pemrograman Kendali LogikaFuzzyUntuk menguji pemrograman kendali logika

fuzzy akan dilakukan secara bertahap. Tahap pertamaakan dilakukan pengujian pemrograman fuzzifikasi,tahap kedua dilakukan pengujian pemrogramanevaluasi aturan dan tahap terakhir adalah pengujianpemrograman defuzzifikasi.

Dalam pengujian fuzzi mengunakan masukantext pada program dan membandingkannya denganperhitungan manual. Sebagai contoh akan dicariderajat keanggotaan dari suatu masukan yaitu error =1500 poin dengan fungsi keanggotaan diperlihatkanpada Gambar dibawah ini :

Gambar 4.4 Masukan Error = 1500.

Pada Gambar diatas, masukan Error = 1500akan memotong MF Z dan MF PS. Maka derajatkeanggotaan dapat ditentukan sebagai berikut :

Error_Z (w1(3)) = 1-1500/2000 = 0,25Error_PS ( w1(4)) = 1500/2000 = 0,75

Sedangkan untuk masukan delta error yaitu denganmasukan -400 poin dengan fungsi keanggotaandiperlihatkan seperti gambar dibawah ini :

Gambar 4.5 Masukan delta error = -400.

8Pada Gambar diatas, masukan delta error = -400 akan memotong MF NZ dan MF Z. Makaderajat keanggotaan dapat ditentukan sebagaiberikut :

Error_NZ (v1(2)) = -(-400)/1500 = 0,2667Error_Z (v1(3)) = 1 + (-400)/1500 = 0,733

Langkah selanjutnya yaitu melakukanPengujian pemrograman evaluasi aturan. Karenapada Fuzzifikasi error hanya ada 2 fungsikeanggotaan yang tidak bernilai 0 dan pada deltaerror juga hanya ada 2 fungsi keanggotaan yangtidak bernilai 0 maka hanya ada 4 rule saja yangtidak bernilai 0 yaitu :

E_Z dan DE_NZ = 0,25 x 0,2667 =0,06667

E_Z dan DE_Z = 0,25 x 0,7333 = 0,183 E_PS dan DE_NZ = 0,75 x 0,2667 =

0,2 E_PS dan DE_Z = 0,75 x 0,7333 =

0,55Setelah tahap evaluasi aturan, tahap

berikutnya yaitu Pengujian program defuzzifikasiPada model fuzzy sugeno, output fuzzy didapatkandari rumus sebagai berikut :

( ) ( )

( )

=

i

iOutCrispi

ii

OutputFuzzy

axisXdisingletonPosisiOutputFuzzy_

( ) ( ) ( ) ( )55,01833,02,006667,0

11055,0701833,0902,07006667.0_+++

+++=OutCrisp

9699997,0

998,95_ ==OutCrisp

Hasil diatas selanjutnya dibandingkandengan hasil keluaran pada program penguji yaitusebagai berikut :

Gambar 4.6 Tampilan Hasil Output Fuzzy.

Dari hasil eksekusi program didapatkan nilaiyang sama dengan perhitungan.

4.3 Pengujian Pengendalian Orientasi KameraPengawas Ruangan

4.3.1 Pengawasan Obyek Diam TunggalPada pengujian ini dikondisikan obyek yang

dicari tidak berada dalam area monitoringnya,sehingga kamera akan masuk ke mode scanningobyek. Pada ruangan hanya ada 1 obyek saja(sesuaidengan mode obyek yang diinginkan). Setelahmendapatkan obyek yang diinginkan maka kameraakan menempatkan obyek tersebut ditengahpandangan ( pengawasan ) kamera. Grafik responsistem dapat ditunjukkan oleh gambar dibawah ini :

(a) (b)Gambar 4.7 Respon pengawasan obyek diam tunggal:

a. scanning kanan.b. scanning kiri.

Mode scanning saat pertama kali yaitu scanningkekanan, tetapi setelah menemukan obyek kemudiankehilangan obyek maka scanning dapat kekiri maupunkekanan tergantung dari posisi obyek sebelumnya.Error steady state pada grafik 4.7(a) yaitu -43pixel,dan 4.7(b) yaitu +40pixel. Error disini dapatditoleransi karena jarak -43 dan 40 pixel adalah jarakyang cukup kecil.

Pengujian untuk berbagai mode obyekmempunyai respon yang hampir sama seperti padagrafik diatas.

4.3.2 Pengawasan Obyek Bergerak Tunggal4.3.2.1 Obyek Diam kemudian Bergerak

Kondisi awal obyek yaitu tidak berada dalamarea pengawasan kamera, sehingga kamera harusmelakukan scanning untuk mencari obyek yangdiinginkan. Respon sistem dapat ditunjukkan olehgambar berikut :

(a) (b)Gambar 4.8 Respon pengawasan obyek tunggal diam

kemudian bergerak kekanan(a) scanning awal kamera kekanan(b) scanning awal kamera kekiri.

Dari gambar diatas terlihat bahwa sistemkehilangan obyek karena obyek bergerak lebih cepatdaripada kecepatan kamera.

94.3.2.2 Obyek Bergerak kemudian DiamScanning awal sistem pada pengujian ini

yaitu kearah kanan. Respon sistem sepertiditunjukkan oleh gambar dibawah ini :

( a ) ( b )Gambar 4.9 Respon pengawasan obyek tunggal bergerak

kemudian diam(a) arah obyek belawanan arah scanning

(b ) arah obyek se-arah dengan arah scanning.

Dari gambar diatas terlihat bahwa sistemdapat menempatkan posisi pengawasan ditenganarea monitoring baik gerakan benda yang searahscanning kamera maupun yang berlawanan arahscanning.

4.3.2.3 Obyek Bergerak Terus-menerus Gerak Obyek Searah Scanning Kamera

Respon sistem seperti ditunjukkan olehgambar dibawah ini :

(a) (b)Gambar 4.10 Respon sistem untuk obyek yang

bergerak searah scanning(a) kecepatan lambat ( ? < 0,8 RPM ).(b) Kecepatan cepat (? > 0,8 RPM ).

Gerak Obyek Berlawanan arah ScanningKameraRespon sistem seperti ditunjukkan oleh

gambar dibawah ini :

(a) (b)Gambar 4.22 Respon sistem untuk obyek yang

bergerak berlawanan arah scanning(c) kecepatan lambat ( ? < 0,8 RPM ).(d) Kecepatan cepat (? > 0,8 RPM ).

4.3.3 Pengawasan Obyek Majemuk DiamPengujian disini dilakukan untuk melihat

respon sistem pengendalian kamera jika dalamruangan tersebut terdapat lebih dari satu obyekdengan warna yang sama. Prinsip pendeteksianobyek yang berjumlah lebih dari 1 yaitu sepertidijelaskan dengan gambar berikut :

Gambar 4.26 Pendeteksian obyek majemuk.

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa terdapat2 buah obyek yang mempunyai bentuk dan ukuranyang berbeda. Kedua obyek yang terdeteksi akanditempatkan ditengah area monitoring. jika ukuranobyek lebih besar dari pada area monitoring makabagian obyek yang terdeteksi akan ditempatkan ditengah area pengawasan. Sistem seolah-olah hanyamendeteksi bahwa obyek tersebut hanya satu denganukuran gabungan dari semua obyek.

4.3.4 Pengawasan Obyek Majemuk Bergerak Obyek Bergerak dan Obyek Diam

Hasil pengujian yaitu :a. sistem akan mengikuti obyek yang lebih

dominan (ukuran lebih besar) baik obyek ituyang bergerak maupun obyek tersebut diam.

b. Jika gerakan salah satu obyek sangat cepat makasistem akan mengawasi obyek yang diam,sedangkan obyek yang bergerak cepat akandiabaikan walaupun memiliki ukuran lebihbesar.Respon dari sistem pada pengujian ini hampir

sama dengan obyek tunggal. Pada pengujian inidigunakan obyek berwarna merah, sedangkan untukjenis warna yang lain akan mempunyai respon yanghampir sama.

Obyek Bergerak SemuaHasil yang didapat pada pengujian ini yaitu:

a. sistem akan mengikuti obyek yang lebihdominan (ukuran lebih besar).

b. Jika terdapat obyek yang bergerak sangat cepatmaka sistem akan mengabaikan obyek tersebutwalaupun ukurannya lebih besar. Sistem akanmengikuti obyek yang bergerak dibawahkecepatan kamera.

c. Jika semua obyek yang terdeteksi mempunyaikecepatan tinggi maka sistem akan melakukanscanning searah dengan obyek yang terakhirterdeteksi.Respon dari sistem pada pengujian ini hampir

sama dengan obyek tunggal. Pada pengujian inidigunakan obyek berwarna merah, sedangkan untukjenis warna yang lain akan mempunyai respon yanghampir sama.

10

V PENUTUP5.1 KESIMPULAN

Berdasarkan perancangan, pengujian dananalisa yang telah dilakukan, maka dapatdisimpulkan beberapa hal sebagai berikut:1. Pengendalian orientasi kamera mempunyai

respon yang cukup baik terutama pada obyekdiam yaitu dengan error steady state rata-rata 30 pixel.

2. Error steady state terjadi karena karakteristikmotor yang mempunyai dead zone yang cukuplebar. Motor bisa berputar jika diberikanminimal 33% dutycycle PWM. Error steady 30 pixel adalah angka yang sangat kecil karenabila ubah ke sudut hanya 2.

3. Jika dalam area monitoring tidak terdapat obyekyang harus diawasi maka sistem akanmelakukan scanning sampai ditemukan obyek.

4. Pada pengawasan obyek bergerak, kamera akanmelakukan pergerakan sama dengan arahpergerakan obyek baik untuk obyekberkecepatan lambat maupun cepat.

5. Kecepatan maksimum webcam adalah 0,8RPM.

6. Prinsip dan respon pada obyek mejemuk hampirsama dengan obyek tunggal.

5.2 SARANUntuk pengembangan sistem lebih lanjut,

maka penulis memberikan saran-saran sebagaiberikut:1. Dapat dilakukan perancangan kembali

pengendali logika fuzzy, dengan basis aturanmaupun fungsi keanggotaan(masukan/keluaran) yang berbeda untukmendapatkan hasil yang paling memuaskan.Serta dapat dicoba model fuzzy yang lain.

2. Pengembangan karakteristik obyek yaitu daribentuknya melalui pengenalan pola misalnyahewan, manusia ( pria/wanita ) serta bendamati.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Wahyudi, Implementasi Fuzzy LogicController Pada Sistem Pengereman KeretaApi, Universitas Diponegoro, Semarang, 2005

[2] Heryanto, M.Ary & Wisnu Adi P.,Pemrograman Bahasa C untukMikrokontroler ATMEGA8535, PenerbitAndi, Yogyakarta, 2008.

[3] Munir, Rinaldi, Pengolahan Citra Digitaldengan Pendekatan Algoritmik, Informatika,Bandung, 2004.

[4] ---------, vbVidCap for Windows,http://www.shrinkwrapvb.com. 2000.

[5] Basuki, Achmad; Josua F. Palandino; andFatchurrochman, Pengolahan Citra DigitalMenggunakan Visual Basic, Graha Ilmu,Yogyakarta, 2005.

[6] Prasetia, Retna and Catur Edi Widodo,Interfacing Port Paralel dan Port SerialKomputer dengan Visual Basic 6.0, Andi,Yogyakarta, 2004.

[7] Fallahi, Andi., Perancangan Robot MobilePenjejak Dinding Ruang MenggunakanKendali Logika Fuzzy, Skripsi S-1, UniversitasDiponegoro, Semarang, 2005.

[8] Santoso, Junaidi., Rancang Bangun Robot MobilPenghindar Rintangan Menggunakan KendaliLogika Fuzzy, Skripsi S-1, UniversitasDiponegoro, Semarang, 2007.

[9] ----------, ATmega8535 Data Sheet,http://www.atmel.com.

[10] ----------, L298 Data Sheet, http://www.st.com,januari, 2000.

Masrian ( L2F 004 491 )

Lahir di Grobogan, Saat inisedang melanjutkan studipendidikan strata I di JurusanTeknik Elektro, Fakultas TeknikUniversitas DiponegoroKonsentrasi Kontrol.

Mengetahui dan mengesahkan,

Dosen Pembimbing I

Iwan Setiawan, ST, MTNIP. 132 283 183

Tanggal:____________

Dosen Pembimbing II

Darjat, ST, MTNIP. 132 231 135

Tanggal: ___________