PENGENALAN POLA GERAKAN TANGAN MANUSIA DENGAN KAMERA VIDEO UNTUK MENGENDALIKAN ROBOT SKRIPSI. Oleh : RIANTO WILLIAM GOSAL

Transkripsi

1 PENGENALAN POLA GERAKAN TANGAN MANUSIA DENGAN KAMERA VIDEO UNTUK MENGENDALIKAN ROBOT SKRIPSI Oleh : RIANTO WILLIAM GOSAL JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KA TOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 2007

2 PENGENALAN POLA GERAKAN TANGAN MANUSIA DENGAN KAMERA VIDEO UNTUK MENGENDALIKAN ROBOT SKRIPSI DIAJUKAN KEPADA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA UNTUK MEMENUHI SEBAGIAN PERSYARATAN MEMPEROLEH GELAR SARJANA TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO o leh : RIANTO WILLIAM GOSAL JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KA TOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 2007

3 ii LEMBARPENGESAHAN Skripsi dengan judul " Pengenalan Pola Genun Taugan Manusm Deugan Kamera Video Untuk MengendaJikan Robot'" Yang disusun oleh mabasiswa Nama : Rianto WiJJiam Gosal Nomor Pokok: Tanggal Ujian: 27 Maret 2007 dinyatakan telah memenuhi sebagian persyaratan kurikulum Jurusan Teknik Elektro guna memperoleh gelar Sarjana Teknik bidang Teknik Elektro Pembimbing I, Surabaya, 9 April 2007 Pembimbing II, k Melani Satyoadi NlK Ketua, Antonius Wibowo, ST, MT NIK Dewan Penguji, Lanny Agustine, ST, MT NIK Sekretaris, ~~ IT. Melani Satyoadi NIK o Pranjoto, Ph.D NIK / A. VToar ST Mf NIK Mengetahui dan menyetujui : Dekan Fakultas Teknik IT. Rasi al. Sitepu. M.Eng NlK Ketua Jurusan Teknik Elektro /' ~ IT. AF.Lumban Tobing, MT NIK

4 III ABSTRAK Peralatan saat 1m W11lnnnya dikendalikan secara manual oleh manusia melalui tombol, atau remote control, kemudian berkembang dengan menggunakan sensor yang cukup mampu mempermudah pekerjaan manusia. Namun, penggunaan sensor kadang mendatangkan permasajahan pada saat sensor tersebut mendapat interferensi atau gangguan dari luar. Oleh sebab itu, muncul keinginan untuk mengendalikan sesuatu dengan cam bam, yaitu dengan menggunakan pengeualan pola gerakan tangan. Pengenalan pola akan menggunaj...<ul kamera video (Web Cam). HasH captured dari Web Cam kemudian diproses oleh Personal Computer (PC) dengan menggunakan software Matlab 6.5 dan basil pengenalan akan dikirim ke mikrokontroler untuk mengendalikan Robot. Pada skripsi ini akan menggunakan prototipe robot sederhana dengan dua motor OC. Dengan hasil pengukuran yang dilakukan kemudian diketahui bahwa proses pengenalan berlangsung selama 0,6 detik untuk: setiap gambar yang dicapture oleh webcam. Pengukuran terhadap driver motor yang digunakan untuk mengendalikan motor OC 12 volt juga tejah menunjukkan hasil yang sesuai dengan yang diinginkan. Dari basil pengujian proses pengenalan pola dengan menggunakan tangan penulis dapat dikatakan berjalan dengan baik berdasafkan persentase keberhasilan sebesar 9] % dan kesalahan sebesar 9 %

5 KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segal a berkat, rahmat dan kasih-nya kepada penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. Atas segala bantuan, bimbingan, saran dan dukungan yang telah diberikan dalam menyusun skripsi ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. If. Melani Satyoadi, selaku dosen pembimbing I yang selalu memberikan bimbingan, petunjuk, bantuan dan semangat tanpa henti-hentinya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Lanny Agustine, ST, M.T., selaku dosen pembimbing II yang juga turut memberikan bimbingan dan petunjuk dalam pembuatan skripsi ini 3. Ir. R. Sitepu, M.Eng., selaku Penasehat Akademik dan Dekan Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. 4. Ir. A.F.L. Tobing, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. 5. Ayah, ibu dan seluruh keluarga yang selalu memberikan dorongan, semangat, materi dan doa. 6. Martha, Taruna, Mario, Cendra, Dedy, Andri, Yohanes, serta seluruh rekanrekan Teknik Elektro 2003 yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang selalu membantu memecahkan setiap masalah dalam pembuatan skripsi ini. IV

6 7. Sahabat yang selalu setia sepanjang masa : Ciunar, Kwanz, Tandy, T*Bab, Bebek(Sudono TK-2003), Fauruan (TI-2003), Badol dan Paul. 8. Kakak dan adik kelas yang turnt membantu, baik secara langsung maupun tidak Jangsung kepada penulis, khususnya : Goestra '2001 (trims atas semua warisannya). Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan membantu semua pihak yang tertarik dan memerlukannya. Surabaya, Maret 2007 Penulis v

7 DAFfARISI HALAMAN JUDUL... 1 LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK KAT A PENGANT AR... DAFTAR lsi... iv VI DAFT AR GAMBAR... ]X DAFTAR TABEL... Xl Bab r PENDAHULUAN Latar BeJakang Tujuan Rumusan Masalah Batasan Masalah... 2 ].5. Deskripsi Alat Secara Singkat..."... 3 L6. Metodologi Pernncangan Sistematika Penulisan... 6 Bab II DASAR TEORI ]. Sekilas Mengenai Jenis Gambar Digital Teknik Kompresi Pada Gambar Digital Pemrosesan Citra Pengenalan Pola Web Catll VI

8 Sensor Kamera SekiJas Mengenai USB... ] Sistem Komunikasi Serial L Jenis Sistem KomWlikasi SeriaL Transmisi Pada Komunikasi SeriaL IC RS Mikrokontroller A 189S5I L RAM Internal AT89S Transmisi Data dengan Port SeriaL Mode Transmisi Data Serial Baud Rate Transistor Relay Motor DC Bah III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT L Perancangan Sistem Perancangan Robot Sederbana Perancangan Rangkaian Elektronika Rangkaian Driver RS Rangkaian Driver Motor DC Rangkaian Mikrokontroler L Rangkaian Oscillator Rangkaian Reset... 5] VJ1

9 Pengaturan Baud Rate Perancangan Perangkat Lunak Pengenalan Pola L Proses Mencari Nilai Referensi Proses Pengenalan Pola Pemograman Bahasa Assembly Mikrokontroler Bab IV PENGUKURAN DAN PENGUJIAN ALAT Pengukuran waktu proses pengena1an Pengujian Port Serial dan Mikrokontroler Pengukuran Besaran Tegangan dan Arus Driver Motor OC Pengujian Mat Pengujian dengan beberapa macam input Penyebab TeIjadinya Kesalahan Bab V KESIMPULAN DAN SARAN... 8] 5.1 Kesimpulan Saran DAFT AR PUST AKA LAMPlRAN A. GAMBAR RANGKAIAN LENGKAP... L-A B. LISTING PROGRAM MATLAB L-B C. LISTING PROGRAM BAHASA ASSEMBLy... L-C D. [)ATASHEET... L-D BIODATA PENULIS VlU

10 DAFfAR GAMBAR Gambar L L Blok diagram alat... 4 Gambar 2.1. Contoh RGB Image... 8 Gambar 2.2. Contoh Gray Image Gambar 2.3. Contoh I11dexed (Black alld White) Image Gambar 2.4. Crop Image Gambar 25. Contoh Model JST Gambar 2.6. Web Cam Prolink pce Gambar 2.7. Bentuk Port dan Konfib'llfaSi Pin USB Gambar 2.8. Transmisi pada Komunikasi Serial Gambar 2.9. Konfigurasi pin IC MAX Gambar Konfigurasi 25-pin connector dan 9-pin connector Gambar Konfigurasi pin Mikrokontroler AT89S Gambar2.12. Alamat PSWpada AT89S Gambar Register SCON Gambar Transistor pada saat keadaan saturasi Gambar Transistor pada saat keadaan clltojj: Gambar Konstruksi Relay Gambar Simbol kontak relay change over dalam keadaan tanpa input Gambar Relay 4 kontak Gambar Bagian - bagian dasar dari Motor OC Gambar Karakteristik dari Motor IX' IX

11 Gambar 3. L Blok diagram alat Gambar 32. Bentuk Robot yang dibuat Gambar 3.3. Rangkaian RS-232 menggunakan Ie MAX Gambar 3.4. Rangkaian driver motor DC Gambar 3.5. Arus dan tegangan pada transistol Gambar 3.6. Rangkaian mikrokontroler AT89S Gambar 3.7. Rangkaian oscillator internal sebagai clock Gambar 3.8. Rangkaian reset Gambar 3.9. Aliran arus dan perubahan tegangan pada saat resel Gambar Rangkaian reset ketika push button reset ditekan Gambar 3.1 L Blok diagram proses mencari nilai referensi Gambar Pengambilan gambar referensi Gambar Deteksi batas tangan pada gambar Gambar (a) RGB Image (b) Gray Image (c) Inde;r:ed Image Gambar Flowchart proses mencari nilai referensi Gambar Blok diagram proses pengenalan pola Gambar Pengambilan gambar dengan VFM Gambar Flowchart proses pengenalan Gambar Flowchart pada program mikrokontroler Gambar 4.1. Pengujianport serial dan mirokontroler Gambar 4.2. Pengukuran tegangan dan arus drivl't motor DC Gambar 43. Tampilan pada Matlab Gambar 4.4. Beberapa macam gambar input x

12 DAFfAR TABEL Tabel L L Posisi tangan dan arah pergerakan robol... 3 Tabel 2.]. Fungsi khusus masing-masing kaki port] Tabel 2.2. Fungsi khusus masing-masing kaki port Tabe) 2.3. Te!,rangan minimwn dan maksimwn pada pin mikrokontroler TabeI2.4. Register Serial Port Control (SCON) Tabel 2.5. Nilai baud rate yang sering digunakan TabeI3.L Kondisi kerja driver motor DC Tabel 3.2. Koneksi pin - pin AT89S5] Tabe13.3. lsi register setelah kondisi reset Tabel 3.4. Hasil pengenalan pola dan bit pada port serial Tabe14. L Basil pengukuran waktu pengenalan Tabel 4.2. Hasil pengujian port serial dan mikrokontroler... 7] Tabe14.3. Basil pengukuran tegangan dan arus driver motor DC TabeI4.4. Hasil pengujian alat o)eh penulis skripsi Tabel4.5. Basil pengujian alat oleh penguji (mahasiswa) TabeI4.6. Hasil pengujian dengan beberapa macam input Xl