ALAT PENDETEKSI PERKIRAAN CUACA DENGAN PENGOLAHAN CITRA TUGAS AKHIR Disusun Oleh : ADITYA HAYARSA 02.50.0048 FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2009 i
PENGESAHAN Tugas Akhir dengan judul Alat Pendeteksi Perkiraan Cuaca Dengan Pengolahan Citra diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan Tugas Akhir ini telah disetujui pada tanggal...2009 Semarang, 2009 Mengetahui / Menyetujui Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II ( Erdhi Widyarto N, ST. MT ) ( T. Brenda C, ST. MT ) NPP. 058.1.2002.264 NPP. 058.1.1995.177 Mengetahui, Dekan Fakultas Teknologi Industri ( Leonardus Heru P, ST. MT ) NPP 058.I. 2000.234 ii
ABSTRAK Dalam perkembangan sistem teknologi pendeteksi prediksi cuaca yang sangat pesat, efektifitas dan efisiensi kinerja suatu sistem pendeteksi prediksi cuaca sangat dipengaruhi oleh kapasitas sistem tersebut dalam mengolah suatu citra yang ada. Salah satu parameter penting yang digunakan untuk pendeteksi prediksi cuaca tersebut dengan menggunakan sistem teknik pengolahan citra suatu objek. Metode yang digunakan ialah objek yang diambil terlebih dahulu menggunakan kamera CCTV, kemudian objek tersebut menyalurkan ke dalam komputer, lalu komputer mendeteksi objek yang tertangkap kamera CCTV dalam suatu program pengolahan pencitraan. Hasil yang didapat menjadi suatu prediksi perkiraan kondisi cuaca yang mendekati kejadiaan aslinya. iii
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang masih memberikan kesehatan kepada penulis untuk menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata Semarang, disamping supaya mahasiswa lebih memahami prinsip-prinsip elektronika yang sudah diperoleh dalam bangku kuliah dan menerapkannya. Dalam pelaksanaan Tugas Akhir sampai tersusunnya laporan ini penulis banyak mendapatkan bantuan dan dukungan pihak-pihak baik moril maupun materiil. Oleh karena itu penulis mengucapan banyak terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya Kepada : 1. Tuhan Yang Maha Esa 2. Bapak Leonardus Heru P ST.MT, Selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata yang telah memberikan saran atau masukan dalam pelaksanaan tugas akhir ini 3. Bapak Erdhi Widyarto N, ST. MT, selaku Dosen Pembibing I yang senantiasa memberikan waktu untuk membimbing dan memberi masukan serta saran guna terselesaikannya tugas akhir ini. 4. Bapak T. Brenda C, ST. MT, selaku Dosen Pembibing II yang juga senantiasa telah meluangkan waktu untuk membimbing saya dan memberikan masukan serta saran dalam pelaksanaan tugas akhir ini. iv
5. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Fakultas Teknologi Industri atas ilmu yang diberikan selama di bangku kuliah. 6. Staff Tata Usaha dan Laboran Fakultas Teknologi Industri Unika. 7. Bapak dan Ibuku tersayang yang selalu menyayangi aku, begitu senantiasa dengan sabar mendidik, menasehati dan mencurahkan segala yang mereka punya buat buah hatinya tercinta. 8. Adikku yang begitu aku sayangi dan juga selalu terus, semangat dan dukungannya. 9. Untuk Ucil dimanapun engkau berada, yang selalu motivasi dalam menemani harihari penulis. Thank s for Alot of.... 10. Kepada saudara-saudaraku Satu Tujuan Terimakasih atas Doa, Semangat dan dukungannya. 11. Kepada ( IchaRustanto ). Thank S Bro I Still Remember For all.. dan Hendi yang telah membimbing dan meluangkan banyak waktunya dalam pelaksanaan tugas akhir penulis. 12. Untuk Clue semua di manapun kalian berada : Puguh.com, AjiFreeWijaya, Ambon. Terima kasih atas dukungannya selama ini. 13. Teman-teman seperjuangan + SF Community Tugas Akhir di Laboratorium TheBabuz, YudiNew, Mario, Kuro, BrimaVampie, LukasTemper..dan Angkatan 03,04..Terimakasih atas dukungan, Bantuan dan saran-saran yang membangun. Ojo Lali Accept 14. Teman-teman seperjuangan angkatan 2002 yang sudah lulus dan yang belum lulus, terimakasih atas dukungannya. Yang belum lulus ayo cepat diselesaikan. v
Laporan Tugas Akhir disadari oleh penulis masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaannya. Dan Akhirnya, semoga Laporan Tugas Akhir ini, dapat bermanfaat bagi pembaca maupun yang hendak menyusun laporan tugas akhir. Semarang..2009 Penulis vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x TABEL... xii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Tujuan Masalah... 2 1.3 Perumusan Masalah... 2 1.4 Batasan Masalah.... 2 1.5 Metodologi Penelitian... 3 1.6 Sisitimatika Penulisan...... 3 BAB II DASAR TEORI... 3 2.1 Citra... 5 2.2 Pengolahan Citra digital... 7 2.2.1 Format Citra... 7 2.3 Histogram... 8 2.3.1 Histogram Tingkat Keabuan...... 12 2.3.2 Operasi Pengolahan Citra...... 12 vii
2.4 Digitalisasi Citra... 14 2.4.1 Pencuplikan (Sampling)...... 15 2.4.2 Kuantisasi...... 16 2.5 Motor Stepper Unipolar...... 17 2.6 Mikrokontroler AT89S51...... 19 2.7 Antar Muka Pararel...... 22 BAB III PERANCANGAN ALAT... 24 3.1 Perancangan Perangkat Keras... 25 3.1.1 Rangkain Catu Daya.... 25 3.1.2 Konektifitas Mikrokontroler AT89S51...26 3.1.3 Rangkaian Motor Stepper.... 27 3.1.4 Konektifitas Port Pararel Port DB25... 28 3.1.5 Flowchat Sistem... 28 3.2 Perencanaan dan Pembuatan Perangkat Lunak... 29 3.2.1 Pengambilan Objek Awan...... 29 3.2.2 Konversi Citra Awan Ke Greyscale 8 Bit... 29 3.2.3 Pengolahan Citra dalam Histogram.... 29 3.3 Flowchat Program...... 30 BAB IV ANALISA... 31 4.1 Pendahuluan... 31 4.2 Pengujian Dan Analisa... 31 4.2.1 Pengujian Dan Pengambilan Citra Awan.... 31 viii
4.2.2 Pengujian Konversi Citra RGB ke Grayscale 8 bit...32 4.2.3 Pengujian Pengolahan Citra dalam Histogram...33 4.2.4 Penentuan kondisi Cuaca...35 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 44 5.1 Kesimpulan... 44 5.2 Saran... 44 DAFTAR PUSTAKA... xiii LAMPIRAN... xiv ix
DAFTAR GAMBAR 2.1. Proses pembentukan citra... 6 2.2. Proses Pengolahan citra digital... 7 2.3. Grafik Distribusi Pixel... 10 2.4. Perbedaan distribusi tingkat kelabu dengan histogram... 11 2.5. Histogram Tingkat Keabuan... 12 2.6. Pencuplikan secara spasial.... 15 2.7. Hubungan Antara Elemen Gambar dan Elemen Matriks... 15 2.8. Motor Stepper... 18 2.9. Pin Mikrokontroler AT89S51... 20 2.10. Koneksi Port Pararel Port DB25... 22 2.11. Konfigurasi Pada Port Pararel... 23 3.1 Diagram Blok Aplikasi Sistem... 24 3.2 Rangkaian Power Supply... 25 3.3 Koneksi Mikrokontroler AT89S51... 26 3.4 Rangkaian Motor Stepper... 27 3.5 Koneksi Pararel Port DB25... 28 3.6 Flowchat Sistem... 28 3.7 Flowchat Program... 30 4.1 Citra awan 8 bit......32 4.2 Citra awan Grayscale 8 bit......33 4.3 Proses pengolahan citra dan histogram...35 x
4.4 Proses pengolahan citra kondisi berawan dan histogram... 38 4.5 Proses pengolahan citra kondisi cerah dan histogram... 38 4.6 Proses pengolahan citra kondisi hujan dan histogram... 39 4.7 Proses pengolahan citra kondisi terhalang berawan dan histogram... 40 4.8 Proses pengolahan citra kondisi terhalang cerah dan histogram... 41 4.9 proses pengolahan citra kondisi malam dan histogram... 42 xi
TABEL 2.1 Tingkat Skala Keabuan... 17 xii