PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PROTOTYPE SISTEM SELEKSI DAN PEMUTUAN BUAH JERUK BERDASARKAN UKURAN BERBASIS WEB CAMERA.
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PROTOTYPE SISTEM SELEKSI DAN
PEMUTUAN BUAH JERUK BERDASARKAN UKURAN BERBASIS WEB CAMERA
LAPORAN TUGAS AKHIR
ARMI
0910452018
JURUSAN SISTEM KOMPUTER
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
ABSTRAK
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PROTOTYPE SISTEM SELEKSI DAN
PEMUTUAN BUAH JERUK BERDASARKAN UKURAN BERBASIS WEB
CAMERA
Oleh
Armi
0910452018
Proses penentuan ukuran buah jeruk pada penelitian ini menggunakan metode perhitungan
pixel yang diintegrasikan dari rangkaian Sensor gp2y untuk mendeteksi adanya buah pada
conveyor belt dan webcam akan mengcapture buah tersebut. Proses integrasi sistem dilakukan
dengan cara menghubungkan sensor, conveyor, motor, dan komponen lainnya dan
mengkoneksikan webcam ke PC melalui port parallel. Proses penyeleksian buah jeruk
dilakukan dengan cara membandingkan nilai pixel sampel dengan nilai database tingkat ukuran
untuk menentukan ukuran buah jeruk. Hasil uji menunjukkan tingkat keberhasilan 70% s/d
80% berhasil mendeteksi dan melakukan seleksi terhadap buah jeruk yang terukur kecil,
sedang, dan besar.
Kata kunci : webcam, sensor gp2y, pixel
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ..........................………………………...........…..i
LEMBAR PERSETUJUAN……………………………………………..........ii
PERNYATAAN KEASLIAN…………………………………………….......iv
ABSTRAK...........................................................................................................v
ABSTRACT........................................................................................................vi
KATA PENGANTAR………………………………………………….……..vii
DAFTAR ISI…………………………………………………………...……....ix
DAFTAR TABEL..............................................................................................xii
DAFTAR GAMBAR.........................................................................................xiii
DAFTAR SINGKATAN……………………………………………...…...….xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang …………………………………………………………...1
1.2 Rumusan Masalah….….………………...…………………………..........2
1.3 Batasan Masalah.……………………...……………………………….....2
1.4 Tujuan penelitian...……………………………………………………..…3
1.5 Sistematika Penulisan…………………...……………………….……......3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Mesin Sortasi......................................................................………............4
2.2 Citra, Pengolahan Citra, dan Pengenalan Pola...........................................6
2.2.1 Jenis citra……………………….........................................…..........6
2.2.2 Citra Warna .....................................................................................8
2.2.3 Normalisasi Citra...............................................................................8
2.2.4 Pemodelan Sistem Inspeksi Visual...................................................9
2.2.5 Penangkap Citra.................................................................................9
2.2.6 Pemrosesan Awal...............................................................................9
2.2.7 Enhancement Citra.............................................................................9
2.2.8 Deteksi Tepi......................................................................................10
2.2.9 Analisis Tepi.....................................................................................10
2.2.10 Automated Multi-View Visual Inspection and Grading System….11
2.3 Sensor GP2Y...........................................................................................11
2.3.1 Konverter Analog ke Digital............................................................12
2.3.2 Fungsi Parameter Ideal Konverter Analog ke Digital......................13
2.3.4 Tipe-tipe ADC..................................................................................14
2.3.5 Single slope ADC.............................................................................15
2.3.6 IC ADC 0804...................................................................................15
2.4 Motor DC.................................................................................................19
2.5 Sistem Kontrol.........................................................................................20
2.5.1 Sasaran Sistem Kontrol....................................................................20
2.5.2 Sistem Kontrol Loop Terbuka (Open-Loop Control System).........21
2.6 Conveyor..................................................................................................22
2.6.1 Conveyor Belt..................................................................................22
2.7 Webcam....................................................................................................23
2.8 Metode SSE .............................................................................................25
2.9 Antarmuka Port Paralel dengan Borland Delphi ......................................26
2.9.1 Keterangan Pin Out Parallel Port ....................................................27
2.10 Pemrograman Borland Delphi ................................................................29
2.10.1 DSPack234 ....................................................................................30
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian.........................................................................................31
3.2 Desain dan Prosedur Penelitian......................,..........................................32
3.3 Proses Perancangan Sistem Sortir Ukuran Buah Jeruk……….......……..39
3.4 Alat dan Bahan Penelitian.........................................................................41
3.4.1 Alat Penelitian..................................................................................41
3.4.2 Bahan Penelitian...............................................................................41
3.5 Perancangan .............................................................................................42
3.5.1 Perancangan Mekanik ......................................................................42
3.5.2 Perancangan Software ......................................................................44
3.5.2.1 Inisialisasi Sistem .....................................................................44
3.5.2.2 User Interface Sistem ...............................................................44
BAB IV HASIL DAN ANALISA
4.1 Pengujian Rangkaian Sistem ....................................................................46
4.1.1 Pengujian dan Analisa Sensor Gp2y ................................................46
4.1.2 Pengujian ADC ................................................................................48
4.2 Pengujian Sistem ......................................................................................49
4.2.1 Proses Pengambilan Gambar Pada DSPACK .................................49
4.2.2 Proses Scan Nilai Grayscale .............................................................51
4.2.3 Proses Pengambilan Keputusan .......................................................52
4.2.4 Proses Penyimpanan Data Ke Database ...........................................54
4.3 Analisa Hasil ............................................................................................56
4.3.1 Proses Pengambilan Data Sampel ....................................................56
4.3.1.1 Data Sampel Jeruk Kecil ........................................................57
4.3.1.2 Data Sampel Jeruk Sedang .....................................................58
4.3.1.3 Data Sampel Jeruk Besar .......................................................59
4.3.2 Proses Pengambilan Data Uji ...........................................................60
4.3.2.1 Data Uji Jeruk Kecil ...............................................................60
4.3.2.2 Data Uji Jeruk Sedang ............................................................61
4.3.2.3 Data Uji Jeruk Besar ..............................................................62
4.3.2.4 Data Uji Jeruk Acak ...............................................................63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ..............................................................................................66
5.2 Saran ........................................................................................................66
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada zaman yang semakin canggih ini, teknologi berkembang dengan sangat
pesat. Kebutuhan manusia juga semakin banyak yang bergantung dengan teknologi,
baik dalam bidang komunikasi, pendidikan, penerbangan, bahkan dalam bidang
perkebunan. Sampai saat ini teknologi yang membantu manusia di bidang
perkebunan masih kurang berkembang dengan baik dibandingkan bidang lainnya.
Buah-buahan merupakan suatu komoditas yang menguntungkan karena
keanekaragaman varitas dan didukung oleh iklim yang sesuai, sehingga
menghasilkan buah-buahan yang sangat bervariasi dan menarik. Buah jeruk
merupakan salah satu produk hortikultura yang mempunyai prospek pemasaran
yang bagus, terutama di Indonesia yang memiliki iklim tropis. Penanganan pasca
panen memegang peranan penting dalam penentuan mutu jeruk, terutama kegiatan
seleksi dan pemutuan. Selama ini kegiatan seleksi dan pemutuan buah jeruk masih
sebagian besar dilakukan secara manual, sehingga menghasilkan produk yang
kurang seragam. Karena hasil sortasi manual yang kurang memuaskan, maka
diperlukan suatu metode untuk menyeleksi dan mengelompokkan buah jeruk
dengan baik tanpa merusak buah tersebut.[19]
Salah satu cara yang dapat menjawab permasalahan tersebut adalah proses
otomasi. Sebelum adanya sistem otomasi, penyeleksian di industri pada umumnya
masih mengandalkan manusia dalam melakukan proses seleksi. Penyeleksian oleh
manusia ini mempunyai berbagai kelemahan yang disebabkan oleh banyak faktor,
seperti kelelahan, motivasi yang rendah, serta kurangnya keahlian dan pengalaman
dalam proses penyeleksian. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, maka mulai
diterapkan sistem otomatis/otomatisasi.
Proses otomasi itu sendiri membutuhkan sensor, komponen proses dan aktuator
untuk mendukung proses otomasi tersebut. Sebuah webcam dapat digunakan untuk
melakukan visual inspection. Visual inspection digunakan untuk mendeteksi
ukuran serta menyeleksi buah jeruk. Jeruk yang akan dideteksi dan
1
diseleksi, diletakkan di atas konveyor berjalan. Visual inspection akan mengenali ukuran buah
jeruk dengan cara mengenali pola grayscale yang didapat dari konversi warna R,G,B dari hasil
capture web camera yang dipasang secara tetap di atas conveyor belt. Setelah proses deteksi
oleh webcam, sebuah selektor yang diletakkan di akhir conveyor belt digunakan untuk memilah
jeruk menjadi 3 kategori, yaitu ukuran besar, sedang dan kecil.[20]
Oleh karena itulah, penulis mencoba merancang suatu sistem aplikasi sortir buah
menggunakan webcam dengan judul “Perancangan dan Pembuatan Prototype Sistem
Seleksi dan Pemutuan Buah Jeruk Berdasarkan Ukuran Berbasis Web Camera”. Sistem
yang akan dirancang diimplementasikan terhadap buah jeruk dan diharapkan dengan adanya
alat seleksi ini, dapat mempermudah sistem seleksi yang sebelumnya masih manual menjadi
otomatis dalam hal menyeragamkan mutu buah jeruk berdasarkan ukurannya.
1.2 Rumusan Masalah
Masalah yang akan dibahas dalam implementasi klasifikasi mutu buah jeruk adalah sebagai
berikut :
1. Bagaimana merancang alat untuk memisahkan buah jeruk (seleksi) berdasarkan ukuran
buah.
2. Bagaimana proses pengolahan citra untuk mengklasifikasi buah jeruk berdasarkan
ukurannya dan menghubungkannya ke sistem selektor.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada Tugas Akhir ini adalah :
1. Objek yang dijadikan sampel penelitian adalah buah jeruk.
2. Buah jeruk yang akan diseleksi adalah buah jeruk yang tidak busuk.
3. Pemutuan/Grading buah jeruk berdasarkan ukuran/dimensi dan diseleksi dengan 3
opsi/pilihan (ukuran besar, sedang dan kecil).
1.4 Tujuan Penelitian
2
Adapun tujuan dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah untuk merancang sistem klasifikasi
tingkat mutu buah jeruk berdasarkan ukuran/dimensi menggunakan unit pengendali konveyor
sebagai selektor.
1.5 Sistematika Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini akan dibagi menjadi beberapa bab, sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan
Berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan permasalahan, tujuan, dan sistematika
penulisan.
Bab II Landasan Teori
Berisi tentang dasar ilmu yang mendukung pembahasan penelitian ini.
Bab III Metode Penelitian
Berisi tentang analisa dan desain sistem secara terstruktur, yang dilengkapi dengan
beberapa diagram dan pseudocode algoritma. Selain itu akan dilakukan pembuatan aplikasi dan
perangkat kerasnya yang dibangun sesuai dengan permasalahan dan batasannya yang telah
dijabarkan pada bab pertama.
Bab IV Hasil dan Analisa
Membahas tentang hasil yang akan dilakukan uji coba berdasarkan parameterparameter yang ditetapkan, dan kemudian dilakukan analisa terhadap hasil uji coba tersebut.
Bab V Penutup
Berisi kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini beserta saran untuk
pengembangan selanjutnya.
3
PEMUTUAN BUAH JERUK BERDASARKAN UKURAN BERBASIS WEB CAMERA
LAPORAN TUGAS AKHIR
ARMI
0910452018
JURUSAN SISTEM KOMPUTER
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
ABSTRAK
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PROTOTYPE SISTEM SELEKSI DAN
PEMUTUAN BUAH JERUK BERDASARKAN UKURAN BERBASIS WEB
CAMERA
Oleh
Armi
0910452018
Proses penentuan ukuran buah jeruk pada penelitian ini menggunakan metode perhitungan
pixel yang diintegrasikan dari rangkaian Sensor gp2y untuk mendeteksi adanya buah pada
conveyor belt dan webcam akan mengcapture buah tersebut. Proses integrasi sistem dilakukan
dengan cara menghubungkan sensor, conveyor, motor, dan komponen lainnya dan
mengkoneksikan webcam ke PC melalui port parallel. Proses penyeleksian buah jeruk
dilakukan dengan cara membandingkan nilai pixel sampel dengan nilai database tingkat ukuran
untuk menentukan ukuran buah jeruk. Hasil uji menunjukkan tingkat keberhasilan 70% s/d
80% berhasil mendeteksi dan melakukan seleksi terhadap buah jeruk yang terukur kecil,
sedang, dan besar.
Kata kunci : webcam, sensor gp2y, pixel
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ..........................………………………...........…..i
LEMBAR PERSETUJUAN……………………………………………..........ii
PERNYATAAN KEASLIAN…………………………………………….......iv
ABSTRAK...........................................................................................................v
ABSTRACT........................................................................................................vi
KATA PENGANTAR………………………………………………….……..vii
DAFTAR ISI…………………………………………………………...……....ix
DAFTAR TABEL..............................................................................................xii
DAFTAR GAMBAR.........................................................................................xiii
DAFTAR SINGKATAN……………………………………………...…...….xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang …………………………………………………………...1
1.2 Rumusan Masalah….….………………...…………………………..........2
1.3 Batasan Masalah.……………………...……………………………….....2
1.4 Tujuan penelitian...……………………………………………………..…3
1.5 Sistematika Penulisan…………………...……………………….……......3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Mesin Sortasi......................................................................………............4
2.2 Citra, Pengolahan Citra, dan Pengenalan Pola...........................................6
2.2.1 Jenis citra……………………….........................................…..........6
2.2.2 Citra Warna .....................................................................................8
2.2.3 Normalisasi Citra...............................................................................8
2.2.4 Pemodelan Sistem Inspeksi Visual...................................................9
2.2.5 Penangkap Citra.................................................................................9
2.2.6 Pemrosesan Awal...............................................................................9
2.2.7 Enhancement Citra.............................................................................9
2.2.8 Deteksi Tepi......................................................................................10
2.2.9 Analisis Tepi.....................................................................................10
2.2.10 Automated Multi-View Visual Inspection and Grading System….11
2.3 Sensor GP2Y...........................................................................................11
2.3.1 Konverter Analog ke Digital............................................................12
2.3.2 Fungsi Parameter Ideal Konverter Analog ke Digital......................13
2.3.4 Tipe-tipe ADC..................................................................................14
2.3.5 Single slope ADC.............................................................................15
2.3.6 IC ADC 0804...................................................................................15
2.4 Motor DC.................................................................................................19
2.5 Sistem Kontrol.........................................................................................20
2.5.1 Sasaran Sistem Kontrol....................................................................20
2.5.2 Sistem Kontrol Loop Terbuka (Open-Loop Control System).........21
2.6 Conveyor..................................................................................................22
2.6.1 Conveyor Belt..................................................................................22
2.7 Webcam....................................................................................................23
2.8 Metode SSE .............................................................................................25
2.9 Antarmuka Port Paralel dengan Borland Delphi ......................................26
2.9.1 Keterangan Pin Out Parallel Port ....................................................27
2.10 Pemrograman Borland Delphi ................................................................29
2.10.1 DSPack234 ....................................................................................30
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian.........................................................................................31
3.2 Desain dan Prosedur Penelitian......................,..........................................32
3.3 Proses Perancangan Sistem Sortir Ukuran Buah Jeruk……….......……..39
3.4 Alat dan Bahan Penelitian.........................................................................41
3.4.1 Alat Penelitian..................................................................................41
3.4.2 Bahan Penelitian...............................................................................41
3.5 Perancangan .............................................................................................42
3.5.1 Perancangan Mekanik ......................................................................42
3.5.2 Perancangan Software ......................................................................44
3.5.2.1 Inisialisasi Sistem .....................................................................44
3.5.2.2 User Interface Sistem ...............................................................44
BAB IV HASIL DAN ANALISA
4.1 Pengujian Rangkaian Sistem ....................................................................46
4.1.1 Pengujian dan Analisa Sensor Gp2y ................................................46
4.1.2 Pengujian ADC ................................................................................48
4.2 Pengujian Sistem ......................................................................................49
4.2.1 Proses Pengambilan Gambar Pada DSPACK .................................49
4.2.2 Proses Scan Nilai Grayscale .............................................................51
4.2.3 Proses Pengambilan Keputusan .......................................................52
4.2.4 Proses Penyimpanan Data Ke Database ...........................................54
4.3 Analisa Hasil ............................................................................................56
4.3.1 Proses Pengambilan Data Sampel ....................................................56
4.3.1.1 Data Sampel Jeruk Kecil ........................................................57
4.3.1.2 Data Sampel Jeruk Sedang .....................................................58
4.3.1.3 Data Sampel Jeruk Besar .......................................................59
4.3.2 Proses Pengambilan Data Uji ...........................................................60
4.3.2.1 Data Uji Jeruk Kecil ...............................................................60
4.3.2.2 Data Uji Jeruk Sedang ............................................................61
4.3.2.3 Data Uji Jeruk Besar ..............................................................62
4.3.2.4 Data Uji Jeruk Acak ...............................................................63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ..............................................................................................66
5.2 Saran ........................................................................................................66
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada zaman yang semakin canggih ini, teknologi berkembang dengan sangat
pesat. Kebutuhan manusia juga semakin banyak yang bergantung dengan teknologi,
baik dalam bidang komunikasi, pendidikan, penerbangan, bahkan dalam bidang
perkebunan. Sampai saat ini teknologi yang membantu manusia di bidang
perkebunan masih kurang berkembang dengan baik dibandingkan bidang lainnya.
Buah-buahan merupakan suatu komoditas yang menguntungkan karena
keanekaragaman varitas dan didukung oleh iklim yang sesuai, sehingga
menghasilkan buah-buahan yang sangat bervariasi dan menarik. Buah jeruk
merupakan salah satu produk hortikultura yang mempunyai prospek pemasaran
yang bagus, terutama di Indonesia yang memiliki iklim tropis. Penanganan pasca
panen memegang peranan penting dalam penentuan mutu jeruk, terutama kegiatan
seleksi dan pemutuan. Selama ini kegiatan seleksi dan pemutuan buah jeruk masih
sebagian besar dilakukan secara manual, sehingga menghasilkan produk yang
kurang seragam. Karena hasil sortasi manual yang kurang memuaskan, maka
diperlukan suatu metode untuk menyeleksi dan mengelompokkan buah jeruk
dengan baik tanpa merusak buah tersebut.[19]
Salah satu cara yang dapat menjawab permasalahan tersebut adalah proses
otomasi. Sebelum adanya sistem otomasi, penyeleksian di industri pada umumnya
masih mengandalkan manusia dalam melakukan proses seleksi. Penyeleksian oleh
manusia ini mempunyai berbagai kelemahan yang disebabkan oleh banyak faktor,
seperti kelelahan, motivasi yang rendah, serta kurangnya keahlian dan pengalaman
dalam proses penyeleksian. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, maka mulai
diterapkan sistem otomatis/otomatisasi.
Proses otomasi itu sendiri membutuhkan sensor, komponen proses dan aktuator
untuk mendukung proses otomasi tersebut. Sebuah webcam dapat digunakan untuk
melakukan visual inspection. Visual inspection digunakan untuk mendeteksi
ukuran serta menyeleksi buah jeruk. Jeruk yang akan dideteksi dan
1
diseleksi, diletakkan di atas konveyor berjalan. Visual inspection akan mengenali ukuran buah
jeruk dengan cara mengenali pola grayscale yang didapat dari konversi warna R,G,B dari hasil
capture web camera yang dipasang secara tetap di atas conveyor belt. Setelah proses deteksi
oleh webcam, sebuah selektor yang diletakkan di akhir conveyor belt digunakan untuk memilah
jeruk menjadi 3 kategori, yaitu ukuran besar, sedang dan kecil.[20]
Oleh karena itulah, penulis mencoba merancang suatu sistem aplikasi sortir buah
menggunakan webcam dengan judul “Perancangan dan Pembuatan Prototype Sistem
Seleksi dan Pemutuan Buah Jeruk Berdasarkan Ukuran Berbasis Web Camera”. Sistem
yang akan dirancang diimplementasikan terhadap buah jeruk dan diharapkan dengan adanya
alat seleksi ini, dapat mempermudah sistem seleksi yang sebelumnya masih manual menjadi
otomatis dalam hal menyeragamkan mutu buah jeruk berdasarkan ukurannya.
1.2 Rumusan Masalah
Masalah yang akan dibahas dalam implementasi klasifikasi mutu buah jeruk adalah sebagai
berikut :
1. Bagaimana merancang alat untuk memisahkan buah jeruk (seleksi) berdasarkan ukuran
buah.
2. Bagaimana proses pengolahan citra untuk mengklasifikasi buah jeruk berdasarkan
ukurannya dan menghubungkannya ke sistem selektor.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada Tugas Akhir ini adalah :
1. Objek yang dijadikan sampel penelitian adalah buah jeruk.
2. Buah jeruk yang akan diseleksi adalah buah jeruk yang tidak busuk.
3. Pemutuan/Grading buah jeruk berdasarkan ukuran/dimensi dan diseleksi dengan 3
opsi/pilihan (ukuran besar, sedang dan kecil).
1.4 Tujuan Penelitian
2
Adapun tujuan dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah untuk merancang sistem klasifikasi
tingkat mutu buah jeruk berdasarkan ukuran/dimensi menggunakan unit pengendali konveyor
sebagai selektor.
1.5 Sistematika Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini akan dibagi menjadi beberapa bab, sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan
Berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan permasalahan, tujuan, dan sistematika
penulisan.
Bab II Landasan Teori
Berisi tentang dasar ilmu yang mendukung pembahasan penelitian ini.
Bab III Metode Penelitian
Berisi tentang analisa dan desain sistem secara terstruktur, yang dilengkapi dengan
beberapa diagram dan pseudocode algoritma. Selain itu akan dilakukan pembuatan aplikasi dan
perangkat kerasnya yang dibangun sesuai dengan permasalahan dan batasannya yang telah
dijabarkan pada bab pertama.
Bab IV Hasil dan Analisa
Membahas tentang hasil yang akan dilakukan uji coba berdasarkan parameterparameter yang ditetapkan, dan kemudian dilakukan analisa terhadap hasil uji coba tersebut.
Bab V Penutup
Berisi kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini beserta saran untuk
pengembangan selanjutnya.
3