bab ii tinjauan dan landasan teori 2.1. tinjauan pustaka
Post on 26-Oct-2021
11 Views
Preview:
TRANSCRIPT
II-1
BAB II
TINJAUAN DAN LANDASAN TEORI
Pada bab ini akan dibahas mengenai tinjauan pustaka yang berkaitan dengan
tugas akhir yang akan dikerjakan. Tinjauan pustaka ini terdiri dari pustaka terhadap
paper dan pustaka terhadap teori dari setiap bagian-bagian sistem yang digunakan.
2.1. Tinjauan Pustaka
Studi literatur telah dilakukan untuk menentukan batasan masalah serta
tujuan dari tugas akhir ini. Penelusuran literatur khususnya mengenai laporan
tugas akhir, proyek akhir, tesis dan buku manual mengenai metoda fuzzy logic,
mobil remote control serta penggunakan modul sensor TSL 1401-DB
Linescan Camera Module. Penelusuran literatur tersebut akan dibahas sebagai
berikut.
1. Tahun 2013, M. Farichin dalam Proyek Akhirnya yang berjudul Active
Steering Assistance for Lane Keeping Pada Mobil Remote Control telah
melakukan analisa tentang sistem Active Steering Assistance
menggunakan metode ON/OFF. [3]
Proyek Akhir ini menjelaskan tentang prinsip kerja dari Active Steering
Assistance , dan ini dapat dijadikan sebagai referensi dalam tugas akhir
yang akan dibuat.
2. Tahun 2014, Siti Aisyah Aryani dalam Proyek Akhirnya yang berjudul
Active Steering Assistance for Lane Keeping Berbasis Logika Fuzzy Pada
Mobil Remote Control telah melakukan analisa tentang sistem Active
Steering Assistance menggunakan metode fuzzy logic. [3]
Garis besar proyek akhir ini sama dengan proyek akhir sebelumnya pada
tahun 2013. Perbedaannya terletak pada sistem kendali yang digunakan,
dimana pada proyek akhir sebelumnya menggunakan kendali ON-OFF
sedangkan proyek akhir ini menggunakan fuzzy logic. Maka dari itu
proyek akhir ini dapat dijadikan referensi utama pada tugas akhir penulis
dalam segi pengolahan data fuzzy logic.
3. Tahun 2015, Alditama Rachman dalam Proyek Akhirnya yang berjudul
Lane Keeping Assist Pada Mobil Aki Mainan Berbasis Fuzzy Logic telah
II-2
melakukan analisa tentang Active Steering Assistance dimana kecepatan
mobilnya dapat diatur. [4]
Pada proyek akhir ini terdapat pengaturan kecepatan mobil, dan ini dapat
dijadikan sebagai referensi dalam tugas akhir yang akan dibuat.
4. Tahun 2015, Taufik Ramadhan dalam Proyek Akhirnya yang berjudul
Lane Keeping Assist Pada Mobil Remote Control Menggunakan Sensor
Kamera telah melakukan analisa tentang penggunaan sensor Linescan
Camera. [5]
Penggunaan sensor Linescan Camera pada proyek ini menjadikan proyek
akhir ini dapat dijadikan referensi utama dalam hal pengolahan sensor
camera, mengingat pada tugas akhir yang akan penulis buat digunakan
sensor Linescan Camera untuk mendeteksi garis pembatas.
Tugas akhir yang akan dibuat merupakan pengembangan dari proyek akhir
sebelumnya dengan topik yang sama. Perbandingan antara tugas yang dibuat
saat ini dengan proyek akhir sebelumnya dapat direpresentasikan dalam tabel
II.1 sebagai berikut.
Tabel II. 1 Perbandingan dengan PA yang telah dibuat
Perbedaan utama pada tugas akhir yang dibuat dengan proyek akhir
sebelumnya adalah terletak pada jalur yang digunakan. Jika pada proyek akhir
Taufik R Alditama
1 Mekanik Mobil RC Mobil RC Mobil RC Mobil Aki Mobil RC
2 Kendali ON/OFF Fuzzy Logic Fuzzy Logic Fuzzy Logic Fuzzy Logic
3 Penyimpanan ~ SD Card SD Card SD Card SD Card
5 Kecepatan Konstan Konstan Dapat diatur Dapat diatur Dapat diatur
4 Buah 1 Buah 6 Buah 1 BuahJumlah Sensor
yang dipakai8
7 Jenis Sensor TCRT5000L
2 Buah
TSL 1401-DB
Linescan Camera
Module
TSL 1401-DB
Linescan Camera
Module
TCRT5000L TCRT5000L
No 2015
Tahun
2014 Siti Aisyah
A
2013 M.
Farichin
2017 (yang akan
dibuat)
Aspek
LurusJalur4Sudut Belok Tidak
TajamLurus Berbelok Lurus
Kurang Stabil6 Stabil StabilStabilKurang StabilKehandalan
II-3
sebelumnya jalur yang digunakan berupa jalur lurus dan jalur dengan sudut
belok tidak tajam, maka pada tugas akhir yang akan dibuat jalur yang
digunakan adalah jalur lurus dan jalur berbelok.
Untuk menunjang dalam proses perancangan alat maka harus dilakukan
kajian-kajian pustaka terlebih dahulu mengenai teori-teori dasar yang
mendukung. Untuk teori dasar selengkapnya akan dijelaskan pada sub-bab
berikutnya.
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Mobil Remote Control
Mobil remote control adalah sejenis mobil mainan yang di kendalikan
dengan menggunakan modul transmitter. Mobil RC ini menggunakan
rechargeable baterai tipe NiCd dengan tegangan 7.2 volt untuk sumber catu
dayanya. Adapun contoh dari mobil RC 1:10 ditunjukan pada Gambar II.1.
Gambar II. 1 Mobil RC 1:10
2.2.2. TSL1401- DB Linescan Camera Module
Sensor yang digunakan pada tugas akhir ini adalah sensor kamera yang
dikeluarkan oleh parallax yaitu, TSL1402-DB Linescan Camera Module
seperti ditunjukkan pada gambar II.2.
II-4
Gambar II. 2 TSL1401 Linescan Camera Module
Kamera ini bekerja dengan tegangan 3.3V maupun 5V dan outputnya
berupa tegangan analog. Kamera ini dapat mengambil gambar dengan
resolusi 128x1 pixel, atau hanya sebuah garis. Kamera ini memiliki 12 pin
sudah termasuk VCC dan GND, tetapi untuk operasi normal atau hanya
mengambil gambar saja hanya diperlukan 3 pin saja yaitu CLK, SI, dan A0.
Untuk lebih jelasnya tentang cara kerja dari kamera ini dapat dijelaskan
sebagai berikut. [7]
Gambar II. 3 Ilustrasi Objek yang Diambil
Pada Gambar II.3 sensor kamera akan mendeteksi sebuah benda dengan
cara meletakkan sensor diatas benda. Kemudian akan mengasilkan tegangan
output seperti yang ditunjukkan pada gambar II.4 berikut ini : [7]
Gambar II. 4 Tegangan output yang dihasilkan
II-5
Tegangan output yang dihasilkan seperti gambar II.4 besarnya akan
proporsional dengan itensitas cahayanya. . Berikut sinyal pada pin SI, CLK,
dan A0 pada saat pengambilan Gambar II.3. [7]
Gambar II. 5 Pin SI, CLK, dan A0 saat pengambilan gambar
Gambar II.5 menunjukan kamera akan bekerja apabila sudah terdapat
sinyal SI dan akan membutuhkan sebanyak 129 gelombang pada pin CLK
untuk masing-masing pixel yang diambil (0 hingga 128) dan A0 akan
mengeluarkan gelombang analog yang didapat dari Gambar tersebut. Setelah
129 gelombang pada pin CLK selesai, kamera tidak akan mengambil Gambar
sebelum menerima sinyal SI kembali. [7]
2.2.3. Arduino
Arduino UNO R3 merupakan suatu board yang didalamnya terdapat
rangkaian sistem minimum yang mencakup sistem clock serta sistem sistem
reset. Arduino UNO R3 dapat dilihat pada gambar II.6 sebagai berikut, [12]
Gambar II. 6 Platform Arduino R3
Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat di
dalam sebuah mikrokontroler, pada gambar II.7 berikut ini diperlihatkan
II-6
contoh diagram blok sederhana dari mikrokontroler ATmega328P (dipakai
pada Arduino UNO R3). [12]
Gambar II. 7 Diagram Blok SederhanaArduino UNO R3
Blok-blok di atas dijelaskan sebagai berikut :
• Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah
antarmuka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-
232, RS-422 dan RS-485.
• 2KB RAM pada memory kerjabersifatvolatile (hilang saat daya
dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program.
• 32KB RAM flash memory bersifatnon-volatile, digunakan untuk
menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program,
flash memory juga menyimpan bootloader. Bootloader adalah
program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat
daya dihidupkan. Setelah bootloader selesai dijalankan, berikutnya
program di dalam RAM akan dieksekusi.
• 1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan
data yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan
pada papan Arduino.
• Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller untuk
menjalankan setiap instruksi dari program.
II-7
• Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau
analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog. [12]
Berikut ini merupakan spesifikasi dari Arduino UNO R3 :
Tabel II. 2 Spesifikasi Arduino UNO R3
Mikrokontroler Atmega328P
Tegangan Operasi 5 Volt
Tegangan Input 7 – 12 Volt
Batas Tegangan Input 6 – 20 Volt
Pin Digital I/O 14 Pin (6 diantaranya adalah output
PWM)
Pin Analog Input 6 pin
Arus DC Setiap Pin I/O 40 mA
Arus DC untuk Pin 3.3 Volt 50 mA
Flash Memory 32 KB
SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
Clock Speed 16 MHz
2.2.4. Driver Motor L298
L298 adalah IC yang dapat digunakan sebagai driver motorDC. IC
ini menggunakan prinsip kerja H-Bridge. Tiap H-Bridge dikontrol
menggunakan level tegangan TTL yang berasal dari output mikrokontroler.
L298 dapat mengontrol 2 buah motor DC. Teganganyang dapat digunakan
bisa mencapaitegangan 46 VDC. Berikut inibentuk IC L298 yang digunakan
sebagai motor driver. [11]
Gambar II. 8 IC driver motor L298
II-8
PWM (Pulse width Modulation), adalah sebuah metodeuntuk pengaturan
kecepatan perputaran, dalam hal ini adalah motor DC untuk kecepatan mobil. PWM
dapat dihasilkan oleh empat metode, sebagai berikut :
1. Metode analog
2. Metode digital
3. IC diskrit
4. Mikrokontroler
Prinsip kerja H-Bridge secara sederhana dapat dilihat pada gambar II.9.
Gambar II. 9 Prinsip kerja H-Bridge
Bila saklar yang digunakan adalah saklar toggle biasa seperti gambar
2.10 maka jika saklar S1 dan S4 aktif arus akan mengalir dari Vin menuju
S1 dan menggerakan motor searah jarum jam lalu arus akan menuju S4.
Bergerak dengan arah berlawanan arah jarum jam apabila S2 dan S3 aktif.
Gambar prinsip pergerakan ini dapat dilihat pada gambar II.10. [11]
Gambar II. 10 Prinsip pergerakan motor dengan H-Bridge
Dari gambar II.10 sebenarnya H-Bridge hanya mengatur polaritas yang
akan diberikan pada motor DC agar dapat berputar dua arah yaitu serah jarum
jam dan berlawanan jarum jam. Contoh IC H-Bridge yang digunakan adalah
IC L298, L298 memiliki dua buah rangkaian H-Bridge di dalamnya, sehingga
dapat digunakan untuk men-drive dua buah motor DC. IC L298 masing-
masing dapat mengantarkan arus hingga 2A. [11]
II-9
2.2.5. I2C
Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar
komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didisain khusus
untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL
(Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara
I2C dengan pengontrolnya. Piranti yang dihubungkan dengan sistem I2C Bus
dapat dioperasikan sebagai Master dan Slave. Master adalah piranti yang
memulai transfer data pada I2C Bus dengan membentuk sinyal Start,
mengakhiri transfer data dengan membentuk sinyal Stop, dan
membangkitkan sinyal clock. Slave adalah piranti yang dialamati master.[12]
Sinyal Start merupakan sinyal untuk memulai semua perintah,
didefinisikan sebagai perubahan tegangan SDA dari “1” menjadi “0” pada
saat SCL “1”. Sinyal Stop merupakan sinyal untuk mengakhiri semua
perintah, didefinisikan sebagai perubahan tegangan SDA dari “0” menjadi
“1” pada saat SCL “1”. Kondisi sinyal Start dan sinyal Stop seperti tampak
pada Gambar II.11 berikut ini [12]
Gambar II. 11 Kondisi sinyal start dan stop pada I2C
Sinyal dasar yang lain dalam I2C Bus adalah sinyal acknowledge yang
disimbolkan dengan ACK Setelah transfer data oleh master berhasil diterima
slave, slave akan menjawabnya dengan mengirim sinyal acknowledge, yaitu
dengan membuat SDA menjadi “0” selama siklus clock ke 9. Ini
menunjukkan bahwa Slave telah menerima 8 bit data dari Master. Kondisi
sinyal acknowledge seperti tampak pada Gambar II.12. [12]
II-10
Gambar II. 12 Sinyal ACK dan NACK pada I2C
Dalam melakukan transfer data pada I2C Bus, kita harus mengikuti tata cara yang
telah ditetapkan yaitu:
• Transfer data hanya dapat dilakukan ketikan Bus tidak dalam keadaan sibuk.
• Selama proses transfer data, keadaan data pada SDA harus stabil selama
SCL dalam keadan tinggi. Keadaan perubahan “1” atau “0” pada SDA
hanya dapat dilakukan selama SCL dalam keadaan rendah. Jika terjadi
perubahan keadaan SDA pada saat SCL dalam keadaan tinggi, maka
perubahan itu dianggap sebagai sinyal Start atau sinyal Stop. [12]
Gambar II. 13 Transfer bit pada I2C
2.2.6. SDCard Module
Secure Digital (SD) adalah memory card flash ultra kecil yang dirancang
untuk menyediakan memori berkapasitas tinggi dalam ukuran yang kecil.
Dalam perkembangannya, memori jenis SD ini telah memiliki 3 kelompok
varian yaitu : [8]
1. SD memory card. Jenis memori yang paling populer ini memiliki kapasitas
mulai dari 8 MB hingga yang tertinggi 16 GB, dengan format FAT16.
Memori berukuran 24 x 34 mm dan ketebalan 2 mm ini dinamai secure
(aman) karena telah memiliki Content Protection for Recordable Media
(CPRM) untuk mencegah pembajakan media dan adanya Write-Protect
tab yang mencegah penghapusan isi memori secara tidak sengaja. [8]
II-11
2. MiniSD dan MicroSD memory card. Dengan ukuran memori miniSD yang
kecilnya hanya 20 x 21,5 mm dan microSD dengan ukuran 11 x 15 mm,
memori jenis ini memang cocok untuk dipasang di ponsel atau MP3
player. Bagi yang ingin memakai memori miniSD / microSD pada peranti
yang memiliki slot SD, maka diperlukan sebuah adapter (biasanya
disertakan saat membeli miniSD / microSD). [8]
3. SDHC memory card. SDHC (SD High Capacity) adalah pengembangan
selanjutnya dari SD card yang meski tidak merubah bentuk dan desain,
namun kini kecepatan dan kinerjanya telah ditingkatkan dengan memakai
format FAT32. Micro SD adalah salah satu jenis format memory flash
yang diluncurkan tahun 2005 , sedangkan Micro SDHC diluncurkan tahun
2007. SDHC card memiliki kapasitas mulai dari 4 GB hingga 32 GB.
Untuk urusan kompatibilitas, satu hal yang perlu diingat bahwa bila
perangkat kita telah mampu mendukung memori jenis SDHC, maka ia
akan tetap kompatibel dengan memori SD biasa. Namun sebaliknya,
jangan gunakan memori SDHC pada perangkat lama yang hanya mampu
mengenali memori SD card. Pada gambar II.16 berikut ini ditampilkan SD
Card LC Studio. [8]
Gambar II. 14 SD Card LC Studio
2.2.7. Fuzzy Logic
Profesor Lotfi A. Zadeh adalah guru besar pada University of
California yang merupakan pencetus sekaligus yang memasarkan ide
tentang cara mekanisme pengolahan atau manajemen ketidakpastian yang
kemudian dikenal dengan logika fuzzy. Dalam penyajiannya vaiabel-
II-12
variabel yang akan digunakan harus cukup menggambarkan ke-fuzzy-an
tetapi di lain pihak persamaan-persamaan yang dihasilkan dari variable-
variabel itu haruslah cukup sederhana sehingga komputasinya menjadi
cukup mudah. Karena itu Profesor Lotfi A Zadeh kemudian memperoleh
ide untuk menyajikannya dengan menentukan “derajat keanggotaan”
(membership function) dari masing-masing variabelnya. Ditunjukan pada
gambar II.17 berikut ini. [9]
Gambar II. 15 Konsep dasar logika fuzzy
Fungsi keanggotaan (membership function) adalah suatu kurva yang
menunjukkan pemetaan titik input data kedalam nilai keanggotaanya (sering
juga disebut dengan derajat keanggotaan) yang memiliki interval antara 0
sampai 1.
Derajat Keanggotaan (membership function) adalah : derajat dimana nilai
crisp dengan fungsi keanggotaan ( dari 0 sampai 1 ), juga mengacu sebagai
tingkat keanggotaan, nilai kebenaran, atau masukan fuzzy. [9]
Label adalah nama deskriptif yang digunakan untuk mengidentifikasikan
sebuah fungsi keanggotaan. [9]
Fungsi Keanggotaan adalah mendefinisikan fuzzy set dengan memetakkan
masukan crisp dari domainnya ke derajat keanggotaan. [9]
Masukan Crisp adalah masukan yang tegas dan tertentu.
Lingkup/Domain adalah lebar fungsi keanggotaan. Jangkauan konsep,
biasanya bilangan,tempat dimana fungsi keanggotaan dipetakkan. [9]
Daerah Batasan Crisp adalah jangkauan seluruh nilai yang dapat
diaplikasikan pada variabel sistem. [9]
II-13
Pada gambar II.18 dapat dilihat struktur dari logika fuzzy.
MASUKAN CRISP
FUZZIFIKASI
MASUKAN FUZZY
EVALUASI ATURAN(INFERENCE)
KELUARAN FUZZY
DEFUZZIFIKASI
KELUARAN CRISP
FUNGSI KEANGGOTAAN
MASUKAN
BASIS ATURAN
FUNGSI KEANGGOTAAN
KELUARAN
Gambar II. 16 Struktur logika fuzzy
a. Fuzzifikasi
Fuzzifikasi yaitu suatu proses untuk mengubah suatu masukan dari bentuk
tegas (crisp) menjadi fuzzy (variabel linguistik) yang biasanya disajikan
dalam bentuk himpunan-himpunan fuzzy dengan suatu fungsi
kenggotaannya masing-masing. [9]
b. Basis Aturan (Rule Base)
Basis aturan berisi aturan-aturan fuzzy yang digunakan untuk pengendalian
sistem. Aturan-aturan ini dibuat berdasarkan logika dan intuisi manusia,
serta berkaitan erat dengan jalan pikiran dan pengalaman pribadi yang
membuatnya. Jadi tidak salah bila dikatakan bahwa aturan ini bersifat
subjektif, tergantung dari ketajaman yang membuat. Aturan yang telah
ditetapkan digunakan untuk menghubungkan antara variabel-variabel
masukan dan variabel-variabel keluaran.Aturan ini berbentuk ‘JIKA –
MAKA’ (IF – THEN). [9]
II-14
c. Evaluasi Aturan
Berdasarkan basis aturan yang telah dibuat, variabel-variabel masukan
fuzzy diolah lebih lanjut untuk mendapatkan suatu penyelesaian. Dengan
demikian dapat diambil suatu keputusan berupa variabel fuzzy keluaran,
yaitu himpunan-himpunan keluaran fuzzy dengan fungsi keanggotaan yang
ditetapkan berdasarkan metode yang digunakan untuk mengambil suatu
keputusan. Metode yang digunakan dalam proses pengambilan keputusan
ini adalah Metode Max-Min dan Metode Max-Product (Max-Dot). [9]
d. Defuzzifikasi
Defuzzifikasi dapat didefinisikan sebagai proses pengubahan besaran
fuzzy yang disajikan dalam bentuk himpunan-himpunan fuzzy keluaran
dengan fungsi keanggotaannya untuk mendapatkan kembali bentuk
tegasnya (crisp). Hal ini diperlukan sebab dalam aplikasi nyata yang
dibutuhkan adalah nilai tegas (crisp). Berikut ini merupakan metode yang
biasa diterapkan untuk melakukan defuzzyfication yaitu : [9]
1. Center of Gravity, yaitu metode yang paling sering digunakan dimana
tiap fungsi keanggotaan keluaran diatas nilai yang ditunjukan oleh
masing – masing keluaran fuzzy di truncated (dipepat/dipotong). Hasil
“clipped”/”potongan” fungsi keanggotaan kemudian dikombinasikan
dan keseluruhan center of gravity dihitung. [9]
2. Max-Membership Principle, metode ini juga dikenal sebagai metode
tinggi. Hali ini dikarenakan bahwa dalam menentukan keluaran crisp
dilakukan pada derajat keanggotaan (DOM = Degree of Membership)
atau rule strenght yang tertinggi dari keluaran fuzzy yang terjadi. Jadi
nilai crisp yang dipilih adalah merupakan nilai crisp yang menyebabkan
derajat keanggotaan yang paling tinggi. [9]
3. Centroid Methode, metode ini dikenal denganmetode center of area
(COA) atau pusat dari suatu area. Nilai crisp keluaran ditentukan dari
titik pusat dari luasan keluaran fuzzy yang ada. [9]
4. Weight Average Are Methode, metode ini hanya tepat digunakan jika
bentuk fungsi keanggotaan yang dipergunakan adalah fungsi
keanggotaan yang bentuknya simetris. [9]
II-15
5. Mean Max Membership, metode ini sama dengan metode yang kedua,
hanya jika titik max tidak tunggal. Nilai crisp keluaran (Z*) ditentukan
dari rata – rata atau titik tengah dari nilai crisp (Z) yang memiliki derajat
keanggotaan tertinggi. Karena itu metode ini juga disebut sebagai
“Middle of Maxima”. [9]
6. Center of Sum, metode ini mirip dengan metode “Weight Average
Area”. [9]
7. Center of Largest Area, metode ini pada dasarnya sama dengan metode
centroid. Namun demikian ada sedikit perbedaan yaitu pada metode
centroid perhitungan yang dilakukan mencakup semua fungsi
keanggotaan yang ada. Sedangkan pada metode center of largest area,
perhitungan hanya dilakukan terhadap fungsi keanggotaan yang
memiliki derajat keanggotaan. [9]
8. First of Maxims, metode ini sangat sederhana dimana hampir tidak
diperlukan perhitungan matematik yang rumit. Dalam metode ini,
penentuan nilai crisp pertama/terkecil yang memiliki derajat
keanggotaan tertinggi/maksimum. [9]
top related