bab 2 landasan teori - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab2/2007-2-00526-sk bab2.pdf ·...

19
7 BAB 2 LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat kebebasan mandiri yang dapat bertukar informasi dengan peralatan lain. Namun definisi ini juga menyatakan secara tidak langsung bahwa komputer yang mengendalikan derajat kebebasan merupakan bagian dari sebuah robot. Jadi robot yang sebenarnya dapat diprogram kembali untuk bergerak ke segala posisi selama masih berada di dalam batasan setiap derajat kebebasan. (S. Brian Morriss, 1995, p232) Robot ialah sebuah manipulator dengan multifungsi yang dapat diprogram ulang dan didesain untuk memindahkan material, komponen, peralatan tertentu melalui sebuah program berbasis gerakan yang dapat berubah-ubah untuk melakukan berbagai macam tugas. (Michael G. Fairhurst, 1988, p2) Robot adalah sebuah mesin yang dapat melakukan tugas yang dikendalikan oleh manusia dan digunakan untuk melakukan tugas rutin dalam proses perakitan secara otomatis. ( www.ucs.mun.ca/~rsexty/business1000/glossary/R.htm ). Robot adalah sebuah alat mekanik yang melakukan tugas nyata otomasi berdasarkan pada pandangan/penglihatan manusia, program yang telah didefinisikan sebelumnya atau sejumlah pedoman umum berdasarkan teknik artifisial intelegensi. Robot biasanya digunakan untuk melakukan tugas yang kotor, berbahaya, sulit, berulang-ulang atau membosankan bagi manusia. Definisi tersebut mengambil dari bentuk robot – robot dalam bidang industri yang sering digunakan dalam manufakturing (en.wikipedia.org/wiki/Robot ).

Upload: truongphuc

Post on 02-Mar-2019

231 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

7

BAB 2

LANDASAN TEORI

Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

kebebasan mandiri yang dapat bertukar informasi dengan peralatan lain. Namun definisi

ini juga menyatakan secara tidak langsung bahwa komputer yang mengendalikan derajat

kebebasan merupakan bagian dari sebuah robot. Jadi robot yang sebenarnya dapat

diprogram kembali untuk bergerak ke segala posisi selama masih berada di dalam

batasan setiap derajat kebebasan. (S. Brian Morriss, 1995, p232)

Robot ialah sebuah manipulator dengan multifungsi yang dapat diprogram ulang

dan didesain untuk memindahkan material, komponen, peralatan tertentu melalui sebuah

program berbasis gerakan yang dapat berubah-ubah untuk melakukan berbagai macam

tugas. (Michael G. Fairhurst, 1988, p2)

Robot adalah sebuah mesin yang dapat melakukan tugas yang dikendalikan oleh

manusia dan digunakan untuk melakukan tugas rutin dalam proses perakitan secara

otomatis. ( www.ucs.mun.ca/~rsexty/business1000/glossary/R.htm ).

Robot adalah sebuah alat mekanik yang melakukan tugas nyata otomasi

berdasarkan pada pandangan/penglihatan manusia, program yang telah didefinisikan

sebelumnya atau sejumlah pedoman umum berdasarkan teknik artifisial intelegensi.

Robot biasanya digunakan untuk melakukan tugas yang kotor, berbahaya, sulit,

berulang-ulang atau membosankan bagi manusia. Definisi tersebut mengambil dari

bentuk robot – robot dalam bidang industri yang sering digunakan dalam manufakturing

(en.wikipedia.org/wiki/Robot).

Page 2: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

8

2.1 Computer Vision

Computer Vision merupakan suatu cabang ilmu yang mempelajari bagaimana

komputer dapat mengenali obyek yang diamati/diobservasi. Computer Vision adalah

kombinasi dari :

Pengolahan Citra (Image Processing)

Bidang ini berhubungan dengan proses transformasi citra/gambar (image).

Proses ini bertujuan untuk mendapatkan kualitas citra yang lebih baik.

Pengenalan Pola (Pattern Recognition)

Bidang ini berhubungan dengan proses identifikasi obyek pada citra atau

interpretasi citra. Proses ini bertujuan untuk mengekstrak informasi/pesan

yang disampaikan oleh gambar/citra.

Computer vision itu sendiri adalah sebuah bagian dari kecerdasan buatan dan

pengolahan citra yang dihubungkan oleh komputer untuk melakukan pemrosesan citra

digital yang berasal dari lingkungan sekitarnya. Computer vision pada dasarnya

membutuhkan kombinasi dari pengolahan citra tingkat dasar untuk memperbaiki kualitas

citra (contohnya seperti : menghilangkan noise, meningkatkan kontras) dan tingkat yang

lebih lanjut berupa pengenalan pola serta interpretasi citra untuk mendapatkan informasi

yang terdapat di dalam gambar yang berhasil ditangkap oleh sebuah sensor visual.

Computer vision adalah aplikasi lain yang berhubungan dengan AI, merupakan alat

analisis dan evaluasi informasi visual dengan menggunakan komputer. Teknik AI

memungkinkan komputer untuk bisa menguji sebuah gambar atau adegan nyata dengan

mengidentifikasi obyek, cirinya atau polanya.

(http://ilmukomputer.internux.net.id/berseri/tharomrobot/index.php)

Page 3: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

9

Gambar 2.1 Cabang ilmu computer vision

Gambar 2.2 Arti umum computer vision

Page 4: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

10

Komponen – komponen dasar dari computer Vision :

1. Visual sensor yang berasal dari camera

CCD

CMOS

2. Image yang akan diolah

Citra Analog

Citra Digital / Biner

3. Tahapan - tahapan pengolahan citra dan pengenalan pola

Low Level Vision

o Sensing

o Preprocessing

Medium Level vision

o Segmentasi

o Deskripsi

o Rekognisi

High Level Vision

o Interpretasi

2.1.1 Matriks

Matriks adalah cara yang sederhana untuk mengatasi sebuah permasalahan

kombinasi linier. Sebuah matriks terdiri dari kolom dan juga baris, menurut James M.

Gere (1987, hal 13) bentuk matriks yang paling umum adalah susunan bilangan-bilangan

yang berbentuk persegi panjang yang dapat digambarkan sebagai berikut :

Page 5: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

11

⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢

==

mnmm

n

n

AAA

AAAAAA

AmxnAmn

...............

...

...

21

22221

11211

(m*n) adalah orde atau ukuran dari matriks tersebut, dimana m menyatakan jumlah baris

dan n menyatakan jumlah kolom matriks. Operasi yang terdapat pada matriks adalah :

1. Penjumlahan dan pengurangan matriks

2. Perkalian matriks (syarat perkalian antar matriks hanya dapat dilakukan jika

kolom matriks pertama sama dengan jumlah baris matriks kedua)

3. Inverse dan Tranpose (operasi tranpose mengubah baris suatu matriks

menjadi kolom dan kolom matriks menjadi baris)

4. Determinan

Notasi di dalam sebuah matrik digunakan pada proyeksi geometris untuk

memanipulasi operasi yang ada pada grafik di komputer. Tiga bentuk operasi dalam

matriks (James M.Gere 1987, hal 175) :

1. Penskalaan (scaling)

⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢

⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢

=

⎥⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢⎢

11000000000000

1

'

'

zyx

rr

r

zyx

, r adalah factor penskalaan

2. Translasi

⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢

⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢

=

⎥⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢⎢

11000100010001

1

'

'

zyx

wvu

zyx

,(u,v,w) adalah titik translasi

Page 6: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

12

3. Rotasi

⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢

⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢

⎡−

=

⎥⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢⎢

110000cossin00sincos00001

1

'

'

zyx

zyx

ββββ

, β merupakan sudut rotasi

Citra adalah representasi informasi dua dimensi yang diciptakan atau dibuat

dengan melihat atau lebih tepatnya merasakan sebuah gambar atau pemandangan

(http://ilmukomputer.internux.net.id/berseri/tharomrobot/index.php).

Citra adalah gambar dua dimensi yang dihasilkan dari gambar analog dua dimensi

yang kontinyu menjadi gambar diskrit melalui proses sampling. Gambar analog dibagi

menjadi N baris dan M kolom sehingga menjadi gambar diskrit. Persilangan antara baris

dan kolom tertentu disebut dengan piksel. Contohnya adalah gambar/titik diskrit pada

baris n dan kolom m disebut dengan piksel [n,m]

(http://id.wikipedia.org/wiki/Pengolahan_Citra).

Citra digital dapat didefinisikan sebagai fungsi dua variabel, f(x,y), dimana x dan y

adalah koordinat spasial dan nilai f(x,y) adalah intensitas citra pada koordinat tersebut.

Pada citra digital berdasarkan pada penelitian bahwa sebuah warna merupakan

kombinasi dari tiga warna dasar, yaitu merah, hijau, dan biru (Red, Green, Blue - RGB)

(http://fajri.freebsd.or.id/tugas_akhir/bab2.pdf).

Citra adalah fungsi 2 dimensi dari intensitas cahaya. Intensitas disebut juga sebagai

brightness (tingkat kecerahan) atau grey level (tingkat keabuan). Fungsi citra f(x,y)

ditentukan oleh 2 komponen yaitu iluminasi dan refleksi sehingga

f (x,y) = i (x,y) r (x,y)

Page 7: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

13

dimana i(x,y) adalah iluminasi yang datang dari sumber cahaya dan r(x,y) adalah

koefisien refleksi/transmisi obyek.

Gambar 2.3 Koordinat spasial

Umumnya ukuran citra adalah M = N = 2k dimana k adalah bilangan integer.

Jumlah bit per piksel (bpp) umumnya adalah 1, 8, 12 dan 24 (3 bytes). 1 bpp

menghasilkan citra biner sedangkan 8 bpp menghasilkan citra dengan variasi intensitas

(brightness) antara 0 dan 255. Citra berwarna (color images) terdiri dari 24 bpp dengan 8

bpp untuk masing-masing komponen warna R, G dan B. Untuk ukuran citra 128 x 128

dengan 8 bpp diperlukan 16384 bytes atau 16 K memori penyimpan.

Gambar 2.4 Model warna RGB

Page 8: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

14

Image adalah semua jenis file yang disusun dari piksel. Image atau citra merupakan

representasi visual dari suatu bentuk. Citra dapat disimpan dalam berbagai format. Dua

tipe citra yang fundamental adalah vektor yang disimpan sebagai rangkaian intruksi-

intruksi gambar dan bitmap yang disimpan sebagai elemen-elemen gambar mosaik.

Image yang ditangkap oleh sensor kamera dapat berupa objek dalam 2D maupun 3D.

Ini merupakan ilustrasi bagaimana cara konversi objek 3D ke dalam bentuk 2D.

Gambar 2.5 Ilustrasi konversi objek 3D ke dalam bentuk 2D

Wh = bentuk koordinat homogenous 3D

⎟⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜⎜

=

k kZ kY

kX

Wh

P = matriks transformasi perspektif

⎟⎟⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜⎜⎜

=

1 λ1 0 0

0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1

P

Ch = bentuk koordinat camera dalam 2D

Page 9: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

15

⎟⎟⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜⎜⎜

+

=

⎟⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜⎜

×

⎟⎟⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜⎜⎜

=×=

k λkZ-

kZ kY

kX

k kZ kY

kX

1 λ1 0 0

0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1

W PC hh

⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜

−=

⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜

=⎟⎟⎟

⎜⎜⎜

⎛=

ZλλY

λX

ZλλZ

ZλλY

λX

zyx

C

2.1.2 Sampling

Sampling adalah proses pemetaan fungsi kontinyu ke fungsi diskrit (spatial

digitization). Sampling merupakan proses untuk menentukan warna pada piksel tertentu

pada citra dari sebuah gambar yang kontinyu. Pada proses sampling biasanya dicari

warna rata-rata dari gambar analog yang kemudian dibulatkan kedalam angka bulat

(integer). Proses sampling sering juga disebut proses digitisasi. Proses sampling

menghasilkan fs(x,y) = f (x,y) . s(x,y) dimana s(x,y) = 1 untuk setiap harga x dan y

2.1.3 Kuantisasi

Kuantisasi adalah proses pemetaan variabel kontinyu ke variabel diskrit

(amplitude digitization). Ada kalanya dalam proses sampling, warna rata-rata yang

didapat direlasikan ke level warna tertentu. Contohnya apabila dalam citra hanya

Page 10: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

16

terdapat 16 level warna abu-abu, maka nilai rata-rata yang didapat dalam proses

sampling harus diasosiasikan ke 16 level tersebut. Proses mengasosiasikan warna rata-

rata dengan level warna tertentu disebut dengan kuantisasi warna grayscale.

2.1.4 Noise

Noise ( derau ) terjadi karena adanya fluktuasi secara acak (stochastic) pada nilai

intensitas citra. Kualitas citra ditentukan oleh ratio (perbandingan) antara sinyal dan

noise (www.ph.tn.tudelft.nl/Courses/FIP/noframes/fip-SNR.html) yaitu :

Capacity-limited photon noise - BdCSNR )(log10 10=

2.1.5 Grayscale

Citra grayscale adalah suatu citra yang memiliki warna tingkat keabuan dan nilai

dari tiap pikselnya adalah tunggal.Warna abu-abu pada citra grayscale adalah warna R

(Red), G (Green), dan B (Blue) yang memiliki intensitas yang sama. Sehingga citra

grayscale merupakan gambaran dari pengukuran intensitas cahaya dimana intensitas dari

citra grayscale disimpan dalam 8 bit integer yang memberikan 256 level diantara level 0

sampai dengan level 255 (0 ≤ (R = G = B) ≤ 255), nilai diantaranya adalah derajat

keabuan dari level 1 sampai dengan 254 (http://www.answers.com/topic/grayscale).

Gambar 2.6 Grayscale level

Page 11: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

17

2.1.6 Histogram

Histogram merupakan gambaran grafik dari sebaran data yang ada

memperlihatkan perbedaan antara data-data yang ada. Dalam pengolahan citra

histogram dapat didefinisikan sebagai pemetaan yang menggambarkan distribusi

intensitas piksel dari sebuah citra. Pada citra grayscale mempunyai level piksel dai 0

sampai dengan 255. Contohnya dapat dilihat pada gambar 2.7 (a) dan (b).

Gambar 2.7 Histogram (a) citra terang dan (b) citra gelap

2.2 Sensor

Sensor dalam computer vision banyak sekali jenisnya, antara lain : photodetector,

linear array, laser triangulation, laser optical time domain reflectometry, optical fiber,

camera, dll. Kamera adalah sebuah peralatan untuk mengambil foto, kamera juga dapat

berarti sebagai sebuah peralatan televisi yang terdiri dari sebuah sistem lensa yang

memfokuskan gambar ke mosaik yang sangat peka terhadap cahaya yang di scan dengan

tembakan elektron (http://www.hyperdictionary.com.dictionary/camera).

Page 12: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

18

2.2.1 CCD (Charge Coupled Devices)

CCD merupakan rangkaian terintegrasi yang terdiri dari kumpulan kapasitor

yang saling terhubung untuk digunakan sebagai delay line. CCD menangkap cahaya

menggunakan permukaan yang peka terhadap cahaya, karena itulah diberi nama sesuai

dengan cara sensor tersebut menampilkan dan menyimpan data dari citra dengan setiap

baris piksel dari citra dikonversi ke dalam sinyal listrik dengan intensitas warna yang

berhubungan dengan spektrum warna dari citra. Setiap cahaya yang jatuh ke satu baris

permukaan sensor akan dipindahkan ke dalam readout register. Dari sana, kemudian

sinyal dilewatkan ke sebuah amplifier dan menuju ke analog-to-digital converter.

Setelah satu baris berhasil, readout register akan dihapus agar dapat ditempati oleh baris

yang berikutnya sehingga semua baris berhasil ditangkap oleh CCD. Sinyal-sinyal

elektrik dalam tiap baris sekarang telah dirangkai pada readout register, ketika baris

yang satu menempati readout register maka baris yang lain akan menempati tempat

yang telah ditinggalkan sebelumnya karena hanya satu baris yang dapat ditangkap.

Secara teknis sangat mudah namun sangatlah tidak ekonomis untuk

menggabungkan berbagai macam fungsi lain dari kamera, seperti : clock driver, timing

logic dan signal processing ke dalam satu chip pada CCD. Umumnya diletakan pada

chip yang terpisah.

Gambar 2.8 Pembagian komponen sensor CCD

Page 13: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

19

2.2.2 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)

Sensor citra digital CMOS mempunyai fungsi yang lebih banyak pada chip

tunggal dibandingkan dengan CCD. Sebagai tambahan, untuk mengkonversi foton

menjadi elektron dan mengirimkan elektron maka sensor CMOS juga melakukan image

processing, edge detection, noise reduction dan analog to digital converter. Sensor

CMOS juga mengurangi jumlah komponen eksternal yang terhubung kepadanya.

Dengan menggunakan sensor CMOS yang terintegrasi pada kamera digital, maka chip

ini membuat ruang pada kamera digital menjadi semakin luas karena tidak diperlukan

chip lainnya seperti : digital signal processor dan analog to digital converter.

Pada sensor citra CMOS terdapat active pixel sensor (APS) yang menambahkan

transistor penguat readout kepada tiap piksel, tujuannya adalah agar perubahan muatan

menjadi tegangan dilakukan pada piksel. Selain itu APS ini juga dapat digunakan untuk

random access kepada sensor yang ada pada tiap piksel, sama dengan memory access

pada teknologi RAM.

Muatan di readout dari sensor APS CMOS dengan menggunakan rangkaian

paralel, yang memperbolehkan sinyal dari piksel tunggal atau dari kumpulan piksel

dialamatkan secara langsung. Kemampuan direct access random ini memperbolehkan

CMOS untuk memilih kumpulan muatan piksel mana yang akan di readout terlebih

dahulu. Kemampuan ini disebut dengan windowing readout. Sebuah sensor CMOS

memiliki kemampuan untuk mengurangi ukuran dari citra ketika ditangkap. Selain itu

sensor ini juga menawarkan potensi penigkatan kecepatan readout.

Page 14: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

20

Gambar 2.9 Pembagian komponen sensor CMOS

Beberapa hal penting tentang sensor image CMOS :

• Kualitas image CMOS yang dihasilkan mendekati kualitas image untuk CCD

pada level rendah sampai menengah, untuk level tinggi masih belum dapat

tertandingi.

• Sensor image CMOS dapat terintegrasi dengan berbagai fitur kamera lainnya

dalam satu chip sedangkan CCD harus menggunakan modul eksternal sehingga

dapat menekan segi biaya produksi karena dapat diproduksi secara massal.

Tidak hanya membuat kamera menjadi kecil, ringan dan murah tetapi juga

membutuhkan sedikit daya sehingga batere bertahan lebih lama.

• Walaupun sensor CMOS memiliki keistimewaan dalam menangkap gambar

pada lingkungan terbuka namun memiliki kelemahan pada kondisi

pencahayaan yang kurang. Sensitifitas sensor ini terhadap cahaya berkurang

karena bagian dari permukaannya diberikan rangkaian tambahan yang dapat

menyaring / memfilter noise dan untuk fungsi lain. Nilai persentasi dari suatu

piksel yang mampu menangkap cahaya dinyatakan dalam fill factor.

• Sensor CMOS memiliki noise level yang lebih tinggi dibandingkan dengan

CCD sehingga waktu proses antar gambar lebih cepat dibandingkan apabila

Page 15: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

21

sensor ini menggunakan digital signal processing (DSP) untuk mengurangi

atau menghilangkan noise.

(http://www.shortcourses.com/how/sensors/sensors.htm)

Bagan perbandingan antara sensor CCD dan CMOS secara sederhana,

ditunjukkan pada gambar 2.10.

Gambar 2.10 Perbandingan CCD dan CMOS

Berikut ini adalah perbandingan antara CCD dengan CMOS dilihat dari segi

kemampuan dan fungsi dapat dilihat pada tabel 2.1 :

Tabel 2.1 Perbandingan kemampuan antara CCD dengan CMOS

Fitur CCD CMOS Sinyal keluar dari piksel

Paket elektron Tegangan

Sinyal keluar dari chip

Tegangan (analog) Bit (digital)

Sinyal keluar dari kamera

Bit (digital) Bit (digital

Faktor pengisi Tinggi Menengah Perbandingan penguat

- Menengah

Sistem noise Rendah Menengah ke tinggi Kompleksitas sistem Tinggi Rendah Kompleksitas sensor Rendah Tinggi Komponen kamera PCB, lensa, kumpulan

chip Chip, lensa

Biaya Tergantung pada aplikasi

Tergantung pada aplikasi

Page 16: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

22

2.3 Robot

2.3.1 Klasifikasi umum dari robot

Gambar 2.11 Klasifikasi robot

Fixed Robot

Robot yang memiliki ruang kerja (workspace) terbatas, dimana bagian dasarnya

(platform) dilekatkan pada panel.

Mobile Robot

Robot yang memiliki ruang gerak yang berpindah-pindah dari suatu tempat ke

tempat lain. Mobile Robot dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu :

• Wheeled Robot, adalah robot yang dapat bergerak menggunakan perputaran roda.

• Legged Robot, adalah robot yang dapat bergerak menggunakan pergerakan kaki.

Page 17: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

23

2.3.2 Komunikasi Serial

Serial port merupakan hal penting dalam mikrokontroller, karena dapat dengan

mudah menghubungkan mikrokontroller dengan komputer atau perangkat lainnya. Pin

yang digunakan pada mikrokontroller yaitu transmit data (TXD) dan receive data

(RXD). Mikroprosesor dalam komputer bekerja atas dasar prinsip data paralel, mula-

mula banyak dipakai mikroprosesor dengan data paralel 8 bit dan kini sudah dipakai data

paralel 32 bit. Dalam hal komunikasi data digunakan teknik pengiriman data secara seri,

karena saluran komunikasi data paralel yang panjang harganya sangat mahal dan tidak

praktis walaupun kecepatan teknik komunikasi data secara paralel lebih cepat. Hal ini

disebabkan komunikasi data secara paralel menggunakan jalur data lebih banyak

daripada komunikasi data secara serial.

Kecepatan transfer data dinyatakan dalam satuan baud atau bps (bit per detik).

Baud rate yang biasanya digunakan adalah sebesar 1.200, 2.400, 4.800, 9.600, 19.200

dan 57.600 bps. Kecepatan transmisi yang paling baik digunakan adalah 9600 bps

(Douglas, 1991, p488).

2.3.3 Mikrokontroller

Mikrokontroller AT89S52 adalah mikrokomputer 8 bit yang memiliki daya kerja

rendah dan unjuk kerja yang tinggi. Mikrokontroller AT89S52 memiliki 8k byte yang

dapat diprogram dan memiliki ROM (Read Only Memory) yang dapat dihapus. 8k byte

flash tersebut dinamakan EPROM (Erasable and Programmable ROM). AT89S52 ini

diproduksi dengan menggunakan teknologi nonvolatile dari ATMEL dan kompatibel

dengan standar industri 8051 dalam hal set instruksi dan pin keluaran.

Page 18: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

24

On Chip Flash memperbolehkan memori program untuk di program kembali

dalam sistem atau dengan menggunakan pemrograman memori nonvolatile

konvensional. Dengan menghubungkan CPU 8 bit dan flash dalam sebuah chip

monolitik, AT89S52 menjadi sebuah mikrokomputer yang menyediakan solusi fleksibel

dan hemat biaya untuk aplikasi-aplikasi kontrol.

Gambar 2.12 Mikrokontroler AT89S52

2.3.4 Motor Servo

Motor merupakan alat mekanik yang mengubah energi listrik menjadi putaran

mekanik. Motor servo adalah motor DC yang didalamnya terdapat gear, umpan balik,

pengontrol untuk menggerakan motor, dan sensor posisi yang umumnya ialah

potensiometer. Motor servo merupakan motor yang paling sering dipakai dalam robotik

karena ukuran, efisiensi dan kekuatannya.

Kecepatan motor servo lebih cepat dibandingkan dengan motor stepper. Tanpa

penggunaan sistem kendali, motor servo mempunyai ketepatan yang sangat kecil dimana

Page 19: BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2007-2-00526-SK BAB2.pdf · LANDASAN TEORI Robot adalah mesin yang dapat diprogram kembali dengan beberapa derajat

25

hal ini adalah kelemahannya. Motor servo menggunakan sistem umpan balik yang

pengulangan tertutup. Sistem servo lebih mahal dibanding melangkah sistem motor

dalam kaitan dengan kebutuhan akan suatu pengontrol. Motor servo mencapai

penempatan yang diinginkan mereka lebih cepat dari motor stepper.

Motor servo umumnya hanya bisa berputar sebesar 180° dan beberapa bisa

berputar sebesar 210°, servo terdiri dari 3 buah pin, yaitu pin power (biasanya antara 4.8

- 6 V), pin ground dan pin kontrol. Servo akan berputar ke suatu sudut tergantung pada

sinyal yang diberikan pada pin kontrolnya. Sinyal yang diberikan ke pin kontrolnya ialah

berupa sinyal pulsa antara 1 - 2 ms, misalkan diberikan sinyal pulsa 1 ms, maka servo

akan berputar ke sudut 0°, selama pin kontrolnya mendapat sinyal 1 ms tersebut, servo

akan mempertahankan posisinya supaya tepat di 0°, servo mengharapkan untuk melihat

sinyal pada pin kontrolnya lebih kurang setiap 20 ms atau sekitar 50 Hz, bila diberi

sinyal pulse 1.5 ms, maka servo akan berputar ke sudut 90° dan bila diberi sinyal pulsa 2

ms, maka servo akan berputar ke sudut 180°. Servo bersifat proposional, kecepatan dan

torsi motor yang dihasilkan proposional dengan voltase yang diberikan pada pin

powernya, semakin besar voltase yang diberikan, maka semakin cepat dan semakin

besar juga torsi yang dihasilkan, begitu juga sebaliknya.