PENGENDALIAN GERAK MOTOR SERVO DENGAN SISTEM PENGOLAHAN CITRA (IMAGE PROCESSING) PENDETEKSI WAJAH MENGGUNAKAN ALGORITMA METODA INTEGRAL REIMANN Shalikhul Hadi LubisProdi Teknik Otomasi Industri, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bandung Jln. Gegerkalong Hilir, Bandung,4000, INDONESIAhadilubis17@yahoo.com

Abstrak Dari beberapa jenis motor, motor servo merupakan motor yang memiliki banyak keungggulan diantaranya : memiliki torsi besar dan putaranya yang lambat. Hal ini menjadikan motor servo banyak digunakan dalam bidang robotika, sistem kontrol, mekatronika,dll. Sehingga dengan adanya tugas ini dapat membantu memahami cara pengendalian gerak motor servo. Pengendalian gerak motor servo menggunakan sistem pengolahan citra (Image Processing) terhadap wajah orang sebagai inputan untuk menggerakan motor servo. Untuk mendapatkan hasil pergerakan motor servo dengan wajah yang terdeteksi pada sistem pengolahan citra (Image Processing) yang akurat maka digunakanlah metode integral reimann sebagai cara untuk menentukan algoritma dari sistem ini.Kata kunci : motor servo, reimann, sistem pengolahan citra (Image Processing).

1. 2. Pendahuluan1.1. Latar BelakangSeiring dengan kemajuan ilmu teknologi dan bidang kontrol yang sangat cepat saat ini, maka dibutuhkan juga perlengkapan yang mendukung perkembanganya, salah satunya adalah alat keamanan yang langsung terhubung pada pos keamanan atau pos polisi. Karena akhir-akhir ini banyak kasus tindak kejahatan pada tempat umum khususnya seperti pada bank, mall, dll yang kurang cepat dalam penanganan polisi saat terjadi tindak kejahatan. Sehingga salah satu cara alternatif yang diambil yaitu dengan memasang kamera CCTV/webcam. Pada kenyataanya kebanyakan CCTV/webcam yang terpasang hanya bisa memonitor keadaan secara sepintas saja. Jadi ketika ada objek yang mencurigakan yang mana berada di luar jangkuan CCTV/webcam, maka CCTV/webcam tidak bisa mengikutinya. Oleh karena itu dengan adanya permasalahan seperti itu saya ingin agar CCTV/webcam tersebut bisa mengikuti objek tersebut dengan cara menambahkan motor servo sebagai penggerak dan menggunakan sistem image processing sebagai pengolah visual pada webcam dan dirubah menjadi data untuk menggerakan motor servo serta menggunakan algoritma dengan metoda reimann. 1.2. Deskripsi SistemKetika ada sebuah objek bergerak yang berupa wajah orang terdeteksi oleh sebuah kamera yang terpasang pada sebuah motor servo maka motor servo akan bergerak mengikuti objek tersebut. Jika ada lebih dari 1 objek yang terdeteksi maka kamera akan mengikuti / mendeteksi salah satu objek tersebut yang jaraknya paling dekat dengan kamera. Ketika objek tersebut sudah jauh dari jangkauan kamera maka secara otomatis kamera mulai mencari objek yang lain. sehingga motor servo akan berubah posisi.

3. Tujuan Dapat mengendalikan pergerakan motor servo dengan inputanya yang berupa pembacaan piksel dari kamera. Dapat memahami konsep dari sistem pengolahan citra (Image Processing) Dapat memahami metoda integeral reimann sebagai cara untuk membuat algoritma.

4. Dasar Teori2. 3. 3.1. Integral ReimannMetode integral reimann ini merupakan metode integral yang digunakan dalam kalkulus, dan didefinisikan dengan :

Pada metode ini, luasan yang dibatasi oleh y = f(x) dan sumbu x dibagi menjadi N bagian pada range x = [a,b] yang akan dihitung. Kemudian dihitung tinggi dari setiap 3 tep ke-I yaitu f(xi). Li adalah luas setiap persegi panjang dimana Li=f(xi).xi.

Gambar : Pembagian kurva menjadi sejumlah bilah segiempat.

Luas keseluruhan adalah jumlah Li dan dituliskan :

Bila diambil x0 = x1 = x2 = ... = xn = L maka didapat metode integral reimamsebagai berikut :

3.2. Motor Servo DC Motor servo DC adalah sebuah motor dengan sistem umpan balik tertutup di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Seperti yang kita tahu bahwa servo terdiri dari rangkaian pengontrol, gear, potensiometer dan DC motor. Potensiometer terhubung dengan gear demikian pula DC motor. Ketika DC motor diberi signal oleh rangkaian pengontrol maka dia akan bergerak demikian pula potensiometer dan otomatis akan mengubah resistansinya. Rangkaian pengontrol akan mengamati perubahan resistansi dan ketika resistansi mencapai nilai yang diinginkan maka motor akan berhenti pada posisi yang diinginkan.

Gambar : Bentuk motor servo

Gambar : Pulsa Kendali Motor Servo Standart

3.3. WebcamWebcam atau web camera adalah sebuah kamera video digital kecil yang dihubungkan ke komputer melalui port USB. Sebuah web camera yang sederhana terdiri dari sebuah lensa standar, dipasang di sebuah papan sirkuit untuk menangkap sinyal gambar; casing (cover), termasuk casing depan dan casing samping untuk menutupi lensa standar dan memiliki sebuah lubang lensa di casing depan yang berguna untuk memasukkan gambar; kabel support, yang dibuat dari bahan yang fleksibel, salah satu ujungnya dihubungkan dengan papan sirkuit dan ujung satu lagi memiliki connector, kabel ini dikontrol untuk menyesuaikan ketinggian, arah dan sudut pandang web camera. Sebuah web camera biasanya dilengkapi dengan software, software ini mengambil gambar-gambar dari kamera digital secara terus menerus ataupun dalam interval waktu tertentu. Didalam kamera ada istilah piksel. Pikseladalah unsur gambar atau representasi sebuah titik terkecil dalam sebuah gambar grafis yang dihitung perinci. Piksel sendiri berasal dari akronim bahasa InggrisPicture Elementyang disingkat menjadiPixel. Pada ujung tertinggi skalaresolusi, mesin cetak gambar berwarna dapat menghasilkan hasil cetak yang memiliki lebih dari 2.500 titik per inci denga pilihan 16 juta warna lebih untuk setiap inci, dalam istilah komputer berarti gambar seluas satu inci persegi yang bisa ditampilkan pada tingkat resolusi tersebut sepadan dengan 150 juta bit informasi. Monitorataulayar dataryang sering kita temui terdiri dari ribuan piksel yang terbagi dalam baris-baris dan kolom-kolom. Jumlah piksel yang terdapat dalam sebuah monitor dapat kita ketahui dari resolusinya. Resolusi maksimum yang disediakan oleh monitor adalah 1024x768, maka jumlah pixel yang ada dalam layar monitor tersebut adalah 786432 piksel. Semakin tinggi jumlah piksel yang tersedia dalam monitor, semakin tajam gambar yang mampu ditampilkan oleh monitor tersebut.

Gambar : Webcam atau Web Camera

5. Perancangan SistemDalam melakukan perancangan sistem yang perlu di perhatikan adalah perangkat hardware dan software yang digunakan, perhitungan sistem (algoritma,flowchart,dll). Sehingga sistem yang dibuat nantinya akan menjadi sempurna. 4. 4.1. Tahap PerancanganPada tahap ini akan dibahas bagaimana sistem tersebut beroperasi dan komponen-komponen yang menyusun system ini :

Input (CCTV/Webcam)Controller(Mikrokontroller Arduino, Raspberry, AVR)Driver Motor ServoMotor Servo Standart

Gambar : Diagram Blok Sistem

4.2. Perangkat Keras / HardwarePerangkat keras/hardware merupakan syarat utama dari sistem yang akan dirancang. Komponen utama sistem yang akan dibuat pada proyek akhir ini akan dijelaskan lebih rinci. Berikut adalah daftar perangkat keras/hardware yang digunakan :a. Motor Servo MG5515b. MICROSOFT LifeCam Studio (Q2F-00017)c. Minimum System Atmega 16d. Power Supply 24Ve. Driver Motor Servo Standart

4.3. Perangkat Lunak/ SoftwareDalam merancang perangkat lunak/software untuk sistem ini menggunakan beberapa software antara lain :a. Matlab (Untuk perancangan dan analisa image processing)b. Bascom AVR untuk pemrograman minimum system.

4.4. Flowchart

4.5. Algoritma Sistemx04080120160200240280320

f(x) %2,53,7556,757,58,751011,7512,5

x = piksel pada webcam/cctvf(x) = duty cycle PWM.

Perhitungan Duty Cycle16bit = Clock Value = 1382400 HzSudut PWM = =

Pergerakan servo dari -90=2.5%0=7.5% dan 90=12.5% dari 13824

Perhitungan Metoda Reimann

L = 40.(2,5+3,75+5+6,75+7,5+ 8,75+10+11,75+12,5) = 68,56. Analisa SistemDari analisa diketahui bahwa pada saat diposisi 0 piksel maka motor servo akan berada di posisi -90, ketika motor servo pada posisi 160 piksel motor servo berada atau 0 dan ketika pada 320 atau maksimal motor servo berada di posisi +90 dan terjadinya kesalahan penunjukan posisi kecil. 7. Kesimpulan Ketika pada variabel x sampelnya banyak maka nilai error yang didapat akan semakin kecil. Semakin besar nilai x yang digunakan maka error akan semakin besar. Pengaturan Xtal pada mikrokontroller sangat berpengeruh pada sistem.8. Daftar Pustaka http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/motor-servo/ http://id.wikipedia.org/wiki/Piksel http://repo.eepis-its.edu/1336/1/paper_final.pdf http://sigit-hermawan.weebly.com/uploads/1/5/1/3/15132650/image_processing.pdf