BAB II

LANDASAN TEORI

Bab ini menjelaskan teori dasar dan beberapa komponen yang di gunakan

untuk membuat RANCANG BANGUN PENDETEKSI GERAK

MENGGUNAKAN WEBCAM BERBASIS RASPBERRY PI, maka

diperlukan landasan teori dari komponen yang akan di gunakan sehingga dapat

diketahui karakteristik dan prinsip kerja dari rangkaian tersebut serta dapat

menghasilkan keluaran yang diharapkan. Secara umum rangkaian ini terdiri dari

sebagai berikut, yaitu :

2.1. Raspberry Pi

Pada tahun 2006, konsep awal dari Raspberry Pi didasarkan pada

mikrokontroler Atmel ATmega644. Skema dan layout PCBnya tersedia untuk

umum. Yayasan wali Eben Upton mengumpulkan sekelompok guru, akademisi

dan penggemar komputer untuk merancang komputer untuk menginspirasi anak-

anak. Komputernya sendiri terinspirasi dari Acorn BBC Micro 1981. Versi

prototipe ARM pertama komputer dipasang dalam sebuah paket ukuran yang

sama seperti memory stick USB yang mempunyai port USB di satu ujung dan

port HDMI di sisi lainnya

Raspberry Pi (RasPi) merupakan sebuah Single Board Computer (SBC)

yang memiliki ukuran sebesar kartu Kredit, Raspberry Pi ini merupakan sebuah

komputer mini yang dikembangkan oleh Yayasan Raspberry Pi yang bertempat di

UK (United Kingdom). Pada awalnya Raspberry Pi ini dikembangkan untuk

memicu proses pengajaran ilmu komputer dasar di sekolah-sekolah dengan biaya

yang minim.

Dalam Raspberry Pi ini sudah dilengkapi dengan prosesor ARM1176JZF-S

700 MHz, RAM sebesar 256 MB dan juga sebuah GPU VideoCore IV. Dan untuk

penyimpanan data, Raspberry Pi tidak menggunakan Hard Disk namun Raspberry

Pi dapat menggunakan SD Card untuk menyimpan data, baik itu data Operating

System ataupun untuk media penyimpanan data jangka panjang.

5

6

Gambar 2.1. Fisik Raspberry Pi

The Broadcom SoC digunakan dalam Raspberry Pi adalah setara dengan

sebuah chip yang digunakan dalam smartphone tua (Android atau iPhone).

Sementara beroperasi pada 700 MHz secara default, Raspberry Pi memberikan

kinerja dunia nyata kira-kira setara dengan 0,3 GFLOPS dari 300MHz Pentium II

dari 1997-1999 pada tingkat CPU. Chip Raspberry PI yang beroperasi di 700

MHz secara default, tidak akan menjadi cukup panas membutuhkan heatsink atau

pendingin khusus.

7

2.1.1. Jenis-jenis Raspberry Pi

Raspberry Pi adalah komputer seukuran kartu kredit/ATM, yang

dikembangkan oleh Raspberry Pi Foundation yang berbasis di Inggris. Ide

awal dari pembuatan Raspberry Pi adalah menyediakan komputer yang

murah untuk anak-anak sebagai media mereka untuk mempelajari bahasa

pemograman komputer. Raspberry Pi diluncurkan pertama kali pada 29

Februari 2012. Raspberry Pi memiliki dua model, model A dan model B.

Harga Resmi untuk model A adalah US$ 25 atau sekitar Rp 250.000 dan

model B adalah US$ 35 atau sekitar Rp 350.000 (belum termasuk biaya

impor dan pajak ke Indonesia). Perbedaan model A dan B terletak pada

memory yang digunakan. Model A menggunakan memory 256 MB dan

model B 512 MB.

Untuk Model A dan Model B memiliki spesifikasi yang sama dalam

hal SoC, GPU, CPU, SDRAM, Output Video dan Audio. Yang

membedakannya adalah pada Raspberry Model B terdapat 2 buah USB HUB,

sedangkan pada Model A hanya terdapat 1 buah USB HUB. Raspberry Pi

Model B telah dilengkapi dengan Slot RJ45 (10/100 Ethernet) yang dapat

digunakan untuk jaringan internet yang tidak terdapat di model A. Dan untuk

daya kedua model ini memiliki Daya yang berbeda, yaitu 300 mA (1.5 W)

untuk model A dan 700mA(3.5 W) untuk model B.

8

Gambar 2.2. Schematic Raspberry Pi

2.1.2 Arsitektur Raspberry Pi

Arsitektur Rasberry Pi didasarkan seputar SoC (System-on-a-chip)

Broadcom BCM2835, yang telah menanamkan prosesor ARM1176JZF-S

dengan 700 MHz, VideoCore IV GPU, dan 256 Megabyte RAM (model B).

Penyimpanan data didisain tidak untuk menggunakan hard disk atau solid-

state drive, melainkan mengandalkan kartu SD (SD memory card) untuk

booting dan penyimpanan jangka panjang. Raspi utamanya menjalankan

sistem operasi berbasis kernel Linux. Sistem operasi utama Raspberry Pi

menggunakan Debian GNU/Linux, mengemas Iceweasel, kaligrafi Suite dan

bahasa pemrograman Python. Sejumlah distro lainnya, termasuk distro buatan

Indonesia BlankOn Linux yang juga telah menyediakan versi arstektur ARM

dan bisa dijalankan di Raspi. Hardware Raspberry Pi tidak memilikireal-time

clock, sehingga OS harus memanfaatkan timer jaringan server sebagai

pengganti. Namun komputer yang mudah dikembangkan ini dapat

ditambahkan dengan fungsi real-time (seperti DS1307) dan banyak lainnya,

9

melalui saluran GPIO (General-purpose input/output) via antarmuka I²C

(Inter-Integrated Circuit).

Spesifikasi Raspberry PI

MODEL A MODEL B

Harga US$ 25 US$ 35

SoC Broadcom BCM2835 (CPU, GPU, DSP, SDRAM, and single USB port)

CPU

700 MHz ARM1176JZF-S core (ARM11 family, ARMv6 instruction set)[3]

Broadcom VideoCore IV @ 250 MHz[84][85]

OpenGL ES 2.0 (24 GFLOPS)

GPU

MPEG-2 and VC-1 (with license[77]), 1080p30 h.264/MPEG-4 AVC high-

profile decoder and encoder

Memory

(SDRAM) 256 MB (shared with GPU)

512 MB (shared with GPU) as of 15 October

2012

USB 2.0 1 (direct from BCM2835

chip) 2 (via the built in integrated 3-port USB hub)

Video Input

A CSI input connector allows for the connection of a RPF designed camera

module

Video

Output

Composite RCA (PAL and NTSC), HDMI (rev 1.3 & 1.4), raw LCD Panels via

DSI

14 HDMI resolutions from 640×350 to 1920×1200 plus various PAL and NTSC

standards.

Audio

Output

3.5 mm jack, HDMI, and, as of revision 2 boards, I²S audio (also potentially

for audio input)

Onboard

Storage SD / MMC / SDIO card slot (3.3 V card power support only)

Onboard

Network None

10/100 Mbit/s Ethernet (8P8C) USB adapter

on the third port of the USB hub

Low-level

Peripherals

8 × GPIO, UART, I²C bus, SPI bus with two chip selects, I²S audio +3.3 V, +5 V,

ground

Power 300 mA (1.5 W) 700 mA (3.5 W)

10

Ratings

Power

Source 5 V via MicroUSB or GPIO header

Size 85.60 mm × 56 mm (3.370 in × 2.205 in)

Weight 45 g (1.6 oz)

Operating

System

Arch Linux ARM, Debian GNU/Linux, Gentoo, Fedora, FreeBSD, NetBSD, Plan

9, Raspbian OS, RISC OS, Slackware Linux

Tabel 2.1 Spesifikasi Raspberry Pi

2.1.3 Implementasi bagian-bagian Raspberry Pi

Raspberry Pi mempunyai beberapa komponen pendukung yang masing-

masing mempunyai fungsi yang berbeda dan ada port pendukung yang digunakan

untuk menyambungkan ke perangkat lain. Berikut ini adalah komponen yang ada

pada Raspberry Pi.

Gambar 2.3. Implementasi bagian Raspberry Pi

Papan Raspberry Pi terdiri dari sebuah processor dan kartu grafik,

program memory (RAM) dan beberapa interfaces dan konektor untuk

11

perangkat eksternal. Beberapa perangkat eksternel penting, beberapa yang

lain opsional. Raspberry Pi beroperasi layaknya sebuah PC standar,

dimana ada sebuah input dari keyboard sebagai pemberi perintah, sebuah

tampilan dan power supply. Berikut ini adalah beberapa hal yang penting

yang perlu dipersiapkan untuk mulai menggunakan Raspberry Pi.

1. SD card yang terdiri dari Sistem Operasi misalnya linux.

2. USB keyboard.

3. TV atau monitor ( dengan input HDMI, DVI, Composite atau SCART)

4. Power Supply (bisa menggunakan charger ponsel yang mempunyai

port yang sama).

Beberapa yang menjadi perangkat eksternal opsional apabila ingin

dipersiapkan adalah kabel audio (untuk memperoleh audio digital) dan

kabel Ethernet ( untuk update atau mengunduh software)

2.2. Webcam

WebCam adalah sebuah periferal berupa kamera sebagai pengambil

citra/gambar dan mikropon (optional) sebagai pengambil suara/audio yang

dikendalikan oleh sebuah komputer atau oleh jaringan komputer. Gambar yang

diambil oleh WebCam ditampilkan ke layar monitor, karena dikendalikan oleh

komputer maka ada interface atau port yang digunakan untuk menghubungkan

WebCam dengan komputer atau jaringan. Ada sebagian orang mengartikan

WebCam sebagai Web pages + Camera, karena dengan menggunakan WebCam

untuk mengambil gambar video secara aktual bisa langsung di upload bila

komputer yang mengendalikan terkoneksi internet.

12

Gambar 2.4. Webcam Logitech C 170

Pada asalnya perangkat raspberry Pi ini mempunyai webcam tersendiri

atau yang disebut dengan camera module raspberry Pi. Kamera module Raspberry

Pi adalah kamera add-on yang dirancang khusus untuk Raspberry Pi yang

menempel ke Raspberry Pi dengan cara salah satu soket kecil di papan permukaan

atas. Interface ini menggunakan CSi antarmuka khusus, yang dirancang khusus

untuk interfacing ke kamera. Kamera module raspberry itu sendiri kecil, sekitar

25mm x 20mm x 9mm. yang juga berat lebih dari 3g, sehingga sangat sempurna

untuk mobile atau aplikasi lain di mana ukuran dan berat yang penting. untuk

Menghubungkan ke Raspberry Pi dengan cara memasukan kabel pita pendek ke

slot yang ada di raspberry tersebut. Sensor kamera raspberry ini sendiri memiliki

resolusi native 5 megapixel, dan memiliki lensa fokus tetap onboard. Dalam hal

gambar diam, kamera ini mampu 2592 x 1944 pixel gambar statis, dan juga

mendukung 1080p30, 720p60 dan 640x480p60/90 video. Kamera ini didukung

dalam versi terbaru dari Raspbian, sistem operasi pilihan Raspberry Pi.

Gambar 2.5 Kamera module Raspberry Pi

2.3. Power Adapter

13

Slot yang digunakan adalah MicroUSB, jika anda tidak tau bagaimana

bentuknya coba lihat Charge Smartphone yang anda miliki, rata-rata sudah

menggunakan MicroUSB. Tegangan yang dibutuhkan untuk menyalakan

Raspberry Pi hanya 5 volt 1A, namun jika pada Raspberry Pi anda ingin

ditambahkan beberapa perangkat pada USB seperti printer dll, maka anda bisa

menggunakan USB pararel dan pada adaptor tegangan ditingkatkan menjadi 5 volt

2A.

Gambar 2.7 Power Adapter2.5 MicroSD Card

MicroSD yang digunakan adalah MicroSD Card yang mempunyai kapasitas

storage lebih dari 4GB, karena sistem operasi yang dipakai yakni Raspberry

memerlukan kapasitas minimal 2GB lebih, serta dianjurkan menggunakan class

10 agar kecepatan read/write lebih cepat

Gambar 2.8 MicroSD Card

2.6 Laptop

14

Laptop yang sudah terinstall sistem operasi minimal Windows XP untuk

melakukan SSH (Secure Shell) dengan menggunakan software pendukung.

Gambar 2.9 Laptop

2.7 Software yang digunakan

Software – software yang digunakan pada Raspberry Pi maupun yang

terinstal pada laptop adalah sebagai berikut.

2.7.1 Sistem Operasi Raspbian

Raspbian adalah sistem operasi bebas berbasis Debian yang

dioptimalkan untuk perangkat keras Raspberry Pi. Sebuah sistem operasi

adalah seperangkat program dasar dan utilitas yang membuat Raspberry Pi

bekerja dengan baik. Namun, Raspbian menyediakan lebih dari OS murni,

dengan lebih dari 35.000 paket, dapat dengan mudah menginstal paket pada

Raspberry Pi.

15

Gambar 2.10 Logo OS Raspberry Pi

Pembangunan awal dengan lebih dari 35.000 paket Raspbian

dioptimalkan untuk kinerja terbaik Raspberry Pi, selesai pada Juni 2012.

Namun, Raspbian masih dalam pengembangan aktif dengan penekanan pada

peningkatan stabilitas dan kinerja supaya dapat menggunakan banyak paket

debian sebanyak mungkin.

2.7.2 Putty

Putty adalah aplikasi gratis dan sebuah aplikasi open source terminal

emulator yang dapat bertindak sebagai klien untuk rlogin SSH, Telnet, dan

protokol TCP. Nama "Putty" tidak memiliki arti yang masih belum pasti,

meskipun kata 'tty' adalah nama untuk sebuah terminal dalam sistem operasi

Unix. Aplikasi Putty awalnya ditulis untuk Microsoft Windows, tetapi telah

berkembang ke berbagai sistem operasi lain. Aplikasi Putty gratis ini

dibangun pada awal tahun 1999, dan telah digunakan menjadi klien SSH-2

sejak Oktober 2000.

16

Gambar 2.11 Putty Configuration

Putty dapat digunakan untuk menyambung ke mesin Unix. Aplikasi

Putty membuka Window. Lalu, apa saja yang diketik dalam jendela yang

dikirim langsung ke mesin Unix, dan segala sesuatu respon dari OS Unix

akan dikirim kembali ditampilkan di jendela anda. Sehingga dapat bekerja

pada mesin Unix seolah-olah sedang berada di console, sementara

sebenarnya hanya me-remote.

2.7.3 XMING

XMING adalah software yang mengimplementasikan X Server pada

sistem operasi Windows. Dengan XMING Kita dapat mengakses X Server

dari komputer lain dengan jalur SSH. Untuk mengakses SSH, XMING

memerlukan software lain yang berperan sebagai alat untuk melakukan

transfer data pada jalur SSH, seperti Putty misalnya. XMING berlisensi

17

GPL (GNU General Public License) sehingga bebas untuk digunakan,

dimodifikasi dan disebarkan.

2.7.4 Win32DiskImager

Win32 Disk Imager adalah program yang dapat digunakan untuk

membuat back up dan restore buat perangkat seperti (USB device, SD card

dan lain sebagainya) dan juga dapat digunakan untuk write image ke USB

untuk Ubuntu atau Chrome OS sehingga kita dapat booting melaului USB

yang berisi Ubuntu atau Chrome OS. Hal ini juga memudahkan kita untuk

membuat back up data menjadi Image karena tidak semua orang memiliki

DVD/CD Rom untuk membuat back up file ke DVD/CD.

Gambar 2.12 Win32DiskImager

2.7.5 Motion

Motion adalah program yang memonitor sinyal video dari satu atau

lebih kamera dan mampu menditeksi jika bagian penting dari gambar telah

diubah; dengan kata lain, dapat mendeteksi gerakan. Program ini dapat

ditulis dalam Cdan di buat untuk sistem oprasi Linux, (menggunakan

antarmuka Video4Linux). Motion adalah alat berbasis perintah output yang

dapat berupa jpeg, file ppm atau urutan mpeg vdeo. Motion ketatbaris

perintag didorong dan dapat berjalan sebagai daemon dengan tapak agak

kecil dan dilakukan.2.7.7 Pengertian pengolahan citra

18

Gambar merupakan informasi yang secara umum tersimpan dalam bentuk

pemetaan bit-bit atau sering dikenal dengan bitmap. Setiap bit membentuk satu

titik informasi yang dikenal dengan pixel. Satu pixel merupakan satu titik gambar

yang terdiri dari satu atau beberapa bit informasi. Satuan dari pixel biasanya

dinyatakan dengan posisi x, posisi y dan nilai dari pixel adalah warna atau gray.

Dalam satu bidang gambar, sepenuhnya terdiri dari pixel-pixel. Karena itu, file

yang menyimpan gambar biasanya berukuran sangat besar. Gambar ini biasa

disimpan dengan nama BMP. Untuk mengurangi ukuran dari file, biasanya file

gambar dimanfaatkan dengan menggunakan teknik tertentu yaitu JPEG atau GIF.

2.7.8 Dasar-dasar image dan pixel

Satu satuan informasi terkecil dalam suatu layar monitor, televisi atau

peraga lainnya yang menggambarkan atau membentuk suatu bayangan (image)

disebut sebagai pixel. Pixel berasal dari kata picture element, yaitu bagian-bagian

terkecil dari suatu gambar. Pixel dapat juga disebut sebagai titik gambar karena

dalam dunia digital gambar dibentuk dari titik-titik.

2.7.9 Pixel

Pengolahan gambar dinyatakan dalam bentuk data matriks 2 dimensi,

dimana setiap titik data mewakili satu pixel. Dalam hubungannya dengan data

video, maka satu gambar dikenal sebagai satu frame. Sebagai contoh sebuah

gambar dikatakan resolusinya sebesar 800x600 maka berarti panjang pixel

horizontalnya 800 dan panjang pixel vertikalnya 600 dan jumlah total keseluruhan

pixel dari gambar tersebut yaitu 480000 atau dapat dikatakan bahwa gambar

tersebut terdiri dari 480000 pixel.

19