T1__BAB II Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Algoritma Pencarian Titik Api (Pointing) Mengunakan Kamera pada Robot Pemadam Api T1 BAB II

4

B A B I I

D A S A R T E O R I

Pada bab ini akan dibahas beberapa teori yang mendukung skripsi. Teori-teori yang digunakan dalam pembuatan skripsi ini terdiri dari kajian pustaka, konsep dasar sistem yang mendukung algoritma robot, sensor yang digunakan untuk pendeteksian api (kamera pixy dan UV -T ron), A rduino sebagai mikrokontroler yang digunakan, serta bentuk api dan lapangan pertandingan pada K R PA I.

2.1. K aj ian Pustak a digunakan sebagai sensor pendeteksi api maka dilakukan modifikasi dengan menutup led inframerah agar tidak mengganggu output. S elain itu kamera ditutup dengan dua filter, pertama plastik berwarna coklat dan kedua plastik berwarna hitam yang diberi lubang kecil agar mampu membedakan benda yang memantul cahaya dengan benda yang memancarkan cahaya.

5

satu detik.

2.1.2. F ire F lame D etection Algorithm Using a C olor C amera (Y amagishi, Hideaki dan Y amaguchi, J un’ichi, 1999) [ 3]

Pada jurnal ini penulis membahas mengenai suatu metode pendeteksian api dengan cara mengeliminasi cahaya, angin serta jarak dengan mengambil informasi warna-warna yang ada di sekitar api menggunakan kamera C C D (C harge-C oupled D evice).

C ara kerja metode ini dengan mengubah data R GB yang ada di kamera dispesifikasikan menjadi data HS V. L alu data tadi dihitung dengan transformasi koordinat polar. Metode ini menghasilkan bahwa angin dan jarak serta besar kecilnya cahaya api tidak akan berpengaruh dengan pendeteksian, sehingga pasti akan mendeteksi api. berderet secara horizontal dan di sisi kiri serta kanan terdapat masing-masing dua buah flame sensor. Posisi serta peletakan T PA 81 dengan flame sensor dapat dilihat pada Gambar 2.1.

6

G ambar 2.1. Peletak an T PA 81 dan F lame S ensor 2.2. K amer a Pixy

K amera yang digunakan pada skripsi ini adalah kamera C MUcam5. K amera C mucam5 yang disebut juga pixy merupakan image sensor yang memiliki prosesor sendiri sehingga bisa memproses gambar yang dilihat sehingga data yang dikirim sudah berupa data atau informasi yang dibutuhkan. Proses pengiriman data dari pixy dapat dilakukan dengan menggunakan komunikasi UA RT S erial, S PI, I2C , digital dan analog output. Pixy mampu mengingat 7 warna berbeda sekaligus yang disimpan dalam signature. S elain itu sensor ini juga dapat mendeteksi ratusan benda dalam waktu bersamaan dengan kecepatan 50fps. Pixy didukung dengan aplikasi open source yang bisa digunakan Mac, Windows dan L inux yang disebut PixyMon [ 5] .

G ambar 2.2. K amer a C M Ucam5 Pixy [6]

20 cm

15 cm T PA 81

Clame S e nsor

5 / .

7

G ambar 2.3. T ampilan aplik asi PixyM on

B erikut spesifikasi kamera C MUcam5 [ 5] :

1. Prosessor : NX P L PC 4330, 204MHz, dual core 2. S ensor : Omnivision OV 975, 1/4", 1280x800

3. J angkauan lensa : 75 derajat horizontal, 47 derajat vertikal 4. T ipe lensa : M12

5. K onsumsi daya : 140mA

6. D aya masukan : masukan US B (5V ) atau masukan tidak teregulasi (6V sampai 10V )

7. R A M : 264K B 8. F lash : 1MB

9. D ata keluaran : UA RT serial, S PI, I2C , US B , digital, A nalog

10. D imensi : 5.3cm x 5cm x 3.5cm

11. B erat : 27gram

2.3. A r duino M ega2560

8

A rduino Mega2560 memiliki 54 pin digital input/output, di mana 15 pin dapat digunakan sebagai output PW M, 16 pin sebagai input analog, dan 4 pin sebagai UA RT (port serial hardware), 16 MHz kristal osilator, koneksi USB , jack power, header IC S P, dan tombol reset [ 7] .

D alam tugas akhir ini, A rduino Mega2560 digunakan sebagai kontroler utama robot. D ipilih A rduino sebagai pengontrol, karena A rduino sudah memiliki library pixy sendiri sehingga memudahkan dalam pengerjaan tugas akhir ini.

B erikut spesifikasi lengkap dari A rduino Mega2560 [ 7]: 1. B eroperasi pada tegangan : 5V

2. Tegangan Input (recommended) : 7V -12V 3. Tegangan Input (limits) : 6V -20V

4. D igital I/O Pins : 54 (15 provide PW M output) 5. Analog Input Pins : 16

6. D C C urrent per I/O Pin : 40mA 7. D C C urrent for 3.V Pin : 50mA

8. F lash Memory : 256K B of which 8K B used by bootloader 9. S R A M : 8K B

10. E E PR OM : 4K B

11. F rekuensi C lock : 16MHz

9

2.4. S ensor Ultr aviolet ( UV -T ron)

J enis sensor yang digunakan pada robot untuk mendeteksi ada tidaknya api dalam ruangan adalah UV -T ron. S ensor ini dapat mendeteksi sinar ultraviolet yang dipancarkan oleh api. Pendeteksian api yang dapat dibaca kurang lebih lima meter tanpa ada halangan. K ekurangan dari sensor ini tidak dapat mengetahui letak titik api sehingga perlu ada algoritma khusus untuk pencarian titik apinya.

G ambar 2.5. S ensor UV -T ron [9]

A rah pendeteksian titik api oleh UV -tron memiliki keterbatasan. Pada datasheet digambarkan batasan jarak pembacaan sensor seperti pada Gambar 2.5 di [ 9] .

G ambar 2.6. B atas Pembacaan UV -tron [9]

2.5. A pi pada K R PA I

10

a.B entuk dan uk ur an lilin b. K andidat posisi lilin G ambar 2.7. B entuk , uk ur an dan posisi lilin pada K R PA I [10]

2.6. B entuk dan Uk ur an L apangan Pertandingan K R PA I

L apangan pertandingan K R PA I 2016 mengacu pada kontes robot Trinity C ollege F ire-F ighting Home Robot 2016 (T C F F HR 2016) yang diselenggarakan oleh T rinity C ollege, US A . Pada lapangan pertandingan lantai berwarna hitam dan dinding berwarna putih. B eberapa bagian lantai akan dilapisi karpet berwarna abu-abu, yang seperti pada Gambar 2.8.a. Pada Gambar 2.8.b merupakan bentuk dan ukuran lapangan pertandingan [ 10] .

11

Terdapat empat buah room yang digunakan dalam pertandingan [ 10] . Room 4 memiliki 2 buah variasi bentuk, di mana letak pintu dapat diputar sebesar 180

◦

dan room 1 memiliki pintu yang dapat dirubah letaknya. K emungkinan lapangan yang terjadi dapat dilihat pada G ambar 2.9 [ 10] .

a b

c d