PEMBUATAN SISTEM PENDETEKSI WAJAH MENGGUNAKAN SENSOR KAMERA FACE DETECTOR BERBASIS ARDUINO ATMEGA328.

(1)

Muhammad Iqbal, 2012

Pembuatan Sistem Pendeteksi Wajah Menggunakan Sensor Kamera Face Detector Berbasis Arduino Atmega328

Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu v

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK ...i

KATA PENGANTAR ...ii

DAFTAR ISI ...v

DAFTAR GAMBAR ...viii

DAFTAR TABEL ...ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...1

1.2 Rumusan masalah...2

1.3 Tujuan Penulisan ...2

1.4 Pembatasan Penulisan ...2

1.5 Manfaat Pembuatan ...2

1.6 Metodelogi Penulisan ...3

1.7 Sistematika Pembahasan ...3

BAB II KAJIAN TEORI 2.1 Arduino Mikrokontroller AVR Tipe ATMega328 ...5

2.1.1 Karakteristik Arduino ATMega328 ...8

2.1.2 Bagian Konfigurasi Pin Arduino ATMega328 ...10

(2)

Muhammad Iqbal, 2012

Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu vi

2.1.3.1 Instalasi Program Arduino ...18

2.1.3.2 Menguji Koneksi Papan Arduino ke Komputer ...19

2.2 Motor Servo ...20

2.2.1 Kegunaan Motor Servo ...22

2.2.2 Cara Kerja dan pensinyalan Motor Servo ...23

2.3 Kamera ...27

2.3.1 Sejarah Kamera ...27

2.3.2 Perkembangan Webcam ...28

2.4 Pemograman C secara Umum ...31

BAB III PEMBUATAN 3.1 Pembuatan ...39

3.1.1 Tujuan Pembuatan ...40

3.1.2 Diagram Alir Pengerjaan ...41

3.2 Deskripsi Kamera Face Detector ...42

3.2.1 Spesifikasi Kamera Face detector ...42

3.2.2 Sistem Kerja Rangkaian Kamera face Detector ...43

3.3 Perancangan dan Pembuatan Kamera Face detector ...44

3.3.1 Controller ...45

3.3.2 Sistem Rangkaian Motor Servo ...46

(3)

Muhammad Iqbal, 2012

Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu vii

4.1.1 Langkah-langkah Uji Coba ...49

4.1.2 Pengujian Alat ...50

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ...55

5.2 Saran ...56

DAFTAR PUSTAKA ...57

(4)

Muhammad Iqbal, 2012

Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saat ini perkembangan teknologi semakin pesat khususnya dalam di dunia

elektronika. Tetapi dengan pesatnya perkembangan teknologi tersebut ada kalanya

kita sebagai manusia menjadi tertgantung kepada teknologi tersebut salah satunya

dibidang keamanan. Perkembangan dibidang keamanan juga semakin canggih.

Adanya alat seperti metal detector, lie detector dan lain sebagainya, menandakan

perkembangan teknologi dibidang keamanan sangat pesat. Ada juga keamanan

untuk sebuah gedung perkantoran atau rumah pribadi biasanya menggunakan

kamera CCTV. Kamera CCTV atau kepanjangan dari Closed Circuit Television

adalah sebuah kamera video digital yang difungsikan untuk memantau dan

mengirim sinyal video pada suatu ruang yang kemudian sinyal itu akan diteruskan

ke sebuah layar monitor.

Fungsi kamera face detector adalah Fungsi kamera face detector adalah

untuk selalu mengikuti gerak wajah yang tertangkap oleh kamera. CCTV yang

penulis buat merupakan modifikasi, sehingga CCTV bisa bergerak mengikuti

wajah yang terekam oleh kamera. Dengan memasukkan program face detector ini

(5)

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana membuat sistem pendeteksi wajah dengan menggunakan

sensor face detector pada kamera berbasis arduino atmega328?

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dari proyek akhir ini diantaranya sebagai berikut :

1. Membuat sistem pendeteksi wajah menggunakan sensor kamera face

detector berbasis arduino atmega328.

1.4 Pembatasan Masalah

Permasalahan pada proyek ini menitik beratkan pada perancangan dan

perakitan awal karena pada perancangan awal disini harus mendisain sendiri

hardware yang digunakan pada perangkat kamera face detector ini.

1.5 Manfaat Pembuatan

Manfaat dari pembuatan Tugas Akhir ini antara lain :

1. Mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang telah diterima di bangku kuliah.

2. Membantu penulis dan pembaca mengetahui cara kerja kamera face

detector.

(6)

1.6 Metodelogi Penulisan

Pengamatan dan pengumpulan data-data selama penulisan melakukan

pembuatan kamera menggunakan sensor face detector, penulis melakukan dengan

cara :

1. Mengumpulkan data-data yang ada dari hasil study dibangku kuliah

selama 5 (lima) semester, tentunya yang berkaitan dengan bidang ilmu

kelistrikan dan elektronika.

2. Dokumentasi dari media internet dalam bentuk file untuk menutupi

kekurangan-kekurangan dalam perancangan pembuatan kamera Face

Detector.

3. Mengikuti bimbingan secara rutinitas dan berkala selama proses

perancangan dan pembuatan kamera Face Detector.

1.7 Sistematika Pembahasan

Proyek Akhir yang penulis susun mempunyai sistematika pembahasan

sebagai berikut :

1. BAB I : PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi uraian singkat mengenai pendahuluan yang

(7)

permasalahan pada proyek akhir, batasan permasalahan pada proyek akhir,

manfaat penulisan serta sistematika pembahasan.

2. BAB II : LANDASAN TEORI

Pada bab ini berisi ulasan literatur-literatur, teori dasar serta

referensi yang digunakan sebagai acuan dalam perencanaan dan

pembuatan proyek akhir.

3. BAB III : PEMBUATAN SIMULASI

Pada bab ini berisikan tentang perencanaan serta realisasi

rangkaian yang mencakup proses terjadinya gerak pada kamera

menggunakan program face detector, menguraikan tentang pembuatan

simulasi.

4. BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA

Pada bab ini berisi tentang hasil dari pengujian dan analisa

terhadap alat yang telah dibuat.

5. BAB V : PENUTUP

Pada bab ini berisi kesimpulan dari data yang telah ada dan juga

(8)

Muhammad Iqbal, 2012

Pembuatan Sistem Pendeteksi Wajah Menggunakan Sensor Kamera Face Detector Berbasis Arduino Atmega328 Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu

BAB III

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1 Perancangan

Peranvangan merupakan suatu langkah kerja yang penting dalam penyusunan dan

pembuatan alat dalam proyek akhir ini, sebab tanpa adanya perancangan yang matang akan

memungkinkan terjadinya kegagalan atau kurang memuaskan kerja alat yang telah dibuat.

Oleh sebab itu dalam pembuatan alat harus terlebih dahulu direncanakan fungsi dan kegunaan

alat, serta komponen-komponen yang digunakan agar tidak terjadi kesulitan dalam

pembuatan alat.

Adapun tujuan dari perancangan alat ini adalah untuk merealisasikan hasil dari gagasan

yang di dasari dari teori yang dikaji sehingga menghasilkan suatu model yang diharapkan

dapat memiliki fungsi yang sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan dan dapat

direalisasikan ke dalam suatu sistem yang dapat dianalisa. Adapun alat yang direncanakan

dalam penulisan proyek akhir ini adalah “Kamera dengan sensor pendeteksi wajah berbasis

arduino mikrokontroller ATMega328”

Dalam pembuatan suatu alat atau produk perlu adanya sebuah rancangan yang menjadi

acuan dalam proses pembuatanya, sehingga kesalahan yang mungkin timbul dapat ditekan

(9)

Muhammad Iqbal, 2012

3.1.1 Tujuan Perancangan

Tujuan dari perancangan perangkat ini adalah untuk mewujudkan gagasan dan didasari

oleh teori serta fungsi dari dasar rangkaian elektronika yang telah ada, untuk kemudian

dipadukan dan dengan sedikit modifikasi sehingga menghasilkan alat yang sesuai dengan

spesifikasi yang diharapkan, dan adapun tujuan dari perencanaan pembuatan alat adalah :

a) Menentukan deskripsi kerja dari alat yang direncanakan.

b) Menentukan komponen-komponen yang diperlukan.

c) Sebagai pedoman dalam pembuatan alat.

d) Mengatur tata letak komponen yang digunakan.

e) Meminimalisir kesalahan dalam proses pembuatan.

(10)

Muhammad Iqbal, 2012

3.1.2 Diagram Alir Pengerjaan

Ada beberapa tahapan yang ditempuh dalam proses pembuatan perangkat camera

closed circuit televison menggunakan sensor face detector yang dituangkan dalam diagram

alir sebagai berikut, yaitu:

START

Pencarian Ide

End Apakah Setuju ?

Apakah berjalan dengan baik ? Deskripsi Kerja

Perancangan hardware dan software

Apakah Sesuai ?

Pengujian atau uji coba

Ya Tidak

Tidak

Ya Perbaikan

(11)

Muhammad Iqbal, 2012

3.2 Deskripsi CCTV Face Detector

3.2.1 Spesifikasi CCTV Face Detector

Spesifikasi menjadi batasan dan acuan dalam perancangan cctv face detector, dan

adapun spesifikasi cctv face detector adalah sebagai berikut :

1. Bidang datar camera tegak lurus.

2. Pergerakan alat mengikuti gerak wajah manusia.

3. Sensor menggunakan program pada kontroler ATMega328.

4. Kontroler menggunakan ATMega328.

5. CCTV face detector memiliki sistem reset terdapat di papan arduino

sendiri.

6. Motor penggerak menggunakan motor servo dengan tegangan kerja 4.8v –

6 v

7. Motor servo bekerja dengan input yang dihasilkan dari PMW (Pulse Wave

Modulation).

(12)

Muhammad Iqbal, 2012

3.2.2 Sistem Kerja Rangkaian CCTV Face Detector

Untuk dapat merealisasikan sistem tersebut dibutuhkan program pendeteksi

wajah yang membaca gerakan dari manusia. Program pendeteksi wajah ini hanya

befungsi saat wajah manusia terdeteksi di depan kamera. Saat wajah seseorang

terkena kamera, maka sensor pendeteksi wajah akan mengikuti gerak wajah

seseorang, kekiri, kekanan, kebawah, keatas. Sudut yang ditentukan pada pendeteksi

wajah tersebut hanya sampai 180o. Sehingga kamera pendeteksi wajah tidak sampai

380o.

Program yang digunakan adalah face detection dari Arduino project. Didalam

program ada pengaturan berapa sudut yang akan di capai pada face detector tersebut.

Apabila dalam program ditentukan 90o maka kamera face detector hanya akan

setengahnya saja kamera bergeraknya. Untuk menggerakkan kamera tersebut

digunakan dua motor servo, untuk gerak vertical dan horizontal.

Didalam program face detection ini diatur berapa sudut gerak motor servo

yang akan ditentukan. Motor servo yang di program dan di gerakkan pada proyek ini

hanya sampai 90o. Masing-masing motor servo digerakkan melalui sistem

pemograman pada papan Arduino Uno. Secara keseluruhan realisasi sistem ini

ditunjukkan seperti gambar dibawah ini :

(13)

Muhammad Iqbal, 2012

Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Kerja Kamera Face Detector

3.3 Perancangan dan Pembuatan Kamera Face Detector

Hardware controller dibuat untuk menggerakan hardware mekanik berupa rangka yang

sudah dilengkapi dengan motor penggerak. Dimana rangka yang dibuat berbahan dasar

Acrylic. Gambar dari rangka dapat dilihat pada gambar .

Gambar 3.3 Kamera Face dengan sensor detector

Sensor Face Detector

Papan Arduino Uno

Motor Sevo Vertikal

Motor Servo Horizontal

Kamera

(14)

3.3.1 Controller

Controller yang digunakan adalah Arduino ATMega328, dipilihnya chip ATMega328 ini

adalah karena fitur-fitur yang dimiliki cukup lengkap, selain itu juga memiliki kecepatan

yang baik yaitu satu siklus mesin untuk satu instruksi dengan kecepatan hingga 16MHz dan

dilengkapi pula dengan sarana ISP, serta banyak tersedia di pasaran.

Gambar 3.4 Konfigurasi Arduino Mikrokontroller ATMega328

Untuk dapat bekerja mikrokontroller perlu mendapat tegangan kerja berupa tegangan

kerja sebesar 5 V dengan arus 40 mA dan ground serta lock, dengan clock yang digunakan

(15)

3.3.2 Sistem Rangkaian Motor Servo

Untuk menggerakan motor servo digunakan dengan mengirimkan pulsa tegangan

5V DC yang diulang setiap 20 milidetik, sedangkan untuk mengatur kecepatan motor servo,

digunakan prinsip PWM (Pulse Wave Modulation) karena lebih mudah dalam

pengontrolanya dan memungkinkan dilakukan oleh mikrokontroler. Panjang pulsa

menentukan posisi putaran. Servo dirancang untuk menerima pulsa tegangan dengan variasi

0.75 milidetik sampai dengan 2.25 milidetik.

Motor yang digunakan 2 buah motor untuk penggerak kamera face detector adalah

motor servo yang memiliki spesifikasi sebagai berikut :

a) Torsi Motor : 2.4kg.cm(4.8v) 2.8kg.cm(6.0v)

b) Kecepatan Kerja : 0.11 sec/60 degree(4.8v) – 0.09 sec/60 degree (6.0v)

c) Tegangan Kerja : 4.8V~6.0V

d) Suhu : 0℃~55℃

e) Lebar Bandwidth : 5μs

f) Ukuran : 23mmx12.2mmx29mm

(16)

Muhammad Iqbal, 2012

Gambar 3.8 Sistem Rangkaian Motor Servo

Pada alat kamera face detector digunakan 2 buah motor servo yang berfungsi untuk

menggerakkan posisi vertical dan horizontal pada rangka face detector. Kerja setiap

masing-masing motor servo berbeda sesuai pulsa yang didapatkan dari perintah program yang

dihasilkan dari program. Berikut ini adalah gambar motor servo untuk menggerakkan rangka

(17)

Muhammad Iqbal, 2012

Gambar 3.9 Motor Servo Vertical

(18)

56

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Camera face detector ini dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan

masyarakat akan pentingnya sebuah keamanan di rumah, di gedung

perkantoran dan lainnya. Camera face detector mengikuti setiap gerak

wajah yang tertangkap oleh kamera, dan outputnya pada monitor PC.

Camera face detector, hanya bergerak ke kiri, ke kanan, ke atas, ke

bawah dengan sudut yang ditentukan di program 90o.

2. Trainer hardware yang digunakan penulis disini menggunakan

hardware yang sudah lengkap, keluaran dari ARDUINO, penulis

memakai arduino dengan tipe uno. Adapun software yang digunakan

untuk program ini adalah Arduino 1.0 for windows dan Processing

1.5.1 for windows, karena berbasis open source sehingga

memudahkan penulis untuk menggunakannya.

3. Untuk melengkapi kinerja dari trainer hardware tersebut, penulis

menambahkan micro motor servo dan camera usb untuk webcam.

Motor servo digunakan sebagai penggerak kamera, dan outputnya

ditampilkan di monitor pc.

(19)

56

1.2 Saran

Penulis menyadari bahwa alat yang dibuat ini masih banyak kekurangan

sehingga masih banyak yang harus diperbaiki dan disempurnakan lagi antara

lain :

1. Pengembangan software, harus lebih disempurnakan lagi dan

ditambah database sehingga pada wajah yang terdeteksi oleh

kamera, keluar nama wajah tersebut.

2. Pengembangan mekanik, alat yang digunakan penulis sekarang

semuanya hampir menggunakan acrilyc dan pada bagian penyangga

motor servo vertical kurang tinggi.

3. Penulis sangat menyadari masih banyak kekurangan dalam bahasa

pemograman karena belum bisa memprogram komunikasi dari

program c++ ke arduino.

4. Alat yang penulis buat sangat jauh melenceng dari latar belakang

(20)

Muhammad Iqbal, 2012

Universitas Pendidikan Indonesia | Repository.Upi.Edu

DAFTAR PUSTAKA

camera webcam http://en.wikipedia.org/wiki/Webcam kamis, 10 mei 2012 jam

20.00

www.arduino.cc sabtu, 27 april 2012 jam 10.00

Banzi, Massimo. “Gettting Started with Arduino”. O’Reilly. 2008

Kadir, Abdul, Prof. Ir., Pengantar Teknik Tenaga Listrik., Jakarta: LP3ES, 1991