Simulasi Pengontrolan Pergerakan Kendaraan Secara Autonomous Menggunakan Metode Supervised Learning
SKRIPSI
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mencapai Derajat Sarjana Teknik
OLEH:
MUHAMMAD FIKHIH SULISTYO 201410130311118
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2021
LEMBAR PERSETUJUAN
“SIMULASI PENGONTROLAN PERGERAKAN KENDARAAN SECARA AUTONOMOUS MENGGUNAKAN METODE
SUPERVISED LEARNING”
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
MUHAMMAD FIKHIH SULISTYO 201410130311118
Diperiksa dan disetujui oleh:
Pembimbing I Pembimbing II
I r. M. Irfan, M.T.
NIDN: 0705106601
Inda Rusdia Sofiani, S.T., M.Sc.
NIDN: 0513057501
Disusun Oleh:
MUHAMMAD FIKHIH SULISTYO 201410130311118
Tanggal Ujian : 10 Juli 2021 Periode Wisuda : Agustus 2021 Disetujui oleh :
1. Ir. M. Irfan, M.T.
NIDN: 0705106601
(Pembimbing I)
2. Inda Rusdia Sofiani, S.T., M.Sc.
NIDN: 0513057501
(Pembimbing II)
3. Ir.Nur Kasan, M.T.
NIDN: 0707106301
(Penguji I)
4. Widianto, S.T., M.T.
NIDN: 0722048202
(Penguji II) Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro LEMBAR PENGESAHAN
“SIMULASI PENGONTROLAN PERGERAKAN KENDARAAN SECARA
AUTONOMOUS MENGGUNAKAN METODE SUPERVISED LEARNING“
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Zulfatman,
M.Eng., Ph.D.
NIDN:
071803650 2
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : MUHAMMAD FIKHIH SULISTYO
Tempat/Tgl.Lahir : MALANG / 19 JULI 1994
Nim 201410130311118
Fakultas / Jurusan : TEKNIK / ELEKTRO
Dengan ini saya menyatakan bahwa tugas akhir dengan judul “ SIMULASI PENGONTROLAN PERGERAKAN KENDARAAN
SECARA AUTONOMOUS DENGAN MENGGUNAKAN
METODE SUPERVISED LEARNING “ berserta
seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah di sebutkan sumbernya.
Demikian surat penyataan ini saya buat dengan sebenar- benarnya. Apabila kemudian di temukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menggung segala bentuk resiko / sanksi yang berlaku.
Malang Juli 2021
Yang membuat
pernyataan
MUHAMMAD FIKHIH SULISTYO
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala. Atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :
“ SIMULASI PENGONTROLAN PERGERAKAN KENDARAAN SECARA AUTONOMOUS MENGGUNAKAN METODE
SUPERVISED LEARNING“
Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik di Universitas Muhammadiyah Malang, selain itu penulis berharap tugas akhir ini dapat memperluas pustaka dan pengetahuan utamanya dalam bidang elektronika dan informatika.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan ke depan.
Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis mohon maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak sengaja.
Malang, Juli 2021
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR PERNYATAAN ... iv
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI... viii
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ...1
1.2 Rumusan Masalah ...2
1.3 Tujuan ...3
1.4 Batasan Masalah ...3
1.5 Manfaat Penelitian ...4
1.6 Sistematika Penulisan ...4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1 Pendahuluan ...6
2.2 Penelitian Terdahulu ...7
2.3 Bahasa Pemrograman Python ...8
2.4 Machine Learning ...9
2.5 Jaringan Syaraf Tiruan (Artificial Neural Network) ...11
2.6 Deep Learning ...13
2.7 Kamera Webcam ...13
2.8 Autonomous Car ...14
2.9 Sensor Ultrasonik ...15
2.10 Raspberry Pi Zero W ...17
2.11 Modul Relay 4 Channel ...18
2.12 Arduino Uno ...20
2.13 Power Supply...23
2.14 Baterai Lithium ... 23
2.15 LM2596 DC-DC ... 24
2.16 LED (Light Emitting Diode) ... 26
2.17 Arduino Nano ... 26
BAB III TINJAUAN PUSTAKA ... 28
3.1 Metode Penelitian ... 28
3.2 Flowchart dan Penjelasan ... 29
3.3 Blok Diagram dan Penjelasan ... 34
3.4 Arsitektur Neural Network ... 35
3.5 Skema Pengujian ... 37
3.6 Perancangan Hardware ... 42
3.7 Perancangan Mekanik ... 47
3.7.1 Webcam... 48
3.7.2 Power Bank ... 49
3.7.3 Arduino Nano ... 50
3.7.4 Modul Relay ... 50
3.7.5 Motor DC ... 51
3.7.6 Modul Stepdown LM2596 DC-DC ... 52
3.7.7 Baterai Lithium-Ion 18560 ... 52
3.7.8 Arduino ... 53
3.7.9 Relay 5V ... 53
3.7.10 Lampu LED Strip 1 Warna ... 54
3.7.11 Stepdown LM2596 DC-DC ... 55
3.7.12 Power Supply 3A ... 56
3.7.13 Sensor Ultrasonik ... 57
BAB IV TINJAUAN PUSTAKA... 58
4.1 Pendahuluan ... 58
4.2 Pengujian Kinerja Sistem ... 58
4.2.1 Pengujian Kinerja Sistem ... 58
4.2.2 Pengujian Kinerja Sensor Ultrasonik ... 63
4.3 Hasil Pengujian Program Python Pada Objek Lampu Lalu Lintas ... 65
4.4 Hasil Pengujian Program Python Pada Objek Manusia ... 68
4.5 Hasil Pengujian Program Python Pada Objek Mobil ... 71
4.6 Hasil Pengujian Program Python Pada Garis Putih Atau Trotoar ... 74
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 76
DAFTAR PUSTAKA ... 77
LAMPIRAN ... 79
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Contoh Mobil Otonom ...6
Gambar 2.2 Alur Kerja Machine Learning ...10
Gambar 2.3 Kamera Webcam ...14
Gambar 2.4 Sensor Ultrasonik HC-SR04 ...16
Gambar 2.5 Cara Kerja Sensor Ultrasonik ...16
Gambar 2.6 Raspberry Pi Zero W ...17
Gambar 2.7 Modul Relay 4 Channel ...19
Gambar 2.8 Simbol Relay ...19
Gambar 2.9 Arduino Uno ...20
Gambar 2.10 Power Supply ...23
Gambar 2.11 Baterai Lithium-Ion (Li-Ion) ...24
Gambar 2.12 LM2596 DC-DC ...25
Gambar 2.13 Rangkaian LM2596 ...25
Gambar 2.14 Lampu LED ...26
Gambar 2.15 Konfigurasi Arduino Nano...27
Gambar 3.1 Flowchart Training ...29
Gambar 3.2 Flowchart Testing ...31
Gambar 3.3 Flowchart Sistem ...32
Gambar 3.4 Blok Diagram Sistem ...34
Gambar 3.5 Blok Diagram Lampu Lalu Lintas ...35
Gambar 3.6 Arsitektur Neural Network Dasar ...35
Gambar 3.7 Arsitektur Neural Network ...36
Gambar 3.8 Penampakan Keseluruhan Neural Network ...36
Gambar 3.9 Flowchart Skema Pengujian Mobil ...37
Gambar 3.10 Flowchart Skema Pengujian Lampu Merah dan Hijau ...38
Gambar 3.11 Flowchart Skema Pengujian Manusia...39
Gambar 3.12 Flowchart Skema Pengujian Marka Jalan ...40
Gambar 3.13 Flowchart Skema Pengujian Ultrasonik ...41
Gambar 3.14 Diagram Perancagan Hardware Bagian I ...42
Gambar 3.15 Diagram Perancangan Hardware Bagian II ...43
Gambar 3.16 Diagram Perancagan Rangkaian Lampu Lalu Lintas ...45
Gambar 3.17 Gambar Keseluruhan Alat Tampak Atas...47
Gambar 3.18 Gambar Keseluruhan Alat Tampak Depan ...47
Gambar 3.19 Gambar Keseluruhan Alat Tampak Belakang ...48
Gambar 3.20 Konfigurasi Webcam...49
Gambar 3.21 Konfigurasi Power Bank ...49
Gambar 3.22 Konfigurasi Arduino Nano ...50
Gambar 3.23 Konfigurasi Modul Relay ...51
Gambar 3.24 Konfigurasi Motor DC ...51
Gambar 3.25 Konfigurasi LM2596 ...52
Gambar 3.26 Konfigurasi Baterai Lithium-Ion 18560 ...52
Gambar 3.27 Konfigurasi Arduino ...53
Gambar 3.28 Konfigurasi Relay ...54
Gambar 3.29 Kanfigurasi Lampu Lalu Lintas ...55
Gambar 3.30 Konfigurasi Stepdown ...56
Gambar 3.31 Konfigurasi Power Supply 3A ...56
Gambar 3.32 Konfigurasi Sensor Ultrasonik ...57
Gambar 4.1 Pengujian Kamera Mendeteksi Objek Manusia I ...58
Gambar 4.2 Pengujian Kamera Mendeteksi Objek Manusia II ...59
Gambar 4.3 Pengujian Kamera Mendeteksi Objek Mobil Tampak Depan I...59
Gambar 4.4 Pengujian Kamera Mendeteksi Objek Mobil Tampak Depan II ...60
Gambar 4.5 Pengujian Kamera Mendeteksi Objek Mobil Tampak Belakang I ....60
Gambar 4.6 Pengujian Kamera Mendeteksi Objek Mobil Tampak Belakang II . 61 Gambar 4.7 Pengujian Kamera Mendeteksi Lampu Lalu Lintas Warna Merah ..61
Gambar 4.8 Pengujian Kamera Mendeteksi Lampu Lalu Lintas Warna Hijau...62
Gambar 4.9 Pengujian Ultrasonik ...64
Gambar 4.10 Hasil Deteksi Saat Lampu Berwarna Merah ...67
Gambar 4.11 Hasil Deteksi Saat Lampu Berwarna Hijau ...68
Gambar 4.12 Hasil Program Saat Mendeteksi Objek Manusia ...71
Gambar 4.13 Hasil Program Saat Mendeteksi Objek Mobil ...73
Gambar 4.14 Hasil Program Saat Mendeteksi Garis Putih / Trotoar ...75
DAFTAR TABEL
Gambar 4.2 Tabel Pengujian Kamera Pada Objek Manusia ... 62 Gambar 4.2 Tabel Pengujian Kamera Pada Objek Mobil ... 62 Gambar 4.3 Tabel Pengujian Ultrasonik ... 63
DAFTAR PUSTAKA
1. Abadi Dwi Saputra, “Studi Tingkat Kecelakaan Lalu Lintas Jalan di Indonesia
Berdasarkan Data KNKT (Komite Nasional Keselamatan Transportasi) Dari Tahun 2007- 2016”, 2017.
2. Jefry Sunupurwa Asri, ”Implementasi Object Detection dan Tracking Menggunakan Deep Learning untuk Pengolahan Citra Digital”, Konferensi Nasional Sistem Informasi 2018.
3. M. Syamsa Ardisasmita, “PENGEMBANGAN ROBOT MOBIL OTONOM
MENGGUNAKAN KENDALI FUZZY DAN JARINGAN SYARAF TIRUAN”, Pusat Pengembangan Teknologi Informasi Komputasi Juli 2003.
4. Hikmatul Amri, “PERANCANGAN SISTEM NAVIGASI DAN IDENTIFIKASI ROBOT MOBILE MENGGUNAKAN KOMBINASI MORFOLOGI CITRA DAN JARINGAN SYARAF TIRUAN (JST) UNTUK PENCARI KORBAN BENCANA ALAM”, Prosiding Seminal Nasional Manajemen Teknologi XXIII Agustus 2015.
5. Angga Darma Prabowo, “KOMPUTASI KINERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP PT PLN PERSERO SEKTOR PEMBANGKITAN TARAHAN DENGAN
PENDEKATAN KESEIMBANGAN ENERGI DAN EKSERGI MENGGUNAKAN BAHASA PEMROGRAMAN PYTHON”, 2019
6. Shenjian Gao & Yanwen Tan, “Paving the Way for Self-driving Cars – Software Testing for Safety – critical System Based on Machine Learning”, February 2017.
7. Ibnu Catur Mustofa,”MONITORING GERAKAN PADA RUANGAN MENGGUNAKAN WEBCAM DAN MOTOR STEPPER”, 2008.
8. Andrew Wirjayaputra, “MENGUNGKAP TEKNOLOGI GOOGLE AUTONOMOUS CAR”.
9. Arthur Daniel Limantara, “PEMODELAN SISTEM PELACAKANLOT PARKIR KOSONG BERBASIS SENSOR ULTRASONIC DAN INTERNET OF THINGS (IOT) PADA LAHAN DILUAR PARKIR JALAN” Seminar nasional Sains dan teknologi 2017.
10. Yazid,”Analisis Komunikasi Antar IoT Middleware Dengan Node Sensor berbasis Raspberry Pi Zero”, Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
11. Libertin Donalson, “SISTEM PEMANTAUAN RUANGAN LABORATORIUM DENGAN RASPBERRY PI CAMERA”, April 2020.
12. Rahmat Novrianda Dasmen & Rasmila, “Implementasi Raspberry Pi 3 pada Sistem Pengontrol Lampu berbasis Raspbian Jessie”, Jurnal Edukasidan Penelitian Informatika Maret 2019.
13. Deri Andesta & Rian Ferdian, “SISTEM KEAMANAN SEPEDA MOTOR BERBASIS MIKROKONTROLER DAN MODUL GSM”, Journal of Information Technology and Computer Engineering Februari 2018.
14. Masih Belum ada jurnal
15. Cholish, Rimbawati, dan Abdul Aziz Hutasuhut,”Analisa Perbandingan Switch Mode Power Supply (SMPS) dan Transformator Linear pada Audio Amplifier”, Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Elektro Agustus 2017.
16. Oetomo & Levin Halim,”Perancangan dan Implementasi Sistem Charging & Monitoring Baterai Lithium”, Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat 2017.
17. Riyan Hamdani,”PEMBUATAN SISTEM PENGAMANAN KENDARAAN BERMOTOR BERBASIS RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION (RFID)”, September 2019.
18. Fina Supegin,”APLIKASI LED RGB PADA POLA DAN WARNA TAS
MENGGUNAKAN STRIP LED DENGAN SENSOR WARNA DAN CONTROL ARDUINO ANDROID”, Jurnal Teknologi Elektro Januari 2016.
19. Zubaili Isfarizky,”Rancang Bangun Sistem Kontrol Pemakaian Listrik Secara Multi Channel Berbasis Arduino (Studi Kasus Kantor LBH Banda Aceh)”, Jurnal Online Teknik Elektro 2017.
