otomasi sistem optik metode laser speckle imaging (lsi)

(1)

OTOMASI SISTEM OPTIK METODE LASER SPECKLE IMAGING (LSI) MODEL BACKSCATTERING DAN FORWARD SCATTERING DENGAN

TAMPILAN GRAPHICAL USER INTERFACE (GUI)

SKRIPSI

RANDI EL FANDI 150203023

PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MIPA DAN KESEHATAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH RIAU

PEKANBARU 2020

(2)

OTOMASI SISTEM OPTIK METODE LASER SPECKLE IMAGING MODEL BACKSCATTERING DAN FORWARD SCATTERING DENGAN

SKRIPSI

Merupakan Salah Satu Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Sains

RANDI EL FANDI 150203023

PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MIPA DAN KESEHATAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH RIAU

PEKANBARU 2020

(3)

iii

(4)

iv

(5)

v

(6)

vi

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah segala puji hanya milik Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada saya untuk bisa menyelesaikan skripsi dengan judul “Otomasi Sistem Optik Metode Laser Speckle Imaging Model Backscattering Dan Forward Sacttering Dengan Tampilan Graphical User Interface (GUI)”.

Shalawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada junjungan kita semua yakni Nabi Muhammad SAW, kepada keluarganya, kepada para sahabatnya dan tak lupa kepada kita semua selaku umatnya sampai akhir zaman. Amin Ya rabbal’Alamin.

Dalam penyelesaian skripsi ini, penulis mendapat banyak bantuan, bimbingan, dan arahan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus kepada :

1. Bapak DR. Mubarak, M.Si selaku rektor Unversitas Muhammadiyah Riau.

2. Bapak Juli Widiyanto, S.Kep, M.Kes. Epid selaku dekan Fakultas Matematika Ilmu Pengetahuan Alam dan Kesehatan Unversitas Muhammadiyah Riau.

3. Bapak Shabri Putra Wirman, M.Si., selaku Ka. Prodi Fisika Fakultas MIPA dan Kesehatan Universitas Muhammadiyah Riau dan Pembimbing I.

4. Ibu Neneng Fitrya, M.Si., selaku Pembimbing II yang selalu memberi arahan dan bantuan dalam penyelesaian skripsi ini.

5. Para dewan penguji yang telah bersedia menguji dan memberi masukan dalam penyempurnaan skripsi ini.

6. Bapak/Ibu Dosen serta staf pegawai Fakultas MIPA dan Kesehatan Universitas Muhammadiyah Riau yang telah memberikan pengetahuan yang bermanfaat selama saya melakukan perkuliahan.

7. Ayah dan ibu, Jodi Gustian, Anisa Adelia, Sasha Ellisa Antoni yang telah memberikan do’a, motivasi dan semangat setiap harinya sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini.

8. Amak Pokan dan Uwo pokan yang telah memberikan motivasi dan do’a sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi.

9. Teman-teman yang selalu ada dalam suka dan duka dalam menyelesaikan skripsi, yaitu Mumung, Anggi, Atul, Nela, Sarah, Ecik, Akrom, Junor, Ade, Isur, Bang Akbar dan Hafiz Nofianas.

(7)

vii

(8)

viii

(9)

ix

(10)

x ABSTRAK

OTOMASI SISTEM OPTIK METODE LASER SPECKLE IMAGING (LSI) MODEL BACKSCATTERING DAN FORWARD SCATTERING DENGAN

Telah dirancang Sistem Optik Metode LSI yang menggabungkan dua model yaitu Backscattering dan Forward Scattering dalam satu alat. Pengaturan jarak laser terhadap sampel dan sudut tangkap hamburan diotomasi untuk memudahkan dalam pengaturan dua parameter tersebut sesuai dengan kebutuhan. Sistem dilengkapi dengan antar muka grafis GUI untuk memasukkan nilai jarak, sudut kamera, pilihan model backscattering atau Forward Scattering, serta menampilkan pola spekel dalam bentuk; video, frame, Grayyscale, Histogram, dan Kontras Spekel. Dengan tingkat akurasi jarak laser ke sampel sebesar 99,87%, dan akurasi sudut kamera ke sampel sebesar 99,36%.

Kata kunci : Laser Speckle Imaging (LSI), Backscattering, Forward Scattering, Grapical User Interface (GUI).

(11)

xi ABSTRACT

AUTOMATION OF OPTICAL SYSTEM LASER SPECKLE IMAGING (LSI) BACKSCATTERING AND FOR WARD SCATTER MODELS WITH

GRAPHICAL USER INTERFACE (GUI) DISPLAYS

The LSI Method Optical System has been designed which launches two models, backscattering and forward scattering in one device. Laser distance adjustments to the sample and the scattering angle are automated to facilitate the setting of two parameters according to need. The system is equipped with a graphical GUI interface for entering distance values, camera angles, reverse selection models backscattering or forward scattering, as well as displaying spec patterns in from:

video, frame, grayyscale, histogram and spec contrast. With an accuracy of the distance of the laser to the sample of 99,87%, and the accuracy of the angle of the camera to the sample of 99,36%.

Keywords: Laser Speckle Imaging (LSI), Backscattering, Forward Scattering, Grapical User Interface (GUI).

(12)

xii DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ... i

HALAMAN JUDUL ... ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ... iii

HALAMAN PENGESAHAN SKRIPSI ... Error! Bookmark not defined. HALAMAN PERSETUJUAN DEWAN PENGUJI ... v

KATA PENGANTAR ... vi

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA ... viii

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAHError! Bookmark not defined. ABSTRAK ... x

ABSTRACT ... xi

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL ... xv 1. PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined.

1.1. Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined.

1.2. Rumusan Masalah ... Error! Bookmark not defined.

1.3. Tujuan Penelitian ... Error! Bookmark not defined.

1.4. Manfaat Penelitian ... Error! Bookmark not defined.

1.5. Batasan masalah ... Error! Bookmark not defined.

2. TINJAUAN PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined.

2.1. Laser Speckle Imaging (LSI) ... Error! Bookmark not defined.

2.1.1 Pola

Spekel...^.Error!

Bookmark not defined.

2.2. Sensor Ultrasonik HC-SR04 ... Error! Bookmark not defined.

2.3. Motor Servo ... Error! Bookmark not defined.

2.4. Motor DC ... Error! Bookmark not defined.

(13)

xiii 2.4.1 Prinsip Dasar Cara Kerja Motor

DC...Error! Bookmark not defined.

2.4.2 Prinsip Arah Putaran Motor

DC...Error! Bookmark not defined.

2.5. Software Matlab ... Error! Bookmark not defined.

2.6. Arduino Uno ... Error! Bookmark not defined.

3. METODOLOGI PENELITIAN ... Error! Bookmark not defined.

3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ... Error! Bookmark not defined.

3.2 Alat dan Bahan ... Error! Bookmark not defined.

3.3 Metode Pelaksanaan ... Error! Bookmark not defined.

3.3.1. Studi Literatur...

Error! Bookmark not defined.

3.3.2 Tahap Desain

Alat...Error! Bookmark not defined.

3.4 Pembuatan Alat ... Error! Bookmark not defined.

3.4.1 Pengujian

Komponen...Error!

3.4.2 Perakitan

Alat...Error!

3.5 Pengujian Alat ... Error! Bookmark not defined.

3.5.1 Pengujian Akurasi Pembacaan Sensor Ultrasonik HC- SR04...Error! Bookmark not defined.

3.5.2 Pengujian Sudut Sensor Penangkap Sinar Hamburan yang Dihasilkan Motor

Servo...Error!

3.5.3 Pengambilan Data pada Metode Laser Speckel Imaging (LSI)...Error! Bookmark not defined.

3.6 Analisis Data ... Error! Bookmark not defined.

(14)

xiv

4. HASIL DAN PEMBAHASAN ... Error! Bookmark not defined.

4.1 Hasil Perancangan Alat ... Error! Bookmark not defined.

4.2 Pengujian Akurasi Pembacaan Sensor Ultrasonik HC-SR04 ... Error!

4.3 Pengujian Motor Servo sebagai Pengatur Sudut Kamera terhadap Sinar Hamburan dari Sampel ... Error! Bookmark not defined.

4.4 Pengambilan Data pada Metode Laser Speckel Imaging (LSI) ... Error!

5. KESIMPULAN DAN SARAN ... Error! Bookmark not defined.

5.1 Kesimpulan ... Error! Bookmark not defined.

5.2 Saran ... Error! Bookmark not defined.

DAFTAR REFERENSI ... Error! Bookmark not defined.

RIWAYAT HIDUP ... 28

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skematik Pembentukan Spekel dan Pola Spekel ... 4

Gambar 2.2 Sensor Ultrasonik HC-SR04 ... 5

Gambar 2.3 Motor Servo ... 7

Gambar 2.4 Pesinyalan Motor Servo ... . 7

Gambar 2.5 Motor DC Sederhana ... . 8

Gambar 2.6 Prinsip Dasar Kerja Motor DC Sederhana ... . 8

Gambar 2.7 Tampilan Matlab2015a : (a) Tampilan Menu Utama Matlab, (b) Contoh Tampilan GUI Matlab ...10

Gambar 2.8 Arduino Uno ... 10

Gambar 3.1 Alur Penelitian ... 11

Gambar 3.2 Desain Hardware ... 13

(15)

xv

Gambar 3.3 Flowchart Software Otomasi Pengaturan Sudut dan Jarak Laser Terhadap Sampel pada Alat ... 14 Gambar 3.4 Flowchart sistem LSI ... 15 Gambar 4.1 (a) Pengaturan Otomasi Sudut Sensor Penangkap Hamburan dan

Jarak Laser Terhadap Sampel (b) Tampilan GUI...20 Gambar 4.2 Pengujian Akurasi Pembacaan Sensor...20 Gambar 4.3 Pengujian Sudut Sensor Kamera...22

(16)

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi Pin Modul Sensor Ultrasonik ... 6

Tabel 3.1 Alat dan Bahan ... 11

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sensor HC-SR04...21

Tabel 4.2 Hasil pengujian Motor Servo sebagai Pengatur Sudut...23