Format dan Penulisan Laporan PA

 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
BAB II
1
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
1.1 Tinjauan Pustaka
Penginderaan jauh (atau disingkat inderaja) adalah pengukuran atau
akuisisi data dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat yang tidak secara
fisik melakukan kontak dengan objek tersebut atau pengukuran atau akuisisi data
dari sebuah objek atau fenomena oleh sebuah alat dari jarak jauh, (misalnya dari
pesawat,
pesawat luar angkasa, satelit, kapal atau alat lain. Contoh dari
penginderaan jauh antara lain satelit pengamatan bumi, satelit cuaca, memonitor
janin dengan ultrasonik dan wahana luar angkasa yang memantau planet dari
orbit. Inderaja berasal dari bahasa Inggris remote sensing, bahasa Perancis
télédétection, bahasa Jerman fernerkundung, bahasa Portugis sensoriamento
remota, bahasa Spanyol percepcion remote dan bahasa Rusia distangtionaya. Di
masa modern, istilah penginderaan jauh mengacu kepada teknik yang melibatkan
instrumen di pesawat atau pesawat luar angkasa dan dibedakan dengan
penginderaan lainnya seperti penginderaan medis atau fotogrametri. Walaupun
semua hal yang berhubungan dengan astronomi sebenarnya adalah penerapan dari
penginderaan jauh (faktanya merupakan penginderaan jauh yang intensif), istilah
"penginderaan jauh" umumnya lebih kepada yang berhubungan dengan teresterial
dan pengamatan cuaca. [1]
Sistem alat pengidendaraaan jarak jauh bisa menggunakan Payload.
Menurut bahasa Payload dapat diartikan sebagai bagian muatan yang
menghasilkan untung, alat-alat, kendaraan atau satelit dalam sebuah roket [2].
Payload adalah muatan roket berbentuk tabung silinder berisi rangkaian
elektronik yang berfungsi sebagai perangkat telemetri untuk monitoring sikap
(attitude) roket mulai dari peluncuran hingga separasi, dan sekaligus memiliki
sistem kamera untuk melakukan pengamatan dengan kemampuan mengambil
gambar bumi dari udara [3]. Selain Payload tentunya dilengkapi dengan sistem
Ground Segment yaitu sistem software yang bisa memonitoring kerja dari
Payload.
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
1.2
Landasan Teori
1.2.1
Sensor Kamera
Sensor merupakan alat pemantau yang dipasang pada wahana, baik
pesawat maupun satelit. Sensor dapat dibedakan menjadi dua :
1. Sensor fotografik, merekam obyek melalui proses kimiawi. Sensor ini
menghasilkan foto. Sensor yang dipasang pada pesawat menghasilkan citra
foto (foto udara), sensor yang dipasang pada satelit menghasilkan citra
satelit (foto satelit)
2. Sensor elektronik, bekerja secara elektrik dalam bentuk sinyal. Sinyal
elektrik ini direkam dalam pada pita magnetik yang kemudian dapat
diproses menjadi data visual atau data digital dengan menggunakan
komputer. Kemudian lebih dikenal dengan sebutan citra. [1]
Cmucam3 adalah ARM7TDMI berbasis sensor penglihatan yang dapat
diprogram oleh komputer. ARM7TDMI yaitu Central Prosessing Unit (CPU)
yang dirancang oleh ARM yang kemudian dipatenkan agar dapat diproduksi oleh
berbagai perusahaan semikonduktor. Main prosessor dari Cmucam3 adalah
Philips LPC2106 yang terhubung kepada sebuah modul sensor kamera yaitu
Omnivision CMOS. Untuk memprogram Cmucam3 kita dapat menggunakan
bahasa C yang dapat didownloadkan kedalam Chip-nya nelalui port serial.
Beberapa fitur dari Cmucam3 adalah sebagai berikut:
a.

CIF Resolution (352x288) RGB color sensor

Four-port Servo Controller

Load Images into Memory at 26 Frames Per Second

Software JPEG compression
Aplikasi Cmucam3
Cmucam3 merupakan perangkat keras yang digabungkan dalam sebuah
lingkungan pengembangan program open source. Hal ini ditargetkan bagi
pengguna yang sudah terbiasa dengan image prosessing dan pemrograman
mikrokontroler. Developer Cmucam3 telah menyediakan contoh-contoh program
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
yang dapat digunakan bagi pengguna yang bertujuan untuk mengolah suatu image
dan dapat di-download-kan melalui antarmuka serial, dan Cmucam3 memberikan
kesempatan
bagi
pengguna
untuk
tidak
menutup
kemungkinan
mengimplementasikan
algoritma mereka sendiri.
b.
Koneksi Hardware
Gambar 1.1 Konfigurasi Hardware Back board Cmucam3
1) Power
Input power yang masuk ke board merupakan keluaran dari
regulator 5 volt. Input dari regulator DC ini berkisar antara 6V-15V DC
dan paling kecil harus mengalirkan arus sebesar 150 mA.
2) Serial Port
Cmucam3 mempunyai standar level shifted serial port untuk
berkomunikasi dengan komputer seperti serial port TTL berkomunikasi
dengan mikrokontroler. Level shifted serial port yang dipakai hanya 3 pin
dari 10 pin yang disediakan pada back board. Sepuluh pin yang disediakan
pada back board merupakan konfigurasi pin 2x5 header male. Untuk
menggunakan jenis komunikasi ini pengguna harus menggunakan jumper.
Selain
menggunakan
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
komunikasi
serial,
pengguna
juga
dapat
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
menggunakan komunikasi dari pin TTL yang mempunyai input dari 0V 3.3V. Untuk menggunakan mode komunikasi ini pengguna harus
membuka jumper untuk mode serial.
1.2.2
RF Data Transceiver YS-1020UB adalah sebuah device yang dapat
RF Data Transceiver YS-1020UB
mengirimkan data serial melalui media udara. Device tersebut melakukan proses
penumpangan data serial digital ke frekuensi pembawa dengan frekuensi yang
lebih tinggi untuk kemudian dipancarkan ke udara oleh pemancar. Pada penerima,
frekuensi
pembawa yang mengandung data ditangkap dan dipisahkan dari data
yang dibawa.
Spesifikasi modul YS-1020UB adalah seperti berikut ini:

Konsumsi daya: 10mW/10dBm

Konsumsi Arus pada receiver: <25mA

Konsumsi Arus pada transmitter: 40mA

Catu daya: 3,3 sampai 5 VDC

Sensitivitas penerimaan data: -115 dBm (@9600)
Gambar 1.2 Bentuk fisik modul YS-1020UB
1.2.3
Citra
Citra atau Image merupakan istilah lain dari gambar, merupakan suatu
representasi dari suatu obyek, dalam pandangan 2D atau 3D. Citra merupakan
hasil keseluruhan dari suatu sistem perekaman data. secara teoritis citra dapat
dikelompokkan menjadi 2 (dua) macam, yaitu citra kontinu dan citra diskrit (citra
digital). Citra kontinu dihasilkan dari sistem optik yang menerima sinyal analog.
Contoh: mata manusia, kamera analog. Sedangkan citra digital dihasilkan melalui
proses digitalisasi terhadap citra kontinu. Contoh: kamera digital, scanner.
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
8
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Format citra digital yang banyak digunakan, yaitu:
1) Citra Biner (Monokrom)
Citra monokrom atau citra hitam-putih merupakan citra satu kanal di mana
citra f(x,y) merupakan fungsi tingkat keabuan dari hitam ke putih.
2) Citra Skala Keabuan (Grayscale)
Dikatakan format citra skala keabuan karena pada umumnya warna yang
dipakai adalah warna hitam sebagai warna minimum dan warna putih sebagai
warna maksimalnya, sehingga warna antara ke dua warna tersebut adalah
abu-abu.
3) Citra Berwarna
Citra warna terdiri atas 3 layer matriks, yaitu R-layer, G-layer, B-layer.
sistem warna RGB (Red Green Blue) menggunakan sistem tampilan grafik
kualitas tinggi (High Quality Raster Graphic) yaitu mode 24 bit. setiap
komponen warna merah, hijau, biru masing-masing mendapatkan alokasi 8
bit untuk menampilkan warna. Pada sistem warna RGB, tiap pixel akan
dinyatakan dalam 3 parameter dan bukan nomor warna. Setiap warna
mempunyai range nilai 00 (angka desimalnya adalah 0) dan f (angka
desimalnya 255) atau mempunyai nilai derajat keabuan 256 = 28. Dengan
demikian, range warna yang digunakan adalah (28)(28)(28) = 224 (dikenal
dengan istilah True Color pada Windows). Nilai warna yang digunakan
merupakan gabungan warna cahaya merah, hijau dan biru.
1.2.4
Karakteristik Citra
1) Pixel
Pixel (picture element) adalah sebuah titik yang merupakan elemen
paling kecil pada citra satelit. Angka numerik (1 byte) dari pixel disebut
digital number (DN). DN bisa ditampilkan dalam warna kelabu, berkisar
antara putih dan hitam (grayscale), tergantung level energi yang terdeteksi.
Pixel yang disusun dalam orde yang benar akan membentuk sebuah citra.
Kebanyakan citra satelit yang belum diproses disimpan dalam bentuk
grayscale, yang merupakan skala warna dari hitam ke putih dengan derajat
keabuan yang bervariasi. Untuk PJ (Penginderaan Jauh), skala yang dipakai
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
9
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
adalah 256 shade grayscale, dimana nilai 0 menggambarkan hitam, nilai 255
putih.
2) Contrast
Contrast adalah perbedaan antara brightness relatif antara sebuah
benda dengan sekelilingnya pada citra. Sebuah bentuk tertentu mudah
terdeteksi apabila pada sebuah citra contrast antara bentuk tersebut dengan
background-nya tinggi. Teknik pengolahan citra bisa dipakai untuk
mempertajam
menggunakan
contrast.
Citra,
sebagai
dataset,
algoritma (persamaan matematis).
bisa
dimanipulasi
Manipulasi bisa
merupakan pengkoreksian error, pemetaan kembali data terhadap suatu
referensi geografi tertentu, ataupun mengekstrak informasi yang tidak
langsung terlihat dari data. Data dari dua citra atau lebih pada lokasi yang
sama bisa dikombinasikan secara matematis untuk membuat composite dari
beberapa dataset. Produk data ini, disebut derived products, bisa dihasilkan
dengan beberapa penghitungan matematis atas data numerik mentah (DN).
3) Resolusi
Resolusi dari sebuah citra adalah karakteristik yang menunjukkan
level
kedetailan yang dimiliki oleh sebuah citra. Resolusi didefinisikan
sebagai area dari permukaan bumi yang diwakili oleh sebuah pixel sebagai
elemen terkecil dari sebuah citra. Pada citra satelit pemantau cuaca yang
mempunyai resolusi 1 km, masing-masing pixel mewakili rata-rata nilai
brightness dari sebuah area berukuran 1x1 Km. Bentuk yang lebih kecil dari
1 Km susah dikenali melalui gambar dengan resolusi 1 km. Landsat 7
menghasilkan citra dengan resolusi 30 meter, sehingga jauh lebih banyak
detail yang bisa dilihat dibandingkan pada citra satelit dengan resolusi 1 km.
Resolusi adalah hal penting yang perlu dipertimbangkan dalam rangka
pemilihan citra yang akan digunakan terutama dalam hal aplikasi, waktu,
biaya, ketersediaan citra dan fasilitas komputasi.
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
10
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
1.2.5
RGB dan HSV
RGB adalah singkatan dari Red-Green-Blue. 3 warna dasar yang dijadikan
patokan warna secara universal (primary colors). Dengan basis RGB, seorang
desainer bisa mengubah warna ke dalam kode-kode angka sehingga warna
tersebut akan tampil universal.
Dasar warna ini menjadi standar pasti dalam konteks profesional, seorang
desainer tidak bisa mengatakan sebuah warna berdasar pertimbangan subektif.
Contoh : biru muda menurut orang awam adalah birunya langit di siang yang
hal ini bisa jadi berbeda bagi orang lain dengan pertimbangan yang lain
cerah,
pula. Untuk menyamakan persepsi dalam definisi warna, perlu adanya standar
internasional dalam konteks kerja profesional. Dengan standar RGB, seorang
desainer dapat mengatakan warna dengan komposisi angka yang jelas, warna biru
memiliki komposisi perpaduan antara unsur Red, Green, Blue dengan derajat
angka untuk R : 115 – G : 221 – B : 240.
Model warna RGB merupakan yang paling banyak digunakan pada sistem
CBIR. Sedangkan HSV (hue, saturation, value) merupakan model warna yang
diturunkan dari RGB. Performa HSV ternyata lebih baik dalam membedakan
warna jika dibandingkan dengan RGB.
Gambar 1.3 Tabel Warna HSV
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
11
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Sebelum mengitung nilai HSV maka harus dicari dulu nilai max, min dan
nilai tengah dari data RGB dengan cara berikut:
Min = Min (R, G, B).
Mid = Mid (R, G, B).
Max = Max (R, G, B).
Berikut adalah rumus untuk mengitung nilai HSV dari RGB:
Gambar 1.4 Rumus Menghitung Nilai Hue dari RGB
Hue adalah besaran nilai dalam satuan derajat yang menunjukan nilai asli
suatu warna dalam suatu kelompok tertentu. Nilai hue dapat diketahui dari nilai
suatu RGB dengan rumus pada gambar diatas.
Saturasi adalah tingkat keabuan suatu warna dimana untuk saturasi dengan
nilai mendekati 100% akan menujukan warna aslinya dan untuk nilai saturasi
yang mendekati 0% akan menunjukan warna abu. Sedangkan untuk value atau
brightness adalah nilai tingkat kecerahan suatu warna. Jika nilai valuenya
mendekati 100% akan menghasilkan warna yang yang terang, jika mendekati nilai
0% maka akan menghasilkan warna yang gelap mendekati warna hitam. Untuk
menghitung nilai saturasi dari suatu RGB ialah dengan rumus dibawah ini.
Sedangkan untuk menghitung nilai value ialah nilai maksimum dari suatu RGB.
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
12
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Gambar 1.5 Rumus Menghitung Nilai Saturasi dari RGB
1.2.6
Modulasi GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)
Modulasi dapat didefinisikan sebagai proses perubahan parameter dari
gelombang
pembawa (amplitudo, frekuensi dan fasa) oleh sinyal informasi.
Modulasi merupakan proses memfasilitasi transmisi informasi melalui suatu
media, contohnya seperti media kabel, udara dan serat optik.
GFSK ( Gaussian Frequency Shift Keying) merupakan salah satu tipe
modulasi FSK yang menggunakan filter Gaussian untuk memperlancar
penyimpangan-penyimpangan
frekuensi
positif
ataupun
negatif
yang
direpresentasikan dengan menggunakan biner 1 atau 0. Dalam modulator GFSK
pada dasarnya memiliki sistem yang sama dengan modulator FSK kecuali
sebelum getaran-getaran pita (-1, +1) menuju kepada modulator FSK, getaran
tersebut melewati filter Gaussian untuk membuat getaran-getaran tersebut lebih
halus yang menyebabkan menuju ke batas lebar sprektalnya. Dalam filter
Gaussian ada suatu cara standar untuk mengurangi lebar spektral, yakni pulse
shaping atau pembentukan getaran.
1.2.7
Standard RS232
RS 232 adalah salah satu komunikasi standar antara dua buah peralatan
dengan cara mengirim suatu barisan bit secara berurutan dari satu alat ke alat yang
lain dan sebaliknya. Umumnya RS232 sering digunakan pada komunikasi
komputer dengan peralatan lain yang disebut sebagai komunikasi serial. Protokol
RS232 memiliki level tegangan +3V s/d +15V untuk logika “0” dan -3V s/d -15V
untuk logika “1” sementara Daerah antara + 3V hingga –3V tidak didefinisikan
/tidak terpakai
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
13
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Bila komputer akan berkomunikasi dengan peralatan yang mempunyai
logic TTL seperti mikrokontroler misalnya, maka diperlukan suatu rangkaian
terintegrasi (IC) yang akan mengkonversi logika serial menjadi logika TTL, yaitu
tegangan
5 volt untuk logika „1‟ dan tegangan 0 volt untuk logika „0‟. IC yang
sering
digunakan adalah MAX232 yang mempunyai dua buah kanal yang masing-
masing untuk mengirim dan menerima data. Rangkaian RS232 yang
menggunakan IC ini akan menghubungkan peralatan berlogika TTL dengan
konektor serial 9 pin (DB 9) pada komputer.
RS232 sebagai komunikasi serial mempunyai 9 pin yang memiliki fungsi
masing-masing.
Pin yang biasa digunakan adalah pin 2. sebagai received data, pin
3 sebagai transmited data, dan pin 5 sebagai ground signal. Karakteristik elektrik
dari RS232 adalah sebagai berikut :

Space (logic 0) mempunyai level tegangan sebesar +3s/d+15volt.

Mark (logic 1) mempunyai level tegangan sebesar -3 s/d -15 volt.

Level tegangan antara +3 s/d -3 volt tidak terdefinisikan.

Arus yang melalui rangkaian tidak boleh melebihi dari 500 mA., ini
dibutuhkan agar sistem yang dibangun bekerja dengan akurat.
1.2.8
Visual Basic 6.0
Visual Basic 6.0 merupakan bahasa pemrograman yang cukup popular,
Visual Basic 6.0 menyediakan fasilitas yang memungkinkan untuk menyusun
sebuah program dengan memasang objek-objek grafis dalam sebuah form.
Program dibagi menjadi dua basis,yaitu program berbasis orientasi perintah dan
program berbasis orientasi objek.
Orientasi perintah berarti pengendalian program menurut struktur atau
kalimat perintah yang diberikan oleh pemakai program. Sedangkan orientasi objek
berarti pengendalian program menurut perlakuan terhadap objek oleh pemakai
program.
Selain itu Visual Basic dapat digunakan untuk membuat aplikasi Windows
yang berbasis grafis (GUI – Graphical User Interface). Di dalam program visual
ini terdapat even-driven programming artinya program menunggu sampai adanya
respon dari pemakai berupa event/kejadian tertentu. Ketika event terdeteksi, kode
yang berhubungan dengan event akan dijalankan.
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
14
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
a.
Interfacing Port Serial dengan Visual Basic 6.0
Visual Basic adalah perangkat lunak untuk menyusun program aplikasi yang
bekerja dalam lingkungan sistem operasi Windows. Dengan Visual Basic kita
dapat
memanfaatkan Windows secara optimal [5].
Pada buku ini akan dibahas mengenai komunikasi serial port antara
mikrokontroler
dengan
PC
menggunakan
program
Visual
Basic
6.0.
Mikrokontroler yang dipakai adalah tipe AVR jenis ATMega32. Seperti kita
ketahui bahwa komunikasi dengan serial port mengharuskan setiap data untuk
antri satu per satu.
Dalam komunikasi serial dikenal dua cara komunikasi, yau komunikasi data
serial secara sinkron dan komunikasi data secara asinkron. Pada komunikasi data
serial sinkron, clock dikirimkan bersama dengan data serial, pada komunikasi
serial asinkron clock tidak dikirimkan bersamaan dengan data serial, tetapi
dibangkitkan sendri-sendiri baik pada sisi pengirim maupun pada sisi penerima.
Pada IBM PC komunikasi serialnya termasuk ke dalam jenis asinkron.
Komunikasi data serial ini dikerjakan oleh UART (Universal Asynchronus
Receiver/Transmitter).
Pada UART, kecepatan pengiriman data (baud rate) dan fase clock pada sisi
transmitter dan receiver harus sinkron. Untuk itu diperlukan sinkronisasi antara
trasmitter dan receiver. Hal ini dilakukan oleh bit „Start‟ dan bit „Stop‟. Ketika
saluran transmisi berada dalam keadaan idle, output UART adalah dalam keadaan
logika „1‟. Ketika transmitter akan mengirimkan data, output UART akan diset
dulu ke logik „0‟ untuk waktu satu bit. Sinyal ini pada receiver akan dikenali
sebagai sinyal „Start‟ yang digunakan untuk mensinkronkan fase clocknya
sehingga sinkron dengan fase clock trasmitter. Selanjutnya data akan dikirimkan
secara serial, lalu akan dikirimkan sinyal „Stop‟ sebagai akhir dari pengiriman
data serial. Cara pemberian kode data yang disalurkan tidak ditetapkan secara
pasti.
Kecepatan transmisi (baud rate) dapat dipilih bebas dalam rentang waktu
tertentu. Selanjutnya harus ditentukan panjang data, paritas dan jumlah bit „Stop‟.
Untuk pengaksesan port serial dalam Visual Basic 6.0 kita dapat
mengaksesnya secara langsung melalui register UART atau menggunakan kontrol
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
15
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
MSComm yang telah disediakan Visual Basic. Pada buku ini hanya akan
membahas cara mengakses port serial menggunakan kontrol MSComm.
b.
Pangaksesan Menggunakan MSComm.
Kontrol MSComm menyediakan fasilitas komunikasi antara program
aplikasi
yang kita buat dengan port serial untuk mengirim atau menerima data
melalui port serial. Setiap MSComm hanya menangani satu port serial sehingga
jika kita ingin menggunakan lebih dari satu port serial, kita juga harus
menggunakan MSComm sebanyak port serial yang kita pakai.
Jumlah properti pada MSComm sangat banyak. Pada buku ini hanya akan
dibahas
beberapa properti yang perlu diketahui sebelum dapat menggunakan
MSComm. Properti yang seing dipakai adalah sebagai berikut :
CommPort :Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang digunakan.
Setting
: Digunakan untuk menset nilai baud rate, pariti, jumlah bit data, dan
jumlah bit stop.
Portopen : Digunakan untuk membuka atau menutup port serial yang
dihubungkan dengan MSComm ini.
Input
: Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer
penerima.
Output
: Digunakan untuk menulis data string pada buffer kirim.
Dian Sundari 08334007
Laporan Proyek Akhir 2012
16