INNOVATIVE: Journal Of Social Science Research Volume 3 Nomor 4 Tahun 2023 Page 7079-7087 E-ISSN 2807-4238 and P-ISSN 2807-4246
Website: https://j-innovative.org/index.php/Innovative
Rancang Bangun Alat Bantu Pengenalan Warna Untuk Penyandang Buta Warna Menggunakan Metode Coloring Filters (Cf) Dan K-Means

## Clustering Berbasis Mikrokontroler
Lisma Autia 1 ✉ , Muhammad Ikhsan 2 , Armansyah 3
Program Studi Ilmu Komputer, Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Islam Negeri Sumatera Utara Medan
Email: lismaautia@gamil.com 1 ✉

## Abstrak
Mata merupakan indra penglihatan yang sangat vital fungsinya bagi manusia dalam kehidupan sehari- hari. Mata pada dasarnya memiliki kepekaan terhadap cahaya dan warna. Jika kepekaan terhadap warna terganggu maka akan dialami oleh sebagian orang yang menyandang kelainan buta warna. Penyakit Buta warna ( color blindness) merupakan penyakit yang banyak ditemukan kasusnya di dunia. Terdapat bermacam buta warna, yaitu buta warna total dan buta warna parsial. Agar penderita buta warna dapat mengenali pola warna yang dibentuk, maka dirancang dan dibangun sebuah alat bantu pengenalan pola warna menggunakan sensor TCS3200-DB yang digabungkan dengan mikrokontroler jenis Arduino IDE dan metode coloring filter(cf) dan metode k-means clustering. Dengan tujuan Menerapkan metode coloring  filter  (cf)dan  metode  k-means  clustering  dalam  pengenalan  warna.Mengetahui  rancangan berupa alat bantu pengenalan warna bagi penyandang buta warna berbasis mikrokontroler. Mengetahui hasil dari rancang bangun alat bantu pengenalan warna untuk penyandang buta warna menggunakan metode coloring filters (cf)dan k-means clustering berbasis mikrokontroler.Teknik pengumpulan data dengan langsung terjun kelapangan untuk mengamati permasalahan yang terjadi secara langsung dan studi literatur dalam mencari informasi. Dari hasil penerapan segmentasi citra, penelitian yang dilakukan penulis dalam menganalisis jenis warna berdasarkan nilai RGB. Dalam proses identifikasi benda, warna dominan yang terdeteksi adalah warna biru, hal ini terjadi karena pada sensor warna, warna biru menjadi warna kalibrasi untuk warna lain. Sistem yang dibuat dalam alat bantu deteksi buah warna ini dapat mengenali  warna  dengan  skala  yang  baik,  dari  segi  tingkat  pengenalan  warna  hingga  waktu pendeteksian.
Kata kunci: Buta Warna, TCS3200-DB, Coloring Filter (Cf), K-Means Clustering, Mikrokontroler (Arduino IDE), RGB.

## Abstract
The eye is a sense of sight that is very vital for human function in everyday life. The eye is basically sensitive to light and color. If sensitivity to color is disturbed, it will be experienced by some people who have color blindness. Color blindness is a disease that is found in many cases in the world. There are various types of color blindness, namely total color blindness and partial color blindness. In order for color blind people to recognize the color patterns formed, a color pattern recognition tool was designed and built using the TCS3200-DB sensor combined with an Arduino IDE type microcontroller and the coloring filter (cf) method and the k-means clustering method. With the aim of applying the coloring filter (cf) method and the k-means clustering method in color recognition. Knowing the design of a microcontroller-based color recognition tool for color blind people. Knowing the results of the design of color recognition tools for people with color blindness using the coloring filters (cf) method and k- means clustering based on a microcontroller. From the results of the application of image segmentation, the research conducted by the author in analyzing the types of colors based on RGB values. In the process of identifying objects, the dominant color detected is blue, this happens because on the color sensor, blue is the calibration color for other colors. The system made in this color fruit detection tool can recognize colors with a good scale, from the level of color recognition to detection time.
Keywords: Color  Blindness,  TCS3200-DB,  Coloring  Filter  (Cf),  K-Means  Clustering,  Microcontroller (Arduino IDE), RGB.

## PENDAHULUAN
Mata merupakan indra penglihatan yang sangat vital fungsinya bagi manusia dalam kehidupan sehari-hari. Mata pada dasarnya memiliki kepekaan terhadap cahaya dan warna. Jika kepekaan terhadap warna terganggu maka akan dialami oleh  sebagian orang  yang menyandang  kelainan  buta  warna  (Abdiawan  Tamar,  2017).  Keberadaan  ilmu  tentang penglihatan  tanpa  disadari  sebenarnya  telah  tersirat  dalam  alquran  sebelum  ilmu pengetahuan  modern  seperti  sains  yang  berkembang  sedemikian  hingga  saat  ini.  Jadi manuasia mengkaji lebih luas apa yang telah dijelaskan dalam alquran Adapun firman Allah swt. yang berkaitan dengan penglihatan yaitu QS. Al Mulk: 23  yang berbunyi:
ۡفَ ۡلۡٱ َو  َر ََٰصۡبَ ۡلۡٱ َو َع ۡمَّسلٱ ُمُكَل َلَعَج َو  ۡمُكَأَشنَأ ٓيِذَّلٱ  َوُه  ۡلُق ٗليِلَق ََۚةَد ِٔ  ٔ ( َنو ُرُك ۡشَت اَّم ٢٣ ) “Katakanlah:  "Dialah  Yang  menciptakan  kamu  dan  menjadikan  bagi  kamu  pendengaran, penglihatan dan hati nurani". (Tetapi) amat sedikit kamu bersyukur”.
Dalam ayat ini Allah menjelaskan bahwa dialah yang mengawali penciptaan manusia setelah  sebelumnya  manusia  sama  sekali  bukan  sesuatu  yang  disebut,  dan  Dialah  yang memberikan indra pendengaran dan penglihatan kepada manusia, jika Dia menghendaki, niscaya Dia melenyapkandan mencabutnya. Tetapi hanya sedikit sekali dari manusia yang
menggunakan  kekuatan  tersebut  yang  telah  dikaruniakan  Allah  kepada  manusia  untuk berbuat ketaatan  dan menjalankan perintah-perintah-Nya  serta meninggalkan larangan- larangan-Nya (Abdiawan Tamar, 2017).
Penyakit  Buta  warna  ( color  blindness)  merupakan  penyakit  yang  banyak  ditemukan kasusnya di dunia. Terdapat bermacam buta warna, yaitu buta warna total dan buta warna parsial.  Kasus  buta  warna  total  termasuk  jarang  dan  mengakibatkan  penderitanya  tidak dapat  mengenali  warna  secara  total.  Buta  warna  parsial  menyebabkan  penderitanya kesulitan dalam mengenali warna, baik biru, merah, atau hijau. Warna tersebut berkaitan dengan  sel  kerucut  yang  berada  pada  sistem  penglihatan  manusia  yang  memiliki kemampuan untuk mengenali warna (Abdiawan Tamar, 2017).
Agar  penderita  buta  warna  dapat  mengenali  pola  warna  yang  dibentuk,  penulis mencoba  merancang  dan  membangun  sebuah  alat  bantu  pengenalan  pola  warna menggunakan sensor warna. Penulis menggunakan sensor TCS3200-DB yang digabungkan dengan  mikrokontroler  jenis  Arduino  IDE  dan  metode coloring  filter(cf)  dan  metode  k- means clustering sebagai penyelesaian masalahnya.
TCS3200DB merupakan sensor warna  yang telah banyak digunakan  dalam berbagai macam penelitian yang berkaitan  dengan  pembacaan warna. Sebelumnya  sensor warna yang digunakan adalah TCS230. Jika dibandingkan, perbedaan antara TCS230 dan TCS3200 adalah pada konsumsi arusnya (Syam & Mustika, 2018).
Pada  penelitian  sebelumnya  oleh  Supriadi  Syam  (2018),  Penelitian  yang  dilakukan bertujuan untuk membuat prototipe  alat bantu  pengenalan pola warna untuk penderita buta warna. Sensor warna yang digunakan adalah TCS3200-DB yang dihubungkan dengan Arduino  Uno.  Algoritma  Closest  Pair  ditanamkan  ke  dalam  microcontroller  dengan menggunakan IDE Arduino. Output yang dihasilkan berupa pola warna yang diwakili oleh huruf-huruf yang menjadi inisial warna hasil pembacaan sensor yang telah diolah dengan Algoritma Closest Pair.
Hasil yang diperoleh dari penelitian ini tingkat keberhasilan TCS3200DB dan Algoritma Closest Pair dalam mengenali warna hasil adalah 50%. Dan selanjutnya   penelitian yang dilakukan oleh Octaviano dan Umbari (2017) Penilitan ini bertujuan untuk membuat aplikasi tes buta warna yang mengimplementasikan Metode Ishihara dengan teknik penalaran maju (forward  chaining).  Jenis  buta  warna  yang  dapat  di  identifikasi  pada  aplikasi  ini  yaitu: penglihatan normal, buta warna parsial, dan buta warna total. Aplikasi ini dirancang berbasis android menggunakan bahasa pemrograman Java dan XML serta menggunakan metode Artificial Intellegence dilanjutkan dengan pengujian sistem dengan menggunakan metode black-box dan white-box. Dengan adanya aplikasi ini dapat disimpulkan bahwa aplikasi tes
buta warna berbasis android dengan menggunakan metode Ishihara dapat mempermudah masyarakat  untuk  melakukan  tes  buta  warna  guna  mengetahui  gangguan  penglihatan warna terhadap mata dengan hasil diagnosa yang dapat diperoleh secara langsung melalui smartphone android.
Berdasarkan uraian diatas, maka penulis memutuskan untuk mengambil judul “Rancang Bangun  Alat  Bantu  Pengenalan  Warna  Untuk  Penyandang  Buta  Warna  Menggunakan Metode Coloring Filters (Cf) Dan K-Means Clustering Berbas is Mikrokontroler”.

## METODE PENELITIAN
Adapun  tempat  penelitian  perancangan  alat  ini  akan  dilakukan  di  Laboraturium Robotik  Program  Studi  Ilmu  Komputer  Fakultas  sains  dan  Teknologi.  Tahap  persiapan merupakan  rangkaian  kegiatan  sebelum  memulai  tahapan  pengumpulan  data  dan pengelolahannya.  Pada  tahap  ini  disusun  kegiatan  yang  harus  dilakukan  dengan  tujuan untuk mengefektifkan dalam persiapan dalam perencanaan. Pada tahap persiapan semua rangkaian ( layout) yang akan dirancang terlebih dahulu dibuat diagram bloknya sehingga pada tahap perancangan akan disesuaikan dengan diagram blok alat bantu pengenalan warna  untuk  penyandang  buta  warna.  Pada  tahap  ini  untuk  mendapatkan  data  maka dibutuhkan beberapa teknik untuk melakukan penelitian ini yaitu sebagai berikut: Observasi Melakukan pengamatan langsung dengan melakukan berbagai eksperimen dari beberapa benda yang akan dilakukan uji coba dalam membantu pengenalan warna tiap benda. Teknik Percobaan Melakukan Eksperimen dalam penelitian sebuah data dengan menggunakan 10 Benda yang akan disensor nantinya

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Analisis Data
Analisis  data  adalah  pembahasan  yang  dilakukan  untuk  dapat  memahami permasalahan yang ada pada sebuah  penelitian. Data awal yang akan  digunakan pada analisis data untuk alat bantu pengenalan warna bagi penyandang buta warna, dilakukan pengumpulan  data  dan  analisis  kebutuhan.  Pengumpulan  data  yaitu,  dilakukan  untuk memperoleh  beberapa  informasi  yang  berkaitan  dalam  pembuatan  sistem  pengujian menentukan jenis benda yang sering digunakan sehari hari dan akan dilakukan pengujian. Analisis  kebutuhan  terdiri  dari  kebutuhan  proses,  kebutuhan  masukan  dan  kebutuhan keluaran. Analisis  kebutuhan proses, yaitu menjelaskan  bagaimana sistem akan bekerja, proses-proses  apa  yang  digunakan,  mulai  dari  masuknya  data  input  yang  kemudian diproses oleh sistem hingga menjadi data output (tampilan akhir sistem).
Analisis  data  merupakan  tahapan  yang  diperlukan  dalam  pembuatan  alat  bantu pengenalan warna  bagi  penyandang  buta warna  dengan menerapkan metode  coloring filters dan k-means clustering yang berbasis mikrokontroler. Analisis data ini berupa analisis sistem  metode  coloring  filters  dan  k-means  clustering,  sensor  warna  TCS3200,  analisis perangkat lunak, dan analisis perangkat keras.
1. Analisis sistem metode coloring filters dan k-means clustering
Sistem pada  penelitian  ini adalah  berupa warna RGB dari  objek yang telah ditentukan.
2. Analisis perangkat lunak
Sebelum program coloring filters dan k-means clustering ditanamkan dalam mikrokontroler, pemilihan komponen hardware sangan mempengaruhi keluaran data warna yang diperoleh. Perangkat lunak yang di gunakan yaitu Arduino IDE.
3. Analisis perangkat keras
Komponen perangkat keras terdiri dari sensor warna TCS3200 yang digunakan untuk mendeteksi warna RGB, Arduino controller untuk membuat alat bekerja secara otomatis  atau  dapat  dimonitor  atau  dan  dikendalikan.  Sensor  Ultrasonik  untuk memproduksi bunyi dengan frekuensi gelombang yang sudah ditentukan. Lcd untuk menampilakan  data  berupa  tulisan,  Speaker  untuk  mengubah  gelombang  elektrik atau listrik menjadi audio atau gelombang suara. Resistor untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Batterai/ Power daya untuk menyediakan  atau  menyuplai  energi  listrik  bagi  alat  elektronik  tanpa  harus tersambung ke listrik.
B. Representasi Data
Data  yang  digunakan  dalam  alat  ini  adalah  nilai  RGB  yang  ditentukan  dari  citra warna pada objek yang dideteksi oleh sensor TCS3200 dengan rentan nilai 0-255 dengan masing-masing nilai dalam kondisi yang telah ditentukan.
1. Langkah selanjutnya adalah mendapatkan nilai warna RGB menggunakan algoritma coloring filter untuk menganalisis warna benda. Namun sebelum itu harus dibuat set-point  awal  untuk  dijadikan  refrensi/parameter  dalam  mengolah  data  RGB  ke coloring  filter.  Tiap  warna  yang  dimasukkan  nantinya  akan  menjadikan  jumlah cluster yang ada dalam pengolahan K-Means Clustering.
2. Hasil Perancangan Perangkat Keras
Berikut ditampilkan hasil rancangan perangkat keras berupa alat pendeteksi warna untuk penderita buta warna:
Senso r Arduino Uno I2C Module
Gambar 1 Hasil Rancangan Sistem Pengenalan  Warna Untuk Penderita Buta Warna Berbasis Mikrokontroller Bagian Luar
Gambar 2  Hasil Rancangan Sistem Pengenalan  Warna Untuk Penderita Buta Warna Berbasis Mikrokontroller Bagian Dalam
Dari  gambar  1  dan  2  terlihat  bentuk  fisik  hasil  rancangan  alat  pengenalan  warna  untuk penderita  buta  warna  berbasis  mikrokontroller.  Peneliti  menggunakan  satu  sensor, menggunakan satu buah LCD untuk menampilkan output dari system pendeteksi warna, menggunakan  I2C Module  untuk  menghubungkan  LCD  ke  arduino  uno  sebagai mikrokontroller utama. Serta menggunakan kabel power atau power bank sebagai sumber daya dalam penggunaan alat.
C. Pengujian
Pengujian  sistem  merupakan  proses  pengeksekusian  sistem  perangkat  keras  dan lunak untuk menentukan apakah sistem tersebut cocok dan sesuai dengan yang diinginkan peneliti.  Pengujian dilakukan dengan  melakukan  percobaan untuk melihat  kemungkinan kesalahan yang terjadi dari setiap proses.
Adapun pengujian  sistem yang  digunakan adalah Black Box. Pengujian Black  Box yaitu  menguji  perangkat  dari  segi  spesifikasi  fungsional  tanpa  menguji  desain  dan kode
LCD
program.  Pengujian  dimaksudkan untuk mengetahui  apakah fungsi-fungsi  dan  keluaran sudah berjalan sesuai dengan keinginan.
Dalam  melakukan  pengujian,  tahapan-tahapan  yang  dilakukan  pertama  kali  yaitu pengujian terhadap perangkat inputan yaitu pengujian terhadap sensor warna TCS3200, kemudian  pengujian  dilakukan  pada  perangkat  output  yaitu  berupa  LCD  dan  Speaker sebagai output suara, kemudian melakukan pengujian secara keseluruhan.
1. Pengujian Sensor TCS3200
Untuk pengujian sensor warna TCS3200 dilakukan di ruangan terbuka/outdoor.
Pengujian sensor pada ruang tertutup dengan intensitas cahaya yang tidak stabil dapat mempengaruhi output yang ditampilkan pada sistem ini. Pengujian dilakukan dengan jarak 2 cm antara sensor dan objek yang dideteksi, hal ini bertujuan agar nilai frekuensi yang dibaca oleh sensor bisa lebih akurat.
Gambar 3 Pengujian Sensor Warna TCS3200 Pada benda berwarna hijau dan merah
2. Pengujian LCD
Pengujian  LCD  dilakukan  untuk  mengetahui  ketersediaan  baris  dan  kolom sebagai output dari hasil frekuensi yang dideteksi oleh sensor. Berikut adalah gambar dari hasil pengujian LCD, pada gambar tersebut menunjukkan bahwa LCD  berfungsi dengan baik.
Pengujian bertujuan untuk melihat sejauh mana sistem yang telah dibangun apakah sudah sesuai  dengan  yang  diharapkan,  contoh  hasil  pengenalan  warna  untuk  alat  bantu  buta warna dapat dilihat sebagai berikut ini:
Tabel 1 Hasil Pengenalan warna No Kode Nama Benda Warna 1 A1 Bantal Merah 2 A2 Buah jeruk mentah Hijau 3 A3 Topi Biru 4 A4 Buah jeruk matang Kuning 5 A5 Kertas Merah 6 A6 Kipas angin Kuning 7 A7 Paper Bag Hijau 8 A8 Balon Biru 9 A9 Dompet Merah 10 A10 Kacamata Biru

## D. Penerapan
Penerapan/  penggunaan  sistem  ini  untuk  mengetahui  warna  benda.  Dengan menggunakan perancangan sistem dan menerapkan algortima k-means bermanfaat untuk membantu  penderita  buta  warna  untuk  mengenali  warna  dari  benda  yang  sehari  hari digunakan. Penerapan sistem ini dapat untuk mahasiswa dalam menganalisis algorima k- means dalam penerapan clustering warna. Yang mana juga sistem ini akan mempermudah penderita buta warna dalam melakukan pendeteksian warna terhadap benda sehari hari.

## SIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan  penulis  dalam  proses  perancangan  alat pendeteksian warna untuk penderita buta warna, dapat disimpulkan sebagai berikut.Dari hasil perancangan sistem, penelitian yang dilakukan penulis dalam menganalisis jenis warna berdasarkan nilai RGB.  Dalam proses  identifikasi benda, warna dominan yang terdeteksi
adalah  warna  biru,  hal  ini  terjadi  karena  pada  sensor  warna,  warna  biru  menjadi  warna kalibrasi untuk warna lain. Sistem yang dibuat dalam alat bantu deteksi buah warna ini dapat mengenali warna dengan skala yang baik, dari segi tingkat pengenalan warna hingga waktu pendeteksian.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdiawan  Tamar.  (2017).  SISTEM  PENGIDENTIFIKASI  WARNA  BAGI  PENDERITA  BUTA WARNA BERBASIS MIKROKONTROLER. Skripsi.
Faizia, S., & Handian, H. (2019). EVALUASI KARAKTERISTIK DETEKSI WARNA RGB SENSOR
TCS3200 BERDASARKAN JARAK DAN DIMENSI OBJEK. JETri, 16(2), 105 – 120.
Hamid, N. (2015). Penentuan Tingkat Buta Warna Dengan Metode Segmentasi Ruang Warna Fuzzy  Dan  Rule-Based  Forward  Chaining  Pada  Citra  Ishihara.  Youngster  Physics Journal, 4(2), 211 – 218.
Syam, S., & Mustika, N. (2018). PROTOTIPE ALAT BANTU DETEKSI POLA WARNA UNTUK
PENDERITA BUTA WARNA. JTRISTE, 5(2), 1 – 7.
Wahyunita, & Armajin, L. (2019). Profil Buta Warna Pada Mahasiswa Baru Tahun. Techno, 8(1), 253 – 258.
Widianto,  S.,  Adi,  K.,  &  Danusaputro,  H.  (2013).  PENDERITA  BUTA  WARNA  BERBASIS MIKROKONTROLER AVR. 1(4), 133 – 142.