## METODE FADHLI FAME LANER UNTUK ALAT

## 3D LASER SCANNER
Fadhli Umar Lubis
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Trisakti
E-mail: fadhli_umar@yahoo.com

## Abstract
The  3D  laser  scanner  that  will  be  used  in  this  study  is  a  design  tool  for  students  of  the  2007 Mechanical  Engineering  Department.  This  tool  has  been  validated  and  used  in  several  studies. Improvements to the 3D Laser Scanner tool are still being carried out, especially in the accuracy of the  geometry  of  the  3D  model  produced  and  the  time  required  in  the  processing  of  the  scanning data. The research was conducted with the aim to increase the results obtained from the scanning process  in  order  to  have  maximum  results  and  have  a  fast  processing  time.  In  the  research conducted, there are several differences with the previous method, namely the use of Visual Basic, supporting software, placing the camera and laser and camera settings. Based on the results of the study, the final results of the scan show the size of the test object has a smaller deviation of 8.12% for  height,  0.8%  for  width  and  19.3%  for  the  neck,  compared  to  previous  studies  of  61.09%  for height,  51.8%  for  width  and  40.75%  for  neck.  For  the  time  of  the  scanning  process,  there  is  a shortening  of  time  that  is  very  far  compared  to  previous  research,  namely  the  time  needed  for  1 minute 56 seconds, while in the previous study it took 1 hour 41 minutes 37 seconds.
Keywords: 3D, Laser, Reverse, Scanner, Triangulation.

## Abstrak
3D laser scanner yang akan di gunakan pada penelitian ini merupakan alat hasil rancang bangun mahasiswa  Jurusan  Teknik  Mesin  2007.  Alat  ini  sudah  divalidasi  dan  digunakan  pada  beberapa penelitian.  Penyempurnaan  pada  alat 3D  Laser Scanner tersebut masih  terus  dilakukan terutama dalam  ketelitian  geometri  model  3D  yang  dihasilkan  dan  waktu  yang  diperlukan  dalam  proses pengolahan  data  hasil  pemindaiannya.  Penelitian  dilakukan  dengan  tujuan  untuk  meningkatkan hasil  yang  di  peroleh  dari  proses  pemindaian  agar  memiliki  hasil  yang  maksimal  serta  memiliki waktu  pemrosesan  yang  cepat.  Pada  penelitian  yang  dilakukan,  terdapat  beberapa  perbedaan dengan  metode  terdahulu  yaitu  penggunaan Visual  Basic , software pendukung,  peletakkan kamera  dan  laser  serta  setting  kamera.  Berdasarkan  hasil  penelitian,  hasil  akhir  dari  pemindaian menunjukkan  ukuran  benda  uji  memiliki  penyimpangan  lebih  kecil  yaitu  sebesar  8.12%  untuk tinggi, 0.8% untuk lebar dan 19.3% untuk leher, dibandingkan penelitian terdahulu sebesar 61.09% untuk tinggi, 51.8% untuk lebar dan 40.75% untuk leher. Untuk waktu proses pemindaian, terdapat penyingkatan waktu yang sangat jauh di banding dengan penelitian sebelumnya, yaitu waktu yang di perlukan selama 1 menit 56 detik, sedangkan pada penelitian terdahulu membutuhkan waktu 1 jam 41 menit 37 detik.
Kata kunci : 3D, Laser, Reverse, Scanner, Triangulation.

## Pendahuluan

## Reverse Engineering
Reverse  Engineering adalah  sebuah  proses  yang  merupakan  kebalikan  dari Forward Engineering, untuk memahami kegiatan Reverse Engineering terlebih maka sebelumnya kita  harus  mengetahui  tentang Forward  Engineering ,  sebagai  contoh Forward Engineering dapat  kita  lihat  pada  pembuatan  mobil  atau  lain  nya,  dimana  pembuatan disusun  melalui  proses  analisa  persyaratan,  aerodinamis  desain,  sistem  desain  dan selanjutnya. Reverse Engineering pada  dasarnya  di  sebut  sebagai  proses  pemindaian
objek real menjadi objek 3 dimensi untuk kemudian dilakukan proses lanjut pada software desain dan kemudian di produksi kembali.

## Scanner 3D
Scanner 3D adalah sebuah perangkat yang mampu menganalisis sebuah objek 3D, dan mengumpulkan data tersebut untuk disusun menjadi sebuah model 3 dimensi. Perbedaan utamanya  dengan scanner biasa  ada  pada  kemampuannya  menghasilkan image  3D . image 3D ini memungkinkan menghasilkan suatu bentuk point cloud geometris. Scanner 3D dapat dibedakan dari proses kerjanya menjadi 2 jenis, yaitu Contact 3D Scanner dan Non-Contact Scanner 3D .

## 3D Laser Scanner
3D laser scanner merupakan alat 3D scanner yang termasuk kedalam jenis peminadian non kontak dengan cara memanfaatkan pantulan sinar laser yang dipancarkan terhadap benda  uji  untuk  tangkap  oleh  kamera  dan  diterjemahkan  menjadi  titik-titik  koordinat. Menurut Pratama, 3D Laser Scanner atau lebih dikenal dengan sebutan laser scanner merupakan  instrumen  analisis  objek real yang  dapat  mengumpulkan  data  permukaan dan bentuk objek kemudian ditampilkan dalam bentuk 3 dimensi. Tujuan dari suatu 3D laser scanner adalah  untuk  menciptakan Point  cloud dari  permukaan  objek  dalam bentuk geometrik.  Hasil  scanning  berupa Point  cloud ini  harus dibawa  ke  dalam  suatu system, yaiut  suatu  proses  yang  biasa  disebut registrasi ,  lalu  digabungkan  untuk menciptakan suatu model yang lengkap.

## Triangulasi 3D Laser Scanner
3D  laser  scanner  yang  ada  di  universitas  trisakti  adalah  alat  3D  Laser  Scanner  yang memiliki  konsep  kerja  scanner  yang  di  sebut  Triangulasi 3D  Laser  Scanner . 3D Laser Scaner triangulasi adalah salah satu jenis scanner yang menggunakan cahaya lasernya untuk  proses  pemindaiannya.  Berkenaan  dengan time-of-flight  3D  Laser  Scaner ,  pada metode  triangulasi,  laser  menerangi  suatu  subyek  dan  memanfaatkan  kamera  untuk mencari  lokasi  titik  laser. time-of-flight adalah  salah  satu  teknologi  dalam scanner , teknologi  yang  digunakan  dalam scanner ini  menggunakan  cahaya  laser  untuk memeriksa subyek.

## Kamera.
Kamera  adalah  alat  paling  populer  dalam  aktivitas  fotografi  atau  membuat video. Kamera merupakan seperangkat alat yang memiliki fungsi untuk mengabadikan suatu objek menjadi sebuah gambar atau video yang merupakan hasil proyeksi pada sistem lensa. Kamera pada dasarnya  memiliki  berbagai  macam  jenis.  Masing-masing  jenis  kamera  di  gunakan  untuk aplikasi  pemakaian  yang  berbeda,  karena  berbeda  kamera  maka  berbeda  juga  standar spesifikasi  dari  kamera  tersebut.  Salah  satu  jenis  kamera  yang  dipakai  pada  proses 3D laser scanner di universitas Trisakti adalah jenis kamera webcam.
Diafragma kamera webcam.
Webcam (singkatan dari web camera ) adalah sebutan bagi kamera real-time (bermakna keadaan pada saat ini juga) yang gambarnya bisa diakses atau dilihat melalui program video  call atau  lainnya.  Komponen-komponen  yang  terdapat  di  dalam webcam ,  sama dengan  komponen-kompone  yang  terdapat  pada  kamera  lainnya.  Masing-masing komponen  memiliki  fungsinya  masing-masing.  Salah  satunya  yang  berpengaruh terhadap  hasil  yang  di  hasilkan  pada  kamera  terutama  kamera webcam adalah pembukaan dari diafragma kamera tersebut. Diafragma adalah komponen dari kamera yang  mengatur  banyak  sedikitnya  cahaya  yang  masuk  atau  yang  ditangkap  oleh kamera.
Focal Length pada kamera
Focal  Length didefinisikan  sebagai  jarak  dari  pusat  optik  lensa  ke  titik  fokus  yang terletak pada  sensor  dalam  satuan  mm.  Atau  secara  gampang Focal  Length adalah kemampuan  sebuah  lensa  untuk  menangkap  suatu  obyek.  Baik  objek  lebar  maupun objek  sempit  (mendetail)  untuk  ditangkap  ke  sensor  &  diolah  oleh  kamera. Focal
Length pada  lensa  kamera  menentukan  jenis  dari  lensa  kamera  tersebut.  Berikut  ini adalah pembagian jenis lensa kamera berdasarkan panjang dari Focal Length nya.
Kurang dari 50mm Lensa Wide 50mm Lensa Normal Lebih dari 50mm Lensa Tele Metodologi Penelitian
Proses 3D Laser Scanner dengan metode Fadhli Fame Laner.
Proses 3D laser scanner dengan metode Fadhli Fame Laner meliputi diagram alir seperti berikut :
Mulai
A Pengaturan / setting pembukaan diafragma pada kamera logitech Peletakkan kamera Logitech, laser dan motor stepper Input perputaran motor stepper dengan berputar 120 0 dan jeda 1 detik untuk setiap 120 0 . Peletakkan benda uji di atas meja motor stepper Pengaturan sanitration pada kamera Logitech dengan komputer Pengambilan sampel foto benda uji Pengecekan sampel foto dengan software vector magic Yes / No Jalankan motor stepper diikuti dengan merekan perputaran benda uji sampai 360 0 , input pada motor stepper berputar 120 0 A Konversi  video  hasil  dari  rekaman menjadi  bentuk  jpg  (foto) dengan software  ACDSee  pro Konversi  file  jpg  menjadi  TXT file  dangan  software  raster  to vector Mengabungkan  seluruh  file  TXT menjadi  satu  file  TXT  dengan software  TXTcollector Penghapusan  kata  polyline,  end dan  baris  kosong  dengan menggunakan  software  notepad++ Memunculkan  kolom  berisi  nilai  z dan  menghapus  baris  berisi simbil bintang  dengan  menggunakan software  MS.  Excel  dan  VB. Excel Input  nilai  x,  y,  dan  z  kedalam rumus  yang  telah  di  sediakan di Ms.  Excel  untuk  mendapatkan nilai   x’,  y’  dan  z’ save  nilai x’,  y’  dan  z’  tersebut kedalam  jenis  TXT  file Import  file  TXT  tersebut  kedalam Catia  dan  lihat  bentuk  point cloud yang  terbentuk Bentuk  benda  uji  dengan  mesh yang  terbentuk  di  software  catia Selesai

## © 2018 Pres Univ Press Publication, Indonesia

## Hasil dan Pembahasan
Proses  pemindaian 3D  laser  scanner dengan  Fadhli  Fame  Laner  memiliki  tahapan  - tahapan  yang  berbeda dengan  konsep  dasar  yang  ada.  Dalam  Fadhli  Fame Laner, ada beberapa software tambahan  yang  di  gunakan  dengan  tujuan  untuk  mempercepat  atau mempersingkat waktu dalam proses pemindaian 3D laser scanner serta memaksimalkan hasil Point Cloud yang akan di bentuk.
Tahapan-tahapan keseluruhan  pada  proses pemindaian 3D Laser Scanner dengan Fadhli Fame Laner adalah sebagai berikut :
1.  Atur terlebih dahulu pembukaan diafragma pada Kamera Logitech yang akan digunakan.
2.  Atur peletakkan Kamera, Laser dan Motor Stepper.
3.  Letakkan benda uji di atas meja putar Motor Stepper, dan di tengah meja putar Motor Stepper.
4.  Atur sanitration pada kamera agar menghasilkan video dengan warna hitam putih.
5.  Ambil  sampel  foto  dengan  Kamera Logitech. Ini  di  gunakan  untuk  mengetahui apakah hasil yang akan dihasilkan dari pantulan Laser sudah membentuk seluruh kontur benda uji dengan sempurna atau tidak. Pengecekan sampel foto dilakukan dengan menggunakan software Vector Magic.
6.  Jika  hasil  dari  sample foto  sudah  membentuk  kontur benda  uji  dengan  sempurna, maka  selanjutnya  jalankan  Motor Stepper diikuti  dengan  kamera  merekam pergerakan benda uji di atas rotor sampai rotor bergerak 360 0 . input Motor Stepper berputar dengan 120 0 dan berhenti dengan jeda 1 detik.
7.  hasil output dari kamera akan berupa video berjenis avi dengan durasi 13 detik.
8.  konversi video avi tersebut kedalam file berjenis jpeg (foto) dengan software ACDsee Pro . File jpg yang dihasilkan akan berjumlah sebanyak 207 file .
9.  Semua file jpeg hasil dan konversi kemudian di konversi kembali di konversi kedalam bentuk vektor dengan software Raster To Vector . File ouput akan berupa file berjenis TXT file.
10.  Gabungkan  seluruh file  TXT file dari hasil  konversi  sebelumnya dengan software TXT collector . Pilih folder tempat menyimpan semua file TXT yang telah di peroleh dari  hasil  konversi  sebelumnya  dengan  mengklik icon  browse  folder lalu,  ceklis pilihan no filename serta isi * pada kotak select a separator or enter one . Dengan software ini seluruh TXT file akan menjadi satu dalam satu file TXT.
11.  Buka file  TXT yang  telah  di  gabungkan  dengan software  Notepad++, dengan software ini hapus kata ” polyline” dan ” end” serta hapus ”baris kosong” yang ada di dalam file tersebut.
12.  Selanjutnya  buka file tersebut  dengan Ms.  Excel. Masukkan  rumus  atau formula untuk memunculkan deret angka yang berurutan berdasarkan tanda bintang sebagai simbol tandanya.
13.  Lalu hapus baris yang berisi simbol bintang pada cell A dengan VBA Ms. Excel yang telah di siapkan.
14.  Cari modus untuk nilai x dan z dengan menggunakan formula mode yang terdapat di Ms. Excel.
15.  Masukkan  ketiga  kolom  yaitu  kolom  nilai  sumbu  x,  y,  dan  z  yang  telah  di  olah,  ke dalam fungsi Ms. Excel yang telah di siapkan untuk memunculkan nilai sumbu x’, y’ dan z’.
Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics ISSN: 2527-6212, Vol. 3 No. 1 © 2018 Pres Univ Press Publication, Indonesia
Untuk  metode  Fadhli  Fame  Laner,  jarak  antara  Tripod  dengan  titik  tengah  Motor Stepper adalah  28  cm.  Jarak  28  cm  ini,  di  pilih  setelah  dilakukan  5  kali  percobaan dengan  merubah  jarak  antara  tripod engan  titik  tengah  Motor Stepper . 5  macam  jarak percobaan  terhadap  Tripod  dengan  titik  tengah  Motor Stepper dalam  metode  Fadhli Fame  Laner  ini  akan  di  bahas  di  bab  berikutnya.  Jarak  akan  mempengaruhi  dimensi benda  yang  akan  terbentuk  di software  Catia nanti.  berikut  ini  adalah  hasil  dari  5  kali percobaan jarak tersebut.
kecepatan  proses  pemindaian  dengan  metode  Fadhli  Fame  Laner  ini  dilakukan  dengan menggunakan stopwatch.  Stopwatch yang  di  pakai  adalah Stopwatch yang  tersedia  di aplikasi Handphone  Android. Pengambilan start dalam Stopwatch di  ambil  pada  saat akan memulai tahap demi tahap. Berikut adalah perbandingan waktu yang di peroleh dari hasil penelitian :
Peletakk  Waktu Waktu  Waktu Waktu Waktu Waktu Total an pengola  konve konve pengola pengola pengola waktu la n er posisi ha rsi
rsi han
han di han di
yang di kamera, sampel video dari Di txt notepad ms. butuhk fa m e laser foto menja jpg collector  ++ Excel an m ot or di jpg di
dan menja F a d h li stepper vector 30 detik 20 detik  15 15 3 detik 18 detik 2 detik 23 detik detik detik Total waktu yang di butuhkan 1 menit 56 detik
Kemudian, berikut ini adalah gambar hasil dari pemindaian dengan kelima jarak percobaan di atas. Gambar ini adalah gambar pada percobaan pertama untuk setiap jaraknya. Pada gambar di bawah ini, Point Cloud sudah di gabungkan menjadi mesh dengan software Catia V5.
Gambar mesh pada jarak 21 cm (kiri), dan gambar mesh pada jarak 22 cm (kanan).
Gambar mesh pada jarak 24 cm (kiri), dan gambar mesh pada jarak 26 cm (kanan).
Gambar mesh pada jarak 28 cm.
Pada  ke  lima  gambar mesh di  atas,  dengan  jelas  dapat  terlihat  secara  langsung terdapat  perubahan  dimensi  benda  yang  terjadi  secara  beraturan  untuk  setiap penambahan jaraknya. Perubahan tinggi benda terjadi apa bila jarak di tambah, tetapi sebaliknya lebar benda akan semakin berkurang jika jarak di tambahkan.

## Kesimpulan
1.  Untuk waktu proses pemindaian, dengan metode Fadhli Fame Laner kecepatan waktu dari mulai peletakkan alat sampai ke proses akhir yaitu import file TXT ke software Catia memilki waktu yang cepat.
2.  Untuk jarak yang tepat dalam pemindaian botol sun kline ini, dalam arti lain jarak yang  menghasilkan  tingkat  kesalahan  yang  kecil  pada  metode  Fadhli  Fame Laner dipilih jarak 28 cm.
3.  Hasil  yang  di  hasilkan  dengan  metode  Fadhli  Fame  Laner  memiliki  kontur  yang smooth hal ini dapat dilihat atau di cek dengan software Catia dimana pada metode Fadhli Fame Laner tidak terdapat kecacatan pada kontur benda yang di hasilkan.
4.  Hasil  yang  di  hasilkan  dengan  metode  Fadhli  Fame  Laner  memiliki  tingkat penyimpangan  dimensi  yang  lebih  kecil.  Untuk  metode  Fadhli  Fame  Laner memiliki  tingkat  penyimpangan  sebesar,  8.12  %  untuk  tinggi,  0.8  %  untuk  lebar, dan 19.3 % untuk leher.
Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics ISSN: 2527-6212, Vol. 3 No. 1 © 2018 Pres Univ Press Publication, Indonesia
5.  Pembukaan diafragma sangat berpengaruh terhadap Point Cloud yang di hasilkan, yang  nantinya  akan  di  gabungkan  menjadi mesh. Jadi,  pengaturan  pembukaan diafragma sangat di perlukan di karenakan Kamera Logitech yang di gunakan masih menggunakan pengaturan yang manual.

## Daftar Pustaka
Axelsson,  Peter,  ”Processing  of  laser  scanner  data—algorithms  and  applications”, pp.138-139, Oktober 1998.
Agusthamb, Deny , “Distorsi”,
10 Januari 2013, [Online].
Tersedia: http://askthephotographer. com/2013/10/distorsi.html. [Diakses : 10 Januari 2015]
Boy  DB,  “Analisis  Faktor  Koreksi 3D  Laser  Scanner Untuk  Memindai  Botol  Persegi”, 2010
Cahyati  S,  “Analisis  Geometrik  Ketelitian  Sumbu  Putar  dan  Kerataan  Meja  Putar 3D Laser Scanner” , 2009
Cahyati  S,  “Analisis  Ketelitian  Posisi  Henti  Sesaat  Pada  Gerak  Putar  Meja  Putar 3D Laser Scanner dengan Penggerak Motor Stepper ”, 2009.
Cahyati  S,  “ The  Geometrical  Analysis  of  a  Bottle  CAD  Modeling  From  3D  Laser Scanning Data Input”, 2009
Cahyati  S,  “Analisis  Pembandingan  Geometrik  Model  Non Silindris  CATIA Hasil Scanning Mesin 3D Laser Scanner”, 2011
Cahyati S, Lubis FU, dan Budiman M, “ Rekayasa Program Bantu Untuk Mempersingkat Waktu Pengolahan Data Scan Model 3D Pada Teknologi Reverse Engineering” , 2014
Saputra,  Jimmy,  “memahami focal  length  jarak focus  lensa”,  30  Januari 2013,  [Online]. Tersedia  :  http://otodidakfotografi.blogspot.com/2013  /01/memahami-focal-length-jarak- fokus-lensa.html.[Diakses: 10 Januari 2015].
Muhardin,  Rana  Endy,  “Memahami  Lensa”,  19  November  2013,  [Online].  Tersedia  : http://rana.endy.muhardin.com/gears/memahami-lensa. [Diakses: 10 Januari 2015].