## Sistem Otomasi Penggerak Kamera Dengan Motor Step Sebagai Alat Bantu Kalibrasi Alat Ukur Panjang
Adam Wicaksono dan Iwan D. W. Susanto Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung
afaqih15@gmail.com

## Abstrak
Alat  ukur  panjang  merupakan  alat  yang  digunakan  untuk  mengukur  jarak  antara  dua  titik  dan mengukur pada kegiatan teknik maupun penelitian yang paling banyak dipakai dalam dunia industri maupun  perdagangan.  Sehingga,  pengujian  alat  ukur  panjang  mutlak  dibutuhkan  untuk  menjamin kebenaran  alat  ukur.  Saat  ini  pengujian  tera  dan  tera  ulang  alat  ukur  panjang  yang  ada  di  Pusat Pengembangan  Sumber  Daya  Manusia  Kemetrologian  (PPSDMK)  Bandung  dilakukan  dengan membandingkan alat ukur terhadap komparator standar. Pengamatan dilakukan menggunakan web- camera yang  ditampilkan  pada  layar  monitor.  Kondisi  kamera  terpasang  diam  sehingga  area pengamatan  titik  uji  sempit,  pemosisian  kamera,  dan  pembacaan  hasil  uji  harus  dilakukan  secara manual.  Untuk  meningkatkan  mobilitas  kamera,  dalam  penelitian  ini  dibuat  sistem  otomasi penggerak  kamera  menggunakan  motor  step.  Motor  dikontrol  menggunakan  mikrokontroler, sehingga    kecepatan  motor  dapat  diatur  untuk  menempatkan  kamera  pada  posisi  yang  diinginkan menggunakan antar muka yang  yang dilengkapi dengan pengolahan citra sederhana sehingga dapat mendeteksi  posisi  skala  dan  menentukan  posisi  kamera.  Berdasarkan  hasil  pengujian  yang  telah dilakukan,  posisi  kamera  telah  dapat  dikontrol  sehingga  motor  akan  berhenti  ketika  kamera mendeteksi  posisi  skala  standar,  serta  menampilkan  citra  Gambar  secara  langsung.  Karakteristik pengukuran selisih skala meliputi sensitivitas 0,095 mm/pixel, akurasi 96% dan presisi 98%.

## Kata kunci: Alat ukur; kontrol; web-camera; motor stepper; citra; pengukuran

## Abstract
Length measurement device is an instrument to measure the distance of two points in technical or research field that usually used for industrial or custody requirement. Due to those reasons, reliability of  the  instrument  is  very  important.  Nowadays,  calibration  and  examination  of  the  length measurement  instrument  are  performed  by  PMDK  Bandung  by  comparing  the  instrument  with standard  meter.  The  examination  was  observed  using  a  web camera  and  displayed  on  the  screen. The  camera  was  statically  placed  so  that  testing  point  area  becomes  limited.  Observation  was manually performed. In this study, automation for camera movement was developed using a motor stepper. Motor stepper was controlled by microcontroller in order to set its velocity in placing camera into  the  right  position.  Those  processes  were  performed  using  an  interface  module  that  equipped with  simple  image  processing  to  detect  position,  scale  and  set  the  position  of  the  camera.  This system  has  been  tested.  As  a  result,  the  camera  was  stopped  and  the  image  was  captured  while standard  position  has  been  detected.  Sensitivity,  accuracy  and  precision  were  obtained  at  0.0095 mm/pixel, 96% and 98%, respectively.
Keywords: measurement device, control, web camera, motor stepper, image, measurement.

## 1 Pendahuluan
Alat  ukur  panjang  merupakan  salah  satu  alat  yang  banyak  digunakan  dalam  bidang perdagangan  sehingga  perlu  dilakukan  peneraan  untuk  memastikan  kebenarannya. Peneraan  dilakukan  sesuai  dengan  SK  Dirjen  PDN  No.  32  tahun  2010  tentang  Syarat Teknis Alat Ukur Panjang [1]. Pada saat pelaksanaan pengujian alat ukur panjang terutama
ban  ukur  di  Pusat  Pengembangan  Sumber  Daya  Manusia  Kemetrologian  (PPSDMK) Bandung  dilakukan  dengan  metode  komparasi  antara  alat  ukur  yang  diuji  dengan  meter standar.  Pengamatan  dilakukan  melalui  kamera  yang  ditampilkan  pada  layar  monitor. Penempatan  serta  pembacaan  skala  hasil  pengukuran  dilakukan  secara  manual.  Hal  ini berpotensi  memungkinkan  terjadinya  kesalahan paralaks, sehingga  bisa  mengakibatkan kesalahan  penghitungan,  sudut  pengamatan  kamera  atau  penempatan  posisi  kamera. Posisi  kamera  yang  diam  mengakibatkan  titik  ujinya  sempit  sehingga  metode  yang digunakan saat ini menyita waktu dan tenaga yang cukup besar.
Pembuatan sistem penggerak kamera dengan menggunakan motor step dengan program pengolah citra  untuk menentukan  posisi perhentian  kamera  serta  mengukur jarak antara dua titik uji dan menghasilkan laporan kalibrasi alat ukur panjang terhadap standar. Hal ini untuk  meningkatkan  kemampuan  sistem  sehingga  membantu  penguji  dalam  mengatur posisi  kamera.  Integrasi  pergerakan  kamera  dengan  sistem  pengolahan  citra  yang ditangkap  kamera  dapat  mempermudah  penguji  menentukan  posisi  skala  yang  paling tepat serta mempermudah penghitungan nilai jarak antara dua titik uji. Langkah ini dapat memperluas  titik  uji,  meminimalisasi  terjadinya  kesalahan paralaks , serta  menghemat waktu dan tenaga penguji.

## 2 Kalibrasi
Kalibrasi  adalah  serangkaian  kegiatan  yang  membentuk  hubungan  antara  nilai  yang ditunjukkan  oleh  instrumen  ukur  atau  sistem  pengukuran  atau  nilai  yang  diwakili  oleh bahan  ukur  dengan  nilai-nilai  yang  sudah  diketahui  yang  berkaitan  dari  besaran  yang diukur dalam kondisi tertentu [2]. Tujuan kalibrasi adalah untuk mengetahui ketertelusuran suatu  alat  ukur,  simpangan  alat  ukur,  serta  menjamin  alat  ukur  telah  tertelusur  dengan standar  nasional  maupun  internasional.  Hal  ini  akan  bermanfaat  untuk  menjaga  kondisi alat  ukur  agar  tetap  sesuai  dengan  spesifikasi  dan  mendukung  sistem  mutu  di  industri atau bidang lain yang berkaitan dengan alat tersebut.
Kalibrasi panjang merupakan suatu pengujian ketertelusuran terhadap alat ukur panjang. Kalibrasi  panjang  ini  dilakukan  dengan  membandingkan  alat  ukur  yang  diuji  dengan standar  uji  yang  juga  disebut  komparator.  Teknis  pengujian  panjang  yang  dilakukan mengacu pada OIML R35 [3] yang telah disesuaikan metodenya pada SK Dirjen  PDN No. 32 tahun 2010 tentang Syarat Teknis Alat Ukur Panjang [1].

## 3 Prinsip Dasar

## 3.1 Sistem Pengukuran
Sistem pengukuran dilakukan dengan antarmuka antara mikrokontroler dengan komputer. Pengguna  akan  mengomunikasikan  mikrokontroler  dengan  komputer  melalui serial  port . Mikrokontroler akan memberikan pulsa kepada motor step melalui driver untuk mengontrol arah pergerakan motor step. Selama motor step bergerak, kamera akan menangkap citra yang kemudian diolah komputer. Ketika komputer mendeteksi adanya citra skala standar kemudian  pulsa  diberikan  ke  mikrokontroler  untuk  memberhentikan  pergerakan  motor step.  Setelah  motor  step  berhenti  komputer  akan  menangkap  citra  skala  uji  kemudian akan memberitahukan selisih jarak antara citra skala standar dengan skala uji. Gambar 1 merupakan Gambar blok diagram sistem pengukuran.

## Gambar 1 Diagram sistem pengukuran

## 3.2 Motor Step
Motor  step  adalah  perangkat  mekanik  elektri  yang  mengkonversi  pulsa  listrik  menjadi gerak putaran diskrit (gerak patah-patah). Motor step dapat berputar dengan langkah tetap dengan  besar  sudut  tertentu.  Besarnya  sudut  untuk  tiap  langkah  bervariasi  antara  0,  9º hingga 90º. Motor step digunakan pada aplikasi yang memerlukan perputaran pada sudut tertentu  namun  tidak  memerlukan  umpan  balik  dari  sensor  posisi.  Sudut  perpindahan dapat  diketahui  dengan  menghitung  jumlah  langkah  yang  dilakukan  dalam  satu  putaran [4]. Berdasarkan konstruksinya motor step dapat dibedakan menjadi dua yaitu motor step magnet  permanen dan  motor step reluktansi variable.  Konstruksi dasar dari suatu motor step dalam hal ini jenis magnet permanen, yang terdiri dari rotor berupa magnet permanen dan stator berupa elektromagnet ditunjukkan pada Gambar 2.

## Gambar 2 Komponen Motor Step

## 3.3 Antar muka (Graphical User Interface, GUI)
Antar muka merupakan perangkat yang mempermudah interaksi antara komputer dengan pengguna  untuk  meningkatkan  kinerja  dan  produktivitas  penggunanya.  Pembuatan  antar muka menggunakan perangkat lunak Visual Basic. Visual Basic (VB) adalah salah satu  alat untuk  membangun  aplikasi  di  platform  Windows.  Dalam  pengembangan  aplikasi,  VB menggunakan  pendekatan  visual  untuk  merancang user  interface dalam  bentuk  form, sedangkan untuk pemrogramannya menggunakan bahasa Basic .

## 3.4 Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan keseluruhan sistem komputer yang dibuat dalam satu chip atau disebut  juga  mikrokomputer  yang  terdiri  dari  komponen  utama  komputer  (CPU, RAM (Random Acces Memory) , ROM (Read Only Memory) , Port I/O) yang dikemas berupa IC digunakan untuk tujuan tertentu [5].
Mikrokontroler  yang  digunakan  pada  proyek  ini  adalah  Arduino  UNO.  Mikrokontroler Arduino  adalah  mikrokontroller single-board yang  bersifat open  source [6].  Selain  itu mikrokontroler  Arduino  dipilih  karena  bahasa  dalam  Arduino  yang  relatif  mudah  dan tersedia bootloader untuk  mengupload  program  dari  komputer.  Dalam  proyek  ini mikrokontroler  Arduino  akan  menggerakkan  motor  step  dengan  memberikan  kombinasi input sinyal digital yaitu High (1) atau Low (0) pada driver untuk mengaktifkan kumparan pada  motor  step  yang  akan  membuat  pergerakan  motor  step  secara clockwise atau counterclockwise.

## Gambar 3 Mikrokontroler arduino

## 3.5 Motor Driver IC L 293D
Motor driver yang digunakan sebagai pengontrol motor step pada proyek akhir ini adalah IC L  293  D.  IC  L  293D  terdiri  16  pin  berupa input , output ,  vcc, ground ,  dan enable .  Motor driver ini menggunakan rangkaian H-Bridge dua pasang yang masing-masing dikendalikan oleh  dua enable .  Pin enable berfungsi  untuk  mengaktifkan  motor  yang  menerima  sinyal dari  keluaran  PWM  pada  mikrokontroler.  Pin input digunakan  untuk input logika  yang mengatur putaran motor. Vcc pin 8 merupakan sumber tegangan untuk  motor sedangkan Vcc pada pin 16 untuk sumber tegangan IC.

## 3.6 Pengolahan Citra Digital
Citra  digital  merupakan  suatu array yang  memiliki  nilai  real  atau  kompleks  yang direpresentasikan  dalam  nilai  bit  tertentu.  Suatu  citra  digital  dapat  didefinisikan  sebagai suatu fungsi f(x,y) dengan ukuran baris A dan kolom B dan x,y merupakan koordinat spasial dan  f  merupakan  derajat  keabuan  dari  citra  tersebut [7].  Citra  digital  dimodelkan  dalam bentuk matrik piksel seperti pada Persamaan
     
             ) 1 , 1 ( ) 1 , 1 ( ) 0 , 1 ( ) 1 , 1 ( ) 2 , 1 ( ) 1 , 1 ( ) 0 , 1 ( ) 1 , 0 ( ) 2 , 0 ( ) 1 , 0 ( ) 0 , 0 ( ) , ( B A f A f A f B f f f f B f f f f y x f         
(1)
Piksel  merupakan  irisan  baris  dan  kolom.  Posisi  x,y  piksel  disebut  juga  dengan picture element , atau pels

## 3.7 Analisis Citra Digital
Pada  projek  ini  dilakukan  objek tracking yang  merupakan  teknik  untuk  melacak  atau mendeteksi suatu  objek yang  diinginkan. Metode  yang  digunakan  dalam pelaksanaannya adalah operasi deteksi tepi dan garis dan segmentasi warna.
Gambar 4 a. Gambar asli kamera sebelum di lakukan segmentasi warna b. Gambar biner hasil segmentasi warna
Metode segmentasi warna mengandalkan color filtering untuk mendeteksi warna tertentu pada  suatu  objek  Gambar.  Setelah  menemukan  warna  yang  diinginkan  barulah menentukan  langkah  pengolahan  selanjutnya.  Definisi  warna  yang  difilter  ditentukan  dari kombinasi warna red, green, blue. Keluaran dari metode ini langsung akan menghasilkan sebuah Gambar biner. Gambar biner sendiri adalah sebuah Gambar yang hanya memiliki 2 derajat keabuan yaitu hitam dan putih seperti pada Gambar 4. Warna putih pada Gambar adalah merupakan representasi dari sebuah piksel yang warnanya diloloskan. Sedangkan warna  hitam  pada  Gambar  merupakan  representasi  dari  piksel  yang  warnanya  tidak diloloskan.

## 4 Rancangan Alat dan Implementasi

## 4.1 Perancangan Sistem Purwarupa Dudukan Kamera
Secara garis besar alat terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras berkaitan dengan kerja mekanik alat dan  perangkat lunak berkaitan dengan  pemrosesan Gambar  yang ditangkap.  Alat bekerja  dengan  cara  dikontrol melalui  antarmuka  komputer yang  mengakses  mikrokontroler  Arduino  untuk  memposisikan  kamera  pada  titik  uji. Kamera  selanjutnya  menangkap  Gambar  titik  uji  yang  kemudian  diproses.  Pada  sistem otomasi  ini  digunakan  motor  step.  Motor  step  digunakan  untuk  menggerakan  kamera  ke posisi yang diinginkan. Posisi tersebut ditentukan oleh hasil pembacaan citra Gambar dari webcam yang terpasang pada dudukan kamera. Kamera bergerak pada lintasan yang telah dirancang sehingga memungkinkan untuk melakukan gerak empat arah. Berikut  tahapan prinsip kerja alat :
1. Pergerakan kamera dipicu oleh pengguna yang mengkoneksikan antara komputer dan mikrokontroller  secara  manual  dengan  memberikan input pulsa  melalui button pada program Visual Basic. Hal ini dilakukan dengan menekan button arah.
2. Sinyal dari button yang masuk ke mikrokontroler kemudian dieksekusi. Mikrokontroler memasok tegangan untuk penggerak motor step berupa tegangan DC 5 volt.
3. Motor bergerak pada lintasan.
4. Kamera akan menangkap Gambar dan mengirim citra Gambar ke processor komputer.
Kemudian  dari  citra  kamera  yang  dikirim  ke  komputer  Gambarnya  diolah  sehingga diperoleh  Gambar  yang  diinginkan.  Dari  Gambar  tersebut  diperoleh  koordinat  piksel (x,y)  sudut  Gambar.  Hasil  pengolahan  tersebut  akan  menghasilkan set  point untuk menghentikan  pergerakan  pada  posisi  yang  diinginkan.  Dari  ujung  ke  ujung  diukur koordinat pikselnya kemudian dikonversi menjadi jarak.

## 4.2 Pembuatan Perangkat Keras Penggerak Kamera
Perangkat keras sistem penggerak kamera ini terdiri dari dua bagian besar yaitu perangkat mekanik  dan  rangkaian  elektronik.  Perangkat  keras  sistem  penggerak  kamera  ini  terdiri dari dua bagian besar yaitu perangkat mekanik dan rangkaian elektronik.
Rancangan  alat  dibuat  dengan  memperhatikan  kemudahan  gerak  dan  arah  gerak  agar kamera  bisa  mendapatkan  sampel  yang  lebih  banyak.  Rancangan  mekanik  tentunya sangat  berpengaruh  terhadap  hasil  pengambilan  Gambar  pada  kamera,  sehingga diperlukan rancangan mekanik yang sesuai.
Gambar 5 Rancangan awal alat Keterangan bagian alat :
1. Kerangka penyangga
2. Shaft lintasan 3. Mur dan baut 4. Dudukan kamera
Konstruksi di atas memungkinkan untuk membuat gerakan empat arah dengan pengontrol semi otomatis. Penggunaan motor step juga memungkinkan untuk mengatur laju putaran serta  jumlah  step  yang  diberikan,  dan  ketika  motor  berhenti  otomatis  dudukan  akan berhenti seketika.
Rangkaian elektronik pada penelitian ini terdiri dari mikrokontroler, driver dan motor. Motor yang  digunakan  membutuhkan  daya  5  V  sehingga input langsung  diberikan  melalui mikrokontroler.  Untuk  menggerakkan  motor  juga  dibutuhkan  IC  L293d  sebagai  Motor Driver . Pada rangkaian ini mikrokontroler terhubung ke IC sebagai input kemudian dari IC langsung terhubung ke motor.

## 4.3 Pemrograman Mikrokontroler
Antarmuka  pengontrol sendiri dari “form1” dan  “form2”. “Form1” berisi beberapa  button, combo box dan statusStrip seperti berikut :
1. Button refresh yang berguna untuk mendeteksi port yang terbaca pada komputer dan menambahkannya  pada combo  box  port yang  berguna  untuk  memilih  port mikrokontroler yang akan dikoneksikan dengan komputer.
2. Combo box baudrate yang berguna untuk memilih baudrate untuk melakukan koneksi serial dengan mikrokontroler.
3. Button  connect dan disconnect yang  berguna  untuk  mengkoneksikan  dan  memutus koneksi antara mikrokontroler dan komputer.
4. Status Strip yang  berguna  untuk  menampilkan  kondisi  antar  muka  antara  komputer dan mikrokontroller.
Gambar 6 Tampilan form1
Langah  interkoneksi  antarmuka  sebagai  mana  ditunjukkan  pada  Gambar  6  antara  lain sebagai berikut :
1. Mengaktifkan  koneksi  komputer  dengan  mikrokontroler  melalui  pemilihan port COM dan baudrate yang tersedia pada “form1”.
2. Ketika  pemilihan port COM  dan baudrate sesuai  pada  mikrokontroler  maka muncul “form2” yang berisi toolbox yang berguna untuk mengatur arah pergerakan motor  maupun  untuk  mengetahui  posisi  dan  mengetahui  jarak  antara  skala standar dan uji sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7.
3. Selanjutnya  dilakukan  pergerakan  motor  step  dengan  menekan button “start motor” dan memilih  arah  pergerakan  kamera. Kecepatan  pergerakan  motor step dapat diatur dengan menggeser scrollbar “speed”.
4. Untuk mengaktifkan kamera dilakukan dengan mengklik button “webcam”

## Gambar 7 Tampilan form2
5. sehingga pada “form2” akan menampilkan Gambar yang terekam kamera secara langsung  dan  Gambar  yang  hanya  terdeteksi  sesuai  segmen  warna  yang diterapkan berupa citra grayscale .
6. Button kiri  dan  kanan  digunakan  untuk  memposisikan  garis  bantu  vertikal  pada tampilan kamera secara live.
7. Motor  step  akan  bergerak  dan  mendeteksi  adanya  objek  penanda  standar  yang berupa rectangle dan  menampilkan  keempat  koordinat  titik  ujung rectangle tersebut pada textboxt “x,y”.
8. Posisi garis bantu berperan terhadap posisi pandangan kamera dalam mendeteksi objek. Ketika posisi garis bantu berhimpit dengan titik ujung rectangle (X3), maka komputer akan memberikan input pulsa ke mikrokontroler untuk memberhentikan motor  step.  Ketika  motor  step  berhenti  akan  menunjukkan  deteksi  yang  lebih stabil dibandingkan dengan ketika bergerak.
9. Komputer  selanjutnya  mendeteksi  objek  penanda  skala  uji  yang  juga  berupa rectangle dan menampilan keempat koordinat titik ujungnya pada textbox “x,y”.
10. Selanjutnya  koordinat  salah  satu  titik  ujung rectangle yang  diletakkan  berhimpit dengan  skala  uji (X0)  ditampilkan  pada  sebuah textbox “Posisi2”  dan menyimpannya ke dalam suatu variabel “Posisi2”.
11. Setelah  variabel  tersebut  tersimpan  selanjutnya  menekan button “1”  untuk mendeteksi  koordinat  titik  ujung  skala  yang  standar  yang  dihimpitkan  dengan skala  pada  mistar  dalam  hal  ini  diperoleh  koordinat  (X3)  dan  disimpan  dalam variabel “Posisi1”. Selisih koordinat variabel “Posisi1” dan “Posisi2” menunjukkan jarak antara skala standar dan uji yang dinyatakan dalam satuan piksel.

## 4.4 Pemrosesan Gambar dan Proses Pengukuran
Pada  perancangan  program  citra  digital  RGB  diubah  menjadi  HSV  karena  rentang  RGB sangat  luas,  sedangkan  dalam  HSV  nilai  warna  berdasarkan Hue dibatasi  dari  0-180. Dalam  menentukan  penanda  yang  akan  dikenali,  diberikan  rentang  minimum  dan maksimum  nilai  HSV  agar  dapat  memfilter  citra  objek  yang  spesifik  yang  sesuai  dengan penanda yang diinginkan.
Kemudian  hasil  citra  HSV  tersebut  ditampilkan  dengan  format gray  scale untuk memastikan bentuk ( contour) objek yang akan dideteksi. Dalam tampilan gray scale sesuai
nilai  rentang  HSV,  akan  diperoleh  tampilan  yang  sesuai  dengan contour objek.  Pada tampilan gray  scale ,  objek  yang  sesuai  dengan  rentang  nilai  HSV  yang  ditentukan  akan berwarna putih dan background ataupun objek lain yang tidak spesifik dengan rentang HSV yang ditentukan akan berwarna gelap (hitam).
Setelah diperoleh contour yang sesuai dengan objek, maka luas area objek yang terdeteksi dibatasi  untuk  mencegah  terdeteksinya  objek  yang  berwarna  serupa  dengan  objek  yang ingin  dideteksi.  Luas  area  objek  sebanding  dengan  jumlah  piksel  dalam  objek  yang terdeteksi. Selanjutnya dicari titik sudut kontur tersebut.
Contour yang  terdeteksi  hanya  yang  berbentuk rectangle sehingga  titik  pada rectangle harus ada empat. Setelah menemukan titik ujung pada objek tersebut untuk memastikan bahwa contour tersebut adalah benar-benar berupa rectangle , maka diberikan batas nilai sudut  antar  tepi-tepi  objek.  Jika  sudut  antar  tepi-tepi  objek  kurang  dari  80  derajat  atau lebih dari 100 derajat, maka objek dianggap bukan rectangle . Setelah didapat suatu objek rectangle berdasarkan  kondisi-kondisi  diatas,  selanjutnya  adalah  mendeteksi  penanda skala  standar  yang  akan  disimpan  keempat  koordinat  point-nya  dalam  objek rectangle yang telah terdeteksi.
Untuk mendeteksi penanda skala uji digunakan penanda dengan warna yang berbeda jauh dari warna penanda skala standar. Dengan demikian, rentang HSV untuk penanda skala uji juga  berbeda  sehingga  perbedaan  rentang  HSV  tersebut  yang  juga  digunakan  untuk membedakan antara skala standar dan uji.
Untuk menggerakkan  motor, pada  program dibuat suatu  logika  agar motor step bergerak bila ada pulsa sebagai akibat penekanan pada button arah. Motor step akan bergerak ke arah sesuai dengan penekanan button arah yang ditekan pengguna. Selanjutnya, kamera berjalan dan mendeteksi objek yang dimaksud. Ketika kamera menangkap koordinat garis bantu berhimpit dengan koordinat salah satu point rectangle skala standar (X3), motor step akan berhenti.
Untuk  memastikan  kebenaran  koordinat  antara  garis  bantu  dan  point  dari  penanda rectangle,  skala  standar  yang  terdeteksi  (X3)  yang  diperoleh  dibandingkan  dengan  hasil pembacaan  dari histogramBox yang  tersedia  dalam library  OpenCv .  Pembandingan kebenaran dilakukan dengan meletakkan posisi mouse di atas koordinat dari objek piksel yang diinginkan. Sehingga, deteksi kesalahan penentuan koordinat, baik untuk garis bantu ataupun  objek  yang  ingin  dideteksi  lebih  mudah.  Saat  semua  kondisi  algoritma pemrograman terpenuhi, program kemudian mendeteksi penanda skala uji dan mengambil koordinat  titik  ujung  salah  satu  yang  berhimpit  dengan  tepi  skala  mistar.  Dari  koordinat antara penanda skala standar dan penanda skala uji akan diketahui selisih koordinatnya yang kemudian dikonversi dalam skala (mm).

## 5 Data Dan Analisis
Alat yang dibuat berfungsi untuk mengukur pembacaan jarak dua skala berdasarkan citra yang ditangkap pada kamera untuk memperoleh hasil pembacaan citra digital yang berupa nilai  piksel  menjadi  nilai  dalam  satuan  panjang  (milimeter)  dengan  beberapa  pengujian sebagai berikut :
1. Dilakukan  pengujian  membandingkan  jumlah  piksel  dengan  jarak  sebenarnya  secara manual.  Selanjutnya  dari  pembandingan  tersebut  diperoleh  Persamaan  untuk mengkonversi hasil selisih piksel.
2. Untuk  mengetahui  karakteristik  statik  pengukuran  dilakukan  pengujian  histerisis, linieritas, akurasi, dan presisi.List the nomenclature in alphabetical order.

## 5.1 Konversi Jumlah Pixel Menjadi Jarak (mm)
Pengujian  pertama  dilakukan  secara  manual  dengan  cara  membandingkan  nilai  piksel yang tertangkap pada kamera dengan skala mistar yang berfungsi sebagai skala standar. Adapun langkah kerjanya sebagai berikut :
3. Kamera dalam posisi diam
4. Mistar diletakkan di depan kamera
5. Komputer menjalankan aplikasi
6. Selanjutnya  pada  tampilan  kamera  tampak  garis  bantu  yang  dapat  digeser  posisinya seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8 Kalibrasi kamera
Dengan  menentukan  satu  titik acuan  data,  diambil selisih  1 mm hingga 20 mm  dari titik acuan. Pengujian kamera dilakukan dengan cara menggeser garis bantu 1 mm sampai 20 mm.  Pada  pengujian  ini  program  akan  menghitung  selisih  piksel  pada  setiap  pergeseran perubahan skala dari skala acuan. Pada setiap pergeseran, selisih pikselnya dicatat secara manual.  Dilakukan  pengamatan  posisi  piksel  yang  ditangkap  kamera,  dan  dibandingkan dengan posisi skala mistar. Hasil pengamatan dirangkum pada Tabel 1.

## Tabel 1 Pengukuran Posisi Pixel

## 5.2 Pengujian Histerisis
Berdasarkan  Tabel  1  kemudian  dibuat  kurva  hubungan  perubahan  skala  dengan perubahan  piksel  sebagai  perbandingan output - input untuk  perubahan input naik  dan turun sehingga diperoleh kurva histerisis seperti pada Gambar 9.
Panjang (y) Posisi garis bantu naik (piksel) ∆piksel naik (x) Posisi garis bantu turun (piksel) ∆piksel turun(x) ∆pixel rata- rata (x) Standar (mm) 1 328 10 330 12 11 2 338 20 340 22 21 3 348 30 350 32 31 4 358 40 360 42 41 5 368 50 370 52 51 6 380 62 380 62 62 7 391 73 391 73 73 8 401 83 400 82 82,5 9 411 93 411 93 93 10 422 104 422 104 104 11 433 115 431 113 114 12 443 125 443 125 125 13 455 137 453 135 136 14 465 147 464 146 146,5 15 476 158 474 156 157 16 487 169 484 166 167,5 17 498 180 494 176 178 18 509 191 505 187 189 19 520 202 515 197 199,5 20 531 213 526 208 210,5

## Gambar 9 Grafik Histerisis Pembacaan Piksel dan Mistar
Berdasakan  kurva  pengukuran  naik  dan  pengukuran  turun  terlihat  kedua  garis  cukup berhimpit.  Ini  menunjukan  hubungan  antara  pengukuran  naik  dengan  pengukuran  turun memiliki  histerisis  yang  cukup  baik.  Kurva  pada  Gambar  9  kemudian  dinyatakan  dengan Persamaan regresi linier sehingga diperoleh Persamaan:
Pengukuran naik
(2)

## Pengukuran turun
(3)
Kemudian  dari  data  tersebut  dihitung  nilai  histerisis,  sehingga  diperoleh  presentase histerisis 0,3%. Nilai histerisis tersebut menunjukan hasil yang cukup baik.

## 5.3 Pengujian Linieritas
Berdasarkan Tabel 1 kemudian dibuat kurva hubungan antara perubahan piksel rata-rata dengan perubahan skala mistar seperti pada Gambar 10
Gambar 10 Grafik Hubungan Piksel Rata-rata terhadap Jarak Aktual
Kurva  hubungan  antara  perubahan  pixel  rata-rata  dengan  perubahan  skala  mistar kemudian dinyatakan dalam Persamaan regresi linier :
(4) y
: selisih jarak antara dua skala dalam milimeter (mm)
x
: selisih jarak antara dua skala dalam piksel
Dari Persamaan (4), dapat diketahui sensitivitas yang merupakan output dibagi input dari pembacaan pixel kamera terhadap nilai skala yakni 0,095 mm/pixel. Selain itu dari kurva menunjukkan  koefisien  linieritas  rata-rata  (R 2 )  cukup  baik  untuk  rentang  pengukuran  20 mm  dari  titik  acuan  yaitu  0,999.  Persamaan  (4)  digunakan  untuk  mengkonversi  hasil pembacaan  program  yang  berupa  selisih  piksel  menjadi  besaran  panjang  dalam  satuan milimeter.

## 5.4 Pengujian Akurasi dan Presisi
Pengujian  akurasi  dan  presisi  dilakukan  dengan  simulasi  pengukuran  secara  berulang pada beberapa titik yang telah ditentukan. Pada kondisi awal, program belum mendeteksi adanya penanda skala standar dari citra yang ditangkap kamera sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 11.
Gambar 11 Tampilan awal kamera
Selanjutnya, motor step bekerja dan menggerakkan kamera. Ketika kamera mulai bergerak komputer  akan  menemukan  citra  penanda  yang  ditangkap  oleh  kamera  seperti  pada Gambar 12.
Gambar 12 Tampilan kamera ketika berjalan
Gambar 13 Tampilan Kamera yang Mendeteksi Skala Uji Setelah  komputer  mendeteksi  citra  dari  kamera  selanjutnya  program  akan  menyimpan keempat  koordinat rectangle. Ketika  posisi  garis  bantu  berhimpit  dengan  salah  satu koordinat  titik  ujung rectangle (X3)  maka  motor  step  akan  berhenti.  Koordinat  X3 diletakkan berhimpit dengan skala standar yang akan diketahui jaraknya dengan skala uji.
Setelah kamera berhenti berjalan komputer berganti mendeteksi penanda skala uji seperti pada  Gambar  13  dan  kemudian  menyimpan  nilai  koordinat  X0  dalam  variabel  “Posisi2”. Selanjutnya  pengguna  menekan button “1”  mengetahui  koordinat  titik  acuan  dan menyimpan kedalam variabel “Posisi1” .
Selisih koordinat piksel antara skala standar dengan skala uji merupakan selisih koordinat piksel  X3  dan  X0  pada  variabel  yang  telah  disimpan  pada  komputer  yang  kemudian dikonversi  kedalam  besaran  panjang  dengan  satuan  milimeter  menggunakan  Persamaan (4).

## Tabel 2 Rangkuman pengolahan data pengukuran
Berdasarkan pengujian yang dilakukan, nilai akurasi rata-rata untuk rentang pengukuran 0 mm – 20 mm adalah  96%. Sedangkan untuk nilai presisi pada rentang pengukuran yang sama  adalah  98%.  Nilai  akurasi  terbesar  adalah  pada  titik  20  mm  dengan  persentase akurasi  99%  sedangkan  nilai  akurasi  terkecil  pada  titik  pengukuran  5  mm  dengan prosentase akurasi 91%. Nilai presisi pengukuran terbesar pada titik 15 mm  dan 20 mm dengan prosentase kepresisian 99% sedangkan prosentase kepresisian paling kecil adalah pada titik 5 mm.

## 6 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan maka diperoleh kesimpulan bahwa :
1. Secara  mekanik  alat  telah  bekerja  dengan  baik  sehingga  kamera  dapat  digerakkan dan kemudian berhenti pada skala standar.
2. Purwarupa yang dibuat memiliki karakteristik statik pengukuran sebgai berikut:
 Konversi perubahan piksel menjadi panjang diperoleh dari Persamaan y = 0,095x –  0,071  dengan  y  adalah  hasil  pengukuran  jarak,  x  adalah  jumlah  perubahan piksel.
 Koefisien linieritas (R 2 ) adalah 0,999 dan sensitivitas 0,095mm/piksel.
 Histerisis untuk pngukuran naik dan turun adalah 0,003.
Akurasi rata-rata 96% dan presisi rata-rata 98%.
Titik Uji X benar mm X rata2 mm STD Bias Akurasi Presisi Error 1 5 5 0,1 0,2 91% 95% 9% 2 10 10 0,1 0,0 98% 98% 2% 3 15 15 0,1 0,0 98% 99% 2% 4 20 20 0,1 0,1 99% 99% 1% Rata – rata 96% 98% 4%

## 7 Daftar Pustaka
[1] SK  Dirjen  PDN  No.32  Tahun  2010  tentang  Syarat  Teknis  Alat  Ukur  Panjang  dan Lampiran
[2] ISO/IEC Guide 17025:2005
[3] OIMLR-35, "Material Measures of Length for General Use", OIML, 1980.
[4] Kilian,  Christopher.  2000. Modern  Control  Technology,  Components  and  Systems . Delmare.
[5] Nur,  Anna . 2010. Penggunaan  Microcontroller  Sebagai  Pendeteksi  Posisi Menggunakan Sinyal GSM . http://www.portalgaruda.org/  ( 17 Maret 2014 )
[6] [Arduino] http://www.arduino.cc/ ( 17 Maret 2014)
[7] Putra, Darma , 2010, Pengolahan Citra Digital ,  ANDI OFFSET, Yogyakarta .