## Pengembangan Sistem Monitoring Pembakaran Material Berdasar Teknik Pengolahan Citra
M. I. Rahayu 1 dan Suprijadi 2
1 Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer Bandung
Jln. PHH Mustofa No.33 Bandung
2 Departemen Fisika, Institut Teknologi Bandung
Jln. Ganesa No. 10 Bandung
1 ismurahayu@gmail.com, 2 supri@fi.itb.ac.id

## Abstrak
Pembakaran  merupakan  salah  satu  proses  penting  dalam  industri  logam. Suhu  pada  pembakaran akan mempengaruhi kualitas material yang dihasilkan. Oleh karena itu, suhu yang digunakan harus dapat dimonitor. Pada penelitian ini dibangun sistem monitoring suhu dengan memanfaatkan citra digital. Proses penentuan suhu dilakukan dengan melakukan analisis terhadap nilai R, G  dan B pada warna api pembakaran. Rentang pengukuran suhu pada penelitian ini adalah 700°C - 1500°C.
Kata kunci : pembakaran, suhu pembakaran, deteksi suhu, warna suhu.

## Abstract
Combustion  is  one  of  important  process  at  metal  industry.  The  quality  of  material  production  in combustion process is depending on temperature. Therefore, the temperature should be obser vable. In this study, monitoring systems for combustion temperature employing digital imaging is developed with  range  of  temperature  measurement  are  700°C  -  1500°C.  Identification  process  of  fire combustion color is determined by the value of R, G and B color analysis.
Keyword: combustion, temperature detection, temprature color spektrum.

## 1 Pendahuluan
Dalam  industri  logam  suhu  pembakaran  memainkan  peranan  penting,  perhitungan  suhu tinggi  pembakaran  digunakan  untuk  proses  perlakuan  panas (heating  treatment) pada pemanasan  dan  pendinginan  logam  dalam  keadaan  padat  untuk  mengubah  sifat-sifat materialnya [1][3].
Pada  proses  pembakaran  spektrum  radiasi  panas  yang  dipancarkan  oleh  suatu   benda panas  bergantung  pada  komposisi  benda  itu.  Meskipun  demikian  hasil  ekspe rimen menunjukkan  bahwa  ada  satu  kelas  benda  panas  yang  memancarkan  spectra  panas dengan  kalor  yang  universal.  Benda  ini  disebut  benda  hitam  ( black  body ).  Berdasarkan hukum pergeseran wien (1893) λ max T = konstan,  dimana panjang gelombang  rapat energi maksimum berbanding lurus dengan 1/T sehingga T merupakan fungsi dari λ [5].
Gelombang  dan  panjang  yang  berlainan  akan  menimbulkan  cahaya  dengan  warna  yang berlainan  sedangkan  campuran  cahaya  dengan  panjang-panjang  gelombang  ini  akan menyusun  cahaya  putih.  Cahaya  putih  meliputi  seluruh  spectrum  nampak  400  –  450  nm [2].
Pengolahan citra telah banyak digunakan di bidang teknologi industri termasuk didalamnya pada  proses  teknik  produksi  seperti  pembacan barcode ,  pendeteksian  kerusakan  mesin, otomatisasi proses perakitan, pemilihan bahan, dan lain-lain [8].
Sedangkan  dalam  dunia  kedokteran  pengolahan  citra  digunakan  untuk  mendeteksi  otak manusia  berupa  teknik  tomografi  yaitu  teknik  rekonstruksi  citra  berdasarkan  struktur internal  obyek  dengan  memanfaatkan  partikel  yang  dapat  menembus  obyek  tersebut. [6][7].
Pada  pengembangan  sistem  monitoring  ini,  pengolahan  citra  akan  digunakan  untuk memprediksi  suhu  tinggi  pembakaran  besi  dengan  suhu  antara  700 o C  –  1500 o C  yaitu merah menuju putih dan nilai kalor jenis (c)= 0.113 dan kalor (k) = 0.289.

## 2 Perancangan Sistem Monitoring
Dalam  pengembangan  sistem monitoring pembakaran  material  ini  tungku  pembakaran harus  memiliki  kaca  tembus  pandang  yang  digunakan  untuk  proses  pengambilan  objek pembakaran  oleh  kamera  digital  berdasarkan  jarak  yang  dapat  ditentukan,  selanjutnya objek gambar yang  diambil akan dianalisis oleh software di  dalam personal computer (PC) yang terhubung dengan kamera digital (Gambar 1).
Gambar 1 Arsitektur pengembangan sistem monitoring pembakaran material
Proses  penentuan  suhu  dilakukan  dengan  melakukan  analisis  terhadap  nilai  R,G  dan  B berdasarkan proses capture gambar oleh kamera digital serta P (daya) dan m (massa) dari objek material benda  yang diinputkan sebelum proses pembakaran,  P dan m benda akan berpengaruh  terhadap  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  mencapai  suhu  tertentu  selama proses pembakaran.
Penentuan  suhu  diambil  berdasarkan  proses  penyeleksian  nilai  warna  pada  gambar dengan  suhu  yang  diteliti  adalah  700 º C  –  1000 ° C  (Merah  menuju  kuning)  dan  1000 ° C  - 1500 ° C  (kuning  menuju  putih)  dengan  data  digital  merah(R=  255,  G=0,  B=0)  –  kuning (R=255,G=255, B=0) – putih (R=255, G=255, B=255).
Waktu  akan  bergantung  terhadap  jenis  bahan  yang  dibakar,  jenis  bahan  yang  digunakan adalah besi dengan kalor jenis  (c)= 0.113 dan kalor (k) = 0.289, nilai awal yang dibutuhkan untuk diujikan yaitu daya (P) dan massa (m) (Gambar 3).
Tungku
Kamera DIgital PC
start Input(R,G,B,p,m,k,c) R=255 G=255 0<=B<=255 0<=G<=255 Y Y T Tawal = 700 Takhir = 1000 Δ T = Takhir - TAwal
T = ((G/255)* Δ T)+Tawal B=0
Tawal = 1000 Takhir = 1500 Δ T = Takhir - TAwal T = ((B/255)* Δ T)+TAwal Output (T, waktu) Finish Δ waktu = T / ((p*k)/(m*c)) Output ( “Suhu dibawah 700 Derajat”) Output ( “Suhu diatas 1500 Derajat”)

## Gambar 2 Flowchart algoritma penentuan suhu pembakaran material

## 3 Uji Coba
Model yang dapat digunakan merupakan model linier dimana sumbu x merupakan rentang suhu  dan  sumbu  y  merupakan  nilai  hasil  konversi  dari  RGB  menjadi grayscale (0  sampai 255) yaitu 30% R + 59% G + 11% B sehingga untuk masing-masing suhu dapat  dihasilkan nilai grayscale nya (Tabel 1)(Gambar 4)
Tabel 1 Konversi nilai citra RGB ke grayscale R G B Gray scale Warna 255 0 0 76.5 Merah 255 255 0 226.95 Kuning 255 255 255 255
Putih

## Gambar 3 Model linier suhu
1. Untuk  suhu  antara  700 0 C  hingga  1000 0 C  perubahan  warna  yang  terjadi  merupakan merah  menuju  kuning,  dapat  diidentifikasikan  dalam  warna  grayscale  rentang  76.5 sampai 226.95. sehingga untuk menentukan  suhu didapatkan persamaan:
4 . 547 944 . 1   x y (1)
2. Untuk  suhu  antara  1000 0 C  hingga  1500 0 C  perubahan  warna  yang  terjadi  merupakan kuning  menuju  putih,  dapat  diidentifikasikan  dalam  warna  grayscale  rentang  226.96 sampai 255. sehingga untuk menentukan suhu didapatkan persamaan:
3045 82 . 17   x y (2)
Perubahan suhu pembakaran rentang 700 0 C – 1000 0 C diambil berdasarkan nilai G( Green ) citra  yang  dihasilkan  dalam  rentang  0  sampai  255.  Sedangkan  perubahan  suhu pembakaran  rentang  1000 0 C  –  1500 0 C  diambil  berdasarkan  nilai  B( Blue )  citra  yag dihasilkan  rentang  0  sampai  255  yang  selanjutnya  untuk  menentukan  suhu  akan dikonversikan terlebih dahulu kedalam grayscale (Gambar 5).
Orange R = 255, G = 125 dan B = 0 gray scale = 150.25 Merah R= 255,G= 10 dan B= 0
gray scale = 82.4 Kuning R= 255,G= 255 dan B= 15
gray scale = 228.6 Putih R= 255,G= 255dan B= 100
gray scale = 248.95
Gambar 4 Warna citra digital
Berdasarkan informasi warna dapat dihitung suhu untuk masing - masing warna, yaitu :
1. Suhu rentang 700 0 sampai 1000 0 untuk  nilai R= 255,G= 125 dan B= 0,
2. grayscale = 150.25 suhu = 1.944x+547.4
= (1.944*150.25) + 547.4
= 839.4860
3. Suhu rentang 1000 0 sampai 1500 0 untuk nilai R= 255,G= 255 dan B= 100, 4. grayscale = 248.95
suhu = 17.82x-3045
= (17.82*248.95)-3045 = 1391.289 0

## 4 Kesimpulan dan Saran
1. Pengembangan  sistem  monitoring  pembakaran  material  merupakan  proses pengambilan informasi warna dari citra yang di am bil menggunakan kamera,  sehingga proses pembakaran dapat dipantau dari jarak yang cukup jauh.
2. Proses  pengukuran  suhu  dapat  meminimalisir  aspek human error  dikarenakan pengambilan warna berdasarkan informasi citra bisa lebih akurat.
Beberapa  hal  yang  merupakan  tidak  lanjut  dan  dapat  menjadi  bahan  dalam  penelitian lanjutan adalah sebagai berikut :
1. Perlu  dianalisis  kembali  aspek  perubahan  bentuk  objek  pembakaran,  dikarenakan dalam  pembakaran  bukan  hanya  suhu  yang  menentukan  perubahan  dalam pembakaran  melainkan  perubahan  bentuk  selama  pembakaran  dapat  menjadi  aspek penting lainnya.
2. Perlu  ditambahkan  variabel  jenis  bahan  bakar  yang  digunakan,  dikarenakan  dapat berpengaruh kepada warna dari objek pembakaran.

## 5 Daftar pustaka
[1] A.A  Polushin,  S.V. Kamantsev, V.I.  Gryzunov, M.Yu. Minakov. 2011. Heat  Treatment of Steel Rolls for Cold Rolling, Metal Science and Heat Treatment (53) ISSN : 1573-8973.
[2] Basset,  Denney, Jeffrey, Mendham . 1994. Buku  Ajar VOGEL Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik , Ed. 4. Penerbit Buku Kedokteran (EGC).
[3] G.  Mrowka-Nowotnik,  J.  Sieniawski,  A,Nowotnik.  2009. Effect  of  Heat  Treatment  on Tensile  and  Fracture  Toughness  Properties  of  6082  Alloy . Journal  of  Achievments  in Materials and Manufacturing Engineering, 32 (2).
[4] Halliday, Resnick. 1998. Fisika Jilid 1 . Erlangga.
[5] Halliday, Resnick. 1998. Fisika Jilid 2. Erlangga.
[6] Kenneth  M.  Hanson.  1979. The  Application  of  Proton  to  Computed  Tomography, computed  aided  tomography  and  ultrasonic  medicine .  University  of  California  New Mexico.
[7] Kenneth M.  Hanson. 1979. Detectability in  Computed  Tomographyc  Images . University of California LosAlamos Scientific Laboratory.
[8] Parikh  Devi  &  Jancke  Gavin.  2008. Localization  and  Segmentation  of  A  2D  High Capacity ColorBarcode , Conference Applications of Computer Vision: IEEE workshop.