Rancang Bangun Instrumen Feedback Kontrol Sudut Menggunakan Metode Image Processing Terhadap Mekanisme Bandul Pada Self-Balancing Bike

Ramadhan, Satrio (2018) Rancang Bangun Instrumen Feedback Kontrol Sudut Menggunakan Metode Image Processing Terhadap Mekanisme Bandul Pada Self-Balancing Bike. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
02111240000102 - Undergraduate_Theses.pdf - Accepted Version

Download (2MB) | Preview

Abstract

Keseimbangan merupakan kebutuhan yang terdapat pada alat transportasi yang mengalami kemiringan sudut seperti pada sepeda. Pengembangan teknologi sebagai solusi permasalahan tersebut memerlukan sistem kontrol keseimbangan dengan menggunakan instrumen feedback, sebagai pengukur sudut kemiringan. Berbagai metode pengukuran dapat dimanfaatkan, dimana salah satu perancangan teknologi pengukuran yang dapat dimanfaatkan adalah metode pengolahan citra, atau lebih dikenal dengan Image Processing. Langkah kerja penelitian ini pertama adalah merancang dan membangun hardware dengan memanfaatkan mekanisme bandul sebagai insturmen pengukur sudut. Mekanisme bandul akan diproses oleh komputer melalui kamera Logitech C-170 dengan frekuensi tangkap kamera sebesar 60fps. Setelah kamera berhasil terhubung dengan komputer, selanjutnya menggunakan program image processing sebagai pendeteksi pergerakan bandul secara real-time ¬yang akan dianalisa sebagai kemiringan sudut, dengan bahasa pemrograman C++ dengan software library OpenCV. Program image processing memanfaatkan kalibrasi warna HSV yang bertujuan untuk membedakan objek pendulum dengan latar belakangnya. melakukan proses kalibrasi warna dengan memanfaatkan kedalaman warna dengan format HSV yang didapatkan dari library OpenCV. Pendeteksian bandul dilakukan dengan mendeteksi warna dari dua buah objek warna yang ditempatkan pada sumbu putar bandul dan beban bandul. Setelah objek berhasil terdeteksi, nilai koordinat dua dimensi objek dicari dengan memanfaatkan nilai intrinsik kamera. Proses penentuan sudut dari posisi pusat dan beban bandul dihitung menggunakan trigonometri, kemudian mencari nilai error dari perbedaan besar sudut hasil pengukuran dengan sensor kalibrator Inertial Measurement Unit. Hasil yang didapat dari Tugas Akhir ini adalah sebuah instrumen pengukur sudut beserta program yang bisa mendeteksi perbuhan sudut kemiringan berdasarkan perubahan posisi bandul terhadap sumbu vertikal instrumen. Berdasarkan hasil kalibrasi dengan sensor IMU didapatkan nilai error pengukuran olah citra berkisar antara 0,01° hingga 0,95°. Adapun lamanya waktu settling time setelah dilakukan perbaikan pada mekanisme bandul dengan mereduksi panjang batang bandul adalah berkisar pada waktu satu detik. Instrumen hasil rancang bangun Tugas Akhir ini akan diaplikasikan pada tugas akhir rancang bangun self-balancing bike. ===========================================================================Balance is a requirement thing which contained in transportation with tilt angle, such as bicycle. The development of technology as a solution to that problem, will need a balance system that use an angle feedback instrument. Various measurement methods can be utilized, for example one of technology that can be used is such as design measurement instrument using Image Processing methode. The first step of this research is to design and build the hardware by using the mechanism of pendulum as angle measurement insturment. The pendulum mechanism will be processed by a computer via a Logitech C-170 camera with a camera capture frequency of 30fps. After the camera successfully connected to the computer, then we use the image processing program as a real-time pendulum detection of movement, that will be analyzed as the angular slope, with the C++ programming language with the OpenCV library software. The image processing program utilizes HSV color calibration that aims to distinguish pendulum objects against their backgrounds. To perform color calibration process by utilizing color depth with HSV, where the format obtained from OpenCV library. Pendulum detection are done by detecting the color of two color objects placed on the axis of rotary pendulum and at pendulum’s bob. Once the object is successfully detected, the object's coordinate is gained by utilizing the camera's intrinsic value. The process of determining the angle of the central position and the pendulum load is calculated using trigonometry. After that we look for the error of the measurement angle compared with the Inertial Measurement Unit. The results obtained from this Final Project is an angle measuring instrument and a program that can detect the angle of inclination based on changes in the pendulum position against the vertical axis of the instrument. Based on calibration result with IMU sensor, we get error of image measurement by value ranges from 0,01 ° to 0,95 °. The length of settling time is reduced after the repair of the pendulum mechanism, by reducing the length of the pendulum. The result of this final design will be applied to the final project of self-balancing bike design.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Image Processing, Open CV, Visual Studio, Trigonometri
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ213 Automatic control.
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Satrio Ramadhan
Date Deposited: 24 Jun 2021 04:46
Last Modified: 24 Jun 2021 04:46
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/55185

Actions (login required)

View Item View Item