i

ALAT PEMILAH BUAH KOPI OTOMATIS MENGGUNAKAN

KAMERA BERBASIS RASPBERRY PI 3

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh :

Rieno Oktavian Prasetyo

201210130311089

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

ALAT PEMILAH BUAH KOPI OTOMATIS MENGGUNAKAN

KAMERA BERBASIS RASPBERRY PI 3

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

Rieno Oktavian Prasetyo

201210130311089

Diperiksa dan Disetujui Oleh:

Pembimbing I

Zulfatman, M.Eng

Pembimbing II

Ir. Nurkasan, M.T.

LEMBAR PENGESAHAN

ALAT PEMILAH BUAH KOPI OTOMATIS MENGGUNAKAN

KAMERA BERBASIS RASPBERRY PI 3

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana (S1)

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

RIENO OKTAVIAN PRASETYO

201210130311089

Tanggal Ujian : 13 Oktober 2018

Periode Wisuda : 4 / 24 November 2018

Disetujui Oleh:

1. Zulfatman, M.Eng (Pembimbing I)

NIDN : 0709117804

2. Ir. Nurkasan, M.T. (Pembimbing II)

NIDN : 0707106301

3. M. Chasrun Hasani, ST, MT (Penguji I)

NIDN : 0007086808

4. Widianto, ST, MT (Penguji II)

NIDN : 0722048202

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.

NIDN : 0718036502

iv

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Rieno Oktavian Prasetyo

Tempat/Tanggal Lahir : Bojonegoro, 27 Oktober 1993

NIM : 201210130311089

Fakultas / Jurusan : TEKNIK / ELEKTRO

Dengan ini sanya menyatakan bahwa Tugas Akhir Saya dengan judul “Alat

Pemilah Buah Kopi Otomatis Menggunakan Kamera Berbasis Raspberry Pi

3” beserta isinya adalah karya saya sendiri dan bukan karya tulis orang lain,

kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian

pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan

adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya, atau ada klaim

dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung

segala bentuk sanksi yang berlaku.

Malang, 19 Oktober 2018

Yang Membuat Pernyataan

(Rieno Oktavian Prasetyo)

Mengetahui,

Dosen Pembimbing I

Zulfatman, M.Eng

Dosen Pembimbing II

Ir. Nurkasan, M.T.

vii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Alhamdulillahi Robbil Alamin. Atas berkat rahmat Allah SWT dan

dukungan serta doa dari orang-orang tercinta, akhirnya skripsi ini dapat

diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu rasa syukur dan bahagia saya ucapkan

terima kasih kepada:

1. Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya, serta atas

karuniaNya skripsi ini dapat dibuat dan diselesaikan dengan baik.

2. Ayah dan Ibunda saya, yaitu Bapak dan Ibunda yang selalu memberikan

semangat dan dukungan materi serta doa yang tiada henti untuk kesuksesan

saya.

3. Bapak Dosen Pembimbing, yaitu Bapak Zulfatman, M.Eng dan Bapak Ir.

Nurkasan, M.T. yang selama ini telah sabar memberikan bimbingan kepada

saya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

4. Bapak Dosen Penguji, yaitu Bapak, M. Chasrun Hasani, ST., MT dan

Bapak Widianto, ST., MT yang telah bersedia memberikan waktunya untuk

menguji dan mengomentari hasil skripsi saya.

5. Bapak Dosen Akademik, yaitu Bapak Ir. Dr. Ermanu Azizul Hakim, M.T.

yang telah sabar membimbing saya selama saya kuliah di Jurusan Elektro

Universitas Muhammadiyah Malang.

6. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang,

yang telah bersedia memberikan ilmunya kepada saya selama saya belajar di

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.

7. TU Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang, yang selalu sabar

untuk memberikan informasi selama saya kuliah hingga skripsi ini

diselesaikan.

8. Ketiga Saudara saya (Kakak) yang telah memberikan semangat dan doanya

untuk saya dalam menyelesaikan skripsi ini.

9. Teman-Teman saya semua, yang telah membantu dan mendukung saya

selama saya belajar di Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.

viii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, atas pemberian

Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang

berjudul:

Alat Pemilah Buah Kopi Otomatis Menggunakan

Kamera Berbasis Raspberry Pi 3

Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi

Pemilah Buah Kopi mengikuti jalur kematangan yang sudah ditentukan, dan

komunikasi antara Python terhadap Mikrokontroler Raspberry Pi 3. Peneliti

menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih banyak

adanya kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan

saran yang membangun agar tulisan ini dapat lebih bermanfaat bagi pengembang

ilmu pengetahuan kedepan.

Malang, Oktober 2018

Rieno Oktavian Prasetyo

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .............................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN................................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ iii

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................. iv

ABSTRAK .......................................................................................................... v

ABSTRACT ........................................................................................................ vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................. vii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... viii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ............................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................................... 3

1.3. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 3

1.4. Manfaat Penelitian ....................................................................................... 3

1.5. Batasan Masalah .......................................................................................... 4

1.6. Sistematika Penulisan ................................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kopi ...........................................................................................................6

2.2. Raspberry Pi 3 Model B ............................................................................6

2.3. Raspberry Pi Camera Module ...................................................................7

2.4. Motor DC ...................................................................................................8

2.5. Citra Digital ...............................................................................................9

2.5.1. Pengertian Citra Digital .................................................................9

x

2.5.2. Elemen Dasar Citra ........................................................................12

2.5.3. Tipe Citra .......................................................................................14

2.5.4. Ekstraksi Warna .............................................................................16

2.6. Thresholding ..............................................................................................16

2.6.1. Proses Threshold ............................................................................17

2.7. Modul Relay 5V 4 Channel .......................................................................18

2.8. Pyton ..........................................................................................................18

2.8.1. Keunggulan Pyton ..........................................................................19

BAB III PERANCANGAN SISTEM

3.1. Metodologi Penelitian ................................................................................20

3.2. Perancangan Hardware ..............................................................................20

3.2.1. Diagram Blok ..............................................................................20

3.2.2. Pembacaan Kamera Raspberry PI Modul ...................................22

3.2.3. Konfigurasi Pin Raspberry Pi 3...................................................23

3.3. Perancangan Software ...............................................................................24

3.3.1. Diagram Alir ................................................................................24

3.3.2. Software Python ..........................................................................26

3.4. Perancangan Mekanik ................................................................................27

3.5. Tahap Pengujian .........................................................................................31

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengujian Camera Raspberry Pi ...............................................................33

4.1.1. Tujuan Pengujian .........................................................................33

4.1.2. Blok Diagram Rangkaian yang Diuji ..........................................33

4.1.3. Peralatan yang Diperlukan ..........................................................34

4.1.4. Prosedur Pengujian ......................................................................34

4.1.5. Hasil Pengujian ............................................................................35

xi

4.2. Pengujian Pengolahan Citra .......................................................................35

4.2.1. Tujuan Pengujian .........................................................................35

4.2.2. Blok Diagram Rangkaian yang Diuji ..........................................35

4.2.3. Peralatan yang Diperlukan ..........................................................36

4.2.4. Prosedur Pengujian ......................................................................36

4.2.5. Hasil Pengujian ............................................................................37

4.3. Pengujian Keseluruhan Alat ......................................................................38

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan.............................................................................................41

5.2 Saran.......................................................................................................41

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Raspberry Pi 3 Model B ............................................................................7

Gambar 2.2. Raspberry Pi Camera Module ...................................................................8

Gambar 2.3. Motor DC 5V .............................................................................................9

Gambar 2.4. Bitmap Dengan Nilai Matriksnya ..............................................................9

Gambar 2.5. Perbedaan Ketepatan Warna Bitmap ..........................................................10

Gambar 2.6. Perbedaan letak titik origin pada koordinat grafik dan pada citra .............11

Gambar 2.7. Model HSV ................................................................................................15

Gambar 2.8. Proses Threshold ........................................................................................17

Gambar 2.9. Modul Relay 5V 4 Channel........................................................................18

Gambar 3.1. Blok Diagram Perancangan Hardware .......................................................21

Gambar 3.2. Perancangan Hardware ..............................................................................21

Gambar 3.3. Skematik alat pengambilan gambar ...........................................................22

Gambar 3.4. Konfigurasi Pin Raspberry Pi 3 Model B ..................................................23

Gambar 3.5. Diagram Alir Sistem Alat Pemilah Buah Kopi ..........................................25

Gambar 3.6. Tampilan Jendela Python Idle ....................................................................26

Gambar 3.7. Tampilan Alat Pemilah Buah Kopi Otomatis .............................................27

Gambar 3.8. Tempat Penampung Buah Kopi ..................................................................27

Gambar 3.9. Pintu Pemilah Matang, Sedang dan Mentah ..............................................28

Gambar 3.10. Tampilan Kamera Raspberry Pi ................................................................28

Gambar 3.11. Rangkaian Modul Raspberry Pi 3 dan Modul Relay 5V ..........................28

Gambar 3.12. Program Deteksi Gerak Jatuhnya Buah Kopi ...........................................29

Gambar 3.13. Pengambilan Gambar Buah Kopi .............................................................29

xiii

Gambar 3.14. Program Pemotongan Gambar .................................................................29

Gambar 3.15. Program Konversi Gambar RGB ke HSV ................................................30

Gambar 3.16. Program Logika Threshold .......................................................................31

Gambar 4.1. Blok Diagram Pengujian Modul Kamera Raspberry Pi ............................33

Gambar 4.2. Tampilan Foto Buah Kopi (a) Buah Kopi Mentah (b) Buah Kopi

Setengah Matang (c) Buah Kopi Matang ....................................................................35

Gambar 4.3. Blok Diagram Pengujian Pengolahan Citra ...............................................35

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Hasil Data Buah Kopi ............................................................................ 37

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Keseluruhan Alat Buah Kopi Mentah ............................. 38

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Keseluruhan Alat Buah Kopi Sedang ............................. 39

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Keseluruhan Alat Buah Kopi Matang ............................. 39

Daftar Pustaka

[1] Sunu Jatmika,Dwi Purnama Sari 2014. Rancang bangun alat pendeteksi

kematangan buah apel dengan menggunakan metoda image processing

berdasarkan komposisi warna.

[2] Dimas Rizki Radityo; Muhammad Riyan Fadillah; Quincy Igwahyudi;Satrio

Dewanto. Alat penyortir dan pengecekan kematangan buah menggunakan

sensor warna.

[3] Dedy W. Soedibyo, Usman Ahmad, Kudang B. Seminar, I Dewa Made Subrata.

Rancang Bangun Sistem Sortasi Cerdas Berbasis Pengolahan Citra Untuk Kopi

Beras, 2010

[4] Layla Febry Hidayati, Yuliana Setiarini, Haki Midia Aliman Hakim. Alat

Pendeteksi Kualitas Biji Kopi untuk Kopi Papain (kopi citarasa kopi luwak

tanpa menggunakan luwak) dengan metode pengukuran nilai kapasitansi, 2013.

[5] T.Sutoyo,S.Si., M.Kom., Edy Mulyanto, S.Si., M.Kom., Dr. Vincent Suhartono,

Oky Dwi Nurhayati, M.T., Wijanarto, M.Kom 2009. Teori pengolahan citra

digital.

[6] ShwetaPatil, Sanjay Lakshminarayan,”Position Control of Pick and Place

Robotic Arm”,EIE’s 2nd Intl’ Conf.Comp., Energy, Net., Robotics and

Telecom. EIE Con 2012.

[7] Sahu, S., Lenka, P.; Kumari, S.; Sahu, K.B.; Mallick, B.; ―Design a colour

sensor: Application to robot handling radiation work‖, Vol. 56, No.10, pp. 365-

368, 2007, Industrial. Engineering.

[8] Faridah, Coffee Bean Grade Determination Based On Image Parameter,

Department of Physic Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Gadjah

Mada, 2010.

[9] Wicaksono Ario, Rancang Bangun Pintu Pintar Pada Ruang Kerja dengan

Mendeteksi Wajah Berbasis Pengolahan Cara, 2016

[10] Ahmad, Usman, Pengolahan Citra Digital & Teknik Pemrogramannya, Graha

Ilmu, Yogyakarta, 2005.

[11] Fadlisyah, Computer Vision dan Pengolahan Citra, Penerbit Andi, Yogyakarta,

2007

[12] Ishwahyudi, Catur, Prototype Aplikasi Untuk Mengukur Kematangan Buah

Apel Berdasarkan Kematangan Apel, Teknologi Industri, Institut Sains &

Teknologi AKPRIND, Yogyakarta, 2010

[13] Khadir Abdul dan Susanto Adi. “Teori dan aplikasi pengolahan citra”. Penerbit

Andi, Yogyakarta, 2013.

[14] Hermawati Astuti Fajar. “Pengolahan Citra Digital Konsep dan Teori”. Penerbit

Andi, Yogyakarta, 2013

[15] Budiningsih, Rahayu. (2013). Aplikasi Pengolahan Citra Untuk Mendeteksi

Mutu Buah Jeruk Berdasarkan Kerusakan Buah Jeruk Dengan Menggunakan

Metode Thresholding. Yogyakarta : Teknik Informatika UAD.

[16] Ananto, I. D., Murinto. 2015. Aplikasi Pengolahan Citra Mendeteksi Kualitas

Cabai Berdasarkan Tingkat Kematangan Menggunakan Transformasi Warna

YCBCr. Jurnal Informartika UAD Vol.9 No. 2, Juli 2015.

[17] Sutoyo. T, Mulyanto. Edy, Suhartono. Vincent, Dwi Nurhayati Oky, Wijanarto,

“ Teori Pengolahan Citra Digital ”, Andi Yogyakarta dan UDINUS Semarang,

2009.

[18] Purnomo Mauridhi Hery, Muntasa Arif, “ Konsep Pengolahan Citra Digital dan

Ektraksi Fitur “, Graha Ilmu Yogyakarta, 2010.

[19] Aryuanto, Somawirata Komang, Limpraptono. F. Yudi, “A New Color

Segmentation Method Based on Normalized RGB Chromaticity DiagramI” ,

ISSN 2085 – 973, Seminar on Intelligent Technology and Its Applications,

2009.