PENDETEKSI OBYEK BERDASARKAN WARNA

DENGAN SESOR KAMERA WEBCAM

SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN

MATERI ROBOT VISION

LAPORAN

TUGAS AKHIR SKRIPSI

Diajukan Kepada Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna

Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Oleh :

Herianto

NIM. 06518244009

PENDIDIKAN TEKNIK MEKATRONIKA

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2013

PERSETUJUAN

SKRIPSI

Dengan Judul:

Pendeteksi Obyek Berdasakan Warna dengan Sensor Kamera Webcam

Sebagai Media Pembelajaran Materi Robot Vision

Dipersiapkan dan disusun oleh:

Herianto

NIM. 06518244009

Telah disetuji oleh Dosen Pembimbing dan siap untuk diujikan di depan

Dewan Penguji Tugas Akhir Skripsi

Program Studi Pendidikan Teknik Mekatronika Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Guna Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Yogyakarta, Juni 2013

Dosen Pembimbing

Herlambang Sigit P., M.Cs NIP. 19650829 199903 1 005

ii

PENGESAHAN

Tugas Akhir Skripsi yang Berjudul “Pendeteksi Obyek Berdasakan Warna

dengan Sensor Kamera Webcam Sebagai Media Pembelajaran Materi Robot

Vision” ini telah dipertahankan di depan dewan penguji pada tanggal ……..

………….. 2013 dan dinyatakan LULUS.

DEWAN PENGUJI

Nama Jabatan Tanda Tangan

Herlambang Sigit P, MCs. Ketua Penguji ………………

…………………….. Sekretaris Penguji ………………

…………………….. Penguji Utama ………………

Yogyakarta, 2013

Fakultas Teknik

Universitas Negeri Yogyakarta

Dekan,

Dr. Moch. Bruri Triyono, M.Pd

NIP. 19560216 198603 1 003

iii

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini benar-benar karya saya sendiri.

Sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang ditulis atau

diterbitkan orang lain, kecuali sebagai acuan atau kutipan dengan mengikuti tata

penulisan karya ilmiah yang telah lazim.

Yogyakarta, 2013

Yang menyatakan,

Herianto

NIM. 06518244009

iv

PENDETEKSI OBYEK BERDASARKAN WARNA

DENGAN SENSOR KAMERA WEBCAM

SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN

MATERI ROBOT VISION

Oleh:

Herianto

NIM. 06518244009

ABSTRAK

Penguasaan mahasiswa prodi mekatronika UNY pada mata kuliah robotika tentang robot vision dirasa masih rendah. Hal ini disebabkan karena dalam pokok bahasan robot vision mahasiswa harus memahami dasar-dasar robotika. Faktor lain adalah mahasiswa dalam kuliah robotika hanya diberi gambaran secara teori tentang robot vision. Mahasiswa dibekali pengetahuan tentang robot vision tetapi mereka belum pernah mengaplikasikan atau mempraktekkan pengetahuannya tersebut untuk membuat atau memprogram sensor robot sebagai indera penglihatan robot. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan robot pendeteksi obyek menggunakan sensor kamera webcam yang dapat digunakan sebagai media pembelajaran mata kuliah robotika di Prodi Pendidikan Teknik Mekatronika Universitas Negeri Yogyakarta.

Penelitian ini menggunakan pendekatan research and Development dengan melalui lima tahapan yaitu (1) analisis; (2) desain dan pembuatan media; (3) validasi produk; (4) pembuatan instrumen; (5) pengumpulan data dan pembahasan. Populasi penelitian ini adalah mahasiswa mekatronika UNY dengan responden sejumlah 27 mahasiswa. Uji validitas instrumen non-tes menggunakan uji validitas konstruk dan uji validitas item, sedangkan uji validitas instrument tes dengan menggunakan uji validitas konstruk dan uji validitas isi. Metode pengumpulan data menggunakan angket (kuesioner), pretes dan postes, selanjutnya pengolahan data penelitian dilakukan secara deskriptif.

Hasil penelitian pengembangan ini adalah (1) Mengetahui tingkat kelayakan media dan materi pembelajaran yang dapat diketahui dari analisis deskriptif instrumen angket; (2) Mengetahui pengaruhnya terhadap pembelajaran yang dapat diketahui dari analisis deskriptif instrumen pretes dan postes. Data menunjukan bahwa (1) Tingkat kelayakan media pembelajaran sebesar 84,14% dengan kategori layak; (2) Tingkat kelayakan materi pembelajaran sebesar 79,62% dengan kategori layak; (3) Penggunaan media pembelajaran berupa robot pendeteksi obyek ini dapat meningkatkan penguasaan materi terhadap siswa sebesar 30%.

Kata kunci: Media Pembelajaran, Robot Pendeteksi Obyek, Robot Vision.

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,

yang telah melimpahkan rahmatNya hingga terselesaikannya skripsi dengan judul

“Pendeteksi Obyek Berdasarkan Warna dengan Sensor Kamera Webcam sebagai

Media Pembelajaran Materi Robot Vision” ini.

Terselesaikannya penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan

dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penyusun mengucapkan

terimakasih kepada:

1. Bapak Dr. Moch. Bruri Triyono, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Negeri Yogyakarta.

2. Bapak K. Ima Ismara, M.Pd.,M.Kes selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

Universitas NegeriYogyakarta.

3. Bapak Herlambang Sigit Pramono, M.Cs. selaku Dosen Pembimbing skripsi

dan yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan selama penyusunan

Tugas Akhir Skripsi.

4. Bapak/Ibu Dosen, Staf, dan Karyawan Jurusan Pendidikan Teknik Elektro

UNY yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan selama penyusunan

Tugas Akhir Skripsi.

5. Bapak, Ibu dan seluruh keluarga besar yang telah memberikan dorongan

semangat.

6. Teman-teman PT. Mekatronika angkatan 2006-2009 yang memberikan

dukungan maupun bantuan pemikiran selama proses penyusunan Tugas Akhir

Skripsi.

vi

7. Semua pihak yang telah membantu penyusunan Tugas Akhir skripsi ini yang

tidak dapat penyusun sebutkan satu persatu.

Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini terdapat banyak

kekurangan, untuk itu penyusun mengharap kritik dan saran yang membangun

kepada semua pihak demi perbaikan di masa mendatang. Selain itu penyusun juga

meminta maaf atas kesalahan yang dilakukan baik sengaja maupun tidak sengaja

kepada semua pihak selama pelaksanaan penelitian ini. Penyusun berharap

semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Yogyakarta, juni 2013

Penyusun,

HeriantoNIM. 06518244009

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL …………………………………………………… i

HALAMAN PERSETUJUAN …….…………………………………… ii

HALAMAN PENGESAHAN …….. …………………………………… iii

SURAT PERNYATAAN …….…………………………………………. iv

ABSTRAK ….…………………………………………………………… v

KATA PENGANTAR …….…………………………………………….. vi

DAFTAR ISI ………..…………………………………………………… viii

DAFTAR TABEL ……………………………………………………….. xi

DAFTAR GAMBAR …………………………………………………… xii

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………. xiii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ………………………………………………………. 1

B. Identifikasi Masalah .………………………………………………… 5

C. Batasan Masalah …..………………………………………………… 6

D. Rumusan Masalah…………………………………………………… 6

E. Tujuan Penelitian …………………………………………………… 6

F. Manfaat Penelitian …………………………………………………… 7

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Deskripsi Teori

1. Penelitian Pengembangan ……………………………………….. 9

2. Media Pembelajaran …………………………………………….. 10

3. Robot Pendeteksi Obyek ………………………………………… 20

4. Perangkat Keras Robot Pendeteksi Obyek ……………………… 23

5. Perangkat Lunak Robot Pendeteksi Obyek ……………………… 27

6. Sistem Deteksi Obyek …………………………………………… 56

viii

B. Kerangka Berfikir …………………………………………………… 57

C. Penelitian yang Relevan……………………………………………… 58

D. Pertanyaan Penelitian ……………………………………………….. 62

BAB III METODE PENELITIAN

A. Desain Penelitian

1. Jenis Penelitian ………………………………………………….. 63

2. Tempat dan Waktu Penelitian .………………………………….. 64

3. Subjek dan Objek Penelitian .…………………………………… 64

B. Prosedur Penelitian ………………………………………………….. 64

1. Tahap Analisis …………………………………………………... 65

2. Tahap Desain dan Pembuatan Media …………………………… 65

3. Tahap Validasi Produk ………………………………………….. 71

4. Tahap Pembuatan Instrumen ……………………………………. 71

5. Tahap Pengumpulan data ……………………………………….. 75

C. Analisis Instrumen

1. Validitas Instrumen ……………………………………………... 77

2. Reliabilitas Instrumen …………………………………………… 79

D. Analisis Data ……….……………………………………………….. 80

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian …..…………………………………………………. 83

1. Tahap Analisis ………………………………………………….. 83

2. Tahap Desain dan Pembuatan Media …………………………... 83

3. Tahap Validasi Produk …………………………………………. 86

4. Tahap Pembuatan Instrumen …………………………………… 87

5. Tahap Pengumpulan Data ……………………………………… 93

B. Pengujian

1. Pengujian Media Pembelajaran ………………………………… 94

2. Pengujian Materi Pembelajaran ………………………………… 95

3. Pengujian Penguasaan Materi Media Pembelajaran Terhadap

ix

Responden ……………………………………………………… 97

C. Pembahasan ………………………………………………………… 99

1. Bagaimana pengembangan robot pendeteksi obyek dengan sensor

kamera berdasarkan warna sebagai media pembelajaran materi

robot vision pada mata kuliah robotika? ……………………….. 99

2. Bagaimana kelayakan media pembelajaran robot pendeteksi obyek

dengan sensor kamera berdasarkan warna sebagai media pembelajaran

materi robot vision pada mata kuliah robotika di Prodi Mekatronika

UNY? …………………………………………………………… 102

3. Bagaimanakah penguasaan mahasiswa terhadap materi robot vision

setelah pembelajaran dengan media pembelajaran robot pendeteksi

obyek dengan menggunakan sensor kamera? …………………... 103

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ..………………………………………………………… 106

B. Implikasi …..………………………………………………………… 108

C. Keterbatasan ………………………………………………………… 108

D. Saran ………………………………………………………………… 109

DAFTAR PUSTAKA ….……………………………………………… 110

LAMPIRAN …………………………………………………………… 112

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Keyword pada Microsoft visual C#………..…………………... 33

Tabel 2. Tipe data pada Microsoft visual C# 2010……………………….35

Tabel 3. Tipe-tipe data simple types …………….………………………. 36

Tabel 4. Tipe-tipe data integer pada Microsoft visual C# 2010………….. 37

Tabel 5. Arithmatic operator pada Microsoft visual C# 2010…………… 40

Tabel 6. Relational operator pada Microsoft visual C# 2010…………….. 41

Table 7. Relational operator pada Microsoft visual C# 2010…………….. 41

Tabel 8. Logical operator pada Microsoft visual C# 2010……………….. 41

Tabel 9. Logical operator bool pada Microsoft visual C# 2010…………. 42

Tabel 10. Compound assignment pada Microsoft visual C# 2010……….. 43

Tabel 11. Bitwise assignment pada Microsoft visual C# 2010………….. 44

Tabel 12. Bitwise assignment dalam tipe bool pada Microsoft visual C#.. 45

Tabel 13. Operator Presedence pada Microsoft visual C# 2010………… 46

Tabel 14. Kisi-kisi Instrumen Media Pembelajaran …………………….. 72

Tabel 15. Kisi-kisi Instrumen Materi Pembelajaran …………………….. 73

Tabel 16. Kisi-kisi Instrumen Tes Awal (pretest) ………………………. 74

Tabel 17. Kisi-kisi Instrumen Tes Akhir (posttest) ……………………… 75

Tabel 18. Skala Penilaian Kesesuaian Produk Media …………………… 81

Tabel 19. Standar Nilai dan Konversinya dalam Huruf dan Angka ………. 82

Tabel 20. Uji Validitas Instrumen Media Pembelajaran ………………… 88

Tabel 21. Uji Validitas Instrumen Materi Pembelajaran ………………… 89

xi

Tabel 22. Uji Reliabilitas Instrumen Media Pembelajaran ……………… 90

Tabel 23. Uji Reliabilitas Instrumen Materi Pembelajaran ……………… 90

Tabel 24. Uji Reliabilitas Instrumen Pretes ……………………………... 92

Tabel 25. Uji Reliabilitas Instrumen Postes ……………………………... 93

Tabel 26. Penilaian Responden Terhadap Media Pembelajaran ………... 96

Tabel 27. Penilaian Responden Terhadap Materi Pembelajaran ……….. 94

Tabel 28. Hasil Pretes dan Postes ………………………………………. 97

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Kerucut Pengalaman Edgar Dale ………………….……….. 20

Gambar 2. Robot Kondo KHR-3HV……………………………………. 24

Gambar 3. EBOX 3350MX Mini PC……………………………………. 26

Gambar 4. Logitect webcam 210…….………………………………….. 27

Gambar 5. Microsoft Windows xp…………….……………………….... 27

Gambar 6. Tampilan Antar mukan Microsoft visual C# 2010…….……. 28

Gambar 7. Tampilan toolbar Microsoft visual C# 2010………..…….…… 29

Gambar 8. Solusion Explorer Microsoft visual C# 2010……………….…. 30

Gambar 9. Toolbox Microsoft visual C# 2010…………………………….. 30

Gambar 10. Properties Windows Microsoft visual C# 2010……………… 31

Gambar 11. Proses Color Filters……………………………………………48

Gambar 12. Hasil Grayscaling(aforge.net Imaging Library)…………..…. 48

Gambar 13. Sepia filter…………………………………………………….49

Gambar 14. Invert Filter …………………………………………………... 50

Gambar 15. Rotate Filter……………………………………………………51

Gambar 16. Channel Filtering………………………………………………51

Gambar 17. HSL Filtering…………………………………………………. 53

Gambar 18 YCbCr Filtering……………………………………………….. 52

Gambar 19. Euclidean Color Filtering…………………………………….. 54

Gambar 20. Linear Color Correction……………………………………... 55

Gambar 21. Blob counter………………………………………………… 79

xiii

Gambar 22. Sistem Kerja Robot Vision…………………………………... 67

Gambar 23. Proses koneksi sensor kamera webcam pada software GUI… 85

Gambar 24. Diagram Penilaian Responden Terhadap Media Pembelajaran.95

Gambar 25. Diagram Penilaian Responden Terhadap Materi Pembelajaran 96

Gambar 26. Diagram Hasil Pretes dan Postes …………………………….. 98

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Surat Ijin Penelitian.

Lampiran 2. Kisi-kisi Instrumen Non-tes.

Lampiran 3. Kisi-kisi Instrumen Tes.

Lampiran 4. Instrumen Penelitian Non-tes.

Lampiran 5. Instrumen Penelitian Tes.

Lampiran 6. Pernyataan Ahli Media.

Lampiran 7. Pernyataan Ahli Materi.

Lampiran 8. Uji Validitas dan Reliabilitas Instrumen Non-tes

Lampiran 9. Uji Reliabilitas Instrumen Tes

Lampiran 10. Materi Pembelajaran Robot Vision

Lampiran 11. Contoh Program Penggunaan Kamera Webcam pada Robot

Lampiran 12. Analisis Deskriptif Instrumen Non-tes

Lampiran 13. Analisis Deskriptif Instrumen Tes

xv