Penelitian ini dilaksanakan dengan beberapa
tahapan, yaitu: analisis permasalahan,
perancangan, implementasi, pengujian,
perancangan percobaan, percobaan, dan analisis hasil percobaan. Bagan dari metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Metode penelitian
Analisis Permasalahan
Pada tahap ini dilakukan analisis yang mencakup segala kebutuhan dalam membangun perancangan dan implementasi logika fuzzy dalam hal identifikasi masalah. Identifikasi tersebut meliputi identifikasi sistem fuzzy pada gerakan robot, sensor ultrasonik untuk mengukur jarak, dan aplikasi simulasi Matlab sebagai data acuan keluaran fuzzy untuk embedded system mikrokontroler.
Perancangan
Perancangan Sistem Fuzzy
Pada tahap ini akan dirancang sebuah aplikasi program simulasi yang terdiri atas tiga input dan dua output Blok diagram perancangan sistem fuzzy dapat dilihat pada Gambar 7.
Tidak Ya Perancangan Implementasi Pengujian Percobaan
Analisis Hasil Percobaan Perancangan Percobaan Berhasil ? Mulai Analisis Permasalahan Selesai keterangan:
m : gradien persamaan garis lurus n : banyaknya data
x : data x (pengukuran) y : data y (valid)
Galat Relatif Hampiran dan Akurasi
Galat suatu hampiran disebabkan oleh kekurangtelitian model matematika dan oleh galat bawaan dari data masukan bersifat warisan/bawaan (inherent). Galat ini mungkin tetap ada sekalipun penyelesaiannya diperoleh dengan menggunakan metode eksak (Sahid 2005).
Galat berasosiasi dengan seberapa dekat solusi hampiran terhadap solusi sejatinya. Semakin kecil nilai galatnya, semakin kecil solusi numerik yang didapatkan. Perhitungan untuk mendapatkan galat adalah sebagai berikut (Munir 2003):
= 100% (8)
keterangan:
: galat relatif mutlak a : nilai sejati a’ : nilai hampiran
Akurasi mengacu pada seberapa dekat angka pendekatan/pengukuran terhadap harga sebenarnya. Akurasi merupakan kebalikan dari error. Perhitungan untuk mendapatkan akurasi adalah sebagai berikut ([MathWorks]):
= 100%− (9)
keterangan:
: galat relatif mutlak
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan dengan beberapa
tahapan, yaitu: analisis permasalahan,
perancangan, implementasi, pengujian,
perancangan percobaan, percobaan, dan analisis hasil percobaan. Bagan dari metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Metode penelitian
Analisis Permasalahan
Pada tahap ini dilakukan analisis yang mencakup segala kebutuhan dalam membangun perancangan dan implementasi logika fuzzy dalam hal identifikasi masalah. Identifikasi tersebut meliputi identifikasi sistem fuzzy pada gerakan robot, sensor ultrasonik untuk mengukur jarak, dan aplikasi simulasi Matlab sebagai data acuan keluaran fuzzy untuk embedded system mikrokontroler.
Perancangan
Perancangan Sistem Fuzzy
Pada tahap ini akan dirancang sebuah aplikasi program simulasi yang terdiri atas tiga input dan dua output Blok diagram perancangan sistem fuzzy dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 Tahapan proses sistem fuzzy
Perancangan program simulasi
Pada tahap ini dilakukan penyesuaian program simulasi untuk melakukan serangkaian pengujian sistem fuzzy.
Perancangan hardware
Perancangan hardware terdiri atas sensor ultrasonik, perakitan modul ATMega16, dan LCD karakter 2x16 sebagai tampilan untuk keluaran sistem. Pada perancangan keluaran, bagian yang diarsir merupakan bagian untuk
pengembangan selanjutnya. Perancangan
hardware pada sistem fuzzy dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8 Perancangan hardware pada robot penghindar halangan
Implementasi
Pada tahap ini dilakukan penggabungan perancangan software dan hardware menjadi sistem robot fuzzy, kemudian sistem diprogram dan ditanamkan ke dalam mikrokontroler ATMega16.
Pengujian
Pengujian dilaksanakan dengan melakukan uji sistem, bertujuan untuk mengetahui
kesesuaian sistem dengan perencanaan
sekaligus mewakili human expert. Tahapan pengujian dapat diulangi pada proses fuzzifikasi
untuk menambah keputusan, perbaikan aturan
apabila sistem belum cukup memenuhi
keputusan dari human expert.
Perancangan Percobaan
Perancangan percobaan dilakukan pada setiap aturan logika fuzzy yang telah dibuat pada embedded system. Perancangan ini terdiri atas tiga buah masukan berupa jarak (dalam cm) pada setiap pembacaan sensor terhadap objek dan keluaran berupa kecepatan dan sudut belok. Perancangan disusun menggunakan tiga buah buku sebagai objek yang dihadapkan langsung pada setiap sensor. Jarak dari objek divariasikan (maksimum adalah 20 cm) dan harus mewakili setiap aturan yang telah dibuat. Hasil dari pembacaan sensor nantinya akan diproses oleh sistem fuzzy.
Percobaan
Percobaan dilakukan berdasarkan urutan aturan pada Tabel 1. Adapun setiap aturan diwakili oleh satu data dengan pengulangan sebanyak tiga kali pada setiap percobaan. Kemudian dilakukan perhitungan galat (error)
dan akurasi pada sistem fuzzy dengan
membandingkan keluaran yang dihasilkan dari embedded system dengan program simulasi
Matlab. Besar galat (error) dihitung
berdasarkan Persaman 8 dengan nilai sejati didefinisikan sebagai nilai keluaran simulasi Matlab dan nilai hampiran didefinisikan sebagai nilai keluaran embedded system, sedangkan akurasi dihitung berdasarkan Persamaan 9.
Waktu proses fuzzy dihitung berdasarkan waktu eksekusi setiap instruksi program pada mikrokontroler. Waktu eksekusi dihitung berdasarkan Persamaan 3. Frekuensi osilator yang digunakan sebesar 11.059,200 MHz. Nilai ini didasarkan pada penggunan register pada
protokol komunikasi serial dengan
memanfaakan fasilitas Universal Syncronous
and Asyncronous Receiver Transmitter
(USART) yang sangat handal dan berguna dalam berbagai aplikasi yang berhubungan antarmuka serial dengan komputer atau sesama mikrokontroler AVR. Misalkan, digunakan frekuensi osilator untuk mikrokontroler sebesar 8.000.000 Hz (8 MHz) dan baudrate yang diinginkan adalah 9600, setelah dihitung menggunakan Persamaan 2 diperoleh nilai UBRR sebesar 51,083333333, dibulatkan menjadi 51. Nilai UBRR=51, maka nilai sesungguhnya dari baudrate adalah 9615 (bukan 9600), jika dibagi dengan 9600 diperoleh 1.0016 dan error sebesar 0.16%, dengan besar error tersebut USART masih
EVALUASI ATURAN DEFUZZIFIKASI FUZZIFIKASI Masukan Crisp Masukan Fuzzy Keluaran Fuzzy Fungsi Keanggotan Masukan Basis Aturan Fungsi Keanggotan Keluaran Keluaran Crisp
y = 0.950x - 0.982 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 Ja ra k ( c m ) Data pengukuran (cm)
Grafik hubungan antara Jarak (cm) terhadap Data pengukuran (cm) dapat bekerja tetapi tidak sempurna. Oleh
karena itu, agar USART bekerja dengan baik dan sempurna, maka error harus diperkecil sekaligus dihilangkan. Cara menghilangkan error tersebut digunakan frekuensi osilator sebesar 11059200 Hz (11,059200 MHz). Pada perhitungan yang sama dihasilkan error 0,00%. Beberapa nilai frekuensi osilator beserta error yang dihasilkan dapat dilihat pada Lampiran 8.
Analisis Hasil Percobaan
Pengujian selalu disertai dengan analisis. Analisi meliputi baik tidaknya sensor sebagai masukan, serta faktor-faktor apa saja yang memengaruhinya. Hal ini dilakukan karena dapat memengaruhi keputusan dari logika fuzzy yang telah dibuat. Selain itu, analisis dari rangkaian hardware pada setiap komponen yang rentan terhadap panas yang menyebabkan dapat mengurangi kinerja dari rangkaian komponen pengendali sistem.
Lingkungan Pengembangan Sistem
Spesifikasi perangkat keras dan perangkat
lunak komputer yang digunakan dalam
penelitian ini adalah sebagai berikut:
Perangkat lunak : Microsoft Windows XP
Professional, Matlab 7.7.0 R2008b,
CodeVisionAVR C Compiler Version 1.25.9 Profesional, Notepad ++, AVRDude Gui.
Perangkat keras : Prosesor Intel Core 2 Duo CPU 2.0 GHz, Memori 2 GB DDR3,
hardrive 320 GB, Mikrokontroler
ATMega16, LCD karakter 16x2.
HASIL DAN PEMBAHASAN