SIMULASI SISTEM PENDINGIN RUANGAN OTOMATIS
BERBASIS LOGIKA FUZZY
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh
Ertanto Yohan Khrysdianto
11.11.4976
kepada
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
AMIKOM YOGYAKARTA
YOGYAKARTA
2015
1
SIMULASI SISTEM PENDINGIN RUANGAN OTOMATIS
BERBASIS LOGIKA FUZZY
Ertanto Yohan Khrysdianto
1), Kusnawi
2),
1) Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta 2) Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta
Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283
Email : ertanto.k@students.amikom.ac.id1), khusnawi@amikom.ac.id2)
Fuzzy logic is one of artificial intelligence. Artificial intelligence can be implemented in a tool that can think like humans. Therefore, the artificial intelligence is very important to be developed.
The author takes the initiative to make the task ahkir thesis entitled "Automatic Air Conditioning System Simulation Based on Fuzzy Logic". The purpose of this study is as artificial intelligence application of one of the fuzzy logic control theory. Hopefully with this system can help and can be developed by people in need.
The system uses fuzzy logic Tsukamoto method for decision-making and results eventually using a weighted average values.
Keywords: Fuzzy Logic, Artificial Intellegence, Arduino
1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi dari tahun ke tahun berkembang. Perkembangan teknologi tersebut dibuat supaya semakin meringankan pekerjaan manusia.Selain itu perkembangan teknologi juga membuat manusia dapat melakukan banyak hal dalam satu waktu. Ada banyak pengaruh perkembangan teknologi, salah satunya adalah ikut berkembangnya Artificial Intelligence atau Kecerdasan Buatan.
Menurut buku yang berjudul Artificial Intelligence A Modern Approach, “AI has produced many significant and impressive products even at this early stage in its development. Although no one can predict the future in detail, it is clear thatcomputers with human-level intelligence (or better) would have a huge impact on our everydaylives and on the future course of civilization.” Dari kutipan buku tersebut dapat disimpulkan perkembangan Artificial Intelligence sangatlah pesat. Hal ini diperkuat dengan pencarian google mengenai Artificial Intelligence mencapai 39 juta artikel. Artificial Intelligence sendiri sudah mulai dikembangkan ke berbagai aspek pemrograman supaya suatu komputer dapat berfikir sendiri layaknya manusia. Artificial Intelligence terdiri dari berbagai bidang. Salah satu bidangnya adalah logika fuzzy.
Logika fuzzy merupakan seuatu logika yang memiliki nilai kekaburan, berbeda dengan logika klasik sebelumnya yang hanya mempunyai nilai ya/tidak. Nilai
kekaburan sendiri berarti nilai tidak pasti. Suatu nilai kekaburan dapat memetakan suatu ruang input ke dalam suatu ruang output.Logika ini dapat diterapkan dalam bidang teori control, teori keputusan dan beberapa bagian dalam managemen sains.
Berdasarkan uraian tersebut, saya melakukan penelitian mengenai “Simulasi Sistem Pendingin Ruangan Otomatis Berbasis Logika Fuzzy” yang bertujuan sebagai penerapan logika fuzzy dalam teori control.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan, maka permasalahan yang dapat dirumuskan adalah bagaimana membuat sistem pendingin ruangan dapat menyesuaikan suhu ruangan menggunakan kecerdasan buatan.
1.3 Batasan Masalah
Beberapa batasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.
Dalam penelitian ini digunakan mikrokontroler Arduino.2.
Dalam penelitian ini menggunakan logika fuzzy metode tsukamoto.3.
Terdapat LCD untuk menampilakan suhu dan PWM Motor DC.4.
Untuk mengukur suhu ruangan menggunakan sensor LM35.5.
Perancangan sistem ini menggunakan Arduino IDE.6.
Modul pendingin menggunakan driver motor dan Motor DC.1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini dimaksudkan untuk mendesain dan merancang sistem pendingin ruangan yang mempunyai kemampuan.
1.
Sistem pendingin ruangan dapat secara otomatis menyesuaikan dengan suhu ruangan.2.
Sistem ini bekerja secara otomatis tanpa perlu mengganggu aktifitas kita sehari-hari.3.
Sistem ini dapat menganalisa suhu menggunakan logika fuzzy.2
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian adalah untuk menjawab berbagai masalah yang telah dirumuskan diantaranya :
1. Dapat menenerapkan logika fuzzy pada teori kontrol.
2. Merancang aplikasi yang berguna dan bermanfaat bagi yang membutuhkan dan suatu karya bagi penulis.
3. Memperdalam pengetahuan penulis tentang mikrokontroler serta pengembangannya.
1.6 Metode Penelitian
Adapun metodologi penelitian yang digunakan oleh penulis dalam menyelesaikan skripsi ini adalah sebagai berikut :
a. Studi Literatur
Merupakan metode yang dilakukan dengan memanfaatkan literatur yang tersedia, seperti memanfaatkan fasilitas internet yaitu dengan mengunjungi situs web yang berhubungan dengan masalah yang dihadapi oleh penulis. Serta mengumpulkan referensi buku-buku yang tersedia. b. Metode Kepustakaan
Metode ini dilakukan dengan cara membaca buku, jurnal serta karya ilmiah sebagai bahan pertimbangan dalam penyusunan data penulis. c. Analisis
Metode ini dilakukan dengan menganalisa permasalahan yang dihadapi penulis sehingga dapat menyelesaikannya dengan mudah.
d. Perancangan Sistem
Tahap ini merancang sistem yang akan dibuat berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan. e. Pembuatan Program
Tahap ini melakukan implemetasi dari hasil perancangan sistem yang telah dilakukan.
f. Pengujian Program
Pada tahap ini dilakukan pengujian program apakah sudah berjalan dengan baik atau belum, dan dapat di gunakan sesuai harapan.
2. Landasan Teori
2.1 Definisi Sistem Pendingin
Sistem adalah sebuah tatanan yang terdiri atas sejumlah komponen fungsional (dengan tugas/fungsi khusus) yang saling berhubungan dan secrara
bersama-sama bertujuan untuk memenuhi suatu proses/pekerjaan tertentu.[1]
2.2 Logika Fuzzy
Konsep Logika Fuzzy dicetuskan oleh Lotfi Zadeh, seorang profesor University of California di Berkeley, dan dipresentasikan bukan sebagai metodologi kontrol, namun sebagai suatu cara pemrosesan data yang memperbolehkan anggota himpunan parsial daripada anggota himpunan kosong atau non-anggota. Pendekatan ini pada teori himpunan tidak diapliasikan untuk mengontrol sistem sampai tahun 70-an karena kurangnya kempampuan komputer-mini pada saat itu. Profesor Zadeh beralasan bahwa masyarakat tidak butuh ketepatan, input informasi numeris, dan mereka belum sanggup dengan kontrol adaptif yang tinggi. Jika kembalian dari kontroler dapat diprogram untuk menerima noisy, input yang tidak teliti, mereka akan lebih efektif dan lebih mudah diimplementasikan.[2]
2.3 Hardware
2.3.1 Arduino
Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC dengan menggunakan adaptor DC atau baterai untuk menjalankannya.
2.3.2 Sensor LM35
LM35 adalah sensor temperatur yang paling banyak digunakan untuk praktek. Selain harganya cukup murah, linearitasnya juga cukup bagus. LM35 tidak membutuhkan kalibrasi eksternal dan menyediakan akurasi ± 1/4oC pada temperatur ruangan dan ± 3/4oC pada kisaran -55oC sampai +150oC. LM35 dimaksudkan untuk beroperasi pada -55oC hingga +150oC, sedangkan LM35C pada -40oC hingga +110oC, dan LM35D pada kisaran 0-100oC. LM35D juga tersedia pada paket 8 kaki dan paket TO-220. Sensor LM35 umumnya akan naik sebesar 10mV setiap kenaikan 1oC (300mV pada 30oC).[3]
2.3.3 DC Motor
DC motor atau istilah lain dikenal sebagai dinamo ialah motor yang paling banyak digunakan untuk mobile robot. DC motor tidak berisik, dan dapat memberikan daya yang memadai untuk tugas-tugas berat. Motor DC standar berputar secara bebas, berbeda halnya stepper motor.[4]
3. Analisis dan Perancangan Sistem 3.1 Gambaran Umum
Pada bagian ini akan mambahas tentang analisis dan perancangan simulasi sistem pendingin ruangan otomatis
3
berbasis logika fuzzy. Perancangan simulasi sistem pendingin ruangan otomatis berbasis logika fuzzy ini terbagi atas dua bagian, yaitu perancangan hardware dan perancangan software. Perancanan hardware meliputi perancangan rangkaian elektronika. Sedangkan perancangan software terdiri dari perancangan program dengan bahasa C arduino. Pemodelan sistem menggunakan flowchart.
3.2 Analisis Kebutuhan Alat dan Bahan 3.2.1 Kebutuhan Hardware
Pembuatan alat simulasi sistem pendingin ruangan otomatis berbasis logika fuzzy ini membutuhkan beberapa komponen. Komponen tersebut antara lain dapat dilihat pada tabel.
No Komponen Jumlah Harga (Rp)
1 Arduino Uno 1 250.000,- 2 LCD 16x2 1 50.000,- 3 Driver Motor 1 25.000,- 4 Motor DC 1 50.000,- 5 Sensor LM35 1 15.000,- 6 Papan Acrylic 1 100.000,- Total 490.000,- 3.2.2 Kebutuhan Software
Software yang digunakan dalam pembuatan alat simulasi sistem pendingin ruangan otomatis berbasis logika fuzzy dapat dilihat pada table.
3.3 Perancangan Sistem
Gambar berikut menunjukan prinsip kerja keseluruhan dari rangkaian yang dibuat. Berikut ini penjelasan dari tiap blok :
3.4 Flowchart
3.4.1 Flowchart Sistem
Berikut ini merupakan flowchart sistem :
3.4.2 Flowchart Logika Fuzzy
Berikut ini merupakan flowchart logika fuzzy:
No Software Fungsi 1 Cadsoft Eagle Layout Editor
Digunakan untuk menggambar digram rangkaian elektronika
(wired diagram)
2 Arduino IDE
Digunakan untuk menuliskan program arduino dan mengunggahnya ke arduino Data Diproses Dengan Logika Fuzzy Start Input Nilai Suhu End Menampilkan Suhu Kontrol Motor
4
4. Implementasi dan Pembahasan 4.1 Bagian Perangkat Keras 4.1.1 Blok Input
Berikut ini grafik dari blok input sensor suhu LM35:
0 200 400 25 28 31 34 Tegan gan ( m V) Suhu (oC) Grafik sensor LM35 4.1.2 Blok Proses
Blok proses terdiri dari rangkaian sistem minimum Arduino Uno. Rangkaian sistem minimum Arduino Uno menggunakan IC atmega328 sebagai pemroses atau otak. Atmega328 merupakan IC pemroses dimana seluruh input dan output diolah dalam IC ini. Arduino Uno juga membutuhkan rangkaian catu daya atau adaptor agar dapat bekerja. Rangkaian catu daya atau adaptor ini berfungsi mengubah arus AC menjadi DC, selain itu rangkaian ini juga dapat menurunkan tegangan 12V menjadi 5V agar dapat masuk ke dalam Arduino Uno. Untuk mengubah menjadi 5V rangkaian ini menggunakan IC regulator LM7805. Pengujian rangkaian catu daya ini menggunakan multitester untuk mengukur tegangan yang keluar dari IC regulator LM7805. Untuk mengukur tegangan pada catu daya, multitester dihubungkan ke pin Vout IC regulator LM7805 dan dihubungkan ke GND (ground).
4.1.3 Blok Output
Gambar berikut ini merupakan pengujian rangkaian LCD:
4.2 Bagian Perangkat Lunak
Bagian perangkat lunak adalah pembuatan dari program yang akan di upload pada Arduino Uno. Program utama yang digunakan dalam pembuatan sistem simulasi pendingin ruangan berbasis logika fuzzy adalah Arduino IDE. Sebelum program dibuat maka didefinisikan terlebih dahulu apa yang dibutuhkan. Kebutuhan tersebut adalah sebagai berikut :
1. Port untuk input/output 2. Konfigurasi program utama 3. Konfigurasi sub program 4. Penggunaan interupsi 5. Konfigurasi LCD
4.3 Pengujian Alat
Berikut ini adalah gambar alat Simulasi Sistem Pendingin Ruangan Berbasis Logika Fuzzy:
5
1. Suhu terbaca sensor adalah 28,50oC
2. Suhu terbaca sensor adalah 39,25oC
5. Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penjelasan pada bab sebelumnya hingga akhir dari pembuatan alat simulasi sistem pendingin ruangan otomatis berbasis logika fuzzy maka dapat disimpulkan :
1. Logika fuzzy dapat diterapkan untuk otomatisasi pendingin ruangan., sehingga dapat menstabilkan suhu ruangan sesuai variabel yang telah ditetapkan. 2. Sesuai dengan hasil pengujian simulasi
penggunaan metode Tsukamoto pada logika fuzzy untuk sistem kendali suhu ruangan lebih akurat dari pada penggunaan sistem kendali konvensional. 3. Penerapan kecerdasan buatan pada suatu alat
sangatlah penting karena kecerdasan buatan dapat membantu memberikan diagnosis, prediksi, rekomendasi, simulasi, dan lain sebagainya.
5.2 Saran
Demikian beberapa saran yang dapat dipergunakan sebagai pertimbangan untuk pengembangan alat pada penelitian selanjutnya.
1. Untuk pengembangan lebih lanjut dibutuhkan perbandingan dengan logika kecerdasan buatan lainnya seperti jaringan saraf tiruan.
2. Untuk memperoleh respon sistem yang lebih baik maka perlu dicoba dengan mengubah dan mengatur basis aturan serta fungsi keanggotaan pada pengendali logika fuzzy.
3. Penggunaan sensor belum memenuhi untuk pengukuran suhu ruangan yang cukup besar maka dibutuh sensor yang memiliki jangkauan lebih besar.
Demikian beberapa saran yang dapat dipergunakan sebagai pertimbangan untuk pengembangan alat pada penelitian selanjutnya.
Daftar Pustaka
[1] Gunawan, R., (1988) Pengantar Teori Teknik Pendinginan (Refrijerasi). Jakarta: Penerbit P2LPTK.
[2] Kusumadewi, S., Artificial Intelligence Teknik dan Aplikasinya, Yogyakarta: Penerbit Graha Ilmu. [3] Budiharto, W., (2004) Belajar Sendiri Membuat
Robot Cerdas, Jakarta: Penerbit Elex Media Komputindo.
[4] Budiharto, W., (2006) Belajar Sendiri Membuat Robot Cerdas (edisi revisi), Jakarta: Penerbit Elex Media Komputindo.
Biodata Penulis
Ertanto Yohan Khrysdianto, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2015.
Kusnawi, S.Kom, M.Eng, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2003. Memperoleh gelar Master of Engineering (M.Eng) Program Pasca Sarjana Magister Teknologi Informasi Fakultas Teknik Elektro Universitas Gajah Mada Yogyakarta, lulus tahun 2009. Saat ini menjadi Dosen di STMIK AMIKOM Yogyakarta.
