PENERAPAN LOGIKA FUZZY PADA ROBOT WALL FOLLOWER DENGAN KEMAMPUAN MENCAPAI TARGET
LAPORAN AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi
Politeknik Negeri Sriwijaya
OLEH :
Dinda Ayu Paramitha 061330330987
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
ii
PENERAPAN LOGIKA FUZZY PADA ROBOT WALL FOLLOWER DENGAN KEMAMPUAN MENCAPAI TARGET
OLEH :
Dinda Ayu Paramitha 061330330987
Palembang, Agustus 2016 Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
Ade Silvia Handayani, S.T., M.T Suzanzefi, S.T., M.Kom
NIP. 197609302000032002 NIP. 197709252005012001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Ketua Program Studi
Yudi Wijanarko, S.T., M.T Ciksadan, ST., M.Kom
iii Motto
"Berangkat dengan penuh keyakinan, Berjalan dengan penuh keikhlasan, Istiqomah dalam menghadapi cobaan, jadilah seperti karang di lautan yang kuat dihantam
ombak dan kerjakanlah hal yang bermanfaat untuk diri sendiri dan orang lain, Karena hidup hanyalah sekali. Ingat hanya pada Allah apapun dan di manapun kita
berada kepada Dia-lah tempat meminta dan memohon." Kuperesembahkan kepada : Allah SWT
Nabi Muhammad SAW
Kedua Orang Tuaku Tercinta Ismail Somad
dan Susila Dewi
Saudara Kandungku Tiara Ayu Arinda dan Muhammad Aditya P.P
Kedua Dosen Pembimbingku Ibu Ade Silvia Handayani, S.T., M.T & Ibu Suzanzefi, S.T., M.Kom
Sahabatku Tercinta (Ariska, Intan, Marsha,
Putri, Ayu, dan Riska)
Rekan TA ku Lita Aprilia
iv ABSTRAK
PENERAPAN LOGIKA FUZZY PADA ROBOT WALL FOLLOWER DENGAN KEMAMPUAN MENCAPAI TARGET
(2016 : xiv + 101 Halaman + 49 Gambar + 14 Tabel + 7 Lampiran)
DINDA AYU PARAMITHA 0613 3033 0987
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
Dalam bidang robotika, Artificial Intelligence merupakan suatu algoritma cerdas yang diprogramkan ke dalam kontroler robot. Salah satu kecerdasan buatan yaitu logika fuzzy dimana diperlukan untuk membantu manusia dalam menjalankan suatu fungsi tertentu. pada makalah ini disajikan implementasi kendali logika fuzzy pada robot wall follower dalam sistem navigasinya untuk menuju target tertentu dengan menghindari rintangan. Sebagai input dari sistem fuzzy adalah jarak robot wall follower ke dinding dalam 5 arah dan posisi robot wall follower terhadap target dalam bentuk jarak terhadap target. Output sistem fuzzy adalah kecepatan roda kanan dan kiri robot wall follower. Dalam sistem ini digunakan sensor ultrasonik untuk mengetahui jarak dinding dan target. Jarak yang ditangkap oleh sensor akan diproses oleh arduino sehingga didapatkan posisi robot.
v ABSTRACT
APPLICATION OF FUZZY LOGIC ON WALL FOLLOWER ROBOT WITH ABILITY TO ACHIEVE TARGET
(2016 : xiv + 101 Pages + 58 Images + 19 Table + 7 Attachment)
DINDA AYU PARAMITHA 0613 3033 0987
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
In robotics, Artificial Intelligence is an intelligent algorithm that is programmed into the robot controller. One of the artificial intelligence that fuzzy logic where necessary to assist humans in performing a specific function. This paper presented a fuzzy logic control implementation on a wall follower robot in the navigation system to reach certain targets by avoiding obstacles. As the input of the fuzzy system is the distance follower robot wall to wall in the fifth direction and position follower robot wall against targets in the form of the distance to the target. Output fuzzy systems are the right and left wheel speed follower robot wall. In these systems use ultrasonic sensors to determine the distance of the wall and the target. Distance captured by the sensor is processed by the arduino to obtain the position of the robot .
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis kita panjatkan atas kehadirat Allah SWT, yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan
Akhir yang berjudul " PENERAPAN LOGIKA FUZZY PADA ROBOT WALL
FOLLOWER DENGAN KEMAMPUAN MENCAPAI TARGET ". Laporan akhir ini dibuat untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III di Jurusan
Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada Ibu :
Ade Silvia Handayani, S.T., M.T &
Suzanzefi, S.T., M. Kom
Yang telah memberikan banyak bimbingan dan masukan yang membantu
penulis dalam menyelesaikan laporan kerja praktek ini. Penulis juga mengucapkan
terimakasih atas bantuan yang telah diberikan sehingga dapat melaksanakan Laporan
Akhir sesuai dengan ketentuan yang ditetapkan Politeknik Negeri Sriwijaya, serta
terselesaikannya Laporan Akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih juga kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan nikmat dan karunia-Nya serta nikmat Kesehatan.
2. Bapak Dr. Dipl. Ing. Ahmad Taqwa, M.T selaku Direktur Politeknik Negeri
Sriwijaya Palembang.
3. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik
Negeri Sriwijaya Palembang.
4. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
5. Bapak Ciksadan, S.T., M.Kom. selaku Ketua Program Studi Teknik
Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya.
6. Para Dosen di Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya.
vii
8. Sahabat tercinta Ariska Oktarisa, Dwi Intan Safitri, Marsha Guslita, Nurlistia Putri,
Rhafzayu Rahma, dan Riska Tri Wardani.
9. Saudari Lita Aprilia sebagai rekan tugas akhir yang senantiasa selalu berbagi ilmu
dan pikiran dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
10. Saudara Johan Wijaya K. yang senantiasa membantu dan membagi ilmunya kepada
kami.
11. Teman seperjuangan 6 TD
Dalam penulisan laporan akhir ini penulis juga menyadari, bahwa laporan ini masih
jauh dari kesempurnaan, maka dari itu sangat diharapkan saran serta kritik dari pembaca
agar lebih baik lagi untuk kedepannya.
Palembang, Mei 2016
viii DAFTAR ISI
Halaman Judul ...i
Halaman Pengesahan ...ii
Motto ...iii
Abstrak ...iv
Kata Pengantar ...vi
Daftar Isi ...viii
Daftar Tabel ...xi
Daftar Gambar ...xii
Daftar Lampiran ...xiv
BAB I PENDAHULUAN ...1
1.1 Latar Belakang ...1
1.2 Perumusan Masalah ...2
1.3 Pembatasan Masalah ...3
1.4 Tujuan dan Manfaat ...2
1.4.1 Tujuan ...2
1.4.2 Manfaat ...2
1.5 Metodeologi Perancangan Sistem ...3
1.6 Sistematika Penulisan ...3
BAB II TINJAUAN UMUM ...5
2.1 Artificial Intelligence ...5
2.2 Logika Fuzzy ...7
2.2.1 Himpunan dan Fungsi Keanggotaan Logika Fuzzy ...8
2.2.2 Cara Kerja Kontrol Logika Fuzzy ...13
2.2.2.1 Fuzzyfikasi ...14
2.2.2.2 Evaluasi Rule ...14
ix
2.2.2.4 Defuzzyfikasi ...17
2.2.3 Operasi Himpunan Fuzzy ...23
2.3 Robot Wall Follower (Bergerak) ...23
2.4 Penyusunan Robot Wall Follower ...24
2.4.1 Liquid Cristal Display (LCD) ...24
2.4.2 Arduino Mega ...27
2.4.2.1 Sumber Daya Arduino Mega 2560 ...30
2.4.2.2 Input dan Output Arduino Mega 2560 ...31
2.4.2.3 Pemograman Arduino Mega 2560 ...33
2.4.3 Sensor Ultrasonik HC-SR04 ...34
2.4.4 L298N Dual H-Bridge Motor Controller Module ...36
2.4.5 PWM (Pulse Width Modulation) ...38
2.4.6 DC-DC Step Down Module ...39
2.4.7 Motor DC ...40
BAB III RANCANG BANGUN ALAT ...41
3.1 Perancangan Alat. ...41
3.2 Perancangan Logika Fuzzy ...41
3.2.1. Fuzzyfikasi ...42
3.2.2. Evaluasi Rule ...46
3.2.3. Defuzzyfikasi ...50
3.3 Perancangan Hardware ...54
3.3.1. Cara Kerja Rangkaian ...56
3.3.2. Perancangan Mekanik ...57
3.3.2.1 Bagian Depan ...57
3.3.2.2 Bagian Kiri ...58
3.3.2.3 Bagian Kanan ...59
3.3.2.4 Bagian Belakang ...59
x
3.3.4 Perancangan Arena ...62
3.4 Perancangan Software ...65
BAB IV PEMBAHASAN ...68
4.1 Pengukuran Alat ...68
4.2 Tujuan Pengukuran ...68
4.3 Alat-Alat yang Digunakan ...68
4.4 Langkah-Langkah Pengukuran ...69
4.5 Hasil Data Pengukuran ...69
4.5.1 Data Hasil Pengukuran pada Arena Robot Kondisi I ...70
4.5.2 Data Hasil Pengukuran Pada Arena Robot Kondisi II ...76
4.5.3 Data Hasil Pengukuran Pada Arena Robot Kondisi III ...83
4.5.4 Data Hasil Pengukuran Sensor HC-SR04 ...90
4.5.5 Data Hasil Pengukuran Sensor Flame ...92
4.6. Data Hasil Perhitungan ...93
4.6.1 Data Hasil Perhitungan untuk Arena Robot Kondisi I ...94
4.6.2 Data Hasil Perhitungan untuk Arena Robot Kondisi II ...96
4.6.3 Data Hasil Perhitungan untuk Arena Robot Kondisi III ...98
4.7. Analisa ...100
BAB V PENUTUP ...101
5.1. Kesimpulan ...101
5.2. Saran ...101
DAFTAR PUSTAKA
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Operasi Himpunan Fuzzy...23
Tabel 2.2 Spesifikasi Sederhana Arduino ...30
Tabel 2.3 Pin dan Kegunaan Sensor Flame ...34
Tabel 2.4 Pin dan Fungsi Motor Driver L298N Module ...38
Tabel 3.1 Domain dan Label untuk Input Sensor Kiri dan Serong Kiri ...44
Tabel 3.2 Keluaran Fuzzy untuk Setiap Fungsi Keanggotaan ...52
Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran pada Arena Robot Kondisi I ...71
Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran pada Arena Robot Kondisi II ...77
Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran pada Arena Robot Kondisi III ...84
Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran Sensor HC-SR04 ...90
Tabel 4.5 Data Hasil Pengukuran Sensor Flame ...92
Tabel 4.6 Data Hasil Perhitungan untuk Arena Robot Kondisi I ...94
Tabel 4.7 Data Hasil Perhitungan untuk Arena Robot Kondisi II ...96
xii DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Blok Diagram Sistem Fuzzy ...3
Gambar 2.1 Konsep Dasar Logika Fuzzy ...7
Gambar 2.2 Himpunan Fungsi Keanggotaan ...10
Gambar 2.3 Himpunan Keanggotaan Trapesium ...11
Gambar 2.4 Himpunan Keanggotaan Sigma ...11
Gambar 2.5 Himpunan Keanggotaan Gaussian ...12
Gambar 2.6 Blok Diagram Fuzzy Logic Control ...13
Gambar 2.7 Fungsi Keanggotaan Variabel Jarak ...19
Gambar 2.8 Fungsi Keanggotaan Variabel Jarak Terhadap Tikungan ...20
Gambar 2.9 Fungsi Keanggotaan Variabel ...20
Gambar 2.10 LCD I2C ...26
Gambar 2.11 Arduino Mega2560 ...28
Gambar 2.12 Pemetaan Pin ATmega 2560 ...29
Gambar 2.13 Sensor Flame ...34
Gambar 2.14 Sensor Ultrasonik HC-SR04 ...35
Gambar 2.15 Konfigurasi H-Bridge MOSFET ...36
Gambar 2.16 Motor Driver L298N Module ...37
Gambar 2.17 Gelombang Kotak yang Memiliki ymin, ymax dan D ...39
Gambar 2.18 12 A Adjustable DC-DC Step Down Module ...40
Gambar 2.19 Motor DC ...40
Gambar 3.1 Tahapan Proses Sistem Fuzzy ...41
Gambar 3.2 Fuzzyfikasi ...42
Gambar 3.3 Fungsi Keanggotaan Jarak Sensor kiri dan Serong Kiri untuk mengikuti dinding kiri ...43
Gambar 3.4 Fungsi Keanggotaan Jarak Sensor kiri dan Serong Kiri untuk mengikuti dinding kiri ...43
Gambar 3.5 Blok Diagram Fuzzyfikasi ...45
xiii
Derajat Keanggotaannya ...45
Gambar 3.7 Blok Diagram Fuzzyfikasi ...46
Gambar 3.8 Pemetaan Masukan Crisp kedalam Fungsi Keanggotaan dan Derajat Keanggotaannya ...46
Gambar 3.9 Defuzzyfikasi ...50
Gambar 3.10 Fungsi Keanggotaan Keluaran Motor Kanan dan Motor Kiri...51
Gambar 3.11 Nilai Crisp Keluaran Fuzzy ...52
Gambar 3.12 Blok Diagram Robot Wall Follower ...54
Gambar 3.13 Flowchart Alur Robot ...56
Gambar 3.14 Bagian Depan Robot ...57
Gambar 3.15 Bagian Kiri Robot ...58
Gambar 3.16 Bagian Kanan Robot ...59
Gambar 3.17 Bagian Belakang Robot ...59
Gambar 3.18 Skematik Diagram ...61
Gambar 3.19 Arena Robot Kondisi I ...62
Gambar 3.20 Arena Robot Kondisi II ...63
Gambar 3.21 Arena Robot Kondisi II ...64
Gambar 3.22 Jendela Licence Agreement ...65
Gambar 3.23 Jendela Pemilihan Lokasi Instalasi ...66
Gambar 3.24 Jendela Pilihan Instalasi ...66
Gambar 3.25 Proses Instalasi Sedang Berjalan ...67
Gambar 3.26 Tampilan Awal Pemograman Arduino ...67
Gambar 4.1 Titik-Titik Pengukuran pada Arena Robot Kondisi I ...70
Gambar 4.2 Titik-Titik Pengukuran pada Arena Robot Kondisi II ...76
xiv
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Program
Lampiran 2 Rekomendasi Ujian LA Lampiran 3 Kesepakatan Bimbingan LA Lampiran 4 Lembar Bimbingan LA
Lampiran 5 Surat Permohonan Peminjaman Alat Lampiran 6 Revisi Ujian Laporan Akhir
