PERANCANGAN PENGENDALIAN PENDINGIN UDARA (AC) SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN FUZZY LOGIC CONTROLLER
Oleh
Benedictus Edwin Nugraha NIM: 612014069
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang selalu menyertai dan membimbing penulis selama menempuh pendidikan hingga di penghujung perkuliahan saat ini penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan tugas akhir sebagai syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Tanpa mengurangi rasa hormat, pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini :
1. Tuhan Yesus Kristus, sumber segala ilham selama penyelesaian skripsi ini, sumber pengetahuan utama, sumber kekuatan dan sumber sukacita, hanya kepada-Nya segala puji, syukur, dan doa dipanjatkan.
2. Ayah dan Ibu penulis yang selalu memberikan dukungan doa, nasihat, perhatian dan kasih sayang yang luar biasa setiap harinya.
3. Octavianus Putera, Filipus Arie , dan Agata Trevelin selaku kakak kandung dan kakak ipar penulis yang selalu mendoakan dan memberikan dukungan secara moral maupun materil.
4. Paskalia Suratiningsih selaku partner hidup yang selalu menemani, mendoakan dan memberikan dukungan secara moral maupu materil
5. Keluarga besarku FTEK 2014 selaku sahabat baik yang selalu saling menolong selama bersama-sama berproses dan ditempa di FTEK UKSW.
6. Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng. selaku pembimbing I penulis yang sudah memberikan waktunya untuk memberi bimbingan dan arahan yang luar biasa kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini.
7. Bapak F.Dalu Setiaji, M.T. selaku pembimbing II, yang tidak kalah luar biasanya bimbingan serta arahan yang diberikan yang berdampak bagi penyelesaian skripsi penulis.
8. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang memfasilitasi penulis selama belajar di FTEK UKSW.
9. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan di bidang teknik elektronika.
Salatiga, Juli 2019
INTISARI
Aktivitas kehidupan di area kampus seperti kelas belajar mengajar tidak lepas dari keberadaan alat pendingin ruangan (AC). Terkadang pengaturan setpoint suhu AC oleh user tidak memperhatikan hal tersebut. Dalam hal ini diperlukan pengaturan otomatis setpoint suhu AC agar user tidak lagi bingung dalam menetapkan setpoint suhu AC. Penetapan setpoint suhu AC memperhitungkan suhu di luar ruangan dengan jumlah orang di dalam ruangan yang diproses menggunakan perhitungan logika fuzzy tipe Tsukamoto. Alat ini menggunakan sensor suhu DHT22 untuk mendeteksi suhu luar ruangan, sensor ultrasonik HC-SR04 untuk mendeteksi jumlah orang yang masuk dan keluar ruangan secara otomatis, dan Push Button untuk menginput jumlah orang secara manual. Dari 2 input suhu luar dan jumlah orang akan diproses oleh Fuzzy Logic Controller (FLC) yang menghasilkan nilai output setpoint suhu AC. Nilai output setpoint suhu AC akan menjadi gelombang kode sinyal infra merah yang akan dikirim oleh IR Transmitter kepada AC.
Dari pengujian yang telah dilakukan, logika fuzzy tipe Tsukamoto efektif diterapkan dalam pengambilan keputusan, sistem Fuzzy Logic Controller (FLC) dapat menghasilkan setpoint suhu AC secara otomatis dan menghasilkan suhu optimal, dan sensor ultrasonik HC-SR04 dapat mendeteksi jumlah orang yang masuk dan keluar secara otomatis.
Kata Kunci: Fuzzy Tsukamoto, Fuzzy Logic Controller, Air Conditioner.
Mengetahui, Mengesahkan, Penyusun,
Hartanto K. Wardana, M.T. Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng. B. Edwin Nugraha
ABSTRACT
Life activities in campus areas such as teaching and learning classes need air conditioner (AC). Sometimes setting the AC temperature setpoint by the user does not pay attention to this. In this case the automatic AC temperature setting is needed so that the user is no longer confused in setting the AC temperature. Determination of AC temperature setpoint calculates the outdoor temperature with the number of people in the room that regulates using fuzzy Tsukamoto calculations.
This tool uses a DHT22 temperature sensor to read outdoor temperatures, ultrasonic sensors HC-SR04 to read the number of people entering and leaving the room automatically, and Push Button to input the number of people manually. From the 2 input outdoor temperature and number of people to be processed by Fuzzy Logic Controller (FLC) which produces the setpoint output value of the AC temperature. The setpoint temperature of the AC temperature will be the code wave of the infrared signal that will be sent by the IR Transmitter to the AC.
From the tests that have been carried out, fuzzy Tsukamoto logic is effectively applied in decision making, Fuzzy Logic Controller (FLC) systems can produce automatic AC temperature setpoints and produce optimal temperatures, and HC-SR04 ultrasonic sensors can be used by the number of people entering and sending automatically.
DAFTAR ISI
INTISARI ...i
ABSTRACT... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI... v
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL...ix
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Tujuan ... 1
1.2. Latar Belakang Masalah ... 1
1.3. Spesifikasi Alat ... 2
1.4. Sistematika Penulisan ... 2
BAB II DASAR TEORI ... 4
2.1. Logika Fuzzy ... 4
2.2. Fuzzy Logic Controller (FLC) ... 5
2.3. Metode Tsukamoto ... 5 2.4. Arduino Mega 2560 ... 6 2.5. DHT22 ... 7 2.6. LCD 16x2 ... 7 2.7. Push Button ... 8 2.8. HC-SR04 ... 8
2.9. Infra Red (IR) Transmitter. ... 9
2.10. Prinsip Kerja Remote Infra Merah ... 9
3.1. Gambaran Sistem ... 12
3.2. Desain FLC ... 13
3.3. Desain Rule-Base FLC ... 16
3.4. Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras ... 18
3.5. Perancangan Elektronika ... 21
3.5.1. Panel Sistem FLC ... 22
3.5.2. Sensor Suhu DHT22 ... 23
3.5.3. Sensor Ultrasonik HC-SR04 ... 23
3.5.4. IR Transmitter... 24
3.5. Perancangan Perangkat Lunak ... 25
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 26
4.1. Pengujian Sensor Pendeteksi Jumlah Orang ... 26
4.2. Pengujian Sistem FLC di Pagi Hari ... 27
4.3. Pengujian Sistem FLC di Siang Hari ... 28
4.4. Pengujian Sistem FLC ketika Kegiatan di Kelas Sedang Berlangsung ... 30
4.5. Pengujian Sistem FLC secara Matematis ... 32
4.5.1. Perhitungan FLC Tabel 4.1 ... 32
4.5.2. Perhitungan FLC Tabel 4.2 ... 35
4.5.3. Perhitungan FLC Tabel 4.3 ... 38
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 41
5.1. Kesimpulan ... 41
5.2. Saran Pengembangan ... 42
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Himpunan Fuzzy Segitiga ... 4
Gambar 2.2. Diagram FLC ... 5
Gambar 2.3. Arduino Mega 2560 ... 6
Gambar 2.4. Modul Sensor DHT22 ... 7
Gambar 2.5. LCD 16x2... 7
Gambar 2.6. Push Button ... 8
Gambar 2.7. HC-SR04 ... 8
Gambar 2.8. LED Infra Red (IR) Transmitter ... 9
Gambar 2.9. Pulse and Space ... 10
Gambar 2.10. Pulse Widht Coded Signals ... 10
Gambar 2.11. Gambar 2.10. Pulse Widht Coded Signals ... 10
Gambar 2.12. Space Widht Coded Signal ... 11
Gambar 3.1. Diagram Blok Perangkat Keras ... 12
Gambar 3.2. Fungsi Keanggotaan Suhu Luar Ruangan ... 13
Gambar 3.3. Grafik Rata-Rata Suhu Kota Salatiga ... 14
Gambar 3.4. Fungsi Keanggotaan Jumlah Orang ... 14
Gambar 3.5. Fungsi Keanggotaan Setpoint Suhu AC ... 15
Gambar 3.6. Gambaran Pemasangan Alat di Dalam Kelas ... 18
Gambar 3.7. Gambaran Pemasangan Alat di Luar Kelas ... 18
Gambar 3.8 Gambaran Kotak Sistem FLC ... 19
Gambar 3.9.Realisasi Pemasangan Alat di Dalam Ruangan ... 19
Gambar 3.10. Realisasi Pemasangan IR Transmitter Pada AC ... 19
Gambar 3.11. Realisasi Pemasangan Sensor Ultrasonic HC-SR04 Pada Pintu...20
Gambar 3.12. Realisasi Pemasangan Sensor Suhu DHT22 di Luar Ruangan ... 20
Gambar 3.13. Realisasi Pemasangan Kotak Sistem FLC ... 20
Gambar 3.14. Panel Sistem FLC ... 21
Gambar 3.15. Rangkaian LCD dan Potensiometer ... 22
Gambar 3.16. Rangkaian Push Button ... 23
Gambar 3.17. Rangkaian Sensor Suhu DHT22 ... 23
Gambar 3.19. Rangkaian IR Transmitter... 24
Gambar 3.20. Diagram Alir Sistem ... 25
Gambar 4.1. Pemasangan Sensor Ultrasonik HC-SR04 ... 26
Gambar 4.2. Hasil Pengujian Pendeteksi Jumlah Orang ... 26
Gambar 4.3. Grafik Hasil Data Pengujian Alat di Pagi Hari ... 28
Gambar 4.4. Grafik Hasil Data Pengujian Alat di Siang Hari ... 29
Gambar 4.5. Kegiatan di Kelas Sedang Berlangsung ... 30
Gambar 4.6. Grafik Hasil Data Pengujian Alat di Kelas Secara Langsung... 31
Gambar 4.7. Fungsi Keanggotaan Suhu Luar Ruangan Data Tabel 4.1 ... 32
Gambar 4.8. Fungsi Keanggotaan Jumlah Orang Data Tabel 4.1 ... 33
Gambar 4.9. Fungsi Keanggotaan Suhu Luar Ruangan Data Tabel 4.2 ... 35
Gambar 4.10. Fungsi Keanggotaan Jumlah Orang Data Tabel 4.2 ... 36
Gambar 4.11. Fungsi Keanggotaan Suhu Luar Ruangan Data Tabel 4.3 ... 38
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Rule-Base FLC... 16 Tabel 3.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler Arduino Mega 2560 yang Digunakan. ... 21 Tabel 4.1. Hasil Data Pengujian Alat di Pagi Hari ... 27 Tabel 4.2. Hasil Data Pengujian Alat di Siang Hari ... 28 Tabel 4.3. Hasil Data Pengujian Alat di Kelas Secara Langsung ... 30
