Perancangan dan Implementasi Kendali Fuzzy Logic dengan
Metode Sugeno pada Produk Monitoring and Smart Controlling
Fill Water System (MIRACLE)
Tandri Mahardika Hendriana
1, Ahmad Falah
2, Erlangga Marktin Prawira
3,
Denny Hidayat Tri Nugroho
4, Dean Corio
5Program Studi Teknik Elektro, Jurusan Teknik Elektro, Informatika dan Sistem Fisis
Institut Teknologi Sumatera
e-mail: tandri.13116118@student.itera.ac.id1, ahmad.13116050@student.itera.ac.id2 erlangga.13116087@student.itera.ac.id3, denny.nugroho@el.itera.ac.id 4, dean.corio@el.itera.ac.id5
Abstrak– Pada makalah ini penulis akan menjabarkan mengenai penelitian terhadap perancangan dan impelementasi kendali fuzzy logic dengan metode Sugeno pada produk MIRACLE. Fungsi utama dari produk inii adalah untuk menjaga ketersediaan air di masjid setiap waktu sehingga permasalahan seringnya kekurangan air pada waktu-waktu tertentu dapat diatasi. Sistem pada produk MIRACLE diharapkan dapat melakukan
sensing beberapa data guna fungsi pemantauan yang menjadi salah satu fitur unggulan MIRACLE. Selain itu
sistem operasi pompa akan dikendalikan secara otomatis oleh sistem kendali fuzzy logic sehingga sistem dapat menentukan kapan harus memberikan suplai air ke tangki berdasarkan kalkulasi dengan masukan hasil sensing
yang dilakukan oleh sensor-sensor yang digunakan. Metode penelitian yang digunakan adalah perumusan masalah, studi literatur, menentukan spesifikasi produk, melakukan perancangan, implementasi produk, dan pengujian kinerja produk sesuai spesifikasi yang telah ditentukan. Pada penelitian ini produk yang dibuat berhasil melakukan sensing data, selain itu sistem kendali fuzzy logic yang diimpelementasikan pada sistem sudah berhasil menentukan kebutuhan suplai air terkait masukan yang diterima.
Kata Kunci– Akuisisi Data, Fuzzy logic, Metode Sugeno, MIRACLE, Sensor
I. PENDAHULUAN
ertumbuhan populasi penduduk beragama Islam di Indonesia cukup signifikan. Melalui survey yang dilakukan oleh Globalreligiusfuture populasi penduduk Islam di Indonesia pada tahun 2010 berjumlah 209,12 juta jiwa, sedangkan pada tahun 2020 ini melalui survey terakhirnya pada tahun 2010 penduduk muslim Indonesia sudah mencapai 209,12 juta jiwa atau sekitar 87.2% dan akan diperkirakan meningkat pada tahun 2020 sebesar 229,62 juta jiwa atau 87% dari total penduduk Indonesia [1] yang berjumlah 268,58 juta jiwa berdasarkan data Dirjen Disdukcapil pada semester 1 tahun 2020 [2]. Seiring dengan pertumbuhan penduduk beragama Islam di Indonesia tentu akan berbanding lurus dengan pertumbuhan jumlah masjid di Indonesia. Selaku ketua Dewan Masjid Indonesia (DMI), H. Jusuf Kalla menyampaikan data hasil survey DMI bahwa pada tahun 2020 ini jumlah masjid di Indonesia sudah mencapai 800.000 hingga 900.000 atau yang terbanyak di dunia [3].
Namun dari data masjid diatas masih terdapat kekurangan dalam hal penyediaan air bersih di masjid. Penulis melakukan survey pada beberapa masjid dimana ketersediaan air bersih di tangki tidak sesuai dengan kebutuhan jamaah. Hal ini dikarenakan beberapa faktor, seperti sistem pengisian air yang masih menggunakan sistem otomasi pelampung yang konvensional atau bahkan masih dilakukan secara manual.
Pengisian air otomatis dengan metode pelampung masih memiliki kekurangan dimana pompa hanya dapat aktif pada saat air berada pada di set point tertentu.
Sebelum set point tercapai maka pompa tidak akan memulai proses pengisian air. Metode ini tidak efektif dikarenakan jika jamaah yang menggunakan air bersih di masjid meningkat secara tiba-tiba maka pompa yang baru hidup akan terlambat memberikan suplai air menuju tangki dan air bersih akan habis.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka diperlukan sebuah sistem otomasi yang lebih modern dibandingkan sistem otomasi model pelampung dan sebagainya. Solusi yang tepat adalah mengganti sistem tersebut dengan sebuah produk dengan otak utamanya sebuah mikrokontroler. Sistem ini akan dilengkapi beberapa sensor guna melakukan sensing data terkait volume air dan sebagainya untuk kemudian di proses oleh mikrokontroler sebagai acuan menjalankan aksi yang diperlukan pada saat itu.
Fungsi utama dari produk ini dapat direalisasikan jika perancangan dan implementasi dilakukan dengan baik. Maka dari itupada tugas akhir ini penulis akan membuat sebuah sistem sensing data dan kendali fuzzy
logic dengan metode Sugeno pada produk Monitoring
and Smart Controlling Fill Water System (MIRACLE).
Diharapkan setelah produk ini diimplementasikan di masjid yang mengalami permasalahan diatas maka ketersediaan air di masjid dapat dijamin setiap saat, khususnya pada waktu padat jamaah. Pada tahap metode penelitian, penulis akan menguraikan tahapan yang dibutuhkan dalam proses penelitian ini, diharapkan dengan adanya acuan ini maka penelitian ini dapat berjalan baik dan tujuan yang diinginkan pun tercapai. Dibawah ini adalah tahapan penelitian yang akan dilakukan seperti pada Gambar 3.1.
II. METODE A. Metodologi
Pada tahap metode penelitian, penulis akan menguraikan tahapan yang dibutuhkan dalam proses penelitian ini, diharapkan dengan adanya acuan ini maka penelitian ini dapat berjalan baik dan tujuan yang diinginkan pun tercapai. Dibawah ini adalah tahapan penelitian yang akan dilakukan seperti pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Flowchart Metode Penelitian 1. Perumusan Masalah
Tahap pertama penulis harus melakukan pendataan beberapa masalah yang menjadi penyebab utama kurangnya ketersediaan air bersih di masjid untuk dijadikan acuan pada tahapan selanjutnya.
2. Studi Literatur
Pada tahap kedua penulis akan mencari beberapa literatur mengenai teori dan metode yang dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan yang berhubungan dengan ketersediaan air bersih.
3. Penentuan Spesifikasi Produk
Setelah melakukan dua tahap selanjutnya penulis harus menentukan spesifikasi dari produk yang akan dikembangkan berdasarkan permasalahan yang ada. 4. Perancangan Komponen Produk
Selanjutnya dengan mengacu pada spesifikasi yang telah ditetapkan maka penulis dapat melakukan perancangan komponen yang dapat memenuhi spesifikasi yang diharapkan.
5. Implementasi Produk
Pada tahap kelima, penulis akan melakukan implementasi komponen-komponen yang sudah dipilih sebelumnya dengan tetap memerhatikan spesifikasi yang telah ditetapkan.
6. Pengujian Produk
Pada tahap terakhir pengujian akan dilakukan beberapa kali untuk mengetahui apakah sistem dan produk yang dirancang sudah sesuai dengan spesifikasi dan dapat menyelesaikan masa ketersediaan air di masjid.
B. Perancangan Sistem
Produk MIRACLE memerlukan sebuah masukan hasil dari sensor yang berfungsi sebagai data guna fungsi pemantauan atau sebagai pemicu aksi lanjutan yang diperlukan oleh sistem. Dalam proses akuisisi data diperlukan beberapa komponen untuk mendukung kinerja dari produk MIRACLE, diagram blok keseluruhan sistem MIRACLE dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Blok Diagram MIRACLE
Pada Gambar 3.2 perangkat keras yang termasuk dalam akuisisi data adalah water level indicator, water
flow sensor, sensor RTC DS3231, dan mikrokontroler
Arduino Mega 2560. Dibawah ini merupakan flowchart
dari hardware dan sistem fuzzy logic MIRACLE.
Gambar 3.4 Flowchart Fuzzy Logic
Pada Gambar 3.3 proses dari subsistem akuisisi data terfokus pada pengambilan data dengan sensor di lokal dan pengolahan data oleh sistem kendali fuzzy logic
untuk melakukan aksi lanjutan. Sistem kerja fuzzy logic
pada sistem MIRACLE dapat dilihat pada Gambar 3.4. Sistem fuzzy logic pada MIRACLE memiliki dua masukan utama yaitu, waktu sholat dan debit air keluar. Proses pertama yaitu, fuzzyfikasi atau konversi bilangan
real menjadi bilangan fuzzy, kemudian hasil dari proses tersebut akan diberikan rule base yang telah ditetapkan oleh penulis, dan terakhir adalah proses defuzzyfikasi
atau konversi bilangan fuzzy ke bilangan real untuk menentukan aksi lanjutan yang harus dilakukan oleh sistem terkait masukan sebelumnya.
1. Implementasi Water Level Indicator
Sensor level air pada produk ini diimpelementasikan didalam box packaging dimana setiap pin IC dihubungkan dengan media kabel dan diimplementasikan pada tangki bagian dalam sebagai sensornya. Jumlah set point yang digunakan adalah 10 titik, dimana setiap titik mewakili 10% atau 8L air di dalam tangki, namun titik maksimal mengggunakan persentase 95% 76L untuk mencegah air tidak mencapai kapasitas tampung maksimal tangki.
2. Implementasi Water Flow Sensor
Water flow sensor diimplementasikan pada pipa
keluaran dari tangki, hal ini bertujuan agar sensor dapat mengukur debit air yang keluar secara real time maupun mengukur jumlah penggunaan air yang keluar dari tangki dalam satu hari. Sedangkan fungsi pengukuran suplai air yang masuk ke dalam tangki menggunakan persamaan dengan memanfaatkan metode kerja dari
water level indicator.
3. Implementasi RTC DS3231
RTC DS3231 merupakan sebuah komponen yang bertugas untuk melakukan perhitungan dalam orde detik. Pada produk ini RTC dimanfaatkan sebagai penghitung waktu dan jadwal waktu sholat dalam suatu wilayah tertentu. Metode penjadwalan waktu sholat yang digunakan adalah Julian Day atau dengan metode koordinat wilayah tersebut dan selanjutnya sistem akan melakukan perhitungan secara otomatis berdasarkan library yang digunakan. Koordinat yang digunakan adalah wilayah Sukarame, Way Huwi, ITERA dan sekitarnya yaitu, Lintang : -5.3589 dan Bujur : 105.3049.
4. Implementasi Fuzzy Logic
Sistem Fuzzy Logic pada MIRACLE menggunakan dua masukan atau fungsi derajat keanggotaan dan rule base yang dapat dilihat pada gambar dan tabel dibawah ini.
Gambar 3.5 Derajat Keanggotaan Fuzzy Logic Debit Air
Gambar 3.6 Derajat Keanggotaan Fuzzy Logic Waktu Sholat
Tabel 3.4 Rule Base Fuzzy Logic
𝐷𝑒𝑏𝑖𝑡
𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑆ℎ𝑜𝑙𝑎𝑡 Kecil Sedang Besar
Jauh Low Normal Labor
Sedang Low Normal Labor
Dekat Normal Labor Labor
Pada Gambar 3.5 menunjukan derajat keanggotaan untuk debit air dimana terdiri dari tiga nilai debit yaitu, 2.2, 3.5, dan 4.8 L/m, sedangkan pada Gambar 3.6 derajat keanggotaan waktu sholat juga memiliki tiga nilai yaitu, 50, 70, dan 90 sebelum sholat. Kemudian latar belakang dari penentuan rule base pada Tabel 3.4 adalah kondisi khusus padat jamaah terkhusus diluar jam sholat 5 waktu, seperti Hari Raya, maupun kegiatan lainny, sehingga sistem MIRACLE diharapkan dapat menyesuaikan penggunaan air dengan kapan air didalam tangki harus ditambah.
5. Implementasi Hardware
Pada Gambar 3.7 dan Gambar 3.8 adalah implementasi produk MIRACLE dalam bentuk box packaging dengan dimensi 18.5 cm x 23 cm x 6.5 cm.
Gambar 3.7 Box Packaging MIRACLE Tampak Dalam
Gambar 3.8 Box Packaging MIRACLE Tampak Luar III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pengujian Water Level Indicator
Pengujian tahap pertama dari subsistem akuisisi data MIRACLE adalah fungsi pembacaan level air dengan sensor Water Level Indicator. Penulis melakukan 11x pengujian untuk setiap set point yang telah ditetapkan sebelumnya. Pengujian melingkupi perbandingan antara hasil pengukuran level real di tangki dengan pengukuran menggunakan sensor.Hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.1, Gambar 4.2, dan Tabel 4.1.
Gambar 4.1 Pengujian Level Air pada Tangki
Gambar 4.2 Pengujian Level Air dengan Sensor
Tabel 4.1 Data Pengujian Level Air
Pengujian
ke- Tangki (%) Sensor (%)
1 0 0 2 10 10 3 20 20 4 30 30 5 40 40 6 50 50 7 60 60 8 70 70 9 80 80 10 90 90 11 95 95
Berdasarkan data pengujian diatas maka dapat disimpulkan bahwa penggunaan water level indicator
sebagai sensor pengukuran level air cukup baik jika digunakan dalam sebuah pengukuran yang tidak memerlukan ketelitian tinggi, hal ini dikarenakan metode kondktansi yang digunakan hanya dapat mengukur kondisi level air yang berada tepat garis lurus dengan konduktornya. Jika, level air berada diatas maupun dibawah konduktor sedikit saja maka level yang terdeteksi adalah level dibawahnya. Namun pemilihan sensor ini dilatarbelakangi oleh cost product yang bisa meningkat jika menggunakan sensor serupa yang lebih akurat. Penggunaan water level indicator masih bisa ditingkatkan akurasinya jika set point yang digunakan bertambah sehingga sensor dapat mengukur lebih banyak level air dalam tangki.
Pengujian selanjutnya adalah fungsi suplai air yang masuk ke dalam tangki. Persamaan yang digunakan adalah ketika pompa mulai hidup sistem akan melakukan pengukuran level air terakhir pada saat itu. Setelah pompa mati maka sistem akan menghitung selisih posisi level air awal dan akhir, kemudian dikalikan dengan 8L. Tabel 4.2 menunjukan pengujian yang telah dilakukan.
Tabel 4.2 Data Pengujian Fungsi Pengukuran Penggunaan Air Keluar
Pengujian ke- Pengukuran (L) Sensor (L) 1 8 8 2 16 16 3 24 24 4 32 32 5 40 40 6 48 48 7 56 56 8 64 64
9 72 72
10 76 76
Dikarenakan metode yang digunakan adalah water level
indicator maka terdapat permasalahan ketelitian serupa
dimana sensor hanya dapat melakukan pemantauan dalam kondisi setiap 8L suplai air.
B. Pengujian Water Flow Sensor
Pengujian tahap kedua adalah kalibrasi refresh rate pada
water flow sensor. Sensor perlu dikalibrasi agar nilai
pembacaan dari sensor mendekati atau bahkan sesuai dengan metode pengukuran referensi lain, dimana pada penelitian ini penulis melakukan perbandingan pembacaan sensor dengan gelas ukur. Proses kalibrasi dapat diamati pada Tabel 4.3 dan Gambar 4.3.
Tabel 4.3 Data Pengujian Kalibrasi Refresh Rate Water
Flow Sensor Penguj ian ke- Refresh Rate (ms) Pengu kuran (L) Sensor (L) Galat (%) 1 1000 1 1.46 46 2 950 1.35 35 3 900 1.3 30 4 850 1.26 26 5 800 1.20 20 6 750 1.12 12 7 700 1.00 4
Gambar 4.3 Grafik Kalibrasi Refresh Rate
Berdasarkan hasil pengujian diatas maka didapatkan bahwa konstanta yang memiliki galat terkecil untuk diimplementasikan pada water flow sensor adalah 749ms dengan galat sebesar 4%. Selanjutnya setelah konstanta refresh rate yang digunakan sudah sesuai maka tahap selanjutnya adalah melakukan pengujian terhadap fungsi pengukuran total penggunaan air yang keluar dari tangki dan suplai air yang masuk ke dalam tangki. Gambar 4.4 dan Gambar 4.5 merupakan hasil pengujian dari fungsi pengukuran penggunaan air yang kelaur dari tangki.
Gambar 4.4 Pengujian Fungsi Pengukuran Penggunaan Air Keluar dengan Gelas Ukur
Gambar 4.5 Pengujian Fungsi Pengukuran Penggunaan Air Keluar dengan Sensor
Dengan adanya perbandingan hasil pengukuran manual dengan gelas ukur dan sensor maka didapatkan nilai galat antara kedua metode dengan persamaan seperti dibawah ini.
Perhitungan Galat Pengujian Fungsi Penggunaan Air Keluar %𝐺𝑎𝑙𝑎𝑡 = |𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 − 𝑆𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 | 𝑥 100% %𝐺𝑎𝑙𝑎𝑡 = |0.25 − 0.27 0.25 | 𝑥 100% %𝐺𝑎𝑙𝑎𝑡 = 8%
Data pengujian fungsi ini dapat diamati pada Tabel 4.4 dan Gambar 4.6.
Tabel 4.4 Data Pengujian Fungsi Pengukuran Penggunaan Air Keluar
Peng ujian ke- Pengukuran (L) Sensor (L) Selisih (L) Galat (%) 1 0.25 0.27 0.02 8
2 0.5 0.5 0 0 3 0.75 0.76 0.01 1.13 4 1 1.02 0.02 2 5 2 2.03 0.03 1.5 6 3 3.03 0.03 1.5 7 4 4.05 0.05 1.25 8 5 5.06 0.06 1.2 9 6 6.02 0.02 0.3 10 7 7.05 0.05 0.71 11 8 8.03 0.03 0.37 12 9 9.01 0.01 0.2 13 10 10.01 0.01 0.1 14 20 20.5 0.05 0.25 15 30 30.3 0.03 0.1 16 40 40.5 0.05 0.12 17 50 50.3 0.03 0.06 18 60 60.1 0.01 0.01 19 70 70.2 0.02 0.03 20 76 76.5 0.05 0.06 Rata-rata Galat 0.94
Gambar 4.6 Grafik Pengukuran Fungsi Pembacaan Total Penggunaan Air Keluar
Pada tabel dan grafik diatas dapat diamati bahwa terdapat perbedaan pengukuran antara sensor dengan pengukuran real menggunakan gelas ukur. Berdasarkan tabel diatas galat terbesar berada pada pengukuran pertama yaitu, 0.25L. Setelahnya nilai galat menurun, dan hanya naik pada pengukuran kedua dan ketiga. Dengan nilai galat rata-rata maksimal dibawah 10% maka dapat disimpulkan bahwa fungsi pengukuran penggunaan air keluar dari tangki sudah cukup baik. C. Pengujian RTC DS3231
Pengujian ketiga adalah fungsi penjadwalan sholat dan aktivasi pompa sebelum sholat dengan menggunakan komponen RTC tipe DS3231. Namun sebelum dapat digunakan RTC perlu dikalibrasi dan diuji mengenai keakuratan dari proses perhitungan atau counting waktu dalam beberapa hari. Berikut ini adalah proses pengujian yang dilakukan terkait akurasi ketahanan RTC.
Tabel 4.5 Data Pengujian Akurasi Waktu
Pengujian ke- Tanggal Waktu Nyata Sensor 1 3 September 2020 17.46 17.46 2 4 September 2020 15:18 15:18 3 5 September 2020 07:02 07:02 4 6 September 2020 07:28 07:28 5 7 September 2020 07:55 07:55
Gambar 4.7 Pengujian Akurasi Waktu (5 September 2020)
Gambar 4.8 Pengujian Akurasi Waktu (6 September 2020)
Pada Tabel 4.5 dapat diamati bahwa pengujian dilakukan selama 5 hari dimana akurasi waktu pada RTC dalam orde menit dan jam masih sesuai dengan waktu nyata seperti pada Gambar 4.7 dan Gambar 4.8. Setelah RTC sudah sesuai dengan waktu nyata maka pengujian selanjutnya adalah penjadwalan waktu sholat, dimana wilayah yang dilakukan pengujian adalah Sukarame, Way Huwi, ITERA, dan sekitarnya. Pengujian dilakukan selama 7 hari berturut-turut seperti pada Tabel 4.6. Sedangkan Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 menunjukan perbandingan jadwal waktu sholat sistem pada MIRACLE dengan jadwal yang diterbitkan oleh Kementrian Agama RI.
Tabel 4.6 Data Pengujian Jadwal Waktu Sholat
Tanggal Sholat Kemenag RTC
9 Juli 2020 Shubuh 4:46 4:46 Dzuhur 12:04 12:04 Ashar 15:27 15:27 Magrib 17:59 17:59 Isya 19:13 19:13 10 Juli 2020 Shubuh 4:46 4:46 Dzuhur 12:04 12:04 Ashar 15:27 15:27 Magrib 17:59 17:59 Isya 19:13 19:13 11 Juli 2020 Shubuh 4:47 4:47 Dzuhur 12:04 12:04 Ashar 15:27 15:27 Magrib 17:59 17:59 Isya 19:13 19:13 12 Juli 2020 Shubuh 4:47 4:47 Dzuhur 12:04 12:04 Ashar 15:27 15:27 Magrib 17:59 17:59 Isya 19:14 19:14 13 Juli 2020 Shubuh 4:47 4:47 Dzuhur 12:05 12:05 Ashar 15:27 15:27 Magrib 18:00 18:00 Isya 19:14 19:14 14 Juli 2020 Shubuh 4:47 4:47 Dzuhur 12:05 12:05 Ashar 15:27 15:27 Magrib 18:00 18:00 Isya 19:14 19:14 15 Juli 2020 Shubuh 4:47 4:47 Dzuhur 12:05 12:05 Ashar 15:27 15:27 Magrib 18:00 18:00 Isya 19:14 19:14
Gambar 4.9 Pengujian Waktu Sholat (11 Juli 2020)
Gambar 4.10 Pengujian Jadwal Waktu Sholat Kemenag RI (11 Juli 2020)
Berdasarkan data diatas jadwal waktu sholat yang terdapat pada sistem MIRACLE sudah sesuai dengan
jadwal yang dikeluarkan oleh Kementrian Agama RI. Jika, pengujian jadwal waktu sholat sudah berhasil maka pengujian selanjutnya adalah fungsi aktivasi pompa sebelum sholat yang dapat dilihat pada Gambar 4.11, Gambar 4.12 dan Tabel 4.7.
Gambar 4.11 Pengujian Fungsi Aktivasi Pompa Sebelum Sholat pada Box Packaging
Gambar 4.12 Pengujian Fungsi Aktivasi Pompa Sebelum Sholat pada Serial Monitor
Tabel 4.7 Data Pengujian Fungsi Aktivasi Pompa Sebelum Sholat Tanggal Waktu (Menit) Volume (%) Keadaan Pompa 11 Juli 2020 >90 >30% Mati >90 ≤30% <90 >30% <90 ≤30% Hidup
Pada Gambar 4.11 indikator LED pada relay 3 yang terhubung dengan pompa hidup dengan adanya masukan dari waktu sholat dan volume pada Gambar 4.12. Sedangkan Tabel 4.7 merupakan data pengujian fungsi aktivasi pompa sebelum sholat yang jika diamati sudah berjalan sesuai dengan konfigurasi yang diberikan, dimana syarat pompa untuk mulai dihidupkan adalah ketika waktu terkini ≤90 menit dibandingkan waktu sholat terdekat dan volume di tangki berada pada level ≤30%.
D. Pengujian Fuzzy Logic
Pengujian fungsi terakhir pada subsistem akuisisi data adalah kendali fuzzy logic untuk menentukan aksi lanjutan berupa kapan suplai air dibutuhkan oleh sistem terkait masukan yang diterima. Gambar 4.13 dan Gambar 4.14 adalah hasil pengujian yang telah dilakukan terhadap fungsi fuzzy logic.
Gambar 4.13 Pengujian Fuzzy Logic pada Serial Monitor
Gambar 4.14 Pengujian Fuzzy Logic pada Box Packaging
Tabel 4.8 Data Pengujian Fuzzy Logic
Waktu Sholat (Menit) Debit Air (L) Input Fuzzy 1 Input Fuzzy 2 Mode Sistem 80 2.17 0.5 0.86 Low 2.51 0.58 Low 3.27 0.94 Normal 3.41 0.83 Normal 3.61 0.66 Normal 3.9 0.58 Labor 4.29 0.91 Labor 4.42 1 Labor 4.52 1 Labor
Berdasarkan Tabel 4.8 pengujian yang dilakukan pada saat waktu sholat ≤80 menit dengan variasi debit air yang berbeda. Pengujian diatas akan dibandingkan dengan perhitungan metode Sugeno [7] dengan kasus debit air adalah 3.27L/m..
Derajat keanggotaan waktu sholat:
Dekat, karena berada diatas 70, maka: Derajat keanggotaan dekat = 0
Sedang, karena berada di rentang 70-90, maka: Derajat keanggotaan sedang = (90-80) / 2 = 0.5
Jauh, karena berada di rentang 70-90, maka: Derajat keanggotaan jauh = (80-70) / 2 = 0.5
Derajat keanggotaan debit air:
Kecil, karena berada di rentang 2.2-3.5, maka: Derajat keanggotaan kecil = (3.5-3.27) / 1.3 = 0.177
Sedang, karena berada di rentang 2.2-3.5, maka:
Derajat keanggotaan sedang = (3.27-2.2) / 1.3 = 0.823
Besar, karena berada dibawah 3.5, maka: Derajat keanggotaan besar = 0
Dari data diatas, maka pengujian ini memiliki empat
rule, yaitu rule sedang-kecil, sedang-sedang, besar-kecil dan besar-sedang. Berikut ini adalah bobot untuk seluruh rule yang memenuhi pengujiaan saat ini.
Sedang-Kecil = min (0.5, 0.177) = 0.177
Sedang-Sedang = min (0.5, 0.823) = 0.5
Besar-Kecil = min (0.5, 0.177) = 0.177
Besar-Sedang = min (0.5, 0.823) = 0.5 Dari empat data diatas hanya akan diambil 2 kemungkinan yang didasari oleh nilai minimum dan maksimum. Jika terdapat nilai yang sama maka nilai dari rule awal yang digunakan, maka dari itu rule pada pengujian ini adalah sedang-kecil dan sedang-sedang. Dengan ini maka dapat dihitung kapan pompa harus dihidupkan, yaitu:
Pompa = (0.177 * Normal) + (0.5 * Normal) Pompa = (0.177*50) + (0.5 * 50)
Pompa = 33.85
Hasil perhitungan dengan metode Sugeno didapatkan pompa harus mulai dihidupkan pada level 33.85 atau diatasnya. Jika didalam aturan fuzzy logic yang dibuat maka pompa memiliki tiga level yang berbeda untuk memulai aktivasi pompa yaitu, 30%, 50%, atau 70%. Maka dari proses perhitungan yang bernilai 33.85 level yang berada diatasnya adalah 50 atau mode normal. Hal ini menandakan sistem fuzzy logic pada produk MIRACLE sudah sesuai dengan basis aturan yang berlaku.
IV. KESIMPULAN
Berdasarkan proses penelitian yang dilakukan mulai dari perumusan masalah hingga proses pengujian yang telah dilakukan pada produk MIRACLE maka dapat disimpulkan bahwa “Perancangan dan Implementasi Kendali Fuzzy Logic dengan Metode Sugeno pada Produk MIRACLE” sudah sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan.
Sensor level air yang telah dirancang dengan menggunakan IC ULN 2003A sudah mampu melakukan pengukuran level air dengan keakuratan yang baik. Dimana sensor mampu melakukan pengukuran level air
yang berada garis lurus dengan konduktor, namun sensor belum mampu melakukan pengukuran level air jika air berada pada posisi diatas atau dibawah konduktor. Permasalahan ini dapat diatasi jika set point
yang digunakan ditambah.
Kemudian pada sensor debit air yang digunakan juga sudah dapat melakukan pengukuran penggunaan air yang keluar,dari tangki dengan galat maksimal sebesar 8% dan rata-rata galat dibawah toleransi yang ditetapkan pada spesifikasi yaitu, 10%.
Sedangkan pada pengujian RTC yang digunakan pada sistem MIRACLE sudah memiliki akurasi penghitungan waktu yang baik, dimana dalam 5 hari pengujian waktu yang ditunjukan masih akurat dalam orde jam dan menit. Selain itu fungsi penjadwalan waktu sholat dan aktivasi pompa sebelum sholat juga sudah sesuai dengan jadwal yang ditetapkan lembaga terkait dan konfigurasi yang diatur pada kondisi aktivasi pompa sebelum sholat. Selanjutnya pada pengujian fungsi utama MIRACLE yaitu, kendali fuzzy logic aksi keluaran yang ditetapkan oleh sistem sudah dapat menyesuaikan dengan kebutuhan sistem berdasarkan masukan yang diterima dan basis aturan yang berlaku. Fuzzy logic yang diimplementasikan pada sistem juga sudah sesuai dengan teori perhitungan metode Sugeno.
REFERENSI
[1] Global Religius Future, “Indonesia Religion Demographics,” Global Religius Future, 2019. [2] Zudan Arif Fakhrulloh, “Data Kependudukan
Indonesia 2020,” Direktorat Jenderal Kependudukan dan Pencatatan Sipil, 2020. [3] J. Kalla, “Statistik Masjid di Indonesia,” Dewan
Masjid Indonesia, 2020.
[4] H. A. Robhani, A. Rouf, “Perancangan Flowmeter Ultrasonik untuk Mengukur Debit Air pada Pipa,” 2018.
[5] Y. I. Kurniawan, P. A. Windiasani, “Sistem Pendukung Keputusan Kelolosan Beasiswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Menggunakan Metode Fuzzy,” Jurnal Teknik Elektro, vol. 09, no. 1, pp 13-17, 2017.
[6] Robotshop, “Arduino Mega 2560 Datasheet,” Robotshop, pp. 1-7, 2015.
[7] K. H. Suardika, G. K. Gandhiadhi, L. P. I. Harini, “Perbandingan Metode Tsukamoto, Metode Mamdani dan Metode Sugeno untuk Menentukan Produksi Dupa (Studi Kasus : CV. Dewi Bulan),” E-Jurnal Matematika, vol. 07, pp. 180-186, 2018.
