IMPLEMENTASI METODE LOGIKA FUZZY MODEL SUGENO PADA PENGATURAN SUHU RUANG PENYIMPANAN BERBASIS MIKROKONTROLER.

(1)

Miftah Saifulloh, 2013

Implementasi Metode Kuzzy Logic Sugeno Pada Pengaturan Suhu Ruang Penyimpanan Berbasis Mikrokontroler Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

IMPLEMENTASI METODE LOGIKA FUZZY MODEL SUGENO PADA

PENGATURAN SUHU RUANG PENYIMPANAN BERBASIS

MIKROKONTROLER

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh Gelar Sarjana S-1

Program Studi Ilmu Komputer

FPMIPA

Oleh: Miftah Saifulloh

NIM : 0902691

PROGRAM STUDI ILMU KOMPUTER

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

Implementasi Metode Kuzzy Logic Sugeno Pada Pengaturan Suhu Ruang Penyimpanan Berbasis Mikrokontroler

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

IMPLEMENTASI METODE LOGIKA FUZZY MODEL SUGENO

PADA PENGATURAN SUHU RUANG PENYIMPANAN BERBASIS

MIKROKONTROLER

Oleh

Miftah Saifulloh

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat gelar Sarjana

pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia

Agustus 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhnya atau sebagian,

(3)

2

IMPLEMENTASI METODE LOGIKA FUZZY MODEL SUGENO

PADA PENGATURAN SUHU RUANG PENYIMPANAN BERBASIS

MIKROKONTROLER

Oleh

Miftah Saifulloh 0902691

Disetujui dan disahkan oleh pembimbing :

Pembimbing I

Dr. Wawan Setiawan, M.Kom NIP. 196601011991031005

Pembimbing II

Drs. Waslaluddin, MT NIP.196302071991031002

Mengetahui

Ketua Prodi Program Studi Ilmu Komputer FPMIPA UPI

Rasim, MT

(4)

i Miftah Saifulloh, 2013

IMPLEMENTASI METODE LOGIKA FUZZY MODEL SUGENO PADA PENGATURAN SUHU RUANG PENYIMPANAN BERBASIS

MIKROKONTROLER

Oleh Miftah Saifulloh

Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Surat Elektronik : mif_puzzle@yahoo.co.id

ABSTRACT

Temperature controlled storage space is needed in particular for drugs. In

the design and research of the author trying to build software temperature

regulation, control and modeling tool in the box that is used to set the

temperature according to the amount of storage space the desired temperature, as

well as to monitor changes in the temperature inside the box, in order to facilitate

the work of automation and computerized. In this study the method applying

Sugeno fuzzy logic models, as the development of increasingly sophisticated

technology researchers sought to apply the control device with a microcontroller.

Based on the design and testing of the data that has been carried out, the

conclusions of this study are: This tool can be set to a minimum temperature of

60C up to a maximum temperature of 550C, a temperature sensor inside the box

can be calibrated with actual temperature, temperature regulation in the

implementation of a fuzzy logic method Sugeno models the microcontroller to

work optimally.

(5)

ii Miftah Saifulloh, 2013

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ABSTRAK

Suhu ruang penyimpanan terkendali sangat diperlukan khususnya untuk

obat-obatan. Dalam perancangan dan penelitian penulis berusaha membangun

perangkat lunak pengaturan suhu, dan membuat model alat kendali pada box yang

digunakan untuk mengatur suhu ruang penyimpanan sesuai besaran suhu yang

diinginkan, serta dapat memantau perubahan suhu didalam box, dengan tujuan

mempermudah pekerjaan secara otomatisasi dan terkomputerisasi. Dalam

penelitian ini menerapkan metode logika fuzzy model sugeno, seiring

perkembangan teknologi yang semakin canggih peneliti berusaha menerapkan alat

kendali dengan mikrokontroler. Berdasarkan perancangan dan pengujian data

yang telah dilaksanakan, kesimpulan dari penelitian ini yaitu : alat ini dapat diatur

dengan suhu minimum 60C sampai suhu maksimum 550C, sensor suhu didalam

box dapat dikalibrasi dengan suhu yang sebenarnya, dalam implementasi

pengaturan suhu ruang dengan metode logika fuzzy model sugeno pada

mikrokontroler bekerja secara optimal.

(6)

v

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR ISI

1.4 Tujuan Penelitian 8

1.5 Manfaat Penelitian 8

1.6 Metode Penelitian 9

1.7 Sistematika Penulisan 10

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 11

2.1 Pengertian Sistem 11

2.1.1 Konsep sistem kendali 12

2.2 Definisi Pengkondisian Udara 15

2.2.1 Manfaat Pengkondisian Udara 16

2.2.2 Mobile Kulkas 17

2.2.3 Fan DC 19

2.2.4 Heatsink 20

(7)

vi

2.2.6 Perpindahan kalor pada box mobile kulkas 22

2.6.6.1 Perpindahan kalor konduksi 22

2.6.6.1 Perpindahan kalor konveksi 23

2.3 Mikrokontroler 24

2.3.1 Mikrokontroler Atmega16 25

2.3.2 Konfigurasi Pin AVR Atmega16 27

2.4 Komponen elektronika 30

2.4.1 Relay 30

2.4.2 LCD (Liquid Crystal Display) 31

2.4.2.1 Deskripsi Pin LCD 33

2.4.3 Keypad 35

2.5 ADC (Analog to Digital Converter) 35

2.5.1 Sensor Suhu LM35 38

2.6 Definisi Kecerdasan Buatan 40

2.6.1 Fuzzy Logic 42

2.6.2 Himpunan Fuzzy 43

2.6.3 Variabel Linguistik 47

2.6.4 Fuzzyfikasi 47

2.6.5 Inferencing (Rule Base) 48

2.6.6 Defuzzyfikasi 50

2.6.6.1 Model Defuzzifikasi Metode Sugeno 50

2.6.7 Metodologi Desain Fuzzy Logik 50

2.7 Perangkat lunak pendukung 52

2.7.1 Oracle vm virtual box 52

(8)

2.7.2.1 Visual Basic .NET 2005 54

BAB III METODE PENELITIAN 56

3.1 Desain Penelitian 56

3.2 Metode Penelitian 57

3.2.1 Metode Pengumpulan Data 57

3.2.2 Metode Pengembangan Perangkat Lunak 58

3.2.3 Alat dan bahan penelitian 60

3.2.3.1 Alat penelitian 60

3.2.3.2 Bahan penelitian 61

3.2.4 Perencanaan dan perancangan alat 62

3.2.4.1 Tujuan perencanaan dan perancangan 62

3.2.4.2 Perencanaan alat pengendali suhu 63

3.2.4.3 Perancangan antarmuka dan perangkat keras 64

3.2.4.4 Perancangan rangkaian driver sensor suhu LM35 66

3.2.5 Perancangan perangkat lunak 67

3.2.6 Implementasi 68

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 69

4.1 Percobaan dan hasil persamaan dari kalibrasi sensor LM35 69

4.2 Sistem kendali suhu lama durasi pada putaran kipas DC 71

4.2.1 Tahap fuzzifikasi sistem kendali suhu 72

4.2.2 Tahap pembentukan rule pada sistem kendali suhu 76

4.2.3 Solusi metode sugeno tahap Inferensi 78

4.2.4 Tahap defuzzifikasi sistem kendali suhu 79

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 81

(9)

viii

5.2 Saran 82

DAFTAR PUSTAKA xiii

(10)

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konsep dasar sistem 11

Gambar 2.2 Sistem pengendalian 14

Gambar 2.3 Ukuran mobile kulkas 18

Gambar 2.4 Bentuk fisik mobile kulkas 18

Gambar 2.5 Fan DC 19

Gambar 2.6 Heat sink 20

Gambar 2.7 Bentuk Fisik Termoelektrik 21

Gambar 2.8 Konfigurasi Kaki (pin) Atmega16 27

Gambar 2.9 Bentuk fisik relay OMRON LY2-DC12 31

Gambar 2.10 (a) Bentuk Fisik (b) Block Diagram LCD 33

Gambar 2.11 (a) Bentuk Fisik (b) Rangkaian dasar keypad 4x3 35

Gambar 2.12 Diagram proses terjadinya adc 36

Gambar 2.13 Grafik pen-cuplik-kan 36

Gambar 2.14 Grafik peng-kuantisasi-an 37

Gambar 2.15 Grafik peng-kode-an 37

Gambar 2.16 (a) Bentuk Fisik (b) Sensor Suhu LM35 39

Gambar 2.17 Pendefinisian dalam logika fuzzy dan Boolean 44

Gambar 2.18 S-function 45

Gambar 2.19 Phi-function 46

Gambar 2.20 T-function 46

Gambar 2.21 Struktur sistem inferensi fuzzy 51

Gambar 3.1 Desain Penelitian 56

Gambar 3.2 Sekuensial linier/waterfall 58

(11)

x

Gambar 3.4 Skematik HMI pada sistem kendali suhu 65

Gambar 3.5(a) Bentuk HMI (b) Port komunikasi (c) Kalibrasi sensor 65

Gambar 3.6 (a) Rangkaian driver LM35 (b) Bentuk fisik driver 67

Gambar 4.1 Grafik keanggotaan kecepatan (rpm) 73

Gambar 4.2 Fungsi keanggotaan variabel kecepatan 73

Gambar 4.3 Grafik keanggotan suhu ruangan (c) 74

Gambar 4.4 Fungsi keanggotaan variabel suhu 75

(12)

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B 28

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C 29

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D 29

Tabel 2.4 Pin LCD 33

(13)

xii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 Papan PCB Atmega8/16 83

LAMPIRAN 2 Skematik Penguat Fan (PWM) dan Relay 12VDC 84

LAMPIRAN 3 Skematik Kendali Suhu 85

LAMPIRAN 4 Tempat Suhu Ruang Penyimpanan 86

LAMPIRAN 5 Heatsink Pada Thermoelektrik dan Fan 12VDC 87

LAMPIRAN 6 Unit Power Supply 12VDC dan Panel Kendali 88

LAMPIRAN 7 Kendali Interface Pengaturan Suhu, Port, dan Kalibrasi 89

LAMPIRAN 8 Suhu Berdasarkan Kategori Medis (Obat-Obatan) 90

LAMPIRAN 9 Suhu Penyimpanan Vaksin 99

LAMPIRAN 10 Kondisi suhu udara diseluruh dunia 101

LAMPIRAN 11 Suhu Berdasarkan Katagori Makanan dan Minuman 113

LAMPIRAN 12 Pengambilan nilai pusat dengan katagori Cepat Dingin 118

LAMPIRAN 13 Pengambilan nilai pusat dengan katagori Cepat Panas 120

LAMPIRAN 14 Pengambilan nilai pusat dengan katagori Lambat Dingin 122

LAMPIRAN 15 Pengambilan nilai pusat dengan katagori Lambat Panas 124

LAMPIRAN 16 Tabel nilai pusat dari semua katagori 126

LAMPIRAN 17 Perbandingan grafik pada katagori Dingin 128

LAMPIRAN 18 Perbandingan grafik pada katagori Panas 129

LAMPIRAN 19 Laporan suhu tiap detik dengan pada Cepat Dingin 130

LAMPIRAN 20 Laporan suhu tiap detik dengan pada Cepat Panas 157

LAMPIRAN 21 Laporan suhu tiap detik dengan pada Lambat Dingin 166

(14)

1 Miftah Saifulloh, 2013

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem kendali atau sistem kontrol (control system) adalah suatu alat untuk

mengendalikan, memerintah, dan mengatur keadaan dari suatu sistem. Istilah

sistem kendali ini dapat dipraktekkan secara manual untuk mengendalikan stir

mobil pada saat kita mengendarai/menyetir mobil kita, misalnya, dengan

menggunakan prinsip loloh balik. Dalam sistem yang otomatis, alat semacam ini

sering dipakai untuk peluru kendali sehingga peluru akan mencapai sasaran yang

diinginkan. Banyak contoh lain dalam bidang industri / instrumentasi dan dalam

kehidupan kita sehari-hari dimana sistem kendali sering dipakai (Wikipedia,

2013). Dalam penelitian ini akan membangun sebuah sistem kendali pada alat

pendingin dengan suhu ruangan yang dapat dikendalikan sehingga ruangan berada

pada suhu yang kita inginkan.

Definisi suhu ruang yang terkendali adalah suhu yang dipertahankan

secara thermostatik yang meliputi suhu ruang dan suhu lingkungan. Pada suhu

200C -250C dengan penyimpanan sebesar 150C -300C untuk ruang farmasi, rumah

sakit dan tempat penyimpanan obat (Depkes RI, 2007).

(15)

2

1. Toprol(metroprolol succinate) dan Norvasc (amlodipine besylate)

disimpan pada suhu ruang yang terkendali. Penyimpangan yang diijinkan

15 sampai 300C.

2. Vaksin dan serum harus dalam wadah yang tertutup rapat, terlindung dari

cahaya, dan disimpan dalam lemari pendingin (suhu 40C – 80C) pada suhu

ruang yang terkendali.

Masa penyimpanan semua jenis obat mempunyai batas waktu, karena

lambat laun obat akan terurai secara kimiawi akibat pengaruh cahaya, udara dan

suhu. Sehingga khasiat obat akan berkurang, guna memperlambat penguraian

maka semua obat sebaiknya disimpan di tempat yang sejuk dalam wadah asli dan

terlindung dari cahaya dengan suhu yang terjaga (Suryandana, 2001).

Pada dunia industri yang modern ini, tujuan dari kebijakan-kebijakan

dalam pengembangan teknologi diarahkan pada penciptaan suatu alat

pengendalian yang sempurna yang secara terpadu ditunjang oleh pengembangan

teknologi modern dengan mengeksploitasi semua kemampuan dan pengetahuan

yang ada untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil produksi. Dengan

demikian diharapkan mampu meningkatkan kualitas sumber daya manusia yang

ada untuk dapat mengembangkan teknologi-teknologi modern yang hasilnya dapat

diterapkan di industri-industri yang ada di Indonesia. Suatu alat pengendalian

otomatis dewasa ini sangat banyak digunakan dalam dunia industri, dengan

perkembangan teknologi yang semakin pesat, peran penggunaan pengendalian

(16)

sekali hubungannya dengan effisiensi waktu, tenaga kerja, hemat energi, ramah

lingkungan dan kualitas produk yang tinggi.

Seiring dengan perkembangan teknologi yang meningkat maka teknologi

yang digunakan dalam pengendalian pun semakin canggih. Penulis berusaha

membuat model alat pengendali yang diharapkan dapat membantu penggunaan

pada pengaturan suhu disuatu ruangan. Seperti halnya dalam mengontrol suhu

merupakan salah satu pengaturan penting untuk membangun sebuah alat secara

otomatis untuk mengendalikan suhu ruang dan memantau, serta memberikan

informasi secara continue.

Pengukuran, pemantauan dan tampilan nilai suhu adalah bagian yang

seringkali dibutuhkan pada suatu alat elektronika, yang biasanya digunakan dalam

industri. Alat pengontrol suhu juga merupakan salah satu yang paling penting

dalam dunia kesehatan, industri makanan, industri elektronika, pertanian,

peternakan, dan lain-lain. Pengukuran suhu secara konvensional, banyak

kelemahan misalnya pembacaan kurang akurat, alat harus sering dikalibrasi, dan

pengoperasian terutama dalam dunia industri lebih merepotkan apabila suhu harus

dipantau terus menerus. Permasalahannya bagaimana kita bisa membuat alat

pengendalian suhu dan alat ukur temperature dengan lebih mudah, ekonomis,

dengan waktu yang lebih singkat, dan dengan data akurat. Salah satu solusinya

adalah dengan membuat alat secara otomatisasi dengan menggunakan

mikrokontroler. Sistem pengendalian otomatisasi adalah sistem pengendalian

(17)

4

dan menutup valve yang tidak lagi dikerjakan oleh operator, akan tetapi atas

perintah controller (Gunterus, 1994).

Berdasarkan pengalaman pada program latihan akademik di CV.Arion

Teknik Mandiri dan PT. Forisa Nusapersada tahun 2012, pembuatan produk pada

panel kontrol precision air conditioning (pac) dengan menggunakan

mikrokontroler PLC dan perangkat lunak, hal tersebut merupakan salah satu

teknologi terbaru yang digunakan pada industri makanan dan minuman, akan

tetapi sistem kendali pac yang digunakan perlu dikaji dan dikembangkan lebih

lanjut untuk meningkatkan efisiensi dari sistem tersebut.

Mikrokontroler merupakan suatu hasil dari perkembangan teknologi

semikonduktor yang menghasilkan suatu chip dengan kemampuan komputasi

yang sangat cepat dengan bentuk yang kecil dengan harga yang ekonomis (Putra,

2002). Secara prinsip, dengan perkembangan komponen elektronika serta sistem

sensor dan mikrokontroler yang semakin pesat belakangan ini, maka dirancang

sebuah produk untuk sistem pengukuran dan sistem kontrol dengan biaya yang

relatif lebih ekenomis dengan hasil yang jauh lebih memuaskan.

Banyak pilihan dan jenis mikrokontroler yang bisa diaplikasikan pada

peralatan suatu instrument, penulis memilih alat kendali menggunakan

mikrokontroler ATmega 16, karena berdasarkan penulis ATmega 16 ini sangat

murah dan mempunyai fasilitas yang sangat memadai untuk mengembangkan

berbagai aplikasi. Untuk lebih memudahkan pembacaan alat dan kesempurnaan

unit alat control tersebut dilengkapi dengan display LCD 16x2 karakter,

(18)

penginputan menggunakan keypad 4x3.

Sebagai objek aplikasi mikrokontroler yang akan dibuat tersebut

diterapkan pada sebuah peralatan mobile kulkas. Alat mobile kulkas yang

didesain bisa untuk mendinginkan vaksin. Pada perancangan dan

pengembangannya alat tersebut akan dimodifikasi agar suhu ruangan dapat

mendinginkan atau memanaskan, dengan menggunakan thermoelektrik, dan

penggunaan daya yang relative kecil, sehingga penggunaannya bisa dipakai secara

mobile.

Sistem pengaturan temperature diperlukan beberapa pengujian, hal ini

karena besaran fisika dapat berubah seiring dengan perubahan temperature, antara

lain volume suatu ruangan, tekanan udara pada volume konstan, dan volume udara

pada tekanan konstan (Serway, 2004). Melalui sistem pengontrolan ini,

temperature dalam mobile kulkas dapat diatur dan dijaga pada nilai tertentu,

walaupun faktor tekanan dan temperature lingkungan berubah.

Upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut adalah

dengan merancang suatu sistem kendali suhu yang dapat mempertahankan suhu

ruangan yang diinginkan. Pada penelitian untuk pengendalian dengan

menggunakan personal komputer semakin berkembang dalam beberapa tahun

terakhir ini dan sangat bermanfaat dalam menyelesaikan masalah kendali sistem.

Sejak ditemukan pertama kali oleh Lotfi A. Zadeh pada tahun 1965, logika fuzzy

telah digunakan pada lingkup domain permasalahan yang cukup luas, seperti

kendali proses, klasifikasi dan pencocokan pola, manajemen dan pengambilan

(19)

6

Mengapa penulis menggunakan metode logika fuzzy model sugeno, bila

dibandingkan dengan logika konvensional, kelebihan logika fuzzy adalah

kemampuannya dalam proses penalaran secara bahasa sehingga dalam

perancangannya tidak memerlukan persamaan matematik yang rumit. Beberapa

alasan yang dapat diutarakan mengapa penulis menggunakan logika fuzzy

diantaranya adalah mudah dimengerti, memiliki toleransi terhadap data-data yang

tidak tepat, mampu memodelkan fungsi-fungsi nonlinear yang sangat kompleks,

dapat membangun dan mengaplikasikan pengalaman-pengalaman pakar secara

langsung tanpa harus melalui proses pelatihan, dapat bekera sama dengan

teknik-teknik kendali secara konvensional, dan didasarkan pada bahasa alami.

Pada pengaturan suhu untuk ruangan didalam mobile kulkas, diperlukan

suatu sistem kendali yang dapat menurunkan suhu ruang dengan batas minimum

60C dan menaikan suhu ruangan dengan batas maksimum 550C, serta

menstabilkan temperature ruangan agar tetap terjaga sesuai dengan settingan

point, maka dengan itu diperlukan penggunaan suatu metode logika fuzzy yang

diharapkan pada pengendalian suhu udara dalam ruangan tetap terjaga (stabil).

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka judul penelitian yang penulis

pilih adalah "Implementasi metode logika fuzzy model sugeno pada pengaturan

(20)

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 1.2 Rumusan Masalah

Sesuai dengan latar belakang diatas yang telah diuraikan oleh penulis,

maka ada beberapa masalah yang dapat diidentifikasikan sebagai berikut :

1. Bagaimana membangun alat kendali suhu ruang penyimpanan.

2. Bagaimana mengimplementasikan metode logika fuzzy model sugeno

pada kendali suhu.

1.3 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah terhadap penelitian ini, diantaranya :

1. Dalam penelitian ini, penulis membatasi permasalahan hanya untuk

mengatur suhu ruangan yang berkisar antara 6°C s/d 55°C.

2. Dengan batasan software pada demonstrasi penelitian ini menggunakan

VB Visual Studio .NET 2005.

3. Penyimpanan barang lain yang dimaksud adalah seperti minuman,

makanan, buah-buahan, sayuran agar terjaga kehangatan atau

kesegarannya, dan disesuaikan dengan volume kulkas tersebut.

4. Bagaimana menerapkan metode fuzzy logic model sugeno dalam

pengaturan suhu ruang dalam pengembangan pembuatan aplikasi.

(21)

8

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 1.4 Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk membangun sistem pengkondisian

temperature diantarannya :

1. Mengimplementasikan metode fuzzy logic model sugeno ke dalam

pengaturan temperature ruang dengan alat peraga mobile kulkas dan

mikrokontroler.

2. Menginputkan temperature ruangan.

3. Menjaga kestabilan temperature ruang dalam mobile kulkas agar

temperature ruang tetap konstan sesuai dengan inputan.

4. Menampilkan hasil pengukuran temperature ruang.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang didapatkan dari adanya penelitan ini adalah :

1. Terciptanya suatu sistem pengkondisian temperature ruangan dengan

metode logika fuzzy model sugeno yang diterapkan di kehidupan nyata,

sehingga menambah ilmu bagi penulis.

2. Menghemat penggunaan waktu dan mempermudah pekerjaan manusia

dalam pengoperasiannya.

3. Alat kendali pengkondisian temperature ruangan, diharapkan dapat

digunakan dan dikembangkan oleh pihak yang berkepentingan untuk

(22)

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 1.6 Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini dilakukan

dengan beberapa tahap yaitu :

a. Eksplorasi dan Studi Literatur

Dengan diadakannya studi mengenai kecerdasan buatan, dengan

menerapkan metode logika fuzzy model sugeno pada pengaturan suhu

ruang penyimpanan, melalui literatur seperti jurnal, buku, artikel di

halaman web dengan topik yang ada sangkut pautnya, sumber referensi

diambil untuk menentukan langkah pengamatan dan melengkapi data.

b. Observasi

Pengumpulan data dilakukan dengan pengamatan langsung terhadap suhu

dilapangan.

c. Perancangan alat

Perancangan penyediaan seluruh komponen yang dibutuhkan selanjutnya

merakit dan membuat alat.

d. Pengujian dan pengetesan alat

Pengujian dan pengetesan alat yaitu menguji secara langsung cara kerja

alat kemudian mengumpulkan data-datanya dan menyusunnya sebagai

data hasil akhir dalam laporan skripsi.

e. Kesimpulan

Menganalisa secara keseluruhan hasil kerja alat kemudian mengambil

(23)

10

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penyusunan dalam skripsi ini merupakan gambaran umum

yang mencangkup format-format skripsi. Sistematikanya sebagai berikut.

BAB I PENDAHULUAN

Berisi pembahasan masalah secara umum, terdiri dari latar

belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,

manfaat penelitian, metodologi penelitian dan sistematika

penulisan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Berisi dasar teori yang digunakan dalam penelitian skripsi ini, yang

dibahas pada bab ini adalah teori yang berkaitan dengan

pembangungan “Implementasi metode logika fuzzy model sugeno

pada pengaturan suhu ruang penyimpanan berbasis

mikrokontroler”.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Berisi tahap-tahap pembangunan sistem.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Berisi penjelasan dari hasil penelitian yang telah dilakukan yaitu

proses pengumpulan data penelitian, pengembangan perangkat

lunak dan pengujian

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan dan saran yang didapatkan selama pelaksanaan

(24)

56 Miftah Saifulloh, 2013

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB III

Desain penelitian yang diperlukan dalam melakukan penelitian dan

(25)

57

1. Perencanaan dan perancangan alat, Mempersiapkan alat dan bahan

penelitian, seperti komponen-komponen elektronik atau perangkat lain

yang mendukung untuk membangun sebuah alat pengendalian suhu.

Setelah itu merencanakan secara sistematik kemudian

komponen-komponen tersebut dibangun menjadi sebuah alat pengendalian suhu.

2. Uji coba alat, berdasarkan hasil pengujian alat yang sudah dilakukan,

kemudian hasil tersebut dikumpulkan untuk menentukan data yang akan

digunakan dan diproses.

Setelah dua proses dijalankan, diperoleh data penelitian dengan dua cara,

yaitu : Eksplorasi atau studi literatur, dan Observasi. Kemudian data penelitian

dikembangkan melalui pengembangan perangkat lunak, dengan menggunakan

metode Sekuensial Linier atau Waterfall, yaitu terdapat Analysis, Design, Code,

Test untuk selanjutnya di implementasikan ke dalam sebuah aplikasi pengaturan

suhu.

3.2 Metode Penelitian

3.2.1 Metode Pengumpulan Data

Pada penelitian ini, data dan informasi yang akurat dikumpulkan agar

dapat menunjang proses penelitian. Berikut ini merupakan metode pengumpulan

data yaitu :

a. Eksplorasi dan Studi Literatur

Dengan diadakannya studi mengenai kecerdasan buatan, dengan

(26)

melalui literatur seperti jurnal, buku, artikel di halaman web dengan topik

yang ada sangkut pautnya, sumber referensi diambil untuk menentukan

langkah pengamatan dan melengkapi data.

b. Observasi

Pengumpulan data dilakukan dengan pengamatan langsung terhadap suhu

dilapangan.

3.2.2 Metode Pengembangan Perangkat Lunak

Dalam proses pengembangan perangkat lunak, digunakan pendekatan

berbasis dengan model proses yang digunakan adalah sekuensial linier, alasan

menggunakan model ini karena model ini mengusulkan sebuah pendekatan

kepada pengembang software yang sistematik dan sekuensial yang mulai pada

tingkatan dan kemajuan sistem pada seluruh analisis, desain, kode, pengujian.

Berikut merupakan proses skema dalam model proses sekuensial linier /

waterfall :

Analisis

Desain

Kode

Pengujian

Gambar 3.2 Sekuensial linier/waterfall

Model sekuensial linier/waterfall melingkupi aktifitas-aktifitas sebagai

(27)

59

a. Analisis

Proses pengumpulan kebutuhan yang diperlukan dalam pembangunan

perangkat lunak pengaturan suhu. Untuk memahami sifat program yang

dibangun, analisis harus memahami domain informasi, tingkah laku, dan

interface yang diperlukan. Kebutuhan baik untuk sistem maupun perangkat

lunak didokumentasikan.

b. Desain

Proses desain ini bertujuan menterjemahkan syarat/kebutuhan ke dalam

sebuah representasi perangkat lunak yang dapat diperkirakan demi kualitas

sebelum dimulai pemunculan kode.

c. Kode

Desain harus diterjemahkan kedalam bentuk mesin yang bisa dibaca.

Langkah pembuatan kode melakukan tugas ini. Jika desain dilakukan

dengan cara lengkap, pembuatan kode dapat diselesaikan secara mekanis.

d. Pengujian

Sekali program dibuat, pengujian program dimulai. Proses pengujian

berfokus pada logika internal software, memastikan bahwa semua

pertanyaan diuji dan pada eksternal fungsional, yaitu mengarahkan

pengujian untuk menemukan kesalahan-kesalahan dan memastikan bahwa

input yang dibatasi akan memberikan hasil aktual yang sesuai dengan hasil

(28)

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 3.2.3 Alat dan bahan penelitian

3.2.3.1Alat penelitian

a. Sistem komputer yang digunakan didalam penelitian adalah dengan

menggunakan spesifikasi sebagai berikut :

- Processor intel Core i3 CPU 3217U @ 1.80 GHz

- RAM 4 GB

- 500 GB hard disk

- Monitor LED multi touch screen dengan resolusi 1366x768 pixel, 32 bit

color

- Mouse dan keyboard

c. Sistem operasi yang digunakan dalam penelitian :

- OS Microsoft Windows 8 Single Language 64-bit

- OS Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2 x86 (Virtual Box)

d. Perangkat lunak yang digunakan :

- Oracle vm virtual box

- Visual Studio .NET 2005

e. Perangkat keras yang digunakan :

- Handled electric drill (bor tangan)

- Mini electric drill (bor tangan kecil)

- Drilling sets (mata bor)

- Hacksaw (gergaji tangan)

- Long nose / tang buaya

(29)

61

- Screwdrivers (macam-macam obeng)

- Soldering iron (solder listrik)

f. Alat ukur yang digunakan :

- Digital multimeter

- RPM analog rpm (techometer)

3.2.3.2Bahan penelitian

Bahan – bahan penelitian yang digunakan dalam membangun alat kendali

suhu antara lain :

- Pertinak (PCB polos)

- IC : Atmega16, LM35, 7805, CA3140, ULN2003

- Kapasitor : 22pF, 100 nF, 100uf/16V, 10 uF/16v

- Resistor : 1k, 10k, 4k7, 10k.

- Trimpot : 10k

- Diode : 1N4004, 1N4148, 1N4001, LED hijau, kuning, merah

- Transistor : BC547, BC557, C9013

- Lain-Lain : Kristal (16MHz), OMRON Relay DC12V, Kabel, Tombol

tact switch berkaki 4, push on/off, Power Jack DC 2,1 mm (female),

Konektor DB female duduk, Konektor (male pin header) 2x3, Konektor

(male pin header) 1x3, Konektor (male pin header) 1x2, Konektor (female

pin header) 1x8, Konektor (female pin header) 1x8, repeater power

- Komponen lain : LCD 16x2 blue monochrome 5VDC, keypad 4x3, kipas

(30)

220-240 Volts dan output voltage 12VDC (550 C: 48watt/4A) dan (60C :

40watt/3,3A)

- Tambahan lain : Pilok hitam, selang bakar, akhrilik, rail, super glue.

3.2.4 Perencanaan dan perancangan alat

Dalam pembuatan suatu alat atau produk perlu adanya sebuah perencanaan

dan rancangan yang menjadi acuan dalam proses pembuatanya, sehingga

kesalahan yang mungkin timbul dapat ditekan dan dihindari.

3.2.4.1Tujuan perencanaan dan perancangan

Tujuan dari perancanaan dan perancangan perangkat ini adalah untuk

mewujudkan gagasan dan didasari oleh teori serta fungsi dari dasar rangkaian

elektronika yang telah ada, untuk kemudian dipadukan dan sehingga

menghasilkan alat yang sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan, dan adapun

tujuan dari perencanaan pembuatan alat adalah :

1. Menentukan deskripsi kerja dari alat yang direncanakan

2. Menentukan komponen-komponen yang diperlukan

3. Sebagai pedoman dalam pembuatan alat

4. Mengatur tata letak komponen yang digunakan

5. Menimimalisir kesalahan dalam proses pembuatan

6. Alat yang dihasilkan sesuai dengan apa yang direncanakan

(31)

63

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 3.2.4.2Perencanaan alat pengendali suhu

Pada perencanaan sebuah alat yang meliputi diagram blok rangkaian dan

realisasi rangkaian dengan prinsip kerja dari masing-masing blok rangkaian yang

digunakan pada sistem pengaturan suhu dengan menggunakan mikrokontroler.

Berikut dapat dilihat diagram blok rangkaian di perlihatkan pada Gambar 3.3

- Keypad

Keyboard (PC) Processor (PC) - Monitor (PC)

INPUT PENGOLAH OUTPUT

Komunikasi Data

Gambar 3.3 Diagram Blok Sistem Pengaturan Suhu

Dari uraian diagram blok diatas, Penulis akan menguraikan cara kerja

tiap-tiap blok rangkaian adalah sebagai berikut :

a. Keypad, sensor suhu dan keyboard (PC) berfungsi sama-sama sebagai

inputan, keypad untuk inputan ke mikrokontroler, sensor suhu untuk

inputan memantau suhu luar ke mikrokontroler dan keyboard (PC) inputan

(32)

b. Mikrokontroler berfungsi untuk mengendalikan pengaturan suhu pada

thermoelektrik, untuk pengendalian yang akan ditampilkan pada LCD

16x2 dan untuk sinyal berdasarkan sinyal masukan dari keypad dan sensor.

c. Processor (PC) dalam komponen komputer sebagai pusat pengendali dan

memproses kerja sebuah komputer.

d. Tampilan LCD 16x2 berfungsi untuk menunjukkan tampilan karakter

(output).

e. Relay berfungsi sebagai saklar atau aktuator untuk pengaturan

thermoelektrik dan kipas angin DC (output).

f. Monitor (PC) dalam komputer sebagai komponen output yang digunakan

untuk menampilkan teks atau gambar ke layar (output).

g. Interfacing komunikasi data merupakan proses pengiriman informasi

(data) yang telah diolah dalam bentuk kode tertentu yang disepakati

melalui media listrik / elektronik dari komputer ke mikrokontroler atau

sebaliknya dari mikrokontroler ke komputer. Dalam interfacing

komunikasi data tersebut, sistem transmisi sinyal menggunakan port serial

RS232 dengan kecepatan transfer data cukup rendah, kecepatan maksimal

hanya 19200 bits/detik.

3.2.4.3Perancangan antarmuka dan perangkat keras

Seluruh proses dari input sampai dengan output dikendalikan dalam satu

rangkaian yang terintegritas dengan mikrokontroler atmega16. Input antar muka

(33)

65

Gambar 3.4 Skematik HMI pada sistem kendali suhu

(34)

Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik

dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface).

LCD merupakan display yang paling praktis karena selain menampilkan numerik

juga dapat dapat menampilkan karakter. Keypad dan LCD merupakan salah satu

bagian perangkat keras sistem kendali yang dapat digunakan untuk berkomunikasi

antara manusia dengan mikrokontroler.

3.2.4.4Perancangan rangkaian driver sensor suhu LM35

Level sinyal dari output sensor suhu LM35 dapat dikuatkan dengan

rangkaian penguat tegangan. Proses menguatkan sinyal output sensor suhu LM35

ini diperlukan pada aplikasi pemroses sinyal analog. Driver sensor suhu LM35

merupakan penguat sederhana yang berfungsi untuk memperkuat sinyal/tegangan

output analog sensosr suhu LM35. Rangkaian driver sensor suhu LM35 ini

dikonfigurasikan sebagai sebuah penguat non-inverting dengan faktor penguatan

1x. Rangkaian driver sensor suhu LM35 ini sangat diperlukan apabila hasil

pengukuran sensor suhu oleh sensor suhu LM35 di baca oleh suatu perangkat

dengan impedansi yang rendah dan mengakibatkan terjadi drop tegangan pada

output sensor suhu LM35 tersebut. Penguat tegangan yang diterapkan pada

rangkaian driver sensor suhu LM35 ini menggunakan Op-Amp CA3140.

(35)

67

Gambar 3.6 (a) Rangkaian driver LM35 (b) Bentuk fisik driver

Faktor penguatan dari driver sensor suhu LM35 diatas dapat diatur dengan

mengubah nilai tahanan potensiometer 10K yang berfungsi sebagai feedback pada

penguat non-inverting tersebut. Agar tidak mengubah nilai konversi suhu ke

tegangan dari sensor suhu LM35 sebaiknya penguat pada driver sensor suhu ini

diset dengan faktor penguatan 1x saja. Rangkaian driver sensor suhu LM35 diatas

bekerja dengan tegangan 5VDC sama dengan tegangan sumber untuk sensor suhu

LM35. Output rangkaian driver sensor suhu LM35 pada gambar diatas dapat

diberikan ke pemroses sinyal anolog yang membutuhkan level sinyal yang kuat.

3.2.5 Perancangan perangkat lunak

Pada bagian perancangan ini berfungsi untuk mengendalikan keseluruhan

sistem dari alat. Perangkat lunak ini berisikan program yang nantinya disimpan di

dalam mikrokontroler, sehingga mikrokontroler melaksanakan

perintah-perintahnya secara otomatis sesuai dengan urutan program yang dibuat, baik

(36)

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 3.2.6 Implementasi

Dalam implementasi penelitian langkah-langkah yang diambil adalah

sebagai berikut :

- Identifikasi dan perumusan masalah, pada tahap ini penulis mencari

permasalahan-permasalahan yang akan banyak terjadi saat ini dan

kemudian merumuskan menjadi suatu perumusan menjadi topik/tema

penelitian.

- Theoritical framework, penulis melakukan penelusuran literature yang

bersumber pada buku, media, pakar dan hasil penelitian yang menjadi

dasar teori.

- Penelitian, penulis akan melakukan pengamatan secara langsung dan

melakukan percobaan terhadap objek penelitian berdasarkan teori-teori

yang sudah didapat dari studi / penelusuran literature, pada tahap

observasi ini akan di dapatkan hasil yang akan diuji coba.

- Ujicoba, hasil penelitian berupa alat kendali suhu akan di uji coba terhadap

(37)

81

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan, penelitian dan pengujian, penulis dapat

menarik beberapa kesimpulan antara lain sebagai berikut :

Alat ukur suhu yang dirancang oleh penulis sesuai dengan suhu yang

sebenarnya dengan menggunakan persamaan ADC kemudian mencocokan dengan

sensor suhu yang sebenarnya, setelah itu diuji coba lagi pada

perubahan-perubahan suhu yang berfluktuasi dan mencocokan kembali dengan sensor suhu

yang sebenarnya. Dilengkapi dengan op-amp CA3140 supaya tidak terjadi

penurun tegangan jika komponen lain bekerja. Alhasil setelah diuji coba dengan

pemasangan op-amp CA3140 tidak terjadi perubahan tegangan atau pembacaan

suhu pada LM35 tidak terganggu. Dengan kemampuan pembacaan sensor suhu

LM35 pada referensi berkisar pada suhu -550C sampai dengan 1500C. Kemudian

oleh penulis suhu dibatasi pembacaannya sehingga rangenya menjadi 60C sampai

550C, disesuaikan dengan inputan, dan kemampuan daya pada thermoelektrik

tersebut.

Lama putaran pembuangan kalor pada heatsink didapat hasil yang optimal

dengan menerapkan metode fuzzy logic model sugeno kedalam sistem kendali

(38)

Pada perancangan alat dan pengembangan Software, alat tersebut telah

berhasil dan bekerja sesuai tujuan yang telah diplanning sebelumnya, suhu

pengaturan ruang penyimpanan tersebut dikhusukan untuk penyimpanan obat,

atau barang seperti makanan, minuman, sayuran, dan lain sebagainya yang

ukurannya disesuaikan dengan volume mobile kulkas, dan disesuaikan dengan

kebutuhan lainnya.

5.2 Saran

Didalam perancangan ini penulis menyadari keterbatasan ruang lingkup

pembahasan masalah dan keterbatasan waktu sehingga untuk selanjutnya penulis

mengharapkan adanya pengembangan lebih lanjut dan aplikasi yang lebih luas

seperti didalam dunia industri seperti pac (precision air conditioning), lab.

(39)

xiii

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR PUSTAKA

Artikel non-personal, 06 April 2013, Sistem Kendali, Wikipedia Bahasa Indonesia,

http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_kendali , diakses 08 Agustus 2013

Depkes RI., 2006. Standar Pelayanan Farmasi di Rumah Sakit. Jakarta: Ditjen

Bina Kefarmasian dan Alat Kesehatan.

Depkes RI., 2007. Pelayanan Informasi Obat. Direktorat Bina Farmasi Komunitas

dan Klinik. Ditjen Bina Kefarmasian dan Alat Kesehatan.

Suryandana, Avicena Indraswara. 2001. Tinjauan Pelaksanaan Penyimpanan Obat

di Bagian Farmasi Balai Pengobatan Departemen Penerangan Jakarta.

Depok : FKM UI.

Budiharto, Widodo, Interfacing Komputer dan Mikrokontroler, Elex Media

Komputindo, Jakarta, 2004 [3] Budiharto, Widodo, Elektronika Digital dan

Mikroprosesor, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2005

Sukiswo, Perancangan Telemetri Suhu Dengan Modul Digital FSKFM, Jurusan

Teknik Elektro Fakultas Teknik Undip, 2005

Tanenbaum, A. S, Jaringan Komputer, Ikrar Mandiri Abadi, Jakarta, 1996

Anonim, ATmega16 Datasheet,

pdf1.alldatasheet.com/datasheetpdf/view/78532/ATMEL/ATMega.html.

Stoecker, Wilbert.F., dan Jones, Jerold.W. 1982. "Refrigerasi dan Pengkondisian