ATAP JEMURAN OTOMATIS DENGAN SENSOR CAHAYA DAN HUJAN MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY (Bagian 1)

Hallo kawan-kawan yang mengaggumkan. Setelah lama tidak menulis di blog ini, hari ini saya akan berbagai hasil project saya. Sebenarnya project ini adalah salah satu tugas besar saya di perkuliahan semester ini. Jadi di artikel ini kita akan membahas project yang berkaitan dengan kecerdasan buatan atau bahasa kerennya Artificial Intelegence.Tapi ini bukan logika kecerdasan buatan seperti yang digunakan oleh robot Sophia (Neural network) yang sempat kita bahsa kemarin. Kita masih di tahap kecerdasan buatan tingkat ringan, Fuzzy Logic namanya. Untuk Neural  network, masih tahap awal mempelajari, doakan project berikutnya bisa membuat robot dengan Neural network hehe.

Di artikel ini kita akan bahas pengimplementasian fuzzy logic mulai dari perancangan, program, hingga hasil uji dari alat.

Overview

Efisiensi waktu bagi masyarakat modern adalah hal yang sangat penting. Kegiatan menjemur pakaian dianggap mengurangi waktu produktif, terlebih saat terjadi musim penghujan, masyarakat harus rajin-rajin mengangkat dan menjemur pakaian berulang menyesuaikan kondisi cuaca.Dari permasalahan tersebut timbul ide untuk membuat atap jemuran otomatis sehingga masyarakat tidak perlu mengangkat jemuran saat terjadi hujan.Penelitian terdahulu (Fadli,2018) telah membuat perancangan prototype atap jemuran otomatis dengan menggunakan sensor hujan sebagai indikator.Namun, sistem tersebut masih  manual karena hanya menggunakan dua kondisi (hujan dan tidak hujan),inputan hanya berupa sensor hujan sehingga parameter cuaca belum di perhitungkan. Fuzzy logic adalah logika pemrograman yang mengatur tingkat nilai keanggotaan suatu sistem antara 0 dan 1.Metode yang dilakuakan adalah metode fuzzy sugeno yang berfungsi untuk mengatur sudut putar servo dan kondisi penyalaan lampu berdasarkan intensitas cahaya dan cuaca.Penambahan lampu pijar pada sistem bertujuan untuk menggantikan cahaya matahari saat kondisi hujan atau gelap sehingga penjemuran pakaian masih tetap berlanjut walaupun tanpa cahaya matahari.

Gambar 1 Diagram Blok Sistem

Adapun hardware yang digunaka dalam poroject ini adalah :

• Mikrokontroller sebagai otak dari sistem. Mikrokontroller berfungsi untuk mengeksekusi perintah perintah yang di inputkan sesuai dengan kondisi inputan dari sensor hujan dan LDR.  
•  Data dari sensor cahaya Light Dependent Resistro (LDR) dan sensor hujan kemudian akan di baca dan diproses oleh mikrokontroller. Data berupa tegangan di di konversi menjadi bilangan digital (ADC)
• Servo sebagai actuator yang akan menggerakan atap jemuran. Servo yang digunakan ada 2 unit, yang akan menggerakan atap sebelah kiri dan kanan.
• Relay sebagai switch untuk memutus dan menghubungkan lampu pijar dengan sumber 220 volt. Jadi saat kondisi gelap atau hujan lampu pijar akan hidup

Berikut adalah Tabel konfigurasi pin Arduino yang digunakan:

Berikut adalah wiring hardware yang saya gunakan :

Gambar 2 Wiring Sistem

Perancangan Logika Fuzzy

Tahapan perancangan logika fuzzy terdiri dari tahap simulasi dengan menggunakan toolbox Fuzzy Logic Control Design pada software matlab dan tahap perancangan program Arduino dengan bahsa c. Sistem ini menggunakan dua unit sensor sebagai inputan, dan tiga unit actuator  yaitu dua unit motor servo dan satu unit relay.

Nilai sudut  yang di berikan oleh Arduino pada motor servo bergantung pada nilai inputan dari kedua sensor. Sedangkan tegangan relay akan diberi dua kondisi yaitu hight (5 volt ) dan low (0 volt) yang juga bergantung pada kondisi dari sensor hujan dan LDR. Pengamatan sistem akan dilakukan dengan membaca nilai sensor dan hasil defuzzyfikasi pada serial monitor Arduino, kemudan akan dibandingnkan dengan hasil simulasi software matlab.

Perancangan logika fuzzy ini akan di terapkan pada koding Arduino, tahap pertama dari algoritma software ini adalah tahap inisialisasi variable yang digunakan sebagai berikut :

Source code untuk mengakses servo 

Setelah tahap inisialisasi, Selanjutnya adalah tahap perancangan program fuzzy logic, tahap perancangan ini dibagi menjadi tiga tahap yaitu :

1 Kode Program Fuzzyfikasi   

Fuzzyfikasi merupakan fase pertama dari perhitungan fuzzy, yaitu mengubah masukan sensor  yang nilai kebenarannya bersifat pasti kedalam bentuk fuzzy input yang berupa tingat keanggotaan/ tingkat kebenaran. Dengan demikian, tahap ini mengambil nilai-nilai crisp dan menentukan derajat dimana nilai-nilai tersebut menjadi anggota dari setiap himpunan fuzzy yang sesuai.

Fungsi keanggotaan sensor LDR terdiri dari Terang, Redup dan Gelap. Hal ini ditunjukan pada Gambar 2.

Gambar 3 Plot Fungsi Keanggotaan Sensor LDR

Berikut adalah kode program fuzzyfikasi sensor LDR

Untuk sensor Hujan juga memiliki 3 fungsi keanggotaan, yaitu Hujan, Gerimis dan cerah seperti yang ditunjukan pada Gambar 3

Gambar 4 Plot Fungsi Keanggotaan Sensor Hujan

Berikut adalah kode program fuzzyfikasi sensor Hujan

Untuk sudut putar servo dan tegangan relay ditunjukan pada Gambar 5 dan Gambar 6.

Gambar 5 Plot Fungsi Keanggotaan Servo

Gambar 6 Plot Fungsi Keanggotaan Relay

Pembahasan selanjutkan akan di lanjutkan di artikel ini