LAMPU RUMAH OTOMATIS BERDASARKAN TINGKAT KECERAHAN DENGAN SENSOR CAHAYA PADA SISTEM RUMAH CERDAS MENGGUNAKAN FUZZY LOGIC
Oleh
Mohammad Adhan Nazief
1810953036
Program Studi
Sarjana Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Universitas
Andalas
2021
KATA PENGANTAR
Syukur
Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT. yang telah memberikan
kemudahan, kelancaran dan petunjuk bagi penulis dalam membuat proposal Tugas
Akhir dengan judul ― Lampu Rumah Otomatis
Berdasarkan Tingkat Kecerahan Dengan Sensor Cahaya Pada Sistem Rumah
Cerdas Menggunakan Fuzzy Logic
Pada kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih Kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan dan
penyusunan proposal tugas akhir ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tugas akhir ini masih
jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, Penulis sangat mengharapkan kritik dan
saran yang bersifat membangun guna kesempurnaan yang akan datang. Masukan,
kritik dan saran dapat dikirimkan melaui surel penulis, yaitu adhannazief@gmail.com. Penulis berharap semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi
semua pihak.
Padang, Juni 2021
Penulis
DAFTAR ISI
2.1 Mikrokontroler arduino ATmega 328
3.3.1 Perancangan Menggunakan Visual Designer
3.3.2 Perancangan
Flowchart sistem
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Pada
era saat ini dimana semua hal dilakukan dengan otomatis seperti bangunan atau
rumah cerdas (smart home system). Rumah cerdas dapat didefinisikan dari
informasi dan control system yang memenuhi kebutuhan penghuninya, perangkat
lunak yang mengatur komunikasi antar peralatan, dan perangkat keras yang
bekerja, merupkan semua komponen yang dibtuhkan untuk membangun rumah cerdas. Jika
semua automatisasi dan control rumah kita diakukan dengan baik, hal itu akan
menambah kenikmatan dan kenyamanan kita dengan alat teknologi di rumah kita,
kita juga dapat dapat menghemat waktu, energi, listrik dan sebagainya.
Pada perkembangan dan kemajuan industri pada saat ini
lampu sangat berperan penting dalam memudahkan pekerjaan manusia. Tetapi disini
lampu juga menjadi masalah bagi kita karena lampu terkadang menyebabkan
kenaikan pada pemabayaran tagihan listrik, terkadang kita suka lupa mematikan
lampu sehingga menyebabkan bengkaknya tagihan listrik kita, tetapi jika semua
lampu yang ada dirumah kita memiliki perintah otomatis maka itu dapat membantu
kita mengurangi biaya pemakaian listrik yang disebabkan hidupnya terus menerus
lampu tersebut dan juga pastinya akan menambah kenikmatan dan kenyamanan kita
sebagai pemilik rumah tersebut.
Penggunaan lampu otomatis dibarengi dengan penggunaan
sensor di dalamnya,
dengan adannya pemggunaan sensor PIR
dan sensor LDR yang akan membuat lampu akan redup/mati apabila kondisi lingkungan memiliki intensitas cahaya
yang terang dan lampu akan terang apabila kondisi lingkungan memiliki
intensitas cahaya yang redup/kurang. Lalu pada sistem rumah cerdas
ini nantinya juga akan digunakan Arduino Mega yang dimana nantinya juga akan
menggunakan logika fuzzy di dalamnya, dimana mikrokontroler akan mengontrol
sensor-sensor yang sudah disebutkan di atas, dimana hal ini dilakukan untuk
menghemat listrik
1.2
Perumusan
Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan di
atas, rumusan masalah yang didapatkan adalah :
1.
Apakah metode
fuzzy dapat diterapakan dalam sistem mikrokontroler pengontrol cahaya ruangan/sensor
LDR dan sistem pada sensor PIR.
2.
Bagaimana merancang sensor pir dan
sensor LDR pada mikrokontroler.
1.3
Tujuan
Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1.
Diketahuinya cara menerapkan metode
fuzzy dalam pembuatan sistem mikrokontroler pengontrol sensor LDR dan sensor
PIR
2.
Diketahuniya itensitas cahaya yang
diperlukan pada ruangan dengan data yang akan diambil pada sensor LDR.
3.
Diketahuinya cara membangun sebuah
sistem mikrokontroler pengontrol itensitas cahaya dan gerakan pada ruangan
1.4
Batasan Masalah
1.
Pengujian alat akan di uji dalam
miniatur rumah
2.
Chip mikrokontroler yang digunakan
disini adalah Arduino Mega
3.
Penggunaan bahasa pemograman C/C++
dengan arduino IDE
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah membantu
dalam penghematan energi listrik dan juga memudahkan dan menambah kenyamana
pemilik rumah dalam mengatur cahaya lampu dalam ruangan maupun diluar ruangan
di dalam rumah cerdas ini nantinya
Penulisan tugas akhir ini disusun
dalam beberapa bab dengan sistematika tertentu agar lebih mudah dipahami oleh
pembaca. Sistematika tugas akhir ini terdiri dari bebarapa bagian sebagai
berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini membahas
mengenai latar belakang dari masalah dalam pembuatan tugas akhir ini, perumusan masalah yang akan diselesaikan, batasan masalah, tujuan yang
ingin dicapai, dan sistematika penulisan penelitian.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi
tentang teori yang bersangkutan seperti teori komponen yang dibutuhkan dalam
penelitian, prinsip kerja dan konsep-konsep yang menjadi landasan dalam
penyelesaian masalah dalam tugas akhir ini.
BAB III METODOLOGI
PENELITIAN
Bab ini membahas
tentang metode penelitian yang digunakan dalam menyelesaikan masalah
penelitian, tahapan penelitian, blok diagram sistem, dan peralatan yang
dibutuhkan baik itu perangkat keras maupun perangkat lunak akan dibahas secara
rinci pada bab ini.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Mikrokontroler arduino ATmega 328
Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain :
|
Microcontroller
ATmega328P |
|
Operating
Voltage
5 V |
|
Input
Voltage (recommended) 7 – 12 V |
|
Input
Voltage (limit)
6 – 20 V |
|
Digital
I/O Pins
14 (of which 6
provide PWM output) |
|
PWM
Digital I/O Pins
6 |
|
Analog
Input Pins
6 |
|
DC
Current per I/O Pin
20 mA |
|
DC
Current for 3.3V Pin
50 mA |
|
Flash
Memory
32 KB of which
0.5 KB used by bootloader |
|
SRAM
2 KB |
|
EEPROM
1
KB |
|
Clock
Speed
16 MHz |
Bagian-bagian Arduino UNO :
1.
Power USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
2.
Power Jack
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
3.
Crystal Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
4.
Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
5.
Digital Pins I / O
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai
logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse
Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.
6.
Analog Pins
Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca
sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya
menjadi nilai digital.
7.
LED Power Indicator
Lampu ini akan
menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.
2.2
Sensor
Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk
mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia. Variabel keluaran dari
sensor yang dapat dirubah menjadi besaran listrik disebut tranduser. Pada penelitian
ini, digunakan beberapa sensor sebagai penerima masukan dari lingkungan luar. Berikut
sensor-sensor yang digunakan :
2.2.1 Sensor PIR
PIR
(Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di
dalam sensor PIR ini terdapat bagian-bagian yang mempunyai
perannya masingmasing, yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor,
amplifier, dan comparator.
sensor PIR pada saat berlogika 1 dan 0. Pengujian ini juga diperlukan untuk mengetahui nilai tegangan output sensor passive infrared (PIR) ketika mendeteksi gerakan manusia dan tidak mendeteksi gerakan manusia. Cara melakukan pengujian ini adalah sensor harus mendapat tegangan input sebesar 5 Vdc.
2.2.2
Sensor LDR
Light
Dependent Resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis Resistor yang nilai
hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang
diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai
Hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain,
fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik
jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus
listrik dalam kondisi gelap.
Prinsip
kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada
umumnya. LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika dan dapat
memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak
cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya
semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka nilai hambatannya akan semakin
membesar. Naik turunnya nilai Hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang
diterimanya. Pada umumnya, Nilai Hambatan LDR akan mencapai 200 Kilo Ohm (kΩ)
pada kondisi gelap dan menurun menjadi 500 Ohm (Ω) pada Kondisi Cahaya Terang.
LDR
(Light Dependent Resistor) yang merupakan Komponen Elektronika peka cahaya ini
sering digunakan atau diaplikasikan dalam Rangkaian Elektronika sebagai sensor
pada Lampu Penerang Jalan, Lampu Kamar Tidur, Rangkaian Anti Maling, Shutter
Kamera, Alarm dan lain sebagainya.Input dan Output
2.3
Logika Fuzzy
Dalam logika
konvensional, nilai kebenaran mempunyai kondisi yang pasti yaitu benar dan
salah, dengan tidak ada kondisi antara. Prinsip ini telah mendominasi pemikiran
logika di dunia sampai sekarang tentu saja, pemikiran mengenai logika
konvensional dengan nilai kebenaran yang pasti yaitu benar atau salah dalam
kehidupan yang nyata sangatlah tidak mungkin. Logika fuzzy menawarkan suatu
logika yang dapat mempresentasikan keadaan dunia nyata.
Logika Fuzzy
diperkenalkan oleh Profesor Lotfi A. Zadeh, merupakan cara untuk memetakan
suatu ruang input ke dalam suatu ruang output. Logika fuzzy banyak digunakan
dalam proses mengambil keputusan dalam suatu sistem dan dapat digunakan mulai
dari sistem yang sederhana, sistem kecil, sistem tertanam, hingga sistem
kontrol. Logika fuzzy dapat diterapkan terhadap hardware, software, maupun
kombinasi keduanya.
Mayoritas sistem
kontrol logika fuzzy (Fuzzy Logic Controller – FLC) merupakan sistem berbasis
pengetahuan (knowledge-based system) yang model fuzzy maupun kontroler logika
fuzzy dideskripsikan dengan aturan (rule) fuzzy IF-THEN, yang harus
dibangun berdasarkan pengetahuan ahli mengenai sistem, kontroler, kinerja, dan
lain-lain. Salah satu tipe kontroler logika fuzzy dapat langsung melakukan aksi
pengontrolan dan secara menyeluruh menggantikan algoritma kontrol konvensional.
Namun, tipe lain fuzzy logic controller juga dapat dilibatkan dalam sistem
kontrol konvensional dan menjadi bagian dari algoritma kontrol campuran, selama
untuk meningkatkan kinerja keseluruhan sistem kontrol. Ada tiga tahapan dalam
Fuzzy logic, yaitu: Fuzzifikasi, Aturan Dasar, dan Defuzzifikasi.
2.3.1 Fuzzyfikasi
Fuzzyfikasi
adalah pemetaan nilai input yang merupakan nilai tegas ke dalam fungsi
keanggotaan himpunan fuzzy, untuk kemudian diolah di dalam mesin penalaran.
fuzzyfikasi
: x è µ(x)
2.3.2
Aturan Dasar
Aturan
dasar dalam kendali logika fuzzy adalah aturan implikasi dalam bentuk “jika …
maka …”. Aturan dasar tersebut ditentukan dengan bantuan seorang pakar yang
mengetahui karakteristik objek yang akan dikendalikan. Contoh bentuk implikasi
yang digunakan adalah sebagai berikut.
Jika
X = A dan Y = B maka Z = C.
2.3.3
Defuzzyfikasi
Defuzzyfikasi
merupakan kebalikan dari fuzzyfikasi, yaitu pemetaan dari himpunan fuzzy ke
himpunan tegas.Input dari proses defuzzyfikasi adalah suatu himpunan fuzzy yang
diperoleh dari komposisi aturanaturan fuzzy. Hasil dari defuzyfikasi ini
merupakan output dari sistem kendali logika fuzzy. Defuzzyfikasi dideskripsikan
sebagai
Z*
= defuzzyfier (Z) (16)
dengan
Z
= hasil penalaran fuzzy
Z*
= keluaran kendali logika fuzzy
deffuzyfier
= fungsi defuzzyfikasi
Metode
defuzzyfikasi antara lain:
1. Metode
Maximum Metode ini juga dikenal dengan metode puncak, yang nilai keluarannya
dibatasi oleh fungsi µc(z*)>µc 1 (z).
2. Metode titik
tengah Metode titik tengah juga disebut metode pusat area. Metode ini lazim
dipakai dalam proses defuzzyfikasi. Keluaran dari metode ini adalah titik
tengah dari hasil proses penalaran.
3. Metode
rata-rata Metode ini digunakan untuk fungsi keanggotaan keluaran yang simetris.
Keluaran dari metode ini adalah nilai rata-rata dari hasil proses penalaran.
4. Metode
penjumlahan titik tengah Keluaran dari metode ini adalah penjumlahan titik
tengah dari hasil proses penalaran.
5. Metode titik
tengah area terbesar Dalam metode ini, keluarannya aalah titik pusat dari area
terbesar yang ada.
2.4
Relay
Relay merupakan alat yang dioperasikan dengan listrik yang secara mekanis mengontrol penghubung rangkaian listrik yang berfungsi sebagai penggerka kontak saklar. Relay adalah bagian penting dari banyak sistem kontrol yang bermanfaat untuk kontrol jarak jauh dan untuk pengontrolan alat tegangan dan arus tinggi dengan sinyal kontrol tegangan dan arus rendah. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, gaya magnet yang terjadi pada selenoid menyebabkan tuas akan tertarik sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka. Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220 V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC). Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik
2.5 Resistor
Resistor
merupakan komponen elektronika yang nilai hambatannya berfungsi untuk membatasi
aliran listrik. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor juga di sebut
sebagai Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai dengan hukum Ohm
bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir
melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang
lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya.
Gambar Resistor
2.7
Transistor
2.8
Lampu
Lampu Listrik adalah suatu perangkat
yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik.Arus listrik yang
dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit
listrik terpusat (Centrally Generated Electric Power) seperti PLN dan
Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh Baterai dan Aki.
Simbol lampu :
Seiring dengan
perkembangan Teknologi, Lampu Listrik juga telah mengalami berbagai perbaikan
dan kemajuan. Teknologi Lampu Listrik bukan saja Lampu Pijar yang
ditemukan oleh Thomas Alva Edison saja namun sudah terdiri dari berbagai jenis
dan Teknologi. Pada dasarnya, Lampu Listrik dapat dikategorikan dalam Tiga
jenis yaitu Incandescent Lamp (Lampu Pijar), Gas-discharge Lamp (Lampu Lucutan
Gas) dan Light Emitting Diode (Lampu LED).
BAB III
METODOLOGI
PENELITIAN
3.1
Jenis Penelitian
Jenis penelitian
ini karena terdapat pengambilan data, maka penelitian ini termasuk ke dalam
penelitian kuantitatif. Dalam penelitian juga didapatkan kesimpulan atau teori
sehingga disebut juga penelitian induktif. Dalam pengambilan data dilakukan
secara Experimental Research yaitu dengan sengaja memberikan suatu perlakuan
atau intervensi (variabel bebas) kepada subjek penelitian dengan tujuan untuk
mengetahui pengaruh perlakuan tersebut terhadap variabel terikat (variabel yang
diteliti).
3.2
Tahap Penelitian
Adapun tahapan-tahapan yang
dilakukan dalam pembuatan alat ini adalah sebagai berikut :
Penelitian ini dimulai dengan
melakukan kajian pustaka mengenai sistem lampu otomatis. Perencanaan juga dilakukan melalui jurnal-jurnal nasional maupun
internasional yang memiliki studi khusus mengenai sistem lampu otomatis,
kemudian melalui internet dan buku-buku yang dijadikan sebagai acuan
perancangan.
Tahapan persiapan dan perancangan alat
meliputi proses merangkai masing-masing komponen dan rancangan alat kemudian
pengambilan data sehingga data yang diproleh akan dilakukan analisa mengenai
kinerja alat dan
setelah itu akan mengevaluasi kembali alat apakah ada masalah atau tidak selama
dijalankan.
3.3
Perancangan
Sistem
|
|
3.3.1
Perancangan
Menggunakan Visual Designer
3.3.2 Perancangan Flowchart sistem
DAFTAR PUSTAKA
Putra, L. A., & Hakim, A. R. (2018). Sistem Kendali
Lampu Cerdas Pada Smarthome Berbasis Android mengunakan Metode Fuzzy Logic
Control. CSRID (Computer Science Research and Its Development Journal), 10(1), 33-43.
Nugraha, A. W. W. (2019). Pemanfaatan Sistem Lampu Cerdas
pada Untuk Peningkatan Efisiensi Energi. Prosiding, 8(1).
Novitasari, E., Ikhsan, A. F., & Susilawati, H. (2021).
Rancang Bangun Prototype Lampu Cerdas Menggunakan Sensor Cahaya Dan Sensor
Pir Untuk Ruangan Laboratorium. Jurnal FUSE-TE, 1(1), 8-14.
Rullah, S. F. R., & Prebianto, N. F. (2020). Lampu
Cerdas Multimode Menggunakan Arduino dengan Kontrol Fuzzy Berbasis Android. Journal of Applied Electrical Engineering, 4(1), 10-15.
Sulistiyo, M. D. (2011). Analisis Dan Implementasi Sistem
Fuzzy dan Evolutionary Programming dada Pengaturan Lampu Lalu Lintas Cerdas. Konferensi Nasional ICT-M Politeknik Telkom.
Taruk, M., & Yusuf, M. (2013). Simulasi Rancang Bangun
Rumah Cerdas Berbasis mikrokontroler ATMega16. In Seminar Nasional Ilmu Komputer (SEMINASIK), FMIPA UGM (Vol. 1, No. 2, pp. 90-95).
Santoso, B., Azis, A. I., & Bode, A. (2020).
Pengendalian Lampu Lalu Lintas Cerdas di Persimpangan Empat Ruas yang
Kompleks Menggunakan Algoritma Adaptive Neuro Fuzzy Inference System. JEPIN (Jurnal Edukasi dan Penelitian Informatika), 6(1), 29-38.
Yudianto, E., Firmansyah, F. F., Akbar, P. S. B., Nisyak,
R., Maudi, F. A., & Saputri, A. N. LAMPU CERDAS ANTI MALING DENGAN
PRINSIP LOGIKA MATEMATIKA BERBASIS SMS (INTELLIGENT LAMP ANTI-THIEF WITH
PRINCIPLES OF MATHEMATICS LOGIC BASED ON SMS).
Revandy, K. A., Wahidah, I., & Karna, N. B. (2021).
Desain Produk Smart Led Strip Yang Dapat Beradaptasi Dengan Lingkungan
Menggunakan Metode Logika Fuzzy. eProceedings of Engineering, 8(1).
Parenreng, M. M., Damayanti, R., & Asriyadi, A. (2020).
Rancang Bangun Smart Home Berbasis Internet of Things. Journal of Applied Smart Electrical Network and Systems, 1(02), 42-46.
Draft Proposal ---> LINK
No comments:
Post a Comment