rancang bangun sistem monitoring dan …repository.unair.ac.id/25701/1/rachman, fadillah.pdf ·...

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING DAN PENGENDALIAN SUHU PADA INKUBATOR BAYI BERBASIS FUZZY LOGIC

SKRIPSI

FADILLAH NUFINDA RACHMAN

PROGRAM STUDI S1 TEKNOBIOMEDIK

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

2012

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Rancang Bangun Sistem Monitoring dan Pengendalian Suhu Pada Inkubator Bayi Berbasis Fuzzy Logic

Fadillah Nufinda Rachman

ii

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING DAN PENGENDALIAN SUHU PADA INKUBATOR BAYI BERBASIS FUZZY LOGIC

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Bidang Teknobiomedik

Pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Disetujui oleh:

Pembimbing I,

Supadi S.Si, M.Si

NIP. 19720918 199802 1 001

Pembimbing II,

Drs. Tri Anggono Prijo NIP. 19610517 199002 1 001




iii

LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI

Judul :kRancang Bangun Sistem Monitoring dan Pengendalian Suhu Pada Inkubator Bayi Berbasis Fuzzy Logic

Penyusun : Fadillah Nufinda Rachman NIM : 080810267 Pembimbing I : Supadi, S.Si, M.Si Pembimbing II : Drs. Tri Anggono Prijo Tanggal seminar : 8 Agustus 2012

Disetujui oleh :

Mengetahui :

Pembimbing I,

Supadi S.Si, M.Si

NIP. 19720918 199802 1 001

Pembimbing II,

Drs. Tri Anggono Prijo NIP. 19610517 199002 1 001

Ketua Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga

Drs. Siswanto, M.Si

NIP. 19640305 198903 1 003

Ketua Program Studi S1 Teknobiomedik

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Dr. Retna Apsari, M.Si NIP. 19680626 199303 2 003




iv

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.




v

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan hidayah,

inayah, dan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan naskah skripsi

yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Monitoring dan Pengendalian Suhu

Pada Inkubator Bayi Berbasis Fuzzy Logic”.

Naskah skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan.

Pada kesempatan ini, penyusun menyampaikan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada:

1. Ketua Departemen Fisika, Bapak Drs. Siswanto, M.Si, yang telah memberikan

fasilitas laboratorium untuk pelaksana penelitian skripsi ini.

2. Ketua Program Studi S1 Teknobiomedik, Ibu Dr. Retna Apsari, M.Si, yang

telah memberikan informasi tentang penyusunan naskah skripsi ini.

3. Bapak Supadi, S.Si, M.Si selaku pembimbing I yang selalu memberikan

masukan dan meluangkan waktu bagi penyusun untuk berkonsultasi.

4. Bapak Drs. Tri Anggono selaku pembimbing II yang selalu memberikan

masukan dan meluangkan waktu bagi penyusun untuk berkonsultasi.

5. Dr. Danu Teguh yang telah memfasilitasi dan memberi pengarahan mengenai

alat inkubator yang telah ada.

6. Mas Harry dan zul yang banyak memberikan masukan, serta kritik dan saran

yang membangun pada penyusunan naskah proposal.




vi

7. Dosen-dosen, staf karyawan, dan teman-teman angkatan 2008 Program Studi

S1 Teknobiomedik, Universitas Airlangga serta semua pihak yang telah

membantu penyusun selama proses penyusunan naskah proposal ini.

Penyusun menyadari bahwa naskah skripsi ini masih banyak kekurangan.

Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk

perbaikan naskah skripsi ini.

Surabaya, Juli 2012

Penyusun





vii

Rachman, Fadillah Nufinda, 2012, Rancang Bangun Sistem Monitoring dan Pengendalian Suhu Pada Inkubator Bayi Berbasis Fuzzy Logic. Skripsi ini dibawah bimbingan Supadi, S.Si, M.Si dan Drs. Tri Anggono Prijo, Program Studi S1 Teknobiomedik Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga.

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian dengan judul Rancang Bangun Sistem Monitoring dan Pengendalian Suhu Pada Inkubator Bayi Berbasis Fuzzy Logic dengan tujuan merancang inkubator yang dilengkapi dengan sensor suhu LM35 untuk mendeteksi suhu sehingga perawat semakin mudah untuk memonitoring suhu pada inkubator bayi serta dilengkapi dengan kendali cerdas fuzzy logic untuk Mengendalikan suhu didalam inkubator dengan baik dan benar. Pada penelitian ini inkubator akan diatur suhu yang akan digunakan pada inkubator kemudian sistem akan menjalankan sesuai program kendali cerdas fuzzy logic dan akan mengendalikan suhu sesuai dengan suhu yang telah diatur sebelumnya. Alat ini mempunyai tingkat keakuratan yang tinggi dalam memonitoring suhu yang ada didalam inkubator, sedangkan untuk selisih sensor suhu dengan termometer mempunyai rata-rata persentase kesalahan 1,07% dengan tingkat ketepatan sebesar 98,93%. Pada sistem pengendalian suhu inkubator telah mampu mengendalikan suhu dengan stabil sesuai dengan nilai suhu yang diatur sebelumnya dan memiliki selisih range suhu dengan set point sebesar ±0,3 oC. Keywords : Inkubator, suhu, LM35, fuzzy logic




ix

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ........................................................................................... i

LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iii

LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ......................................... iv

KATA PENGANTAR ..................................................................................... v

ABSTRAK ...................................................................................................... vii

ABSTRACT .................................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL............................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 3

1.3 Batasan Masalah..................................................................................4

1.4 Tujuan Penelitian............................................................................... 4

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 6

2.1 Inkubator…… ................................................................................... 6

2.1.1 Inkubator Dengan Sistem Perawatan Terbuka .............................. 6

2.1.2 Inkubator Dengan Sistem Perawatan Tertutup .............................. 7




x

2.1.3 Inkubator Manual......................................................................... 8

2.1.4 Inkubator Otomatis ...................................................................... 8

2.2 Suhu yang Meliputi Inkubator ........................................................... 8

2.2.1 Suhu Bayi .................................................................................... 9

2.2.2 Suhu Kotak Inkubator .................................................................. 9

2.2.3 Suhu Ruang Rawat ...................................................................... 10

2.3 Mikrokontroler ATmega16 ................................................................ 10

2.4 LCD (Liquid Crystal Display) ........................................................... 15

2.5 Sensor Suhu ...................................................................................... 17

2.6 Op-Amp (Penguat Operasional Amplifier)......................................... 18

2.7 PWM (Pulse Width Modulation) ....................................................... 19

2.8 Optocoupler…. .................................................................................. 21

2.9 TRIAC……… ................................................................................... 22

2.10 Transistor….. .................................................................................. 22

2.11 Heater……. ..................................................................................... 23

2.12 Blower…… ..................................................................................... 24

2.13 Software….. .................................................................................... 24

2.13.1 Fuzzy Logic .............................................................................. 24

2.13.1.1 Fuzzifikasi .............................................................................. 26

2.13.1.2 Rule Evaluation....................................................................... 27

2.13.1.3 Defuzzifikasi ........................................................................... 27

2.13.2 Pemrograman CodeVision AVR ................................................ 29

2.13.2.1 Tinjauan CodeVision AVR .................................................... 29




xi

2.13.2.2 Bahasa Pemrograman CodeVision AVR ................................ 31

BAB III METODE PENELITIAN ................................................................... 33

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 33

3.2 Alat dan Bahan Penelitian.................................................................. 33

3.3 Prosedur Penelitian ............................................................................ 34

3.3.1 Tahap Persiapan ........................................................................... 36

3.3.2 Tahap Perancangan ...................................................................... 38

3.3.2.1 Perancangan Kotak Inkubator ................................................... 38

3.3.2.2 Perancangan Hardware ............................................................. 40

3.3.2.2.1 Rangkaian Minimum Sistem AVR ATmega16 ....................... 40

3.3.2.2.2 Rangkaian Push Button .......................................................... 41

3.3.2.2.3 Rangkaian Sensor Suhu .......................................................... 42

3.3.2.2.4 Rangkaian Driver Heater ....................................................... 43

3.3.2.2.5 Rangkaian Driver Kipas ......................................................... 44

3.3.2.3 Perancangan Software ............................................................... 45

3.3.2.3.1 Fuzzifikasi ............................................................................. 46

3.3.2.3.2 Rule Evaluation...................................................................... 47

3.3.2.3.3 Defuzzifikasi .......................................................................... 49

3.3.3 Tahap Pengujian .......................................................................... 50

3.3.4 Tahap Pengambilan Data ............................................................. 51

3.3.5 Analisis Data ............................................................................... 51

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 52

4.1 Hasil Perancangan Alat ..................................................................... 52




xii

4.1.1 Analisis Mekanik ......................................................................... 52

4.1.2 Hasil Pembuatan Hardware ......................................................... 53

4.1.2.1 Hasil Pembuatan Rangkaian Sensor Suhu ................................. 54

4.1.2.2 Hasil Pembuatan Rangkaian Minimum Sistem .......................... 56

4.1.2.4 Hasil Pembuatan Rangkaian Push Button .................................. 58

4.1.2.5 Hasil Pembuatan Rangkaian Driver Heater ............................... 59

4.1.2.6 Hasil Pembuatan Rangkaian Driver Kipas ................................ 61

4.1.3 Hasil Pembuatan Software ........................................................... 62

4.1.3.1 Program ADC pada mikrokontroler ATmega16 ........................ 64

4.1.3.2 Program Fuzzy Logic Driver Heater ......................................... 66

4.1.3.2.1 Fuzzifikasi ............................................................................. 67

4.1.3.2.2 Rule Evaluation...................................................................... 68

4.1.3.2.3 Defuzzifikasi .......................................................................... 70

4.1.3.3 Program Driver Kipas ............................................................... 73

4.2 Hasil Pengujian Alat dan Analisis Data ............................................. 74

4.2.1 Pengujian Linieritas Suhu Terhadap Tegangan ............................. 74

4.2.2 Pengujian Ketepatan Sensor Suhu Terhadap Termometer............. 76

4.2.3 Pengujian Kesesuaian Set point Suhu Terhadap Sensor Suhu ....... 77

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN............................................................ 79

5.1 Kesimpulan..... .................................................................................. 79

5.2 Saran................... ............................................................................... 79

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 81

LAMPIRAN




xiii

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Tabel Halaman

2.1 Fungsi Alternatif Port A .......................................................................... 12

2.2 Fungsi Alternatif Port B .......................................................................... 13

2.3 Fungsi Alternatif Port C .......................................................................... 13

2.4 Fungsi Alternatif Port D .......................................................................... 14

2.5 Fungsi pin pada LCD .............................................................................. 15

3.1 Rule Heater ............................................................................................. 48

4.1 Keluaran Tegangan LM35 ....................................................................... 55

4.2 Suhu dan ADC ........................................................................................ 65

4.3 Ketepatan Kinerja Rangkaian Driver Heater ........................................... 71

4.4 Ketepatan Kinerja Driver Kipas .............................................................. 73

4.5 Hasil Perbandingan Antara Termometer dengan Tegangan ...................... 74

4.6 Hasil Perbandingan Antara Termometer dengan Sensor Suhu .................. 76




xiv

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Gambar Halaman

2.1 Inkubator Bayi ........................................................................................ 7

2.2 Ilustrasi ................................................................................................... 10

2.3 Kontruksi ATMega16 ............................................................................. 12

2.4 Rangkaian LCD ...................................................................................... 16

2.5 LM35DZ ................................................................................................. 18

2.6 Lambang Op – Amp ................................................................................ 19

2.7 Contoh Sinyal PWM ............................................................................... 20

2.8 Sensor optocoupler .................................................................................. 21

2.9 Rangkaian TRIAC ................................................................................... 22

2.10 Simbol TRIAC ........................................................................................ 22

2.11 Simbol Transistor .................................................................................... 23

2.12 Konsep Fuzzy .......................................................................................... 25

2.13 Proses Fuzzifikasi ................................................................................... 26

2.14 Bentuk Fungsi Keangotaan ...................................................................... 27

2.15 Kotak Dialog 1 ........................................................................................ 31

2.16 Kotak Dialog 2 ........................................................................................ 31

2.17 Code Wizard AVR dan Generate Program .............................................. 32

3.1 Diagram Alir Prosedur Penelitian ............................................................ 35

3.2 Diagram Blok Inkubator .......................................................................... 36

3.3 Kotak Inkubator ...................................................................................... 39




xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Lampiran

1 Hasil Alat Inkubator

2 Hasil Tabel Penelitian

3 Listing Program

4 Datasheet ATmega16

5 Datasheet LM35

6 Datasheet LM358

7 Datasheet MOC3021

8 Datasheet BT139

9 Datasheet PC817

10 Datasheet TIP41




1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada zaman sekarang ini teknologi berkembang dengan pesat yang

mencakup dalam berbagai bidang. Banyak kalangan industri berlomba-lomba

untuk membuat peralatan canggih dan modern dengan biaya yang sangat mahal.

Salah satunya adalah pada bidang kesehatan, khususnya peralatan inkubator bayi.

Inkubator bayi merupakan salah satu teknologi yang sangat dibutuhkan pada

dunia kedokteran, khususnya pada masalah bayi yang lahir prematur. Alat ini

sangat membantu dan meringankan perawat maupun bidan dalam melakukan

penyelamatan. Tetapi harga untuk mendapatkan inkubator bayi cukup mahal

bahkan sampai puluhan juta rupiah. Bagi sejumlah rumah sakit besar untuk

mendapatkan beberapa inkubator bayi ini tidak sulit, tetapi bagi bidan atau

puskesmas di daerah pelosok hal ini sangat memberatkan. Untuk itu perlu

dirancang dan dibuat sistem inkubator bayi dengan biaya yang lebih murah namun

tetap dengan sistem yang modern (Sasmito, 2010).

Inkubator bayi berfungsi menjaga temperatur bayi supaya tetap stabil.

Bayi prematur pada umumnya perlu diletakkan di inkubator yang mempunyai

kontrol suhu yang baik, sehingga bayi tetap berada pada suhu yang sesuai seperti

saat bayi berada dalam kandungan. Faktor –faktor yang perlu diperhatikan pada

inkubator adalah suhu inkubator dan suhu bayi. Untuk itu perlu dibuat suatu alat




2

pengontrol suhu ruangan inkubator agar dapat mempertahankan suhu tubuh bayi

dalam batas normal sekitar 31-36ºC (Setyaningsih, 2010).

Pada mulanya inkubator dimanfaatkan untuk mendapatkan efek panas

terhadap tubuh bayi, dimana pengontrolan suhu dilakukan secara manual oleh

para perawat bayi dengan cara menghidupkan dan mematikan rangkaian pemanas

berdasarkan indikator suhu pada termometer. Oleh sebab itu, penggunaan

inkubator manual digantikan inkubator otomatis karena penggunaan inkubator

manual dirasa kurang efisien. Pada inkubator otomatis, pengontrolan dilakukan

secara otomatis oleh kontroler melalui sensor suhu (Sanjaya, 2010). Akan tetapi,

sistem yang telah digunakan pada inkubator sampai saat ini masih sederhana,

sistem kontrol yang digunakan adalah on – off control action. Apabila nilai suhu

yang terdeteksi sensor melebihi nilai set point yang telah ditentukan, maka

inkubator akan mematikan sistem. Dan juga sebaliknya, apabila nilai suhu yang

terdeteksi sensor masih belum mencapai nilai set point yang ditentukan, maka

inkubator akan terus menyalakan sistem hingga mencapai nilai set point.

Logika Fuzzy adalah suatu proses pengambilan keputusan berbasis aturan

yang bertujuan untuk memecahkan masalah, dimana sistem tersebut sulit untuk

dimodelkan atau terdapat ambiguitas dan ketidakjelasan yang berlimpah.

Kontroler logika fuzzy dikategorikan dalam kontrol cerdas (intelligent control).

Unit logika fuzzy memiliki kemampuan menyelesaikan masalah perilaku sistem

yang komplek, yang tidak dimiliki oleh kontroler konvensional. Oleh karena itu,

logika fuzzy sangat tepat digunakan untuk menggantikan sistem on-off control

action sehingga mendapatkan inkubator yang ideal untuk bayi.




3

Pada saat ini untuk pemantauan temperatur kebanyakan masih dilakukan

secara manual dimana perawat atau bidan harus bolak-balik masuk ke ruangan

bayi untuk mengecek temperaturnya dalam jangka waktu berkala, khususnya

temperatur pada bayi. Mengingat kemampuan manusia yang sangat terbatas dalam

melakukan pengukuran, serta ketelitian dan ketidakmampuan karena data

pengukuran yang terlalu banyak, maka perlu adanya perangkat yang dapat

membantu meringankan beban manusia. Dengan data pengukuran yang selalu real

time akan membantu tugas manusia dalam pengambilan keputusan terhadap

masalah tentang temperatur inkubator bayi agar dapat ditindaklanjuti secara cepat

demi selamatnya bayi yang ada dalam inkubator (Alfiyanti, 2010).

Pada penelitan sebelumnya yang dilakukan oleh Sanjaya (2010) tentang

kontrol inkubator dengan on-off control action, masih memiliki banyak

kekurangan salah satunya adalah sistem on-off control action yang kurang presisi,

hal ini mengakibatkan sistem kontrol kurang maksimal.

Berdasarkan latar belakang tesebut, penulis bermaksud untuk mengatasi

permasalahan pada inkubator. Sehingga perlu dibuat suatu inkubator dengan

kontrol otomatis berbasis fuzzy logic. Maka, penyusun mempunyai inovasi untuk

membuat suatu ”Rancang Bangun Sistem Monitoring dan Pengendalian Suhu

Pada Inkubator Bayi Berbasis Fuzzy Logic”.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya, bahwa inkubator

sangat dibutuhkan bagi bayi yang lahir secara prematur, maka dapat dibuat




4

rumusan masalah sebagai berikut :

1. Apakah sensor LM35 dapat bekerja pada sistem monitoring dan

pengendalian suhu pada inkubator bayi berbasis pada fuzzy logic?

2. Apakah fuzzy logic dapat berfungsi untuk mengontrol suatu inkubator ?

1.3 Batasan Masalah

Untuk memudahkan penelitian sehingga permasalahan tidak meluas dan

menyimpang dari tujuan, maka penulis perlu membatasi masalah sebagai berikut :

1. Inkubator ini hanya mengontrol suhu

2. Sistem inkubator yang dibuat adalah sistem inkubator sederhana yang terdiri

dari heater dan fan blower yang banyak terdapat di pasaran.

3. Heater yang digunakan yaitu jenis elemen solder.

4. Inkubator yang dibuat menggunakan metode fuzzy logic sebagai pengendali

temperatur.

5. Pemrograman fuzzy logic dilakukan secara embedded system dengan

mikrokontroler ATmega16.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini meliputi tujuan umum dan tujuan khusus.Tujuan

umum penelitian ini adalah merancang inkubator berbasis fuzzy logic control.

Adapun tujuan khusus adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui kerja sensor LM35 bekerja pada sistem monitoring dan

pengendalian suhu pada inkubator bayi berbasis pada fuzzy logic.




5

2. Untuk mengetahui cara fuzzy logic bekerja untuk mengontrol inkubator.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari pembuatan inkubator bayi berbasis fuzzy

logic ini adalah mahasiswa mampu merancang sistem monitoring dan

pengendalian suhu pada inkubator bayi berbasis pada fuzzy logic. Kemudian

mampu mengoptimalkan fungsi inkubator yang dapat menghasilkan dan

mengendalikan suhu sesuai kebutuhan.




6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Untuk membuat rancang bangun sistem monitoring dan pengendalian

suhu pada inkubator bayi berbasis pada fuzzy logic, sebelumnya dapat dijelaskan

tinjauan pustaka dari sistem yang terkait didalamnya yang dapat dijelaskan

sebagai berikut :

2.1 Inkubator

Inkubator merupakan tempat perawatan dan penyesuaian suhu untuk bayi

yang lahir prematur atau lahir sebelum waktunya (kurang dari 37 minggu). Bayi

normal dilahirkan setelah kira–kira 40 minggu dalam kandungan. Berat bayi

normal berkisar antara 2500 gram sampai 4000 gram, sedangkan bayi yang lahir

prematur beratnya kurang dari 2500 gram (Sanjaya, 2010). Kejadian prematuritas

pada bayi disebabkan oleh faktor–faktor sebagai berikut :

a. Usia ibu melahirkan dibawah 20 tahun

b. Jarak kelahiran terlalu dekat (multigravida)

c. Terjadinya kecelakaan atau sebab–sebab lainnya pada ibu yang sedang hamil.

Ditinjau dari sistem perawatan pada ruangan, inkubator dibedakan

menjadi 2 macam, yaitu sistem perawatan terbuka dan sistem perawatan tertutup.

2.1.1 Inkubator Dengan Sistem Perawatan Terbuka

Inkubator sistem perawatan terbuka adalah inkubator yang memerlukan

pembukaan ruangan jika akan melakukan perawatan bayi (perawatan tidak




7

dilakukan secara otomatis dari ruangan inkubator). Perawatan ini biasanya

digunakan untuk bayi yang lahir prematur dengan kebutuhan perawatan normal

(Sanjaya, 2010).

2.1.2 Inkubator Dengan Sistem Perawatan Tertutup

Pada peralatan inkubator tipe tertutup, perawatan bayi dilakukan dalam

ruangan inkubator melalui lengan atau lubang khusus yang tersedia pada

peralatan. Peralatan ini digunakan untuk bayi prematur yang lahir dengan kondisi

kritis, sehingga membutuhkan perawatan yang sangat hati–hati karena bayi

tersebut mudah terinfeksi penyakit, mempunyai kelainan pada organ tubuh dan

membutuhkan oksigen secara langsung melalui saluran pernapasan (Rakhmawan,

2010).

Gambar 2.1. Inkubator Bayi (Fajarwati, 2010)

Jika ditinjau dari sistem pengontrolannya, inkubator dibedakan menjadi 2

macam, yaitu inkubator manual dan inkubator otomatis.




8

2.1.3 Inkubator Manual

Pengontrolan suhu ruangan pada peralatan ini dilakukan secara manual

oleh perawat bayi dengan cara mematikan dan menghidupkan rangkaian pemanas,

berdasarkan indikator.

2.1.4 Inkubator Otomatis

Pada perawatan inkubator otomatis ini pengontrolan suhu ruangan

dilakukan secara otomatis oleh kontroler melalui sensor suhu. Perawat bayi cukup

mengamati melalui peraga (display) maupun layar monitor untuk memeriksa

keadaan bayi dalam ruangan inkubator dan baru membukanya jika terjadi hal–hal

yang tidak diinginkan. Dengan alat ini kestabilan suhu ruangan dapat lebih

terjamin, proses perawatan bayi menjadi efisien dan teliti serta lebih menghemat

tenaga perawat karena pengontrolan ruangan bayi pada inkubator yang akan

dibuat ini dilakuakan secara otomatis oleh kontroler dengan objek pengontrolan

suhu ruangan (Sanjaya, 2010).

Sementara ini inkubator yang ada hanyalah mengukur suhu pada inkubator

saja.Pada inkubator juga perlu dibuat suatu sistem monitoring yang

melingkupitemperatur ruangan kamar (luar inkubator), inkubator bayi, dan bayi

itu sendiri.

2.2 Suhu yang Meliputi Inkubator

Pada inkubator terdapat berbagai suhu yang terkait, berikut pengertian tiga

jenis suhu yang terkait dengan kondisi bayi dan lingkungannya, yaitu suhu bayi,

suhu inkubator, dan suhu ruang rawat.




9

2.2.1 Suhu Bayi

Dibandingkan bayi cukup bulan, bayi prematur mudah terserang infeksi

karena daya tahan tubuhnya yang belum sempurna, mudah mengalami henti napas

karena ketidakmatangan paru dan susunan saraf pusat, serta sulit mempertahankan

suhu tubuh (hipotermia). Bayi prematur memiliki cadangan lemak tubuh (brown

fat) yang masih sedikit untuk menahan panas dan metabolisme yang belum

sempurna untuk memproduksi panas sendiri. Disamping itu, kehilangan panas

lebih mudah terjadi pada bayi prematur karena perbandingan luas permukaan

terhadap massa tubuhnya relatif lebih luas dibandingkan pada bayi cukup bulan.

Keadaan ini merupakan ancaman terhadap kehidupan bayi karena hipotermia

dapat mengakibatkan terjadinya penumpukan zat asam dalam darah (asidosis),

hipoglikemia, gangguan pembekuan darah, dan meningkatkan risiko distres

pernapasan pada bayi, yang pada akhirnya dapat berakibat kematian. Karena

alasan itulah bayi prematur dirawat dalam inkubator segera setelah lahir untuk

menjaga suhu tubuhnya tetap hangat, antara 36,5-37,5°C (Mordhoko dkk, 2010).

2.2.2 Suhu Kotak Inkubator

Inkubator yang berfungsi menjaga suhu bayi supaya tetap stabil.Dengan

demikian diharapkan bayi tetap berada pada suhu yang sesuai seperti saat bayi

berada dalam kandungan. Pentingnya inkubator ini dalam penanganan bayi

prematur, membutuhkan suatu sistem pengaturan suhu yang mempunyai kualitas

pengukuran dan pengaturan yang baik pada rentang suhu 36 – 38 0C

(Rakhmawan, 2010).




10

2.2.3 Suhu Ruang Rawat

Pemberian udara yang baik akan menyuplai udara segar yang dibutuhkan

manusia untuk pernafasan dan metabolisme tubuh. Pemberian udara yang baik

juga berhubungan dengan terciptanya suhu ruang yang kondusif bagi tubuh,

sehingga energi dari dalam tubuh tidak akan terkuras untuk beradaptasi dengan

suhu ruang yang tidak kondusif tersebut. Suhu ruang yang kondusif adalah suhu

ruang yang sama dengan rata-rata suhu tubuh manusia normal, yaitu sekitar 27ºC

(Mordhoko dkk, 2010).

Gambar 2.2. Ilustrasi (Mordhoko dkk, 2010)

Pada Gambar 2.2. dapat diilustrasikan, bahwa inkubator yang baik adalah

memiliki sistem monitoring yang lengkap yaitu, sistem monitoring yang

melingkupisuhuruangan kamar (luar inkubator), Suhu inkubator, dan suhu bayi itu

sendiri.

2.3 Mikrokontroler ATmega16

Mikrokontroler adalah suatu keping IC (Integrated Circuit) dimana

terdapat mikroprosesor dan memori program (ROM) serta memori serbaguna

(RAM), bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC,

PLL, EEPROM dalam satu kemasan (Mordhoko dkk, 2010). Ada perbedaan yang




11

cukup penting antara Mikroprosesor dan Mikrokontroler. Jika Mikroprosesor

merupakan CPU (Central Processing Unit) tanpa memori dan I/O pendukung dari

sebuah komputer, maka Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU, Memori, I/O

tertentu dan unit pendukung.Kelebihan utama dari Mikrokontroler ialah telah

tersedianya RAM dan peralatan I/O Pendukung sehingga ukuran

boardmikrokontroler menjadi sangat ringkas.

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai

masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus

dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis

data.Ada beberapa contoh mikrokontroler yaitu AVR ATMega16 yang memiliki

memiliki 4 buah portinput/output 8 bit, yaitu port A, port B, port C, dan port D

(Fauzi, 2010).

Selain sebagai input/output masing-masing port juga memilik i

fungsi yang lain. misalnya portA dapat difungsikan sebaga i

A D C ( a n a l o g t o d i g i t a l c o n v e r t e r ) . Fungsi-fungsi yang lain dapat

dilihat pada datasheet ATMega16.Selain mempelajari port yang ada di ATMega

16 perlu juga memahami memori. Terdapat tiga kelompok memori dalam

mikrokontroler AVR ATMega16:

- Flash memory (ruang program), ruang dimana program disimpan.

- SRAM (static random access memory), ruang dimana program membuat

dan memanipulasi variabel ketika program berjalan.

- EEPROM merupakan ruang memori dimana programmer dalam

menyimpan informasi dalam waktu yang panjang (permanen).




12

Memori Flash dan EEPROM bersifat non-volatile (informasi tetap ada

walaupun catu daya diputus). SRAM bersifat volatile, informasi akan hilang

ketika catu daya diputus.Chip ATmega16 memiliki memori Flash 16k, SRAM

1024 byte dan EEPROM 512 byte.Harap diperhatikan jumlah SRAM yang

terbatas. Sangat mudah untuk mengisinya hingga maksimal, dengan menyimpan

sejumlah besar data string dalam program.

Gambar 2.3. Kontruksi ATMega 16 (Fauzi, 2010)

Port A

Port A digunakan sebagai sebagai I/O. Disamping sebagai I/O, port A juga

memiliki fungsi lain, seperti terlihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1.Fungsi Alternatif Port A(Fauzi, 2010) Pin Port Fungsi Alternatif PA7 ADC 7 (ADC masukan kanal 7) PA6 ADC 6 (ADC masukan kanal 6) PA5 ADC 5 (ADC masukan kanal 5) PA4 ADC 4 (ADC masukan kanal 4) PA3 ADC 3 (ADC masukan kanal 3) PA2 ADC 2 (ADC masukan kanal 2) PA1 ADC 1 (ADC masukan kanal 1) PA0 ADC 0 (ADC masukan kanal 0)




13

Port A merupakan 8-bit port bi-directional yang memiliki internal pull-

up. Port ini bisa diakses secara 8-bit atau per pin (1-bit). Port ini juga memiliki

kemampuan sebagai source dan sink. Ketika reset aktif port A akan berada dalam

keadaan tri-state meskipun clock tidak berjalan.

Port B

Port ini memiliki karakteristik yang sama dengan Port A. Sebagaimana

pada Port A, Port B juga memiliki fungsi alternatif (perhatikan Tabel 2.2).

Tabel 2.2.Fungsi Alternatif Port B(Fauzi, 2010) Pin Port Fungsi Alternatif PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock ) PB6 MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output ) PB5 MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input) PB4 SS (SPI Slave Select Input)

PB3 AIN 1 (Analog Comparator Negative Input) OC0 (Timer/Counter 0 Output Compare Match Output)

PB2 AIN 0 (Analog Comparator Positive Input) INT2 (External Interrupt 2 input)

PB1 T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input)

PB0 T0 (Timer/Counter 0 External Counter Input ) XCK (USART External Clock Input/Output)

Pada port B ini terdapat MISO, MOSI, dan SCK yang digunakan sebagai

port komunikasi serial untuk mengisi program kepada mikrokontroler. MOSI dan

MOSI digunakan untuk memasukkan program dalam bahasa C untuk

memerintahkan mikrokontroler. Selain itu didalam port B juga bias digunakan

untuk timer atau counter dan masukan lain.

Port C

Port C memiliki fungsi dan karakteristik yang sama dengan Port A dan

Port B. Fungsi alternatif dari Port C dapat dilihat pada Tabel 2.3.




14

Tabel 2.3.Fungsi Alternatif Port C (Fauzi, 2010) Pin Port Fungsi Alternatif PC7 TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2) PC6 TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1) PC5 TDI (JTAG Test Data In) PC4 TDO (JTAG Test Data Out) PC3 TMS (JTAG Test Mode Select) PC2 TCK (JTAG Test Clock) PC1 SDA (Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line) PC0 SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line)

Pada port C ini diaplikasikan sebagai PWM yang biasa digunakan pada

robotika dan pada port ini digunakan untuk keluran display LCD.

Port D

Port ini memiliki fungsi dan karakteristik sama dengan port lainnya.

Disamping sebagai I/O port ini juga memiliki fungsi khusus (perhatikan Tabel

2.4)

Tabel 2.4.Fungsi Alternatif Port D(Fauzi, 2010) Pin Port Fungsi Alternatif PD7 OC2(Timer/Counter2 Output Compare Match Output) PD6 ICP1(Timer/Counter1 Input Capture Pin) PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output) PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output) PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input) PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input) PD1 TXD (USART Output Pin) PD0 RXD (USART Input Pin)

Pada port D ini terdapat TXD dan RXD yang digunakan sebagai port

komunikasi serial untuk data logging menyimpan data hasil masukan. Selain itu

pada port D juga dapat digunakan untuk mengatur PWM (pulse width

modulation) pada OC1A dan OC1B.




15

2.4 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD adalah sebuah display dot matrix yang difungsikan untuk

menampilkan tulisan berupa angka atau huruf sesuai dengan yang diinginkan

(sesuai dengan program yang digunakan untuk mengontrolnya). Pada tugas akhir

ini penulis menggunakan LCD dot matrix karakter 2 x 16. LCD ini hanya

memerlukan daya yang kecil, tegangan yang dibutuhkan juga rendah yaitu

+5VDC. Adapun fungsi masing-masing pin pada LCD karakter 2x16 akan

dijelaskan pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5. Fungsi pin pada LCD No. Simbol Level Keterangan 1 Vss - Dihubungkan ke 0 V (Ground) 2 Vcc - Dihubungkan dengan tegangan supply +5V

dengan toleransi ± 10%.

3 Vee - Digunakan untuk mengatur tingkat kontras LCD.

4 RS H/L Bernilai logika ‘0’ untuk input instruksi dan bernilai logika ‘1’ untuk input data.

5 R/W H/L Bernilai logika ‘0’ untuk proses ‘write’ dan bernilai logika ‘1’ untuk proses ‘read’.

6 E H Merupakan sinyal enable. Sinyal ini akan aktif pada failing edge dari logika ‘1’ ke logika ‘0’.

7 DB0 H/L Pin data D0 8 DB1 H/L Pin data D1 9 DB2 H/L Pin data D2 10 DB3 H/L Pin data D3 11 DB4 H/L Pin data D4 12 DB5 H/L Pin data D5 13 DB6 H/L Pin data D6 14 DB7 H/L Pin data D7 15 V+BL - Back Light pada LCD ini dihubungkan dengan

tegangan sebesar 4 – 4,2 V dengan arus 50 – 200 mA

16 V-BL - Back Light pada LCD ini dihubungkan dengan ground




16

Cara kerja menjalankan LCD akan dijelaskan sebagai berikut.

Langkah 1 : Inisialisasi LCD.

Langkah 2 : Arahkan pada alamat yang dikehendaki (lihat tabel alamat).

Langkah 3: Tuliskan data ke LCD, maka karakter akan tampil pada alamat

tersebut.

Gambar 2.4. Rangkaian LCD

Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD

sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka

melalui program EN harus dibuat logika low (0) dan diatur pada dua jalur kontrol

yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, mengatur EN dengan

logika (1) dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu (sesuai dengan datasheet

dari LCD tersebut) dan berikutnya mengatur EN ke logika low (0) lagi.

Jalur RS adalah jalur Register Select. Ketika RS berlogika low (0), data

akan dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti clear screen,

posisi kursor, dan lainnya). Ketika RS berlogika high (1), data yang dikirim

adalah data teks yang akan ditampilkan pada tampilan LCD. Sebagai contoh,




17

untuk menampilkan huruf “T” pada layar LCD maka RS harus diatur pada logika

high (1).

Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0),

maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW

berlogika high (1), maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD.

Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low (0).

2.5 Sensor Suhu

Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu

besaran tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu

rangkaian elektronik. Sensor merupakan komponen utama dari suatu tranduser,

sedangkan tranduser merupakan sistem yang melengkapi agar sensor tersebut

mempunyai keluaran sesuai yang kita inginkan dan dapat langsung dibaca pada

keluarannya. Suhu adalah salah satu gejala alam yang diukur dalam sebuah

sistemkontrol. Derajat atau tingkat kepanasan sesuatu atau obyek yang diukur.

Sehingga sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas

menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya (Sanjaya,

2010). Ada beberapa metode yang digunakan untuk membuat sensor ini, salah

satunya dengan cara menggunakan material yang berubah hambatannya terhadap

arus listrik sesuai dengan suhunya. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian

pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

LM35DZ milik National Semiconductor tergolong IC sensor suhu dengan

rangkaian terpadu yang menggunakan chip silicon untuk kelemahan




18

penginderanya. Sensor jenis ini mempunyai output tegangan dan arus yang sangat

linier pada temperatur ºC. Tegangan input sebesar 5 volt dan tegangan keluaran

10mV/ ºC. Yang artinya output akan mengalami kenaikan 10mV tiap kenaikan

temperatur sebesar 1 ºC.

Gambar 2.5. LM35DZ

Sensor ini juga memiliki karakteristik sebagai berikut Dikalibrasi langsung

dalam ºC

a. Sangat linier dengan sekala 10mV/ ºC

b. Dapat beropersi dari 4V sampai 30V

c. Impedansi output rendah 0,1Ω untuk beban 1mA

d. Dapat bekerja pada range -55 sampai 150 ºC

e. Mudah didapatkan

2.6 Op-Amp (Penguat Operasional Amplifier)

Op-Amp adalah salah satu jenis rangkaian linier integrated circuit yang

paling banyak dipahami dalam berbagai bidang karena memiliki keunggulan yaitu

impedansi masukan yang besar, impedansi keluaran yang rendah dan stabil

terhadap perubahan suhu.




19

Gambar 2.6. Lambang Op – Amp

Op-Amp mempunyai lima terminal dasar untuk dihubungkan dengan

komponen-komponen rangkaian diluar Op-Amp. Satu terminal output, dua

terminal input. Pada input terdapat tanda (+) sehingga masukan tidak membalik

(non inverting) dan tanda (-) sehingga masukan membalik (inverting input) dan 2

terminal daya.

2.7 PWM (Pulse Width Modulation)

Pulse Width Modulation (PWM) adalah sebuah cara memanipulasi lebar

sinyal atau tegangan yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, yang

akan digunakan untuk mengirim data pada telekomunikasi ataupun mengatur

tegangan sumber yang konstan untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang

berbeda. Penggunaan PWM sangat banyak, mulai dari pemodulasian data untuk

telekomunikasi, pengontrolan daya atau tegangan yang masuk ke beban, regulator

tegangan, audio effect dan penguatan, serta aplikasi-aplikasi lainnya (Suganda,

2010).




20

Gambar 2.7. Contoh Sinyal PWM (Suganda, 2010)

Terlihat pada Gambar 2.7, bahwa sinyal PWM adalah sinyal digital yang

amplitudo dan frekuensinya tetap, namun lebar pulsa yang aktif (duty cycle) per

periodenya dapat diubah-ubah. Dimana periodenya adalah waktu pulsa high (1)

Ton ditambah waktu pulsa low (0) Toff. Duty cycle adalah lamanya pulsa high (1)

Ton dalam satu perioda. Pada grafik PWM teratas terlihat bahwa sinyal high per

periodenya, sangat kecil (hanya 20%). Pada grafik PWM ditengah terlihat sinyal

high hampir sama dengan sinyal low (50%). Dan pada gambar paling bawah

terlihat bahwa sinyal high lebih besar dari sinyal low (80%). Maka jika tegangan

input rangkaian di atas 12 V. Maka jika digunakan PWM teratas, nilai tegangan

output rata-ratanya sebesar 2,4 V (20% dari Vsource), jika digunakan PWM yang

tengah, maka tegangan output rata-ratanya sebesar 6 V (50%). Begitu pula jika

menggunakan PWM yang paling bawah, maka tegangan output rata-ratanya

sebesar 9,6 V (80%).




21

2.8 Optocoupler

Optocoupler merupakan sebuah sensor yang terdiri dari dua bagian

yaitu transmitter dan receiver. Transmitter (pengirim) merupakan bagian yg

terhubung dengan rangkaian input atau rangkaian kontrol. Pada bagian ini terdapat

sebuah LED inframerah (IR LED) yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal pada

receiver. Jika dibandingkan dengan menggunakan LED biasa, LED inframerah

memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap sinyal tampak.

Receiver merupakan bagian yg terhubung dengan rangkaian output atau

rangkaian beban, dan berisi komponen penerima cahaya yang dipancarkan oleh

transmitter. Pada bagian receiver dibangun dengan dasar komponen

fototransistor. Suatu sumber cahaya menghasilkan energi panas, begitu pula

dengan spektrum inframerah. Spekrum inframerah mempunyai efek panas yang

lebih besar dari cahaya tampak. Oleh karena itu, fototransistor lebih peka untuk

menangkap radiasi dari sinar inframerah. Adapun simbol optocoupler dapat dilihat

pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8. Sensor optocoupler




22

2.9 TRIAC

TRIAC adalah komponen yang tersusun sedemikian rupa dari dua buah

SCR seperti yang ditunjukkan pada Gambar 22. Jadi secara umum perilaku

TRIAC mirip dengan SCR, namun TRIAC paling tepatuntuk mengontrol

fase tegangan AC.

. Gambar 2.9. Rangkaian TRIAC

Terminal-terminal yang dimiliki TRIAC adalah MT1, MT2, dan gate.

Kutub pemicuannya adalah gate -MT1. Arah arus listriknya adalah dua arah, MT1

ke MT2 dan MT2 ke MT1

Gambar 2.10 Simbol TRIAC

2.10 Transistor

Transistor biasanya diklasifikasikan dalam dua pembagian besar, yaitu

Bipolar Juction Transistor (BJT) dan Field Effect Transistor (FET). Transistor

bipolar atau BJT terdiri dari 3 terminal (kaki) dan terdiri dari 2 tipe yang berbeda,

yaitu transistor NPN dan transistor PNP. Transistor NPN memilki 1 daerah p yang

diapit oleh 2 daerah n, sedangkan Transistor PNP memiliki 1 daerah n yang diapit




23

oleh 2 daerah p. Berdasarkan penggabungan ketiga terminal tersebut, maka

terdapat 2 persambungan (junction) antara daerah n dan daerah p. Simbol dari

transistor NPN dan PNP masing-masing dapat dilihat pada Gambar 2.11.

Bagian tengah pada transistor disebut dengan basis, sedangkan simbol

terminal dengan tanda panah menunjukkan emitor, dan lainnya disebut dengan

kolektor. Pada umumnya, transistor dapat digunakan untuk tiga fungsi, antara lain

sebagai saklar, pembentuk sinyal, dan penguat arus.

(a)

(b)

Gambar 2.11 Simbol Transistor: (a)Transistor NPN dan (b)Transistor PNP

2.11 Heater

Heater (elemen pemanas) adalah alat listrik yang berfungsi untuk

memanaskan suatu objek. Heater yang digunakan dalam pembuatan inkubator ini

yaitu jenis elemen solder. Heater jenis ini banyak dijumpai dipasaran, bahkan

untuk keperluan rumah tangga sekalipun seringkali digunakan, sehingga mudah




24

didapatkan. Elemen solder memiliki beberapa jenis kesesuaian dengan tingkat

dayanya. Didalam heater, jika semakin besar dayanya, maka semakin besar pula

panas yang dihasilkan.

2.12 Blower

Blower adalah alat yang dapat menghasilkan angin. Terdapat banyak jenis

dan bentuk blower yang berdar dipasaran. Blower yang digunakan untuk

keperluan rumah tangga tentunya berbeda dengan blower yang digunakan dalam

pembuatan inkubator. Blower yang digunakan dalam inkubator ini berbentuk

seperti blower untuk komputer dan bertegangan DC. Pada umumnya, blower

berfungsi untuk mendinginkan ruangan tetapi dalam pembuatan sistem kontrol

inkubator secara otomatis ini blower berperan untuk membantu menyebarkan

panas dari heater. Blower diletakan dibawah heater supaya blower dapat

meniupkan angin keatas (kearah heater) sehingga panas yang dihasilkan oleh

heater dapat menyebar keruangan inkubator dengan cepat.

2.13 Software

2.13.1 Fuzzy Logic

Fuzzy logic diperkenalkan pertama kali oleh Prof. Lotfi Zadeh dari

universitas California di Barkeley, pada pertengahan 1960. Untuk menghitung

gradasi yang tak terbatas jumlahnya antara benar dan salah, Zadeh

mengembangkan ide penggolongan set yang ia namakan set fuzzy. Tidak seperti

logika boolean, fuzzy logic memiliki banyak nilai (Nugroho, 2010). Ada beberapa




25

konsep dasar yang harus diketahui yang berhubungan dengan Fuzzy Logic, seperti

yang ditunjukkan pada Gambar 2.12.

Gambar 2.12. Konsep Fuzzy(Nugroho, 2010)

Pada Gambar 2.12. dijelaskan bahwa ada beberapa konsep dasar yang

behubungan dengan fuzzy logic, dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Derajat keanggotaan adalah derajat dimana nilai crips kompatibel dengan

fungsi keanggotaan (dari 0 sampai 1), juga mengacu sebagai tingkat

keanggotaan, nilai kebenaran, atau masukan fuzzy.

2. Label adalah nama diskriptif yang digunakan untuk mengidentifikasi

sebuah fungsi keanggotaan.

3. Fungsi keanggotaan adalah mendefinisikan fuzzy set dengan memetakan

masukan crisp dari domainnya ke derajat keanggotaannya.

4. Masukan crisp adalah masukan yang tegas dan tertentu.

5. Lingkup/domain adalah lebar fungsi keanggotaan, tempat dimana fungsi

keanggotaan dipetakan.

6. Daerah batasan crisp adalah jangkauan seluruh nilai yang mungkin dapat

divariasikan pada variabel sistem.




26

Menggunakan fuzzy logic untuk mencapai penyelesaian crisp pada masalah

khusus biasanya melibatkan tiga langkah yaitu: fuzzifikasi, rule evaluation, dan

defuzzifikasi.

2.13.1.1 Fuzzifikasi

Pada proses fuzzy logic proses yang pertama kali dilakukan adalah proses

fuzzifikasi. Dimana proses fuzzifikasi dapat dijelaskan melalui Gambar 2.13.

Gambar 2.13. Proses Fuzzifikasi (Fauzi, 2010)

Langkah pertama dalam memproses fuzzy logic mengandung transformasi

domain yang dinamakan fuzzifikasi. Masukan crisp ditransformasikan kedalam

masukan fuzzy (Fauzi, 2010). Untuk mengubah bentuk masukan crisp kedalam

masukan fuzzy, fungsi keanggotaan pertama kali harus ditentukan untuk tiap

masukan. Sekali fungsi keanggotaan ditentukan, fuzzifikasi mengambil nilai

masukan secara realtime, dan membandingkannya dengan informasi fungsi

keanggotaan yang tersimpan untuk menghasilkan nilai masukan fuzzy.

Pada proses fuzzifikasi ada beberapa bentuk fungsi keanggotaan fuzzyyang

ditunjukkan pada Gambar 2.14.




27

Gambar 2.14. Bentuk Fungsi Keangotaan (Fauzi, 2010)

Fungsi keanggotaan dinyatakan untuk memberi arti numerik pada tiap label.

Setiap fungsi keanggotaan mengidentifikasikan daerah nilai masukan yang

berkorespondensi dengan label.

2.13.1.2 Rule Evaluation

Langkah berikutnya setelah fuzzifikasi yaitu rule evaluation, kita akan

mengetahui bagaimana aturan aturan menggunakan masukan fuzzy untuk

menentukan aksi sistem. Tiga metode yang digunakan dalam melakukan inferensi

sistem fuzzy : metode max, metode additive, metode probabilistic or (Fauzi,

2010).

2.13.1.3 Defuzzifikasi

Input dari defuzzifikasi adalah suatu himpunan yang diperoleh dari

komposisi aturan-aturan, sedangkan output yang dihasilkan merupakan suatu

bilangan pada domain himpunan fuzzy tersebut (Fauzi, 2010). Defuzifikasi




28

merupakan lanjutan dari proses rule base. Beberapa metode dalam defuzzifikasi

adalah :

1. Metode center of Gravity / centroid

Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil titik pusat

daerah fuzzy, secara umum dirumuskan pada persamaan 2.1 untuk variabel

kontinyu dan persamaan 2.2 untuk variabel diskrit.

(2.1)

(2.2)

2. metode bisektor

Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai pada

domain fuzzy yang memiliki nilai keanggotaan setengah dari jumlah total

nilai keanggotaan pada daerah fuzzy. Secara umum dituliskan pada

persamaan 2.3.

(2.3)

Dimana: = minz zZ = maxz zZ




29

3. metode mean of maximum

Pada solusi ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai rata-

rata domain yang memiliki nilai keanggotaan maksimum.

4. metode largest of maximum

Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai

terbesar dari domain yang memiliki nilai kenggotaan maksimum.

5. metode smallest of maximum

Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai

terkecil dari domain yang memiliki nilai kenggotaan maksimum.

2.13.2 Pemrograman CodeVision AVR

2.13.2.1 Tinjauan CodeVision AVR

CodeVisionAVR menyediakan sebuah editor yang didesain untuk

menghasilkan program C secara otomatis untuk mikrokontroler AVR. Program C

yang akan diimplementasikan menggunakan standar ANSI C yang sesuai dengan

arsitektur AVR. CodeVisionAVR adalah sebuah compiler C yang telah dilengkapi

dengan fasilitas Integrated Development Environment (IDE) dan didesain agar

dapat menghasilkan kode program secara otomatis untuk mikrokontroler Atmel

AVR.

Integrated Development Environment (IDE) telah dilengkapi dengan

fasilitas pemrograman chip melalui metode In-System Programming sehingga

dapat secara otomatis mentransfer file program ke dalam chip mikrokontroler

AVR setelah sukses dikompilasi. Software In-System Programmer didesain untuk

bekerja ketika dihubungkan dengan development board STK500, STK600,




30

AVRISP, AVRISP mkII, AVR Dragon, AVRProg, Atmel JTAGICE mkII, Kanda

System STK200+STK300, Dontronics DT006, Vogel Elektronik VTEC-SIP,

Futurlec JRAVR and MicroTronics ATCPU, dan Mega2000.

Dalam rangka meningkatkan kehandalan program tersebut, maka pada

CodeVisionAVR terdapat kumpulan pustaka (library). CodeVisionAVR dapat

menghasilkan kode program secara otomatis melalui fasilitas CodeWizardAVR

Automatic Program Generator. Dengan adanya fasilitas ini maka penulisan

program dapat dilakukan dengan cepat dan lebih efisien. Seluruh kode dapat

diimplementasikan dengan fungsi sebagai berikut :

1. Identifikasi sumber reset

2. Mengatur akses memori eksternal

3. Inisialisasi port input/outpur

4. Inisialisasi interupsi eksternal

5. Inisialisasi timer/counter dan watchdog timer

6. Inisialisasi USART dan interupsi buffer untuk komunikasi serial

7. Inisialisasi komparator analog dan ADC

8. Inisialisasi interface SPI dan two wire interface (TWI)

9. Inisialisasi interface CAN

10. Inisialisasi I2C bus, sensor suhu LM75, teherometer/thermostat DS1621

dan real time clock PCF8563, PCF8583, DS1302, DS1307

11. Inisialisasi 1 wire bus dan sensor suhu DS1820/DS18S20

12. Inisialisasi modul LCD




31

2.13.2.2 Bahasa Pemrograman CodeVision AVR

Program harus diterjemahkan dahulu ke dalam kode mesin agar suatu

program dapat dimengerti oleh mikrokontroler. Adapun penerjemah yang

digunakan bisa berupa kompiler. Kompiler adalah suatu jenis penerjemah yang

menerjemahkan baris per baris instruksi program dalam bahasa C hingga

menjadi program yang executable (dapat dieksekusi secara langsung).

Untuk memulai bekerja dengan CodeVision AVR pilih pada menu File ->

New. Maka akan muncul kotak dialog pada Gambar 2.15.

Gambar 2.15. Kotak Dialog 1

Pilih Project kemudian tekan OK, maka akan muncul kotak dialog 2 pada

Gambar 2.16.

Gambar 2.16. Kotak Dialog 2

Pilih Yes untuk menggunakan CodeWizardAVR. CodeWizardAVR

digunakan untuk membantu dalam men-generate program, terutama dalam

konfigurasi chip mikrokontroler, baik itu konfigurasi Port, Timer, penggunaan

fasilitas-fasilitas seperti LCD, interrupt, dan sebagainya. CodeWizardAVR ini




32

sangat membantu programmer untuk setting chip sesuai keinginan. Untuk

selanjutnya fasilitas-fasilitas lainnya dapat disetting sesuai kebutuhan dari

pemrograman. Setelah selesai dengan CodeWizard AVR, selanjutnya pada

menu File, pilih Generate, Save and Exit dan simpan pada direktori yang

diinginkan, dapat dilihat pada Gambar 2.17.

Gambar 2.17. Code Wizard AVR dan Generate Program




33

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian alat ini akan dilakukan di Laboratorium Program Studi

Teknobiomedik Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Airlangga dalam jangka waktu satu semester (kurang lebih 6 bulan), mulai dari

Februari 2012 sampai dengan Juli 2012.

3.2 Alat dan Bahan Penelitian

a. Bahan yang digunakan dalam penelitian:

1. PCB, digunakan sebagai skematik rangkaian

2. LM35, digunakan sebagai sensor suhu yang digunakan

3. Mikrokontroler ATMega 16, digunakan sebagai otak alat

4. Heater, digunakan sebagai pemanas inkubator

5. Fan, digunakan sebagai penyalur udara panas dari heater

6. Tembaga, digunakan untuk solder

7. LCD 16 x 2, digunakan sebagai display

8. Adaptor, digunakan sebagai power supply

9. Kotak inkubator, digunakan sebagai media

10. Push button, digunakan sebagai masukan set point

11. Komponen lain : IC LM358, IC regulator 7805, transistor TIP41,

dioda, MOC 3021, BT138, PC817, resistor, dan kapasitor




34

b. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Downloader Mikrokontroler, digunakan sebagai penghubung

mikrokontroler dengan komputer

2. PC (Personal Computer), digunakan untuk menulis program

3. Multimeter, digunakan untuk mengukur tegangan

4. Solder, digunakan untuk memanaskan timah

5. Bor, digunakan untuk melubangi alas

6. Peralatan lain: obeng, tang, penyedot timah, gunting, dan lem bakar

3.3. Prosedur Penelitian

Pada Penelitian ini terbagi atas dua tahap yaitu perancangan dan

pembuatan sistem hardware yang kedua adalah perancangan dan pembuatan

software sebagai pengendali operasi alat.

Diagram alir prosedur penelitian secara lengkap dapat dilihat pada Gambar

3.1




35

Gambar 3.1 Diagram Blok Prosedur Penelitian

Tahap Persiapan

Analisis Mekanik

Perancangan Hardware - Rangkaian minimum sistem AVR

ATmega16 - - Rangkaian LCD

- Rangkaian sensor suhu - Rangkaian driver heater - Rangkaian driver kipas

Pengujian Linieritas

Sensor

Pengambilan Data

Kalibrasi Sensor

Analisis Data

Alat Siap Pakai

Pengujian Set Point

Tahap Persiapan

Analisis Mekanik




Tahap Persiapan

Analisis Mekanik




Kalibrasi Sensor

Tahap Persiapan

Analisis Mekanik





Sensor

Kalibrasi Sensor

Tahap Persiapan

Analisis Mekanik




Pengambilan Data

Pengujian Set Point


Sensor

Kalibrasi Sensor

Tahap Persiapan

Analisis Mekanik




Analisis Data

Pengambilan Data

Pengujian Set Point


Sensor

Kalibrasi Sensor

Tahap Persiapan

Analisis Mekanik




Alat Siap Pakai

Analisis Data

Pengambilan Data

Pengujian Set Point


Sensor

Kalibrasi Sensor

Perancangan Software

Tahap Persiapan

Analisis Mekanik


ATmega16 - Rangkaian sensor suhu

- Rangkaian driver heater - Rangkaian driver kipas




36

3.3.1 Tahap Persiapan

Pada tahap ini, proses yang dilakukan adalah pencarian informasi dengan

studi pustaka pada beberapa jurnal ilmiah dan tugas akhir yang berhubungan

dengan inkubator, sensor suhu, dan program fuzzy serta melakukan observasi

lapangan ke rumah sakit.

Pada tahap persiapan, semua rancangan rangkaian (layout) yang akan

dirancang terlebih dahulu dibuat diagram bloknya sehingga pada tahap

perancangan akan disesuaikan dengan diagram blok inkubator berbasis fuzzy

logic. Adapun diagram blok inkubator berbasis fuzzy logic ditunjukkan pada

Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Diagram Blok Inkubator

Pada diagram blok menggambarkan sistem pada inkubator secara

keseluruhan dan hubungan antara rangkaian pendukung dengan rangkaian

OP-AMP

DRIVER HEATER

MIKRO KONTROLER ATMEGA 16

LCD KARAKTER

PUSH BUTTON

1

2 4

5

DRIVER KIPAS

7

SENSOR SUHU

HEATER

KIPAS

3 6

8




37

minimum sistem mikrokontroler. Pemberian angka pada diagram blok tersebut

dimaksudkan untuk mengetahui prioritas kerja pada rangkaian penyusun sistem.

Adapun penjelasan mengenai diagram blok pada Gambar 3.2 yaitu :

1. Push button untuk menentukan set point suhu yang diinginkan pemakai

dengan rentang suhu normal inkubator 36-380 C dengan tombol up dan

down sebagai pilihanya serta tombol enter dan cancel untuk perintah

selanjutnya.

2. LCD digunakan sebagai tampilan masukkan set point selanjutnya

digunakan sebagai tampilan nilai set point dan suhu yang dibaca oleh

sensor lm35.

3. Setelah dimasukkan nilai set point, sensor suhu LM35 yang diletakkan

didalam inkubator akan langsung mendeteksi panas. Keluaran dari sensor

LM35 sebelumnya dikuatkan dengan op-amp menggunakan IC LM358

dengan tujuan keluaran dapat dibaca dengan lebih presisi oleh

mikrokontroler.

4. Inkubator bekerja pada suhu sekitar 25-45 oC dan tegangan sensor LM35

pada suhu itu berkisar antara 0,25-0,45 V, sedangakan mikrokontroler

bekerja pada 0-5 V. untuk memperoleh hasil yang maksimal untuk sensor

LM35 maka dilakukan penguatan sebesar 10 kali sehingga tegangan LM35

akan bekerja pada 2,5-4,5 V sehingga kerja mikrokontroler juga akan

maksimal dan tidak mubazir karena adc digunakan dengan maksimal. Pada

mikrokontroler dilakukan proses ADC (Analog Digi tal Converter) yang




38

memanfaatkan ADC internal mikrokontroller ATMEGA 16 dengan presisi

10 bit ADC.

5. Sebelumnya pada mikrokontroler sudah ditanamkan program fuzzy untuk

mengontrol heater dengan driver heater.

6. Mikrokontroler akan mengaktifkan mengaktifkan sinyal PWM yang akan

digunakan sebagai pengaturan tingkat kepanasan heater dengan driver

heater.

7. Pada mikrokontroler juga dimasukan program untuk mengontrol kipas

dengan driver kipas.

8. Mikrokontroler akan menggerakkan kipas dengan driver kipas sesuai

dengan perintah.

3.3.2 Tahap Perancangan

Tahap perancangan alat inkubator terbagi dalam tiga bagian, yaitu analisis

mekanik, perancangan perangkat keras (hardware), dan perancangan perangkat

lunak (software).

3.3.2.1 Perancangan Kotak Inkubator

Perancangan sistem kendali temperatur inkubator dimulai dengan

pemahaman kendali yang akan digunakan. Agar sistem pengendalian suhu lebih

efisien dan efektif, maka perlu dirancang kotak inkubator yang memiliki celah

atau lubang yang digunakan untuk pemasangan sensor LM35 dan plant yang

terlibat dalam pengontrolan suhu. Mekanik kotak inkubator berbentuk balok yang

terbuat dari bahan kaca dengan kerangka yang terbuat dari bahan aluminium.

Bahan kaca digunakan karena kerapatan yang sangat kecil sehingga mampu




39

mengisolasi panas dengan baik. Selain itu kaca bersifat transparan sehingga

memudahkan dalam pemantauan bayi di dalam kotak inkubator. Rancangan kotak

inkubator dapat dijelaskan melalui Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Kotak Inkubator

Dari gambar 3.3. dapat dijelaskan bahwa bentuk kotak inkubator berupa

balok dengan ukuran panjang 70cm, lebar 45cm, dan tinggi 40cm. sedangkan di

sisi bawah terdapat ruangan lagi setinggi 12 cm sebagai tempat hardware yaitu

untuk penempatan peralatan kontrol dan beberapa plant, diantaranya heater dan

kipas. Heater dan kipas diletakkan dibawah kotak inkubator, tepatnya dibawah

lubang ventilasi, sehingga panas yang dihasilkan dapat naik kedalam kotak

inkubator melalui lubang tersebut.

Elemen pemanas yang digunakan adalah enam buah elemen solder dan

penyalur udara panas dari dasar keatas berupa kipas. Sedangkan sensor pada

inkubator ini menggunakan sensor LM35. Sensor LM35 diletakkan disisi samping

kotak agar sensor tidak terpengaruhi oleh radiasi pusat pemanas. Sensor LM35

digunakan karena lebih presisi dan stabil dalam pengukuran suhu pada range 25-




40

45 0C sesuai dengan suhu yang diinginkan alat. Sensor suhu menggunakan satu

buah sensor LM35 yang difungsikan untuk mengukur suhu pada inkubator.

3.3.2.2 Perancangan Hardware

3.3.2.2.1 Rangkaian Minimum Sistem AVR ATmega16

Fungsi mikrokontroler adalah sebagai otak dari suatu alat sehingga mampu

menjalankan proses yang telah diprogram. Pada rangkaian mikrokontroler

membutuhkan rangkaian RESET yang berfungsi untuk membuat mikrokontroler

memulai kembali pembacaan program. Hal tersebut dibutuhkan pada saat

mikrokontroler mengalami gangguan dalam mengeksekusi program.

Pada rangkaian minimum sistem ini, semua port I/O digunakan untuk

mengontrol rangkaian pendukung pada inkubator. Berikut koneksi pin pada

mikrokontroler dengan rangkaian lainnya.

1. Pin A.0 difungsikan sebagai ADC untuk rangkaian sensor LM35

2. Port B dihubungkan ke rangkaian LCD

3. PIN C.0-C.3 digunakan untuk pin push button sebagai input 2 dari

rangkaian untuk setting menu pada sistem.

2.1. PIN C.0 sebagai fungsi nilai penambahan set point

2.2. PIN C.1 sebagai fungsi penurunan nilai set point

2.3. PIN C.2 sebagai fungsi Menu

2.4. PIN C.3 sebagai fungsi OK, atau Enter

4. Pin D.4 yaitu OCR1A dihubungkan ke rangkaian driver kipas

5. Pin D.5 yaitu OCR1B dihubungkan ke rangkaian driver heater.




41

Gambar 3.4 merupakan rangkaian minimum sistem AVR ATmega16 dari

skema rangkaian keseluruhan dari inkubator.

Gambar 3.4 Rangkaian Minimum Sistem AVR ATmega16

Pada sistem yang dibuat menggunakan 2 interupsi yakni interupsi untuk

menngaktifkan PWM heater dan kipas. Maka dibutuhkan crystal yang

bernilailebih dari 4000MHz agar interupsi-interupsi yang digunakan berjalan

dengansemestinya. Rangkaian ini dilengkapi juga dengan rangkaian LCD display.

3.3.2.2.2 Rangkaian Push button

Push button pada alat ini digunakan sebagai pengganti dari keypad untuk

memasukkan nilai set point (sp) suhu yang diinginkan. Saat tombol ditekan, maka

tegangan inputan push button akan terhubung singkat, sehingga tegangan tersebut

akan masuk sebagai input dari mikrokontroler dengan inisialisasi byte 1.




42

Pada rangkaian ini terdapat 4 buah push button yang masing-masing tombol

memiliki fungsi sendiri-sendiri, tombol yang digunakan yaitu:

1. Up, untuk menambah nilai sp yang diinginkan

2. Down, untuk mengurangi nilai sp yang diinginkan

3. Ok, untuk perintah menjalankan sistem

4. Cancel, untuk mengulangi lagi ke printah masukan nilai set point

Skema rangkaian LCD dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Rangkaian Push button

3.3.2.2.3 Rangkaian Sensor Suhu

Pada inkubator, sensor yang digunakan untuk mendeteksi suhu digunakan

sensor LM35DZ. LM35DZ memiliki perubahan linier setiap kenaikan 1oC

sebanding dengan 10mv. Sensor LM35DZ akan mengukur suhu didalam

inkubator, keluaran sensor suhu berupa tegangan. Tegangan keluaran dari sensor

suhu sangat kecil sehingga perlu dikuatkan terlebih dahulu sebelum diolah di

mikrokontroler. Penguatan tegangan keluaran sensor suhu dilakukan oleh LM358

sebesar 10 kali, nilai perbesaran didapat dari:

퐺 =푉표푢푡푉푖푛 = 1 +

푅2푅1 = 1 +

182 = 10

Keluaran yang telah dikuatkan maka akan langsung dimasukkan ke

mikrokontroler pada PortA.0 untuk proses ADC. Dengan demikian saat terjadi

perubahan tegangan pada keluaran sensor, maka ADC pada mikrokontroler akan




43

langsung mengkonversi tegangan tersebut ke derajat celcius. Kemudian perubahan

tersebut akan ditampilkan pada LCD. Skema rangkaian sensor suhu dapat dilihat

pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Suhu

3.3.2.2.4 Rangkaian Driver Heater

Driver heater pada alat inkubator ini adalah untuk mengontrol tingkat

kepanasan dari heater. Prinsip kerja rangkaian driver heater adalah dengan

memanfaatkan suatu masukan dengan arus searah 15 mA untuk menghidupkan

LED MOC3021. Sinyal pemicuan dari mikrokontroler yang berupa pulsa high

selama waktu tertentu akan mengalirkan arus ke dalam komponen LED dari MOC

3021. Selanjutnya LED akan mengaktifkan output yaitu triac. Akibatnya triac

BT139 akan terpicu sehingga pemanas (heater) akan teraliri arus listrik. Dengan

diaturnya waktu pemberian sinyal pemicuan maka besarnya tegangan yang

diterima pemanas (heater) juga akan bervariasi, maksudnya adalah nilai pwm

yang dikeluarkan oleh mikrokontroler untuk mengatur tingakt kepanasan dari

heater. Keuntungan penggunaan rangkaian ini adalah lebih terjaminnya keamanan

rangkaian pengendali dari pengaruh jala-jala listrik. Hal ini disebabkan

terpisahnya aliran arus antara beban dengan rangkaian pengendali oleh




44

penggandeng cahaya di dalam MOC3021. Skema rangkaian driver heater dapat

dilihat pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7 Rangkaian Driver Heater

3.3.2.2.5 Rangkaian Driver Kipas

Kipas pada inkubator ini berfungsi untuk membantu menyalurkan udara

panas dari bawah keatas sehingga udara panas dapat bersikulasi dengan baik. Pada

rangkaian driver kipas ini memanfaatkan PC817 dan transistor TIP41 untuk

mematikan dan menyalakan kipas. Prinsip kerja driver kipas ini yaitu pada saat

nilai input bernilai high, maka led PC817 akan menyala dan transistor pada

PC817 juga menyala sehingga keluaran dihubungkan dengan transistor TIP41 dan

memicu kipas untuk menyala. Skema rangkaian sensor suhu dapat dilihat pada

Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Rangkaian Driver Kipas




45

3.3.2.3 Perancangan Software

Setelah perancangan prinsip kerja alat maka proses alur kerja software yang

digunakan seperti Gambar 3.9.

Gambar 3.9. Diagram Alir Pembuatan Software

FUZZIFIKASI

DEFUZZIFIKASI




46

Alat ini bekerja berprinsip kepada fuzzy. Data yang berasal dari sensor

LM35 diproses dengan menggunakan algoritma fuzzy. Proses dalam algoritma

fuzzy akan dibagi menjadi 3, yaitu : fuzzifikasi, rule evaluation, dan defuzzifikasi.

3.3.2.3.1 Fuzzifikasi

Tahap fuzzifikasi adalah tahap pembentukan fungsi keanggotaan.Fuzzifikasi

dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu fuzzifikasi error dan fuzzifikasi delta error.

Kedua buah kelompok fuzzifikasi ini digunakan untuk menambah parameter dari

himpunan fuzzy.

Nilai masukan (crisp) fuzzifikasi Error berasal dari selisih nilai dari set

point yang diinginkan dan nilai suhu yang ditampilkan oleh sensor. Sedangkan

untuk fuzzifikasi delta error nilai masukan (crisp) berasal dari selisih nilai error

saat itu dan nilai error sebelumnya. Secara matematis ditunjukkan pada

persamaan berikut :

Error = SP – PV…………………………………………………………………... (3.1)

Delta error = e(n) – e(n-1………………………………………………………. (3.2)

Keterangan :

SP = Harga Set Point

PV = Harga Output pada saat t

e(n) = Harga error pada saat t

e(n-1) = Harga error pada saat t-1




47

Masukkan pada fuzzy yaitu error dan delta error dan untuk range

maksimumya yaitu 6 sampai -6 karena diasumsikan suhu kamar 300 C sehingga

error maksimum = 36 – 30 = 6.

Gambar 3.10. Fuzzifikasi Nilai Error

Gambar 3.11. Fuzzifikasi Nilai Delta Error

3.3.2.3.2 Rule Evaluation

Pada tahap ini tiap-tiap keluaran dari tahap fuzzifikasi yang berupa derajat

keanggotaan dan variabel linguistik baik dari error ataupun delta errorakan

digabung dengan menggunakan rule evaluation. Dari rule evaluation akan

diketahui variasi tingkat kepanasan heater.

Delta error

-6

3 6

-3

3 6 -6 -3




48

Berikut adalah Tabel 3.1 sebagai tingkat kepanasan heater:

Tabel 3.1 Rule Heater E

dE

NB NS Z PS PB

NB Mati Mati Mati Mati Agak

Hangat

NS Mati Mati Mati Agak

Hangat

Hangat

Z Mati Mati Agak

Hangat

Hangat Panas

PS Mati Agak

Hangat

Hangat Panas Sangat

Panas

PB Agak

Hangat

Hangat Panas Sangat

Panas

Sangat

panas

Pada Tabel 3.1 adalah tabel aturan dari heater, dimana tabel diatas

menunjukkan bahwa ada beberapa variasi tindakan untuk tingkat kepanasan

heater untuk setiap perbandingan antara fuzzifikasi error dan fuzzifikasi delta

error yaitu mati, agak hangat, hangat, panas, dan sangat panas.

Dalam rule evaluation terdapat aturan linguistik untuk menentukan aksi

kontrol terhadap nilai masukan dari fuzzifikasi. Langkah pertama adalah evaluasi

hubungan atau derajat antecedent setiap aturan. Berikutnya dilakukan pencarian

derajat kebenaran untuk setiap rule, dengan menggunakan hubungan “AND” atau

nilai minimum. Setelah didapat derajat kebenaran untuk tiap aksi yang sama akan




49

dicari nilai tertinggi. Metode ini dinamakan inference “MIN-MAX” Tabel 3.1

merupakan rule untuk keluaran heater. Rule yang bagus akan didapat berdasarkan

percobaan yang berulang-ulang.

3.3.2.3.3 Defuzzifikasi

Hasil keluaran dari tahap rule evaluation akan digunakan sebagai rule yang

paling benar dan akan dikalikan dengan nilai dari derajat keanggotaannya. Metode

yang digunakan pada defuzzifikazi adalah Center of Gravity (COG) atau centroid.

Yaitu hasil penjumlahan semua keluaran fungsi keanggotaan yang dikalikan

dengan singleton dari masing-masing aksi. Dari hasil tersebut kemudian dirata-

rata dengan total keluaran fuzzy. Berikut adalah keluaran proses defuzzifikasi

merupakan crisp untuk heater:

crispheater=mati*(0)+ agak hangat*(0) +hangat*(225)+panas*(250) +sangat

panas*(250);

crispheater=crispheater/(mati+agak hangat+hangat+panas+sangat panas);

Gambar 3.12. Membership Function Keluaran Heater

mati Agak hangat hangat Panas

Sangat panas

250 250 0 225




50

3.3.3 Tahap Pengujian

Pada tahap ini dilakukan pengujian mekanik, hardware, dan software.

Pada pengujian hardware inkubator dilakukan pada setiap rangkaian pendukung.

Setelah hardware, dan software selesai dikerjakan, maka dilakukan uji kinerja

alat. Adapun uji kinerja alat yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Pengujian linieritas suhu terhadap tegangan, yaitu pengujian yang

bertujuan untuk mengetahui kelinieritas tegangan keluaran sensor suhu

yang telah dikuatkan dengan cara mengamati mengamati setiap kenaikan

suhu yang dibaca oleh termometer dan mengukur tegangan keluaran dari

sensor suhu yang telah dikuatkan pada saat pemanasan dilakukan

(kalibrasi).

2. Pengujian ketelitian dan ketepatan (linieritas) sensor suhu terhadap

termometer. Untuk mengetahui ketelitian dan ketepatan suhu, maka

dilakukan pengujian pada alat. Hasil yang dicatat meliputi keluaran suhu

pada LCD dan pengukuran manual dengan termometer digital. Hasilnya

akan dibandingkan untuk menentukan prosentase kesalahan dan tingkat

kinerja alat.

3. Pengujian kestabilan dan kesesuaian set point suhu terhadap sensor suhu

pada alat. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari seluruh

rangkaian, dimana alat akan dimasukkan nilai set point dan sensor akan

membaca suhunya kemudian dibiarkan selama 1 jam untuk mengetahui

apakah nilai set point akan selalu sama dengan suhu yang dibaca sensor,

serta untuk mengetahui kestabilan dari rangkaian keseluruhan.




51

3.3.4 Tahap Pengambilan Data

Pengambilan data dilakukan untuk menguji seberapa besar kinerja alat

serta untuk mengetahui hasil dari kerja alat tersebut. Dengan mengkalibrasi sensor

suhu LM35 dengan termometer digital yang sudah ada. Kemudian mengamati

kestabilan dan kesesuaian set point suhu terhadap sensor suhu pada alat.

3.3.5 Analisis Data

Pada tahap ini, analisis data pada perancangan inkubator berbasis fuzzy

logic adalah untuk mendapatkan akurasi sensor suhu yang bagus dan dapat

mengontrol suhu sesuai dengan suhu yang diinginkan.

Data pengamatan yang diambil dari masing-masing pengujian digunakan

untuk menentukan kelayakan dari alat yang telah dibuat. Analisis data pada

inkubator fuzzy logic dilakukan dengan mencari kesesuaian parameter yaitu pada

set point (sp) dan suhu yang dideteksi sensor suhu. Dengan rumus :

Prosentase Simpangan =

푥100%……………... (3.3)

Simpangan rata-rata = ∑∑

…………………………………………(3.4)




52

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini dimaksudkan untuk mengetahui secara keseluruhan hasil

pengujian analisis dari perencanaan hardware dan software yang telah dibuat, dengan

demikian akan diketahui ketelitian alat dan prosentase kesalahaan alat apakah sesuai

dengan harapan.

4.1 Hasil Perancangan Alat

4.1.1 Analisis Mekanik

Perangkat mekanik sangat berpengaruh terhadap keberhasilan dibuatnya

inkubator. Perangkat mekanik yang sesuai akan mendukung hardware dan software

sehingga inkubator sesuai dengan yang diharapkan. Pada penelitian ini, yang

dimaksud dengan perangkat mekanik yaitu adalah perangkat kotak inkubator. Adapun

bentuk kotak inkubator ditunjukkan pada Gambar 4.1.

(a) (b)

Gambar 4.1 Kotak Inkubator: (a) Inkubator Tampak Luar, (b) Inkubator Tampak Atas




53

Perangkat kotak inkubator pada Gambar 4.1 terdiri dari 6 buah elemen

pemanas dan 2 buah kipas yang ditempatkan disebelah sisi kanan inkubator dan

sebelah sisi kiri inkubator. Masing-masing sisi terdiri dari 3 buah elemen pemanas

dan 1 buah kipas. Elemen pemanas dan kipas ditempatkan sejajar dimaksudkan agar

udara panas dapat cepat didistribusikan ke atas dan penempatan kipas yang miring

dimaksudkan agar udara panas dapat menjangkau keseluruhan dari inkubator. Pada

setiap sisi inkubator juga terdapat lubang yang berfungsi sebagai jalan masuk udara

panas dari bawah.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan, perangkat inkubator secara

keseluruhan dapat digunakan dengan baik. Elemen Heater dan kipas berfungsi semua

dengan baik dan dapat menyalurkan udara panas dari bawah menuju keatas melalui

lubang-lubang kecil yang berada didalam inkubator.

4.1.2 Hasil Pembuatan Hardware

Dari beberapa tahapan proses kerja maupun pengumpulan bahan dan dasar

teori, akhirnya telah dibuat Rancang Bangun Sistem Monitoring dan

Pengendalian Suhu Pada Inkubator Bayi Berbasis Fuzzy Logic. Alat ini telah

mampu menjalankan system dengan urut sesuai listing program yang telah ditentukan

dengan keluaran berupa tampilan suhu dalam inkubator dan dapat mengontrol suhu

didalam inkubator dengan logika fuzzy. Alat ini terdiri dari perangkat hardware yang

berupa rangkaian sensor suhu beserta penguat, rangkaian minimum sistem beserta

LCD, rangkaian push button, rangkaian driver heater, dan rangkaian driver kipas.




54

4.1.2.1 Hasil Pembuatan Rangkaian Sensor Suhu

Rangkaian sensor suhu yang dimaksud pada penelitian ini adalah suatu

rangkaian lengkap untuk mendeteksi suhu yang digunakan didalam inkubator.

Rangkaian sensor suhu ini terdiri dari LM35DZ sebagai sensor suhu itu sendiri dan

LM358 sebagai penguat. Hasil pembuatan rangkaian sensor suhu dapat dilihat pada

Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Rangkaian Sensor Suhu

Keterangan gambar:

1. LM35DZ sebagai sensor suhu untuk mengukur suhu

2. LM358 sebagai penguat untuk keluaran sensor suhu yang berupa tegangan

3. Perbandingan resistor untuk nilai perbesaran 10 kali, dengan resistor 2K dan

18K

4. Penambahan kapasitor dan resistor untuk filter

1

4

1

3

2




55

Rangkain sensor suhu akan mendeteksi suhu yang ada didalam inkubator, ketika

terjadi perubahan suhu pada inkubator maka terjadi perubahan pula terhadap

tegangan dari sensor suhu. Hasil dari perubahan tegangan inilah yang akan dikonversi

menjadi derajat celcius. Pada Tabel 4.1 merupakan hasil perubahan dari sensor LM35

ketika terjadi perubahan suhu yang terjadi dalam inkubator.

Tabel 4.1 Keluaran Tegangan LM35 Termometer (oC) Tegangan (V)

26.3 0.26 26.9 0.27 27.7 0.27 28.5 0.28 29 0.28

29.7 0.28 30.4 0.29 31.4 0.3 32.3 0.31 33.2 0.32 34.1 0.33 35 0.34

35.9 0.35 36.8 0.36 37.9 0.37 38.7 0.38 39.6 0.39 40.6 0.4 41.6 0.4

Dari hasil pengamatan sensor yang telah didapat, dapat dikatakan bahwa sensor

bekerja dengan baik karena sensor mengalami perubahan tegangan ketika terjadi

perubahan suhu didalam inkubator. Hasil ini sesuai dengan literatur bahwa, LM35DZ




56

memiliki perubahan yang liniear dimana setiap kenaikan 1 derajat celcius sebanding

dengan 10 mv.

Suhu yang digunakan pada inkubator adalah sekitar 25-45oC. Dan terlihat

pada Tabel 4.1 nilai keluaran dari LM35 sekitar 0,26-0,4 V. Nilai keluaran ini sangat

kecil dikarenakan kapasitas mikrokontroler hingga 5V, maka perlu ditambahkan

rangkaian penguat. Penguat pada rangkaian ini dilakukan oleh LM358 dengan

perbesaran gain sebesar 10 kali agar kerja mikrokontroler dapat maksimal. Nilai

perbesaran gain didapatkan dari rumus sebagai berikut:

퐺 =푉표푢푡푉푖푛 = 1 +

푅2푅1 = 1 +

182 = 10

4.1.2.2 Hasil Pembuatan Rangkaian Minimum Sistem

Rangkaian minimum sistem AVR ATmega16 yang telah dirancang ini, telah

mampu mengolah data yang dimasukkan melalui push button untuk masukan nilai set

point suhu yang dikehendaki. Rangkaian ini juga berfungsi untuk mengubah analog

ke digital dengan ADC untuk keperluan sensor suhu, serta berfungsi untuk

mengontrol heater dan kipas. Pada minimum sistem ini juga dilengkapi dengan LCD.

LCD dot matriks dengan karakter 2 x 16, kaki-kakinya berjumlah 16 pin. Pada

rangkaian juga ditambahkan resistor variabel untuk memberi tegangan kontras pada

matriks LCD. Hasil pembuatan rangkaian minimum sistem dapat dilihat pada

Gambar 4.3.




57

Gambar 4.3. Rangkaian Minimum Sistem

Keterangan gambar:

1. Port A digunakan digunakan untuk ADC

2. Port B digunakan untuk LCD

3. Port C digunakan untuk rangkaian push button

4. Port D digunakan sebagai rangkaian driver heater dan kipas

5. Masukkan untuk adaptor

6. Regulator untuk mengubah tegangan masukkan menjadi 5V

7. Tempat untuk downloader, 10 pin standart downloader

8. Vcc dan ground untuk keperluan rangkaian lain

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12




58

9. Led sebagai indikator minimum sistem

10. Tombol reset untuk mengulangi program ke sistem awal

11. LCD

12. VR untuk pengaturan tampilan LCD

4.1.2.4 Hasil Pembuatan Rangkaian Push Button

Pada penelitian ini , rangkaian push button digunakan sebagai pengganti dari

keypad untuk mengatur nilai set point suhu yang diinginkan. Rangkaian push button

yang telah dirancang dapat memasukkan nilai set point sebagai nilai suhu yang

diinginkan. Hasil pembuatan rangkaian push button dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Rangkaian Push Button

Keterangan gambar:

1. Tombol Up, untuk menambah nilai sp yang diinginkan

2. Tombol Down, untuk mengurangi nilai sp yang diinginkan

3. Tombol Cancel, untuk mengulangi lagi ke perintah masukan nilai set point

4. Tombol Ok, untuk perintah menjalankan sistem

4

3

2

1




59

Pada Gambar 4.4 diperlihatkan deretan Push Button yang memiliki fungsi

spesifik sebagai pengaturan konfigurasi alat. Pada saat alat ini memulai kerja pertama

kali, alat akan meminta set point awal sebagai acuan suhu yang diinginkan. Dengan

menekan tombol nomor up, dengan otomatis nilai pada set point LCD akan

bertambah. Sebaliknya jika menekan tombol nomor down, maka nilai setting pada

LCD akan berkurang. Setelah selesai menentukan nilai, tombol nomor ok ditekan.

Setelah menekan tombol ok, nilai tersebut akan otomatis muncul pada LCD dan

diinialisasi sebagai set point suhu. Saat ingin mengganti nilai yang dimasukkan pada

awal, pengguna hanya menekan tombol cancel maka menu pengaturan set point awal

akan muncul kembali.

4.1.2.5 Hasil Pembuatan Rangkaian Driver Heater

Pada penelitian ini, Driver heater telah mampu digunakan untuk mengontrol

tingkat kepanasan dari heater sesuai dengan teori optocoupler dan triac. Rangkaian

ini sebagai pengganti dari relay. Prinsip kerja rangkaian driver heater adalah dengan

memanfaatkan suatu masukan dengan arus searah 15 mA untuk menghidupkan LED

MOC3021. Sinyal pemicuan dari mikrokontroler yang berupa pulsa high selama

waktu tertentu akan mengalirkan arus ke dalam komponen LED dari MOC 3021.

Selanjutnya LED akan mengaktifkan output yaitu triac. Akibatnya triac BT139 akan

terpicu sehingga pemanas (heater) akan teraliri arus listrik. Dengan diaturnya waktu

pemberian sinyal pemicuan maka besarnya tegangan yang diterima pemanas (heater)

juga akan bervariasi, maksudnya adalah nilai pwm yang dikeluarkan oleh




60

mikrokontroler untuk mengatur tingkat kepanasan dari heater. Hasil pembuatan

rangkaian deriver heater dapat dilihat pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5. Rangkaian Driver Heater

Keterangan gambar:

1. MOC3021 sebagai optocoupler

2. BT139 sebagai TRIAC

3. Fuse sebagai pengaman

4. Untuk menghubungkan ke heater dan 220V

5. Untuk dihubungkan ke OCR1B

5

1

4

3 2




61

4.1.2.6 Hasil Pembuatan Rangkaian Driver Kipas

Pada penelitian ini, rangkaian driver kipas telah mampu mengontrol kipas

sesuai dengan teori optocoupler dan transistor. Driver kipas pada inkubator ini

berfungsi mengaktifkan kipas untuk membantu menyalurkan udara panas dari bawah

keatas sehingga udara panas dapat bersikulasi dengan baik. Prinsip kerja driver kipas

ini yaitu pada saat nilai input bernilai high, maka led PC817 akan menyala dan

transistor pada PC817 juga menyala sehingga keluaran dihubungkan dengan

transistor TIP41 dan memicu kipas untuk menyala. Hasil pembuatan rangkaian

deriver kipas dapat dilihat pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6. Rangkaian Driver Kipas

Keterangan gambar:

1. PC817 sebagai optocoupler

2. TIP41 sebagai transistor

3. Untuk menghubungkan ke kipas

4. Untuk menghubungkan ke mikrokontroler

3

2

1

4




62

4.1.3 Hasil Pembuatan Software

Perangkat lunak (software) berupa program Inkubator ditulis dengan bahasa C

melalui CodeVisionAVR. Selanjutnya dilakukan pengisian ke IC mikrokontroler

melalui CodeVisionAVR menggunakan downloader ISP DT-HiQ dengan kabel USB.

Software yang telah dibuat pada CodeVisionAVR sebelumnya dilakukan compile

terlebih dahulu untuk mengetahui apakah pada program masih terdapat error atau

tidak. Gambar 4.7 merupakan tampilan proses compile pada software

CodeVisionAVR.

Gambar 4.7 Proses Compile

Jika pada proses compile program tidak terdapat error, maka program tersebut

disimpan. Selanjutnya untuk proses transferring program ke mikrokontroler

melakukan proses seperti pada Gambar 4.8.




63

Gambar 4.8 Proses Transsfering

Dengan memilih ‘Program the chip’ pada pilihan tersebut, maka setelah proses

compile sukses program yang telah dibuat akan otomatis terkirim (ter download) ke

dalam mikrokontroler melalui proses build all. Selaian itu dengan memilih ‘Program

the chip’ maka langkah chip erasure (menghapus program yang telah ada

sebelumnya), flash and erasure blank check, flash programming and verification

(pengecekan program), dan fuse and lock bits programming. Perangkat lunak

(software) yang telah berhasil dibuat pada penelitian ini meliputi program program

tampilan LCD, program untuk push button, program untuk sensor suhu, program

fuzzy logic, dan program untuk mengontrol kipas.




64

4.1.3.1 Program ADC pada mikrokontroler ATmega16

Program ADC dilakukan dengan menghubungkan rangkaian sensor suhu ke

port A rangkaian minimum sistem mikrokontroler. Program yang digunakan untuk

memberikan instruksi pada rangkaian sensor suhu untuk mendeteksi suhu adalah

sebagai berikut :

#include <lcd.h> #include <stdio.h> Deklarasi menggunakan ATmega16 #include <delay.h> #include <math.h> #define ADC_VREF_TYPE 0x00 // Read the AD conversion result deklarasi menggunakan unsigned int read_adc ADC (unsigned char adc_input) ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCW; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00; // ADC initialization // ADC Clock frequency: 1000,000 kHz // ADC Voltage Reference: AREF pin // ADC Auto Trigger Source: None ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x82;

ADMUX : register ini mengatur tegangan referensi yang digunakan ADC, format data output dan saluran ADC.

Deklarasi apabila analog comparator by timer/counter1 : off

ADCSRA :Register 10 bit yang berfungsi untuk melakukan manajemen sinyal control dan status ADC




65

---------sensor suhu------------- vin=read_adc(0);//pembacaan adc suhu=vin/19.8;//kalibrasi nilai suhu display=vin/1.98;//suhu untuk masuk rumus pul=(display/100)%10;//display untuk tampilan saja sat=(display/10)%10; kom=display%10; Setelah program selesai dideklarasikan cara pengujiannya software pada

mikrokontroler atmega 16 untuk mengukur suhu. ADC menggunakan Vcc = +5 Volt

sebagai tegangan referensi. Dalam hal ini jangkauan masukan analog mulai dari 0

Volt sampai 5 Volt (skala penuh), karena ADC memiliki output 10 bit.

1 Byte = Tegangan Skala = 5 Volt = 0,0048 Volt 1024 1024

Tabel 4.2 Suhu dan ADC

Suhu Tegangan Op-Amp

(V) ADC

26.9 2.58 533 28 2.66 556 30 2.84 594 32 3.05 634 34 3.25 674 35 3.35 693 36 3.45 714 37 3.54 734

38.7 3.71 767 39.6 3.8 785 40.6 3.9 804

Tabel 4.2 adalah tabel yang menunjukkan nilai tegangan yang telah dikuatkan

dengan nilai ADC untuk mikrokontroler. Terlihat pada tabel setiap kenaikan 1oC pada




66

sensor LM35 akan menaikkan tegangan berkisar 0.1 Volt dan akan menaikkan 20 bit

ADC.

4.1.3.2 Program Fuzzy Logic Driver Heater

Alat ini bekerja berprinsip kepada fuzzy. Data yang berasal dari sensor LM35

diproses dengan menggunakan algoritma fuzzy. Program fuzzy logic pada alat ini

memanfaatkan PWM (Pulse Width Modulation) untuk mengatur tingkat kepanasan

dari heater. PWM pada mikrokontroler disini mengunakan OCR untuk membuat

program yang mengatur tingkat kepanasan dari heater. Pengaturan PWM dilakukan

dengan mengatur nilai dari OCR pada timer yang bersangkutan. Jika mengubah nilai

OCR maka akan langsung mengubah lebar pulsa yang dihasilkan. Maka Software

dengan PWM Mikrokontroler sebagai berikut :

------inisialisasi Timer Mengaktifkan PWM---------- // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 3,906 kHz // Mode: Fast PWM top=00FFh // OC1A output: Non-Inv. // OC1B output: Non-Inv. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0xAf; TCCR1B=0x0A; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;

//Deklarasi PWM menggunakan //Timer/Counter 1 //Mode: Fast PWM top=FFh //Menggunakan OCR1A dan OCR1B




67

Proses dalam algoritma fuzzy akan dibagi menjadi 3, yaitu : fuzzifikasi, rule

evaluation, dan defuzzifikasi.

4.1.3.2.1 Fuzzifikasi

Tahap fuzzifikasi adalah tahap pembentukan fungsi keanggotaan.Fuzzifikasi

dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu fuzzifikasi error dan fuzzifikasi delta error. Kedua

buah kelompok fuzzifikasi ini digunakan untuk menambah parameter dari himpunan

fuzzy. Pada program ini akan dibuat persamaan error dan delta error yang akan

membentuk suatu kurva yang dijadikan nilai patokan dari aturan-aturan selanjutnya.

Adapun listing program adalah sebagai berikut :

//==================persamaan error================== for(n=0;n<=4;n++)//pengulangan for er[n]=(-1.00); if(error<(-6))//jika nilai error<-6 er[0]=1.00;//maka error=1 if(error>6)//jika nilai error>6 er[4]=1.00;//maka error=1 c=(-3)/3; for(n=0;n<=3;n++) if(er[n]<0.00||er[n]>1.00)//mencari nilai diantara 0 dan 1 er[n]=((-error)/(3))+c;//untuk nilai bawah kurva c=c+1.00; c=6/3; for(n=1;n<=4;n++) if(er[n]<0.00||er[n]>1.00)//mencari nilai diantara 0 dan 1 er[n]=(error/(3))+c;//untuk nilai atas kurva c=c-1.00; //===============persamaan delta error=================== for(n=0;n<=4;n++)//pengulangan for de[n]=(-1.00);




68

if(d_error<(-6))//jika nilai delta error<-6 de[0]=1.00;//maka delta error=1 if(d_error>6)//jika nilai delta error>6 de[4]=1.00;//maka nilai delta error=1 c=(-1.00); for(n=0;n<=3;n++) if(de[n]<0.00||de[n]>1.00)//mencari nilai diantara 0 dan 1 de[n]=((-d_error)/(3))+c;//untuk nilai bawah c=c+1.00; c=2.00; for(n=1;n<=4;n++) if(de[n]<0.00||de[n]>1.00)//mencari nilai diantara 0 dan 1 de[n]=(d_error/(3))+c;//untuk nilai atas c=c-1.00;

Program diatas merupakan program untuk membuat program fuzzifikasi atau

program untuk membuat grafik kurva membership fuction pada fuzzy logic. Dibagi

menjadi 2 function yaitu persamaan error dan persamaan delta error.

4.1.3.2.2 Rule Evaluation

Pada tahap ini tiap-tiap keluaran dari tahap fuzzifikasi yang berupa derajat

keanggotaan dan variabel linguistik baik dari error ataupun delta error akan

digabung dengan menggunakan rule evaluation. Dari rule evaluation akan diketahui

variasi tingkat kepanasan heater. Pada program ini, dibuat sebuah aturan-aturan untuk

menginstruksikan kinerja dari heater. Adapun listing program adalah sebagai berikut:

//==============rule heater=========================== cros=0; mati=0; agakhangat=0; hangat=0; panas=0; sangatpanas=0; for(k=0;k<=4;k++) for(l=0;l<=4;l++) if((er[k]>=0.00 && er[k]<=1.00)&&(de[l]>=0.00 && de[l]<=1.00))




69

//pilih minimum untuk metode min-max if(er[k]<de[l])//memilih nilai paling kecil cros=er[k];//jika ada nilai atas dan bawah pada kurva else //nilai itu yang menjadi cros cros=de[l]; //pilih maksimum //k atau l=0 (NB) //k atau l=1 (NS) //k atau l=2 (z) //k atau l=3 (PS) //k atau l=4 (PB) if(k==0) if(l==0||l==1) if(mati<cros) mati=cros; if(l==2) if(mati<cros) mati=cros; if(l==3) if(mati<cros) mati=cros; if(l==4) if(agakhangat<cros) agakhangat=cros; if(k==1) if(l==0||l==1) if(mati<cros) mati=cros; if(l==2) if(mati<cros) mati=cros; if(l==3) if(agakhangat<cros) agakhangat=cros; if(l==4) if(hangat<cros) hangat=cros; if(k==2) if(l==0||l==1) if(mati<cros) mati=cros; if(l==2) if(agakhangat<cros) agakhangat=cros; if(l==3) if(hangat<cros)




70

hangat=cros; if(l==4) if(panas<cros) panas=cros; if(k==3) if(l==0) if(mati<cros) mati=cros; if(l==1) if(agakhangat<cros) agakhangat=cros; if(l==2) if(hangat<cros) hangat=cros; if(l==3) if(panas<cros) panas=cros; if(l==4) if(sangatpanas<cros) sangatpanas=cros; if(k==4) if(l==0) if(agakhangat<cros) agakhangat=cros; if(l==1) if(hangat<cros) hangat=cros; if(l==2) if(panas<cros) panas=cros; if(l==3||l==4) if(sangatpanas<cros) sangatpanas=cros;

Program diatas digunakan untuk menentukan aturan-aturan apa saja yang

digunakan antara perlakuan nilai error dan perlakuan nilai delta error.

4.1.3.2.3 Defuzzifikasi

Hasil keluaran dari tahap rule evaluation akan digunakan sebagai rule yang

paling benar dan akan dikalikan dengan nilai dari derajat keanggotaannya. Metode

yang digunakan pada defuzzifikazi adalah Center of Gravity (COG) atau centroid.




71

Yaitu hasil penjumlahan semua keluaran fungsi keanggotaan yang dikalikan dengan

singleton dari masing-masing aksi. Dari hasil tersebut kemudian dirata-rata dengan

total keluaran fuzzy. Pada program ini, merupakan hasil nilai keluaran yang nantinya

akan digunakan untuk mengontrol PWM dari heater. Adapun listing program adalah

sebagai berikut :

//rumus menghitung nilai keluaran untuk PWM crispheater=mati*0+agakhangat*0+hangat*250+panas*250+sangatpanas*250; pwmheater=crispheater/(mati+agakhangat+hangat+panas+sangatpanas); heater=(pwmheater); Program diatas adalah program untuk menentukan nilai keluaran dari fuzzy

sehingga juga mendapatkan keluaran nilai PWM untuk mengatur tingkat kepanasan

dari heater.

Setelah mikrokontroler ditanamkan program maka rangkaian driver heater

akan langsung bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan. Pengujian ini meliputi

nilai PWM dari keluaran mikrokontroler yang akan dijalankan oleh driver heater,

yaitu dengan memasukkan nilai error yang bervariasi dan mencatat nilai PWM yang

dikeluarkan di LCD. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.3

Tabel 4.3 Ketepatan Kinerja Rangkaian Driver Heater Nilai Error Nilai PWM Duty Cycle (%)

-1 0 0 0 0 0 1 75 29,4 2 150 58,8 3 225 88,3 4 233 91,3 5 242 94,9 6 250 98,1




72

Keterangan :

Error = SP – PV

SP = Harga Set point

PV = Suhu LM35

푑푢푡푦푐푦푐푙푒 =퐾푒푙푢푎푟푎푛푃푊푀

255 푥100%

Tebel 4.3 adalah hasil kinerja dari driver heater, dimana setiap nilai error

memiliki nilai PWM yang berbeda-beda dan memiliki nilai duty cycle untuk

memvariasi tingkat kepanasan dari heater. Pada Tabel 4.3 dapat dilihat, bahwa heater

akan menyala penuh jika nilai error yang terjadi sebesar 6 derajat celcius, nilai PWM

255 dan artinya heater menyala dengan keadaan penuh. Nilai error semakin

mendekati nol maka nilai PWM akan semakin kecil pula. Dan ketika nilai error=0

atau nilai set point=nilai suhu LM35 maka nilai PWM=0 yang berarti heater dalam

kondisi mati. Begitu juga jika nilai error=-1 maka hetaer akan dalam kondisi mati.

Pada Tabel 4.3 terlihat bahwa duty cycle dengan nilai error=1 sebesar 29,4%.

Maka jika tegangan input rangkaian di atas 220 V. Maka jika digunakan PWM

dengan nilai error 1, nilai tegangan output rata-ratanya sebesar 64,8 V (29,4% dari

Vsource).

Jadi pengaturan nilai dari keluaran PWM sangat mempengaruhi dalam proses

defuzzifikasi ini, nilai keluaran PWM harus benar-benar diatur sedemikian hingga

agar heater dapat bekerja dengan maksimal. Dan pada penelitian ini program dapat




73

dijalankan dengan baik dan dapat mengontrol tingkat kepanasan heater sesuai dengan

aturan-aturan fuzzy yang telah diberikan.

4.1.3.3 Program Driver Kipas

Pada mikrokontroler ditanamkan perintah atau program untuk mengontrol

kipas yang bertujuan untuk mengontrol nyala atau tidaknya kipas, maka rangkaian

driver kipas akan langsung bekerja sesuai instruksi yang diberikan. Program pada

rangkaian driver kipas yaitu apabila nilai suhu > nilai set point maka kipas akan mati.

Dan juga sebaliknya apabila nilai suhu <= nilai set point maka kipas akan menyala.

Adapun listing program driver kipas adalah sebagai berikut.

//========kipas=========

if (suhu>sp) //jika suhu>sp

kipas=0;//maka kipas mati

else

kipas=150;; //selain itu kipas nyala

Program akan ditanamkan pada mikrokontroler dan mikrokontroler akan

memerintahkan rangkaian driver kipas untuk menjalankan perintah dengan kontrol

PWM. PWM=150 yang berarti 150/255=58,5%. Jadi tegangan keluaran rata-rata

kipas 12V sebesar 7,02V (58,5% dari Vsource). Hasil pengujian dapat dilihat pada

Tabel 4.4.

Tabel 4.4 Ketepatan Kinerja Driver Kipas

Set point Suhu LM35 Kipas 36 32 Menyala 36 36 Menyala 36 38 Mati




74

Tabel 4.4 adalah hasil kinerja dari driver kipas, dimana setiap nilai error akan

memiliki instruksi yang berbeda-beda untuk kipas. Kinerja kipas disini mengikuti

kinerja heater dimana jika heater menyala maka, kipas akan ikut menyala begitu juga

sebaliknya. Tujuan dari kesamaan pemberian kerja dari kedua sistem ini adalah untuk

membantu sirkulasi yang baik, menyalurkan udara panas dari bawah keatas.

4.2 Hasil Pengujian Alat dan Analisis Data

Pada penelitian yang telah dilakukan diperoleh hasil pengujian, antara lain

pengujian linieritas suhu terhadap tegangan, pengujian ketelitian dan ketepatan

(linieritas) sensor, dan pengujian kestabilan dan kesesuaian set point suhu terhadap

sensor suhu pada alat.

4.2.1 Pengujian Linieritas Suhu Terhadap Tegangan

Pengujian linieritas suhu terhadap tegangan dilakukan dengan cara mengukur

tegangan yang dihasilkan sensor yang telah dikuatkan dan mencatat suhu yang

dideteksi oleh termometer. Data pengujian ini dapat dilihat pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Hasil Perbandingan Antara Termometer dengan Tegangan Termometer (oC) Tegangan Op-Amp (V)

26.9 2.58 28 2.66 30 2.84 32 3.05 34 3.25 36 3.45 37 3.54

38.7 3.71 39.6 3.8 40.6 3.9




75

Tabel 4.5 adalah hasil perbandingan antara nilai suhu yang terbaca

termometer digital dengan tegangan keluaran dari sensor yang telah dikuatkan yang

digunakan untuk keperluan kalibrasi. Pada Tabel 4.5 menunjukkan bahwa nilai

tegangan keluaran sensor suhu tidak menunjukkan perbedaan yang terlalu jauh

dengan teori yaitu setiap kenaikan 1 derajat adalah 10 mv. Pada hasil menunjukkan

bahwa setiap kenaikan 1 derajat celcius adalah 100 mv karena nilai tegangan keluaran

sensor telah dikuatkan 10 kali. Sehingga sensor LM35 pada inkubator dapat membaca

suhu mulai dari 0-500 Celcius karena mikrokontroler bekerja pada 0-5 Volt. dengan

kepresisian sensor suhu LM35 yaitu = = 0,0048푣표푙푡

Ketelitian sensor LM35 pada inkubator adalah 0-500C ± 0,0048V. Untuk hasil

linieritas sensor dapat dilihat pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9. Grafik Kelinieritas Sensor

y = 0,013x + 0,262R² = 0,977

00,05

0,10,15

0,20,25

0,30,35

0,40,45

26,9 28 30 32 34 35 36 37

38,7

39,6

40,6

TEG

ANG

AN (V

)

SUHU ( OC )

Grafik kelinieritasan sensor

Tegangan

Linear (tegangan(V))




76

Pada Gambar 4.9 adalah grafik kelinieritasan sensor yaitu nilai tegangan

terhadap suhu dari termometer digital yang telah terkalibrasi. Dari grafik terlihat

bahwa nilai tegangan dan suhu yang terkalibrasi menunjukkan kelinieritas yang baik.

Sensor suhu yang digunakan yaitu LM35DZ memiliki linieritas sebesar 0,985 yang

artinya mendekati angka 1. Secara teori, semakin mendekati angka 1 maka data yang

digunakan semakin baik. Jadi hal ini dapat dikatakan, bahwa sensor dapat digunakan

dengan baik. Sensor suhu pada inkubator dapat bekerja secara baik dengan kata lain

linieritas pada suhu 30-40 0C.

4.2.2 Pengujian Ketepatan Sensor Suhu Terhadap Termometer

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, didapatkan data pengukuran

nilai sensor suhu yang terbaca dan telah dikonversi dalam derajat celcius pada

tampilan LCD terhadap termometer digital sebagai pembanding. Data pengujian ini

dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6. Hasil Perbandingan Antara Termometer dengan Sensor Suhu

Sensor Suhu (oC) Termometer (oC) Selisih Kesalahan(%) 26,7 26,9 0,2 0,74 27,6 28 0,4 1,42 28,1 28,4 0,3 1,05 29,4 30 0,6 2 30,2 30,5 0,3 0,98 31,6 32 0,4 1,25 33,7 34 0,3 0,88 34,7 35 0,3 0,85 35,7 36 0,3 0,83 36,7 37 0,3 0,81 38 38,3 0,4 1,04 40 40,4 0,4 0,99

Rata-rata kesalahan : 1,07




77

Tabel 4.6 adalah hasil perbandingan antara sensor suhu dengan termometer

digital untuk mendapatkan nilai kesalahan dari sensor suhu yang telah dibuat.

Berdasarkan Tabel 4.6 dapat dilihat bahwa nilai rata-rata prosentase selisih suhu

tersebut sebesar 1,07 dan tingkat ketepatan (akurasi) pada rangkaian sensor suhu

dihitung melalui persamaan :

Ketepatan(akurasi) = 100% − persentasekesalahanrata− rata = 100% − 1,07% = 98,93%

Jadi, tingkat akurasi rangkaian sensor suhu terhadap termometer yang ada dipasaran

adalah sebesar 98,93%.

4.2.3 Pengujian Kestabilan dan Kesesuaian Set point Suhu Terhadap Sensor

Suhu Pada Alat

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari seluruh rangkaian,

dimana alat akan dimasukkan nilai set point dan sensor akan membaca suhunya

kemudian dibiarkan selama 1 jam untuk mengetahui apakah nilai set point akan selalu

sama dengan suhu yang dibaca sensor, serta untuk mengetahui kestabilan dari

rangkaian keseluruhan. Hasil pengujian dapat dilihat pada Lampiran 2 dan pada hasil

grafik dapat dilihat pada Gambar 4.10.




78

Gambar 4.10. Grafik Suhu Inkubator Pada SP=36oC

Gambar 4.10 adalah grafik respon sistem kendali temperatur udara yang

dirancang yaitu nilai PV (nilai yang dibaca sensor) terhadap waktu. Garis lurus

menunjukkan nilai SP (set point) dari sistem. Dari grafik ini terlihat bahwa Pada

heater dapat dikontrol dengan baik oleh fuzzy logic dan suhu yang diinginkan hampir

stabil atau dengan sedikit osilasi pada set point suhu yang ditentukan dengan selisih

±0,3 oC. Sedangkan untuk respon dari sistem ini menunjukkan bahwa untuk

mencapai suhu yang diinginkan sedikit lama yaitu sekitar menit ke-15. Ini disebabkan

oleh kemampuan heater yang relatif kurang cepat panas dikarenakan watt yang

kurang besar. Tetapi untuk sistem dari kontrol suhu sudah berjalan dengan baik.

25

30

35

1 3 5 7 9 11131517192123252729313335373941434547495153555759

Suhu Inkubator SP = 36 o C

Suhu




79

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan analisis data dan pembahasan yang dilakukan dalam

penelitian ini dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Sensor suhu LM35 dapat bekerja baik pada rancang bangun sistem

monitoring dan pengendalian suhu pada inkubator bayi berbasis Fuzzy

Logic, hal ini dikarenakan sensor suhu yang dihubungkan ke

mikrokontroler mampu mengukur suhu dengan prosentase tingkat

kesalahannya sebesar 1,07% terhadap pembacaan termometer sebagai

pembanding atau kalibrator dan ketelitian sensor suhu yang mampu

membaca suhu 0-500C ± 0,0048V.

2. Fuzzy Logic dapat digunakan sebagai pengendali yang baik pada rancang

bangun sistem monitoring dan pengendalian suhu pada inkubator bayi

berbasis Fuzzy Logic. Hal ini dikarenakan heater dapat dikontrol dengan

baik dan suhu yang diinginkan hampir stabil pada set suhu yang

ditentukan dengan selisih ±0,3 oC.

5.2 Saran

Berikut ini adalah beberapa saran yang dapat dipertimbangkan untuk

penyempurnaan penelitian lebih lanjut :

1. Agar memanaskan dengan cepat dibutuhkan heater dengan watt besar.




80

2. Perlu ditambahkannya sensor suhu pada beberapa titik pada inkubator

untuk mengetahui pemerataan suhu di dalam inkubator dengan baik.

3. Perlu ditambahkannya sensor suhu yang juga dapat memonitoring suhu

pada bayi dan suhu pada ruang rawat bayi (pasien monitoring).

4. Perlu ditambahkan sistem monitoring dan kontrol lain seperti, kelembaban

dan oksigen.

5. Perlu ditambahkan sistem keamanan seperti tanda peringatan untuk tanda

kelebihan panas dan kekurangan panas.




81

DAFTAR PUSTAKA

Adrianto, Heri, 2008, Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMEGA16, BI-Obses,

Penerbit Informatika, Bandung. Alfiyanti, Dera, 2010, Pendekatan Baru Dalam Monitoring Bayi Baru Lahir Di

Neonatal Intensive Care Unit (NICU) Dengan Menggunakan Wearable Sensor, Tesis Program Pasca Sarjana, Fakultas Ilmu Keperawatan, Univeristas Indonesia, Jakarta.

Atmoko, Praju T., 2006, Sisstem Pendeteksi Gas Elpiji, Skripsi, Teknik Elektro, Universitas Negeri Semarang, Semarang.

Fajarwati, Y.D., dan Nurdinkhaq, A.A., 2010,Analisa Kinerja Inkubator Bayi,

Laporan Praktek Kerja Lapangan di BPFK, Jurusan Fisika, Universitas Airlangga,Surabaya.

Fauzi, Achmad Z., 2010, Pengenalan PolaRuangan Pada Mobile Robot

Menggunakan Metode Neural Network, Skripsi, Jurusan Teknik Elektro, ITS, Surabaya.

Hannawati.A, Thiang, dan Resmana, 2001, PrototipeSistem Kendali Temperatur

Berbasis Fuzzy Logic Pada Sebuah Inkubator, Makalah Proyek,Jurusan Teknik Elektro, Universitas Petra, Surabaya.

Masruroh, Luluk, 2006, Perancangan dan Pembuatan Otomatisasi Pada Alat Pengeringan Sale Pisang Berbasis Mikrokontroler Renesas R8C/13, Skripsi, Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Malang, Malang.

Mordhoko, K.., Hariyanto, G., dan Rachman, F.N., 2010,Thermo Monitoring

Inkubator , Laporan Praktek Kerja Lapangan di RSIA Nur Ummi Numbi, Jurusan Teknobiomedik, Universitas Airlangga, Surabaya.

Nugroho,Aji B., 2010, penentuan kualitas enamel gigi dari image sistem laser

speckle iamging (lsi) berbasis fuzzy histogram, skripsi, departemen fisika.fakultas sains dan teknologi, universitas airlangga, surabaya.

Rakhmawan,Syahid.P., 2010, Penerapan Standar IEC-60601 Untuk Pengujian

Keselamatan Listrik Pada Infant Incubator, Laporan Kerja Praktek di BPFK, Jurusan Teknik Fisika, ITS,Surabaya.




82

Riza, F.F., Setiawan, I., dan Sumardi, 2008, Perancangan Sistem Pengendali Suhu Dan Memonitoring Kelembaban Berbasis ATmega8535 Pada Plant Inkubator, Jurnal Penelitian, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Diponegoro, Semarang.

Sanjaya, Muhammad N., 2010, Rancang Bangun Inkubator Dilengkapi Indikator

Bayi Ngompol, Tugas Akhir, Program Studi DIII Otomatisasi Sistem Instrumentasi, Universitas Airlangga, Surabaya.

Sasmito,Adityan I., 2010, Rancang Bangun Sistem Monitoring Pengendalian

Temperatur Dan Pengukuran Kelembaban pada Inkubator Bayi Berbasis Mikrokontroller AT89S51,Tugas Akhir, Program Studi DIII Instrumentasi Dan Elektronika, Universitas Diponegoro, Semarang.

Setyaningsih, Noor Y.D., 2010, Pembuatan Perangkat Lunak Monitoring

Temperatur Dan Kelembaban Pada Inkubator Bayi Menggunakan Borland Delphi 7.0, Tugas Akhir, Program Studi DIII Instrumentasi Dan Elektronika, Universitas Diponegoro, Semarang.

Suganda, Sumithra W., 2010, Rancang Bangun Kendali Spektrum Warna LED

RGB Sebagai Cahaya Background Mikroskop Kamera, Tugas Akhir, Program Studi DIII Otomatisasi Sistem Instrumentasi, Universitas Airlangga, Surabaya.

. Suprapto, Tjahjono, A., dan Sunarno, E., 2009, Rancang Bangun Mesin Penetas

Telur Ayam Berbasis Mikrokontroller Dengan Fuzzy Logic Controller, jurnal Penelitian,Teknik Elektro Industri, PENS ITS, Surabaya.




Lampiran 1

Hasil Alat Inkubator




Lampiran 2

Tabel Hasil Penelitian

Tabel 1. Nilai set point 36 derajat celcius

Menit Ke- Suhu LM35 1 26.7 2 27.5 3 28.5 4 29.4 5 30.2 6 31.1 7 31.8 8 32.3 9 33.2 10 33.8 11 34 12 34.3 13 34.6 14 35 15 35.3 16 35.6 17 36 18 36.1 19 35.9 20 35.8 21 35.7 22 35.8 23 35.9 24 36 25 36.1 26 36 27 35.9 28 36 29 35.9 30 36 31 36.1




32 36 33 35.9 34 35.9 35 36 36 35.9 37 36 38 36.1 39 35.9 40 35.8 41 35.7 42 35.7 43 35.8 44 35.9 45 36 46 36.1 47 35.9 48 35.8 49 35.7 50 35.9 51 36.1 52 36 53 36 54 36 55 35.8 56 35.7 57 35.8 58 35.9 59 35.9 60 36




Lampiran 3

Listing Program

/***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V1.25.5 Professional Automatic Program Generator © Copyright 1998-2007 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com Project : Version : Date : 31/05/2012 Author : Fadil Company : UNAIR Comments: Chip type : ATmega16 Program type : Application Clock frequency : 4,000000 MHz Memory model : Small External SRAM size : 0 Data Stack size : 256 *****************************************************/ #include <mega16.h> // Alphanumeric LCD Module functions #asm .equ __lcd_port=0x18 ;PORTB #endasm #include <lcd.h> #include <stdio.h> #include <delay.h> #include <math.h> #define heater OCR1B #define kipas OCR1A #define sw_ok PINC.4 #define sw_cancel PINC.5 #define sw_down PINC.6 #define sw_up PINC.7 #define ADC_VREF_TYPE 0x00




int pwmheater,n,k,l,sp,pv,error,d_error,error1; unsigned int vin,suhu,temp,display; char pul,sat,kom; char lcd_buffer[33]; double er[9],de[9],crispheater,c; double cros,mati,agakhangat,hangat,panas,sangatpanas; // Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCW; void seting_awal() set: sp=sp; if(sw_up==0)//jika menekan tombol up if(sp>=60) sp=20;//sp antara 20-60 else sp=sp+1;//maka sp akan bertambah 1 if(sw_down==0)//jika menekan tombol down if(sp<=20) sp=60;//sp diantara 20-60 else sp=sp-1;//maka sp akan berkurang 1 lcd_clear();//menghapus LCD lcd_gotoxy(0,0);// menempatkan tulisan pada kolom 0 baris 0 lcd_putsf("****************");//menampilkan string lcd_gotoxy(0,1); // menempatkan tulisan pada kolom 0 baris 1 sprintf(lcd_buffer,"Nilai sp=%i",sp);//menampilkan nilai sp lcd_puts(lcd_buffer);//library tampilan LCD delay_ms(100);//delay




if(sw_ok==0)//jika tombol ok ditekan delay_ms(150);//delay goto oke;//maka akan masuk ke tampilan selanjutnya 'oke' else goto set; //==================================== oke: lcd_clear();//menghapus LCD delay_ms(10);//delay sp=sp;//maka sp akan ter set void call_fuzzy() sp=sp; vin=read_adc(0);//pembacaan adc suhu=vin/19.8;//kalibrasi nilai suhu display=vin/1.98;//suhu untuk masuk rumus pul=(display/100)%10;//display untuk tampilan saja sat=(display/10)%10; kom=display%10; //==rumus=== pv=suhu; error=sp-pv;//rumus error d_error=error-error1;//rumus delta error error1=error; sprintf(lcd_buffer,"sp=%d",sp);//menampilkan nilai sp lcd_gotoxy(0,0);//menempatkan tulisan pada kolom 0 baris 0 lcd_puts(lcd_buffer);//library untuk LCD sprintf(lcd_buffer,"suhu=%d%d,%d'C",pul,sat,kom);//menampilkan suhu lcd_gotoxy(0,1);//menempatkan tulisan pada kolom 0 baris 1 lcd_puts(lcd_buffer);//library untuk LCD delay_ms(100);//library delay //==================persamaan error================== for(n=0;n<=4;n++)//pengulangan for er[n]=(-1.00); if(error<(-6))//jika nilai error<-6 er[0]=1.00;//maka error=1 if(error>6)//jika nilai error>6 er[4]=1.00;//maka error=1




c=(-3)/3; for(n=0;n<=3;n++) if(er[n]<0.00||er[n]>1.00)//mencari nilai diantara 0 dan 1 er[n]=((-error)/(3))+c;//untuk nilai bawah kurva c=c+1.00; c=6/3; for(n=1;n<=4;n++) if(er[n]<0.00||er[n]>1.00)//mencari nilai diantara 0 dan 1 er[n]=(error/(3))+c;//untuk nilai atas kurva c=c-1.00; //===================persamaan delta error====================== for(n=0;n<=4;n++)//pengulangan for de[n]=(-1.00); if(d_error<(-6))//jika nilai delta error<-6 de[0]=1.00;//maka delta error=1 if(d_error>6)//jika nilai delta error>6 de[4]=1.00;//maka nilai delta error=1 c=(-1.00); for(n=0;n<=3;n++) if(de[n]<0.00||de[n]>1.00)//mencari nilai diantara 0 dan 1 de[n]=((-d_error)/(3))+c;//untuk nilai bawah c=c+1.00; c=2.00; for(n=1;n<=4;n++) if(de[n]<0.00||de[n]>1.00)//mencari nilai diantara 0 dan 1 de[n]=(d_error/(3))+c;//untuk nilai atas c=c-1.00; //=============================rule heater================================== cros=0; mati=0; agakhangat=0; hangat=0; panas=0; sangatpanas=0; for(k=0;k<=4;k++) for(l=0;l<=4;l++) if((er[k]>=0.00 && er[k]<=1.00)&&(de[l]>=0.00 && de[l]<=1.00)) //pilih minimum untuk metode min-max




if(er[k]<de[l])//memilih nilai paling kecil cros=er[k];//jika ada nilai atas dan bawah pada kurva else //nilai itu yang menjadi cros cros=de[l]; //pilih maksimum //k atau l=0 (NB) //k atau l=1 (NS) //k atau l=2 (z) //k atau l=3 (PS) //k atau l=4 (PB) if(k==0) if(l==0||l==1) if(mati<cros) mati=cros; if(l==2) if(mati<cros) mati=cros; if(l==3) if(mati<cros) mati=cros; if(l==4) if(agakhangat<cros) agakhangat=cros; if(k==1) if(l==0||l==1) if(mati<cros) mati=cros; if(l==2) if(mati<cros) mati=cros; if(l==3) if(agakhangat<cros) agakhangat=cros; if(l==4) if(hangat<cros) hangat=cros; if(k==2) if(l==0||l==1) if(mati<cros) mati=cros; if(l==2) if(agakhangat<cros) agakhangat=cros; if(l==3)




if(hangat<cros) hangat=cros; if(l==4) if(panas<cros) panas=cros; if(k==3) if(l==0) if(mati<cros) mati=cros; if(l==1) if(agakhangat<cros) agakhangat=cros; if(l==2) if(hangat<cros) hangat=cros; if(l==3) if(panas<cros) panas=cros; if(l==4) if(sangatpanas<cros) sangatpanas=cros; if(k==4) if(l==0) if(agakhangat<cros) agakhangat=cros; if(l==1) if(hangat<cros) hangat=cros; if(l==2) if(panas<cros) panas=cros; if(l==3||l==4) if(sangatpanas<cros) sangatpanas=cros; //rumus menghitung nilai keluaran untuk PWM crispheater=mati*0+agakhangat*0+hangat*250+panas*250+sangatpanas*250; pwmheater=crispheater/(mati+agakhangat+hangat+panas+sangatpanas); heater=(pwmheater); //========kipas========= if (suhu>sp) //jika suhu>sp PORTD.0=0;//maka kipas mati else PORTD.0=1;;//selain itu kipas nyala




void tampilan_awal() lcd_gotoxy(0,0); // Menempatkan tulisan pada kolom 0 baris 0 lcd_putsf(" LapanTech");//menampilkan string delay_ms(500);//memanggil delay dari library lcd_gotoxy(6,1);//menempatkan tulisan pada kolom 6 baris 1 lcd_putsf("Present");//menampilkan string delay_ms(1000);//memanggil delay dari library lcd_clear();//menghapus tampilan LCD lcd_gotoxy(0,0); //menempatkan tulisan pada kolom 0 baris 0 lcd_putsf("Fadillah NR");//menampilkan string delay_ms(500);//memanggil delay dari library lcd_gotoxy(0,1);//menempatkan tulisan pada kolom 0 baris 1 lcd_putsf("Fuzzy Inkubator");//menampilkan string delay_ms(1000);//memanggil delay lcd_clear();//menghapus LCD // Declare your global variables here void main(void) // Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00; DDRA=0x00; // Port B initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00; DDRB=0x00; // Port C initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T




PORTC=0xff; DDRC=0x00; // Port D initialization // Func7=In Func6=In Func5=Out Func4=Out Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=0 State4=0 State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00; DDRD=0xff; // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 3,906 kHz // Mode: Fast PWM top=00FFh // OC1A output: Non-Inv. // OC1B output: Non-Inv. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0xAf; TCCR1B=0x0A; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=FFh




// OC2 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00; // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00; // ADC initialization // ADC Clock frequency: 1000,000 kHz // ADC Voltage Reference: AREF pin // ADC Auto Trigger Source: None ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x82; // LCD module initialization lcd_init(16);//library LCD lcd_clear();//menghapus lcd tampilan_awal();//memanggil tampilan awal sp=60; seting_awal();//memanggil setting awal while (1) if (sw_cancel==0)//jika tombol cancel ditekan seting_awal();//akan kembali ke setting awal sp ; call_fuzzy();//memanggil fuzzy




rancang bangun sistem monitoring dan …repository.unair.ac.id/25701/1/rachman, fadillah.pdf ·...

Documents