APLIKASI LOGIK>\ FUZZY PADA S!STEM KENDALl SUHU UNTUK TRANSPORTASI IKAN DAN I!DANG SiSTEM KERING
Oleh: SUROSO BUD! RAHAYU F01499048
200:1 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTASTEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERT ANI AN BOGOR BOGOR
INSTITIIT PFRTANIAN BOGOR FAKUL TAS TEKNOLOr.1 PERTANIAN DEPARTFMEN TEKNIK PERTANIAN
APLIKASI LOGIKA FUZZY PADA SISTEM KENDALl SUHU UNTUK TRANSPORTASI IKAN DAN UDANG SISTEM KERING
SKRIPSI
Sebagai- salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Okh: SUROSO BUDI RAHAYU F01499048
Dilahirkan pada tanggal 4 Agustus Di Boyolali
1981
(FOI499048). Apl!kasi Logika Fuzzy Pad. Si,tem Kendali Suhu Untuk Transportasi Ikan dan Udang Hidup Sistem Kering. 2003. Dibawah bimbingan Dr. Ir. Sam Herodian, MS. SliROSO Blim RAHAYIJ
RINGKASAN
Udang merupakan salah satu komoditi non migas yang rnenjadi andalan negara. Potensi Indonesia akan udang liap tahun mengalami peningkatar.. sampai tabun 1997 produksi udang tambak adalab 109 270 ton (Widodo. et al 1998). Udang mempunyai nilai jual yang sangat tinggi, terlebih apabila masih dalam keadaan hidup. Disamping itu pennintaan akan ikan air tawar dalam keadan hidup juga meningkat. Saat lni cara transportasi yang dilakukan dalam perdagangannya antara lain dengan menggunakan air tawar dan air iautl tambak. Cara ini dianggap kurang efisien karena diperlukan banyak air tawar dan air laut kemudian juga harus tetap menjaga suhunya. Cara yang lain adalah dengan memingsankan ikan maupun udang terlebih. dahulu dan kemudian menjaga agar suhu saat transportasi dapat stabil pada suhu pingsannya. Sistem kontrol suhu yang baik akan menghasilkan suhu yang stabiL Dengan bantuan perangkat komputer, pengendalian suhu dapat dilakukan seeara otomatis, bahkan variasi suhu yang teIjadi dan yang dikendalikan dapat ditampiikan secara jelas. Logikafozzy dapa\ meiakukan pengontroian subu secara presisi. Pada awal penyalaan alat, maka suhu akan berubah mencapai set point kemudian oleh logikafo=zy. suhu akan dipertahankan sehingga tetap berada pada kondisi set point. Tempat penelitian dilakukan di Laboratorium Ergonomika dan Elektronika, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Waktu penelitian millai bulan Februmi sampai dengan bulan Agustus 2003.Alat yang digu:takan antara lain; tang potong. project board, multi lester, dan oor PCB, PC Intel Pentium HI , peL 8UPG, aktuator (kipas,mesin pendingin), sensor suhu, AOC (analog digital conventer), DAC (digital analog COflvenier), penguat OP Amp, Power supply, tennometer suhu, dan solder. SeJang bahan yang digunakan adalah beberapa komponen eiektronik antara lain; PCB, resistor, potensio, dioda, kapasitor, transistor E 1061, relay lA, IC 7805, Ie 78012. triak BTA 16-600B. diak. CT IA. NTC 10K. LED, LDR. heatsink. kabel stereo. Sistem kontrol suhu tenliri dari, NTC ( negative temperature coefficient ) sebagai sensor suhu. NTC adalah resistor atau tahanan yang resistansinya dipengaruhi oleh suhu ( thermistor ). interface adalah peralatan yang berfungsi untuk menjembatani komunikasi antara komputer dengan peralatan luar. O('liam pengoi1trolanny� komputer dilengkapi dengan perangkat tunal<: bahasa Bahasa pemrograman untuk operasi pembaeaan infonnasi instrumen. pcmrograman yang digunakan bahasa program yang berbasis visual. Aktuator berfungsi untuk menguhah energi listrik yang diberikan oleh pengatur daya AC mejadi energi fisik scpcni perubahan panas ataupun gerakan suatu benda. Oalam peneiitian ini aktuator berupa mesin pendingin dan kipas distribusi udara dingin Rangkaian sensor suhu dikalibrasi dengan tennometer standar sehingga djperoleh hubungan an1ara suhu dan nilai tegangan keluaran rangkaian sensor suhu. Sensor suhu dikalibrasi pada s:!lang aplikasi pengukur2.nnya, yaitu antara 10 .•
- 2'?c. Suhu transportasi l;Iica.;·j dengan percobcian
secara
lrial and error Iii
sekitar suhu pingsan ikan dan udang dimana akan menghasilkan prosentase hidup
lrC, lka.� Mas pada schu 13°e, lkan Patin pada suhu 1T'C, dan lkan Lele pada suhu 14f'C. Udang dipertahankan pada suhu transportasi 1T'C selama 15 jam. Set
terbanyak. Udang dipertahankan pada suhu
point dicapai dalam waktu yang relatif singkat pada menit ke-27. Suhu ° transportasi l�an Lete dipertahankan pada suhu 14 C. Slit point dicapai dalam waktu
42
menit. Suhu transportasi Ikan Mas dipertahankan pada suhu
Waktu pencapaian sel point diperoleh pada menit Patin dipertahankan pada suhu
ke-83.
14°C.
Suhu transportasi Ikan
17'C ""lama 3jam.
Aktuator bekerja berdasarkan wi pengotrolan sesuai dengan logikajuzzy. Berdasarkan kalibrasi yang dilakukan pada rangkaian optotriak, kipas merespon
1.8 - 2.3 Volt. Sehingga selang Bit Out yang diberikan untuk kipas 1700 - 2100. Untuk kompresor dikendalikan oleh rangkaian relay secara
pada tegangan adalah
ON - OFF, dimana kompresor akan beketja apabila transistor pada rangkaian
relay mendapat trigger sebesar 0.7 Volt. Kompresor diharapkan bekeIja pada saat kipas berputar penuh ( pada tegangan
2.3
Volt), maka oleh rangkaian pemhagi
tegangan tegangan tersebut dikonversi meniadi
0.7 Volt.
Energi listrik dihitung berdasarkan perhitungan jumlah total daya hasil konvef!'i tegangan pada kipas ruaupun kompresor. Total energi listrik yang diperlukan untuk menggerakkan kipas pada
768553.2
Joule dan untuk kompressor adalab
transportasi
udang hidup adalab
6762000 Joule. Total energi listrik 772714.8 Jcule untuk kipas
yang digunakan pada transportasi lkan Lele adalah dan
10353000
Joule untuk kompresor. Energi listrik yang diperlukan untuk
menjalankan sistem transportasi lkar. Mas hidup sistem kering adalah Joule untuk kipas dan
325018.8
Joule untuk kompresor. Ikan Patin di simpan
3 jam, mertghabiskan energi 1533000 Joule untuk kompresor.
dalam waktu kipas dan
4326000
listrik sebesar
149684.4
Joule untuk
Untuk mendapatkan pengontrolan suhu yang konstan di set point dengan
Error yang keeil ,perlu dibuat catu daya stabil yang yang ruampu menghasilkan tegangan konstan walaupun tegangan sumber tidak stabil.
Untuk mengatasi
�ngaruh subu lingkungan pada set point ruang peti kemas trdIlsportasi maka perlu dilakukan perbaikan pada sistem insulasi terutama pada pintu peti kemas transportasi.
KATA PF:NCANTAR
Puji syukur Penuiis panjatkan selalu kehadirat Allah SWT. atas limpahan rahmat dan ridho-Nya. Tidak lupa sholawat serta salam kepada Nabi junjungan wnat Muhammad SAW. dimana ala" tuntunan serta sUfi tauladannya penlliis mendapat kedamaian hali sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, yang merupakan salah satu syarat uotuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Teknologi Petanian, Instilut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis iogin menyampaikan terima kasih kepada : I.
Dr. If. Sam Herodian, MS. sebagai dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan baik secara akademik maupun moral. saran, dan banluan selama penelitian.
2.
Dr. Ir. I. Dewa Made Subrata sebagai pembimbing penelitian sekaligus dosen penguji alas saran dan masukannya selama penelitian dan penulisan skripsi ini.
3.
If. Sigid Hariyadi, MSc. sebagai dosen penguji atas kritik dan
saran
bagi
penulisan skripsi ini. Penulis mli':nyasari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. sehingga segala hentuk kritik dan saran yang bersifat membanglln sangat Penulis harapkan, hingga akhimya skripsi sini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan kelak.
Penulif:
Bogor, September 2001
)loan 51'.'T. pe"IJUilSa afam ''''"'<''' aUts fimpalian �Ii. rali11l(il, 4ft IiUfayafi-'Mu. isfam panutan umat di mu� 6umi �ami, 'JWma SueiJarto (lI/in.) at4s � 'aya"IJ, perliatian, penauf'lf(gn, dan 4ea:J4"IJ tiada lient. SoudQla/(Jt (mliali,Ndari, mas'l(jznman, mfia/(,a.... mfia/(,Ndut, mliali,'lin, giant) lpar/(jt (mas !lv,mo, mas J{wfi (lI/in.) mas'Tannuji, mas 'buili;, mas
uti{.9donic, !.Mpa', rrllti� (jjUzIUl, :Net!)'. 1(lii1fim, Luqt:'.an, 'Yusrryn, Latif, Agus, (j(io, 'l1ltdiiir, ([)eOi, 'Y.7liya, ([Jeff, JrarCis, (jjrewot Ifta[, Irnlra, rtaujit (])fain, Sfarn,Je{ ru, :Nofon,.Annen, CDaan.. Setan I willafways rernem6cr. 'You af[my 6est.frieru£I P.V!!r Iiad: Senio,"'u )4r; i 'J(j[uarga 6esartForsiWt I(jqj, qurnli cs(£FD) 5\1as 'Wanto csfPSJfl}, %ta cs(5\1P) (])ara cs(Seroja (}Julin), aan para penerusftu at 'Tapilk,.Suci ((])odr cs) P01(XP5\1 '36, Pa� Ipina, 'Yanto, Am6oi. IPujifor nasefult aan ajaRfln 6aik. Van semuanya yane k.
DAFTAR [SI Halamar. KATA PENGANTAR....... ...........................................................................iti DAFTAR lSi .............................................................................................. .. iv DAFTAR TABEL .......................................................................................... v DAFTAR GAMBAR
.
........
..
.....
.
.....
.
..
......................
.
.........
.....
. . ...
.. . .
....
..
. ....
. vi .
DAFTAR LAMPlRAN ...............................................................................viii 1.
PENDAHULUAN ... . . .
...
.... .. .. ..... ... ..
.
.... ............. .
...
.
... ........ ...
...
.
...
.......... 1
A. Latar Belakang ... ... ..... .............................. ..... .. ... ... .... . . .
.
B. Tu juan Peneiitian . ...
II.
TfJAUAN PUSTAKA
.
..
....
...
. .... ......
......
.
.
....... .. .
......
..
.
...
...
..
.. ...
. ... .... .. .
A. Komoditas Ikan dan Udang . ..
.......... .
....
..
.
...
.
.
..
.
.....
.
... ..........
..
..
..
.
..
. .
.
..
.
...
..
I
...
2
...
3
.... ..
.....
... .. .......
.... .. . . ..
....
..
....... 3
.....
..
B. Teori Himpunan Fuzzy ...... .. ......... ......... " .... , ..................... 5 .
..
C. Kontrol Logika Fuzzy. . .. . ..
.
.
.
.
..
.... ...
.
.. ..... ..
.....
.
.
_ ....
. .. ..
... . .. .. 9
...
..
.
..
D. Kontrol Berbasis Komputer ... .... .... .... .. . . , ........................ 10 .
ill.
METODOLOGI FENELITIAN . .
..
.
. ...
.
. .. . . ..
....... ...
... .
. . ..
.
. .
......
..
.. .. ... 12
........
.
.
A. Tempat dan Waktu Penelitian .. ........ ............... .... ........... .. 12 .
B. Ala' dan Bahan .. .
.... ... ..
.
. ........ ....
C.
Sistem Kontrol. . .. . . .. . ... .
.
.
.
..
.
.
D. Sistem K(llltrol Fuzzy . . . E. Prsedur Penelitian
IV.
PENDEKATAN DESAIN
.
.
A. Desain Fungsional
.
.
.
...
.
... .... . . .
.
.
..
.
B. Suhu Transportasi
.......
..
...
...
.. .... . ..
..
..
...
...
.
.
...
.
. .
.
. . . . ..............
Vi.
..
. . ..
......
..
..
..
..
. . .. .. .
KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpui8n
..
B. Saran ...." DAFTAR PlJSTAKA
.
...............
......... . . . . . .
LAMPIRAN
..
.
" .
....
.......
.....
...
.....
.
...
.
..
.
..
.
...
.
.
....
...
....
12
. .. . .... ......... 12
..
.
.....
. ..
..
.
..
.
.
.....
...
....
.
...............
15
......
.
.
.
...
..
.
.... ......... .
...
..
..
......
.
.
....
.... .
..
..
.
..
.
............
.
....
. .
....
. 19
...........
.... ........ .. ... ...
...
.......
..
.... . . 19 .
.
. .. .. 22
...
. .
.....
.
.
..
. . . ... 26
....
.. ..
...... .. 215
...........
....
..
." .................28 .
...................
.................
34
" ...................." ...................... 37
..........
..
.
. . . . .......... . . . . . . . . . . . . . .
.
.
..
... . .
....
.
..........
. .. ... . . ..
..
.
.
..
..
C. Kontrol Suhu dengan Logika Fuzzy D. Eilergi Listrik
.. . .. ... .
...
... . . ... .
......
....
HASIL DAN PEMBAHASAN ............ ... A. Sen.;;or Suhi;
.
..
....
.
.... . .. ...
...
.....
." ................... ........ ........... ............ 17
.
.
.
..
..
.
.. ... ... ....
.... ...
B. D.:!sain Struktural ... V.
....
...
. .. .... ......
.
........ . . .
....
.
. ... ...
.
..
. ."............ .
.
.. . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
..................
"
..
..
...
......
.
....
..42
.
.....
. .................... 42 .
_ .....
.........
.
....
...
.
.
.
.....
...
42
. 43
. . . . ......
..................... . . . . . . . . . ....................................... . . . . . . . .....................
44
IV
OAITAR TABEL Halaman
Tabel I . Conton himpnnanJuzzy
...............
Tabel2. Contoh matriks keputusan Tabel3. Matriks keputusan
.
............ ....
.
....
.
.............................
............................ ..................................
..........................................................................
8
10 17
\
DAFTAR GAMBAR Halaman Ga!TIhar 1. Himpl!nan crips Gar.lbar 2. I-limpunanfuzzy
......
.
....
.
.....
....
.....
.
.............
. . . ........ ... ,.............. 6 .
.
..
.
.
....................... .....................................................
6
Gambar 3. l-'ungsi keanggotaan segitiga ......................................................... 9 Gambar 4. Interface sebagai jembatan komunikasi ...................................... 11 Gambar 5. Foto berbagai jenis NTC yang ada di pasar. ............................... 13 Gamhar 6. Mekanisme kerja rangkaian alat kontrol .................................... 14 Gambar 7. Fungsi keanggotaan Error dan Beda Error Gambar 8. Penentuan derajat keanggotaan
.........
.
.
............. ......
........
. . ..
.. . ..... 16 ..
..
............................
16
Gambar 9. Diagram alir-prosedur penelitian ................................................ 18 Gambar 10. Skema sistem pengontrolan suhu peti kemas transportasi ....... 19
Gambar II. Foto lokasi penempatan NTC pada kotak styrofoam ............... 20 Gambar 12. Tampilan form software fuzzy
...........
. . ...
......
.
...........................
21
Gambar 13. Rangkaian sensor suhu ............................................................. 22 Gambar 14. Chanel input analog pada CNI PCL - 812P ............................ 23 Gambar 15. Chanel input dan output pada CN2 PCL - 812PG ................... 23 Gambar 16. Rangkaian optotriak
.......... . . . . . . . . . . . . . . _ .......................
Gambar 17. Rangkaian aktuator (relay)
...
.
...
.
............
.
....
..
. . ..
................
..........
.
......
.
._.
24
. . 25 .
.
Gamb:u 18. Grafik kalibrasi sensor 1 ........................................................... 27 Gambar I (). Grafik kalibrasi sensor 2........................................................... 27
Gambar 20. Graflk kalibrasi sensor 3........................................................... 27 Gambar 2 J Grafik kalibrasi sens3r 4 ........................................................... 28 ,
Gamnar 22. Grafik kalibra:si sensor 5 ........................................................... 2:; Gambar 23 Grafik suhu transporta<;i udang hidup sistem kering ................ 29 .
Gamk·ar 24. Grafik Error suhu transportasi udang hidup sistem kering ...... 29 Gambar 25. Grafik dError suhu transportasi udang hidup sistem kering Gamt ar 26. Grafik suhu transportasi lkan Lele
.................. ....
(iambar 27. Grafik Error suhu transportasi Ikan Lele
......
Gambar 28. G rafik dError suhu transportasi Ikan Lele Gambar 29. Grafik suhu transportasi Ikan Mas . .
.......
...
30
....................
30
.
..
....
.. . ..
.......... . .
. . . . . ........ . . . . . . ..........
.
(Jam bar 30. Grafik Error suhu transportasi Ikan Mas
.
....
.......
...
.
.
.................
.
....
31
.. 31
. 32
. . . .................._......
..
. 32 .
V\
Gambar 31. Grafik dError suhu transporiasi lkan Mas . .. . ..
Gambar 32. Grafik suhu transportasi lkan Patin
...
.
.........
..
......
.
........................
Gambai' 33. Grafik Error ,juhu transportasi Ikan Patin . . ..
Gambar 34. Grafik dError suhu transportasi Ikan Patin
. .
............. ..
........
.....
.
32
. . 33 ..
. ..
..
.
. . 34
..
.........
.... .............
....
..
33
..
Gambar 35. Foto peti kemas transportasi ikan dan udang hidup sistem kering
........................................................
35
Gambar 36. Skema distribusi suhu di dalam ruang peti kemas transportasi 35 Gambar 37. FOlO rangkaian sensor suhu .
........
.
.......
. .. ...
Gambar 38. Foto rangkaian aktuator (optotriak) ..
..
Gambar 39. Foto rangkaian aktuator (relay)
.
....
............
..................
.......
....
. .... .
.
........
.. .. ...
.....
. .
.... . . ..........
..
. 36
. 37 ..
.
.......... ..... _...
37
Gambar 40. Grafik perubaban daya kipas pada transportasi udang hidup sistem kering
..........
.
.......
. .. . ...
.
..
...
.
.......
.
...............
38
Gambar 41. Grafik perubahan daya kompresor pada transportasi udang hidup sistem kering
......
.
..................
.. . ...
Gambar 42. Grafik daya kipas pada transportasi Ikan Lele
.. .
38
..
........
39
.................
39
...........
....
.
...
.........
Gambar 43. Grafik daya kompresor pada transportasi Hcan Lele Gambar 44. Grafik daya kipas pada transportasi Ikan Mas .
.
........
. .
............. ..
Gambar 45. Grafik daya kompresor pada transportasi Ikan Mas Gambar 46. Grafik daya kipas pada transportasi lkan Patin
...
. .40 ..
.
............ . . . .
........................
Gambar 47. Grafik daya kompresor pada transportasi lkan Patin
...............
40 41 41
VI!
