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

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

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

Skripsi

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

Fadillah Nufinda Rachman


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,

Pembimbing II,

Supadi S.Si, M.Si NIP. 19720918 199802 1 001

NIP. 19610517 199002 1 001

Drs. Tri Anggono Prijo

ii Skripsi




LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI Judul

Penyusun NIM Pembimbing I Pembimbing II Tanggal seminar

:kRancang Bangun Sistem Monitoring dan Pengendalian Suhu Pada Inkubator Bayi Berbasis Fuzzy Logic : Fadillah Nufinda Rachman : 080810267 : Supadi, S.Si, M.Si : Drs. Tri Anggono Prijo : 8 Agustus 2012

Disetujui oleh

:

Pembimbing I,

Pembimbing II,

Supadi S.Si, M.Si NIP. 19720918 199802 1 001

Drs. Tri Anggono Prijo NIP. 19610517 199002 1 001

Mengetahui : Ketua Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Ketua Program Studi S1 Teknobiomedik Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Drs. Siswanto, M.Si NIP. 19640305 198903 1 003

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

iii Skripsi




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.

iv Skripsi




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 sebesarbesarnya 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.

v Skripsi




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


vi Skripsi




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

vii Skripsi




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

vii Skripsi




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

ix Skripsi




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

x Skripsi




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

xi Skripsi




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

xii Skripsi




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

xiii Skripsi




DAFTAR GAMBAR Nomor

2.1

Judul Gambar

Halaman

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

xiv Skripsi




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

xvi Skripsi




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

Skripsi




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.

Skripsi




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

Skripsi




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.

Skripsi




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.

Skripsi




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

Skripsi




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.

Skripsi




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.

Skripsi




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

0

C

(Rakhmawan, 2010).

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi

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)

Skripsi




13

Port A merupakan 8-bit port bi-directional yang memiliki internal pullup. 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 S S (SPI Slave Select Input) AIN 1 (Analog Comparator Negative Input) PB3 OC0 (Timer/Counter 0 Output Compare Match Output) AIN 0 (Analog Comparator Positive Input) PB2 INT2 (External Interrupt 2 input) PB1 T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input) T0 (Timer/Counter 0 External Counter Input ) PB0 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.

Skripsi




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.

Skripsi




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%.

Skripsi

3

Vee

-

4

RS

H/L

5

R/W

H/L

6

E

H

7 8 9 10 11 12 13 14 15

DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 V+BL

H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L -

16

V-BL

-

Digunakan untuk mengatur tingkat kontras LCD. Bernilai logika ‘0’ untuk input instruksi dan bernilai logika ‘1’ untuk input data. Bernilai logika ‘0’ untuk proses ‘write’ dan bernilai logika ‘1’ untuk proses ‘read’. Merupakan sinyal enable. Sinyal ini akan aktif pada failing edge dari logika ‘1’ ke logika ‘0’. Pin data D0 Pin data D1 Pin data D2 Pin data D3 Pin data D4 Pin data D5 Pin data D6 Pin data D7 Back Light pada LCD ini dihubungkan dengan tegangan sebesar 4 – 4,2 V dengan arus 50 – 200 mA 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,

Skripsi




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

Skripsi

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.

Skripsi




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).

Skripsi




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%).

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi




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.

Skripsi




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.

Skripsi




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

Skripsi




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:  = min{z  zZ}  = max{z  zZ}

Skripsi




29

3. metode mean of maximum Pada solusi ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai ratarata 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,

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi




35

Tahap Persiapan

Analisis Mekanik

Perancangan Hardware - Rangkaian minimum sistem AVR ATmega16 - - Rangkaian LCD - Rangkaian sensor suhu Rangkaiandriver sensorheater suhu --Rangkaian -- Rangkaian driver heater Rangkaian driver kipas - Rangkaian driver kipas

Kalibrasi Sensor

Pengujian Linieritas Sensor

Perancangan Software

Pengujian Set Point

Pengambilan Data

Analisis Data

Alat Siap Pakai

Gambar 3.1 Diagram Blok Prosedur Penelitian

Skripsi




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.

PUSH BUTTON 1 2 4

LCD KARAKTER

OP-AMP 3

SENSOR SUHU

MIKRO KONTROLER ATMEGA 16

5

7

DRIVER HEATER

6

DRIVER KIPAS

8

HEATER

KIPAS

Gambar 3.2. Diagram Blok Inkubator Pada diagram blok menggambarkan sistem pada inkubator secara keseluruhan dan hubungan antara rangkaian pendukung dengan rangkaian

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi




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-

Skripsi




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.

Skripsi




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.

Skripsi




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: =

=1+

2 18 =1+ = 10 1 2

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

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi




45

3.3.2.3 Perancangan Software Setelah perancangan prinsip kerja alat maka proses alur kerja software yang digunakan seperti Gambar 3.9.

FUZZIFIKASI

DEFUZZIFIKASI

Gambar 3.9. Diagram Alir Pembuatan Software

Skripsi




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

Skripsi




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.

-6

-3

3

6

Gambar 3.10. Fuzzifikasi Nilai Error

-6

-3

3

6

Delta 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.

Skripsi




48

Berikut adalah Tabel 3.1 sebagai tingkat kepanasan heater: Tabel 3.1 Rule Heater E NB NS

Z

PS

PB

Mati

Mati

Agak

dE NB Mati

Mati

Hangat NS

Mati

Mati

Mati

Agak

Hangat

Hangat Z

Mati

Mati

Agak

Hangat Panas

Hangat PS

Mati

Agak

Hangat Panas

Hangat PB

Agak Hangat

Hangat Panas

Sangat Panas

Sangat

Sangat

Panas

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

Skripsi




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 diratarata 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);

mati

Agak hangat

hangat

0

225

Panas

250

Sangat panas

250

Gambar 3.12. Membership Function Keluaran Heater

Skripsi




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.

Skripsi




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 = Simpangan rata-rata =

Skripsi

∑ ∑

100% ……………... (3.3)

…………………………………………(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

Skripsi




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.

Skripsi




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.

3 1

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

Skripsi




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 26.9

0.26 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 35

0.33 0.34

35.9

0.35

36.8

0.36

37.9

0.37

38.7 39.6

0.38 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

Skripsi




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: =

= 1+

2 18 =1+ = 10 1 2

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.

Skripsi




57

7

5

12 10 11

9

2

6

1 3

4 8

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

Skripsi




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.

3 1 4 2

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

Skripsi




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

Skripsi




60

mikrokontroler untuk mengatur tingkat kepanasan dari heater. Hasil pembuatan rangkaian deriver heater dapat dilihat pada Gambar 4.5.

4

2 3 1

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

Skripsi




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. 3 1 4 2

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

Skripsi




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.

Skripsi




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.

Skripsi




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 #include #include #include

<stdio.h> <delay.h> <math.h>

Deklarasi menggunakan ATmega16

#define ADC_VREF_TYPE 0x00 // Read the AD conversion result deklarasi menggunakan unsigned int read_adc ADC (unsigned char adc_input) ADMUX : register ini { mengatur tegangan ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); referensi yang // Delay needed for the digunakan ADC, format stabilization of the ADC input voltage data output dan delay_us(10); saluran ADC. // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; ADCSRA :Register 10 // Wait for the AD conversion to complete bit yang berfungsi while ((ADCSRA & 0x10)==0); untuk melakukan ADCSRA|=0x10; manajemen sinyal return ADCW; control dan status ADC } // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off Deklarasi apabila // Analog Comparator Input Capture analog comparator by Timer/Counter 1: Off by timer/counter1 : 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;

Skripsi




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 1024

= 5 Volt = 0,0048 Volt 1024

Tabel 4.2 Suhu dan ADC Tegangan Op-Amp ADC Suhu (V) 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

Skripsi




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 //Deklarasi PWM // Mode: Fast PWM top=00FFh menggunakan // OC1A output: Non-Inv. //Timer/Counter 1 // OC1B output: Non-Inv. //Mode: Fast PWM // Noise Canceler: Off top=FFh // Input Capture on Falling Edge //Menggunakan OCR1A dan // Timer 1 Overflow Interrupt: Off OCR1B // 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;

Skripsi




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);}

Skripsi




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)){

Skripsi


&&



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
Skripsi




70

hangat=cros; if(l==4) if(panas
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.

Skripsi




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+sangatpan as*250; pwmheater=crispheater/(mati+agakhangat+hangat+panas+sangatpana s); 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

Skripsi




72

Keterangan : Error = SP – PV SP = Harga Set point PV = Suhu LM35

=

255

100%

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

Skripsi




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 36 36 36

Skripsi

Suhu LM35 32 36 38

Kipas Menyala Menyala 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 Tegangan Op-Amp (V) Termometer (oC) 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

Skripsi




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

=

= 0,0048

Ketelitian sensor LM35 pada inkubator adalah 0-500C ± 0,0048V. Untuk hasil linieritas sensor dapat dilihat pada Gambar 4.9.

0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0

y = 0,013x + 0,262 R² = 0,977

Tegangan

40,6

39,6

38,7

37

36

35

34

32

30

28

Linear (tegangan(V))

26,9

TEGANGAN (V)

Grafik kelinieritasan sensor

SUHU ( OC )

Gambar 4.9. Grafik Kelinieritas Sensor

Skripsi




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 Selisih Kesalahan(%) Sensor Suhu (oC) Termometer (oC) 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

Skripsi




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% − persentase kesalahan rata − 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.

Skripsi




78

Suhu Inkubator SP = 36 o C 35 30

Suhu

25 1 3 5 7 9 11131517192123252729313335373941434547495153555759

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.

Skripsi




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.

Skripsi




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.

Skripsi




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.

Skripsi




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.

Skripsi




Lampiran 1 Hasil Alat Inkubator

Skripsi




Lampiran 2 Tabel Hasil Penelitian Tabel 1. Nilai set point 36 derajat celcius Menit Ke1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Skripsi

Suhu LM35 26.7 27.5 28.5 29.4 30.2 31.1 31.8 32.3 33.2 33.8 34 34.3 34.6 35 35.3 35.6 36 36.1 35.9 35.8 35.7 35.8 35.9 36 36.1 36 35.9 36 35.9 36 36.1




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

Skripsi

36 35.9 35.9 36 35.9 36 36.1 35.9 35.8 35.7 35.7 35.8 35.9 36 36.1 35.9 35.8 35.7 35.9 36.1 36 36 36 35.8 35.7 35.8 35.9 35.9 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 #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

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi




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

Skripsi




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
Skripsi




if(hangatsp) {//jika suhu>sp PORTD.0=0;}//maka kipas mati else { PORTD.0=1;};//selain itu kipas nyala

Skripsi




} 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

Skripsi




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

Skripsi




// 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 }}

Skripsi



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

Recommend Documents