SIMULASI FUT,ZYLOGIC .......
SIMULASTFUTZYLOGIC CONTROLLER UNTUK PENGATURAN TMCKING
ANrENt ot " m:^yF
t* srAnoN
Abstract
Theuseof fuzry logic is becominga popular methodof solvingproblems that require a humantype response.Fuuy logic usessetsof linguistic variablesto solveproblemswhereinformationis impreciseor a ftwthematicalmodel of the systemis dfficult obtain. In this paperfuuy logic was usedto control a two axis mirror ball gimbalfor aligning deviceusinga quadrantdaeaor. A PC basedcontrollerwasconfigured were with a simple rule set to control and stabilizedevice.Experiments performedto studythe trackingcharacteristicsand the effectof rule pruning on thefuuy controllerresponse. Pendahuluan hatidalamrekayasa teknikterutama Penggunaan danlogkafuzzytelahmendapat yangmunbutuhkan human-tperepnse. Lngi/rrafuzzy masalah dalammengatasi lingutstik untuk menyelesaikan mamlahdi menggunakan himpunandari variabel darisistemsulituntuk manainformasimenjadikurangakuratataumodelmatematika banyakaplikasisepertipola pengenalan didapatkan.Logikafuzzy mempunyai cluster,pencocokandata"diagnostikatau hampirsemuasistemyangberkaitan kontrol. dengan Dalambanyakkontrol, hampirsemuasistemalamiahmenjadinonlineardan yangtidaksajasulitakantetapimenjaditidak mengandung modeldarisistem-sistem mungkin. Banyak sistem diuraikansebagaipendekatanmodel linear dalam batas-batas daerahtertentu.Di luar daerahitu kelakuansistemakanmenjaditidak logka fuzzy, maka stabil atau tak dapat diperkirakan.Denganmenggunakan permasalahan penyelesaian sepertipada akan sedikitlebih mudahdirealisasikan lagisistempermodelan. sistemnonlinearkarenahta tidakmembutuhkan
Lektor Maclva-DosenFakuhasTeknik L-lkrida
Meditehvol.9,No.25,Mei -Agustus2001
57
SIMULASI FAZZ.VLOGIC .......
Formulasi Bahasan Antena BTS menggunakansinar cahayayang paling maksimumuntuk trackingin menghasilkan energlistrik yangpalmgbesar,Sikappanelpengaturan yang catnyaline of sight frontal dari arahpengaturan harustalrmenggunakan padasikapdan terkandung diingnkaakarekaefektivitassinarIR yangtertangkap posisi antenaBTS. Kehandalandari sistemantenaBTS ini juga diukur dari kemampuannya dalammenjagakestabilansikappaneldari berbagaigangguan gerakansepertipergerakan angin,curahhujaq getarar\kuatnyapenganrhsinar mataharidangangguan lain.PosisidariempatbuahsensorR. (nfra Red) ekstemal kesalahan arahx dany tepatpada diletakkandalamarahyangdapatmendeteksi ini Makalah meny{ikandemonstrasi keempatgariskuadrankoordinatortogonal. dalamgerakantenaBTS (ihat dari kontrollogkafuzat untuk diimplementasikan gambar1) Ini merupakan hasilkajianolahandariimplementasi fuzzycontroluntuk posisi untuksensorIR dengandelapan sensorIR kuadrandandapatdikembangkan sehinggadihasilkanpergerakankesalahanuntuk pengaturanposisi kembali (reposition) yanglebihbaik. Pendekatan gerakantenaBTS akanmengikutidetelctorsensorIR kuadrandi Pengaturan yang diinginkanyangditulukankepadanya. SensorIR ini manaarahpengaturan geraksumbux dan y akibatpemberian sinarakan akanmemberikan kesalahan mengakibatkan keragamansinar yang berbed4 akibatnyaakan memberikan perbedaan posisibaikx dany. Arahx dany ini akandikonversikan dalam kesalahan (PC)yangdigerakkan dengan formatdigltaldenganmenggunakanmicrrcontroller kecepatan ini mengatur sinyal controller. akan untuk Proses kontrol sensor fuz4t motordriverstepperdaripanelsolu sel.Motorstepperdriverini akanmenjalankan (alignment)yang pergerakan(reposttion)arah panelsezuaidenganpengaturan diingrnkan.
58
Meditek,Vol.9,No.25,Mei -Agustus2001
SIMULASI FUZZY LOGIC .......
.j l:...
sensorlR arah
SensortRaranra !i
\ i
denorx denoly
s"t :
Gambar 1. Rangkaian PemasanganTata Letak BTS
Perangkat Keras Untuk informasiumpanbalih sensorIR kuadrandetektoryang diinstalasipada set up yang mengaturposisi dari sinar denganposisi yang diinginkan.Keempat detektor ini akan memberikannilaikompararatif(denganrangkaiankomparator)
/T
\A
Gambar 2. a. Motor Characteristic b. Responyang diinginkan dari teganganarmature
Mediteh Vol. 9, No.25,Mei - Agustus 2001
59
SIMULASI FUZZY LOGIC .......
untukmenghasilkan yangproporsional tegangan padajurnlahflul<stransmisiyang tepatdatangpadakeempatmasing-masing fotosensitifitu. elenren Beqn steeringdicapaidenganpergerakan movsblegimbal denganderajat kebebasan pergerakan horizontaldanvertikalPosisidini dicapaidengandua DC molor yangdiletakkanpadaantenaBTS. Kompliftasidenganmenggunakan DC motorsterletakdalamdaerahdeadbfld di manamotormenggunakan minimum voltageuntukbergerak. Tegangan di bawahnya tidakakanmemberikan responpada
o,8 4,20 0,2 0,8
NM = l',legdivernedun NS = negdilesnnl ZE=Z-so PS = pelive snal, PM= pcilile nredi-rn
Gambar3. a. Input Error b. Input ChangeError c. OutputArmatureVoltage
60
Meditebvol.9,No.25,Mei -Agustus2001
SIMULASI FULZY LOGIC .......
pergerakan antenaBTS. Karakteristik nonlineardengankebutuhan responkontrol ditunjukkan padagarnbar2. Driver menggunakan responini agartetapmenjaga trmmre di atasnonzero enor. BtIaterjadisedikitetror,cvmattrewltage Va akanberadapadaataudi uas dari teganganbergerakdari motor.Akantaapi responini akanmenanrbahkan error merrjadrkdl.Limil cyclingdnn terjadinyasistempadabatasketikategangan disebabkan oleh begitutingginyakemiringankontrol respondi dekattitik pusat koordinat.Controlleryangdigunakan masihmenggrrnakan 486Miuopruessor
Gambar4. Blok diagramuntuk sistemterbuka
Perangkat Lunak Untukmendesain inferensi dmrtury yangdiberikan dapatdrgunakan perangkat lunak paket khusussepertipaket dari Togai Infralogic Fuoy C, atut simulasinya dapat digunakandenganMATLAB 5.3.1 yang seringdipakai Togai lrfralogic Fuz4t C dituliskandealamkode primeruntuk menampilkankeanggotaan fungsidan basisaturannya.Hasil dari kode ini dikompilasikandalambahasaC dengankompiler khusus.Hasil kompilasisubrutinini akanmenyalikanoperasi-operasifuoytermazuk
Mediteh Vol.9, No.25,Mei -Agusttts 2001
6l
SIMULASI FAZZY LOGIC .......
dalam defizzifikasi dan menghasilkanbelahanou@t,Progam penggerakutama ditr"rlissupayadapatberkomunikasidenganAID dan D/A konverter dansbroutine -futzy.lni juga digunakanuntuk muganrbil datadari eksperimen Untuk menampilkankesalahaninput ke controller, jumlah variabel lingulstik dipilih untuk mewakili 5 der{at kesalahan(error),3 derajat penrbahandalam kesalahan(change in error) dan 5 derajat dari teganganffimqfifie (ctmanre voltage).Keanggotaanfungsi dikontnrksikanuntuk mewakiliinput dnoutput dafl derajat kebenaraanuntuk setiap variabel linguistik. Keanggotaandari fungsi dilukiskansepertiyangtampakpadagarnbar3' fungsidari daerahkro Error QE).Konvagensi Fungsierror akanmengandung yang lebih cepat diharapkandenganmengerjakanhal ini dikarenakaneffor ymrg L..tt. O"tu1atdari "medium" akan membesardan teganganffimahtre akan lebih medium besardaripadabtlaZF. dalamkeadaanlebar.Jugafungsidari keanggotaan tidak hingga rupa sedemikian untuk kedua teganganerror danmmafite dipilih salinguremotongdi titik perpotongan.
Rangkaian PenguatDriver motor, yang harusdilakukanadalahmembukadan Untuk dapatmeng'gerakkan menutup sakelarbergantian.Cara yang paling mudah denganmenggunakandaya besar dan suitching yang cepat, digunakan transistor konfigurasi Darlington. Rangkaiandriver motor slepper seperti pada gambar 4 BD 677 merupakan transistor.Darlington bertipeNPN yang zudahdikemaspadasatutransistor.-Base transistormenerimapulsadari pengontrol,memberikananrsbias,sehinggatransistor ON. Dioda diperlukanuntrk membuangenergi dalambennrk medanlistrik yang timbul padabelitan saatoFF, sehinggatidak merusaktransistor. Rangloian driver dapat terdiri atas komponenutama yaitu sebuahpP 8085 sebagaipengontrol. SebuahEPROM dan RAIvI + PORT VO pada sau chip. Sebuahaddresslatch drbutultkagsebabsaluranalamatdandata8 bitpada pP 8085 dimultiplekspadapin yang saln4 yu1 padap/'n AD0..AD7. Mode pengalamatan yang dipakai adalah secara non-fully''decded Karena tidak semua alamat digtrnakan.Alamat EPROM danRAM di tempatpadamemorymq danalamatVO difempatkanpada VO map. Petamemori dan peta VO sepertiyang dizuzunpada danuntuk RAM + PORT tabeltr. Karenachip-selectuntukEPROM 2784 ak
62
Mediteh Vol.9, No.25,Mei -Agushts 2001
SIMULASIFAZZY LOGIC ....... juga dihubungkandenganpinenable74LS373untuk latch alamatdandihubungkan dutganpinALE8156.
Port llO Port UO digunakansebagaiinput datadari sakelarkontrol untuk diolaholeh pP, dan sebagaioupt data ke fuiver motor stepperPORT VOBI56 memiliki fasilitas 256 byteRAM 2buahportVo 8 bit Qnrt Adanport B) danIportUO 6 bil (Wrt C).Ketigapon dapatdiprogramsehaguJnrtinput atauport ou@t. Khuzusuntuk port C selainsebagaiinputloutput dapatjuga dipakai sebagaikontrol. Padasistem yang dibuat, digunakanport A dn port C untuk ou@t ke driver motor I dan motor 2, danportB digunakanunitkinput datadarisakelar.Dipakai4 bilLSBport Adanport C, dan8 bil port B digunakandanseterusnya.
Listing address.h eddress.h mendefinisikankonstantauntuk adresdanpenkapsulan inputs untuk corwerterA/D danD/A. 4/
#include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include
A/D baseaddres.*/ A,D data address(bcse+ I). */ A/D controladdress(base+ 2). */ A/D statusaddress(base+ 3). */
#defineatd;trt 0x0200 #defineatd data tu0201 #defineabd ctrl 0x0202 #defineatod;tat 0x0203
/* /* /* /*
#deJinedtoa0 lrrc 0x0208 #definedtml _loc 0x020a
/* D/A chnmel0 address.*/ /* D/A chnrnel I adfuess.*/
#definedisable 5 ints 0x05 #definedisabIe_7_ints0x07 #definemoshng eofe 0x08
/* Disble A,4) channel5 ext.interupts.*/ /* DisableA,4) chsnnelText.interupts.*/ /* Stuns checkof endof data coruersion.*/
Medite( L'ol.9, No.25,Mei - Agustus2001
63
SIMULASI FUZ;ZYLOGIC .......
Listing Program lx
*l
Programtracking antenaBTS,modifikasidari ProgramRichardMarchbanks,
#inclade"qddress.h" #inchde "stdio.h" mainQ
t
l* Global Data Vuiables. */ chcr slans; int en x,et1; int&en,dyen; int xerr, yerr; int xerr_old,yen_old; int Error, dError, Speed; int i,i, s; /* Data Storage.*./ flutx_data[S)}J; Jknty_data[S)}J; chor dotafilepIJ;
/+ datatasampelx */ /* datawvmpely*/ yangtersimpan*/ /* datasampel
FILE "fp; /* Inifializatiort. */ i.-0: i-0: s - 1; dxerr - 0,' dyen - 0, xerr_old - 0; yew _old - 0;
/* wnple rate */
pri nf("Vth TIAC KING ANTEI,IA B7S"); prinf("Vfut Masukkannamafile: "); scattf("%os ", dataf le);
o4
Meditelqvol.9,No.25,Mei -Agustus2001
SIMULASI FAZZY LOGIC .......
printf('Wrogrmn terekselarsi: Tekansembarang tomboluntuk berhenti."); /* Untuk penghentianprogam bila keybmrd tertekan*/ ::0) While(kbhitQ { /* X-ERROR */ /* Disqble intemtpt. */ oulporth(atd _ctrl, disable,5_ints); /* stnrt a/d conversion*/ outportb(atd strt, I); /* wait until corwersioncomplete*/ whi Ie(s tatus: inponb(otd _sm) & mask ng_eofc) I --0); i* read thedatq */ err x - inportb(atd_datn); i* Y-ERROR*/ i'* Disable intemtpt. */ outportb(atd _ctrl, divb le_71 nts); ,/* Memulai A/D corwersion*/ outportb(atd) strt, I) ; /* Menunggusampaiproseskonversiselesai*/ whi Ie(s tatus- inportb(atd.,stat) & masking_eofc) ! : 0); /* Membacadata*l err) - inportb(atd_data); /x Menulisdatapadaarrayuntuk setiapnilai data.*l */ /* Prosesuntuk 500 nilai datadanmenyimpannya rf (i -: s - I ) && (J <: 499)
/* contohuntuksetiapwaktu */
.l
(
: @rr]- 128)*.039; x_data[1J
MeditehVol.9,No.25,Mei -Agustus2001
65
SIMULASI EA7,ZYLOGIC .......
y_Ma[tJ : @rrS- 128)*.039; i :0; j ++; )
else l++;
zxMeletakkandataberfitk signedbyteuultrllkfuz4tcontroller*/ xetr:err x-128; yerr : en1- 128; /* Mencarideltakeglalnn*/ &err : xen -xerr_old; dyet: yen -yerr_old; /* Updatekesalahanlama */ xerr_old : xeff; yerr_old: yerr,' /* MEMANGGIL ATIJRAN FLTZZY*/ Alignment(xen,&er*2, &SWed); eft x: Speed+128; A Iignment(yerr,dyerr*2, &SWed); err) : Speed+128; ./* Menulispadachmrnel0D/A */ err_!: (en: << 8); oulport(dtm} _\rrc,err;l ; /* MenulispadachurnelI D/A */ err): (enl << 8); otrlport(dloaI,loc, err1) ; I
66
Meditehvol.9,No.25,Mei -Agustus2001
SIMULASI FAZZY LOGIC .......
printf( \nvProgramSelesai; ?; o/as printf(' nV Menulisdatapada fi le: ", fuofi le); \t"); fd : fopen(datafile,' fprirtf(fp, "TMC KING'ANIENAB TS'rV"); fpnnf(fp, "X-ERROR Y-ERRORVI"); for (i =0 i <: 499;i++) {
furintf(fp, "%of
o/oJVt", x-dan[iJ, y-datafiJ);
I
fclosefu); terselesaikan.\nh"); lengkap IeTransfer prinf('VAnFi )
/* akhirdariprogrampenggerak*/
Penutup penggunaan canpilerC dalam ganrbaran ganrbaran di atasmemberikan Simulasi memodifikasipengaturantrack BTS dalam suatu konfigurasilogika Fusy plt.sl untuk untukpengaturantrack ini dapatdimodifikasi controller.Rangkaian yangpalingoptimal. potensial mendapatkan Kepustakaan 1. James,Power, et al, "(JsingFuzzyLogic To'n'ardIntelligent Syslems", inc,New York 1994. PrenticeHall International, 2. Kosko B., "Neurol Networkand Fuzry Systems:A DynamicalSystems approachto Machineintelligence",PrenticeHall International,inc, NewYork,1992. 3. Mohammad,Jamshidi,et al, "FuzzyLogic and Control", PTR Prentice Hall,EnglewoodCliffs,New Jersey,l993-
Mediteh Vol. 9, No.25,Mei - Agus'tus2001
67
SIMULASI FVZZY LOGIC .......
Nie, Jun Hong, and Linkens, Derek A., "Fuzzy-Neural Control Principles: Algorithms and Apllication", Prentice Hall International,inc, New York 1995. Phillips, C.., and Harbor R.D; "FeedbackControl Systems",Prentice Hall International,inc, New York 1988. 6 . Wang, Lin Xin, "Adaptive Fuzzy Systems and Control:'Design and Stability Analysis", PrenticeHall International,inc, New York 1994.
68
Meditehvol.9,No.25,Mei -Agusrus2001
