Sistem Umpan Balik, Manusia, Dan Membuat Keputusan
SISTEM UMPAN BALIK, MANUSIA, DAN MEMBUAT KEPUTUSAN
*)
Zulkarnaini*)
Staf Pengajar Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan
Abstrak
Sistem umpan balik adalah proses membandingkan masukan (input) dan keluaran (output) sistem. Kita dapat
mengenal dengan pasti ciri-ciri utama dari sistem umpan balik, yaitu adanya suatu jalinan kegiatan-kegiatan
yang berurutan dan tertutup menghubungkan sebab-akibat. Banyak contoh yang dapat diambil dalam kehidupan
manusia yang menerapkan sistem umpan balik di dalam menjalankan kehidupan dan penghidupan sehari-hari,
sehingga manusia dapat mengambil banyak pelajaran, sehingga dapat mencapai hidup yang aman, damai dan
sejahtera.
Kata-kata kunci: Umpan balik, Manusia dan keputusan.
1. Pendahuluan
Proses membandingkan keluaran (output)
dengan masukan (input) pada sebuah sistem, atau
yang lebih dikenal dengan sistem umpan balik (feed
back) dan ini merupakan suatu konsep yang umum,
sebagian orang sering menyebutnya salam
berjawab, banyak contoh yang dapat diambil dari
sistem umpan balik di berbagai bidang keteknikan,
ilmu kedokteran, sosial ekonomi, politik, dan
hankam.
Di dalam alam semesta ini telah menjadi rahasia
umum, bahwa sistem umpan balik memang sudah
ada dan tersembunyi di dalam sistem itu sendiri (di
alam semesta). Sedangkan suatu sistem yang dibuat
oleh manusia adalah rangkaian dari sebuah sistem
kendali, yaitu adanya jalinan rangkaian kegiatan
yang saling berurutan baik yang tertutup maupun
yang menghubungkan sebab akibat. Sebagai contoh
seorang bayi yang sedang menangis, menyebabkan
ibunya akan merenung dan berpikir untuk
mengambil tindakan-tindakan selanjutnya, seperti:
a. Mencium atau mengganti celana (popok) bila ia
kencing.
b. Memberi air susu.
Merupakan contoh yang umum sering terjadi di
dalam sistem hubungan antara seorang ibu dengan
anaknya. Keiginan si anak (bayi) diwakili melalui
suatu tangisan yang harus selalu dipahami dan
dipikirkan oleh ibunya. Si ibu akan mengambil
tindakan berikutnya sebagai umpan balik dari
tangisan si bayi. Sampai tangisan si bayi berhenti
maka keinginan si bayi telah terpenuhi. Tidak ada
perbedaan antara keinginan si bayi dengan tindakan
yang dilakukan oleh ibunya. Sistem umpan balik
seperti ini merupakan suatu proses yang dinamis.
Jika si bayi terus-menerus menangis, maka si ibu
harus terus berpikir dan bertindak sampai bayinya
berhenti menangis. Kemungkinan yang sering
terjadi jika bayi menangis seperti:
a. Bayi akan tumbuh gigi, tindakan yang harus
dilakukan adalah buka mulutnya dan lihat
keadaan gusinya.
b. Bayi demam dan tubuhnya panas, tindakan yang
harus dilakukan adalah amati kondisi perubahan
yang terjadi pada tubuhnya, jika terlalu berbahaya
(kondisinya mengkhawatirkan) segeralah bawa ke
dokter terdekat.
c. Atau cari kondisi yang lain yang mungkin
terjadi pada si bayi.
Jika masalah kondisi si bayi ini tidak
diselesaikan oleh si ibunya, maka si ibu akan
melibatkan keluarga untuk mencari penyebab dan
jalan keluarnya. Proses ini tetap berlangsung,
karena adanya konsep umpan balik, di dalam wujud
aktif di dalam hubungan antara tangisan si bayi dan
tindakan si ibu. Dari contoh tersebut bahwa sistem
umpan balik merupakan proses yang dinamis dan
berkelanjutan untuk dapat mencari tahu, masalah
dan mencari solusinya.
Informasi dari lingkungan dan alam sekitarnya,
aktivitas-aktivitas
itu
sebenarnya
bukanlah
persoalan baru, tetapi merupakan hasil dan berkah
dari pancaindra yang dianugerahkan tuhan kepada
umat manusia. Untuk menjalankan kehidupan dan
penghidupan di dunia ini dengan aman, damai, dan
sejahtera.
Konsep yang setiap hari kita gunakan, banyak
sekali diaplikasikan di dalam sistem kontrol
modern (lihat Gambar 1).
Jurnal Teknik SIMETRIKA Vol. 4 No. 2 – Agustus 2005: 356 – 359
361
Gambar 1: Blok diagram umpan balik melalui sistem pancaindra manusia
Di dalam contoh tersebut kita dapati umpan
balik yang telah digunakan sebagai kaidah dan alat
untuk menukar tindakan si ibu. Adalah menjadi
pengetahuan umum bahwa suatu sistem umpan
balik adalah suatu kaidah yang dapat memindahkan
ciri-ciri dari suatu sistem keteknikan, sosial,
ekonomi, dan politik.
Dalam makalah ini akan menerangkan
kegunaan sistem umpan balik dalam sistem secara
umum untuk membantu kita dalam mengambil
keputusan-keputusan yang penting agar objektivitas
sistem dapat dicapai dengan tepat. Untuk
menganalisa penggunaan umpan balik di dalam
suatu sistem, maka beberapa istilah penting, perlu
diterangkan.
Dari kacamata ilmu alam, perubahan-perubahan
evolusi telah melahirkan sistem-sistem ilmu alam
dengan berbagai mekanisme umpan balik. Adalah
menjadi tugas peneliti untuk mengenal pasti prosesproses umpan balik secara anatomi maupun
fisiologi dan juga menerangkan bagaimana umpan
balik berfungsi untuk menjamin kesehatan dan
kesejahteraan
organisme,
umpamanya
kambing/biri-biri hanya memakai sehelai kulit saja
yang digunakan pada musim panas atau musim
dingin. Ini karena umpan balik merupakan prinsip
asas
pengontrolan.
Umpan
baliklah
yang
mentakdirkan kehidupan ini sebagai suatu proses
yang otomatis. Kita dapati bahwa prinsip umpan
balik bukan saja digunakan di industri tetapi juga
digunakan
pada
kegiatan
atau
transaksi
bisnis/perdagangan.
362
Mesin-mesin
dewasa
ini
telah
dapat
menggantikan kerja manusia dan tenaga hewan
yang menggunakan otot. Sistem kontrol umpan
balik (otomatis) adalah merupakan mekanisasi
tugas otak manusia.
Di dalam artikel ini akan dicoba untuk
menerangkan penggunaan umpan balik di dalam
sistem secara umum untuk membantu kita dalam
membuat keputusan yang penting agar objektif
sistem dapat dicapai dengan cepat dan tepat.
Untuk menganalisis penggunaan umpan balik di
dalam suatu sistem maka beberapa istilah penting
akan diterangkan. Manfaat dan kemungkinan
timbulnya
masalah
kestabilan
dengan
mengikutsertakan umpan balik juga dibicarakan
agar langkah-langkah tertentu dapat diambil untuk
mencapai prestasi sistem yang optimum.
2. Umpan Balik di Dalam Sistem
Dari penjelasan di atas, diharapkan kita dapat
memahami tentang umpan balik dengan
mengaitkan beberapa tahap aktivitas-aktivitas
utama di dalam suatu sistem umpan balik.
Perhatikan blok diagram di bawah ini.
Sistem Umpan Balik, Manusia, dan Membuat Keputusan…(Zulkarnaini)
(keluaran), maka alat kontrol mengartikan bahwa
kepastian sampai waktu yang kemudian
dilaksanakan dalam suatu sistem atau proses.
Contoh
- Akal (otak sebagai pelaksana hukum).
- Alat buatan manusia seperti saklar lampu.
- Polisi dan pengontrolan kecepatan (merupakan
gabungan akal dan alat pamantau kecepatan).
Gambar 2: Umpan balik di dalam suatu sistem
Hubungan berurutan secara tertutup pada blok
diagram di atas, dapat diambil beberapa kesimpulan
yaitu:
2.1 Sistem
Merupakan suatu susunan benda (komponen)
yang saling terkait sedemikian rupa sehigga
membentuk suatu kesatuan.
Contoh:
- Sistem alam semesta.
- Sistem buatan manusia (sistem keteknikan)
- Sistem alam semesta dan sistem buatan manusia
(sistem mengendarai kendaraan)
2.2 Masukan
Objektif yang diinginkan (OYI) atau sesuatu
yang diinginkan.
2.3 Keluaran
Objektif yang dicapai (OYC) atau hasil
sebenarnya dari suatu proses.
2.4 Pengukuran
Adalah proses mengukur besaran/kuantitas yang
mungkin bisa statik atau fungsi masa yang
diwakilkan oleh kuantitas yang lain.
Contoh:
- Pancaindra asas pada wujud manusia.(alam
semesta)
- Pengindra fisika (misalnya pengukuran, buatan
manusia).
- Menyelidiki suatu persoalan/permasalahan
(merupakan gabungan dari alam semesta dan
buatan manusia).
2.5 Perbandingan
Perbandingan antara masukan dan keluaran
dilakukan untuk mendapatkan arah dan besarannya.
Perbedaan tersebut dilakukan melalui kaidahkaidah berikut:
Contoh
- Pembanding elektronik untuk membedakan arah
dan besaran (sistem buatan manusia).
2.6 Alat Kontrol
Berdasarkan dari perbedaan antara apa yang
dikehendaki (masukan) dengan apa yang dihasilkan
Penjelasan tentang umpan balik di atas dapat
diatur dalam bentuk yang lebih sistematik. Untuk
lebih mudah memahaminya, perhatikan gambar
blok diagram di bawah.
Gambar 3: Blok diagram sistem dengan umpan
balik
3. Keuntungan
dan
Kerugian
Penggunaan Umpan Balik
Keuntungan dan kerugian penggunaan umpan
balik sangat bergantung pada keadaan sistem,
sebagai pertimbangan teknik dan ekonomis untuk
pelaksanaan umpan balik. Pemilihan dan
pertimbangan
yang
lebih
sesuai
untuk
pemakaiannya dalam sistem umpan balik adalah
merupakan faktor sangat penting. Walaupun
demikian pemakaian suatu sistem dengan umpan
balik secara umum lebih unggul dan tepat daripada
sistem yang tidak memakai umpan balik.
Umpan
balik
menyediakan
beberapa
keuntungan yang lebih besar dibandingkan
kerugiannya. Manfaat atau keuntungannya dapat
diperoleh bila sistem tersebut memenuhi beberapa
syarat di antaranya:
- Sistem mempunyai motivasi atau tujuan dan
objektif yang tinggi.
- Mempunyai tujuan yang benar.
- Penetapan tujuan tersebut.
- Komponen sistem yang harus bekerja sesuai
fungsi dan prestasi yang optimum.
Penggunaan yang benar pada syarat-syarat di
atas dapat memperoleh kesempurnaan yang
optimum pada suatu sistem.
3.1 Manfaat Penggunaan Umpan Balik
1. Umpan balik membolehkan objektif yang
diinginkan (OYI) masukan akan diperoleh nilai
atau besaran yang tepat.
Jurnal Teknik SIMETRIKA Vol. 4 No. 2 – Agustus 2005: 360 – 364
363
2. Umpan balik dapat mengurangi gangguan dari
luar terhadap objektif yang diinginkan
(masukan).
Gangguan-gangguan dari luar ini bisa terjadi
dari bermacam-macam bentuk tergantung pada
jenis dan bentuk dari sistem tersebut, seperti:
a. Manusia dan sistem kepercayaan: berbentuk
rasa tidak puas, cemburu, pertentangan, mencari
kelemahan orang lain (untuk tujuan tertentu),
dll.
b. Gangguan yang berasal dari lingkungan sekitar.
c. Sinyal yang tidak diperlukan di dalam sistem
keteknikan, seperti suara bising, polusi,
pengaruh medan listrik, dll.
Sistem yang menggunakan kaidah umpan balik
yang tersusun dan teratur, tetapi syarat-syarat
kesempurnaan sistem tidak terpenuhi. Hal ini akan
menyebabkan sistem tidak dapat menahan
kestabilan dan gangguan dari luar.
3. Kemampuan mengurangkan kepekaan sistem
terhadap perubahan-perubahan parameterparameter di dalam sistem.
Suatu sistem ataupun proses ditentukan pada
perubahan yang terjadi di lingkungan sekitarnya.
Kelemahan, kekuatan, dan gangguanan sebenarnya
dari sistem dan faktor alam semesta dapat
mempengaruhi suatu sistem. Dengan adanya umpan
balik ini, maka perubahan di dalam sistem terhadap
keluaran dapat diimbangi, diselaraskan, dan
diperbaiki.
4. Kesalahan jangka panjang
Karena umpan balik yang dipakai secara
berurutan, hal ini dapat mengurangi perbedaan
antara masukan dan keluaran. Maka kesalahan
jangka panjang menjadi lebih kecil jika
dibandingkan dengan sistem tanpa umpan balik.
Sistem yang tidak menggunakan atau tanpa umpan
balik, jika mengalami kesalahan atau gangguan
biasanya akan terus kekal dan susah untuk
diperbaiki.
Dibalik kebaikan-kebaikan di atas, penggunaan
umpan balik juga akan menimbulkan beberapa
masalah di antaranya:
a. Sistem menjadi bertambah rumit dengan adanya
penambahan komponen-komponen seperti
komponen pengukuran dan pembanding
kesalahan.
Implikasi
perbelanjaan,
biaya
pelaksanaan dan penyelenggaraan.
b. Penambahan beban kerja dan olahan yang perlu
dibuat, sistem di atas maklumat umpan balik
tersebut.
364
c. Sistem dengan umpan balik kemungkinan tidak
stabil. Hal ini disebabkan bila sistem umpan
balik salah dipergunakan ataupun kesalahan
penempatannya. Jika sistem umpan balik
seharusnya diletakkan di sebelah kanan, namun
kenyataannya diletakkan di sebelah kiri. Contoh
yang mudah adalah umpan balik yang wajar
dari seorang pelajar kepada pengajar mungkin
akan menyebabkan keadaan hubungan yang
tidak stabil antara pengajar dengan pelajar. Jika
pengajar tidak meletakkan umpan balik pada
kedudukan yang wajar.
4. Elemen Pengukuran dan Prestasi
Sistem
Di dalam konteks berikut perubahan
dimaksudkan untuk penyimpangan. Perubahan
yang sering terjadi berciri wajar di dalam sistemsistem keteknikan, misalnya sistem berubah dengan
perubahan cuaca. Penyimpangan adalah penipuan
untuk suatu sistem yang melibatkan manusia.
Perubahan pada keluaran yang objektif disebabkan
oleh penyimpangan/perubahan di dalam sistem itu
sendiri dan mencoba untuk memperbaikinya.
Kepekaan suatu sistem terhadap perubahan
komponen-komponennya merupakan suatu aspek
yang sangat penting. Kebaikan dan besarnya
manfaat umpan balik ialah kemampuannya
mengenali dan menyelaraskan terhadap perubahan
di dalam agar sistem dapat kembali berfungsi
dengan stabil.
Sistem yang memenuhi ataupun mendekati
syarat-syarat Kesempurnaan Sistem, maka, OYC,
OYI, dan Kepintaran Pengukuran
dapat
dihubungkan berikut
[OBJEKTIF YANG DICAPAI] ≈ [KEPINTARAN
PENGUKURAN OBJEKTIF YANG DIINGINKAN]
Di mana simbol ≈ berarti mendekati. Kepintaran
pengukuran adalah
kemampuan mengukur
keluaran. Suatu masalah penting untuk menjamin
prestasi pengukuran adalah kepintaran alat
pendeteksi itu sendiri karena ia mula-mula
berinteraksi dengan objek, keluaran atau objektif
yang dicapai suatu sistem tidak mungkin
berprestasi lebih baik daripada tahapan dan mutu
besaran umpan balik yang dapat diukurnya. Contoh
seorang manusia tak mungkin jadi lebih baik kalau
ia tidak dapat mengetahui (menilai) kelemahan
dirinya sendiri. Faktor kepintaran alat pendeteksi
untuk melaksanakan pengukuran amat menentukan
segala besaran yang diperlukan dapat disediakan
dengan baik. Nilainya dapat kita berikan dalam
persentase atau dalam jumlah berikut:
0 ≤ [FAKTOR KEPINTARAN PENGUKURAN] ≤ 1
Sistem Umpan Balik, Manusia, dan Membuat Keputusan…(Zulkarnaini)
(1) Jika nilai kepintaran= 1 yakni kesempurnaan
hasil pengukuran hasil dari kesempurnaan alat
pendeteksi maka,
[OBJEKTIF YANG DICAPAI]= [OBJEKTIF YANG
DIINGINKAN]
Akan tetapi di dalam kenyataannya pengukuran
yang mempunyai kepintaran sangat sulit didapat
karena memerlukan alat pendeteksi hingga 100%
mutlak dan tepat, di mana pada hakikatnya hampir
tidak dapat terwujud. Oleh karena itu, koreksi
jangka panjang tidak mungkin tidak terjadi, sama
ada nisbahnya kecil atau besar. Contoh kecil
seorang penderita telinga yang selalu salah
mendengarkan perkataan-perkataan orang lain
seperti: DIGANJARKAN dengan DIGANJAKAN
(ganjar yang disebut ganja oleh orang yang
berketurunan suku minang).
(2) Jika kepintaran alat pendeteksi tidak sempurna
maka nilai kepintaran pengukuran akan lebih
kecil daripada satu atau sama dengan sifat (tak
berfungsi langsung). Maka;
[OBJEKTIF YANG DICAPAI]< [OBJEKTIF YANG
DIINGINKAN]
Ini diartikan jika kepintaran pendeteksi
bertambah tak sempurna maka pengukuran ikut tak
sempurna. Maka objektif yang dicapai akan jauh
berbeda dan menyimpang dari objektif yang
diinginkan. Jadi objektif yang dicapai dipengaruhi
terus oleh kecakapan alat pendeteksi di dalam
mengumpulkan besaran umpan balik karena
pembatas utama pada kestabilan dan prestasi sistem
adalah bahagian dari umpan balik untuk
menyediakan pengukuran besaran umpan balik
yang sempurna maka PENGONTROL mestinya:
1. Mengetahui data/spesifikasi tentang alat
pendeteksi, pintar atau tidak pintar di dalam
membekali besaran hasil pengukuran.
2. Mewujudkan
suatu
mekanisme
untuk
memastikan perubahan tersebut diperingkat
awal, agar ketidaksempurnaan umpan balik
jangan sampai kepada pembanding untuk proses
lanjutan.
3. Hubungan yang dekat di antara alat pendeteksi
dan alat pengontrol agar perubahan di dalam
prestasi alat pendeteksi dapat diketahui.
yang kemudiannya dilaksanakan di dalam sistem
tersebut. Keberhasilan pelaksanaan hukum-hukum
tadi bergantung pada hasil pengukuran umpan balik
dengan syarat masukan yang ditentukan dengan
tepat. Jadi perhatian serius dan seksama hendaklah
ditumpukan kepada masalah dan bagian yang
memberi besaran hasil pengukuran umpan balik
jika diinginkan sistem yang stabil, harmonis, dan
mengeluarkan keluaran yang baik.
Kesimpulan
Umpan balik merupakan sebuah unsur yang
tersedia sebagai wujud di dalam sistem alam ini.
Sistem yang sempurna dan harmonis adalah
merupakan manifestasi umpan balik yang
diwarisinya mewakili pengukuran umpan balik
yang sempurna. Umpamanya manusia menghirup
oksigen kemudian mengembuskan karbon dioksida,
gas ini tidak berbahaya pada lingkungan. Tumbuhtumbuhan mengambil karbon dioksida untuk proses
fotosintesisnya dan mengeluarkan oksigen, oleh
sebab itu beristirahat di bawah pohon adem sekali.
Sistem-sistem ini mempunyai umpan balik yang
kompleks tetapi sempurna.
Tetapi karena menggunakan bahan bakar
minyak dan mengeluarkan asap karbon monoksida.
Gas ini beracun dan berbahaya, karena sistem
kendaraan belum sempurna terutamanya di segi
pengolahan besaran umpan balik asap dari knalpot
kendaraan tersebut untuk manfaat-manfaat lain.
Kalau sesuatu sistem mempunyai OYI yang teraktif
dengan baik dan sistem mempunyai ciri
kesempurnaan maka peranan terpenting yang
menentukan prestasi sistem adalah terletak kepada
bahagian elemen pengukuran umpan balik.
Kelemahan, kegagalan di bahagian ini akan
meruntuhkan keseluruhan sistem walaupun
pengontrol, pembanding, dan komponen-komponen
lain semuanya berfungsi dengan baik atau
menggunakan kriteria yang mutakhir. Di dalam
artikel ini walaupun contoh-contoh yang diberikan
begitu mudah tetapi konsep umpan balik secara
umumnya dapat diterapkan kepada sistem yang
lebih besar; sistem keketeknikan, sosial, ekonomi,
keluarga, dan banyak lagi yang lainnya.
Daftar Pustaka
5. Umpan
Balik
Pengontrolan
dan
Hukum
Pengontrol dan pengarah hukum menerima
besaran/data dari pembanding. Pembanding
menerima masukan dari umpan balik. Hubungan di
antara kedua-duanya sangat dekat sekali. Pengarah
hukum
kemudian
menterjemahkan
besaranbesaran/informasi ini kepada arahan, undangundang, peraturan-peraturan, dan hukum-hukum
Charles L. Phillips, 1988. Feed Back Control
System, Prentice Hall, International Iditions
Dorf,R.C 1989. Moderen Control Systems. Addison
Wesley
Schwan, H.P. 1969. Bioloical Engineering,
McGraw Hill, Inter-University Elektronic
Series, pp. 94-9C.
Stanley M.S,1972, Moderen Control System and
Applications. Addison - Wesley Publishing.
Jurnal Teknik SIMETRIKA Vol. 4 No. 2 – Agustus 2005: 360 – 364
365
*)
Zulkarnaini*)
Staf Pengajar Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan
Abstrak
Sistem umpan balik adalah proses membandingkan masukan (input) dan keluaran (output) sistem. Kita dapat
mengenal dengan pasti ciri-ciri utama dari sistem umpan balik, yaitu adanya suatu jalinan kegiatan-kegiatan
yang berurutan dan tertutup menghubungkan sebab-akibat. Banyak contoh yang dapat diambil dalam kehidupan
manusia yang menerapkan sistem umpan balik di dalam menjalankan kehidupan dan penghidupan sehari-hari,
sehingga manusia dapat mengambil banyak pelajaran, sehingga dapat mencapai hidup yang aman, damai dan
sejahtera.
Kata-kata kunci: Umpan balik, Manusia dan keputusan.
1. Pendahuluan
Proses membandingkan keluaran (output)
dengan masukan (input) pada sebuah sistem, atau
yang lebih dikenal dengan sistem umpan balik (feed
back) dan ini merupakan suatu konsep yang umum,
sebagian orang sering menyebutnya salam
berjawab, banyak contoh yang dapat diambil dari
sistem umpan balik di berbagai bidang keteknikan,
ilmu kedokteran, sosial ekonomi, politik, dan
hankam.
Di dalam alam semesta ini telah menjadi rahasia
umum, bahwa sistem umpan balik memang sudah
ada dan tersembunyi di dalam sistem itu sendiri (di
alam semesta). Sedangkan suatu sistem yang dibuat
oleh manusia adalah rangkaian dari sebuah sistem
kendali, yaitu adanya jalinan rangkaian kegiatan
yang saling berurutan baik yang tertutup maupun
yang menghubungkan sebab akibat. Sebagai contoh
seorang bayi yang sedang menangis, menyebabkan
ibunya akan merenung dan berpikir untuk
mengambil tindakan-tindakan selanjutnya, seperti:
a. Mencium atau mengganti celana (popok) bila ia
kencing.
b. Memberi air susu.
Merupakan contoh yang umum sering terjadi di
dalam sistem hubungan antara seorang ibu dengan
anaknya. Keiginan si anak (bayi) diwakili melalui
suatu tangisan yang harus selalu dipahami dan
dipikirkan oleh ibunya. Si ibu akan mengambil
tindakan berikutnya sebagai umpan balik dari
tangisan si bayi. Sampai tangisan si bayi berhenti
maka keinginan si bayi telah terpenuhi. Tidak ada
perbedaan antara keinginan si bayi dengan tindakan
yang dilakukan oleh ibunya. Sistem umpan balik
seperti ini merupakan suatu proses yang dinamis.
Jika si bayi terus-menerus menangis, maka si ibu
harus terus berpikir dan bertindak sampai bayinya
berhenti menangis. Kemungkinan yang sering
terjadi jika bayi menangis seperti:
a. Bayi akan tumbuh gigi, tindakan yang harus
dilakukan adalah buka mulutnya dan lihat
keadaan gusinya.
b. Bayi demam dan tubuhnya panas, tindakan yang
harus dilakukan adalah amati kondisi perubahan
yang terjadi pada tubuhnya, jika terlalu berbahaya
(kondisinya mengkhawatirkan) segeralah bawa ke
dokter terdekat.
c. Atau cari kondisi yang lain yang mungkin
terjadi pada si bayi.
Jika masalah kondisi si bayi ini tidak
diselesaikan oleh si ibunya, maka si ibu akan
melibatkan keluarga untuk mencari penyebab dan
jalan keluarnya. Proses ini tetap berlangsung,
karena adanya konsep umpan balik, di dalam wujud
aktif di dalam hubungan antara tangisan si bayi dan
tindakan si ibu. Dari contoh tersebut bahwa sistem
umpan balik merupakan proses yang dinamis dan
berkelanjutan untuk dapat mencari tahu, masalah
dan mencari solusinya.
Informasi dari lingkungan dan alam sekitarnya,
aktivitas-aktivitas
itu
sebenarnya
bukanlah
persoalan baru, tetapi merupakan hasil dan berkah
dari pancaindra yang dianugerahkan tuhan kepada
umat manusia. Untuk menjalankan kehidupan dan
penghidupan di dunia ini dengan aman, damai, dan
sejahtera.
Konsep yang setiap hari kita gunakan, banyak
sekali diaplikasikan di dalam sistem kontrol
modern (lihat Gambar 1).
Jurnal Teknik SIMETRIKA Vol. 4 No. 2 – Agustus 2005: 356 – 359
361
Gambar 1: Blok diagram umpan balik melalui sistem pancaindra manusia
Di dalam contoh tersebut kita dapati umpan
balik yang telah digunakan sebagai kaidah dan alat
untuk menukar tindakan si ibu. Adalah menjadi
pengetahuan umum bahwa suatu sistem umpan
balik adalah suatu kaidah yang dapat memindahkan
ciri-ciri dari suatu sistem keteknikan, sosial,
ekonomi, dan politik.
Dalam makalah ini akan menerangkan
kegunaan sistem umpan balik dalam sistem secara
umum untuk membantu kita dalam mengambil
keputusan-keputusan yang penting agar objektivitas
sistem dapat dicapai dengan tepat. Untuk
menganalisa penggunaan umpan balik di dalam
suatu sistem, maka beberapa istilah penting, perlu
diterangkan.
Dari kacamata ilmu alam, perubahan-perubahan
evolusi telah melahirkan sistem-sistem ilmu alam
dengan berbagai mekanisme umpan balik. Adalah
menjadi tugas peneliti untuk mengenal pasti prosesproses umpan balik secara anatomi maupun
fisiologi dan juga menerangkan bagaimana umpan
balik berfungsi untuk menjamin kesehatan dan
kesejahteraan
organisme,
umpamanya
kambing/biri-biri hanya memakai sehelai kulit saja
yang digunakan pada musim panas atau musim
dingin. Ini karena umpan balik merupakan prinsip
asas
pengontrolan.
Umpan
baliklah
yang
mentakdirkan kehidupan ini sebagai suatu proses
yang otomatis. Kita dapati bahwa prinsip umpan
balik bukan saja digunakan di industri tetapi juga
digunakan
pada
kegiatan
atau
transaksi
bisnis/perdagangan.
362
Mesin-mesin
dewasa
ini
telah
dapat
menggantikan kerja manusia dan tenaga hewan
yang menggunakan otot. Sistem kontrol umpan
balik (otomatis) adalah merupakan mekanisasi
tugas otak manusia.
Di dalam artikel ini akan dicoba untuk
menerangkan penggunaan umpan balik di dalam
sistem secara umum untuk membantu kita dalam
membuat keputusan yang penting agar objektif
sistem dapat dicapai dengan cepat dan tepat.
Untuk menganalisis penggunaan umpan balik di
dalam suatu sistem maka beberapa istilah penting
akan diterangkan. Manfaat dan kemungkinan
timbulnya
masalah
kestabilan
dengan
mengikutsertakan umpan balik juga dibicarakan
agar langkah-langkah tertentu dapat diambil untuk
mencapai prestasi sistem yang optimum.
2. Umpan Balik di Dalam Sistem
Dari penjelasan di atas, diharapkan kita dapat
memahami tentang umpan balik dengan
mengaitkan beberapa tahap aktivitas-aktivitas
utama di dalam suatu sistem umpan balik.
Perhatikan blok diagram di bawah ini.
Sistem Umpan Balik, Manusia, dan Membuat Keputusan…(Zulkarnaini)
(keluaran), maka alat kontrol mengartikan bahwa
kepastian sampai waktu yang kemudian
dilaksanakan dalam suatu sistem atau proses.
Contoh
- Akal (otak sebagai pelaksana hukum).
- Alat buatan manusia seperti saklar lampu.
- Polisi dan pengontrolan kecepatan (merupakan
gabungan akal dan alat pamantau kecepatan).
Gambar 2: Umpan balik di dalam suatu sistem
Hubungan berurutan secara tertutup pada blok
diagram di atas, dapat diambil beberapa kesimpulan
yaitu:
2.1 Sistem
Merupakan suatu susunan benda (komponen)
yang saling terkait sedemikian rupa sehigga
membentuk suatu kesatuan.
Contoh:
- Sistem alam semesta.
- Sistem buatan manusia (sistem keteknikan)
- Sistem alam semesta dan sistem buatan manusia
(sistem mengendarai kendaraan)
2.2 Masukan
Objektif yang diinginkan (OYI) atau sesuatu
yang diinginkan.
2.3 Keluaran
Objektif yang dicapai (OYC) atau hasil
sebenarnya dari suatu proses.
2.4 Pengukuran
Adalah proses mengukur besaran/kuantitas yang
mungkin bisa statik atau fungsi masa yang
diwakilkan oleh kuantitas yang lain.
Contoh:
- Pancaindra asas pada wujud manusia.(alam
semesta)
- Pengindra fisika (misalnya pengukuran, buatan
manusia).
- Menyelidiki suatu persoalan/permasalahan
(merupakan gabungan dari alam semesta dan
buatan manusia).
2.5 Perbandingan
Perbandingan antara masukan dan keluaran
dilakukan untuk mendapatkan arah dan besarannya.
Perbedaan tersebut dilakukan melalui kaidahkaidah berikut:
Contoh
- Pembanding elektronik untuk membedakan arah
dan besaran (sistem buatan manusia).
2.6 Alat Kontrol
Berdasarkan dari perbedaan antara apa yang
dikehendaki (masukan) dengan apa yang dihasilkan
Penjelasan tentang umpan balik di atas dapat
diatur dalam bentuk yang lebih sistematik. Untuk
lebih mudah memahaminya, perhatikan gambar
blok diagram di bawah.
Gambar 3: Blok diagram sistem dengan umpan
balik
3. Keuntungan
dan
Kerugian
Penggunaan Umpan Balik
Keuntungan dan kerugian penggunaan umpan
balik sangat bergantung pada keadaan sistem,
sebagai pertimbangan teknik dan ekonomis untuk
pelaksanaan umpan balik. Pemilihan dan
pertimbangan
yang
lebih
sesuai
untuk
pemakaiannya dalam sistem umpan balik adalah
merupakan faktor sangat penting. Walaupun
demikian pemakaian suatu sistem dengan umpan
balik secara umum lebih unggul dan tepat daripada
sistem yang tidak memakai umpan balik.
Umpan
balik
menyediakan
beberapa
keuntungan yang lebih besar dibandingkan
kerugiannya. Manfaat atau keuntungannya dapat
diperoleh bila sistem tersebut memenuhi beberapa
syarat di antaranya:
- Sistem mempunyai motivasi atau tujuan dan
objektif yang tinggi.
- Mempunyai tujuan yang benar.
- Penetapan tujuan tersebut.
- Komponen sistem yang harus bekerja sesuai
fungsi dan prestasi yang optimum.
Penggunaan yang benar pada syarat-syarat di
atas dapat memperoleh kesempurnaan yang
optimum pada suatu sistem.
3.1 Manfaat Penggunaan Umpan Balik
1. Umpan balik membolehkan objektif yang
diinginkan (OYI) masukan akan diperoleh nilai
atau besaran yang tepat.
Jurnal Teknik SIMETRIKA Vol. 4 No. 2 – Agustus 2005: 360 – 364
363
2. Umpan balik dapat mengurangi gangguan dari
luar terhadap objektif yang diinginkan
(masukan).
Gangguan-gangguan dari luar ini bisa terjadi
dari bermacam-macam bentuk tergantung pada
jenis dan bentuk dari sistem tersebut, seperti:
a. Manusia dan sistem kepercayaan: berbentuk
rasa tidak puas, cemburu, pertentangan, mencari
kelemahan orang lain (untuk tujuan tertentu),
dll.
b. Gangguan yang berasal dari lingkungan sekitar.
c. Sinyal yang tidak diperlukan di dalam sistem
keteknikan, seperti suara bising, polusi,
pengaruh medan listrik, dll.
Sistem yang menggunakan kaidah umpan balik
yang tersusun dan teratur, tetapi syarat-syarat
kesempurnaan sistem tidak terpenuhi. Hal ini akan
menyebabkan sistem tidak dapat menahan
kestabilan dan gangguan dari luar.
3. Kemampuan mengurangkan kepekaan sistem
terhadap perubahan-perubahan parameterparameter di dalam sistem.
Suatu sistem ataupun proses ditentukan pada
perubahan yang terjadi di lingkungan sekitarnya.
Kelemahan, kekuatan, dan gangguanan sebenarnya
dari sistem dan faktor alam semesta dapat
mempengaruhi suatu sistem. Dengan adanya umpan
balik ini, maka perubahan di dalam sistem terhadap
keluaran dapat diimbangi, diselaraskan, dan
diperbaiki.
4. Kesalahan jangka panjang
Karena umpan balik yang dipakai secara
berurutan, hal ini dapat mengurangi perbedaan
antara masukan dan keluaran. Maka kesalahan
jangka panjang menjadi lebih kecil jika
dibandingkan dengan sistem tanpa umpan balik.
Sistem yang tidak menggunakan atau tanpa umpan
balik, jika mengalami kesalahan atau gangguan
biasanya akan terus kekal dan susah untuk
diperbaiki.
Dibalik kebaikan-kebaikan di atas, penggunaan
umpan balik juga akan menimbulkan beberapa
masalah di antaranya:
a. Sistem menjadi bertambah rumit dengan adanya
penambahan komponen-komponen seperti
komponen pengukuran dan pembanding
kesalahan.
Implikasi
perbelanjaan,
biaya
pelaksanaan dan penyelenggaraan.
b. Penambahan beban kerja dan olahan yang perlu
dibuat, sistem di atas maklumat umpan balik
tersebut.
364
c. Sistem dengan umpan balik kemungkinan tidak
stabil. Hal ini disebabkan bila sistem umpan
balik salah dipergunakan ataupun kesalahan
penempatannya. Jika sistem umpan balik
seharusnya diletakkan di sebelah kanan, namun
kenyataannya diletakkan di sebelah kiri. Contoh
yang mudah adalah umpan balik yang wajar
dari seorang pelajar kepada pengajar mungkin
akan menyebabkan keadaan hubungan yang
tidak stabil antara pengajar dengan pelajar. Jika
pengajar tidak meletakkan umpan balik pada
kedudukan yang wajar.
4. Elemen Pengukuran dan Prestasi
Sistem
Di dalam konteks berikut perubahan
dimaksudkan untuk penyimpangan. Perubahan
yang sering terjadi berciri wajar di dalam sistemsistem keteknikan, misalnya sistem berubah dengan
perubahan cuaca. Penyimpangan adalah penipuan
untuk suatu sistem yang melibatkan manusia.
Perubahan pada keluaran yang objektif disebabkan
oleh penyimpangan/perubahan di dalam sistem itu
sendiri dan mencoba untuk memperbaikinya.
Kepekaan suatu sistem terhadap perubahan
komponen-komponennya merupakan suatu aspek
yang sangat penting. Kebaikan dan besarnya
manfaat umpan balik ialah kemampuannya
mengenali dan menyelaraskan terhadap perubahan
di dalam agar sistem dapat kembali berfungsi
dengan stabil.
Sistem yang memenuhi ataupun mendekati
syarat-syarat Kesempurnaan Sistem, maka, OYC,
OYI, dan Kepintaran Pengukuran
dapat
dihubungkan berikut
[OBJEKTIF YANG DICAPAI] ≈ [KEPINTARAN
PENGUKURAN OBJEKTIF YANG DIINGINKAN]
Di mana simbol ≈ berarti mendekati. Kepintaran
pengukuran adalah
kemampuan mengukur
keluaran. Suatu masalah penting untuk menjamin
prestasi pengukuran adalah kepintaran alat
pendeteksi itu sendiri karena ia mula-mula
berinteraksi dengan objek, keluaran atau objektif
yang dicapai suatu sistem tidak mungkin
berprestasi lebih baik daripada tahapan dan mutu
besaran umpan balik yang dapat diukurnya. Contoh
seorang manusia tak mungkin jadi lebih baik kalau
ia tidak dapat mengetahui (menilai) kelemahan
dirinya sendiri. Faktor kepintaran alat pendeteksi
untuk melaksanakan pengukuran amat menentukan
segala besaran yang diperlukan dapat disediakan
dengan baik. Nilainya dapat kita berikan dalam
persentase atau dalam jumlah berikut:
0 ≤ [FAKTOR KEPINTARAN PENGUKURAN] ≤ 1
Sistem Umpan Balik, Manusia, dan Membuat Keputusan…(Zulkarnaini)
(1) Jika nilai kepintaran= 1 yakni kesempurnaan
hasil pengukuran hasil dari kesempurnaan alat
pendeteksi maka,
[OBJEKTIF YANG DICAPAI]= [OBJEKTIF YANG
DIINGINKAN]
Akan tetapi di dalam kenyataannya pengukuran
yang mempunyai kepintaran sangat sulit didapat
karena memerlukan alat pendeteksi hingga 100%
mutlak dan tepat, di mana pada hakikatnya hampir
tidak dapat terwujud. Oleh karena itu, koreksi
jangka panjang tidak mungkin tidak terjadi, sama
ada nisbahnya kecil atau besar. Contoh kecil
seorang penderita telinga yang selalu salah
mendengarkan perkataan-perkataan orang lain
seperti: DIGANJARKAN dengan DIGANJAKAN
(ganjar yang disebut ganja oleh orang yang
berketurunan suku minang).
(2) Jika kepintaran alat pendeteksi tidak sempurna
maka nilai kepintaran pengukuran akan lebih
kecil daripada satu atau sama dengan sifat (tak
berfungsi langsung). Maka;
[OBJEKTIF YANG DICAPAI]< [OBJEKTIF YANG
DIINGINKAN]
Ini diartikan jika kepintaran pendeteksi
bertambah tak sempurna maka pengukuran ikut tak
sempurna. Maka objektif yang dicapai akan jauh
berbeda dan menyimpang dari objektif yang
diinginkan. Jadi objektif yang dicapai dipengaruhi
terus oleh kecakapan alat pendeteksi di dalam
mengumpulkan besaran umpan balik karena
pembatas utama pada kestabilan dan prestasi sistem
adalah bahagian dari umpan balik untuk
menyediakan pengukuran besaran umpan balik
yang sempurna maka PENGONTROL mestinya:
1. Mengetahui data/spesifikasi tentang alat
pendeteksi, pintar atau tidak pintar di dalam
membekali besaran hasil pengukuran.
2. Mewujudkan
suatu
mekanisme
untuk
memastikan perubahan tersebut diperingkat
awal, agar ketidaksempurnaan umpan balik
jangan sampai kepada pembanding untuk proses
lanjutan.
3. Hubungan yang dekat di antara alat pendeteksi
dan alat pengontrol agar perubahan di dalam
prestasi alat pendeteksi dapat diketahui.
yang kemudiannya dilaksanakan di dalam sistem
tersebut. Keberhasilan pelaksanaan hukum-hukum
tadi bergantung pada hasil pengukuran umpan balik
dengan syarat masukan yang ditentukan dengan
tepat. Jadi perhatian serius dan seksama hendaklah
ditumpukan kepada masalah dan bagian yang
memberi besaran hasil pengukuran umpan balik
jika diinginkan sistem yang stabil, harmonis, dan
mengeluarkan keluaran yang baik.
Kesimpulan
Umpan balik merupakan sebuah unsur yang
tersedia sebagai wujud di dalam sistem alam ini.
Sistem yang sempurna dan harmonis adalah
merupakan manifestasi umpan balik yang
diwarisinya mewakili pengukuran umpan balik
yang sempurna. Umpamanya manusia menghirup
oksigen kemudian mengembuskan karbon dioksida,
gas ini tidak berbahaya pada lingkungan. Tumbuhtumbuhan mengambil karbon dioksida untuk proses
fotosintesisnya dan mengeluarkan oksigen, oleh
sebab itu beristirahat di bawah pohon adem sekali.
Sistem-sistem ini mempunyai umpan balik yang
kompleks tetapi sempurna.
Tetapi karena menggunakan bahan bakar
minyak dan mengeluarkan asap karbon monoksida.
Gas ini beracun dan berbahaya, karena sistem
kendaraan belum sempurna terutamanya di segi
pengolahan besaran umpan balik asap dari knalpot
kendaraan tersebut untuk manfaat-manfaat lain.
Kalau sesuatu sistem mempunyai OYI yang teraktif
dengan baik dan sistem mempunyai ciri
kesempurnaan maka peranan terpenting yang
menentukan prestasi sistem adalah terletak kepada
bahagian elemen pengukuran umpan balik.
Kelemahan, kegagalan di bahagian ini akan
meruntuhkan keseluruhan sistem walaupun
pengontrol, pembanding, dan komponen-komponen
lain semuanya berfungsi dengan baik atau
menggunakan kriteria yang mutakhir. Di dalam
artikel ini walaupun contoh-contoh yang diberikan
begitu mudah tetapi konsep umpan balik secara
umumnya dapat diterapkan kepada sistem yang
lebih besar; sistem keketeknikan, sosial, ekonomi,
keluarga, dan banyak lagi yang lainnya.
Daftar Pustaka
5. Umpan
Balik
Pengontrolan
dan
Hukum
Pengontrol dan pengarah hukum menerima
besaran/data dari pembanding. Pembanding
menerima masukan dari umpan balik. Hubungan di
antara kedua-duanya sangat dekat sekali. Pengarah
hukum
kemudian
menterjemahkan
besaranbesaran/informasi ini kepada arahan, undangundang, peraturan-peraturan, dan hukum-hukum
Charles L. Phillips, 1988. Feed Back Control
System, Prentice Hall, International Iditions
Dorf,R.C 1989. Moderen Control Systems. Addison
Wesley
Schwan, H.P. 1969. Bioloical Engineering,
McGraw Hill, Inter-University Elektronic
Series, pp. 94-9C.
Stanley M.S,1972, Moderen Control System and
Applications. Addison - Wesley Publishing.
Jurnal Teknik SIMETRIKA Vol. 4 No. 2 – Agustus 2005: 360 – 364
365