Sistem Otomatisasi Pengaturan Rem Pada Mobil Berbasis Mikrokontoler Menggunakan Logika Fuzzy

Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh pendidikan Program Sarjana di Program Studi Teknik Elektro

oleh :

OKTA RUSDIANSYAH RAMLAN 1.31.09.020

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

JUDUL ... Error! Bookmark not defined. LEMBAR PENGESAHAN ... Error! Bookmark not defined. ABSTRAK ... Error! Bookmark not defined. ABSTRACT ... Error! Bookmark not defined. KATA PENGANTAR ... Error! Bookmark not defined. DAFTAR ISI ... vii DAFTAR GAMBAR ... 10 DAFTAR TABEL ... 13 BAB IPENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined. 1.1. Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined. 1.2. Identifikasi Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.3. Rumusan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.4. Tujuan ... Error! Bookmark not defined. 1.5. Batasan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.6. Metode Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 1.7. Sistematika Penulisan ... Error! Bookmark not defined. BAB II LANDASAN TEORI ... Error! Bookmark not defined. 2.1. Logika Fuzzy ... Error! Bookmark not defined. 2.1.1. Alasan Penggunaan Logika Fuzzy ... Error! Bookmark not defined. 2.1.2. Himpunan Fuzzy ... Error! Bookmark not defined. 2.1.3. Fungsi Keanggotaan ... Error! Bookmark not defined. 2.1.4. Operator Dasar Fuzzy ... Error! Bookmark not defined.

2.3. Permasalahan Dalam Pengereman OtomatisError! Bookmark not defined. 2.4. Mikrokontroler AVR ATmega16 ... Error! Bookmark not defined. 2.5. Sensor Ultrasonik PING ... Error! Bookmark not defined. 2.6. Pulse Widht Mudulation (PWM) ... Error! Bookmark not defined. 2.7. Motor Penggerak Roda ... Error! Bookmark not defined. 2.7.1. Ilustrasi Sederhana Untuk Menguji Motor DC ... Error! Bookmark not defined.

2.8. DriverMotor L293D ... Error! Bookmark not defined. 2.9. Liquid Crystal Display (LCD) ... Error! Bookmark not defined. 2.10. Buzzer ... Error! Bookmark not defined. 2.11. Motor Servo ... Error! Bookmark not defined. 2.12. Perangkat Lunak (Software) ... Error! Bookmark not defined. 2.12.1. Bahasa C ... Error! Bookmark not defined. BAB III PEMILIHAN KOMPONEN DAN PERANCANGAN ALAT ... Error! Bookmark not defined.

3.1. Latar Belakang Pemilihan Komponen... Error! Bookmark not defined. 3.1.1. Pemilihan Jenis Mikrokontroler ... Error! Bookmark not defined. 3.1.2. Pemilihan Jenis Sensor Jarak ... Error! Bookmark not defined. 3.1.3. Pemilihan Jenis Liquid Crystal Display (LCD) Character 16x2 ... Error! Bookmark not defined.

3.1.4. Pemilihan Jenis IC Driver Motor... Error! Bookmark not defined. 3.1.5. Pemilihan Jenis Buzzer ... Error! Bookmark not defined. 3.1.6. Pemilihan Jenis Motor (Pengatur Rem) Error! Bookmark not defined. 3.2. Perancangan Sistem ... Error! Bookmark not defined. 3.3. Perancangan Mekanik Pada Mobil ... Error! Bookmark not defined.

Bookmark not defined.

3.4.2. Rangkaian Sensor Ultrasonik PING... Error! Bookmark not defined. 3.4.3. Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) Error! Bookmark not defined. 3.4.4. Rangkaian Driver Motor (L293D) ... Error! Bookmark not defined. 3.4.5. Rangkaian Motor Servo ... Error! Bookmark not defined. 3.5. Gambaran Sistem ... Error! Bookmark not defined. 3.6. Kontrol Logika Fuzzy ... Error! Bookmark not defined. 3.7. Perancangan Perangkat Lunak ... Error! Bookmark not defined. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... Error! Bookmark not defined. 4.1. Pengujian dan Analisis Bagian Masukan (Input) ... Error! Bookmark not defined.

4.1.1. Pengujian Sensor Jarak ... Error! Bookmark not defined. 4.1.2. Pengujian Pulse Width Modulation (PWM) ... Error! Bookmark not defined.

4.2. Pengujian Dan Analisis Bagian Proses... Error! Bookmark not defined. 4.3. Pengujian Dan Analisis Bagian Keluaran (Output). Error! Bookmark not defined.

4.3.1. Pengujian Tampilan LCD ... Error! Bookmark not defined. 4.3.2. Pengujian Motor Servo ... Error! Bookmark not defined. 4.4. Analisis Kinerja Perangkat Secara Keseluruhan ... Error! Bookmark not defined.

4.5. Analisis Keluaran Rem Pada Kontrol Logika Fuzzy .. Error! Bookmark not defined.

3.6. Skenario Pengujian ... Error! Bookmark not defined. BAB V PENUTUP ... Error! Bookmark not defined. 5.1. Kesimpulan ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 2.1 Kurva Linear Naik ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.2 Kurva Linear Turun ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.3 Kurva Segitiga ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.4 Kurva Trapesium ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.5 Fuzzy Inference System (Mamdani) ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.6 Fuzzy Inference System (Sugeno) ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.7 Struktur Kontrol Fuzzy... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.8 Perancangan Pengereman Mobil ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.9 Blok Diagram Chip Mikrokontroler ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.10 Konfigurasi Pin ATmega16 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.11 Prinsip Kerja ULTRASONIK PING ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.12 Sensor ULTRASONIK PING ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.13 Bentuk Fisik Motor DC ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.14 Pengaturan Arah Putaran pada Motor DC... Error! Bookmark not defined.

Gambar 2.17 16x2 Character LCD Module ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.18 Buzzer ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.19 Motor Servo... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Pengereman Mobil Otomatis .... Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.2 Perancangan Mekanik Pada Mobil ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.3 Prototype Mobil ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.5 Rangkaian Ultrasonik ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.6 Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.7 Rangkaian Driver Motor Menggunakan L298 ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.8 Rangkain Motor Servo ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.9 Proses Pengereman Otomatis ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.10 Flow Chart Sistem Pengereman Otomatis Berbasis Mikrokontroler Atmega16 Menggunakan Logika Fuzzy ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.1 Penempatan Sensor Ultrasonik pada Prototype ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.2 Grafik Pengukuran Jarak Menggunakan Sensor Ultrasonik Pada Bidang Datar ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.3 Tampilan LCD menggunakan Sensor Ultrasonik .. Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.4 Tampilan Listing Program Fuzzyfikasi Kecepatan Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.5 Tampilan Listing Program Fuzzyfikasi Jarak ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.6 Tampilan Listing Program Fungsi Keanggotan Rem ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.7 Tampilan Listing Program Rule Fuzzy ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.8 Tampilan Listing Program Defuzzyfikasi Error! Bookmark not defined. Gambar 4.9 Hasil Pengujian Tampilan LCD ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.9 Fungsi Keanggotan Kecepatan ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.10 Fungsi Keanggotan Jarak ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.8 Hasil Perhitungan Kontrol Logika Fuzzy Dengan Matlab ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.9 Hasil Percobaan Rem Sedang Pada Prototype ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.10 Hasil Perhitungan Kontrol Logika Fuzzy Dengan Matlab ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.11 Hasil Percobaan Rem Sedang Pada Prototype ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.12 Hasil Perhitungan Kontrol Logika Fuzzy Dengan Matlab ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.13 Fungsi Keanggotaan Jarak ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.14 Fungsi Keanggotaan Kecepatan ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.15 Fungsi Keanggotaan Rem ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.16 Hasil Percobaan Pada Prototype ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.17 Hasil Perhitungan Kontrol Logika Fuzzy Dengan Matlab ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.18 Hasil Percobaan Pada Prototype ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.19 Hasil Perhitungan Kontrol Logika Fuzzy Dengan Matlab ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.20 Hasil Percobaan Pada Prototype ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.21 Hasil Perhitungan Kontrol Logika Fuzzy Dengan Matlab ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.22 Skenario 1 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.23 Hasil Simulasi Skenario 1 Pada Prototype ... Error! Bookmark not defined.

defined.

Gambar 4.26 Skenario 3 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.27 Hasil Simulasi Skenario 2 Pada Prototype ... Error! Bookmark not defined.

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi Pin ATmega16 ... Error! Bookmark not defined. Tabel 3.1 Uraian Perbandingan Jenis Mikrokontroler Error! Bookmark not defined. Tabel 3.2. Uraian Perbandingan Jenis Sensor Jarak ... Error! Bookmark not defined. Tabel 3.3 Uraian Perbandingan Jenis Liquid Crystal Display (LCD) ... Error! Bookmark not defined.

Tabel 3.4 Uraian Perbandingan Jenis IC Driver Motor ... Error! Bookmark not defined.

defined.

Tabel 3.8 Aturan Fuzzy Pada Pengereman Mobil ... Error! Bookmark not defined. Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengukuran Jarak Menggunakan Sensor Ultrasonik Pada

Bidang Datar ... Error! Bookmark not defined. Tabel 4.2 Tabel Hasil Pengukuran Kecepatan Menggunakan Sensor Optocupler

... Error! Bookmark not defined. Tabel 4.6 Pengujian Motor Servo ... Error! Bookmark not defined. Tabel 4.7 Pengujian Keseluruhan ... Error! Bookmark not defined. Tabel 4.9 Aturan Fuzzy Pada Pengereman Mobil ... Error! Bookmark not defined. Tabel 4.10 Aturan Fuzzy Pada Pengereman Mobil .... Error! Bookmark not defined. Tabel 4.11 Perbandingan presentase penekanan pada rem ... Error! Bookmark not defined.

C N V Abhinandan Read et al.2013. Fuzzy Logic Inference System to Control Speed and Direction of a Vehicle,Int.J.Computer Tecnology & Application. Vol4.

M.B Marhatine.2007. Automated Car Braking System Using Fuzzy Logic Controller, Pahang Malaysia University.

A. Muhammad.2013. Kendali Cerdas, Logika Fuzzy, Indonesia Computer University.

X. Geraldo, Fuzzy Logic, Computing Science Department and Systems and Computing, Federal University of Rio de Janeiro

A.Wiranto2010. “Mikrokontroler AVR ATmega8/16/32/8535 dan Pemogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR.

Nama Lengkap : Okta Rusdiansyah Ramlan Tempat, tanggal lahir : Bandung, 06 Oktober1991 Jenis Kelamin : Laki-laki

Kewarganegaraan : Indonesia

Agama : Islam

Status : Belum Menikah

Alamat : Jl.Elang I No 16, Bandung

Telepon : 085624282138

Pendidikan Formal : Tahun 1997 – 2003 SDN YWKA IV Tahun 2003 – 2006 SMPN 1 Bandung Tahun 2006 – 2009 SMAN 20 Bandung Tahun 2009 – 2014 UNIKOM Bandung

Demikian daftar riwayat hidup ini saya buat dengan sebenar-benarnya

Bandung, 04 Maret 2014

1 1.1. Latar Belakang

Seiring dengan pesatnya kemajuan pada bidang ilmu tekhnologi, banyak inovasi dalam pembuatan alat baru yang diciptakan agar dapat memudahkan pekerjaan seseorang. Dimana dalam era modernisasi saat ini, teknologi menjadi bagian penting dalam kehidupan sehari-hari.

Tingginya angka kecelakaan lalu lintas saat ini menjadi salah satu faktor kesalahan bagi pengemudi dalam berkendara (human error). Untuk menghindari hal itu, kedisiplinan dan konsentrasi pada saat berkendara sangat dibutuhkan. Namun, kualitas sistem keamanan kendaraan juga sangat mempengaruhi keselamatan pengemudi. Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang telah ada memungkinkan manusia untuk membuat sistem keamanan pada kendaraan.

Kecelakaan sering terjadi karena pengendara tidak dapat mengendalikan laju kendaraan dengan segera ketika secara mendadak ada obyek di depan. Terlebih lagi ini terjadi saat kendaraan melaju dengan kecepatan tinggi. Hal ini dapat diatasi dengan membuat sistem pengereman otomatis maka laju kendaraan akan melambat meskipun pengendara tidak menarik tuas rem.

1.2. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan, maka dapat diidentifikasi permasalahan dalam tugas akhir ini yaitu, dibutuhkan suatu sistem yang dapat memperlambat/menghentikan mobil secara otomatis untuk menghindari kecelakan kepada pengemudi pada saat ada obyek didepannya.

1.3. Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan yang terindentifikasi diatas, maka didapat rumusan masalah pada tugas akhir ini yaitu, bagaimana cara agar dapat membuat suatu sistem yang dapat melakukan pengereman secara otomatis pada kendaraan.

1.4. Tujuan

Tujuan yang akan dicapai dari pembuatan tugas akhir ini untuk mengembangkan suatu sistem yang dapat dimanfaatkan untuk pengereman mobil secara otomatis.

1.5. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut.

 Sistem pengereman kendaraan secara otomatis.

 Sensor yang digunakan adalah sensor ultrasonik.

 Menggunakan metode logika fuzzy.

1.6. Metode Penelitian

Metoda penelitian yang dilakukan adalah eksperimental dengan tahapan sebagai berikut.

1. Observasi dan studi literature

Jenis metode pengambilan data dengan cara mengumpulkan data-data serta informasi melalui buku dan internet, mendatangi dan melakukan tanya jawab dengan para ahli metode fuzzy dan para ahli yang mengerti soal proses pengereman pada mobil, mengindentifikasi sensor dan mikrokontroler yang digunakan.

2. Perancangan dan Pembuatan Alat

Meliputi hal yang berkaitan dengan perangkat keras dan perakat lunak.

 Perangkat lunak : Pemrograman ATmega16, pemrograman sensor jarak, pemrograman metode fuzzy.

 Perangkat keras : Perancangan alat dan pembuatan alat hingga pengemasan. 3. Pengujian Alat

Setelah alat dibuat maka akan dilakukan pengujian untuk mengetahui kinerja dari alat tersebut dan apakah terjadi kesalahan atau tidak.

4. Evaluasi

Melakukan evaluasi dari hasil yang sudah dilakukan selama dalan proses pembuatan alat tersebut.

1.7. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut .

 Bab I Pendahuluan

Berisi mengenai gambaran umum dari penelitian yang berisi latar belakang dari pemasalahan yang akan dijalankan topik, tujuan penelitian, batasan masalah, metode penelitian, serta sistematika penulisan.

 Bab II Landasan Teori

Berisi mengenai dasar teori alat yang digunakan sebagai dasar dalam pengolahan data.

 Bab III Pemilihan Komponen dan Perancangan Alat

Berisi mengenai alasan atau latar belakang dalam pemilihan komponen untuk perancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software) yang akan dibuat.

 Bab V Pengujian dan Analisa Hasil Uji Coba

Menganalisa alat yang sudah dirancang, pengoperasian alat dan cara kerja alat beserta pemrograman, diagram alir dan tabel hasil uji.

 Bab VI Penutup

Berisi tentang kesimpulan yang menjelaskan secara singkat hasil yang sudah dicapai dari aplikasi yang dikembangkan serta saran-saran yang belum terdapat dalam tugas akhir ini, agar aplikasi ini dapat menjadi lebih baik lagi dikemudian hari.

5

Bab ini berisi tentang teori mengenai permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini secara garis besar dimulai dari definisi logika fuzzy, mikrokontroler ATMega-16, sensor ultrasonik ping, motor DC, drivermotor, Liquid Crystal Display (LCD), buzzer, motor servo sampai dengan perangkat lunak (software) Bahasa C sebagai pemrogram.

2.1. Logika Fuzzy

Teori himpunan logika fuzzy dikembangkan oleh Prof. Lofti Zadeh pada tahun 1965. Ia berpendapat bahwa logika benar dan salah dari logika Boolean tidak dapat mengatasi masalah gradasi yang berada pada dunia nyata. Untuk mengatasi masalah gradasi yang tidak terhingga tersebut, Zadeh mengembangkan sebuah himpunan fuzzy.

Tidak seperti logika Boolean, logika fuzzy mempunyai nilai yang kontinu. Fuzzy dinyatakan dalam derajat dari suatu keanggotaan dan derajat dari kebenaran. Oleh karena sebab itu sesuatu dapat dikatakan sebagian benar dan sebagian salah pada waktu yang sama. Logika fuzzy adalah suatu cara yang tepat untuk memetakan suatu ruang masukan (input) ke dalam suatu ruang keluaran (output).

2.1.1. Alasan Penggunaan Logika Fuzzy

Adapun beberapa alasan dalam penggunaan logika fuzzy pada perancangan ini adalah:

1. logika fuzzy memiliki toleransi terhadap data-data yang tidak tepat,

2. logika fuzzy mampu memodelkan fungsi-fungsi non-linier yang sangat kompleks,

3. logika fuzzy dapat bekerja sama dengan teknik-teknik kendali cerdas secara konvensional,

4. pemakaian fungsi keanggotaan memungkinkan fuzzy untuk melakukan observasi obyektif terhadap nilai-nilai yang subyektif. Selanjutnya fungsi keanggotaan ini dapat dikombinasikan untuk membuat pengungkapan konsep yang lebih jelas,

5. beroperasi tanpa campur manusia manusia secara langsung, tetapi memiliki efektivitas yang sama dengan pengendali manusia.

2.1.2. Himpunan Fuzzy

Pada himpunan tegas (crisp), nilai keanggotaaan suatu item x dalam suatu himpunan A, yang sering ditulis dengan μA [x], memiliki dua kemungkinan, yaitu:

 satu (1), yang berarti bahwa suatu item menjadi anggota dalam suatu himpunan, atau

 nol (0), yang berarti bahwa suatu item tidak menjadi anggota dalam suatu himpunan.

Pada penggunaan himpunan crisp, adanya perubahan kecil saja pada suatu nilai mengakibatkan perbedaan kategori yang cukup signifikan. Himpunan fuzzy digunakan untuk mengantisispasi hal tersebut. Seberapa besar ekstensinya dalam himpunan tersebut dapat dilihat pada nilai keanggotaannya. Kalau pada himpunan crisp, nilai keanggotaan hanya ada dua kemungkinan, yaitu 0 atau 1, pada himpunan fuzzy nilai keanggotaan terletak pada rentang 0 sampai 1. apabila nilai

keanggotaan fuzzy μ A[x] = 0 berarti x tidak menjadi anggota himpunan A,

demikian pula apabila x memiliki nilai keanggotaan μA[x] = 1 berarti x menjadi

anggota penuh himpunan A. Himpunan fuzzy memiliki dua atribut, yaitu :

1. linguistik, yaitu penamaan suatu grup yang mewakili suatu keadaan atau kondisi tertentu dengan menggunakan bahasa alami, seperti : MUDA, PAROBAYA, TUA.

2. numeris, yaitu suatu nilai (angka) yang menunjukkan ukuran dari suatu variabel seperti 40, 25, 30.

Ada beberapa hal yang perlu diketahui dalam memahami sistem fuzzy, yaitu. 1. Variabel fuzzy

Variabel fuzzy merupakan variabel yang hendak dibahas dalam suatu sistem fuzzy. Contoh: umur, temperatur, permintaan.

2. Himpunan fuzzy

Himpunan fuzzy merupakan suatu grup yang mewakili suatu kondisi atau keadaan tertentu dalam suatu variabel fuzzy. Contoh: Variabel umur, terbagi menjadi 3 himpunan fuzzy, yaitu: muda, parobaya, tua.

3. Semesta pembicaraan

Semesta pembicaraan adalah keseluruhan nilai yang diperbolehkan untuk dioperasikan dalam suatu variabel fuzzy. Contoh: Semesta pembicaraan untuk variabel umur: [0 + ~].

4. Domain

Domain himpunan fuzzy adalah keseluruhan nilai yang diijinkan dalam semesta pembicaraan dan boleh dioperasikan dalam suatu himpunan fuzzy. Contoh: MUDA = [0, 45] ,TUA = [45, + ~].

2.1.3. Fungsi Keanggotaan

Fungsi keanggotaan (membership function) adalah suatu kurva yang menunjukkan pemetaan titik-titik input data ke dalam nilai keanggotaannya (derajat keanggotaan). Ada beberapa fungsi yang digunakan pada perancangan ini, antara lain.

1. Representasi Linier

Pada pemetaan linear, pemetaan input ke derajat keanggotaannya digambarkan sebagai suatu garis lurus. Ada dua keadaaan himpunan fuzzy yang linear. Pertama, kenaikan himpunan dimulai pada nilai domain yang memiliki derajat keanggotaan nol [0] bergerak ke kanan menuju ke nilai domain yang memiliki derajat keanggotaan lebih tinggi. Gambar 2.1 dibawah ini menunjukan grafik dari kurva linier naik.

Gambar 2.1 Kurva Linear Naik

Fungsi Keanggotaan :

�[�] = {

; � � �−

− ; � � ; �

………….………...pers.1)

Kedua, merupakan kebalikan yang pertama. Garis lurus dimulai dari nilai domain dengan derajat keanggotaan tertinggi pada sisi kiri, kemudian bergerak menurun ke nilai domain yang memiliki derajat keanggotaan lebih rendah.

Gambar 2.2 dibawah ini menunjukan grafik dari kurva linier turun.

Gambar 2.2 Kurva Linear Turun

Fungsi keanggotaan :

�[�] = {

; � −�

− ; � � ; � �

2. Representasi Kurva Segitiga

Kurva segitiga pada dasarnya merupakan gabungan antara dua garis linear.

Gambar 2.3 dibawah ini menunjukan grafik dari kurva segitiga.

Gambar 2.3 Kurva Segitiga

Fungsi Keanggotaan :

�[�] = {

; � � �−

− ; � � −�

− ; �

; �

………..(pers.3)

Untuk menentukan nilai minimum dan maximum fungsi keanggotaan pada representasi kurva segitiga, dapat menggunakan persamaan dibawah ini.

�[�] = �� � �− ₋ , −�₋ , ...(pers.4)

Parameter {a,b,c} dengan (a < b < c) menentukan sudut x dari tiga sudut penting dari fungsi keanggotaan.

3. Representasi Kurva Trapesium

Kurva trapesium pada dasarnya seperti bentuk segitiga, hanya saja ada beberapa titik yang memiliki nilai keanggotaan satu. Gambar 2.4 dibawah ini menunjukan grafik dari kurva trapesium.

Gambar 2.4 Kurva Trapesium

Fungsi Keanggotaan :

�[�] = {

; � � �−

− ; � � ; �

−�

− ; �

; �

………..……...…(pers. 5)

Untuk menentukan nilai minimum dan maximum fungsi keanggotaan pada representasi kurva trapesium, dapat menggunakan persamaan dibawah ini.

�[�] = �� � �−₋ , , −�₋ , ...(pers.6)

Parameter {a,b,c,d} dengan (a < b < c < d) menentukan sudut x dari empat sudut penting dari fungsi keanggotaan.

2.1.4. Operator Dasar Fuzzy

Ada beberapa operasi yang didefinisikan secara khusus untuk mengkombinasi dan memodifikasi himpunan fuzzy. Nilai keanggotaan sebagai

hasil dari 2 operasi disebut α-predikat. Ada tiga operator dasar yaitu. 1. Operator AND

Operator ini berhubungan dengan operasi interseksi pada himpunan. A predikat sebagai hasil operasi dengan operator AND diperoleh dengan mengambil nilai keanggotaan terkecil antara elemen pada himpunan-himpunan yang bersangkutan.

µAnB = Min (µA [x],µB [y]………(pers. 7) 2. Operator OR

Operator ini berhubungan dengan operasi union pada himpunan. α -

predikat sebagai hasil operasi dengan operator OR diperoleh dengan mengambil nilai keanggotaan terbesar antara elemen pada himpunan-himpunan yang bersangkutan.

µAuB = Max (µA [x],µB [y]) …………..…………(pers. 8) 3. Operator NOT

Operator ini berhubungan dengan operasi komplemen himpunan. α –

predikat sebagai hasil operasi dengan operator NOT diperoleh dengan mengurangkan nilai keanggotaan elemen pada himpunan dengan 1.

2.1.5. Fuzzy Inference System

Salah satu metode untuk penalaran (Fuzzy Inference System) adalah Metode Mamdani (Max-Min). Metode ini diperkenalkan oleh Ebrahim Mamdani pada tahun 1975. Untuk mendapatkan output, diperlukan empat tahap. Dapat digambarkan dengan block dibawah ini.

1. Pembentukan himpunan Fuzzy

Pada Metode Mamdani, baik variabel input maupun variabel output dibagi menjadi satu atau lebih himpunan fuzzy.

2. Fuzzyfikasi (Fuzzification)

Proses memetakan nilai tegas input (crisp) kedalam himpunan Fuzzy. Hasil dari proses ini berupa fuzzy input.

3. Rule evaluasi (Rule evaluation)

Proses melakukan penalaran terhadap fuzzy input yang dihasilkan oleh proses fuzzification berdasarkan aturan fuzzy yang telah dibuat. Proses ini menghasilkan fuzzy output. Fungsi Implikasi yang digunakan adalah Min. 4. Penegasan (Defuzzification)

Input dari proses penegasan (defuzzification) adalah suatu himpunan fuzzy yang diperoleh dari komposisi aturan-aturan fuzzy, sedangkan output yang dihasilkan merupakan suatu bilangan pada domain himpunan fuzzy tersebut. Sehingga jika diberikan suatu himpunan fuzzy dalam range tertentu, maka harus dapat diambil suatu nilai crisp tertentu sebagai output. Ada banyak metode penegasan (defuzzification) yang dapat digunakan untuk aturan Mamdani, salah satunya dengan mengunakan metode centroid of area.

Z

COA =

∫ zμA z z dz

∫ zμA z z dz……..………(pers.10)

Gambar 2.5 Fuzzy Inference System (Mamdani)

Salah satu alternatif metode untuk penalaran (Fuzzy Inference System) adalah dengan menggunakan metode penalaran fuzzy metode Sugeno hampir sama dengan penalaran Mamdani, hanya saja output sistem tidak berupa himpunan fuzzy, melainkan berupa konstanta atau persamaan linier. Metode ini diperkenalkan oleh Takagi-Sugeno Kang pada tahun 1985.

Pada metode Sugeno, fuzzifikasi, operasi fuzzy, dan implikasi sama seperti metode Mamdani, perbedaannya hanya pada agregasi dan defuzzifikasi. Jika pada metode Mamdani agregasi berupa daerah di bawah kurva, maka pada metode Sugeno agregasi berupa singleton. Defuzifikasi pada metode sugeno lebih sederhana, karena hanya menghitung titik rata-rata.

Gambar 2.6 Fuzzy Inference System (Sugeno)

2.2. Pengereman Berbasis Kontrol Logika Fuzzy

Sebuah kontrol logika fuzzy untuk pengereman mempunyai dua variabel masukan s, v dan satu variabel keluaran a_{. Struktur kontrol logika fuzzy}

ditunjukkan pada Gambar 2.7. Aturan fuzzy dasar terdiri dari beberapa aturan dengan sebelumnya dan model inferensi fuzzy mamdani digunakan untuk menentukan nilai output, sedangkan defuzzifikasi dilakukan dengan hasil percepatan. Gambar 2.7 menunjukkan fungsi keanggotaan fuzzy yang dipakai.

2.3. Permasalahan Dalam Pengereman Otomatis

Pada perancangan ini pengereman mobil ditentukan oleh 2 variabel s, v. Dimana variabel s merupakan jarak pada rintangan (obstacle), dan untuk v merupakan sebagai kecepatan dimana mobil akan melaju. Sedangkan output dari perancangan ini yaitu a, percepatan digunakan untuk mengontrol pengereman mobil tersebut agar bisa mencapai pengereman yang ditentukan secara otomatis.

Mobil akan melakukan pengereman dan penurunkan kecepatan dari peraturan (rules) dan fungsi keanggotaan yang telah ditentukan. Sehingga akan menghasilkan kontrol pengereman mobil dengan rintangan (obstacle) depan mobil secara otomatis, agar mobil bisa mencapai pengereman yang telah ditentukan.

Gambar 2.8 Perancangan Pengereman Mobil

2.4. Mikrokontroler AVR ATmega16

Mikrokontroler adalah istilah yang merujuk pada central processing unit (CPU) komputer digital untuk tujuan umum. Untuk membuat sistem komputer, CPU harus ditambahkan memory, umumnya read only memory (ROM) dan randomaccess memory (RAM), decoder memory, oscillator dan sejumlah input-output (I/O) seperti port data paralel dan serial.

CPU RAM ROM

I/O PORT

TIMER SERIAL _COM

PORT

Blok Diagram Microcontroller

Chip Tunggal

Gambar 2.9 Blok Diagram Chip Mikrokontroler

Pada gambar diatas ditunjukkan blok diagram dari mikrokontroler yang khas, yang merupakan sebuah sistem komputer dalam bentuk chip tunggal. Desain tersebut menggabungkan semua fitur yang diperoleh dari sebuah sistem komputer yaitu central processing unit (CPU) dan fitur-fitur lain yang dibutuhkan untuk membuat sebuah komputer yang lengkap yaitu: ROM, RAM, I/O Port, Serial I/O, Timer dan Clock Circuit.

Seperti halnya mikroprosesor, mikrokontroler juga adalah general purpose device, tetapi hanya difungsikan untuk membaca data dan melakukan kalkulasi terbatas pada data serta mengendalikan lingkungannya berdasarkan kalkulasi tersebut. Penggunaan utama mikrokontroler adalah untuk mengontrol operasi sebuah mesin yang menggunakan program yang tetap yang disimpan di dalam ROM dan tidak akan berubah sepanjang umur sistem tersebut.

Jenis mikrokontroler yang digunakan dalam perancangan ini ialah tipe ATmega16. Pemilihan mikrokontroler ini didasarkan pada kebutuhan penggunaan. Di dalam sebuah chip mikrokontroler ATmega16 terdapat fitur utama diantaranya sebagai berikut.

 1K Byte Internal SRAM

 512 bytes EEPROM

 Port I/O 32 bit, yang dikelompokkan dalam PortA, PortB, PortC dan PortD.

 8 bit timer/counter.

 16 bit timer/counter.

 Terdapat fasilitas JTAG.

 4 channel PWM.

 8-channel, 10-bit ADC.

 On-Chip Analog Comparator.

 Programmable Serial USART.

 Real Time Counter with Separate Oscillator.

 Konfigurasi pin mikrokontroler AVR ATmega16 untuk 40 pin DIP (dual line package) ditunjukkan pada Gambar 2.10 berikut.

ATmega16 memiliki 40 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut ini akan dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATmega16.

Tabel 2.1 Fungsi Pin ATmega16

No. Pin Nama Pin Keterangan

10 VCC Catu Daya

11 GND Ground

40 - 33 PortA: PA0 – PA7 (ADC0 – ADC7)

Port I/O dua arah yang dilengkapi internal pull-up resistor, Port ini juga dimultipleks dengan masukan analog ke ADC 8 channel 1 - 7 PortB: PB0 – PB7 Port I/O dua arah yang dilengkapi internal

pull-up resistor. Fungsi lain dari masing-masing adalah:

PB0:T0(timer/counter0 external counter input) PB1:T1(timer/counter1 external counter input) PB2: AIN0 (analog comparator positive input) PB3:AIN1 (analog comparator positive input) PB4:SS (SPI slave select input)

PB5:MOSI (SPI bus master input/slave input) PB6:MISO (SPI bus master input/slave output) PB7:SCK (SPI bus serial clock)

22- 29 PortC: PC0 – PC7 Port I/O dua arah yang dilengkapi internal pull-up resistor. Dua pin yaitu PC6 dan PC7 berfungsi sebagai oscillator eksternal untuk timer/counter2

14 - 21 PortD: PD0 – PD7 Port I/O dua arah yang dilengkapi internal pull-up resistor. Fungsi lain dari port ini masing-masing adalah:

PD0:RXD (UART input line) PD1:TXD (UART input line)

PD2:INT0 (External Interupt 0 input) PD3:INT1 (External Interupt 1 Input)

PD4:OC1A (timer/counter1 output compareA match output)

PD5:OC1B (timer/counter1 output compareB match output)

PD6:ICP (timer/counter1 input capture pin) PD7:OC2 (timer/counter2 output compare match output)

13 XTAL1 Masukan ke inverting oscillator amplifier dan masukan ke rangkaian internal clock

12 XTAL2 Keluaran dari inverting oscillator amplifier 30 AVCC Catu Daya untuk PortA dan ADC

31 AGND Analog Ground

32 AREF Referensi masukan analog untuk ADC

2.5. Sensor Ultrasonik PING

Gelombang ultrasonik adalah gelombang yang memiliki frekuensi diatas 20 KHz dan diluar jangkauan pendengaran manusia. Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya. Perbedaaan waktu antara gelombang suara yang dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut merupakan representasi jarak. Kecepatan rambat gelombang ultrasonik dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain adalah suhu, tekanan, kelembaban, dan sinyal radio.

Hal yang harus diperhatikan ketika menggunakan sensor ultrasonik terhadap suatu objek yaitu sebagai berikut.

a. Bentuk dan Ukuran Objek

Objek dengan ukuran yang lebih besar akan memantulkan lebih banyak gelombang dibandingkan dengan objek yang berukuran kecil sehingga memberikan hasil yang lebih presisi. Bentuk suatu objek mempengaruhi banyaknya pantulan yang dipantulkan objek. Objek dengan bentuk bulat akan memantulkan gelombang ke segala arah sehingga pantulan yang ditangkap menjadi lemah. Objek dengan bentuk datar akan memantulkan gelombang dengan lebih baik.

b. Jenis Material

Objek padat yang terbuat dari besi atau baja akan memberikan pantulan yang lebih baik dibandingkan dengan objek yang terbuat dari kayu atau gabus.

c. Pola Permukaan

Objek dengan permukaan datar, halus, dan tegak lurus terhadap sinyal ultrasonik yang dipancarkan akan memberikan pantulan yang lebih kuat dibandingkan dengan permukaan tidak rata.

Gambar 2.11 Prinsip Kerja ULTRASONIK PING

2.6. Pulse Width Mudulation (PWM)

PWM merupakan suatu teknik teknik dalam mengatur kerja suatu peralatan yang memerlukan arus pull in yang besar dan untuk menghindari disipasi daya yang berlebihan dari peralatan yang akan dikontrol. PWM merupakan suatu metoda untuk mengatur kecepatan perputaran motor dengan cara mengatur prosentase lebar pulsa high terhadap perioda dari suatu sinyal persegi dalam bentuk tegangan periodik yang diberikan ke motor sebagai sumber daya. Semakin besar perbandingan lama sinyal high dengan perioda sinyal maka semakin cepat motor berputar.

Sinyal PWM dapat dibangun dengan banyak cara, dapat menggunakan metode analog menggunakan rankaian op-amp atau dengan menggunakan metode digital. Dengan metode analog setiap perubahan PWM-nya sangat halus, sedangkan menggunakan metode digital setiap perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi dari PWM itu sendiri. Misalkan PWM digital 8 bit berarti PWM tersebut memiliki resolusi 2 pangkat 8 = 256, maksudnya nilai keluaran PWM ini memiliki 256 variasi, variasinya mulai dari 0 – 255 yang mewakili duty cycle 0 – 100% dari keluaran PWM tersebut. Pada perancangan driver ini, sinyal PWM akan diatur secara digital yang dibangkitkan oleh mikrokontroler.

2.7. Motor Penggerak Roda

Motor DC adalah salah satu komponen yang dapat difungsikan sebagai penggerak roda-roda pada prototype sistem otomatis pengaturan rem pada mobil. Motor DC memiliki fungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Pada aplikasinya pergerakan pada sebuah mobil listrik umumnya

menggunakan motor DC sebagai komponen penggeraknya, karena jenis motor ini lebih mudah untuk dikendalikan. Kecepatan yang dihasilkan oleh motor DC berbanding lurus dengan potensial yang diberikan.

Gambar 2.13 Bentuk Fisik Motor DC

2.7.1. Ilustrasi Sederhana Untuk Menguji Motor DC

Pengaturan arah putaran pada motor DC dilakukan dengan mengubah arah polaritas yang mengalir melalui motor. Secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 2.15 di bawah ini bahwa hal tersebut dapat dilakukan dengan cara mengubah polaritas tegangan pada motor DC.

+ - - +

+ - +

-(a) (b)

Berputar searah jarum jam

Berputar berlawanan arah jarum jam

Gambar 2.14 Pengaturan Arah Putaran pada Motor DC

Bila kita lihat pada gambar (a) di atas dijelaskan bahwa perputaran motor DC dikatakan searah jarum jam jika diberikan tegangan sumber dengan polaritas yang searah maka arah putaran motor akan mengarah ke (kanan). Sedangkan

pada gambar (b) dijelaskan bahwa perputaran motor DC dikatakan berlawanan arah jarum jam jika diberikan tegangan sumber dengan polaritas terbalik, maka arah putaran motor akan mengarah ke (kiri).

Kecepatan pada motor DC dapat diatur dengan beberapa cara, yaitu dengan mengatur fluks medan dan dengan mengaut tegangan sumber. Cara lain yang sering digunakan yaitu dengan melakukan pengaturan tegangan sumber dengan menggunakan metode PWM (Pulse Width Modulation). Sebenarnya motor DC tidak dapat dikendalikan secara langsung oleh mikrokontroler, karena kebutuhan arus listrik yang besar pada motor DC sedangkan arus keluaran pada mikro sangat kecil.

Drivermotor merupakan pilihan alternatif yang dapat digunakan karena dengan adanya drivermotor ini dapat membantu untuk mengontrol/ mengendalikan motor DC pada prototype sistem otomatis pengaturan rem pada mobil. Ada beberapa jenis drivermotor DC yang sering digunakan diantaranya, yaitu menggunakan rangkaian H-bridge transistor, H-bridge MOSFET dan IC drivermotor DC. Drivermotor yang mudah digunakan yaitu menggunakan IC drivermotor DC seperti jenis L293D dan L298N.

2.8. DriverMotor L293D

L293D diproduksi oleh SGS-Thomson merupakan sebuah chip yang di dalamnya terdapat dua rangkaian H-Bridge. Komponen ini bisa men-drive (mengendalikan) dua buah motor DC sampai tegangan 4,5 VDC, arus sebesar 1A untuk tiap kanal dengan arus puncak 1,2A. Untuk satu bagian motor DC dapat dikontrol dengan 3 pin seperti 1(enable) dan 2 inputan . Kemudian pin output

yang menuju ke motor DC dihubungkan dengan pin outputan. Di bawah ini terdapat gambar IC drivermotor DC dan konfigurasi pin nya.

Gambar 2.15 Bentuk Fisik IC DriverMotor L298D

Secara konsep rangkaian H-bridge ini dapat diilustrasikan sebagai 4 saklar yang tersusun sedemikian rupa sehingga memungkinkan motor dapat teraliri arus dengan arah yang berkebalikan. Cara kerja dari rangkaian H-bridge terdapat pada Gambar 2.17 berikut ini:

M M M

S1 ON

S2 OFF

S3 OFF

S4

S1 S2

S3

S1

S3 S4

S2

S4 ON

(a) (b) (c)

+ - + - +

-Gambar 2.16 Cara Kerja H-bridge Dari gambar diatas, berikut H-bridge bekerja:

a) Ketika S1 dan S4 tertutup (diagonal) dan S2 dan S3 terbuka, maka arus akan mengalir dari baterai menuju ke kutub positif motor kemudian keluar ke kutub negatif motor, maka motor akan berputar ke arah kanan.

b) Ketika S2 dan S3 tertutup (diagonal) dan S1 dan S4 terbuka, maka arus akan mengalir sebaliknya yaitu mengalir dari baterai kenuju ke kutub negatif motor kemudian keluar ke kutup positif motor, maka motor akan berputar ke arah kiri.

c) Jika semua saklar tertutup, maka motor akan berhenti, dan jika diteruskan

maka akan menyebabkan “short circuit”.

2.9. Liquid Crystal Display (LCD)

Liquid Crystal Display (LCD) merupakan display dot matriks yang difungsikan untuk menampilkan tulisan berupa angka atau huruf sesuai dengan yang diinginkan, angka atau huruf yang ditampilkan sesuai dengan program yang digunakan untuk mengontrolnya. LCD Character memiliki banyak jenis dilihat dari jumlah bit-nya. LCD dot matriks dengan karakter 16x2 dan memiliki jumlah pin sebanyak 16 pin. Dalam tugas akhir ini LCD Character digunakan untuk menampilkan jarak antara mobil dengan obstacle di depannya dan sebagai indikator kecepatan, dalam arti lain LCD berfungsi mengantikan peran speedometer pada prototype mobil .

2.10. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm). Dalam tugas akhir ini buzzer digunakan sebagai indikator ketika mobil telah mencapai jarak maksimum dengan obstacle didepannya .

Gambar 2.18 Buzzer

2.11. Motor Servo

Motor Servo adalah sebuah motor dengan sistem umpan balik tertutup dimana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk

menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor.

Gambar 2.19 Motor Servo

2.12. Perangkat Lunak (Software)

Perangkat lunak yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah program Bahasa C. Berikut adalah uraian dari masing-masing perangkat lunak tersebut.

2.12.1. Bahasa C

Pemrograman menggunakan Bahasa C adalah salah satu dari sekian banyak bahasa dasar untuk pemrograman mikrokontroler, misalnya bahasa Assembly, Basic, dan lain-lain. Bahasa pemrograman Bahasa C dikenal di seluruh dunia sebagai bahasa pemrograman handal, cepat, mudah, dan tergolong ke dalam bahasa pemrograman tingkat menengah. Bahasa C banyak digunakan untuk aplikasi mikrokontroler karena kemudahan dan kompatibel terhadap mikrokontroler jenis AVR. Setiap bahasa pemrograman mempunyai standar penulisan program. Konstruksi dari program bahasa C harus mengikuti aturan sebagai berikut.

1. Preprocessor

Biasanya digunakan untuk menyertakan file header (.h) atau file library. File include berguna untuk memberitahu compiler agar membaca file yang di include- kan lebih dahulu agar mengenali definisi-definisi yang digunakan dalam program sehingga tidak dianggap error.

Cara penulisan:

#include <………….> untuk lokasi standar file yang telah disetting oleh tools

biasanya pada folder include atau forder directori complier.

#include”………….” Untuk lokasi file yang yang kita tentukan sendiri.

File header io.h adalah file yang segala informasi/definisi tentang register-register fungsi khusus (SFR) dan bit-bit atau pin-pin mikrokontroler AVR.

2. Komentar

Komentar merupakan bagian kode program yang tidak dieksekusi saat program dijalankan. Komentar diperlukan untuk memperjelas jalannya program agar lebih mudah dimengerti. Komentar dapat dimanfaatkan untuk penuangan ide yang belum sempat diimpelementasikan.

Contoh penulisan :

// hanya satu ini sebelu enter yang dianggap komentar.

\* kata-kata yang berbeda dalam tanda garis miring dengan bintang dianggap komentar berapa pun panjangnya dan berapa pun barisnya*/.

Komentar adalah bagian yang tidak dieksekusi oleh kompiler. Ini mempertegas bahwa kode program dibuat untuk dibaca dan dimengerti oleh manusia. Biasakan untuk menuliskan komentar dibagian tertentu dari program.

3. Nama

Nama digunakan untuk mengidentifikasi variabel, konstanta, tipe, fungsi dan prosedur. Penamaan memiliki aturan.

 Dalam C, nama membedakan antara huruf besar dan huruf kecil.

 Nama harus dimulai dengan alfabet, tidak boleh angka, spasi atau karakter khusus.

 Karakter penyusun nama hanya huruf alfabet, angka dan underscore.

 Tidak boleh mengandung operator aritmatik, relasional, tanda baca dan karakter khusus.

Setiap nama harus ditulis secara utuh, tidak boleh diberi spasi.

Contohnya penulisan : int x, y, jumlah; // x, y dan jumlah adalah nama dari variabel intnilai(const int angka, int test){} // nilai adalah nama dari fungsi.

4. Operator

Operator adalah karakter-karakter khusus untuk memanipulasi variable. Operand adalah variabel atau konstanta yang merupakan bagian dari pernyataan.

Aritmatika :

 + adalah penjumlahan.

 - adalah pengurangan.

 * adalahperkalian.

 / adalah pembagian.

 ++ adalah increment.

 -- adalah decrement.

Logika :

 == adalah logika sama dengan.

 != adalah logika tidak sama dengan.

 < adalah logika lebih kecil.

 <= adalah logika lebih kecil sama dengan.

 >= adalah logika lebih besar sama dengan.

 ! adalah logika not.

 && adalah logika AND.

 || adalah logika OR.

Manipulasi Bit :

 ~ adalah mengkomplementkan.

 & adalah mengANDkan.

 | adalah mengORkan.

 ^ adalah mengXORkan.

 << adalah shift left.

 >> adalah shift right.

5. Kontrol Aliran Program

Untuk mencerdaskan sebuah program, maka diperlukan algoritma dimana terdiri dari berbagai pengendalian aliran program.

 If (...){…}

Digunakan untuk mengecek satu kondisi satu blok jawaban.

 If (…) {…} else {…}

Digunakan untuk mengecek satu kondisi dua blok jawaban.

 If (…) {…} else if (…) {…}else {…}

Digunakan untuk mengecek beberapa kondisi yang berkaitan.

 While (…) {…}

Digunakan untuk perulangan/looping/iterasi jika kondisi yang diuji bernilai benar.

 Do {…} while (…)

Digunakan untuk perulangan/looping/iterasi jika kondisi yang diuji bernilai benar. Perbedaanya dengan while tanpa do adalah blok di eksekusi

terlebih dahulu baru diuji, hal ini dapat terjadi kemungkinan yang diuji salah namun blok tetap di eksekusi.

 For (… ; … ; … ;…) {…}

Digunakan untuk perulangan/looping/iterasi jika kondisi dan syarat yang ditentukan.

33

Pemilihan jenis komponen dalam perancangan dan pembuatan suatu perangkat elektronik mutlak dilakukan karena berdampak langsung pada tingkat efisiensi dan efektifitas perangkat yang dibuat. Beberapa hal yang perlu diperhatikan diantaranya kualitas bahan, tingkat kecepatan dan keakuratan saat komponen bekerja, bentuk serta ukuran dimensi komponen, sampai pengeluaran dana yang digunakan. Sehingga pada perancangan dan pembuatan pembuatan pengereman mobil otomatis menggunakan metode fuzzy ini, pemilihan jenis komponen yang digunakan harus diperhatikan agar mendapatkan hasil kinerja yang baik dari perancangan ini.

Perancangan dan realisasi sistem merupakan bagian yang terpenting dari seluruh pembuatan tugas akhir ini. Perancangan yang baik dan dilakukan secara sistematik akan memberikan kemudahan dalam proses pembuatan alat serta mempermudah dalam proses analisis dari alat yang dibuat.

3.1. Latar Belakang Pemilihan Komponen

Latar belakang perbandingan dan pemilihan jenis komponen yang diuraikan pada bab ini dilakukan dengan cara membandingkan komponen-komponen yang digunakan pada rangkaian sistem kontrol elektronik pengereman mobil otomatis yang sudah ada sebelumnya dengan beberapa komponen dari jenis yang sama namun berbeda dari sisi spesifikasinya dan harga yang pada dasarnya mempengaruhi kinerja dari komponen tersebut terhadap aplikasi pengereman mobil otomatis yang akan dirancang.

3.1.1. Pemilihan Jenis Mikrokontroler

Jenis mikrokontroler yang digunakan pada perangkat pengereman mobil otomatis ini adalah mikrokontroler jenis AVR seri ATMega 16. Uraian mengenai perbandingan jenis mikrokontroler AVR ATMega 16 bila dibandingkan dengan seri mikrokontroler yang sebelumnya dipakai pada perangkat pengereman mobil otomatis, dapat dilihat pada Tabel 3.1 di bawah ini.

Tabel 3.1 Uraian Perbandingan Jenis Mikrokontroler

Spesifikasi Jenis Mikrokontroler

AT89C51 ATMega 16 ATMega 8535

Flash 4 kb 16 kb 8 kb

RAM 128 byte 1kb SRAM 512 byte SRAM

I/O 32 32 32

PIN 40 40 40

Harga Rp. 15.000 Rp. 50.000 Rp. 55.000

Berdasarkan uraian Tabel 3.1 di atas, dapat ditarik kesimpulan bahwa jenis mikrokontroler AVR ATMega 16 cocok digunakan dalam perancangan pengeremean mobil otomatis dengan metode fuzzy, karena memiliki kapasitas memori serta RAM yang lebih cukup besar untuk mengisi program metode fuzzy sehingga mempengaruhi kecepatan akses data sementara pada mikrokontroler.

3.1.2. Pemilihan Jenis Sensor Jarak

Sensor jarak yang digunakan pada perancangan pengereman mobil otomatis ini menggunakan sensor ultrasonik PING yang berfungsi sebagai sensor jarak untuk mendeteksi adanya halangan atau tidak. Uraian mengenai perbandingan jenis sensor jarak yang digunakan bila dibandingkan dengan jenis sensor jarak yang lain, dapat dilihat pada Tabel 3.2 di bawah ini.

Tabel 3.2. Uraian Perbandingan Jenis Sensor Jarak Spesifikasi Jenis Sensor Sensor GP2YOA02YK Sensor ULTRASONIK SRF04 Sensor ULTRASONIK PING Jarak Pantul 10 cm – 150 cm 3 cm – 300 cm 3 cm – 300cm

Indikator Sensor Tidak ada Tidak ada Ada

Frekuensi Brust - 40kHz/100us 40kHz/200us

Harga Rp 220.000 Rp 295.000 Rp 345.000

Berdasarkan uraian Tabel3.2 di atas, dapat ditarik kesimpulan bahwa jenis sensor ultrasonik PING lebih cocok digunakan pada perancangan ini, karena memiliki jarak yang jauh di bandingakan sensor GP2YOA02YK, disamping itu ultrasonik PING memiliki kecepatan pantulan frekuensi yang baik di bandingkan sensor ultrasonik SRF04, dan sensor ultrasonik PING memiliki indikator yang berupa LED sehingga kinerja sensor dapat terlihat secara realtime.

3.1.3. Pemilihan Jenis Liquid Crystal Display (LCD) Character 16x2

Penggunaan Liquid Crystal Display (LCD) Character 16x2 pada perancangan pengereman mobil otomatis ini adalah sebagai indikator kecepatan dan penampilan jarak mobil dengan obstacle di depan. Jumlah karakter yang diperlukan kurang dari 16 karakter dan penampil karakter dilakukan menggunakan 2 baris, sehingga jenis LCD yang dipakai adalah 16x2. Pada Tabel di bawah ini, akan diuraikan alasan pemilihan Liquid Crystal Display (LCD) Character 16x2.

Tabel 3.3 Uraian Perbandingan Jenis Liquid Crystal Display (LCD)

Spesifikasi Jenis LCD

LCD 16x1 LCD 16x2 LCD 16x4

Karakter 16 32 64

Baris 1 2 4

3.1.4. Pemilihan Jenis IC Driver Motor

Jenis driver motor yang digunakan pada perancangan pengereman mobil otomatis ini yaitu menggunakan IC L293D. Karena IC L293D memiliki dua buah rangkaian H-Bridge didalamnya sehingga dapat digunakan untuk men-drive dua buah motor DC dan arus yang dihantarkan cukup kecil sehingga pemanfaatan arus bisa lebih optimal, selain itu harga IC L293D relatif lebih murah. Sehingga dapat digunakan untuk menggerakan putaran roda pada mobil bagian belakang. Berikut uraian perbandingan IC driver motor jenis L298 dengan L293D.

Tabel 3.4 Uraian Perbandingan Jenis IC Driver Motor Spesifikasi Jenis Driver Motor

IC L293D IC L298N

Arus Maksimal 1 A 4 A

Harga Rp 20.000 Rp 22.500

3.1.5. Pemilihan Jenis Buzzer

Jenis buzzer yang digunakan pada perancangan pengereman mobil otomatis ini yaitu menggunakan miniature buzzer. Karena miniature buzzer memiliki pin sehingga mudah di gunakan dalam pcb, buzzer di gunakan sebagai alarm ketika mobil dalam keadaan jarak darurat dengan obstacle di depannya.

Tabel 3.5 Uraian Perbandingan Jenis Buzzer

Spesifikasi Jenis Buzzer

MiniaturBuzzer StandartBuzzer Dimensi, lebar/tinggi 13mm/7mm 22mm/19mm

Harga Rp 25.000 Rp 28.500

3.1.6. Pemilihan Jenis Motor (Pengatur Rem)

Jenis motor yang digunakan untuk pengontrol rem yaitu menggunakan motor Servo, motor servo ini bekerja pada tegangan yang rendah dan memiliki

bobot yang ringan serta sudah memiliki gear agar tekanan yang diberikan pada rem bisa lebih maksimal dan dapat mengontrol pengereman dengan lebih mudah.

Tabel 3.6 Uraian Perbandingan Jenis Motor DC

Spesifikasi Jenis Motor MotorDC Gear Box Motor Steper Motor Servo

Tegangan 3-6V 9V 4.8-6V

Torsi 2.4kgf.cm 38.2 mN.m 15kg.cm

Berat 25g 40g 45g

Harga Rp.75.000 Rp.35.000 Rp. 75.000 3.2. Perancangan Sistem

Pada perancangan sistem pengereman mobil otomatis ini, secara umum terdapat tiga bagian utama yaitu bagian masukan (input), proses (process), dan keluaran (output). Tiga bagian inilah yang menjadi dasar dari kinerja sistem pengereman otomatis ini.

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Pengereman Mobil Otomatis

Secara umum, cara kerja dari pengereman mobil otomatis yang akan dirancang dalam tugas akhir ini adalah ketika adanya masukan dari PWM dan sensor ultrasonik PING sensor mendeteksi adanya penghalang dengan jarak tertentu, maka secara otomatis mikrokontroler akan memproses inputan dari PWM dan sensor ultrasonik PING tersebut yang telah terintegrasi dengan

INPUT PROCESS OUTPUT

PWM Microcontroller ATMega 16 LCD 16x2 Motor DC Buzzer Motor Servo Ultrasonik Sensor

mikrokontroler untuk menentukan pengereman secara otomatis. Berikut ini uraian singkat fungsi dari masing-masing bagian utama blok diagram sistem pengereman otomatis berbasis mikrokontroler ATmega16 menggunakan logika fuzzy.

1. Masukan (Input)

Pada bagian masukan (input) terdapat perangkat yang berfungsi untuk memberikan masukan bagi mikrokontroler sesuai dengan fungsinya masing-masing, diantaranya :

 pulse width modulation

teknik sampling PWM ini digunakan sebagai inputan kecepatan pada mobil prototype dengan nilai 0-100%.

 sensor ultrasonik PING

sensor ini adalah jenis sensor jarak yang bekerja dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik. Sensor ini berfungsi sebagai pendeteksi adanya mobil lain atau rintangan (obstacle) di depan mobil .

2. Pemroses (Process)

Mikrokontroler AVR ATmega16 digunakan sebagai perangkat kontrol utama perancangan pengereman otomatis pada tugas akhir ini. Mikrokontroler memproses setiap masukan dan mengeksekusi perangkat output sesuai dengan instruksi program yang diatur oleh perancang/pemrogram.

3. Keluaran (Output)

Bagian keluaran atau output adalah bagian yang merupakan hasil eksekusi perangkat dan bertindak sebagai hasil dari kinerja perangkat sesuai dengan keinginan perancang. Terdapat tiga jenis perangkat keluaran yang digunakan dalam perancangan pengereman otomatis pada tugas akhir ini, diantaranya :

 motor DC (Penggerak Roda Mobil)

motor Dc bertindak sebagai aktuator/penggerak pada mobil, motor DC dikontrol arah dan kecepatannya melalui IC L298 yang berguna sebagai driver motor dan pengaturannya dilakukan melalui eksekusi program pada mikrokontroler ATmega16.

 LCD 16x2

LCD 16x2 bertindak sebagai indikator kecepatan dan jarak antara mobil dan rintangan di depannya (obstacle) dan pengaturan melalui eksekusi program pada mikro ATmega16.

 buzzer

buzzer bertindak sebagai alarm pengingat ketika jarak mobil dengan rintangan di depannya sudah mencapai jarak minum dan secara otomatis akan melakukan pengereman.

 motor servo (Pengereman Roda Mobil)

Motor servo bertindak sebagai pengontrolan rem untuk secara mekanis, motor akan melakukan pengereman ketika ada inputan dari proses dari mikrokontroler.

3.3. Perancangan Mekanik Pada Mobil

Dalam perancangan pengereman mobil otomatis pada tugas akhir ini, mobil yang akan dirancang memiliki satu buah sensor ultrasonik PING yaitu satu sensor dibagian depan pada mobil. Pada bagian depan atas mobil terdapat Sistem Minimum ATMega16,lcd dan buzzer. Pada bagian belakang atas mobil terdapat motorDC untuk mengendalikan motor. Pada bagian paling belakang mobil terdapat satu buah motor servo untuk pengereman.

Sistem minimum mikrocontroller ATMega16

M ot o r D c S e ns or u lt ra s o nik P ING )) Kanvas Rem LC D 16 x 2 Buzzer Kanvas Rem Motor Servo

Gambar 3.2 Perancangan Mekanik Pada Mobil

3.4. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

Pada perancangan perangkat keras (hardware) pengereman otomatis ini, dilakukan perancangan terhadap sistem kontrol elektronik yang meliputi pembuatan rangkaian-rangkaian elektronik yang saling terintegrasi membentuk suatu sistem kendali dengan tujuan mengendalikan sistem kerja dari pengereman mobil agar dapat bekerja secara otomatis.

3.4.1. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AVR ATmega16

Sistem minimum mikrokontroler ATmega16 adalah rangkaian yang dikhususkan untuk mengoperasikan IC (Integrated Circuit) mikrokontroler ATmega16. Mikrokontroler inilah yang nantinya digunakan sebagai pusat sistem kendali pada pengereman mobil otomatis. Mikrokontroler ATmega16 memiliki Port I/O yang difungsikan untuk menerima masukan (Input) dari sensor dan keluaran (Output) menuju driver motor. Berikut adalah skematik dari rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATmega16.

Gambar 3.4 Sistem Minimum Mikrokontroler AVR ATmega16

3.4.2. Rangkaian Sensor Ultrasonik PING

Sensor jarak menggunakan ultrasonik PING adalah jenis sensor yang terdiri dari pemancar ultrasonik (transmitter) dan penerima ultrasonik (receiver). Sensor ini bekerja dengan cara menghitung pantulan gelombang yang dibangkitkan oleh pemancar kepada objek dan akan diterima oleh penerima ultrasonik. Ultrasonik PING ini memiliki jarak deteksi dari 3cm hingga 300cm. Hasil output dari sensor ultrasonik berupa sinyal digital sehingga dapat langsung diproses oleh mikrokontroler.

Gambar 3.5 Rangkaian Ultrasonik

3.4.3. Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)

Dalam perancangan pengereman mobil otomatis pada tugas akhir ini, digunakan Liquid Crystal Display (LCD) dengan jumlah karakter 16x2. LCD digunakan sebagai indikator jarak dan kecepatan.

Gambar 3.6 Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)

3.4.5. Rangkaian Driver Motor (L293D)

Untuk rangkaian driver motor menggunakan IC L293D yang didalamnya terdapat dua rangkaian H-bridge. Komponen ini bisa men-drive (mengendalikan) dua buah motor DC sampai tegangan 36 VDC dengan arus sebesar 1,2A untuk tiap kanal. IC L293N memiliki spesifikasi pin input untuk mengatur dua motor.

.

Gambar 3.7 Rangkaian Driver Motor Menggunakan L298

3.4.6. Rangkaian Motor Servo

Dalam perancangan pengereman mobil otomatis pada tugas akhir ini, digunakan Motor Servo dengan berat 9gr dan torsi 1,2 - 1,4 kg/cm. Motor Servo digunakan sebagai aktuator untuk pengereman pada prototype mobil.

Gambar 3.8 Rangkain Motor Servo 3.5. Gambaran Sistem

Pada sistem ini, ketika mobil mendeteksi adanya obstacle didepan mobil dengan menggunakan sensor ultrasonik, pada saat itu juga sensor akan aktif dan memberikan sinyal untuk diproses pada mikrokontroler dengan menggunakan kontrol logika fuzzy mobil akan mendapatkan perhitungan yang presisi, pada saat

yang bersamaan hasil yang telah ditentukan dari logika fuzzy akan diteruskan kembali oleh mikrokontoler untuk memberikan perintah pada motor servo(pengontrol rem) dan melakukan pengereman secara otomatis.

S

V =y’

a

Obsta cle

Gambar 3.9 Proses Pengereman Otomatis

3.6 Kontrol Logika Fuzzy

Kontrol logika fuzzy pada perancangan ini menggunakan aturan fuzzy dua fungsi yang memiliki empat rules. Pada aturan pengontrolan rem ini terdapat dua masukan, yaitu v untuk kecepatan dari mobil dan s untuk jarak dari mobil. Sedangkan untuk keluaran aturan pengontrolan rem ini hanya terdapat satu keluaran yaitu a sebagai rem pada mobil. Setiap keluaran tersebut diproses dengan aturan yang berlaku pada pengereman mobil yang telah ditentukan. Untuk fungsi keanggotaan dan aturan fuzzy inference system pada pengaturan rem pada mobil dapat dilihat pada tabel 3.7 dan 3.8 dibawah ini. (A.Muhammad, Kendali Cerdas)

Tabel 3.7 Fungsi Keanggotaan Pada Pengereman Mobil

v (kecepatan mobil) s (jarakmobil) a (kekuatan rem )

Tinggi Jauh Rem Penuh

Rendah Dekat Rem Sedang

Rem Sedikit

Tabel 3.8 Aturan Fuzzy Pada Pengereman Mobil

Kecepatan Mobil

(v)

S Jarak Mobil (cm)

V/S Dekat Jauh

Tinggi Rem Penuh

Rem Sedang

Rendah Rem

Sedang

Rem Sedikit

3.7 Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak (software) bertujuan untuk menentukan setiap alur eksekusi dari perangkat sistem pengereman otomatis yang dirancang. Setiap masukan yang diterima akan diatur oleh perangkat lunak yang selanjutnya akan diproses untuk menentukan eksekusi pada bagian keluaran. Berikut adalah alur kinerja (flowchart) dari sistem yang akan dirancang.

Mulai

Insialisai  Sensor

Ultrasoik

 Motor DC

Cek Sensor Ultrasonik Jika Ultrasonik Deteksi FLC (Fuzzy Logic Kontrol) Apakah Jarak Darurat kembali Tidak Ya Tidak Tampilkan Jarak,Kece patan pwm motor dan rem Masukan Nilai PWM Kontrol Rem

Aktifkan Buzzer

Ya MotorDC Berputar Sesuai Masukan PWM Mobil Berhenti Tampilkan Jarak,Kece patan pwm motor dan rem

Gambar 3.10 Flow Chart Sistem Pengereman Otomatis Berbasis Mikrokontroler Atmega16 Menggunakan Logika Fuzzy

Pada Gambar 3.10 merupakan diagram alur dari sistem Pengereman Otomatis Berbasis Mikrokontroler Atmega16 Menggunakan Logika Fuzzy. Berikut adalah penjelasan diagram alur tersebut. Pulse width modulation sebagai kecepatan pada mobil prototype dan sensor ultrasonik PING berfungsi sebagai sensor untuk mendeteksi adanya obstacle didepan mobil. Jika sensor ultrasonik mendeteksi adanya obstacle didepan maka jarak sensor dan kecepatan PWM akan ditampilkan langsung pada LCD 16x2 lalu sensor ultrasonik akan memberiakan sinyal untuk diproses oleh FLC (Fuzzy Logic Control). Setelah itu FLC akan memberikan data-data yang telah diproses untuk dilakukan pengontrolan rem, jika mikrokontroler menerima data jarak darurat pada mobil mikrokontroler akan memberikan perintah untuk menyalakan buzzer dan LCD akan kembali menampilkan jarak dan kecepatan pada mobil dengan real time.

49

Pada bab ini akan diuraikan mengenai proses pengujian dari sistem yang dirancang. Dimana pengujian yang dilakukan meliputi pengukuran terhadap parameter-parameter komponen input/masukan, proses dan output/keluaran yang terdapat dalam sistem yang dirancang yang kemudian dilanjutkan dengan menganalisis hasil-hasil pengukuran tersebut. Hal ini bertujuan untuk melihat sistem yang dirancang berjalan sesuai dengan yang dirancang.

4.1 Pengujian dan Analisis Bagian Masukan (Input)

Pengujian dan analisis bagian masukan (input) terdiri dari pengujian sensor jarak dan kecepatan. Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan parameter-parameter sistem kerja dari setiap komponen masukan.

4.1.1 Pengujian Sensor Jarak

Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan perbandingan dari berapa waktu yang ditangkap setelah gelombang itu dipancarkan. Semakin jauh benda maka waktu pantulan akan semakin lama sedangkan jika semakin dekat benda maka pantulan akan semakin cepat.

Gambar 4.1 Penempatan Sensor Ultrasonik pada Prototype

Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengukuran Jarak Menggunakan Sensor Ultrasonik Pada Bidang Datar

Jarak yang diukur secara manual

Jarak yang terukur oleh sensor

3cm 3cm

50cm 50cm

92cm 92cm

98cm 98cm

102cm 102.2cm

155cm 155.7cm

200cm 200.3cm

250cm 250.3cm

280cm 280.6cm

311cm 311.3cm

Dari hasil pengujian Tabel4.1 menggunakan sensor ultrasonik, dapat diketahui bahwa pengukuran yang dilakukan sensor mendekati jarak sesungguhnya.Namun hasil jarak yang terdeteksi oleh ultrasonik dapat berbeda-beda karena bentuk media yang terdeteksi oleh sensor ultrasonik.

Ja rak y an g ter uk ur ( Cm)

Jarak yang diukur (Cm)

3 50 92 98 102 155 200 250 280 311

3 5 0 9 2 9 8 1 0 2 1 5 5 2 0 0 2 5 0 2 8 0 3 1 1 ,1

Gambar 4.2 Grafik Pengukuran Jarak Menggunakan Sensor Ultrasonik Pada Bidang Datar

Gambar 4.3 Tampilan LCD menggunakan Sensor Ultrasonik

4.1.2. Pengujian Pulse Width Modulation (PWM)

Tujuan utama dari pengujian PWM dengan penggunaan sensor optocoupler adalah untuk mendapatkan data kecepatan putaran dari setiap roda, data kecepatan putaran roda yang terdeteksi oleh optocoupler akan dikonversi menjadi satuan kecepatan centimeter per detik (cm/s).

Tabel 4.2 Tabel Hasil Pengukuran Kecepatan Menggunakan Sensor Optocupler

Kecepatan PWM (%)

Kecepatan yang terukur oleh optocupler

(cm/s)

10 0

20 245.5

30 250.2

40 262.6

50 282.5

60 300.3

70 323.2

80 353.2

90 354.7

100 471.0

Dari hasil pengujian pada Tabel 4.2didapatkan hasil data secara realtime dengan sensor optocoupler, hasil percobaan menunjukan motor akan berhenti pada PWM 10% dan bobot roda mobil yang berputar dilantai mempengaruhi lambatnya kecepatan yang diperoleh.

4.2. Pengujian Dan Analisis Bagian Proses

Tujuan dari pengujian rangkaian sistem minimum mikrokontroler AVR ATMega 16 adalah untuk mengimplementasikan masukan, proses dan keluaran dengan menggunakan fuzzy rulekedalam mikrokontroler.Pengujian dilakukan dengan memberi program logika fuzzy pada mikrokonroler. Program yang dimasukkan kedalam IC mikrokontroler AVR ATMega 16 adalah program dalam bahasa Cdengan menggunakan program CodeVisionAVR.

Gambar 4.4 Tampilan Listing Program Fuzzyfikasi Kecepatan

Gambar 4.5 Tampilan Listing Program Fuzzyfikasi Jarak

Gambar 4.7 Tampilan Listing Program Rule Fuzzy

Gambar 4.8 Tampilan Listing Program Defuzzyfikasi

Pada Gambar 4.4 dan Gambar 4.5 diatas, listing program fuzzyfikasi dimulai dengan mendeklarasikan variabel himpunan dengan memberikan nilai-nilai tertentu. Pada Gambar 4.6 mendeklarasikan nilai-nilai dari rem. Hasil dari proses ini berupa fuzzy input. Pada Gambar 4.7 diatas listing program dimulai dengan melakukan aturan-aturan yang dibuat dengan hasil nilai yang sudah ditentukan dari fuzzy input. Dan pada Gambar 4.8 adalah listning program defuzifikasi dengan hasil keluaran pengontrolan rem.

4.3. Pengujian Dan Analisis Bagian Keluaran (Output)

Pengujian dan analisis bagian keluaran(output) terdiri dari pengujian Liquid Crystal Display (LCD)dan Motor Servo sebagai pengereman. Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan parameter-parameter sistem kerja dari setiap komponen keluaran tersebut. Selain itu, untuk melihat komponen-komponen keluaran tersebut berkerja sesuai dengan fungsinya.

4.3.1. Pengujian Tampilan LCD

Liquid Crystal Displayberupa bagian yang berfungsi untuk memberikan tampilan berupa jarak, kecepatan dan kekuatan rem pada mobil prototype. Tampilan untuk pengguna ini diletakan pada tengahmobil prototype sebagai penganti speedometer.

Gambar 4.9 Hasil Pengujian Tampilan LCD

Gambar 4.9 merupakan tampilan LCD ketika mobil prototype dalam kondisi aktif dan siap melakukan simulasi pengereman.

4.3.2. Pengujian Motor Servo

Tujuan dari pengujianMotor Servoadalahuntuk mendapatkan aktuator yang berfungsi untuk mengendalikan pengereman pada mobil prototype agar berfungsi dengan baik. Motor Servo yang digunakan dalam sistem otomatisasi

pengaturan rem pada mobil berbasis mikrokontroler menggunakan logika fuzzyadalah Motor Servo jenis analog yang memiliki torsi 1,2 – 1,4 kg/cm dengan range sudut 0

°

_-

180

°

.

Tabel 4.6 Pengujian Motor Servo

Pulsa Servo Putaran Motor

Servo Kekuatan Rem

3ms ₇₀

_°

Rem Sedikit

(20 %)

2ms ₉₀

_°

Rem Sedang

(50 %)

2ms Setelah 90

°

130

°

Rem Penuh (100 %)

4.4. Analisis Kinerja Perangkat Secara Keseluruhan

Pengujian keseluruhan dilakukan dengan mencoba keseluruhan rangkaianyang sudah terpasang pada mobil prototype.Setelahrangkaian terpasang, kemudian sistem rangkaian di hidupkan.Selanjutnya adalah dengan mencoba menjalankan mobil prototypedengan berjalan bebas.Setelah itu dicoba dengan memberikan sejumlah obstacleyang terdapat didepan mobil prototype.Adapun hasil pengujian sistem otomatis pengaturan rem pada mobil berbasis mikrokontroler menggunakan logika fuzzy adalah sebagai berikut.

Tabel 4.7 Pengujian Keseluruhan Kondisi Sensor Jarak Kondisi Motor DC Putaran Motor Servo (Rem) Kondisi Buzzer Penampilan LCD Deteksi jarak aman >100cm

High 70

°

Rem Sedikit Tidak aktif Ok Deteksi jarak tidak aman 80-100cm

High 90

°

Rem Sedang Tidak aktif Ok Deteksi jarak darurat <80cm Low 130

°

Rem

Penuh Aktif Ok

4.5. Analisis Keluaran Rem Pada Kontrol Logika Fuzzy

Pengamatan hasil keluaran kontrollogika fuzzy dimaksudkan untuk mendapatkan pengereman yang sesuai dengan harapan. Pengamatan dilakukan dengan memberikan nilai masukan jarak dan kecepatan, dan didapatkan hasil pengereman.

 Hasil pertama menggunakan percobaan dari fungsi keanggotaan yang dibuat.

Gambar 4.10 Fungsi Keanggotan Jarak

Gambar 4.11 Fungsi Keanggotaan Rem Tabel 4.9 Aturan Fuzzy Pada Pengereman Mobil

V S

Rendah Tinggi

Dekat Sedang Penuh

Jauh Sedikit Sedang

Untuk mendapatkan setiap nilai keluaran pada tabel 4.9 maka harus menentukan nilai-nilai yang dibutuhkan. Yang pertama dilakukan yaitu menentukan nilai jarak pada mobil dan nilai kecepatan untuk setiap masukan.Berikut beberapa contoh untuk mendapatkan nilai keluaran pada pengereman.

(94.22%).

Gambar 4.7 Hasil Percobaan Pada Prototype

Gambar 4.8 Hasil Perhitungan Kontrol Logika Fuzzy Dengan Matlab Dengan hasil perhitungan secara manual didapat hasil sebagai berikut. Kecepatan= 60 , Jarak= 84.62

µtinggi = (60; 40, 80, 110, 120)

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � −

− , ,

−

− , = .

µrendah = (60; -2, -1, 20, 60)

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � − −

− − − , ,

−

− , =

µjauh = (84.6; 80, 160, 210, 220)

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � . −

− , ,

− .

− , = . 7

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � . − −

− − , ,

− .

− , = .

W1= min (µrendah, µdekat ) = min (0, 0.442) = 0 W2= min (µtinggi,µdekat ) = min (0.5, 0.442) = 0.442 W3= min (µrendah, µjauh) = min (0, 0.057) = 0 W4= min (µtinggi,µjauh ) = min (0.5, 0.057) = 0.057 Centroid Of Area

Z= � +� +� +�

� +� +� +� =

+ . + + .

+ . + + . =

.

. = 94.2

2. Jika kecepatan tinggi (v= 60) dan jarak jauh (s= 202.97cm) maka rem sedang (50%).

Gambar 4.9 Hasil Percobaan Rem Sedang Pada Prototype

Dengan hasil perhitungan secara manual didapat hasil sebagai berikut. Kecepatan= 60 , Jarak= 202.97

µtinggi = (60; 40, 80, 110, 120)

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � −

− , ,

−

− , = .

µrendah = (60; -2, -1, 20, 60)

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � − −

− − − , ,

−

− , =

µjauh = (202.97; 80, 160, 210, 220)

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � . −

− , ,

− .

− , = . 7

µdekat = (202.97; -20, 0, 40, 120)

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � . − −

− − , ,

− .

− , =

W1= min (µrendah, µdekat ) = min (0, 0) = 0 W2= min (µtinggi,µdekat ) = min (0.5, 0) = 0 W3= min (µrendah, µjauh) = min (0, 1.537) = 0 W4= min (µtinggi,µjauh ) = min (0.5, 1.537) = 0.5 Centroid Of Area

Rem= � +� +� +�

� +� +� +� =

+ + + .

+ + + . = . = 50

3. Jika kecepatan rendah (v= 40) dan jarak jauh (s= 95.93cm) maka rem sedikit (38.05%).

Gambar 4.11 Hasil Percobaan Rem Sedang Pada Prototype

Gambar 4.12 Hasil Perhitungan Kontrol Logika Fuzzy Dengan Matlab Dengan hasil perhitungan secara manual didapat hasil sebagai berikut. Kecepatan= 40 , Jarak= 95.93

µtinggi = (60; 40, 80, 110, 120)

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � −

− , ,

−

− , =

µrendah = (40; -2, -1, 20, 60)

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � − −

− − − , ,

−

− , = .

µjauh = (95.93; 80, 160, 210, 220)

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � . −

− , ,

− .

− , = . 99

�� � �−₋ , , −�₋ , = �� � . − −

− − , ,

− .

− , = .

W1= min (µrendah, µdekat ) = min (0.5, 0.301) = 0.301 W2= min (µtinggi,µdekat ) = min (0, 0.301) = 0

W3= min (µrendah, µjauh) = min (0.5, 0.199) = 0.199 W4= min (µtinggi,µjauh ) = min (0, 0.199) = 0 Centroid Of Area

Rem= � +� +� +�

� +� +� +� =

. + + . +

. + + . + =

.

. = 38.06

 Hasil kedua menggunakan percobaan dari fungsi keanggotaan referensi.

Gambar 4.13 Fungsi Keanggotaan Jarak

Gambar 4.15 Fungsi Keanggotaan Rem Tabel 4.10 Aturan Fuzzy Pada Pengereman Mobil V

S

ES VS S M F VF EF

EC LB LB MB HB VHB VHB VHB

VC VLB LB LB MB HB VHB VHB

C VLB VLB LB LB HB HB VHB

APR VLB VLB VLB LB MB MB HB

Jarak Mobil(cm) Kecepatan Mobil Rem Mobil

EC = Extreme Close ES = Exteme Slow VLB = Very Light Break VC = Very Close VS = Very Slow LB = Light Break

C = Close S = SLow MB = Medium Break

APR = Approacing M = Medium HB = Heavy Break

F = Fast VHB = Very Heavy

Break VF = Very Fast

EF = Extreme Fast

1. Jika kecepatan sedang M (v= 60) dan jarak dekat EC (s= 84.65 cm) maka rem sedangHB (54.7%).

Gambar 4.16 Hasil Percobaan Pada Prototype

Gambar 4.17 Hasil Perhitungan Kontrol Logika Fuzzy Dengan Matlab 2. Jika kecepatan sedangM (v= 60) dan jarak jauh APR (s= 203.40cm) maka rem

sedikitLB (22.5%).

Gambar 4.19 Hasil Perhitungan Kontrol Logika Fuzzy Dengan Matlab 3. Jika kecepatan sedang M (v= 40) dan jarak dekatVC (s= 96.13cm) maka rem

sedikit HB(45%).

Gambar 4.21 Hasil Perhitungan Kontrol Logika Fuzzy Dengan Matlab Tabel 4.11 Perbandinganpresentase penekanan pada rem

Kecepatan Jarak Rem

FIS-1 FIS-2 FIS-1 FIS-2 FIS-1 FIS-2 60 60 84.62 84.65 94.2% 54.7% 60 60 202.97 203.40 50% 22.5% 40 40 95.93 96.13 38.05% 45%

Hasil analisis pada kontrol logika fuzzy baik secara perhitungan matematis maupun dengan matlab didapat hasil yang presisi dengan hasil pada mobil prototype.Hasil percobaan kedua mendapatkan hasil yang lebih baik dari percobaan satu dengan meminimkan tekanan rem sebanyak 10-20% berdasarkan jarak yang terukur.Hal ini membuktikan metode logika fuzzy berhasil diterapkan pada mobil prototype.

Gambar 4.18 Hasil Simulasi Skenario 2 Pada Prototype

Pada Gambar 4.17 diatas skenario dengan dua obstacle dimana mobil (a) berada didepan mobil (c) sedangkan mobil (b) berada disebelah kiri, mobil (c) yang telah terintegrasi dengan pengereman otomatis melaju dengan kecepatan 100% pada jarak 50cm mobil (c) akan melakukan pengereman 100%. Mobil akan berhenti total berjarak ± 5-10 cm dengan obstacle didepannya.Penempatan sensor pun harus diperhatikan agar sensor mendapatkan hasil jarak yang presisi.

Dari hasil pengujian (baik secara perangkat keras/hardware maupunperangkat lunak/software) dan pengukuran yang telah dilakukan, hasil yangdidapatkan telah sesuai dengan apa yang akan dirancang dalam tugas akhir ini. Dimana pada perangkat masukan/input terdapat sensor ultrasonik PING yang berfungsi sebagai pendeteksi adanya obstacle didepan mobil.Semua perangkat masukan tersebut dapat bekerja dengan baik serta dapat memberikan masukan pada mikrokontroler untuk selanjutnya diproses.

Pada perangkat pemroses (mikrokontroler AVR ATMega 16) bekerja dengan baik. Dimana ketika diberi instruksi program untuk membaca setiap masukan dari perangkat masukan, mikrokontroler akan melakukan eksekusi terhadap perangkat keluaran sesuai dengan instruksi program yang telah dibuat.

Pada perangkat keluaran/outputterdapat Liquid Crystal Display(LCD) 16x2 yang berfungsikan sebagai penampil jarak, kecepatan motor dan presentase kekuatan pengereman. Terdapat motor DC yang berfungsi sebagai pengerak roda

71

pada mobil prototype.Terdapat buzzeryang berfungsi untuk memberikan informasi berupa bunyi ketika mobil prototype dalam keadaan jarak darurat. Terdapat motor servo yang berfungsi sebagai pengereman pada mobil prototype, motor servo

yang akan bekerja secara otomatis ketika ada perintah pengereman dari hasil kontrol logika fuzzy.Semua perangkat keluaran tersebut bekerja dengan baik sesuai dengan instruktur program yang dibuat.Sehingga dapat dianalisis bahwa kinerja dari semua perangkat secara keseluruhan (baik dari sisi perangkat masukan, pemrosesan dan keluaran) dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya.

72 BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian serta analisis data dari sistem otomatisasi pengaturan rem pada mobil berbasis mikrokontoler menggunakan logika fuzzy yang dibahas pada penulisan laporan tugas akhir ini, dapat diambil beberapa kesimpulan yang berkaitan dengan hasil analisis yang mengacu kepada tujuan perancangan dan pembuatan sistem otomatisasi pengaturan rem pada mobil berbasis miktrokontoler menggunakan logika fuzzy ini.

1. Hasil dari fungsi keanggotaan jarak dapat dijabarkan bahwa jarak dekat bernilai antara 0-40cm dan jarak jauh bernilai antara 160-300cm. Fungsi keanggotaan kecepatan dapat dijabarkan bahwa kecepatan rendah bernilai antara 0-245cm/s dan kecepatan tinggi bernilai antara 353-471cm/s. Dan fungsi keanggotaan rem dapat dijabarkan bahwa rem sedikit bernilai 20-45%, rem sedang bernilai antara 50-75% dan rem penuh bernilai antara 80-100%.

2. Pada hasil pengujian skenario didapat mobil prototype dapat melaju diantara mobil (obstacle) lain dengan lebar 50cm dan pengereman mobil

prototype berhenti total berjarak ± 5-10 cm dengan obstacle didepannya. 3. Hasil percobaan kedua mendapatkan hasil yang lebih baik dari percobaan satu dengan meminimkan tekanan rem sebanyak 10-20% berdasarkan jarak yang terukur

73

4. Sistem keseluruhan pada mobil prototype ini sudah berjalan sesuai yang diharapkan,dari mulai pembacaan masukan/input dari sensor, pemrosesan yang diolah oleh mikrokontoler hingga keluaran/output yang mengesekusi hasil akhir kerja dari sistem ini.

5. Penerapan metode logika fuzzy untuk sebuah pengereman secara otomatis berhasil diterapkan pada mobil prototype dalam tugas akhir ini.

6. Terdapat kekurangan dari alat sistem otomatisasi pengaturan rem pada mobil berbasis miktrokontoler menggunakan logika fuzzy yang dirancang ini, yaitu jarak yang terdeteksi oleh sensor ultrasonik PING terlalu pendek dan tidak memungkinkan untuk diaplikasikan pada mobil sebenarnya.

5.2. Saran

Untuk pengembangan dan peningkatan lebih lanjut dari sistem otomatisasi pengaturan rem pada mobil berbasis mikrokontroler menggunakan logika fuzzy ini ada beberapa poin yang perlu diperhatikan dalam perancangannya.

1. Dimensi dari pada prototype lebih diperbesar sehingga simulasi yang diberikan akan tampak seperti mobil sebenarnya.

2. Menggunakan jenis sensor jarak yang memiliki range lebih jauh dan memiliki sensitivitas yang baik.

3. Hasil keluaran tidak hanya mengaplikasikan pada rem saja namun mobil bisa bermanuver menghindari obstacle.

LEMBAR PENGESAIIAN

SISTEM _{OTOMATISASI PENGATURAN REM}

PADA MOBIL

BERBASIS _{MIKROKONTOLER MENGGUNAKAN}

LOGIKA FA ZZY

Oleh:

Okta Rusdiansyah Ramlan 13t09020

Telah disetujui _{dan disahkan}

4

L

di _{Bandungsebagai Tugas Skripsi padatanggal}

A?rrt Xot{

Dekan Fakultas Ilmu Komputer

Menyetujui,

NrP. 4127.70.04.008

,Kbfua Program Teknik

4t27.70.04.008

Uennlz Kurniadie

Penulis

m_

#l

_ffif'

,'t"

ltt'.:

$lt,, ]

1,.i.

'

I:l;r:

:iia:ir l

li,',,

I1i .

]

.i,,,,

'

i,i,l] ,1ir ,

i1

t:,Ii,

,i,r

.J... ]

llrrl: ii. ,ii',:] 11r,,' 1*, i.i t,, rl

ai,' , :

t.,,lif | + I

',.,#,...]

"g.lirl,:, _{1ri:i ,. il}].

ijli.i, l.

l

:

i:;'

1,';,

ll

_Iliiii:.r : , 'r'l;:t::,

r,lii:,:'' ]'

i,il', ,

l[..

iI..,

t;i:.,

i

,r.f .,

,..,,

i.

l

til' .

:.:i:,,..

ii:r i,'', ]

iil.l '

li;':. ' I

li,.' l:,,i. .,

ii'

'

#,,

:.,;'l'

u,[i,'

SURAT

KETERANGAN

PERSETUJUAN

PUBLIKASI

Bahwa yang bertandatangn dibawah

ini,

penufis dan pihak perusahaan tempat

penelitian, Meayetujui:

*Untuk _{memberikan kepada Universitas Indonesia}

_Hak

_Bebris

_Rpv4ltl

_Non

f,ksklustf atas ponelitian

ini

dan bersedia untuk dr-online-l<aa sezuai de,ngan

ketontum yang berlaku untuk kepentingao riset peudidikan".

Bandung 2 April2014

Mongotahui, Pemblmbing