Model Simulasi Pengendalian Suhu Pada Ruang Pemeliharaan Ulat Sutera (Bombyx mor; L) Dengan Logika Fuzzy
\\S
MODEL SIMlJLASI PENGENDALIAN SUHlJ PADA RUANG
PEMELIHARAAN ULAT SUTERA
(BOllbyx IIOi L.)
DENGAN LOGIKA FUZY
OLEH
NANIK PURWANTI
F01499008
2003
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGaR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
MODEL SIMULASI PENGENDALIAN SUHU PADA RUANG
PEMELIHARAAN ULAT SUTERA
(Bombyx mo; L.)
DENGAN LOGIKA FUZZY
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memerolah Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANTAN
Pada Jurusan Teknik Pertanian
FaklJltas Teknologi Petanian
Institut Pertanian Bogor
OLEH
NANIK PURWANTI
F0149908
Dilahirkan pada tanggal 08 Januari 1981
Oi Sukoharjo, Jawa Tengah
Tanggal Lulus:
,
/
/
\
> ' 0 ,
.
, �t
r�'
' .. ,
;'
"
�.
: :.
\;
\-
" ,
-"
.
"
"
-�.
o�
.
"
' ._
, , ..
. ,./-'-.
,
.._-
,. ;
\, c
\.\
"
'�8�" ""
".� .- ',
�
0"'---
'•. "
_
"".
�
,:."
..
.
.-::...
;
Dr: Tr. fudi Indra Setiawan, M.Agr
Dosen Pembimbing
Nanik Purwanti. FO I 4908. Model Simulasi
Pengendalian Suhu Pada
Ruang Pemeliharaan Vlat Sutera (Bombx or; L) Dengan Logika Fuy.
Dibawah bimbin.an Dr. Jr. Budi Indra Setiawan, M.A§r.
RINGKASAN
Lingkunan adalah parameter kritis dalam emeliharaan ulat sutera (Bombyx
marl L.). Pertumbuhan ulat sutera saogat diengaruhi kondisi iklim di lokasi
emeliharaan, yaitu suhu, kelembaban nisbi, kualitas udara, aliran udara, dan
cahaya. Selain memengaruhi ertumbuhan ulat, kondisi iklim di lingkungan
emeliharaan
yang
tidak
mcndukung juga
crengaruh
pada
kokon
yang
dihasilkan.
Dalam penelitian ini dilakukan simulasi untuk mengendalikan kondisi iklim
Iingkungan emeliharaan yang dibatasi pada suhu ruangan. Kebutuhan subu
optimum bagi ertumbuhan ulat sutera berbeda·beda sesuai dengan fase insnya.
Instar I membutuhkan suhu 27-29 °C dengan RH 90%. Instar II membutuhkan
suhu 26°C dengan H 85%. Instar III membutuhkan suhu 25°C dengan H 80%.
Instar IV membutuhkan suhu 24°C dengan H 75% dan instar V membutuhkan
suhu 22-23 IC dengan H 65%. Saat ini engendalian suhu di kalangan etani
dilakukan dengan enyiraman ruangan atau emanasan ruangan denao bara
arang. Cara ini selain dibutuhkan tenaga lebih dan hasil suhu yang kurang
optimal, asap mbakaran erdampak buruk bagi kesehatan ulat sutem.
Simulasi engendalian suhu uangan dilakukan dengan logika fuy karena
eubahan suhu udara ik linear dan erubah-ubah sesuai dengan kan
lingkunan di sekitamya. Model simulasi mengunakan miniatur bangunan untuk
3
emeliharaan ulat sutera. Ukuran bangunan 65x55x60 cm dengan konsruksi
multiplex dan iber. Suhu ruang emeliharaan didekati dengan model matematika
keseimbangan energi pidah panas dan massa yang diselesaikan dengan metde
Runge-Kutta.
Pengendahan suhu ruang dilakukan dengan mengatur daya endingin yang
digunakan berdasarkan error dan eda error. Error dan beda error meruakan
input bagi kendali fuzzy. Output dari kendali fuzzy adalah daya yang digunakan
untuk mendapatkan suhu ruangan yang mendekati set oint.
Fungsi keanggotaan input dan fungs! keanggotaan output yang digunakan
adalah fungsi keanggotaan segitiga. Fungsi kcanggotaan ini digunakan untuk
fuzzifikasi dan defuzzifikasi. Strategi fuzziikasi yang digunakan adalah singleton,
sedangkan
defuzziikasi
yang
dipakai
adalah
Cerer Of Area.
Untuk
mengoptimalkan engendalian, ditentukan skala erubahan error, beda error dan
output . Program simulasi ditulis dengan bahasa emrograman Borland Delphi
versi 6.0 yang terbagi atas simulator untuk menampilkan suhu Iing.-.ungan,
simulator untuk memprediksi suhu ruangan, dan simulator kendali logika fuzzy.
Dari simulasi yang dilakukan, prediksi suhu ruangan mampu dilakukan oleh
model yang telah dibuat. Hal ini ditunJukkan dcngan nilai koefisien determinasi
2
(R ) dan RMSE pada erbandingan nilai suhu hasil engukuran dengan njlai suhu
2
hasil simulasi, yaitu 0.9237 untuk R dan O. 19 untuk RMSE. Penyebarail titik-titik
yang
diplotkan memiliki nilai reresi
I.OGOg atau kemiringan
mendekati 45°. Nilai kefisien determinasi yang mendekatl
sudut yang
I, RMSE yang
mendekati 0 serta kemiringan sudut dengan
mendekati
perbandingan antara y dan x
1 bisa dijadikan dasar bahwa model simulasi yang dibuat bisa
mengikutJ erubahan suhu ruangan yang terjadi.
Simulator yang dibuat juga daat mengendalikan suhu ruangan yang telah
diprediksi agar sesuai dengan suhu set oint emeliharaan yang ditetapkan, yaitu
29°C pada instar I, 26°C pada instar n, 25°C pada instar III,
24°C pada instar
IV, dan 22 °C ada instar V. Pengendalian ada masing-masing instar ataupun
engendalian secara keseluruhan menghasilkan output berua kebutuhan daya
minimal yang harus digunakan untuk engendalian seta besar daya terakai ada
tiap waktu. Dengan skala error dan a error 0.1 sementara skala outputnya 30
dierolah hasil untuk engendalian sebagai berikut
engendalian suhu ruang
emeliharaan untuk instar III membtuhkan daya minimal 150 watt. Pada daya
ini, engendalian erlansung baik tanpa adanya
overshoot
dengan jumlah energi
yang dierlukan hingga akhir engendalian adalah 5.022 kwh. Daya terbaik untuk
engendalian insar III adalah 1300 watt dengan kinerja engendalian ditunjukkan
oleh MSE seesar 0.0393 dan koefisien variansi 0. 1513%. Total energi yang
dibutuhkan ada daya ini adalah 5.03298 kwh. Daya minimal engendalian ada
saat instar IV adalah 200 watt yang menhabiskan energi sebesar 5.874 hingga
akhir engendalian denan kinerja engendalian terbaik dierikan oleh daya 1500
watt dengan MSE 0.0443, koefisien variansi 0.1776% dan kebutuhan energi
sebesar 5.88 1 h. Daya minimal engendaiian pada saat instar V adalah 200
watt dengan kinerja engendalian terbaik dierikan oleh daya 1500 watt dengan
MSE 0.0524 dan kefisien variansi 0.2185%. Pengendalian suhu ruangan saat
mulai instar III-V membutuhkan daya engendalian minimum 20 tt dengan
konsumsi energi seesar 6.158 kwh. Pengendalian terbaik diln dengan input
daya 1500 watt ditunjukkan oleh nilai MSE ,ebe,ar 0.041 dan MSE 0.166%.
Konsumsi total energi engendalian mulai instar III-V alh 6. 1647 kwh. Hasil
simulasi engendalian di s dilakukan untuk 48 jam engendalian ada miniatur
bangunan emeliharaan.
Scale up simulasi kemudian dibuat untuk mengetahui biaya oerasional dan
endapatan yang dieroleh pada emeliharaan ulat sutera dengan sistem kendali.
Dibutuhkan daya minimal 200 watt untuk dapat mengendalikan suhu ruangan
untuk
kelima instar ula1. lumlah
energi
yang
dibutuhkan
selama 20 hari
engendahan mulai instar J·V dengan daya tersebut adalah 45.83 kwh. Selama
pengendalian masih ditemukan
suhu
overshoot
karena suhu ruangan berada di bawah
set oint. Dengan skala faktor 0.4, nilai tambah
pada emeliharaan
terkendali mulai didaat pada emeliharaan dengan kapasitas 3 box. Pada
emeliharaan dengan kapasitas di bawah 3 box, pemeliharaan tanpa kendali
memberikan
nilai
tambah
yang
lebih
besar
sehingga
disarankan untuk emeliharaan di bawah kapasitas tersebut.
engendalian
tidak
KATA PENGANTAR
Dengan Menyebut Asma Allah Yang Maha Pengasih dan Maha
Penyayang. Puji syukur kehadirat-Nya, karena haoya dengan rahmat dari-Nya lah
enelitian
an
enulisan
PENGENDALIAN
skripsi
SUHU
PADA
yang
e�udul
RUANG
"MODEL
SIMULASI
PEMELIHARAAN
ULAT
SUTERA (Bobyx od L.) DENGAN GA FUZY" bisa terselesaikan.
Skripsi
ini
mengacu
ada
kegiatan
ersuteraan
alam
yang
dilakukan oleh etani, yang masih dilakukan dengan teknologi tradisional
sehingga hasil produksi yang dieroleh jauh dari standard. Sekiranya dengan
masukan teknologi engendalian untuk mencapai kondisi Iingkungan yang ideal,
produksi yang dihasilkan etani bisa meningkat.
Ueapan terima kasih enults haturkan kepada banyak pihak yang
telah banyak membantu pelaksanaan enelitian dan enulisan skripsi ioi, anara
lain:
I.
Dr. Ir. Budi lodra Setiawan, MAgr selaku dosen embinbing enulis yang
banyak memerikan arahan, etunjuk. dan nasihat atas elaksanaan eelitian
yang dilaksanakan enulis.
2.
Ir Leoold Nelwan, MSi yang memberikan masukan dan membimbing enulis
dalam erumusan model matematika keseimbangan energi, pindah paas dan
massa.
3.
Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, MAgr. yang bersedia menjadi dosen enguji
enulis.
4.
Dr.
If.
Y Aris Purwanto, MSc
yang
bersedia
menguJI
enulis untuk
mendapatkan gelar kesarjanaan.
5.
Bapak, Ibu, Yuni dan Hatini di rumah yang telah banyak memberikan
dorongan moril dan material yang sangat dierlukan oleh enulis sejak tingkat
satu hingga terselesaikannya skipsi ini.
6.
Mama dan Papa Sugiarto di Malang yang senantiasa memesarkan hati
enulis, terima kasih u:.tuk wejangan da. kasih sayang yang selama im
diberikan. Semoga saat ini P:pa tcnang di sisi-Nya.
7.
Mbak Sandy di Surabaya yang selalu mengingatkan enulis untuk tens
berdoa dan erusaha.
8.
Mas Anton Ady Susanto, terima kasih untuk dorongan semangat yang selalu
diberikan agar skripsi ini cepat selesai.
9.
Abun dan Zacky, temen seerjuangan dalam menyelesaikan enelitian yang
betopik serikultur n banyak membantu enulis dalam engambilan data.
lD. Avi, Deni, Asri, Biana, Ferry, Yusuf Besar, Yusuf Keeil, terima kasih untuk
bantuan yang telah dierikan selama enelitian ini berlangsung.
II. Maharani, Ratih, Inneke, Didiet, Vivi "gei", Laba DK dan alumni N 7,
semoga kebersamaan tetap terjalin di hati kita.
12. Mbak Arianti Hartari yang setia menenani enulis, membantu mengedit kaa
kata yang salah, terima kasih untuk canda tawa n inspirasi jalan-jalannya.
13. Temen-temen kostan PCH dan temen-temen EP 36 yang tidak daat
disebutkan satu er satu, terima kasih atas kebersamaannya selama ini.
Semoa skripsi
ini
bisa
menambah literature, memerkaya
khasanah ilmu engetahuan di Jurusan Teknik Pertanian, Fakulas Teknoloi
Pertanian, PB n nnanfaat hagi umat. Kritik atas kekurangan yang a dalam
skripsi ini sekiranya bisa menjadi masukan bagi enulis n menjadi bahan bagi
enyempumaan di kemudian hari.
Bogor,
Agustus 2003
Penulis
ii
DAFTAR lSI
Halaman
...... 1
KATA PENGANTAR............... ..................... ....... ...
DAFTAR ISI............................. ............. ......
. ......... 111
.
DAFT AR SIMBOL..........................................................
DAFT AR TABEL .................................................
.
DAFTAR GAMBAR ............................................
.
. ........ .......... ............. VI
............... ............. VII
. ................. ............ x
DAFTAR LAMPIRAN.....................................
I.
PENDAHULUAN
.......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A LATAR BALAKANG ..
....
..
8. TUJUAN PENELITIAN . .
.
II.
TINJAUAN PUSTA ..
..
A ULAT SUTERA
....
..
.
....
.
.....
.......
..
....
..
.........
... .. .
..
. ........... ...
....
...
.
...
. .. . .
....
...
....
....
.....
..
.........
...
.
(Bombx mori ) .. . . ..
8. SISTEM LOGlKA FUZZY
III.
........... ................ v
.
...
..
...
..
.
.
...
.
....
.
...
.
...
........
2.
Struktur Dasar Kendali Logika Fuy.................
PENDEKATAN TEORITIS
. . ..
....
..
..
....
..
..
............
. .. .
..
.. .
.
..
..
.
...
. ... . .
..
.
..
.
....
. .. .
Teon dan Himpunan fuy. . ..
...
....
........
1.
..
...
............
. .
....
.......
. . . .... . .
.
... . . .
. . . . . . . . . . . ......
..
...
.... ... 4
.
...
.. ..
...
..
..
.
.....
....
.. . .. .. .. .
..
..
..
.. 5
..
...
..
.
. ... ...
.....
..
..
.................. 6
......
....... ..
.
....
...
. .
...
8. ALA T dan BAHAN .................
I.
Ala!... ....
2.
Bahan............................ .
..
.........
.... .. .
.
.
... .
..
....
....
.
. ..... ...... . 12
.
................................. 17
.
....
.
.....
. .
..
....
..
..
.. .
....
...
.........
. .. 17
.
. ..................... 17
.
..................... 17
. ........ 18
.............. .. . " 18
.
. ............ . 19
HASIL DAN PEMBAHASAN .......
A PENGUKURAN SUHU dan ANALISIS INPUT.......
......
II
................................. 15
.. .
C PROSEDUR PENELITIAN.....
B. VERIFIKASI MODEL ..
8
. ............. 8
.
METODE PENELITIAN ...............................
.
4
...
D. ETODE STATISTlKA SEDERHANA ....
V.
.. 3
RNG£-KUTTA ....
A TEMPAT dan WAKTU . .
I
. .. ,' ....................... ................. 5
......
C KENDAll LOGIKA FUZZY . .............. ............. .............
IV.
...
..........
........
A PROSES PINDAH PANAS dan MASSA . .................
8. METODE
.
I
. ..
...
.
.....
..
.....
.
.....
.
.......
..
.
.
..
........
C SOFTWARE SIMULATOR PENGENDALI SUHU .
..
.....
..... 19
. . 22
......
.
..
.... . . 23
....
.....
...
. . .
..
.
..
111
D. SIMULASI PENGENDALIAN SUHU RUANG PEMELIHARAAN 26
..
E. BIAYA PENGENDALIAN ......................................
. ..................... 38
.
F. EFEKTIFITAS dan EFISIENSI PENGENDALIAN..
VI.
KESIMPULAN DAN SARAN
A KESIMPULAN
B. SARAN
......
.........
..
.
. . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
....... . . . . . . . . . . . ....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
...
.
.............
4
45
...........
46
. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . . . . .
4
...........
. . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DAFTAR PUSTAKA
LAMPlRAN
...............
. ..................... . 42
.
.
.
...
.................
.
..............
IV
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Satuan
'
m
A
Luas
Cp
Panas jenis
dE
Peubahan error
"c
dt
Peruhahan waktu
Jam
E
Error
"C
!
Koeffisien pindah panas konveksi dinding luaf
2
wattlm 0e
2
Koeffisien pindah anas konveksi dinding dalam
2
wat/m Ie
r
Enthalpi sistem
wattjamlkg
ha
Enthalpi lingkungan
wattjamlkg
I
fradiasi mataharilsinar
2
wattlm
k
Koefisien pindah s konduksi
wattlm °e
m
Massa
kg
(_,
Laju aliran massa
kg/jam
Qlr
Panas daun murbei
watt
Qwr
Panas ulat sutera
watt
R'
Koeeffisien deteninasi
RMSE
Root Mean quare Error
SD
Standar Deviasi
Ta
Suhu lingkungan
"c
Tr
Suhu ruangan
"c
U
veral U
2
wattln "C
U
KeJuaran Fuzzy
w
Bobot nilai benar
x
Tehal
(secic heat)
watt jamlkg "C
m
v
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel1. Matrik aturan kendah fzzy
Tabel 2. Input
sofware simulasi
..........................
..................
15
. . . . . . . . ............................
. . . . . . . . . . . . . ............... .......................
T.bel 3. Karakteristik engendali.n instar III, IV, V, dan gabunan
..............
25
28
VI
MODEL SIMlJLASI PENGENDALIAN SUHlJ PADA RUANG
PEMELIHARAAN ULAT SUTERA
(BOllbyx IIOi L.)
DENGAN LOGIKA FUZY
OLEH
NANIK PURWANTI
F01499008
2003
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGaR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
MODEL SIMULASI PENGENDALIAN SUHU PADA RUANG
PEMELIHARAAN ULAT SUTERA
(Bombyx mo; L.)
DENGAN LOGIKA FUZZY
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memerolah Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANTAN
Pada Jurusan Teknik Pertanian
FaklJltas Teknologi Petanian
Institut Pertanian Bogor
OLEH
NANIK PURWANTI
F0149908
Dilahirkan pada tanggal 08 Januari 1981
Oi Sukoharjo, Jawa Tengah
Tanggal Lulus:
,
/
/
\
> ' 0 ,
.
, �t
r�'
' .. ,
;'
"
�.
: :.
\;
\-
" ,
-"
.
"
"
-�.
o�
.
"
' ._
, , ..
. ,./-'-.
,
.._-
,. ;
\, c
\.\
"
'�8�" ""
".� .- ',
�
0"'---
'•. "
_
"".
�
,:."
..
.
.-::...
;
Dr: Tr. fudi Indra Setiawan, M.Agr
Dosen Pembimbing
Nanik Purwanti. FO I 4908. Model Simulasi
Pengendalian Suhu Pada
Ruang Pemeliharaan Vlat Sutera (Bombx or; L) Dengan Logika Fuy.
Dibawah bimbin.an Dr. Jr. Budi Indra Setiawan, M.A§r.
RINGKASAN
Lingkunan adalah parameter kritis dalam emeliharaan ulat sutera (Bombyx
marl L.). Pertumbuhan ulat sutera saogat diengaruhi kondisi iklim di lokasi
emeliharaan, yaitu suhu, kelembaban nisbi, kualitas udara, aliran udara, dan
cahaya. Selain memengaruhi ertumbuhan ulat, kondisi iklim di lingkungan
emeliharaan
yang
tidak
mcndukung juga
crengaruh
pada
kokon
yang
dihasilkan.
Dalam penelitian ini dilakukan simulasi untuk mengendalikan kondisi iklim
Iingkungan emeliharaan yang dibatasi pada suhu ruangan. Kebutuhan subu
optimum bagi ertumbuhan ulat sutera berbeda·beda sesuai dengan fase insnya.
Instar I membutuhkan suhu 27-29 °C dengan RH 90%. Instar II membutuhkan
suhu 26°C dengan H 85%. Instar III membutuhkan suhu 25°C dengan H 80%.
Instar IV membutuhkan suhu 24°C dengan H 75% dan instar V membutuhkan
suhu 22-23 IC dengan H 65%. Saat ini engendalian suhu di kalangan etani
dilakukan dengan enyiraman ruangan atau emanasan ruangan denao bara
arang. Cara ini selain dibutuhkan tenaga lebih dan hasil suhu yang kurang
optimal, asap mbakaran erdampak buruk bagi kesehatan ulat sutem.
Simulasi engendalian suhu uangan dilakukan dengan logika fuy karena
eubahan suhu udara ik linear dan erubah-ubah sesuai dengan kan
lingkunan di sekitamya. Model simulasi mengunakan miniatur bangunan untuk
3
emeliharaan ulat sutera. Ukuran bangunan 65x55x60 cm dengan konsruksi
multiplex dan iber. Suhu ruang emeliharaan didekati dengan model matematika
keseimbangan energi pidah panas dan massa yang diselesaikan dengan metde
Runge-Kutta.
Pengendahan suhu ruang dilakukan dengan mengatur daya endingin yang
digunakan berdasarkan error dan eda error. Error dan beda error meruakan
input bagi kendali fuzzy. Output dari kendali fuzzy adalah daya yang digunakan
untuk mendapatkan suhu ruangan yang mendekati set oint.
Fungsi keanggotaan input dan fungs! keanggotaan output yang digunakan
adalah fungsi keanggotaan segitiga. Fungsi kcanggotaan ini digunakan untuk
fuzzifikasi dan defuzzifikasi. Strategi fuzziikasi yang digunakan adalah singleton,
sedangkan
defuzziikasi
yang
dipakai
adalah
Cerer Of Area.
Untuk
mengoptimalkan engendalian, ditentukan skala erubahan error, beda error dan
output . Program simulasi ditulis dengan bahasa emrograman Borland Delphi
versi 6.0 yang terbagi atas simulator untuk menampilkan suhu Iing.-.ungan,
simulator untuk memprediksi suhu ruangan, dan simulator kendali logika fuzzy.
Dari simulasi yang dilakukan, prediksi suhu ruangan mampu dilakukan oleh
model yang telah dibuat. Hal ini ditunJukkan dcngan nilai koefisien determinasi
2
(R ) dan RMSE pada erbandingan nilai suhu hasil engukuran dengan njlai suhu
2
hasil simulasi, yaitu 0.9237 untuk R dan O. 19 untuk RMSE. Penyebarail titik-titik
yang
diplotkan memiliki nilai reresi
I.OGOg atau kemiringan
mendekati 45°. Nilai kefisien determinasi yang mendekatl
sudut yang
I, RMSE yang
mendekati 0 serta kemiringan sudut dengan
mendekati
perbandingan antara y dan x
1 bisa dijadikan dasar bahwa model simulasi yang dibuat bisa
mengikutJ erubahan suhu ruangan yang terjadi.
Simulator yang dibuat juga daat mengendalikan suhu ruangan yang telah
diprediksi agar sesuai dengan suhu set oint emeliharaan yang ditetapkan, yaitu
29°C pada instar I, 26°C pada instar n, 25°C pada instar III,
24°C pada instar
IV, dan 22 °C ada instar V. Pengendalian ada masing-masing instar ataupun
engendalian secara keseluruhan menghasilkan output berua kebutuhan daya
minimal yang harus digunakan untuk engendalian seta besar daya terakai ada
tiap waktu. Dengan skala error dan a error 0.1 sementara skala outputnya 30
dierolah hasil untuk engendalian sebagai berikut
engendalian suhu ruang
emeliharaan untuk instar III membtuhkan daya minimal 150 watt. Pada daya
ini, engendalian erlansung baik tanpa adanya
overshoot
dengan jumlah energi
yang dierlukan hingga akhir engendalian adalah 5.022 kwh. Daya terbaik untuk
engendalian insar III adalah 1300 watt dengan kinerja engendalian ditunjukkan
oleh MSE seesar 0.0393 dan koefisien variansi 0. 1513%. Total energi yang
dibutuhkan ada daya ini adalah 5.03298 kwh. Daya minimal engendalian ada
saat instar IV adalah 200 watt yang menhabiskan energi sebesar 5.874 hingga
akhir engendalian denan kinerja engendalian terbaik dierikan oleh daya 1500
watt dengan MSE 0.0443, koefisien variansi 0.1776% dan kebutuhan energi
sebesar 5.88 1 h. Daya minimal engendaiian pada saat instar V adalah 200
watt dengan kinerja engendalian terbaik dierikan oleh daya 1500 watt dengan
MSE 0.0524 dan kefisien variansi 0.2185%. Pengendalian suhu ruangan saat
mulai instar III-V membutuhkan daya engendalian minimum 20 tt dengan
konsumsi energi seesar 6.158 kwh. Pengendalian terbaik diln dengan input
daya 1500 watt ditunjukkan oleh nilai MSE ,ebe,ar 0.041 dan MSE 0.166%.
Konsumsi total energi engendalian mulai instar III-V alh 6. 1647 kwh. Hasil
simulasi engendalian di s dilakukan untuk 48 jam engendalian ada miniatur
bangunan emeliharaan.
Scale up simulasi kemudian dibuat untuk mengetahui biaya oerasional dan
endapatan yang dieroleh pada emeliharaan ulat sutera dengan sistem kendali.
Dibutuhkan daya minimal 200 watt untuk dapat mengendalikan suhu ruangan
untuk
kelima instar ula1. lumlah
energi
yang
dibutuhkan
selama 20 hari
engendahan mulai instar J·V dengan daya tersebut adalah 45.83 kwh. Selama
pengendalian masih ditemukan
suhu
overshoot
karena suhu ruangan berada di bawah
set oint. Dengan skala faktor 0.4, nilai tambah
pada emeliharaan
terkendali mulai didaat pada emeliharaan dengan kapasitas 3 box. Pada
emeliharaan dengan kapasitas di bawah 3 box, pemeliharaan tanpa kendali
memberikan
nilai
tambah
yang
lebih
besar
sehingga
disarankan untuk emeliharaan di bawah kapasitas tersebut.
engendalian
tidak
KATA PENGANTAR
Dengan Menyebut Asma Allah Yang Maha Pengasih dan Maha
Penyayang. Puji syukur kehadirat-Nya, karena haoya dengan rahmat dari-Nya lah
enelitian
an
enulisan
PENGENDALIAN
skripsi
SUHU
PADA
yang
e�udul
RUANG
"MODEL
SIMULASI
PEMELIHARAAN
ULAT
SUTERA (Bobyx od L.) DENGAN GA FUZY" bisa terselesaikan.
Skripsi
ini
mengacu
ada
kegiatan
ersuteraan
alam
yang
dilakukan oleh etani, yang masih dilakukan dengan teknologi tradisional
sehingga hasil produksi yang dieroleh jauh dari standard. Sekiranya dengan
masukan teknologi engendalian untuk mencapai kondisi Iingkungan yang ideal,
produksi yang dihasilkan etani bisa meningkat.
Ueapan terima kasih enults haturkan kepada banyak pihak yang
telah banyak membantu pelaksanaan enelitian dan enulisan skripsi ioi, anara
lain:
I.
Dr. Ir. Budi lodra Setiawan, MAgr selaku dosen embinbing enulis yang
banyak memerikan arahan, etunjuk. dan nasihat atas elaksanaan eelitian
yang dilaksanakan enulis.
2.
Ir Leoold Nelwan, MSi yang memberikan masukan dan membimbing enulis
dalam erumusan model matematika keseimbangan energi, pindah paas dan
massa.
3.
Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, MAgr. yang bersedia menjadi dosen enguji
enulis.
4.
Dr.
If.
Y Aris Purwanto, MSc
yang
bersedia
menguJI
enulis untuk
mendapatkan gelar kesarjanaan.
5.
Bapak, Ibu, Yuni dan Hatini di rumah yang telah banyak memberikan
dorongan moril dan material yang sangat dierlukan oleh enulis sejak tingkat
satu hingga terselesaikannya skipsi ini.
6.
Mama dan Papa Sugiarto di Malang yang senantiasa memesarkan hati
enulis, terima kasih u:.tuk wejangan da. kasih sayang yang selama im
diberikan. Semoga saat ini P:pa tcnang di sisi-Nya.
7.
Mbak Sandy di Surabaya yang selalu mengingatkan enulis untuk tens
berdoa dan erusaha.
8.
Mas Anton Ady Susanto, terima kasih untuk dorongan semangat yang selalu
diberikan agar skripsi ini cepat selesai.
9.
Abun dan Zacky, temen seerjuangan dalam menyelesaikan enelitian yang
betopik serikultur n banyak membantu enulis dalam engambilan data.
lD. Avi, Deni, Asri, Biana, Ferry, Yusuf Besar, Yusuf Keeil, terima kasih untuk
bantuan yang telah dierikan selama enelitian ini berlangsung.
II. Maharani, Ratih, Inneke, Didiet, Vivi "gei", Laba DK dan alumni N 7,
semoga kebersamaan tetap terjalin di hati kita.
12. Mbak Arianti Hartari yang setia menenani enulis, membantu mengedit kaa
kata yang salah, terima kasih untuk canda tawa n inspirasi jalan-jalannya.
13. Temen-temen kostan PCH dan temen-temen EP 36 yang tidak daat
disebutkan satu er satu, terima kasih atas kebersamaannya selama ini.
Semoa skripsi
ini
bisa
menambah literature, memerkaya
khasanah ilmu engetahuan di Jurusan Teknik Pertanian, Fakulas Teknoloi
Pertanian, PB n nnanfaat hagi umat. Kritik atas kekurangan yang a dalam
skripsi ini sekiranya bisa menjadi masukan bagi enulis n menjadi bahan bagi
enyempumaan di kemudian hari.
Bogor,
Agustus 2003
Penulis
ii
DAFTAR lSI
Halaman
...... 1
KATA PENGANTAR............... ..................... ....... ...
DAFTAR ISI............................. ............. ......
. ......... 111
.
DAFT AR SIMBOL..........................................................
DAFT AR TABEL .................................................
.
DAFTAR GAMBAR ............................................
.
. ........ .......... ............. VI
............... ............. VII
. ................. ............ x
DAFTAR LAMPIRAN.....................................
I.
PENDAHULUAN
.......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A LATAR BALAKANG ..
....
..
8. TUJUAN PENELITIAN . .
.
II.
TINJAUAN PUSTA ..
..
A ULAT SUTERA
....
..
.
....
.
.....
.......
..
....
..
.........
... .. .
..
. ........... ...
....
...
.
...
. .. . .
....
...
....
....
.....
..
.........
...
.
(Bombx mori ) .. . . ..
8. SISTEM LOGlKA FUZZY
III.
........... ................ v
.
...
..
...
..
.
.
...
.
....
.
...
.
...
........
2.
Struktur Dasar Kendali Logika Fuy.................
PENDEKATAN TEORITIS
. . ..
....
..
..
....
..
..
............
. .. .
..
.. .
.
..
..
.
...
. ... . .
..
.
..
.
....
. .. .
Teon dan Himpunan fuy. . ..
...
....
........
1.
..
...
............
. .
....
.......
. . . .... . .
.
... . . .
. . . . . . . . . . . ......
..
...
.... ... 4
.
...
.. ..
...
..
..
.
.....
....
.. . .. .. .. .
..
..
..
.. 5
..
...
..
.
. ... ...
.....
..
..
.................. 6
......
....... ..
.
....
...
. .
...
8. ALA T dan BAHAN .................
I.
Ala!... ....
2.
Bahan............................ .
..
.........
.... .. .
.
.
... .
..
....
....
.
. ..... ...... . 12
.
................................. 17
.
....
.
.....
. .
..
....
..
..
.. .
....
...
.........
. .. 17
.
. ..................... 17
.
..................... 17
. ........ 18
.............. .. . " 18
.
. ............ . 19
HASIL DAN PEMBAHASAN .......
A PENGUKURAN SUHU dan ANALISIS INPUT.......
......
II
................................. 15
.. .
C PROSEDUR PENELITIAN.....
B. VERIFIKASI MODEL ..
8
. ............. 8
.
METODE PENELITIAN ...............................
.
4
...
D. ETODE STATISTlKA SEDERHANA ....
V.
.. 3
RNG£-KUTTA ....
A TEMPAT dan WAKTU . .
I
. .. ,' ....................... ................. 5
......
C KENDAll LOGIKA FUZZY . .............. ............. .............
IV.
...
..........
........
A PROSES PINDAH PANAS dan MASSA . .................
8. METODE
.
I
. ..
...
.
.....
..
.....
.
.....
.
.......
..
.
.
..
........
C SOFTWARE SIMULATOR PENGENDALI SUHU .
..
.....
..... 19
. . 22
......
.
..
.... . . 23
....
.....
...
. . .
..
.
..
111
D. SIMULASI PENGENDALIAN SUHU RUANG PEMELIHARAAN 26
..
E. BIAYA PENGENDALIAN ......................................
. ..................... 38
.
F. EFEKTIFITAS dan EFISIENSI PENGENDALIAN..
VI.
KESIMPULAN DAN SARAN
A KESIMPULAN
B. SARAN
......
.........
..
.
. . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
....... . . . . . . . . . . . ....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
...
.
.............
4
45
...........
46
. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . . . . .
4
...........
. . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DAFTAR PUSTAKA
LAMPlRAN
...............
. ..................... . 42
.
.
.
...
.................
.
..............
IV
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Satuan
'
m
A
Luas
Cp
Panas jenis
dE
Peubahan error
"c
dt
Peruhahan waktu
Jam
E
Error
"C
!
Koeffisien pindah panas konveksi dinding luaf
2
wattlm 0e
2
Koeffisien pindah anas konveksi dinding dalam
2
wat/m Ie
r
Enthalpi sistem
wattjamlkg
ha
Enthalpi lingkungan
wattjamlkg
I
fradiasi mataharilsinar
2
wattlm
k
Koefisien pindah s konduksi
wattlm °e
m
Massa
kg
(_,
Laju aliran massa
kg/jam
Qlr
Panas daun murbei
watt
Qwr
Panas ulat sutera
watt
R'
Koeeffisien deteninasi
RMSE
Root Mean quare Error
SD
Standar Deviasi
Ta
Suhu lingkungan
"c
Tr
Suhu ruangan
"c
U
veral U
2
wattln "C
U
KeJuaran Fuzzy
w
Bobot nilai benar
x
Tehal
(secic heat)
watt jamlkg "C
m
v
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel1. Matrik aturan kendah fzzy
Tabel 2. Input
sofware simulasi
..........................
..................
15
. . . . . . . . ............................
. . . . . . . . . . . . . ............... .......................
T.bel 3. Karakteristik engendali.n instar III, IV, V, dan gabunan
..............
25
28
VI