PENGONTROL SUHU UDARA INKUBATOR BAYI KUCING BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 DENGAN METODA FUZZY LOGIC Tugas Akhir - Pengontrol suhu udara inkubator bayi kucing berbasis Mikrokontroler AT89S52 dengan metoda Fuzzy Logic - USD Repository

  PENGONTROL SUHU UDARA INKUBATOR BAYI KUCING BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 DENGAN METODA FUZZY LOGIC Tugas Akhir Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Oleh: Nama : IGN. Heru Wahyudi M.D.A. NIM : 035114050 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

  TEMPERATURE CONTROL FOR INCUBATOR KITTEN BASED ON AT89S52 MICROCONTROLLER WITH METHODE FUZZY LOGIC Final Project Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program By: Name : IGN. Heru Wahyudi M.D.A. Student Number: 035114050 ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY

  

PENGONTROL SUHU UDARA INKUBATOR BAYI KUCING

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

DENGAN METODA FUZZY LOGIC

Heru wahyudi

035114050

  

Intisari

  Memelihara kucing mempunyai kepuasan tersendiri dan kebanyakan orang menjadikannya sebagai hewan kesayangan. Sering kali pada saat melahirkan induk kucing mengalami kematian, sehingga bayi kucing tersebut membutuhkan suhu ruangan yang nyaman. Inkubator dapat dijadikan sebagai media untuk merawat bayi kucing, karena suhu udaranya dapat dikontrol, sehingga suhu udaranya sesuai dengan yang diharapkan.

  Mikrokontroler AT89S52 berperan sebagai pengendali suhu udara inkubator. Sistem ini didukung dengan lampu sebagai pemanas dan kipas sebagai pendingin. Sensor suhu yang digunakan adalah LM335. Data yang diperoleh kemudian diolah oleh mikrokontroler. Suhu yang

  o o

  diinginkan mempunyai 3 pilihan yaitu 32 C untuk bayi yang berumur 0-7 hari, 28 C untuk bayi

  o

  yang berumur 8-14 hari, 26 C untuk bayi yang berumur 15-28 hari . Suhu yang terukur ditampilkan pada 3 digit seven segment. Metode pengendalian yang digunakan berbasis kendali logika samar.

  Piranti pengontrol suhu udara inkubator bayi kucing ini dapat diimplementasikan untuk mengontrol suhu dengan media mikrokontroler AT89S52. Terbukti pada hasil pengujian setiap

  

set point tercapai dan stabil, gangguan yang diberikan tidak mempengaruhi kestabilan suhu udara

inkubator.

  Kata kunci : inkubator, bayi kucing , kendali logika samar, mikrokontroler

  

TEMPERATURE CONTROL FOR INCUBATOR KITTEN

BASED ON AT89S51 MICROCONTROLLER

WITH METHODE FUZZY LOGIC

Heru wahyudi

035114050

  

Abstract

  Taking care a cat might give self satisfaction for most people. Mostly, when bearing, the mother cat die which makes the kitten needs the comfortable room temperature. Incubator could be used as the media to take care kitten, since the temperature can be controlled as what we expect.

  AT89S52 microcontroller had the role as the incubator temperature controller. This system was supported by the lamp as the heater and the fan as the cooler. The temperature sensor used was 1m335 then processed by the microcontroller. The

  o o

  expected temperature has three options, 32 C for a 0-7 days old, 28 C for a 8-14 days

  o

  old, 26 C for a 15-28 days old kitten. The measured temperature was showed by 3 digit seven segment. Controlling method use fuzzy logic controller (FLC).

  Device of Temperature controller incubator kitten could be implemented to control the temperature by AT89S52 microcontroller as the media. It was proved on the test result, each set point was reached and stabil, the given interference did not influence the incubator temperature stability.

  Key words : incubator, kitten, fuzzy logic controller, microcontroller.

  .

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, karena kasih karunia-Nya penulis akhirnya dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dan lancar. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana pada program studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Dalam proses penulisan tugas akhir ini penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang telah memberikan perhatian dan bantuan sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Maka dari itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Yosef Agung Cahyanta S.T.,M.T, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. B. Wuri Harini, S.T., M.T., selaku Kaprodi Teknik Elektro Universitas

  Sanata Dharma Yogyakarta dan banyak membantu dalam menyelesaikan tulisan ini.

  3. Ir. Th. Prima Ari Setyiani, M.T., selaku pembimbing I 4.

  A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng. dan Djoko Untoro Suwarno, S.Si, M.T sebagai penguji dan kepada seluruh dosen Teknik Elektro Universitas Sanata.

  5. Bapak M maryono(Alm) dan Ibu Maria Supimurtini sebagai orang tua yang baik. I. Singgih H dan A Tri Dewi sebagai saudaraku

  7. Laboran Teknik Elektro : mas Broto, mas Mardi, mas Sur, mas Hardi.

  8. Dan seluruh pihak yang telah ambil bagian dalam proses penulisan tugas akhir ini yang terlalu banyak jika disebutkan satu-persatu.

  Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.

  Yogyakarta, juni 2009 Penulis

  DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING iii .. ................................................. HALAMAN PENGESAHAN ... ................................................................................... iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA v .. ............................................................ MOTO DAN PERSEMBAHAN vi .. .....................................................................

  INTISARI .................................................................................................... vii ABSTRACT viii ................................................................................................ KATA PENGANTAR ix ..................................................................................... DAFTAR ISI ................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xiv DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xvii DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xviii

  BAB I. PENDAHULUAN 1 ................................................................................

  1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................................... 1

  1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian ......................................................................... 2

  1.3 Batasan Masalah ................................................................................................ 2

  1.4 Metodologi Penelitian ....................................................................................... 2 BAB II. DASAR TEORI ..................................................................................

  4

  2.1 Sensor suhu ..................................................................................................... 4

  2.2 Pengondisi Sinyal (Span & Zero) ................................................................... 5

  a. Penguat Beda (differential Amplifier) .................................................... 7

  b. Pembagi Tegangan dengan Penyangga (rangkaian pengurang). ............ 8

  2.3 Pengubah Data (tegangan) Analog ke Data Digital ........................................ 9

  2.4 Mikrokontroler AT89S52 ............................................................................. 11

  2.4.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52 ..................................... 12

  2.4.2 RAM Internal .................................................................................. 12

  2.4.2.1 Flash PEROM ................................................................. 14

  2.4.2.2 PSW (Program Status Word ........................................... 14

  2.4.3 Rangkaian Osilator Mikrokontroler ................................................ 15

  2.4.4 Rangkaian Reset Mikrokotroler ...................................................... 15

  2.5 Himpunan Kabur (Fuzzy Logic) ................................................................... 16

  2.5.1 Fungsi Pengaburan .......................................................................... 17

  2.5.2 Basis Pengetahuan .......................................................................... 19

  2.5.3 Unit Penalaran Kabur ...................................................................... 20

  2.5.4 Unit Penegasan ................................................................................ 20

  2.6 Seven segment .............................................................................................. 22

  2.7 Definisi spesifikasi respon transien .............................................................. 22

  a. Waktu runda (delay time) .................................................................... 23

  b. Waktu naik (rise time) ......................................................................... 23

  c. Waktu puncak ...................................................................................... 23

  d. Lewatan maksimum (M p ) .................................................................... 23

  e. Waktu penetapan ................................................................................. 24

  BAB III. PERANCANGAN ......................................................................................... 25

  3.1 Perancangan Perangkat Keras ...................................................................... 26

  3.1.1 Perancangan Inkubator (Plant ............................................................... 26

  3.1.2 Sensor suhu elektronis LM335 dan penyangga .................................... 27

  3.1.3 Hubungan sinyal terkondisi dengan ADC0804 .................................... 28

  3.1.4 Antarmuka ADC 0804 dengan Mikrokontroler AT89S52 ................... 29

  3.1.5 Rangkaian Pengkondisi Isyarat Untuk Masukan ADC ......................... 29

  3.1.6 Rangkaian reset mikrokontroler ............................................................ 32

  3.1.7 Key Pad ................................................................................................. 33

  3.1.8 Tampilan Suhu ...................................................................................... 34

  3.2 Pembuatan Rules ........................................................................................... 35

  3.3 Perancangan Perangkat Lunak ...................................................................... 36

  3.3.1 Program Penghitungan error dan d_error ............................................ 39

  3.3.2 Program Fuzzy Logic Controll (FLC) .................................................. 41

  3.3.2.1 Program Fuzzifikasi ........................................................................ 41

  3.3.2.2 Program Inferensi ............................................................................ 42

  3.3.2.3 Program Defuzzification (penegasan) ............................................. 45

  3.3.3 Program penampilan suhu ..................................................................... 47

  BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................... 49

  4.1 Cara kerja inkubator bayi kucing ................................................................... 51

  4.2 Pengamatan dan analisa suhu inkubator ........................................................ 52

  o

  4.2.1 Hasil pengamatan pada set point 26 C ............................................. 52

  o

  4.2.2 Hasil pengamatan pada set point 28 C ............................................. 55

  o

  4.2.3 Hasil pengamatan pada set point 32 C .............................................. 56

  4.3 Hasil pengamatan menghadapi gangguan ..................................................... 58

  

o

  4.3.1 Pengujian pada set point 26 C .......................................................... 59

  

o

  4.3.2 Pengujian pada set point 28 C .......................................................... 59

  

o

  4.3.3 Pengujian pada set point 32 C .......................................................... 61

  4.4 Program utama ............................................................................................... 63

  4.4.1 Penghitungan error dan d_error ......................................................... 65

  4.4.2 Program fuzzy logic ........................................................................... 65

  4.4.2.1 Fuzzification ....................................................................... 66

  4.4.2.2 Basis data ........................................................................... 67

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 68

  5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 68

  5.2 Saran ............................................................................................................. 68

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DATA HASIL PENGUKURAN LAMPIRAN GAMBAR RANGKAIAN

  

LAMPIRAN LIST PROGRAM

LAMPIRAN DATA SHEET

  DAFTAR GAMBAR halaman

Gambar 2.1. Simbol dan bentuk IC LM335 ............................................................ 5Gambar 2.2. Sensor suhu sederhana tanpa kalibarasi .............................................. 6Gambar 2.3. Two-port system .................................................................................. 7Gambar 2.4. Penguat Beda (differential amplifier) ................................................. 8Gambar 2.5. Pembagi tegangan dengan penyangga ............................................... 9Gambar 2.6. Diagram blok pengubah analog ke digital ........................................ 10Gambar 2.7. Pin ADC0804 .................................................................................... 12Gambar 2.8. Konfigurasi pin Mikrokontroler AT89S52 ....................................... 13Gambar 2.9. Lokasi RAM Internal ........................................................................ 15Gambar 2.10. Rangkaian osilator mikrokontroler ................................................. 16Gambar 2.11. Rangkaian reset mikrokontroler ........................................................ 17Gambar 2.12. Struktur dasar suatu sustem kendali kabur ........................................ 18Gambar 2.13. Nilai fungsi pengaburan segitiga....................................................... 20Gambar 2.14. Rangakaian led common catoda ...................................................... 23Gambar 2.15. Susunan led seven segment tampak atas ........................................... 23Gambar 3.1. Diagram kotak pengontrol suhu udara pada inkubator ...................... 25Gambar 3.2. Rancangan konstruksi inkubator ....................................................... 26Gambar 3.3. Rangkain sensor LM335 .................................................................... 27Gambar 3.4. Hubungan sinyal terkondisi dengan ADC080438 ............................. 28Gambar 3.7. Rangkaian penguat beda .................................................................... 31Gambar 3.8. Rangkaian reset .................................................................................. 32Gambar 3.9. Antarmuka antara key pad dengan Mikrokontroler AT89s52 ........... 33Gambar 3.10. Rangakaian seven segment. ................................................................ 34

  istem tipikal dan pembagian daerahnya

Gambar 3.11. Respon s ................................. 35Gambar 3.12. (a) Fungsi keanggotaan error dan d_error ........................................ 36

  (b) Fungsi keanggotan output ............................................................ 36

Gambar 3.13. Diagram alir program utama ……………………… ........................... 38Gambar 3.14. Diagram alir program Penghitungan error dan d_error ...................... 40Gambar 3.15. Diagram alir program penyulutan fungsi keanggotaan masukan .......... 42Gambar 3.16. Diagram alir program basis data. ......................... ……………………44Gambar 3.17. Diagram alir program basis kaidah …………………… ..................... 45Gambar 3.18. Diagram alir program defuzzifikasi ............. …………………………46Gambar 3.19. Diagram alir program panampilan suhu ............................................... 47Gambar 4.1. Inkubator kucing................................................................................... 48Gambar 4.2. Panel kontrol......................................................................................... 49Gambar 4.3. Pendingin inkubator sederhana ........................................................... 50Gambar 4.4. Pemanas suhu udara ............................................................................. 50

  o

Gambar 4.5. Grafik respon transien set point 26

  C................................................... 53

  o

Gambar 4.6. Grafik respon transien set point 28

  C................................................... 55

  o

Gambar 4.7. Grafik respon transien set point 32

  C................................................... 57

  o

Gambar 4.8. Grafik pengujian ganguan set point 26

  C............................................. 59

  o

Gambar 4.9 Grafik pengujian ganguan set point 28

  C............................................. 61

  o

Gambar 4.11 Program utama pengontrol suhu udara inkubator berbasis mikrokontroler. ..................................................................................... 63Gambar 4.12 Program pengitungan error ................................................................... 64Gambar 4.13 Program fuzzification ........................................................................... 65Gambar 4.14 Subrutine program basis data ............................................................... 66

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran I Perancangan Tampilan Mode F1 ……………………………. LI Lampiran II Gambar Rangkaian ………………………………………….. LII Lampiran III Daftar ASCII ………………………………………………... LIII

Lampiran IV Listing Program .…………………………………………....... LIV

Lampiran V Datasheet ……………………………………………………. LV

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Kebutuhan bayi kucing yang harus di penuhi oleh induknya diantaranya adalah kehangatan, perlindungan, pendidikan, nutrisi dan perawatan. Kebutuhan akan suhu yang nyaman bisa terpenuhi secara alami, diantanya adalah berasal dari suhu tubuh induknya atau suhu tubuh anakan kucing yang lainnya.

  Bayi kucing yang lahir prematur, induk kucing yang mengalami gangguan kesehatan saat melahirkan dan jumlah bayi kucing yang banyak, menyebabkan kurang terpenuhinya kebutuhan-kebutuhan bagi bayi kucing. Pemberian perlindungan, nutrisi, perawatan dan pendidikan dapat dilakukan secara langsung oleh manusia secara rutin, sedangkan kebutuhan kehangatan memerlukan tindakan khusus untuk mendapatkan suhu yang nyaman dan stabil.

  Bayi kucing yang baru dilahirkan sangat sensitive terhadap suhu ruangan. Salah satu masalah yang akan timbul jika suhu ruangan tidak sesuai dengan kebutuhan bayi kucing adalah mengalami hipotermi. Banyak cara yang diciptakan untuk membuat suhu yang cocok dan nyaman untuk bayi kucing tersebut. Salah satu cara yang dilakukan oleh pakar kesehatan adalah menempatkan bayi kucing pada sebuah inkubator. Untuk menjaga temperatur udara yang diinginkan pada sebuah inkubator bayi hewan khususnya kucing, sekarang ini masih dilakukan secara manual yaitu dengan menyalakan atau mematikan lampu berdasarkan suhu yang terukur oleh termometer ruangan atau secara prediksi. otomatis dan pengontrol suhu menggunakan mikrokontroler AT89S51 dengan metoda logika kabur (fuzzy logic control).

  1.2 Pembatasan Masalah

  Spesifikasi alat yang akan dibuat seperti yang telah diuraikan di atas dibatasi pada:

  1. Penggunaan inkubator dikhususkan pada bayi kucing yang berumur 0 sampai 28 hari dengan suhu yang diinginkan pada umur 0-7 hari adalah

  o o

  32 C, pada umur 8-14 hari adalah 28 C sedangkan pada umur 15-28 hari

  o

  membutuhkan suhu udara 26 C.

  2. Sistem pengendali menggunakan mikrokontroler Atmel seri AT89S52 dan program fuzzy logic controller yang tersimpan didalamnya.

  3. Sebagai pemanas digunakan empat buah lampu 100 watt dan pendinginnya menggunakan kipas.

  4. Tampilan suhu aktual menggunakan seven segment 3 angka.

  1.3 Tujuan Penelitian

  Tujuan Penelitian ini adalah menghasilkan pengontrol suhu inkubator bayi kucing dengan metoda fuzzy logic conroller (FLC).

  1.4 Metodologi Penelitian

  Merodologi penelitian yang akan digunakan dalam penelitian ini pada pembuatan alat ini adalah sebagai berikut:

  3. Perancangan dan pengujian rangkaian pengendali lampu AC 100W dan kipas angin 12V.

  4. Perancangan dan pengujian AT89S51 untuk pengolah data yang diterima dari tranduser suhu dan mengendalikan sistem pengendali.

5. Perancangan dan pengujian fuzzy logic controller untuk diaplikasikan sebagai pengendali suhu udara inkubator menggunakan bahasa assembler.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Sensor Suhu

  Untuk tranduser suhu secara khusus sudah tersedia dalam bentuk bahan semikonduktor dengan bentuk fisik seperti transistor dengan tiga buah kaki.

  Kemampuan bahan semikonduktor ini mempunyai jangkauan pengukuran yang lebar, dan mempunyai sifat yang benar-benar linier antara perubahan suhu yang diterima dan tegangan keluaran yang dihasilkannya. Contohnya adalah semikonduktor terintegrasi berupa IC LM35 dan LM335.

  Inkubator yang dibuat menggunakan semikonduktor terintegrasi berupa IC LM335. Perubahan nilai tegangan keluaran adalah sebesar 10 mV setiap satu derajad. Simbol dan bentuk dari LM335 dapat dilihat pada gambar 2.1. simbol tampak bawah Gambar 2.1. Simbol dan Bentuk IC LM335.

  LM335 berupa semikonduktor yang secara fisik bentuknya sama dengan transistor tiga kaki. Dilihat dari bawah dengan bidang yang mendatar berada di atas maka dapat ditentukan kaki-kakinya. Kaki pertama merupakan kaki adj, kaki kedua adalah kaki anoda dan kaki ketiga adalah kaki katoda. IC LM335 sebenarnya adalah dioda zener yang stabil. Karena itu penerapannya dalam untai elektronis sama dengan dioda, secara sederhana untainya dapat digambarkan seperti pada gambar 2.2

  [2]

  V C.

  …………………………………………………...2.2

  Rentang arus untuk sensor LM335 adalah 400μA hingga 5mA. Resistor Rs adalah hambatan untuk membatasi arus masukan. Besarnya arus yang mengalir kedalam sensor adalah,

  I C ) X 10mV ………………………………….2.1

  = R s

  R s V c c

  lm335 = ( 273 + o

  Tegangan yang dihasilkan sensor berdasarkan besarnya suhu dalam celcius adalah

Gambar 2.2 Sensor suhu sederhana Tanpa kalibrasi

  o

  C sampai dengan 100

  o

  2. Mempunyai jangkah pengukuran suhu yang besar dari –40 C bila pada komponen ini diberi catu daya maka ia akan bekerja sebagai sensor suhu yang bersifat linier.

  o

  1. LM334 mempunyai perubahan pada keluaran sebesar 10mV setiap 1

  Berikut ini adalah beberapa karakteristik dari LM335 yang mendukung pembuatan inkubator dalam pendeteksian suhu udara: .

2.2 Pengondisi Sinyal (Span & Zero)

  input adc dan tegangan maksimal keluaran sensor diubah menjadi tegangan

  [2]

  maksimal tegangan input adc. Diagram blok pengkondisi sinyal ditunjukan gambar 2.3.

Gambar 2.3. Two-port system

  Besarnya penguatan dari pengkondisi sinyal adalah perbandingan antara tegangan keluaran dengan tegangan input. Besarnya penguatan dapat di tulis dalam persamaan sebagai berikut yaitu

  V o A V = .....................................................................................................................

  V i Vi

  X

  1 Vo Y

  1 .................................................................................................. =

  X

  2 −

  X

  1 Y 2 − Y

  1 Penyesuaian sinyal ini menggunakan penguat operasional (op-amp).

  Penggunaan op-amp diperlukan karena op-amp mempunyai sifat penting salah satunya yaitu mempunyai impedansi masukan tinggi dan impedansi keluaran rendah, sehingga tidak perlu arus yang besar untuk mengaktifkan op-amp dan mempunyai nilai penguatan yang tinggi. Pengkondisi sinyal ini terdiri dari dua bagian yaitu:

  1. Bagian rangkaian penguat beda

  2. Bagian rangkaian pengurang Pada rangkaian penguat beda input positif (non inverting) terhubung dengan keluaran sensor dan input negatif (inverting) terhubung dengan tegangan a.

  

[2]

  Penguat Beda (differential Amplifier) Penguat beda merupakan bagian dari penguat instrumentasi dalam pengukuran. Penguat ini dirancang dengan menggunakan op-amp dan tahanan presisi yang membuat rangkaian menjadi stabil dan berguna ketika ketelitian menjadi suatu hal yang penting.

  Penguat beda ini mempunyai dua masukan yaitu V1 yang terhubung dengan masukan membalik dan V2 yang terhubung dengan masukan tidak membalik, Rangkaian penguat beda ini ditunjukan pada gambar 2.4. Masing-masing masukan ini terhubung dengan sebuah tahanan, pada masukan membalik diberi tahanan umpan balik dari keluaran dan pada masukan tidak membalik diberi sebuah tahanan yang terhubung dengan bumi.

Gambar 2.4. Penguat Beda (differential amplifier)

  Pada masukan membalik terdapat penguatan tegangan masukan sebesar

  R f A i n v = − ............................................................................................. 2.8 R 1 Pada masukan tak membalik terdapat penguatan tegangan masukan sebesar

  

  • R R R   

  f 1 g  

   ................................................................ 2.9 A = − n o i n n v

     

  • R R R

  1

  

2

g

     

  • =
  •     
  • =

  2

     

     

    

    

    

  − =

  = =

  Bila Rf = RG dan R2= R1, maka

  ( )

  1

  V i R R g V o u t

  1 V

  V V o u t V o u t

    

    

  = ..........................................................................................................................

  2.12

  1 R

  R g V = ∆

  ..........................................................................................................................

  2.13

  b. Pembagi Tegangan dengan Penyangga (rangkaian pengurang)

  [2]

  V g g f f o u t V V o u t

  V R R

  Rangkaian ini merupakan sumber tegangan yang digunakan sebagai tegangan pengurang, .

  

2

  1 1 2

  .V

  R R

  V V o u t f

    

    

  − =

  = ......... 2.10

  Pada saat V1 = 0 dan V2 0 maka keluaran penguat beda adalah

  2

  1

  V R R R R R R

  1

  1 .V

  R R R R R R

  V V o u t g g f

     

     

  

  = ......................................................... 2.11

  Tegangan keluaran merupakan penjumlahan dari dua keadaan tersebut

  2

2

1 1 1 1 2 .

  1 .

  •   

Gambar 2.5. Pembagi tegangan dengan penyangga

  Tegangan keluaran pada Vo1 adalah sama dengan Vpot yaitu tegangan yang dihasilkan dari pembagi tegangan antara R1 dan (Rpot +R2), Karena penguatan pada op-amp adalah 1.

  2.3 [8] Pengubah Data (tegangan) Analog ke Data Digital

  Pengubah sinyal analog menjadi sinyal digital disebut pengkode atau

  

encoder . Gambar 2.6 memperlihatkan diagram blok pengubah sinyal analog ke

  digital. Dari gambar 2.6, masukan berupa sinyal analog akan diubah menjadi bentuk biner pada bagian keluaran dari bit paling rendah (LSB) sampai bit yang paling tinggi (MSB).

Gambar 2.6. Diagram blok pengubah analog ke digital.

  Pengubah analog ke digital yang digunakan oleh penulis adalah ADC0804 yang dibuat untuk dapat langsung berhubungan dengan mikroprosesor baik Zilog 80, 8080, atau mikroprosesor 8 bit lainnya. Sinyal masukan maupun sinyal bentuk biner. Beroperasi pada daya standar +5volt dan dapat menerima masukan analog berkisar 0Volt sampai 5Volt. Macam-macam pin (kaki) yang dimiliki oleh

  IC ADC0804:

  a. CS Berfungsi sebagai masukan. Pin ini sebagai chip select dari kontrol mikroprosesor.

  b. RD Berfungsi sebagai masukan. Pin ini sebagai kontrol untuk membaca data dari mikroprosesor.

  c. WR Berfungsi sebagai masukan. Pin ini sebagai kontrol untuk menulis data ke mikroprosesor.

  d. CLK IN Berfungsi sebagai masukan. Pin ini sebagai pengatur detak.

  e. INTR Berfungsi sebagai keluaran. Pin ini sebagai sarana untuk memberikan interupsi pada masukan interupsi mikroprosesor. IN

  f. V (+) Berfungsi sebagai masukan. Pin ini merupakan jalan masuk bagi sinyal analog masukkan positif. IN

  g. V (-) Berfungsi sebagai masukan. Pin ini merupakan jalan masuk bagi sinyal

  Berfungsi sebagai masukan daya. Pin ini sebagai pembulatan analog. REF i. V /2

  Berfungsi sebagai masukan. Pin ini merupakan jalan masuk bagi tegangan acuan yang lain (±). j. D GND Berfungsi sebagai keluaran. Pin ini sebagai pembulatan digital. k. DB7-DB0

  Berfungsi sebagai keluaran. Pin ini merupakan jalan keluaran bagi data keluaran bit7 sampai bit0. l. CLKR

  Berfungsi sebagai masukan. Pin ini sebagai pengatur detak dengan menghubungkannya ke resistor eksternal. CC m. V (Or ref)

  Berfungsi sebagai masukan daya. Pin ini sebagai jalan masuk untuk catu daya +5volt dan tegangan acuan primer.

Gambar 2.7 menunjukkan konfigurasi kaki pada ADC0804. Resolusi ADC dengan jumlah bit (n) dapat dihitung dengan

  V m a k

  =

  r e s o l u s i n Volt/step ............................................................................ (2.12)

  −

  2

  1

  2.4 [8] Mikrokontroler AT89S52 Mikrokontroler AT89S52 adalah mikrokontroler buatan ATMEL.

  Mikrokontroler 8 bit ini sudah dilengkapi FPEROM (Flash Programmable and

  

Erasable Read Only Memory). FPEROM adalah ROM (Read Only Memory) yang

dapat dihapus dan ditulis kembali.

  Fasilitas-fasilitas standar yang dimiliki Mikrokontroler AT89S52 adalah 8 KB FPEROM, 256 byte RAM (Random Accsess Memory), 32 jalur I/O

  

(input/output), watchdog timer, dua data pointer, tiga 16-bit timer/counter, jalur

komunikasi serial full duplex dan osilator internal.

  2.4.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52

  Mikrokontroler AT89S52 memiliki 40 pin dan ada beberapa pin yang memiliki fungsi ganda. Konfigurasi pin Mikrokontroler AT89S52 dapat dilhat pada gambar 2.8 dan fungsi pin dapat dilihat pada tabel 2.1.

Gambar 2.8. Konfigurasi pin Mikrokontroler AT89S52.

  2.4.2 RAM Internal

  RAM Internal pada Mikrokontroler AT89S52 terdiri atas :

  bank 1, bank 2 dan bank 3 dengan cara mengubah nilai RS0 dan RS1 pada register PSW.

  b. Bit addressable RAM. RAM yang dapat diakses secara pengalamatan bit terletak pada alamat 20H sampai 2FH.

  c. RAM serbaguna. RAM ini dapat diakses secara pengalamatan langsung dan tak langsung terletak pada alamat 30H sampai 7FH. Lokasi RAM Internal dapat dilihat pada gambar 2.9.

Tabel 2.1 Fungsi pin Mikrokontroler AT89S52.

  Pin Fungsi

  VCC Catu daya 4V – 5,5V GND Ground

  Port 8 bit jalur I/O dua arah Port

  1 8 bit jalur I/O dua arah Fungsi alternatif : P1.0 = T2 (Masukan untuk timer 2) P1.1 = T2EX (Trigger timer 2) P1.5 = MOSI (digunakan untuk ISP) P1.6 = MISO (digunakan untuk ISP) P1.7 = SCK (digunakan untuk ISP)

  Port

  2 8 bit jalur I/O dua arah

  Port

  3 8 bit jalur I/O dua arah Fungsi alternatif : P3.0 = RXD (masukan komunikasi serial) P3.1 = TXD (keluaran komunikasi serial)

  INT

  P3.2 = (interupsi ekternal 0)

  INT

  1 P3.3 = (interupsi eksternal 1) P3.4 = T0 (masukan timer 0) P3.5 = T1 (masukan timer 1)

  WR

  P3.6 =

  RD

  P3.7 = RST Mereset mikrokontroler apabila diberi logika ‘1’ selama 2 siklus mesin

  EA /VPP Harus diberi VCC apabila ingin menjalankan

  XTAL1 Masukan osilator internal

  XTAL2 Keluaran osilator internal, apabila menggunakan osilator eksternal pin tidak dihubungkan (No

  Connect)

  2.4.2.1 Flash PEROM

  Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 8 KB Flash PEROM yang dapat ditulis dan dihapus. Flash PEROM berisikan instruksi-instruksi. Instruksi- instruksi ini akan dieksekusi jika sistem di-reset. Bila pin EA/VPP berlogika ‘1’ maka mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada di Flash PEROM. Bila pin EA/VPP berlogika ‘0’ maka mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada di memori eksternal.

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  7

  8

  9 A B C D E F

  00 BANK 0 (default) BANK 1

  10 BANK 2 BANK 3

  20 Bit Addressable RAM

  30

  40

  50

  60

  70

  80

  90 RAM Serbaguna A0 B0 C0 D0 E0 F0

Gambar 2.9. Lokasi RAM Internal

  2.4.2.2 PSW (Program Status Word)

  PSW (Program Status Word) berisikan bit-bit status yang berkaitan dengan kondisi CPU. PSW bersifat bit-adressable artinya tiap-tipa bit dapat dialamati satu-persatu tanpa harus merubah satu kesatuan byte. Bit-bit penyusun PSW dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2. Bit-bit penyusun PSW Posis PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW.

  i

  7

  6

  5

  4

  3

  2

  1 Bit CY AC F0 RS1 RS0 - OV P Keterangan : CY = Menerima carry out dari bit 1 operasi aritmatik AC = Menerima carry out dari bit 1 operasi penjumlahan F0 = Status multiguna RS1 = Bit 1 pemilih bank register RS0 = Bit 0 pemilih bank register OV = Limpahan opersai aritmatik PSW.7 = Didefinisikan pengguna P =Paritas genap akumulator, menjaga agar di akumulator selalu genap

2.4.3 Rangkaian Osilator Mikrokontroler

  Pada datasheet dikatakan bahwa jika menggunakan osilator kristal, maka kapasitor yang digunakan adalah 30 pF. Rangkaian osilator dapat dilihat pada gambar 2.10.

Gambar 2.10. Rangkaian osilator mikrokontroler.

2.4.4 Rangkaian Reset Mikrokontroler

  Rangkaian reset digunakan untuk mereset program yang terdapat pada mikrokontroler. Rangkain reset dapat dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.11. Rangkaian reset mikrokontroler

  Pada gambar 2.11 apabila saklar tidak ditekan, pin reset pada mikrokontroler akan mendapatkan logika rendah ‘0’. Sedangkan saat saklar ditekan pin akan mendapatkan logiga tinggi ‘1’ dan akan mereset mikrokontroler. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk mereset adalah dua siklus mesin dan memenuhi persamaan :

  T = R x C ................................................................... 2.16

2.5 Himpunan Kabur (Fuzzy Logic)

  Pada logika fuzzy proses yang terjadi adalah

  

[4]

  1) Unit pengaburan (Fuzzification unit) 2) Unit penalaran logika kabur (Fuzzy logic reasoning unit) 3) Unit basis pengetahuan (knowledge base unit), yang terdiri dari dua bagian: a. Basis data (data base), yang memuat fungsi-fungsi keanggotaan dari himpunan-himpunan kabur yang terkait dengan nilai dari variabel- variabel linguistik yang dipakai.

  b. Basis kaidah (rule base), yang memuat kaidah-kaidah berupa implikasi kabur.

  4) Unit penegasan (defuzzification unit).

  Satuan sistem kendasi semacam itu mula-mula mengukur nilai-nilai tegas dari semua variabel masukan yang terkait dalam proses yang akan dikendalikan.

  Nilai-nilai itu kemudian dikonversikan oleh unit pengkaburan ke nilai kabur yang sesuai. Hasil pengukuran yang telah dikaburkan itu kemudian diproses oleh unit

  

penalaran, dibandingkan dengan unit basis pengetahuan, menghasilkan himpunan

  (himpunan-himpunan) kabur sesuai keluarannya. Langkah terakhir dikerjakan oleh unit penegasan, yaitu menerjemahkan himpunan-himpunan kabur keluaran itu ke dalam nilai-nilai yang tegas. Nilai tegas inilah yang kemudian direalisasikan dalam bentuk suatu tindakan yang dilaksanakan dalam proses pengendalian itu.

  Langkah-langkah tersebut secara skematis disajikan dalam gambar 2.12 dibawah ini.

Gambar 2.12 Struktur dasar suatu sistem kendali kabur

2.5.1 Fungsi Pengaburan

  Karena sistem kendali logika kabur bekerja dengan kaidah dan masukan kabur, maka langkah pertama adalah mengubah masukan yang tegas yang diterima menjadi masukan kabur. Itulah yang dikerjakan oleh unit pengaburan dari sistem tersebut.

  Untuk masing-masing variabel masukan ditentukan suatu fungsi pengaburan

  

(fuzzyfication function) yang akan mengubah nilai variabel masukan yang tegas

  (yang biasanya dinyatakan dalam bilangan real) menjadi nilai pendekatan yang

  f : ℜ → K ,

  kabur. Jadi fungsi pengaburan adalah pemetaan di mana K adalah suatu klas himpunan kabur dalam semesta ℜ (himpunan kabur dalam semesta ℜ juga disebut bilangan kabur). Fungsi pengaburan itu biasanya ditentukan berdasarkan beberapa kriteria: 1) Fungsi pengaburan diharapkan mengubah suatu nilai tegas, ke suatu

  ~ ~ ( a ) =

  1 µ A himpunan kabur A dengan atau sekurang-kurangnya a mempunyai derajad keanggotaan yang tinggi.

  2) Bila nilai masukan catat karena derau, diharapkan fungsi pengaburan dapat menekan sejauh mungkin derau itu.

  3) Fungsi pengaburan diharapkan dapat membantu menyederhanakan komputasi yang harus dilakukan oleh sistem tersebut dalam proses inferensinya. Dalam proses pengaburan terdapat beberapa fungsi pengaburan yaitu Fungsi

  • − = a a a x S e g i t i g x A di mana σ adalah suatu parameter berupa bilangan positif yang menentukan lebarnya pendukung dari himpunan kabur tersebut.

  ≠ =

  Basis pengetahuan dari suatu sistem kendali logika kabur terdiri dari basis data dan basis kaidah. Basis data adalah himpunan fungsi-fungsi keanggotaan dari

  ~ = {a}.

  Jadi sebenarnya himpunan kabur A ~ ini adalah himpunan tegas dengan elemen tunggal, yaitu A

  ℜ ∈ x .

  1 {X}= untuk setiap

  , a x j i k a , a x j i k a

    

  

Tunggal . Dalam alat ini diaplikasikan Fungsi Pengaburan Segitiga pada fungsi

masukan dan Fungsi Pengaburan element tunggal untuk fungsi keluaran.

  A

  ~ dengan fungsi keanggotaan μ

  b) Fungsi Pengaburan Elemen tunggal memetakan nilai tegas ℜ ∈ a ke himpunan tanggal A

Gambar 2.13. Nilai fungsi pengaburan segitiga

  ) , , ; ( ) ( ~ σ σ µ

  ~ dengan fungsi keanggotaan berbentuk segitiga samakaki (gambar 2.13), yaitu

  a) Fungsi Pengaburan Segitiga memetakan ℜ ∈ a ke himpunan kabur A

2.5.2 Basis Pengetahuan

  Basis Kaidah adalah himpunan implikasi-implikasi kabur yang berlaku

  sebagai kaidah dalam sistem itu. Bila sistem itu mempunyai m buah kaidah dengan (n+1) varaibel, maka bentuk kaidah ke-i (i=1,…,m) adalah sebagai berikut:

  Bila x 1 adalah A i1 dan …dan x n adalah A in , maka y adalah Bi

  Di mana x j adalah variabel linguistik dengan semesta numeris X j (j=1,…,n) Suatu basis kaidah diharapkan memenuhi beberapa kriteria sebagai berikut:

  ( x , . . . , x ) ∈ 1 n X × . . . 1 n

  X i ∈ {

  1 , . . . , m } 1) Lengkap, yaitu untuk setiap terdapat ~

  µ ( x ) ≠ j j ∈ { A i j 1 , . . . , n } . sedemikian sehingga untuk semua Dengan perkataan lain, untuk setiap kali masukan terdapat sekurang-kurangnya satu kaidah yang “tersulut”.