1. Merancang sistem kontrol ruangan dengan input suhu dan kelembaban menggunakan metode fuzzy
2. Mensimulasikan sistem kontrol yang dirancang menggunakan proteus dan matlab
2. Alat dan Bahan [kembali]
─ Sensor DHT22
Spesifikasi :
a. Catu daya: 3,3 - 6 Volt DC (tipikal 5 VDC)
b. Sinyal keluaran: digital lewat bus tunggal dengan kecepatan 5 ms/operasi
c. Elemen pendeteksi: kapasitor polimer (polymer capacitor)
d. Jenis sensor: kapasitif (capacitive sensing)
e. Rentang deteksi kelembapan : 0-100% RH (akurasi ±2% RH)
f. Rentang deteksi suhu : -40° - +80° Celcius (akurasi ±0,5°C)
g. Resolusi sensitivitas : 0,1%RH; 0,1°C
h. Histeresis kelembaban: ±0,3% RH
i. Stabilitas jangka panjang: ±0,5% RH / tahun
j. Periode pemindaian rata-rata: 2 detik
k. Ukuran: 25,1 x 15,1 x 7,7 mm
l. Hubungkan pin#2 (data) dari sensor ini dengan pin Digital I/O pada MCU (Microcontroller Unit).
─ Arduino Uno
Spesifikasi :
1. Microcontroller : ATMega328
2. Operating Voltage : 5V DC
3. Input Voltage : 7-12 V
4. Input Voltage limit : 6-20 V
5. Digital I/O Pins : 14
6. Analog Input Pins : 6
7. DC Current per I/O Pin : 40 mA
8. DC Current for 3.3 V : Pin 50 mA
9. Flash memory : 32 KB
10. SRAM : 2 KB
11. EEPROM : 1 KB
12. Clock Speed : 16 MHz
─ Motor driver
Spesifikasi :
- Chip: L298N
- Logical voltage: 5V
- Drive voltage: 5V-35V
- Logical current: 0mA-36mA
- Drive current: 2A(MAX single bridge)
- Max power: 25W
- Size:43 x 43 x 26mm
─ Motor
Spesifikasi :
1. Suhu operasi: -10
hingga +50 derajat
2. Tegangan operasi: 5 V -
7,4 V
3. Arus operasi: 6 V-80
mA, 7,4 V-100 mA
4. Sudut kerja: 180 ° (500
- 2500 sec)
5. Posisi netral: 1500
detik
6. Dimensi (P x L x T): 40
x 20 x 40,5 mm
7. Kecepatan tanpa beban:
0,15 s/60 derajat
8. Arus blok: 6 V-1.8 A,
7.4 V-2A
9. Arus di netral: 4 mA
10. Beban maksimum: 21,5 kg-cm.
3. Dasar Teori [kembali]
1. Sensor DHT 22
DHT-22
atau AM2302 adalah sensor suhu dan kelembaban, sensor ini memiliki keluaran
berupa sinyal digital dengan konversi dan perhitungan dilakukan oleh MCU 8-bit
terpadu. Sensor ini memiliki kalibrasi akurat dengan kompensasi suhu ruang
penyesuaian dengan nilai koefisien tersimpan dalam memori OTP terpadu. Sensor
DHT22 memiliki rentang pengukuran suhu dan kelembaban yang luas, DHT22 mampu mentransmisikan
sinyal keluaran melewati kabel hingga 20 meter sehingga sesuai untuk
ditempatkan di mana saja, tapi jika kabel yang panjang di atas 2 meter harus
ditambahkan buffer capacitor 0,33µF antara pin#1 (VCC) dengan pin#4 (GND).
Komunikasi
dan sinyal Data bus tunggal digunakan untuk komunikasi antara MCU dan DHT22,
dengan waktu 5mS untuk satu kalikomunikasi.Data terdiri dari bagian integral
dan desimal, berikut ini adalah rumus untuk data.
DATA
= 16 bit data RH + 16 bit Data suhu + 8 bit check-sum
MCU
telah menerima data 40 bit dari AM2302:
0000
0010 1000 1100 0000 0001 0101 1111 1110 1110
16bit
data RH 16bit data T 8bit Jumlah cek di sini pengubahan16 bit data RH dari
sistem biner ke sistem desimal,
0000
0010 1000 1100 → 652
Sistem
biner Sistem desimal
RH
= 652/10 = 65,2% RH
di
sini pengubahan 16 bit data T dari sistem biner ke sistem desimal,
0000
0001 0101 1111 → 351
Sistem
biner Sistem desimal
T
= 351/10 = 35,1 ℃
Sum
= 0000 0010 + 1000 1100 + 0000 0001 + 0101 1111 = 1110 1110
Check-sum
= 8 bit terakhir dari Sum = 1110 11102
2. Arduino Uno
Arduino
Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin
input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai
output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack
power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat
digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan
kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk
menjalankannya. Setiap 14 pin digital pada arduino uno dapat digunakan sebagai input
dan output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalwrite(), dan digitalRead().
Fungsi fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 volt, Setiap pin dapat
memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah
resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm.
Arduino
Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan computer, Arduino
Uno lain, atau mikrokontroler lain. ATMega3282 ini menyediakan UART TTL (5v)
komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX dan 1 (TX). Input dan
Output3 Setiap 14 pin digital pada ArduinoUno dapat digunakan sebagai input
atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead().
Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau
menerima maksimum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor 20-50 Kohms. ArduinoUno
dapat beroperasi melalui koneksi USB atau power supply. Dalam penggunaan power
supply dapat menggunakan adaptor DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan
dengan jack adaptor pada koneksi port inputsupply. Arduino memiliki 32 KB flash
memory4 untuk menyimpan kode, juga 2 KB yang digunakan untuk bootloader.Arduino
memiliki 2 KB untuk SRAM dan 1 KB untuk EEPROM.
3. Motor Driver
Driver
motor L298N merupakan module driver motor DC yang paling banyak digunakan atau
dipakai di dunia elektronika yang difungsikan untuk mengontrol kecepatan serta
arah perputaran motor DC. IC L298 merupakan sebuah IC tipe H-bridge yang mampu
mengendalikan bebanbeban induktif seperti relay, solenoid, motor DC dan motor
stepper. Pada IC L298 terdiri dari transistor-transistor logik (TTL) dengan
gerbang NAND yang berfungsi untuk memudahkan dalam menentukan arah putaran
suatu motor dc maupun motor stepper. Untuk dipasaran sudah terdapat modul
driver motor menggunakan IC L298 ini, sehingga lebih praktis dalam
penggunaannya karena pin I/O nya sudah tersusun dengan rapi dan mudah
digunakan. Kelebihan akan modul driver motor L298N ini yaitu dalam hal
kepresisian dalam mengontrol motor sehingga motor lebih mudah untuk dikontrol. Adapun
gambar pinout beserta keterangannya dapat diperhatikan pada gambar 2.8 di bawah.
4. Motor
Motor
servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem
closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo posisi
putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian
kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang ada pada pin kontrol motor servo. Motor Servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan dengan memberikan variasi lebar pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya.
5. Fuzzy Mamdani
Fuzzy Logic adalah suatu cabang ilmu Artificial Intellegence, yaitu suatu pengetahuan yang membuat komputer dapat meniru kecerdasan manusia sehingga diharapkan komputer dapat melakukan hal-hal yang apabila dikerjakan manusia memerlukan kecerdasan. Dengan kata lain fuzzy logic mempunyai fungsi untuk “meniru” kecerdasan yang dimiliki manusia untuk melakukan sesuatu dan mengimplementasikannya ke suatu perangkat, misalnya robot, kendaraan, peralatan rumah tangga, dan lain-lain.
Konsep Fuzzy Logic diperkenalkan oleh Prof. Lotfi Zadeh dari Universitas California di Berkeley pada 1965 dan dipresentasikan bukan sebagai suatu metodologi kontrol, tetapi sebagai suatu cara pemrosesan data dengan memperkenankan penggunaan partial set membership dibanding crisp set membership atau non-membership.Pendekatan pada set teori ini tidak diaplikasikan pada sistem kontrol sampai tahun 70-an karena kemampuan komputer yang tidak cukup pada saat itu. Profesor Zadeh berpikir bahwa orang tidak membutuhkan kepastian, masukan informasi numerik, dan belum mampu terhadap kontrol adaptif yang tinggi.
Fuzzy logic umumnya diterapkan pada masalahmasalah yang mengandung unsur ketidakpastian (uncertainty), ketidaktepatan (imprecise), noisy, dan sebagainya. Fuzzy logic menjembatani bahasa mesin yang presisi dengan bahasa manusia yang menekankan pada makna atau arti (significance). Fuzzy logic dikembangkan berdasarkan cara berfikir manusia.
Ada tiga proses utama jika ingin mengimplementasikan fuzzy logic pada suatu perangkat, yaitu fuzzifikasi, evaluasi rule, dan defuzzifikasi.
- Fuzzification, merupakan suatu proses untuk mengubah suatu masukan dari bentuk tegas (crisp) menjadi fuzzy yang biasanya disajikan dalam bentuk himpunan-himpunan fuzzy dengan suatu fungsi kenggotaannya masing-masing.
- Interference System (Evaluasi Rule), merupakan sebagai acuan untuk menjelaskan hubungan antara variable-variabel masukan dan keluaran yang mana variabel yang diproses dan yang dihasilkan berbentuk fuzzy. Untuk menjelaskan hubungan antara masukan dan keluaran biasanya menggunakan “IF-THEN”.
- Defuzzification, merupakan proses pengubahan variabel berbentuk fuzzy tersebut menjadi data-data pasti (crisp) yang dapat dikirimkan ke peralatan pengendalian.
a. Logika fuzzy memiliki konsep yang sangat sederhana sehingga mudah untuk dimengerti.
b. Logika fuzzy sangat fleksibel, artinya mampu beradaptasi dengan perubahan-perubahan dan ketidakpastian.
c. Logika fuzzy memiliki toleransi terhadap data yang tidak tepat.
d. Logika fuzzy mampu mensistemkan fungsi-fungsi non-linier yang sangat kompleks.
e. Logika fuzzy dapat mengaplikasikan pengalaman atau pengetahuan dari para pakar.
f. Logika fuzzy dapat bekerjasama dengan teknik-teknik kendali secara konvensional.
g. Logika fuzzy didasarkan pada bahasa sehari-hari sehingga mudah dimengerti.
4. Prosedur Percobaan [kembali]
Koneksi module sensor DHT :
Module Sensor | PIN Arduino |
VDD | 5 V |
GND | GND |
Data | 2 |
Koneksi Arduino :
PIN Arduino | Koneksi |
10 | IN 2 Motor Driver |
11 | ENA Motor Driver |
12 | IN 1 Motor Driver |
Koneksi motor driver :
Module motor driver | koneksi |
+5V | VCC |
OUT2 | Ground |
GND | |
Out 1 port 1 | Out 1 motor |
Out 1 port 2 | Out 2 motor |
Prinsip Kerja Rangkaian :
Sensor DHT memberikan input berupa suhu dan kelembaban, selanjutnya diberikan sinyal kepada arduino. Arduino mengolah data dari sensor DHT menjadi suhu dan kelembaban. Lalu dikirimkan keluar arduino menggunakan socket port, komunikasi yang digunakan berupa serial. Dimana memberikan komunikasi ke PC, yaitu berupa komunikasi dari PC ke PC. Agar terbaca oleh PC kembali menggunakan matlab. Sehingga output berupa motor dapat bergerak sesuai instruksi yang diberikan.
7. Download File [kembali]
Download HTML klik link Disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar