Download - Ujian Akhir Semester IV
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 1/42
UJIAN AKHIR SEMESTER IV
MIKROPROSESOR DAN ASSEMBLER
APLIKASI FUZZY LOGIC UNTUK
PENGENDALI PENERANGAN RUANGAN BERBASIS
MIKROKONTROLER
ATMEGA8535
F I T R I A L I S
NIM: 200913023
PEMBIMBING : M. RIDWAN, ST
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
PRODI TEKNIK INFOMAT IKA
POLITEKNIK KAMPAR
BANGKINANG
TH 2011
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 2/42
APLIKASI FUZZY LOGIC UNTUK PENGENDALI
PENERANGAN RUANGAN BERBASIS
MIKROKONTROLER
ATMEGA8535
1. Penjelasan project
Suatu penerangan ruang diperlukan oleh manusia untuk mengenali objek
secara visual. Penerangan mempunyai pengaruh terhadap fungsi sebuah ruangan.Oleh karena itu diperlukan lampu sebagai sumber penerangan utama yang dapat
menunjang fungsi ruangan. Umumnya untuk pengaturan penerangan ruangan
digunakan prinsip on-off. Pengaturan penerangan dengan prinsip on-off hanya
berdasarkan pada kondisi gelap terang ruangan, tanpa menghiraukan kontribusi dari
luar. Hal ini sering mengakibatkan ketidaknyamanan dan ketidakefisienan
penggunaan energi listrik. Oleh karena itu diperlukan pengaturan penerangan yang
dihasilkan lampu.
Prinsip kendali yang digunakan adalah kendali fuzzy. Sistem inferensi fuzzy
yang digunakan pengendali penerangan ruangan ini adalah Metode Mamdani.
Komposisi aturan menggunakan operator OR (union), sedangkan untuk defuzzifikasi
digunakan metode MOM (Mean of Maximum). Sebagai pengendali utama pada
sistem menggunakan miktokontroller ATmega8535 dengan input dari sensor cahaya
(LDR). Output dari pendendali selanjutnya ditampilkan LCD M1632 sebagai
penampil dan sebagai input rangkaian pengatur tegangan. Sistem ini bekerja di dalam
ruangan (in door) menggunakan maket rumah dengan tiga ruangan sebagai model.
Dalam pengujian perangkat keras dan lunak, diketahui bahwa sistem
pengendalian penerangan ruangan ini dapat menghemat energi. Dari pengujian
sensor cahaya diperoleh hubungan antara luminansi dan tegangan yang mendekati
linier, sehingga pengendalian dengan mikrokontroler ATmega8535 dapat bekerja
dengan baik.
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 3/42
DASAR TEORI
1.1. Intensitas Penerangan (Iluminasi)
Intensitas penerangan (E) adalah pernyataan kuantitatif untuk intensitas
cahaya (I) yang menimpa atau sampai pada permukaan bidang. Intensitas penerngan
disebut pula iluminasi atau kuat penerangan.
Dengan menganggap sumber penerangan sebagai titk yang jaraknya (h) dari
bidang penerangan, maka iluminasi (E) dalam lux (lx) pada suatu titik pada bidang
penerangan adalah:
Pada skema dibawah ini X sebagai sumber cahaya, sehingga besarnya E pada
titik P dan Q adalah:
Gambar 2.1. Skema perumusan iluminasi (E)
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 4/42
1.2. Fuzzy Logic
Fuzzy logic pertama kali dikenalkan kepada publik oleh Lotfi Zadeh,
seorang profesor di University of California di Berkeley. Fuzzy logic digunakan
untuk menyatakan hukum operasional dari suatu sistem dengan ungkapan bahasa,
bukan dengan persamaan matematis. Banyak sistem yang terlalu kompleks
untuk dimodelkan secara akurat, meskipun dengan persamaan matematis yang
kompleks. Dalam kasus seperti itu, ungkapan bahasa yang digunakan dalam Fuzzy
logic dapat membantu mendefinisikan karakteristik operasional sistem dengan
lebih baik. Ungkapan bahasa untuk karakteristik sistem biasanya dinyatakan
dalam bentuk implikasi logika, misalnya aturan Jika - Maka.
Pada teori himpunan klasik yang disebut juga dengan himpunan crisp
(himpunan tegas) hanya dikenal dua kemungkinan dalam fungsi
keanggotaannya, yaitu kemungkinan termasuk keanggotaan himpunan (logika 1)
atau kemungkinan berada di luar keanggotaannya (logika 0). Namun dalam teori
himpunan fuzzy tidak hanya memiliki dua kemungkinan dalam menentukan sifat
keanggotaannya tetapi memiliki derajat kenaggotaan yang nilainya antara 0 dan 1.
fungsi yang menetapkan nilai ini dinamakan fungsi keanggotaan yang disertakan
dalam himpunan fuzzy. 2.7.1. Notasi Himpunan Fuzzy
Misalkan U adalah kumpulan obyek yang secara umum dinyatakan
dengan {u}. U disebut semesta pembicaraan dan u mewakili elemen-elemen dari
U. Suatu himpunan fuzzy F dalam semesta pembicaaraan U dapat direpresentasikan
oleh suatu fungsi keanggotaan (membership function) |J,F yang mewakili nilai
dalam interval [0,1 ] untuk tiap u dalam U dinyatakan sebagai \xv = U -> [0,1]
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 5/42
Himpunan fuzzy F dalam U biasanya dinyatakan sebagai himpunan pasangan
berurutan u dan derajat keanggotaan.
F = {(u,nf (u)) |ueU} ........................................... (2.4)
Jika U kontinyu, himpunan fuzzy F dapat ditulis sebagai:
Jika U diskrit, himpunan fuzzy F dinyatakan sebagai:
1.2.1. Operasi Himpunan Fuzzy
Jika A dan B adalah dua buah himpunan Fuzzy dalam semesta pembicaraan
U dengan fungsi keanggotaan |J,A (U) dan |J,B (U), maka pada kedua himpunan Fuzzy
tersebut dapat berlaku operasi :
1. Kesamaan (equality)
Dua buah himpunan Fuzzy A dan B dapat dinyatakan sama jika :
HA(u) = HB(u); untuk semuau EU................................................. (2.7)
2. Gabungan (union)
Fungsi keanggotaan dari gabungan dua buah himpunan Fuzzy A dan B,
HAUB, dapat dinyatakan sebagai :
HAUB(u) = max{|j,A(u),|j,B(u)}; untuk semuau e U ............................. (2.8)
3. Irisan (intersection)
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 6/42
Fungsi keanggotaan dari irisan dua buah himpunan Fuzzy A dan B, [I AHB ,
dapat dinyatakan sebagai :
HAnB(u) = min{|j,A(u),|j,B(u)}; untuk semuau G U ............................. (2.9)
4. Komplemen (complement)
Fungsi keanggotaan dari komplemen himpunan Fuzzy A, (i-, dapat
dinyatakan sebagai :
|j,-(u) = l-|j,A(u) ; untuk semua u G U
1.2.2. Pengendali Fuzzy Logic
Tujuan utama dalam system pengendali adalah mendapatka keluaran (outpu)
sebagai respon dari masukan (input). Dalam kendali dengan cara klasik, melibatkan
formula-formula matematika yang cukup rumit. Hal ini berbeda dengan kendali
fuzzy. Pengendali Fuzzy merupakan suatu sistem kendali yang berdasar pada basis
pengetahuan manusia didalam melakukan kendali terhadap suatu proses. Konsep
matematika yang mendasari logika fuzzy sangat sederhana dan mudah dimengerti.
Pendekatan fuzzy melibatkan aturan-aturan yang dinyatakan dalam kata-kata dan
tidak memerlukan presisi yang tinggi serta ada toleransi untuk data yang kurang
tepat. Struktur dasar sebuah pengendali Fuzzy diperlihatkan pada Gambar 2.9
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 7/42
.
Gambar 2.9. Struktur dasar pengendali Fuzzy
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 8/42
1.2.3. Fuzzifikasi
Fuzzifikasi yaitu suatu proses untuk mengubah suatu masukan dari bentuk
tegas (crisp) menjadi fuzzy (variabel linguistik) yang biasanya disajikan dalam
bentuk himpunan-himpunan fuzzy dengan suatu fungsi kenggotaannya masing-
masing.
1.2.4. Basis Aturan (Rule Base)
Basis aturan berisi aturan-aturan fuzzy yang digunakan untuk pengendalian
sistem. Aturan-aturan ini dibuat berdasarkan logika dan intuisi manusia, serta
berkaitan erat dengan jalan pikiran dan pengalaman pribadi yang membuatnya. Jadi
tidak salah bila dikatakan bahwa aturan ini bersifat subjektif, tergantung dari
ketajaman yang membuat. Aturan yang telah ditetapkan digunakan untuk
menghubungkan antara variabel-variabel masukan dan variabel-variabel keluaran.
Aturan ini berbentuk 'JIKA - MAKA' (IF - THEN), sebagai contoh adalah : Aturan
1 : JIKA x adalah A1 DAN y adalah B1 MAKA z adalah C1 Aturan 2 : JIKA x
adalah A2 DAN y adalah B2 MAKA z adalah C2. Aturan i : JIKA x adalah Ai DAN y
adalah Bi MAKA z adalah Ci Dengan :
Ai (i = 1,2,3,.) adalah himpunan Fuzzy ke i untuk variabel masukan x
Bi (i = 1,2,3,.) adalah himpunan Fuzzy ke i untuk variabel masukan y
Ci (i = 1,2,3,.) adalah himpunan Fuzzy ke i untuk variabel keluaran z
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 9/42
2. GAMBAR RANGKAIAN DAN PENJELASANNYA
2.1. Mikrokontroler ATmega8535
Mikrokontroller ATmega8535 merupakan mikrokontroller generasi AVR (Alf
and Vegard's Risk processor). Mikrokontroller AVR memiliki arsitektur RISC
(Reduced Instruction Set Computing) 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam
kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus
clock. 2.3.1. Arsitektur ATmega8535
Gambar 2.1. Diagram Blok Fungsional ATmega8535
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 10/42
Gambar 2.1. memperlihatkan bahwa ATmega8535 memiliki bagian sebagai
berikut
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.
2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. Watchdog Timer dengan osilator internal.
6. SRAM sebesar 512 byte.
7. Memori Flash sebesar 8 Kb dengan kemampuan Read While Write.
8. Unit interupsi internal dan eksternal.
9. Port antarmuka SPI.
10. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar
512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
13. Sistem mikroprosessor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
2.1.1. Konfigurasi Pin ATmega8535
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 11/42
Gambar 3.1.1. Konfigurasi Pin ATmega8535
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 12/42
Konfigurasi pin ATmega8535 dapat dilihat pada Gambar 2.18. Secara
fungsional konfigurasi pin ATmega8535 sebagai berikut :
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.
2. GND merupakan pin ground.
3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.
4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus
untuk
Timer/Counter, Komparator analog, dan SPI.
5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin khusus untuk
TWI,
Komparator analog, dan Timer Oscilator.
6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin khusus
untuk
Komparator analog, Interupsi eksternal, dan Komunikasi serial.
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroller.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi
ADC.
2.2. Peta Memori
ATmega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori
program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah
register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM Internal.
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 13/42
Register dengan fungsi umum menempati space data pada alamat
terbawah, yaitu $00 sampai $1F, register khusus untuk menangani I/O dan
kontrol mikrokontroller menempati 64 alamat $20 hingga $5F, sedangkan
SRAM 512 byte
pada alamat $60 sampai dengan $25F. Konfigurasi memori data ditunjukkan
Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Konfigurasi Memori Data ATmega8535
Memori program yang terletak dalam Flash PEROM tersusun dalam word
karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32-bit. AVR ATmega8535
memiliki 4 Kbyte x 16-bit Flash PEROM dengan alamat mulai dari $000
sampai $FFF. AVR memiliki 12-bit Program Counter (PC) sehingga mampu
mengalamati isi Flash.
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 14/42
Gambar 2.21. Memori Program ATmega8535
ATmega8535 juga memiliki memori data berupa EEPROM 8-bit
sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF. 2.3.4.
Status Register (SREG)
Status Register merupakan register berisi status yang dihasilkan pada
setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG
merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroller.
Gambar 2.22. Status Register ATmega8535
a. Bit 7 - I : Global Interrupt Enable
Bit yang harus diset untuk meng-enable interupsi.
b. Bit 6 - T : Bit Copy Storage
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 15/42
Instruksi BLD dan BST menggunakan bit-T sebagai sumber atau tujuan
dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit
T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit-T dapat disalin kembali
ke suatu bit dalam register GPR menggunakan instruksi BLD.
c. Bit 5 - H : Half Carry Flag
d. Bit 4 - S : Sign Bit
Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara flag-N (negative) dan
flag-V (two's complement overflow).
e. Bit 3 - V : Two's Complement Overflow Flag
Bit yang berguna untuk mendukung operasi aritmatika.
f. Bit 2 - N : Negative Flag
Bit akan diset bila suatu operasi menghasilkan bilangan negatif.
g. Bit 1 - Z : Zero Flag
Bit akan diset bila hasil operasi yang diperoleh adalah
nol. h. Bit 0 - C : Carry Flag
Bit akan diset bila suatu operasi menghasilkan
carry.
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 16/42
4. LDR
LDR (Light Dependent Resistant) merupakan suatu jenis tahanan yang
sangat peka terhadap cahaya. Sifat dari tahanan LDR ini adalah nilai
tahanannya akan berubah apabila terkena sinar atau cahaya. Apabila tidak
terkena cahaya nilai tahanannya akan besar dan sebaliknya apabila terkena
cahaya nilai tahanannya akan menjadi kecil. LDR terbuat dari bahan cadmium
selenoide atau cadmium sulfide. Film cadmium sulfide mempunyai tahanan yang
besar jika tidak terkena sinar dan apabila terkena sinar tahanan tersebut akan
menurun. LDR banyak digunakan karena mempunyai ukuran kecil, murah dan
sensitivitas tinggi. Simbol LDR seperti ditunjukan pada Gambar 2.22,
sedangkan Gambar 2.23 menunjukkan grafik hubungan antara resiatansi dan
iluminasi
.
Gambar 4.1. Simbol LDR
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 17/42
Gambar 4.1.1. Grafik hubungan antara resistansi dan
iluminasi
5 Triac
Pengaturan terhadap lampu listrik dapat dilakukan dengan pemotongan
gelombang sinusoida. Pemotongan terhadap gelombang sinus menyebabkan nilai
efektif arus berkurang sehingga lampu menjadi redup. Pemotongan gelombang
sinus dapat dilakukan menggunakan thyristor. Peredup menggunakan thyristor
untuk mengontrol gelombang penuh satu fasa yang menentukan kuantitas
pemotongan gelombang sinusoida. Prinsip dari kontrol sudut fasa untuk
gelombang penuh satu fasa dapat dijelaskan berdasarkan rangkaian pada Gambar
2.24. Energi mengalir ke beban dikontrol dengan menunda sudut pemicuan
thyristor T1 dan sudut pemicuan thyristor T2. Selama tegangan masukan setengah
siklus positif, daya yang mengalir dikontrol oleh beberapa sudut tunda dari
thyristor T1, dan thyristor T2 mengontrol daya selama tegangan masukan
setengah siklus negatif. Pulsa-pulsa yang dihasilkan pada T1 dan T2terpisah 180°.
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 18/42
Gambar 5.1. Rangkaian pengontrol gelombang penuh satu fasa Bentuk
gelombang untuk tegangan masukan, tegangan keluaran, dan sinyal gerbang
untuk T1 dan T2 ditunjukkan pada Gambar 5.1.
Gambar 2.25. Bentuk gelombang pengontrol gelombang penuh satu fasa
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 19/42
SCR (Sillicon Controlled Rectifier) dan TRIAC (Bidirectional triode
thyristor) adalah alat thyristor yang paling sering digunakan (Petruzella 2002:
264).
Triac dapat bersifat konduktif dalam dua arah. Dalam hal ini dapat dianggap
sebagai dua buah thyristor yang terhubung invers-paralel dengan koneksi gerbang
seperti ditunjukkan pada Gambar 5.1.1. Triac mempunyai tiga terminal;
terminal utama 2 (MT2), terminal utama 1 atau (MT1), dan gerbang (G).
Gambar 5.1.2. menunjukan symbol triac.
Gambar 5.1.1. Rangkaian ekivalen triac
Gambar 5.1.2. Simbol triac
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 20/42
Jika terminal MT2 positif terhadap MT1, triac dapat di-on-kan dengan
memberikan sinyal gerbang positif antara G dan MT1. Jika terminal MT2 negatif
terhadap MT1 maka triac dapat di-on-kan dengan memberikan sinyalpulsa
negatif antara G dan MT1. Tidak perlu memiliki kedua sinyal gerbang positif dan
negative dan triac dapat dihidupkan baik oleh sinyal gerbang positif maupun
negative.
Karakteristik v-I dari triac diberikan Gambar 5.1.1. Arus I, disebut holding
current adalah arus minimun yang dibutuhkan untuk mempertahankan triac tetap
on, Triac merupakan komponen yang simetris dan mampu memberikan perfomansi
yang sama pada daerah kerja kuadran III dari grafik dengan kerja kuadran I.
Sehingga Triac
dapat dioperasikan dikuadran I (tegangan dan arua gerbang positif) atau di
kuadran III (arus dan tegangan gerbang negatif).
Gambar 5.1.3. Karakteristik triac <>
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 21/42
PERANCANGAN ALAT
Perancangan sistem Pengendali Penerangan Ruangan meliputi perancangan
perangkat lunak (software) dan perangkat keras (hardware). Sistem yangdirancang akan membentuk suatu sistem pengendali penerangan ruang.
Pengendalian penerangan ruang dilakukan dengan mengendalikan besarnya
kuantitas cahaya yang dihasilkan oleh lampu. Untuk pengendalian besarnya
kuantitas cahaya, maka dilakukan pengaturan tegangan yang diberikan ke
lampu. Pada Gambar 3.1, pengaturan tegangan dilakukan oleh blok pengatur
tegangan berdasarkan output dari pengendali fuzzy.
Gambar 5.2. Blok diagram sistem Pengendalian Penerangan satu Ruangan
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 22/42
Interaksi user dengan sistem dapat dilihat dari input yang diberikan yaitu
dengan menekan switch 1. Setelah switch 1 ditekan, input dari sensor cahaya
diolah oleh pengendali dengan metode fuzzy logic. Output dari pendendali
selanjutnya ditampilkan oleh penampil dan sebagai input rangkaian pengatur
tegangan. Lampu akan menyala sesuai dengan input yang diberikan oleh rangkaian
pengatur tegangan. Variabel keluaran dari proses yaitu intensitas cahaya yang
dihasilkan lampu akan berbaur dengan cahaya dari sumber luar menghasilkan
iluminasi ruang Selanjutnya
iluminasi ruang diukur oleh sensor cahaya yang kemudian menghasilkan sinyal
sebagai masukan umpan balik bagi pengendali. Pengendali akan terus mengolah
sinyal masukan dan menghasilkan suatu nilai keluaran sehingga terbentuk suatu
sistem kendali loop tertutup. Sistem akan berhenti bekerja apabila user menekan
switch 1.
Sistem ini bekerja di dalam ruangan (in door) menggunakan maket rumah
dengan tiga ruangan sebagai model , dengan sumber penerangan yang berasal dari
lampu didalam ruang dan sumber penerangan dari luar. Maket rumah tersebut
terdiri dari tiga ruangan, yaitu ruang tamu/keluarga dengan ukuran 30x60 cm,
ruang tidur yang berukuran 30x30 cm, dan ruang baca yang berukuran 30x30
cm. Masing-masing ruangan menggunakan lampu pijar dengan daya berbeda-
beda yang disesuaikan dengan fungsi ruangan tersebut. Standar kuat penerangan
dalam ruangan untuk ruang keluarga, ruang tidur, dan ruang baca adalah 300, 50,
dan 200 lux (Muhaimin 2001: 145). Ruang keluarga menggunakan lampu dengan
daya 20 watt, ruang tidur menggunakan lampu dengan daya 5 watt, sedangkan
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 23/42
ruang baca menggunakan lampu dengan daya 15 watt. Karena penelitian yang
dilakukan menggunakan model, maka atrandar kuat penerangan tidak terpenuhi.
Iluminasi yang dihasilkan berdasar lampu yang terpasang, terukur untuk ruang
keluarga, ruang ruang tidur, dan ruang baca adalah 300, 70, dan 200 lux. Denah
maket rumah ditunjukkan oleh Gambar 3.2, sedangkan Gambar 3.3 menunjukkan
maket rumah tampak depan.
Gambar 3.2. Denah Maket Rumah
Gambar 3.3. Maket Rumah Tampak Depan
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 24/42
3.3. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras meliputi perancangan, rangkaian sensor cahaya,
bagian pengendali berbasiskan mikrokontroler ATmega8535, rangkaian penampil,
rangkain Solid State Relay (SSR). Blok diagram system perangkat keras
ditunjukkan pada gambar 3.4, sedangkan gambar rangkaian keseluruhan terlampir.
3.3.1. Sensor Cahaya
Rangkaian sensor cahaya yang digunakan pada pengendali
penerangan ruangan ditunjukkan pada Gambar 3.5. Sebagai sensor cahaya
adalah LDR (Light Dependent Resistor) yang berfungsi untuk mendeteksi
besarnya iluminasi di dalam ruangan. Pengendali penerangan ruangan ini
menggunakan enam buah LDR sebagai transducer yg mengubah energi
cahaya ke energi listrik yang selanjutnya akan diolah mikrokontroller. LDR 0
dan LDR 1 diletakkan di ruang 0, LDR 2 dan 3 diletakkan di ruang 1,
sedangkan LDR 4 dan LDR 5 diletakkan di ruang 2. Masing-masing
ruangan menggunakan 2 sensor. Sensor pertama diletakkan di dekat lampu, hal
ini bertujuan supaya iluminasi yang diukur sebagian besar bersumber dari
lampu. Sedangkan sensor kedua diletakkan dekat dengan sumber luar.
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 25/42
Gambar 3.5. Rangkaian sensor cahaya
3.3.2. Rangkaian Penampil
Penampil pada sistem Pengendali Penerangan Ruangan ini
menggunakan modul penyaji kristal cair (LCD) dengan tingkat kecerahan
tinggi. Modul ini merupakan modul penyaji kristal cair matrik titik dengan
pengendali di dalamnya. Pengendali ini mempunyai sebuah ROM/RAM
pembangkit karakter di dalamnya dan RAM data tampilan. Semua fungsi tampilan
dikendalikan oleh instruksi-instruksi.
M1632 merupakan Modul LCD Matrix dengan konfigurasi 16 karakter
dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 barispixel dan 5 kolom pixel
(1 baris pixel terakhir adalah kursor). Gambar 3.6. menunjukkan Modul LCD
M1632. Dan Gambar 3.7. menunjukkan hubungan antara layar LCD dengan
HD44780 yang merupakan mikrokontroller pengendali LCD dan mempunyai
kemampuan untuk mengatur proses scanning pada layar.
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 26/42
Gambar 3.7. Hubungan HD44780 dengan LCD
Rangkaian ini berfungsi untuk menampilkan informasi sebagai berikut:
1. Nama alat
Setelah sistem dihubungkan dengan jala-jala PLN, pada baris pertama LCD
akan menampilkan " KENDALI LAMPU " dan baris kedua akan
menampilkan "dgn LOGIKA FUZZY"
Gambar 3.6. Modul LCD M1632
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 27/42
2. Identitas pembuat
1,5 detik setelah menampilkan nama alat, LCD akan menampilkan " N E T I
K A " pada baris pertama dan "== U N N E S ==" pada baris kedua.
3. Hasil pengukuran iluminasi, output dari pengendali fuzzy, dan periode
pemicuan
PWM (Pulse Width Modulation)
Jika switch 1 ditekan maka sistem akan berjalan sehingga LCD dapat
menampilkan hasil pengukuran iluminasi, output dari pengendali fuzzy, dan
periode pemicuan PWM (Pulse Width Modulation). Baris pertama LCD
menampilkan hasil pembacaan iluminasi sensor pada ruang 0 (LDR 0 dan
LDR 1) yang telah dikonversi menjadi bentuk digital. Baris kedua akan
menampilkan output pengendali fuzzy yang berupa nilai tegangan
pengaturan, dan menampilkan periode pemicuan PWM yang merupakan
hasil konversi dari output pengendali fuzzy. Apabila switch 0 ditekan
sekali, LCD akan menampilkan informasi hasil pengukuran iluminasi, output
pengendali fuzzy, dan periode pemicuan PWM dari ruang 1. Namun jika switch
0 ditekan dua kali, LCD akan menampilkan informasi dari ruang 2.
Konfigurasi pin dari LCD dan alokasinya pada mikrokontroler
ATmega8535 dapat dilihat pada Gambar 3.8.
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 28/42
Gambar 3.8. Rangkain LCD M1632
3.3.3. Modul pengatur tegangan
Sebagai pengatur tegangan, digunakan rangkaian Solid State Relay
(SSR) yang pada prinsipnya adalah penggabungan antara rangkaian
optocoupler yang menggunakan Zero Crossing Circuit di dalam MOC 3041 dan
TRIAC. Gambar 3.9 menunjukkan gambar rangkaian SSR, sedangkan cara kerja
rangkaian ini adalah sebagai berikut:
Jika ada logika 1 pada input (IN) rangkaian ini, maka transistor BD139
akan aktif dan sambungan Collector dan Emitter seolah-olah seperti saklar
tertutup sehingga arus akan lewat dari power suply melewati MOC kaki 1 dan 2.
Hal ini akan mengakibatkan dioda yang berada didalam MOC 3041 aktif dan
transistor yang berada di dalam MOC3041 juga aktif. Keadaan ini akan
mengakibatkan arus dari jala-jala 220VAC mengalir ke kaki Gate TRIAC dan
akan memicu TRIAC tersebut. Pemicuan ini mengakibatkan kaki MT1 dan
MT2 akan terhubung dan jala-jala 220VAC akan mengalir melalui beban. Hal
ini berakibat beban ON. C 10nF/400V pada rangkaian ini berfungsi untuk
mengurangi arus yang sangat besar saat beban mulai ON.
Jika terdapat logik 0 pada input (IN) rangkaian ini, maka transistor
BD139 tidak akan aktif dan sambungan kolektor emitor (CE) seolah-olah
seperti saklar tebuka. Hal ini mengakibatkan dioda dan transistor yang berada di
dalam MOC3041 tidak aktif dan tidak akan ada pemicuan pada TRIAC
sehingga beban tidak terhubung ke jala-jala 220VAC atau dengan kata lain
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 29/42
beban OFF. Pemberian logika 0 ataupun logika 1 tersebut dikendalikan oleh
mikrokontroler.
Gambar 3.9. Rangkaian Solid State Relay
3.3.4. Mikrokontroler ATmega8535
Rangkaian ini bekerja sebagai unit pengendali agar sistem bekerja sesuai
dengan algoritma program.
Bagian input mikrokontroler di dalam rangkaian ini pin 0 - 5 Port A
terhubung dengan rangkaian sensor, sehingga system dapat mengolah besarnya
tegangan menjadi informasi besarnya iluminasi yang terukur oleh sensor.
Bagian output mikrokontroler Port B mikrokontroler ini terhubung dengan
rangkaian solid state relay untuk mengendalikan keadaan lampu dalam keadaan
terang, agak terang, redup, agak redup, atau padam. Pin 2 Port D terhubung
dengan rangkaian zero crossing detector. Pin 3 Port D terhubung dengan
rangkaian switch 0 untuk melihat keadaan di masing-masing ruangan seperti
yang terlihat pada penampil. Pin 7 Port D terhubung dengan switch 1 untuk
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 30/42
menjalankan system. Sedangkan Port B untuk mengaktifkan tampilan pada
penampil. Gambar rangkaian sistem mikrokontroller ATmega8535 seperti terlihat
pada gambar 3.10.
Gambar 3.10 . Rangkaian mikrokontroller ATmega8535
3. PROGRAM DAN PENJELASANNYA
Perangkat lunak yang digunakan untuk membuat program
mikrokontroler yaitu CodeVision AVR C Compiler dengan menggunakan
bahasa C. Selanjutnya program ini disimpan dalam memori data dan
memori program.
Inisialisasi sistem ATmega8353. Pada CodeWizardAVR dilakukan
pengaturan Port A sebagai input ADC, Port B sebagai output lampu, Port C
sebagai output LCD, sedangkan Port D sebagai input zero crossing detector,
switch 0 dan switch 1. Timers yang digunakan adalah Timer2 dengan mode
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 31/42
normal top = FFh dan clock value 4 MHz. Dalam pemrograman digunakan
variabel-variabel sebagai berikut:
void r3(void)
{
GPR3=SDR3=TRR3=0;
mu_gpr3=mu_sdr3=mu_trr3=0;
// GELAP
mu=(127-ldr[x])*10;
if (ldr[x]>127) {mu=0;};
mu=mu/127;
if (mu>0) {
GPR3=1;
mu_gpr3=mu;
};
// SEDANG
if (ldr[x]<128) {
mu=(ldr[x]*10)/127;
if (mu>0) {
SDR3=1;
mu_sdr3=mu;
}
}
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 32/42
// TERANG
else {
mu=((255-ldr[x])*10)/128;
if (mu>0) {
SDR3=1;
mu_sdr3=mu;
}
mu=((ldr[x]-127)*10)/128;
if (mu>0) {
TRR3=1;
mu_trr=mu;
};
};
}
Sedangkan untuk membaca besarnya sinyal dari LDR 0, LDR 2, dan LDR 4
dalam program dituliskan sebagai berikut
ldr[x+1]=read_adc(x+1);
r5();
Sinyal-sinyal tersebut selanjutnya difuzzifikasi Berikut adalah penerjemahan
derajad keanggotaan input r5 (Gambar 3.13) kedalam bahasa pemrograman
Atmega8535.
void r5(void)
{
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 33/42
unsigned char y;
y=x+1;
GPR5= AGR5= RRR5= ATR5= TRR5= 0;
mu_gpr5= mu_agr5= mu_rrr5= mu_atr5= mu_trr5= 0;
// GELAP
if (ldr[y]<=64) {
mu=((64-ldr[y])*10)/64;
if (mu>0) {
GP=1; mu_gp=mu;
}
// AGAK GELAP
mu=(ldr[y]*10)/64;
if (mu>0) {
AG=1; mu_ag=mu;
}
}
if (ldr[y]>64 && ldr[y]<=128) {
mu=((128-ldr[y])*10)/64;
if (mu>0) {
AG=1; mu_ag=mu;
}
// REMANG-REMANG
mu=((ldr[y]-64)*10)/64;
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 34/42
if (mu>0) {
RR=1; mu_rr=mu;
}
}
if (ldr[y]>128 && ldr[y]<=192) {
mu=((192-ldr[y])*10)/64;
if (mu>0) {
RR=1; mu_rr=mu;
}
// AGAK TERANG
mu=((ldr[y]-128)*10)/64;
if (mu>0) {
AT=1; mu_at=mu;
}
}
if (ldr[y]>192) {
mu=((255-ldr[y])*10)/64;
if (mu>0) {
AT=1; mu_at=mu;
}
//TERANG
mu=((ldr[y]-192)*10)/64;
if (mu>0) {
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 35/42
TR=1; mu_tr=mu;
}
}
}
Setelah input difuzzifikasi kemudian dilakukan evaluasi aturan (inferensi)
menggunakan basis aturan yang telah dirancang. Output yang diperoleh dari
inferensi selanjutnya didefuzzifikasi untuk mendapatkan output dalam bentuk
nilai tegas. Penerj emahan derajad keanggotaan output, basis aturan, dan
defuzzifikasi kedalam bahasa pemrogramn Atmega8535 adalah sebagai berikut:
// Global variables
char buf[33];
// Variabel fungsi keanggotaan input
unsigned int mu, mu_gpr3, mu_sdr3, mu_trr3, mu_gpr5, mu_agr5,
mu_rrr5, mu_atr5, mu_trr5,
GPR3, SDR3, TRR3, GPR5, AGR5, RRR5, ATR5, TRR5,
ldr[6], xx;
long int ot[6];
unsigned char room, rom, flg, x, out_fuz[6];
// Variabel fungsi keanggotaan output
unsigned int mu_pdot, mu_atot, mu_rdot, mu_srot, mu_trot;
Program dimulai dengan inisialisasi variabel awal pada menu utama:
void main(void)
{
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 36/42
unsigned char j;
xx=flg=0;
room=0;
x=0;
ot[0]=ot[1]=ot[2]=0;
Selanjutnya LCD akan menampilkan informasi nama alat dan identitas pembuat,
dalam pemrograman dituliskan sebagai berikut:
#asm("cli") // Global disable interrupts
lcd_init(16); // LCD module initialization
lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" KENDALI LAMPU");
lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("dgn LOGIKA FUZZY"); delay_ms(1500);
lcd_clear();
#asm("sei") // Global enable interrupts
while (1)
{
lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" D E D Y ");
lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("== U N D I K S H A ==");
Proses pengendalian dimulai apabila switch 1 ditekan
j=0;
while (PIND.7==1) {}
while (PIND.7==0) {}
while (j==0) {
if (PIND.7==0) {j=1;};
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 37/42
Untuk membaca besarnya sinyal dari LDR 0, LDR 2, dan LDR 4 dalam
program dituliskan sebagai berikut
ldr[x]=read_adc(x);
r3();
Sinyal-sinyal tersebut selanjutnya difuzzifikasi. Berikut adalah penerjemahan
derajad keanggotaan input r3 (Gambar 3.8) kedalam bahasa pemrograman
Atmega8535.
void r3(void)
{
GPR3=SDR3=TRR3=0;
mu_gpr3=mu_sdr3=mu_trr3=0;
// GELAP
mu=(127-ldr[x])*10;
if (ldr[x]>127) {mu=0;};
mu=mu/127;
if (mu>0) {
GPR3=1;
mu_gpr3=mu;
};
// SEDANG
if (ldr[x]<128) {
mu=(ldr[x]*10)/127;
if (mu>0) {
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 38/42
SDR3=1;
mu_sdr3=mu;
}
}
// TERANG
else {
mu=((255-ldr[x])*10)/128;
if (mu>0) {
SDR3=1;
mu_sdr3=mu;
}
mu=((ldr[x]-127)*10)/128;
if (mu>0) {
TRR3=1;
mu_trr=mu;
};
};
}
Sedangkan untuk membaca besarnya sinyal dari LDR 0, LDR 2, dan LDR 4
dalam program dituliskan sebagai berikut
ldr[x+1]=read_adc(x+1);
r5();
Sinyal-sinyal tersebut selanjutnya difuzzifikasi Berikut adalah penerjemahan
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 39/42
derajad keanggotaan input r5 (Gambar 3.13) kedalam bahasa pemrograman
Atmega8535.
void r5(void)
{
unsigned char y;
y=x+1;
GPR5= AGR5= RRR5= ATR5= TRR5= 0;
mu_gpr5= mu_agr5= mu_rrr5= mu_atr5= mu_trr5= 0;
// GELAP
if (ldr[y]<=64) {
mu=((64-ldr[y])*10)/64;
if (mu>0) {
GP=1; mu_gp=mu;
}
// AGAK GELAP
mu=(ldr[y]*10)/64;
if (mu>0) {
AG=1; mu_ag=mu;
}
}
if (ldr[y]>64 && ldr[y]<=128) {
mu=((128-ldr[y])*10)/64;
if (mu>0) {
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 40/42
AG=1; mu_ag=mu;
}
// REMANG-REMANG
mu=((ldr[y]-64)*10)/64;
if (mu>0) {
RR=1; mu_rr=mu;
}
}
if (ldr[y]>128 && ldr[y]<=192) {
mu=((192-ldr[y])*10)/64;
if (mu>0) {
RR=1; mu_rr=mu;
}
// AGAK TERANG
mu=((ldr[y]-128)*10)/64;
if (mu>0) {
AT=1; mu_at=mu;
}
}
if (ldr[y]>192) {
mu=((255-ldr[y])*10)/64;
if (mu>0) {
AT=1; mu_at=mu;
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 41/42
}
//TERANG
mu=((ldr[y]-192)*10)/64;
if (mu>0) {
TR=1; mu_tr=mu;
}
}
}
Manfaat
Secara garis besar pembuatan alat ini bermaanfaat untuk mempelajari
penerapan metode fuzzy dalam pengendalian penerangan beberapa ruangan pada
sebuah rumah.
Kesimpulan
Berdasarkan perancangan dan pengujian yang telah dilakukan maka
dapat disimpulkan bahwa:
1. Pengendalian penerangan dalam ruang dengan memperhitungkan
kontribusi
pencahayaan dari sumber luar kedalam ruangan dapat menghemat energi.
2. Sistem ATmega8535 berfungsi sebagai central processing unit
yang
5/12/2018 Ujian Akhir Semester IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ujian-akhir-semester-iv 42/42
mengolah sinyal analog dari LDR menjadi suatu nilai keluaran yang
berupa
waktu tundaan untuk pemicuan triac pada rancl mjgkaian solid state relay.
3. Jumlah ruangan yang dikendalikan oleh Sistem Pengendali
Penerangan
Ruangan ini terbatas. Hal ini disebabkan oleh kapasitas ADC internal
yang
berada di Port A Mikrokontroler ATmega8535 hanya terdiri dari 8 pin.
4. Mikrokontroller ATmega8535 dapat bekerja dengan baik karena
hubungan
antara iluminasi dan tegangan mendekati linier.