jurusan elektro fakultas teknik universitas...

Perancangan Pengendalian pH, Suhu Dan Kejernihan Air Pada

Budidaya Lobster Air Tawar (Freshwater Crayfish) Dengan

kontroler Fuzzy

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Syarat Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1)

Disusun Oleh :

Nama : ARIF SUSANTO

NIM : 04530044

JURUSAN ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2011

LEMBAR PERSETUJUAN

PERANCANGAN PENGENDALIAN PH, SUHU DAN KEJERNIHAN AIR

PADA BUDIDAYA LOBSTER AIR TAWAR (FRESHWATER CRAYFISH)

DENGAN KONTROL FUZZY

TUGAS AKHIR

Diajukan Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana (S1)

Di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

Arif Susanto

04530044

Telah Diperiksa dan Disetujui,

i

LEMBAR PENGESAHAN




Tugas Akhir Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar

Sarjana (S-1)

Di

Universaitas Muhammadiyah Malang

Oleh

Arif Susanto

NIM : 04530044

Tgl Ujian : 30 April 2011

Periode Wisuda : Mei 2011

Disetujui Oleh :

ii

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN ELEKTRO

Jl. Raya Tlogomas No.246 Malang 65144, Telp. (0341) 464318-129

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama : Arif Susanto

Tempat, Tanggal Lahir : Malang, 12 Desember 1985

NIM : 04530044

Fakultas/Jurusan : Teknik/Elektro

Menyatakan bahwa tugas akhir kami yang berjudul:




Adalah bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun

keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang kami sebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini kami buat sebenar-benarnya dan apabila

pernyataan ini tidak benar, kami bersedia mendapat sangsi akademis.

iii

LEMBAR MOTTO

Seberapa besar rasa percaya kita kepada Allah sehingga mampu membuat kita “memutuskan memotong tali pengait” saat tergantung terbalik? Seberapa besar rasa percaya kita kepada Allah hingga kita mau menyerahkan semua yang ada pada diri kita kepada-Nya?

Teman, percayalah, akan ada petunjuk-petunjuk Allah dalam setiap langkah kita menapaki jalan kehidupan ini. Carilah, gali dan temukan rasa itu dalam hatimu. Sebab, saat kita telah percaya, maka petunjuk itu akan datang dengan tanpa dipaksa.

Perjuangan mutlak dibutuhkan dalam menjalani hidup ini.

Apabila Allah membolehkan kita hidup tanpa hambatan, itu

hanya akan membuat lemah, kita tidak akan sekuat ini. Tidak

pernah se sukses ini.

Saya memohon diberi kekuatan….

Dan Allah memberikan kesulitan agar membuat saya kuat.

Saya memohon agar menjadi bijaksana…

Dan Allah memberi saya masalah untuk diselesaikan.

Saya memohon kekayaan…

Dan Allah memberi saya bakat, waktu, kesehatan dan peluang.

Saya memohon keberanian…

Dan Allah memberikan hambatan untuk dilewati.

Saya memohon rasa cinta…

Dan Allah memerikan orang-orang bermasalah untuk dibantu.

Saya memohon kelebihan…

Dan Allah memberi saya jalan untuk menemukannya.

‘saya tidak menerima apapun yang sata minta….tetapi saya menerima

semua yang saya butuhkan…”

Katakanlah: Sekiranya lautan menjadi tinta untuk (menulis) kalimat-kalimat Tuhanku, sungguh habislah lautan itu sebelum habis (ditulis) kalimat-kalimat Tuhanku, meskipun Kami datangkan tambahan sebanyak itu (pula)." (QS. Al Kahfi;109

iv

LEMBAR PERSEMBAHAN

Kupersembahkan Tugas Akhir ini kepada

segenap keluarga besarku, terutama kedua orang

tuaku.

Ayahanda dan Almarhumah Ibunda yang sangat aku sayangi. Tidak sedikitpun kami menyangkal kebenaran bukti-bukti yang mempertegas aksioma wajibnya berbakti kepadamu. Namun kami menyadari, bahwa kami memang belum melakukan yang terbaik, kalau mungkin malah bisa dibilang masih terlalu picik dalam berbuat baik kepada kalian berdua. Kami yakin, Ayahanda dan Ibunda sudi memakluminya. Ibunda. Maafkan kami, bila kurang mengisi hari-harimu dengan tawa. Maafkan kami, bila kurang mampu membuatmu bahagia. Bahkan kamipun tahu, banyak tindakan dan ucapan kami yang telah membuat hatimu terluka. Demi Allah, kami menyesali semua itu. Tertawalah bunda, agar hari-hari kamipun menjadi semakin ceria.

Ya Tuhan kami, beri ampunlah aku dan kedua ibu bapaku dan sekalian orang-orang mukmin pada hari terjadinya hisab (hari kiamat)." (QS. Ibrahim;41)

“Dan Kami perintahkan kepada manusia (berbuat

baik) kepada dua orang ibu- bapanya; ibunya telah

mengandungnya dalam keadaan lemah yang

bertambah- tambah, dan menyapihnya dalam dua

tahun. Bersyukurlah kepadaKu dan kepada dua

orang ibu bapakmu, hanya kepada-Kulah

kembalimu” (QS. Luqman;14)

“Dan rendahkanlah dirimu terhadap mereka berdua dengan penuh kesayangan dan ucapkanlah: "Wahai Tuhanku, kasihilah mereka keduanya, sebagaimana mereka berdua telah mendidik aku waktu

kecil.” (QS. Al-Isra:24)

v

PENGANTAR

Assalamualaikum Wr. Wb

Alhamdulillahi Robbil „Alamin, segala puja dan puji syukur kehadirat

Allah SWT atas Rahmat dan Karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

Skripsi dengan judul “PERANCANGAN PENGENDALIAN PH, SUHU DAN

KEJERNIHAN AIR PADA BUDIDAYA LOBSTER AIR TAWAR

(FRESHWATER CRAYFISH) DENGAN KONTROL FUZZY” ini dengan baik.

Dalam penyusunan laporan ini penulis banyak mendapatkan masukan dan

bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin

menyampaikan rasa terima kasih kepada:

1. Ir, Nur Kasan, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro.

2. Ir, Machmud, MT, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro.

3. Ir, Irfan, MT, selaku pembimbing I yang telah membantu dalam

bimbingan tugas akhir ini.

4. Ir, Nur alif, MT, selaku dosen pembimbing II yang telah membantu dalam

bimbingan tugas akhir ini.

5. Seluruh Dosen dan karyawan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah

Malang.

6. Bapak, Ibu, Kakak dan adikku tercinta yang memberi Do‟a, kasih sayang,

perhatian dan dukungan moral serta spiritual.

7. Teman-teman Elektro UMM 2004 atas dukungan, bantuan dan Do‟a nya.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan dan penulisan laporan

Skripsi ini masih banyak kekurangan dan kekeliruan, untuk itu penulis

mengharapkan masukan, kritik dan saran demi kelengkapan dan kesempurnaan

laporan ini. Semoga tugas akhir ini memberikan manfaat bagi kita semua. Amin.

Wassalamualaikum, Wr. Wb.

Malang, Maret 2011

Penulis

vi

ABSTRAK

Arif Susanto, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Muhammadiyah Malang, April 2011. Perancangan Pengendalian pH, Suhu

Dan Kejernihan Air Pada Budidaya Lobster Air Tawar (Freshwater

Crayfish) Dengan kontrol Fuzzy.

Pembimbing: Ir.M. Irfan , MT dan Nur Alif , ST. MT.

Lobster Air Tawar merupakan hewan air yang memiliki nilai ekonomis

tinggi dan banyak diminati orang untuk dibudidayakan. Kualitas air seperti pH,

suhu dan kejernihan merupakan bagian terpenting pada budidaya Lobster Air

Tawar. Dengan adanya alat pengendalian pH, Suhu Dan Kejernihan Air

diharapkan dapat menghasilkan lobster yang berkualitas. Pengendalian secara

manual sangatlah kurang praktis, sehingga digunakan pengendalian secara

otomatis menggunakan elektronika digital dengan metode kontrol logika fuzzy

yang penggunaannya sangatlah mudah dan praktis. Penerapan sistem kontrol

logika fuzzy dapat mempermudah model matematis sistem fisik yang komples

dan rumit, karena konsep dasar dari kontrol logika fuzzy adalah proses

pengambilan keputusan yang didasar pada pengalaman manusia sehingga model

matematis yang kompleks dan rumit tidak diperlukan.

Alat ini memiliki tiga jenis sensor yaitu sensor suhu, pH dan kejernihan.

Range pengaturan suhu antara 24OC-32

OC, range pengaturan pH antara 6-8 dan

pengaturan kejernihan pada tingkat jernih. Proses pengolahan data dan pemberi

perintah pada aktuator seperti heater, pompa asam, pompa basa dan pompa

penjernih sebagai penggerak plan dilakukan oleh mikrokontroler ATmega8535.

Hasil pengaturan dari alat ini berupa nilai suhu, pH dan kejernihan yang akan

ditampilan pada layar LCD.

Kata kunci: kontrol, logika fuzzy, mikrokontroler, pengaturan, pengendalian,

sensor, pH, suhu, kejernihan.

vii

ABSTRACT

Arif Susanto, Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering,

University of Muhammadiyah Malang, April 2011. Designing Control of pH,

Temperature and Water Clarity In Freshwater Lobster Aquaculture

(Freshwater Crayfish) With Fuzzy control. Supervisor: Ir.M. Irfan, MT and

Nur Alif, ST. MT.

Freshwater crayfish are aquatic animals that have high economic value and

attracted many people to be cultivated. Water quality such as pH, temperature and

clarity are the most important part in the cultivation of Freshwater Lobster. With

the tools of control of pH, temperature and water clarity is expected to produce a

quality lobster. Control manually is not practical, so that control is used

automatically using digital electronics with fuzzy logic control method is easy and

practical use. The application of fuzzy logic control system can simplify

mathematical models of physical systems very complex and complicated, because

the basic concept of fuzzy logic control is the process of decision making based

on human experience so that mathematical models of complex and complicated is

not required.

This tool has three types of sensors are temperature sensors, pH and

clarity. Range-24OC temperature regulation between 32oC, pH regulation range

between 6-8 and setting clear clarity on the level. Data processing and giving

commands on actuators such as heater, acid pump, pump base and pump purifier

as the driving done by the microcontroller ATMEGA8535 plan. The results of this

tool in the form of setting the value of temperature, pH and clarity that will

ditampilan on the LCD screen.

Key words: control, fuzzy logic, microcontrollers, regulation, control, sensors,

pH, temperature, clarity.

viii

DAFTAR ISI

Lembar Persetujuan ................................................................................................. i

Lembar Pengesahan .................................................................................................. ii

Surat Pernyataan .................................................................................................... iii

Lembar Motto........................................................................................................... iv

Lembar Persembahan ............................................................................................... v

Kata Pengantar ........................................................................................................ vi

Abtraksi .................................................................................................................... vii

Abstract ................................................................................................................... viii

Daftar Isi ................................................................................................................... ix

Daftar Tabel ............................................................................................................... x

Daftar Gambar ......................................................................................................... xi

BAB I. Pendahuluan

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

1.2. Rumusan Masalah ..................................................................................... 3

1.3. Tujuan ........................................................................................................ 3

1.4. Batasan masalah ........................................................................................ 3

1.5. Metodologi .................................................................................................. 4

1.6. Sistematika Penulisan ................................................................................ 5

BAB II. Tinjauan Pustaka

2.1. Suhu ............................................................................................................. 6

2.2 Derajat Keasaman (pH) .............................................................................. 7

2.3. Kekeruhan (Turbidity) .............................................................................. 9

2.4. Logika Fuzzy ............................................................................................. 10

2.4.1. Himpunan Fuzzy ........................................................................... 11

2.4.2. Fungsi Keanggotaan Fuzzy .......................................................... 12

2.4.3. Operasi Himpunan Fuzzy ........................................................... 15

2.4.4. Variabel Linguistik (Linguistic Variable) ................................. 17

2.4.5. Kontrol Logika Fuzzy .................................................................. 18

2.4.5.1. Fuzzifikasi ....................................................................... 18

2.4.5.2. Aturan Fuzzy “If-Then” ................................................. 19

2.4.5.3. Defuzzifikasi .................................................................... 22

2.4.6. Struktur Kontroler Logika Fuzzy Dasar ................................... 23

2.5. Sensor Suhu Elektronik ........................................................................... 25

2.6. SensorDerajatKeasaman(pH) ................................................................. 25

2.7. LED ............................................................................................................ 27

2.8. SensorKejernihan ..................................................................................... 29

2.9. Mikrokontroler ATmega8535 ................................................................. 29

2.9.1. Deskripsi Pin ................................................................................... 30

2.9.2. MEMORI ........................................................................................ 34

2.9.3. Instruksi – instruksi ....................................................................... 36

2.9.4. ADC pada Mikrokontroler ATmega8535 .................................... 39

ix

2.10. Operational Amplifier(Op-Amp) ............................................................ 43

2.11. LCD(Liquid Crystal Display) .................................................................. 45

BAB III. Perencanaan dan Pembuatan Alat

3.1 Perancangan Sistem .................................................................................. 49

3.1.1 Blok Diagram Alat ........................................................................ 49

3.1.2 Prinsip Kerja Alat ....................................................................... 50

3.2 Perancangan Perangkat Keras .............................................................. 51

3.2.1 Perancangan Modul Pengukur pH ............................................ 51

3.2.2 Perancangan Modul Pengukur Suhu ......................................... 54

3.2.3 Perancangan Modul Pengukur Kejernihan .............................. 55

3.2.4 Mikrokontroler ............................................................................ 56

3.2.5 Rangkaian Relay .......................................................................... 58

3.3 Perancangan Perangkat Lunak ............................................................. 60

3.3.1 Perancangan Algoritma Fuzzy ................................................... 60

3.3.2 Perancangan Algoritma Perangkat Lunak ............................... 66

BAB IV Pengujian Dan analisa Alat

4.1. Pengujian Rangkaian pengukur suhu

4.1.1 Peralatan pengujian ...................................................................... 68

4.1.2 Pengujian ........................................................................................ 68

4.1.3 Hasil pengujian .............................................................................. 69

4.2 Pengujian Rangkaian Pengukur kejernihan

4.2.1 peralatan Pengujian ...................................................................... 70

4.2.2 pengujian ........................................................................................ 70

4.2.3 Hasil pengujian .............................................................................. 70

4.3 pengujian rangkaian Aktuator


4.3.2 Pengujian ........................................................................................ 71

4.3.3 Pengujian ....................................................................................... 71

4.4 pengujian ADC


4.4.2 pengujian ........................................................................................ 72

4.4.3 Pengujian ....................................................................................... 73

4.5 Pengujian mikrokontroler Dan LCD


4.5.2 pengujian ........................................................................................ 75

4.5.3 Pengujian ....................................................................................... 75

4.6 pengujian Rangkaian pengukur PH


4.6.2 pengujian ........................................................................................ 76

4.6.3 Pengujian ....................................................................................... 77

4.7 pengujian Sistem keseluruha han

1. Analisa Suhu ......................................................................................... 78

2. Analisa kejernihan ............................................................................... 81

x

3. Analisa PH ............................................................................................ 84

BAB V. Kesimpulan Dan Saran

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 88

5.2 Saran .......................................................................................................... 89

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 90

LAMPIRAN .............................................................................................................. 91

xi

Daftar Pustaka

Anonymous. 2000, LM35, Precision Centigrade Temperature Sensors,

National Semiconductor.

Atmel. 2005, 8-bit AVR Microcontroller with 8K Bytes In-System

Programmable Flash. ATmega8535.

HTTP://www.Atmel.com/ATmega8535.pdf.

Couglin F. Robert dan Driscoll F. Frederick. 1992. Penguat Operational dan

Rangkaian Terpadu Linear. Cetakan Kedua. Penerjemah: Soemitro,

Herman Widodo. Jakarta: Erlangga.

George J. Klir and Bo Yuan. 1995, Fuzzy Sets and Fuzzy Logic Theory and

Applications. New York: Prentice Hall International Inc.

Gunterus, Frans. 1994, Falsafah Dasar: Sistem Pengendalian Proses. Jakarta: PT.

Elex Media Komputindo.

Malvino, Albert Paul. 1996, Prinsip-Prinsip Elektronika. Edisi Ketiga.

Penerjemah: Gunawan, Hanapi. Jakarta: Erlangga.

Ogata, Katsuhito. 1996, Teknik Kontrol Automatik, Edisi Kedua, Alih Bahasa Edi

Laksono, Jakarta: Erlangga.

Ross, Timothy J. 1995, Fuzzy Logic With Engineering Applications, Singapore:

McGraw-Hill, Inc.

Seiko Instruments Inc. 1987, Liquid Crystal Display Module M1632 User

Manual, Japan.

Setiawan, Cuncun. 2006, Teknik pembenihan & cara cepat pembesaran Lobster

Air Tawar, Jakarta: Agro Media Pustaka.

Wardhana, Lingga. 2006, Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATmega8535

Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, Yogyakarta: ANDI.

Yan, Jun. 1994, Using Fuzzy Logic, New York: Prentice Hall International Inc.

http://www.o-fish.com, diakses tanggal 28 Februari 2007

http://en.wikipedia.org/wiki/Turbidity, diakses tanggal 16 Maret 2007

http://www.ne-wea.org/LabManual/turbidity.htm, diakses tanggal 16 Maret

2007

http://www.o-fish.com/

http://en.wikipedia.org/wiki/Turbidity

http://www.ne-wea.org/LabManual/turbidity.htm

jurusan elektro fakultas teknik universitas...

Documents