PROTOTYPE SISTEM PENGENDALIAN TEMPERATUR DAN PENGUKURAN KELEMBABAN PADA INKUBATOR BAYI BERBASIS LOGIKA FUZZY

Transkripsi

1 PROTOTYPE SISTEM PENGENDALIAN TEMPERATUR DAN PENGUKURAN KELEMBABAN PADA INKUBATOR BAYI BERBASIS LOGIKA FUZZY TUGAS AKHIR Untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Program Studi Teknik Elektro Disusun Oleh : NOOR YULITA DWI SETYANINGSIH E PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO SEMARANG 2012 i

2 ii

3 iii

4 iv MOTTO Tidak ada kata sia-sia dalam semua yang telah kita perjuangkan. Untuk mendapatkan sesuatu yang diinginkan harus ada perjuangan. Pengendalian diri begitu penting untuk menghadapi suatu rintangan iv

5 v KATA PENGANTAR بسم الله الرحمن الرحيم Assalamu'alaikum Warahmatullahi Wabarakatuhu. Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat hidayah-nya sehinga penulis dapat menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir yang dengan judul Prototype Sistem Pengendalian Temperatur dan Pengukuran Kelembaban Pada Inkubator Bayi Berbasis Logika Fuzzy. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan pada Program Studi S-1 Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Dian Nuswantoro Semarang. Terselesaikannya tugas akhir ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Edi Noersasongko, M.Kom selaku Rektor Universitas Dian Nuswantoro Semarang. 2. Bapak Dr.-Eng. Yuliman Purwanto, M.Eng selaku Dekan Fakultas Teknik Elektro. 3. Bapak M. Ary Heryanto, M.Eng selaku Sekretaris Dekan Fakultas Teknik Elektro. 4. Bapak Ir. Wisnu Adi P, M.Eng selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro. v

6 vi 5. Bapak Ir. Wisnu Adi P, M.Eng selaku Dosen Pembimbing I Tugas Akhir. 6. Ibu Ir. Dian Retno Sawitri, M.T selaku Dosen Pembimbing II Tugas Akhir. 7. Bapak dan Ibu Dosen Program Studi Studi S-1 Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Dian Nuswantoro Semarang. 8. Papa mamaku tercinta yang selalu memberikan kasih sayang, do'a dan dukungan, baik spiritual maupun material. 9. Teman-teman transfer angkatan 2010 Teknik Elektro Universitas Dian Nuswantoro Semarang. 10. Semua pihak yang telah turut membantu terselesaikannya tugas akhir ini, yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga Allah SWT membalas segala budi baik dan amal mereka dengan pahala yang lebih besar dari apa yang telah mereka berikan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, besar harapan penulis untuk menerima saran dan kritik dari para pembaca. Semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat dan menambah pengetahuan bagi kita semua. Wassalamu'alaikum Warahmatullahi Wabarakatuhu. Semarang, Juli 2012 Penulis vi

7 vii ABSTRAKSI Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan suatu Prototype Sistem Pengendalian Temperatur dan Pengukuran Kelembaban Pada Inkubator Bayi Berbasis Logika Fuzzy. Perangkat ini dibuat karena banyaknya inkubator yang masih memiliki sistem pengontrolan yang manual sehingga dalam penelitian ini membuat suatu sistem pengontrolan yang otomatis sesuai dengan kebutuhan bayi. Dari permasalahan yang ada sehingga dibuat suatu sistem yang memodelkan kebutuhan temperatur inkubator bayi yang bersifat fuzzy dan mengaplikasikan metode fuzzy logic controller pada inkubator bayi sehingga temperaturnya dapat memenuhi kebutuhan bayi yang menggunakannya. Pengendalian temperatur dan pengukuran kelembaban pada inkubator bayi ini memanfaatkan sensor SHT11, mikrokontroler ATMega8535, Lampu, Kipas, LCD dan Keypad. Data temperatur dan kelembaban yang terukur pada sensor akan diolah pada mikrokontroler untuk mengendalikan nyala lampu dan kipas dalam mempertahankan temperatur yang dibutuhkan dalam incubator bayi tersebut. Dari penelitian yang dilakukan didapatkan bahwa sistem pengendalian temperatur menggunakan logika fuzzy mendapatkan data yang linier antara data Setting Point dan data hasil pengontrolan menggunakan metode fuzzy, dengan nilai eror Kata Kunci : inkubator bayi, sensor SHT11, Fuzzy Logic Tsukamoto, mikrokontroler ATMega vii

8 viii DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i PERNYATAAN... ii PENGESAHAN... iii MOTTO... iv KATA PENGANTAR... v ABSTRAKSI... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Sistematika Laporan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Metode Fuzzy logic Controller SHT Mikrokontroler ATMega viii

9 ix 2.4 Keadaan Bayi BAB III METODE PENELITIAN BAB IV PERANCANGAN Rancangan Penelitian Perancangan Hardware Perancangan LCD Perancangan Keypad Perancangan Driver Triac untul Lampu Perancangan Dimmer untuk Kipas Perancangan Sensor SHT Perancangan Sistem Minimum Mikrokontroler Dimensi Inkubator Perancangan Software Perancangan Fuzzy Logic Unit Fuzzyfikasi IF-THEN rule Mekanisme Pertimbangan Fuzzy Pengujian Pengujian sensor SHT Pengujian Sistem Keseluruhan Pengujian Fuzzy Logic pada Sistem ix

10 x BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Sensor SHT Pengujian Sistem Secara Keseluruhan Pengujian Fuzzy Logic pada ix Sistem BAB VI PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 xi DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Representasi Linier Naik... 7 Gambar 2.2 Representasi Linier Turun... 8 Gambar 2.3 Kurva Segitiga... 9 Gambar 2.4 Kurva Trapesium... 9 Gambar 2.5 Fuzzy Controler Gambar 2.6 Fungsi Implikasi MIN Gambar 2.7 Inferensi dengan menggunakan Metode Tsukamoto Gambar 4.1 Blok Diagram Sistem Keseluruhan Gambar 4.2 Rangkaian LCD Gambar 4.3 Bentuk Keypad 3x Gambar 4.4 Driver TRIAC MOC Gambar 4.5 Rangkaian Kipas Gambar 4.6 Sensor SHT Gambar 4.7 Sistem Minimum Mikrokontroler Gambar 4.8 Dimensi Inkubator Gambar 4.9 flowchart prototype sistem pengendalian temperatur dan kelembaban pada inkubator bayi berbasis logika fuzzy.27 Gambar 4.10 Fungsi keanggotaan eror Gambar 4.11 Fungsi keanggotaan d_eror Gambar 4.12 Fungsi keanggotaan lampu Gambar 4.13 Fungsi keanggotaan kipas xi

12 xii Gambar 4.14 Matriks rule sistem Gambar 4.15 Proses Defuzzyfikasi Metode Tsukamoto Gambar 4.16 Diagram Blok Pengujian SHT Gambar 4.17 Skema Pengujian Sistem Keseluruhan Gambar 5.1 Diagram Blok Pengujian Sensor SHT Gambar 5.2 Grafik Data Temperatur Gambar 5.3 Grafik Data Kelembaban Gambar 5.4 Skema Pengujian Sistem Keseluruhan Gambar 5.5 Grafik Temperatur Pengujian Gambar 5.6 Grafik Temperatur Pengujian Gambar 5.7 Grafik Temperatur Pengujian Gambar 5.8 Grafik rata-rata Pengujian Temperatur Gambar 5.9 Grafik Pengujian 1 { C dan %RH} Gambar 5.10 Grafik Pengujian 2 { C dan %RH} Gambar 5.11 Grafik Pengujian 3 { C dan %RH} Gambar 5.12 Grafik Pengujian rata-rata Temperatur dan Kelembaban xii

13 xiii DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Pengaturan suhu inkubator Tabel 4.1 Tabel Pengujian Temperatur Tabel 4.2 Tabel Pengujian Temperatur dan Kelembaban Tabel 5.1 Tabel Pengujian Temperatur Tabel 5.2 Tabel Pengujian Kelembaban Tabel 5.3 Data Pengujian Setting Point dan Present Value Temperatur Tabel 5.4 Data Pengujian antara Temperatur dan Kelembaban Tabel 5.5 Pengujian pagi dengan handuk dingin, suhu ruang = 28 C Tabel 5.6 Pengujian pagi dengan handuk panas, suhu ruang = 28 C Tabel 5.7 Pengujian pagi dengan handuk dingin, suhu ruang = 31 C Tabel 5.8 Pengujian pagi dengan handuk panas, suhu ruang = 31 C Tabel 5.9 Pengujian pagi dengan handuk dingin, suhu ruang = 29 C Tabel 5.10 Pengujian pagi dengan handuk panas, suhu ruang = 29 C Tabel 5.11 Data rata2 handuk dingin dari ke-3 kondisi Tabel 5.12 Data rata2 handuk panas dari ke-3 kondisi Tabel 5.13 Data pengujian sistem selama 60 menit Tabel 5.15 Keluaran Sistem Fuzzyfikasi xiii

14 xiv DAFTAR LAMPIRAN 1. Listing Program xiv

15 xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Bayi yang baru lahir membutuhkan waktu untuk beradaptasi dengan dunia luar, sedangkan saat paling rawan bagi bayi adalah saat setelah bayi baru lahir, karena membutuhkan perhatian khusus terutama lingkungan sekitar. Dalam hal ini inkubator bayi adalah salah satu alat yang bisa membantu bayi baru lahir untuk beradaptasi dengan lingkungan sekitar, sebab kondisi dalam kandungan sangat berbeda dengan kondisi lingkungan sekitar di luar kandungan. Selain itu juga berfungsi menjaga suhu ruang supaya tetap stabil. Bayi prematur pada umumnya perlu diletakkan di inkubator yang mempunyai kontrol suhu, sehingga bayi tetap berada pada suhu yang sesuai seperti saat bayi berada dalam kandungan. Faktor faktor yang perlu diperhatikan pada inkubator adalah temperatur inkubator dan kelembaban pada ruang inkubator bayi. Untuk itu perlu dibuat suatu alat pengontrol temperatur ruangan inkubator, agar dapat mempertahankan temperatur dalam batas normal antara 36 ºC 38 ºC [ 1 ]. Kurangnya jumlah inkubator bayi di puskesmas atau tempat bersalin yang berada di daerah-daerah karena harga inkubator yang cukup tinggi, menyebabkan turunnya kualitas pelayanan dalam perawatan bayi baru lahir. Oleh karena itu perlu direalisasikan adanya inkubator dengan harga terjangkau (tanpa mengurangi fungsi dasarnya), sehingga inkubator tersebut dapat digunakan untuk semua kalangan dan diharapkan turut mengurangi AKB (Angka Kematian Bayi) di Indonesia. 1

16 2 xvi Aktivitas bayi antara bayi yang bergerak dan diam membutuhkan tingkat temperatur dan kelembaban yang berbeda. Misalkan pada bayi yang diam, akan membutuhkan temperatur yang lebih hangat di bandingkan dengan bayi yang banyak bergerak. Sehingga dalam inkubator bayi, naik turunnya temperatur disesuaikan dengan kebutuhan bayi. Berdasarkan kebutuhan tersebut inkubator bayi yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan bayi dengan mengaplikasikan fuzzy logic controller untuk mengendalikannya. Dalam sistem ini juga dikembangakan mengenai pengukuran kelembaban agar sistem pernafasan bayi tetap optimal. Dengan memanfaatkan sensor SHT 11 untuk pengukuran temperatur dan kelembaban yang memiliki tingkat kelinieran data yang baik serta mikrokontroler ATmega 8535 yang sangat fleksibel untuk berbagai aplikasi program dan harga yang terjangkau, maka dapat direalisasikan sebuah sistem pengendalian temperatur inkubator bayi. 1.2 Perumusan Masalah Perumusan masalah dalam pembuatan alat ini yaitu : Bagaimana memodelkan kebutuhan temperatur pada inkubator bayi yang bersifat fuzzy (tidak tegas). Bagaimana mengaplikasikan metode fuzzy logic controller pada inkubator bayi sehingga temperatur dapat memenuhi kebutuhan bayi yang menggunakannya. 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari perancangan ini adalah : Memodelkan kebutuhan temperatur inkubator bayi yang bersifat fuzzy (tidak tegas). Mengaplikasikan metode fuzzy logic controller pada inkubator bayi sehingga temperaturnya dapat memenuhi kebutuhan bayi yang menggunakannya.

17 xvii Batasan Masalah Pada sistem yang akan dibuat nanti, kami membatasi dalam beberapa hal sebagai berikut: Menggunakan tampilan LCD agar hasil pengukuran suhu dan kelembaban mudah di baca. Menggunakan sensor SHT 11 untuk pengukuran suhu dan kelembaban. Mengunakan lampu sebagai pemanas. Menggunakan kipas DC untuk mengatur sirkulasi udara masuk dan keluar, juga untuk mengatur kelembaban dan udara panas yang dialirkan.. Menggunakan mikrokontroller AVR ATMEGA8535 sebagai kontroler utama. Range kontrol temperatur ruang inkubator bayi 31 o C 38 o C Kelembaban relative : 50% RH 60% RH. Pemilihan bahan yang awet dan murah. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Bagi Peneliti Dapat digunakan sebagai penyalur ilmu-ilmu teori yang didapat selama bangku kuliah. 2. Bagi Instansi Sebagai tambahan referensi akademik pada perpustakaan Universitas Dian Nuswantoro Semarang, serta dapat digunakan sebagai perbandingan untuk penelaah yang serupa bagi peneliti selanjutnya. 3. Bagi Pengguna Mengembangkan peralatan inkubator bayi dengan pengontrolan yang lebih baik lagi.

18 4 xviii 1.6 Sistematika Laporan Sistematika yang digunakan dalam laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan laporan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Berisi tentang teori teori yang diberkaitan dalam penelitian ini. BAB III METODE PENELITIAN Berisi tentang langkah- langkah melakukan penelitian. BAB IV PERANCANGAN Berisi tentang perancangan hardware dan Software dalam melakukan penelitian. BAB V HASIL dan PEMBAHASAN Berisi tentang hasil perancangan alat dan pengujian dari tiap bagian dan keselruhan sistem yang digunakan. BAB VI PENUTUP Berisi kesimpulan dan saran yang berkaitan dengan seluruh proses perancangan dan pembuatan tugas akhir ini serta penyelesaian laporannya. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN

19 xix BAB II TINJAUAN PUSTAKA Perkembangan pada dunia kesehatan khususnya untuk inkubator bayi semakin canggih untuk memenuhi kebutuhan bayi sesuai dengan keadaan bayi sewaktu masih dalam kandungan. Perkembangan dari inkubator bayi ini tidak hanya dari segi bentuk, pelayanan yang disediakan, tapi juga dalam sistem pengontrolan temperatur yang ada dalam inkubator bayi. Penelitian untuk tugas akhir ini mengacu pada penelitian sebelumnya yang terkait dengan inkubator bayi untuk dilakukan pengembangan. Adapun penelitian sebelumnya seperti pada [2] dan [3]. Dari penelitian yang sudah dilakukan oleh [2], sistem pengendalian pada inkubator itu menggunakan sensor LM35 untuk pendeteksian temperatur, sensor HSM 20G untuk pendeteksian dari kelembaban, menggunakan AT89S51 untuk pengolahan data dan lampu sebagai pemanas, serta kipas sebagai pendingin. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh [3] sistem pengendaliannya menggunakan metode fuzzy logic, dengan sensor LM335 untuk pendeteksi temperatur, AT89S51 untuk pengolahan data dan lampu sebagai pemanas, serta kipas sebagai pendingin. Dari kedua penelitian yang sudah ada, penulis melakukan pengembangan dalam sistem inkubator bayi, dimana dalam sistem ini menggunakan sensor SHT 11 yang memiliki data linier antara temperatur dan kelembabannya, mikrokontroler ATmega8535 untuk pengolahan data, lampu sebagai pemanas dan 5

20 xx 6 kipas sebagai pendingin sekaligus sebagai sirkulasi udara. Data hasil dari SP (Set Point) temperatur serta data hasil PV (Present Value) dari temperatur dan kelembaban akan ditampilkan pada LCD. Range temperatur yang digunakan dari 31ºC - 38ºC dan range kelembaban dari 50% RH 60% RH. Pada penelitian tugas akhir ini ditekankan pada sistem kontrol temperatur pada inkubator bayi menggunakan metode fuzzy logic tsukamoto. 2.1 Metode Fuzzy Logic Controller Pada tugas akhir ini metode pengontrolan yang digunakan adalah fuzzy logic tsukamoto. Fuzzy logic adalah suatu cara yang tepat untuk memetakan suatu ruang input ke dalam suatu ruang output.beberapa alasan menggunakan Fuzzy logic yaitu: 1. logika fuzzy sangat fleksibel. 2. konsep logika fuzzy mudah dimengerti. 3. Mampu memodelkan fungsi-fungsi nonlinier yang sangat kompleks. 4. Dapat bekerjasama dengan teknik-teknik kendali secara konvensional. 5. memiliki toleransi terhadap data-data yang tidak tepat [4]. Pemilihan menggunakan metode fuzzy logic tsukamoto ini karena memiliki aturan yang cukup sederhana untuk mendapatkan hasil akhir. Pada metode tsukamoto, setiap konsekuen pada aturan yang berbentuk IF-Then harus direpresentasikan dengan suatu himpunan fuzzy dengan fungsi keanggotaan yang monoton. Sebagai hasilnya, output hasil inferensi dari tiap-tiap aturan diberikan

21 xxi 7 secara tegas (crisp) berdasarkan α-predikat. Hasil akhirnya diperoleh dengan menggunakan rata-rata terbobot [4]. Dalam metode fuzzy tsukamoto yang dilakukan pertama adalah menentukan fungsi keanggotaan (membership function), dimana fungsi keanggotaan ini merupakan kurva yang menunjukkan pemetaan titik-titik input data ke dalam nilai keanggotaanya yang memiliki interval antara 0 sampai 1. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk mendapatkan nilai keanggotaan adalah dengan melalui pendekatan fungsi. Adapun beberapa fungsi yang dapat digunakan yaitu : 1. Representasi linier Dimana pada representasi linier, pemetaan input ke derajat keanggotaanya digambarkan sebagai suatu garis lurus. Bentuk ini paling sederhana dan menjadi pilihan yang baik untuk mendekati suatu konsep yang kurang jelas. Ada 2 keadaan himunan fuzzy yang linier yaitu representasi linier naik yang bisa di lihat pada gambar 2.1 dan representasi linier turun yang bisa di lihat pada gambar 2.2. Gambar 2.1 Representasi Linier Naik

22 xxii 8 Fungsi keanggotaan untuk representasi linier naik : Gambar 2.2 Representasi Linier Turun Fungsi keanggotaan untuk representasi linier turun : 2. Representasi Kurva Segitiga Kurva segitiga pada dasarnya merupakan gabungan antara dua garis (linier) seperti terlihat pada gambar 2.3.

23 xxiii 9 Gambar 2.3 Kurva Segitiga Fungsi keanggotaan kurva segitiga : 3. Representasi Kurva Trapesium Kurva trapesium pada dasarnya seperti bentuk segitiga, hanya saja ada beberapa titik yang memiliki nilai keanggotaan 1 seperti terlihat pada gambar 2.4. Gambar 2.4 Kurva Trapesium

24 xxiv 10 Fungsi keanggotaan kurva trapesium: Selain itu juga terdapat terdapat metode penalaran secara monoton, metode ini digunakan sebagai dasar untuk teknik implikasi fuzzy. Tiap aturan (proposisi) pada basis pengetahuan fuzzy akan berhubungan dengan suatu relasi fuzzy. Bentuk umum dari aturan yang digunakan dalam fungsi implikasi : IF x is A THEN y is B Proposisi ini dapat diperluas dengan menggunakan operator fuzzy, seperti: IF (x₁ is A₁) (x₂ is A₂). (xn is An) THEN y is B Dengan adalah operator (missal : OR atau AND) Pada gambar 2.5 dapat dilihat dari arsitektur fuzzy controller dari sistem input dan output kemudian proses fuzzy controller yang digunakan dari fuzzyfikasi (penyamaan rule base) kemudian inference engine dan terakhir adalah proses deffuzzyfikasi untuk menentukan nilai tegas. Gambar 2.5 Fuzzy Controller

25 xxv 11 Fungsi implikasi yang digunakan pada metode tsukamoto adalah fungsi Min (minimum). Fungsi ini akan memotong output himpunan fuzzy. Gambar 2.6 menunjukkan salah satu contoh penggunaan fungsi min. Gambar 2.6 Fungsi implikasi MIN Alur sistem inferensi fuzzy metode tsukamoto untuk mendapatkan satu nilai crisp z, bisa dilihat seperti pada gambar 2.7. Gambar 2.7 Inferensi dengan menggunakan Metode Tsukamoto

26 xxvi SHT11 Pada tugas akhir ini menggunakan sensor SHT 11, karena sensor ini merupakan sensor digital untuk temperatur sekaligus kelembaban. Modul sensor ini sudah memiliki keluaran digital dan sudah terkalibrasi, sehingga tidak perlu lagi melakukan konversi A/D. penggunaan daya yang rendah, sangat baik untuk stabilitas jangka panjang. 2.3 Mikrokontroler ATmega8535 Penggunaan mikrokontroler ATmega 8535 pada sistem karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan mikrokontroler AT89S51, dimana kecepatan AVR dua belas kali lebih cepat disbanding kecepatan MCS51. Adapun kelebihan dari ATmega 8535 diantaranya : 1. 8 bit VR berbasis RISC dengan performa tinggi dan konsumsi daya rendah. 2. Kecepatan maksimal 16MHz. 3. Terdapat 3 memori didalamnya diantaranya: a. 8KB Flash. b. 512 byte SRAM. c. 512 byte EEPROM. 4. Timer/counter: a. 2 buah 8 bit timer/counter. b. 1 buah 16 bit timer/counter. c. 4 kanal PWM kanal 10/8 bit ADC. 6. Programmable Serial USART. 7. Memiliki komparator analog. 8. Memiliki 6 pilihan sleep mode untuk penghematan daya listrik.

27 xxvii Memiliki 32 jalur I/O yang bias di program [5]. 2.4 Keadaan Bayi Setelah bayi lahir ia akan berada di tempat yang suhunya lebih rendah dari dalam kandungan dan dalam keadaan basah. Apabila bayi tersebut dibiarkan dalam suhu kamar 25 C, maka bayi akan kehilangan panas melalui radiasi, konveksi dan evaporasi. Dalam waktu yang bersamaan pembentukan panas yang bisa dihasilkan hanya sepersepuluh dari panas yang hilang, keadaan ini akan menyebabkan penurunan suhu tubuh bayi tersebut. Apabila keadaan ini tidak ditangani secara baik maka akan terjadi perubahan-perubahan pada bayi tersebut terutama bayi dengan berat bayi lahir rendah. Dalam keadaan normal suhu bayi dipertahankan 36-37,5 C. Kesanggupan untuk pembentukan panas dan kemampuan untuk mempertahankan panas sangat terbatas terutama pada bayi prematur. Keadaan ini dapat dihindari dengan segera mengeringkan bayi agar kehilangan panas secara evaporasi dapat dikurangi. Dalam perawatan selanjutnya usaha untuk mempertahankan suhu tubuh dalam Neutral thermal zone adalah salah satu cara yang paling efektif untuk menekan mortalitas bayi prematur. Dengan kata lain kita mengusahakan mempertahankan suhu rectal bayi menetap pada 37 C dengan merubah suhu sekitarnya dengan cara memberi pakaian lebih tebal, memberi heater dan kalau fasilitas memungkinkan adalah penggunaan inkubator. pengaturan suhu inkubator terlihat pada tabel 2.1[1].

28 xxviii 14 Tabel 2.1 Pengaturan suhu inkubator Berat Badan (gram) Temperatur ( C) ± ± ± ± ± ± ± ± 1.4 Untuk mencegah akibat buruk dari hipotermi karena suhu lingkungan yang rendah harus dilakukan upaya untuk merawat bayi dalam suhu lingkungan yang netral, yaitu suhu yang diperlukan agar konsumsi oksigen dan pengeluaran kalori minimal. Keadaan ini dapat dicapai bila suhu inti bayi (suhu tubuh tanpa berpakaian) dapat dipertahankan 36,5ºC-37,5ºC. Kelembaban relatif sebesar 40-60% perlu dipertahankan untuk membantu stabilitas suhu tubuh bayi [6]. PENGELOLAAN BAYI BERAT LAHIR RENDAH Semua bayi berat lahir rendah memerlukan : 1. Suhu yang tinggi dan stabil untuk mempertahankan suhu tubuh. 2. Atmosfer dengan kadar oksigen dan kelembaban tinggi 3. Pemberian minum secara hati-hati karena ada kecenderungan terisapnya susu ke paru. 4. Perlindungan terhadap infeksi 5. Pencegahan kekurangan zat besi dan vitamin

29 15 xxix Dengan persyaratan seperti diatas maka bayi harus di rawat di unit khusus Rumah Sakit yang memiliki peralatan lengkap, dirawat oleh staf perawatan yang telah dilatih dalam bidang ini. Bayi paling kecil yang beratnya kurang dari 2000 gram di rawat telanjang dalam inkubator pada suhu C ( F ) dengan kelembaban tinggi, tetapi bayi yang lebih besar dirawat di boks pada suhu 27 C ( 80 F ) [7].

30 xxx BAB III METODE PENELITIAN Metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan penelitian ini yaitu : 1. Metode Studi Literatur Metode ini dilakukan dengan cara melihat dan mencari literatur yang sudah ada untuk memperoleh data serta informasi yang berhubungan dengan pengendalian temperatur pada inkubator bayi. Dalam hal ini penulis mencari literatur yang berhubungan tentang penelitian terdahulu yang sejenis diantaranya, driver TRIAC, sensor SHT11, mikrokontroler ATmega 8535, LCD, keypad, kebutuhan bayi, metode fuzzy logic tsukamoto. 2. Metode Observasi Metode ini dilakukan dengan melakukan penelitian dan mempelajari peralatan yang sudah ada untuk memberikan gambaran yang jelas sehingga dapat dipakai sebagai acuan dalam perencanaan dan pembuatan alat. 3. Metode Rekayasa Prototype Metode ini digunakan sebagai sumber data dalam menganalisa dan mengambil data. Adapun perancangan hardware meliputi perancangan LCD, keypad, kipas, lampu, sensor SHT11, sistem minimum mikrokontroler ATmega

31 xxxi 17 Dan perancangan software menggunakan fuzzy logic yang direalisasikan dalam program bahasa BASIC. 4. Metode Pembuatan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Metode ini digunakan untuk membuat dan merealisasikan perancangan hardware dan software yang mendukung penyelesaian tugas akhir ini yaitu prototype sistem pengendalian temperatur dan pengukuran kelembaban pada inkubator bayi berbasis logika fuzzy. 5. Metode Pengujian dan Analisis Metode ini digunakan untuk melakukan pengujian peralatan yang telah dibuat dan menganalisa hasil yang didapat dengan membandingkan antara rancangan dengan hasil yang telah didapat. Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini yaitu: Pengujian sensor SHT11 Pengujian kali ini dilakukan dengan cara membandingkan hasil temperatur yang terbaca oleh sensor SHT 11 dengan alat terukur Thermo-Hygrometer. Pengujian sistem secara keseluruhan Pengujian ini dilakukan dengan cara menghubungkan semua rangkaian yang dibutuhkan pada penelitian menjadi satu, yaitu rangkaian sensor SHT11, rangkaian catu daya, rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMega 8535, rangkaian lampu, rangkaian kipas dan rangkaian LCD.

32 xxxii 18 Pengujjian dilakukan dengan menentukan nilai eror pada sistem dari nilai Setting Point dan nilai Present Value. Serta melakukan pengujian menggunakan handuk dengan kondisi panas dan dingin dan menguji sistem secara keseluruhan dalam waktu yang lama. Cara pengujian dilakukan dengan cara menghidupkan tombol on, kemudian memasukkan nilai Setting Point temperatur. yang ditentukan, setelah itu sistem akan bekerja untuk mempertahankan temperatur pada ruang inkubator bayi sesuai dengan nilai Setting Point.

33 xxxiii BAB IV PERANCANGAN 4.1 Rancangan Penelitian Pada rancangan penelitian ini terdapat dua tahap perancangan, yaitu perancangan hardware yang berisi rancangan rangkaian yang dibutuhkan dalam sistem, dan rancangan software yang berisi rancangan alur program pada mikrokontroler untuk melakukan pengontrolan pada sistem Perancangan Hardware Perancangan perangkat keras yang akan dibuat dalam sistem meliputi, rangkaian catu daya, LCD, Keypad, driver triac untuk lampu, driver untuk kipas, sistem minimum mikrokontroler ATmega8535, dan sensor SHT11. Secara umum blok diagram sistem dari perancangan perangkat keras dapat dilihat pada gambar 4.1. Gambar 4.1 Blok Diagram Sistem Keseluruhan 19

34 xxxiv 20 Dimana alur kerja dari blok diagram sistem secara keseluruhan yaitu, pertama memasukkan nilai set point temperatur dan kelembaban dari keypad, setelah itu mikrokontroler akan membaca data temperatur dan kelembaban yang keluar dari sensor SHT 11. Kemudian mikrokontroler akan mengolah data sensor menggunakan metode fuzzy ( fuzzyfikasi, inferensi system, defuzzyfikasi), dan keluaran dari mikrokontroler akan mempengaruhi nyala atau mati dari lampu dan kipas, serta nilai temperatur dan kelembaban akan ditampilkan pada LCD. Data hasil pengontrolan akan diumpanbalikkan untuk melakukan pengontrolan berikutnya, jika hasil Present Value belum sesuai dengan Set Point maka nilai PV saat itu akan menjadi input Perancangan LCD Dalam sistem modul LCD ini digunakan untuk menampilkan nilai SP (Set Point) dari temperatur dan kelembaban serta menampilkan nilai PV (Present Value) dari temperatur dan kelembaban pada ruang inkubator bayi. Modul ini menggunakan LCD jenis M1632 yang mempunyai ukuran 2x16, maksudnya bahwa tampilan LCD mampu menampilkan 16 karakter dalam dua baris tampilan, sehingga tampilan yang dihasilkan sejumlah 32 karakter. Rangkaian Modul LCD diperlihatkan pada Gambar Perancangan Keypad Dalam penelitian ini, keypad digunakan untuk memasukkan data SP (Set Point) yang selanjutnya akan di respon oleh mikrokontroler. Keypad yang digunakan menggunakan metode matrik. Dimana keluaran yang dihasilkan

35 xxxv 21 merupakan kombinasi baris dan kolom tombol yang ditekan. Bentuk keypad dapat dilihat seperti gambar 4.3 Gambar 4.2 Rangkaian LCD Gambar 4.3 Bentuk Keypad 3x4

36 xxxvi Perancangan Driver Triac untuk Lampu Driver triac pada penelitian ini digunakan untuk menyalakan dan mematikan lampu pada inkubator bayi. Jenis driver triac yang digunakan yaitu tipe MOC3020. Driver ini termasuk jenis optocoupler sehingga relatif aman jika terjadi ketidaknormalan pada bagian beban. Rangkaian driver ini ditunjukkan Gambar 4.4. Gambar 4.4 Driver Triac MOC3020 Pengaktifan Triac dengan pulsa high berasal dari mikrokontroler. Pada saat ada pulsa high (5 volt) pada kaki 1 maka akan terjadi beda potensial antara kaki 1 dan 2 sehingga arus mengalir dan dioda dalam MOC3020 memancarkan cahaya sehingga bilateral switch ON, arus mengalir dari kaki 6 ke 4 akan mengaktifkan Triac menjadi ON sehingga Triac dapat mengalirkan arus. Fungsi resistor 180 ohm adalah untuk membatasi arus yang mengalir melalui dioda. Untuk bagian tegangan rendah (sebelah kiri) arus yang mengalir maksimum 30 ma. Apabila hambatan dioda dalam MOC3020 diabaikan maka

37 xxxvii 23 arus yang mengalir dapat dihitung sebagai berikut. I = 5/180 = 0,02778 A = 27,78 ma (masih di bawah nilai yang diizinkan) Arus 27,78 ma bagi mikrokontroler sudah dianggap besar, sehingga pengaktifan MOC3020 dengan aktif low agar mikrokontroler tidak melakukan sourcing Perancangan Dimmer untuk Kipas Kipas disini digunakan untuk mengendalikan dari temperatur dan kelembaban pada ruang inkubator bayi. Ketika temperatur yang terukur lebih tinggi dari temperatur yang diinginkan (setpoint) maka kipas ini akan menyala dengan maksud untuk mengalirkan udara keluar sehingga terjadi perpindahan kalor. Begitupun untuk keadaan sebaliknya. Kinerja kipas akan sesuai dengan keadaan yang ada dalam ruang inkubator bayi tersebut. Pada rangkaian pengendalian untuk kipas memanfaatkan keluaran PWM dari mikrokontroler. Adapun untuk rangkain pengendali kipas dapat dilihat seperti pada gambar 4.5. Gambar 4.5 Rangkaian Kipas

38 xxxviii Perancangan Sensor SHT11 SHT11 merupakan sensor digital untuk temperatur sekaligus kelembaban. Modul sensor ini sudah memiliki keluaran digital dan sudah terkalibrasi, sehingga tidak perlu lagi melakukan konversi A/D. penggunaan daya yang rendah, sangat baik untuk stabilitas jangka panjang. Perancangan sensor SHT11 terlihat seperti Gambar 4.6. Gambar 4.6 sensor SHT Perancangan Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8535 Sistem minimum ATmega8535 digunakan untuk pengendali utama dari sistem pengendalian temperatur dan kelembaban pada inkubator bayi. Mikrokontroler ini dipilih karena memiliki fitur yang cukup lengkap seperti timer dengan kemampuan mengeluarkan gelombang PWM, EEPROM internal, flash memori 8Kb dan masih banyak fitur yang lain. Logika fuzzy yang digunakan dalam pengendalian ini akan ditanamkan pada sistem minimum

39 25 xxxix mikrokontroler ATmega8535 dengan menggunakan bahasa pemrograman bahasa C. Mikrokontroler akan mengolah data temperatur dan kelembaban dari sensor SHT11 yang akan digunakan untuk mengendalikan temperatur dan kelembaban dalam plant inkubator itu dengan mempengaruhi nyala atau mati dari lampu dan kipas. Adapun pemanfaatan sistem minimum mikrokontroler dalam sistem dapat dilihat pada Gambar 4.7. Gambar 4.7 Sistem Minimum Mikrokontroler Dimensi Inkubator Desain inkubator dibuat dua tingkat, dimana untuk box atas difungsikan untuk tempat bayi, dan untuk box bawah difungsikan untuk peletakan dari semua sistem kontrol untuk pengendalian inkubator bayi ini. Ukuran dari inkubator bayi yang digunakan pada sistem ini yaitu 60 x 40 x40 cm seperti yang terlihat pada Gambar 4.8. Ukuran ini didesain dengan menyesuaikan ukuran bayi prematur. Dimana panjang dari bayi prematur sekitar cm.

40 26 xl Gambar 4.8 Dimensi Inkubator Perancangan Software Software yang digunakan untuk bisa melakukan pengolahan data dan melakukan pengoperasian yang lain untuk mengendalikan temperatur dan pengukuran kelembaban pada inkubator bayi yaitu menggunakan mikrokontroler ATmega8535 dengan menggunakan bahasa pemrogaman bahasa C. program bahasa basic dituliskan dalam Software Compiler CV AVR yang kemudian didownload ke mikrokontroller ATMega8535. Berikut adalah garis besar flowchart dari prototype sistem pengendalian temperatur dan pengukuran kelembaban pada inkubator bayi berbasis logika fuzzy yang ditunjukkan pada Gambar 4.9.

41 xli 27 Gambar 4.9 Alur kerja prototype sistem pengendalian temperatur dan Pengukuran kelembaban pada inkubator bayi berbasis logika fuzzy Keterangan flowchart : Saat sistem dinyalakan kemudian sistem akan melakukan deklarasi variable, kemudian melakukan inisialisasi port pada mikrokontroler. Setelah itu memasukkan nilai SP (Set Point) temperatur, setelah nilai Set Point disimpan dalam mikrokontroler, mikrokontroler akan membaca data PV (Present Value) temperatur dan kelembaban dari sensor. Antara data Set Point dan Present Value temperatur untuk mendapatkan nilai eror. (nilai eror = PV-SP). Dan menentukan nilai d_eror (nilai d_eror = eror(n) eror(n-1), Setelah itu akan masuk untuk input fuzzyfikasi, kemudian dilakukan evaluasi rule untuk data input. Setelah itu akan masuk pada tahap Defuzzyfikasi untuk mendapatkan nilai tegas dari keluaran

42 28 xlii fuzzy. Nilai Crisp Output dari sistem ini berupa PWM untuk mengontrol pendingin yaitu kipas, dan pemanas yaitu lampu. Nilai data temperatur dan kelembaban akan ditampilkan pada LCD, kemudian sistem akan mengulang proses yang sama Perancangan Fuzzy Logic Fuzzy logic yang digunakan mempunyai 2 input (eror, d-eror), dimana nilai eror merupakan nilai selisih temperatur actual dengan temperatur setting, dan nilai d_eror merupakan selisih dari eror saat ini dengan eror sebelumnya, dan 2 output (lampu, kipas). Membership function masukan mempunyai 3 label linguistik dengan 9 IF-THEN rule. Langkah logika fuzzy yang digunakan yaitu proses fuzzyfikasi, inferensi engine dan defuzzyfikasi Unit Fuzzyfikasi yaitu : Fungsi keanggotaan yang digunakan dalam system dibagi menjadi 4, 1. Fungsi keanggotaan eror. 2. Fungsi keanggotaan d-eror. 3. Fungsi keanggotaan lampu. 4. Fungsi keanggotaan kipas.

43 29 xliii Berikut ini adalah gambar dan fungsi- fungsi keanggotaan diatas : 1. Fungsi keanggotaan eror Untuk fungsi keanggotaan temperature memiliki 3 variabel linguistik yaitu rendah,sedang dan tinggi dapat dilihat pada Gambar Gambar 4.10 Fungsi Keanggotaan eror 6. µ rendah (x) = 1 ; x -1 (-x) / 1 ; -1 x 0 0 ; x 0 7. µ sedang (x) = 0 ; x -1 atau x 1 (x+1) / 1 ; -1 x 0 (1-x) / 1 ; 0 x 1 8. µ tinggi (x) = 0 ; x 0 (x) / 1 ; 0 x 1 1 ; x 1

44 xliv Fungsi Keanggotaan d-eror Untuk fungsi keanggotaan kelembaban memiliki 3 variabel linguistik yaitu rendah,sedang dan tinggi dapat dilihat pada gambar Gambar 4.11 Fungsi Keanggotaan d_eror a. µ rendah (x) = 1 ; x -1 (-x) / 1 ; -1 x 0 0 ; x 0 b. µ sedang (x) = 0 ; x -1 atau x 1 (x+1) / 1 ; -1 x 0 (1-x) / 1 ; 0 x 1 c. µ tinggi (x) = 0 ; x 0 (x) / 1 ; 0 x 1 1 ; x 1 3. Fungsi keanggotaan lampu Untuk fungsi keanggotaan lampu memiliki 3 variabel linguistik yaitu mati,tetap dan nyala dapat dilihat pada gambar 4.12.

45 31 xlv Gambar 4.12 Fungsi Keanggotaan Lampu a. µ rendah (x) = 1 ; x 2 (3-x)/1 ; 2 x 3 0 ; x 3 b. µ sedang (x) = 0 ; x 2 atau x 5 (x-2) / 1 ; 2 x 3 (5-x)/2 ; 3 x 5 c. µ tinggi (x) = 0 ; x 3 (x-3) / 2 ; 3 x 5 1 ; x 5 4. Fungsi keanggotaan kipas Untuk fungsi keanggotaan kipas memiliki 3 variabel linguistik yaitu rendah,sedang dan tinggi dapat dilihat pada Gambar 4.13.

46 xlvi 32 Gambar 4.13 Fungsi Keanggotaan Kipas a. µ rendah (x) = 1 ; x 2 (3-x)/1 ; 2 x 3 0 ; x 3 b. µ sedang (x) = 0 ; x 2 atau x 5 (x-2) / 1 ; 2 x 3 (5-x)/2 ; 3 x 5 c. µ tinggi (x) = 0 ; x 3 (x-3) / 2 ; 3 x 5 1 ; x IF-THEN Rule Aturan aturan yang digunakan dalam sistem ini yaitu : 1. [R1] IF Eror RENDAH And D-eror RENDAH THEN Lampu TINGGI And Kipas RENDAH 2. [R2] IF Eror RENDAH And D-eror SEDANG THEN Lampu TINGGI And Kipas RENDAH 3. [R3] IF Eror RENDAH And D-eror TINGGI THEN Lampu TINGGI And Kipas SEDANG

47 xlvii [R4] IF Eror SEDANG And D-eror RENDAH THEN Lampu SEDANG And Kipas RENDAH 5. [R5] IF Eror SEDANG And D-eror SEDANG THEN Lampu SEDANG And Kipas RENDAH 6. [R6] IF Eror SEDANG And D-eror TINGGI THEN Lampu SEDANG And Kipas SEDANG 7. [R7] IF Eror TINGGI And D-eror RENDAH THEN Lampu RENDAH And Kipas SEDANG 8. [R8] IF Eror TINGGI And D-eror SEDANG THEN Lampu RENDAH And Kipas TINGGI 9. [R9] IF Eror TINGGI And D-eror TINGGI THEN Lampu RENDAH And Kipas TINGGI Dibawah ini adalah matriks dari ke-9 rule diatas yang terlihat seperti Gambar Gambar 4.14 Matriks rule sistem Mekanisme Pertimbangan Fuzzy Tahap terakhir dari inferensi fuzzy adalah defuzzifikasi, yang menggunakan rata-rata terbobot, dapat dilihat pada Gambar Defuzzifkasi

48 xlviii 34 merupakan kebalikan dari proses fuzzifikasi, yaitu mengubah himpunan fuzzy keluaran menjadi keluaran tegas ( crisp). Pengubahan ini dilakukan karena plant hanya mengenal nilai tegas sebagai variable kendali. Gambar 4.15 Proses Defuzzyfikasi Metode Tsukamoto 4.2 Pengujian Pengujian Sensor SHT 11 Pengujian sensor dilakukan dengan membuat program untuk membaca data temperatur dan kelembaban pada mikrokontroler, kemudian data akan ditampilkan pada LCD, selain itu juga menggunakan thermometer untuk data pembanding temperatur. Adapun diagram blok pengujian sensor SHT11 dapat dilihat pada Gambar 4.16 Gambar 4.16 Diagram Blok Pengujian SHT11

49 xlix Pengujian Sistem Keseluruhan Pengujian sistem secara keseluruhan dilakukan dengan menyatukan semua rangkaian yang ada pada sistem, yang dapat dilihat pada Gambar Gambar 4.17 Skema Pengujian Sistem Keseluruhan Dalam pengujian ini, dilakukan dengan membandingkan nilai SP dan PV temperatur pada kondisi pengujian yg berbeda, yaitu kondisi pagi,siang dan malam yang datanya dimasukkan seperti pada Tabel 4.1. Selain itu juga melakukan pengujian data temperatur dan kelembaban pada tiga kondisi yang berbeda juga, data dimasukkan pada Tabel 4.2. Tabel 4.1 Tabel Pengujian Temperatur NO Pengujian 1 SP PV ( C) ( C) Eror Pengujian Temperatur Pengujian Pengujian 2 3 Eror SP PV SP PV ( C) ( C) ( C) ( C) Eror Rata2 Eror Rata-rata Pengujian SP PV ( C) ( C)

50 36 l Tabel 4.2 Tabel Pengujian Temperatur dan Kelembaban NO Pengujian Temperatur dan kelembaban Rata-rata Pengujian 1 Pengujian 2 Pengujian 3 Pengujian ( C) (%RH) ( C) (%RH) ( C) (%RH) ( C) (%RH) Pengujian Fuzzy logic pada Sistem Pengujian dilakukan dengan cara membandingkan nilai defuzzyfikasi antara hasil pengukuran dan teori.

51 li BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN Pada hasil dan pembahasan dilakukan pengujian untuk mengetahui apakah sistem yang dibuat telah berfungsi dengan baik dan sesuai dengan perancangannya. Adapun pengujian yang dilakukan meliputi : 1. Pengujian untuk sensor SHT11 2. Pengujian sistem secara keseluruhan 3. Pengujian Fuzzy Logic pada sistem 5.1 Pengujian sensor SHT11 Sensor yang digunakan pada sistem ini adalah SHT11, dimana keluaran dari sensor ini yaitu temperatur dan kelembaban sudah terkalibrasi sehingga tidak perlu dilakukan pengkalibrasian. Pengujian dilakukan dengan membandingkan data yang terbaca oleh sensor dengan data yang terukur menggunakan THERMO- HYGROMETER (alat untuk mengukur temperatur dan kelembaban). Perbandingan data ini dimaksutkan untuk mengetahui apakah sensor dalam keadaan yang baik atau tidak. Untuk diagram blok pengujian sensor SHT11 dapat dilihat pada gambar

52 38 lii Gambar 5.1 Diagram Blok Pengujian sensor SHT11 Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali untuk data yang terbaca pada mikrokontroler pada keadaan 29 C sampai 38 C kemudian pada kondisi itu juga dilakukan pengukuran dengan HYGROMETER untuk melihat data yang terukur, hal ini bertujuan untuk melihat perbandingan bahwa sensor melakukan pengukuran temperatur dan kelembaban yang sama untuk kondisi yang sama, dengan tiap pengujian diambil 10 data. Dapat dilihat pada Tabel 5.1 untuk data temperatur dan Tabel 5.2 untuk data kelembaban. Tabel 5.1 Tabel Pengujian Temperatur Tabel Data Pengujian Temperatur Rata-Rata No Pengujian 1 Pengujian 2 Pengujian3 Pengujian Terbaca Terukur Terbaca Terukur Terbaca Terukur Terbaca Terukur ( C) ( C) ( C) ( C) ( C) ( C) ( C) ( C)

53 39 liii Dari data rata-rata diatas dapat dilihat antara data terbaca dengan data terukur mempunyai data yang sama, untuk melihat grafik perbandingan antara kedua data rata-rata pengujian dapat dilihat seperti Gambar 5.2 : Gambar 5.2 Grafik Data Temperatur Dari pengujian data temperatur ini dapat disimpulkan bahwa sensor SHT11 dalam mendeteksi temperatur bekerja dengan baik. Hal ini dapat dibuktikan bahwa antara temperatur yang terbaca sebanding dengan data yang terukur, serta melihat hasil grafik yang berpola linier dengan persamaan yang didapatkan yaitu y = 1.015x dengan nilai regresi

54 40 liv Tabel 5.2 Tabel Pengujian Kelembaban Tabel Data Pengujian Kelembaban Rata-Rata No Pengujian 1 Pengujian 2 Pengujian3 Pengujian Terbaca Terukur Terukur Terbaca Terukur Terbaca Terukur (%RH) (%RH) Terbaca(%RH) (%RH) (%RH) (%RH) (%RH) (%RH) Dari data diatas dapat dilihat antara data terbaca dengan data terukur mempunyai data yang hampir sama, untuk melihat grafik perbandingan antara kedua data rata-rata pengujian dapat dilihat seperti gambar 5.3 : Gambar 5.3 Grafik Data Kelembaban Dari pengujian data kelembaban ini dapat disimpulkan bahwa sensor SHT11 dalam mendeteksi kelembaban bekerja dengan baik. Hal ini dapat

55 41 lv dibuktikan bahwa antara kelembaban yang terbaca sebanding dengan data yang terukur, serta melihat hasil grafik yang berpola linier dengan persamaan yang didapatkan yaitu y = 1.011x dengan nilai regresi Dari kedua hasil data pengujian diatas dapat disimpulkan bahwa sensor SHT11 yang digunakan dalam sistem dapat bekerja dengan baik dalam mendeteksi temperatur dan kelembaban. 5.2 Pengujian sistem secara keseluruhan Pengujian sistem secara keseluruhan dilakukan dengan cara menghubungkan semua rangkaian menjadi satu, yaitu rangkaian sensor SHT11, rangkaian catu daya, rangkaian sistim minimum mikrokontroler ATMega 8535, rangkaian lampu, rangkaian kipas, dan rangkaian lcd. Skema hubungan antar rangkaian dapat dilihat pada Gambar 5.4. Gambar 5.4 Skema Pengujian Sistem Keseluruhan Langkah melakukan pengujian pada sistem kali ini yaitu : 1. Menyalakan power on pada sistem. 2. Memasukkan nilai Setting Point temperatur.

56 42 lvi 3. Mikokontroler membaca nilai Present Value temperatur dan kelembaban dari sensor SHT Mikrokontroler akan membandingkan nilai Present Value dengan nilai Setting Point untuk mendapatkan nilai eror dan d_eror temperatur. 5. Mikrokontroler akan memasukkan nilai eror dan d_eror pada proses fuzzyfikasi, setelah itu masuk pada proses pengidintifikasian rule, dan proses defuzzyfikasi. 6. Nilai defuzzyfikasi yang dihasilkan akan digunakan untuk mengendalikan lampu dan kipas. 7. Nilai temperatur dan kelembaban akan ditampilkan pada LCD. Pengujian sistem keseluruhan dilakukan dengan membandingkan nilai dari Setting Point dengan nilai Present Value, untuk mengetahui pengontrolan yang ada pada sistem bekerja dengan baik atau tidak. Karena pengontrolan yang dilakukan pada sistem ini yaitu mengendalikan dan mempertahankan keadaan temperatur pada kondisi ruang inkubator bayi pada nilai Setting Point yang telah ditentukan. Untuk nilai kelembaban mengikuti temperatur yang ada, sehingga kelembaban tidak perlu untuk dilakukan pengontrolan. Antara data temperatur dan kelembaban memiliki perbandingan data yang linier. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali untuk keadaan pengujian yang berbeda, dimana pengujian yang pertama adalah untuk kondisi pagi pengujian kedua adalah untuk kondisi siang dan pengujian ketiga adalah pengujian malam, dengan kondisi tempeatur ruang sekitar inkubator antara 26 C sampai 32 C dan

57 43 lvii kondisi kelembabannya sekitar 54%RH sampai 61%RH, dengan pengambilan data tiap pengujian yaitu 10 data. Data pengujian temperatur dapat dilihat pada Tabel 5.3. Tabel 5.3 Data pengujian Setting Point dan Present Value Temperatur Pengujian Temperatur Rata-rata NO Pengujian 1 Pengujian 2 Pengujian 3 Pengujian SP PV SP SP PV Rata2 PV ( C) ( C) Eror ( C) PV( C) Eror ( C) ( C) Eror Eror SP( C) ( C) Keterangan tabel : Pengujian 1 = pengujian pada kondisi pagi Pengujian 2 = pengujian pada kondisi siang Pengujian 3 = pengujian pada kondisi malam Dari ketiga hasil diatas, untuk tiga kondisi yag berbeda dapat disimpulkan bahwa, dalam keadaan apapun sistem masih bisa melakukan pengontrolan yang baik. Dengan nilai eror pada sistem adalah Grafik dari tiap pengujian data temperatur dapat dilihat pada Gambar 5.5 untuk pengujian 1, Gambar 5.6 untuk pengujian 2, Gambar 5.7 untuk pengujian 3 dan Gambar 5.8 untuk rata-rata pengujian.

58 lviii 44 Gambar 5.5 Grafik Temperatur Pengujian 1 Gambar 5.6 Grafik Temperatur Pengujian 2

59 45 lix Gambar 5.7 Grafik Temperatur Pengujian3 Gambar 5.8 Grafik rata-rata Pengujian Temperatur Dari hasil grafik diatas, dapat disimpulkan bahwa dalam kondisi yang berbeda pengontrolan pada sistem ini berjalan dengan baik, hal ini dapat dibuktikan dari hasil grafik rata-rata pengujian temperatur yang membentuk pola linier dengan persamaan y = 0.997x dengan nilai regresi dan data perbandingan temperatur dengan kelembaban dapat dilihat pada Tabel 5.4. Pengujian ini juga dilakukan sebanyak 3 kali dalam kondisi yang berbeda, untuk melihat perbandingan kelinieran dari data temperatur dan

60 46 lx kelembaban yang terukur oleh sensor. Pengujian dilakukan dari temperatur 34 C sampai 40 C. Tabel 5.4 Data pengujian antara temperatur dan kelembaban Pengujian Temperatur Pengujian 1 Pengujian 2 Pengujian 3 Rata2Pengujian NO ( C) (%RH) ( C) (%RH) ( C) (%RH) ( C) (%RH) Keterangan tabel : Pengujian 1 = kondisi pagi Pengujian 2 = kondisi siang Pengujian 3 = kondisi malam Dapat dilihat dari tabel antara data temperatur dan kelembaban mendapatkan hasil yang linier dengan kondisi keadaan pengujian yang berbeda. Grafik dari tiap pengujian dapat dilahat pada Gambar 5.9 untuk pengujian satu, Gambar 5.10 untuk pengujian 2, Gambar 5.11 untuk pengujian 3 dan Gambar 5.12 untuk data rata-rata.

61 lxi 47 Gambar 5.9 Grafik Pengujian 1 { C dan %RH} Gambar 5.10 Grafik Pengujian 2 { C dan %RH}

62 48 lxii Gambar 5.11 Grafik Pengujian 3 { C dan %RH} Gambar 5.12 Grafik Pengujian rata-rata Temperatur dan Kelembaban Dari hasil grafik diatas, dapat disimpulkan bahwa hasil temperatur dan kelembaban berbanding lurus, kelembaban mengikuti pergerakan dari temperatur yang ada. Untuk temperatur yang dibutuhkan oleh bayi yaitu antara 31 C sampai 37 C, sedangkan kelembaban yang dibutuhkan antara 50%RH sampai 60 %RH. Dari data diatas kondisi temperatur sudah memenuhi dengan kebutuhan bayi,

63 lxiii 49 sedangkan untuk kelembaban pada kondisi temperatur 35 C adalah 60%RH hal ini menunjukkan bahwa kelembaban sudah melebihi batas kebutuhan bayi, sehingga dalam sistem ini untuk kelembaban belum bisa dilakukan pengontrolan secara baik. Untuk mendapatkan pengontrolan kelembaban yang baik dalam sistem harus ditambah reservoir air untuk sirkulasi uap air. Pengujian risetime pada sistem inkubator bayi dilakukan dengan menghitung waktu yang dibutuhkan dari keadaan suhu ruang untuk mencapai nilai setting point yang ditentukan. Pengujian dilakukan dengan memanfaatkan handuk panas dan dingin dengan waktu pengujian dilakukan pada pagi hari dengan kondisi temperatur ruang disekitar inkubator adalah 28 C, siang hari dengan kondisi temperatur ruang disekitar inkubator adalah 31 C dan malam hari dengan kondisi temperatur ruang disekitar inkubator adalah 29 C. Untuk data handuk dingin saat pengujian pagi hari dapat dilihat pada Tabel 4.5 dan Tabel 5.6 untuk data handuk panas, sedangkan untuk data handuk dingin saat pengujian siang hari dapat dilihat pada Tabel 5.7 dan Tabel 5.8 untuk data handuk panas, dan untuk data handuk dingin saat pengujian malam hari dapat dilihat pada Tabel 5.9 dan Tabel 5.10 untuk data handuk panas serta Tabel 5.11 untuk hasil data rata-rata percobaan handuk dingin dan Tabel 5.12 untuk hasil data rata-rata percobaan handuk panas.

64 lxiv 50 Tabel 5.5 Pengujian pagi dengan handuk dingin, suhu ruang = 28 C Pengujian pagi dengan handuk dingin, suhu ruang = 28 C No SP Suhu Suhu bayi Suhu bayi Inkubator awal PV waktu m 30 C 19.9 C 24.4 C C 2dt m 31 C 19.8 C 26.6 C C 57 dt 34 3m 31 C 20 C 26.9 C 3 C 34dt 35 3m 31 C 19.8 C 29.1 C 4 C 47dt 36 4m 31 C 20.1 C 29.3 C 5 C 55dt Tabel 5.6 Pengujian pagi dengan handuk panas, suhu ruang = 28 C Pengujian pagi dengan handuk panas, suhu ruang = 28 C Suhu bayi Suhu bayi SP Suhu Inkubator waktu No awal PV C 34.4 C 29.6 C 1m C 33 1m C 33.4 C 29.1 C C dt C 33.8 C 30 C 2m 3 C 35 3m 30 C 33.3 C 29.7 C 4 C 13dt 36 4m 30 C 32.8 C 30.1 C 5 C 12dt Tabel 5.7 Pengujian pagi dengan handuk dingin, suhu ruang = 31 C No Pengujian pagi dengan handuk dingin, suhu ruang = 31 C Suhu bayi Suhu bayi SP Suhu Inkubator waktu awal PV C 20.1 C 25.3 C 59dt C 34 1m 5 32 C 19.9 C 26 C C dt 35 2m 32 C 20.2 C 25.6 C C 36 C 32 C 20.1 C 26.6 C 2dt 2m 52dt

65 51 lxv Tabel 5.8 Pengujian pagi dengan handuk panas, suhu ruang = 31 C No Pengujian pagi dengan handuk panas, suhu ruang = 31 C SP Suhu Inkubator Suhu bayi awal Suhu bayi PV waktu 33 C 32 C 34 C 29.9 C 55sdt 34 1m C 34.3 C 30.1 C C dt 35 2m 32 C 33.4 C 30.9 C C 34dt 36 3m 32 C 34.6 C 31.1 C C 25dt Tabel 5.9 Pengujian pagi dengan handuk dingin, suhu ruang = 29 C Pengujian pagi dengan handuk dingin, suhu ruang = 29 C Suhu bayi SP Suhu Inkubator Suhu bayi awal waktu No PV C 20.1 C 26.2 C 1m 3dt C 33 1m C 21.2 C 26.6 C C dt C 21.8 C 26.8 C 2m 2dt 3 C 35 2m 31 C 21.6 C 27.2 C 4 C 16dt 36 2m 31 C 22.1 C 27 C 5 C 54dt Tabel 5.10 Pengujian pagi dengan handuk panas, suhu ruang = 29 C No Pengujian pagi dengan handuk panas, suhu ruang = 29 C SP Suhu Inkubator Suhu bayi awal Suhu bayi PV waktu 32 C 31 C 35.3 C 31.4 C 34dt 33 C 31 C 35.8 C 31.9 C 59dt 34 1m 31 C 35.3 C 31.2 C C 15dt 35 1m 31 C 35.6 C 32 C C 20dt 36 2m 31 C 34 C 30.8 C C 10dt