UNIVERSITAS BINA NUSANTARA. Budi Wicaksono Sardjono Yohan Darmawan Geary

Transkripsi

1 UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Genap tahun 2005/2006 Pengontrolan Suhu dan Ketinggian Air Budi Wicaksono Sardjono Yohan Darmawan Geary Abstrak Tujuan Penelitian kami adalah untuk membuat sistem pengontrolan suhu dan ketinggian air dengan menggunakan metode logika fuzzy. Perancangan sistem ini meliputi pembuatan plant, perancangan sensor suhu dan ketinggian, perancangan ADC, perancangan MSC 52 dan komunikasi serial, perancangan driver, penggunaan motor stepper, perancangan relay, penggunaan bahasa pemrograman assembler, penggunaan bahasa Visual Basic 6.0 serta penggunaan logika fuzzy. Hasil analisa percobaan kami menunjukkan bahwa sensor dapat mendeteksi perubahan yang terjadi pada suhu dan ketinggian, dan pergerakan motor stepper bekerja sesuai dengan perhitungan logika fuzzy. Kesimpulan yang dapat kami ambil adalah sistem dapat bekerja dengan lima buah setpoint untuk parameter suhu dan ketinggian. Kata Kunci Sensor Suhu, Sensor Ketinggian, ADC, MCS-52, motor stepper, komunikasi serial, assembly, Visual Basic 6.0, Logika Fuzzy. iv

2 Prakata Puji syukur atas khadirat Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya skripsi dengan judul Pengontrolan Suhu dan Ketinggian Air. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar kesarjanaan jenjang studi Strata-1 (S1) pada jurusan Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara, Jakarta. Banyak bantuan dan dorongan moril yang diberikan oleh berbagai pihak kepada penulis selama menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: Orang tua kami yang telah banyak memberikan dukungan, baik material maupun spiritual. Dosen Pembimbing, Bpk. Nanda Avianto Wicaksono, S.T., M.T Teman- Teman di Bagian LitBang Sistem Komputer, yang telah memberikan fasilitas dan saran dalam pembuatan sistem. Asisten Lab Hardware, yang telah membantu penulis. Sekretaris jurusan Sistem Komputer, Bpk. Robby Saleh, S.Kom, M.T Kepala jurusan, Sistem Komputer, Bpk. Wiedjaja, S.Kom, M.Kom Rektor Universitas Bina Nusantara, Bpk. Prof.Dr. Gerardus Polla.M.App.Sci Dan pihak- pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. v

3 Penulis berharap karya tulis ini dapat bermanfaat bagi pembaca serta dapat dikembangkan kearah yang lebih baik lagi. Jakarta, Juni 2006 Penulis vi

4 Daftar Isi Halaman Judul Luar i Halaman Judul Dalam ii Halaman Persetujuan Hardcover...iii Abstrak......iv Prakata...v Daftar Isi..vii Daftar Gambar...xi Daftar Tabel.xiv Daftar Rumus xv Daftar Lampiran......xvi Bab 1 Pendahuluan Latar Belakang Ruang Lingkup Tujuan dan Manfaat Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan Bab 2 Landasan teori Sistem Kontrol Sistem Loop Terbuka dan Tertutup Sistem Loop Terbuka Sistem Loop Tertutup Kapasitas Panas..9 vii

5 2.3 Logika Fuzzy Cara Melakukan Metode Logika Fuzzy Fuzzifikasi Inferens Defuzzifikasi Motor Langkah Jenis Motor Langkah Pergerakan Motor Langkah Analog to Digital Converter Successive Approximation Register...19 Bab 3 Perancangan Sistem Deskripsi Sistem Sensor Suhu Sensor Ketinggian ADC Buffer Driver Relay Mikrokontroller MCS Cara Kerja Sistem Komunikasi Serial Assembler Visual Basic..40 viii

6 3.2.4 Logika Fuzzy 46 Bab 4 Implementasi dan Evaluasi Spesifikasi Sistem Implementasi Prosedur Pengoperasian Pengujian Sistem Pengukuran Perubahan tegangan terhadap Perubahan Suhu dan Ketinggian Pengukuran Kinerja Sistem Pengukuran kinerja sistem dengan setpoint suhu 39 dan ketinggian Pengukuran kinerja sistem dengan setpoint suhu 38 dan ketinggian 9, Pengukuran kinerja sistem dengan setpoint suhu 35 dan ketinggian Pengukuran kinerja sistem dengan setpoint suhu 37 dan ketinggian 10, Pengukuran kinerja sistem dengan setpoint suhu 36 dan ketinggian Evaluasi Percobaan Analisa Sistem..72 ix

7 Bab 5 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran.74 DAFTAR PUSTAKA...76 RIWAYAT HIDUP..78 LAMPIRAN - LAMPIRAN x

8 Daftar Gambar Bab 1 Pendahuluan Bab 2 Landasan Teori 2.1 Sistem Loop Terbuka Sistem Loop Tertutup Fungsi Keanggotaan Motor Langkah dengan lilitan Unipolar Motor Langkah dengan lilitan Bipolar Penampang melintang dengan tipe VR Permanent Magnet Penampang melintang tipe hybrid Pergerakan full step motor langkah Pergerakan half step motor langkah ADC Bab 3 Perancangan Sistem 3.1 Keseluruhan Sistem LM 35 Bottom View Sensor Suhu dan Op-Amp Sensor Ketinggian Sensor Ketinggian dan Op-Amp..25 xi

9 3.6 Rangkaian ADC Rangkaian Buffer Driver Motor Stepper Relay Heater MCS-52 dan Serial Blok Diagram Sistem Flowchart Sistem Flowchart Assembly Tampilan Pada PC Flowchart Visual Basic Flowchart Fuzzy Ketinggian Flowchart Fuzzy Suhu Fungsi Keanggotaan+Output untuk Suhu dan Ketinggian Fungsi Keanggotaan Suhu Fungsi Keanggotaan Ketinggian a Persamaan Garis v-w b Persamaan Garis w-v c Persamaan Garis w-p d Persamaan Garis p-w e Persamaan Garis p-q f Persamaan Garis q-p g Persamaan Garis q-r h Persamaan Garis r-q.49 xii

10 Bab 4 Implementasi dan Evaluasi 4.1 Persiapan Sistem Tampilan Pada Layar PC Fungsi Keanggotaan Suhu Fungsi Keanggotaan Ketinggian Hasil Percobaan dengan setpoint suhu 39 dan setpoint ketinggian Hasil Percobaan dengan setpoint suhu 38 dan setpoint ketinggian Hasil Percobaan dengan setpoint suhu 35 dan setpoint ketinggian Hasil Percobaan dengan setpoint suhu 37 dan setpoint ketinggian Hasil Percobaan dengan setpoint suhu 36 dan setpoint ketinggian xiii

11 Daftar Tabel Bab 1 Pendahuluan Bab 2 Landasan Teori Bab 3 Perancangan Sistem Tabel 3.1 Fungsi Keanggotaan Suhu 50 Tabel 3.2 Fungsi Keanggotaan Ketinggian..50 Bab 4 Implementasi dan Evaluasi Tabel 4.1 Spesifikasi Sistem 52 Tabel 4.2 Pengukuran suhu air terhadap voltase dan nilai heksa 57 Tabel 4.3 Pengukuran ketinggian air terhadap voltase dan nilai heksa...58 Tabel 4.4 Fungsi Keanggotaan ketinggian dengan set poin 9 cm Tabel 4.5 Fungsi Keanggotaan Suhu dengan set poin 39 derajat 61 Tabel 4.6 Fungsi Keanggotaan ketinggian dengan set poin 9.5 cm Tabel 4.7 Fungsi Keanggotaan Suhu dengan set poin 38 derajat 63 Tabel 4.8 Fungsi Keanggotaan ketinggian dengan set poin 10 cm Tabel 4.9 Fungsi Keanggotaan Suhu dengan set poin 35 derajat...65 Tabel 4.10 Fungsi Keanggotaan ketinggian dengan set poin 10.5 cm Tabel 4.11 Fungsi Keanggotaan Suhu dengan set poin 37 derajat...67 Tabel 4.12 Fungsi Keanggotaan ketinggian dengan set poin 11 cm Tabel 4.13 Fungsi Keanggotaan Suhu dengan set poin 36 derajat..69 Tabel 4.14 Error rata rata dan standar deviasi error..71 xiv

12 Daftar Rumus Bab 1 Pendahuluan Bab 2 Landasan Teori 2.1 Kapasitas panas Center of Gravity...12 Bab 3 Perancangan Sistem Bab 4 Implementasi dan Evaluasi 4.1 Error rata rata Standar Deviasi..70 Bab 5 Kesimpulan dan Saran xv

13 Daftar Lampiran Daftar Lampiran A Lampiran Software Assembly LA1 Lampiran Software Visual Basic LA2 Daftar Lampiran B Lampiran Databook AT89S52 LB1 Lampiran Databook ADC LB2 Lampiran Databook LM 35.LB3 xvi