UAS FUZZY NO 2

Referensi :
Amalia, S., Andari, R., Kartiria, & Putra, P. E. (2021). "Prototype Sistem Kontrol dan Monitoring Suhu Serta Ketinggian Air pada Kolam Budidaya Ikan Menggunakan Logika Fuzzy". Jurnal Radial, 9(1), 23-38. https://doi.org/10.37971/radial.v9i1.217

1. Judul [Kembali]
    Judul artikel yang dibahas yaitu "Prototype Sistem Kontrol Dan Monitoring Suhu Serta Ketinggian Air Pada Kolam Budidaya Ikan Menggunakan Logika Fuzzy".

2. Abstrak [Kembali]
    Penelitian ini mengembangkan prototipe sistem kontrol suhu dan ketinggian air pada kolam ikan menggunakan logika fuzzy dan Internet of Things (IoT). Sistem dirancang dalam skala akuarium 30x30x30 cm, mengontrol suhu optimal 25–30°C dengan waktu pemanasan 38,9 menit/°C dan pendinginan 20,4 menit/°C. Sistem juga mengatur debit air sebesar 3 liter/menit untuk menjaga ketinggian air rata-rata 15 cm. Monitoring dapat dilakukan secara jarak jauh melalui koneksi internet.

3. Pendahuluan [Kembali]
    Budidaya ikan nila di Indonesia berkembang pesat karena minat masyarakat yang meningkat. Salah satu faktor utama keberhasilannya adalah kualitas air, terutama suhu dan ketinggian air. Suhu optimal untuk pemijahan ikan nila adalah 26-30°C, sementara toleransi suhu berkisar antara 15-37°C. Suhu yang sesuai mendukung metabolisme ikan, menjaga kadar oksigen, dan mencegah pertumbuhan bakteri. Namun, perubahan suhu yang mendadak dapat mengganggu metabolisme dan menyebabkan kematian ikan. Oleh karena itu, pemantauan dan pengontrolan kualitas air menjadi hal yang sangat penting untuk keberhasilan budidaya.

    Pengukuran kualitas air yang dilakukan secara manual masih dinilai tidak efisien. Untuk itu, diperlukan sistem kontrol otomatis berbasis logika fuzzy yang dapat menangani ketidakpastian dan parameter linguistik. Dengan memanfaatkan Internet of Things (IoT), sistem ini memungkinkan pemantauan jarak jauh yang lebih efisien dan real-time. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem berbasis logika fuzzy dan IoT untuk mengontrol suhu dan ketinggian air pada kolam ikan berskala akuarium, memberikan solusi inovatif untuk peningkatan efisiensi budidaya ikan nila.

4. Medote Penelitian [Kembali]

a. Metode
    Metode penelitian ini melibatkan perancangan sistem kontrol dan monitoring suhu serta ketinggian air berbasis logika fuzzy dan Internet of Things (IoT). Sensor suhu dan ultrasonik digunakan untuk mengukur parameter lingkungan, sementara aktuator seperti pemanas dan pompa mengontrol kondisi kolam. Logika fuzzy diterapkan untuk memproses data dari sensor dengan menggunakan variabel input (suhu dan ketinggian air) dan output (kontrol aktuator), disertai aturan fuzzy untuk menghasilkan respons yang sesuai. 

b. Diagram Blok Penelitian


    Sistem ini bekerja dengan sensor yang mengumpulkan data, Wemos ESP8266 memproses data dan mengendalikan perangkat melalui relay, dan data serta kontrol diakses melalui platform cloud Thinger.io.

c. Flowchart Penelitian
    
    Flowchart ini menggambarkan sistem yang mengendalikan perangkat (pemanas, kipas, dan pompa air) berdasarkan pembacaan sensor suhu dan tinggi air. Logika fuzzy digunakan untuk menangani ketidakpastian dan memberikan kontrol yang lebih halus. Sistem akan terus berputar (looping) sampai suhu dan tinggi air mencapai set point yang diinginkan.

d. Perancangan Fuzzy
    Perancangan sistem logika fuzzy pada penelitian ini dilakukan menggunakan metode Mamdani untuk mengontrol sistem berdasarkan masukan suhu dan ketinggian air. 
Untuk aturan kebenaran fuzzy pada perancangan pada alat ini :
Keterangan :
D : Dingin
S : Sedang
P : Panas
R : Rendah
S : Sedang
T : Tinggi

Input
  • Suhu:

Gambar tersebut menunjukkan fungsi keanggotaan (membership function) untuk variabel input "Suhu" pada sistem fuzzy. Terdapat tiga kategori:
Dingin (20-25°C), ditunjukkan oleh kurva merah.
Hangat (24-30°C), ditunjukkan oleh kurva hitam.
Panas (28-35°C), juga ditunjukkan oleh kurva hitam.
  • Sensor Ultrasonic

Gambar tersebut menunjukkan fungsi keanggotaan (membership function) untuk variabel input "Ketinggian Air" pada sistem fuzzy. Terdapat tiga kategori:
Rendah (0-15), ditunjukkan oleh kurva merah.
Sedang (10-20), ditunjukkan oleh kurva hitam.
Tinggi (15-30), juga ditunjukkan oleh kurva hitam.
 
Output
  • Kontrol Sistem.

Lambat (0-40), ditunjukkan oleh kurva merah.
Sedang (30-70), ditunjukkan oleh kurva hitam.
Cepat (60-100), juga ditunjukkan oleh kurva hitam.


5. Hasil dan Pembahasan [Kembali]
    
1. Pengujian Suhu Air Dingin

    Pengujian data dengan kondisi air pada suhu dingin dengan pengambilan data sebanyak 5 kali, suhu awal air pada tabel sengaja di atur pada kondisi suhu dingin atau suhu dibawah set point agar kondisi heater pada aquarium menyala dan mulai memanaskan air sehingga air kembali ke kondisi set point.

Didapatkan persentase error alat dengan perbandingan pada simulasi matlab :

Tampilan rule base dapat dilihat pada pada Gambar berikut :


2. Pengujian Suhu Air Panas


    Pengujian pada suhu air panas diatas, kondisinya adalah semakin besar nilai suhu pada air maka akan semakin lama waktu pencapaian set point nya. Penurunan nilai suhu untuk mencapai set point dilakukan dengan cara menyalakan kipas pada aquarium dan mensirkulasikan air yang ada pada aquarium dengan bantuan motor sehingga energi kalor yang ada pada air akan keluar dan suhu air akan turun sampai pada titik set point. 


Didapatkan persentase error alat dengan perbandingan pada simulasi matlab :

Tampilan rule base dapat dilihat pada pada Gambar berikut :

3. Pengujian Tinggi Air
    Setelah melakukan pegujian pada suhu air dingin dan juga pada suhu air panas, maka selanjutnya pengujian dilakukan pada level ketinggian air. 

Berikut fuzzy logic designernya pada matlab:

Berikut membership function editor :

Berikut rule editor dan rule viewer :

Berikut surface viewer :


6. Kesimpulan [Kembali]

    Prototype sistem kontrol dan monitoring suhu serta ketinggian air pada kolam budidaya ikan berbasis logika fuzzy dengan skala aquarium 30x30x30 cm berhasil dirancang dan berfungsi optimal. Sistem ini mampu mengontrol ketinggian air dengan debit masuk 3 liter per menit dan suhu air, baik panas maupun dingin, dengan waktu menaikkan suhu 1°C selama 38,9 menit dan menurunkan suhu 1°C selama 20,4 menit pada ketinggian rata-rata 15 cm (13,5 liter). Selain itu, alat ini dapat dimonitoring dari jarak jauh melalui koneksi internet menggunakan teknologi Internet of Things (IoT).


    Berdasarkan percobaan ketika suhu 25°C dan ketinggian air 12 cm maka kontrol sistem adalah 50%. Dikarenakan percobaan yang dilakukan hanya menggunakan aturan Rule 2 ("Sedang & Sedang -> Sedang") menetapkan output pada rentang 30–70%, sehingga centroid hasilnya cenderung di sekitar 50%. Maka dapat dilakukan penambahan aturan rule sehingga kontrol sistem pada suhu 25°C dan ketinggian air 12 cm dapat lebih dari 50%.


    Dalam melakukan saran ini dilakukan penambahan aturan untuk memperkuat kontribusi suhu 25°C dan ketinggian 12 cm pada output lebih tinggi. 
Aturan yang telah ditambahkan yaitu :




Dengan mengubah MF "Sedang" pada output menjadi [20 50 80] untuk memperluas rentang output untuk menghasilkan kontrol lebih dari 50% yang dapat dilihat pada gambar berikut :


9. Daftar Pustaka [Kembali]
  1. Gustiano, R., Arifin, O. Z., & Nugroho, E. (2008). Perbaikan Pertumbuhan Ikan Nila (Oreochromis niloticus) dengan Seleksi Famili. Media Akuakultur, 3(2), 98–106. https://doi.org/10.15578/ma.3.2.2008.98-106.
  2. Mahali, M. I. (2017). Smart Door Locks Based on Internet of Things Concept with Mobile Backend as a Service. Elinvo (Electronics, Informatics, and Vocational Education), 1(3), 171–181. https://doi.org/10.21831/elinvo.v1i3.14260.
  3. Pramana, R. (2018). Perancangan Sistem Kontrol dan Monitoring Kualitas Air dan Suhu Air Pada Kolam Budidaya Ikan. Jurnal Sustainable: Jurnal Hasil Penelitian dan Industri Terapan, 7(1), 13–23. https://doi.org/10.31629/sustainable.v7i1.435.
  4. Simanjuntak, A. P., Pramana, R., & Nusyirwan. (2013). Pengontrol Suhu Air Pada Kolam Pendederan dan Pembenihan Ikan Nila Berbasis Arduino. Jurnal Sustainable, 4(1), 1–9.
  5. Stickney, R. R. (2000). Tilapia Culture. Encyclopedia of Aquaculture. A Wiley-Interscience Publication, 934–941.
  6. Suripin. (2000). Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Yogyakarta: Andi Offset.
  7. Suyanto. (1993). Nila. Jakarta: PT Penebar Swadaya, Anggota IKAPI.
  8. Syaifudin, M., & Akbar, M. (2021). Rancang Bangun Monitoring Sirkulasi Air pada Kolam Ikan Nila Berbasis Arduino. InfoTekJar: Jurnal Nasional Informatika dan Teknologi Jaringan, 2(1), 1–7.
  9. Tarigan, P. (2013). Sistem Pengendali Pendingin Ruangan Menggunakan Fuzzy Logic Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535. Informasi dan Teknologi Ilmiah (INTI), 1(1), 86–92.
  10. Yanuar, V. (2016). Perbedaan Suhu Air Dalam Akuarium Pemeliharaan Terhadap Laju Pertumbuhan Benih Ikan Nila (Oreochromis niloticus). Juristek, 5(1), 152–158.
  11. Yuliana, D. E. (2018). Kendali Suhu Berbasis Fuzzy Logic Pada Model Kolam Pembibitan Ikan Gurami (Tesis Magister, Fakultas Teknologi Industri, UNISSULA).

10. Video [Kembali]
  • Video teori logika fuzzy

  • Video presentasi blog

  • Video simulasi percobaan jurnal

  • Video simulasi realisasi saran


11. Download File [Kembali]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)

Bahan Presentasi Untuk Matakuliah Sistem Digital 2023 OLEH: Fadhila Amanda 2110952031 Dosen Pengampu: Dr. Darwison,MT Referensi: a. Anil K. ...