SISTEM PENGONTROLAN MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY PADA TEKANAN DAN GERAKAN PENYEMPROTAN PENGECATAN

PERMUKAAN BIDANG DATAR

CONTROL SYSTEM USING FUZZY LOGIC ON PRESSURE AND MOVEMENT OF PAINTING SPRAYING ON FLAT FIELD SURFACE

Tony J. Wungkana 1, Zulfajri B. Hasanuddin 2, Faizal Samman 2

1Jurusan Elektro, Politeknik Negeri Manado 2Jurusan Elektro, Prodi Informatika, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin

Alamat Korespondensi: Tony .J Wungkana Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Manado Manado. Sulawesi Utara. HP: 081340021944 Email: Tony.jemy@yahoo.co.id

ABSTRAK

Perkembangan teknologi memiliki peranan penting dalam peningkatkan efisiensi kinerja.Tujuan dari penelitian ini yaitu mendesain pola penyemprotan pengecatan yang memiliki kualitas yang baik dan membuat sistem kendali cerdas pada tekanan dan arah pergerakan penyemprotan. Metode yang digunakan adalah Logika Fuzzy akan membuat banyak kondisi kemungkinan, sesuai dengan luasan media pengecetan. Sistem yang akan di bangun memanfaatkan data input untuk mengontrol arah dan tekanan penyemprotan. Hasil yang peroleh adalah kualitas pengecetan pada bidang datar dengan memperhitungkan efisiensi waktu dan bahan cat, peningkatan efisiensi kinerja manusia, peningkatkan mutu pengecatan dengan hasil yang berkualitas, dan mengurangi terjadinya pemborosan pemakaian bahan cat. Disimpulkan bahwa dari pengujian bahwa program berhasil berjalan baik sesuai alur program dengan penerapan algoritma fuzzy untuk mendapatkan kualitas pengecatan yang bagus besar derajat tekanan tuas berpengaruh pada hasil luasan cat. Kata kunci : Sistem pengontrolan,logika fuzzy, pengecatan bidang datar

ABSTRACT

Technological developments play an important role in enhancing the efficiency of performance. The purpose of this research is to design a good quality of paint spray patterns and make intelligent control system on the pressure and direction of movement of the spraying. The method used is the fuzzy logic. the method will make a lot of possible conditions, according to the painting area. System will be built utilizing the data input to control the direction and pressure spraying. The results obtained are pengecetan quality on a flat, with the consideration of the efficiency of time and paint materials, human performance efficiency improvement, improvement of painting quality as the results, and reduces wastage of paint material usage. Concluded that of the tests that the program runs well managed in accordance with the application program flow fuzzy algorithm to obtain a good quality paint large degree of influence on the pressure lever paint area. Keywords: Control systems, fuzzy logic, painting the flat field

PENDAHULUAN

Dalam meningkatkan efisiensi kinerja adalah dengan memanfaatkan perkembangan

teknologi, dimana salah satunya adalah teknologi pengontrolan. Teknologi pengontrolan

sederhana telah banyak digunakan dan terus berkembang sampai saat ini, seiring dengan

munculnya hasil-hasil karya manusia dalam berbagai bidang yang umumnya bertujuan untuk

mengefisienkan sumber daya yang ada.

Berdasarkan pemikiran diatas, maka dapat dikembangkan teknologi-teknologi

pengontrolan untuk membantu manusia sebagai bagian dari efisiensi sumber daya walaupun

dalam wujud sistem yang sederhana. Salah satu bidang yang dapat menggunakan aplikasi

dari pengembangan teknologi pengontrolan adalah kegiatan pengecatan. Sistem

pengontrolan bertujuan untuk mendapatkan kwalitas pengecatan yang baik, kecepatan

pengecatan untuk suatu objek dalam jumlah yang banyak serta keamanan dan kenyamanan

pekerja.

Pemanfaatan teknologi pengontrolan untuk kegiatan pengecatan sebenarnya telah

digunakan terutama pada pabrik-pabrik besar dengan produksi berskala besar. Namun di

Indonesia, biaya pembuatan dan pengoperasian yang besar, serta tidak ditunjang dengan

penerapan teknologi yang ada, membuat pemanfaatan teknologi kontrol belum menjangkau

seluruh lapisan industri khususnya yang berkaitan dengan kegiatan pengecatan.

Beberapa penelitian yang telah dilakukan mengenai penggunaan metode fuzzy logic

pada sistem pengontrolan yaitu aplikasi kendali fuzzy logic untuk pengaturan pergerakan

motor universal, pada penelitian ini metode defuzzifikasi yang digunakan adalah metode

mean of maxima dan center of area. Hasil pengujian menunjukkan membership function

dengan bentuk segitiga atau trapezoid tidak memberikan pengaruh yang cukup besar terhadap

respon sistem (Thiang,2001). Penelitian lain yang berkaitan dengan algoritama fuzzy yaitu

aplikasi fuzzy logic sebagai kontrol posisi motor DC, pada penelitan ini membahas kendali

posisi dari suatu DC motor menggunakan logika fuzzy, kendali fuzzy logic diimplementasikan

pada komputer dan algoritma kendali dirancang menggunakan program Labview dan melihat

kondisi rill dari posisi kendali DC motor, hasil pengujian menunjukkan membership function

dengan bentuk segitiga dan defuzzifikasi center of area dapat memberikan hasil yang baik

(Winarno,2009).

Tujuan dari penelitian ini adalah mendesain pola penyemprotan pengecatan yang

memiliki kualitas yang bai dan membuktikan bahwa metode fuzzy logic dapat diterapkan

untuk kendali cerdas pada tekanan dan arah pergerakan penyemprotan.

Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat untuk peningkatan efisiensi kinerja

manusia, peningkatkan mutu pengecatan dengan hasil yang berkualitas dan mengurangi

terjadinya pemborosan pemakaian bahan cat.

METODE PENELITIAN

Lokasi dan Desain Penelitan

Pengumpulan data dan penelitian ini dilakukan di Manado, Laboraturium Politeknik

Negeri Manado dan bengkel ME kompleks Perum Dipenda Mas No. 11 Manado dimulai

pada bulan Februari s/d Juni 2013. Jenis penelitian yang digunakan adalah peneitian kuatitatif

dengan menggunakan desain perancangan dan pemuatan alat (prototype), untuk melakukan

proses pengecetan secara otomatis dengan menerapkan prinsip kerja dari algoritma fuzzy.

Teknik pengumpulan data yang dilakukan pada penelitian ini yaitu dengan

menlakukan pengambilan data langsung terhadap hasil pengecetan dengan proses manual dan

dengan proses pengontrolan.

Analisis data dilakukan dengan membandingkan faktor efesinsi dan kualitas hasil

pengecetan pada proses manual dengan proses pengontrolan yang menerapkan algoritma

fuzzy.

Perancangan Sistem dengan Variable Fuzzy

Sistem yang akan di bangun memanfaatkan data input untuk mengontrol arah dan

tekanan penyemprotan. Logika fuzzy akan membuat banyak kondisi kemungkinan, sesuai

dengan luasan media pengecetan. Hasil yang peroleh adalah Kualitas pengecetan dengan

memperhitungkan efisiensi waktu dan bahan cat dapat dilihat pada gambar 1. (L.Doitsidis

dkk 2000; Sourav,2010; Ionescu, 2000).

Perancangan Sistem Pengontrolan

Untuk membuat sistem pengontrolan tekanan dan gerakan penyemprot untuk

pengecatan pada permukaan rata bidang empat persegi maka terlebih dahulu di rancang dan

dibuat konstruksi mekaniknya. Melihat batasan yang ada bahwa yang akan di cat adalah

bidang datar empat persegi maka dibuat konstruksi mekanik sesuai pada gambar 2. dengan

konstruksi ini, dapat ditentukan beberapa pokok pengontrolan untuk sistem pengontrolan

secara keseluruhan, yaitu : mengontrol arah penyemprotan (bidang tegak atau datar).

mengontrol tekanan penyemprotan; mengontrol gerakan botol semprot dengan arah

horizontal (kiri-kanan).

Dari pokok-pokok pengontrolan tersebut, maka dapat dibuat alur sistem pengontrolan

untuk pemrograman pengontrol secara keseluruhan. Berdasarkan arah penyemprotannya

maka sistem pengontrolan pengecatan ini dapat dibagi dua bagian, sistem pengontrolan

penyemprotan bidang tegak (arah depan) dan sistem pengontrolan penyemprotan bidang datar

(arah bawah). Namun untuk memudahkan pengoperasian sistem maka harus dibuat

pengaturan reset terlebih dahulu. (Kuo, 1998; Nour dkk, 2007; Charles, 2000).

Deskripsi Sistem

Deskripsi sistem ditunjukan melalui alur flow chart yang digambarkan sesuai dengan

pola kerja system pengecatan yang akan dirancang. Dari desain system menggunakan

mikrokomputer dengan keypad sebagai input luasan cat dan jarak objek dengan alur

programnya seperti ditampilkan gambar 3. (Yi Fu, 2010; )

Media Pengecetan

Objek tertentu untuk pengecatan bidang datar dengan batasan konstruksi mekaniknya

sebagai alat demonstrasi. Objek yang digunakan adalah papan triplek dengan ukuran 50 cm x

88 cm baik untuk bidang datar. Tujuan pengujian ini untuk mendapatkan batas bidang

penyemprotan terhadap posisi untuk dijadikan pedoman dalam setiap penentuan batas

pengecatan sehingga untuk pengecatan pada objek yang berbeda. Cara kerja pengecatan,

pertama-tama compressor di aktifkan dan diisi tekanan sampai 4 bar bersamaan dengan

sumber tegangan pada mikrokontroler diset sesuai dengan waktu dan jarak saat pengecatan.

Motor wiper diatur arah bolak balik susuai jarak yang ditetapkan dan motor servo diset pada

posisi sudut dari 10-50 derajat.

HASIL

Desain Logika Samar

Setelah pemrograman selesai, maka dilakukan pengujian untuk mengetahui apakah

program yang dibuat berhasil atau tidak. Pengujian ini belum menggunakan cairan cat dan

objek apapun untuk pengecatan. Pengujiannya didapatkan bahwa program berhasil berjalan

baik dengan alur programnya.Sistem dirancang dengan dua input dan satu output. Input di

buat lima bagian dalam membership fungsi untuk input luasan cat adalah; Kurang Lual;

Luas;Cukup Luas; Agak Luas; Luas sekali. Input luasan chat diperlihatkan pada rancangan

membership fungsi .Untuk membership fungsi untuk input Jarak objek adalah; Sangat Dekat;

Agak Dekat; Sedang; Agak Jauh ;Jauh sekali. Untuk membership fungsi untuk output posisi

tuas adalah; Tarik Penuh; Tarik agak Penuh; Tarik Sedang; Tarik Sedikit; Tarik Sedikit

Sekali. (Nikhil,2010; Lee S.H,2007)

Setelah rancangan setiap bagian dari input dan output, maka langkah selanjutnya

membuat rule setiap kondisi yang akan terjadi. Dari setiap lima kondisi input dan output akan

diuraikan masing-masing kemungkinan yang terjadi. Dari desain kondisi pengecatan untuk

output tarikan tuas penyemprotan deperoleh 25 kemungkinan dengan menggunakan

algoritma logika samar. Proses pengisian setiap kemungkinan pada rule adalah saat rule

diaktifkan maka akan ada tiga menu dari dua parameter input dan satu parameter output.

Masing – masing kandisi akan diaktifkan sesuai dengan kemungkinan yang terjadi/ Pengisian

rule diinputkan dengan 25 kemungkinan dengan input luasan cat dan jarak objek serta

output posisi tarikan. View rule menampilkan nilai input dan output hasil proses fuzzy logic

ditampilkan gambar 26. dengan data luasan cat=13, Jarak Objek= 25 dan output 26,1. Dari

tampilan gambar 26 input luasan cat = 13, Jarak objek = 25 dan output menghasilkan posisi

luasan = 26.1 derajat. Pengujian Sistem Fuzzy logic dapat dilhat pada gambar 4.

Pengujian Sistem

Penentuan kualitas cat pada objek bidang datar ditentukan dari hasil cat yang

diperoleh pada media pengecatan (tebal /tipis hasil pengecatan). Sesuai dengan rancangan

logika samar yang telah diuraikan. Maka dari hasil yang diperoleh dari rancangan dengan

melakukan 5 kali percobaan yaitu dengan posisi tarikan tuas pada jarak objek yang berbeda.

Pada pengujian hasil output tarikan tuas 100 , maka diperoleh kemungkinan hasil untuk

setiap jarak objek 50 cm, 40cm, 30 cm, 20cm, 10cm . hasil pengecatan dari jarak 50 cm

hingga 10cm cenderung mengecil dengan kondisi pengecatan masih kurang bagus. Pada

pengjian hasil output tarikan tuas 200 diperoleh kemungkinan hasil untuk setiap jarak objek

50cm, 40cm, 30 cm, 20cm, 10cm. Hasil pengecatan dari jarak 50cm hingga 10cm cenderung

mengecil dengan kondisi pengecatan masih tipis juga masih kurang bagus.

Pada pengjian hasil output tarikan tuas 30o maka diperoleh kemungkinan hasil untuk

setiap jarak objek 50cm, 40cm, 30 cm, 20cm, 10cm. Hasil pengecatan dari jarak 50cm

hingga 10cm cenderung mengecil dengan kondisi pengecatan mendekati hasil yang

diharapkan. pengujian hasil output tarikan tuas 40 o maka diperoleh kemungkinan hasil

untuk setiap jarak objek 50cm, 40cm, 30 cm, 20cm, 10cm hasil pengecatan dari jarak 50cm

hingga 10cm cenderung mengecil dengan kondisi pengecatan bagus. Pada pengujian hasil

output tarikan tuas 50 o maka diperoleh kemungkinan hasil untuk setiap jarak objek 50cm,

40cm, 30 cm, 20cm, 10cm hasil pengecatan dari jarak 50cm hingga 10cm cenderung

mengecil dengan kondisi pengecatan bagus.

PEMBAHASAN

Penelitian ini memberikan hasil yang tepat dalam percobaan yang telah dilakukan,

dengan pemanfaatan fuzzy logic fungsi keanggotaan yang menggambarkan kondisi input dan

output. Pembentukan nilai output pada metode fuzzy dapat dibentuk berdasarkan deskripsi

kerja sistem yang menghasilkan posisi tarikan tuas cat. Hasil pengujian didapatkan bahwa

program berhasil berjalan baik dengan alur programnya dengan penerapan algoritma fuzzy

dimana hasil yang didapat nilai luasan cat = 13 cm, jarak objek 25 cm input ini menghasilkan

output = 26,1o sesuai dengan kondisi pada hasil pengujian sistem, untuk mendapatkan

kualitas pengecatan yang bagus besar derajat tekanan tuas berpengaruh pada hasil luasan cat.

Berdasarkan hasil pengujian pebandingann sistem manual dengan sistem pengontolan:

Ditinjau dari penggunaan sumber daya manusia dalam penelitian ini dilakukan pengujian

yaitu membandingkan waktu setiap pengecatan yang dilakukan oleh manusia dengan

penggunaan alat pengotrolan data diambil dari percobaan dengan jarak pengecatan 10-50 cm

pada media triplex ukuran 10x 30 cm dapat dilihat dari tabel 1. Dari hasil pengujian

didapatkan bahwa dari segi waktu pengerjaan sistem kontrol lebih efektif dibandingkan

dengan manusia namun kualitas yang didapat dari segi detail pengerjaan manusia lebih

unggul dibanding dengan sistem pengontrolan. Dari hasil pengujian yaitu membandingkan

manual dengan penggunaan sistem pengontolan, detail pengerjaan manusia lebih baik

dibandingkan dengan mesin namun kualitas pengerjaan dapat ditingkatkan dengan

menggunakan sistem pengontrolan serta meminimalkan proses, waktu dan tenaga pengerjaan.

KESIMPULAN DAN SARAN

Berdasarkan hasil penelitian yang sudah dilakukan pada bab-bab sebelumnya maka

dapat disimpulkan beberapa hal berikut: Metode fuzzy memberikan hasil yang tepat dalam

percobaan yang telah dilakukan, dengan fungsi keanggotaan yang menggambarkan kondisi

input dan output; Pembentukan nilai output pada metode fuzzy dapat dibentuk berdasarkan

deskripsi kerja sistem yang menghasilkan posisi tarikan tuas cat. Dari pengujian didapatkan

bahwa program berhasil berjalan baik dengan alur programnya dengan penerapan algoritma

fuzzy dimana hasil yang didapat nilai luasan cat = 13 cm, jarak objek 25 cm input ini

menghasilkan output = 26,1 o sesuai dengan kondisi pada hasil pengujian sistem, untuk

mendapatkan kualitas pengecatan yang bagus besar derajat tekanan tuas berpengaruh pada

hasil luasan cat. Hasil pengujian sistem pengontrolan didapatkan derajat tekanan tuas

mempengaruh hasil kuaitas pengecatan dimana dari 5 kali percobaan semakin dekat jarak

objek yaitu pada jarak 10 cm dengan tekanan tuas 50o mengahasilkan kualitas cat yang bagus

namun dengan luas permukaan cat yang lebih kecil yaitu 13 cm. Dari penelitian ini

diharapkan perancangan sistem yang dibuat hendaknya dapat dikembangkan dengan

menambah kondisi kemungkinan dan media luasan diperbesar, peningkatan akurasi aistem

dapat menggunakan aturan-aturan tambahan lainya untuk sudut-sudut tertentu dan untuk

pengembangan penelitian perlu ditambahkan kamera pada posisi penyemprotan supaya lebih

efektif. Perlu di perhitungkan berapa volume cat yang dibutuhkan dalam pengecatan, serta

teknik penyemprotan mengacu pada penyemprotan printer untuk menghasilkan kualitas

penyemprotan pada bidang objek

DAFTAR PUSTAKA

Charles, Kingsley. (2000).Mesin-Mesin Listrik.Jakarta. Doitsidis,K.P.,Valavanis.,Tsourveloudis. (2002). Fuzzy Logic Based Autonomonous Skid

Steering Vehicle Navigation. Proceeding of the 2002 IEEE International Conference on Robotics & Automation .Washington DC.

Ionescu,F.,Haszier,F.(2000).Comparison between classical and fuzzy-controller for electrohydraulic axes. International Symposium on Neuro-Fuzzy Systems, pp.155-160.

Kuo, Benjamin.(1998). Automatic Control System, Prenhallindo. Jakarta. Lee S.H., Panda,A.(2007). Development of a Matlab Data Acquisition and Control Toolbox

for PIC Microcontrollers.Proceedings of 2007 ASEE American society for engineering education.

Nikhil,Jindal.,Akhil,Jindal.,Sidharth,Chhabra. (2010). A Robust Algorithm for Local Obstacle Avoidance. International Journal of Computer Theory and Engineering.

Nour M.I.H, Ooi J., Chan K.Y., (2007). Fuzzy logic control vs. conventional PID control of an inverted pendulum robot. Proceedings of 2007 ICIAS International Conference on Intelligent and Advanced Systems.

Sourav,Dutta. (2010). Obstacle Avoidance of mobile robot using PSO based Neuro Fuzzy Technique. International Journal on Computer Science and Engineering.

Thiang.,Resmana.,Wahyudi.(2001).Aplikasi Kendali Fuzzy Logic untuk Pengaturan Kecepatan. Jurnal Teknik Elektro Vol.1, No.1 Maret 2001 : 33 – 42 Univesitas Kristen Petra.

Winarno, T. (2009). Aplikasi Fuzzy Logic Sebagai Kontrol Posisi Motor DC. Prosiding SENTIA Politeknik Negeri Malang.

Yi Fu, Li. H., Kaye, M.E. (2010).Hardware/Software Codesign for a Fuzzy Autonomous Road-Following System. Proceedings of IEEE System, Man and Cybernetics Society.

,

Tabel 1. Perbandingan waktu pengerjaan sistem manual dengan sistem control

No Jarak Pengecatan Waktu

Manusia Sistem

1 10 cm 12 detik 11 detik

2 20 cm 13 detik 11 detik

3 30 cm 14 detik 11 detik

4 40 cm 14 detik 11 detik

5 50 cm 14.5 detik 11 detik

Gambar 1. Blok Diagram Sistem

[Ket : LS adalah Limit Switch, sebagai saklar pemberi sinyal]

Gambar 2. Rancangan Konstruksi Sistem.

Motor A

Servo Kompresor

LS

LS

LS

LS LS

LS

Gambar 3 Diagram Alir Input Sistem

Gambar 4. Pengujian dengan desain logika samar