Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI)
Volume 7 Nomor 1, Maret 2023, pp. 299-307 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti

## Implementasi Sistem Pendeteksi Asap Kebakaran dengan Mikrokontroler Arduino Dengan Metode Fuzzy Mamdani
Nurli Alifah 1 , Agung Susilo Yuda Irawan 2 1,2 Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Singaperbangsa Karawang, Indonesia
e-mail: 1910631170114@student.unsika.ac.id 1 , agung@unsika.ac.id 2

## Abstract
Fire  disasters  often  occur  due  to  various  factors,  one  of  which  is  public  negligence  and  lack  of anticipation to prevent fires from occurring. In most cases, the fire is often known when it has grown. Based  on  these  problems,  we  need  a  system  that  can  detect  fires  as  quickly  as  possible  from  the appearance of smoke to prevent the emergence of a fire that is getting bigger. In this study, the author will create a system in the form of a fire smoke detector using an Arduino Uno microcontroller with the fuzzy mamdan method. The author wants to compare the fuzzy mamdani method and the Arduino device to get the most accurate results possible. Fuzzy reasoning was chosen because this method is able to calculate data that is vague to not vague, commonly called a vague analogy, namely the value used is between 0 and 1. In this system there is an MQ-2 sensor module to detect smoke and an LM35 temperature  sensor  connected  to  the  Arduino  Uno  microcontroller.  as  a  center  for  controlling  the work  of  other  devices  and  a  data  processing  center  on  the  system.  And  the  program  is  made  on Arduino IDE. With an LCD output to display information about the presence of smoke and an output in the form of a buzzer to give a warning sound. In this study, the results showed that the Fire Smoke Detection System Using an Arduino Microcontroller with the Fuzzy Mamdani Method could run well and produce state outputs that were in accordance with the fuzzy calculations in Matlab.
Keywords: Arduino, Fuzzy mamdani, fire alarm, MQ2, LM35

## Abstrak
Bencana sering terjadi karena berbagai faktor, salah satunya kelalaian masyarakat dan kurangnya antisipasi untuk terjadinya kebakaran terjadi. Dari kebanyakan kasus yang ada kebakaran tersebut sering  diketahui  ketika  sudah  membesar.  Berdasarkan  masalah  tersebut,  diperlukan  sebuah  sistem yang  dapat  mendeteksi  cepat  dari  mulai  munculnya  secepatnya  untuk  mencegah  kemungkinan munculnya api yang samakin besar. Pada penelitian ini penulis akan membuat sebuah sistem berupa pendeteksi  kebakaran  menggunakan  mikrokontroller  Arduino  Uno  dengan  metode  fuzzy  mamdan. Penulis  ingin  membandingkan  metode  fuzzy  mamdani  dan  perangkat  Arduino  untuk  mendapatkan hasil  seakurat  mungkin.  Penalaran  Fuzzy  dipilih  karena  metode  ini  mampu  menghitung  data  yang samar menjadi tidak samar biasa disebut analogi samar yaitu nilai yang dipakai berada di antara 0 dan  1.  Pada  sistem  ini  terdapat  modul  sensor  MQ-2  untuk  mendeteksi  secepatnya  dan  sensor  suhu LM35  yang  terhubung  dengan  mikrokontroller  Arduino  Uno  sebagai  pusat  pengontrolan  kerja perangkat  lain  dan  pusat  pemprosesan  data  pada  sistem.  Dan  program  dibuat  pada  Arduino  IDE. Dengan  output  LCD  untuk  menampilkan  keterangan  adanya  secepatnya  dan  output  berupa  buzzer untuk  memberi  suara  peringatan.  Pada  penelitian  ini  mendapatkan  hasil  bahwa  Sistem  Pendeteksi Asap  Kebakaran  Menggunakan  Mikrokontroller  Arduino  dengan  Metode  Fuzzy  Mamdani  dapat berjalan  dengan  baik  dan  menghasilkan  keluaran  keadaan  yang  sesuai  dengan  perhitungan  fuzzy pada matlab.
Kata kunci : Arduino, Fuzzy mamdani, alarm kebakaran, MQ2, LM35
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI)
Volume 7 Nomor 1, Maret 2023, pp. 299-307 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti

## 1. PENDAHULUAN
Kebakaran  sering  terjadi  hampir  setiap  hari,  dimana  pun,  kapan  pun  tak jarang  sampai  merengut  korban  jiwa  dan  menyebabkan  kerugian.  Bencana kebakaran  sering  terjadi  disebabkan  oleh  beberapa  faktor,  seperti  konsleting listrik, human  error ,  punting  rokok,  kebocoran  gas,  lalai  mematikan  kompor  dan lain-lain, dan tidak menuntut kemungkinan juga dari kelalaian masyarakat.
Terdapat  Banyak  sekali  faktor  terjadinya  kebakaran  antara  lain  akibat korsleting  listrik,  yang  disebabkan  kenaikan  suhu  dari  proses  mekanis  sehingga menimbulkan  api,  dan  faktor  manusia  atau  human  error  yang  kurang  paham tentang  prinsip  penyebab  kebakaran  [1].  Namun  dalam  terjadinya  kebakaran terkadang  pemadam  kebakaran  terlambat  sampai  ke  lokasi  kejadian  kebakaran dan  api  sudah  membesar  sehingga  telat  dalam  penanganan  dan  akses  ke  lokasi kebakaran yang susah untuk ditempuh [2].
Di banyak gedung atau perumahan saat ini alat penanganan kebakaran yang digunakan  untuk  mencegah  terjadinya  kebakaran  belum  banyak  digunakan. Padahal langkah ini merupakan langkah tindakan pertama untuk keselamatan bagi manusia jika terjadi kebakaran yang tidak diinginkan [3].
Dari  banyaknya  kasus  kebakaran  yang  terjadi  tersebut  sering  diketahui ketika  api  sudah  membesar.  Hal  ini  dibutuhkannya  cara  untuk  mencegah, mendeteksi,  meminimalisir  kebakaran  yang  akan  terjadi  semakin  besar.  Maka dibutuhkannya  sarana  seperti  alat  pendeteksi  atau  sistem  pemadam  kebakaran otomatis agar nantinya tidak ada kerugian yang serius disebabkan oleh kebakaran.
Berdasarkan  data  statistik  dinas  penanggulangan  bencana  kebakaran Kabupaten  Bekasi,  peristiwa  kebakaran  yang  terjadi  di  Kabupaten  Bekasi  pada tahun  2021  sudah  terjadi  sebanyak  146  kasus  setiap  bulan  selalu  mengalami kenaikan [5].
Pada  penelitian  ini  penulis  merancang  sebuah  sistem  secara  sederhana menggunakan  mikrokontroller,  yakni  sistem  pendeteksi  asap  kebakaran menggunakan  metode fuzzy sebagai  pembanding  keefektifan  dari  sistem.  Pada sistem  ini  terdapat  sensor  modul MQ-2 untuk  mendeteksi  asap  dan  sensor  suhu LM35 yang  dihubungkan  dengan Arduino  Uno sebagai  pusat  pengontrolan  kerja perangkat  lain  dan  pusat  pemprosesan  data  pada  sistem.  Program  dibuat  pada Arduino IDE . Dengan output LCD untuk menampilkan keterangan adanya asap dan buzzer untuk memberi suara peringatan.
Penelitian  ini  mendapatkan  hasil,  bahwa  Implementasi  Sistem  Pendeteksi Asap  Kebakaran  Menggunakan  Mikrokontroller Arduino dengan  Metode Fuzzy Mamdani  berjalan  dengan  baik  sesuai  dengan  tujuan  penelitian  untuk meminimalisir terjadinya kebakaran dengan pendeteksian asap dan suhu dengan menggunakan  logika fuzzy sebagai  system  penentu  keputusan  akurat  atau tidaknya perangkat.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN 2.1. Studi Literatur
Studi Literatur mempelajari dasar teori yang dibutuhkan dalam penyusunan karya  ilmiah  dan  pembuatan  sistem.  Teori-teori  pendukung  yang  diperlukan
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI)
Volume 7 Nomor 1, Maret 2023, pp. 299-307 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti
diperoleh dari jurnal dan penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan topik yang kami  angkat.  Referensi  yang  diperlukan  dalam  penulisan  karya  ilmiah  ini  yaitu logika fuzzy ,  sensor  asap MQ-2 ,  sensor  suhu LM35 ,  mikrokontroller Arduino  Un o, buzzer , dan LCD .

## 2.2. Analisis dan Perancangan Sistem
Sistem  pendeteksi  api  ini  menggunakan input dari  hasil  pembacaan  sensor asap MQ-2 dan pembacaan sensor suhu LM35 , selanjutnya hasil pembacaan input diolah pada mikrokontroller Arduino Uno yang di dalamnya terdapat logika fuzzy yang  kemudian  hasil  pengolahan  data  di  lanjutkan  menuju output berupa LCD untuk  menghasilkan  keterangan  keadaan  dan buzzer yang  digunakan  sebagai sirine  peringatan.  Metode fuzzy pada  sistem  ini  menggunakan  metode  Mamdani karena metode ini menghasilkan output berupa fungsi linear atau  konstanta, jika diimplementasikan ke sistem ini akan menghasilkan keadaan “aman”, “waspada”, “siaga”, dan “bahaya”.
Asap dideteksi oleh keberadaan sensor gas MQ-2 dimana tabung aluminium sensor  yang  dikelilingi  oleh  silikon  dan  di  pusatnya  ada  elektroda  yang  terbuat dari  aurum  di  mana  ada  element  pemanasnya  akan  mendeteksi  adanya  asap. Kemudian  sensor LM35 sebagai  sensor  suhu  yang  akan  mendeteksi  suhu  yang akan menimbulkan api tersebut akan membesar dan menimbulkan kebakaran atau hanya asap biasa saja yang tidak menimbulkan kebakaran. Dengan konduktivitas rendah dari asap di udara, ketika ada asap dengan konduktivitas sensor meningkat seiring  dengan  meningkatnya  tingginya  suhu.  Sensor  akan  mengkonversi perubahan dan konduktivitas yang terjadi untuk menyesuaikan sinyal output .

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Deskripsi Sistem
Gambar 1. Skema Perancangan Sistem
Sistem  yang  dibangun  memiliki  2  jenis input berupa  data  kadar  asap  dan suhu di sekitar prototype dan 2 jenis output yaitu LCD dan buzzer . Menggunakan sensor MQ-2 untuk mendeteksi kadar asap dan menggunakan sensor LM35 untuk mendeteksi  suhu.  Hasil input akan  diproses  pada Arduino dengan  menggunakan logika fuzzy ,  kemudian  hasil output nya  akan  dilanjutkan  ke LCD dan Buzzer .  Jika terdeteksi  asap  dengan  kadar  tinggi  maka LCD akan  menghasilkan output keterangan  mengenai  keadaan  dan Buzzer akan  mengeluarkan  bunyi  sebagai peringatan [4].
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI)
Volume 7 Nomor 1, Maret 2023, pp. 299-307 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti

## 3.2. Desain Prototype dan Arsitektur perangkat

## Gambar 2. Desain Prototype dan Arsitektur Perangkat
Skema  perancangan  system  alarm  kebakaran  secara  keseluruhan,  dimana Pada  gambar  tersebut  seluruh  perangkat  komponen  digabungkan  menjadi  satu sistem  yang  saling  bekerja  sama  untuk  mencapai  tujuan  yang  sama.  Perangkat yang digunakan pada sistem ini antara lain, Arduino Uno , sensor LM35 , sensor MQ- 2 , buzzer,  LCD ,  dan breadboard . Arduino  Uno bertugas  sebagai  pusat  control pengendali  komponen  seperti  sensor, LCD ,  dan buzzer ,  sedangkan breadboard sebagai  papa  pengalir  arus  listrik ke  seluruh perangkat.  Pada  gambar  berikut  ini jalur Pin penghubung Arduino dengan perangkat
Tabel 1. Pin Arduino Pin Arduino  Pin MQ-2  Pin LM35  Pin LCD  Pin Buzzer GND GND GND GND GND VCC VCC VCC VCC - 3.3V - - - IN A1 - AO - - A2 AO - - - A4 - - SDA - A5 - - SCL - 2 - - - I/O

## 3.3. Logika Fuzzy
Perancangan  sistem  dengan  metode Fuzzy membutuhkan  beberapa  proses, antara lain fuzzifikasi, inferensi, dan defuzzifikasi. Masing-masing sub-proses pada kontrol fuzzy memiliki fungsi yang saling terkait. Setiap sub-proses tersebut akan memproses input dan  menghasilkan output . Output yang  dihasilkan  satu  sub- proses  akan  digunakan  sebagai input untuk  sub-proses  berikutnya  sampai menghasilkan output akhir.  Sistem  yang  dibangun  memiliki  2  jenis input berupa data  kadar  Gas  dan  suhu,  kemudian  untuk output nya  ada  2  jenis  yaitu LCD dan buzze r.
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI)
Volume 7 Nomor 1, Maret 2023, pp. 299-307 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti
a) Fuzzifikasi
Pada  data  kadar  asap  digolongkan  menjadi  3  kriteria,  yaitu  rendah, medium, tinggi. Dan untuk data suhu digolongkan menjadi 3 kriteria yaitu dingin, normal, panas.
1) Variabel Suhu
Variabel  suhu  yang  dilihat  dari  kurva  keanggotaan  dimana  variabel dingin kurva turun, normal kurva segitiga yang menggabungkan 2 garis linear, dan panas kurva naik. Memiliki 3 himpunan yaitu dingin, normal, panas.
Gambar 3. Grafik Fungsi Keanggotaan variabel Suhu
Fungsi keanggotaan dari variabel Input suhu :
| | | |
| |

## 2) Variabel Kadar Gas
Variabel  kadar  Gas  yang  dilihat  dari  kurva  keanggotaan  dimana variabel  Rendah  kurva  turun,  Medium  kurva  trapesium,  dan  tinggi kurva naik. Memiliki 3 himpunan yaitu rendah, medium, tinggi.
Gambar 4. Grafik Fungsi Keanggotaan variabel Kadar Gas
Fungsi keanggotaan dari variabel Input Kadar Asap:
| |
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI)
Volume 7 Nomor 1, Maret 2023, pp. 299-307 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti
| |
| |

## 3) Variabel Keadaan
Variabel  Keadaan  yang  dilihat  dari  kurva  keanggotaan  keempatnya adalah kurva segitiga. Memiliki 4 himpunan yaitu aman, waspada, siaga, bahaya.
Gambar 5 . Grafik Fungsi Keanggotaan variabel Keadaan
Fungsi keanggotaan dari variabel Input Keadaan:
| |
| | | | | |
Jika  Suhu  30  derajat  celcius,  dan  kadar  gas  700  karbon  monoksida, maka keadaan ruangan dihitung sebagai berikut :
1) Variabel suhu dingin = 0
normal [30] = (40-30)/15 = 0.67 panas [30]= (30-25)/15 = 0.33
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI)
Volume 7 Nomor 1, Maret 2023, pp. 299-307 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti
2) Variabel kadar gas dingin = 0 normal = 1 panas = 0
b) Inferensi Membuat  aturan  (Rule)  yang  ditetapkan  berpatokan  dengan  derajat keanggotaan

## Gambar 6. Aturan Inferensi
Mengumpulkan semua rule nya karena menggunakan metode mamdani maka  mamdani  menggunakan  komposisi  aturan( rule )  dengan  fungsi max . Variabel output keadaan  di  kelompokan  menjadi  4  bagian  yaitu: aman,  waspada,  siaga,  bahaya  kemudian  dicari  nilai  predikat  yang paling  besar  atau  tertinggi  disetiap  kelompok  variabel output . Pada variabel aman tidak ada yang diambil karena semuanya tidak ada yang tertinggi. Pada variabel waspada diambil rule [R5] If suhu normal and kadar  gas medium ,  then  keadaan waspada  0,67. Pada  variabel  siaga diambil rule [R8] If suhu normal and  kadar  gas tinggi ,  then  keadaan siaga 0,5. Pada variabel bahaya karena grafik tidak menyinggung garis bahaya.  Gabungkan  grafik  keanggotaan  yang  teritinggi  dari  setiap variabel linguistik setelah digabungkan mendapatkan hasil grafik linier turun.
Untuk menghitung nilai z, tentukan terlebih dahulu titik perpotongan dan Nilai
Nilai
Tentukan  fungsi  himpunan fuzzy yang  baru  berdasarkan  hasil  kurva penggabungan
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI)
Volume 7 Nomor 1, Maret 2023, pp. 299-307 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti
c) Defuzifikasi
Defuzzifikasi untuk metode Mamdani yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode centroid ( Composite Moment ) dimana solusi crips diperoleh dengan cara mengambil titik pusat (z*) daerah fuzzy . Untuk mendapatkan defuzzifikasinya  dilakukan  dengan  cara  mencari  nilai  rata-rata.  Pada implementasi  dan  pengujian  hasil  analisa  ini,  digunakan  aplikasi toolbox matlab untuk tahap pengujian terhadap analisa kepada fuzzymatlabtoolbox , yang  harus  dilakukan  setelah  menjalankan  aplikasi  matlab  adalah menggaktifkan toolbox  fuzzy dengan  cara  mengetikkan fuzzy pada command line .

## 3.4. Logika Fuzzy
Pengujian proses fuzzy pada program Matlab terhadap suhu 30 dan kadar gas sebesar  700.  Pada  suhu  30  dan  kadar  gas  700  menghasilkan output keadaan sebesar 48.21.
Gambar 7. Grafik Pengujian Sistem Logika Fuzzy dengan Matlab
Pengujian pembacaan input sensor menggunakan proses fuzzy pada program Arduino terbaca  suhu  34.67°C  dan  kadar  gas  sebesar  414.  Pada input tersebut menghasilkan output keadaan  sebesar  41.31,  maka LCD mencetak  keadaan  asap berupa “ASAP TERDETEKSI WASPADA” dan mencetak nilai keadaan, serta buzzer berbunyi.
Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI)
Volume 7 Nomor 1, Maret 2023, pp. 299-307 ISSN: 2548-9771/EISSN: 2549-7200 https://tunasbangsa.ac.id/ejurnal/index.php/jsakti
Gambar 8. Pengujian Sistem Perangkat Arduino
Gambar 9. Hasil Pengujian Sistem Perangkat Arduino
4.  SIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  dan  pembahasan  maka  didapat  kesimpulan  berupa sistem dapat membaca input asap yang diberikan melalui sensor MQ-2 dan input suhu  pada LM3 5,  sistem  juga  dapat  menghasilkan output yang  diharapkan  yakni mencetak  keadaan  pada LCD dan buzzer menyala  pada  keadaan  >=  40. Perancangan dan Implementasi Sistem Pendeteksi Asap Kebakaran Menggunakan Mikrokontroller Arduino dengan Metode Fuzzy Mamdani dapat berjalan baik dan menghasilkan output keadaan yang sesuai dengan perhitungan fuzzy pada matlab. Dari  hasil  penelitian  yang  dilakukan  penulis,  maka  penulis  menyarankan  untuk mengembangkan  sistem  tersebut  berupa  menggunakan  sensor  yang  lebih  akurat agar  sistem  dapat  ditempatkan  pada  ruangan  yang  lebih  luas.  Menggunakkan software yang dapat memberi peringatan secara realtime.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] S. Anam Et Al. , “Kebakaran Pada Smart Home Menggunakan Metode,” Pp. 9–16.
[2] E.  Supriyadi,  “Rancang  Bangun  Alarm  Pendeteksi  Kebakaran  Pada  Gedung Bertingkat Menggunakan Metode Logika Fuzzy Berbasis,” Vol. Xxii, No. 2, Pp. 10–20, 2020.
[3] L.  R.  R.  Ronaldo,  A.  Darwanto,  N.  E.  Khomariah,  "Purwarupa  Pendeteksi  Dini Kebakaran Menggunakan Fuzzy Logic Dengan Sms Seagai Media Informasi" Vol. 14 No. 2, 2018.
[4] L.  I.  Ramadhan,  D.  Syauqy,  And  B.  H.  Prasetio,  “Sistem  Pendeteksi  Kebocoran  Gas Lpg  Menggunakan  Metode  Fuzzy  Yang  Diimplementasikan  Dengan  Real  Time Operating System ( Rtos ),” Vol. 1, No. 11, Pp. 1206–1213, 2017.
[5] Opensatudata.Bekasikab.Go.Id.  (2022,  April  11).  “Data  Kejadian  Kebakaran  Tahun 2021” Diakses Pada 27 Agustus 2022, Dari Http://Opensatudata.Bekasikab.Go.Id/?Q=Node/1371.