Jurnal Teknik Elektro: Electronic Control, Telecomunication,  Computer Information and Power System

## Implementasi Fuzzy Logic untuk Sistem Pengendalian Suhu pada Ruangan Smoking Area Berbasis ESP8266
Tamaji a,1 *, Delly Yusar Akbara a,2
a Program Studi Teknik Elektro, Universitas Widya Kartika, Jl. Sutorejo Prima Utara II/1 Surabaya, Indonesia
1 tamaji@widyakartika.ac.id*; 2 yusardelly@gmail.com *Corresponding Author

## ARTICLE INFO ABSTRAK

## Article History
Submission : 03-12-2024 Revision       : 03-13-2024 Accepted      : 03-18-2024 Berdasarkan  Survei  Sosial  Ekonomi  Nasional  (SUSENAS)  dari Badan  Pusat  Statistik  (BPS),  pada  bulan  maret  2022  jumlah penduduk  Indonesia  yang  merokok  di  usia  15  tahun  keatas mencapai  28,6%.  Di  daerah  perkotaan  sebanyak  21,69% penduduk usia 15 tahun ke atas merokok sedangkan di daerah pedesaan  sebanyak  25,36%.  Berdasarkan  statistik  tersebut asap  yang  dihasilkan  oleh  perokok  cukup  banyak.  Untuk mengakomodasi  kebutuhan  ruangan  merokok  yang  aman diperlukan  sebuah  alat  untuk  mengatur  jumlah  asap  yang dihasilkan  oleh  perokok  di  ruangan  bebas  merokok.  Studi  ini mengajukan penelitian untuk implementasi sistem pengendalian  suhu  cerdas  untuk  ruangan  area  merokok menggunakan  logika  fuzzy.  Sistem  dibuat  menggunakan platform  ESP8266  yang  dilengkapi  dengan  sensor  suhu  dan sensor asap untuk memonitor kondisi ruangan secara real time. Penelitian  ini  menguraikan  proses  fuzzifikasi,  inferensi  dan defuzzifikasi  untuk  menghasilkan  pengendalian  suhu  yang adaptif  berdasarkan  data  masukan  dari  sensor.  Penelitian  ini menghasilkan sebuah purwarupa sistem pengendalian kualitas udara  yang  dilengkapi  dengan  sistem  informasi  web  untuk monitoring pada ruangan merokok. Sistem ini berjalan dengan hardware : wemos d1 r2, sensor suhu, sensor  asap dan driver kipas.
This is an open access article under license CC–BY-SA .
Kata Kunci: Asap rokok, Fuzzy logic,
Sistem informasi, Suhu

## 1. Pendahuluan
Meskipun  udara  sangat  penting  bagi  kehidupan  di  bumi,  udara  juga  dapat  tercemar  salah satunya  dengan  asap  rokok.  Untuk  mengatasi  asap  rokok  di  ruangan  terbuka  maka  dibuat  ruangan untuk  merokok  atau  lebih  dikenal  dengan  nama  smoking  room.  Smoking  room  dibuat  untuk memberikan  tempat  bagi  perokok  sambal  menghormati  hak  orang  yang  tidak  merokok  dan mempertahankan  kualitas  udara  tanpa  asap  rokok  di  tempat  umum  seperti  taman  kota,  tempat layanan umum, ruang ibadah dan lain lain. Pada ruangan merokok menggunakan ruangan yang kecil, aliran  ventilasi  seadanya  dan  tertutup  dari  luar.  Pada  kondisi  seperti  ini  kualitas  udara  di  dalam ruangan merokok sangat tidak baik.
Dari  penjelasan  sebelumnya  tercipta  suatu  ide  untuk  mengimplementasikan  fuzzy  logic  untuk diterapkan pada simulasi pengendalian suhu ruangan merokok. Sensor gas dan sensor suhu digunakan untuk  mengambil  data  kepekatan  asap  rokok  dan  suhu  yang  ada  untuk  mengatur  kecepatan  putar motor kipas yang bisa mengeluarkan asap menggunakan fuzzy logic.

## 2. Metode Penelitian
Metode  penelitian  menggunakan  metode  model  mamdani  dengan    perangkat  lunak  MATLAB R2015A dengan FIS ( Fuzzy Inference System ).

## 2.1.   Wemos D1 R1
Wemos D1 R1 adalah mikrokontoller dengan ESP8266 sebagai modul wifi dan mirip dengan Arduino Uno. Board ini bersifat open source , kompatibel dengan Arduino IDE dengan prosesor 32 bit dengan kecepatan 80MHz, yang bisa juga diprogram dengan bahasa python.

## Gambar 1. Wemos D1 R1

## 2.2.   MQ-2
Sensor  gas  MQ-2  dapat  mengukur  beberapa  gas  atau  polutan  seperti  LPG,  hidrogen,  metana, propane  dan  alkohol  yang  dirancang  untuk  digunakan  dalam  ruangan  pada  suhu  kamar.  Sensor  ini memiliki keluaran sinyal analog atau tegangan level TTL dengan keluaran analog dari 0 – 5 VDC.
Gambar 2. Sensor MQ-2

## 2.3.   Sensor Suhu
Sensor  suhu  DHT-11  adalah  sensor  dengan  keluaran  tegangan  analog  yang  berfungsi  untuk mengukur suhu dan kelembapan.

## Gambar 3. Sensor Suhu DHT-11

## 2.4.   LCD 20x4
LCD I2C adalah modul menggunakan protocol Inter Integrated Circuit atau Two Wire Interface. Yang dapat dikendalikan secara bersamaan baik data atau kontrol. LCD digunakan untuk menampilkan data dari Wemos D1 R1 baik teks atau angka.
Gambar 4. LCD I2C

## 2.5.   Web Server
Web  server  menggunakan  Laravel  untuk  medium  penyimpan  ke database .  Laravel  blade digunakan untuk menampilkan data dari database .

## 2.6.   Desain Simulasi
Pada  tahapan  ini  dilakukan  desain  simulasi.  Desain  alat  mengkalkulasi  sifat  dan  karakteristik dari setiap modul agar mendapat hasil yang maksimal. Wemos D1 R1 menerima data kepekatan asap dari sensor MQ-2, data suhu dari DHT-11 lalu dilakukan pengolahan data dengan fuzzy logic .

## 2.7. Fuzzy Logic
Fuzzy  logic diperkenalkan  oleh  Prof.  Lotfi  Astor  Zadeh  pada  tahun  1962. Fuzzy  logic bisa digunakan untuk sistem kontrol sistem tersederhana, kecil, tertambat yang berbasis akuisisi data dan kontrol  sistem.  Dalam fuzzy  logic nilai  keanggotaan  diantara  0  dan  1  dengan  dua  nilai  “YA”  atau “TIDAK”,  “BENAR  DAN  SALAH”  secara  bersamaan  yang  tergantung  pada  bobot  keanggotaan. Fuzzy Logic punya  kemampuan  untuk  memproses  penalaran  menggunakan  bahasa  sehingga  tidak  perlu persamaan matematik yang rumit.
2.8.    Penerapan Fuzzy Logic
Penerapan fuzzy  logic untuk  mengendalikan  kualitas  udara  di  ruangan  merokok  dengan menghidupkan exhaust fan untuk membuang asap sesuai dengan pembacaan sensor dht-11 dan mq-2. Untuk  menentukan  kontrol exhaust  fan diperlukan  kombinasi  kriteria  dari  variabel  masukan  dari sensor dht-11 dan sensor mq-2. Deksripsi variavel serta fungsi keanggotaan ada pada Tabel 1 berikut:
Tabel 1: Variabel dan fungsi keaggotaan Masukan Keluaran Fungsi Keanggotaan Nilai Sensor Asap MQ-2 Tidak ada 0-5ppm Rendah 3-13ppm Sedang 10-20ppm Tinggi 18-25ppm Sensor Suhu DHT- 11 Rendah 25-28 o C Sedang 27-31 o C Tinggi 30-33 o C Kipas Hidup 220V Mati 0V

## 2.9.   Penalaran Rule Base
Adapun  penalaran rule  base pada  variabel  masukan  dan  variabel  keluaran  pada  Tabel  2.x Berikut
Tabel 2: Penalaran Rule Base R1 IF suhu room rendah AND asap rokok rendah THEN kipas mati R2 IF suhu room rendah AND asap rokok sedang THEN kipas mati R3 IF suhu room rendah AND asap rokok tinggi THEN kipas mati R4 IF suhu room sedang AND asap rokok rendah THEN kipas hidup R5 IF suhu room sedang AND asap rokok sedang THEN kipas hidup R6 IF suhu room sedang AND asap rokok tinggi THEN kipas hidup R7 IF suhu room tinggi AND asap rokok rendah THEN kipas hidup R8 IF suhu room tinggi AND asap rokok sedang THEN kipas hidup R9 IF suhu room tinggi AND asap rokok tinggi THEN kipas hidup
3. Hasil dan Pembahasan
3.1    Pengujian Sensor DHT-11
Pengujian  sensor  DHT-11  digunakan  untuk  mengetahui  keakuratan  sensor  suhu  ruangan. Pengujian  dilakukan  untuk  membandingkan  keluaran  sensor  pada  layar  LCD  dengan  keluaran higrometer pada suhu ruangan, seperti terlihat pada gambar berikut:
Gambar 6. Pengujian Sensor DHT-11 Tabel 3: Hasil pengujian sensor DHT 11 No. Hasil baca (c) Selisih %Error DHT-11 Higrometer 1 34 32.7 1.3 3.8 2 33 32.2 0.8 2.4 3 30 28.9 1.1 3.7 4 32 31.1 0.9 2.8 5 31 29.8 1.2 3.9 Rata-rata % Error 3.32
Pengujian  dilakukan  sebanyak  5  kali  dengan  hasil  sensor  dapat  membaca  suhu  dengan  prosentase kesalahan rata-rata 3.32% dengan pembacaan hygrometer.

## 3.2  Pengujian Sensor MQ-7
Pengujian sensor MQ-7 dilakukan untuk mengetahui apakah sensor bisa mendeteksi gas karbon monoksida  dan  diuji  tingkat  ketelitiannya  dengan  alat  pembanding.  Pengujian  dilakukan  dengan membandingkan hasil keluaran sensor pada LCD dengan alat pembanding seperti gambar berikut :
Gambar 7. Pengujian Sensor MQ-7
Tabel 4: Hasil pengujian sensor MQ-7
No MQ-7 (ppm) Alat Selisih % Error 1 1.82 1.44 0.2 11.0 2 1.77 1.57 0.2 11.3 3 1.78 1.58 0.4 11.3 4 1.83 1.63 0.4 11.0 5 1.79 1.59 0.4 11.2 Rata-rata %Er ror 11.2
Pengujian  dilakukan  sebanyak  5  kali  dengan  hasil  sensor  dapat  membaca  suhu  dengan prosentase kesalahan rata-rata 11.2 % dengan pembacaan alat.

## 3.3   Hasil Pengujian Post Data ke Web Server
Pengujian post  data ke  web  server  dilaukan  untuk  mengetahui  apakah  hasil  pembacaan  sensor DHT-11  dan  MQ-7  dapat  disimpan  ke database menggunakan framework Laravel.  Modul  wifi dihubungkan dengan jaringan lokal yang terhubung.
Gambar 8. Pengujian Post Data ke Web Server
Gambar 9. Hasil Pengujian Post Data Ke Web Server.
Hasil  pengujian post data  ke  web  server  akan  berhasil  jika  HTTP response code bernilai  200 dan sebaliknya jika gagal post data ke web server akan mengeluarkan response code bernilai 400.

## 3.4  Hasil Pengujian Tampilan Web
Pengujian  tampilan  web  menggunakan localhost menggunakan  Laravel blade dan database menggunakan MySQL.
Gambar 10. Hasil Pengujian Tampilan Web
Di tampilan web berisi data suhu, data asap dan status kipas yang diakses melalui localhost.

## 3.5   Hasil Pengujian Sensor Terhadap Kipas
Pengujian  sensor  digunakan  untuk  menggerakan  kipas  sesuai  dengan rule  base yang  telah ditentukan. Jika suhu tinggi dan asap tinggi maka kipas akan hidup untuk menurunkan suhu dan kadar asap di dalam ruangan smoking room.
Tabel 5: Hasil pengujian sensor terhadap kipas No Suhu (C) Asap (ppm) Kipas 1 33 19 Hidup 2 32 20 Hidup 3 33 20 Hidup 4 34 20 Hidup 5 33 20 Hidup 3.6   Hasil Pengujian dengan MATLAB
Keluaran  dari  sensor  suhu,  sensor  asap  dan  keluaran  dengan  aplikasi  MATLAB  dengan  bantuan FIS ( Fuzzy Inference System) .
Gambar 11. Fuzzy Logic Designer dengan MATLAB
Gambar 11 adalah fuzzy logic designer dimana ada dua variabel masukan berupa variabel suhu dan variabel asap dengan menggunakan fuzzy logic mamdani dengan keluaran output1.
Gambar 12. Membership Function Suhu
Gambar 12 merupakan membership function suhu dimana 0 o C – 15 o C adalah suhu rendah, suhu dimana 15 o C – 25 o C adalah suhu sedang dan suhu 25 o C – 40 o C adalah suhu tinggi.
Gambar 13. Membership Function Asap
Gambar  13  merupakan membership  function asap.  Asap  rendah  bernilai  antara  0-1000,  asap sedang bernilai 1000-2500 dan asap tinggi bernilai antara 2500-4000.
Gambar 14. Rule Viewer
Gambar  14  merupakan rule  viewer dimana  ketika    variabel  suhu  dan  asap  digeser  maka  akan muncul nilai keluaran di output1 .

## 4. Kesimpulan
Dari pengujinan yang telah dilakukan terhadap beberapa simpulan,
1. Dengan menggunakan fuzzy logic, kipas dapat diatur sesuai dengan keluaran dari  sensor suhu dan sensor asap.
2. Sensor suhu memiliki tingkat kesalahan sebesar 3.32 %.
3. Sensor asap memilki tingkat kesalahan sebesar 11.2 %
4. Website dapat berjalan di localhost .

## DAFTAR PUSTAKA
[1]     Deswar, F. A., & Pradana, R. (2021). Monitoring Suhu Pada  Ruang Server Menggunakan Wemos D1  R1  Berbasis  Internet  of  Things  (Iot).  Technologia:  Jurnal  Ilmiah,  12(1),  25. https://doi.org/10.31602/tji.v12i1.4178
[2]      Internet, P., & Monitoring, S. (2023). MITOR : Jurnal Teknik Elektro. 113–119.
[3] Made,  N.,  &  Pramesti,  G.  A.  (2018). Rancang  Bangun  Sistem  Pengendali  Air  Conditioner Dengan  Fuzzy  Logic. Indonesian  Journal  of  Engineering  and  Technology  (INAJET) , 1 (1),  23–27. https://journal.unesa.ac.id/index.php/inajet/article/view/3599
[4] Nalendra, A. K., & Waspada, H. P. (2021) . Penerapan Artificial Intelligence untuk Kontrol Suhu dan Kelembapan pada Kandang Broiler berbasis Internet of Things. Generation Journal , 5 (2), 59– 68. https://doi.org/10.29407/gj.v5i2.15706 )
[5] Nasir,  J.  (2017). Analisis  Fuzzy  Logic  Menentukan  Pemilihan  Motor  Honda  Dengan  Metode Mamdani. Edik Informatika , 3 (2), 177–186. https://doi.org/10.22202/ei.2017.v3i2.1962
[6]    Romadhan,  S.,  Setiyono,  B.,  &  Sumardi.  (2014).  Menggunakan  Kontrol  Fuzzy  Untuk  Pengaturan Suhu Cairan Berbasis Atmega16. Transient, 3(4), 617
[7]        Zohara  Shoma,  R.,  Noertjahjono,  S.,  &  Dedy  Irawan,  J.  (2020).  Penerapan  Logika  Fuzzy    Untuk Pengendalian Kualitas Udara Pada Ruangan Smoking Area Dengan Mikrokontroler. JATI (Jurnal Mahasiswa Teknik Informatika), 4(1), 287–294. https://doi.org/10.36040/jati.v4i1.2356