ANrEN " t ot m:^yF t* srAn o N

SIMULASI FUT,ZYLOGIC .......
SIMULASTFUTZYLOGIC CONTROLLER
UNTUK PENGATURAN TMCKING
ANrENt ot
" m:^yF
t* srAnoN
Abstract
Theuseof fuzry logic is becominga popular methodof solvingproblems
that require a humantype response.Fuuy logic usessetsof linguistic
variablesto solveproblemswhereinformationis impreciseor a
ftwthematicalmodel of the systemis dfficult obtain. In this paperfuuy
logic was usedto control a two axis mirror ball gimbalfor aligning
deviceusinga quadrantdaeaor. A PC basedcontrollerwasconfigured
were
with a simple rule set to control and stabilizedevice.Experiments
performedto studythe trackingcharacteristicsand the effectof rule
pruning on thefuuy controllerresponse.
Pendahuluan
hatidalamrekayasa
teknikterutama
Penggunaan
danlogkafuzzytelahmendapat
yangmunbutuhkan
human-tperepnse. Lngi/rrafuzzy
masalah
dalammengatasi
lingutstik
untuk menyelesaikan
mamlahdi
menggunakan
himpunandari variabel
darisistemsulituntuk
manainformasimenjadikurangakuratataumodelmatematika
banyakaplikasisepertipola pengenalan
didapatkan.Logikafuzzy mempunyai
cluster,pencocokandata"diagnostikatau hampirsemuasistemyangberkaitan
kontrol.
dengan
Dalambanyakkontrol, hampirsemuasistemalamiahmenjadinonlineardan
yangtidaksajasulitakantetapimenjaditidak
mengandung
modeldarisistem-sistem
mungkin. Banyak sistem diuraikansebagaipendekatanmodel linear dalam
batas-batas
daerahtertentu.Di luar daerahitu kelakuansistemakanmenjaditidak
logka fuzzy, maka
stabil atau tak dapat diperkirakan.Denganmenggunakan
permasalahan
penyelesaian
sepertipada
akan sedikitlebih mudahdirealisasikan
lagisistempermodelan.
sistemnonlinearkarenahta tidakmembutuhkan
Lektor Maclva-DosenFakuhasTeknik L-lkrida
Meditehvol.9,No.25,Mei -Agustus2001
57
SIMULASI FAZZ.VLOGIC .......
Formulasi Bahasan
Antena BTS menggunakansinar cahayayang paling maksimumuntuk
trackingin
menghasilkan
energlistrik yangpalmgbesar,Sikappanelpengaturan
yang
catnyaline of sight frontal dari arahpengaturan
harustalrmenggunakan
padasikapdan
terkandung
diingnkaakarekaefektivitassinarIR yangtertangkap
posisi antenaBTS. Kehandalandari sistemantenaBTS ini juga diukur dari
kemampuannya
dalammenjagakestabilansikappaneldari berbagaigangguan
gerakansepertipergerakan
angin,curahhujaq getarar\kuatnyapenganrhsinar
mataharidangangguan
lain.PosisidariempatbuahsensorR. (nfra Red)
ekstemal
kesalahan
arahx dany tepatpada
diletakkandalamarahyangdapatmendeteksi
ini
Makalah
meny{ikandemonstrasi
keempatgariskuadrankoordinatortogonal.
dalamgerakantenaBTS (ihat
dari kontrollogkafuzat untuk diimplementasikan
gambar1) Ini merupakan
hasilkajianolahandariimplementasi
fuzzycontroluntuk
posisi
untuksensorIR dengandelapan
sensorIR kuadrandandapatdikembangkan
sehinggadihasilkanpergerakankesalahanuntuk pengaturanposisi kembali
(reposition)
yanglebihbaik.
Pendekatan
gerakantenaBTS akanmengikutidetelctorsensorIR kuadrandi
Pengaturan
yang diinginkanyangditulukankepadanya.
SensorIR ini
manaarahpengaturan
geraksumbux dan y akibatpemberian
sinarakan
akanmemberikan
kesalahan
mengakibatkan
keragamansinar yang berbed4 akibatnyaakan memberikan
perbedaan
posisibaikx dany. Arahx dany ini akandikonversikan
dalam
kesalahan
(PC)yangdigerakkan
dengan
formatdigltaldenganmenggunakanmicrrcontroller
kecepatan
ini
mengatur
sinyal
controller.
akan
untuk
Proses
kontrol
sensor
fuz4t
motordriverstepperdaripanelsolu sel.Motorstepperdriverini akanmenjalankan
(alignment)yang
pergerakan(reposttion)arah panelsezuaidenganpengaturan
diingrnkan.
58
Meditek,Vol.9,No.25,Mei -Agustus2001
SIMULASI FUZZY LOGIC .......
.j
l:...
sensorlR arah
SensortRaranra
!i
\
i
denorx
denoly
s"t
:
Gambar 1. Rangkaian PemasanganTata Letak BTS
Perangkat Keras
Untuk informasiumpanbalih sensorIR kuadrandetektoryang diinstalasipada
set up yang mengaturposisi dari sinar denganposisi yang diinginkan.Keempat
detektor ini akan memberikannilaikompararatif(denganrangkaiankomparator)
/T
\A
Gambar 2. a. Motor Characteristic
b. Responyang diinginkan dari teganganarmature
Mediteh Vol. 9, No.25,Mei - Agustus 2001
59
SIMULASI FUZZY LOGIC .......
untukmenghasilkan
yangproporsional
tegangan
padajurnlahflul<stransmisiyang
tepatdatangpadakeempatmasing-masing
fotosensitifitu.
elenren
Beqn steeringdicapaidenganpergerakan
movsblegimbal denganderajat
kebebasan
pergerakan
horizontaldanvertikalPosisidini dicapaidengandua DC
molor yangdiletakkanpadaantenaBTS. Kompliftasidenganmenggunakan
DC
motorsterletakdalamdaerahdeadbfld di manamotormenggunakan
minimum
voltageuntukbergerak.
Tegangan
di bawahnya
tidakakanmemberikan
responpada
o,8 4,20 0,2 0,8
NM = l',legdivernedun NS = negdilesnnl
ZE=Z-so
PS = pelive snal, PM= pcilile nredi-rn
Gambar3. a. Input Error
b. Input ChangeError
c. OutputArmatureVoltage
60
Meditebvol.9,No.25,Mei -Agustus2001
SIMULASI FULZY LOGIC .......
pergerakan
antenaBTS. Karakteristik
nonlineardengankebutuhan
responkontrol
ditunjukkan
padagarnbar2.
Driver menggunakan
responini agartetapmenjaga
trmmre di atasnonzero
enor. BtIaterjadisedikitetror,cvmattrewltage Va akanberadapadaataudi uas
dari teganganbergerakdari motor.Akantaapi responini akanmenanrbahkan
error merrjadrkdl.Limil cyclingdnn
terjadinyasistempadabatasketikategangan
disebabkan
oleh begitutingginyakemiringankontrol respondi dekattitik pusat
koordinat.Controlleryangdigunakan
masihmenggrrnakan
486Miuopruessor
Gambar4. Blok diagramuntuk sistemterbuka
Perangkat Lunak
Untukmendesain
inferensi
dmrtury yangdiberikan
dapatdrgunakan
perangkat
lunak paket khusussepertipaket dari Togai Infralogic Fuoy C, atut simulasinya
dapat digunakandenganMATLAB 5.3.1 yang seringdipakai Togai lrfralogic
Fuz4t C dituliskandealamkode primeruntuk menampilkankeanggotaan
fungsidan
basisaturannya.Hasil dari kode ini dikompilasikandalambahasaC dengankompiler
khusus.Hasil kompilasisubrutinini akanmenyalikanoperasi-operasifuoytermazuk
Mediteh Vol.9, No.25,Mei -Agusttts 2001
6l
SIMULASI FAZZY LOGIC .......
dalam defizzifikasi dan menghasilkanbelahanou@t,Progam penggerakutama
ditr"rlissupayadapatberkomunikasidenganAID dan D/A konverter dansbroutine
-futzy.lni juga digunakanuntuk muganrbil datadari eksperimen
Untuk menampilkankesalahaninput ke controller, jumlah variabel lingulstik
dipilih untuk mewakili 5 der{at kesalahan(error),3 derajat penrbahandalam
kesalahan(change in error) dan 5 derajat dari teganganffimqfifie (ctmanre
voltage).Keanggotaanfungsi dikontnrksikanuntuk mewakiliinput dnoutput dafl
derajat kebenaraanuntuk setiap variabel linguistik. Keanggotaandari fungsi
dilukiskansepertiyangtampakpadagarnbar3'
fungsidari daerahkro Error QE).Konvagensi
Fungsierror akanmengandung
yang lebih cepat diharapkandenganmengerjakanhal ini dikarenakaneffor ymrg
L..tt. O"tu1atdari "medium" akan membesardan teganganffimahtre akan lebih
medium
besardaripadabtlaZF. dalamkeadaanlebar.Jugafungsidari keanggotaan
tidak
hingga
rupa
sedemikian
untuk kedua teganganerror danmmafite dipilih
salinguremotongdi titik perpotongan.
Rangkaian PenguatDriver
motor, yang harusdilakukanadalahmembukadan
Untuk dapatmeng'gerakkan
menutup sakelarbergantian.Cara yang paling mudah denganmenggunakandaya
besar dan suitching yang cepat, digunakan transistor konfigurasi Darlington.
Rangkaiandriver motor slepper seperti pada gambar 4 BD 677 merupakan
transistor.Darlington bertipeNPN yang zudahdikemaspadasatutransistor.-Base
transistormenerimapulsadari pengontrol,memberikananrsbias,sehinggatransistor
ON. Dioda diperlukanuntrk membuangenergi dalambennrk medanlistrik yang
timbul padabelitan saatoFF, sehinggatidak merusaktransistor.
Rangloian driver dapat terdiri atas komponenutama yaitu sebuahpP 8085
sebagaipengontrol. SebuahEPROM dan RAIvI + PORT VO pada sau chip.
Sebuahaddresslatch drbutultkagsebabsaluranalamatdandata8 bitpada pP 8085
dimultiplekspadapin yang saln4 yu1 padap/'n AD0..AD7. Mode pengalamatan
yang dipakai adalah secara non-fully''decded Karena tidak semua alamat
digtrnakan.Alamat EPROM danRAM di tempatpadamemorymq danalamatVO
difempatkanpada VO map. Petamemori dan peta VO sepertiyang dizuzunpada
danuntuk RAM + PORT
tabeltr. Karenachip-selectuntukEPROM 2784 ak<Uflow
VO 8156 at<tfhigh, maka dari petamemoridapatdlielaskanalamatA15 dad pP
digunakansebagaiaddresssdecder. Pin ALE (Adfuesslatch Enoble) dari pP
62
Mediteh Vol.9, No.25,Mei -Agushts 2001
SIMULASIFAZZY LOGIC .......
juga
dihubungkandenganpinenable74LS373untuk latch alamatdandihubungkan
dutganpinALE8156.
Port llO
Port UO digunakansebagaiinput datadari sakelarkontrol untuk diolaholeh pP,
dan sebagaioupt data ke fuiver motor stepperPORT VOBI56 memiliki fasilitas
256 byteRAM 2buahportVo 8 bit Qnrt Adanport B) danIportUO 6 bil (Wrt
C).Ketigapon dapatdiprogramsehaguJnrtinput atauport ou@t. Khuzusuntuk
port C selainsebagaiinputloutput dapatjuga dipakai sebagaikontrol. Padasistem
yang dibuat, digunakanport A dn port C untuk ou@t ke driver motor I dan
motor 2, danportB digunakanunitkinput datadarisakelar.Dipakai4 bilLSBport
Adanport C, dan8 bil port B digunakandanseterusnya.
Listing address.h
eddress.h
mendefinisikankonstantauntuk adresdanpenkapsulan
inputs untuk corwerterA/D danD/A.
4/
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<tilcomp.h>
A/D baseaddres.*/
A,D data address(bcse+ I). */
A/D controladdress(base+ 2). */
A/D statusaddress(base+ 3). */
#defineatd;trt 0x0200
#defineatd data tu0201
#defineabd ctrl 0x0202
#defineatod;tat 0x0203
/*
/*
/*
/*
#deJinedtoa0 lrrc 0x0208
#definedtml _loc 0x020a
/* D/A chnmel0 address.*/
/* D/A chnrnel I adfuess.*/
#definedisable 5 ints 0x05
#definedisabIe_7_ints0x07
#definemoshng eofe 0x08
/* Disble A,4) channel5 ext.interupts.*/
/* DisableA,4) chsnnelText.interupts.*/
/* Stuns checkof endof data coruersion.*/
Medite( L'ol.9, No.25,Mei - Agustus2001
63
SIMULASI FUZ;ZYLOGIC .......
Listing Program
lx
*l
Programtracking antenaBTS,modifikasidari ProgramRichardMarchbanks,
#inclade"qddress.h"
#inchde "stdio.h"
mainQ
t
l* Global Data Vuiables. */
chcr slans;
int en x,et1;
int&en,dyen;
int xerr, yerr;
int xerr_old,yen_old;
int Error, dError, Speed;
int i,i, s;
/* Data Storage.*./
flutx_data[S)}J;
Jknty_data[S)}J;
chor dotafilepIJ;
/+ datatasampelx */
/* datawvmpely*/
yangtersimpan*/
/* datasampel
FILE "fp;
/* Inifializatiort. */
i.-0:
i-0:
s - 1;
dxerr - 0,'
dyen - 0,
xerr_old - 0;
yew _old - 0;
/* wnple rate */
pri nf("Vth TIAC KING ANTEI,IA B7S");
prinf("Vfut Masukkannamafile: ");
scattf("%os
", dataf le);
o4
Meditelqvol.9,No.25,Mei -Agustus2001
SIMULASI FAZZY LOGIC .......
printf('Wrogrmn terekselarsi:
Tekansembarang
tomboluntuk berhenti.");
/* Untuk penghentianprogam bila keybmrd tertekan*/
::0)
While(kbhitQ
{
/* X-ERROR */
/* Disqble intemtpt. */
oulporth(atd _ctrl, disable,5_ints);
/* stnrt a/d conversion*/
outportb(atd strt, I);
/* wait until corwersioncomplete*/
whi Ie(s tatus: inponb(otd _sm) & mask ng_eofc) I --0);
i* read thedatq */
err x - inportb(atd_datn);
i* Y-ERROR*/
i'* Disable intemtpt. */
outportb(atd _ctrl, divb le_71 nts);
,/* Memulai A/D corwersion*/
outportb(atd) strt, I) ;
/* Menunggusampaiproseskonversiselesai*/
whi Ie(s tatus- inportb(atd.,stat) & masking_eofc) ! : 0);
/* Membacadata*l
err) - inportb(atd_data);
/x Menulisdatapadaarrayuntuk setiapnilai data.*l
*/
/* Prosesuntuk 500 nilai datadanmenyimpannya
rf (i -: s - I ) && (J <: 499)
/* contohuntuksetiapwaktu */
.l
(
: @rr]- 128)*.039;
x_data[1J
MeditehVol.9,No.25,Mei -Agustus2001
65
SIMULASI EA7,ZYLOGIC .......
y_Ma[tJ : @rrS- 128)*.039;
i :0;
j ++;
)
else
l++;
zxMeletakkandataberfitk signedbyteuultrllkfuz4tcontroller*/
xetr:err x-128;
yerr : en1- 128;
/* Mencarideltakeglalnn*/
&err : xen -xerr_old;
dyet: yen -yerr_old;
/* Updatekesalahanlama */
xerr_old : xeff;
yerr_old: yerr,'
/* MEMANGGIL ATIJRAN FLTZZY*/
Alignment(xen,&er*2, &SWed);
eft x: Speed+128;
A Iignment(yerr,dyerr*2, &SWed);
err) : Speed+128;
./* Menulispadachmrnel0D/A */
err_!: (en: << 8);
oulport(dtm} _\rrc,err;l ;
/* MenulispadachurnelI D/A */
err): (enl << 8);
otrlport(dloaI,loc, err1) ;
I
66
Meditehvol.9,No.25,Mei -Agustus2001
SIMULASI FAZZY LOGIC .......
printf( \nvProgramSelesai;
?;
o/as
printf(' nV Menulisdatapada
fi le: ", fuofi le);
\t");
fd : fopen(datafile,'
fprirtf(fp, "TMC KING'ANIENAB TS'rV");
fpnnf(fp, "X-ERROR Y-ERRORVI");
for (i =0 i <: 499;i++)
{
furintf(fp, "%of
o/oJVt",
x-dan[iJ, y-datafiJ);
I
fclosefu);
terselesaikan.\nh");
lengkap
IeTransfer
prinf('VAnFi
)
/* akhirdariprogrampenggerak*/
Penutup
penggunaan
canpilerC dalam
ganrbaran
ganrbaran
di atasmemberikan
Simulasi
memodifikasipengaturantrack BTS dalam suatu konfigurasilogika Fusy
plt.sl untuk
untukpengaturantrack
ini dapatdimodifikasi
controller.Rangkaian
yangpalingoptimal.
potensial
mendapatkan
Kepustakaan
1. James,Power, et al, "(JsingFuzzyLogic To'n'ardIntelligent Syslems",
inc,New York 1994.
PrenticeHall International,
2. Kosko B., "Neurol Networkand Fuzry Systems:A DynamicalSystems
approachto Machineintelligence",PrenticeHall International,inc,
NewYork,1992.
3. Mohammad,Jamshidi,et al, "FuzzyLogic and Control", PTR Prentice
Hall,EnglewoodCliffs,New Jersey,l993-
Mediteh Vol. 9, No.25,Mei - Agus'tus2001
67
SIMULASI FVZZY LOGIC .......
Nie, Jun Hong, and Linkens, Derek A., "Fuzzy-Neural Control
Principles:
Algorithms and Apllication", Prentice Hall
International,inc, New York 1995.
Phillips, C.., and Harbor R.D; "FeedbackControl Systems",Prentice
Hall International,inc, New York 1988.
6 . Wang, Lin Xin, "Adaptive Fuzzy Systems and Control:'Design and
Stability Analysis", PrenticeHall International,inc, New York 1994.
68
Meditehvol.9,No.25,Mei -Agusrus2001