13Viewes
Sistem Kontrol Kipas dan Ventilasi Otomatis Berbasis Fuzzy Logic untuk Menjaga Kualitas Udara
Repository Analytics
Statistic Details
0Downloaded
13Accessed per month
1Countries
Loading...
Date
Authors
Sugandi, Budi
Fuadi, Salman Fajar
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Electron: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro
Abstract
Udara merupakan faktor penting bagi kelangsungan hidup manusia. Namun, kualitas udara dalam ruangan
tertutup dapat menurun akibat aktivitas yang menghasilkan polusi, seperti peningkatan suhu dan keberadaan asap. Kondisi
tersebut dapat menurunkan kenyamanan serta berpotensi membahayakan kesehatan penghuni ruangan. Berbagai cara
dilakukan untuk meningkatkan sirkulasi udara, di antaranya menggunakan exhaust fan. Pengoperasian secara manual sering
menimbulkan inefisiensi energi karena tidak mampu menyesuaikan kondisi ruangan secara optimal. Untuk mengatasi hal
tersebut, penelitian ini akan mengembangkan sistem kontrol kipas dan ventilasi secara otomatis berbasis Fuzzy Logic
Mamdani yang dapat mengendalikan suhu dan asap secara adaptif. Sistem menggunakan sensor DHT22 untuk pengukuran
suhu dan sensor MQ-2 sebagai indikator keberadaan asap, dengan ESP32 sebagai unit kendali utama. Fuzzy Logic didesain
dengan dua input, yaitu suhu dan kondisi asap, dan dua output fuzzy, yaitu putaran kipas dan kondisi ventilasi, masing
masing memiliki 3 membership function. Rule-based yang digunakan mempunyai 9 kemungkinan untuk masing-masing
output Fuzzy. Hasil agregasi fuzzy menggunakan algoritma Mamdani. Hasil pengujian menunjukkan sistem dapat membaca
suhu pada rentang 27,5°C–38,1°C dengan 3 kategori rendah, normal, dan panas, serta kondisi asap pada 354–1.743 dengan
3 kategori aman, sedang, dan buruk. Hasil output Fuzzy Logic menunjukkan kondisi ventilasi pada 3 keadaan: tertutup (3°),
terbuka setengah (12–14°), hingga terbuka penuh (25°). Sementara itu, putaran kipas dapat teramati dari mati (15), sedang
(46–55), hingga cepat (86–89). Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem mampu mengatur putaran kipas dan ventilasi
secara otomatis sesuai dengan perubahan suhu dan kondisi asap, sehingga dapat meningkatkan efisiensi energi dan kualitas
udara.
Description
Kualitas udara dalam ruangan merupakan faktor penting yang secara langsung memengaruhi kenyamanan dan kesehatan
penghuni. Kualitas udara berpotensi mengalami penurunan terutama di ruangan tertutup dengan intensitas aktivitas yang tinggi
akibat peningkatan suhu dan keberadaan asap. Kondisi tersebut dapat menurunkan tingkat kenyamanan serta berpotensi
menimbulkan gangguan kesehatan apabila tidak ditangani dengan baik. Penggunaan exhaust fan sebagai alat ventilasi umumnya
digunakan untuk mengeluarkan udara panas dan gas dari dalam ruangan. Namun, exhaust fan konvensional yang masih
dikendalikan secara manual mempunyai kecepatan putar yang konstan sehingga kurang efektif dalam menyesuaikan perubahan
kondisi lingkungan dan dapat menyebabkan pemborosan energi. Seiring dengan perkembangan teknologi, sistem pemantauan dan
pengendalian otomatis telah banyak dikembangkan dan diterapkan sehingga mampu menjaga kondisi kualitas udara tetap ideal.
Salah satu penerapan teknologi tersebut adalah dengan menerapkan algoritma kecerdasan buatan Logika Fuzzy (Fuzzy Logic)[1]
[4]. Logika fuzzy dinilai lebih fleksibel dalam pengambilan keputusan. Hal ini dikarenakan logika fuzzy mempunyai konsep yang
memungkinkan nilai keanggotaan antara 0 dan 1.
Beberapa studi telah dilakukan dalam mengimplementasikan logika fuzzy untuk mengatur suhu dengan mengendalikan kipas
angin atau exhaust fan [5]-[12]. Taukid dkk. Dalam studinya, dikembangkan sistem kontrol kipas angin berdasarkan suhu dan
kelembapan menggunakan logika fuzzy Mamdani [7], [8] dan Tsukamoto [5],[6],[11]. Mereka mendapatkan akurasi sebesar 73%.
Sementara Putri dkk. Menggunakan Fuzzy Tsukamoto untuk mengendalikan asap di ruangan dapur menggunakan sensor DHT11,
MQ-135 dan MQ-7. Hasil studinya mendapatkan akurasi 92,3% [6]. Studi terkait penerapan algoritma fuzzy Mamdani pada
monitoring dan sistem kontrol pemakaian kipas angin di ruangan berbasis IoT telah berhasil dirancang dan diimplementasikan oleh
Sari dkk. [7]. Sistem ini mampu menyesuaikan kecepatan kipas secara otomatis berdasarkan variabel suhu dan jumlah orang di
dalam ruangan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem bekerja dengan tingkat akurasi tinggi, yakni mencapai 99,7%. Dalam
studi lainnya, Filla dkk, telah mengembangkan prototipe alat pengatur temperatur ruang kerja pada rumah menggunakan logika
fuzzy Tsukamoto berbasis IoT dengan memanfaatkan logika fuzzy Tsukamoto untuk menyesuaikan suhu dan kelembapan ruang
kerja. Prototipe ini memakai NodeMCU ESP8266 dan sensor DHT11 sebagai input utama. Hasil pengujian menunjukkan bahwa
output defuzzifikasi dipengaruhi oleh nilai suhu dan kelembapan: apabila fuzzifikasi berada pada level lambat (1513–1717), maka
kipas beroperasi lambat; pada nilai sedang (1717–1921), kipas bekerja dengan kecepatan menengah; dan jika inferensi cepat (1921
2125), kipas beroperasi dengan kecepatan tinggi. Instrumen ini menunjukkan respons adaptif yang sesuai terhadap kondisi
lingkungan ruangan secara real-time [11]. Penggunaan AC Dimmer untuk mengontrol exhaust fan telah dikenalkan oleh
Nurshahuda dkk dengan menggunakan sensor MQ-7 dan LM35 serta modul AC Dimmer untuk mengontrol exhaust fan secara
otomatis. Dengan logika fuzzy, sistem secara adaptif menyetel kecepatan kipas berdasarkan kadar gas CO dan suhu udara, sehingga
kondisi ruangan dapat terjaga ideal dan hemat energi[10]. Dalam studi lain, Lopez dkk. telah berhasil mendeteksi kebocoran gas
menggunakan sensor MQ-2 [12]. Sistem ini memantau kualitas udara menggunakan ESP8266 NodeMCU dan sensor MQ-2. Untuk
mengidentifikasi adanya bahaya, sistem membandingkan nilai analog yang dikirimkan oleh sensor dengan batas yang telah
ditentukan, yaitu 450 untuk asap dan 300 untuk gas. Ketika kadar gas atau asap melebihi ambang batas yang ditetapkan, sistem
mengaktifkan buzzer sebagai peringatan lokal dan secara bersamaan mengirimkan notifikasi ke perangkat seluler melalui aplikasi
Blynk.
Studi ini mencoba menerapkan sistem kontrol ruangan dengan merancang dan membangun sistem kontrol kipas serta ventilasi
di ruang dapur berdasarkan Fuzzy Logic Mamdani menggunakan sensor DHT22 sebagai pengukur suhu ruangan dan sensor MQ-2
sebagai indikator keberadaan asap. Sistem ini dikendalikan oleh mikrokontroler ESP32 yang berfungsi sebagai pusat pemrosesan
data dari kedua sensor untuk menghasilkan keputusan pengendalian secara otomatis berdasarkan kondisi lingkungan. Dengan
penerapan metode Fuzzy Logic Mamdani, kecepatan kipas dan pengoperasian exhaust fan dapat menyesuaikan tingkat suhu dan
konsentrasi asap secara adaptif, sehingga sirkulasi udara di dalam ruangan tetap terjaga. Selain itu, sistem ini diharapkan mampu
meningkatkan kualitas udara, memberikan kenyamanan bagi pengguna, serta mengoptimalkan penggunaan energi melalui
pengoperasian perangkat yang lebih efisien sesuai dengan kondisi ruangan.
Keywords
Citation
IEEE