RANCANG BANGUN SISTEM PENGHITUNG WAKTU PENCUCIAN PADA MESIN CUCI MENGGUNAKAN METODE FUZZY INFERENCE SYSTEMMAMDANI

MuharrianaTeknik Elektro, Politeknik Negeri LhokseumaweEmail: muharriana@gmail.com

AbstrakSeiring dengan perkembangan teknologi, mesin cuci yang pada awalnya dikendalikan oleh manusia, lambat laun dikendalikan oleh sebuah rangkaian microcontroler yang dalam pengoperasiannya sepenuhnya dilakukan oleh komputer dengan acuan dan aturan-aturan yang mirip digunakan oleh manusia untuk mengendalikan mesin cuci.Sistem kendali mesin cuci otomatis pertama kali digunakan di Jepang. Pada saat itu di tanam kecerdasan seperti manusia pada tiap mesin pencuci agar bisa mengenali jenis pakaian, tingkat noda pakaian, dan lain sebagainya. Logika Fuzzy merupakan salah satu metode untuk melakukan analisis sistem yang mengandung ketidakpastian. Logika Fuzzy meniru cara berfikir manusia yang disebut nalar, dimana nalar dapat menjelaskan dan mengidentifikasi sesuatu secara otomatis. Pada penelitian ini akan digunakan metode inferensi sistem Fuzzy Mamdani atau sering juga dikenal dengan metode min-max untuk mengetahui waktu pencucian yang efektif terhadap pakaian berdasarkan tingkat kekotoran dan jumlah baju. Perancangan sistem untuk memperoleh output dilakukan dalam tahap-tahap (a) Pembentukan hinpunan Fuzzy, (b) Aplikasi fungsi implikasi, (c) Komposisi aturan, (d) penegasan (Defuzzyfikasi).

Kata Kunci: logika fuzzy, mesin cuci, kecerdasan buatan, inferensi, mamdani.

1. PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Dalam kehidupan sehari-sehari, kebersihan pakaian mayoritas dilakukan dengan proses mencuci. Dari zaman nenek moyang, mencuci merupakan hal yang penting untuk menjaga kebersihan sandang mereka. Hingga zaman ke zaman, proses mencuci dilakukan dengan berbagai cara, termasuk dengan menggunakan mesin pencuci.Pada tahun 1990 pertama kali dibuat mesin cuci dengan logika fuzzy di Jepang (Matsushita Electric Industrial Company). Sistem fuzzy digunakan untuk menentukan putaran yang tepat secara otomatis berdasarkan jenis dan banyaknya kotoran serta jumlah yang akan dicuci. Input yang digunakan adalah: seberapa kotor, jenis kotoran, dan banyaknya yang dicuci. Mesin ini menggunakan sensor optik , mengeluarkan cahaya ke air dan mengukur bagaimana cahaya tersebut sampai ke ujung lainnya. Makin kotor, maka sinar yang sampai makin redup. Disamping itu, sistem juga dapat menentukan jenis kotoran (daki atau minyak).

1.2 UrgensiMesin cuci yang dilengkapi dengan sensor pendeteksi berat pakaian dan tingkat kekotoran tentu lebih efektif digunakan pada era teknologi seperti sekarang ini karena tanpa harus menentukan sendiri waktu putaran pada mesin cuci akan secara otomatis dilakukan oleh sistem, dengan cara ini kualitas pakaian pun dijamin karena proses pencucian yang sesuai. alasan menggunakan logik fuzzy sebagai metode pengendalian sistem karena metode fuzzy cukup efisien dalam memilah data menjadi beberapa kategori yang diinginkan. Dan fuzzy logic juga sangat ampuh untuk membuat sebuah keputusan (decision) yang nantinya juga akan ditanamankan pada sistem pengendali ini.

1.3 RasionalisasiUntuk menggunakan sistem inferensi ini dalam prakteknya diperlukan mesin cuci dengan sensor cahaya untuk mendeteksi tingkat kekotoran pakaian dan sensor infrared atau sensor berat untuk mendeteksi berat pakaian.

1.4 Tujuan KegiatanTujuan kegiatan ini adalah :1. Mengimplementasikan kecerdasan buatan pada teknologi mesin cuci menggunakan inferensi fuzzy untuk optimalisasi dan efisiensi pencucian pada mesin cuci.2. Menentukan waktu yang diperlukan untuk mencuci pakaian dalam sebuah mesin cuci sesuai dengan tingkat kekotoran dan jumlah pakaian sehingga dapat menghemat waktu serta menjaga kualitas dari pakaian.

2.1 Rencana Pemecahan masalahSecara garis besar, proses pencucian pada mesin cuci yang dilengkapi sensor dan pengontrol memiliki gambaran seperti berikut :1. Memasukkan pakaian yang kotor ke dalam mesin cuci.2. Melalui sensor yang telah dipasang, mesin cuci akan menganalisa tingkat kekotoran pakaian berdasarkan jenis noda.3. Melalui sensor yang telah dipasang, mesin cuci akan menghitung jumlah pakaian yang dimasukkan ke dalammnya4. Proses selanjutnya adalah memasukkan ditergent dan air dan memulai proses pencucian.5. Mesin cuci otomatis akan menghitung estimasi waktu yang diperlukan untuk pencucian.6. Proses terakhir mesin cuci akan melakukan pencucian.Dalam penellitian ini hanya akan dilakukan perhitungan untuk waktu pencucian dimana logika fuzzy akan menentukan pada tingkat mana pakaian dikategorikan sangat kotor dan banyak sehingga membutuh waktu yang lama untuk pencucian dan pada tingkat mana pakaian dikategorikan bersih atau sedang saja, dan seterusnya.

3. METODE PENELITIANuntuk mendapatkan output, pada metode ini diperlukan 4 tahapan:1. Pembentukan himpunan fuzzy2. Aplikasi fungsi implikasi (aturan)3. Komposisi aturan4. Penegasan (deffuzy)

a) Pembentukan Himpunan FuzzyDalam pembentukan himpunan fuzzy metode mamdani yang akan diimplementasikan kedalam penelitian ini dibagi menjadi variabel sebagai berikut:1. Variabel Input, yang digunakan adalah batas bawah (terbersih) dan batas atas(terkotor) tingkat kekotoran.

2. Variabel Output, yang digunakan adalah waktu pencucian.

b) Aplikasi Fungsi ImplikasiFungsi Implikasi yang digunakan adalah min, yaitu dimana mengambil nilai minimum dari fungsi keanggotaan dari 4 aturan sebagai berikut:1. IF kotor sedikit AND jumlah banyak THEN waktu berkurang2. IF kotor sedikit AND jumlah sedikit THEN waktu berkurang3. IF kotor banyak AND jumlah banyak THEN waktu bertambah4. IF kotor banyak AND jumlah sedikit THEN waktu bertambah

c) Komposisi AturanMetode komposisi aturan fuzzy mamdani yang digunakan dalam implementasi pada penelitianini adalah metode max, dimana himpunan fuzzy diperoleh dengan cara mengambil nilai maksimum aturan kemudian menggunakannya untuk memodifikasi daerah fuzzy, dan mengaplikasikannya ke Output dengan menggunakan operator OR (union).

d) PenegasanMetode penegasan dalam fuzzy mamdani yang akan diimplementasikan pada penelitian ini adalah Centroid (composite momento) yaitu solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil titikpusat (Z*) daerah fuzzy.

3.1. Implementasi MetodePada penerapan metode mamdani dalam memprediksi waktu pencucian pakaian pada mesin cuci dilakukan pada contoh kasus dengan inputan sebagai berikut :1. masukkan batas bawah dan batas atas tingkat kekotoran, misalnya bersih = 3, dan kotor = 152. masukkan tingkat kekotoran pakaian, misalnya 83.masukkan batas bawah dan batas atas jumlah pakaian, misalnya sedikit = 10, banyak = 304. masukkan jumlah pakaian, misalnya 235. masukkan batas bawah dan batas atas waktu pencucian, misalnya cepat = 300s, lama=1200sDengan menggunakan metode mamdani maka akan dilakukan 4 tahap sebelum mendapatkan hasil prediksi yaitu:

1). Mencari nilai keanggotaan disetiap variabel.Mencari nilai keanggotaan variabel kekotoranuBersih = KekotoranTurunuKotor = KekotoranNaik

Nilai keanggotaan :uBersih[8] =(15-8)/12=0.5833333333333334

uKotor[8] =(8-3)/12=0.4166666666666667

Mencari nilai keanggotaan variabel jumlahuSedikit= JumlahTurunuBanyak = JumlahNaik

Nilai keaggotaan :uSedikit[23] =(30-23)/20 =0.35

uBanyak[23] =(23-10)/20=0.65

Memodelkan variabel waktu

2). Aplikasi fungsi implikasiYaitu mencari nilai mnimum dari nilai keanggotaan pada aturan.

[R1] IF kotor sedikit AND jumlah banyak THEN waktu berkurang

predikat1=uBersih && uBanyak=min(uBersih[8],uBanyak[23])=min(0.5833333333333334:0.65)=0.5833333333333334

[R2] IF kotor sedikit AND jumlah sedikit THEN waktu berkurangpredikat2=ubersih && usedikit=min(uBersih[8],uSedikit[23])=min(0.5833333333333334,0.35)=0.35

[R3] IF kotor banyak AND jumlah banyak THEN waktu bertambahpredikat3=uKotor && uBanyak=min(uKotor[8],uBanyak[23])=min(0.4166666666666667,0.65)=0.4166666666666667

[R4] IF kotor banyak AND jumlah sedikit THEN waktu bertambahpredikat4=uKotor && uSedikit=min(uKotor[8],uSedikit[23])=min(0.4166666666666667,0.35)=0.35

3).Komposisi aturanDari hasil aplikasi fungsi implikasi dari tiap aturan, digunakan metode MAX untuk melakukan komposisi antarsemua aturan hasilnya seperti gambar dibawah.

0,350,58Menentukan nilai min dan max dari nilaiaturanMnimum=0,35Mximum=0,5833333333333334Menggunakan metode max pada saat menghitung nilai luas daerah hasil.karena nilai max ada pada aturan 1 dengan kondisi waku berkurang, maka, fungsi yang digunakan untuk menghitung nilai luas daerah hasil adalah rumus fungsi keanggotaan variabel waktu berkurang.

a1= (1200-300)*0.35+300=615a2= (1200300)*0.5833333333333334+300=825

dengan demikian, fungsi keanggotaan untuk hasil komposisi adalah:

4) Penegasan.Metode penegasan yang digunakan adalahcentroid.dimana mencari titik tengah dari z.Menghitung momen untuk setiap daerah:m1= 66189.375m2= 49326.875m3= 183750.0

Menghitung luas setiap daerah:A1=(615*0,35)=215,25A2=((0,35+0,583333333333334)*( 825-615)/2)= 98A3=(1200-(1200-300)*0,5833333333333334=175

Titik pusat dapat diperoleh dari:

(66189.375+49326.875+183750.0)______________________________(215.25+98.0 +175.0)Z = 612,93650793650=613

Prediksi waktu pencucian = 613 detik

4. HASIL DAN PEMBAHASANBerdasarkan perhitungan waktu pencucian yang diperoleh pada implementasi metode contoh kasus diatas, predksi waktu tergolong sedang karena batas bawah waktu (cepat) adalah 300 dan batas atas waktu (lama) adalah (1200). Jika diasumsikan dengan contoh kasus lainnya misalkan batas bersih=10, kotor=50, sedikit=1,banyak=15, cepat=600 dan lama=1700, input kekotoran=35, jumlah=12 maka prediksi waktu pencucian yang diperleh adalah 1009 detik, hal ini membuktikan bahwa sedikit atau banyaknya waktu yang diperlukan sangat bergantung pada tingkat kekotoran.Jika tingkat kekotoran tinggi dan jumlah banyak maka waktu yang diperlukan akan lebih lama

5. KESIMPULANPenelitian pada sistem prediksi waktu pencucian menggunakan metode fuzzy inferencesystem mamdani menghasilkan nilai prediksi yang sesuai dengan kenyataan secara logika dimana waktu yang diperlukan akan meningkat dengan tingkat kekotoran pakaian yang meningkat. Dari perancangan sistem Inidapat diambil beberapa kesimpulan,diantaranya adalah sebagai berikut :Hasil waktu pencucian menggunakan metode mamdani yang berjalan dapat membantu pengguna dalam hal efesiensi dan penghematan daya untuk penggunaan mesin cuci, dengan mengetahui waktu yang sesuai untuk pencucian pakaian, kita dapat memprediksi pula jumlah pakaian yang tepat untuk sekali penggunaan mesin sehingga bobot pakaian yang kita berikan tidak akan merusak sistem karena telah mengikuti prosedur yang ada dan tentunya akan menghemat biaya.

REFERENSIOBBADI. SISTEM KENDALI MESIN CUCI OTOMATIS DENGAN FUZZY LOGIC CONTROLLER. Teknik Informatika Universitas DR.SOETOMO Surabaya

PENALARAN FUZZY. 2012. Sistem Pakar Departemen Ilmu Komputer Institut Pertanian Bogor

Restu, Iwayan A., Agustus 2013, Jurnal Teknik Informatika. Fakultas Ilmu Komputer IBI Darmajaya Lampung

T.Sutojo, dkk. 2010. KECERDASAN BUATAN. ANDI