560
Suci Imani Putri
PERANCANGAN LOGIKA FUZZY METODE MAMDANI SINGELTON PADA
PANEL SURYA OTOMATIS
Suci Imani Putri
Politeknik Gunakarya Indonesia
Grand Center Blok D No 24-27, Jl. Cut Mutia, Margahayu Kota Bekasi
Email:S.imaniputri@gmail.com
Diterima:
25 Mei 2022
Direvisi:
8 Juni 2022
Disetujui:
14 Juni 2022
Abstrak
Kebutuhan listrik menjadi kebutuhan primer bagi kehidupan manusia, seiiring
berkembangnya zaman kebutuhan listrik membuat manusia untuk
mengembangkan pembangkit listrik untuk memenuhi kebutuhan listrik Tujuan
penelitian ini adalah untuk perancangan logika fuzzy metode mamdani singelton
pada panel surya otomatis. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah
deskriptif kualitatif dan kuantitatif. Jenis data yang digunakan dalam penelitian
ini adalah data primer serta pengumpulan data menggunakan metode observasi,
kuisioner, dan wawancara. Data yang telah diolah kemudian dianalisis dengan
menggunakan analisis struktur pasar indeks herfindhal, market share, intercept
deviasi dan indeks konsentrasi serta analisis efisiensi tataniaga margin
pemasaran, indeks kemerataan margin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
Salah satu pembangkit listrik yang dapat digunakan adalah panel surya dimana
dengan memanfaatkan sumber energi matahari menjadi tenaga listrik. Panel
surya berpenjejak adalah panel surya yang dirancang mampu mengikuti arah
matahari sehingga menghasilkan tegangan lebih maksimal. Untuk membuat
keluaran dari panel maksimal tersebut digunakan metode logika fuzzy yang
ditanam pada mikrokontroler sebagai penggerak panel surya, pada penelitian ini
dirancang dengan metode mamdani singelton yang mampu menghasilkan
perbedaan rata-rata tegangan keluaran adalah 0,38 Volt dengan panel surya yang
tidak bergerak mengikuti arah matahari
Kata kunci: Panel Surya, Logika Fuzzy, Mamdani singleton
Abstract
The need for electricity is a primary need for human life, along with the
development of the times the need for electricity makes humans to develop power
plants to meet electricity needs. The method used in this research is descriptive
qualitative and quantitative. The type of data used in this study is primary data
and data collection using the method of observation, questionnaires, and
interviews. The processed data is then analyzed using market structure analysis,
the herfindhal index, market share, deviation intercept and concentration index,
as well as analysis of marketing margin trading efficiency, margin evenness
index. The results show that one of the power plants that can be used is a solar
panel where by utilizing solar energy sources into electric power. Tracked solar
panels are solar panels that are designed to be able to follow the direction of
the sun so as to produce maximum voltage. To make the maximum output from
the panel, a fuzzy logic method is used which is planted in the microcontroller
as a solar panel driver, in this study it was designed with the Mamdani singleton
method which is able to produce an average difference in output voltage of 0.38
volts with solar panels that do not move in the direction sun
Keywords: Solar Panels, Fuzzy Logic, Mamdani singleton
561
Suci Imani Putri
e-ISSN 2774-5155
p-ISSN 2774-5147
PENDAHULUAN
Energi matahari adalah sumber energi yang tidak terbatas dan dapat
dimanfaatkan sebagai energi alternatif untuk dijadikan energi listrik, dengan
menggunakan panel surya (Purwoto, Jatmiko, Fadilah, & Huda, 2018). Panel surya
adalah komponen yang mampu mengubah energi matahari menjadi energi listrik berupa
tegangan. Panel surya hanya bekerja ketika mendapatkan sinar matahari, sehingga akan
sangat efektif pada siang hari. Tegangan listrik yang dihasilkan oleh sebuah sel surya
sangat kecil, sekitar 0,6V tanpa beban atau 0,45V dengan beban. Dengan merancang
panel surya otomatis yang mampu mengikuti arah sinar matahari maka akan sangat
membantu mendapatkan energi listrik lebih maksimal (MATAHARI, n.d.)
Perancangan panel surya berpenjejak dengan menambahkan sensor cahaya
pada sisi – sisi panel surya akan menentukan sisi mana yang mendapat cahaya yang
banyak dan akan menggerakkan panel surya ke arah sensor yang menerima banyak
cahaya. (Wahid, 2018) Penerapan logika fuzzy merupakan metode yang digunakan
sebagai pengambil keputusan untuk menggerakkan panel surya berdasarkan masukan
dari sensor. Pemilihan logika fuzzy sebagai pengendali utama adalah sistemnya yang
sederhana dan mudah diaplikasikan membuat sistem tidak membutuhkan banyak daya
dengan harapan akan lebih efisien. Sensor yang digunakan adalah light dependent
resistor (LDR) sebagai masukan yang akan menentukan keluaran dari keputusan logika
fuzzy (Suci Imania Putri, 2016).
Fuzzy Inference System atau dikenal dengan FIS Logika Fuzzy adalah merukan
proses dari logika fuzzy dalam menentukan keluaran berupa keputusan, metode tersebut
diantaranya adalah metode Mamdani singleton, metode Mamdani, dan metode Takagi-
Sugeno (Nugraha, 2018). Metode Mamdani singleton digunakan untuk
mempresentasikan dengan himpunan fuzzy keluaran dengan fungsi keanggotaan yang
monoton. Keluaran dari hasil inferensi di aturan dinyatakan dengan z, yang berupa
himpunan biasa (crisp) yang ditetapkan berdasarkan derajat keanggotaan, dimana hasil
akhir yang didapatkan merupakan rata-rata dari hasil terbobotnya (Fany Ilhami, n.d.)
Pada metode Sugeno dan metode Mamdani, hampir sama pada keluaran, namun pada
sugeno keluarannya tidak berupa himpunan fuzzy, melainkan persamaan linear atau
konstanta. Untuk metode Mamdani proses inferensi menggunakan bilangan fuzzy yang
telah didapatkan berdasarkan derajat kebenaran sehingga harus ditentukan suatu nilai
keluaran. Pada penelitian metode deffuzifikasi yang akan digunakan adalah metode
Mamdani tipe singleton (Kamsyakawuni, Gernowo, & Sarwoko, 2012). Metode
memiliki komputasinya yang mampu memberikan hasil lebih presisi dan efisien, serta
menjamin kontuinitas hasil. Panel surya akan mengurangi kerja motor karena akan
bergerak ketika hasil perhitungan fuzzy selesai dan mendapatkan keputusan (Suci Imani
Putri, Suyono, & Hasanah, 2014).
METODE PENELITIAN
Perancangan simulasi sistem akan dilakukan dengan mengambil data terlebih
dahulu. Dimana, sensor akan melakukan pengambilan data selama matahari mulai terbit
hingga terbenam secara manual. Kemudian pengambilan data juga memperlakukan
sistem terhadap keadaan ekstrim seperti hujan, angin kencang, hujan disertai panas
matahari dan berbagai keadaan yang memungkinkan terjadi saat proses pelacakan
matahari terjadi (Rahman, n.d.) Setelah, pengambilan data selesai hal selanjutnya yang
dilakukan adalah pemodelan sistem agar dapat melakukan pergerakan sesuai posisi
yang telah dilakukan uji secara manual disertai analisis. Kemudian melakukan
perancangan dan perencanaan pengendalian menggunakan logika fuzzy metode
Mamdani singleton dengan analisis data yang telah dilakukan diawal. (Agung & Ricky,
2016) Selanjutnya, pengujian analisis keluaran dan yang terakhir pengambilan
kesimpulan apakah sistem sudah memenuhi performa dan spesifikasi yang diinginkan.
562
Suci Imani Putri
e-ISSN 2774-5155
p-ISSN 2774-5147
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan sistem terdiri dari perancangan empat sensor cahaya yang
diletakkan pada sisi kanan dan kiri serta sisi depan dan belakang, empat sensor cahaya
akan digunakan sebagai masukan logika fuzzy dimana keputusan akan berupa ke arah
mana panel surya akan bergerak (Dwiprasetiabudhi, Rusdinar, & Nugraha, 2015)
Perancangan lain berupa perancangan sensor rotary encoder yang berfungsi
sebagai penghitung jumlah putaran motor yang direpresentasikan dalam bentuk sudut
pergerakan panel surya (hasil keluaran logika fuzzy) dari posisi kiri ke kanan (Jaya,
2016) Panel surya kapasitas 50 WP pada perancangan sistem ini akan bergerak
menggunakan dua motor DC, satu motor untuk bergerak ke kanan dan ke kiri serta satu
motor lainnya untuk bergerak ke depan dan belakang. Blok diagram alat ditunjukkan
dalam Gambar 1 dibawah ini.
Blok Perancangan Alat
Gambar 1. Blok Diagram Sistem
(Sintaro, Surahman, & Pranata, 2021) Hasil perancangan alat panel surya dengan empat
sensor LDR serta dua motor DC berdasarkan blok diagram diatas ditunjukkan dalam
Gambar 2 dibawah ini
Gambar 2 Perangkat Keras Sistem
(Afifuddin, 2000) Perancangan logika fuzzy mamdani singleton dilakukan terpisah
antara LDR 1 dan LDR 3 untuk motor ke arah atas dan bawah dan LDR 2 dan LDR 4
untuk motor ke arah kanan dan kiri. Penentuan jumlah rule didapatkan dari jumlah range
pada yang diberikan oleh sensor LDR dipangkat dengan jumlah sensor LDR sehingga
563
Suci Imani Putri
e-ISSN 2774-5155
p-ISSN 2774-5147
rule base yang digunakan adalah 3
2
= 9 aturan. Gambar 3 menggambarkan grafik
membership function dengan 3 range, yaitu LDR rendah, menengah dan tinggi. (Saputri,
2018) Dimana, batas rendah adalah ≤ 3,30 Volt ( kurang dari atau sama dengan 3.30
Volt), batas menengah adalah 3,30 Volt < 4,15 Volt < 5,00 Volt dan batas untuk LDR
tinggi adalah ≥ 5,00 Volt (lebih besar atau sama dengan). Untuk membership function
pada metode Mamdani singleton ditunjukkan dalam Gambar 3.
Gambar 3 Membership Function
Fungsi Keanggotaan untuk masing-masing range Rendah (R):
μ[x]=
󰇱
1, x≤3,30
0, x≥4,15
4,15-x
4,15-3,30
, 3,30<x<4,15
;
μ
󰇟
x
󰇠
=
0, x≤3,30 &atau x≥5,00
x-3,30
4,15-3,30
, 3,30<x≤4,15
5,00-x
5,00-4,15
, 4,15<x<5,00

Dan fungsi keanggotaan untuk himpunan fuzzy output :
Z=
μ
1
Z
1
+…+μ
9
Z
9
μ
1
+…+ μ
9
Himpunan Fuzzy untuk output Z pasangan masukan dari sensor LDR ditunjukkan dalam
Gambar 4. Pada Gambar dibawah ini menunjukkan nilai output Z akan bertambah atau
berkurang sesuai rule base yang telah ditentukan sesuai nilai derajat keanggotaan
masing-masing LDR (Muslim, 2015).
Gambar 4 Himpunan Fuzzy Output Mamdani singleton LDR
564
Suci Imani Putri
e-ISSN 2774-5155
p-ISSN 2774-5147
μ
Pr berkurang
[Z]=
󰇱
1, Z ≤ 600
0, Z ≥ 1000
1000 - Z
1000 - 600
, 600<Z<1000
;
μ
Pr bertambah
[Z]=
󰇱
0, Z ≤ 600
1, Z ≥ 1000
Z - 600
1000 - 600
, 600<Z<1000
Berikut ini adalah Tabel 1 dimana berisi nilai tegangan keluaran rata-rata oleh
sensor solar cell yang diambil saat panel surya tidak bergerak (diam) dan saat setelah
dilakukan pelacakan (tracking). Data nilai tegangan keluaran sensor solar cell telah
diambil rata-rata selama tiga hari yang kemudian dicari nilai selisih antara tegangan
keluaran sensor solar cell saat setelah dilakukan pelacakan (tracking) dan pada saat
diam. Jumlah nilai selisih yang telah dihitung dicari nilai rata-rata tegangan keluaran
sensor (V
out
) agar dapat kita lihat berapa perubahan tegangan saat diam dan saat
pelacakan setiap setengah jam.
Hasil Pengukuran Tegangan rata-rata Solar cell Selama Tiga Hari ditunjukkan dalam
Tabel 1.
Tabel 1.
Hasil Pengujian dengan Logika Fuzzy metode mamdani singelton
Jam
Tegangan solar cell
(diam) (Volt)
Tegangan solar cell
(berpenjejak) (Volt)
V(tracking)-
V(diam)
(Volt)
07.00
18.90
19.10
0.20
07.30
19.40
19.64
0.24
08.00
19.43
19.73
0.30
08.30
19.50
19.88
0.38
09.00
19.55
19.89
0.34
09.30
19.41
19.77
0.36
10.00
19.39
19.76
0.37
10.30
19.38
19.78
0.40
11.00
19.30
19.72
0.42
11.30
19.42
19.79
0.37
12.00
19.39
19.80
0.41
12.30
19.28
19.75
0.47
13.00
19.21
19.74
0.53
13.30
19.42
19.94
0.52
14.00
19.39
19.94
0.55
14.30
19.49
19.90
0.41
15.00
19.53
19.90
0.37
15.30
19.53
19.84
0.31
16.00
18.90
19.19
0.29
Rata-rata selisih tegangan solar cell
0.38
Berdasarkan tabel diatas, logika fuzzy metode mamdani singleton mampu
membuat keputusan menentukan arah pergerakan panel surya sesuai arah matahari.
Perbedaan antara panel surya yang diam dengan panek surya otomatis menunjukkan
perbedaan tegangan keluaran sebesar 0.38 Volt.
KESIMPULAN
565
Suci Imani Putri
e-ISSN 2774-5155
p-ISSN 2774-5147
Pada pengujian keseluruhan sistem ditunjukkan metode Mamdani singleton
mencari nilai z yaitu posisi motor berupa pulsa rotary encoder yang menunjukkan ke
arah mana motor satu dan motor dua bergerak. Dari pengujian didapatkan perbedaan
rata-rata tegangan antara panel surya yang diam dengan panel surya otomatis dengan
metode mamdani singleton sebesar 0,38 volt. Metode mamdani singleton mampu
memberikan hasil keputusan yang sesuai dengan arah matahari yang ditunjukkan sensor
LDR sebagai masukan pada logika fuzzy
DAFTAR PUSTAKA
Afifuddin, Moh. (2000). Perancangan Kontrol Gerakan Tabung Tomograf
Menggunakan Mikrokontroler At89c51 Dengan Metode Logika Fuzzy. Institut
Teknologi Sepuluh Nopember.
Agung, Halim, & Ricky, Ricky. (2016). Aplikasi Sistem Pendukung Keputusan Untuk
Pemilihan Siswa Teladan Menggunakan Metode Topsis. Jurnal Ilmiah FIFO,
8(2), 112–126.
Dwiprasetiabudhi, Samuel Febrikab, Rusdinar, Angga, & Nugraha, Ramdhan. (2015).
Perancangan dan Realisasi Sistem Automatic Guided Vehicle (AGV)
menggunakan Algoritma Dijkstra dan Fuzzy Logic. EProceedings of Engineering,
2(2).
Fany Ilhami, Ardhiansyah. (n.d.). Rancang Bangun AC–AC Chopper Sebagai Driver
Motor Universal Berbasis Fuzzy Logic Controller. FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS JEMBER.
Jaya, Hendra. (2016). Desain dan Implementasi Sistem Robotika Berbasis
Mikrokontroller. Edukasi Mitra Grafika.
Kamsyakawuni, Ahmad, Gernowo, Rachmad, & Sarwoko, Eko Adi. (2012). Aplikasi
Sistem Pakar untuk Diagnosa Penyakit Hipertiroid dengan Metode Inferensi
Fuzzy Mamdani. J. Sist. Inf. Bisnis, 2(2), 58–66.
MATAHARI, SEBAGAI SUMBER CAHAYA PENGGANTI. (n.d.). EFISIENSI
OUTPUT PANEL SURYA TERHADAP PERUBAHAN TEMPERATUR
MENGGUNAKAN SIMULASI CAHAYA LAMPU.
Muslim, Buhari. (2015). Kendali Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa Menggunakan
Kontroler FUZZY-PID. Institut Technology Sepuluh Nopember.
Nugraha, Febryan. (2018). Optimasi Biaya Pelaksanaan Konstruksi Jalan Dengan
Metode Logika Fuzzy Inference System Takagi-Sugeno Pada Proyek Jalan Trans
Kalimantan Provinsi Kalimantan Utara. Universitas Brawijaya.
Purwoto, Bambang Hari, Jatmiko, Jatmiko, Fadilah, Muhamad Alimul, & Huda, Ilham
Fahmi. (2018). Efisiensi Penggunaan Panel Surya Sebagai Sumber Energi
Alternatif. Emitor: Jurnal Teknik Elektro, 18(1), 10–14.
Putri, Suci Imani, Suyono, Hadi, & Hasanah, Rini Nur. (2014). Rancang Bangun dan
Optimasi Panel Surya Berpenjejak dengan Logika Fuzzy Takagi-Sugeno. Jurnal
EECCIS, 8(1), 85–92.
566
Suci Imani Putri
e-ISSN 2774-5155
p-ISSN 2774-5147
Putri, Suci Imania. (2016). Rancang Bangun dan Optimasi Panel Surya Berpenjejak
dengan Logika Fuzzy FIS Tsukamoto. Widya Teknika, 24(2).
Rahman, Rangga Arif. (n.d.). Sistem pemantauan suhu menggunakan arduino uno
dalam pengeringan biji kopi berbasis SMS gateway Studi Kasus: dome
pengeringan biji kopi, Kec. Lembang, Kab. Bandung Barat. Fakultas Sains dan
Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Saputri, Yuli. (2018). 132150023. Pengembangan Alat Pengukur Energi Mekanik Pada
Pokok Bahasan Usaha Dan Energi Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno Untuk
Meningkatkan Aspek Psikomotorik Siswa. Perpustakaan Universitas
Muhammadiyah Purworejo.
Sintaro, Sanriomi, Surahman, Ade, & Pranata, Catra Adi. (2021). Sistem Pengontrol
Cahaya Pada Lampu Tubular Daylight Berbasis Iot. Jurnal Teknologi Dan Sistem
Tertanam, 2(1), 28–35.
Wahid, Rezza Maulana. (2018). Implementasi Algoritma Kecerdasan Buatan
Modifikasi pada Dual-Axis Solar Tracking System dengan Desain Vertical-Axis
Array Berbasis STM32. Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0
International Licensed