of 34 /34
BAB 1 PENGENALAN 1.1 Pendahuluan Dewasa ini diseluruh dunia, aplikasi teknologi kawalan alatan elektrik seperti lampu, kipas, pengahawa dingin dan sebagainya secara automatik semakin meluas. Peningkatan teknologi kawalan automatik dapat ditingkatkan dengan mengintergrasikan teknologi Wireless Sensor Network (WSN) dan kawalan logik fuzzy. Antara premis yang menggunakan alat kawalan elektrik secara automatik adalah rumah kediaman, pejabat, sekolah dan beberapa permis lain. Teknologi sebegini canggih dan diperlukan kerana pengguna tidak perlu lagi bersusah-payah untuk menghidup dan mematikan alat elektrik. Kelebihan ini menyumbang kepada penggunaan tenaga elektrik secara efisyen (Syamsul, 2008). Kerja manusia menjadi lebih mudah untuk dilaksanakan dengan kewujudan teknologi dan sains masa kini. Contohnya, kerja mengemas rumah menggunakan alat pembersih habuk atau mesin pembasuh pakaian yang menyenangkan kerja membasuh baju kita. Kehidupan manusia lebih produktif dan menjadikan kerja mengemas

changes corrections

Embed Size (px)

DESCRIPTION

changes corrections

Citation preview

Page 1: changes corrections

BAB 1

PENGENALAN

1.1 Pendahuluan

Dewasa ini diseluruh dunia, aplikasi teknologi kawalan alatan elektrik seperti lampu,

kipas, pengahawa dingin dan sebagainya secara automatik semakin meluas. Peningkatan

teknologi kawalan automatik dapat ditingkatkan dengan mengintergrasikan teknologi Wireless

Sensor Network (WSN) dan kawalan logik fuzzy. Antara premis yang menggunakan alat

kawalan elektrik secara automatik adalah rumah kediaman, pejabat, sekolah dan beberapa permis

lain. Teknologi sebegini canggih dan diperlukan kerana pengguna tidak perlu lagi bersusah-

payah untuk menghidup dan mematikan alat elektrik. Kelebihan ini menyumbang kepada

penggunaan tenaga elektrik secara efisyen (Syamsul, 2008).

Kerja manusia menjadi lebih mudah untuk dilaksanakan dengan kewujudan teknologi dan

sains masa kini. Contohnya, kerja mengemas rumah menggunakan alat pembersih habuk atau

mesin pembasuh pakaian yang menyenangkan kerja membasuh baju kita. Kehidupan manusia

lebih produktif dan menjadikan kerja mengemas menjadi lebih mudah. Selain itu, teknologi dan

sains juga mampu menjimatkan masa dan tenaga. Misalnya, dengan adanya teknologi kawalan

alat elektrik secara automatik boleh tercipta. Semua hasil ciptaan sains dan teknologi menjadikan

kehidupan manusia lebih selesa. Kalau dahulu manusia terpaksa bekerja keras untuk melakukan

sesuatu kini sudah berubah. Kehidupan manusia menjadi lebih baik dengan wujudnya pelbagai

peralatan hasil teknologi dan sains masa kini.

Page 2: changes corrections

1.2 Latar Belakang Masalah

Penggunaan tenaga elektrik yang berlebihan dan tanpa kawalan pengguna menjadi punca

peningkatan jumlah kos bayaran bil meningkat setiap bulan. Ditambah pula jika kelalaian terus

berlaku dan tiada pencegahan dibuat, ia akan mengakibatkan sesuatu perkara di luar jangkaan

seperti kebakaran dan litar pintas akan berlaku tanpa disedari (Ridzuan B. Samat, 2007).

Kecuaian pengguna ketika meninggalkan bilik dan rumah tanpa memastikan suis-suis yang

berkaitan ditutup adalah punca utama perkara sebegini berlaku. Dengan ini perlunya ada inisiatif

dalam penambahbaikan sistem pendawaian yang sedia ada kepada lebih sistematik dan mesra

pengguna. Suis lampu yang digunakan pada hari ini dilihat antara penyebab kepada kecuaian

pengguna sehingga mengakibatkan peningkatan tenaga elektrik dan perkara di luar jangkaan

berlaku (Muhamad Sabri B. Yusof, 2012).

Automasi rumah adalah satu perkembangan teknologi yang semakin diperlukan. Ianya

diaplikasikan oleh pengguna awam untuk kediaman mereka mahupun untuk perniagaan

komersial. Kebanyakan pengguna sekarang menginginkan hidup dalam lingkungan kehidupan

yang serba canggih (smart home) untuk menjadikan kehidupan mereka lebih mudah, selamat dan

menyeronokkan. Pelbagai aplikasi telah diperkenalkan untuk membina automasi rumah seperti

kawalan pintu dan tingkap, kawalan cuaca dan lampu serta pelbagai jenis peralatan rumah. Oleh

itu, peranti automatik perlu lebih banyak digunakan dalam sesebuah rumah untuk merealisasikan

impian hidup yang sempurna dan selesa (Jun Zhang, Guangming Song, Hui Wang, Tianhua

Meng, 2011).

Pada masa kini ramai orang telah mengetahui konsep penggunaan sistem kawalan tanpa

wayar untuk kegunaan peralatan rumah. Sistem ini dibina atas konsep untuk mengawal lampu,

sistem penyejukan dan pengudaraan, kawalan pintu keselamatan dan juga melibatkan peranti

serta peralatan elektrik yang lain. Sebenarnya sistem ini mudah untuk diselenggarakan, dengan

Page 3: changes corrections

penggunaan kuasa yang rendah kita dapat memasangnya dalam masa yang singkat. Jadi kawalan

perkakasan dalaman rumah tanpa menggunakan wayar sebagai medium digunakan dengan

menggunakan hanya alat kawalan seperti peranti sensor sebagai alat pengawal (Ridzuan B.

Samat, 2007).

Oleh itu, kelebihan penggunaan teknologi kawalan automatik peralatan rumah seperti ini

dapat memudahkan kerja serta dapat membantu penghuni rumah yang kurang upaya seperti

warga tua atau penghuni yang sakit. Disamping itu juga, kecanggihan peralatan ini boleh

dijadikan sebagai satu alternatif untuk menakutkan penceroboh misalnya menghidupkan

penggera secara automatik apabila mengesan aktiviti yang merbahaya atau kecurian di dalam dan

di luar rumah. Jadi secara tidak langsung penghuni rumah dapat mengawal secara automatik

banyak perkakasan dan meningkatkan keselamatan pada rumah kediaman mereka dalam satu

masa ( Ridzuan B. Samat, 2007).

1.3 Penyataan Masalah

Teknologi kawalan alatan elektrik secara automatik boleh ditingkatkan kepintaran dengan

pembangunan litar sensor node yang sesuai dengan pendawaian domestik di rumah dan

penyusunan alat sensor secara berkesan dan efisyen di sesebuah permis. Alat sensor yang

digunakan adalah sensor berdasarkan aktiviti (Sensor-based activity recognition) dan sensor

berdasarkan pemerhatian persekitaran (Sensor-based environmental monitoring). Masalah projek

ini ialah untuk mengenalpasti bilangan sensor yang diperlukan untuk menghasilkan sistem

kawalan automatik yang berkesan. Ini amat penting memandangkan bilangan ini juga bakal

menentukan bilangan masukan pengawal logik fuzzy. Semakin banyak pengawal, semakin

rumitlah aturcara pengawal yang bakal dihasilkan nanti. Maka bilangan sensor haruslah dipilih

secara efisyen. Di samping itu, masalah yang dihadapi ialah dalam proses membangunkan

pengawal logik fuzzy. Masalah yang timbul bagaimana hendak memilih kaedah yang sesuai

Page 4: changes corrections

untuk aturcara yang hendak dihasilkan, set of variable yang sesuai dan penggunaan fungsi

membership yang sesuai.

1.4 Objektif dan Persoalan Kajian

Kajian yang dijalankan bagi menghasilkan projek ini bertujuan untuk mencapai objektif

yang dijangkakan iaitu :

1. Mengenalpasti jenis sensor yang mampu mengenal pasti aktiviti penghuni untuk

mengawal alatan elektrik agar beroperasi ketika diperlukan dan berhenti apabila tidak

diperlukan secara automatik.

2. Mengenalpasti sistem hubungan yang terbaik untuk menghubungkan dari bahagian

sensor ke bahagian kawalan tanpa wayar bagi mengurangkan kompleksiti pada

pendawaian elektrik domestik sedia ada.

3. Membangunkan sistem kawalan logik fuzzy bagi mengawal peralatan elektrik secara

efisyen, menjimatkan tenaga elektrik dan selamat.

Bagi memastikan objektif kajian tercapai dan seterusnya memastikan perjalanan kajian terancang

dan teratur, persoalan kajian telah di kenalpasti seperti berikut:

1. Apakah jenis sensor yang sesuai untuk di pasang pada litar pendawaian sedia ada dalam

bagunan kediaman bagi mengawal alatan elektrik untuk sesuai dengan kehendak

penghuni, menjimatkan tenaga elektrik dan selamat?

2. Apakah sistem perhubungan yang terbaik untuk menghubungkan dari bahagian sensor

iterat kawalan alatan elektrik?

3. Apakah sistem kawalan logik fuzzy dapat mengawal dengan sebaiknya?

Page 5: changes corrections

1.5 Skop Projek

Projek yang ingin dibangunkan ini tertumpu kepada mencipta dan membangunkan litar

kawalan pendawaian elektrik domestik. Projek ini menggunakan perisian MATLAB dan juga

menggunakan Matlab Fuzzy Logic Toolbox. Beberapa aspek utama seperti sistem sensor,

Wireless Sensor Network, sisitem kawalan menggunakan Programmable Intergrated Circuit juga

dipertimbangkan untuk menghasilkan satu perisian yang mampu beroperasi sebagai kawalan

alatan elektrik lancer yang efisyen, menjjimatkan tenaga elektrik dan selamat.

1.6 Kepentingan Kajian

Konsep sistem alatan kawalan elektrik rumah automatik memainkan peranan yang

penting dalam kehidupan masa kini kerana dengannya pengguna lebih mudah dalam

mengendalikan alat elektrik dan dapat menjimatkan tenaga kuasa elektrik disamping keselamatan

yang lebih terjamin. Hasil projek yang akan dihasilkan ini dapat membantu dan memudahkan

urusan harian dan juga keselamatan pengguna dalam menjalani kehidupan serba canggih ini.

Sistem ini mudah untuk diselenggarakan dan dapat memasang pendawaian domestik

sedia ada dengan selamat. Dengan hanya menggunakan beberapa jenis peranti sensor yang

bersesuai, pengguna dapat menghidupkan dan mematikan lampu dan alat elektrik yang lain

mengikut keperluan. Di samping itu juga ini dapat menjadikan sesebuah permis lebih selamat

kerana alat elektrik seperti lampu dan kipas akan padam dengan sendiri jika tidak digunakan.

Projek ini perlu menentukan keadaan seperti suhu, cuaca, pergerakan dan sebagainya

bagi memastikan sistem sensor yang digunakan berfungsi dengan baik dan efisyen. Ini

melibatkan penggunaan Sensor-based activity recognition dan Sensor-based environmental

Page 6: changes corrections

monitoring yang mampu mengesan suhu, cuaca, pergerakan dan sebagainya. Ketepatan dalam

meletakkan sensor adalah amat penting. Projek ini juga menceritakan tentang penggunaan ‘Fuzzy

Logic Controller’ (FLC) untuk mengawal proses kawalan alat elektrik dari awal hingga akhir.

Penggunaan set fuzzy dan iter fuzzy (fuzzy rule) juga disertakan.

1.7 Batasan Kajian

Reka bentuk ini dikhaskan untuk membangunkan litar kawalan pendawaian elektrik

domestik yang berasaskan wireless sensor network dengan kawalan logik fuzzy. Litar kawalan

pendawaian ini mungkin tidak bersesuaian untuk dibangunkan bersama alat sensor maka

pengubahsuaian pelu dilakukan bergantung pada fungsi sensor yang berbeza-beza.

1.8 Kesimpulcan

Page 7: changes corrections

BAB 2

KAJIAN LITERATUR

2.1 Pengenalan

Kajian iterature merupakan perkara asas yang perlu dilakukan untuk membangunkan

sesuatu projek. Menurut Sulaiman Masri (2005), kajian literature adalah merupakan penelitian

atau tinjauan terhadap bahan penyelidikan terdahulu atau terkini. Dalam bab ini, pengkaji akan

menyorot beberapa kajian daripada buku, tesis, jurnal, internet, ertikel dan pendapat pakar bagi

memastikan pemahaman mengenai konsep dan maklumat yang diperlukan untuk memudahkan

projek yang akan dibangunkan.

Menurut kenyataan Joseph E. Shingley, Charles R. Mischke, dan Richard (2003), reka

bentuk merupakan satu kaedah untuk memformulasikan plan untuk kepuasan diri ataupun

menyelesaikan masalah. Sekiranya plan yang direka itu berbentuk fizikal, maka produk yang

dihasilkan mestilah boleh berfungsi, selamat, boleh dipercayai pada tahap ketahanan, berguna,

dan boleh dihasilkan serta dipasarkan.

Oleh itu, setiap aspek pada bahan yang akan digunakan bagi menghasilkan projek ini

perlu diberi penekanan agar projek yang dihasilkan adalah dalam keadaan yang terbaik dan tidak

mendatangkan banyak masalah kepada pengguna.

Page 8: changes corrections

2.2 Penjimatan Elektrik

Kecekapan sesuatu sistem kawalan alatan elektrik adalah dilihat bagaimana

sistem tersebut dapat mengawal mengikut keperluan aktiviti pengguna, meningkatkan

kepuasan pengguna, menjjimatkan tenaga dan meningkatkan keselamat.

2.2.1 Sikap/Aktiviti Manusia

Langkah penjimatan tenaga elektrik merupakan sesuatu perkara yang sangat baik demi

kelangsungan hidup genarasi akan datang. Ini kerana penjanaan tenaga elektrik adalah

berasaskan minyak, arang batu dan tenaga hidro yang tidak boleh diperbaharui sekiranya sumber

tersebut mengalami kekurangan bekalan.

Tenaga elektrik merupakan elemen terpenting dalam suatu sistem pengoperasian

sesebuah bangunan kediaman atau komersial. Ini kerana segala sistem yang beroperasi dalam

bangunan itu adalah berasaskan kepada bekalan tenaga elektrik. Antara sistem yang terdapat

dalam sesebuah bangunan ialah sistem pencahayaan, sistem penghawa dingin, sistem peralatan

motor, sistem komunikasi dan sebagainya. Ketiadaan tenaga elektrik menyebabkan sistem ini

tidak dapat berfungsi sekaligus menjejaskan aktiviti pengguna serta keperluan mereka. Namun

apa yang membimbangkan kini adalah penggunaan tenaga elektrik yang tidak cekap boleh

memberikan kesan negatif kepada alam sekitar dan manusia (Tuan Pah Rokiah Syed Hussain,

Hamidi Ismail, Mat Khalid Md Noh, 2013).

Page 9: changes corrections

Dalam pengurusan tenaga, selain aspek penggunaan peralatan elektrik yang dapat

menjimatkan tenaga para pengguna juga harus diberikan pengetahuan dalam melakukan

penggunaan tenaga yang cekap. Dengan kata lain, pengguna harus diberikan kesedaran tentang

betapa pentingnya penggunaan tenaga secara cekap kerana dapat menyelamatkan alam sekitar

dan menjimatkan kos. Justeru itu, penjimatan tenaga elektrik melalui penggunaan secara cekap

dan optimum adalah langkah terbaik bagi mengurangkan penghasilan gas karbon dioksida oleh

setiap individu selain memberikan pulangan kewangan daripada penjimatan bil penggunaannya

(Meyerson, 2008).

2.2.2 Penggunaan Sistem Penjimatan Tenaga Elektrik Dalam Bagunan Rumah Atau Pejabat.

Sesebuah bangunan itu bukan hanya merupakan sebuah karya seni seseorang arkitek

yang menjadi kebanggan pada zamannya, tetapi juga mestilah dapat berfungsi dengan berkesan

dan mampu disenggara oleh pemiliknya. Keberkesanan sesebuah bangunan haruslah dinilai

menerusi keupayaannya menampung aktiviti yang kekal dan yang berubah serta mengekalkan

keselesaan pengguna menerusi perkhidmatan yang cekap (Abdul Majid Ismail, 2012).

Penjimatan tenaga adalah perbuatan atau hal menjimatkan tenaga. Ia berkaitan dengan perihal

berjimat atau menjimatkan penggunaan sesuatu. Ini dicapai melalui penggunaan tenaga secara

cekap, seperti memadamkan lampu dan peralatan elektrik apabila tidak diperlukan,

menggunakan cahaya matahari dan lain-lain.

Tenaga elektrik merupakan elemen terpenting dalam suatu sistem pengoperasian

sesebuah bangunan kediaman atau komersil. Ini kerana segala sistem yang beroperasi dalam

bangunan itu adalah berasaskan kepada bekalan tenaga elektrik. Antara sistem yang terdapat

dalam sesebuah bangunan ialah sistem pencahayaan, sistem penghawa dingin, sistem peralatan

motor, sistem komunikasi dan sebagainya. Ketiadaan tenaga elektrik menyebabkan sistem ini

Page 10: changes corrections

tidak dapat berfungsi sekaligus menjejaskan aktiviti pengguna serta keperluan mereka.

(Bazerman, M.H. & Hoffman, A.J, 1999)

Namun apa yang membimbangkan kini adalah penggunaan tenaga elektrik yang tidak

cekap boleh memberikan kesan negatif kepada alam sekitar dan manusia. Dalam pengurusan

tenaga, selain aspek penggunaan peralatan elektrik yang dapat menjimatkan tenaga para

pengguna juga harus diberikan pengetahuan dalam melakukan penggunaan tenaga yang cekap.

Dengan kata lain, pengguna harus diberikan kesedaran tentang betapa pentingnya penggunaan

tenaga secara cekap kerana dapat menyelamatkan alam sekitar dan menjimatkan kos. (Bazerman,

M.H. & Hoffman, A.J, 1999)

2.2.2 Sistem Penjimatan Tenaga menerusi alat kawalan automatik.

Pengawalan kawalan alat elektrik menggunakan teknologi kawalan jauh boleh

meningkatkan penjimatan tenaga seharian. Secara amnya teknologi kawalan jauh ini digunakan

secara meluas di dalam peranti elektronik, litar elektrik, alat permainan kawalan jauh, dan

sebagainya. Penjimatan tenaga daripada penggunaan alat elektrik di bangunan-bangunan

komersial dapat direalisasikan melalui implikasi kawalan automatik menggunakan beberapa

jenis alat sensor.

Sistem kawalan automatik rumah dan bangunan yang dikenali sebagai Home Based

Automatic System (HBAS) adalah satu sistem yang mengawal peralatan elektrik di dalam

sesebuah rumah atau bangunan (H. Merz, T. Hansemann, C. Hobner, 2009). Sistem ini

diketahui peningkatan kadar penggunaanya disebabkan oleh peranannya dalam pegurusan tenaga

dan dibantu oleh penyebaran besar pelbagai jenis peralatan elektronik oleh pengguna bijak.

Page 11: changes corrections

Asas pada HBAS adalah rangkaian sensor dan penggerak dan berhubung dengan sistem

kawalan automasi pintar. Sensor mengumpul maklumat dari kawasan alam sekitar sekeliling dan

menyalurkan kepada sistem kawalan dengan pelbagai jenis dan tujuan. Sebagai contoh, bunyi,

pergerakan, suhu, kelembapan, kilauan dan aliran udara. Dari segi konsepnya, maklumat yang

diterima oleh sensor akan terus dikumpulkan dan dianalisis untuk menentukan aktiviti yang

berlaku pada titik dan tempat yang diberikan dalam satu masa. (R. Bucceri, 2006)

2.3 Aplikasi Teknologi Penjimatan Tenaga Elektrik

Keupayaan teknologi bergantung bukan sahaja pada teknologi perkakasan, tetapi ianya

perlu disokong bersama kecanggihan teknologi perisian untuk menghasilkan sistem yang

berkepintaran tinggi.

2.3.1 Logik Fuzzy

Kendalian pengawal logik fuzzy ialah kendalian moden yang berkendali seperti cara

berfikir seorang pakar. Kawalan logik fuzzy dapat menggantikan tugas manusia bagi mengawal

sesuatu operasi sistem yang telah ditetapkan.

Konsep set fuzzy telah diperkenalkan oleh Lotfi A. Zadeh iaitu seorang professor

matematik dan sains komputer di Universiti California Berkeley dalam tulisannya “Fuzzy Set”,

pada tahun 1965. Konsep ini telah berkembang menjadi suatu teori yang lengkap terutamanya

dalam rekabentuk sistem dan pengenalan pola. Aplikasi sistem fuzzy semakin diberikan tumpuan

terutamanya dalam bidang operasian, perancangan, kawalan dan pengurusan sistem kuasa.

Beberapa kajian telah membuktikan kebolehan sistem fuzzy diaplikasikan dalam bidang

kawalan.

Page 12: changes corrections

Umumnya, rekabentuk kawalan untuk membina model sistem dan membentuk peraturan

kawalan daripada analisis model tersebut. Pengawal diubahsuai berdasarkan keputusan dan ujian

yang dilaksanakan dan kebanyakan pengawal adalah bersifat linear. Tetapi pengawal fuzzy ini

berbeza kerana umumnya arahan kawalan fuzzy ditetapkan dahulu barulah analisis dan kajian

dilakukan. (Zadeh & Kacprzyk, 1992). Contohnya seperti sistem kawalan berikut:

JIKA ralat kecil dan positif

DAN perubahan ralat besar dan negatif

MAKA kawalan keluaran ialah kecil dan negatif

Arahan Jika-Maka (If-Then rule) diatas melaksanakan konsep kawalan jangkaan

keputusan dan menetapkan keluaran pada suatu keadaan lain untuk mengelakkan berlakunya

anjakan yang besar. Ungkapan “kecil” dan “besar” merupakan kuantiti fuzzy. Rekabentuk

keseluruhan bagi pengawal fuzzy memerlukan pembinaan set arahan kawalan. Dengan ini fungsi

pembolehubah fuzzy (membership function) bergantung kepada julat yangn sesuai dengan

masukan dan cirri-ciri tindakbalas sistem yang dikawal. Selalunya pengawal logic fuzzy yang

diaplikasikan kepada sistem kuasa ialah untuk mengawal kestabilan sistem. (Zadeh & Kacprzyk,

1992).

Contoh seperti Rajah 2.1 di bawah :

Page 13: changes corrections

Rajah 2.1: If-Then Rule (Matlab,2012)

Rajah 2.1 menunjukkan asas komponen bagi logic fuzzy yang mengandungi fuzzy rules dan

proses defuzzifikasi untung menghasilkan nilai crisp dari keluaran keputusan membership

function.

Page 14: changes corrections

2.3.2 Pengawal Logik Fuzzy

Pengawal logik fuzzy umumnya adalah rekabentuk konsep kawalan untuk membina

model sistem dan membentuk peraturan kawalan daripad analisis model tersebut. Pengawal akan

diubahsuai berdasarkan keputusan dan ujian yang dilaksanakan dan kebanyakan pengawal adalah

bersifat linear. Tetapi pengawal fuzzy ini berbeza kerana umumnya arahan kawalan fuzzy

ditetapkan dahulu kemudian barulah analisis dan kajian dilakukan.

Arahan di dalam kawalan logik fuzzy adalah untuk melaksanakan konsep kawalan

jangkaan dan menetapkan keluaran pada suatu keadaan lain untuk mengelakkan berlakunya

anjakan yang besar. Rekabentuk keseluruhan bagi pengawal fuzzy memerlukan pembinaan set

arahan kawalan yang bersesuaian dengan masukan dan perhubungan dengan kesemua

kesimpulan kawalan., dengan inifungsi pembolehubah fuzzy (membership function) bergantung

kepada julat yang sesuai dengan masukan dan ciri-ciri tindakbalas sistem yang dikawal.

Selalunya pengawal logik fuzzy yang diaplikasikan kepada sistem kuasa ialah mengawal

kestabilan sistem. (MATLAB dan Fuzzy Logic Toolbox, 2012).

Asasnya, Pengawal Logik Fuzzy mempunyai 3 komponen utama iaitu:

1. Fuzzification section: Merupakan masukan untuk input yang sebenar (rujuk kepada crisp

set)

2. Rule Base: Feedback biasanya berlaku pada bahagian ini.

3. Defuzzification section: Data fuzzy ditukar kepada crisp data

Page 15: changes corrections

2.3.3 Set Fuzzy

Teori set fuzzy dibuat adalah untuk membezakan di antara aturan dan operasi set fuzzy.

Set klasik adalah set fuzzy yang biasa digunakan di dalam persamaan matematik. Set fuzzy akan

menunjukkan kandungan majoriti yang luas dari segi definisi, aturan dan prinsip yang digunakan

untuk menentukan set klasik.Walaubagamana pun, terdapat dua teori set fuzzy iaitu set klasik

dan set fuzzy. Teori set fuzzy sebenarnya merupakan pengenalan kepada luasnya teori tersebut

berbanding dengan teori set klasik. (Prof. Ebrahim, 2008)

Asas pengertian bagi sistem fuzzy ialah set fuzzy. Set ialah kumpulan koleksi sesuatu

seperti objek. Set fuzzy ditentukan oleh fungsi kumpulan di mana ia bercirikan fungsi kumpulan

dan nilai kumpulan yang terkandung di dalam sesuatu objek tersebut. Fungsi kumpulan set akan

menentukan nilai kumpulan objek tersebut. Set fuzzy ini melibatkan tiga demensi yang mana ia

menyediakan peringkat tambahan bagi kebebasan menangkap lebih dalam maklumat sesuatu

perkara. Set fuzzy direka bagi memudahkan penggunaan dalam keadaan di mana ia terlalu sukar

untuk menentukan fungi kumpulan yang tepat untuk set fuzzy. (Prof. Ebrahim dan kawan-kawan

dari Queen Mary College London, 2008).

Logik fuzzy tidak sama seperti logik Boolean ataupun logik-logik lain (logik klasik). Set

fuzzy terdiri daripada fungsi membership yang darjahnya diukur dalam julat 0 hingga 1. Berbeza

pula dengan logik klasik di mana darjahnya diukur pada nilai 1 (jika ya) dan 0 (jika tidak) sahaja.

Perbezaan logik fuzzy dan logik klasik digambarkan dalam Rajah 2.2 dan 2.3 di bawah.

Berpandukan Rajah 2.2 di bawah pada set A=2.5 darjah setnya (logik) ialah 1 bagi logik klasik

manakala Rajah 2.3 setnya ialah 0.5 bagi logik fuzzy.

Page 16: changes corrections

Rajah 2.2 : Set Fuzzy (http://library.utem.edu.my/index2.php)

Contoh :

tall (x) = 0 , JIKA tinggi (x) < 5 kaki

tall (x) = (tinggi (x) – 5 kaki) / 2 , JIKA 5 kaki <= tinggi <= 7 kaki

tall (x) = 1, JIKA tinggi (x) > 7 kaki

Graf yang akan didapati adalah :

Rajah 2.3 : Graf Fuzzy bagi ketinggian (http://library.utem.edu.my/index2.php)

Page 17: changes corrections

2.3.4 Fungsi Membership

Setiap pembolehubah kawalan yang diimplikasikan kepada sistem fuzzy akan ditukar

kepada nilai fuzzy. Proses ini dinamakan fuzifikasi iaitu, setiap pembolehubah-pembolehubah

kawalan akan dipecahkan kepada pecahan diskrit (set fuzzy). Setiap nilai diskrit tersebut disusun

mengikut seperti 1,3,5,7 dan seterusnya, dan juga dikenali sebagai fungsi membership. Terdapat

pelbagai bentuk yang menggambarkan sesuatu fungsi membership. Pemilihan bentuk

membership dalam reka bentuk sistem fuzzy adalah terpulang kepada pereka bentuk dalam

pembangunan sesuatu sistem. Pemilihan ini juga mestilah dapat memberikan yang sering

digunakan ialah bentuk fungsi S, linear , segitiga dan trapezoid. (MATLAB and Fuzzy Logic

Toolbox, 2012).

Rajah 2.4 : Fungsi Linear

Page 18: changes corrections

Rajah 2.5 : Fungsi Segitiga

Rajah 2.6 : Fungsi Trapezoid

Page 19: changes corrections

Rajah 2.7 : Fungsi S

Rajah 2.4, 2.5, 2.6 dan 2.7 menunjukkan bentuk fungsi membership yang digunakan dalam

membangunkan sistem logik fuzzy.

2.4 Aplikasi Teknologi Rangkaian Sensor

Aplikasi teknologi rangkaian sensor tanpa wayar adalah sistem telekomunikasi yang

membenarkan data dihantar dari sensor ke bahagian kawalan untuk diproses.

2.4.1 Wireless Sensor Network (WSN)

WSN merupakan sebuah infrastruktur jaringan wireless yang menggunakan sensor untuk

memantau keadaan fizikal dan persekitaraan seperti sensor suhu, bunyi, tekanan dan sebagainya.

Ia berfungsi dengan cara di mana sensor tersebut akan mengubah data analog ke dalam bentuk

digital yang seterusnya data akan dikirim ke suatu nod melalui media komunikasi yang

Page 20: changes corrections

digunakan sebagai Blutooth, infrared ataupun wifi. Nod dalam setiap WSN dilengkapi dengan

radio transceiver sebagai nod penerima dengan antenna dalaman atau sambungan kepada

antenna luaran, microcontroller, litar elektronik dan sebagainya. Hari ini, WSN telah digunakan

dalam pelbagai industri seperti industri proses memantau dan mengawal, mesin pemantauan

kesihatan, sistem kawalan rumah dan sebagainya.

(http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_sensor_network)

Rajah 2.8 : Typical multi-hop wireless sensor network architecture

(http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_sensor_network)

Page 21: changes corrections

Rajah 2.9: Wireless Sensor Network Mapping (http://cdac.in/index.aspx?id=uc_uc_wsn)

Rajah 2.8 dan 2.9 menunjukkan tentang nod-nod yang terbina pada WSN dimana ianya bermula

dari beberapa ratus atau ribu dan setiap nod tersebut berhubung pada setiap atau salah satu

sensors.

2.4.2 ZigBee

ZigBee merupakan teknologi komunikasi tanpa wayar yang direka untuk memenuhi

keperluan unik yang murah dan rendah kuasa. Penyelesaian menggunakan standard ZigBee yang

akan tertanam dalam lampu kawalan, wireless telemetry, bacaan meter automatik, kawalan

pemanasan, keselamatan rumah, dan sebagainya. (S. Shekari S. and R. Golmohammadi, 2009)

Page 22: changes corrections

Menurut kajian Yaning Wang dan Zhaofeng Wang (2010) menyatakan bahawa, untuk

mengawal lampu tiruan atau semulajadi secara automatik, satu sistem kawalan lampu berasaskan

wireless sensor network ZigBee dan kawalan fuzzy perlu direka. Alat sensor ZigBee digunakan

untuk mengumpulkan data persekitaran dan menghantar signal kawalan lampu.

Rajah 2.10 : ZigBee Chain (http://www.zigbee.org/About/AboutTechnology/Standards.aspx)

Rajah 2.10 menunjukkan kegunaan ZigBee dalam pelbagai penggunaan iaitu pada rumah

kediaman, penjimatan tenaga, jual beli, bangunan, kesihatan dan sistem telekomunikasi.

Page 23: changes corrections

2.4.3 Reka bentuk nod bagi rangkain sensor tanpa wayar ZigBee (ZigBee Wireless sensor network)

Untuk reka bentuk perkakasan yang boleh dipercayai, reka bentuk rangkaian sensor tanpa

wayar zigbee adalah bahagian yang paling asas dan paling penting. Sistem ini menggunakan

konsep modularization, 3 jenis nod dimana modul teras yang sama namun modul sambungan

yang berbeza. Dengan populasi teknologi ZigBee, terdapat pelbagai jenis cip protocol ZigBee

seperti CPU, RAM, RF Transceiver dan rangkaian protocol bersama (network protocol

together). (Maoheng Sun, Qian Liu and Min Jiang, 2008)

Gambarajah 2.11: Struktur Kawalan ZigBee (Yaning Wang & Zhaofeng Wang, 2008)

Faktor-faktor yang paling penting dalam reka bentuk rangkaian nod ZigBee adalah

penggunaan kuasa yang rendah, saiz yang kecil dan keserasian yang tinggi (high compatibility).

Beberapa polisi digunakan untuk mengurangkan penggunaan tenaga secara cekap seperti contoh

pengurusan voltan dinamik dan kuasa dinamik.

Page 24: changes corrections

2.5 Rumusan

Secara keseluruhannya, apa yang dapat diperkatakan di sini adalah, konsep kawalan masa

kini jika mengikut kepada kehendak dan keselesaan pengguna adalah dengan menggunakan alat

kawalan jauh. Dengan sistem kawalan berasakan logik fuzzy disamping penggunaan ZigBee,

selain memudahkan pengguna/penghuni rumah, ia juga membantu dalam kawalan keselamatan

rumah walaupun tanpa kehadiran kita di rumah. Sistem WSN adalah bertindak sebagai

pengawalan perkakasan dalam bentuk tanpa wayar. Di samping itu juga, kos yang digunakan

agak rendah dan tidak terlalu tinggi walaupun konsep yang digunakan berteknologi tinggi.

Secara tidak langsung ianya banyak memberi kemudahan kepada pengguna masa kini dalam

menjalani penghidupan di zaman moden masa kini.