Implementasi Kendali Fuzzy PID pada Purwarupa Humidifikasi Ventilator

ALAS SUKMA RUSMANA, Roghib Muhammad Hujja, S.Si., M.Cs.;Drs. Bambang Nurcahyo Prastowo, M.Sc.

2021 | Skripsi | S1 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Humidifikasi ventilator berperan penting dalam mengondisikan suhu udara inspirasi untuk mengatasi udara kering dan dingin pada sistem ventilator. Namun kebutuhan suhu pada humidifikasi ventilator bervariasi, sehingga dibutuhkan sistem kendali yang mampu beradaptasi pada perubahan suhu. Kendali PID tidak mampu melakukan penalaan paramater PID secara mandiri sehingga tidak dapat menyesuaikan perubahan suhu pada sistem. Oleh karenanya sistem kendali fuzzy PID diimplementasikan untuk mengatasi ketidakmampuan kendali PID dalam menstabilkan suhu keluaran humidifikasi ventilator pada beberapa kondisi suhu. Chamber pengondisi udara dibentuk dengan teknik humidifikasi passover. Metode logika fuzzy adalah Mamdani dengan representasi segitiga dan teknik defuzzifikasi centroid. Masukan logika fuzzy adalah eror (e) dan perubahan eror (ec) dari perhitungan suhu dengan set point. Nilai suhu diperoleh dari bacaan sensor LM35. Keluaran logika fuzzy adalah parameter PID (Kp, Ki, Kd). Berdasarkan hasil pengujian, diperoleh kendali fuzzy PID telah berhasil menstabilkan suhu udara keluaran sesuai kebutuhan pasien pada beberapa kondisi suhu lingkungan dan masukan. Kendali fuzzy PID mampu menstabilkan nilai keluaran lebih baik dibandingkan kendali PID dengan penurunan overshoot sebesar 1,2 % dan settling time sebesar 9 %. Nilai rata-rata overshoot, steady state error dan settling time yang diperoleh dengan kendali fuzzy PID sebesar 1,8 %, 0,8 %, dan 38 %.

Ventilator humidification plays an important role in conditioning the temperature of the inspired air to cope with dry and cold air in the ventilator system. However, the temperature requirement of the humidification ventilator varies, so a control system that is able to adapt to changes in temperature is needed. PID control is not capable of tuning PID parameters independently so it cannot adjust temperature changes in the system. Therefore, a fuzzy PID control system is implemented to overcome the inability of PID control to stabilize the exhaust temperature of the humidification ventilator in several temperature conditions. The air conditioning chamber is formed by the passover humidification technique. The fuzzy logic method is Mamdani with triangular representation and centroid defuzzification technique. Fuzzy logic input is error (e) and error change (ec) from temperature calculation with set point. The temperature value is obtained from the LM35 sensor. The fuzzy logic output is the PID parameter (Kp, Ki, Kd). Based on the test results, it was found that fuzzy PID control has succeeded in stabilizing the output air temperature according to the patient's needs in several environmental and input temperature conditions. PID fuzzy control is able to stabilize the output value better than PID control with a decrease in overshoot of 1.2 and settling time of 9 %. The average values of overshoot, steady state error and settling time obtained with PID fuzzy control are 1.8 %, 0.8 %, and 38 %.

Kata Kunci : humidifikasi ventilator,sistem kendali,fuzzy PID,suhu