Desain Sistem Inkubator Bayi Otomatis dengan Metode Kontrol Fuzzy-PID

Abstract

Berdasarkan data Biro Pusat Statistik 2016, angka kematian bayi (AKB) mencapai 25 kematian setiap 1.000 bayi. Kemudian pada 1 Januari 2018 menurut PBB yang mengurus masalah anak-anak yaitu UNICEF kelahiran bayi prematur di Indonesia masih menjadi urutan kelima dunia dengan bayi lahir prematur sebanyak 13.370 bayi. Bayi lahir prematur membutuhkan inkubator untuk menjaga tubuhnya agar tetap hangat, sehingga diperlukan pengontrolan suhu. Permasalahan saat ini adalah harga inkubator import dengan teknologi yang dibutuhkan untuk merawat bayi lahir prematur memiliki harga yang relative mahal yaitu berkisar Rp 16 juta – Rp 118 juta. Namun ada pula inkubator buatan lokal yang memiliki harga lebih terjangkau yaitu berkisar Rp 1 juta – Rp 3 juta tetapi dengan teknologi yang kurang memadai, inkubator lokal dipasaran masih banyak yang dikontrol secara manual. Oleh karena itu tujuan dari penelitian ini adalah merancang inkubator bayi ekonomis namun memiliki sistem kontrol yang otomatis. Metode yang akan digunakan adalah kontrol Fuzzy-PID. Nantinya kestabilan suhu dan kecepatan respon sistem pada inkubator akan diatur menggunakan kontrol Fuzzy-PID. Suhu dalam inkubator diukur menggunakan sensor DHT22. Digunakan error dan delta error dari suhu sebagai parameter input dalam perancangan himpunan keanggotaan fuzzy. Heater yang digunakan dalam penelitian ini adalah lampu pijar agar menghasilkan panas yang aman untuk bayi. Kemudian digunakan setpoint untuk mendapatkan suhu yang diinginkan. Pengujian pertama adalah pengujian kontrol PID dengan tuning manual atau trial and error. Untuk pengujian keseluruhan alat digunakan logika fuzzy sebagai tuning PID dengan menjadikan nilai dari hasil tuning manual PID sebagai range kondisi pada rule base logika fuzzy. Kemudian dilakukan pengujian dengan dua analisa, yaitu analisa dengan beban dan analisa tanpa beban. Beban yang dimaksudkan dalam pengujian adalah air dengan suhu 36,5˚C-37,5˚C, suhu tersebut menyerupai suhu bayi yang baru lahir. Pengambilan dan pengumpulan data menggunakan empat setpoint yaitu 32˚C, 33˚C, 34˚C dan 35˚C dimana suhu tersebut adalah suhu yang dibutuhkan bayi pada inkubator menurut aturan berdasarkan berat badan dan usia bayi. Dalam pengujian kontrol fuzzy-PID pada set point 35˚C menghaslkan rise time dan steady state yang lebih cepat dibandingkan dengan pengujian kontrol PID. Membutuhkan waktu 207 detik untuk suhu dalam mencapai setpoint ketika setpoint yang digunakan adalah 35˚C dalam pengujian tanpa beban dan dihasilkan max overshoot sebesar 0,5% sebagai overshoot terbesar dalam seluruh pengujian yang telah dilakukan.