TEKNIK ELEKTRO: Simulasi Lampu Jalan Menggunakan GA

https://riskywijaya173015.blogspot.com/p/simulasi-lampu-jalan-menggunakan-ga.html

DAFTAR ISI

1. Tujuan

Perkembangan teknologi elektronika saat ini digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. Dari latar belakang tersebut muncul ide untuk mempermudah manusia seperti menyalakan lampu secara otomatis di malam hari.

2. Alat & Bahan

a. Light Dependent Resistor (LDR)

b. LED

c. Resistor

d. Arduino

3. Dasar Teori

LDR {Light Dependent Resistor } adalah salah satu jenis resistor yang nilai resitansinya akan berubah seiring intensitas cahaya yang diterima oleh komponen tersebut berubah. Dalam keadaan gelap hambatan LDR ± 10 MΩ dan dalam keadaan terang hambatan LDR ± 1 KΩ. LDR tidak digunakan dalam keadaan perubahan intensitas cahaya berubah secara drastic, LDR sering digunakan sebagai sensor cahaya seperti lampu taman atau penerangan lampu jalan.

Ketika cahaya mengenai jalur sulphida { lihat gambar 3 } maka energi proton dari cahaya akan diserap sehingga terjadi perpindahan elektron dari band valensi ke band konduksi. Akibat perpindahan elektron tersebut mengakibatkan hambatan dari cadmium sulphida berkurang sehingga banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Pada saat cahaya terang banyak elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor, sehingga akan lebih banyak elektron bebas yang mengangkut muatan listrik. Pada kondisi ini LDR menjadi konduktor yang baik karena memiliki hambatan yang kecil.

Lampu otomatis yang dapat menyala pada malam hari yang dapat kita temui adalah lampu taman, lampu jalan dan lainnya. Lampu tersebut dapat menyala secara otomatis pada malam hari karena di kontrol menggunakan rangkaian yang dapat membedakan siang dan malam berdasarkan intensitas cahaya.Project ini menggunakan sebuah sensor LDR( Light Dependent Resistor) untuk dapat mendeteksi cahaya apakah dalam kondisi gelap atau terang. Sensor ini akan bersifat resistif, bila terkena sinar cahaya nilai resistansinya akan bertambah dan jika tidak terkena sinar cahaya nilai resistansinya akan berkurang. Berikut alur diagram blok dari project lampu otomatis menggunakan LDR berbasis arduino nano.

b. Skema Rangkaian

Untuk analisa rangkaian diatas dapat disederhanakan sebagai berikut:

Vout adalah tengangan yang akan diberikan ke ADC yang kemudian akan diproses oleh mikrokontroler. Vout harus bervariasi dari 0-5V agar mikrokontroler.

Vout dapat diperoleh dari persamaan berikut:

dengan tegangan kerja 5V, Vout menjadi:

Nilai R2 diperoleh dari komponen LDR. Sedangkan R1 adalah Resistor tetap yang harus diatur agar Vout memiliki rentang sebesar mungkin. Diasumsikan nilai minimal R1 adalah 10KOhm dan nilai maksimal R1 adalah 20KOhm, sehingga:

Dari persamaan di atas sangat mudah untuk memperoleh nilai R2 yang sesuai agar delta Vout maksimal jika R2 yang dipakai adalah sebuah resistor yang nilainya dapat ditentukan. Dalam kasus ini diasumsikan R2 adalah 10 buah Resistor yang diserikan.

Nilai r1 hingga r10 dapat bernilai 100 ohm hingga 20k ohm. Nilai resistor-resistor r1 hingga r10 sangat sulit sulit dicari secara manual. Banyak sekali iterasi yang harus dilakukan dan ada kemungkinan iterasi terjebak dengan nilai maksimum lokal.

4. Pembahasan
a. Algoritma Genetika

Dari pemabahasan di atas maka dapat ditentukan

- Fungsi Obyektif

- Jumlah Populasi = 100

- Individu

Individu terdiri dari 10 kromosom yang direpresentasikan oleh r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7, r8, r9, dan r10.

b. Program

Buat fungsi fitness sebagai berikut menggunakan Matlab dengan mengklik New>Function lalu simpan dengan nama delta_v.m.

Funsgsi Fitness:

function tegangan = delta_v(r)
total_r = r(1)+r(2)+r(3)+r(4)+r(5)+r(6)+r(7)+r(8)+r(9)+r(10);
tegangan = (5 * total_r) / (10000 + total_r);
tegangan = tegangan - ((5 * total_r) / (20000 + total_r));
tegangan = 5 - tegangan;
end

Pada Command Window ketikkan optimtool ga

Isi bagian yang kosong dengan nilai berikut.

fitness function = @delta_v
number of variables = 10

lower = [100,100,100,100,100,100,100,100,100,100]
upper = [20000,20000,20000,20000,20000,20000,20000,20000,20000,20000]