Articles

Implementation of Electronic Nose in Omni-directional Robot Harianto, Harianto; Rivai, Muhammad; Purwanto, Djoko
International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE) Vol 3, No 3: June 2013
Publisher : Institute of Advanced Engineering and Science

Show Abstract | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (699.925 KB)

Abstract

Electronic nose (E-nose) is a device detecting odors which is designed to resemble the ability of the human nose. E-nose can identifying chemical elements that contained in the odors. E-nose is made of arrays of gas sensor, each of it could detect certain chemical element. When detects gases, each sensor will generate a specific pattern for each gas. These patterns could be classified using neural network algorithm. Neural network is a computational method based on mathematical models which has the structure and operation of neural networks which imitate the human brain. Neural network consists of a group of neurons conected to each other with a connection named weight. The weights will determine wether neural networks could compute given inputs to produce a specified output. To generate the appropriate weight, the neural network needs to be trained using a number of gasoline and alcohol samples.The training process to generate appropriate weights is done by using back propagation algorithm on a personal computer. The appropriate weight then transferred to omni-directional robot equipped with e-nose. The result shows that the robot could identify the trained gas.
Electronic Nose using Gas Chromatography Column and Quartz Crystal Microbalance Rivai, Muhammad; Purwanto, Djoko; Juwono, Hendro; Agus Sujono, Hari
TELKOMNIKA Telecommunication, Computing, Electronics and Control Vol 9, No 2: August 2011
Publisher : Universitas Ahmad Dahlan

Show Abstract | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

The conventional electronic nose usually consists of an array of dissimilar chemical sensors such as quartz crystal microbalance (QCM) combined with pattern recognition algorithm such as Neural network. Because of parallel processing, the system needs a huge number of sensors and circuits which may emerge complexity and inter-channel crosstalk problems. In this research, a new type of odor identification which combines between gas chromatography (GC) and electronic nose methods has been developed. The system consists of a GC column and a 10-MHz quartz crystal microbalance sensor producing a unique pattern for an odor in time domain. This method offers advantages of substantially reduced size, interferences and power consumption in comparison to existing odor identification system. Several odors of organic compounds were introduced to evaluate the selectivity of the system. Principle component analysis method was used to visualize the classification of each odor in two-dimensional space. This system could resolve common organic solvents, including molecules of different classes (aromatic from alcohols) as well as those within a particular class (methanol from ethanol) and also fuels (premium from pertamax). The neural network can be taught to recognize the odors tested in the experiment with identification rate of 85 %. It is therefore the system may take the place of human nose, especially for poisonous odor evaluations.
Perancangan, Pembuatan dan Karakterisasi Tranduser Ultrasonik 3,5 MHz Untuk Pengujian Bahan Padat Fathoni, Mokhamad Halim; Pirngadi, Harris; Rivai, Muhammad
Jurnal Teknik ITS Vol 2, No 2 (2013)
Publisher : Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM), ITS

Show Abstract | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (261.685 KB)

Abstract

Dalam tugas akhir ini telah dibuat sepasang transduser ultrasonik untuk pengujian bahan padat. Konstruksi transduser ultrasonik yang dibuat terdiri dari holder berbahan akrilik dan kuningan, backing material berbahan styrofoam, epoxy dan busa karet, elemen aktif berbahan piezoelektrik dan matching layers menggunakan akrilik. Bahan penyusun konstruksi tersebut dilakukan pengujian untuk mengetahui  karakteristik transduser ultrasonik.Dari hasil pengujian yang telah dilakukan diperoleh  karakteristik transduser ultrasonik dengan holder berbahan akrilik, backing material berbahan styrofoam, frekuensi resonansi sebesar 3.5 MHz, bandwith sebesar 2.04 MHz, respon impulse >10 siklus, delay sebesar 1,6 us ,Q (faktor kualitas mekanis getaran harmonis) sebesar 1,667 dan impedansi sebesar 78,6 ohm. Untuk pengujian cacat bahan didapatkan hasil bahwa transduser ultrasonik bisa mendeteksi adanya cacat dan mengestimasi panjang ukuran cacat dengan error pengukuran sebesar 0.5 cm. Namun, kedalaman cacat tidak bisa ditentukan sehingga dibutuhkan pengukuran sistem echo untuk memperbaiki pengukuran tersebut.
Sistem Sensor Kualitas Minyak Goreng Berdasarkan pada Pengukuran Kapasitansi dan Panjang Berkas Pembiasan Cahaya Putra, Zulfan Syah; Rivai, Muhammad; Suwito, Suwito
Jurnal Teknik ITS Vol 2, No 1 (2013)
Publisher : Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM), ITS

Show Abstract | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (1126.726 KB)

Abstract

Minyak merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia. Kualitas suatu minyak sangat penting diketahui, karena setiap minyak dengan jenis yang sama mempunyai kualitas yang berbeda. Oleh karena itu, perlu dibuat sebuah teknologi yang tepat guna dan ekonomis untuk mengetahui kualitas minyak tersebut. Pada tugas akhir ini penulis telah membuat Sistem Sensor kualitas Minyak Berdasarkan Pada Pengukuran Kapasitansi Dan Panjang Berkas Pembiasan Cahaya. Sistem untuk pengukuran kapasitansi bekerja menggunakan astabel multivibrator dengan frekuensi 50,332  Khz. Frekuensi  50,332  khz ini selanjutnya dirubah ke tegangan dengan menggunakan F to V konverter. Rangkaian F to V konverter yang dirancang mampu bekerja dari frekuensi 1khz-100 khz. Data tegangan yang diperoleh dari f to v konverter ini akan di baca oleh mikrokontroller sebagai data ADC 10 bit. Dengan berubahnya frekuensi, maka data ADC akan berubah. Untuk panjang berkas pembiasan cahaya, sistem ini menggunakan webcam yang berbasis komputer untuk menghitung panjang berkas pembiasan cahaya dengan mendapatkan nilai pixel setiap sampel minyak. Berdasarkan pengujian didapatkan bahwa sistem ini dapat membedakan kualitas minyak yang meliputi minyak goreng murni, minyak goreng bekas, oli murni, oli bekas
Penentuan Arah Teleskop Digital Melalui Komunikasi Wi-Fi Kurniawan, Prima; Rivai, Muhammad; Tasripan, Tasripan
Jurnal Teknik ITS Vol 2, No 2 (2013)
Publisher : Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM), ITS

Show Abstract | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (310.573 KB)

Abstract

Teleskop bintang adalah sebuah perangkat instrument yang digunakan untuk melihat benda-benda langit yang jaraknya sangat jauh menjadi terasa dekat. Teleskop yang tersedia pada umumnya belum dilengkapi dengan sistem digital untuk pencitraannya dan otomatisasi untuk penentuan arahnya. Pada tugas akhir ini dibuat suatu sistem digital dan otomatisasi pada teleskop konvensional. Sistem digital digunakan untuk perekaman hasil yang didapatkan oleh teleskop dan ditampilakan pada komputer. Sistem otomatisasi dibuat untuk menentukan pergerakan sudut teleskop dengan sebuah GUI. Mekanik pergerakan teleskop diberikan 2 motor dc sebagai penggerak. Masing-masing motor dc berfungsi untuk menggerakkan tiap sumbu X dan sumbu Y. Digunakan sebuah sistem mikrokontroler menggunakan ATmega 32 sebagai pengolahan data. Fitur ADC mikrokontroler digunakan untuk mengubah data analog perubahan tegangan yang terjadi pada potensiometer menjadi perubahan data digital yang akan dikonversi menjadi nilai pergerakan perubahan sudut. Sistem ini ditambahkan sebuah router yang berfungsi sebagai akses poin untuk jalur pengiriman dan penerimaan data antara komputer dengan mikrokontroler. Ditambahkan sebuah wiznet yang mampu mengkonversi data dari komunikasi serial ke data protokol TCP/IP dan sebaliknya. Pengujian pergerakan sudut sumbu X dilakukan pada sudut 0, 45, 90, 135, 180, 255, 270, 315, dan 360 sedangkan pergerakan sumbu Y dilakukan pada sudut 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, dan 90. Hasil pengujian pada sumbu X dan Y didapatkan beberapa error pada titik-titik tertentu dengan tingkat kesalahan mencapai 3.8% untuk sumbu x dan 2.5% untuk sumbu y. Penentuan pergerakan sudut dilakukan melalui komputer dengan menggunakan komunikasi wi-fi.
Sistem Monitoring Arus Listrik Jala-Jala Menggunakan Power Line Carrier Arihutomo, Mukhlas; Rivai, Muhammad; Suwito, Suwito
Jurnal Teknik ITS Vol 1, No 1 (2012): Jurnal Teknik ITS (ISSN 2301-9271)
Publisher : Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM), ITS

Show Abstract | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (355.298 KB)

Abstract

Pencurian listrik menyebabkan kerugian negara, karena daya akan hilang dan rusaknya infrastruktur jaringan listrik. Pada umumnya pencurian listrik dilakukan dengan cara mem-bypass ECB (Electronic Circuit Breaker), sehingga daya listrik yang digunakan bisa melebihi batas. Pada penelitian ini, telah dirancang sebuah sistem monitoring arus listrik jala-jala menggunakan Power Line Carrier (PLC). Sistem ini dapat mengetahui penggunaan arus listrik distribusi rumah tangga, sehingga jika ada penggunaan arus litrik jala-jala yang berlebih, maka dapat diindikasikan pada line itu terdapat kemungkinan pencurian listrik. Sistem terdiri dari transmitter dan receiver. Jala-jala dipilih sebagai media komunikasi data karena jaringan infrastruktur instalasi pendukungnya yang sudah ada. Berdasarkan pengujian pengukuran arus listrik jala-jala dengan beban yang beragam, didapatkanrange toleransi pengukuran arus sebesar 0 - 11%. Pengiriman data arus dari transmitter menuju receiver menggunakan komunikasi serial dengan kecepatan pengiriman 300 baud. Jarak komunikasi data melalui media jala-jala mencapai 31 meter dengan tingkat keberhasilan pengiriman 100%.
Teledekteksi Gas pada Mobile Robot yang dikendalikan Gelombang Radio Herjuno, Dimas; Rivai, Muhammad; Sardjono, Tri Arief
Jurnal Teknik ITS Vol 1, No 1 (2012): Jurnal Teknik ITS (ISSN 2301-9271)
Publisher : Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM), ITS

Show Abstract | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (266.778 KB)

Abstract

Beberapa tahun terakhir terjadi peristiwa hilangnya nyawa manusia karena keracunan gas alam diarea pertambangan. Ada pula terjadi peristiwa dicurigainya bungkusan atau kemasan yang diduga adalah barang yang membahayakan jiwa. Karena banyaknya peristiwa yang meresahkan dan membahayakan masyarakat, maka dibutuhkan suatu alat yang dapat melakukan pengecekan pada suatu area atau benda dimana manusia tidak terlibat secara langsung atau melakukan kontak secara langsung yang dapat membahayakan manusia. Pada penlitian ini telah dibuat robot yang dilengkapi dengan sensor gas, sistem mikrokontroler serta beberapa perangkat jaringan seperti router, kamera ip yang digunakan untuk mensupport kelengkapan sistem. Dibutuhkan juga sebuah server komputer yang dapat memberikan perintah maupun memantau dari jarak jauh. Berdasarkan hasil pengukuran, resistansi sensor pada saat tidak terdeteksi gas bernilai paling tinggi 30KΩ dan resistansi sensor saat terdeteksi gas bernilai paling rendah sebesar 3KΩ. Dalam pengujian keseluruhan alat , robot ini berhasil bergerak sesuai perintah yang diberikan melalui gelombang radio dan mendeteksi gas dengan keberhasilan sebanyak 10 kali dari 10 kali percobaan dengan kecepatan rata-rata 0,12 m/s
Perancangan, Pembuatan dan Karakterisasi Tranduser Ultrasonik 3,5 MHz Untuk Pengujian Bahan Padat Fathoni, Mokhamad Halim; Rivai, Muhammad
Jurnal Teknik ITS Vol 2, No 1 (2013)
Publisher : Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM), ITS

Show Abstract | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (290.144 KB)

Abstract

Dalam penelitian ini telah dibuat sepasang transduser ultrasonik untuk pengujian bahan padat. Konstruksi transduser ultrasonik yang dibuat terdiri dari holder berbahan akrilik dan kuningan, backing material berbahan styrofoam, epoxy dan busa karet, elemen aktif berbahan piezoelektrik dan matching layers menggunakan akrilik. Bahan penyusun konstruksi tersebut dilakukan pengujian terlebih dahulu untuk mengetahui pengaruhnya terhadap karakteristik transduser ultrasonik. Dan untuk menunjang pengujian, maka dibuat sebuah alat sederhana dengan metode transmisi pulsa untuk melakukan pengukuran Time of Flight(TOF) gelombang ultrasonik. Karakterisasi bahan transduser dilakukan dengan melakukan beberapa tahap pengujian. Tahap pertama dilakukan  pengujian respon frekuensi pada piezoelektrik untuk mendapatkan frekuensi resonansi yang sesuai. Kemudian dilakukan pengujian bahan backing material untuk mengetahui respon impulse dari sinyal ultrasonik dan menguji bahan matching layers untuk mendapatkan faktor delay pada pengukuran. Setelah karakterisasi bahan didapatkan, maka dilanjutkan dengan implementasi transduser ultrasonik untuk pengujian cacat pada bahan. Pengujian ini menggunakan aluminium berdimensi (15x5x1)cm dengan bentuk cacat yang telah ditentukan. Proses pengujian cacat ini dilakukan dengan cara scanning secara manual dengan perubahan jarak setiap 0.5 cm. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan diperoleh  karakteristik transduser ultrasonik dengan holder berbahan akrilik, backing material berbahan styrofoam, frekuensi resonansi sebesar 3.5 MHz, bandwith sebesar 2.04 MHz, respon impulse >10 siklus, delay sebesar 1,6 us ,Q (faktor kualitas mekanis getaran harmonis) sebesar 1,667 dan impedansi sebesar 78,6 ohm. Untuk pengujian cacat bahan didapatkan hasil bahwa transduser ultrasonik bisa mendeteksi adanya cacat dan mengestimasi panjang ukuran cacat dengan error pengukuran sebesar 0.5 cm. Namun, kedalaman cacat tidak bisa ditentukan sehingga dibutuhkan pengukuran sistem echo untuk memperbaiki pengukuran tersebut.
Minimum Constructive Back Propagation Neural Network Based on Fuzzy Logic for Pattern Recognition of Electronic Nose System Radi, Radi; Rivai, Muhammad; Purnomo, Mauridhi Hery
IPTEK The Journal for Technology and Science Vol 22, No 3 (2011)
Publisher : Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Show Abstract | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

Constructive Back Propagation Neural Network (CBPNN) is a kind of back propagation neural network trained with constructive algorithm. Training of CBPNN is mainly conducted by developing the network’s architecture which commonly done by adding a number of new neuron units on learning process. Training of the network usually implements fixed method to develop its structure gradually by adding new units constantly. Although this method is simple and able to create an adaptive network for data pattern complexity, but it is wasteful and inefficient for computing. New unit addition affects directly to the computational load of training, speed of convergence, and structure of the final neural network. While increases training load significantly, excessive addition of units also tends to generate a large size of final network. Moreover, addition pattern with small unit number tends to drop off the adaptability of the network and extends time of training. Therefore, there is important to design an adaptive structure development pattern for CBPNN in order to minimize computing load of training. This study proposes Fuzzy Logic (FL) algorithm to manage and develop structure of CBPNN. FL method was implemented on two models of CBPNN, i.e. designed with one and two hidden layers, used to recognize aroma patterns on an electronic nose system. The results showed that this method is effective to be applied due to its capability to minimize time of training, to reduce load of computational learning, and generate small size of network.
Sistem Otomatisasi Pelacakan Objek Astronomi Menggunakan Teleskop Berdasarkan Stellarium Rahmnan, Afif Aulia; Rivai, Muhammad; Tasripan, Tasripan
Jurnal Teknik ITS Vol 6, No 2 (2017)
Publisher : Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM), ITS

Show Abstract | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (584.352 KB)

Abstract

Stellarium merupakan software simulasi gambar 3D yang dapat menampilkan benda-benda angkasa secara detail, sehingga pengamat astronomi dapat mengetahui koordinat suatu objek angkasa melalui data yang disajikan oleh stellarium. Akan tetapi pencarian objek berdasarkan koordinatnya jika dilakukan pengamatan secara manual menggunakan teleskop akan membutuhkan waktu yang cukup lama. Oleh karena itu diperlukan suatu sistem yang secara otomatis dapat menggerakkan teleskop berdasarkan data-data yang diperoleh melalui stellarium.Sistem tersebut dapat dibangun dengan mengintegrasikan arduino, kamera, sensor potensiometer, motor servo dan motor dc. Stellarium mengirimkan data ke komputer berupa koordinat objek. Kemudian di komputer koordinat tersebut dikonversi dalam bentuk derajat dan dikirim ke arduino. Dengan metode fuzzy logic arduino akan menggerakkan motor dc menuju objek berdasarkan data derajat dan sensor potensiometer. Kamera akan menangkap gambar real-time melalui teleskop dan ditampilkan ke layar monitor komputer. Kemudian komputer melakukan image processing yaitu autofocus dengan motor servo untuk memperjelas gambar dan tracking dengan menentukan titik tengah objek. Saat benda bergerak, kamera akan meng-update koordinat objek dan menggerakkan teleskop menuju koordinat baru objek tersebut. Berdasarkan pengujian, kesalahan hasil konversi sensor derajat azimuth rata-rata sebesar 0.6 derajat, sedangkan untuk altitude rata-rata sebesar 0.6 derajat.