I n d on e s i an   Jo u r n al   o f  El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   17 ,   N o .   3 ,  M a r c h  20 20 ,   pp.   12 66 ~ 12 74   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 7 .i 3 . pp126 6 - 1274             1266       Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   Fuzz y   l o g i c   b a sed  f a n   c o n t r o l l e r   o f   i n d o o r   a i r   p u r i f i e r   f a n       Er ti e   A b an a ,   M a r k   J e r s o n   P al atan ,   C h r i s ti an   P ao l o   P as c u al ,   C h i a   M a e   M at e o s ,     S h e r e e   A n n e   G al as i n ao   C o m put e r   E ng i ne e r i ng   P r o g r a m ,   U n i v e r s i t y   of   S a i n t   L o ui s ,   P hi l i pp i ne s       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  J ul   14 ,   20 19   R e v i s e d  S e p   12 ,   201 9   A c c e pt e d  S e p   26 ,   201 9       I nd o o r   a i r   pur i f i e r   ( I A P )   ha s   be e n  de v e l o pe d  by   v a r i o us   c o m pa ni e s   w o r l dw i d e   t o   a dd r e s s   i ndo o r   a i r   po l l u t i o n.   T he   m a n uf a c t ur e r s   o f   t he s e   a i r   pur i f i e r s   r a r e l y   c o nc e nt r a t e   i n   c o nt r o l l i ng   t h e   r o t a t i o n  s pe e d  o f   t he   f a n  w hi c h  r e s ul t s   i n   t h e   u s e   o f   t r a d i t i o na l   c o nt r o l   t e c hni que s   w he r e i n  s o m e   s t i l l   r e l i e s   o n  hum a n  i nt e r v e n t i o n.   I n  t h i s   p a pe r ,   F uz z y   L og i c   ( F L )   w a s   a pp l i e d  t o   c o nt r o l   t he   r o t a t i o n  s pe e d  o f   t he   f a n  o f   a n  i ndo o r   a i r   pur i f i e r .   T h e   s y s t e m   a ut o m a t i c a l l y   m a i nt a i ns   a   s ui t a b l e   f a n  s pe e d  ba s e d  o n  t h e   f uz z y   v a l ue s   g e ne r a t e d  o n  t he   c ur r e nt   e nv i r o nm e n t a l   c o ndi t i o n.   T h e   s e r i e s   o f   t e s t i ng   c o nduc t e d  us i ng   t h e   s y s t e m   s ho w e d  a   v e r y   hi g h  a c c ur a c y   i n  t he   i n t e r pr e t a t i o n  o f   dus t   c o n c e nt r a t i o n  t o   i t s   e q ui v a l e n t   A i r   Q ua l i t y   I nde x  ( A Q I )   l e v e l s   o f   he a l t h  c o nc e r n.   F o r   e a c h  de t e c t e d  A Q I ,   t he   s y s t e m   w a s   a bl e   t o   r e g ul a t e   t he   v o l t a g e   c o m i ng  i nt o   a   m o t o r   t ha t   c o nt r o l s   t he   s pe e d  o f   t he   f a n.   T h e   us a g e   of   t he   f uz z y   l og i c   f a n  c o nt r o l l e r   i n  t he   i ndo o r   a i r   pu r i f i e r   f a n  r e duc e d  t he   e n e r gy   c o ns um pt i o n  by   41. 6 7% .   Ke y w or ds :   F a n   c o n t r o l   F uz z y   l o gi c   In do o r  a i r  p u r i f i e r   M i c r o c o n t r o l l e r s   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e d  E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   E r t i e   A b a na ,   C e n t e r  f o r   E n g i n e e ri n g   R e s e a r c h   a n d   T e c hn o l o g y   Inn o v a t i o n,   U n i v e r s i t y   of   S a i n t   L o ui s ,   M a b i ni   S t . ,   U ga c   S u r,   T ugue ga ra o   C i t y ,   Ca g a y a n ,   P h i l i pp i n e s .   E m a i l :   e rt i e 04@ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   W o r l d  H e a l t h   O r g a n i z a t i o n   (W H O )  a s s e s s m e n t   o n   t h e   ra n ge   o f  r i s k  f a c t o r s   a b o ut   t h e   c o m m o n  gl o b a l   di s e a s e s   r e v e a l e d  t h a t   2 . 7 %  w a s   c a us e d  by   i n do o r   a i r   po l l ut i o n.   I n do o r   a i r  po l l u t i o n  w a s   t a g ge d  a s   a   m a j o r   gl o b a l   ki l l e r   t ha t   do ub l e s   t h e   r i s k  o f  pn e um o ni a ,   a c ut e   l ow e r   r e s pi r a t o r y   i n f e c t i o n ,   c hr o ni c   ob s t r uc t i v e   pul m o n a r y   di s e a s e   a n d  l u ng  c a n c e r .   M o r e o ve r ,   E n v i r o nm e n t a l   P r o t e c t i o n   A ge n c y   (E P A )  e s t i m a t e d  t h a t   pe o pl e   s p e n d  n i n e t y   pe r c e n t   o f   t h e i r   t i m e   i n   a n   i ndo o r   e n v i r o n m e nt   a n d  s o ,   t h e y   a r e   l i ke l y   t o   a c c um ul a t e   m o r e   po l l u t a nt s   s i n c e   i n do o r   a i r  i s   hu n d r e d   t i m e s   m o r e   po l l u t e d  t h a n  t h e   o ut s i de   a i r.   M a n y   c o m pa n i e s   w o r l dw i de   h a v e   de v e l o pe d  i n do o r   a i r  pu ri f i e r s   t o   a dd r e s s   i n do o r   a i r   po l l u t i o n .   T h e s e   a i r   p u r i f i e r s   e x h i b i t   d i f fe r e nt   f e a t ur e s   t ha t   w e r e   de e m e d  us e f ul   fo r   i t s   pu r po s e .   H ow e ve r ,   t h e r e   a r e   o n l y   a   f e w   m a nuf a c t ur e r s   t ha t   c o n c e nt r a t e   o n   c o n t r o l l i n g  t h e   r o t a t i o n   s pe e d  of   t h e   f a n.   M o s t   a i r   p u r i f i e r s   c o n s i s t   o f  a   f a n  us e d  t o   a b s o r b   a n d  c i r c ul a t e   a i r   i n t o   t h e   de v i c e .   T h e   f a n   i s   o n e   o f   t h e   ke y   c o m po n e n t s   o f   a n   a i r  pu ri f i e r   b e c a us e   o f   i t s   c r uc i a l   r o l e   i n   i n duc i ng  a i r   f l ow   t hr o ug h   t h e   de v i c e   f i l t e r   t o   c a pt u r e   pa rt i c l e s   a n d   ga s e s .   A c c o r di n g   t o   E P A ,   a i r  pu ri f i e r s   w i t h  a   f a n  i s   t y pi c a l l y   m uc h   m o r e   e f fe c t i ve   t ha n  t h o s e   u n i t s   w i t h o ut   a   f a n.     S t udi e s   t h a t   w e r e   c o n duc t e d  t o   c o n t r o l   t h e   r o t a t i o n   s pe e d  o f   t h e   f a n   o f   a n   a i r   pu ri f i e r   us e d  s e n s o r s   s uc h   a s   a i r   qu a l i t y   s e n s o r   w i t h   p r o xi m i t y   a n d  o do r   s e n s o r   [1];   P M 2. 5  de t e c t o r   w i t h   s m o ke   de n s i t y   s e n s o r ,   t e m pe ra t u r e   s e n s o r   a nd  h u m i di t y   s e n s o r   [2,   3];   a nd  i n f ra r e d  s e n s o r   [4]  t o   pur i fy   t h e   a i r   f a s t e r   b a s e d  o n   t h e   v a r y i n g  c o n di t i o n   i n   t h e   e n v i r o n m e nt .   W h i l e   t h e s e   e xi s t i ng  a i r   p u r i f i e r s   a r e   a l r e a dy   s o l d  i n   t h e   m a r ke t ,     n o n e   ha v e   us e d  F L   i n   c o n t r o l l i n g  t h e   r o t a t i o n   s pe e d  of   t h e   f a n   o f   a n   a i r   pu r i f i e r .   F L   de c i s i o n   s y s t e m   r e s e m b l e s   h um a n   t hi n ki ng  [5 - 8]  a n d  p r o v i de s   l i n g ui s t i c   r u l e s   t ha t   a r e   a c c u r a t e   i n   de a l i n g   w i t h   u n c e r t a i nt i e s ,   a m b i guo us   a n d  i m p r e c i s e   i n put   i n f o r m a t i o n .   T h e   f uz z y   m a t h e m a t i c a l   c o n c e pt   i s   e a s i e r   t o   unde r s t a n d  a n d   s i m pl e r   c o m pa r e d  t o   o t h e r   c o n t r o l   s t r a t e gi e s .   T h e   f uz z y   s y s t e m   c a n   b e   m a de   t hr o ug h   t h e   e xpe ri e n c e   o f   pe o pl e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       F uz z y   l og i c   bas e d   f an  c on t r ol l e r   of   i ndo or   a i r   pur i f i e r   f an   ( E r t i e   A b ana )   1267   t h a t   k n o w s   t h e   s y s t e m   t o   m a t c h   a n y   s e t   of   i n put   a n d  o ut put   da t a   [ 9 ].   F L   a l s o   pr o v i de s   a n   u n o rt h o do x  w a y   i n   de a l i n g  a   c o n t r o l   p r o b l e m ,   a n d  i t   f o c us e s   m o r e   o n   w h a t   a   s y s t e m   c o ul d  do   r a t h e r   t h a n   u n de r s t a ndi n g  h o w   i t   w o r ks   t ha t   l e a d  t o   qui c ke r   a n d  c h e a pe r   s o l ut i o n s   [ 10 ].   M o r e o ve r ,   F L   s y s t e m   m i n i m i z e s   e n e r gy     c o n s um pt i o n   [ 11 ].   T h e   r o t a t i o n   s pe e d  o f   t h e   f a n   o f   e xi s t i ng  i n do o r   a i r   p u r i f i e r s   i s   us ua l l y   pr e s e t   a n d  c o n s t a n t   w hi c h   i s   s o m e t i m e s   unn e c e s s a r y   a n d  m a y   c a us e   w a s t e   of   e l e c t r i c a l   e n e r gy .   T o   a ddr e s s   t h i s   p r o b l e m ,   a   f uz z y   l o gi c   b a s e d   f a n   c o n t r o l l e r   o f   i n do o r   a i r   pu ri f i e r   f a n   w a s   de ve l o pe d.   T h e   r o t a t i o n   s pe e d  o f   t h e   f a n   de pe nds   o n   t h e   c o n c e n t r a t i o n   o f   dus t   pa r t i c l e   pr e s e n t   i n   t h e   a i r   w h i c h   i s   gui d e d  by   f uz z y   r ul e s .   A   dus t   s e n s o r   w a s   us e d   t o  ge t   t h e   m i c r o gra m s   pe r   c ub i c   m e t e r   (ug/ m 3)  o f   P M 2. 5  dus t   pa rt i c l e s   t h a t   w e r e   t r a n s l a t e d  t o   i t s   e qui v a l e nt   A Q I  v a l ue s   de f i n e d  by   E P A .   T h e   F L   a l go r i t hm   e na b l e d  t h e   i ndo o r   a i r   pu ri f i e r   f a n   t o   b e c o m e   s e l f - a da pt a b l e .     T h i s   a l go r i t h m   a na l y z e d  t h e   m o s t   s ui t a b l e   f a n  r o t a t i o n  s pe e d  i n   pu ri fy i n g  t h e   a i r   t o   c o n s e r v e   e n e r gy .   A l s o ,   t h e   c o n t r o l l e r   ha d   a   u n i q ue   f e a t ur e   i n   w hi c h  t h e   s e n s i n g  m o dul e   w a s   w i r e l e s s   a n d  c a n  b e   pl a c e d  a n y w h e r e   i n  a   r o o m   f o r   o pt i m um   de t e c t i o n  o f   dus t   pa rt i c l e s .         2.   R ES EA R C H   M ET H O D   T h e   f uz z y   l o gi c   b a s e d   f a n   c o n t r o l l e r   o f   i n do o r   a i r   p u r i f i e r  f a n   w e r e   c o m po s e d  of   e l e c t r o ni c   a n d   m e c h a ni c a l   de v i c e s   s u c h   a s   m i c r o c o n t r o l l e r s ,   dus t   s e n s o r ,   t r a n s c e i v e r ,   s e r v o   m o t o r ,   vo l t a ge   r e gu l a t o r   a nd  e l e c t r i c   m o t o r   a s   pr e s e nt e d  i n   t h e   b l o c k  di a gra m   s h o w n   i n   F i gu r e   1.   T w o   m i c r o c o n t r o l l e r s   w e r e   us e d  t o  f a c i l i t a t e   t h e   i n t e r a c t i o n   b e t w e e n   t h e   v a ri o us   pa r t s   o f   t h e   s y s t e m .   I n  t h e   f i r s t   m i c r o c o n t r o l l e r ,   a   dus t   s e n s o r   w a s   c o n n e c t e d.   T h e   v a l ue   o f   dus t   pa r t i c l e s   pr o c e s s e d  by   t h e   f i r s t   m i c r o c o n t r o l l e r   w a s   p r e s e n t e d  t hr o ug h  L i ght - E m i t t i n g   D i o de s   (L E D )  w h i c h   w a s   c o m po s e d  of   s i x  di ff e r e n t   c o l o r s   t h a t   r e s p r e s e n t s   t h e   l e v e l s   of   h e a l t h  c o n c e r n.   T h e   s e n s o r   s e r v e d  a s   a   d e t e c t o r   fo r   dus t   pa r t i c l e s   pr e s e nt   i n   t h e   i n do o r   e n v i r o nm e n t .   A   t ra n s c e i v e r   c o n n e c t e d  t o   t h e   f i r s t   m i c r o c o n t r o l l e r  s e nt   w i r e l e s s l y   t h i s   de t e c t e d  dus t   p a r t i c l e s   v a l ue   t o   a n o t h e r  t ra n s c e i v e r   c o n n e c t e d  t o   t h e   s e c o n d  m i c r o c o n t r o l l e r.   T h e   s e r v o   m o t o r   c o nn e c t e d  t o   t h e   s e c o n d  m i c r o c o n t r o l l e r   w a s   us e d   i n   r o t a t i ng  t h e   vo l t a ge   r e gul a t o r   di m m e r   k n o b   t o  c o n t r o l   t h e   vo l t a ge   be i n g  s uppl i e d  t o   t h e   m o t o r   of   t h e   f a n.   T o   f ul l y   c ut   off   a n y   v o l t a ge   f l ow i n g  i n   i n t o   t h e   r e gul a t o r ,   a   r e l a y   w a s   c o nn e c t e d  t o   t h e   v o l t a ge   r e gul a t o r .           F i gu r e   1 .   T h e   b l o c k  di a g ra m   o f   t h e   s y s t e m     2 . 1 .      M i c r o c o n tr o l l e r   T h e   A r d ui n o   U n o   i s   t h e   b e s t   bo a r d  t o   c h o o s e   w h e n   s t a r t i n g  i n   t h e   f i e l d  o f   e l e c t r o n i c s   [12,   13 ]  b e c a us e   i t   h a s   m uc h   do c um e n t a t i o n.   U s e r s   c a n   t i n ke r   t h e i r   A r dui n o   U n o   bo a r d  f r e e   f r o m   w o rr i e s   w h e n   s o m e t h i n g  m i g h t   go   w r o n g .   T h e   A r du i n o   U n o   i s   a n   i n e xpe n s i v e   a n d  c r o s s - pl a t f o r m   r e a dy   m i c r o c o n t r o l l e r.   T h e   o pe n   s o ur c e   A r dui n o   ID E   [14 - 15 ]  us e d  i n   w r i t i ng  c o de s   f o r   t h i s   m i c r o c o n t r o l l e r   i s   n o t   o n l y   f l e xi b l e   fo r   a dv a n c e d  us e r s   b ut   a l s o   e a s y - to - us e   fo r   b e gi nn e r s .   T h e   14  d i gi t a l   I/ O   pi n s   o f   t h e   A r du i n o   M i c r o c o n t r o l l e r   w e r e   a de qua t e   f o r   t h e   f uz z y   l o gi c   b a s e d   f a n  c o n t r o l l e r   o f  i n do o r   a i r   pu ri f i e r   f a n   t ha t   o n l y   us e d   s i x  di gi t a l   pi n s .   T h e   A rdui n o   U n o   w a s   a l s o   c o m pa t i b l e   w i t h  t h e   s e n s o r   t ha t   w a s   ut i l i z e d  i n   t h e   s y s t e m .   It s   pr o c e s s i n g   pow e r   a nd  m e m o r y   w e r e   e n o ugh   t o   a na l y z e d   pr o c e s s e d  i n pu t s   f r o m   t h e   s e n s o r s .     2 . 2 .     D u s t  S e n s o r   T h e   D S M 501a   i s   a   l ow   c o s t   pa r t i c l e   s e n s o r .   It   de t e c t s   dus t   c o n c e n t r a t i o n   a nd  m e a s u r e s   vo l um e   of  f l o a t i n g  p a r t i c l e s   i n   a   r o o m .   T h e   s e n s o r   c a n   ha v e   a   de t e c t a b l e   r a n ge   o f  c o n c e n t ra t i o n   up  t o   0  –   1. 4μ g / m 3   a nd  de t e c t s   pa r t i c l e s   a s   s m a l l   a s   2. 5 μ m   t o   1μ m   s uc h  a s   h o us e   dus t ,   ge rm ,   po l l e n,   c i g a r e t t e   s m o ke ,   a nd   m i t e .     T h e   D S M 501a   w a s   i de a l   f o r   t h e   f uz z y   l o gi c   b a s e d   f a n   c o n t ro l l e r   of   i n do o r   a i r   pu r i f i e r   f a n   b e c a us e   i t   w a s   e a s y   t o   a s s e m b l e ,   i n s t a l l ,   a nd  us e .   T h e   s e n s o r   h a d  a   c us t o m i z e d  s e n s i t i v i t y   a n d  e xc e l l e n t   l o n g - t e rm   r e l i a b i l i t y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 ,  M a r c h  20 20  :     1266   -   1274   1268   T h e   a m o u n t   o f   t i m e   (t   s e c . )  t h a t   p a r t i c l e s   w e r e   s e e n   w a s   c o u nt e d  by   t h e   s e n s o r .   T hi s   a m o unt   o f   t i m e ,   a l s o   c a l l e d  L P O   (L o w   P ul s e   O c c upa n c y ),   w a s   m e a s ur e d  i n   30   s e c o n ds   a n d  i t s   u n i t   w a s   m i c r o s e c o n ds .     T h i s   w a s   r e qui r e d  t o   ge t   t h e   dus t   s e n s o r   l o w   r a t i o   (1)  w h i c h   w a s   us e d  i n   t h e   c o m put a t i o n   o f   t h e   po l l ut a nt   c o n c e n t r a t i o n  (2) .         (1)       (2)     2 . 3 .     T r an s c e i v e r   T h e   M ul t i - c h a nn e l   U H F   D a t a   T r a n s c e i v e r   (M U D T )  i n   F i gu re   4  i s   a   s m a l l   de v i c e   t ha t   b o t h   t ra n s m i t s   a n d  r e c e i v e s   r a d i o   s i gna l s   b e t w e e n   t w o  de v i c e s .   In   e m b e d de d  s y s t e m ,   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   w i t h   o t h e r  de v i c e s   i s   of t e n   de s i ra b l e .   T h i s   m o de   o f  c o m m u n i c a t i o n   i s   a c c o m pl i s h e d  t hr o ug h   o pt i c a l   o r   r a d i o   f r e que n c y   c o m m uni c a t i o n .   T h e   M U D T   us e s   a   r a d i o   f r e que n c y   w i t h   a   ra n ge   o f   431. 1  –   437. 3  M H z .   T h e   f r e que n c y   c h a nn e l   o f   M U D T   c a n  b e   a l t e r e d  by   c o nn e c t i n g  a   j um pe r   a t   t h e   s e l e c t   po r t .   T h e   c h a nn e l   s e l e c t i o n   a l l o w s   e a c h   m o dul e   c ha nn e l s   w i t h  400   kH z   s e pa ra t i o n.   T h e   M U D T   w a s   us e d  t o   w i r e l e s s l y   c o n n e c t   t h e   dus t   s e n s o r   i nt o   t h e   f uz z y   l o gi c   b a s e d   f a n   c o n t r o l l e r  of   i n do o r   a i r  pu ri f i e r   f a n .   T h i s   e na b l e d  t h e   s y s t e m   t o   c o m pl y   o n   t h e   t e c hn i c a l   r e c o m m e n d a t i o n  i n  us i n g   t h e   s e n s o r   w h e r e i n ,   i t   m us t   b e   i n s t a l l e d  a w a y   f r o m   a n y   a r t i f i c i a l   a i r.   T h e   M U D T   h a d  a   w i de   r a nge   a n d  o nl y   r e qui r e d   a   5V   o pe r a t i n g   v o l t a ge   w h i c h  w o r ke d  w e l l   w i t h  t h e   A r du i n o   U n o   m i c r o c o n t r o l l e r.       2 . 4.      V o l tag e   R e gu l ato r   A   S i l i c o n - Co n t r o l l e d  R e c t i f i e r   (S CR ),   i n  e s s e n c e ,   i s   a   S h o c kl e y   di o de   w i t h  t h e   a dd i t i o n   o f   a   t e rm i na l .   T hi s   t e rm i na l   a l s o   c a l l e d  ‘t h e   g a t e ’  i s   us e d  a s   a   t r i gge r i ng  de v i c e   i n t o   c o n duc t i o n   (s o l i d  s t a t e   l a t c h i ng  s w i t c h)  by   a ppl y i n g  s m a l l   v o l t a ge .   T h e   S CR   r e gul a t o r   i s   b o t h  v e r y   s i m pl e   a n d   e f f i c i e n t   a n d   i s   m a i nl y   us e d  t o   c o n t r o l   hi g h  po w e r e d  de v i c e s .     T h e   220V   w o r ki n g  v o l t a ge   o f   t h e   S CR   r e gul a t o r   i s   t h e   A C  v o l t a ge   s t a n d a r d  us e d  i n   t h e   P h i l i pp i n e s .   T h i s   m a de   i t   s ui t a b l e   fo r   r e gul a t i n g  t h e   v o l t a ge   of   t h e   f uz z y   l o gi c   b a s e d   f a n   c o n t r o l l e r   o f  i n do o r   a i r   p u r i f i e r  f a n .   T h e   r e gul a t o r   c o n t r o l l e d  t h e   pow e r   c o m i n g  f r o m   t h e   A C  s o ur c e   a n d  f e d   i t   i nt o   t h e   m o t o r .   T h e   r e gul a t o r   i s   t h e   ke y   c o m po n e n t   t ha t   c o n t r o l l l e d  t h e   r o t a t i o n  s pe e d  o f   t h e   f a n   o f   t h e   i ndo o r   a i r   p u r i f i e r.     2 . 5 .     E l e c t r i c   M o to r   T h e   e l e c t r i c a l   m o t o r   i s   o n e   o f   t h e   m o s t   s i gni f i c a nt   a c h i e v e m e nt s   i n   t h e   f i e l ds   o f  e n gi n e e r i ng  a nd  t e c hn o l o g y   s i n c e   e l e c t r i c i t y   w a s   i n v e n t e d.   I t   i s   b e c a us e   o f  m o t o r s   t h a t   l i f e   i s   c urr e nt l y   w h a t   i t   i s   i n   t o da y ’s   ge n e ra t i o n.   W i t h o ut   e l e c t r i c   m o t o r s ,   t h e   pu r po s e   of   e l e c t r i c i t y   w o ul d  o n l y   t o  gl ow   b ul b s   l i ke   i n   T h o m a s   E di s o n ’s   e ra .   T h e   e l e c t ri c   m o t o r   w a s   us e d  i n  t h e   de v e l o pm e n t   o f   t h e   f uz z y   l o gi c   b a s e d   f a n   c o n t r o l l e r  o f   i n do o r   a i r  puri f i e r   f a n   f o r   i t s   e f f i c i e n c y ,   l o n g  l i f e   s pa n ,   l o w   i n i t i a l   c o s t ,   a n d   l o w   m a i nt e na n c e   r e qui r e m e n t s .     T h e   o pe r a t i o n a l   m o t o r   s pe e d  w a s   a dj us t a b l e   a n d  de m a nde d  l e s s   pow e r   upo n   s t a rt .   It   w a s   m o un t e d  w i t h   a   pr o pe l l e r   t h a t   i s   c o m m o nl y   us e d  by   a   f a n   t o   a b s o r b   a n d  c i r c ul a t e   a i r  i nt o   a n  i n do o r  a i r  p u r i f i e r.     2 . 6 .    P r o je c t   D e s i gn   an d   S p e c i fi c ati o n   T h e   s c h e m a t i c   d i a g ra m   o f   t h e   f uz z y   l o gi c   b a s e d   f a n   c o n t r o l l e r  o f   i n do o r   a i r   pu ri f i e r   f a n   s h o w n   i n  F i gu r e   2  h a d  t w o   pa r t s :   t h e   dus t   de t e c t o r   a n d  t h e   f a n   c o nt r o l l e r.   T h e   dus t   de t e c t o r   o f   t h e   s y s t e m   w a s   c o m pos e d  of   A r dui n o   U n o   m i c r o c o n t r o l l e r,   dus t   s e n s o r ,   a nd  t r a n s c e i v e r .   T h e   pi n  2  o f   t h e   dus t   s e n s o r   w a s   c o n n e c t e d  t o   t h e   di g i t a l   p i n   6  o f   t h e   A r d ui n o   U n o .   T h e   T X   a n d  R X   of   t h e   t r a n s c e i v e r   t h a t   w a s   us e d  a s   t h e   t r a n s m i t t e r   w e r e   c o n n e c t e d  t o   t h e   T X   (di g i t a l   p i n   1)  a n d  R X   (di g i t a l   pi n   2)  o f   t h e   m i c r o c o n t r o l l e r ,   r e s pe c t i v e l y .   T h e   L E D s   w h i c h   w a s   c o m po s e d  of   f i v e   di f fe r e nt   c o l o r s   (g r e e n ,   w h i t e ,   y e l l ow ,   o r a n ge ,   b l ue   a nd  r e d)  ha v i n g  a   220  o h m s   r e s i s t o r   t h a t   w a s   c o n n e c t e d  t o   t h e   di g i t a l   p i n   8 ,   9,   1 0,   11 ,   12  a n d  13  o f   t h e   m i c r o c o n t r o l l e r ,   r e s pe c t i v e l y ,   w a s   us e d  a s   i n di c a t o r   o f  A Q I  l e ve l .   T h e   5V   a n d  G N D   of   t h e   A r dui n o   U n o  m i c r o c o n t r o l l e r ,   d us t   s e n s o r,   t r a n s c e i v e r ,   a nd  L E D s   w e r e   c o m m o n l y   c o nn e c t e d  t o   t h e   V CC  a n d  G N D   of    a   9V   b a t t e r y .   T h e   f a n   c o n t r o l l e r   p a r t   o f   t h e   s y s t e m   h a d  f i v e   c o m pon e n t s   w h i c h   i n c l ude   m i c r o c o n t r o l l e r,   t r a n s c e i v e r ,   s e r v o   m o t o r ,   L E D s ,   v o l t a ge   r e gul a t o r   a n d  r e l a y .   T h e   T X   a n d  R X   o f   t h e   t r a n s c e i v e r   t ha t   w a s   ut i l i z e d  a s   t h e   r e c e i ve r   w e r e   c o nn e c t e d  t o   t h e   T X   (di g i t a l   p i n  1)  a n d  R X   (di g i t a l   p i n   2)   o f   t h e   m i c r o c o n t r o l l e r,   r e s pe c t i v e l y .   T h e   pi n   3  o f   t h e   s e r vo   m o t o r   w a s   c o n n e c t e d  t o   t h e   di gi t a l   p i n   11  o f   t h e   m i c r o c o n t r o l l e r .   T h e   pi n   1  a n d  p i n   2  o f   t h e   v o l t a ge   r e gul a t o r   w a s   c o n n e c t e d  t o   t h e   22 0V   s o ur c e   a n d  i n t o   t h e   n o rm a l l y   c l o s e d  t e r m i na l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       F uz z y   l og i c   bas e d   f an  c on t r ol l e r   of   i ndo or   a i r   pur i f i e r   f an   ( E r t i e   A b ana )   1269   of   t h e   r e l a y   w h i l e   t h e   pi n   3  a n d  pi n   4  w e r e   c o n n e c t e d  t o   t h e   m o t o r .   T h e   r e l a y   s i gn a l   pi n   w a s   c o nn e c t e d  t o   t h e   di gi t a l   pi n   12  o f   t h e   m i c r o c o n t r o l l e r.   T h e   5V   a n d  G N D   o f   t h e   A r du i n o   U n o   m i c r o c o n t r o l l e r,   r e c e i ve r ,   s e r vo  m o t o r ,   a nd  r e l a y   w e r e   c o m m o n l y   c o n n e c t e d  t o   t h e   V CC   a nd  G N D   o f   a   12V   po w e r   s uppl y .           F i gu r e   2 .   T h e   s c h e m a t i c   d i a g ra m   o f   t h e   dus t   de t e c t o r   a n d   f a n  c o n t r o l l e r       2 . 7 .     A i r   Q u al i ty   I n d e x   A i r  Q ua l i t y   In de x  i s   a n   i ndi c a t o r   f o r   de t e rm i ni n g  a n   a i r   qu a l i t y   l e v e l .   In   t h e   s y s t e m ,   o n l y   t h e   P M 2. 5   w a s   de t e c t e d  a n d   t ra n s l a t e d  t o   i t s   e qui v a l e nt   A Q I   l e v e l   of   h e a l t h  c o n c e rn  b a s e d  o n   t h e   P M 2 . 5   A Q I  c o n v e r s i o n  s c a l e   o f   E P A   s h o w n   i n  T a b l e   1 .         T a b l e   1 .   A Q I   t o   P M 2. 5  Co n c e n t ra t i o n  Co n v e r s i o n   S c a l e   A Q I   L e v e l s   o f  H e a l t h   C o n c e r n   Ca t e g o ry   A Q I   I l o w   –   I h i g h   PM 2 . 5   (μ g / m 3 )   C l o w   -   C h i g h   G o o d   0  –   50   0  –   1 2 . 0   M o d e r a t e   51  –   100   1 2 . 1   –   3 5 . 4   U n h e a l t h y   fo r  S e n s i t i v e   G r o u p s   101  -   150   3 5 . 5   –   5 5 . 4   U n h e a l t h y   151  -   200   5 5 . 5   –   1 5 0 . 4   V e r y   U n h e a l t h y   201  -   300   1 5 0 . 5   –   2 5 0 . 4   H a z a rd o u s   301  -   500   2 5 0 . 5   –   5 0 0 . 4       T h i s   c o n v e r s i o n   s c a l e   i s   n o w   us e d  i n   a l l   c o un t ri e s   s i n c e   S e pt e m b e r   9,   201 3.   I t   i s   us e d  i n  t h e   c a l c ul a t i o n  o f   A Q I  us i n g   t h e   e qu a t i o n ,         (3)     w h e r e :   I   =   A i r  Q ua l i t y   In de x,   C   =   c o n c e n t ra t i o n,   C low   =   c o n c e n t ra t i o n  b r e a kpo i n t   t ha t   i s   l e s s   t h a n  o r  e qua l   t o   C ,   C h i g h   =   c o n c e n t ra t i o n  b r e a kpo i n t   t ha t   i s   g r e a t e r  t ha n  o r  e qua l   t o   C ,    I low   =   i n de x   b r e a kpo i nt   c o rr e s po n di ng  t o   C l o w ,   I h i g h   =   i n de x   b r e a kpo i nt   c o rr e s po n di ng  t o   C h i g h .     2 . 8 .     F u z z y  Lo gi c   F an   C o n tr o l   In  t h e   s t udy ,   f uz z y   l o gi c   w a s   ut i l i z e d  t o   c o n t r o l   t h e   r o t a t i o n   s pe e d  of   t h e   f a n  o f   a n   i ndo o r   a i r  pu ri f i e r .   A   f uz z y   i n f e r e n c e   w a s   f o r m ul a t e d  us i n g   M a t l a b   t o   m a p   t he   gi v e n   i nput   t o   a n  o ut pu t .   T h e   s t r uc t u r e   o f   t h e   f uz z y   i n f e r e n c e   i s   s h o w n   i n   F i gu r e   3.   It   w a s   c o m po s e d  of   o n e   i n put   a n d  o n e   o ut put .   T h e   i n pu t   w a s   t h e   c o m put e d  A Q I  w h i l e   t h e   o ut put   w a s   t h e   i n pu t   v o l t a ge   (V i n )  t o   t h e   m o t o r  o f   t h e   f a n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 ,  M a r c h  20 20  :     1266   -   1274   1270       F i gu r e   3 .   T h e   s t r uc t u r e   o f   t h e   f uz z y   i n f e r e n c e   m e c h a ni s m       T h e   f uz z y   s e t s   fo r   t h e   i n p ut   w e r e   M   ( m o de r a t e ),   U S G   (u nh e a l t h y   f o r   s e l e c t e d  gr o ups ),     U   (unh e a l t h y ),   V U   (ve r y   un h e a l t h y ),   a nd  H   ( h a z a r do us ).   T hi s   w a s   b a s e d  o n   t h e   A Q I  l e v e l   of   h e a l t h  c o n c e rn  s h o w n   i n   T a b l e   1.   T h e   go o d  c a t e go r y   w a s   n o t   i n c l ude d  s i n c e   t h e   f a n   o f   t h e   i n do o r   a i r   pu r i f i e r   w i l l   n o t   r o t a t e   unl e s s   a n   A Q I  o f   m o r e   t h a n   5 0  w a s   de t e c t e d.   T h i s   w a s   t h e   re a s o n   w h y   t h e   r a nge   of   t h e   i n put   w a s   51  t o   500.   O n  t h e   o t h e r   ha n d ,   t h e   f uz z y   s e t s   fo r   t h e   o ut pu t   w e r e   V L   (v e r y   l ow ),   L   (l o w ),   A   (a v e ra ge ),   H   ( hi g h ) ,   a n d  V H   (v e r y   h i g h) .   T h e   o ut pu t   w a s   b e t w e e n   60  a n d  2 40  b e c a us e   t he   r e qui r e d  m i n i m um   i nput   v o l t a ge   f o r   t h e   m o t o r  of   t h e   f a n   t o   s t a r t   r o t a t i n g  w a s   60V   w h i l e   t h e   m a xi m u m   i n pu t   vo l t a ge   w a s   240V .   F i gur e   4  a n d  F i gu r e   5  s h o w s   t h e   n o rm a l i z e d  m e m b e r s hi p   f un c t i o n   (M F )   o f   t h e   i n pu t   v a r i a b l e   a nd  o ut pu t   v a r i a b l e ,   r e s pe c t i v e l y .           F i gu r e   4 .   T h e   M F   f o r   t h e   i nput   v a r i a b l e   –   AQI       F i gu r e   5 .   T h e   M F   f o r   t h e   o ut pu t   v a r i a b l e   -   V i n       T h e   rul e s   i n d i c a t e d  i n   F i gu r e   6  w e r e   de f i n e d  t o   de t e r m i n e   t h e   o ut put   v a l ue   b a s e d  o n   a   gi v e n   i nput   v a l ue .   T h e   c a l c ul a t i o n  o f   t h e   i n p ut   v o l t a ge   t o   t h e   m o t o r   o f   t h e   f a n   w a s   do n e   us i n g   t h e   M a m d a n i   M o de l .   M a m d a n i   m o de l   i s   o n e   o f   t h e   f o r e m o s t   a l go ri t hm s   us e d  i n   f u z z y   l o gi c   [16 ]  w hi c h  ha s   w i de s pr e a d   a c c e pt a n c e .             F i gu r e   6 .   T h e   r u l e s   o f   t h e   f uz z y   i n f e r e n c e       T h e   o ut put   w a s   c o n v e r t e d  t o   c r i s p  n u m b e r s   by   d e f uz z i f i c a t i o n   us i ng  t h e   c e n t r o i d  m e t h o d  a s   s h ow n   i n   F i gu r e   7 .   T h e   c e nt r o i d  m e t h o d  i s   a   c o m m o n  t e c hni que   o f   de f uz z i f i c a t i o n  us e d  i n  f uz z y   l o gi c   s y s t e m s .   T h e   c r i s p  o ut put   ge n e ra t e d  f r o m   t h e   de f uz z i c a t i o n   p r o c e s s   w i t h   t h e i r   e qui v a l e n t   i ni t i a l   c r i s p  i nput   w a s   w r i t t e n   t o   t h e   A rdui n o   c o d e .   T hi s   c o de   di c t a t e d  how   t h e   s y s t e m   w o ul d  r e s po n d  b a s e d  o n   t h e     c o m put e d  A Q I.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       F uz z y   l og i c   bas e d   f an  c on t r ol l e r   of   i ndo or   a i r   pur i f i e r   f an   ( E r t i e   A b ana )   1271       F i gu r e   7 .   T h e   r e s ul t   o f   de f uz z i f i c a t i o n       2 . 9 .     P e a r s o n   C o r r e l ati o n   C o e ffi c i e n t   P e a r s o n ’s   Co rr e l a t i o n   Co e ff i c i e n t   p r o duc e s   a   v a l ue   b e t w e e n   - 1  a nd  + 1  a s   p r e s e nt e d  i n   T a b l e   2.     It   i s   u t i l i z e d   i n  r e s e a r c h  f o r   m e a s u ri n g   s t r e n gt h  o f   r e l a t i o n s h i p  o f   o n e   v a r i a b l e   t o   a n o t h e r   v a ri a b l e .       T a b l e   2 .   S t r e n g t h s   o f   Co rr e l a t i o n s   us i ng  P e a r s o n ’s   Co rr e l a t i o n   r  V a l u e   Re m a rk s   (+ / - ). 7 0   o r  h i g h e r   V e r y   s t r o n g   p o s i t i v e / n e g a t i v e   r e l a t i o n s h i p   (+ / - ) . 4 0   t o   (+ / - ). 6 9   S t r o n g   p o s i t i v e / n e g a t i v e   r e l a t i o n s h i p   (+ / - ) . 3 0   t o   (+ / - ). 3 9   M o d e ra t e   p o s i t i v e / n e g a t i v e   r e l a t i o n s h i p   (+ / - )0 . 2 0   t o   (+ / - )0 . 2 9   W e a k   p o s i t i v e / n e g a t i v e   r e l a t i o n s h i p   0   t o   (+ / - )  0 . 1 9   N o   o r  n e g l i g i b l e   r e l a t i o n s h i p       In   t h e   s t udy ,   P e a r s o n ’s   Co rr e l a t i o n   Co e ff i c i e n t   w a s   us e d  t o   m e a s ur e   h o w   s t r o n g  t h e   r e l a t i o n s h i p   b e t w e e n   t h e   i nput   v o l t a ge   f r o m   t h e   de f uz z i f i c a t i o n   a nd  t h e   a c t ua l   i nput   v o l t a ge   t o   t h e   m o t o r   o f   t h e   f a n   du r i ng  t h e   t e s t i ng.   T o   c a l c ul a t e   t h e   c o rr e l a t i o n   w h i c h   w a s   r e p r e s e n t e d  a s   r ,   t h e   f o r m ul a   ( 4)  b e l o w   w a s   us e d:       (4)     w h e r e :   n  =   n u m b e r   o f   s a m p l e s   ∑  =   s um   o f   t h e   p r o duc t s   o f   pa i r e d   v o l t a ge   ∑ =   s um   o f   e xpe c t e d  v o l t a ge   ∑ =   s um   o f   a c t ua l   v o l t a ge   ∑ 2 =   s um   o f   s qua r e d   e xpe c t e d  v o l t a ge   ∑ 2 =   s um   o f   s qua r e d   a c t u a l   v o l t a ge       3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   T h i s   s e c t i o n   p r e s e n t s   t h e   f uz z y   l o gi c   b a s e d   f a n   c o n t r o l l e r   of   i n do o r   a i r   pu ri f i e r   f a n   a s   w e l l   a s   t h e   r e s ul t s   ga t h e r e d  f r o m   t e s t i ng  t h e   s y s t e m .       3. 1 .     Th e   Fu z z y   Lo gi c   B as e d   F an   C o n tr o l l e r   o f  I n d o o r   A i r   P u r i fi e r   F an   F i gu r e   8  s h o w s   a n   i ndo o r   a i r   pu r i f i e r   w h e r e   t h e   s y s t e m   de ve l o p e d  w a s   t e s t e d.   T h e   dus t   de t e c t o r  s h o w n   i n  F i gu r e   9  i s   l o c a t e d  o ut s i de   t h e   i n do o r   a i r  pu ri f i e r.   I t   i s   de t a c h a b l e   s o   t h a t   i t   c a n   b e   pl a c e d   a n y w h e r e   i n s i de   a   r o o m .   T h i s   f e a t u r e   w a s   n o t   i n c l ude d  i n   p r e v i o us   s t udi e s   r e l a t e d  t o   a i r   pu ri f i e r s   [2 ,   3 ,   17 ,   1 8 ]  t ha t   h a v e   a n   e m b e dde d  dus t   de t e c t o r .   T h e   dus t   de t e c t o r   di s pl a y e d  t h e   c o l o r   r e pr e s e nt a t i o n   o f   A Q I  l e ve l   us i n g  t h e   L E D s :   g r e e n ,   w h i t e ,   y e l l ow ,   o r a n ge ,   b l ue   a nd  r e d  w h i c h   s i gni f i e s   goo d,   m o de r a t e ,   u nh e a l t h y   fo r   s e n s i t i v e   gr o up,   u nh e a l t h y ,   v e r y   un h e a l t h y   a nd  h a z a rdo us ,   r e s pe c t i v e l y .   T h e   c o l o r   r e p r e s e n t a t i o n   i n di c a t e d  t h e   h e a l t h   c o n c e r n   t o   r a i s e d  a w a r e n e s s   a b o ut   t h e   a i r   qu a l i t y   i n   t h e   i nd oo r   e n v i r o n m e nt .   T h e   f uz z y   l o gi c   f a n   c o n t r o l l e r   s h o w n   i n  F i gu r e   1 0  i s   de t a c h a b l e .   I t   w a s   de s i g n e d  t h i s   w a y   t o   m a ke   i t   po r t a b l e   a n d  a pp l i c a b l e   t o   a n y   i ndo o r   a i r  pu ri f i e r s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 ,  M a r c h  20 20  :     1266   -   1274   1272       F i gu r e   8 .   A n  i ndo o r   a i r   p u r i f i e r       F i gu r e   9 .   T h e   dus t   de t e c t o r       F i gu r e   10 .   T h e   f a n  c o n t r o l l e r       3. 2 .      I n t e r p r e tat i o n   o f  A i r   Q u al i ty   T h e   a b i l i t y   of   t h e   s y s t e m   t o   a c c ur a t e l y   i n t e r p r e t   t h e   A Q I  t o   i t s   c o r r e s po n d i n g  l e v e l   of  h e a l t h   c o n c e rn   w a s   v e r i f i e d  us i n g  a   d a t a   l o gge r   t e m po ra r i l y   c o nn e c t e d  i n   t h e   m i c r o c o n t r o l l e r   o f   t h e   s y s t e m .   T h e   dus t   de t e c t o r   w a s   pl a c e d  i n   t h e   ki t c h e n   t o   de t e c t   t h e   a m o unt   o f   dus t   c o n c e n t r a t i o n   w i t hi n   t h e   pl a c e .     T h e   a c c um u l a t e d  a m o u n t   o f   dus t   w a s   c o n v e r t e d  t o   A Q I  v a l u e   a n d   i nt e r p r e t e d   t o   i t s   e qui v a l e nt   h e a l t h  c o n c e rn.   T h e   e xpe c t e d  i nt e rp r e t a t i o n  o f   l e v e l   of   h e a l t h  c o n c e rn   us i n g  t h e   A Q I  t o   P M 2. 5   c o n v e r s i o n   s c a l e   a n d   t h e   a c t u a l   i n t e r p r e t a t i o n   o f   s y s t e m   b a s e d  o n   t h e   c o m put e d  A Q I  i s   p r e s e nt e d  i n  T a b l e   3.   T h e   r e s ul t   s h o w s   t ha t   t h e   s y s t e m   a c c ur a t e l y   i n t e r p r e t s   t h e   A Q I  t o   i t s   e qui v a l e nt   l e v e l s   o f   h e a l t h   c o n c e rn   w i t h   a   s uc c e s s   r a t e     o f   100%.     T h e   r e s ul t   i n  t ra n s l a t i ng  t h e   l e v e l   of   h e a l t h   c o n c e rn  s i g ni f i e s   t h e   p r e c i s i o n   o f   t h e   s y s t e m   i n  i n t e r p r e t i ng  t h e   P M 2. 5  t o   t h e   s i x  A Q I  l e v e l s   of  h e a l t h   c o n c e rn .   T h e   l e v e l s   of  h e a l t h   c o n c e rn   r e p r e s e n t e d  b y   c o l o r e d  L E D s   i s   h e l pf ul   t o   i n d i v i dua l s   s i n c e   t h e y   w i l l   ha v e   v i s ua l   i n f o r m a t i o n  a b o ut   t h e   qu a l i t y   of   a i r  i n  t h e   r o o m .   T h i s   f e a t u r e   of   s h ow i n g  t h e   i n do o r   a i r   qua l i t y   h a s   n o t   b e e n   i m p l e m e nt e d  y e t   i n   a n y   i n do o r   a i r     puri f i e r s   [17 ,   18 ].       T a b l e   3 .   T h e   I nt e r p r e t a t i o n  o f   P M 2. 5  t o   t h e   A Q I  L e v e l s   of   H e a l t h  C o n c e rn  by   t h e   S y s t e m   D a t e   a n d   T i m e   P M 2 . 5   (μ g / m 3 )   A Q I   E x p e c t e d   I n t e r p r e t a t i o n   S y s t e m   In t e r p r e t a t i o n   Re s u l t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 0 : 2 8   A M   3 7 5 . 0 2   417   H a z a rd o u s   H a z a rd o u s   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 1 : 2 8   A M   2 7 1 . 1 6   321   H a z a rd o u s   H a z a rd o u s   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 2 : 2 8   A M   2 2 8 . 7 8   278   V e r y   U n h e a l t h y   V e r y   U n h e a l t hy   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 3 : 2 8   A M   2 9 . 6 1   87   M o d e ra t e   M o d e ra t e   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 4 : 2 8   A M   2 8 . 3 1   85   M o d e ra t e   M o d e ra t e   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 5 : 2 8   A M   1 3 7 . 1 6   193   U n h e a l t h y   U n h e a l t h y   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 6 : 2 8   A M   3 1 2 . 8 6   362   H a z a rd o u s   H a z a rd o u s   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 7 : 2 8   A M   3 5 3 . 7 5   403   H a z a rd o u s   H a z a rd o u s   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 8 : 2 8   A M   1 1 5 . 4 3   181   U n h e a l t h y   U n h e a l t h y   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 9 : 2 8   A M   2 7 7 . 1 6   327   H a z a rd o u s   H a z a rd o u s   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   7 : 0 0 : 2 8   A M   2 8 8 . 0 8   338   H a z a rd o u s   H a z a rd o u s   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   7 : 0 1 : 2 8   A M   3 2 . 1 9   93   M o d e ra t e   M o d e ra t e   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   7 : 0 2 : 2 8   A M   3 0 1 . 1 4   351   H a z a rd o u s   H a z a rd o u s   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   7 : 0 3 : 2 8   A M   3 0 7 . 9   357   H a z a rd o u s   H a z a rd o u s   Co rr e c t   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   7 : 0 4 : 2 8   A M   2 7 3 . 0 8   323   H a z a rd o u s   H a z a rd o u s   Co rr e c t       3. 3 .     F u z z y  Lo gi c   F an   C o n tr o l   R e s p o n s e   to   C o mp u te d   A Q I   A   vo l t a ge   s e n s o r   w a s   t e m po ra r i l y   c o n n e c t e d  t o   t h e   o ut put   p i n s   o f   t h e   vo l t a ge   r e gul a t o r   t o   c h e c k  i f  t h e   de f uz z i f i e d  i n put   v o l t a ge   w a s   t h e   r e s po n s e   of   t h e   s y s t e m   t o   t h e   c o m put e d  A Q I.   T h e   i nput   v o l t a ge   w e r e   a l s o   r e c o r de d  i n  t h e   d a t a   l o gge r  a n d   s h o w n   i n  T a b l e   4.   T h e   r e l i a b i l i t y   of   t h e   m e a s ur e d  i n pu t   v o l t a ge   w a s   t e s t e d   by   g e t t i n g  t h e   P e a r s o n ’s   c o r r e l a t i o n  c oe ff i c i e n t   f o r m ul a .   T h e   c o rr e l a t i o n   c o e ff i c i e n t   w a s   0. 99 62  w h i c h  i n d i c a t e s   t ha t   i t   ha s   a   v e r y   s t r o ng  po s i t i v e   r e l a t i o n s h i p   a s   r e f e rr e d  t o   t h e   s t r e ngt h  o f   c o r r e l a t i o n   i n   T a b l e   3.   T h i s   r e s ul t   j us t i f i e d  t ha t   t h e   m e a s u r e d  i n pu t   vo l t a ge   f o l l ow e d  t h e   e xpe c t e d  v o l t a ge .   T h e   c a pa b i l i t y   of   t h e   s y s t e m   t o   fo l l ow   t h e   e xpe c t e d  vo l t a ge   b a s e d  o n   t h e   c r i s p   o ut put   ge n e r a t e d  i n  t h e   de f uz z i f i c a t i o n   i ndi c a t e s   t ha t   f uz z y   l o gi c   i s   a ppl i c a b l e   i n   c o n t r o l l i n g  t h e   r o t a t i o n   s pe e d  of   t h e   f a n   o f   a n   i n do o r   a i r   pu r i f i e r .   F uz z y   l o gi c   c o n t r o l   ha s   n o t   b e e n   i m pl e m e nt e d  y e t   o n   e xi s t i ng  a i r  pu ri f i e r s   [ 1 - 4,   17 ,   18 ].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       F uz z y   l og i c   bas e d   f an  c on t r ol l e r   of   i ndo or   a i r   pur i f i e r   f an   ( E r t i e   A b ana )   1273   T a b l e   4 .   T h e   D e f uz z i f i e d  I n p ut   V o l t a ge   a n d   M e a s u r e d  I n p ut   V o l t a ge   D a t e   a n d   T i m e   A Q I   D e f u z z i fi e d   In p u t   V o l t a g e     M e a s u r e d   I n p u t   V o l t a g e   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 0 : 2 8   A M   417   240   2 3 7 . 5   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 1 : 2 8   A M   321   240   2 3 7 . 5   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 2 : 2 8   A M   278   231   2 3 6 . 8   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 3 : 2 8   A M   87   8 3 . 7   8 4 . 8   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 4 : 2 8   A M   85   8 2 . 6   8 5 . 3   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 5 : 2 8   A M   193   160   1 3 3 . 1   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 6 : 2 8   A M   362   240   2 3 6 . 6   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 7 : 2 8   A M   403   240   2 3 6 . 9   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 8 : 2 8   A M   181   152   1 5 4 . 8   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   6 : 5 9 : 2 8   A M   327   240   2 3 5 . 6   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   7 : 0 0 : 2 8   A M   338   240   2 3 5 . 5   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   7 : 0 1 : 2 8   A M   93   8 7 . 7   9 1 . 8   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   7 : 0 2 : 2 8   A M   351   240   2 3 5 . 9   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   7 : 0 3 : 2 8   A M   357   240   2 3 5 . 5   0 4 / 0 5 / 2 0 1 8   7 : 0 4 : 2 8   A M   323   240   2 3 5 . 7       3. 4 .     P u r i fi c ati o n   T i m e   o f  th e   S ys te m   T h e   s y s t e m   a da pt s   t o   t h e   c h a nge   i n   i ndo o r   a i r   q ua l i t y   a n d   e ff i c i e n t l y   pur i f i e s   t h e   s u rr o u n di ng  a i r  w h i c h   s o m e t hi n g   t h a t   p r e v i o us   i n v e nt i o n s   [2,   19 - 22 ]   l a c k.   T a b l e   5  p r e s e n t s   e a c h   l e v e l   o f   h e a l t h   c o n c e rn  w i t h   t h e   num b e r   o f   oc c ur r e n c e s   a nd  t h e   t o t a l   t i m e   i t   o c c urr e d  fo r   8  h o u r s .   T h e   n um b e r   o f   oc c ur r e n c e s   of   a   pa r t i c ul a r   l e v e l   of   h e a l t h   c o n c e rn   i n di c a t e s   t h a t   a t   c e rt a i n   t i m e s ,   t h e   c o n di t i o n   o f   a i r   i n   t h e   r o o m   i s   i n   t h i s   s t a t e .   T h e   G o o d  l e v e l   h a s   t h e   g r e a t e s t   pe r c e n t a ge   o f   t h e   t o t a l   t i m e   w hi c h  m e a n s   t ha t   t h e   s y s t e m   w a s   c a pa b l e   of   ke e pi n g   t h e   a i r  h e a l t h y   m o s t   o f   t h e   t i m e .       T a b l e   5 .   T h e   P u r i f i c a t i o n  T i m e   w h e n  us i ng  t h e   F uz z y   L o gi c   b a s e d   F a n  Co nt r o l l e r   of  Indo o r   A i r  P u r i f i e r  F a n   L e v e l s   o f   H e a l t h   Co n c e rn   N u m b e r   o f  O c c u rre n c e s   T o t a l   T i m e   O c c u rr e d   (h h : m m : s s )   P e r c e n t   o f   t h e   T o t a l   T i m e   G o o d   408   0 3 : 2 4 : 0 0   4 2 . 5 %   M o d e ra t e   103   0 0 : 5 1 : 3 0   1 0 . 7 3 %   U n h e a l t h y   fo r  S e n s i t i v e   G r o u p   91   0 0 : 4 5 : 3 0   9 . 4 7 %   U n h e a l t h y   159   0 1 : 1 9 : 3 0   1 6 . 5 6 %   V e r y   U n h e a l t h y   113   0 0 : 5 6 : 3 0   1 1 . 7 7 %   H a z a rd o u s   86   0 0 : 4 3 : 0 0   8 . 9 6 %       3. 5 .     En e r g y  C o n s u m p ti on   U s i n g  th e   F u z z y  Lo gi c   B as e d   F an   C o n tr o l l e r   o f  I n d o o r   A i r   P u r i fi e r   F an   T h e   e n e r gy   c o n s um p t i o n   o f   t h e   s y s t e m   w a s   m e a s ur e d  us i n g   a n  e l e c t r i c   m e t e r   i n  3   da y s .   T h e   m e t e r  r e a d i n g  i s   r e c o r de d  a t   11: 30  a m   a n d  7: 30  p m .   E n e r gy   c o n s um pt i o n   o f   t h e   i n do o r   a i r   pu r i f i e r   w i t h   t h e   f uz z y   l o gi c   f a n  c o n t r o l   a s   s h o w n   i n  T a b l e   6 .       T a b l e   6 .   E n e rgy   Co n s um pt i o n   o f   t h e   I n do o r  A i r   P u r i f i e r  w i t h  t h e   F u z z y   L o gi c   F a n  Co nt r o l   D a y   1 1 : 3 0   a m   M e t e r  R e a d i n g   (k W h )   7 : 3 0   p m   M e t e r  Re a d i n g   (k W h )   E n e r g y   Co n s u m p t i o n   (k W h )   1   0 . 6   0 . 8   0 . 2   2   0 . 8   1 . 0   0 . 2   3   1 . 0   1 . 3   0 . 3       T h e   e n e r gy   c o n s um p t i o n  w a s   i n i t i a l l y   t e s t e d  w i t h  t h e   m a x i m um   i nput   v o l t a ge   o f   2 40  v o l t s   t o   t h e   m o t o r   o f   t h e   f a n  w i t h o ut   us i n g  t h e   f uz z y   l o gi c   b a s e d   f a n   c o n t r o l l e r   o f   i n do o r   a i r   pu ri f i e r   f a n .   T h e   e n e r gy   c o n s um pt i o n   i n   3   da y s   w i t h o ut   us i ng  t h e   s y s t e m   w a s   1. 2  kW h.   T h i s   s h o w s   t ha t   w i t h  t h e   f uz z y   l o gi c   f a n   c o n t r o l l e r   o n   a n   i n do o r   a i r   p u r i f i e r  f a n ,   e n e r gy   c o n s um p t i o n   c a n   b e   r e duc e d  by   0. 5  kW h.   T h e   a d a pt i v e   c h a ra c t e ri s t i c s   o f  f uz z y   l o gi c   i n   r e duc i n g  t h e   e n e r gy   c o n s u m pt i o n   w a s   a ppr o p r i a t e   i n   a i r   p u r i f i e r   j us t   l i ke   o t h e r  r e l a t e d  s t udi e s   t h a t   us e d  f uz z y   l o gi c   [ 23 - 2 5 ].       4.   C O N C LU S I O N   T h e   f uz z y   l o g ic   b a s e d   f a n   c o n t r o l l e r   o f   i n do o r   a i r   pu r i f i e r  f a n   a c c ura t e l y   i n t e r p r e t s   t h e   m e a s u r e d  P M 2. 5  c o n c e n t r a t i o n   i n t o   i t s   e qui v a l e nt   A Q I  l e v e l s   of  h e a l t h   c o n c e r n.   T h e   m e a s u r e d  i n pu t   v o l t a ge   of  t h e   m o t o r   f o l l ow e d  t h e   c r i s p  o ut   f r o m   t h e   de f uz z i f i c a t i o n.   T h e   s y s t e m   w a s   a b l e   t o   m a i n t a i n  t h e   a i r   qu a l i t y   i n  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 ,  M a r c h  20 20  :     1266   -   1274   12 74   go o d  c o n di t i o n   m o s t   of   t h e   t i m e   a n d  t h e   t e s t i n g  s h o w e d  t h a t   t h e   us a ge   o f  a ut o m a t i c   f a n   c o n t r o l l e r   i n   i n do o r   a i r  pu ri f i e r   c a n  r e duc e   e n e r gy   c o n s um pt i o n .   F o r   f ur t h e r  e nha n c e m e n t s   o f   t h e   p r e s e n t   i n v e nt i o n,   t h e   p r o po n e nt s   s ugge s t s   c h a ngi n g   t h e   v o l t a ge   r e gul a t o r   a n d  s e r v o   m o t o r   i n t o   a   di m m e r   c i r c ui t   t o   m o r e   a c c ur a t e l y   s e t   t h e   i nput   v o l t a ge   t o   t h e   f a n   o f   a n   i n do o r   a i r   pu ri f i e r .   A l s o ,   t h e   a na l o g  po t e n t i o m e t e r   o f  t h e   vo l t a ge   r e gul a t o r   s h o ul d  b e   r e pl a c e d  w i t h   di g i t a l   po t e n t i o m e t e r   f o r   b e t t e r  c o n t r o l   o n   t h e   r e s i s t a n c e   t hr o ug h  di g i t a l   s i g n a l   i n s t e a d   o f   m e c h a ni c a l   m o v e m e n t .       A C K N O WL ED G E M EN TS   W e   t h a n k  G o d  o ur   F a t h e r   i n   b l e s s i n g  us   du ri n g  t h e   de v e l o p m e nt   o f   t h i s   p r o j e c t .   W e   a l s o   t h a n k  t h o s e   w h o   s uppo r t e d  us   s pe c i a l l y   t h e   U n i v e r s i t y   Re s e a r c h   Ce n t e r  a n d  t h e   Co m p ut e r   E ngi n e e ri n g  P r o g r a m   o f   t h e   U n i v e r s i t y   of   S a i n t   L o ui s .       R EF ER EN C ES   [ 1]     M a t l i n   T H ,   A ppl e g a t e   S M .   A i r   P ur i f i e r   W i t h   I nt e l l i ge nt   Se ns or s   A n d  A i r f l ow .   U S 201 5030 6533A 1   ( P a t e nt ) .   20 17.   [ 2]     C he n  L ,   R e n  M ,   S un  Y ,   H a o   F   &   F u  Y .   P or t ab l e   A i r   P ur i f i e r ,   C ont r ol   M e t hod  T he r e f o r ,   an d  A i r   P ur i f i c a t i o n  Sy s t e m .   W O 201 7185 938A 1  ( P a t e n t ) .   201 7.   [ 3]     G ua ndo ng   L .   M ul t i - F unc t i o na l   I n t e l l i ge nt   A i r   P ur i f i e r .   C N 20 6420 0 61  ( U t i l i t y   M o de l ) .   2 017 .   [ 4]     W e nne r s t r o m   J .   A i r   P ur i f i e r   E qu i pm e nt   C om pr i s i ng  F an  S pe e d  R e gul at i o n   C on t r o l l e r .   C N 20 4345 863  ( U t i l i t y   M o de l ) .   20 15 .   [ 5]     M a c w a n  N   &   S a j j a   P S .   F uz z y   l og i c :   a n  e f f e c t i v e   us e r   i n t e r f a c e   t o o l   f o r   de c i s i o n  s uppo r t   s y s t e m .   I nt e r n at i ona l   J our nal   E n gi ne e r i n g  Sc i e nc e   I nn ov a t i on   T e c hno l og y ,   20 14;   3 ( 3 ) ,   2 78 - 283.   [ 6]     G o di l   S S ,   S h a m i m   M S ,   E na m   S A ,   &   Q i dw a i   U .   F uz z y   l og i c :   A   “ s i m pl e ”   s o l u t i o n  f o r   c o m pl e xi t i e s   i n  ne ur o s c i e nc e s .   Sur g i c a l   ne ur o l og y   i n t e r nat i o nal ,   201 1;   2 ( 24 ) .   [ 7]     M i t c he l l   K w o k.   H um a n  L e v e l   A r t i f i c i a l   I nt e l l i g e nc e   S o f t w a r e   A ppl i c a t i o n  f o r   M a c hi ne   &   C o m put e r   B a s e d  P r o g r a m   F unc t i o n.   U S 2 007 0 2998 02A 1  ( P a t e nt ) .   2 007 .   [ 8]     K a ur   A   &   K a ur   A .   C o m pa r i s o n  o f   m a m da ni - t y pe   a nd  s ug e no - t y pe   f uz z y   i nf e r e nc e   s y s t e m s   f o r   a i r   c o ndi t i o ni ng   s y s t e m .   I nt e r na t i o na l   j o ur na l   o f   s o f t   c o m put i ng   a nd   e ng i ne e r i ng ,   20 12;   2( 2) ,   323 - 32 5.   [ 9]     L ubi s   A ,   P r a y uda ni   S ,   L ubi s   M   &   A l - K ho w a r i z m i   A .   D e c i s i o n  m a ki ng   i n  t he   t e a   l e a v e s   di s e a s e s   d e t e c t i o n  u s i ng  m a m da ni   f uz z y   i nf e r e nc e   m e t ho d,   2018;   12 ,   1273 - 12 81 .   [ 10]     O kw u  M O   &   N w a c hukw u  A N .   A   r e v i e w   o f   f uz z y   l og i c   a ppl i c a t i o ns   i n  pe t r o l e um   e xp l o r a t i o n,   p r o duc t i o n  a nd   di s t r i bu t i o n  o pe r a t i o ns .   J o ur n a l   o f   P e t r o l e um   E x pl o r a t i o n   a nd   P r o duc t i o n  T e c hno l o gy ,   2019;   9 ( 2 ) ,   15 55 - 1568 .   [ 11]     S i ng ha l a   P ,   S ha h   D ,   P a t e l   B .   T e m pe r a t ur e   c o nt r o l   us i ng   f uz z y   l og i c .   I n t e r na t i o na l   J our nal   o f   I ns t r um e n t at i on   an d  C ont r ol   S y s t e m s .   201 4;   4( 1) :   1 - 10.   [ 12]     A i n  Q U ,   I qba l   S ,   K h a n  S ,   M a l i k  A ,   A hm a d  I ,   J a v a i d  N .   I o t   o pe r a t i ng   s y s t e m   ba s e d  f uz z y   i nf e r e nc e   s y s t e m   f o r   ho m e   e ne r gy   m a na g e m e nt   s y s t e m   i n   s m a r t   bui l d i ng s .   S e ns o r s .   201 8 ;   18( 9 ) :   2802 .   [ 13]     A ba na   E ,   P a c i o n  M ,   S o r di l l a   R ,   M o nt a ne r   D ,   A g pa o a   D ,   A l l a m   R . .   R ak e bot :   A   r obo t i c   r ak e   f or   m i x i n g  padd y   i n  s un   dr y i ng .  I nd one s i a n  J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   an d  C om pu t e r   S c i e nc e .   20 19;   1 4( 3 ) .   1 165 - 117 0.   [ 14]     A ba na   E ,   D a y a g   C V ,   V a l e nc i a   V M ,   T a l o s i g   P ,   R a t i l l a   J P ,   G a l a t   G .   R o a d  f l o o d  w a r n i ng   s y s t e m   w i t h   i nf o r m a t i o n  di s s e m i na t i o n  v i a   s o c i a l   m e di a .   20 19;   9   ( 6 ).   [ 15]     L a t upa pu a   H ,   W a ha b  A ,   L a t u pa pu a   A I ,   A l a y dr us   M .   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r k  D e s i g n  f o r   E a r t hqu a ke ’ s   a nd   L a nds l i de ’ s   E a r l y   W a r ni ng s .   I nd one s i a n  J o ur n al   of   E l e c t r i c a l   E n gi ne e r i ng  and  C om pu t e r   Sc i e nc e .   20 18;   11 ( 2 ) :   437 - 445 .   [ 16]     G og i ne ni   V R ,   M a t c ha   K .   R e a l   T i m e   do m e s t i c   po w e r   c o ns um pt i o n  m o ni t o r i ng   us i ng   w i r e l e s s   s e ns o r   n e t w o r k s .   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E n gi ne e r i n g  ( I J E C E ) .   20 15;   5 ( 4 ) :   685 - 694.   [ 17]     A ba na   E ,   B ul a u i t a n  K H ,   V i c e n t e   R K ,   R a f a e l   M ,   F l o r e s   J B .   E l e c t r o ni c   G l o v e :   a   T e a c hi ng   A i d  f o r   t he   H e a r i ng   I m pa i r e d.   I nt e r n at i ona l   J o ur na l   o f   E l e c t r i c al   an d  C om pu t e r   E n gi ne e r i ng  ( I J E C E ) .   20 18;   8 ( 4 ) :   2290 - 2298 .   [ 18]     B o na t o   J ,   M r a k  Z ,   B a d ur i na   M .   S p e e d  r e g ul a t i o n  i n  f a n  r o t a t i o n  us i ng   f uz z y   i nf e r e nc e   s y s t e m .   M u l t i d i s c i p l i nar y   Sc i e nt i f i c   J our nal   o f   M ar i t i m e   R e s e ar c h .   2015;   29 ( 1) :   58 - 63 .   [ 19]     M un   Y ,   B a e   S ,   P a r k   J ,   H a   H ,   J ung   S ,   &   Y o o n  S .   A i r   P ur i f i e r .   C N 10 68391 39  ( P a t e nt ) .   20 17 .   [ 20]     C hunq i   Z ,   B i   H ,   Z h e   M Y ,   J ue ng   P C ,   &   H y un  P S X .   A i r   P ur i f i e r .   C N 106931 525   ( P a t e n t ) .   2017 .   [ 21]     L e ng   S   &   L i u  G .   A i r   p ur i f i e r   w i t h  f r o nt - l o a d  e l e c t r o de s .   U S 7390 35 2B 2  ( P a t e n t ) ,   200 6.   [ 22]     T ul i n  S ,   A a o ur i   T   &   C o he n  N .   S m a r t ,   p e r s o na l   a i r   pu r i f i c a t i o n  de v i c e .   W O 201 5140 776A 1  ( P a t e n t ) ,   2015 .   [ 23]     A ha m e d  N U ,   T a ha   Z B ,   K ha i r u ddi n  I B ,   R a bbi   M F ,   R a h a m a n  S M ,   &   S unda r a j   K .   “ F uz z y   l og i c   c ont r o l l e r   de s i gn  f or   i nt e l l i ge nt   a i r - c o nd i t i on i ng  s y s t e m . ”   I E E E   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o n  C o nt r o l   S c i e nc e   a nd  S y s t e m s   E ng i ne e r i ng   ( I C C S S E ) .   S i ng a po r e .   2016:   232 - 23 6.   [ 24]     Ai - Z he n  W   &   G uo - F e ng   R .   “ T he   de s i g n  o f   ne ur a l   ne t w or k   f uz z y   c on t r o l l e r   i n   w as hi n g  m ac hi ne . ”   I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o n  M e a s u r e m e n t ,   C o nt r o l   a nd   S e n s o r   N e t w o r k   ( C M C S N ) .   T a i y ua n.   2 012:   136 - 139 .   [ 25]     T huy e n  C M .     I m pr o v e d  pq  H a r m o ni c   D e t e c t i o n  M e t ho d  f o r   H y br i d  A c t i v e   P o w e r   F i l t e r .   I n t e r nat i on al   J ou r na l   o f   E l e c t r i c al   an d  C om put e r   E ng i ne e r i ng ,   201 8;   8 ( 5) ,   291 0 - 2919 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.