Çamaşır Makinesinde Çalışma Süresinin Optimizasyonu için Bulanık Kontrolör

Öz

Çamaşır makinesi önemli ev aletlerinden biridir. Günümüzün yaygın çamaşır makinelerinin çoğu henüz akıllı özelliklere sahip değildir. Akıllı beyaz eşyalar, kullanıcılar yerine bazı karar verme işlevlerine sahiptir. Akıllı çamaşır makineleri, farklı sensörleri aracılığıyla bazı veriler toplayabilir ve bu verileri uygun eylemlerde kullanabilir. Bu bildiride, üç girişli ve bir çıkışlı bir bulanık kontrol sistemi kullanılarak kullanıcıya en uygun program süresinin önerilmesi ve enerji, su ve zamandan tasarruf edilmesi amaçlanmaktadır. Çamaşırların kir seviyesi, yağ miktarı ve yük miktarı olacak şekilde üç farklı giriş kullanılmaktadır. Bu giriş değerleri ilgili sensörler aracılığıyla elde edilir. Yıkama süresi tek çıkış olarak elde edilecektir. Bulanık denetleyicide farklı yöntemler denenerek optimum yıkama süresinin elde edilmesi amaçlanmaktadır. Üyelik fonksiyonu olarak üçgen ve yamuk olmak üzere iki farklı bulanıklaştırma yöntemi uygulanmaktadır. Bulanık çıkarım motoru yöntemleri olarak çarpım ve minimum çıkarım motoru karşılaştırmalı olarak kullanılmıştır. Bu çalışma aynı zamanda farklı durulaştırma yöntemlerinin uygulanmasının etkilerini de analiz etmektedir. Ağırlık merkezi, açıortay, maksimumun en büyüğü, maksimumun en küçüğü ve maksimumun ortalaması olmak üzere beş farklı durulaştırma yöntemi kullanılmıştır. Kodlar Python programlama dili kullanılarak yazılmıştır. Değerlendirme için farklı yöntemlerden elde edilen sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Sonuçlara göre, bulanıklaştırma için yamuk üyelik fonksiyonu, çıkarım motoru için minimum çıkarım motoru ve durulaştırma için ağırlık merkezi yöntemleri kullanılarak en uygun yıkama süresi elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Bulanık Kontrolör
• Çıkarım Motoru
• Üyelik Fonksiyonu
• Durulaştırıcı
• Akıllı Beyaz Eşyalar

Fuzzy Controller for Optimization of Operation Time in Washing Machine

Öz

The washing machine is one of the important home appliance. Most of today's common washing machines do not yet have smart features. Smart white goods have some decision-making functions instead of users. Smart washing machines can collect some data through their different sensors and use this data in appropriate actions. In this paper, it is aimed to suggest the most suitable program duration to the user and save energy, water and time by using a fuzzy controller system with three inputs and one output. Three different inputs are used; the dirt level of the laundry, the amount of oil and the amount of load. These input values can be obtained through related sensors. Washing time will be obtained as a single output. It is aimed to obtain optimum washing time by trying different methods in fuzzy controller. Two different types of fuzzification methods, triangular and trapezoidal, are applied as membership functions. As the fuzzy inference engine methods, product and minimum inference engine are used comparatively. This study also analyze the effects of the application of different defuzzification methods. We deployed five defuzzification methods: center of gravity, bisector, largest of maximum, smallest of maximum, and mean of maximum. The codes are written using Python programming language. For the evaluation, the results obtained from different methods were compared with each other. According to results, most suitable washing time can be obtained by using the methods of trapezoidal membership function for fuzzification, minimum inference engine and center of gravity for defuzzification.

Anahtar Kelimeler

• Fuzzy Controller
• Inference Engine
• Membership Function
• Defuzzifier
• Smart White Goods

Kaynakça

1. Alhanjouri, M. A., & Alhaddad, A. (2013). Optimize wash time of washing machine using fuzzy logic. In The 7th International Conference on Information & Communication Technology and Systems (ICTS 2013). Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Sukolilo, Surabaya, Indonesia.
2. Masood, R. F. (2017). Application of fuzzy logic in design of smart washing machine. arXiv preprint arXiv:1701.01654.
3. Soparkar, M. B. (2015). Defuzzification in a Fuzzy Logic Controller: Automatic Washing Machine. International Journal of Computer Applications, 975, 8887.
4. Wang, L. X. (1999). A course in fuzzy systems. Prentice Hall.
5. Ahmed, T., & Toki, A. (2016). A Review on Washing Machine Using Fuzzy Logic Controller. International Journal, 4(7).
6. Raja, K., & Ramathilagam, S. (2021). Washing machine using fuzzy logic controller to provide wash quality. Soft Computing, 1-9.
7. Nagarajan, D., Lathamaheswari, M., Kavikumar, J., & Deenadayalan, E. (2019). Interval type-2 fuzzy logic washing machine. International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems, 19(4), 223-233.
8. Akram, M., Habib, S., & Javed, I. (2014). Intuitionistic fuzzy logic control for washing machines. Indian Journal of Science and Technology, 7(5), 654.

9. Ahmed, T., Ahmad, A., & Toki, A. (2016). Fuzzy logic controller for washing machine with five input & three output. International Journal of Latest Trends in Engineering and Technology, 7(2), 136-143.
10. Wulandari, N., & Abdullah, A. G. (2018, July). Design and simulation of washing machine using fuzzy logic controller (flc). In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 384, No. 1, p. 012044). IOP Publishing.
11. Zadeh, L. A. (1965). Fuzzy sets, Information and Control, vol. 8. Google Scholar Google Scholar Digital Library Digital Library, 338-353.
12. Hatagar, S., & Halase, S. V. (2015). Three input–one output fuzzy logic control of washing machine. International Journal of Scientific Research Engineering & Technology, 4(1), 2278-882.
13. Klir, G., & Yuan, B. (1995). Fuzzy sets and fuzzy logic (Vol. 4). New Jersey: Prentice hall.
14. Lohani, P., & Hasan, S. R. (2009). Design of an improved controller microchip for washing machine. In 16th Annual Electronics New Zealand Conference (pp. 20-26).
15. Agarwal, M. (2011). Fuzzy logic control of washing machines. Roll Number 00ME1011, Department of Mechanical Engineering, India Institute of Technology, Kharagpur, 1-5.
16. Anand, M. S., & Tyagi, B. (2012). Design and implementation of fuzzy controller on FPGA. International Journal of Intelligent Systems and Applications, 4(10), 35-42.
17. Alhanjouri, M. A., & Alhaddad, A. (2013). Optimize wash time of washing machine using fuzzy logic. In The 7th International Conference on Information & Communication Technology and Systems (ICTS 2013). Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Sukolilo, Surabaya, Indonesia.
18. Hatagar, S., & Halase, S. V. (2015). Three input–one output fuzzy logic control of washing machine. International Journal of Scientific Research Engineering & Technology, 4(1), 2278-882.
19. Workman, M. E. (1996). Hardware requirements for fuzzy logic control systems (Doctoral dissertation, Texas Tech University).
20. Yadav, A. K., Reza, A., & Srivastava, S. (2014). A comparative study for ranking the efficiency of washing machines based on fuzzy set theory. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 3(4).