Rangkaian analog

1. Skematik Rangkaian

2. Hambatan Thermistor terhadap suhu
0
5
10
15
20
25
30
35
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
R
(kOhm)
Temperatur (oC)
R Thermistor terhadap Suhu
R (kOhm) turun R(kOhm) naik
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Deviasi
(kOhm)
Temperatur (oC)
Deviasi R Thermistor

3. Output rangkaian analog
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20 30 40 50 60 70 80
R
(kOhm),
V(V) Temperatur (oC)
R Thermistor, Vab, dan Vout vs Temperatur
Hambatan (kOhm) Vab (V) Vout (V)

4. Fitting digital
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 200 400 600 800 1000
Temperatur
(
o
C)
N
Temperatur hasil fitting dan pengukuran
T fitting T ukur

5. Lookup Table
-3
-2
-1
0
1
2
3
25 35 45 55 65 75 85
Deviasi
(
o
C)
Temperatur (oC)
Deviasi Temperatur alat vs Termocouple
Kurva hambatan
thermistor terhadap suhu
pada suhu diatas 60oC
memiliki gradien yang
landai, sehingga
sensitivitasnya pada suhu
diatas suhu tersebut lebih
rendah dan rawan terjadi
kesalahan saat
karakterisasi nilai
hambatan thermistor
tersebut
0
10
20
30
40
0 50 100

6. Metoda On-Off
0
10
20
30
40
50
60
0 500 1000 1500 2000
Temperatur
(
o
C)
t (s)
On-Off 566mL
0
10
20
30
40
50
60
0 500 1000 1500 2000
T
(
o
C)
t (s)
On-Off 850mL
0
10
20
30
40
50
60
0 500 1000 1500 2000
T
(
o
C)
t (s)
On-Off 1133mL

7. Metoda On-Off
Volume
(mL)
Risetime
(s)
Error steady-
state (%)
Overshoot
(%)
566 119 9.56 6.28
850 209 5.6 5.7
1133 272 5.36 3.32
0
10
20
30
40
50
60
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Temperatur
(
o
C)
t (s)
On-Off
566mL 850mL 1133mL
- Terdapat jarak antara heater dan thermistor
- Saat thermistor mendeteksi suhu mencapai set
point dan mematikan relay, suhu di heater diatas
suhu set point tersebut, sehingga ada residu
termal yang terdapat pada heater yang dapat
menaikkan temperatur air.
- Residu termal pada heater tidak bergantung
volume air sehingga semakin besar volume air
maka kenaikan suhu karena residu termal akan
semakin kecil, sehingga semakin kecil volume air
akan semakin besar overshootnya.

8. Variasi nilai Kp, Ki=Kd=0
0
10
20
30
40
50
60
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
T
(
o
C)
t (s)
Variasi Kp
kp200 kp500 kp1000 kp1500 kp2000 kp2500
48
48.5
49
49.5
50
50.5
51
51.5
52
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
T
(
o
C)
t (s)
Variasi Kp
kp200 kp500 kp1000 kp1500 kp2000 kp2500
Besar Kp berbanding lurus
dengan overshoot dan
berbanding terbalik
dengan rising time

9. Variasi nilai Kp, Ki=Kd=0
Kp
Risetime
(s)
Error steady-state
(%)
Overshoot
(%)
200 1028 -1.64 - 2.7 -2.8
500 428 -0.44 - 1.42 -0.66
1000 136 0.64 - 1.52 0.54
1500 127 1.32 - 1.42 2.08
2000 122 2.08 - 1.32 3.1
2500 116 1.86-1.32 3.32
559, 49.51 689, 49.45
48
48.5
49
49.5
50
50.5
51
51.5
52
0 500 1000 1500 2000 2500
T
(
o
C)
t (s)
Kp=2000
Kcr 2000
Pcr 130
Kp Ti Ti
P 0.5Kcr ∞ 0
PI 0.45Kcr 1/12Pcr 0
PID 0.6Kcr 0.5Pcr 0.125Pcr
Kp 1000
Ti 65
Td 16.25
Kp 1000
Ki 15.38462
Kd 16250

10. Variasi Kp, Ki, Kd
0
10
20
30
40
50
60
70
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
T
(
o
C)
t (s)
Variasi Kp, Ki, Kd
1000, 15, 16250 1000, 5, 16250 1000, 5, 1625
800, 5, 1625 800, 0.5, 1625 600, 0.1, 2000
Variasi Risetime (s)
Error steady-
state (%)
Overshoot
(%)
1
Kp 1000
124 17.28 - -15.22 14.08
Ki 15
Kd 16250
2
Kp 1000
131 16.76 - -14.78 14.32
Ki 5
Kd 16250
3
Kp 1000
130 1.2-0.98 8.38
Ki 5
Kd 1625
4
Kp 800
137 1.2-0.44 4
Ki 1
Kd 1625
5
Kp 800
138 1.64--0.1 2.3
Ki 0.5
Kd 1625
6
Kp 600
156 0.98-0.56 0.64
Ki 0.1
Kd 2000
Risetime Overshoot
steady-
state error
Kp ↓ ↑ ↓
Ki ↓ ↑ ↓
Kd Δ ↓ -

11. On-Off vs PID
0
10
20
30
40
50
60
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
T
(
o
C)
t (s)
On-Off vs PID
On-Off 600, 0.1, 2000
Tipe
Controller
Risetime
(s)
Error
steady-
state (%)
Overshoot
(%)
On-Off 119 9.56-1.32 6.28
PID 156 0.98-0.56 0.64
PID dapat menurunkan
overshoot dan menahan error
steady-state dibawah 1%, tetapi
sedikit menaikkan risetime.