Dukumen b100 b600 project mandiri pengendali ketinggian air ganjar ih

1
KEMENTERIAN RISET DAN TEKNOLOGI
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga, Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022) 2013789, Fax. (022)
2013889 Homepage :www.polban.ac.id Email : polban@polban.ac.id
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen Dokumen B100: “Pengendali Ketinggian Air Menggunakan Kendali
PID Berbasis Arduino Uno”
Jenis Dokumen B100
Nomor
Dokumen
B100 – 02
Nomor Revisi 02
Nama File SKD2A_Doc_B100_PM_GanjarIH_Kendali_Air.docx
Tanggal
Penerbitan
30 Maret 2017
Unit Penerbit Ganjar Ikhsan Hakim
Jumlah
Halaman 7 Lembar
Data Pengusul
Pengusul Nama Ganjar Ikhsan Hakim
Tanggal 18 Juni 2017 Tanda Tangan
Pembimbing Nama Feriyonika, ST.,
MSc.Eng
Jabatan Pembimbing
Lembaga Program Studi D3-Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jalan Gegerkalong Hilir, Desa Ciwaruga, Bandung 40012
Telepon : 022 2013789 Faks : 022 2013889 Email: polban@polban.ac.id

2
DAFTAR ISI
1. PENGANTAR......................................................................................................4
1.1 Ringkasan Isi Dokumen..................................................................................4
1.2 Tujuan Penulisan Dokumen............................................................................4
1.3 Referensi.........................................................................................................4
2. PENGEMBANGAN PROPOSAL TUGAS MADIRI.........................................5
2.1 Pendahuluan...................................................................................................5
2.1.1 Latar belakang....................................................................................5
2.1.2 Desain.................................................................................................5
2.1.3 Konsep................................................................................................5
2.2 Jadwal Pengembangan Proyek......................................................................5
2.3 Anggaran Biaya Pengembangan Proyek......................................................6
2.4 Kesimpulan....................................................................................................7
3. PENUTUP...........................................................................................................7

3
CATATAN PERBAIKAN DOKUMEN
VERSI, TGL KETERANGAN
01,23-03-2017 Pengajuan Proposal
02, 30 -03- 2017 Revisi Judul dan subbab desain

4
1.Pengantar
1.1 Ringkasan isi dokumen
Dokumen proposal “Pengendali Ketinggian Air Menggunakan Kendali PID Berbasis
Arduino Uno” ini diajukan sebagai tugas proyek mandiri gabungan dari mata kuliah Sistem
Kendali Digital, mata kuliah Elektronika Industri 2 dan mata kuliah Instrumentasi
Elektronika program studi D3 Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Dokumen
ini menjelaskan tentang konsep dan desain alat, upaya pengembangan, perangkat yang akan
digunakan, estimasi biaya, jadwal pengerjaan tugas besar, dan capaian yang diharapkan
1.2 Tujuan Penulisan Dokumen
Tujuan penulisan dari dokumen ini yaitu :
1. Membuat prototype Pengendali Ketinggian Air Menggunakan Kendali PID.
2. Untuk memudahkan proses pengembangan alat yang akan dibuat.
3. Sebagai acuan dan referensi dalam pengembangan alat dan pengembangan lebih
lanjut,
4. Merealisasikan kendali PID yang telah dipelajari di mata kuliah Sistem Kendali
Digital, pengaplikasian komponen instrumen serta pengendalian daya.
1.3 Referensi
Comnes, Brett & A. La Rosa. 2013. “Arduino PID Example Lab”. Portland : Portland State
University
Ogata, Katsuhiko. 2010. Modern Control Engineering. New Jersey : Prentice
Hall, 2010. ISBN 10: 0-13-615673-8.
Setiawan, Budi Indra.2014. PID Control Irrigation System.Bogor : Institute Pertanian Bogor.

5
2 Pengembangan Proposal Tugas Mandiri
2.1 Pendahuluan
2.1.1 Latar belakang
Salah satu kebutuhan pokok sehari-hari makhluk hidup di dunia ini yang tidak
dapat terpisahkan adalah Air. Kehidupan seorang manusia tidak akan pernah lepas
dari air, pemanfaatan air tersebut meliputi banyak aspek seperti rumah tangga,
industri, irigasi dan lain-lain. Untuk dapat memanfaatkan air tersebut biasa
digunakan sebuah bak penampungan atau tandon yang digunakan sebagai cadangan
supply air. Tidak hanya penting bagi manusia Air merupakan bagian yang penting
bagi makhluk hidup baik hewan dan tubuhan. Tanpa air kemungkinan tidak ada
kehidupan di dunia inti karena semua makhluk hidup sangat memerlukan air untuk
bertahan hidup. Pengendalian air terkadang sangat tidak tepat, air seringkali meluap
terbuang dengan percuma dari suatu penampungan air yang telah penuh . Dari
permasalahan tersebut, pengendalian ketinggian air sangat dibutuhkan.
2.1.2 Desain
Blok Diagram Sistem
Keterangan :
 Setpoint yang digunakan memakai potensiometer.
 Kontroller menggunakan Arduino Uno.
 Penguat daya menggunakan MOSFET IRF530.
 Aktuator menggunakan motor DC atau washer pump.
 Feedback sensor menggunakan sensor ultrasonic.
2.1.3 Konsep
Inisialisasi awal ketika perangkat dinyalakan sensor akan membaca ketinggian
air yang ada dalam penampung. Data yang diterima sensor akan di proses arduino.
Menentukan set point yang dibutuhkan, apabila ketinggia air kurang dari set point
maka motor akan memompa air hingga keadaan stabil. Jika air lebih dari set point
maka motor memperlambat pemompaan air dan menahan air hingga keadaan stabil.

6
2.2 Jadwal Pengembangan Proyek
Proyek ini akan memakan waktu 6 sampai 8 minggu, mulai dari minggu kedua bulan
April 2017 hingga minggu ketiga bulan Juni 2017. Jadwal perkiraan untuk pengerjaan
ada pada tabel di bawah.
Tabel 1. Jadwal perkiraan pengerjaan alat
2.3 Anggaran Biaya Pengembangan Proyek
Biaya peralatan dan Produksi ditampilkan dalam tabel sebagai berikut :
No . Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)
1 Arduino UNO Rp. 120.000,-
2 Potensiometer Rp. 2.000,-
3 LCD Rp. 40.000,-
4 Sensor Ultrasonik Rp. 25.000,-
5 Motor DC Rp. 70.000,-
11 Komponen lain Rp. 100.000,-
Jumlah Rp. 357.000,-
No. Jenis Kegiatan
Minggu
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Perancangan Desain Mekanik
2 Riset Rangkaian Elektronik, Pemograman
3 Pembelian Komponen dan Material Mekanik
4 Ujicoba Rangkaian dan Program
5 Pencetakan PCB dan Assembling Komponen
6 Pengerjaan Mekanik
7 Ujicoba Subsistem dan Sistem Secara Keseluruhan
8 Analisis Kesalahan
9 Maintanance Alat
10 Pembuatan Laporan

7
2.4 Kesimpulan
Berdasarkan pemaparan diatas dapat disimpulkan beberapa hal tentang proyek ini
yaitu :
 Pengendali Ketinggian Air Menggunakan Kontrol PID digunakan sebagai alat untuk
pengontrol level air dengan mengatur kecepatan pemompaan air oleh motor DC
dengan sensor ultrasonik sebagai umpan balik dan menggunakan controller Arduino.
 Ketinggian air dapat diatur dengan menentukan setpoint pada alat ini, secara
otomatis alat akan mengendalikan kecepatan motor untuk memompa air ke tandon.
3 Penutup
Demikian dokumen B100 ini dibuat untuk selanjutnya dapat dijadikan acuan untuk
pengembangan-pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.

8
Judul Dokumen Dokumen B200: “Pengendali Ketinggian Air Menggunakan Kendali PID
Berbasis Arduino Uno”
Jenis Dokumen B200
Nomor Dokumen B200
Nomor Revisi 01
Nama File Doc_B200_PM_GanjarIH_Kendali_Air.docx
Tanggal
Penerbitan
30 Maret 2017
Jumlah Halaman 9 Lembar
Data Pengusul
MSc.Eng
Jabatan Pembimbing

9
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI...................................................................................................2
CATATAN PERBAIKAN DOKUMEN...................................................... 3
PENGANTAR................................................................................................ 4
3.1 Ringkasan Isi Dokumen........................................................................4
3.2 Tujuan Penulisan Dokumen..................................................................4
PENDAHULUAN.......................................................................................... .5
2.1 Gambaran Umum ..................................................................................5
2.2 Tujuan....................................................................................................5
2.3 Deskripsi Sistem....................................................................................5
2.4 Elemen yang Dibutuhkan......................................................................5
SPESIFIKASI................................................................................................. .6
3.1 Pendahuluan............................................................................................6
3.2 Deskripsi Sistem......................................................................................6
3.3 Deskripsi Perangkat Keras......................................................................6
3.4 Deskripsi Perangkat Lunak.....................................................................9

10
CATATAN PERBAIKAN DOKUMEN
VERSI, TGL KETERANGAN
01,30-03-2017 Pengajuan Proposal

11
PENGANTAR
1.1.Ringkasian Isi Dokumen
Dokumen B200 ini berisi tentang dokumen spesifikasi alat yang meliputi spesifikasi
sistem dalam mengembangkan alat, serta detail dari alat yang akan dibuat dengan nama
Pengendali Ketinggian Air Menggunakan Kendali PID Berbasis Arduino Uno, MOSFET
dan Sensor Ultrasonic. Dokumen ini lebih menitik beratkan pada pembahasan rangkaian
inti yang akan dibuat, mekanisme alat, cara kerja, dan mengenai dasar pemrograman yang
akan digunakan.
1.2.Tujuan Penulisan, Aplikasi, dan Fungsi Dokumen
Tujuan dari penulisan dokumen ini dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. Penjelasan spesifikasi perancangan Pengendali Ketinggian Air Menggunakan Kendali
PID Berbasis Arduino Uno, MOSFET dan Sensor Ultrasonic.
2. Landasan perancangan dan pengembangan produk yang berorientasi pada spesifikasi dan
dapat digunakan dalam implementasi produk tersebut.
3. Pemenuhan persyaratan kelulusan mata kuliah Sistem Kendali Digital, Mata kuliah
Elektronika Industri 2 dan mata kuliah Instrumentasi Elektronika.
1.3.Functional Requirement Specification
 Customer dalam pengembangan sistem ini adalah sektor rumah tangga, industri kimia,
atau perusahaan daerah air minum.
 Designer dalam hal ini adalah pengembang sistem yang nantinya akan mencoba berfikir
mengenai mekanisme dari alat yang akan dibuat.
 Dokumen dasar untuk program pengembangan sistem ini adalah dokumen B100 hingga
B500.
 Definisi requirement adalah deskripsi dari apa yang harus dilakukan oleh sistem.
Sistem yang dikembangkan harus mampu melakukan hal-hal tertentu.

12
PENDAHULUAN
2.1. Gambaran Umum
Pengaturan ketinggian air dilakukan oleh kecepatan perputaran dari motor dc/washer
pump yang sebelumnya mendapatkan data masukan dari sensor ultrasonic. Pertama, sensor
ultrasonic akan mendeteksi adanya perubahan ketinggian pada permukaan air. Data tersebut
kemudian diolah oleh Ardunio UNO lalu dilakukan eksekusi pada aktuator berupa motor DC.
Umpan balik didapatkan dari sensor ultrasonik yang terus membaca ketinggian air. Umpan
balik tersebut dibandingkan dengan nilai set point yang diatur oleh potensio.
Mengacu pada perencanaan, perancangan, pembuatan, dan pengoperasian, diharapkan alat
yang dibuat dapat sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan dengan begitu alat yang dibuat
dapat dinyatakan sesuai dan dapat digunakan serta diimplementasikan sebagai alat pengontrol
ketinggian air.
2..2 Tujuan
Tujuan utama dari dibuatnya alat ini adalah :
1. Mempermudah pengendalian ketinggian air sehingga penggunaan air menjadi lebih
efisien.
2. Memahami karakteristik IRF530 sebagai penguat daya yang akan mengatur kecepatan
motot dc.
3. Pengendalian ketinggian air ini selanjutnya dapat diaplikasikan pada plant atau
kendalian yang lebih besar dan kompleks lagi.
2.2. Ruang Lingkup
Alat ini memilik batasan-batasan sebagai berikut :
- Teknis :
Metode Kendali yang digunakan hanya metode PID
Gangguan yang diberikan pada plant hanya terbatas pada saluran pembuangan
* Alat yang akan dibuat dapat menunjukkan level air yang terbaca dan dapat mengatur
ketinggian air sesuai setpoint yang diinginkan
- Konten :
* Target penggunaan dari alat ini adalah dapat membantu dalam pekerjaan manusia
dalam hal pengontrolan ketinggian air .
* Alat dapat diaplikasikan lebih lanjut pada kebutuhan pengendalian air di industri
ataupun rumah tangga.
2.3. Deskripsi Sistem
Karakteristik sistem dari alat ini adalah awal mula mengatur ketinggian air agar sesuai
dengan set point yang diinginkan oleh potensiometer, dan ketinggian air yang masuk
akan dibaca oleh sensor ultrasonic yang kemudian data dikirimkan ke arduino agar
memberikan sinyal tegangan atau pwm terhadap pompa air (motor dc) sehingga plant
diisi air sesuai setpoint, serta diberi gangguan berupa kran pembuangan air.
2.4. Elemen yang Dibutuhkan
Dalam hal ini, elemen yang paling dibutuhkan adalah keakuratan pembacaan ketinggian
air yaitu sensor ultrasonic agar dapat sesuai dengan set point yang diingikan. Sehingga air
dapat bekerja secara optimal.

13
SPESIFIKASI
3.1 Pendahuluan
Pendahuluan
Pada bab ini akan dibahas mengenai spesifikasi keseluruhan dari Pengendali
Ketinggian Air Menggunakan Kendali PID Berbasis Arduino Uno, MOSFET dan
Sensor Ultrasonic sebagai suatu sistem dan komponen-komponen penyusunnya. Hal-
hal yang akan dijelaskan antara lain:
 Deskripsi Sistem : menjelaskan mengenai cara kerja secara umum dari sistem alat
ini.
 Deskripsi Perangkat Keras : menjelaskan lebih lanjut dari perangkat keras yang
mendukung sistem.
 Deskripsi Perangkat Lunak: menjelaskan komponen-komponen perangkat lunak
penyusun sistem.
3.2 Deskripsi Sistem
Prinsip kerja alat ini adalah pertama pada potensio akan diatur besar set point sistem,
sensor ultrasonic akan mendeteksi perubahan ketinggian air kemudian mengirimkan
data perubahan nilainya pada unit arduino uno. Pada unit arduino ini akan mengatur
kecepatan dari motor dc. apabila level air kurang dari set point maka motor dc akan
menyala sampai set point terpenuhi, jika berlebih maka keran pembuangan harus dibuka
dan putaran motor dc akan melambat.
3.3 Deskripsi Perangkat Keras
Alat ini membutuhkan perangkat keras sebagai pendukung dari sistem ini, diantaranya:
 Potensiometer sebagai set point
Diameter : 27.8mm
Maximum Operating Temperature : +120°C
Shaft Diameter :6.35 mm
Minimum Operating Temperature :-55°C
Termination Style :Solder Lug
Series :53
Potentiometer Type : Linear
Board Level Components : Y
Power Rating :2W
Tolerance : ±10%

14
 Washer Pump DC 12 V sebagai aktuator
- sumber tenaga : DC 12 volt ( arus 2,1 amper )
- daya hisap : 1,6 liter per menit
- tekanan sembur air : 5 bar
- ukuran selang : 10mm
- material pembungkus : plastik dan karet
 MOSFET IRF530 sebagai penguat daya

15
 Arduino Uno sebagai kontroler

16
 Sensor Ultrasonic hc-sr04 sebagai umpan balik
3.4 Deskripsi Perangkat Lunak
Berikut adalah tahapan dalam realisasi perangkat lunak.
 Menentukan bahasa pemrograman yang dipakai adalah bahasa C++ Arduino.
 Menentukan compiler yang digunakan untuk pemrograman adalah Arduino IDE.
 Membuat dan menguji program berdasarkan diagram alir yang telah dibuat dan
mensimulasikannya pada mikrokontoler.
 Men-download program ke dalam embedded system.
 Menguji program pada alat yang telah dibuat.

17
PID Berbasis Arduino Uno“
Jenis Dokumen B300
Nomor
Dokumen
B300
Nomor Revisi 01
Tanggal
Penerbitan
21 April 2017
Data Pengusul
MSc.Eng
Jabatan Pembimbing

18
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ...................................................................................................................... 2
CATATAN SEJARAH PERBAIKAN DOKUMEN ...................................................... 3
I. PENGANTAR................................................................................................................ 4
1.1 Ringkasan Isi Dokumen ........................................................................................... 4
1.2 Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen ............................................... 4
II. Perancangan Sistem...................................................................................................... 4
2.1 Blok Diagram Modul................................................................................................. 4
2.2 Sistem Wiring............................................................................................................ 4
2.3 Perncangan mekanik.................................................................................................. 5
2.3 Flowchart Perancangan Perangkat Lunak................................................................. 5

19
CATATAN SEJARAH PERBAIKAN DOKUMEN
VERSI, TGL PERBAIKAN

20
I. PENGANTAR
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B300 ini berisi mengenai spesifikasi produk yang ditujukan
sebagai proyek mandiri gabungan dari mata kuliah Sistem Kendali Digital,
Elektronika Industri dan Instrumentasi Elektronika. Pada dokumen ini berisi
tentang blok koneksi antar modul, wiring sistem, dan flowchart dari sistem
kendali serta perancangna mekanik untuk proyek yang akan dibuat.
1.2 Tujuan Penulisan Dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen
Pembuatan dokumen ini secara umum bertujuan sebagai pemenuhan
syarat kelengkapan dokumen pembuatan alat yang meliputi analisa dan
perancangan alat baik dari sisi perancangan perangkat keras, didalamnya
mencakup aspek mekanik dan aspek elektronik, maupun perancangan perangkat
lunak, didalamnya mencakup aspek computer dan pemrograman juga aspek
sistem kendali. Melengkapi tujuan umum tersebut, dokumen ini juga memiliki
tujuan khusus, yaitu:
a. Mempermudah pemahaman pembaca mengenai alat yang akan dibuat,
b. Sebagai acuan dalam pengerjaan proyek,
c. Sebagai acuan dalam pengembangan proyek dalam jangka panjang.
II. PERANCANGAN SISTEM
2.1 Blok Diagram Modul
Perancangan perangkat lunak bagian sistem kendali dapat dijelaskan melalui
diagram blok sebagai berikut :
Set Point
Kontroler
(Arduino Uno)
Feedback Sensor
(Ultrasonic)
Feedback Sensor
(Ultrasonic)
Driver MotorDriver Motor Aktuator (Motor DC)Aktuator (Motor DC) Tangki AirTangki Air
Plant
Output
PV
SV
+
-
GangguanGangguan
2.2 Sistem Wiring
Sistem wiring ini meruakan perancangan yang diimplementasikan ke dalam
rangkaian elektronika yang digunakan dalam pengembangan dan pembuatan
alat, berikut rangkaian elektronika yang akan direalisasikan:

21
2.3 Perancangan Mekanik
Perancangan perangkat keras bagian mekanik menjelaskan tentang detil aspek
mekanik dari alat yang dibuat, baik dari segi ukuran maupun dari segi bahan dan
material yang digunakan, berikut perancangan mekanik yang dibuat dimana
perancangan ini sewaktu-waktu dapat disesuaikan dengan kebutuhan namun tetap
berada dalam acuan perancangan yang dibuat.
2.4 Flowchart Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan Program dapat dibuat dan dijelaskan melalui diagram alir atau flow
chart. Perancangan Program dibuat dengan tujuan menjelaskan bagaimana program
bekerja pada sistem atau alat yang dibuat bukan untuk menjelaskan cara kerja sistem
atau alat secara keseluruhan. Berikut perancangan program yang telah dibuat
R
4
DC
7
Q
3
GND
1
VCC
8
TR
2
TH
6
CV
5
U1
NE555
C1
470uF
C2
100nF
C3
10nF
D1
1N4002
D3
1N5408
D4
1N5408
R1
10k
+88.8
Q1
IRF530
SW1
SW-SPDT-MOM
6
5
4
1
2
U2
OPTOCOUPLER-NPN
R2
470
R3
220
R4
470
49%
RV1
20k
+88.8
Volts
PWM
+12V
DIGITAL(~PWM)
ANALOGIN
ATMEGA328P-PU
1121
~
~
~
~
~
~
APK-TECH|techno-apk.blogspot.com
TX
RX PD0/RXD
0
PD1/TXD
1
PD2/INT0
2
PD3/INT1
3
PD4/T0/XCK
4
PD5/T1
5
PD6/AIN0
6
PD7/AIN1
7
PB0/ICP1/CLKO
8
PB1/OC1A
9
PB2/SS/OC1B
10
PB3/MOSI/OC2A
11
PB4/MISO
12
PB5/SCK
13
AREF
PC5/ADC5/SCL
A5
PC4/ADC4/SDA
A4
PC3/ADC3
A3
PC2/ADC2
A2
PC1/ADC1
A1
PC0/ADC0
A0
RESET
DUINO1
ARDUINO UNO R3
+5V
Trigger
Echo
Gnd
TestPinwww.TheEngineeringProjects.com
SONAR1
ULTRASONIC SENSOR
+5v

23
Judul Dokumen Dokumen B400: “Pengendali Ketinggian Air Menggunakan Kendali PID
Berbasis Arduino Uno“
Jenis Dokumen B400
Nomor Dokumen B400
Nomor Revisi 01
Tanggal
Penerbitan
19 Mei 2017
Data Pengusul
MSc.Eng
Jabatan Pembimbing

24
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ...................................................................................................................... 2
DAFTAR GAMBAR......................................................................................................... 3
CATATAN SEJARAH PERBAIKAN DOKUMEN ...................................................... 4
I. PENGANTAR................................................................................................................ 5
1.1 Ringkasan Isi Dokumen ........................................................................................... 5
1.2 Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen ............................................... 5
1.3 Referensi.................................................................................................................... 5
II. Lingkup Pengujian...................................................................................................... 5
III. Hasil Pengujian
3.1 Pengujian Set Point................................................................................................... 6
3.2Pengujian Display..................................................................................................... 7
3.3 Pengujian Driver-aktuator........................................................................................ 8
3.4 Pengujian Sensor Ultrasonik.................................................................................... 8
IV. Kesimpulan................................................................................................................. 10

25
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Hasil pengecekan 1 SV.................................................................................... 6
Gambar 4. Hasil pengecekan Display................................................................................ 7
Gambar 5. Hasil plotingSensor.......................................................................................... 8
Gambar 6. Hasil pengecekan 1 Sensor Ultrasonik............................................................. 9
Gambar 9. Hasil pengujian Sensor ultrasonik dengan filter digital................................... 10

26

27
I. Pengantar
Dokumen ini berisi proses dan implementasi dari proyek yang berjudul “Pengendali
Ketinggian Air Menggunakan Kendali PID Berbasis Arduino Uno. Deskripsi dan
gambaran umum proyek telah diuraikan pada dokumen B100, spesifikasi telah
diuraikan pada dokumen B200, dan desain telah diurakan pada dokumen B300. Pada
dokumen ini akan dijelaskan implementasi pembuatan produk secara detail dan
pengetesan setiap blok modul kendali.
Isi dokumen ini secara garis besar dibagi menjadi empat bagian yaitu mekanik,
elektronik, dan kontrol. Bagian mekanik akan menjelaskan implementasi di bagian
mekanik yang digunakan pada sistem ini. Bagian elektronik menjelaskan perangkat-
perangkat elektronik yang digunakan dan fungsinya. Bagian kontrol menjelaskan alur
pengontrolan sistem ketika bergerak.
1.2 Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen
Tujuan penulisan dokumen ini secara umum adalah melanjutkan proses perancangan dan
realisasi dari proyek sistem kendali digital dalam hal realisasi dan implementasi sistem
elektronikanya dalam hal pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen sebelumnya,
sehingga proyek ini bisa terelalisasikan.
Sedangkan tujuan khusus dari dokumen ini adalah:
1. Memudahkan proses pengembangan proyek.
2. Sebagai landasan dalam proses pengerjaan proyek.
3. Sebagai salah satu dokumentasi dalam pengembangan proyek itu sendiri.
1.3 Referensi
 http://www.instructables.com/id/WATER-LEVEL-INDICATOR-USING-
ARDUINO/ diakses pada 29 April 2017
 http://www.labviewarduino.in/2014/12/automatic-water-level-controller-using.html
diakses pada 29 April 2017
 http://learn.robotgeek.com/projects/35-projects/69-arduino-pump-tutorial-
aquarium-auto-refill.html diakses pada 29 April 2017
II. Lingkup Pengujian
Lingkup pengujian dari sistem yang akan diuji adalah melihat performa dari
suatu komponen atau blok yang akan dipakai, hasil pengujian akan menyatakan
komponen atau blok tersebut berada dalam keadaan baik atau tidak. Adapun indikasi
dari komponen yang dinyatakan baik adalah nilai dari suatu komponen atau blok sesuai
dengan yang diinginkan.
Berikut komponen atau blok yang akan diuji:
 Potensiometer sebagai SV
 Arduino sebagai embeded system controller
 Motor Washerpump sebagai aktuator
 Ultrasonic sebagai sensor

28
III. Hasil Pengujian
3.1 Pengujian Set Point
Pengujian potensiometer sebagai SV (set point) dilakukan dengan membuat
rangkaian seperti diatas, dengan menghubungkan potensio ke Vcc dan GND dikedua
sisinya, dan pada kaki tengah dihubungkan dengan port A0 pada Arduino. Dengan
menggunakan program untuk mengonversi nilai pembacaan potensiometer ke nilai
tegangan, hasil dari pengujian komponen ini dapat dilihat seperti tabel dibawah.
No Posisi Potensio Nilai (V)
1 Minimum ( Paling Kiri ) 0
2 Sedang ( Tengah ) 2.5
3 Maximum( Paling Kanan ) 5
Dengan hasil pengujian seperti tabel diatas, dapat dikatakan bahwa potensio
ada dalam keadaan yang baik.
Hasil Ploting
a. Pada saat potensio minimum
Gambar 1. Hasil pengecekan 1 SV
b. Pada saat potensio medium

29
c. Pada saat potensio maksimum
3.2 Pengujian Display
Pengujian display digunakan program custom character untuk melihat apakah
lcd dapat memunculkan karakter yang diinginkan. Berikut adalah koding program:
Hasil test
Gambar 4. Hasil pengecekan display LCD
3.3 Pengujian Driver-aktutor

30
Pada pengujian ini menggunakan Mosfet IRF530 sebagi driver dan
washerpump sebagai aktuator. Pengujian dilakukan dengan cara mengatur nilai PWM
untuk melihat perbedaan kecepatan dari washerpump, hasil ditunjukkan pada tabel
berikut:
PWM Vout arduino (V) Vds (V) Id (mA) Vgs ( V)
255 4.5 8 120 12
200 4 7.6 100 9.4
150 3,2 6.9 100 7.6
100 2 4.2 95 7.3
50 1 3.8 80 6.8
0 0 12 0 3
3.4 Pengujian Sensor Ultrasonik
Pengujian pada sensor ultrasonic HC-SR ini yaitu dengan menghubungkan
keempat pin ke arduino, 2 pin untuk vcc dan ground 2 pin lagi untuk pembacaan sensor
(iput 12 trigger& input 11 echo). Arduino diberi program pengukur jarak dengan batas
jarak minimum 25cm, setelah dilakukan pengujian sensor berikut hasilnya.
Gambar 5. Hasil plotingSensor

31
a. Hasil pengujian jika jarak kurang dari 25cm
Gambar 6. Hasil pengecekan 1 Sensor ultrasonik
b. Hasil pembacaan ketika 26cm
c. Hasil pembacaan ketika 31cm
d. Pengujian Sensor Dengan filter
 Waktu sebenarnya: 7.81 s
 Range pada plot : 993
 Perioda : 72 s
 Hasil konversi =
𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑎
𝑟𝑎𝑛𝑔𝑒 𝑝𝑙𝑜
x waktu sebenarnya
=
71
993
x 7.81 = 0.558s
 f=
1
0.558
=1.79Hz
 ω=2πf =2 . 3,14 . 1,79 = 11.2 rad

32
Gambar 9. Hasil pengujian Sensor ultrasonik dengan filter digital
IV. Kesimpulan
Berdasarkan data hasil pengujian terhadap setiap blok, maka dapat diambil kesimpulan
bahwa:
1. Pada Alat ini menggunakan Arduino uno sebagai kontroler untuk mengatur setiap
input data nilai SV yang diatur menggunakan potensiometer.
2. Pada plant ini menggunakan Whaser Pump yang memerlukan IRF530 yang berfungsi
sebagai driver untuk mengendalikan pwm sebagai input pompa.
3. Pengetesan sensor ultrasonic sebagai feedback dengan menggunakan program PID tipe
A masih berfungsi dengan baik, walaupun pembacaan jarak yang berubah-ubah dan
bentuk gelombangnya linier setelah mendapatkan filter.

33
Jenis Dokumen B500
Nomor
Dokumen
B500
Nomor Revisi 01
Tanggal
Penerbitan
18 Mei 2017
Data Pengusul
MSc.Eng
Jabatan Pembimbing

34
DAFTAR ISI
Daftar Isi ............................................................................................................................. 2
Catatan Sejarah Perbaikan Dokumen.................................................................................. 3
1. Pengantar ........................................................................................................................ 4
1.1. Ringkasan Isi Dokumen.................................................................................... 4
1.2. Tujuan Penulisan............................................................................................... 4
2. Linearisasi Sensor............................................................................................................. 5
3. Design Kendali Menggunakan Zigler-Nichols tipe 1 ...................................................... 6
4. Menentukan Parameter Kendali........................................................................................ 6
5. Kesimpulan ....................................................................................................................... 7

35

36
1. Pengantar
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini berisi proses dan implementasi dari proyek yang berjudul Sistem Water Level
Control Menggunakan Metode PID. Deskripsi dan gambaran umum proyek telah diuraikan
pada dokumen B100, spesifikasi telah diuraikan pada dokumen B200, desain telah diurakan
pada dokumen B300, dan implementasi pembuatan produk secara detail dengan pengetesan
setiap blok modul kendali sudah dijelaskan pada dokumen B400. Pada dokumen B500 ini akan
menjelaskan mengenai linierisasi sensor, desain kendali dengan menggunakan Ziegler-
Nichols Tipe 1, dan menentukan parameter Kp Ti dan Td yang digunakan dalam plant level
air.
1.2. Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen
Tujuan penulisan dokumen ini secara umum adalah
1. Menentukan parameter Kp, Ti dan Td dengan menggunakan metode ZN-1 untuk
mempermudah proses tunning dan untuk mendapat hasil tunning yang terbaik
2. Sebagai salah satu dokumentasi dalam pengembangan proyek
3. Sebagai landasan dalam proses pengerjaan proyek

37
2. Linierisasi Sensor
Proses linierisasi sensor ini mengunakan metode persamaan garis lurus:
y=mx+b
dimana : y = pembacaan jarak oleh sensor
x = jarak pada plotter
pengukuran dilakukan dengan mengambil beberapa data sebagai berikut
Jarak Pembacaan (y) Jarak pada plotter (x) Persaman
10 Cm 10 10 = 10m +b
5 Cm 5 5 =5m +b
Dengan mengeleminasi kedua persamaan tersebut didapat nilai m = 1 dan
mensubtitusikannya ke persamaan 2 maka didapatkan nilai b = 0.
Gambar 2.1 pengukuran jarak 10cm
Gambar 2.2 pengukuran jarak 5cm.

38
3. Design Kendali Menggunakan Zigler-Nichols tipe 1
3.1 Respon Awal
Gambar 2.3 respon awal
3.2 Design Kendali
Gambar 2.4 Hasil design
Proses design menggunakan metode ziegler-nichols 1 yang menggunakan sistem open loop.
4. Menentukan Parameter Kendali
- Waktu real = 16’36’’ atau 996 detik
- Jarak pada desain = 939
- Konversi waktu asli terhadap respon =
waktu real
jarak respon
=
996
939
=1,061
Jadi :
1cm pada respon = 1,061 detik waktu real
Sehingga untuk mendapatkan nilai T dan L adalah :
 L = 0,1 x 1,061 = 0,1061
 T =37 x 1,061 = 39,257
 Kp = 1,2 x
𝑇
𝐿
= 1,2 x
39,257
0,1061
= 370
 Ti = 2L
= 2(0,1061)
= 0.2122
 Td = 0,5L
= 0,5 x 0,1061
= 0,05305

39
 Respon awal Hasil Design
Kp= 370; Ti = 0,2122 dan Td = 0.05305
Pada respon hasil design terdapat error steady state dimana terdapat osilasi pada saat
mendekati set point
5. Kesimpulan
Berdasarkan data hasil percobaan dan analisis perhitungan, dapat diambil kesimpulan
bahwa:
1. Untuk mendapatkan nilai parameter (Kp,Ti,Td) dalam mencari respon PID dari sistem
dapat menggunakan metoda Ziegler Nichols 1.
2. Nilai hasil perhitungan desain kendali untuk water level didapatkan nilai Kp= 370; Ti =
0.2122 dan Td = 0.05035

40
Jenis Dokumen B600
Nomor
Dokumen
B600
Nomor Revisi 01
Tanggal
Penerbitan
28 Mei 2017
Data Pengusul
MSc.Eng
Jabatan Pembimbing

41
DAFTAR ISI
Daftar Isi ............................................................................................................................. 2
Catatan Sejarah Perbaikan Dokumen.................................................................................. 3
1. Pengantar ........................................................................................................................ 4
1.1. Ringkasan Isi Dokumen........................................................................................ 4
1.2. Tujuan Penulisan................................................................................................... 4
2. Tuning Desain Sistem Kendali........................................................................................ 5
3. Kesimpulan .............................. ...................................................................................... 7

42

43
1. Pengantar
Dokumen B600 ini berisi tentang dokumen proses desain kendali PID dalam
mengembangkan Sistem Kendali level air menggunakan sensor ultrasonic. Deskripsi dan
gambaran umum proyek telah diuraikan pada dokumen B100, spesifikasi telah diuraikan pada
dokumen B200, desain telah diurakan pada dokumen B300 dan pengujian telah dilakukan di
dokumen B400 serta desain kendali telah dilakukan di dokumen B500. Pada dokumen ini akan
dijelaskan hasil tuning desain kendali PID yang telah diimplementasikan pada Sistem Kendali
Kendali level air menggunakan sensor ultrasonic.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah melanjutkan proses perancangan dan realisasi
dari perencanaan sistem secara teknis dari Sistem Kendali level air menggunakan sensor
ultrasonic dalam hal pemaparan desain kendali. Sedangkan tujuan khusus dari dokumen ini
adalah :
1. Untuk memudahkan proses pengembangan dan pembuatan sistem.
2. Sebagai landasan dalam proses pengerjaan proyek.
3. Sebagai dokumentasi tahapan dalam perancangan dan pengembangan sebuah desain
PID dari proyek sistem kendali PID water level.
4. Sebagai dokumentasi proses menentukan tipe PID optimum yang dapat digunakan dan
pengujian sistem terhadap gangguan yang diberikan.

44
2. Tuning Desain Sistem Kendali
Pada dokumen sebelumnya didapatkan hasil desain kendali dengan nilai Kp=
83.759999; Ti = 1.0017 dan Td = 0.250 dengan bentuk respon seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2.1 respon hasil desain
Pada gambar diatas masih terdapat osilasi,hal tersebut disebabkan oleh nilai Kp yang
terlalu besar dan nilai Kd yang terlalu kecil sehingga perlu dilakukan tunning manual agar
menjadi lebih baik. Maka dari itu nilai Kp harus diturunkan, menaikan nilai Ti dan nilai Td.
Gambar 2.2 Tabel Tuning PID
Tuning dilakukan beberapa kali dengan data sebagai berikut :
Kp Ti Td
Respon desain 83.759999 1.0017 0.250
Tunning 1 6.613 70 500.05
Tunning 2 7 150 500

45
Berikut ini adalah hasil tuning 1 dengan parameter Kp = 6.613 ; Ti = 70; Td = 500.05
Gambar 2.3 Hasil Tuning 1
Dari hasil tuning 1 respon yang didapat masih memiliki overshoot sehingga perlu
dilakukan penambahan nilai Ti dan nilai Kp.
hasil tuning 1 dengan parameter Kp = 7 ; Ti = 150; Td = 500
Gambar 2.4 Hasil Tuning 2

46
Gambar 2.4 terlihat bahwa sinyal memiliki respon yang baik dari sebelumnya yaitu sinyal hasil
kendali sama dengan setpoint atau dengan kata lain respon telah mencapai keadaan steady state.
Untuk menguji kehandalan PID yang telah ditunning maka dilakukan gangguan berupa
membuka keran pembuangan air pada plant sehingga dapat dilihat apakah respon mengikuti
set point atau tidak, berikut hasil respon yang diberi gangguan:
Gambar 2.5 Gangguan pada respon
Dari hasil gambar 2.5 Ketika keran pembuangan dibuka respon sedikit menurun namun
perlahan kembali naik mengikuti set point. Sistem ini dapat dikatakan handal karena mampu
kembali ke kondisi steady state.
3. Kesimpulan
Dari hasil desain dan tunning manual dapat disimpulkan bahwa :
1. Tuning dengan respon terbaik didapatkan dari nilai parameter Kp= 7 ; Ti = 150 dan Td =
500;
2. Hasil pengujian terhadap sitem dengna memberikan gangguan menunjukan bahwa sistem
dapat mengatasi error yang terjadi dan nilai PV dapat perlahan mengejar kembali pada
kestabilan atau nilai set point.

Dukumen b100 b600 project mandiri pengendali ketinggian air ganjar ih

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Dukumen b100 b600 project mandiri pengendali ketinggian air ganjar ih

Similar to Dukumen b100 b600 project mandiri pengendali ketinggian air ganjar ih (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Dukumen b100 b600 project mandiri pengendali ketinggian air ganjar ih