171311011 m kemal erlangga kendali intensitas cahaya berbasis arduino, mosfet, dan lrr_b100-b600
1. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
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 B100
Judul Dokumen
Dokumen B100 : “Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID
berbasis Arduino, MOSFET, dan Sensor LDR”
Jenis Dokumen B100
Nomor Dokumen B100-00
Nomor Revisi 00
Nama File 171311011_M Kemal Erlangga_B100.docx
Tanggal Penerbitan 15 April 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 6
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
M. Kemal Erlangga 171311011
Tanggal 15-04-2019 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 082127205849 Faks : Email : erlanggakemal@gmail.com
2. DAFTAR ISI
DAFTAR ISI .............................................................................................................................2
PENGANTAR ...........................................................................................................................3
1.1 Ringkasan isi dokumen .................................................................................................3
1.2 Tujuan penulisan...........................................................................................................3
PENGEMBANGAN PROPOSAL............................................................................................4
2.1 Pendahuluan ......................................................................................................................4
2.2 Tujuan ...............................................................................................................................4
2.3 Konsep ..............................................................................................................................4
PENUTUP .................................................................................................................................6
3. PENGANTAR
1.1 Ringkasan isi dokumen
Dokumen B100 berisi tentang pengembangan sistem kendali intensitas cahaya pada lampu
DC dengan menggunakan MOSFET ditujukan sebagai tugas project mandiri mata kuliah Sistem
Kendali Lanjut program studi D3 Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Penulisan
dokumen ini berdasarkan pada ide pengembangan yang berisi antara lain : latar belakang dan
konsep Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, MOSFET, dan Sensor
LDR yang direncanakan akan dikembangkan.
1.2 Tujuan penulisan
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah sebagai salah satu bagian dari rangkaian
dokumentasi dalam pembuatan dan pengembangan project. Dokumen B100 berisi penjelasan
mengenai latar belakang dan tujuan project ini dibuat. Dokumen ini juga diharapkan dapat
memberikan pemahaman mengenai sistem yang akan dibuat dan dikembangkan.
4. PENGEMBANGAN PROPOSAL
2.1 Pendahuluan
Penerangan merupakan kebutuhan yang penting untuk setiap tempat baik itu perumahan,
perkantoran, tempat umum ataupun perindustrian. Setiap tempat memerlukan intensitas cahaya
yang berbeda-beda tergantung tingkat cahaya di lokasi tersebut. Cahaya juga merupakan energi
yang perlu dihemat sehingga penggunaan lampu atau intensitas cahayanya dapat digunakan
seefisien mungkin.
Pengendalian cahaya ini merupakan pengontrol lampu DC dengan MOSFET dimana
lampu DC menjadi sumber cahaya dan LDR sebagai sensor cahaya yang akan memberikan umpan
balik pada system yang mengontrol untuk mengatur intensitas cahaya.
2.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan proyek mandiri Sistem Kendali Lanjut ini untuk:
1. Menerapkan dan mengaplikasikan pengetahuan materi Sitem Kendali Lanjut pada plant.
2. Mampu mengendalikan intensitas cahaya sesuai dengan tingkat cahaya sehingga dapat
menghemat energi dan penggunaan lampu tersebut.
2.3 Konsep
Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, MOSFET, dan Sensor
LDR ini adalah alat yang dapat mengendalikan intensitas cahaya dengan menggunakan MOSFET
sebagai driver dan LDR sebagai sensor feedback. Berikut blok diagram dari sistem plant yang akan
dibuat.
5. Gambar 1.1 Blok Diagram Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino,
MOSFET dan sensor LDR
Gambar blok diagram diatas menunjukan set point sebagai nilai yang akan menjadi acuan
system kendali yang biasa disebut Set Value (SV). Kemudian controller Arduino berfungsi
sebagai pengolah sinyal agar sinyal keluaran sesuai dengan yang diinginkan. Setelah dari Arduino
sinyal menuju plan Driver dan lampu DC, lampu akan bertambah atau berkurang intesitas
cahayanya sesuai sinyal yang keluar dari arduino. Dan gangguan yang diberikan pada aktuator
berupa penerangan dan penggelapan tambahan pada sistem plant. Selanjutnya feedback sensor
LDR yang mengkoreksi intensitas cahaya yang dihasilkan agar sesuai input yang diinginkan dan
disebut sebagai Present Value (PV).
6. PENUTUP
Demikian dokumen B100 ini dibuat untuk selanjutnya dapat dijadikan acuan untuk
pengembangan-pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.
7. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
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 B200
Judul Dokumen
Dokumen B200 : “Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID
berbasis Arduino, MOSFET, dan Sensor LDR”
Jenis Dokumen B200
Nomor Dokumen B200-00
Nomor Revisi 00
Nama File 171311011_M Kemal Erlangga_B200.docx
Tanggal Penerbitan 25 April 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
M. Kemal Erlangga 171311011
Tanggal 25-04-2019 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 082127205849 Faks : Email : erlanggakemal@gmail.com
9. Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B200 ini berisi tentang dokumen spesifikasi alat yang meliputi spesifikasi
sistem dalam mengembangkan alat ini, serta detail dari alat yang akan dibuat dengan nama
“Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, MOSFET dan sensor
LDR”.
Dokumen ini berisi tentang mekanisme dan cara kerja alat.
.
1.2 Functional Requirement Specification
• Alat ini diciptakan sebagai pengembangan smart building untuk mengatur intensitas
cahaya yang berada dalam suatu ruangan yang biasanya hanya menggunakan saklar
on/off. Hal yang akan dikembangkan dalam alat ini adalah merubahnya menjadi
kendali intensitas cahayanya secara otomatis dengan menggunakan suatu metode
kendali.
• Dalam hal ini adalah perancangan sistem kendali pada alat kendali intensitas cahaya
dengan metode PID berbasis Arduino, MOSFET dan sensor LDR.
10. Proposal Pengembangan
2.1 Gambaran Umum
Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, MOSFET dan sensor
LDR ini dapat mengatur intensitas cahaya dari lampu DC dengan nilai awal (set point) atau
Set Value (SV) yang dapat ditentukan nilainya. Output dari intensitas cahaya direspon kembali
oleh sensor LDR sebagai feedback untuk mengatur kestabilan output yang di input kembali
ke arduino.
2.2 Tujuan
Tujuan utama dari pengembangan alat Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID
berbasis Arduino, MOSFET dan sensor LDR adalah :
• Aktuator (Lampu DC) dapat menyesuaikan secara otomatis intensitas cahayanya
sehingga intensitas cahaya yang dihasilkan sesuai dengan set point atau Set Value
(SV) yang telah ditentukan.
• Sistem kendali PID berjalan sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan.
2.3 Ruang Lingkup
• Parameter atau nilai awal yang diatur sesuai kebutuhan (Set Value).
• Sistem Kontroller menggunakan Arduino Uno.
• Sistem pengaturan Intensitas Cahaya menggunakan MOSFET.
• Sensor Instensitas Cahaya menggunakan sensor Light Dependent Resistor (LDR) .
11. 2.4 Deskripsi Sistem
Karakteristik sistem dari alat ini adalah :
• Mengatur intensitas cahaya sesuai deng yang diinginkan.
• Memberikan umpan balik pada sensor Light Dependent Resistor (LDR) sebagai
pendeteksi keluaran intensitas cahayanya.
• Merespon dan beradaptasi dengan gangguan yang diberikan.
2.5 Elemen yang Dibutuhkan
• Aktuator yang sesuai untuk sistem.
• Menentukan parameter kendali agar sistem sesuai dengan yang diinginkan.
• Memasukkan parameter kendali kedalam algoritma pemrograman.
12. Overall Specification
3.1 Pendahuluan
Spesifikasi keseluruhan dari Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis
Arduino, MOSFET dan sensor LDR ini terdiri dari suatu sistem dan komponen-komponen
penyusunnya. antara lain : Arduino UNO, MOSFET, Sensor LDR, dan Lampu DC
3.2 Deskripsi Alat
Alat ini merupakan suatu sistem kendali intensitas cahaya yang cara kerjanya adalah
mengatur intensitas lampu sesuai dengan yang diinginkan. Lampu DC sebagai aktuator akan
secara otomatis merespon gangguan yang diberikan. Ketika gangguan yang diberikan adalah
cahaya dari luar, maka lampu akan secara otomatis meredup. Apabila gangguannya adalah
area sekitar lampu menjadi gelap maka intensitas cahaya lampu akan otomatis bertambah.
3.3 Deskripsi Komponen
Berikut merupakan komponen-komponen yang akan digunakan dalam Sistem Kendali
Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, MOSFET dan sensor LDR, diantaranya :
15. 3.3.3 Lampu DC
• Tegangan : 12V
• Daya Max : 25W
3.3.4 MOSFET (IRF740)
16. 3.4 Spesifikasi Plant
Pada plant kendali intensitas cahaya ini diinginkan spesifikasi sebagai berikut:
1. Rise Time = 1 Second
2. Overshoot = <10%
3. Settling time = 5 Second
4. Error Steady State = 0
17. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
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 B300
Judul Dokumen
Dokumen B300 : “Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID
berbasis Arduino, MOSFET, dan Sensor LDR”
Jenis Dokumen B300
Nomor Dokumen B300-00
Nomor Revisi 00
Nama File 171311011_M Kemal Erlangga_B300.docx
Tanggal Penerbitan 25 April 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
M. Kemal Erlangga 171311011
Tanggal 25-04-2019 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 082127205849 Faks : Email : erlanggakemal@gmail.com
18. Daftar Isi
Pengantar................................................................................................................................18
1.1 Ringkasan Isi Dokumen ..................................................................................................18
1.2 Tujuan .............................................................................................................................18
Proposal Pengembangan .......................................................................................................19
2.1 Pendahuluan ....................................................................................................................19
2.2 Perancangan Mekanik .....................................................................................................19
2.3 Perancangan Elektronik ..................................................................................................19
2.3.1 Diagram Blok ........................................................................................................19
2.3.2 Analisis Rangkaian per Blok .................................................................................20
2.3.3 Wiring ……………………….…............................................................................22
2.4 Flow Chart......................................................................................................................24
19. Pengantar
Dokumen ini merupakan proposal proyek “Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan
PID berbasis Arduino, MOSFET dan sensor LDR” yang akan dikembangkan dengan
menggunakan arduino sebagai controller.
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini terdiri dari 2 bagian:
1. Bab Pengantar
Menjelaskan mengenai ringkasan isi dokumen, tujuan penulisan. Bab ini bertujuan
untuk memudahkan pengerjaan proyek ini.
2. Bab Pengembangan Sistem Mekanik, Elektronik, dan Perangkat Lunak
Bab ini berisikan pendahuluan, perancangan sistem mekanik, elektronik, dan
perangkat lunak.
1.2. Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan dokumen ini adalah untuk melanjutkan proyek mandiri Sistem
Kendali Lanjut dalam hal mekanik, elektronik, dan juga perangkat lunak untuk
pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen sebelumnya.
Adapun tujuan khusus dari pembuatan dokumen ini adalah:
1. Memudahkan proses pengembangan
2. Menjadi acuan dalam pengerjaan proyek.
3. Menjadi sebuah dokumen dalam tahap pengembangan proyek
20. Proposal Pengembangan
2.1. Pendahuluan
Pada pengembangan proyek ini, akan dipaparkan rancangan mekanik, elektronik,
dan juga perangkat lunak yang akan menjadi acuan dalam pengembangan proyek ini
dan dapat terealisasi sehingga proses pengerjaannya dapat lebih mudah.
2.2 Perancangan Mekanik
Perancangan mekanik yang dapat dilakukan adalah sebagai berikut
Gambar 2.1 Perancangan Mekanik Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis
Arduino, MOSFET dan sensor LDR.
2.3 Perancangan Elektronik
2.3.1. Diagram Blok
Berikut adalah diagram blok dari Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan
PID berbasis Arduino, MOSFET dan sensor LDR. Set Point (SV) berasal dari
potensiometer, lalu sinyal menuju Arduino sebagai Kontroller. Arduino berfungsi
mengolah sinyal agar sinyal keluarannya sesuai dengan yang diinginkan. Setelah
dari Arduino, sinyal menuju plan yaitu MOSFET dan Lampu DC. Lampu akan
meredup atau bertambah cerah sesuai sinyal yang keluar dari arduino. Setelah itu
sinyal dikoreksi agar sesuai dengan input yang diinginkan, yang bertugas untuk
mengoreksi adalah LDR sebagai Feedback lalu nilai dibandingkan dengan Set Point
21. (SV) sebelum akhirnya sinyal masuk kembali ke arduino.
Gambar 2.2 Blok Diagram Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino,
MOSFET dan sensor LDR
2.3.2. Analisis Rangkaian Per Blok
A. Set Point (SV)
Untuk dapat mengatur Set Point (SV) pada perancangan Sistem
Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, MOSFET dan
sensor LDR input yang dibutuhkan adalah komponen potensiometer.
Komponen ini diperlukan untuk memberikan set point atau menentukan
tingkat kecerahan yang diinginkan. Kemudian nilai SV tersebut akan
diteruskan ke Arduino untuk diolah agar plan bekerja sesuai yang
diinginkan.
22. B. Proses Pengontrolan
Proses pengontrolan dalam Sistem Kendali Intensitas Cahaya
dengan PID berbasis Arduino, MOSFET dan sensor LDR diproses oleh
Arduino. Arduino mendapat sinyal dari potensiometer dan nilainya diolah
agar kecerahan pada ruangan sesuai dengan yang diinginkan. Ketika ada
gangguan plan akan beradaptasi dengan cepat dan juga merespon
gangguan tersebut sehingga memungkinkan lampu meredup atau
bertambah cerah sesuai dengan SV yang diberikan.
C. Sistem Driver
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah suatu
transistor dari bahan semikonduktor (silikon) dengan tingkat konsentrasi
ketidakmurnian tertentu. Tingkat dari ketidakmurnian ini akan menentukan
jenis transistor tersebut, yaitu transistor MOSFET tipe-N (NMOS) dan
transistor MOSFET tipe-P (PMOS). Bahan silicon digunakan sebagai
landasan (substrat) dari penguras (drain), sumber (source), dan gerbang
(gate). Selanjutnya transistor dibuat sedemikian rupa agar antara substrat dan
gerbangnya dibatasi oleh oksida silikon yang sangat tipis. Oksida ini
diendapkan di atas sisi kiri dari kanal, sehingga transistor MOSFET akan
mempunyai kelebihan dibanding dengan transistor BJT (Bipolar Junction
Transistor), yaitu menghasilkan disipasi daya yang rendah.
23. D. Feedback (Umpan Balik)
LDR (Light Dependent Resistor) adalah sensor yang digunakan
untuk mendeteksi intensitas cahaya dengan perubahan resistansi. Fungsi
dari LDR pada Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis
Arduino, IGBT dan sensor LDR ini untuk membandingkan apakah output
yang dikeluarkan sudah sesuai dengan yang diinginkan atau belum. LDR
juga menjadi pengoreksi yang mempengaruhi nilai keluaran dari arduino,
karena nilai keluaran dari arduino bergantung pada nilai yang diberikan
oleh LDR.
2.3.3 Wiring
24. 2.4 Perancangan Perangkat Lunak (Flow Chart)
START
SET VALUE (SV)
KONTROLLER
ARDUIN( O)
AKTUATOR
( )LAMPU DC
Apakah PV
sesuai
dengan SV?
Lampu Sesuai
dengan SV
YA
TIDAK
25. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
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 B400
Judul Dokumen
Dokumen B400 : “Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID
berbasis Arduino, MOSFET, dan Sensor LDR”
Jenis Dokumen B400
Nomor Dokumen B400-00
Nomor Revisi 00
Nama File 171311011_M Kemal Erlangga_B400.docx
Tanggal Penerbitan 05 Mei 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
M. Kemal Erlangga 171311011
Tanggal 05-05-2019 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 082127205849 Faks : Email : erlanggakemal@gmail.com
27. Pengantar
Dokumen ini merupakan proposal proyek “Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan
PID berbasis Arduino, MOSFET dan sensor LDR” yang akan dikembangkan dengan
menggunakan arduino sebagai controller.
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Secara spesifik, dokumen ini menjelaskan berbagai macam pengujian yang
akan dilakukan untuk mengetahui performa suatu sistem. Ukuran tersebut dapat
berupa bekerja atau tidaknya suatu komponen. Sistem yang dibahas pada dokumen
ini adalah sistem kendali intensitas cahaya.
1.2. Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan dokumen ini adalah untuk melanjutkan proyek mandiri
Sistem Kendali Lanjut dalam hal pengujian system per bloknya, untuk
pengembangan dan ide pada dokumen sebelumnya. Adapun tujuan khusus dari
pembuatan dokumen ini adalah:
1. Sebagai tolak ukur fungsional system
2. Sebagai tolak ukur selesainya perancangan dan realisasi system
3. Sebagai acuan dan referensi dalam perancangan dan realisasi system
4. Sebagai bagian dari dokumentasi proyek
28. 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 tersenut 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 controller.
• Lampu DC sebagai aktuator.
• LDR sebagai sensor atau feedback.
• LCD sebagai display respon.
• MOSFET sebagai driver
Hasil Pengujian
3.1. Pengujian Potensiometer
3.1.1. Gambar Rangkaian Pengujian
3.1.2 Program Pengujian
29. 3.1.3. Foto Pengujian
3.1.4. Data Pengujian
Pengujian potensio sebagai SV (set point) dilakukan dengan membuat rangkaian seperti gambar
diatas, dengan menghubungkan potensio ke Vcc dan GND dikedua sisinya, dan pada kaki tengah
dihubungkan dengan port A0 pada Arduino. Dengan menggunakan program untuk mengkonversi
nilai pembacaan potensiometer ke nilai tegangan, Hasil dari pengujian komponen ini dapat
dilihat seperti tabel dibawah.
30. No. Posisi Potensio Nilai Tegangan (V)
1. Minimum ( Kiri ) 0
2. Medium ( Tengah ) 2,5
3. Maksimum ( Kanan ) 5.01
Potensiometer ini dapat mengatur tegangan yang keluar dari arduino dengan
baik. Sehingga potensio meter ini dapat digunakan sebagai set point (SV) pada
Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, MOSFET dan
sensor LDR.
3.2. Pengujian Arduino
3.2.1. Program Pengujian
3.2.2. Foto Pengujian
31. Pengujian sistem dilakukan dengan pengecekan setiap port output pada arduino.
Langkah yang dilakukan adalah:
• Memberi catu daya pada arduino.
• menghubungkan LED ke semua output arduino sebagai indikator.
Pengujian blok ini dilakukan dengan men-download program cek port ke dalam
arduino.
Hasil dari program ini akan menunjukkan port I/O berfungsi.
3.3. Pengujian Lampu DC
3.3.1. Gambar Rangkaian dan Foto Pengujian
Pengujian dilakukan terhadap lampu DC dilakukan dengan pemberian catu
daya 12V dan kemudian lampu kuat menyala pada besaran tegangan tersebut.
Lampu dalam kondisi baik untuk digunakan sebagai aktuaror dalam Sistem Kendali
Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, MOSFET dan sensor LDR.
33. 3.4.4. Data Pengujian
Pengujian LDR sebagai sensor dilakukan dengan membuat rangkaian seperti
gambar diatas, dengan memakai rangkaian pembagi tegangan dengan resistor 1KΩ.
Kaki resistor dihubungkan dengan GND dan LDR, dan kaki LDR dihubungkan
dengan Vcc. Kaki diantara resistor dan LDR dihubungkan dengan A0 pada arduino.
Dengan menggunakan program pada software arduino konversi nilai ke tegangan
dan mengondisikan nilai sesuai yang diinginkan hasil dari pengujian LDR dapat
dilihat seperti tabel di bawah.
No. Intensitas Cahaya Nilai Tegangan (V)
1. Paling Redup 0.02
2. Paling Terang 4.66
Sensor LDR yang digunakan dalam pengujian dapat menerima intensitas cahaya yang redup dan
terang dengan baik. Sehingga sensor LDR ini dapat digunakan sebagai umpan balik (feedback)
dalam Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, IGBT dan sensor LDR.
35. 3.5.3. Foto Pengujian
3.5.4. Data Pengujian
Pengujian terhadap LCD arduino dilakukan dengan rangkaian seperti gambar
diatas, LCD menampilkan input tegangan dari arduino, yang diatur dengan potensio
meter dan diatur minimum dan maksimum. Output display yang terlihat adalah
sebagai berikut :
No. Pengaturan Potensio Nilai Tegangan (V)
1. Minimum 0
2. Maksimum 5.01
LCD yang digunakan untuk pengujian dapat membaca input dari arduino
dengan baik, sehingga LCD arduino ini dapat digunakan sebagai display respon pada
Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, MOSFET dan
sensor LDR.
36. 3.6. Pengujian MOSFET
Pengujian dilakukan terhadap MOSFET dilakukan dengan seperti gambar
rangkaian diatas dengan pemberian catu daya 12V, dan pengaturan potensiometer
minimum dan maksumum didapatkan output dari MOSFET cahaya Lampu DC yang
tidak nyala dan terang. Sehingga MOSFET ini dapat digunakan sebagai driver dalam
Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, MOSFET dan
sensor LDR.
37. Kesimpulan
Setelah dilakukan pengujian pada setiap bloknya, dapat disimpulkan bahwa :
No. Komponen Bagian dari sistem Hasil Pengujian
1. Potensiometer Set Point (SV) Baik
2. Arduino Kontroller Baik
3. Lampu DC Aktuator Baik
4. LDR Sensor atau feedback Baik
5. LCD Display Respon Baik
6. MOSFET Driver Baik
Hasil pengujian seluruh sistem dan sub sistem berjalan dan bekerja dengan
baik, sehingga Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino,
MOSFET dan sensor LDR dapat menggunakan bagian-bagian dalam sistem dan
subsistem dengan komponenkomponen yang telah digunakan dalam pengujian
dokumen B400 ini.
38. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
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 B500
Judul Dokumen
Dokumen B500 : “Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID
berbasis Arduino, MOSFET, dan Sensor LDR”
Jenis Dokumen B500
Nomor Dokumen B500-00
Nomor Revisi 00
Nama File 171311011_M Kemal Erlangga_B500.docx
Tanggal Penerbitan 09 Juli 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
M. Kemal Erlangga 171311011
Tanggal 09-07-2019 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 085711203179 Faks : Email : erlanggakemal@gmail.com
39. Daftar Isi
1. Pengantar..........................................................................................................................39
1.1 Ringkasan Isi Dokumen ....................................................................................39
1.2 Tujuan ................................................................................................................39
2 Desain Kendali................................................................................................................ 40
2.1 Pemilihan Metode............................................................................................. 40
2.2 Parameter PID...................................................................................................40
2.3 Hasil Desain......................................................................................................40
3 Kesimpulan......................................................................................................................41
40. Pengantar
Dokumen ini merupakan proposal proyek “Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan
PID berbasis Arduino, MOSFET dan sensor LDR” yang akan dikembangkan dengan
menggunakan arduino sebagai controller.
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini menjelaskan berbagai macam test yang akan dilakukan untuk
mengetahui parameter kendali yang akan digunakan. Desain kendali yang digunaka
adalah metode Ziegler Nichols 1 (ZN1). System yang dibahas pada dokumen ini
adalah system kendali intensitas cahaya
1.2. Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan dokumen ini adalah untuk melanjutkan proyek mandiri
Sistem Kendali Lanjut dalam hal pengujian system per bloknya, untuk
pengembangan dan ide pada dokumen sebelumnya. Adapun tujuan khusus dari
pembuatan dokumen ini adalah:
5. Sebagai tolak ukur fungsional system
6. Sebagai tolak ukur selesainya perancangan dan realisasi system
7. Sebagai acuan dan referensi dalam perancangan dan realisasi system
8. Sebagai bagian dari dokumentasi proyek
41. Desain Kendali
2.1. Pemilihan Metode
Metode desain sistem kendali yang digunakan adalah Ziegler Nichols Tipe 1.
Metode ini digunakan untuk menentukan nilai dari parameter PID dimana sistem
dirangkai open loop kemudian dari response kita bagi menjadi 3 titik yang kemudian
menjadi nilai T dan L. Dari nilai T dan L kita dapat menghitung parameter PID yaitu
Kp, Ti, dan Td.
Gambar 2.1. Proses Desain Kendali dengan Metode ZN1
2.2 Parameter PID
Setelah menentukan 3 titik pada hasil response sistem, didapatkan parameter PID sebagai
berikut :
Waktu stopwatch : 6.48s
Panjang respon : 24.1
L = 9.8 – 9.4 L = 0.4 x
6.48
24.1
= 0.1075
= 0.4
T = 11.9 – 9.8 T = 2.1 x
6.48
24.1
= 0.5646
= 2.1
Kp = 1.2 x
𝑇
𝐿
42. = 1.2 x
0.5646
0.1075
= 6.3025
Ti = 2 x L
= 2 x 0.1075
= 0.215
Td = 0.5 x L
= 0.5 x 0.1075
= 0.0537
2.3 Hasil Desain
Setelah menadapatkan parameter PID dan memasukan nilai Kp, Ti, dan Td nya
pada program di software arduino berikut gambar hasil responsenya.
43. Kesimpulan
Dari dokumen B500 ini didapatkan parameter PID sebagai berikut :
No. Parameter Kendali Nilai
1 Kp 6.3025
2 Ti 0.215
3 Td 0.0537
44. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
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 B600
Judul Dokumen
Dokumen B600 : “Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID
berbasis Arduino, MOSFET, dan Sensor LDR”
Jenis Dokumen B600
Nomor Dokumen B600-00
Nomor Revisi 00
Nama File 171311011_M Kemal Erlangga_B600.docx
Tanggal Penerbitan 10 Juli 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
M. Kemal Erlangga 171311011
Tanggal 10-07-2019 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 085711203179 Faks : Email : erlanggakemal@gmail.com
46. Pengantar
Dokumen ini merupakan proposal proyek “Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan
PID berbasis Arduino, MOSFET dan sensor LDR” yang akan dikembangkan dengan
menggunakan arduino sebagai controller.
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini menjelaskan berbagai macam test yang akan dilakukan untuk
mengetahui parameter kendali yang akan digunakan. Desain kendali yang digunaka
adalah metode Ziegler Nichols 1 (ZN1). System yang dibahas pada dokumen ini
adalah system kendali intensitas cahaya
1.2. Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan dokumen ini adalah untuk melanjutkan proyek mandiri
Sistem Kendali Lanjut dalam hal pengujian system per bloknya, untuk pengembangan
dan ide pada dokumen sebelumnya. Adapun tujuan khusus dari pembuatan dokumen
ini adalah:
4. Sebagai tolak ukur fungsional system
5. Sebagai tolak ukur selesainya perancangan dan realisasi system
6. Sebagai acuan dan referensi dalam perancangan dan realisasi system
7. Sebagai bagian dari dokumentasi proyek
47. Tunning Kendali
2.1 Tunning Awal Kendali
Setelah melakukan proses design ZN1, maka diperoleh parameter seperti
berikut :
Kp = 6.3025
Ti = 0.215
Td = 0.0537
Dari parameter tersebut, maka diperoleh respon system sebagai berikut
2.2 Tunning Akhir Kendali
Untuk memperbaiki hasil respon yang menjauhi set point, maka diperoleh
parameter berikut :
Kp = 0.065
Ti = 14.3
Td = 0.5
48. Dari hasil respon system tunning parameter akhir PID dengan Backward Difference
sebagai berikut
2.3 Pengetesan Gangguan
Saat respon yang didapat sudah dalam keadaan stabil, untuk menguji
keandalan dari alat tersebut maka diberikan gangguan pada plant berupa cahaya dari
Handphone. Maka terlihat bahwa saat respon diberi gangguan menjadi naik, dan saat
gangguan dihilangkan, maka respon akan kembali ke keadaan stabil.
49.
50. Kesimpulan
1. Perubahan nilai Kp berbanding lurus terhadap Overshoot dan berlawanan terhadap Rise
Time dan Steady State Error, dan tidak berpengaruh terhadap Settling Time.
2. Perubahan nilai Ti berbanding lurus terhadap Rise Time dan berlawanan terhadap
Overshoot dan Settling Time, dan menghilangkan Steady State Error.
3. Perubahan nilai Td berlawanan terhadap Overshoot dan Settling Time, dan tidak
berpengaruh terhadap Rise Time dan Steady State Error.
4. Dari metode ZN1 dan setelah tunning terdapat perbadaan hasil response yaitu Rise Time,
Overshoot dan settling time pada pada respon
5. Uji gangguan yang diberikan pada sistem dengan cahaya tambahan kearah sensor LDR
dapat dikendalikan oleh sistem sehingga PV kembali sama dengan SV karena adanya MV
yang nilainya diatur oleh kontroller (Arduino Uno).
