Kendali Kecepatan Motor DC

1. SISTEM KENDALI DIGITAL
KENDALI KECEPATAN MOTOR DC
Disusun Oleh
Richard Wiliam
151311061
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
JURUSAN ELEKTRO
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRONIKA
BANDUNG
2017

2. 1
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah yang telah memberikan karunia-Nya kepada penulis, nikmat
kesehatan, ilmu pengetahuan, dan nikmat lainnya yang tiada terkira. Atas berkat nikmat-Nya
pula penulis telah menyelesaikan makalah Kendali Kecepatan Motor DC. Makalah ini
disusun guna memenuhi tugas dari mata kuliah Sistem Kendali Digital.
Dalam mengerjakan Makalah ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Feriyonika, S.T., MSc.Eng. selaku dosen dari mata kuliah Sistem Kendali Digital penulis yang
telah banyak memberikan bantuannya kepada penulis dalam proses pembuatan makalah ini.
2. Teman-teman kelas 2B Elektronika yang telah membantu dalam pengerjaan makalah ini.
Penulis menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu,
penulis mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan makalah ini. Semoga makalah ini
bermanfaat bagi semua pihak yang membaca.
Bandung, 19 Juni 2017
Penulis

3. 2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...................................................................................................................................1
B100 ........................................................................................................................................................5
I. PENGANTAR................................................................................................................................7
1.1. Ringkasan Isi Dokumen .......................................................................................................7
1.2. Tujuan Penulisan.................................................................................................................7
II. PENGEMBANGAN PROPOSAL .....................................................................................................7
2.1. Latar Belakang.....................................................................................................................7
2.2. Deskripsi Alat ......................................................................................................................7
III. Penutup...................................................................................................................................8
B200 ........................................................................................................................................................9
I. Pengantar.......................................................................................................................................11
1.1. Ringkasan Isi Dokumen ..........................................................................................................11
1.2. Tujuan Penulisan....................................................................................................................11
1.3. Referensi ................................................................................................................................11
II. Functional Requirement Specification..........................................................................................11
2.1 Pendahuluan ...........................................................................................................................11
2.1.1 Gambaran Umum ............................................................................................................11
2.1.2 Tujuan ..............................................................................................................................12
2.1.3 Ruang Lingkup..................................................................................................................12
2.2 Deskripsi Sistem ......................................................................................................................12
II. Overall Specification .....................................................................................................................12
3.1 Pendahuluan ...........................................................................................................................12
3.1.1 Deskripsi Alat ...................................................................................................................12
3.1.2 ..........................................................................................................................................12
3.1.3 ..........................................................................................................................................12
3.1.4 ..........................................................................................................................................13
3.1.5 ..........................................................................................................................................13
3.2. Deskripsi Alat .........................................................................................................................13
3.3. Deskripsi Perangkat Keras......................................................................................................13
MOTOR DC ................................................................................................................................13
3.4. Deskripsi Perangkat Lunak.....................................................................................................15
3.5. Deskripsi Rangkaian ...............................................................................................................15
3.5.1. Deskripsi Arduino Uno ..................................................................................................16
Untuk keunggulan board Arduino Uno Revision 3 antara lain: ....................................................16
B300 ......................................................................................................................................................18

4. 3
I. Pengantar..................................................................................................................................20
1.1. Ringkasan Isi Dokumen .....................................................................................................20
1.1.1. Bab Pengantar...........................................................................................................20
1.1.2. Bab Pengembangan Perancangan Proyek ................................................................20
1.2. Tujuan Penulisan...............................................................................................................20
II. Perancangan Produk.................................................................................................................20
2.1. Pendahuluan .....................................................................................................................20
2.2. Perancangan Perangkat Lunak..........................................................................................20
2.2.1. Perancangan Program...............................................................................................20
2.2.3. Perancangan Perangkat Keras ..................................................................................22
2.2.3.1. Perancangan Mekanik...........................................................................................22
2.2.3.2. Perancangan Elektronika.......................................................................................22
B400 ......................................................................................................................................................23
I. PENGANTAR..............................................................................................................................25
1.1. Ringkasan isi dokumen......................................................................................................25
1.2. Tujuan penulisan...............................................................................................................25
II. REALISASI PERANCANGAN........................................................................................................25
2.1. Realisasi perangkat keras..................................................................................................25
2.2. Pengujian subsistem .........................................................................................................25
2.2.1. SV ..............................................................................................................................25
2.2.2. LCD Display................................................................................................................26
2.2.3. Driver Motor .............................................................................................................26
B500 ......................................................................................................................................................28
I. PENGANTAR..............................................................................................................................30
1.1. Ringkasan Isi Dokumen .....................................................................................................30
1.2. Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen ........................................................30
II. DESAIN KENDALI .......................................................................................................................30
Pendekatan PID dengan metode ZN1...............................................................................................30
Desain Kendali Respon Sistem..........................................................................................................31
Gambar 2.2 Desain Kendali Respon Sistem ......................................................................................31
Respon Sinyal hasil desain ................................................................................................................32
III. Penutup.................................................................................................................................32
B600 ......................................................................................................................................................33
I. Pengantar..................................................................................................................................35
1.1. Ringkasan Isi Dokumen .....................................................................................................35
1.2. Tujuan Penulisan...............................................................................................................35

5. 4
II. Tuning Kendali...........................................................................................................................35
2.1. Tuning................................................................................................................................35
2.2. Gangguan ..........................................................................................................................36
Kesimpulan............................................................................................................................................36

6. 5
B100

7. 6
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
Dokumentasi Tugas Akhir Mata Kuliah
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen Dokumen B100: “Kendali Kecepatan Motor DC”
Jenis Dokumen B100
Nomor Dokumen B100 – 01
Nomor Revisi 01
Nama File SKD2B_B300_Richard Wiliam_Proyek Mandiri.docx
Tanggal Penerbitan 27 April 2017
Unit Penerbit Richard Wiliam
Jumlah Halaman 2
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Richard Wiliam 151311061
Tanggal 27-04-2017 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022)
2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id

8. 7
I. PENGANTAR
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B100 ini berisikan pengembangan alat mengenai sistem kontrol PID yang
mengendalikan kecepatan motor DC sebagai tugas mandiri mata Kuliah Sistem Kendali Digital
program studi D3 – Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Pengembangan ide pada
dokumen ini berdasarkan deskripsi dari alat yang direncanakan akan dibuat.
1.2. Tujuan Penulisan
Pembuatan dokumen B100 ditujukan untuk memberi pemahaman dan pengetahuan yang
lebih dalam pengembangan proyek mandiri mata kuliah Sistem Kendali Digital. Sehingga
pemahaman materi yang didapat dari mata kuliah ini dapat diaplikasikan secara real/nyata
dalam kehidupan sehari-hari.
II. PENGEMBANGAN PROPOSAL
2.1. Latar Belakang
Kecepatan motor DC adalah salah satu indikator penting dalam penggunaan motor DC.
Kecepatan dari suatu motor DC dapat digunakan untuk berbagai macam alat atau sistem. Salah satu
plant yang membutuhkan kecepatan dari motor DC adalah kipas angin. Kecepatan motor DC dapat
berubah apabila plant diberi gangguan. Untuk itu, perlu adanya sistem kendali untuk
mempertahankan kecepatan motor DC sehingga dapat mempertahankan kecepatan motor DC.
2.2. Deskripsi Alat
Alat yang akan dibuat adalah sebuah plant pengatur kecepatan Motor DC menggunakan sensor
rotary encoder sebagai feedback untuk mengatur kecepatan motor.Arduino Uno bekerja
sebagai mikrokontroller terdapat MOSFET sebagai driver motor DC. Kendali kecepatan motor
DC digunakan untuk menjaga kecepatan pada motor DC walaupun diberi gangguan.

9. 8
III. Penutup
Demikian dokumen B100 ini dibuat untuk selanjutnya dapat dijadikan acuan untuk pengembangan-
pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.

10. 9
B200

11. 10
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
Dokumentasi Tugas Akhir Mata Kuliah
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen Dokumen B200: “Kendali Kecepatan Motor DC”
Jenis Dokumen B200
Nomor Dokumen B200 – 01
Nomor Revisi 01
Nama File SKD2B_B300_Richard Wiliam_Proyek Mandiri.docx
Tanggal Penerbitan 27 April 2017
Unit Penerbit Richard Wiliam
Jumlah Halaman 7
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Richard Wiliam 151311061
Tanggal 27-04-2017 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022)
2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id

12. 11
I. 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. 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
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah untuk menggambarkan bagaimana cara kerja dari
alat yang akan dibuat, mekanisme alat, dan teknik dalam pengembangan alat.
1.3. Referensi
http://elektronika-dasar.web.id/driver-motor-dc-l293d/
http://interfacearduinolabview.blogspot.co.id/
http://www.caratekno.com/2015/07/pengertian-arduino-uno-mikrokontroler.html
https://www.indo-ware.com/produk-2959-opto-interrupter-h92b4.html
http://moarizal.blogspot.co.id/2010/08/sensor-opto-interrupter.html
http://teknikelektronika.com/pengertian-optocoupler-fungsi-prinsip-kerja-optocoupler/
II. Functional Requirement Specification
Designer dalam hal ini adalah pengembang sistemyang nantinya akan mencoba berfikir
mengenai mekanisme dari alat yang akan dibuat.
Dokumen dasar untuk program pengembangan sistem ini adalah dokumen
B100 hingga B700.
Definisi requirement adalah deskripsi dari apa yang harus dilakukan oleh sistem. Sistem
yang dikembangkan harus mampu melakukan hal-hal tertentu.
2.1 Pendahuluan
2.1.1 Gambaran Umum
Sistem ini bekerja dengan input yang diberikan oleh pengaturan potensio meter sebagai Set
Point yang disambungkan pada pin analog dari Arduino dan akan di proses oleh program PID
yang kemudian dieksekusi dan akan memerintahkan driver Motor DC untuk bergerak sesuai
dengan kecepatan / tegangan yang di inginkan. Sensor encoder sebagai sensor
feedback yang berfungsi sebagai pembaca kecepatan motor berputar dan data yang di dapat
akan di berikan kepada Arduino yang akan di koreksi oleh Program PID dan akan disesuaikan

13. 12
dengan menambak / mengurangi nilai kecepatan seseuai dengan nilai Set Point. Nilai yang
diberikan oleh encoder adalah nilai error yang berarti nilai penyimpangan yang dihasilkan
dengan nilai yang di inginkan.
.
2.1.2 Tujuan
Tujuan utama dari dibuatnya alat ini adalah :
a.Membuat alat sebagai alat pembelajaran kontrol PID.
b.Meminimalisir kesalahan / penyimpangan kecepatan motor
c.Mengetahui cara penggunaan sensor encoder.
.
2.1.3 Ruang Lingkup
Alat ini memiliki batasan-batasan sebagai berikut :
Teknis :
a.Mengendalikan kecepatan motor agar stabil pada kecepatan yang diinginkan
Konten :
b.Target pengguna dari alat ini adalah unsur lembaga yang memiliki bidang dalam elektronika
2.2 Deskripsi Sistem
Karakteristik sistem dari alat ini adalah :
a.Menerima input berupa tegangan pada pin analog yang dikonversi.
b.Melakukan proses dari input yang diterima oleh program PID yang sudah dimasukkan dalam
Arduino.
c.Memberikan umpan balik dari sensor encoder untuk diproses pada
Arduino.
II. Overall Specification
3.1 Pendahuluan
Bagian ini akan mambahas mengenai spesifikasi keseluruhan dari Sistem Kendali PID pada
Kecepatan Motor DC Menggunakan Sensor Encoder sebagai suatu sistem dan komponen-
komponen penyusunnya. Hal-hal yang akan dijelaskan antara lain:
3.1.1 Deskripsi Alat : menjelaskan mengenai cara kerja secara umum dari sistem alat ini.
3.1.2 Deskripsi Perangkat Keras : menjelaskan lebih lanjut dari perangkat keras yang
mendukung sistem.
3.1.3 Deskripsi Perangkat Lunak: menjelaskan komponen-komponen perangkat lunak
penyusun sistem.

14. 13
3.1.4 Interface: menjelaskan antarmuka antara sistem dengan komponen yang lain baik internal
maupun eksternal.
3.1.5 Deskripsi Data: menjelaskan mengenai data yang digunakan dan diolah oleh sistem.
3.2. Deskripsi Alat
Alat ini bekerja dengan potensiometer sebagai input. Potensio meter digunakan sebagai Set
Point agar Set point itu sendiri dapat diubah sesuai keinginan yang disambungkan pada pin
analog dari Arduino dan akan di proses oleh program PID lalu dieksekusi dan akan
memberikan signal ke driver Motor DC untuk menggerakan motor DC tersebut sesuai dengan
keinginan. Sensor encoder merupakan sensor feedback yang berfungsi sebagai pembaca
kecepatan motor berputar dan data yang di dapat akan di berikan kepada Arduino yang akan di
atur ulang oleh Program PID dan akan disesuaikan seseuai dengan nilai Set Point hingga
menuju dalam kondisi yang stabil. Nilai yang diberikan oleh encoder adalah nilai error yang
berarti nilai penyimpangan yang dihasilkan dengan nilai yang di inginkan.
3.3. Deskripsi Perangkat Keras
Sistem Kendali PID pada Kecepatan Motor DC Menggunakan Sensor Encoder membutuhkan
perangkat keras sebagai pendukung dari sistem ini, diantaranya :
MOTOR DC
.
adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan sumber tegangan DC. Motor DC atau
motor arus searah sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung dan tidak
langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana
diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan
yang luas.
Pengertian Optocoupler dan Prinsip Kerjanya
Dalam Dunia Elektronika, Optocoupler juga dikenal dengan sebutan Opto-isolator,
Photocoupler atau Optical Isolator. Optocoupler adalah komponen elektronika yang berfungsi
sebagai penghubung berdasarkan cahaya optik. Pada dasarnya Optocoupler terdiri dari 2 bagian
utama yaitu Transmitter yang berfungsi sebagai pengirim cahaya optik dan Receiver yang
berfungsi sebagai pendeteksi sumber cahaya.
Masing-masing bagian Optocoupler (Transmitter dan Receiver) tidak memiliki hubungan
konduktif rangkaian secara langsung tetapi dibuat sedemikian rupa dalam satu kemasan
komponen.

15. 14
OPTOCPOUPLER
Simbol dan Bentuk Optocoupler
Dibawah ini adalah Simbol Optocoupler dan Bentuk-bentuknya :
Jenis-jenis Optocoupler
Jenis-jenis Optocoupler yang sering ditemukan adalah Optocoupler yang terbuat dari bahan
Semikonduktor dan terdiri dari kombinasi LED (Light Emitting Diode) dan Phototransistor.
Dalam Kombinasi ini, LED berfungsi sebagai pengirim sinyal cahaya optik (Transmitter)
sedangkan Phototransistor berfungsi sebagai penerima cahaya tersebut (Receiver). Jenis-jenis
lain dari Optocoupler diantaranya adalah kombinasi LED-Photodiode, LED-LASCR dan juga
Lamp-Photoresistor.
Prinsip Kerja Optocoupler
Pada prinsipnya, Optocoupler dengan kombinasi LED-Phototransistor adalah Optocoupler
yang terdiri dari sebuah komponen LED (Light Emitting Diode) yang memancarkan cahaya
infra merah (IR LED) dan sebuah komponen semikonduktor yang peka terhadap cahaya
(Phototransistor) sebagai bagian yang digunakan untuk mendeteksi cahaya infra merah yang
dipancarkan oleh IR LED. Untuk lebih jelas mengenai Prinsip kerja Optocoupler, silakan lihat
rangkaian internal komponen Optocoupler dibawah ini :

16. 15
Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa Arus listrik yang mengalir melalui IR LED akan
menyebabkan IR LED memancarkan sinyal cahaya Infra merahnya. Intensitas Cahaya
tergantung pada jumlah arus listrik yang mengalir pada IR LED tersebut. Kelebihan Cahaya
Infra Merah adalah pada ketahanannya yang lebih baik jika dibandingkan dengan Cahaya yang
tampak. Cahaya Infra Merah tidak dapat dilihat dengan mata telanjang.
Cahaya Infra Merah yang dipancarkan tersebut akan dideteksi oleh Phototransistor dan
menyebabkan terjadinya hubungan atau Switch ON pada Phototransistor. Prinsip kerja
Phototransistor hampir sama dengan Transistor Bipolar biasa, yang membedakan adalah
Terminal Basis (Base) Phototransistor merupakan penerima yang peka terhadap cahaya.
Aplikasi Optocoupler
Optocoupler banyak diaplikasikan sebagai driver pada rangkaian pada Mikrokontroller, driver
pada Motor DC, DC dan AC power control dan juga pada komunikasi rangkaian yang
dikendalikan oleh PC (Komputer).
3.4. Deskripsi Perangkat Lunak
Perangkat lunak yang dugunakan adalah software Matlab dan Arduino Ide. Software Matlab
digunakan untuk melihat perubahan Grafik dari setpoint. Arduino Ide digunakan untuk
memprogram Arduino Uno sebagai input dan output alat.
3.5. Deskripsi Rangkaian
Rangkaian yang digunakan pada alat ini terlihat seperti dibawah dan arduino uno

17. 16
3.5.1. Deskripsi Arduino Uno
Arduino UNO R3 ATmega328
Uno berbeda dari semua board mikrokontrol diawal-awal yang tidak
menggunakan chip khusus driver FTDI USB-to-serial. Sebagai penggantinya
penerapan USB-to-serial adalah ATmega16U2 versi R2 (versi sebelumnya
ATmega8U2). Versi Arduino Uno Rev.2 dilengkapi resistor ke 8U2 ke garis
ground yang lebih mudah diberikan ke mode DFU.
Untuk keunggulan board Arduino Uno Revision 3 antara lain:
 1.0 pinout: ditambahkan pin SDA dan SCL di dekat pin AREF dan dua
pin lainnya diletakkan dekat tombol RESET, fungsi IOREF melindungi kelebihan
tegangan pada papan rangkaian. Keunggulan perlindungan ini akan
kompatibel juga dengan dua jenis board yang menggunakan jenis AVR yang
beroperasi pada tegangan kerja 5V dan Arduino Due tegangan operasi 3.3V
 Rangkaian RESET yang lebih mantap.
 Penerapan ATmega 16U2 pengganti 8U2.
Bahasa "UNO" berasal dari bahasa Italia yang artinya SATU, ditandai
dengan peluncuran pertama Arduino 1.0, Uno pada versi 1.0 sebagai referensi
untuk Arduino yang selanjutnya, seri Uno versi terbaru dilengkapi USB. Untuk
melihat versi sebelumnya silahkan melihat pada daftar index Arduino di situs
resminya klik sini

18. 17
Microcontroller ATmega328
Operating Voltage 5V
Input Voltage (recommended) 7-12V
Input Voltage (limits) 6-20V
Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output)
Analog Input Pins 6
DC Current per I/O Pin 40 mA
DC Current for 3.3V Pin 50 mA
Flash Memory 32 KB (ATmega328) of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Clock Speed 16 MHz
Length 68.6 mm
Width 53.4 mm
Weight 25 g

19. 18
B300

20. 19
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
Dokumentasi Tugas Akhir Mata Kuliah
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen Dokumen B300: “Kendali Kecepatan Motor DC”
Jenis Dokumen B300
Nomor Dokumen B300 – 01
Nomor Revisi 01
Nama File SKD2B_B300_Richard Wiliam_Proyek Mandiri.docx
Tanggal Penerbitan 27 April 2017
Unit Penerbit Richard Wiliam
Jumlah Halaman 3
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Richard Wiliam 151311061
Tanggal 27-04-2017 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022)
2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id

21. 20
I. Pengantar
Dokumen ini dibuat sebagai proposal pengembangan pembuatan “Kendali
Kecepatan Rotasi Motor DC” dan sebagai syarat kelengkapan untuk dokumen
pengembangan.
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
1.1.1. Bab Pengantar
Menjelaskan ringkasan dari isi dokumen, tujuan penulisan dokumen
dan referensi yang merujuk pada pembuatan dokumen ini agar
pembacaan dan pemahaman isi dokumen dapat dipahami
1.1.2. Bab Pengembangan Perancangan Proyek
Berisi tentang deskripsi mengenai perancangan perangkat keras dan
perancangan perangkat lunak.
1.2.Tujuan Penulisan
Dokumen ini bertujuan untuk memenuhi syarat kelengkapan dokumen
pembuatan alat yang meliputi perancangan perangkat keras dan perangkat
lunak agar mempermudah pemahaman mengenai proyek yang dibuat dan
sebagai acuan dalam proses pembuatan alat..
II. Perancangan Produk
2.1.Pendahuluan
Bagian ini berisikan tentang perancangan perangkat lunak dan perangkat keras
dari alat sehingga dalam proses pembuatan alat sesuai dengan dokumen ini
sebagai acuan dalam proses perancangan.
2.2. Perancangan Perangkat Lunak
2.2.1. Perancangan Program
Perancangan program dalam dokumen ini ditunjukkan melalui diagram
alir atau flow chart. Rancangan program ini menjelaskan alir dari
program yang dibuat dan diimplementasikan pada mikrokontroler.

22. 21
2.2.2. Perancangan Sistem Kendali
Rencananya metode kendali yang digunakan yaitu kendali PID dengan
diagram blok dari sistem kendali sebagai berikut.
SENSOR
Motor DC

23. 22
2.2.3. Perancangan Perangkat Keras
2.2.3.1. Perancangan Mekanik
Perancangan mekanik pada dari alat ini dibuat secara sederhana.
Mekanik dari alat ini setidaknya terdiri dari kotak komponen dan
penyangga sensor dengan aktuator yang digunakan yaitu motor DC
yang disertai dengan gearbox dan encoder disc.
2.2.3.2. Perancangan Elektronika
Perancangan elektronika dari alat ini yaitu perancangan komponen
elektronika yang akan digunakan. Komponen yang digunakan
antara lain :
 Arduino Uno
 Resistor
 Dioda
 IC 555
 Transistor NPN
 Motor DC
 Potensio 50K
 MOSFET

24. 23
B400

25. 24
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
Dokumentasi Tugas Akhir Mata Kuliah
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen Dokumen B400: “Kendali Kecepatan Motor DC”
Jenis Dokumen B400
Nomor Dokumen B400 – 01
Nomor Revisi 01
Nama File SKD2B_B300_Richard Wiliam_Proyek Mandiri.docx
Tanggal Penerbitan 27 April 2017
Unit Penerbit Richard Wiliam
Jumlah Halaman 3
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Richard Wiliam 151311061
Tanggal 27-04-2017 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022)
2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id

26. 25
I. PENGANTAR
1.1.Ringkasan isi dokumen
Dokumen B400 akan menjelaskan tahapan lebih lanjut dari dokumendokumen
sebelumnya. Dokumen ini berisi mengenai hasil realisasi dari setiap subsistem juga
pengujian subsistem, implementasi dan proses pengembangan proyek lebih lanjut.
Dokumen ini terbagi menjadi beberapa bagian pokok yang bahasan. Bagian
pokok yang pertama yaitu realisasi dari bagian perangkat keras dan perangkat
lunak. Bagian berikutnya yaitu pengujian dari sub sistemnya. Dari bahasan ini
dapat dijelaskan sejauh mana progres dari alat ini.
1.2. Tujuan penulisan
Tujuan dibuatnya dokumen ini yaitu untuk melengkapi penyusunan dokumen
perancangan dan pengembangan alat berdasarkan perancangan berdasarkan
dokumen sebelumnya. Adapun tujuan khusus dari dibuatnya dokumen ini yaitu :
 Menjadi acuan dalam pengerjaan alat
 Melihat progres pengerjaan alat
 Menjadi acuan dalam pengembangan proyek
II. REALISASI PERANCANGAN
Pada bagian ini dijelaskan capaian dari proses pengerjaan alat yang sudah
dilakukan juga perkembangan terkait pengerjaan alat yang mengacu pada
dokumen-dokumen sebelumnya. Capaian yang dijelaskan antara lain realisasi
perangkat keras dan pengujian dari sub sistem yang sudah dilaksanakan.
2.1. Realisasi perangkat keras
Realisasi perangkat keras secara umum yaitu komponen-komponen fisik dari
alat seperti boks komponen hingga motor DC sebagai aktuator. Perangkat keras
yang sudah dibuat seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.1 dan gambar 4.2.
2.2. Pengujian subsistem
Pengujian subsistem dilakukan untuk memeriksa setiap subsistem dapat
bekerja dengan baik. Kegiatan ini dilakukan untuk memastikan alat memenuhi
rancangan yang sudah dibuat dari dokumen sebelumnya. Pengujian yang dilakukan
pada komponen-komponen berikut :
2.2.1. SV
SV di test menggunakan potensio 1M dan menunjukkan serial ploter
seperti dibawah

27. 26
2.2.2. LCD Display
LCD yang digunakan adalah LCD 16x2. LCD digunakan untuk
membantu menunjukkan nilai SV yang kita inginkan dengan mengatur
potensio. Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah LCD dapat
berfungsi dengan baik. Hasil pengujiannya seperti berikut
2.2.3. Driver Motor
Driver yang digunakan adalah rangkaian driver MOSFET dan
optocoupler. Setting PWM pada arduino akan memberikan nilai tegangan, arus
dan kondisi motor sebagai berikut :

28. 27
Input PWM Arus Tegangan Kondisi Motor
0 >2.5mA 12 Berhenti
100 >2.5mA 6.5 Berputar Lambat
200 >2.5mA 2.5 Berputar Normal
255 >2.5mA 1.5 Berputar Cepat
2.2.4. Sensor
Sensor yang digunakan adalah MOTOR DC. Jadi disini menggunakan 2 buah
motor DC, dimana salah satu Motor DC digunakan sebagai sensor untuk feedback

29. 28
B500

30. 29
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
Dokumentasi Tugas Akhir Mata Kuliah
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen Dokumen B500: “Kendali Kecepatan Motor DC”
Jenis Dokumen B500
Nomor Dokumen B500 – 01
Nomor Revisi 01
Nama File SKD2B_B300_Richard Wiliam_Proyek Mandiri.docx
Tanggal Penerbitan 27 April 2017
Unit Penerbit Richard Wiliam
Jumlah Halaman 3
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Richard Wiliam 151311061
Tanggal 27-04-2017 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022)
2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id

31. 30
I. PENGANTAR
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B300 yang dibuat ini berisi tentang implementasi dari proyek matakuliah Sistem
Kendali Digital yang berjudul “Sistem Kendali Kecepatan Motor DC dengan PID berbasis
Arduino Mosfet dan Rotary Encoder”.Deskripsi dan gambaran umum telah di dokumen
B100,Spesifikasi di dokumen B200,wiring diagram,flowchart telah diuraikan di dokumen
B300, dan percobaan alat dan sensor telah di uraikan di B400,Pada dokumen ini akan dijeaskan
kendali PID menggunakan metode ZN2 atau Ziegler Nichols 1.
1.2. Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen
Dokumen B500 ini dibuat sebagai acuan untuk pengembangan proyek mandiri yang
menjelaskan tentang perancangan sistem dari alat yang akan dibuat,sehingga apabila terjadi
masalah yang tidak diinginkan pada sistem akan memudahkan tindak lanjut saat pengerjaan
dan pengembangannya.
II. DESAIN KENDALI
Pendekatan PID dengan metode ZN1
Terdapat dua cara untuk menentukan nilai PID menggnakan metode ZN atau Ziegler
Nichols.Yaitu ZN-1 dan ZN-2,namun yang akan digunakan kali ini adalah penggunaan untuk
menemukan nilai PID menggunakan metode ZN-1 atau Ziegler Nichols 1.Berikut adalah
parameter untuk menentukan nilai Kp,Ti dan Td di metode Ziegler Nichols 1.
Tabel 2.1 Tuning Rule dengan metode Ziegler Nichols-

32. 31
Gambar 2.1 Perancangan PID menggunakan Ziegler Nichols 1- (sumber : Modern Control
Engineering,Ogata K.)
Desain Kendali Respon Sistem
Gambar 2.2 Desain Kendali Respon Sistem

33. 32
Respon Sinyal hasil desain
Gambar 2.3 Respon sinyal hasil desain
III. Penutup
Demikian pembuatan dokumen B500 ini agar selanjutnya dapat dijadikan acuan untuk pengembangan
proyek mandiri.

34. 33
B600

35. 34
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
Dokumentasi Tugas Akhir Mata Kuliah
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen Dokumen B600: “Kendali Kecepatan Motor DC”
Jenis Dokumen B600
Nomor Dokumen B600 – 01
Nomor Revisi 01
Nama File SKD2B_B300_Richard Wiliam_Proyek Mandiri.docx
Tanggal Penerbitan 27 April 2017
Unit Penerbit Richard Wiliam
Jumlah Halaman 2
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Richard Wiliam 151311061
Tanggal 27-04-2017 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022)
2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id

36. 35
I. Pengantar
Dokumen B600 dibuat sebagai dokumen kelengkapan dari dokumen pengembangan
proyek “Kendali Kecepatan Rotasi Motor DC”.
1.1.Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B600 berisi perancangan kendali pada plant kendali kecepatan rotasi
melanjutkan proses tuning dari dokumen sebelumnya dan pengujian alat termasuk
diuji dengan gangguan.
1.2.Tujuan Penulisan
Dokumen ini dibuat dengan tujuan untuk memenuhi syarat kelengkapan dokumen
untuk proyek “Kendali Kecepatan Rotasi Motor DC” yang dijalankan. Adapun
tujuan khusus dari pembuatan dokumen ini yaitu :
 Menjadi acuan dalam pengerjaan proyek
 Menjadi acuan dalam pengembangan proyek
II. Tuning Kendali
2.1.Tuning
Proses manual tuning dilakukan untuk memperbaiki respon dari hasil tuning Ziegler- Nichols
sehingga didapatkan respon yang lebih optimal. Gambar dibawah menunjukkan respon sistem
ketika mengimplementasikan tuning Ziegler-Nichols tipe 2.
Kp = 2.5893; Ti = 0.0498; Td = 0.01245

37. 36
2.2.Gangguan
Untuk menguji kehandalan dari tuning kendali, saat sistem berjalan diberikan gangguan
pada alat dengan cara menahan putaran disc encoder dan mengubah setpoint ketika
sistem berjalan. Respon ditunjukkan pada gambar dibawah
Saat ada gangguan respon turun
Respon kembali mendekati setpoint
Kesimpulan
Proyek mandiri “Kendali Kecepatan Motor DC” ini dibangun oleh Driver MOSFET, optocoupler dan
tentunya Motor DC dan juga Arduino Uno. Rangkaian ini menggunakan 2 buah motor DC dimana salah
satu Motor DC digunakan sebagai sensor (feedback). Metode yang digunakan untuk mengendalikan
Motor DC adalah Backward Difference. Kendali Motor DC ini berfungsi untuk mengendalikan
kecepatan motor DC pada keadaan Steady State dan jika ada gangguan maka respon akan mendekati
Set Point.