Dokumen B100-B600 Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC

SISTEM KENDALI PID SUHU RUANGAN BERBASIS ARDUINO
DENGAN SENSOR LM35 DAN TRIAC
Dibuat untuk memenuhi salah satu tugas Project Mandiri mata kuliah Sistem Kendali Lanjut
Oleh :
RIZKI BRYANPURWA ALJUNE (171311024)
Kelas :
2A
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2019

KATA PENGANTAR
Puji syukur panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat
serta karunia-Nya. Sehingga saya dapat menyelesaikan tugas Project Mandiri Sistem
Kendali Lanjut yang berjudul “Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan
Sensor LM35 dan TRIAC” dengan baik.
Project Mandiri ini dibuat untuk memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah Sistem
Kendali Lanjut pada Semester 4 Program Studi D3 - Teknik Elektronika Politeknik Negeri
Bandung. Dokumen ini berisi gabungan dari B100-B600 yang telah dibuat, dimana B100
berisi tentang deskripsi dan gambaran umum proyek, B200 berisi tentang spesifikasi tentang
alat, B300 berisi tentang perancangan desain tentang alat, B400 berisi tentang realisasi alat,
B500 berisi tentang pengujian spesifikasi subsistem dari alat, dan B600 berisi tentang
pengujian psesifikasi sistem dari alat yang telah terealisasikan. Saya menyadari bahwa
dalam pembuatan project mandiri ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan
saran dari semua pihak sangat diharapkan demi kesempurnaan project mandiri ini.
Bandung, 30 Juni 2019
Penulis

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
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: “Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis
Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC”
Jenis Dokumen B100
Nomor Dokumen B100 – 01
Nomor Revisi 01
Nama File 2A_Rizki Bryanpurwa Aljune_PM-B100.pdf
Tanggal Penerbitan 31 Maret 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 6
Data Pengusul
Pengusul Nama Jabatan Mahasiswa D3
Teknik Elektronika
Rizki Bryanpurwa Aljune 171311024
Tanggal 31 Maret 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 : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI........................................................................................................................4
1 PENGANTAR ..............................................................................................................6
1.1 RINGKASAN ISI DOKUMEN ......................................................................................6
1.2 TUJUAN PENULISAN ................................................................................................6
2 PENGEMBANGAN PROPOSAL..............................................................................7
2.1 LATAR BELAKANG ..................................................................................................7
2.2 TUJUAN ...................................................................................................................7
2.3 DESKRIPSI ALAT .....................................................................................................7
3 PENUTUP.....................................................................................................................8

CATATAN SEJARAH PERBAIKAN DOKUMEN
Versi Tanggal Oleh Keterangan
01 31 Maret 2019 Pengusul

1 PENGANTAR
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B100 yang dibuat berisi tentang gagasan atau ide tentang pembuatan alat
mengenai “Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35
dan TRIAC” yang ditujukan sebagai proyek mandiri matakuliah Sistem Kendali
Lanjut program studi D3 Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Penulisan
dokumen ini berdasarkan pada ide pengembangan yang berisi antara lain : latar
belakang, tujuan dan deskripsi dari prototype Sistem Kendali PID Suhu Ruangan
berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC yang akan dikembangkan.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan dokumen B100 ini yaitu :
1. Sebagai bagian dari dokumentasi proyek yang akan dibuat.
2. Untuk memudahkan proses pengembangan alat yang akan dibuat.
3. Sebagai acuan dan referensi bagi proyek pengembangan alat yang akan dibuat.

2 PENGEMBANGAN PROPOSAL
2.1 Latar Belakang
Dewasa ini telah banyak pengaplikasian system kendali untuk mengendalikan suhu.
Pengendalian suhu dalam kehidupan manusia sehari hari banyak dimanfaatkan
diantaranya untuk penggorengan, ruang pendingin, kendali suhu pada oven. Pada
proyek mandiri ini akan dibuat perencanaa dan realisasi dari Sistem Kendali PID Suhu
Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC.
Peningkatan pemahaman dari pembelajaran tentang kendali PID pada mata kuliah
Sistem Kendali Lanjut Program Studi D3 Teknik Elektronika Politeknik Negeri
Bandung salah satunya dengan membuat sebuah alat berjudul “Sistem Kendali PID
Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC”.
2.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan proyek mata kuliah Sistem Kendali ini adalah untuk:
1. Menerapkan pengaplikasian system kendali PID.
2.3 Deskripsi Alat
Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan
TRIAC ini merupakan salah satu contoh aplikasi sederhana dari
penggunaan metoda kendali PID. Cara kerja alat ini adalah Potensiometer yang
berfungsi sebagai setpoint akan dihubungkan ke pin analog pada Arduino Uno
dan selanjutnya Arduino Uno yang digunakan sebagai pengontrol PID ini akan
membandingkan hasil pembacaan pada potensiometer dengan hasil pembacaan
pada sensor LM35 untuk mendapatkan nilai error dan selanjutnya controller
akan mengontrol actuator untuk mengendalikan suhu dengan mengendalikan actuator
yang Lampu pijar. Untuk mengetahui kehandalan dari sistem kendali
PID yang telah dibuat, maka akan diberikan gangguan berupa kipas.

Gambar 2.1 Diagram Blok Sistem
3 PENUTUP
Demikian dokumen B100 ini dibuat untuk selanjutnya dapat dijadikan acuan untuk
pengembangan-pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.

Judul Dokumen
Jenis Dokumen B200
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan 25 April 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 10
Data Pengusul
Teknik Elektronika
Tanggal 25 April 2019
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI......................................................................................................................10
CATATAN SEJARAH PERBAIKAN DOKUMEN......................................................11
1. PENGANTAR ...........................................................................................................12
1.1 RINGKASAN ISI DOKUMEN ....................................................................................12
1.2 TUJUAN PENULISAN ..............................................................................................12
2. FUNCIONAL REQUIREMENT SPECIFICATION............................................12
2.1 PENDAHULUAN......................................................................................................12
2.1.1 Gambaran Umum..........................................................................................12
2.1.2 Tujuan ...........................................................................................................13
2.1.3 Ruang Lingkup..............................................................................................13
2.1.4 Deskripsi Sistem ...........................................................................................13
3. OVERALL SPECIFICATION ................................................................................13
3.1 PENDAHULUAN......................................................................................................13
3.2 DESKRIPSI ALAT....................................................................................................14
3.3 DESKRIPSI PERANGKAT KERAS .............................................................................14
3.3.1 Controller (Arduino Uno) .............................................................................14
3.3.2 Aktuator (Lampu AC)...................................................................................15
3.3.3 Sensor (LM35) ..............................................................................................16
3.3.4 Driver (TRIAC).............................................................................................17
3.3.5 OPTOTRIAC (MOC3041)............................................................................17
4. REFERENSI..............................................................................................................18
5. PENUTUP..................................................................................................................18

1. PENGANTAR
Dokumen B200 ini berisi tentang dokumen spesifikasi alat yang meliputi
spesifikasi sistem dalam mengembangkan alat yang dibuat dengan judul “Sistem
Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC”
serta detail dari alat yang akan dibuat dari proyek mandiri mata kuliah Sistem
Kendali Lanjut program studi D3 Teknik Elektronika Politeknik Negeri
Bandung. Dokumen B200 berisi tentang mekanisme alat, cara kerja dan
spesifikasi dari perangkat keras yang digunakan.
Tujuan penulisan dari dokumen B200 ini yaitu:
1) Untuk memudahkan teknik dalam pengembangan alat.
2) Sebagai acuan apabila terjadi ketidaksesuaian terhadap alat dan komponen
yang akan dirancang.
2. FUNCIONAL REQUIREMENT SPECIFICATION
 Pengembangan sistem mengenai mekanisme dari alat yang akan dibuat.
 Digunakan metode kendali PID untuk mengendalikan suhu ruangan.
2.1 Pendahuluan
2.1.1 Gambaran Umum
Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35
dan TRIAC ini dapat mengendalikan suhu ruangan dari panas lampu bohlam
AC dengan nilai awal (set point) atau Set Value (SV) yang dapat ditentukan
nilainya. Output dari panas lampu bohlam direspon kembali oleh sensor
LM35 sebagai feedback untuk mengatur kestabilan output yang diinput
kembali ke kontroler (arduino).

2.1.2 Tujuan
Tujuan utama dari dibuatnya alat ini adalah :
1) Sebagai alat pembelajaran mengenai sistem kendali PID yang
diaplikasikan untuk mengendalikan suhu ruangan.
2) Menguji kinerja dari alat yang dibuat.
2.1.3 Ruang Lingkup
Alat ini memiliki batasan-batasan sebagai berikut:
1) Teknis :
 Mengontrol suhu udara pada ruangan.
2) Konten :
 Dapat membantu untuk memahami penggunaan Mikrokontroller
pada Stand Alone PID Control.
2.1.4 Deskripsi Sistem
Karakteristik sistem dari alat ini adalah :
1) Melakukan proses dari input yang diterima oleh program PID yang
sudah dimasukkan dalam Arduino Uno.
2) Memberikan umpan balik dari sensor LM35 untuk diproses pada
Arduino.
3. OVERALL SPECIFICATION
3.1 Pendahuluan
Pada bagian ini akan membahas mengenai spesifikasi keseluruhan dari Sistem
Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC
dan sebagai suatu sistem dan komponen-komponen penyusunnya. Hal-hal yang
akan dijelaskan sebagai berikut :
 Deskripsi Alat : menjelaskan mengenai cara kerja secara umum dari system
alat ini.
 Deskripsi Perangkat: menjelaskan lebih lanjut perangkat yang mendukung
system.

3.2 Deskripsi Alat
3.1 Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor
LM35 dan TRIAC ini berfungsi untuk mengatur suhu dari suatu ruangan
sesuai dengan yang diingikan. Untuk memperoleh suhu yang diinginkan
dalam waktu yang relative singkat serta mempertahankan suhu dalam
kondisi stabil maka menggunakan system kendali PID dengan
menggunakan Ziegler-Nichols. Dengan nilai parameter kendali yang
diharapkan adalah tidak terdapat Overshoot, tidak terdapat Error Steady
State, dan memiliki Risetime dibawah 3 menit Untuk mengetahui
kehandalan dari sistem kendali PID yang telah dibuat, maka Sistem
Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan
TRIAC akan diuji kehandalannya dengan memberikan gangguan berupa
kipas pada plant.
3.3 Deskripsi Perangkat Keras
3.3.1 Controller (Arduino Uno)
Arduino Uno adalah papan sirkuit berbasis mikrokontroler ATmega328. IC
(integrated circuit) ini memiliki 14 input/output digital (6 output untuk
PWM), 6 analog input, resonator kristal keramik 16 MHz, Koneksi USB,
soket adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset. Hal inilah yang dibutuhkan
untuk mensupport mikrokontrol secara mudah terhubung dengan kabel
power USB atau kabel power supply adaptor AC ke DC atau juga battery.
Gambar 2.1 Arduino Uno R3

Spesifikasi Arduino Uno :
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
DC Current per I/O Pin
DC Current for 3.3V Pin
6
40 mA
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
3.3.2 Aktuator (Lampu AC)
Spesifikasi lampu AC :
 Tegangan Kerja : 220V
Gambar 2.2 Aktuator (Lampu AC)

3.3.3 Sensor (LM35)
Sensor Suhu LM35 adalah salah satu jenis sensor yang dapat menghasilkan
tegangan berdasarkan perubahan suhu yang dideteksi. LM35 memiliki 3
buah pin kaki, pin1 untuk INPUT tegangan positif (+), pin2 OUTPUT, pin3
INPUT tegangan negatif/GND (-).
Gambar 2.3 Sensor suhu LM35
Spesifikasi :
 Akurasi kalibrasi : 0.5˚C pada suhu 25˚C
 Arus : > 60 µA
 Impedansi keluaran : 0.1 W untuk beban 1 mA
 Jangkauan suhu : antara -55˚C sampai +150˚C
 Ketidaklinieran : sekitar ± 1/4˚C
 Skala : 10 mVolt/˚C
 Tegangan kerja : 4 – 30 Volt

3.3.4 Driver (TRIAC BT136)
TRIAC merupakan komponen yang sangat cocok untuk digunakan sebagai
AC Switching (Saklar AC) karena dapat megendalikan aliran arus listrik
pada dua arah siklus gelombang bolak-balik AC. TRIAC pada umumnya
tidak digunakan pada rangkaian switching yang melibatkan daya yang sangat
tinggi. Salah satu alasannya adalah karena karakteristik Switching TRIAC
yang non-simetris dan juga gangguan elektromagnetik yang diciptakan oleh
listrik yang berdaya tinggi itu sendiri.
TRIAC Simbol TRIAC
3.3.5 Optotriac (MOC3020)
Optotriac tipe MOC 3020 tidak dilengkapi dengan rangkaian detector
pelintas nol (Zero Crossing Detector) yang mampu membuat optotriac mulai
akan konduksi pada saat siklus tegangan pada masukannya nol. Optotriac
MOC3020 bekerja pada level tegangan AC antara 200-400 VAC dengan
tegangan masukan pada LED 2,3 VDC sedangkan arus kerjanya 200mA
Simbol Wiring Optotriac (MOC3041)

4 REFERENSI
Dokumen B200, Suryani Nurhayati, 2017
Datasheet, MOTOROLA, MOC3041
http://www.caratekno.com/2015/07/pengertian-arduino-uno-mikrokontroler.html
http://teknikelektronika.com/pengertian-triac-dan-aplikasi-triac-thyristor/
http://www.nubielab.com/elektronika/analog/optotriac-moc-3041
http://html.alldatasheet.com/html
5 PENUTUP
Demikian dokumen B200 ini dibuat untuk dapat dijadikan sebagai acauan untuk
pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.

Judul Dokumen
Jenis Dokumen B300
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan 25 April 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 10
Data Pengusul
Teknik Elektronika
Tanggal 25 April 2019
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI......................................................................................................................20
1. PENGANTAR ...........................................................................................................22
2. PROPOSAL PENGEMBANGAN...........................................................................23
2.1 PENDAHULUAN......................................................................................................23
2.2 PERANCANGAN PERANGKAT KERAS .....................................................................23
2.2.1 Perancangan Mekanik...................................................................................23
2.2.2 Perancangan Elektronika...............................................................................24
2.3 PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK.....................................................................25
2.3.1 Perancangan Sistem Kendali.........................................................................25
2.3.2 Perancangan Program....................................................................................26
2.3.3 Wiring Sistem ...............................................................................................27
3. REFERENSI..............................................................................................................27
4. PENUTUP..................................................................................................................28

1. PENGANTAR
Dokumen B300 ini dibuat sebagai proposal pengembangan pembuatan alat mengenai
“Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan
TRIAC” yang ditujukan sebagai projek mandiri mata kuliah Sistem Kendali Lanjut
Program studi D3 Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Penulisan isi
dokumen ini sebagai syarat kelengkapan dokumen pengembangan dari segi analisa dan
perancangan.
Dokumen B300 ini dibuat terdiri dari dua bagian, diantaranya :
1) Bab Pengantar
Bab pengantar ini menjelaskan mengenai ringkasan isi dokumen, tujuan
penulisan dokumen, dan referensi yang merujuk pada pembuatan
dokumen ini agar pembacaan dan pemahaman isi dokumen dapat
dipahami dengan mudah.
2) Bab Pengembangan Perancangan Proyek
Bab pengembangan perancangan proyek ini berisi tentang pendahuluan
yang menunjang proyek yang dibuat, perancangan perangkat keras dan
perancangan perangkat lunak.
Dokumen B300 ini bertujuan untuk memenuhi syarat kelengkapan dokumen
pembuatan alat yang meliputi analisa dan perancangan alat baik dari sisi
perancangan perangkat keras yang didalamnya mencakup aspek mekanik dan
aspek elektronik, maupun perancangan perangkat lunak yang didalamnya
mencakup aspek komputer dan pemrograman juga aspek sistem kendali.
Melengkapi tujuan umum tersebut, dokumen ini juga memiliki tujuan khusus,
yaitu :
 Mempermudah pemahaman pembaca mengenai alat yang akan dibuat,
 Sebagai landasan dalam proses pengerjaan proyek mandiri sistem
kendali lanjut.
 Sebagai acuan dalam pengembangan proyek dalam jangka panjang,

 Sebagai dokumentasi tahapan dalam pengembangan sebuah proyek
mandiri sistem kendali lanjut.
2. PROPOSAL PENGEMBANGAN
2.1 Pendahuluan
Proposal pengembangan proyek mandiri sistem kendali lanjut yang dibuat ini
berisi tentang perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak
dari alat yang akan dibuat sebagai landasan atau acuan dalam mengembangkan
proyek mandiri sistem kendali lanjut ini menjadi terealisasikan setiap tahapanya
menjadi lebih mudah. Berdasarkan hal tersebut dokumen ini dapat menjadi
panduan dalam pengerjaan proyek agar tetap sesuai dengan jadwal dan tujuan
yang telah dibuat sejak awal.
2.2 Perancangan Perangkat Keras
2.2.1 Perancangan Mekanik
Perancangan mekanik pada alat ini dibuat secara sederhana. Mekanik dari
alat ini terdiri dari box dan penyangga sensor dengan actuator yang
digunakan yaitu lampu AC yang disertai dengan sensor LM35.
Potensiometer akan dihubungkan ke pin analog pada Arduino Uno dan
selanjutnya Arduino Uno akan membandingkan hasil pembacaan pada
potensiometer dengan hasil pembacaan pada sensor LM35 untuk
mendapatkan nilai error dan selanjutnya controller akan mengontrol actuator
yaitu lampu AC untuk memperoleh suhu yang diinginkan serta
mempertahankan suhu dalam kondisi stabil.
Rangkaian driver TRIAC dan rangkaian Zero Crossing akan dibuat dalam
bentuk shield untuk dipasangkan diatas Arduino Uno, akan dibuat juga shield
untuk tampilan LCD 16x2 dan potensiometer sebagai pengaturan setpoint
yang dipasang diatas shield dari driver TRIAC dan Zero Crossing.

2.2.2 Perancangan Elektronika
Perancangan elektronika dari alat ini diantaranya terdiri dari perancangan
rangkaian zero crossing detector, perangcangan rangkaian driver lampu AC.
 Rangkaian Zero Crossing Detector
Rangkaian zero crossing detector berfungsi untuk menentukan waktu
tunda dengan tepat untuk mendapatkan hasil pengaturan daya yang
akurat, Arduino harus mengetahui saat titik nol (zero crossing) dari
tegangan jala-jala listrik. Zero crossing adalah rangkaian yang
digunakan untuk mendeteksi perpotongan gelombang sinus AC 220
Volt saat melewati titik tegangan nol. Seberangan yang dideteksi
adalah peralihan dari positif menuju negative dan dari negative
menuju positif. Seberangan tersebut yang menjadi acuan pemberian
waktu tunda untuk memicu gate pada TRIAC. Komponen yang
digunakan diantaranya yaitu, transformator, diode, resistor dan
optocoupler (4N25).
Gambar 3.1 Rangkaian Zero Crossing Detector

 Rangkaian Driver Lampu AC
Rangkaian driver lampu AC berfungsi untuk membantu memperkuat
sinyal keluaran Arduino agar mampu memicu TRIAC. Rangkaian ini
digunakan sebagai pemisah antara tegangan kontrol yang berupa
tegangan DC terhadap rangkaian daya yang berupa tegangan tinggi
AC. Rangkaian ini terdiri dari beberapa komponen yaitu, TRIAC
(BT136), optotriac (MOC3020) dan resistor.
Gambar 3.2 Rangkaian Driver Lampu AC
2.3 Perancangan Perangkat Lunak
2.3.1 Perancangan Sistem Kendali
Perancangan sistem kendali dapat dijelaskan melalui diagram blok sebagai
berikut :
Gambar 2.3 Blok Diagram Sistem

2.3.2 Perancangan Program
Perancangan program dapat dibuat dan dijelaskan melalui diagram alir atau
flowchart. Perancangan program dibuat dengan tujuan menjelaskan
bagaimana program bekerja pada sistem. Berikut perancangan program
“Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35
dan TRIAC”.
Gambar 2.4 Flowchart program kendali
START
DEKLARASI
VARIABLE
1. SETUP PARAMETER PID
2. SETUP PIN OUTPUT YANGDIGUNAKAN
3. SETUP TIME SAMPLING
4. SETUP DISPLAY LCD
5. SETUP SERIAL DAN PENGATURAN LOOPING
BACA NILAI
START DI PIN 5
START = 1
MEMBACA NILAI SV DAN
PV, PERHITUNGAN PID
1. OUTPUT DISET 0
2. RESET PERHITUNGAN IE UNTUK PERIODE DISPLAY
3. RESET PERHITUNGAN PID
4. SETTING TIME SAMPLING
5. SETTING DISPLAY MENAMPILKAN SV DAN PV
MEMBATASI NILAI PID,
PENYESUAIAN EMBEDDED
SYSTEM
HITUNG WAKTU DISPLAY
TAMPILKAN SV, PV PADA
LCDRESETIE UNTUK
COUNTING ULANG
SETNILAI VARIABLE UNTUK
PERHITUNGAN SELANJUTNYA

2.3.3 Wiring Sistem
Power Supply 5V akan menjadi catu daya dari Arduino Uno yang digunakan
sebagai controller, dan sensor LM35 sebagai feedback, dan lampu AC
digunakan sebagai actuator. Ground yang digunakan adalah ground dari
salah satu pin di Arduino.
Pin A5 dihubungkan dengan sensor LM35. Pin 7 Arduino digunakan untuk
input driver TRIAC. Pin 2 untuk menentukan sudut picu dari rangkaian zero
crossing yang kemudian akan memerintahkan lampu untuk menyala. Pin A0
Arduino digunakan untuk membaca potensiometer sebagai nilai setpoint dari
sistem.
Gambar 2.5 Wiring Sistem

3. REFERENSI
[1] Dokumen B300, Suryani Nurhayati, 2017
[2] Hidayat, Rahmat dkk. “PENGATURAN KECEPATAN PUTARAN MOTOR
INDUKSI 1 PHASA BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535”.
Bogor, 2013.
4. PENUTUP
Demikian dokumen B300 ini dibuat untuk dapat dijadikan sebagai acuan untuk

Judul Dokumen
Jenis Dokumen B400
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan 6 Mei 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 11
Data Pengusul
Teknik Elektronika
Tanggal 6 Mei 2019
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI......................................................................................................................30
1. PENGANTAR ...........................................................................................................32
2. REALISASI PENGUJIAN.......................................................................................32
2.1 PENGUJIAN ELEKTRONIK.......................................................................................32
3. REFERENSI..............................................................................................................39
4. PENUTUP..................................................................................................................39

1. PENGANTAR
program studi D3 Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Penulisan isi
perancangan.
Dokumen B400 ini berisi proses dan implementasi dalam pengembangan alat
secara detail yang berjudul “Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis
Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC”. Secara garis besar isi dokumen ini
menjelaskan berbagai macam test bagian elektronik yaitu perangkat elektronik
yang digunakan pada sistem ini. Dan bagian komputer menjelaskan
implementasi pemrograman software sistem ini.
Penulisan Dokumen B400 ini secara umum bertujuanl sebagai lanjutan proses
perancangan dan realisasi dari pengembangan “Sistem Kendali PID Suhu
Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC” dalam hal
pengujian dan implementasi hardware serta sistem dalam hal pengembangan
dari konsep dan ide pada dokumen sebelumnya, sehingga proyek ini bisa
terealisasikan.
2. REALISASI PENGUJIAN
Bagian realisasi perancangan ini menjelaskan mengenai sejauh mana pengerjaan proyek
yang telah dikerjakan. Realisasi perancangan ini terdiri dari realisasi perancangan
elektronik.
2.1 Pengujian Elektronik
Realisasi pengujian elektronik ini menjelaskan mengenai komponen-komponen
yang dipilih serta menguji coba untuk mendapatkan data dari alat yang dibuat.
Metode pengujian yang digunakan dengan mengukur setiap blok pada system
elektronik.

1) Catu Daya
Pengujian catu daya dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari
sumber tegangan.
 Tegangan sumber AC : 220V AC
 Tegangan sisi sekunder Transformator : 12V AC
 Tegangan sumber DC : 5V DC
Berdasarkan hasil pengujian didapat, sumber-sumber tegangan yang digunakan
memiliki keluaran sesuai dengan yang diinginkan.
2) Set Point (Potensiometer)
Pengujian potensiometer dilakukan dengan menghubungkan potensiometer
dengan pin A0 Arduino kemudian diberikan program pada Arduino dan data
pengujian ditampilkan melalui serial plotter.
Gambar 4.1 Wiring pengujian SV potensiometer

Gambar 4.2 Program pengujian SV potensiometer
Gambar 4.3 Hasil pengujian SV potensiometer
Berdasarkan hasil pengujian didapat, SV dengan menggunakan potensiometer
dapat bekerja berdasarkan perubahan resistansinya berubah pula keluaran yang
dihasilkan sebagai input Arduino.

3) Feedback Sensor (LM35)
Pengujian sensor LM35 dilakukan dengan menghubungkan LM35 pada pin A5
pada Arduino kemudian diberikan program pada Arduino dan data ditampilkan
melalui serial plotter.
Gambar 4.4 Wiring pengujian PV sensor LM35
Gambar 4.5 Program pengujian PV sensor LM35

Gambar 4.6 Hasil pengujian PV sensor LM35
Berdasarkan hasil pengujian SV sensor LM35 didapat, sensor LM35 yang
digunakan pada pengujian ini memiliki banyak gangguan (noise). Sehingga
diperlukan filter untuk meminimalisir gangguan pada pembacaan sensor LM35
menggunakan filter digital.
Gambar 4.7 Program filter digital PV sensor LM35

Gambar 4.8 Hasil filter digital PV sensor LM35
4) Rangkaian Driver Lampu AC
Pengujian driver lampu AC menggunakan TRIAC dan dilakukan dengan
penambahan rangkaian zero crossing. Pemberian potensiometer pada input
analog pada pin A0 untuk pengujian.
Gambar 4.9 Wiring rangkaian pengujian driver lampu AC

Gambar 4.10 Program pengujian driver lampu AC
Hasil pengujian driver lampu AC dengan mengatur potensiometer :
 Saat potensiometer diatur pada posisi minimum menghasilkan lampu
menyala redup.
 Saat potensiometer diatur pada posisi sedang/medium menghasilkan
lampu menyala tidak terlalu terang namun lebih terang dari
sebelumnya.
 Saat potensiometer diatur pada posisi maksimum menghasilkan lampu
menyala terang.

Gambar 4.11 Hasil pengujian driver lampu AC
3. REFERENSI
[2] S. Feriyonika, PID Digital-Stand Alone Controller, Bandung : Politeknik Negeri
Bandung.
4. PENUTUP

Judul Dokumen
Jenis Dokumen B500
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan 26 Juni 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 7
Data Pengusul
Teknik Elektronika
Tanggal 26 Juni 2019
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI......................................................................................................................41
1. PENGANTAR ...........................................................................................................43
1.1 RINGKASAN ISI DOKUMEN ..................................................................................43
1.2 TUJUAN PENULISAN .............................................................................................43
2. DESAIN KENDALI..................................................................................................43
2.1 LINEARISASI SENSOR...........................................................................................44
2.2 DESAIN KENDALI DENGAN ZIEGLER NICHOLS TIPE 1 .......................................45
3. REFERENSI................................................................................................................7
4. PENUTUP....................................................................................................................7

1. PENGANTAR
perancangan.
Dokumen B500 ini berisi proses desain kendali dan implementasi dalam
pengembangan alat secara detail yang berjudul “Sistem Kendali PID Suhu
Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC”. Secara garis
besar isi dokumen ini menjelaskan proses desain kendali PID dengan
menggunakan metode Ziegler Nichols tipe 1. Dan menentukan parameter PID
dari grafik respon yang didapat dari plan kendali suhu.
Penulisan Dokumen B500 ini secara umum bertujuan sebagai lanjutan proses
perancangan dan realisasi dari pengembangan “Sistem Kendali PID Suhu
Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC” dalam hal proses
desain kendali untuk mendapatkan parameter nilai kendali yang tepat untuk
system yang dirancang.
Dokumen ini juga bertujuan secara khusus yaitu :
 Sebagai landasan dalam proses pengerjaan proyek.
 Sebagai acuan dalam pengembangan proyek jangka panjang.
 Sebagai tolak ukur selesainya perancangan parameter kendali.
2 DESAIN KENDALI
Tujuan dari desain kendali sistem ini adalah untuk menentukan parameter dari nilai
kendali PID yang digunakan. Dalam proses desain kendali PID ini, nilai parameter PID
didapatkan dengan menggunakan metode Ziegler Nichols tipe 1.

2.1 Linearisasi Sensor
Linearisasi sensor ini dilakukan untuk mengkaliberasi pembacaan sensor LM35
dengan membandingkan pembacaan dari senso LM35 dan hasil pengukuran
dengan termometer. Proses kaliberasi sensor ini dilakukan beberapa kali untuk
memastikan keakuratan pembacaan sensor LM35. Pembacaan sensor LM35
ditampilkan melalui serial plotter
Tabel 2.1 Hasil pembacaan sensor LM35 dan termometer
Kaliberasi Ke-
Hasil Pembacaan Sensor (⁰C)
Sensor Termometer
1
27 29
47 50
2
33 33
51 50
3
30 31
45 44
4
29 30
40 39
Berikut persamaan yang didapat dari data pembacaan sensor dan termometer
𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏
𝑦 = Pembacaan termometer
𝑥 = Pembacaan LM35
Berdasarkan persamaan tersebut subtitusikan kedua persamaan untuk
mendapatkan nilai a dan nilai b, nilai tersebut kemudian menjadi perhitungan
pembacaan sensor.Kaliberasi dilakukan beberapa kali hingga didapatkan nilai
pembacaan sensor yang sesuai dengan hasil pengukuran termometer.

2.2 Desain Kendali dengan Ziegler Nichols Tipe 1
Gambar 2.1 Respon sistem
Gambar 2.2 Proses desain kendali Ziegler Nichols tipe 1
Dari hasil desain tersebut didapatkan 3 titik, dari titik-titik tersebut maka akan
menghasilkan nilai T dan L yang selanjutnya akan dihitung dan menjadi nilai
parameter kendali Kp, Ti dan Td. Untuk menentukan nilai titik-titik tersebut dibantu
dengan aplikasi paint atau coreldraw.
Titik 1 Titik 2 Titik 3
3,97 4,07 7,54

L = Titik 2 – Titik 1
= 4,07 – 3,97
= 0,1
T = Titik 3 – Titik 2
= 7,54 – 4,07
= 3,47
Setelah mendapatkan nilai L dan T perlu dilakukan konversi waktu agar sesuai dengan real
time (waktu sebenarnya).
Waktu stopwatch : 1247 detik ; Waktu respon = 35,19 – 3,97 = 31,22
L =
𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝐿
𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛
𝑥 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑠𝑡𝑜𝑝𝑤𝑎𝑡𝑐ℎ
=
0,1
31,22
𝑥 1247
= 3,99 detik
T =
𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑇
𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛
𝑥 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑠𝑡𝑜𝑝𝑤𝑎𝑡𝑐ℎ
=
3,47
31,22
𝑥 1247
= 138,6 detik
Maka setelah mendapatkan nilai T dan L yang sudah di konversi kita dapat menghitung dan
mendapatkan nilai parameter kendali sebagai berikut:
Kp = 1,2 (T/L) Ti = 2 x L Td = 0,5 x L Ki = Kp/Ti Kd = Kp x Td
41,688 7,98 1,995 5,224 83,167
3 REFERENSI
Bandung.
4 PENUTUP

Judul Dokumen
Jenis Dokumen B600
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan 30 Juni 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 7
Data Pengusul
Teknik Elektronika
Tanggal 30 Juni 2019
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

DAFTAR ISI
DAFTAR ISI......................................................................................................................48
1. PENGANTAR ...........................................................................................................50
1.1 RINGKASAN ISI DOKUMEN ..................................................................................50
1.2 TUJUAN PENULISAN .............................................................................................50
2. DESAIN SISTEM KENDALI..................................................................................50
2.1 TUNNING PERTAMA .............................................................................................52
2.2 TUNNING KEDUA..................................................................................................52
2.3 PENGUJIAN DENGAN GANGGUAN ........................................................................53
3. REFERENSI..............................................................................................................54
4. PENUTUP..................................................................................................................54

1. PENGANTAR
perancangan.
Dokumen B600 ini berisi kelanjutan perancangan dari alat yang dikembangkan
dengan judul “Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan
Sensor LM35 dan TRIAC ”. Deskripsi dan gambaran umum proyek telah
diuraikan pada dokumen B100, spesifikasi tentang alat telah diuraikan pada
dokumen B200, perancangan desain tentang alat telah diuraikan pada dokumen
B300, dan realisasi alat telah diuraikan pada dokumen B400, serta pengujian
spesifikasi subsistem dari alat telah diuraikan pada dokumen B500. Pada
dokumen ini akan dijelaskan mengenai pengujian spesifikasi system dari alat
yang telah direalisasikan.
Penulisan Dokumen B600 ini secara umum bertujuan sebagai pemenuhan syarat
kelengkapan dokumen pembuatan alat tentang “Sistem Kendali PID Suhu
Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC” yang meliputi
hasil pengujian dan analisis system secara menyeluruh.
Dokumen ini juga bertujuan secara khusus yaitu :
 Sebagai landasan dalam proses pengerjaan proyek.
 Sebagai acuan dalam pengembangan proyek jangka panjang.
 Sebagai dokumentasi dalam pengembangan proyek.
2. DESAIN SISTEM KENDALI
Setelah melakukan proses desain Ziegler Nichols tipe 1, maka diperoleh parameter PID
seperti berikut :

Berdasarkan parameter PID tersebut diperoleh respon sistem seperti berikut.
Gambar 2.1 Respon hasil desain kendali
Kp = 1,2 (T/L) Ti = 2 x L Td = 0,5 x L Ki = Kp/Ti Kd = Kp x Td
41,688 7,98 1,995 5,224 83,167
Berdasarkan gambar respon hasil desain kendali tersebut, respon sostem masih terdapat
overshoot yang cukup besar dan membutuhkan waktu 20 detik untuk mencapai keadaan
steady. Untuk mendapatkan respon sistem yang tidak memiliki overshoot dan memiliki
waktu yang cepat sampai keadaan steady, maka diperlukan proses tunning parameter
PIDnya.
Setelah mendapatkan respon sistem terbaik dari sistem yang dibuat, kemudian sistem
akan diuji dengan gangguan untuk menguji sistem sehingga dapat mempertahankan
keadaan sesuai set poin yang diberikan.
Melakukan manual tuning parameter kendali perlu diperhatikan parameter seperti pada
gambar dibawah ini.
Gambar 2.2 Parameter Manual Tuning

2.1 Tunning Pertama
Gambar 2.2 Respon sistem hasil tunning pertama
Kp Ti Td
50 100 10
Berdasarkan respon sistem hasil tunning pertama didapat bahwa respon sistem
dapat mencapai waktu steady lebih cepat dari respon hasil desain namun masih
terdapat overshoot.
2.2 Tunning Kedua
Gambar 2.3 Respon sistem hasil tunning kedua

Kp Ti Td
75 2500 50
Berdasarkan respon sistem hasil tunning kedua didapat bahwa respon sistem
dapat mencapai keadaan steady cukup cepat, tidak terdapat overshoot dan
memiliki waktu naik yang cukup cepat. Sehingga dirasa tidak perlu dilakukan
tunning kembali.
2.3 Pengujian dengan Gangguan
Pengujian dengan gangguan dilakukan untuk mengetahui kehandalan dari sistem
yang dibuat dapat mempertahankan keadaan steady saat diberi gangguan.
Pengujian gangguan berupa pemberian kipasan angin pada plant.
Berdasarkan uji gangguan didapat bahwa respon sistem dapat dikatakan handal
karena mampu mempertahankan keadaan steady saat diberi gangguan.
Maka dapat disimpulkan parameter yang cocok untuk desain kendali pada plant
ini adalah sebagai berikut :
Kp Ti Td Ki Kd
75 2500 50 0,03 3750
gangguan

3. REFERENSI
Bandung.
4. PENUTUP
Demikian dokumen B600 ini dibuat sebagai dokumen akhir dalam perancangan Sistem
Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC.

Dokumen B100-B600 Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Dokumen B100-B600 Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC

Similar to Dokumen B100-B600 Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Dokumen B100-B600 Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan Sensor LM35 dan TRIAC