SISTEM KENDALI INTENSITAS CAHAYA BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN DRIVER IGBT DAN SENSOR LDR MENGGUNAKAN METODE PID

Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B100 : “Sistem Kendali Intensitas Cahaya berbasis
Mikrokontroler, IGBT dan sensor LDR dengan metode PID”
Jenis Dokumen B-100
Nomor Dokumen B-100-01
Nomor Revisi 01
Nama File 2A1_171311004_AJI SATRIA P_B100.docx
Tanggal Penerbitan 10 Juli 2019
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman 5
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan Mahasiswa D3 Elektronika
Aji Satria Pribadi 171311004
Tanggal 10 JULI 2019
Tanda
Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jalan Cilandak No 29b. Bandung Sukasari, Kota Bandung, 40153 Jawa Barat
Telepon : 081290378667 Fax : Email : ajipribadai45@gmail.com

1
Daftar Isi
Pengantar................................................................................................................................2
1.1 Ringkasan Isi Dokumen ................................................................................................. 2
1.2 Tujuan Penulisan ............................................................................................................ 2
Proposal Pengembangan ...................................................................................................... 3
2.1 Pendahuluan ................................................................................................................... 3
2.2 Konsep ............................................................................................................................ 3

2
Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini berisi proposal pengembangan Sistem Kendali Intensitas Cahaya
Menggunakan IGBT dan sensor LDR ditujukan sebagai tugas projek mandiri mata kuliah
Sistem Kendali Digital, Elektronika Industri 2, dan Sistem Instrumentasi program studi D3
Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Dokumen ini ditulis berdasarkan pada ide
pengembangan yang berisi antara lain : latar belakang dan konsep Sistem Kendali
Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, IGBT dan sensor LDR yang direncanakan
akan dikembangkan.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah memberikan gambaran mengenai Sistem
Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, IGBT dan sensor LDR yang
akan dirancang dan dikembangkan.

3
Proposal Pengembangan
2.1 Pendahuluan
Dalam menjalankan aktivitas sehari-hari penerangan merupakan kebutuhan yang
penting untuk setiap tempat baik itu pada perumahan, perkantoran, ataupun perindustrian
sehingga intensitas cahaya pada lampu perlu disesuaikan dengan kondisi ruangan sehingga
nyaman digunakan.
Pada saat kondisi ruangan yang terang, intensitas cahaya yang dibutuhkan dari lampu
dalam penggunaannya tidak butuh terlalu besar, begitupun sebaliknya dalam kondisi
ruangan yang gelap intensitas cahaya lampu dibutuhkan besar untuk penerangan.
Untuk mengatasi hal tersebut, dirancanglah sebuah rangkaian pengatur intensitas
cahaya dengan sensor LDR (Light Dependent Resistor) yang dibangun dengan rangkaian
IGBT. Dengan rangkaian kendali lampu menggunakan IGBT intensitas cahaya lampu
yang dihasilkan dapat diatur, dan dengan menggunakan sensor LDR (Light Dependent
Resistor) intensitas cahaya yang dihasilkan dapat dideteksi.
2.2 Konsep
Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, IGBT dan sensor
LDR ini merupakan alat yang memiliki kemampuan untuk mengendalikan intensitas
cahaya dengan menggunakan IGBT yang dapat mengatur intensitas cahaya yang
dihasilkannya dan sensor LDR sebagai feedback pengendali kestabilan intensitas cahaya
yang dihasilkan seperti gambar blok diagram dibawah ini.

4
Gambar 2.1 Blok Diagram Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino,
IGBT dan sensor LDR.
Blok Diagram pada Gambar 2.1 menunjukan set point (Nilai Set) sebagai nilai yang
akan menjadi acuan sistem kendali yang biasa disebut Set Value (SV). Kemudian
Kontroller Arduino berfungsi mengolah sinyal agar sinyal keluaran sesuai yang
diinginkan. Setelah dari Arduino sinyal menuju plan IGBT dan lampu DC, lampu akan
bertambah atau berkurang intesitas cahayanya sesuai sinyal yang keluar dari arduino. Dan
gangguan yang diberikan pada aktuator berupa penggelapan atau penerangan 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).
Kontroller
(Arduino)
Feedback
Sensor( LDR)
Sistem Plant
SV Output
+
-
PV
Set Point
(Nilai Set)
Gangguan
IGBT
Aktuator
(Lampu DC)

5
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B-200
Nomor Revisi 01
Nama File 2A1_171311004_AJI SATRIA PRIBADI_B200.docx
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman
Data Penyusun
Pengusul
Tanggal
10 JULI
2019
Tanda
Tangan

6
Daftar Isi
Pengantar ................................................................................................................................. 7
1.1 Ringkasan Isi Dokumen..................................................................................................... 7
1.2 Functional Requirement Specification .............................................................................. 7
Proposal Pengembangan.......................................................................................................... 8
2.1 Gambaran Umum .............................................................................................................. 8
2.2 Tujuan................................................................................................................................ 8
2.3 Ruang Lingkup .................................................................................................................. 8
2.4 Deskripsi Sistem................................................................................................................ 9
2.5 Elemen yang Dibutuhkan ................................................................................................ 9
Overall Specification ............................................................................................................. 10
3.1 Pendahuluan..................................................................................................................... 10
3.2 Deskripsi Alat.................................................................................................................. 10
3.3 Deskripsi Komponen ....................................................................................................... 10

7
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, IGBT 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, IGBT dan sensor LDR.

8
2.1 Gambaran Umum
Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, IGBT 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, IGBT 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 IGBT.
• Sensor Instensitas Cahaya menggunakan sensor Light Dependent Resistor (LDR) .

9
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.

10
Overall Specification
3.1 Pendahuluan
Spesifikasi keseluruhan dari Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis
Arduino, IGBT dan sensor LDR ini terdiri dari suatu sistem dan komponen-komponen
penyusunnya. antara lain :
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, IGBT dan sensor LDR, diantaranya :

11
3.3.1 Arduino Uno
3.3.2 Light Dependent Resistor (LDR)

12
3.3.3 Lampu DC
• Tegangan : 12V
• Daya Max : 35W

13
3.3.4 IGBT (FGA15N120ANTD 1200V NPT)

14
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B-300
Nomor Revisi 01
Nama File 2A1_AJI SATRIA PRIBADI_B300.docx
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman
Data Penyusun
Pengusul
Tanggal 10 juli 2019
Tanda
Tangan

15
Daftar Isi
Pengantar................................................................................................................................ 16
1.1 Ringkasan Isi Dokumen .................................................................................................. 16
1.2 Tujuan .............................................................................................................................. 16
Proposal Pengembangan ........................................................................................................ 17
2.1 Pendahuluan ........................................................................................................... ......... 17
2.2 Perancangan Mekanik ...................................................................................................... 17
2.3 Perancangan Elektronik ................................................................................................... 17
2.3.1 Diagram Blok ........................................................................................................ 17
2.3.2 Analisis Rangkaian per Blok ................................................................................ 18
2.3.3 Wiring .................................................................................................................... 20
2.4 Perancangan Perangkat Lunak ........................................................................................ 21

16
Pengantar
Dokumen ini merupakan proposal proyek “Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan
PID berbasis Arduino, IGBT 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 Sistem Kendali
Digital, Elektronika Industri 2 dan Instrumentasi Elektronika 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

17
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, IGBT 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, IGBT 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 IGBT 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 (SV) sebelum
akhirnya sinyal masuk kembali ke arduino.

18
Gambar 2.2 Blok Diagram Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino,
IGBT dan sensor LDR.
2.3.2. Analisis Rangkaian Per Blok
A. Set Point (SV)
Gambar 2.3 Potensiometer
Untuk dapat mengatur Set Point (SV) pada perancangan Sistem
Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, IGBT 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.
Kontroller
(Arduino)
Feedback
Sensor( LDR)
Sistem Plant
SV Output
+
-
PV
Set Point
(Nilai Set)
Gangguan
IGBT
Aktuator
(Lampu DC)

19
B. Proses Pengontrolan
Gambar 2.4 Arduino Uno
Proses pengontrolan dalam Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan
PID berbasis Arduino, IGBT 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
Gambar 2.5 IGBT
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) merupakan salah satu jenis
Transistor. Bedanya dengan transistor, IGBT memiliki impedansi input yang
sangat tinggi sehingga tidak membebani rangkaian pengendalinya. Kemudian
disisi output, IGBT memiliki tahanan (Roff) yang sangat besar pada saat tidak
menghantar, sehingga arus bocor sangat kecil. Sebaliknya pada saat
menghantar, tahanan pensaklaran (Ron) sangat kecil, mengakibatkan tegangan

20
jatuh (voltage drop) lebih kecil daripada transistor pada umumnya. Disamping
itu, IGBT memiliki kecepatan pensaklaran/frekuensi kerja yang lebih tinggi
dibanding transistor lainnya.
D. Feedback (Umpan Balik)
Gambar 2.6 LDR
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
Gambar 2.7 gambar rangkaian

21
2.4. Perancangan Perangkat Lunak (Flow Chart)
MULAI
SET VALUE (SV)
KONTROLLER
ARDUIN( O)
AKTUATOR
( )LAMPU DC
Apakah PV
sesuai
dengan SV?
LAMPU Sesuai
dengan SV
YA
TIDAK

22
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B-400
Nomor Revisi 01
Nama File 2A1_AJI SATRIA PRIBADI_B400.docx
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman
Data Penyusun
Pengusul
Tanggal 10 Juli 2019
Tanda
Tangan

23
Daftar Isi
1. Pengantar............................................................................................................................ 24
1.1 Ringkasan Isi Dokumen ........................................................................................... 24
1.2 Tujuan ....................................................................................................................... 24
2. Lingkup Pengujian ............................................................................................................. 25
3. Hasil Pengujian ........................................................................................................... ...... 26
3.1 Pengujian Potensiometer........................................................................................... 26
3.2 Pengujian Arduino ................................................................................................... 28
3.3 Pengujian Lampu DC ............................................................................................... 29
3.4 Pengujian LDR ........................................................................................................ 29
3.5 Pengujian IGBT ....................................................................................................... 31
4. Kesimpulan ....................................................................................................................... 32

24
Pengantar
Secara spesifik, dokumen ini menjelaskan berbagai macam test yang akan dilakukan
untuk mengetahui performa suatu sistem. Ukuran tersebut dapat berupa bekerja atau
tidaknya suatu fitur. Sistem yang dibahas pada dokumen ini adalah sistem kendali intensitas
cahaya.
Digital, Elektronika Industri 2 dan Instrumentasi Elektronika dalam hal pengujian sistem
perblok nya, untuk pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen sebelumnya.
1. Sebagai tolak ukur fungsional sistem.
2. Sebagai tolak ukur selesainya perancangan dan realisasi sistem.
3. Sebagai acuan dan referensi dalam perancangan dan realisasi sistem
4. Sebagai bagian dari dokumentasi proyek.

25
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.
• IGBT sebagai driver

26
Hasil Pengujian
3.1. Pengujian Potensiometer
3.1.1. Gambar Rangkaian Pengujian
3.1.2 Program Pengujian
3.1.3. Foto Pengujian

27
3.1.4. Data Pengujian
Gambar 3.1 Respon Sinyal Potensio
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.
No. Posisi Potensio Nilai Tegangan (V)
1. Minimum ( Paling Kiri ) 0
2. Medium ( Tengah ) 2,5
3. Maksimum ( Paling Kanan ) 5
Potensio meter 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, IGBT dan sensor LDR.

28
3.2. Pengujian Arduino
3.2.1. Program Pengujian
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.

29
3.3. Pengujian Lampu DC
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, IGBT dan sensor LDR.
3.4. Pengujian LDR
3.4.1. Gambar Rangkaian Pengujian
3.4.2 Program Pengujian

30
3.4.4. Data Pengujian
Gambar 3.2 Sinyal respon LDR sebelum di filter
Gambar 3.3 Sinyal respon LDR setelah di filter

31
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
2. Sedang 2,5
3. Paling Terang 5
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.
3.5. Pengujian IGBT
3.5.1. Gambar Rangkaian dan Foto Pengujiand
Pengujian dilakukan terhadap IGBT dilakukan dengan seperti gambar
rangkaian diatas dengan pemberian catu daya 12V, dan pengaturan potensiometer
maksimum dan minimum didapatkan output dari IGBT cahaya Lampu DC yang
terang dan redup. Sehingga IGBT ini dapat digunakan sebagai driver dalam Sistem
Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, IGBT dan sensor LDR.

32
Kesimpulan
Dari data yang didapatkan dalam pengujian yang telah dilakukan. Dapat disimpulkan
bahwa sistem dan subsistem :
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. IGBT Driver Baik
Hasil pengujian seluruh sistem dan sub sistem berjalan dan bekerja dengan baik,
sehingga Sistem Kendali Intensitas Cahaya dengan PID berbasis Arduino, IGBT dan sensor
LDR dapat menggunakan bagian-bagian dalam sistem dan subsistem dengan
komponenkomponen yang telah digunakan dalam pengujian dokumen B400 ini.

33
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B-500
Nomor Revisi 01
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman
Data Penyusun
Pengusul
Tanggal 10 Juli 2019
Tanda
Tangan

34
Daftar Isi
1. Pengantar............................................................................................................................ 37
1.2 Tujuan ....................................................................................................................... 37
2. Desain Kendali .................................................................................................................. 35
2.1 Pemilihan Metode .................................................................................................... 36
2.2 Parameter PID .......................................................................................................... 36
2.3 Hasil Desain ............................................................................................................. 37
3. Kesimpulan ....................................................................................................................... 38

35
Pengantar
Dokumen ini merupakan proposal proyek “Sistem Kendali Intensitas Cahaya
dengan PID berbasis Arduino, IGBT dan sensor LDR” yang akan dikembangkan dengan
Dokumen ini menjelaskan berbagai macam test yang akan dilakukan untuk
mengetahui parameter kendali yang akan digunakan. Desain kendali yang dingunakan
adalah metode Ziegler Nichols 1 (ZN1). Sistem yang dibahas pada dokumen ini adalah
sistem kendali intensitas cahaya.
Digital, Elektronika Industri 2 dan Instrumentasi Elektronika dalam hal desain kendali untuk
mendapatkan parameter kendali, untuk pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen
sebelumnya.
1. Sebagai tolak ukur selesainya perancangan parameter kendali.
2. Sebagai acuan dan referensi dalam perancangan parameter kendali.

36
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 Ziegler Nichols Tipe 1
2.2 Parameter PID
Setelah menentukan 3 titik pada hasil response sistem, didapatkan parameter PID
sebagai berikut :
Lm = 4,70 - 3,68 = 1,02
Tm = 6,72 - 4,72 = 2,0
L= 0,1004717
T= 0,283019
Kp= 1,2 T/L
= 1,2 (0,283019/0,100471) =
Ti= 2 L Td= 0,5 L
=2(0,1004717) =0,5(0,1004717)
= 2,44 = 0,61

37
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.
Gambar 2.2 Hasil Desain

38
Kesimpulan
Dari dokumen B500 ini didapatkan parameter PID sebagai berikut :
No. Parameter Kendali Nilai
1 Kp 3,380282
2 Ti 0,200943
3 Td 0,00502358

39
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B-600
Nomor Revisi 01
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman
Data Penyusun
Pengusul
Tanggal
Tanda
Tangan

40
Daftar Isi
1. Pengantar............................................................................................................................ 41
1.2 Tujuan ....................................................................................................................... 41
2. Hasil Respon Kendali ....................................................................................................... 42
2.1 Direct Discritization ................................................................................................. 42
2.2 Backward Difference ............................................................................................... 42
2.3 Plant Response ......................................................................................................... 43
3. Uji Gangguan .................................................................................................................... 43
3.1 Response Sinyal Setelah Diberi Gangguan………………………………………….43
4. Kesimpulan ....................................................................................................................... 44

41
Pengantar
Dokumen ini menjelaskan hasil response dari sistem dengan parameter PID pada
dokumen B500. Sistem dirangkai closed loop dan program yang digunakan pada software
arduino untuk menguji response adalah direct discritization dan backward diffrence. Sistem
yang dibahas pada dokumen ini adalah sistem kendali intensitas cahaya.
Digital, Elektronika Industri 2 dan Instrumentasi Elektronika dalam hal desain kendali
untuk mendapatkan parameter kendali, untuk pengembangan dari konsep dan ide pada
dokumen sebelumnya.
1. Sebagai tolak ukur selesainya perancangan sistem kendali dengan melihat hasil respone
yang didapat.
2. Sebagai acuan dan referensi dalam perancangan sistem kendali untuk mendapat hasil
response yang maksimal.

42
Hasil Respon Kendali
2.1. Direct Discrtization
Setelah mendapatkan parameter PID dari hasil desain dengan Metode Ziegler Nichols
Tipe 1 sebagai berikut :
Kp = 3,380
Ti = 0,2009
Td = 0,0502
Hasil response yang didapat dari metode direct disctritization adalah sebagai berikut :
Gambar 2.1 Sinyal Respon Dari Metode Discritization
2.2 Backward Difference
Setelah mendapatkan parameter PID dari hasil desain dengan Metode Ziegler Nichols
Tipe 1 sebagai berikut :
Kp = 0,4
Ti = 12
Td = 0,95
Hasil response yang didapat dari metode Backward Difference adalah sebagai berikut :

43
Gambar 2.1 Sinyal Respon Dari Backward Difference
2.3 Plant Response
Setelah dilakukan pentuningan, sinyal respon PV = SV. Walaupun diberikan gangguan, Plan akan
tetap dapat dikendalikan.
Gambar 2.2 M

44
Uji Gangguan
3.1. Respon Sinyal Setelah Diberi Gangguan
Setelah plan diberikan gangguaan dengan menutupi sensor LDR dan memberi cahaya dari luar,
dapat kita lihat dari gambar diata bahwa sinyal respon akan beradaptasi terhadap gangguan dan kembali
menyesuaikan dengan set point. Ini menandakan bahwa sistem kendali ini tangguh.
Kesimpulan
Dari uji c0ba sistem ini dapat disimpulkan bahwa :
 Perubahan nilai Kp linear terhadap Overshoot dan berlawanan terhadap Rise Time
dan Steady State Error, dan tidak berpengaruh terhadap Settling Time.
 Perubahan nilai Ti linear terhadap Rise Time dan berlawanan terhadap Overshoot dan
Settling Time, dan menghilangkan Steady State Error.
 Perubahan nilai Td berlawanan terhadap Overshoot dan Settling Time, dan tidak
berpengaruh terhadap Rise Time dan Steady State Error.
 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).

SISTEM KENDALI INTENSITAS CAHAYA BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN DRIVER IGBT DAN SENSOR LDR MENGGUNAKAN METODE PID

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to SISTEM KENDALI INTENSITAS CAHAYA BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN DRIVER IGBT DAN SENSOR LDR MENGGUNAKAN METODE PID

Similar to SISTEM KENDALI INTENSITAS CAHAYA BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN DRIVER IGBT DAN SENSOR LDR MENGGUNAKAN METODE PID (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (14)

SISTEM KENDALI INTENSITAS CAHAYA BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN DRIVER IGBT DAN SENSOR LDR MENGGUNAKAN METODE PID