Sistem Kendali PID ini dingunakan untuk mengontrol ketinggian air. Aktuator yang digunakan adalah motor DC. Driver yang digunakan adalah Mosfet. Sensor yang digunakan adalah sensor ultrasonik.
Sistem Kendali Volume Air pada Air Isi Ulang dengan Ultrasonic metode PID ber...
SKPIA_PID
1. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga, Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022) 2013789, Fax. (022)
2013889 Homepage :www.polban.ac.id Email : polban@polban.ac.id
Lembar Sampul Dokumen B100
Judul Dokumen
Dokumen B100: “Sistem Kendali Ketinggian Pintu Air dengan
Metode PID Menggunakan Ultrasonik Sebagai Sensor dan Driver
Mosfet Berbasis Arduino”
Jenis Dokumen B100
Nomor Dokumen B100 – 01
Nomor Revisi -
Nama File 3C_Muhammad Husny_SASKIB100
Tanggal Penerbitan 16 Maret 2018
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 3
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – IV
Teknik Elektronika
Muhammad Husny
Mubarak
151354024
Tanggal 16-3-2018 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
2. 1
I. Pengantar
1.1 Ringkasan isi dokumen
Dokumen B100 ini merupakan proposal pembuatan alat yang berjudul “Sistem
Kendali Ketinggian Pintu Air dengan Metode PID Menggunakan Ultrasonik Sebagai
Sensor dan Driver Mosfet Berbasis Arduino” yang ditujukan sebagai proyek mandiri
mata kuliah software aplikasi sistem kendali dan instrumentasi (SASKI). Penulisan isi
dokumen ini berdasarkan pada ide pengembangan yang berisi : konsep dan desain dari
alat yang akan di buat.
1.2 Tujuan penulisan dari dokumen ini yaitu :
1. Sebagai acuan dan referensi dari pembuatan alat pada proyek
mandiri SASKI.
2. Sebagai bagian dokumentasi pada proyek mandiri SASKI.
3. 2
II. Proposal Pengembangan
2.1 Pendahuluan
Sistem Kendali Ketinggian Pintu Air dengan Metode PID Menggunakan
UltrasonikSebagai Sensor dan Driver Mosfet Berbasis Arduino merupakan alat yang
berfungsi mengendalikan ketinggian pintu air pada aliran sungai guna mencegah terjadinya
banjir di sekitar bantaran sungai. Sistem ini menggunakan metode PID dan Arduino sebagai
kontroller. Sistem ini menggunakan ketinggian air sungai sebagai input.
2.2 Latar Belakang
Banjir menjadi permasalahan di Indonesia terutama di perkotaan. Tidak
adanya kesadaran masyarakat akan bahaya banjir dan penyebab-penyevab terjadinya
banjir menjadi sebab kenapa banjir terus melanda. Sikap masyarakat yang mebangun
rumah di bantaran sungai menyebabkan berkurangnya daerah resapan air yang
menyebabkan banjir terjadi di waktu hujan.
Salah satu solusi yang dapat dilakukan adalah dengan membuat kolam retensi.
Kolam retensi adalah kolam yang dibuat untuk menggantikan fungsi lahan resapan
yang sudah tidak bisa lagi menjalankan fungsinya dengan maksimal dikarenakan
banyak hal. Misalnya saja lahan resepan yang tertutup, lahan resapan yang berubah
fungsi menjadi kawasan perumahan dan perkantoran serta beberapa penyebab lainnya.
Kolam retensi ini selanjutnya akan menampung air hujan secara langsung dan
juga menampung aliran air dari sistem drainase dan air sungai untuk kemudian
diresapkan ke dalam tanah. Solusi ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai bagian
solusi pencegahan banjir di sekitar bantaran sungai.
2.3 Desain Sistem Kendali
Gambar 1. Blok Diagram Sistem Kendali
Berdasarkan blok diagram pada gambar 1 maka rancangan komponen yang
akan dibuat ialah :
• Set Point = Potensiometer
• Kontroller = Arduino UNO
• Penguat Daya = Mosfet
• Aktuator = Motor Stepper
• Sensor = Sensor Ultrasonik
4. 3
2.4 Konsep
Potensiometer digunakan untuk mengatur nilai setpoint. Potensiometer akan
mengatur nilai ketinggian air sebagai acuan nilai yang diinginkan. Nilai set point ini akan di
olah oleh kontroller Arduino UNO menggunakan metode PID. Nilai parameter-parameter
PID yang telah diatur selanjutnya akan menggerakan aktuatur yang berupa motor stepper
menggunakan driver MOSFET untuk mengatur ketinggian pintu air. Semakin tinggi
ketinggian air, maka semakin tinggi pintu air terbuka, sehingga air dapat mengalir melewati
pintu air dan ketinggian air dapat terjaga ketinggiannya.
Sensor ultrasonik digunakan sebagai feedback dari ketinggian pintu air. Sehingga
apabila terjadi perubahan nilai ketinggian pintu air, nilainya nya akan dikoreksi dan di
bandingkan dengan set point. Nilai ini disebut sebagai nilai error dan akan diolah oleh
kontroller dan mengatur kembali ketinggian pintu air, sehingga ketinggian air sesuai dengan
nilai setpoint.
5. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga, Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022) 2013789, Fax. (022)
2013889 Homepage :www.polban.ac.id Email : polban@polban.ac.id
Lembar Sampul Dokumen B200
Judul Dokumen
Dokumen B200: “Sistem Kendali Ketinggian Pintu Air dengan
Metode PID Menggunakan Ultrasonik Sebagai Sensor dan Driver
Mosfet Berbasis Arduino”
Jenis Dokumen B200
Nomor Dokumen B200 – 01
Nomor Revisi -
Nama File 3C_Muhammad Husny_SASKIB200
Tanggal Penerbitan 29 Maret 2018
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 4
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – IV
Teknik Elektronika
Muhammad Husny
Mubarak
151354024
Tanggal 29-3-2018 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
6. 1
1. Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B200 ini berisi tentang spesifikasi alat yang meliputi
spesifikasi sistem dalam mengembangkan alat ini, serta detail dari alat
yang akan dibuat. Dokumen ini lebih menitikberatkan pada pembahasan
rangkaian inti, mekanisme, 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, dan mekanisme.
2. Functional Requipment Spesification
Designer dalam hal ini adalah perancangan sistem kendali dari alat
Sistem Kendali Ketinggian Pintu Air dengan Metode PID
Menggunakan Ultrasonik Sebagai Sensor dan Driver Mosfet Berbasis
Arduino.
Dokumen dasar untuk program perancangan Sistem Kendali
Ketinggian Pintu Air dengan Metode PID Menggunakan Ultrasonik
Sebagai Sensor dan Driver Mosfet Berbasis Arduino ini adalah
dokumen B100 hingga B600.
Definisi requirement adalah deskripsi dari apa yang harus dilakukan
olehsistem. Sistem yang dikembangkan harus mampu melakukan hal-
hal tertentu.
2.1 Pendahuluan
2.1.1 Gambaran Umum
Potensiometer digunakan untuk mengatur nilai setpoint.
Potensiometer akan mengatur nilai ketinggian air sebagai acuan
nilai yang diinginkan. Nilai set point ini akan di olah oleh
kontroller Arduino UNO menggunakan metode PID. Nilai
parameter-parameter PID yang telah diatur selanjutnya akan
menggerakan aktuatur yang berupa motor stepper menggunakan
driver MOSFET untuk mengatur ketinggian pintu air. Semakin
tinggi ketinggian air, maka semakin tinggi pintu air terbuka,
sehingga air dapat mengalir melewati pintu air dan ketinggian air
dapat terjaga ketinggiannya.
Sensor ultrasonik digunakan sebagai feedback dari ketinggian
pintu air. Sehingga apabila terjadi perubahan nilai ketinggian pintu
air, nilainya nya akan dikoreksi dan di bandingkan dengan set
point. Nilai ini disebut sebagai nilai error dan akan diolah oleh
kontroller dan mengatur kembali ketinggian pintu air, sehingga
ketinggian air sesuai dengan nilai setpoint.
2.1.2 Tujuan
Tujuan utama dibuatnya alat ini adalah:
Sebagai miniatur sistem kendali ketinggian air
menggunakan pintu air.
7. 2
Merancang dan merealisasikam perangkat kerasa dan
perangkat lunak pada pengendalian ketinggian air.
2.1.3 Ruang Lingkup
Mengatur ketinggian air agar sesuai dengan nilai ketinggian
air yang diinginkan.
Metode kendali yang digunakan adalah metode PID.
Target penggunaan alat ini adalah sebagai miniatur
pengendalian ketinggian air sungai menggunakan pintu air
menuju kolam retensi.
2.2 Deskripsi Sistem
Sistem Kontrol Level Air ini membutuhkan perangkat keras sebagai
pendukung dari sistem ini,
Setpoint menggunakan potensiometer
Kontroller menggunakan arduino UNO
Driver menggunakan MOSFET
Actuator menggunakan motor stepper
Feedback menggunakan sensor ultrasonik.
3. Overall Specification
3.1 Pendahuluan
Pada bagian ini akan membahas mengenai spesifikasi keseluruhan dari
Sistem Kendali Ketinggian Pintu Air dengan Metode PID Menggunakan
Ultrasonik Sebagai Sensor dan Driver Mosfet Berbasis Arduino sebagai
suatu sistem dan komponen-komponen penyusunnya.
Hal-hal yang akan dijelaskan sebagai berikut :
Deskripsi Alat: Menjelaskan mengenai cara kerja umum dari
sistem pada alat ini.
Deskripsi Perangkat: menjelaskan lebih lanjut perangkat yang
mendukung sistem
3.2 Deskripsi Alat
Sistem Kendali Ketinggian Pintu Air dengan Metode PID
Menggunakan Ultrasonik Sebagai Sensor dan Driver Mosfet Berbasis
Arduino ini berfungsi untuk mengatur ketinggian air sesuai dengan nilai
yang diinginkan. Untuk memperoleh ketinggian air yang diinginkan maka
digunakan sistem kendali PID.
3.3 Deskripsi Perangkat Keras
3.3.1 Kontroller (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.
8. 3
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 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
3.3.2 Sensor Ultrasonik HC SR04
Sensor HC-SR04 adalah sensor pengukur jarak berbasis
gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik di pancarkan
kemudian di terima balik oleh receiver ultrasonik. Jarak antara
waktu pancar dan waktu terima adalah representasi dari jarak
objek. Sensor ini cocok untuk aplikasi elektronik yang memerlukan
deteksi jarak.
9. 4
Spesifikasi
Jangkauan deteksi: 2cm sampai kisaran 400 -500cm
Sudut deteksi adalah 15 derajat
Tegangan kerja 5V DC
Resolusi 1cm
Frekuensi Ultrasonik 40 kHz
Dapat dihubungkan langsung ke kaki mikrokontroler
3.3.3 Mosfet
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Efect Transistor)
merupakan piranti atau komponen aktif pokok yang kini banyak
digunakan dalam bidang Elektronika Daya; yakni UPS
(Uninterruptible Power Supply), dan sistem pengendali
daya/motor-motor besar di bidang industri.
Spesifikasi
Karakteristik MOSFET
Kemampuan Arus (A) 20
Kemampuan Tegangan (V) 500
Ron (ohm) pada 25 0
C 0.2
Ron (ohm) pada 150 0
C 0.6
Waktu turun (nanodetik) 40
3.3.4 Motor Stepper
Spesifikasi:
Tegangan Suplai : DC 12V
Arus : 1A
Torsi : 300 gr.cm
Berat : 10 gram
4. Penutup
Demikian dokumen B200 ini dibuat, untuk berikutnya dokumen ini
dapat dijadikan acuan untuk pembuatan dan pengembangan alat bagi tahapan
dan dokumentasi berikutnya.
10. 1
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga, Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022) 2013789, Fax. (022)
2013889 Homepage :www.polban.ac.id Email : polban@polban.ac.id
Lembar Sampul Dokumen B300
Judul Dokumen
Dokumen B300: “Sistem Kendali Ketinggian Pintu Air dengan
Metode PID Menggunakan Ultrasonik Sebagai Sensor dan Driver
Mosfet Berbasis Arduino”
Jenis Dokumen B300
Nomor Dokumen B300 – 01
Nomor Revisi -
Nama File 3C_Muhammad Husny_SASKIB300
Tanggal Penerbitan 20 April 2018
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 4
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – IV
Teknik Elektronika
Muhammad Husny
Mubarak
151354024
Tanggal 20-4-2018 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
11. 1
1. Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B300 ini berisi tentang perancangan elektronik,
mekanik, sistem kendali dan perangkat lunak dari alat yang akan
dibuat.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah untuk memaparkan
perancangan elektronik, mekanik, sistem kendali dan perangkat lunak
dari alat yang akan dibuat.
12. 2
2. Proposal Pengembangan
2.1 Pendahuluan
Dokumen B300 ini memberikan gambaran tentang perancangan
elektronik, mekanik, sistem kendali dan perangkat lunak yang akan
menjadi acuan dalam proses pengembangan dan realisasi proyek
sehingga dalam pengerjaannya bisa menjadi lebih mudah dan tidak
menutup kemungkinan bila disaat proses pengerjaannya mengalami
beberapa perubahan dan modifikasi.
2.2 Perancangan Elektronika
Perancangan elektronika untuk Sistem kendali ketinggian pintu air
dengan metode PID menggunakan ultrasonik sebagai sensor dan driver
mosfet Berbasis Arduino disajikan menggunakan diagram blok sebagai
berikut.
ARDUINOPOTENSIOMETER
(SET POINT)
POWER SUPPLY
DRIVER MOSFET MOTOR
SENSOR
ULTRASONIK
PLANT
LCD
Gambar 1. Blok diagram perancangan elektronika
2.3 Perancangan Mekanik
Gambar 2. Perancangan Mekanik
13. 3
2.4 Perancangan Sistem Kendali
Perancangan sistem kendali untuk Sistem kendali ketinggian pintu air
dengan metode PID menggunakan ultrasonik sebagai sensor dan driver
mosfet Berbasis Arduino disajikan menggunakan diagram blok sebagai
berikut.
Gambar 3. Perancangan sistem kendali
2.5 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak di jelaskan dalam bentuk diagram alir
atau flowchart. Perancangan dibuat dengan tujuan menjelaskan
bagaimana program bekerja pada sistem. Berikut adalah perancangan
program yang akan di buat.
14. 4
MULAI
MASUKKAN NILAI
SET POINT
DATA DIMASUKKAN KE
PID ARDUINO
SENSOR MEMBACA KETINGGIAN
AIR PADA PLANT
KETINGGIAN AIR SESUAI
DENGAN SET POINT?
MOTOR MEMBUKA PINTU AIR
TIDAK
KETINGGIAN AIR SESUAI
DENGAN SET POINT?
TIDAK
MOTOR MENUTUP PINTU AIR
SELESAI
YA
YA
Gambar 4. Perancangan perangkat lunak
3. Penutup
Demikian dokumen B300 ini dibuat untuk dapat dijadikan sebagai
acuan untuk pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.
15. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga, Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022) 2013789, Fax. (022)
2013889 Homepage :www.polban.ac.id Email : polban@polban.ac.id
Lembar Sampul Dokumen B400
Judul Dokumen
Dokumen B400: “Sistem Kendali Ketinggian Pintu Air dengan
Metode PID Menggunakan Ultrasonik Sebagai Sensor dan Driver
Mosfet Berbasis Arduino”
Jenis Dokumen B400
Nomor Dokumen B400 – 01
Nomor Revisi -
Nama File 3C_Muhammad Husny_SASKIB400
Tanggal Penerbitan 18 MEI 2018
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 7
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – IV
Teknik Elektronika
Muhammad Husny
Mubarak
151354024
Tanggal 18-5-2018 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
16. 1
I. Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B400 ini berisi mengenai pengujian nilai SV dengan
potensiometer, LCD, pengujian sensor yang berupa sensor ultrasonik,
dan pengujian aktuator beserta aktuatornya yang berupa Mosfet.
1.2 Tujuan Penulisan Dokumen
Dokumen B400 ini bertujuan untuj dijadikan salah satu bagian dari
rangkaian dokumentasi dalam pembuatan dan pengembangan proyek
mandiri mata kuliah Software Aplikasi Sistem Kendali dan
Instrumentasi. Dokumen B400 ini menjadi landasan dalam pembuatan
proyek mandiri ini, dan diharapkan dokumen ini memudahkan dalam
pelaksanaan proyek mandiri ini.
17. 2
II. Pengujian
2.1 Pengujian Mikrokontroller
Mikrokontroller yang digunakan dalam proyek mandiri ini adalah
mikrokontroller Arduino Uno. Berikut adalah pengujian Output Arduino.
Gambar 1. Mikrokontroller Arduino
Pengujian output Arduino Uno dengan mengaktifkan LED pada Pin13
dalam kondisi ON dan OFF. Berikut adalah pengujiannya.
Gambar 2. Pengujian Output LED PIN 13 ON
LED pada pin 13 Arduino Uno menyala sesuai dengan perintah pada Arduino IDE.
18. 3
Gambar 3. Pengujian Output LED PIN 13 OFF
LED pada pin 13 Arduino Uno OFF sesuai dengan perintah pada Arduino IDE.
2.2 Pengujian Set Point
Gambar 4. Rangkaian Pengujian Set Point
Pengetesan Potensiometer yang berfungsi sebagai pengatur Set Point
(SV) dilakukan dengan cara membuat rangkaian seperti diatas.Berikut adalah
pengujiannya.
19. 4
Gambar 5. Source Code Untuk Set Point
Gambar 6. Tampilan di Serial Monitor dan Serial Plotter
Berdasarkan hasil pengujian, maka potensiometer dapat
digunakan sebagai set point untuk proyek mandiri ini.
20. 5
2.3 Pengujian Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik digunakan untuk mendeteksi jarak. Berikut adalah
pengujian sensor ultrasonik menggunakan Arduino Uno dan di tampilkan
dalam serial monitor.
Gambar 7. Source Code untuk Sensor Ultrasonik
Gambar 8. Pengujian jarak 7 cm
21. 6
Tampilan jarak pada serial monitor sama hasilnya dengan jarak yang
diukur dengan menggunakan penggaris yaitu sebesar 7cm.
Gambar 9. Pengujian jarak 12 cm
Tampilan jarak pada serial monitor sama hasilnya dengan jarak yang
diukur dengan menggunakan penggaris yaitu sebesar 12cm.
Gambar 10. Tampilan Sensor Ultrasonik pada Serial Plotter
22. 7
2.4 Pengujian LCD Display 16x2
Pengujian LCD display ini dengan menampilkan nilai sensor (PV) dan
set point (Potesiometer) dalam display LCD. Berikut adalah pengujiannya.
Gambar 11. Pengujian LCD Display 16x2
2.5 Pengujian Motor dan aktuator mosfet
Dengan menggunakan mosfet dengan konfigurasi H-Bridge, maka motor dapat
berputar searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Optokopler berguna untuk
mendrive Mosfet.
Ketika Optokopler U1 di aktifkan maka motor berputar searah jarum jam. Dan ketika
Optokopler U2 diaktifkan maka motor berputar berlawanan jarum jam.
III. Penutup
Demikian dokumen B400 ini dibuat, untuk berikutnya dokumen ini dapat
dijadikan acuan untuk perancangan dan pengembangan alat bagi tahapan dan
dokumentasi berikutnya
Q1
2N6782 Q2
2N6782
Q3
2N6845
Q4
2N6845
R1
10k
R2
10k
1
2
6
4
U1
MOC3053
1
2
6
4
U2
MOC3053
23. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga, Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022) 2013789, Fax. (022)
2013889 Homepage :www.polban.ac.id Email : polban@polban.ac.id
Lembar Sampul Dokumen B500
Judul Dokumen
Dokumen B500: “Sistem Kendali Ketinggian Pintu Air dengan
Metode PID Menggunakan Ultrasonik Sebagai Sensor dan Driver
Mosfet Berbasis Arduino”
Jenis Dokumen B500
Nomor Dokumen B500 – 01
Nomor Revisi -
Nama File 3C_Muhammad Husny_SASKIB500
Tanggal Penerbitan 19 Juli 2018
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 3
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – IV
Teknik Elektronika
Muhammad Husny
Mubarak
151354024
Tanggal 19-7-2018 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
24. 1
I. Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B500 ini berisi mengenai desain sistem kendali ketinggian
air dengan menggunakan motor DC sebagai aktuator nya. Metoda yang
digunakan adalah Ziegler-Nichols Tipe 1. Hasil desain digunakan untuk
mendapatkan parameter Kp,Ti,Td.
1.2 Tujuan Penulisan Dokumen
Dokumen B500 ini bertujuan untuk dijadikan salah satu bagian dari
rangkaian dokumentasi dalam pembuatan dan pengembangan proyek mandiri
mata kuliah Software Aplikasi Sistem Kendali dan Instrumentasi. Dokumen
B500 ini juga menjadi landasan dalam pembuatan proyek mandiri ini, dan
diharapkan dokumen ini memudahkan dalam pelaksanaan proyek mandiri ini.
25. 2
II. Desain Sistem Kendali
Tujuan dari desain kendali pada sistem ini adalah untuk menentukan
parameter-parameter nilai kendali PID yang digunakan. Dalam proses desain
kendali PID ini, nilai parameter PID didapatkan dengan menggunakan metode
Ziegler-Nichols 1.
2.1 Desain Kendali dari Respon Sistem
Berikut adalah respon sistem dari plant yang telah dibuat.
Gambar 1. Respon Sistem
Perlu diingat bahwa waktu yang ada di plotter harus di konversi ke dalam
waktu asli terlebih dahulu.
Konversi waktu plotter arduino ke waktu asli :
Konstanta waktu yang di dapat adalah 8,35
Untuk mendapatkan nilai parameter PID digunakan metode Ziegler-
Nichols Tipe 1. Dari respon sistem di dapat nilai sebagai berikut.
L=1,3 mm
T= 7,9 mm
26. 3
Agar di dapat nilai sesuai dengan waktu asli, maka nilai L dan T di
kalikan dengan nilai konstanta waktu.
Lkt=1,3 x 8,35=1,105
Tkt=7,9 x 8,35=6,715
Selanjutnya dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai Kp,Ti,
dan Td.
Kp= 1.2 x Tkt / Lkt = 7,292308
Ti= 2 x Lkt = 2,21
Td= 0,5 x Lkt = 0,5525
Berikut adalah respon sistem dengan memasukan nilai parameter PID.
Gambar 2. Respon Sistem dengan PID
Pada gambar 2 dapat dilihat bahwa respon plant masih terdapat error steady
state dan noise, sehingga masih harus dilakukan tunning nilai PID.
III. Penutup
Demikian dokumen B500 ini dibuat, untuk berikutnya dokumen ini dapat
dijadikan acuan untuk perancangan dan pengembangan alat bagi tahapan dan
dokumentasi berikutnya.
27. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga, Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022) 2013789, Fax. (022)
2013889 Homepage :www.polban.ac.id Email : polban@polban.ac.id
Lembar Sampul Dokumen B500
Judul Dokumen
Dokumen B600: “Sistem Kendali Ketinggian Pintu Air dengan
Metode PID Menggunakan Ultrasonik Sebagai Sensor dan Driver
Mosfet Berbasis Arduino”
Jenis Dokumen B600
Nomor Dokumen B600 – 01
Nomor Revisi -
Nama File 3C_Muhammad Husny_SASKIB600
Tanggal Penerbitan 19 Juli 2018
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 3
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – IV
Teknik Elektronika
Muhammad Husny
Mubarak
151354024
Tanggal 19-7-2018 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
28. 1
I. Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B600 ini berisi mengenai respon sistem hasil tunning, filter, dan
respon sistem terhadap gangguan.
1.2 Tujuan Penulisan
Dokumen B600 ini bertujuan untuk dijadikan salah satu bagian dari
rangkaian dokumentasi dalam pembuatan dan pengembangan proyek mandiri
mata kuliah Software Aplikasi Sistem Kendali dan Instrumentasi. Dokumen B600
ini juga menjadi landasan dalam pembuatan proyek mandiri ini, dan diharapkan
dokumen ini memudahkan dalam pelaksanaan proyek mandiri ini.
29. 1
II. Proses Tunning dan Respon terhadap Gangguan
2.1 Proses Filter
Respon sistem terdapat noise, maka dilakukan proses pemberian filter
pada sistem. Berikut adalah proses perhitungan penggunaan filter.
Gambar 1. Perhitungan nilai filter
Range Waktu Asli = 10.66 sekon
Periode Sinyal Gambar= 4.8 mm
Range Waktu Gambar= 344.4 mm
Sehingga Periode Sinyal Asli (T) adalah
T=
T= 0.148
f= = 6.73
w= 2πf=42.26
Pilih frekuensi cutt-off 2 dekade, sehingga di dapat
f= 0.42
Berikut adalah respon sistem setelah di beri filter
30. 2
Gambar 2. Respon setelah diberi filter
2.2 Proses Tunning
Berikut adalah proses Tunning PID
Gambar 3. Respon hasil Tunning
Dengan nilai
Kp=5;
Ti=0;
Td=0.013;
Didapat respon tampak pada gambar 3. Adanya error steady state
disebabkan permasalahan mekanik pada plant. Namun sistem kendali telah
bekerja.
31. 3
2.3 Respon Terhadap Gangguan
Berikut adalah tanggapan sistem ketika di beri gangguan
Gambar 4. Respon terhadap Gangguan
Ketika di beri gangguan, respon sistem mengalami error sementara,
namun sistem kendali mampu mengatasi hal tersebut sehingga respon mampu
kembali ke nilai set point nya. Hal ini mengindikasikan bahwa sistem kendali telah
bekerja.
III. Penutup
Demikian Dokumen B600 ini dibuat, dokumen ini merupakan dokumen
terakhir dari dokumentasi proyek mandiri.