B 100-600

Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B100 : “Sistem Kendali Posisi Bola PingPong
Dengan Metode PID Berbasis Arduino, Mosfet dan Sensor
Ultrasonic”
Jenis Dokumen B-100
Nomor Dokumen
Nomor Revisi
Nama File B-100.docx
Tanggal Penerbitan 9 Juni 2017
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman 4
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Mahasiswa D3 Elektronika
Gerry Triyuda H.S 151311043
Tanggal
Tanda
Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln, Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga No.55 RT 04/ RW 01, Kecamatan
Parongpong, Kabupaten Bandung Barat.
Telepon.: -, Fax. -
Telepon : Fax : Email : gerrytriyuda@yahoo.com

Daftar Isi
Daftar isi……………………………………………………………………………….. 2
1. Pengantar........................................................................................................................ 3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen ................................................................................................. 3
1.2 Tujuan Penulisan ............................................................................................................ 3
2. Proposal Pengembangan .................................................................................................. 3
2.1 Latar Belakang ............................................................................................................... 3
2.2 Desain............................................................................................................................. 4
2.2.1 Konsep ................................................................................................................. 4

1. Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini ditulis berdasarkan pada ide tentang projek mandiri gabungan dari mata
kuliah Sistem Kendali Digital, Elektronika Industri2, dan Instrumentasi. Dokumen ini berisi
tentang rancangan “Sistem Kendali Posisi Bola PingPong Dengan Metode PID Berbasis
Arduino, Mosfet dan Sensor Ultrasonic”.
1.2 Tujuan Penulisan
1. Sebagai acuan dalam pembuatan alat.
2. Untuk memudahkan dalam proses pembuatan alat.
3. Diharapkan dapat memberi pemahaman mengenai alat yang akan dibuat.
2. Proposal Pengembangan
2.1 Latar Belakang
Sistem kendali adalah suatu system yang digunakan untuk mengendalikan, memerintah,
dan mengatur keadaan. Dengan system kendali membuat pengguna bisa lebih
mengefisiensikan waktu sebaik-baiknya. Dilihat dari semakin canggihnya teknologi yang
serba otomatis dan kegiatan yang membuat tubuh lelah system sederhana yang dapat
diaplikasikan dan dikendalikan dikehidupan sehari – hari.
Kendali posisi bola yang dipertahankan dilengan mekanik, posisi bola tersebut
ditentukan oleh set point dimana nantinya kendalinya akan mempertahankan posisi bola pada
set point.
Mikrokontroler Arduino saat ini menjadi salah satu yang banyak digunakan untuk
mendukung pembelajaran dan pengembangan alat-alat sederhana. Termasuk pada mata kuliah
Sistem Kendali Digital. Arduino digunakan sebagai salah satu controller dalam
mengaplikasikan sistem kendali digital dengan metode PID. Pembuatan Sistem Kendali Posisi
Bola PingPong Dengan Metode PID Berbasis Arduino, Mosfet dan Sensor Ultrasonic dapat
memanfaatkan Arduino sebagai controller dan metode PID.

2.2 Disain
Sistem Kendali Posisi Bola PingPong Dengan Metode PID Berbasis Arduino, Mosfet
dan Sensor Ultrasonic adalah sebuah system kendali posisi yang dapat mempertahankan posisi
bola dengan set point yang sudah ditentukan. Error yang didapat akan dipertahankan oleh
kendalinya dan akan mendapatkan umpan balik dari sensor ultrasonic yang mendeteksi jarak
bola.
Rancangan komponen yang akan dibuat adalah :
 Set Point : Potensiometer
 Controller : Arduino Uno
 Aktuator : Fan
 Feedback : Sensor Ultrasonik
2.2.1 Konsep
Alat alan bekerja sesuai dengan set point yang diberikan. Posisi bola akan berada sesuai
dengan set point yang sudah ditentukan dan sensor ultrasonic mendeteksi jarak akan
memberikan umpan balik berupa jarak.

Judul Dokumen
Ultrasonic”
Jenis Dokumen B-200
Nomor Dokumen
Nomor Revisi
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman 6
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Tanggal
Tanda
Tangan
Telepon.: -, Fax. -

Daftar Isi
Daftar Isi……………………………………………………………………………………. 2
1. Pengantar............................................................................................................................. 3
2. Functional Requirement Specification ............................................................................... 3
2.1Pendahuluan ................................................................................................................... 3
2.1.1 Gambaran Umum ............................................................................................... 3
2.1.2 Tujuan ................................................................................................................ 3
2.1.3 Ruang Lingkup .................................................................................................. 4
2.2 Deskripsi Sistem ........................................................................................................... 4
3. Overall Specification .......................................................................................................... 4
3.1 Pendahuluan ...................................................................................................................... 4
3.2 Deskripsi Sistem ............................................................................................................... 4
3.3 Deskripsi Perangkat Keras ................................................................................................ 5
3.4 Deskripsi Perangkat Lunak ............................................................................................... 6

1. Pengantar
Dokumen B200 ini berisi tentang dokumen spesifikasi alat dan spesifikasi
system dalam mengembangkan alat dan juga mekanisme alat dan cara kerja alat yang
akan dibuat dengan judul “Sistem Kendali Posisi Bola PingPong Dengan Metode PID
Berbasis Arduino, Mosfet dan Sensor Ultrasonic”
Functional Requirement Specification
 Designer dalam hal ini adalah pengembang system yang nantinya akan
mencoba berfikir mengenai mekanisme dari alat yang akan dibuat.
 Definisi requirement adalah deskripsi dari apa yang harus dilakukan oleh
sistem. Sistem yang dikembangkan harus mampu melakukan hal-hal
tertentu.
1.1 Pendahuluan
2.1.1 Gambaran Umum
Dokumen ini berisi tentang pengembangan system dari alat “Sistem Kendali Posisi
Bola PingPong Dengan Metode PID Berbasis Arduino, Mosfet dan Sensor Ultrasonic”
sebagai salah satu tugas dari gabungan 3 mata kuliah yaitu Sistem Kendali Digital,
Elektronika Industri2 dan Instrumentasi. Penulisan ide ini dilihat dari konsep dan
prinsip kerja sistem kendali yang akan dikembangkan.
Sistem Kendali Posisi Bola PingPong Dengan Metode PID Berbasis Arduino,
Mosfet dan Sensor Ultrasonic yang berfungsi untuk mempertahankan posisi bola pada
set point. Berdasarkan perencanaan diharapkan alat yang akan dibuat dapat sesuai
dengan spefesifikasi yang diinginkan.
2.1.2 Tujuan
Tujuan utama dibuatnya alat :
 Merancang dan merealisasikan perangkat keras dan perangkat lunak system kendali
posisi
 Dapat mengendalikan posisi bola pada lintasan mekanik
 Bola dapat mempertahankan posisinya jika mendapat gangguan

2.1.3 Ruang Lingkup
Alat ini memiliki batasan-batasan sebagai berikut :
 Memasukan parameter kendali agar system sesuai dengan yang diinginkan
 Alat yang dibuat memiliki prinsip otomatisasi
1.2 Deskripsi Sistem
Karakteristik system dari alat ini adalah :
 Controller Arduino akan menerima set point yang diberikan dan
mempertahankan posisinya
 Data tersebut akan diterima oleh sensor ultrasonic yang akan menjadi umpan
balik dengan pembacaan jarak
2. Overall Spesification
2.1 Pendahuluan
Pada bab ini akan dibahas mengenai spesifikasi secara keseluruhan dari Sistem
Kendali Posisi Bola PingPong Dengan Metode PID Berbasis Arduino, Mosfet dan
Sensor Ultrasonic sebagai suatu sistem dan komponen komponen penyusunnya. Hal-
hal yang akan dijelaskan antara lain :
 Deskripsi Sistem : menjelaskan mengenai cara kerja secara umum dari sistem
alat ini.
 Deskripsi Perangkat Keras : menjelaskan perangkat keras yang digunakan
dalam system ini.
 Deskripsi Perangkat Lunak : menjelaskan perangkat lunak yang akan disusun
pada system ini.
2.2 Deskripsi Sistem
Alat yang dibuat ini adalah Sistem kendali posisi bola pingpong. Prinsip kerja
dari alat ini adalah sensor ultrasonic akan membaca jarak bola dan memberikan umpan
balik sehingga bola akan mempertahankan posisinya.

2.3 Deskripsi Perangkat Keras
Sistem Kendali Posisi Bola PingPong Dengan Metode PID Berbasis Arduino,
Mosfet dan Sensor Ultrasonic ini memerlukan perangkat keras sebagai pendukung dari
sistem ini, diantaranya :
1. Arduino Uno
Spesifikasi :
– Operating Voltage : 5V
– Input Voltage (recommended) : 7-12V
– Input Voltage (limits) : 6-20V
– Digital I/O Pins : 14 (6 provide PWM output)
– Analog Input Pins : 6
– DC Current per I/O Pin : 20 mA
– DC Current for 3.3V Pin : 50 mA
– Flash Memory : 16 Kb
– SRAM : 2 Kb
– EEPROM : 1 Kb
– Clock Speed : 0-16 MHz
2. Sensor Ultrasonik HC-SR04
Spesifikasi :
– Tegangan Kerja : 5 V DC
– Arus kerja : 15mA
– Frekuensi kerja : 40Hz
– Jarak maksimum deteksi : 4m
– Jarak minimum deteksi : 2cm
– Sudut elongasi : 15 °
– Dimensi : 45 mm x 20mm x 15mm

3. Fan
Spesifikasi :
Tipe: Brushless Centrifugal Fan
Ukuran: 50x50x15mm
Tegangan: 12V DC
Daya: 0.75W
Speed: 4000 RPM
Noise: 33 dB (Quiet)
4. Dan komponen yang lainnya
3.4 Deskripsi Perangkat Lunak
Deskripsi perangkat lunak memiliki tahapan-tahapan, diantaranya :
 Menentukan bahasa pemrograman yang akan dipakai pada Arduino Uno
 Membuat program yang akan digunakan pada Arduino Uno
 Menentukan parameter PID yang digunakan untuk mendapatkan respon system
yang sesuai dengan yang diinginkan
 Membuat dan menguji program sesuai dengan respon system yang telah
ditentukan
 Menguji program pada alat yang dibuat

Judul Dokumen
Ultrasonic”
Jenis Dokumen B-300
Nomor Dokumen
Nomor Revisi
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman 5
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Tanggal
Tanda
Tangan
Telepon.: -, Fax. -

Daftar Isi
Daftar Isi……………………………………………………..…………………………. 2
1. Pengantar...................................................................................................................... 3
2. Pendahuluan …............................................................................................................. 3
2.1 Perancangan Sistem …………........................................................................ 3
2.1.1 Blok Diagram Modul ....................................................................... 3
2.1.2 Flow Chart …………………............................................................ 4
2.1.2 System Wiring …………………...................................................... 5

3. Pengantar
Dokumen B300 ini berisi tentang blok koneksi antar modul, flowchart, dan
wiring system pada pembuatan alat “Sistem Kendali Posisi Bola PingPong Dengan
Metode PID Berbasis Arduino, Mosfet dan Sensor Ultrasonic”
Pendahuluan
Pada dokumen ini berisi tentang blok koneksi anatar modul, flowchart dan
wiring system sehingga akan mempermudah saat proses perancangan alat. Dan tidak
menutup kemungkinan apabila ada perbuhan system wiring pada perancangan alat.
3.1 Perancangan Sistem
2.1.1 Blok Diagram

2.1.2 Flowchart
Tidak
Ya
START
Menentukan Set Point
Sensor membaca
jarak bola
Controller (Arduino Uno)
menentukan nilai PWM Motor DC
dengan metode PID
Kecepatan Fan
berubah
Letak bola
sesuai set
point
FINISH

Judul Dokumen
Ultrasonic”
Jenis Dokumen B-400
Nomor Dokumen
Nomor Revisi
Tanggal Penerbitan 19 Mei 2017
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman 13
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Tanggal
Tanda
Tangan
Telepon.: -, Fax. -

Daftar Isi
Daftar
Isi…………………………………………………………………………………………. 2
1. Pengantar........................................................................................................................ 3
2. Pendahuluan …................................................................................................................ 3
2.1.1 Pengetesan Komponen…………………………………………….…………3

4. Pengantar
Dokumen B400 ini berisi tentang pengetesan komponen, “Sistem Kendali
Posisi Bola PingPong Dengan Metode PID Berbasis Arduino, Mosfet dan Sensor
Ultrasonic”.
5. Pendahuluan
Pada dokumen ini berisi tentang pengetesan komponen yang akan
mempermudah saat proses realisasi alat. Dan tidak menutup kemungkinan apabila ada
perbuhan system wiring pada perancangan.
5.1 Pengujian Komponen
1. Sensor Ultrasonik 1
Pengetesan dilakukan dengan menggunakan Arduino dan ditunjukan hasil
pembacaannya menggunakan Serial Monitor
Jarak Real = 5 cm
Jarak pembacaan sensor = 5 cm

Jarak Real = 29 cm
Jarak Pembacaan sensor = 29 cm

 Sensor Ultrasonik 2
Jarak Real = 9 cm
Jarak Pembacaan Sensor = 9 cm

 Program
#include <NewPing.h>
#define TRIGGER_PIN 8
#define ECHO_PIN 7
#define TRIGGER_PIN2 10
#define ECHO_PIN2 9
#define MAX_DISTANCE 200
NewPing ultrasonic1(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE);
NewPing ultrasonic2(TRIGGER_PIN2, ECHO_PIN2, MAX_DISTANCE);
float a,b;
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
delay(100);
int US1 = ultrasonic1.ping_cm();
int US2 = ultrasonic2.ping_cm();
Serial.print("Hasil Sensor 1 :");
Serial.print(US1);
Serial.print("cm | ");
Serial.print("Hasil Sensor 2 :");
Serial.print(US2);
Serial.println("cm");

}
2. Potensiometer
Pengetesan SV dengan Potensiometer menggunakan
program Arduino
 Program
float a,b;
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
a=analogRead(0)*0.0049;
b=a/2;
Serial.print(a);
Serial.print(" ");
Serial.println(b);
}
3. LCD Display
Pengetesan LCD dengan mengetesnya dengan program Plot dan LCD
pada Arduino

 Program
#include <LiquidCrystal.h>
const int PIN_R5 = 12;
const int PIN_E = 11;
const int PIN_DB4 = 5;
float a;
LiquidCrystal lcd(PIN_R5,PIN_E, PIN_DB4, PIN_DB5, PIN_DB6, PIN_DB7);
void setup() {
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16, 2);
lcd.clear();
lcd.print("Gerry");
lcd.setCursor(7,2);
lcd.print("Ganteng");
}
void loop(){
lcd.clear();
lcd.print("Gerry");
lcd.setCursor(7,2);
lcd.print("Ganteng");

delay(500);
}
4. Driver
Pengetesan Driver dengan cara mengukur tegangan Output , Drain-Source,
dan Gate-source
TP (PWM) VDS VCS OUTPUT
25 10 1 1
50 9.2 1.8 2
75 8.2 2.3 2.5
100 7 3.2 3.9
150 5 4.8 5.8
200 2.4 6 8.2
225 0.01 7.6 9.5

Judul Dokumen
Ultrasonic”
Jenis Dokumen B-500
Nomor Dokumen
Nomor Revisi
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman 4
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Tanggal
Tanda
Tangan
Telepon.: -, Fax. -

Daftar Isi
Daftar
Isi…………………………………………………………………………………………. 2
1. Pengantar....................................................................................................................... 3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen………………………………………………………….. 3
1.2 Tujuan Penulisan…………………………………………………………………. 3
2. Disain Sistem
Kendali.......................................................................................................................... 3
2.1 Ziegler Nichols Tipe 2…………………………………………….………………3
2.2 Hasil Disain………………………………………………………………………. 3

1. Pengantar
Dokumen B-500 ini berisi tentang disain kendali menggunakan Ziegler
Nichols Tipe 2 dan filter digital “Sistem Kendali Posisi Bola PingPong Dengan
Metode PID Berbasis Arduino, Mosfet dan Sensor Ultrasonic”.
Tujuan dibuatnya dokumen B-500 yaitu:
1. Mencari parameter kendali
2. Membuat filter digital
2. Disain Sistem Kendali
2.1 Ziegler Nichols Tipe 2
Pada metode Ziegler-Nichols Tipe 2, untuk mendapatkan parameter kendali,
dibuat close-loop dan respon dibuat menjadi berosilasi. Nilai Kp diatur agar
respon dapat berosilasi dan nilai Ti dan Td di nol kan. Respon dibuat berosilasi
untuk mendapatkan nilai Kcr dan Pcr.
2.2 Hasil Disain
Hasil disain dengan nilai :
Kp/Kcr = 343.2
Ti = 0.49

Td = 0.122
Konversi waktu plotter arduino ke waktu asli :
𝑡 𝑟𝑒𝑎𝑙
𝑡 𝑃𝑙𝑜𝑡𝑡𝑒𝑟
=
47.5
396.32
= 0.11
𝑡 𝑝𝑙𝑜𝑡𝑡𝑒𝑟
=
𝑡 𝐿(𝑟𝑒𝑎𝑙)
𝑡 𝐿(𝑝𝑙𝑜𝑡𝑡𝑒𝑟)
 0.11 =
𝑡 𝐿(𝑟𝑒𝑎𝑙)
18.56
 t PCR(real) = 1.98
Karena terdapat noise maka digunakan filter digital untuk mengurangi atau
menghilangkannya
=
50.9
465.22
= 0.11
=
𝑇 𝑟𝑒𝑎𝑙
𝑇 𝑃𝑙𝑜𝑡𝑡𝑒𝑟
 0.11 =
𝑇 𝑎𝑠𝑙𝑖
1.99
 T(real) = 0.23
f =
1
𝑇

1
0.23
= 4.35 Hz
f dalam rad = 2 𝑥 3.14 𝑥 4.35 = 27.318 rad
f cut-off 1 dek = 2.7318

Judul Dokumen
Ultrasonic”
Jenis Dokumen B-600
Nomor Dokumen
Nomor Revisi
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman 5
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Tanggal
Tanda
Tangan
Telepon.: -, Fax. -

Daftar Isi
Daftar Isi………………………………………………………………………………. 2
1.Pengantar.................................................................................................................... 3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen………………………………………………………….. 3
1.2Tujuan Penulisan…………………………………………………………………. 3
2. Hasil Tunning dan Diberi Gangguan........................................................................ 3
2.1 Hasil Tuning……………………………………………………….………………3
2.2 Diberi Gangguan…………………………………………………………………. 3

1. Pengantar
Dokumen B-600 ini berisi tentang hasil tunning dan gangguan “Sistem
Kendali Posisi Bola PingPong Dengan Metode PID Berbasis Arduino, Mosfet dan
Sensor Ultrasonic”.
Tujuan dibuatnya dokumen B-500 yaitu:
3. Mendapatkan hasil tunning
4. Menguji dengan diberi gangguan
2 Hasil Tunning dan Diberi Gangguan
2.1 Hasil Tuning
Kp = 0.006
Ti = 0.17

Td =0.2
Hasil respon yang didapat berdasarkan dilakukan perubahan beberapa kali terhadap
nilai parameter-parameter kendali.
2.2 Diberi Gangguan
Gangguan yang diberikan untuk menguji kendali yang dibuat yaitu dengan cara
menghambat tiupan angina yang keluar dari fan/kipas keong

Pada saat mendapat gangguan kendali dibuat akan mempertahankan posisi
bola agar tetap pada posisi steady state.

B 100-600

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (13)

Similar to B 100-600

Similar to B 100-600 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (9)

B 100-600