B100 b600 nursalim-waterheater_controlwithpid

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen Dokumen Proposal Produk : "Water Heater Control with PID "
Jenis Dokumen B100
Nomor Dokumen 01
Nomor Revisi -
Nama File B100_Nursalim_WaterheaterControlwithPID
Tanggal Penerbitan 16 Maret 2018
Unit Penerbit Sistem Kendali Berbasis Aplikasi (SASKI)
Jumlah Halaman 5 (Termasuk Lembar Sampul)
Data Pengusul
Pengusul
Mahasiswa
D-IV
Teknik
Elektronika
Nama Jabatan NIM
Nursalim 151354025
Tanggal 16 Maret 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

Daftar Isi
1. Pengantar ....................................................................................................1
1.1 Ringkasan Isi Dokumen .......................................................................1
1.2 Tujuan Penulisan dan kegunaan dokumen ...........................................1
2. Proposal Pengembangan Alat .....................................................................2
2.1 Pendahuluan ..........................................................................................2
2.1.1 Latar Belakang Masalah.............................................................2
2.1.2 Rumusan Masalah .....................................................................2
2.1.3 Deskripsi Umum Alat ...............................................................3

3
1. Pengantar
1.1.Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini berisi proposal mengenai spesifikasi alat “Water Heater Control
with PID” yang ditujukan sebagai proyek mandiri dari mata kuliah sistem kendali
berbasis aplikasi(SASKI) pada Program Studi D4 Teknik Elektronika, Jurusan
Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bandung. Dokumen ini menjelaskan mengenai
konsep, desain, fitur, ,dan perangkat yang akan digunakan serta jadwal
pengembangan alat.
1.2.Tujuan Penulisan dan Kegunaan Dokumen
Tujuan penulisan dari dokumen ini yaitu:
a. Sebagai landasan dalam pelaksanaan pengembangan alat “Water Heater
Control with PID”.
b. Untuk memudahkan proses pengembangan alat “Water Heater Control with
PID” yang akan dibuat.
c. Sebagai acuan pada pengembangan alat yang akan datang.
d. Sebagai bagian dari dokumentasi proyek.
1

4
2. Proposal Pengembangan Alat
2.1. Pendahuluan
2.1.1. Latar Belakang Masalah
Perkembangan dunia saat ini, khususnya dalam perkembangan dunia
elektronika telah berkembang sangat pesat. Teknologi pengendalian telah banyak
dikembangkan agar dapat menghasilkan hasil output dari sistem yang lebih efektif
dan efisien. Didalam dunia industri, segala proses diatur dan dikendalikan oleh sebuah
pengendali agar alat dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan.
Dalam proses didalam sebuah industri, khususnya industri minuman maupun
obat-obatan, banyak menggunakan kendali untuk mengatur suhu atau temperatur dari
sebuah tangki air. Hal itu bertujuan untuk mengatur suhu cairan dalam tangki untuk
menghasilkan suatu produk yang berkualitas.
Oleh sebab itu, maka pengendalian suhu sangat dibutuhkan dalam sebuah
proses industri yang menggunakan bahan baku cairan. Alat yang akan saya buat ini
merupakan prototipe/minitur dari proses pengendalian suhu air. diharapkan saya dapat
memahami konsep dari sebuah pengendali khususnya kendali PID untuk mengatur
plant yang berupa suhu atau temperatur.
2.1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka dirumuskan beberapa
permasalahan yang menjadi pembahasan pada makalah ini, yaitu:
1. Bagaimana proses perancangan alat pada proyek ini?
2. Bagaimana cara kerja dari alat pada proyek ini?
3. Apa saja komponen-komponen yang membentuk alat pada proyek ini ?
2

5
2.1.3. Deskripsi Umum Alat
Gambar 1. Blok Diagram Sistem kendali
Water Heater Control merupakan sebuah alat yang berfungsi untuk mengatur
suhu ataupun temperatur air dalam sebuah tangki. Nantinya alat ini akan
memanfaatkan sebuah pemanas air yang dijual umum dipasaran sebagai miniatur
tangki dan juga aktuatornya yang berupa heater. Bedanya, alat ini mampu mengatur
suhu air yang diinginkan dan dapat dikendalikan stabil suhu airnya pada tangki
tersebut.
Alat ini menggunakan Arduino uno sebagai pengendalinya serta Input atau
setpoint dari alat ini berupa push button yang nantinya akan memberikan nilai pada
variable SV dalam program Arduinonya. Kemudian, untuk membaca suhu dari air
pada tangkinya digunakan sebuah sensor suhu yaitu LM35. Output dari sensor LM35
akan menjadi feedback dan mengisi nilai pada variabel PV yang akan dijumlahkan
dengan variabel SV agar didapat perbandingan nilai atau yang disebut error. Error ini
akan diolah oleh Arduino sebagai kendali PID untuk memberikan sebuah nilai
variabel MV agar dapat mengatur heater tetap pada suhu yang diinginkan atau yang
diset melalui setpoint. Alat ini menggunakan komponen :
- Push button sebagai input variabel SV
- Arduino sebagai kendali PID
- Rangkaian Zero crossing
- Optotriac
- TRIAC sebagai driver aktuator
- Heater AC sebagai aktuator.

6
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Judul Dokumen Dokumen Proposal Produk : "Water Heater Control with PID "
Jenis Dokumen B200
Nomor Dokumen 02
Nomor Revisi -
Tanggal Penerbitan 29 Maret 2018
Data Pengusul
Pengusul
Mahasiswa
D-IV
Teknik
Elektronika
Nama Jabatan NIM
Nursalim 151354025
Tanggal 29 Maret 2018
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

7
Daftar Isi
DAFTAR ISI ........................................................................................................................ 2
1. Pengantar...........................................................................................................................3
1.1. Ringkasan Isi Dokumen.....................................................................................3
1.2. Tujuan Penulisan ....................................................................................... .......3
2. Function Requirement Specification................................................................................ 3
2.1. Pendahuluan ............................................................................................ .........3
2.1.1 Gambaran Umum ........................................................................................... 3
2.1.2 Tujuan ............................................................................................................ .4
2.1.3 Ruang Lingkup............................................................................................... .4
2.2. Deskripsi Sistem ...............................................................................................4
3. Overall Specification .......................................................................................................4
3.1. Pendahuluan ........................................................................................ .............4
3.2. Deskripsi Alat ..................................................................................................5
3.3. Deskripsi Perangkat Keras ..............................................................................5
3.3.1. Controller (Arduino Uno) ................................................................ 5
3.3.2. Actuator (Heater AC)......................................... ..............................7
3.3.3. Sensor DS18B20 ..............................................................................7
3.3.4. TRIAC..............................................................................................8
3.3.5. OPTOTRIAC MOC3041 .................................................................9
4. Referensi .......................................................................................................................10
5. Penutup .........................................................................................................................10

8
1. Pengantar
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B200 ini berisi tentang dokumen spesifikasi alat yang meliputi spesifikasi
sistem dalam mengembangkan alat yang dibuat dengan judul "Water Heater
Control with PID " serta detail dari alat yang akan dibuat dari proyek mandiri tiga
mata kuliah yaitu Sistem Kendali Digital, Elektronika Industri dan Intrumentasi
Elektronika program studi D4 Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung.
Dokumen B200 berisi tentang mekanisme alat, cara kerja dan spesifikasi dari
perangkat keras yang digunakan.
1.2. Tujuan Penulisan
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. Functional Requirement Specification
 Pengembangan sistem mengenai mekanisme dari alat yang akan dibuat 

 Digunakan metode kendali PID untuk mengendalikan suhu air


2.1. Pendahuluan
2.1.1. Gambaran Umum
Dokumen B200 ini berisi proposal pembuatan alat mengenai Water Heater
Control with PID berbasis Arduino dengan TRIAC dan Sensor DS18B20 yang
mengacu pada perencanaan, perancangan, pembuatan, pengoperasian, dan
diharapkan alat yang dibuat dapat sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.
Hal ini mengindikasikan bahwa alat yang dibuat dapat diimplementasikan ke
dalam bentuk yang sebenarnya.

9
2.1.2. Tujuan
Tujuan utama dari dibuatnya alat ini adalah :
1) Sebagai alat pembelajaran mengenai sistem kendali PID yang
diaplikasikan untuk mengendalikan suhu air
2) Menguji kinerja dari alat ini
2.1.3. Ruang Lingkup
Alat ini memiliki batasan-batasan sebagai berikut:
 Teknis : 

a) Mengontrol suhu air pada tangki
 Konten : 

b) Dapat membantu untuk memahami penggunaan
Mikrokontroller pada StandAlone PID Control
2.2. Deskripsi Sistem
Karakteristik sistem dari alat ini adalah :
 Melakukan proses dari input yang diterima oleh program PID yang sudah
dimasukkan dalam Arduino Uno 

 Memberikan umpan balik dari sensor DS18B20 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 TRIAC dan Sensor
DS18B20sebagai suatu sistem dan komponen-komponen penyusunnya.
Hal-hal yang akan dijelaskan sebagai berikut :
 Deskripsi Alat : menjelaskan mengenai cara kerja secara umum dari sistem
alat ini 

 Deskripsi Perangkat: menjelaskan lebih lanjut perangkat yang mendukung
sistem 

10
3.2. Deskripsi Alat
Sistem Kendali PID Suhu Ruangan berbasis Arduino dengan TRIAC dan Sensor
DS18B20 ini berfungsi untuk mengatur suhu dari suatu air sesuai dengan yang
diingikan. Untuk memperoleh suhu yang diinginkan dalam waktu yang relative
singkat serta mempertahankan suhu dalam kondisi stabil maka menggunakan sistem
kendali PID dengan menggunakan Ziegler-Nichols. Alat ini diharapkan memiliki
spesifikasi kendali yaitu :
1. Rise Time : 30 detik
2. Overshoot : 5 %
3. Settling time: 35 detik
4. Error steady state : 1 %
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.
Spesifikasi Arduino Uno :
Microcontroller ATmega328

11
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

12
3.3.2. Actuator (Heater AC)
Spesifikasi :
- Tegangan kerja : 220 VAC
3.3.3. Sensor DS18B20
DS18B20 adalah sensor suhu digital seri terbaru dari Maxim IC (dulu yang buat adalah
Dallas Semiconductor, lalu dicaplok oleh Maxim Integrated Products). Sensor ini
mampu membaca suhu dengan ketelitian 9 hingga 12-bit, rentang -55°C hingga 125°C
dengan ketelitian (+/-0.5°C ). Setiap sensor yang diproduksi memiliki kode unik
sebesar 64-Bit yang disematkan pada masing-masing chip.

13
3.3.4. TRIAC
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.

14
3.3.5. OPTOTRIAC MOC3041
Optotriac tipe MOC 3041 dilengkapi dengan rangkaian detector pelintas nol
(Zero Crossing Detector) yang mampu membuat optotriac mulai akan konduksi
pada saat siklus tegangan masukannya pada nol. Optotriac MOC3041 bekerja
pada level tegangan AC antara 200-400 VAC dengan tegangan masukan pada
LED 2,3 VDC sedangkan arus kerjanya 200mA.

15
4. Referensi 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-
pdf/5039/MOTOROLA/MOC3041/258/1/MOC3041.html
5. Penutup
Demikian dokumen B200 ini dibuat untuk dapat dijadikan sebagai acauan untuk
pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.

16
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Judul Dokumen Dokumen B300 : "Water Heater Control with PID "
Jenis Dokumen B300
Nomor Dokumen B300-01
Nomor Revisi -
Tanggal Penerbitan 20 April 2018
Data Pengusul
Pengusul
Mahasiswa
D-IV
Teknik
Elektronika
Nama Jabatan NIM
Nursalim 151354025
Tanggal 20 April 2018
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

17
Daftar Isi
DAFTAR ISI ........................................................................................................................2
1. Pengantar...........................................................................................................................3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen...................................................................................... 3
1.2 Tujuan Penulisan ....................................................................................... ........3
2. Proposal Pengembangan................................................................................................... 4
2.1 Pendahuluan ............................................................................................ ......... 4
2.2 Perancangan Perangkat Keras ........................................................................... 4
2.2.1 Perancangan Mekanik .................................................................................4
2.2.2 Perancangan Elektronika ............................................................................5
2.3 Perancangan Perangkat Lunak .......................................................................... 6
2.3.1 Perancangan Sistem Kendali ......................................................................6
2.3.2 Perancangan Program.................................................................................6
2.3.3 Sistem Pengkabelan....................................................................................8
3. Referensi ..........................................................................................................................9
4. Penutup ............................................................................................................................9

18
1. Pengantar
Dokumen B300 ini dibuat sebagai proposal pengembangan pembuatan alat mengenai
"Water Heater Control with PID " yang ditujukan sebagai projek mandiri mata kuliah
yaitu Sistem Kendali Digital Berbasis Aplikasi program studi D4 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 digital.
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
digital,

19
 Sebagai acuan dalam pengembangan proyek dalam jangka panjang,
 Sebagai dokumentasi tahapan dalam pengembangan sebuah proyek
mandiri sistem kendali digital.
2. Proposal Pengembangan
2.1. Pendahuluan
Proposal pengembangan proyek mandiri sistem kendali digital 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 digital ini menjadi terealisasikan setiap tahapanya
menjadi lebih mudah. Dengan hal itu 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
Gambar 2.1 Desain Mekanik Alat
Perancangan mekanik pada alat ini dibuat secara sederhana. Mekanik dari
alat ini terdiri dari penyangga plant atau tangki air yang berfungsi
menempatkan tangki air serta tempat komponen elektronika dan aktuatornya
yang berupa heater AC. Potensiometer akan dihubungkan ke pin analog pada
Arduino Uno dan selanjutnya Arduino Uno akan membandingkan hasil
pembacaan pada potensiometer dengan hasil pembacaan pada sensor
DS18B20 untuk mendapatkan nilai error dan selanjutnya controller akan

20
mengontrol actuator yaitu Heater AC untuk memperoleh suhu yang
diinginkan serta mempertahankan suhu dalam kondisi stabil.
2.2.2. Perancangan Elektronika
Perancangan elektronika dari alat ini adalah perancangan komponen
elektronika yang akan digunakan. Komponen yang digunakan antara lain :
 Arduino Uno






Gambar 2.2 Arduino Uno
Arduino Uno pada sistem ini berfungsi sebagai controller yang
mengolah sinyal PV dan SV untuk menghasilkan MV.
 Optotriac MOC3041







 
Gambar 2.3 Optotriac MOC3041
Optotriac MOC3041 dilengkapi dengan rangkaian Zero Crossing
Detector yang mampu membuat optotriac mulai akan konduksi pada
saat siklus tegangan masukannya pada nol. Optotriac digunakan
sebagai penghubung driver pada lampu AC dan keluaran optotriac
inilah yang akan berhubungan langsung dengan sumber tegangan
AC pada beban yang akan dikendalikan.

21
2.3. Perancangan Perangkat Lunak
2.3.1. Perancangan Sistem Kendali
Perancangan sistem kendali dapat dijelaskan melalui diagram
blok sebagai berikut :
2.3.2. Perancangan Program
Perancangan program dapat dibuat dan dijelaskan melalui diagram alir atau flow
chart. Perancangan program dibuat dengan tujuan menjelaskan bagaimana
program bekerja pada sistem. Berikut perancangan program “Water Heater
Control With PID”.

23
2.3.3. Sistem Pengkabelan
Rangkaian Power Supply akan memberikan supply tegangan 5V ke Arduino
Uno yang digunakan sebagai controller, dan sensor DS18B20 sebagai feedback,
dengan Heater AC digunakan sebagai actuator. Ground yang digunakan adalah
ground dari salah satu pin di Arduino.
Pin A0 dihubungkan dengan Potensiometer sebagai masukan Set Point(SV). Pin
3 Arduino digunakan untuk input driver triac untuk menentukan sudut picu dari
rangkaian zero crossing yang kemudian akan memerintahkan heater AC
menyala sesuai duty cycle yang dikendalikan.kemudian pin 4 digunakan untuk
membaca data sensor DS18B20 single wire digital sensor. Pin 2 digunakan
untuk membaca reangkaian zero crossing detector.
Gambar 2.4 Skema diagram pengkabelan


24
6. Referensi
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-
pdf/5039/MOTOROLA/MOC3041/258/1/MOC3041.html
7. Penutup
Demikian dokumen B300 ini dibuat untuk dapat dijadikan sebagai acuan untuk

25
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Jenis Dokumen B400
Nomor Revisi -
Tanggal Penerbitan 18 Mei 2018
Data Pengusul
Pengusul
Mahasiswa
D-IV
Teknik
Elektronika
Nama Jabatan NIM
Nursalim 151354025
Tanggal 18 Mei 2018
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

26
Daftar Isi
DAFTAR ISI ........................................................................................................................2
1. Pengantar...........................................................................................................................3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen...................................................................................... 3
1.2 Tujuan Penulisan ....................................................................................... ........3
2. Realisasi Perancangan ................................................................................................... ..4
2.1 Realisasi Aspek Elektronik ...............................................................................4
3. Referensi ..........................................................................................................................15
4. Penutup ............................................................................................................................15

27
Dokumen B400 ini dibuat sebagai proposal pengembangan pembuatan alat mengenai
“Water Heater Control with PID” yang ditujukan sebagai projek mandiri tiga mata
kuliah yaitu Sistem Kendali Digital, Elektronika Industri dan Instrumentasi Elektronika
program studi D4 Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Penulisan isi dokumen
ini sebagai syarat kelengkapan dokumen pengembangan dari segi analisa dan
perancangan.
Dokumen B400 ini berisi proses dan implementasi dalam pengembangan alat secara
detail yang berjudul “Water Heater Control with PID”
Secara garis besar isi dokumen ini menjelaskan bagian elektronik yaitu perangkat
elektronik yang digunakan pada sistem ini. Dan bagian komputer menjelaskan
implementasi pemrograman software sistem ini.
Tujuan penulisan Dokumen B400 ini secara umum adalah melanjutkan proses
perancangan dan realisasi dari pengembangan “Water Heater Control with PID”
dalam hal realisasi dan implementasi hardware serta sistem dalam hal
pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen sebelumnya, sehingga proyek ini
bisa terealisasikan.

28
2. Realisasi Perancangan
Bagian realisasi perancangan ini menjelaskan mengenai sejauh mana pengerjaan proyek
yang telah dikerjakan. Realisasi perancangan ini terdiri dari realisasi perancangan
elektronik.
2.1. Realisasi Aspek Elektronik
Realisasi perancangan 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 sistem
elektronik.
- Catu Daya
Pengujian catu daya dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari
sumber.
Tegangan input AC Tegangan output DC
220 VAC 12 VDC

29
3. Potensiometer
Pengujian potensiometer dilakukan dengan menghubungkan potensiometer
dengan pin Arduino dan diberikan program pada arduino dan data pengujian
ditampilkan melalui serial plotter.
Berikut program yang digunakan :

30
Dan berikut hasil sinyal yang didapat :

31
4. LCD
Pembacaan LCD dilakukan dengan memasangkan LCD pada Arduino
Shield lalu dipasangkan pada Arduino.

32
Dan berikut hasil yang ditampilkan pada LCD

33
5. Sensor DS18B20
Pengujian sensor DS18B20 dilakukan dengan cata memasang pin 1 = VCC, pin 2 =
IO4, pin 3 = GND ke Arduino yang berfungsi untuk mendeteksi temperature.

34
Berikut hasil yang ditampilkan di serial plotter tanpa filter:
Terlihat hasil pembacaan sensor tanpa filter sudah cukup bagus dan tidak ada noise

35
6. TRIAC BTA41600B
Pengujian driver BTA41600B dilakukan dengan cara memasukan program
dibawah ini :

36
Berikut hasil dengan mengatur potensiometer :
- Pada saat potensiometer di set minimum heater tidak menyala
- Pada saat potensiometer di set sedang keadaan heater memanas sedang
- Pada saat potensiometer di set maksimum keadaan heater memanaskan maksimum.
Berikut Kondisi Respon Suhu setelah heater disetting melalui TRIAC 100 % :

37
Waktu Terukur hingga Steady State :
Persiapan Proses Desain PID ZN-1
PID => L= T1 x 10,15 = 1,624 T=T2 x 10,15= 49,4305
Kp= 1,2T/L = 36,525
Ti=2L = 3,248
Td= 0.5L = 0,812

38
Berikut Gambar Heater saat dikendalikan lewat TRIAC dan Potensiometer :

39
3. Referensi
[1] S. Feriyonika, PID Digital-Stand Alone Controller, Bandung : Politeknik Negeri
Bandung.
4. Penutup
Demikian dokumen B400 ini dibuat untuk dapat dijadikan sebagai acuan untuk

40
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Jenis Dokumen B500
Nomor Revisi -
Data Pengusul
Pengusul
Mahasiswa
D-IV
Teknik
Elektronika
Nama Jabatan NIM
Nursalim 151354025
Tanggal 18 Mei 2018
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

41
DAFTAR ISI
Daftar Isi ............................................................................................................................... 2
1. Pengantar ......................................................................................................................... 3
1.1. Ringkasan ................................................................................................................. 3
1.2. Tujuan Penulisan ....................................................................................................... 3
2. Design Kendali.................................................................................................................. 3
2.1. Pemilihan Metode ..................................................................................................... 3
2.2. Parameter PID ............................................................................................................ 3
3. Kesimpulan ....................................................................................................................... 4

42
1. Pengantar
Dokumen ini merupakan uji setiap komponen pada proyek yang berjudul “Water
Heater Control with PID”.
1.1 Ringkasan
Secara spesifik, dokumen ini menjelaskan berbagai macam test yang akan dilakukan
untuk mengetahui parameter kendali yang akan digunakan. Dapat dilakukan pemilihan
menggunakan metode ZN1 atau menggunakan ZN2 sesuai dengan kebutuhan. Sistem
yang dibahas pada dokumen ini adalah sistem kendali temperatur air. Sistem ini
berfungsi sebagai pengontrol temperatur air pada tangki.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah :
1. Sebagai tolak ukur selesainya perancangan parameter kendali
2. Sebagai acuan dan referensi dalam perancangan parameter kendali
3. Sebagai bagian dari dokumentasi proyek.
2. Design Kendali
2.1 Pemilihan Metode
Metode yang digunakan pada proyek kali ini menggunakan Ziegler Nichols 1
dengan cara memberikan set point, penguatan (Kp) pada controller dan
memasangkan aktuator dan juga sensor. Selanjutnya memberi nilai set point (SV)
untuk melihat respon dari sistem. Setelah respon sistem pada monitor mencapai
steady state, maka dihitung nilai waktu sebenarnya. Proses tersebut bertujuan untuk
menghitung nilai L dan T.
2.2 Parameter PID
Ketika men-design kendali menggunakan metode Ziegler Nichols 1, parameter
PID dicari menggunakan perhitungan seperti tabel dibawah.
Kp Ti Ki Td Kd

43
Untuk mencari nilai L dan T maka ditarik garis bantu pada gambar respon seperti
berikut:
Waktu Real = 619 s dan didapat 1cm=10,15 s
L = T1*10,15= 1.624 s
T = T2*10,15 = 49,43 s

44
Untuk menentukan parameter PID dilakukan perhitungan seperti yang
ditunjukkan pada tabel. Dimana nilai dari Kp adalah 1.2T/L, lalu nilai Ti adalah 2L
dan nilai Td adalah 0.5L.
Kp = 1.2(T/L)
= 1.2(49.43/1,624)
= 36,52
Ti = 2L
= 2*1,624
= 3,248
Td = 0.5L
= 0.5*1,624
= 0.812
3. Kesimpulan
No Parameter Nilai
1 Kp 36,52
2 Ti 3,248
3 Td 0.812

45
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Jenis Dokumen B600
Nomor Revisi -
Data Pengusul
Pengusul
Mahasiswa
D-IV
Teknik
Elektronika
Nama Jabatan NIM
Nursalim 151354025
Tanggal 18 Mei 2018
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

46
Daftar Isi ............................................................................................................................... 2
1. Pengantar ......................................................................................................................... 3
1.1. Ringkasan ................................................................................................................. 3
1.2. Tujuan Penulisan ....................................................................................................... 3
2. Syarat Test......................................................................................................................... 3
3. Syarat Test Spesification(STS).......................................................................................... 3
3.1. Scope ......................................................................................................................... 3
3.1.1 Functional Scope............................................................................................... 3
3.1.2 Performance Scope ........................................................................................... 3
4. Test System ....................................................................................................................... 4
4. Kesimpulan ....................................................................................................................... 4

47
1. PENGANTAR
1.1. Ringkasan isi Dokumen
Dokumen ini berisi pengembangan sistem kendali yang berjudul “Water Heater Control
with PID” yang ditujukan sebagai tugas proyek mandiri mata kuliah praktikum Sistem
Kendali Terdistribusi program studi D4 Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung.
Pada dokumen ini kami akan dijelaskan mengenai hasil tuning akhir parameter PID dan
uji coba kehandalan kendali PID dengan memberi gangguan. Isi dokumen ini secara
garis besar berisi pengujian sistem secaramenyeluruh untuk membuktikan sistem sesuai
dengan deskripsi kerja alat.
1. Memudahkan proses pengembangan project
2. Sebagai dokumentasi.
3. Sebagai acuan dan referensi untuk pengembangan alat.
2. SYARAT TEST
Syarat pengujian :
1. Memastikan semua sub sistem terhubung dengan baik.
2. Adanya display untuk menampilkan sinyal respon dan setpoint.
3. SYSTEM TEST SPESIFICATION (STS)
Pengujian alat dari project yang berjudul Kendali Volume Air Menggunakan
Loadcell yang dilakukan secara langsung membuktikan sistem sesuai dengan deskripsi
kerja alat.
3.1 SCOPE
3.1.1 Functional Scope
Alat sudah berfungsi sesuai dengan flowchart yang direalisasikan dalam bahasa C untuk
pemrograman Arduino sebagai sistem kendali volume air.
3.1.2 Performance Scope
Pelaksanaan dari kerja alat ini dapat terealisasikan dengan baik, namun terdapat
kekurangan yaitu adanya noise dari sinyal respon yang merupakan hasil pembacaan sensor
loadcell.

48
4. TEST SYSTEM
Tes dilakukan dengan cara menjalankan plan dengan parameter kendali yang telah
didapatkan dari desain ZN1. Sinyal respon yang didapatkan dari hasil desain ZN1 diperbaiki
dengan melakukan tuning manual. Setelah mendapat parameter dari ZN1 dapat dilihat sinyal
kurang sesuai dengan yang diharapkan lalu tuning manual menghasilkan parameter Kp = 35
Ti = 3, Td = 0.5
Gambar 6. 1 Sinyal respon dengan parameter hasil tuning akhir
Selanjutnya tes dilakukan dengan memberi gangguan terhadap plan. Gangguan diberi untuk
menguji seberapa handal kendali PID yang diterapkan pada plan. Gambar 6.2 merupakan
sinyal respon ketika plan diberi gangguan.

49
Gambar 6. 2 Sinyal respon ketika plan diberi gangguan
5. KESIMPULAN
Berdasarkan dari sinyal respon sistem yang telah diberi gangguan maka dapat disimpulkan
bahwa nilai parameter PID hasil tuning dengan nilai Kp = 36, Ti = 3, Td = 0.5 tepat untuk
plan ini. Kendali PID cukup handal dengan nilai paramter tersebut karena Sinyal respon dapat
mengejar setpoint dengan cepat sesaat setelah diberi gangguan.

B100 b600 nursalim-waterheater_controlwithpid

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to B100 b600 nursalim-waterheater_controlwithpid

Similar to B100 b600 nursalim-waterheater_controlwithpid (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (10)

B100 b600 nursalim-waterheater_controlwithpid