B100-B600 maulia artadianti

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: “water flow berbasis mikrokontroller arduino UNO
menggunakan kendali PID”
Jenis Dokumen B100
Nomor Dokumen B100 – 01
Nomor Revisi 01
Nama File B100 maulia Artdianti 171311053
Tanggal Penerbitan
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 5
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Maulia Artadianti 171311059
Tanggal 05-04-2019 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id

I Pengantar
1.1 Ringkasan isi dokumen
Dokumen ini berisi proposal pengembangan Sistem Kendali yang diterapkan pada
penanggulangan luapan air pada gerbang waduk berbasis controller PID arduino UNO untuk ditujukan
sebagai tugas mandiri mata kuliah Sistem Kendali Lanjut (SKL) program studi D3 Teknik Elektronika
Politeknik Negeri Bandung. Penulisan dokumen berdasar pada ide pengembangan yang berisi antara
lain : konsep, desain dan fitur dari Sistem Kendali Posisi yang direncanakan akan dikembangkan,
perangkat/tools yang akan digunakan dan rencana pengembangan dari awal perencanaan hingga produk
akhir dari proyek ini.
1.2 Tujuan penulisan
Tujuan penulisan dari dokumen ini yaitu :
1. Sebagai acuan dan referensi dalam pengembangan topik serupa dan pengembangan lebih
lanjut.
2.
3. Membuat miniatur pengendalian water flow menggunakan arduino UNO

II Proposal Pengembangan
2.1 Pendahuluan
Pada Sistem Kendali water flow ini memanfaatkan mikrokontroller sebagai
controller dimana algoritma sistem dipusatkan pada satu mikrokontroller.
Mikrokontroler Arduino saat ini menjadi salah satu development board yang
banyak digunakan untuk mendukung pembelajaran dan pengembangat alat-alat
sederhana. Arduino digunakan sebagai salah satu controller dalam mengaplikasikan
sistem kendali digital dengan metode PID.
Berdasarkan perencanaan, perancangan dan pengoperasian kemudian,
diharapkan water flow akan berjalan sesuai dengan perencanaannya, yang akan membantu
memudahkan suatu pekerjaan tertentu.
2.2 Latar Belakang
Permasalahan yang terjadi pada masa ini menyebabkan banjir dimana mana
yang meyebabkan sungai sungai mengalami kerusakan akibat banyaknya menampung
air sehingga meluap menyebabkan banjir yang tak terkendalikan, selain masalah
utamanya adalah kiriman air dari berbagai penjuru, sampah pun menjadi salah satu
faktor utama penyebab banjir, rata rata masyarakat indonesia tidak mau peduli pada
permasalahan banjir,dan kebanyakan masyarakat indonesia sering tidak tahu penyebab
masalah banjir itu datangnya dari mana, karna keterbatasan alat yang tidak bisa
memberikan indikator untuk mengetahui keadaan apa yang terjadi di dasar sungai,
untuk itu terciptalah ide untuk membuat alat pengendali water flow ini yang bertujuan
untuk memudahkan suatu masalah yang sering dihadapi saar ini.

2.3 Desain Sistem Kendali water flow
Gambar 1. Blok Diagram Sistem Kendali
Berdasarkan blok diagram pada gambar 1 maka rancangan komponen yang akan dibuat
ialah :
1. Setpoint = potensio meter
2. Controller = Arduino Uno
3. Aktuator = Washerpump motor DC
4. Sensor = flow meter
5. Kran
3.4 Konsep
pengendali waterflow pada pintu waduk akan mengontrol jalan keluarnya air,
apabila air melebihi setpoint maka sensor akan bekerja lebih kuat untuk
mengendalikan aliran airnya, dan apabila air dipenuhi oleh sampah, maka volume air
akan berkurang mencapai setpoint mengikuti banyaknya gangguan (sampah) yang
timbul di sekitar pintu air yang akan menghalangi jalan keluarnya air, maka sensor
flow akan bekerja mengatur keluarnya aliran air.
SET
POINT
CONTROLLER
(ARDUINO)
POMPA
VOLUME
AIR
WATERFLOW
+
-

Judul Dokumen
Jenis Dokumen B200
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Alamat
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

1.1 Pengantar
Dokumen B200 ini berisi tentang spesifikasi alat dan penerapan sistem pada alat yang akan dibuat
dengan judul, ” penanggulangan luapan air pada gerbang waduk berbasis controller PID arduino
UNO” dokumen ini juga berisi tentang mekanisme alat & cara kerja alat tersebut.
1.2 Spesifikasi fungsi
- untuk memudahkan menentukan debit keluaran air yang nantinya akan dikontrol dan
dikendalikan keluarannya sesuai yang di inginkan contoh : minimum, medium,
maximum. Dengan mengubah sv secara manual (potensio) dan secara kendali (melalui
program)
2.1 Deskripsi Sistem
Karakteristik dari sistem ini adalah:
1. Mengatur PV sesuai SV yang di setting.
2. Mikrokontroller (arduino) melakukan proses berdasarkan respon yang di dapat
3. Sistem menerima masukan dari jumlah aliran air yang keluar dari pompa
4. Sensor Water flow mengukur jumlah aliran yang dikeluarkan pompa
5. Output masuk lagi sehingga jadi PV, kembali lagi ke langkah 1 dan terus.
2.2 Elemen yang dibutuhkan
1. Dalam hal ini, elemen yang paling dibutuhkan adalah kehandalan dari desain kendali
yang dibuat ketika menghadapi gangguan dari luar
3. Spesifikasi keseluruhan
3.1 Spesifikasi komponen
1. sensor flow meter

Features:
Mainly used for water testing, water cooling system
Application: Water heaters, credit card machines, water vending machine, flow measurement device
High amplitude: ≥ 4.6V
Low amplitude: ≤ 0.5V
Electric strength: 1250V/min
Insulation resistance: ≥ 100MΩ
Hydrostatic pressure testing: ≤ 2.0Mpa
Specification:
The lowest rated working voltage: DC4.5 5V-24V
Maximum operating current: 15mA (DC 5V)
Working voltage range: DC 5~18V
Load capacity: ≤ 10mA (DC 5V)
Use temperature: ≤ 80°C
Operating humidity range: 35%~90%RH (no frost)
Allowing pressure: pressure 2.0Mpa
Temperature: -25 ~ +80 °C
External threads: 1/2"
Outer diameter: 20mm

Intake diameter: 9mm
Outlet diameter: 12mm
2. pompa motor dc 12v
3.2 Spesifikasi Alat
Input berupa tegangan yang akan menggerakkan Pompa untuk mengalirkan air ke
sensor flow meter, lalu keluar sbg output yang akan menjadi proses variable, yang dimana,
akan di summing oleh setpoint, lalu jumlahnya dibandingkan lagi dengan setpoint agar
keluaran sesuai dengan setpoint.
3.3 Deskripsi Sistem Kendali
Deskripsi sistem kendali pada alat yang dibuat diantaranya:
1. Rise Time yang cepat yaitu dibawah 1,5 detik
2. Toleransi overshootnya minimal 10%
3. Settlingtime yang cepat yaitu dibawah 2 detik dengan batas 2% / 5%
4. Tidak terdapat error steady state

Judul Dokumen
Jenis Dokumen B300
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Alamat
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

1.1 Pengantar
Dokumen B300 ini berisi tentang perancangan sketsa alat yang akan di buat.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan dokumen ini secara umum adalah untuk memberikan gambaran secara
teknis yang berkaitan dengan elektronika, mekanika, kendali, dan komputer dalam hal
pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen sebelumnya, sehingga proyek ini bisa
terealisasikan.
Tujuan Khusus dari dokumen ini adalah:
1.Untuk mengembangkan proses pengembangan proyek
2.Sebagai landasan dalam proses pengerjaan proyek

1.3 Perancangan Kendali
Kendali yang akan digunakan adalah kendali PID dengan metode Ziegler Nichols yang
algoritmanya telah dikonversi dalam bentuk program berikut adalah gambaran blok diagram
alat ini:
Arduino UNO
Driver Mosfet
IRF520
Pompa DC
12V
Sensor
Waterflow
INPUT
SV
OUTPUT
1.4 Blok SV & Arduino UNO
SV dikontrol oleh mikrokontroller, sehingga menghasilkan keluaran SV sesuai permintaan.
1.5 Blok Driver MOSFET IRF520
Driver berfungsi sebagai penguat sinyal, dikarnakan keluaran arduino hanya 5V sedangkan
untuk menjalankan pompa membutuhkan tegangan DC 12 volt, sehingga menggunakan driver
mosfet IRF520 yang 𝑉𝐷𝑆 nya = 100V ( ada di datasheet)
1.6 Blok Pompa DC 12V
Motor DC bisa bekerja karna ada output PWM dari arduino UNO, PWM dari arduino UNO
berfungsi untuk mengatur duty cycle output arduino ke pompa, jadi memungkinkan keadaan
dimana akan ON jika berlogic “1” dan akan OFF atau mati jika berlogic “0”
1.7 Blok sensor FLOW METER
Sensor flow menerima input dari keluaran pompa yang lalu di ukur debitnya, pada sensor
flow ini dapat membaca air yang melintasinya dengan mengkonversinya ke debit L/Hour.

1.4 Perancangan Mekanik
Flow meter

2. Penutup
Referensi:[1] https://mikroavr.com/flow-sensor-arduino/ [2] https://imgur.com/gallery/S17ZE

Judul Dokumen
Jenis Dokumen B400
Nomor Revisi 01
Nama File B400 maulia Artadianti 171311053
Tanggal Penerbitan
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Alamat
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

1.1 Pengantar
Dokumen B400 ini berisi tentang uji setiap komponen yang akan digunakan
1.2 Ringkasan
Secara singkat, pada dokumen ini akan menjelaskan, bagaimana pompa bekerja dengan
Driver, dan bagaimana pembacaan sensor water flow yang nantinya akan di olah menjadi
data yang dapat di kendalikan di file selanjutnya.
2.1 Lingkup Pengujian
Lingkup pengujiandari 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:
1. Potensio meter sebagai pengubah SV manual
2. Arduino sebagai controller
3. Pompa motor dc 12V sebagai aktuator
4. Water flow sebagai sensornya.
3. Spesifikasi keseluruhan
3.1 Spesifikasi komponen
1. sensor flow meter

(untuk konfigurasi kaki pinnya bisa dilihat di file B300)

Langkah – langkah singkat
1. Pengujian terhadap motor dc 12V bisa dilakukan dengan 2 cara, yg pertama dengan
menempelkan langsung arus DC 12V ke kaki pompa, untuk mengecek apakah pompa
berjalan dengan baik, langkah ke2 menggunakan Driver Mosfet IRF 520, untuk
mengetes apakah keluaran pompa dapat dikendalikan?
2. Setelah berhasil menggunakan 2 metode diatas, langsung menentukan set pointnya
(SV) Menggunakkan Potensionya,
(Programnya sudah include potensiometernya)
3. Setelah itu mengecek manual Flow meter dengan cara memasukkan debit air, ini guna

untuk mengecek apakah pembacaan sensor masih berjalan dengan baik atau
sebaliknya. Setelah di tes manual, lalu di tes dan dihubungkan dengan Pompa dan
driver mosfetnya, lalu dibaca responnya di arduino.

Judul Dokumen
Jenis Dokumen B500
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Alamat
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

1.3 Pengantar
Dokumen ini berisi pengujian respon pada keluaran setiap komponen yang sudah diuji pada file
B400.
1.4 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. Untuk water
flow cenderung memiliki output yang stabil, sedikit bahkan hampir tidak ada nois, berbeda
jika kita menggunakan motor sebagai sensornya, sensor water flow bisa menggunakan ZN1
ataupun ZN2.
1.5 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. Desain Kendali
2.1 Proses Filter
Seperti yang sudah saya jelaskan diatas, meskipun keluarannya cenderung stabil, apapun itu
sensornya maka akan mengeluarkan respon yang natural, respon natural ini apabila tidak di

filter maka akan menyebabkan alat nantinya akan uncontrollable, maka dari itu sebelum
melakukan proses desain kendali, disni akan memfilter responnya
Berikut respon natural yang dihasilkan:
Di filter menggunakkan program

Proses filter dengan mengubah parameter Fc dan Ts nya,
Waktu stopwatch: 100 detik
Waktu arduino: 100
A = 34,31 Cm
ZN2 = 0,19Cm
T =
0,19
34,31
𝑥 100 = 0,55
f =
1
𝑇
= 1,18Hz
ɷ = 2πf
= 2 x 3,14 x 1,81
= 11,36 rad

f(2 dekade) = 11,36 ÷100
= 0,1136
2.2 Pemilihan Metode
Setelah melakukan prosess filter selanjutnya akan merancang desain kendali, disini
saya menggunakkan metoda ziegle nichols 1 (ZN1) berikut respon sebelum di tunning /
desain:

*maaf warna sinyalnya jadi berubah saya lupa screenshoot
Proses tunning menggunakan ZN1
Waktu asli: 48,58
Waktu arduino: 500sec
𝑊𝑎
𝑊𝑎𝑟𝑑𝑢𝑖𝑛𝑜
=
48,58
500
= 0,097
L = 1,80 x 0.097 = 0,174
T = 1,239

Kp = 1,2 (
𝑇
𝐿
) = 8,54
Ti = 2 x L = 0,348
Td = 0,5 x L = 0,087
Ki =
𝐾𝑝
𝑇𝑖
= 24,54
Kd = Kp x Td = 0,74

Judul Dokumen
Jenis Dokumen B600
Nomor Revisi 01
Tanggal Penerbitan
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul
Nama
Jabatan
Mahasiswa D – III
Teknik Elektronika
Alamat
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

1. Pengantar
1.6 Ringkasan isi dokumen
Dokumen ini berisi tentang proses keseluruhan / proses akhir. Dari awal proses B100
dan proses menyatukan program, sehingga menjadi alat waterflow yang dapat dikontrol
sesuai dengan tujuan awal alat ini.
2. Test System

Klik Link di sini ( ) untuk mendownload program arduino nya,cek di description
boxnya ya dan untuk mengetahui cara kerja alat ini, juga untuk mengetahui proses
lebih jelasnya dari alat ini.
Respon awalnya sulit untuk langsung mencapai ke setpoint, namun jika di tunggu
maka keadaan respon akan steady state.dengan cara mengubah ubah parameter Kp Ti

Td di file B500 sehingga sampai pada hasil tunning dengan angka yang pas sehingga
responnya sangat bagus dan steady.
3.Dokumentasi

B100-B600 maulia artadianti

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to B100-B600 maulia artadianti

Similar to B100-B600 maulia artadianti (17)

Recently uploaded

Recently uploaded (18)

B100-B600 maulia artadianti