Desain Sistem Kontrol, Design System Control

1. Laporan Project Based Learning Mata Kuliah
VE230312 – Desain Sistem Kontrol
Semester Ganjil 2023/2024
IT Support & Networking
Disusun oleh:
M Akbar Hidayatullah
2040221038
Program Studi Sarjana Terapan Teknologi Rekayasa Otomasi
Departemen Teknik Elektro Otomasi
Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Desember 2023

2. DAFTAR ISI
RINGKASAN.................................................................................................................................
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................ 3
I.1 Deskripsi Project............................................................................................................... 3
I.2 Target dan Cakupan Project.............................................................................................. 3
BAB II MATERI MATA KULIAH DESAIN SISTEM KONTROL........................................ 6
2.1 Capaian Pembelajaran Mata Kuliah.................................................................................. 6
2.2 Materi Perkuliahan............................................................................................................ 6
BAB III ANALISA KORELASI PROJECT DENGAN MATA KULIAH.............................. 29
BAB IV MATERI YANG PERLU DIPERDALAM ................................................................ 30
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................................. 31

3. RINGKASAN
Pekembangan dalam teknologi komunikasi modern telah memuncukan berbagai inovasi untuk solusi
yang lebih canggih dan efisien. Salah satu inovasi terpenting saat ini adalah penggunaan teknologi
Fiber Optic. Kemampuanya untuk mentransmisikan data dengan kecepatan tinggi melalui serat kaca,
telah mendorong perkembangan dalam sistem komunikasi saat ini. Kecepatan transmisi data
memungkinkan pengiriman informasi dalam jumlah besar dalam waktu yang singkat, serta mendukung
penggunaan aplikasi yang membutuhkan bandwidth tinggi. Fiber Optic memiliki kapasitas transimisi
yang lebih besar dibandingkan dengan kabel tembaga konvensional, sehingga memungkinkan
peningkatan kapasitas jaringan, mendukung pertumbuhan pesat penggunaan internet, cloud
computing, dan aplikasi berat lainnya tanpa kekhawatiran terkait kapasitas jaringan yang terbatas.
Penggunaan Fiber Optic memiliki tingkat gangguan yang rendah, karena serat kaca tidak rentan
terhadap inerferensi gelombgan elektromagnetik. Terlepas dari keunggulan penggunaan jaringan
Fiber Optic tentunya ada juga kekurangan yang dimilikinya. Dalam proses pengerjaanya
membutuhkan peralatan khusus karena sifat kabel yang terbuat dari serat kaca itu mudah patah,
sehingga diperlukan keahlian khusus agar proses pengerjaan dapat diselesaikan dengan baik.
Kata Kunci: Fiber Optic, Transmisi Data, Gelombang Elektromagnetik, Komunikasi

4. PENDAHULUAN
1.1 Deskripsi Project
Di dalam Project IT Support dan Networking memiliki tugas utama yaitu instalasi kabel Fiber Optic
untuk menyalurkan jaringan internet sesuai dengan permintaan pelanggan. Dalam pengerjaanya dibagi
menjadi beberapa jenis kegiatan yaitu Aktivasi, Penanganan Gangguan, dan Preventive Maintenance.
Aktivasi dilakukan dengan tujuan untuk membangun jaringan pada suatu daerah dan pemasangan
jaringan baru di tempat pelanggan. Penanganan Gangguan dikerjakan ketika terjadi gangguan baik di
sisi pelanggan ataupun provider jaringan itu sendiri. Gangguan dapat terjadi akibat kabel putus,
kerusakan perangkat, kesalahan penempatan port, dan sebagianya. Preventive Maintenance biasanya
dilakukan di POP (Point of Presence) yaitu tempat perangkat komunikasi yang saling terhubung dari
internet service provider ke pelanggan, tugas yang dikerjakan adalah pengecekan, pembersihan, hingga
perbaikan perangkat.
1.2 Target dan Cakupan Project
1.2.1 Target
Target dari proyek IT Support & Networking adalah bagaimana dapat memahami konsep
yang digunakan pada jaringan fiber optik dimulai dari sistem penyaluran data dari server
jaringan yang awalnya dalam bentuk sinyal listrik digital setelah itu akan diubah menjadi
sinyal cahaya yang nantinya akan melewati kabel fiber sampai kepada pelanggan. Pekerjaan
yang dilakukan memiliki beberapa target pelanggan, yang pertama adalah dari jalur fiber to
the home (FTTH) biasanya disebut Retail. Kemudian apabila berasal dari perusahaan atau
pabrik biasanya disebut Corporate. Di tempat pelanggan akan disediakan perangkat yang
berfungsi sebagai pengubah sinyal cahaya menjadi sinyal digital hingga bisa dimanfaatkan
oleh pelanggan tersebut.
1.2.2 Cakupan Project
Aktivasi
Bertujuan untuk membangun jaringan pada suatu daerah dan pemasangan jaringan baru di
tempat pelanggan.
a. Masa Penyelesaian Pekerjaan
Survey : 1 Minggu
Perizinan : 1 Minggu – 1 Bulan
Eksekusi Lapangan : 2 Minggu – 1 Bulan

5. Pembuatan Laporan : 2 Minggu
Revisi dan Penagihan : 2 Minggu
b. Tahapan Pekerjaan
Pemasangan Kwh : Sebagai supplai daya untuk mengaktifkan
perangkat
Instalasi Perangkat di Kabinet : Untuk menyalurkan internet dari PoP
(Point of Presence)
Instalasi Joint Box (JB) : Sebagai terminal untuk beberapa kabel
pada jalur yang berbeda
Instalasi Fiber Distribution Box (FDT) : Sebagai terminal untuk setiap jalur kabel
Instalasi Fiber Acces Terminal (FAT) : Untuk menyalurkan kabel menuju tempat
pelanggan
Penanganan Gangguan
Penanganan gangguan dikerjakan ketika terjadi gangguan baik di sisi pelanggan ataupun
provider jaringan itu sendiri. Gangguan dapat terjadi akibat kabel putus, kerusakan perangkat,
kesalahan penempatan port, dan lainya.
a. Masa Penyelesaian Pekerjaan
Tiket Pekerjaan Gangguan : 1 Hari
Eksekusi Lapangan : 1 – 3 Hari
Pembuatan Laporan : 1 – 3 Hari
Revisi dan Penagihan : 2 Minggu
b. Tahapan Pekerjaan
Pengecekan Kerusakan : Mencari titik kerusakan yang menyebabkan
gangguan
Pengukuran Jarak Kabel : Mengetahui titik kabel putus atau untuk mencari
titik perangkat terdekat
Jointing Core : Menyambung core yang putus
Labeling Core : Memberi label pada core supaya lebih mudah untuk
mencari sambungan core

6. Preventive Maintenance (PM)
Kegiatan ini biasanya dilakukan di POP (Point of Presence) yaitu tempat perangkat
komnunikasi yang saling terhubung dari internet service provider ke pelanggan.
a. Masa Penyelesaian Pekerjaan
Tiket Pekerjaan PM : 1 Hari
Eksekusi Lapangan : 1 – 2 Jam
Pembuatan Laporan : 1 Hari
Revisi dan Penagihan : 2 Minggu
b. Tahapan Pekerjaan
Pembuatan Working Permit : Digunakan untuk perizinan masuk ke gardu
induk
Pengecekan Perangkat : Mencari perangkat yang kemungkinan
sudah rusak
Pembersihan Perangkat : Membersihkan keseluruhan perangkat yang
ada
Uji Coba Ketahanan Perangkat : Melakukan pengetesan pada baterai dan
rectifier

7. MATERI MATA KULIAH DESAIN SISTEM KONTROL
1.1 Capaian Pembelajaran Mata Kuliah
 Mampu memahami dan menerapkan konsep pemodelan matematika dari suatu sistem
 Mampu memahami dan menerapkan analisis karakteristik sistem melalui tanggapan dalam
Kawasan waktu dan frekuensi
 Mampu memahami dan menerapkan perancangan controller PID
 Mampu memahami dan menerapkan prinsip perancangan dan realisasi sistem
1.2 Materi Perkuliahan
2.2.1 Pendahuluan
Sistem : Susunan atau kombinasi dari beberapa komponen berbeda yang bekerja sama untuk mencapai
tujuan utama.
Kontrol : Mengatur sistem untuk mencapai hasil yang diinginkan
Sistem kontrol merupakan dasar dari banyak penemuan yang berperan penting dalam kemajuan
teknologi modern di masa sekarang. Di antara fungsinya untuk membantu manusia melakukan aktivitas
sehari-hari. Seperti mesin cuci, air conditioner, dan refrigerator. Jika salah satu dari sistem kontrol ini
rusak, akan berdampak pula pada kondisi mesin.Oleh karena itu dengan sistem pengendalian yang baik.
Mesin dapat diarahkan untuk melakukan tugas-tugas tertentu secara otomatis dan tepat.
a. Open Loop System
Suatu sistem kontrol yang mempunyai karakteristik dimana nilai keluaran tidak memberikan pengaruh
pada aksi kontrolnya.
1) Berawal dari Set Point, yaitu memasukkan perintah apa yang diinginkan
2) Controller akan membaca perintah yang dimasukan untuk diteruskan ke Plant
3) Plant yang sudah mendapatkan perintah, kemudian menghasilkan sebuah Output. Ketika outputnya
sudah sesuai dengan yang diinginkan, maka keadaan tersebut disebut Actual Output. Jika tidak sesuai
maka terjadi suatu error.
Input
Set Point
Set Value
Reference
+
-
Output
Controller Plant

8. b. Closed Loop System
Dikenal sebagai Feedback Control System, sistem kontrol ini memiliki Feedback Circuit yang berupaya
mengatasi kesalahan pada sistem. Hal ini berarti output dari sistem akan diukur dan dibandingkan
dengan input untuk memastikan bahwa output yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan.
1) Berawal dari Set Point, yaitu memasukkan perintah apa yang diinginkan
2) Controller akan membaca perintah yang dimasukan untuk diteruskan ke Plant
3) Plant yang sudah mendapatkan perintah, kemudian menghasilkan sebuah Output. Ketika
outputnya sudah sesuai dengan yang diinginkan, maka keadaan tersebut disebut Actual Output.
Jika masih ada kesalahan akan diteruskan lagi ke proses selanjutnya
4) Output yang tidak sesuai akan diukur oleh Measurement System yang terdiri atas sensor dan
transmitter atau bisa juga disebut Signal Conditioning
5) Perintah yang tidak sesuai tadi disebut dengan error yang kemudian dikirim kembali ke
Controller
6) Controller membaca ulang perintah yang error, lalu mengirimkan perintah baru yang sudah
diolah menjadi normal.
7) Perintah baru yang sudah tidak ada error, disebut desisred output
Closed Loop System memiliki ciri khusus dengan adanya measurement system yang berfungsi
untuk mendeteksi terjadinya error yang kemudian dikembalikan lagi ke controller. Perintah error yang
dikembalikan disebut Feedback. Sehingga dengan adanya measurement system proses membandingkan
error bisa dilakukan secara berulang-ulang supaya menghasilkan output yang sesuai dengan yang
diinginkan.

9. c. Konsep Dasar Sinyal
Sinyal adalah representasi matematis atau grafis dari data yang mengandung informasi atau
menggambarkan fenomena tertentu. Sinyal dapat mewakili berbagai jenis data, seperti suara, gambar,
teks, atau informasi sensorik.. Sinyal digunakan dalam berbagai konteks, termasuk pemrosesan sinyal,
komunikasi, pengendalian, pengolahan gambar, pemrosesan suara, dan banyak aplikasi ilmu komputer
dan teknik lainnya
 Sinyal Kontinu dan Sinyal Diskrit:
Sinyal Kontinu: Sinyal kontinu adalah sinyal yang ada dalam seluruh rentang waktu
tertentu. Misalnya, sinyal suara yang terdengar dalam rekaman musik adalah sinyal kontinu
karena terdengar tanpa interupsi.
Sinyal Diskrit: Sinyal diskrit adalah sinyal yang hanya ada dalam titik-titik diskrit waktu.
Contoh sinyal diskrit termasuk data komputer, di mana informasi disimpan dalam bit dan byte.
Perbedaan Sinyal Kontinu dan Sinyal Diskrit
d. Transformasi dan Representasi Sinyal

10.  Transformasi Fourier (FT)
memahami bagaimana sinyal dapat diuraikan menjadi komponen frekuensi dan bagaimana
analisis spektral digunakan dalam pemrosesan sinyal, komunikasi, dan pemodelan sistem.

11.  Transformasi Laplace (LT)
Alat matematis yang berguna dalam analisis sistem linier waktu-invarian. Ini digunakan untuk
memecahkan persamaan diferensial dan menganalisis sistem dinamis.

12.  Transformasi Z.
memahami bagaimana transformasi Z digunakan dalam pemrosesan sinyal diskrit dan
pemodelan sistem.

13. 2.2.2 Dasar Matematika : Transformasi Laplace
Digunakan untuk mengubah suatu fungsi dari domain waktu f(t) menjadi domain frekuensi F(s)
Gambar di sebelah kiri berisi ketentuan-ketentuan laplace
transform dari f(t)  F(s)
Pembuktian 
2.2.3 Pemodelan Matematis (Elektrik, Mekanik, Elektromekanik, Persamaan Diferensial
Elektrik
Hukum dasar yang mengatur sistem elektrik adalah hukum arus dan tegangan Kirchoff. Hukum
arus Kirchoff menyatakan bahwa jumlah arus yang memasuki suatu simpul sama dengan
jumlah arus yang meninggalkan simpul yang sama. Hukum tegangan Kirchoff menyatakan
bahwa jumlah tegangan dalam suatu loop sama dengan nol. Model matematika dari suatu
rangkaian listrik ini dapat diperoleh dengan menerapkan salah satu atau kedua dari Hukum
Kirchoff.
Elemen sistem elektrik terdiri dari :
1. Resistor
Persamaan :
Laplace Transform :
Diagram Blok :
2. Induktor
Persamaan :
Laplace Transform :
Diagram Blok :

14. 3. Kapasitor
Persamaan :
Laplace Transform :
Diagram Blok :
4. Operasional Amplifier
Sifat –sifat Operasional amplifier :
1. Gain sangat besar K= 5 6 10 kali
2. Mempunyai dua masukan yaitu masukan positif (v1) dan masukan negatif (v2).
3. Mempunyai impedansi masukan yang sangat besar sehingga arus input pada
masukan positif atau masukan negatif kecil sekali ≈ 0
4. Mempunyai keluaran vo = K ( v1 – v2 )
a. Non inverting amplifier
Node A :
Kondisi Ideal :
Maka
Sehingga
Laplace Transform :
Diagram Blok :

15. b. inverting amplifier
Node A :
Kondisi Ideal :
Sehingga :
Laplace Transform :
Diagram Blok :
Mekanik
Pergerakan dari elemen sistem mekanika dapat dideskripsikan dalam beberapa dimensi yaitu
translasi, rotasi atau kombinasi antara translasi dan rotasi. Persamaan gerakan pada sistem
mekanika diperoleh berdasarkan Hukum Newton.
1. Gerakan Rotasi
Gerakan rotasi didefinisikan sebagai suatu gerakan terhadap sumbu tertentu. Variabel yang
umum digunakan untuk mendeskripsikan gerakan rotasi adalah torsi T, kecepatan sudut ω, dan
perpindahan sudut θ. Pengembangan hukum kedua Newton untuk gerakan rotasi menyatakan
bahwa jumlah momen atau torsi terhadap sumbu tertentu sama dengan hasil kali inersia
dengan percepatan sudut atau dinyatakan dalam persamaan : ∑T = J .α dimana T menyatakan
torsi , J menyatakan inersia dan α menyatakan percapatan sudut. Satuan untuk torsi, inersia dan
percepatan sudut diberikan sebagai berikut :

16. Berikut ini pemodelan matematika dari elemen sistem mekanika yang mengalami gerakan
rotasi, yaitu :
a. Inersia
Suatu benda dengan inersia J dikenakan torsi sebesar T(t) sehingga berputar dengan
kecepatan sudut ω(t)
Persamaan :
Laplace Transform :
b. Pegas Torsi
Suatu batang atau poros dengan konstanta pegas torsi K dikenakan torsi sebesar T(t)
sehingga mengalami perpindahan sudut θ(t)..
Persamaan :
Laplace Transform :
c. Gesekan Viskos
Suatu gesekan viskos yang mempunyai koefisien gesekan viskos B dikenakan torsi
sebesar T(t) sehingga mengalamio perpindahan sudut θ(t).
Persamaan :
Laplace Transform :
2. Gerakan Translasi
Gerakan translasi didefinisikan sebagai suatu gerakan yang terjadi di sepanjang garis lurus.
Variabel yang digunakan untuk mendeskripsikan gerakan translasi adalah percepatan,
kecepatan dan perpindahan. Hukum dasar yang mengatur gerakan translasi dari elemen sistem
mekanika adalah Hukum kedua Newton. Hukum kedua Newton untuk gerakan translasi
menyatakan bahwa jumlah gaya yang bekerja pada suatu benda dalam arah tertentu sama
dengan hasil kali massa benda tersebut dengan percepatannya dalam arah yang sama atau
dinyatakan dalam persamaan:

17. Dimana F menyatakan gaya yang bekerja pada benda, m menyatakan massa benda dan a
menyatakan percepatan benda. Satuan untuk gaya, massa dan percepatan diberikan sebagai
berikut :
a. Massa
Suatu benda dengan massa m ditarik oleh gaya f(t) sehingga megalami perpindahan sepanjang
y(t)
Persamaan :
Laplace Transform :
b. Pegas Linier
Suatu pegas ditarik oleh gaya f(t) sehingga pertambahan panjang sepanjang y(t). Jika K adalah
konstanta pegas dan T adalah tegangan pegas maka persamaan dinamik sistem adalah :
Persamaan :
Laplace Transform :
c. Gesekan Viskos
Suatu gesekan viskos yang mempunyai koefisien gesekan viskos B ditarik oleh gaya f(t) hingga
bergeser sejauh y(t).
Persamaan :
Laplace Transform :
Elektromekanik
Sistem elektromekanika merupakan gabungan dari sistem elektrik dan sistem mekanika. Sistem
elektromekanika yang akan dibahas meliputi elektrik plunger dan motor DC
1. Elektrik Plunger
Elektrik plunger merupakan suatu aktuator yang mentransfomasikan sinyal listrik (tegangan)
menjadi energi mekanik. Elektrik plunger terdiri dari sebatang inti besi yang salah satu

18. ujungnya dihubungkan dengan pegas dan diikatkan pada dinding. Inti besi terletak di dalam
tabung yang dililiti kumparan dan dialiri arus listrik. Arus listrik yang mengalir melalui
kumparan akan menimbulkan medan magneti dalam plunger sehingga menimbulkan gaya pada
massa inti besi yang menyebabkan massa inti besi bergerak Gambar fisik dari elektrik plunger
adalah sebagai berikut :
Tegangan Pada Kumparan :
Dimana 
Laplace Transform :
Medan Magnet Dalam Plunger :
Dimana Np adalah jumlah kumparan dan lp adalah panjang kumparan
Gaya Pada Massa (Inti Besi) :
Dimana Kp adalah konstanta gaya plunger terhadap medan dan mp adalah massa plunger

19. 2. Motor DC dengan Penguatan Medan Konstan
Dimana
Persamaan Diferensial
Persamaan diferensial adalah persamaan yang melibatkan variabel-variabel tak bebas dan
derivatifnya terhadap variabel bebas. Berikut ini adalah contoh persamaan diferensial:
Persamaan diferensial sangat penting di dalam matematika untuk rekayasa sebab banyak
hukum dan hubungan fisik muncul secara matematis dalam bentuk persamaan diferensial.
Persamaan diferensial (disingkat PD) diklasifikasikan dalam dua kelas yaitu biasa dan parsial.
Variabel Bebas = x Variabel Tak Bebas = y
Variabel Bebas = x
Variabel Bebas = t
Variabel Bebas = x,y
Variabel Tak Bebas = y
Variabel Tak Bebas = Q
Variabel Tak Bebas = V

20. Persamaan Diferensial Biasa (ordinary differential equation)
Disingkat PDB adalah suatu persamaan diferensial yang hanya mempunyai satu variabel bebas.
Jika y(x) adalah suatu fungsi satu variabel, maka x dinamakan variabel bebas dan y dinamakan
variabel tak bebas. Persamaan (1), (2), (3) adalah contoh PDB.
Persamaan Diferensial Parsial (disingkat PDP)
Adalah suatu persamaan diferensial yang mempunyai dua atau lebih variabel bebas. Persamaan
(4) adalah contoh PDP.
Orde persamaan diferensial
Derajat (degree) dari suatu persamaan diferensial adalah pangkat tertinggi dari turunan tertinggi
suatu persamaan diferensial, contoh:
Syarat tambahan pada persamaan diferensial, untuk satu nilai variabel bebas yang mempunyai
satu atau lebih nilai syarat disebut syarat awal (initial conditions). PD dengan syarat awal
dikatakan sebagai suatu masalah nilai awal (initial-value problem). Jika syarat yang diberikan
pada PD lebih dari satu nilai variabel bebas, disebut syarat batas dan merupakan PD dengan
masalah nilai batas (boundary-value problem).
Contoh :
PD dengan masalah nilai awal, karena dua syarat pada x yang sama
Yaitu x = 2
PD dengan masalah nilai batas, karena dua syarat pada x yang berbeda
Yaitu x = 1 dan x = 2
Asalnya y(x)

21. 2.2.4 Tanggapan Sistem 1 : Kawasan Waktu
Jika suatu output sistem kontrol dipengatuhi oleh input yang berubah-ubah terhadap waktu, maka hal
itu disebut respon waktu sistem kontrol. Respon waktu terdiri dari dua bagian yaitu Transient dan
Steady State Response.
Persamaan :
Dimana
: Time Response
: Transient Response
: Steady State Response
1. Transient Response
Setelah input diterapkan ke sistem kontrol, output memerlukan waktu tertentu untuk mencapai kondisi
stabil. Respons sementara akan menjadi nol untuk nilai 't' yang besar. Idealnya, nilai 't' ini adalah tak
terhingga dan secara praktis nilainya lima kali konstan.
Secara matematis dapat ditulis 
2. Steady State Response
Bagian dari respon waktu yang tetap ada bahkan setelah Transient Response mempunyai nilai nol untuk
nilai 't' yang besar dikenal sebagai Steady State Response.
Contoh : Di sini, pada suku e-2 akan menjadi nol jika t menunjukan
nilai tak hingga. Dan suku pertama tetap ada bahkan ketika t mendekati tak terhingga

22. Macam – Macam Sinyal Uji
a. Sinyal Step
Sinyal yang nilainya berubah dari satu level (biasanya noI) ke level yang lain (A) dalam waktu
yang sama (zerotime).
Persamaan :
Laplace Transform :
b. Sinyal Ramp
Sinyal yang nilai startnya nol dan bertambah besar secara linier bersama waktunya.
Persamaan : r(t) = At, Jika t > 0
r(t) = 0, Jika t < 0
Laplace Transform :
c. Sinyal Parabolik
Sinyal ujinya berbentuk parabolik
Persamaan : r(t) = , Jika t > 0
r(t) = 0 , Jika t < 0
Laplace Transform :
d. Sinyal Impuls
Sinyal yang memiliki nilai nol pada saat t = 0 dan tak terhinga amplitudonya.
Persamaan : atau
Laplace Transform :

23. 2.2.5 Karakteristik Sistem
1. Ketelitian
Ketelitian Menunjukkan deviasi keluaran sebenarnya terhadap nilai yang diinginkan.
Umumnya ketelitian sistem pengaturan diperbaiki dengan menggunakan mode
pengontrol seperti integrasi atau integrasi proporsional. Dengan penggunaan umpan
balik, ketelitian sistem semakin diperbaiki. Misalnya, sistem lup terbuka seperti mesin
pencuci, bersihnya pakaian menunjukan ukuran ketelitian.
2. Sensitivitas
Merupakan ukuran kepekaan keluaran sistem terhadap perubahan harga komponen-
komponennya dan juga kondisi lingkungannya. Sistem yang baik hanya akan

24. terpengaruh oleh perubahan masukan dan bukan terhadap sinyal yang diinginkan,
seperti gangguan.
3. Kecepatan Respon
Mengukur kecepatan keluaran dalam menanggapi perubahan nilai masukan. Dalam
analisis domain waktu, respon (keluaran) diukur dari saat-saat transisi hingga keadaan
mantap. Sistem orde dua mempunyai respon yang berbeda-beda. Dalam praktek, sangat
sulit menganalisis sistem yang mempunyai orde lebih tinggi. Namun, karena suatu
sistem umumnya mempunyai respon yang lebih mendekati sifat dari sistem orde dua,
oleh karena itu biasanya didekati sebagai sistem orde dua.
4. Kestabilan
Suatu sistem dikatakan stabil jika keluarannya tetap pada nilai tertentu dalam jangka
waktu yang ditetapkan setelah diberi masukan. Keluaran suatu sistem tak stabil akan
terus naik hingga kondisi break down. Sistem yang tidak stabil bisa dibuat stabil dengan
menggunakan teknik tertentu, umumnya dengan rangkaian kompensasi. Ketelitian dan
stabilitas saling berhubungan satu sama lain, yakni jika tidak hati-hati ketika anda
mencoba memperbaiki ketelitian, stabilitasnya akan menurun, begitu juga sebaliknya.
Stabilitas merupakan karakteristik sangat penting dari sistem control dan didefinisikan
sebagai kemampuan suatu sistem untuk mencapai keadaan mantap atau keseimbangan
saat mendapat masukan atau gangguan.
Parameter dalam sinyal
a. Waktu Tunda (Delay Time), td : Waktu yang diperlukan respon untuk mencapai setengah
dari harga akhir.

25. b. Waktu Naik (Rise Time), tr : Waktu yang diperlukan respon untuk naik 10 – 90 %
(Overdamp), 5 – 95 % (Critical Damp) atau 0 – 100 % (Under damp) dari harga akhir.
c. Waktu Puncak (Peak Time) : Waktu yang diperlukan respon untuk mencapai puncak lewatan
maksimum.
d. Waktu Penetapan (Settling Time) : Waktu yang diperlukan respon untuk mencapai dan
menetap dalam daerah sekitar harga akhir yang ukurannya ditentukan dengan persentase mutlak
(2 – 5 %).
e. Lewatan Maksimum (Maximum Overshoot) : Harga puncak maksimum respon yang diukur
dari harga akhir.
2.2.6 Tanggapan Sistem 2 : Kawasan Frekuensi
Respon frekuensi atau tanggapan frekuensi adalah tanggapan tunak suatu system terhadapmasukan
sinusoida. Dalam metode tanggapan frekuensi dilakukan pengubahan frekuensi sinyalmasukan dalam
suatu daerah frekuensi tertentu dan mengamati tanggapan frekuensi keluarannya.Ada tiga metode yang
bisa digunakan untuk melakukan analisis pada kawasan frekuensi yaituDiagram Bode, Nyquist (Polar),
Log Magnitude dan Phase Plot.
Kelebihan analisis frekuensi dengan menggunakan dua metode tersebut adalah kita tidak perlu
menentukan akar-akar persamaan karakteristik. Kelebihan lainnya adalah pengujiantanggapan
frekuensi pada uumnya sederhana menggunakan pembangkit sinyal sinusoida danalat-alat ukur yang
teliti. Pendekatan tanggapan frekuensi dapat digunakan untuk mendesainsuatu system sedemikian rupa
sehingga pengaruh noise yang tidak diinginkan dapat diabaikandan bahwa analisis dan desain semacam
ini dapt diperluas ke system kendali nonlinier.
Suatu input sinusoidal dinyatakan dengan :
diaplikasikan terhadap sistem tersebut. Maka output yang dihasilkan
bilavdiasumsikan sistem tersebut merupakan suatu sistem yang stabil
adalah bentuk gelombang sinusoidal pula. Hanya saja pada output
kemungkinan terjadi perubahan amplitudo atau pergeseran fasa,
sehingga persamaan output bisa dituliskan sebagai :
Dimana :
𝐶(𝑠)
𝑅(𝑠)
= 𝐺(𝑠)

26. Dalam analisa tanggapan frekuensi, fungsi alih biasanya dituliskan dalam bentuk
fungsi dari jω yang dinamakan fungsi alih (Transfer Function) sinusoidal.
Ada beberapa macam cara yang biasa digunakan untuk merepresentasikankarakteristik dari suatu sistem
terhadap input sinusoidal dengan frekuensi yang divariasi. Dalam bab ini akan dibahas mengenai
Diagram Bode, Nyquist (Polar), Log Magnitude dan PhasePlot.
Diagram Bode
Diagram bode atau diagram logaritmik merupakan suatu fungsi alih sinusoida yang terdiri dari dua buah
grafik yang terpisah. Satu merupakan diagram dari logaritma besar fungsi alih sinusoida (magnitude
dan yang satunya lagi merupakan diagram sudut fasa). Pada hasil tampilan grafik diagram bode, bentuk
sinyal dari fungsi sistem ditampilkan dalam dua buah bentuk, yaitu berdasarkan magnitud dan phase.
Jika suatu sistem memiliki fungsi alih G(s) H(s), maka tanggapan frekuensi dapat diperoleh dengan
mensubtitusikan . Sehingga diperoleh responya adalah untuk menggambarkanya
dibutuhkan dua grafik yang merupakan fungsi dari yaitu :
1. Grafik magnitude terhadap frekuensi.
2. Grafik fasa terhadap frekuensi.
Diagram Bode merupakan salah satu metode analisa dalam perancangan sistem kendali yang
memperhatikan tanggapan frekuensi sistem yang diplot secara logaritmik. Dari kedua buah grafik yang
diplot tersebut, yang perlu diperhatikan adalah nilai dari Gain Margin (GM) dan Phase Margin (PM).
Nilai GM besarnya adalah 1/G, dengan G adalah gain saat kurva grafik fasa memotong nilai -180°.
Nilai GM umumnya dinyatakan dalam dB, yang dihitung dengan 20log10(GM). Sementara PM adalah
nilai fasa dalam derajat saat kurva grafik magnitude denganfrekuensi memotong nilai 0 dB
Ada 3 kondisi pada analisa kestabilan pada diagram bode ini, yaitu :
- System stabil jika magnitude/gain margin lebih kecil dari 0 dB dan sudut phase marginlebih
besar dari 180°
- System tidak stabil jika magnitude/gain margin lebih besar dari 0 dB dan sudut phasemargin
lebih besar 180°
- System terbatas jika magnitude/margin besarnya 0 dB dan phase margin sudutnya 180°

27. 2.2.7 Perancangan Kontroller PID
Kontroller PID adalah jenis pengaturan yang sering digunakan. Sistem ini mudah digabungkan dengan
metode pengaturan seperti Fuzzy dan Robust. Kontroller PID terdiri dari 3 jenis cara pengaturan yang
dikombinasikan, yaitu controller P (Proportional), D (Derivative), dan I (Integral). Masing – masing
memiliki parameter tertentu yang harus diset untuk dapat berooperasi dengan baik, disebut dengan
konstanta.
Desain system control dimulai dengan membuat blok diagram sistem. Blok tersebut selanjutnya akna
dianalisa dengan aksi pengontrolan yang berbeda. Dengan perubahan sinyal input sehingga perancang
dapat melihat respon sistem jika mendapat input sinyal tertentu. Kombinasi antara sinyal input dan jenis
aksi pengontrolan ini akan menghasilkan respon yang berbeda-beda. Untuk melihat respon suatu sistem
dari berbagai macam input dan aksi pengontrolan dapat dilakukan dengan konvesional dan modern.
Prosedur konvensional yang dilakukan, ialah:
1. Mendapatkan transfer function sistem (dalam s-domain) dengan Laplace Transform
2. Mendapatkan transfer function sistem (dalam s-domain) dengan Laplace
3. Menggabungkan transfer function yang sudah didapatkan dengan jenis aksi pengontrolan.
4. Menentukan sinyal input yang akan dimasukkan (biasanya fungsi step, fungsi ramp dan
pulse) dan menggabungannya ke dalam transfer function yang baru.
5. Melakukan perhitungan invers Laplace Transform untuk mendapatkan fungsi dalam time
domain.
6. Menggambar respon berdasarkan fungsi dalam time domain.
Hasil dari metode konvensional dinilai kurang akurat karena kesalahn perhitungan yang muncul dari
manusia. Selain itu, proses yang diperlukan mulai dari pengamatan, perancangan, dan pengulangan
lebih banyak memakan waktu dibanding dengan simulator (komputer). Metode yang digunakan untuk
pengamatan menggunakan simulator adalah software Mathlab dari Mathworks. Matlab dilengkapi
dengan berbagai toolbox yang memudahkan pemakai untuk melakukan perhitungan-perhitungan
tertentu. Adanya toolbox untuk menjalankan simulasi sangat mempermudah pengguna dalam
melakukan pengamatan.
2.2.8 Perancangan Sistem Kontrol Sederhana
Perancangan sistem kontrol sederhana adalah suatu proses di mana kita merancang suatu sistem yang
dapat mengatur atau mengontrol suatu proses atau sistem yang lebih kompleks. Sistem kontrol
sederhana biasanya melibatkan penggunaan sensor untuk mengukur variabel input, suatu proses

28. pengolahan informasi untuk membuat keputusan kontrol, dan suatu aktuator untuk menghasilkan output
yang sesuai.
Berikut adalah beberapa langkah umum yang terlibat dalam perancangan sistem kontrol sederhana,
beserta contohnya:
1. Identifikasi Variabel Kontrol
Identifikasi variabel yang perlu diatur atau dikontrol dalam sistem. Misalnya, pertimbangkan suatu
sistem pemanas ruangan dan variabel yang perlu dikontrol adalah suhu ruangan.
2. Sensor
Pilih dan tempatkan sensor yang sesuai untuk mengukur variabel kontrol. Misalnya, gunakan
termometer sebagai sensor untuk mengukur suhu ruangan.
3. Proses Pengolahan Informasi
Desain suatu sistem atau algoritma kontrol untuk memproses informasi dari sensor dan membuat
keputusan kontrol. Sebagai contoh, jika suhu ruangan di bawah suhu yang diinginkan, sistem dapat
memutuskan untuk menyalakan pemanas.
4. Aktuator
Pilih dan tempatkan aktuator yang sesuai untuk menghasilkan perubahan sesuai dengan keputusan
kontrol. Dalam contoh pemanas ruangan, aktuator bisa menjadi elemen pemanas yang dapat diatur
untuk menghasilkan panas.
5. Umpan Balik (Feedback)
Masukkan mekanisme umpan balik untuk memonitor hasil tindakan kontrol dan membuat penyesuaian
jika diperlukan. Sebagai contoh, jika suhu ruangan naik terlalu tinggi setelah pemanas diaktifkan, sistem
dapat memutuskan untuk mematikan pemanas.
Contoh sistem kontrol sederhana:
Sistem Pengontrol Suhu Ruangan
1. Variabel Kontrol: Suhu ruangan.
2. Sensor: Termometer.
3. Proses Pengolahan Informasi: Jika suhu di bawah ambang batas, aktifkan pemanas; jika suhu di atas
ambang batas, matikan pemanas.
4. Aktuator: Elemen pemanas yang dapat diatur.
Umpan Balik: Monitor suhu ruangan dan sesuaikan pengaturan pemanas jika diperlukan.

29. 2.2.9 Sistem Kontrol Digital
Sistem kontrol digital adalah cabang sistem kontrol dengan proses dalam kawasan waktu continue yang
dihubungkan dengan kontroller digital sebagai elemen pengontrol sistem dan komputasi waktu.
Kontroler digital dapat berbentuk mikrokontroler dan ASIC (Application Specific Integrated Circuit)
untuk komputer desktop standar. komputer digital menggunakna sistem diskrit, sehingga transformasi
laplace yang digunakan pada sistem kontrol diganti dengan Z-transform.
Pemanfaatan sistem kontrol digital sudah dapat dijumpai pada kehidupan sehari-hari. banyak peralatan
yang telah berbasis otomatis seperti rice cooker. Beberapa produk otomatiss sudah menjadi kebutuhan
dasar dalam rumah tangga, seperti perangkat TV yang dilengkapi dengan remote. Pada proses kontrol,
terdapat beberapa elemen yang dilibatkan dan tersusun menjadi satu kesatuan yang menjalankan tugas
yang sama. Elemen - elemen tersebut meliputi kontroler, proses, komponen, dan pengukuran. Dalam
sistem kontrol digital, terdapat 4 jenis sinyal sistem kendali digital, yaitu:
1. Sinyal analog
Sinyal analog didefinikan dalam suatu jangkauan batas waktu continue yang amplitudonya
memiliki nilai continue (setiap saat memiliki nilai).
2. Sinyal diskrit
Sinyal diskrit didefinisikan dalam suatu waktu disktrik, dengan amplitudo memiliki nilai pada
saat tertentu. Sinyal yang tergolong dalam sinyal diskrit adalah sinyal digital dan sinyal data
tercuplik (sampled data signal).
3. Sinyal data tercuplik
Sinyal data tercuplik merupakan sinyal diskrit yang mempunyai amplitudo yang continue pada
sampling time tertentu.
4. Sinyal digital
Sinyal digital merupakan sinyal diskrit dengan amplitudo terkuantisasi. sinyal ini kemudian
akan direpresentasikan dengan sederet bilangan biner.

30. BAB III ANALISA KORELASI PROJECT DENGAN MATA KULIAH
 Fiber optik tidak sensitif terhadap interferensi elektromagnetik dan frekuensi radio. Dalam
sistem kontrol, di mana ketahanan terhadap gangguan elektromagnetik sangat penting untuk
menjaga kestabilan sistem, penggunaan fiber optik dapat membantu mengurangi risiko
interferensi dan gangguan.
 Fiber optik dapat mentransmisikan data pada jarak yang lebih jauh dibandingkan dengan
beberapa alternatif kabel tembaga. Ini dapat bermanfaat dalam desain sistem kontrol dimana
mencakup komponen yang tersebar di lokasi yang jauh satu sama lain.
 Fiber optik memiliki keamanan tambahan karena sulit dimanipulasi. Dalam aplikasi sistem
kontrol membutuhkan keamanan data tinggi, seperti dalam sistem kontrol industri atau
keamanan jaringan, fiber optik dapat menjadi pilihan yang lebih aman.

31. BAB IV MATERI YANG PERLU DIPERDALAM
Pendalaman materi kuliah desain sistem kontrol perlu untuk dilakukan, karena dalam Project IT Support
& Networking juga terdapat beberapa korelasi yang dapat mendukung kemajuan project tersebut.
Beberapa materi yang perlu untuk diperdalam lagi, diantaranya yaitu :
 Transformasi Laplace
 Karakteristik Sistem
 Kontroller PID
 Pemodelan Matematis

32. DAFTAR PUSTAKA
[1] Gamayanti, Nurlita. 2010. Istilah – Istilah Dalam Sistem Pengaturan. Indonesia.
[2] Ogata, Katsuhiko. Modern Control Engineering Third Edition. New Jersey. Practice Hall.
[3] C Kuo, Benjamin dan Golnaraghi, Farid. 2017. Automatic Control System Tenth Edition. Mc Graw
Hill