Febian s 151354010_b100-b600

1
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 B100 “Sistem Kendali PID Posisi Bola Menggunakan
MOSFET dan Sensor Ultrasonik Berbasis Arduino”
Jenis Dokumen B100
Nomor Dokumen 01
Nomor Revisi -
Nama File 3C-B100-Projek_Mandiri_SASKI
Tanggal Penerbitan 16 Maret 2018
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 5 (Termasuk Lembar Sampul)
Data Pengusul
Pengusul Nama Jabatan NIM
Febian Syahbarudin 151354010
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

2
Daftar Isi
1. Pengantar ............................................................................................................................3
Ringkasan Isi Dokumen .....................................................................................................3
2. Proposal Pengembangan.....................................................................................................3
2.1. Pendahuluan ................................................................................................................3
2.1.1. Latar Belakang..................................................................................................3
2.1.2. Rumusan Masalah.............................................................................................4
2.1.3. Tujuan Penulisan...............................................................................................4
2.2. Deskripsi Alat..............................................................................................................4
2.2.1 Konsep Alat .......................................................................................................4
2.2.2 Desain Alat.........................................................................................................5

3
1. Pengantar
Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini berisi proposal perancangan Sistem Kendali Posisi Bola
menggunakan arduino yang ditujukan untuk mengembangkan keterampilan dalam
merancang suatu sistem berbasis kendali yang diaplikasikan pada plant kendali posisi
bola. Pembuatan Sistem Kendali ini yang ditujukan sebagai tugas project mandiri mata
kuliah Software Aplikasi Sistem Kendali dan Instrumentasi (SASKI) program studi D4
Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Penulisan dokumen ini berdasar pada
ide pengembangan yang berisi antara lain: latar belakang, konsep, dan desain dari
”Sistem Kendali PID Posisi Bola Menggunakan MOSFET dan Sensor Ultrasonik
Berbasis Arduino” yang direncanakan akan dikembangkan.
2. Proposal Pengembangan
2.1. Pendahuluan
Sistem Kendali PID Posisi Bola Menggunakan MOSFET dan Sensor Ultrasonik
Berbasis Arduino ini merupakan alat yang berfungsi untuk mengendalikan posisi bola
dengan menggunakan arduino sebagai kontrolernya, MOSFET sebagai drivernya, dan
menggunakan PID sebagai jenis kendalinya. Sistem kendali ini bekerja dengan cara
memproses perhitungan berdasarkan variabel kendali Kp, Ki, Kd untuk mencapai
kondisi sesuai setpoint yang diharapkan.
2.2.1. Latar Belakang
Sistem pengendalian merupakan hal yang penting di bidang teknologi dan industri
pada saat ini. Seperti yang bisa dilihat, pada tahun-tahun belakangan ini, sistem kendali
otomasi/automatic dan cerdas memegang peranan penting dalam perkembangan dan
kemajuan peradaban teknologi modern hal ini terjadi karena pengendalian secara
manual dirasa sudah tidak lagi efisien karena akan membutuhkan waktu. Oleh karena
itu diperlukan sebuah sistem pengendalian secara otomatis. Sistem pengendalian secara
otomatis akan banyak memberikan keuntungan bagi manusia, selain dapat
mempercepat waktu kerja, pengendalian otomatis juga dapat mengurangi kesalahan
yang dilakukan oleh manusia (human error) dan meningkatkan efektifitas kerja.

4
Salah satu dari berbagai macam sistem pengendalian otomatis yang ada ialah
sistem kendali posisi. Sistem kendali posisi memungkinkan untuk mempertahankan
nilai posisi pada suatu benda sesuai dengan posisi yang diinginkan meskipun sistem
diberi gangguan.
2.1.1. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka dapat dirumuskan beberapa
permasalahan yang menjadi pembahasan pada dokumen ini antara lain sebagai berikut:
• Bagaimana proses perancangan sistem kendali proyek ini.
• Bagaimana cara kerja dari sistem kendali pada proyek ini.
• Apa saja komponen-komponen yang membentuk sistem kendali pada proyek ini .
2.1.2. Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan dari dokumen ini yaitu:
1. Sebagai landasan dalam pelaksanaan pengembangan alat dan memudahkan proses
pengembangan alat yang dibuat.
2. Memahami prinsip kerja pada alat yang dibuat.
3. Sebagai bagian dari dokumentasi proyek.
2.2. Deskripsi Alat
2.2.1 Konsep Alat
Alat ini akan memiliki kemampuan untuk mengendalikan posisi bola dengan
menggunakan kipas sesuai dengan set point yang telah ditentukan. Dengan mengatur
nilai setpoint maka akan menggerakan kipas yang membuat bola bergerak menuju nilai
setpoint yang diinginkan, yang mana jarak nya akan dibaca oleh sensor ultrasonik dan
akan dijadikan sebagai feedback yang berfungsi untuk mempertahankan posisi bola
agar tetap berada pada nilai setpoint. Diharapkan pula ketika plant diberi gangguan
maka bola akan kembali lagi ke nilai setpoint dan mempertahankannya.

5
2.2.2 Desain Alat
Blok Diagram Sistem
Berdasarkan diagram blok diatas, terdapat empat bagian utama :
1. Set Point : Set Point berupa potensio meter yang dapat diubah ubah nilai setpoint
nya sesuai dengan yang kita inginkan
2. Kontroler : Kontroler yang digunakan berupa arduino sebagai pengolah sinyal yang
memuat kontrol PID.
3. Sistem Plant : Pada Sistem Plant terdapat beberapa bagian, diantaranya ialah driver
yang berupa MOSFET, kemudian aktuator menggunakan motor DC yang difungsikan
sebagai kipas, dan manipulator berupa lintasan miring untuk bola pingpong.
4. Feedback : Pada feedback digunakan sensor ultrasonik sebagai pengukur jarak bola
pingpong.

1
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Jenis Dokumen B200
Nomor Dokumen 01
Nomor Revisi -
Tanggal Penerbitan 29 Maret 2018
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Tanggal 29 Maret 2018
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

2
Daftar Isi
1. Pengantar............................................................................................................................3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen ...............................................................................................3
1.2 Tujuan Penulisan ..........................................................................................................3
2. Functional Requirement Specification ...............................................................................3
2.1 Pendahuluan .................................................................................................................3
2.2.1 Gambaran Umum...............................................................................................3
2.2.2 Tujuan ................................................................................................................3
2.2.3 Ruang lingkup....................................................................................................3
2.2 Deskripsi sistem ...........................................................................................................3
3. Overall Specification..........................................................................................................4
3.1 Pendahuluan .................................................................................................................4
3.2 Deskripsi alat................................................................................................................4
3.3 Deskripsi perangkat keras ............................................................................................4
3.3.1 Arduino Uno ......................................................................................................4
3.3.2 Sensor Ultrasonik HC SR04 ..............................................................................5
3.3.3 Motor DC (Blower Fan/Kipas Keong) ..............................................................6
3.3.4 LCD 16x2...........................................................................................................6
3.3.5 MOSFET............................................................................................................7
4. Penutup...............................................................................................................................7

3
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 “Sistem Kendali PID
Posisi Bola Menggunakan MOSFET dan Sensor Ultrasonik Berbasis Arduino” serta
detail dari alat yang akan dibuat dari proyek mandiri Sistem Kendali Digital, program
studi D4 Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Dokumen B200 berisi tentang
mekanisme alat, cara kerja dan spesifikasi dari perangkat keras.
1.2 Tujuan Penulisan
1) Memudahkan pengembangan alat yang akan dibuat.
2) Sebagai acuan apabila terjadi ketidaksesuaian terhadap alat dan komponen yang
akan dirancang.
2. Functional Requirement Specification
2.1 Pendahuluan
2.1.1 Gambaran Umum
Dokumen B200 ini berisi proposal pembuatan alat mengenai Sistem Kendali PID
Posisi Bola Menggunakan MOSFET dan Sensor Ultrasonik Berbasis Arduino
yang mengacu pada perencanaan, perancangan, pembuatan, pengoperasian, dan
diharapkan alat yang akan dibuat dapat sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.
Hal ini mengindikasikan bahwa alat yang dibuat dapat diimplementasikan ke
dalam bentuk yang sebenarnya.
2.1.2 Tujuan
Tujuan utama dari dibuatnya alat ini adalah:
1) Sebagai alat pembelajaran mengenai sistem kendali PID yang
diaplikasikan untuk mengendalikan posisi
2) Meminimalisir kesalahan / penyimpangan suatu posisi
3) Salah satu contoh pembelajaran penggunaan sensor Ultrasonik
2.1.3 Ruang Lingkup
Alat ini memiliki batasan-batasan sebagai berikut
• Teknis :Mengontrol posisi bola
• Konten :Dapat membantu untuk memahami penggunaan Mikrokontroler
pada Stand Alone PID Control
2.2. Deskripsi Sistem
Karakteristik sistem dari alat ini adalah :
• Melakukan proses dari input yang diterima oleh program PID yang sudah
dimasukkan ke dalam Arduino Uno
• Memberikan umpan balik dari sensor Ultrasonik untuk diproses pada Arduino

4
3. Overall Spesification
3.1 Pendahuluan
Pada bagian ini akan membahas mengenai spesifikasi keseluruhan dari Sistem Kendali
PID Posisi Bola Menggunakan MOSFET dan Sensor Ultrasonik Berbasis Arduino
sebagai suatu sistem dan komponen-komponen penyusunnya
Hal-hal yang akan dijelaskan adalah sebagai berikut:
• Deskripsi Alat : menjelaskan mengenai cara kerja secara umum dari sistem alat ini
• Deskripsi Perangkat: menjelaskan lebih lanjut perangkat yang mendukung sistem
3.2 Deskripsi Alat
Sistem Kendali PID Posisi Bola Menggunakan MOSFET dan Sensor Ultrasonik
Berbasis Arduino ini berfungsi untuk mengatur posisi bola sesuai dengan yang
diingikan. Untuk memperoleh posisi yang diinginkan dalam waktu yang relatif singkat
serta dapat mempertahankan posisinya agar tetap stabil maka digunakan sistem kendali
PID dengan menggunakan Ziegler-Nichols. Untuk mengetahui kehandalan dari sistem
kendali PID yang telah dibuat, maka Sistem Kendali Posisi Bola ini akan diuji
kehandalannya dengan memberikan gangguan berupa pergeseran dari plant.
3.3 Deskripsi Perangkat Keras
3.3.1 Arduino Uno
Arduino Uno R3 adalah papan pengembangan (development board) mikrokontroler
yang berbasis chip ATmega328P. Disebut sebagai papan pengembangan karena
board ini memang berfungsi sebagai arena prototyping sirkuit mikrokontroller.
Arduino Uno memiliki 14 digital pin input / output (atau biasa ditulis I/O, dimana 6
pin diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 pin input analog,
menggunakan crystal 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP dan tombol
reset.Hal tersebut adalah semua yang diperlukan untuk mendukung sebuah
rangkaian mikrokontroler. Cukup dengan menghubungkannya ke komputer dengan
kabel USB atau diberi power dengan adaptor AC-DC atau baterai, Arduino sudah
dapat beroperasi dengan baik.
Gambar 3.1 Arduino Uno

5
Chip mikrokontroller Chip mikrokontroller
ATmega328P ATmega328P
Tegangan operasi Tegangan operasi
5V 5V
Tegangan input (yang
direkomendasikan, via jack DC)
Tegangan input (yang
direkomendasikan, via jack DC)
7V - 12V 7V - 12V
Tegangan input (limit, via jack DC) Tegangan input (limit, via jack DC)
6V - 20V 6V - 20V
Digital I/O pin Digital I/O pin
14 buah, 6 diantaranya menyediakan
PWM
14 buah, 6 diantaranya menyediakan
PWM
Analog Input pin Analog Input pin
6 buah 6 buah
Arus DC per pin I/O Arus DC per pin I/O
20 mA 20 mA
3.3.2 Sensor Ultrasonik HC SR04
Sensor HC-SR04 adalah sensor pengukur jarak berbasis gelombang ultrasonik.
Prinsip kerja sesnsor ini pirip dengan radar ultrasonik. Gelombang ultrasonik di
pancarkan kemudian di terima balik oleh receiver ultrasonik. Jarak antara waktu
pancar dan waktu terima adalah representasi dari jarak objek. Sensor ini cocok
untuk aplikasi elektronik yang memerlukan deteksi jarak termasuk untuk sensor
posisi bola pingpong yang diangkat oleh kipas.
Gambar 3.2 Sensor Ultrasonik HC SR04
Jangkauan Deteksi 2cm sampai 400-500cm
Sudut deteksi terbaik 15 derajat
Tegangan kerja 5V DC
Resolusi 1 cm
Frekuensi Ultrasonik 40 Khz
Dapat dihubungkan langsung ke kaki
mikrokontroler
Ya

6
3.3.3 Motor DC (Blower Fan / Kipas Keong)
Blower Fan (Kipas Keong) DC 12V adalah kipas yg outputnya dikumpulkan pada
1 lobang sehingga diperoleh angin yang kencang dibandingkan dengan kipas biasa
yang anginnya tersebar.
Gambar 3.3 Kipas Keong
Tipe Brushless Sentrifugal Fan
Ukuran 50x50x15mm
Tegangan 12V DC
Daya 0.75W
Speed 4000 RPM
Noise 33Db (Quiet)
3.3.4 Potensiometer
Potensiometer yang digunakan adalah tipe mono dengan besar resistansi 100K ohm.
Potensiometer ini di fungsikan sebagai setpoint.
Gambar 3.4 Potensiometer
3.3.5 LCD 16X2
LCD ini dapat menampilkan 2 baris 16 karakter warna hitam. Dapat digunakan
untuk semua jenis mikrokontroller. Dalam pengaplikasian pada alat, LCD ini
digunakan untuk menampilkan nilai setpoint (SV) dan nilai respon (PV).
Gambar 3.5 LCD 16x2

7
Tegangan Operasi 2V-12V (disarankan)
Teganan Input 6V-20V
Batasan Tegangan Input 14 pin (dimana 6 poin untuk output PWM
Pin Analog Input 6
Arus DC per-pin I/O 40 mA
Arus DC untuk pin 3.4V 50 mA
Flash Memory 32 Kb (Atmega 328), domana 0..5 Kb
digunakan untuk bootloader
SRAM 2 Kb (Atmega 328)
EEPROM 1 Kb (Atmega 328)
Clock 16Mhz
3.3.6 MOSFET
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Efect Transistor) merupakan piranti
atau komponen aktif pokok yang kini banyak digunakan dalam bidang Elektronika
Daya; yakni UPS (Uninterruptible Power Supply), dan sistem pengendali
daya/motor-motor besar di bidang industri
Gambar 3.6 MOSFET
Karakteristik MOSFET
Kemampuan arus (A) 20
Kemampuan tegangan (V) 500
Ron (ohm) pada 25 C 0.2
Ron (ohm) pada 150 C 0.6
Waktu turun (nano detik) 40
Tipe pengemudi Tegangan
Daya pengemudi Minimum
Tingkat kerumitan pengemudi Sederhana
Kemampuan arus pada nilai tegangan
drop di ujung ujung terminal piranti
Tinggi pada tegangan rendah.
Rendah pada tegangan tinggi
Rugi penyakelaran Sangat rendah
4. Penutup
Demikian dokumen B200 ini dibuat untuk dapat dijadikan sebagai acauan untuk
pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.

1
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Jenis Dokumen B300
Nomor Dokumen 01
Nomor Revisi -
Tanggal Penerbitan 20 April 2018
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Tanggal 20 April 2018
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

2
Daftar Isi
1. Pengantar............................................................................................................................3
2. Deskripsi Sistem.................................................................................................................3
2.1 Pendahuluan .................................................................................................................3
2.2 Deskripsi sistem ...........................................................................................................3
2.2.1 Perancangan Mekanik........................................................................................3
2.2.2 System Wiring ...................................................................................................4
2.3 Perancangan Perangkat Lunak .....................................................................................5
2.3.1 Perancangan Sistem Kendali..............................................................................5
2.3.2 Perancangan Program ........................................................................................5
3. Penutup...............................................................................................................................6

3
1. Pengantar
Dokumen B300 ini dibuat sebagai proposal pengembangan pembuatan alat mengenai
“Sistem Kendali PID Posisi Bola Menggunakan MOSFET dan Sensor Ultrasonik Berbasis
Arduino” yang ditujukan sebagai projek mandiri mata kuliah SASKI (Software Aplikasi
Sistem Kendali dan Instrumentasi) program studi D4 Teknik Elektronika Politeknik Negeri
Bandung. Penulisan isi dokumen ini sebagai syarat kelengkapan dokumen pengembangan
dari segi analisa dan perancangan.
1.1 Ringkasan isi Dokumen
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.
1.2 Tujuan Penulisan
1) Memudahkan pengembangan alat yang akan dibuat.
2) Sebagai acuan apabila terjadi ketidaksesuaian terhadap alat dan komponen yang
akan dirancang.
3) Sebagai dokumentasi tahapan dalam pengembangan sebuah proyek mandiri
SASKI (Software Aplikasi Sistem Kendali dan Instrumentasi)
2. Functional Requirement Specification
2.1 Pendahuluan
Proposal pengembangan proyek mandiri SASKI 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 ini agar
dapat terealisasikan dan membuat setiap tahapnya 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. Deskripsi Sistem
2.2.1 Perancangan Mekanik
Perancangan mekanik pada alat ini dibuat secara sederhana. Mekanik dari alat ini terdiri
dari sebuah lintasan bola, penyangga untuk aktuator (berupa Motor DC/Blower Fan),
tempat untuk LCD dan juga base untuk menempatkan arduino uno, untuk lebih jelasnya
dapat dilihat pada gambar di bawah ini

4
Gambar 1. Perancangan Mekanik
2.2.2 System Wiring
System wiring pada alat ini adalah perancangan komponen elektronika yang akan
digunakan, dan gambar rangkaian dari alat yang akan dibuat. Komponen yang
digunakan dan juga gambar rangkaiannya dapat dilihat pada gambar di bawah ini
Gambar 2. Perancangan Elektronik

5
2.3 Perancangan Perangkat Lunak
2.3.1 Perancangan Sistem Kendali
SET POINT
KONTROLER
(ARDUINO)
DRIVER
(MOSFET)
AKTUATOR (KIPAS) MANIPULATOR
FEEDBACK
(SENSOR ULTRASONIK)
+
-
SISTEM PLANT
OUTPUT
Gambar 3. Blok Diagram
Berdasarkan diagram blok diatas, terdapat empat bagian utama :
1. Set Point : Set Point berupa potensio meter yang dapat diubah ubah nilai setpoint
nya sesuai dengan yang kita inginkan
2. Kontroler : Kontroler yang digunakan berupa arduino sebagai pengolah sinyal yang
memuat kontrol PID.
3. Sistem Plant : Pada Sistem Plant terdapat beberapa bagian, diantaranya ialah driver
yang berupa MOSFET, kemudian aktuator menggunakan motor DC yang difungsikan
sebagai kipas, dan manipulator berupa lintasan miring untuk bola pingpong.
4. Feedback : Pada feedback digunakan sensor ultrasonik sebagai pengukur jarak bola
pingpong.
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 Sistem “Kendali PID Posisi Bola
Menggunakan MOSFET dan Sensor Ultrasonik Berbasis Arduino”

6
START
Deklarasi Variabel
Setup awal
Bola diletakan
dilintasan
Sensor ultrasonik
membaca jarak bola
Arduino
menentukan PID
untuk kipas
Kecepatan putar
kipas berubah
Letak bola sesuai
setpoint?
Set Value (SV)
Letak Bola Sesuai
Setpoint
Gambar 4. Flowchart
3. Penutup
Demikian dokumen B300 ini dibuat untuk dapat dijadikan sebagai acauan untuk
pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.

1
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
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
Judul Dokumen Dokumen B400: “Sistem Kendali PID Posisi Bola
Menggunakan MOSFET dan Sensor Ultrasonik Berbasis
Arduino”
Jenis Dokumen B400
Nomor Dokumen B400 – 01
Nomor Revisi 01
Nama File FebianS_151354010_B400
Tanggal
Penerbitan 24 Mei 2018
Unit Penerbit Febian Syahbarudin
Jumlah Halaman 8
Data Pengusul
Pengusul Nama
Febian Syahbarudin
Jabatan
NIM
Mahasiswa D – IV
Teknik Elektronika
151354010
Tanggal
24 - 05 -
2018
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-
2013889
Email : polban@polban.ac.id

2
DAFTAR ISI
1. Pengantar............................................................................................................................3
2. Pengujian............................................................................................................................3
2.1 Pengujian Potensiometer sebagai SV...........................................................................3
2.2 Pengujian LCD.............................................................................................................4
2.3 Pengujian Sensor ..........................................................................................................5
2.4 Pengujian Driver dan Aktuator.....................................................................................7
3. Penutup...............................................................................................................................8

3
1. PENGANTAR
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B400 ini berisi mengenai pengujian potensiometer sebagai SV (Set
point), LCD, pengujian sensor ultrasonik, dan pengujian driver dan aktuator kipas.
1.2. Tujuan Penulisan
Dokumen B400 ini bertujuan untuk dijadikan salah satu bagian dari rangkaian
dokumentasi dalam pembuatan dan pengembangan proyek. Dokumen B400 ini menjadi
landasan dalam pembuatan proyek mandiri, dan diharapkan dokumen ini memudahkan
dalam pembuatan alat.
2. PENGUJIAN
2.1. Pengujian Potensiometer sebagai SV
Pengujian Setpoint dengan potensiometer dilakukan dengan cara menghubungkan
kaki tengah potensiomter ke A0 arduino dan salah satu kakinya ke ground dan kaki
yang lainnya ke Vcc. Kemudian di test dengan menggunakan program dibawah ini.
Gambar 1. Potensiometer dihubungkan dengan arduino
.
Gambar 2. Program tes potensiometer

4
Gambar 3. Hasil Serial plotter
Dari hasil plot menunjukkan potensiometer tersebut dapat digunakan sebagai pengatur
setpoint pada proyek mandiri ini.
2.2.Pengujian LCD
Pengujian LCD dilakukan dengan menggunakan I2C seperti pada Gambar berikut.
Gambar 4. Program tes LCD

5
Gambar 5. Hasil dari test LCD
Berdasarkan pengujian di atas, LCD menampilkan nilai SV dengan PV, dimana
SV merupakan nilai potensiometer dan PV merupakan nilai pembacaan dari
sensor ultrasonik. Dari hasil pengujian tersebut menunjukkan bahwa kondisi
LCD dalam keadaan baik.
2.3. Pengujian Sensor
Sensor yang digunakan adalah sensor ultrasonik untuk membaca jarak atau posisi bola
dari papan. Pengujian sensor dilakukan seperti pada Gambar 7.
Gambar 6. Pengetesan sensor ultrasonic

6
Gambar 7. Hasil plotter dari sensor ultrasonic sebelum diberi filter
Gambar 8. Hasil plotter dari sensor ultrasonic setelah diberi filter
Tabel 1. Perbandingan jarak pada serial plotter dengan jarak sebenarnya sebelum di kalibrasi.
Jarak Pada Serial Monitor
(cm)
Jarak Sebenarnya (cm)
9 9.74
22 22.72

7
Tabel 2. Perbandingan jarak pada serial plotter dengan jarak sebenarnya setelah di kalibrasi.
Jarak Pada Serial Monitor
(cm)
Jarak Sebenarnya (cm)
5 4.98
10 10.3
20 20.21
30 30.12
Berdasarkan hasil pengujian diatas, Sensor ultrasonik ini dapat digunakan sebagai sensor
pengukur jarak bola pada proyek. Sensor menunjukkan pengukuran yang sesuai namun tidak
menunjukkan angka pecahan.
2.4. Pengujian Driver dan Aktuator
Pada proyek ini digunakan mosfet IRF540n sebagai driver dan kipas keong sebagai
actuator. Berikut rangkaian dan hasil pengujian. Di bawah ini merupakan pengujian
driver dan aktuator dengan rangkaian dan program sebagai berikut.
Gambar 9. Program Pengetesan Kipas

8
Gambar 10. Rangkaian Pengetesan Kipas
Tabel 2. Perbandingan Kecepatan kipas dengan keluaran PWM pada Arduino
Keluaran PWM Kecepatan Motor
0 Mati
100 Pelan
150 Sedang
255 Kencang
3. Penutup
Demikian dokumen B400 ini dibuat, untuk berikutnya dokumen ini dapat dijadikan acuan
untuk perancangan dan pengembangan alat bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.

1
Arduino”
Jenis Dokumen B500
Nomor Revisi 01
Tanggal
Penerbitan 18 Juli 2018
Jumlah Halaman 5
Data Pengusul
Pengusul Nama
Febian Syahbarudin
Jabatan
NIM
Mahasiswa D – IV
Teknik Elektronika
151354010
Tanggal
18 - 07 -
2018
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-
2013889

2
DAFTAR ISI
1. Pengantar............................................................................................................................3
2. Desain Sistem Kendali .......................................................................................................3
2.1 Ziegler - Nichols Tipe 2 ...............................................................................................3
2.2 Desain Kendali dan Respon Sistem..............................................................................3
2.3 Hasil Desain Kendali....................................................................................................5
3. Penutup...............................................................................................................................5

3
1. PENGANTAR
Dokumen B500 ini berisi mengenai desain sistem kendali posisi bola menggunakan
per-modelan Ziegler-Nichols Tipe 2 agar dapat mendapatkan parameter kendali yaitu
Kp, Ti, dan Td. Dokumen ini juga berisi mengenai filter digital dari plant tesebut
2. DESAIN SISTEM KENDALI
2.1. Ziegler – Nichols Tipe 2
Pada per-modelan dalam mendapatkan parameter kendali, terdapat beberapa metoda
yang dapat digunakan contohnya seperti Ziegler-Nichols Tipe 1, Ziegler-Nichols Tipe
2, dan yang lainnya. Namun pada plant posisi bola kali ini, digunakan Ziegler Nichols
tipe 2, pada metode ini, untuk mendapatkan parameter kendali, system dibuat close-
loop dan respon dibuat menjadi sustainable oscilation. Nilai Kp diatur agar respon
dapat berosilasi dan nilai Ti dan Td di nol kan atau bisa dihilangkan. Respon dibuat
berosilasi untuk mendapatkan nilai Kcr dan Pcr.
2.2. Desain Kendali dan Respon Sistem
Dibawah merupakan hasil respon yang telah dibuat sustainable oscilation dengan nilai
Gain/Kp/Kcr sebesar 1.05
Gambar 1. Desain ZN2 dari respon sistem

4
Perlu diingat bahwa waktu yang ada di plotter ini harus dikonversi ke dalam waktu asli
terlebih dahulu,
Pertama tama kita ambil data sembarang dari pembacaan sensor, kemudian edit
menggunakan software graphic editing, dan jangan lupa untuk mencatat waktu yang
dibutuhkan (waktu asli) untuk seluruh panjang gelombang.
Gambar 2. Pembacaan ultrasonik
Kemudian gunakan rumus dibawah ini :
𝐏𝐞𝐫𝐢𝐨𝐝𝐞 𝐒𝐢𝐧𝐲𝐚𝐥 𝐀𝐬𝐥𝐢 (𝐓)
𝐑𝐚𝐧𝐠𝐞 𝐖𝐚𝐤𝐭𝐮 𝐀𝐬𝐥𝐢
=
𝐏𝐞𝐫𝐢𝐨𝐝𝐞 𝐒𝐢𝐧𝐲𝐚𝐥 𝐆𝐚𝐦𝐛𝐚𝐫 (𝐓)
𝐑𝐚𝐧𝐠𝐞 𝐖𝐚𝐤𝐭𝐮 𝐆𝐚𝐦𝐛𝐚𝐫
𝐏𝐞𝐫𝐢𝐨𝐝𝐞 𝐒𝐢𝐧𝐲𝐚𝐥 𝐀𝐬𝐥𝐢 (𝐓)
𝟑, 𝟖
=
𝟒, 𝟓𝟒
𝟐𝟖𝟐, 𝟗𝟑
𝑇 =
4,54
282,93
𝑋 3,8 = 0,0609
Sehingga didapat Kcr = 1.05 dan Pcr = 15.52 x 0.0609=1.07
Selanjutnya perhitungan Kp, Ti, Td.
Kp = 0,6 x Kcr
= 0,6 x 1,05 = 0,63
Ti = 0,5 x Pcr
= 0,5 x 1.07 = 0,53
Td = 0,125 x Pcr
= 0,125 x Pcr = 0,13

5
Setelah itu karena masih terdapat noise, maka dibuat filter digital untuk meredamnya.
𝑓 =
1
𝑇
=
1
0,0609
= 16,42
T disini menggunakan nilai T yang telah dicari sebelumnya
𝜔 = 2𝜋𝑓 = 2x3,14x16,42 =103.117
Pilih frekuensi cut off 2 dekade
𝑓𝑐=1.03
2.3. Hasil Desain Kendali
Setelah mengetahui parameter kendalinya, berupa Kp, Ti, dan Td. Kemudian
dimasukkan ke dalam program, dan berikut hasil responnya.
Gambar 3. Respon Hasil Desain
3. Penutup
Demikian dokumen B500 ini dibuat, untuk berikutnya dokumen ini dapat dijadikan acuan
untuk perancangan dan pengembangan alat bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.

1
Arduino”
Jenis Dokumen B600
Nomor Revisi 01
Tanggal
Penerbitan 18 Juli 2018
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul Nama
Febian Syahbarudin
Jabatan
NIM
Mahasiswa D – IV
Teknik Elektronika
151354010
Tanggal
18 - 07 -
2018
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-
2013889

2
DAFTAR ISI
1. Pengantar............................................................................................................................3
2. Tuning dan Gangguan ........................................................................................................3
2.1 Tuning Parameter Kendali............................................................................................3
2.2 Percobaan Gangguan....................................................................................................5
3. Penutup...............................................................................................................................5

3
1. PENGANTAR
Dokumen B500 ini berisi mengenai tuning parameter PID dan percobaan gangguan
terhadap sistem.
2. TUNING DAN GANGGUAN
2.1. Tuning Parameter Kendali
Berikut adalah respon dari hasil desain sebelumnya, dengan nilai Kp = 0.63, Ti = 0.53,
dan Td = 0.13 :
Gambar 1. Respon Hasil desain
Berdasarkan respon hasil desain ZN2 di atas, respon yang dihasilkan masih belum
sempurna dan masih banyak kekurangan, sehingga diperlukan tuning parameter PID.
Pada saat melakukan proses tuning haruslah didasarkan pada tabel dibawah ini agar
mendapatkan hasil yang lebih baik.

4
Tabel 1. Pengaruh perubahan parameter terhadap respon.
Setelah melakukan proses tuning secara manual, didapatkan hasil akhir sebagai
berikut :
Kp = 0.0005
Ti = 0.053
Td = 0.0017
Berikut respon dari tuning akhir dengan setpint sebesar 16cm :
Gambar 2. Respon hasil tuning akhir
Berdasarkan parameter desain dan tuning akhir. Kp yang dirubah menjadi lebih kecil
agar pada saat pembacaan sensor kurang baik dan diganggu, transisi nya tidak molonjak
terlalu jauh. Ti yang diperkecil menjadi 0.0017 yaitu agar rise time nya lebih cepat
(Berkurang). Kemudian Td yang diperkecil menjadi 0.0017.

5
2.2. Percobaan Gangguan
Setelah mendapatkan parameter akhir dan respon yang lebih baik, maka diperlukan
pemberian gangguan kepada sistem guna menguji kendalan kendali yang dirancang.
Berikut adalah hasil respon setelah diberi gangguan
Gambar 3. Hasil respon setelah diberi gangguan
Pada gambar di atas, yang diberi tanda persegi merah merupakan hasil gangguan yang
diberikan kepada plant. Sistem dapat dibilang handal karena dapat mengkompensasi
gangguan yang diberikan dan kembali lagi ke respon steady state
3. Penutup
Demikian dokumen B600 ini dibuat, dokumen ini merupakan dokumen terakhir dari
dokumentasi proyek mandiri.

Febian s 151354010_b100-b600

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Febian s 151354010_b100-b600

Similar to Febian s 151354010_b100-b600 (18)

Recently uploaded

Recently uploaded (14)

Febian s 151354010_b100-b600