Sistem Kendali Suhu PID

1
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
PROGRAM STUDI D3 - TEKNIK ELEKTRONIKA
Jl. Gegerkalong Hilir, Desa Ciwaruga Bandung, 40012.
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B100: ”Sistem Kendali Suhu Ruangan dengan metode
PID berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC”
Jenis Dokumen B100
Nomor Dokumen B100 – 01
Nomor Revisi 0
Nama File
Tanggal Penerbitan 19 April 2019
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 5
Data Pengusul
Pengusul Nama
Muhammad Malvin Malik
Jabatan
Mahasiswa
Elektro / DIII
Mahasiswa Elektro / DIII
Tanggal Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022)
2013789, Fax. (022) 2013889

2
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id
Sejarah Revisi Dokumen
Versi Tanggal Oleh Deskripsi

3
1. Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini berisi proposal perancangan Embedded system Kendali
Suhu Ruangan pada arduino yang ditujukan untuk mengembangkan
keterampilan dalam merancang suatu sistem berbasis kendali yang diaplikasikan
pada plant kendali suhu ”Sistem Kendali Suhu Ruangan dengan metode PID
berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC” yang ditujukan sebagai tugas mandiri
mata kuliah Sistem Kendali Digital, Elektroika Industri 2, dan Instrumentasi
industri 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 Suhu Ruangan dengan metode PID
berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC” 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 dari penulisan dokumen ini adalah :
1. Sebagai bahan pembelajaran untuk sistem kendali digital yang
diimplementasikan pada sebuah alat.
2. Sebagai bahan referensi untuk pengembangan alat yang lebih lanjut dengan
topik serupa.
3. Melatih kemampuan dalam merancang sistem kendali kecepatan pada
Embedded System.
2. Proposal Pengambangan
2.1 Pendahuluan
Sebuah komputer mampu mengendalikan sebuah rangkaian alat
elektronika menggunakan sebuah chip IC yang dapat diisi program dan logika
yang disebut teknologi Mikroprosesor. Penggunaan mokroprosessor dewasa ini
dapat diaplikasikan sebagai media untuk membuat Embedded System.
Perancangan Embedded System diaplikasikan pada Arduino yang difungsikan

4
sebagai processor. Aplikasi yang akan dirancang adalah ”Sistem Kendali Suhu
Ruangan dengan metode PID berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC”, yaitu
sistem kendali yang dapat mempertahankan suhu ruangan sesuai dengan set
point.
2.2 Deskripsi Umum Alat
”Sistem Kendali Suhu Ruangan dengan metode PID berbasis Arduino
Uno, IGBT, dan NTC” adalah sebuah sistem kendali yang dapat
mempertahankan suhu ruang sesuai dengan set point yang ditentukan, sistem
kendali yang digunakan adalah kendali PID, dimana parameter Kp, Ti dan Td
diatur untuk menghasilkan kendali yang merespon adanya error sehingga sistem
dapat mempertahankan suhu sesuai set point dengan umpan balik sensor NTC.
Cara kerja alat ini berbasis sistem kendali PID digital menggunakan
mikrokontroller pada sebuah embedded system Arduino Uno dengan bahasa
tingkat tinggi (High Level Language), yaitu dengan Bahasa C pada Arduino.
2.2.1. Latar Belakang
Saat ini perkembangan pendidikan yang diajarkan di tingkat
perguruan tinggi khususnya bidang Elektronika Kendali berkembang
sangat pesat, perkembangan plant dengan konsep kendali suhu dapat
diaplikasikan pada banyak plant yang berbeda. Berkembangnya
aplikasi plant yang digunakan mengacu pada perkembangan
teknologi dan ketersediaan bahan pendukung di pasaran. Pemahaman
akan Sistem Kendali Digital pada Mahasiswa secara utuh menjadi hal
pendorong perancangan tugas mandiri ini, didasarkan oleh kebutuhan
tersebut maka dirancanglah Tugas Mandiri yang berjudul ”Sistem
Kendali Suhu Ruangan dengan metode PID berbasis Arduino Uno,
IGBT dan NTC” yang diharapkan dapat menambah pemahaman
dalam Sistem Kendali Digital.
2.2.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan penjelasan diatas, maka permasalahan yang dibahas
yaitu :
1. Membuat dan merakit sistem kendali pid untuk suhu ruang
berbasis arduino, IGBT, dan sensor NTC

5
2. Merancang, membuat, dan menguji sistem kendali suhu
menggunakan metode PID.
2.2.3. Luaran yang diharapkan
Berdasarkan perumusan masalah yang telah dijelaskan, maka luaran
yang diharapkan dalam proyek ini yaitu :
1. Alat sistem kendali suhu
2. Sistem kendali PID sesuai dengan rancangan
2.2.4. Konsep
Alat ini akan memiliki kemampuan untuk mengendalikan
kecepatan sesuai dengan set point yang ditentukan menggunakan
sistem kendali PID seperti gambar blok diagram dibawah ini.
Gambar 2.1 Blok Diagram Sistem Kendali Suhu
Dapat dilihat dari blok diagram pada Gambar 2.1 dimana nilai set (set
point) sebagai nilai yang akan menjadi acuan sistem kendali yang
biasa disebut Set Value (SV). kinerjanya dapat mempertahankan
suhu yang ditempatkan sesuai set point, juga mempertahankan suhu
ruangan jika adanya gangguan dari luar, sistem kendali yang
digunakan adalah kendali PID dengan umpan balik menggunakan
sensor NTC.
Set Point
(Nilai Set)
Kontroller
(Arduino Uno )
Optocoupler IGBT
Aktuator
(Peltier )
Feedback
( Sensor NTC )
SV MV
PV
+
Gangguan

6
POLITEKNIK NEGERI
BANDUNG PROGRAM STUDI D3
TEKNIK ELEKTRONIKA
Kotak Pos 1234.
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B200
Nomor Revisi 02
Nama File
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 9
Data Pengusul
Pengusul Nama
Jabatan Mahasiswa Elektro / DIII
171311056

7
2013789, Fax. (022) 2013889
Sejarah Revisi Dokumen
Versi Tanggal Oleh Deskripsi

8
1. Pengantar
Dokumen B200 ini berisi tentang dokumen spesifikasi alat yang meliputi
spesifikasi sistem dalam mengembangkan alat ini, serta detail dari alat yang akan
kami buat. Dokumen ini lebih menitik beratkan pada pembahasan rangkaian inti
yang akan dibuat, mekanisme alat, cara kerja, dan mengenai dasar pemrograman
yang akan digunakan.
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah untuk menggambarkan bagaimana
cara kerja dari alat yang akan dibuat, mekanisme alat, dan teknik dalam
pengembangan alat.
2. Functional Requipment Specification
• Designer dalam hal ini adalah perancangan sistem kendali dari alat kendali
suhu ruangan dengan metode PID.
• Dokumen dasar untuk program perancangan Sistem Kendali Suhu Ruangan
dengan metode PID berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC menggunakan
metode PID ini adalah dokumen B100 hingga B600.
• Definisi requirement adalah deskripsi dari apa yang harus dilakukan oleh
sistem. Sistem yang dikembangkan harus mampu melakukan hal-hal tertentu.
2.1 Pendahuluan
2.1.1 Gambaran Umum
Sistem ini bekerja dengan input yang diberikan oleh pengaturan
potensiometer sebagai Set Point yang disambungkan pada pin analog dari
Arduino dan akan di proses oleh program PID yang kemudian dieksekusi
dan akan memerintahkan OptoCoupler dan driver Peltier yaitu IGBT
untuk mempertahankan sesuai dengan suhu yang diberikan. Sensor NTC
sebagai sensor feedback yang berfungsi sebagai pembaca suhu ruangan
dan data yang di dapat akan di berikan kepada Arduino yang akan di
koreksi oleh Program PID dan akan disesuaikan dengan menambah /
mengurangi nilai suhu seseuai dengan nilai Set Point. Nilai yang
diberikan oleh NTC adalah nilai error yang berarti nilai penyimpangan
yang dihasilkan dengan nilai yang diinginkan.

9
2.1.2 Tujuan
Tujuan utama dari dibuatnya alat ini adalah :
• Sebagai alat pembelajaran mengenai pengendalian PID yang
diaplikasikan kepada suhu ruangan.
• Meminimalisir kesalahan / penyimpangan suhu ruangan
• Salah satu contoh pembelajaran penggunaan sensor NTC
2.1.3 Ruang Lingkup 
Teknis :
Mengatur suhu ruangan agar tetap sesuai dengan suhu yang
diinginkan.
 Konten :
Target pengguanan alat ini adalah di sekolah, kampus, atau tempat
bimbingan lainnya yang terdapat unsur ilmu elektronika yang
didalamnya mempelajari pengendalian PID.
2.2 Deskripsi Sistem
Karakteristik sistem dari alat ini adalah :
• Alat berupa Peltier yang dihubungkan dengan OptoCoupler dan IGBT yang
dikendalikan oleh mikrokontroler dan catu daya 12V
• Alat dapat diubah setpointnya menggunakan potensiometer yang terhubung
dengan mikrokontroler.
• Alat akan menghitung suhu dari pendeteksian sensor terhadap NTC yang ada
di roda kemudian dilakukan perhitungan oleh mikrokontroler.
• Alat akan menyesuaikan suhu sesuai dengan set point yang diberikan.
3. Overall Specification
3.1 Pendahuluan
Bagian ini akan mambahas mengenai spesifikasi keseluruhan dari ”Sistem
Kendali Suhu Ruangan dengan metode PID berbasis Arduino Uno, IGBT, dan
NTC” sebagai suatu sistem dan komponen-komponen penyusunnya.
Hal-hal yang akan dijelaskan antara lain:
• Deskripsi Alat : menjelaskan mengenai cara kerja secara umum dari sistem
alat ini.

10
• Deskripsi Perangkat Keras : menjelaskan lebih lanjut dari perangkat keras
yang mendukung sistem
• Deskripsi Perangkat Lunak: menjelaskan komponen-komponen perangkat
lunak penyusun sistem.
• Deskripsi Sistem Kendali: menjelaskan parameter-parameter sistem kendali.
3.2 Deskripsi Alat
Alat ini bekerja dengan input yang diberikan oleh pengaturan potensiometer
sebagai Set Point yang disambungkan pada pin analog dari Arduino dan akan di
proses oleh program PID yang kemudian dieksekusi dan akan memerintahkan
OptoCoupler dan driver Pelier yaitu IGBT untuk mempertahankan sesuai
dengan suhu yang diberikan. Sensor NTC sebagai sensor feedback yang
berfungsi sebagai pembaca suhu dan data yang di dapat akan di berikan kepada
Arduino yang akan di koreksi oleh Program PID dan akan disesuaikan dengan
menambah / mengurangi nilai suhu seseuai dengan nilai Set Point. Nilai yang
diberikan oleh NTC adalah nilai error yang berarti nilai penyimpangan yang
dihasilkan dengan nilai yang diinginkan.
3.3 Deskripsi Perangkat Keras
Sistem Kendali Suhu Ruangan dengan metode PID berbasis Arduino Uno,
IGBT, dan NTC membutuhkan perangkat keras sebagai pendukung sistem ini,
diantaranya :

11
3.3.1 Pelier TEC1-12706
3.3.2 Arduino Uno
Spesifikasi Arduino Uno :
Microcontroller ATmega328
Operasi dengan daya 5V Voltage
Input Tegangan (disarankan) 7-12V
Input Tegangan (batas) 6-20V
Digital I / O Pins 14 (dimana 6 memberikan output PWM)
Analog Input Pin 6
DC Lancar per I / O Pin 40 mA
Saat 3.3V Pin 50 mA DC

12
Flash Memory 32 KB (ATmega328) yang 0,5 KB digunakan oleh
bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Clock Speed 16 MHz
3.3.3 Sensor NTC
Spesifikasi NTC :
 Akurasi: 1%
 B value: 3950
 Panjang kabel: 30 cm
 Diameter Head: 1.8 mm
 Kabel teflon temperatur tinggi hingga 200 derajat celcius
Komplit dengan konektor Dupont
 Berat : 15 gr
 Kondisi : Bar

13
3.3.4 IGBT
3.3.5 LCD
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan

14
diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau
pun layar komputer. Pada postingan aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD
dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai
penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.
3.4 Deskripsi Perangkat Lunak
Deskripsi perangkat lunak pada alat yang dibuat meliputi tahapan-tahapan
tertentu, diantaranya:
• Menentukan bahasa pemrograman yang akan digunakan adalah Bahasa C++.
• Menentukan software penunjang bahasa pemrograman yang digunakan
adalah Arduino IDE.
• Membuat dan menguji program yang telah dibuat sesuai dengan respon
sistem yang telah diset sesuai spesifikasi serta mensimulasikannya ke
Arduino Uno yang telah disiapkan.
• Menguji program pada alat yang dibuat.
3.5 Deskripsi Sistem Kendali
Deskripsi sistem kendali pada alat yang dibuat meliputi parameter-parameter
diantaranya:
 SV = 18 derajat Celsius
 Rise time = 20 detik
 Overshoot = >10%
 Error Steadystate = 0
4. Referensi https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BTA12-600CW3-D.PDF
https://www.instructables.com/id/How-to-use-an-LCD-displays-Arduino-Tutorial/
https://www.scribd.com/document/336849509/SKT4C-B100-B600GeshaFebyansyah-
ProyekMandiri
5. Penutup
Demikian dokumen B200 mengenai fungsi dan spesifikasi secara umum.
Dokumen ini akan dikembangkan dengan pembahasan yang lebih rinci mengenai
perancangan ”Sistem Kendali Suhu Ruangan dengan metode PID berbasis Arduino
Uno, IGBT, dan NTC” pada dokumen selanjutnya.

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG PROGRAM STUDI D3 TEKNIK
ELEKTRONIKA
Kotak Pos 1234.
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B300
Nomor Revisi
Nama File
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 5
Data Pengusul
Pengusul Nama
171311056
2013789, Fax. (022) 2013889

16
1. Pengantar 15
Dokumen B300 ini berisi tentang dokumen spesifikasi produk, yang
meliputi perencanaan sistem dalam mengembangkan Sistem Kendali Suhu
Ruangan dengan metode PID berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC, serta
detail perancangan sistem elektronik, perancangan perangkat lunak,
perancangan sistem kendali, dan perancangan mekanik.
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah memberikan gambaran mengenai
perencanaan sistem secara teknis dari Sistem Kendali Suhu Ruangan dengan
metode PID berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC yang akan dirancang dan
dikembangkan yaitu perancangan sistem elektronik, perancangan perangkat
lunak, perancangan sistem kendali, dan perancangan mekanik.
Melengkapi tujuan umum tersebut, dokumen ini juga memiliki tujuan khusus, yaitu:
• Mempermudah pemahaman pembaca mengenai alat yang akan dibuat
• Sebagai landasan dalam pengerjaan proyek
• Sebagai acuan dalam pengembangan proyek dalam jangka panjang
2. Proposal Pengembangan
2.1 Pendahuluan
Pada pengembangan proyek ini memberikan perancangan sistem elektronik,
perancangan perangkat lunak, perancangan sistem kendali, dan perancangan
mekanik yang akan menjadi acuan dalam proses pengambangan dan
perealisasian proyek sehingga dalam pengerjaannya bisa menjadi lebih mudah
daan tidak menutup kemungkinan bila disaat proses pengerjaannya mengalami
beberapa perubahan dan modifikasi.
2.2 Perancangan Perangkat Lunak
2.2.1. Perancangan Program
Perancangan Program dapat dibuat dan dijelaskan melalui diagram
alir atau flowchart. Perancangan program dibuat dengan tujuan

17
menjelaskan bagaimana program bekerja pada sistem Berikut
perancangan program yang telah dibuat.

18
START
Deklarasi Variable
a. Untuk Library(LCD)
b. Variable perhitungan PID
c. VariableperhitunganTs
d. VariabledisplaySV-PV di plotter
e. Deklarasi untukmengendalikan
looping
Setup/Input nilai awal
a. Set up parameter PID
b. Set up untuk Display
c. Set up untuk Ts
d. Set up pin output yang akan dipakai
e. Set up untuk serial danpengaturlooping
Baca nilai‘start’ dipin8
Start==1?
a. Baca nilai SV dan PV
b. Menghitung Ts, error, Integral
error, Diff error, dan PID
a. MembatasikeluaranPID
b. Penyesuaian dengan embedded
system
Hitung IEdan IL
IE>=IL?
Set nilaivariableuntuk perhitungan
selanjutnya
Tampilkan SV, PV pada display
Reset IEuntuk counting ulang
a. Output di set0
b. Reset perhitungan IEuntuk
periode display
c. Reset nilai perhitungan PID
d. Setting untuk Ts
e. Teteap menampilkan SV dan PV
Gambar 2.1 Flowchart Program

19
2.2.2. Perancangan Sistem Kendali
2.3 Perancangan Perangkat Keras
2.3.1. Perancangan Mekanik
Perancangan mekanik pada dari alat ini dibuat secara sederhana.
Mekanik dari alat ini setidaknya terdiri dari kotak komponen dan box
lemari untuk aktuator yang digunakan yaitu Peltieryang disertai dengan
box dan sensor NTC
2.3.2. Perancangan Elektronika
Terdapat 2 pilihan mode yaitu mode manual dan mode otomatis, pada
mode otomatis Power Supply 5V akan menjadi catu daya dari Arduino
Uno yang digunakan sebagai controller, Optocoupler dan Driver yaitu
IGBT Sensor NTC sebagai feedback, dan Peltier sebagai aktuator dari
sistem. Ground yang digunakan adalah ground dari pin di Arduino dan
dari trafo. Input dari sensor akan masuk ke pin A5 dari Arduino Uno
sebagai input analog. Hasil olah program dari arduino akan berupa nilai
pwm dari pin 9 untuk mentriger otpodiac sehingga sudut picu pada IGBT
dapat dikontrol keluarannya sehingga peltier dapat menyesuiakan suhu
yang dikeluarkan.
Gambar 2.2 Blok Diagram Sistem
Kontroller
)(Arduino Uno
Aktuator
Peltier( )
Feedback Sensor
)Sensor NTC
NTC
(
Gangguan
SV Output
+
-PV
Set Point
( )Nilai Set
Opto
Coupler
IGBT

20
3. Referensi
• https://www.academia.edu/30947567/SKT4C_B100-
B600_Fachriel_Fadhilah_Sistem_Kendali_Suhu_dengan_Dua_Buah_Aktuator
• https://www.scribd.com/document/336736885/Dokumen-B400-Miniatur-
Kontrol-Suhu-Dengan-Metode-PID
• Project Mandiri SKD 4-C, Vito Eka P
ELEKTRONIKA
Kotak Pos 1234.
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889

21
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B400
Nomor Revisi
Nama File
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul Nama
171311056
2013789, Fax. (022) 2013889

22
1. Pengantar
Dokumen B300 ini berisi tentang dokumen spesifikasi produk, yang meliputi
perencanaan sistem dalam mengembangkan Sistem Kendali Suhu Ruangan
dengan metode PID berbasis Arduino Uno, Triac, dan LM35, serta detail
perancangan sistem elektronik, perancangan perangkat lunak, perancangan
sistem kendali, dan perancangan mekanik.
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah melanjutkan proses perancangan
dan realisasi dari perencanaan sistem secara teknis dari Sistem Kendali Suhu
Ruangan dengan metode PID berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC yang akan
dirancang dan dikembangkan dalam hal realisasi dan implementasi hardware
serta sistem elektronikanya dalam hal pengembangan dari konsep dan ide pada
dokumen sebelumnya, sehingga proyek ini bisa terelalisasikan
Melengkapi tujuan umum tersebut, dokumen ini juga memiliki tujuan khusus, yaitu:
• Sebagai landasan dalam pengerjaan proyek
• Sebagai salah satu dokumentasi dalam pengecekan komponen
• Sebagai acuan dalam pengembangan proyek dalam jangka panjang
2. Reaslisasi Perancangan Elektronik
Pada pengembangan proyek ini memberikan perancangan elektronik
akan menjadi acuan dalam proses pengambangan dan perealisasian proyek
sehingga dalam pengerjaannya bisa menjadi lebih mudah dan tidak menutup
kemungkinan bila disaat proses pengerjaannya mengalami beberapa
perubahan dan modifikasi. Dalam realisasi perancangan elektronik perlu
dilakukan pengujian pada setiap komponen atau blok dari sistem yang
menyatakan komponen dalam keadaan baik atau tidak.
2.1 PengetesanDriver IGBT
Pengujian sub sistem ini dilakukan dengan cara menghubungkan output
analog(PWM) dari arduino ke kaki GATE pada IGBT dan mengukur
tegangan pada Gate-Source dan arus pada Drain-Source.

23
INPUT PWM VGS(V) VDS(V) ID(A)
12V 0 0 12 0
12V 100 3.6 7.9 2.21
12V 175 8.4 3.1 4.05
12V 255 12 0 5.87
Dari tabel hasi pengamatan dapat dilihat bahwa IGBT bekerja dengan baik.
2.2 PengetesanDisplay
Komponen yang digunakan untuk menampilkan nilai yang diukur dan
terukur yaitu LCD 16 x 2. Pengujian tersebut dilakukan dengan cara
menghubungkan LCD dengan Arduino dengan konfigurasi Rs=12, E=11,
DB4=5, DB5=4, DB6=3, DB7=2.
Gambar 2.3 Source Code untuk Pengetesan LCD

24
Gambar 2.4 Tampilan pada LCD
2.3 PengetesanSensor
Sensor yang digunakan sebagai feedback pada perancangan ini adalah sensor
suhu yaitu NTC dapat dilihat pada gambar diatas. Sensor NTC digunakan untuk
mengukur suhu dari lampu pada ruangan yang kemudian akan dihitung secara
matematis dengan nilai setpoint.

25
2.3.1 Tanpa Filter
Gambar 2.5 Source Code Pengetesan NTC Tanpa Filter
Gambar 2.6 Respon Sensor NTC Tanpa Filter

26
2.3.2 Dengan Filter
Gambar 2.7 Source Code Pengetesan NTC dengan Filter

27
Gambar 2.8 Respon Sensor LM35 dengan Filter
3. Kesimpulan
Dari data yang telah terlampir di atas, dapat disimpulakan sebagai berikut :
Komponen/Rangkaian Kondisi
Driver IGBT Baik
Arduino sebagai Controller Baik
Sensor NTC Baik
LCD Baik
4. Referensi
Project mandiri 4C, Dokumen B100-B600 Vito Eka Pramudhita Susanto
https://www.academia.edu/30947567/SKT4C_B100-
B600_Fachriel_Fadhilah_Sistem_Kendali_Suhu_dengan_Dua_Buah_Aktuator
https://www.scribd.com/document/336736885/Dokumen-B400-Miniatur-Kontrol-
Suhu-Dengan-Metode-PID

28
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRONIKA
Kotak Pos 1234.
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B500
Nomor Revisi
Nama File
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul Nama
171311056
2013789, Fax. (022) 2013889

29
. Pengantar
Dokumen B500 ini berisi tentang dokumen proses desain kendali PID dalam
mengembangkan Sistem Sistem Kendali Suhu Ruangan dengan metode PID
berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC. Deskripsi dan gambaran umum proyek
telah diuraikan pada dokumen B100, spesifikasi telah diuraikan pada dokumen
B200, perancangan desain telah diurakan pada dokumen B300 dan pengujian
komponen dan alat telah dilakukan di dokumen B400. Pada dokumen ini akan
dijelaskan desain kendali PID yang akan diimplementasikan pada Sistem
Kendali Suhu Ruangan dengan metode PID berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC.
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah melanjutkan proses perancangan
dan realisasi dari perencanaan sistem secara teknis dari Sistem Kendali Suhu
Ruangan dengan metode PID berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC. yang
akan dirancang dan dikembangkan dalam hal realisasi dan implementasi
hardware serta sistem elektronikanya dalam hal pengembangan dari konsep dan
ide pada dokumen sebelumnya, sehingga proyek ini bisa terelalisasikan.
1.3 Lingkup Pengujian
Lingkup pengujian ini secara garis besar dibagi menjadi dua bagian yaitu.
bagian sensor dan bagian desain kendali. Bagian sensor meliputi linearisasi
sensor suhu yang dibandingkan dengan thermometer dengan cara mengambil
dua data, lalu dibuat persamaan 'y=mx+b' untuk mencari parameter 'm' dan 'b'.
Bagian desain kendali yaitu menggunakan Metode Zieger Nichols tipe 1
menampilkan respon sistem bila diberi set point.

30
2. Hasil Pengujian
2.1 Bagian Sensor
2.1.1 Linierisasi Sensor
Gambar 2.1 Program Serial Monitor Sensor NTC

31
Mencari parameter m dan b dari persamaan berikut :
Parameter m Parameter b
28 = 38m + b
35 = 45m + b
 -7m= -7
 m=1
b=28-38
b= -10
Sensor (°C) Thermometer (°C)
28 38
35 45
y= nilai thermometer
x= nilai sensor

32
𝒘 = 𝟐𝝅 𝒇 = 𝟐 × 𝟑. 𝟏𝟒 × 𝟓𝟒𝟗𝟖
𝐰 = 𝟑𝟒𝟓. 𝟑𝟏 𝒓𝒂𝒅
𝑭𝒊𝒍𝒕𝒆𝒓 𝟐 𝒅𝒆𝒌𝒂𝒅𝒆 = 𝟑𝟒𝟓. 𝟑𝟏 × 𝟏𝟎𝟎 = 𝟑. 𝟒𝟓𝟑𝟏
𝑭𝒊𝒍𝒕𝒆𝒓 𝟒 𝒅𝒆𝒌𝒂𝒅𝒆 = 𝟑𝟒𝟓. 𝟑𝟏 × 𝟏𝟎. 𝟎𝟎𝟎 = 𝟎. 𝟎𝟑𝟒𝟓𝟑𝟏
2.2 Bagian Desain Kendali
2.2.1 Metode Zieger Nichols tipe 1
Metode Zieger Nichols adalah metode tuning PID controller
untuk menentukan nilai proportional gain Kp, integral time Ti, dan
derivative time Td berdasarkan karakter respon transient dari
𝒇 =
𝟏
𝑻
=
𝟏
𝟎. 𝟎𝟏𝟖𝟏𝟗
𝒇 = 𝟓𝟒. 𝟗𝟖𝟓 𝑯𝒛
2.1.2 Filter Digital
Perhitungan Filter
𝑷𝒆𝒓𝒊𝒐𝒅𝒆 𝒔𝒊𝒏𝒚𝒂𝒍 𝒂𝒔𝒍𝒊 ( 𝑻)
𝑹𝒂𝒏𝒈𝒆 𝒘𝒂𝒌𝒕𝒖 𝒂𝒔𝒍𝒊
=
𝑷𝒆𝒓𝒊𝒐𝒅𝒆 𝒔𝒊𝒏𝒚𝒂𝒍 𝒈𝒂𝒎𝒃𝒂𝒓 ( 𝑻𝒈)
𝑹𝒂𝒏𝒈𝒆 𝒘𝒂𝒌𝒕𝒖 𝒈𝒂𝒎𝒃𝒂𝒓
𝑷𝒆𝒓𝒊𝒐𝒅𝒆 𝒔𝒊𝒏𝒚𝒂𝒍 𝒂𝒔𝒍𝒊( 𝑻)
𝟑. 𝟓𝟎
=
𝟕. 𝟏𝟎
𝟏𝟑𝟔𝟔
𝑻 =
𝟕. 𝟏𝟎
𝟏𝟑𝟔𝟔
× 𝟑. 𝟓
𝑻 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟖𝟏𝟗
32

33
sebuah plant atau sistem. Dari respon tersebut didapatkan
parameter waktu tunda L dan time constant T kemudian nilai Kp,
Ti dan Td bisa didapatkan dengan menggunakan rumus parameter
PID untuk Metode Zieger Nichols tipe 1.
2.2.2 Perhitungan Parameter PID
Konversi waktu Matlab dan waktu asli :
L T Kp Ti Td
8.22731 299.474 43.68 16.45462 4.113655
Xr = sumbu X waktu asli
Xm = sumbu X waktu Matlab
Tr = waktu asli
Tm = waktu di Matlab

34
𝑇
𝐾𝑝 = 1.2 (____ )
𝐿
299.474
= 1.2 ( )
8.22731
= 1.2 (36.4)
𝑇𝑖 = 2 × 𝐿
= 2 × 8.22731
= 16.45462
𝑇𝑑 = 0.5 × 𝐿
= 0.5 × 8.22731
= 𝟒. 𝟏𝟏𝟑𝟔𝟓𝟓
3. Referensi
• https://drive.google.com/file/d/0B4l_gaUnwP0VeVpZeDFYZzhSV1E/view?us
p=sharing
• http://instrumentationsystem.blogspot.co.id/2011/05/metoda-tuning-
zieglernichols.html
• Project Mandiri SKD 4-C
𝐿 = (titik2 − titik1 )
𝑇𝑟
𝑇𝑚
= (92 − 87 )
33.54 × 60
1223
= (5) 1.645462
= 𝟖. 𝟐𝟐𝟕𝟑𝟏
𝑇 = (titik3 − titik2 )
𝑇𝑟
𝑇𝑚
= (274 − 92 )
33.54 × 60
1223
= (182) 1.645462
= 299.474

35
ELEKTRONIKA
Kotak Pos 1234.
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B600
Nomor Revisi
Nama File
Unit Penerbit
Jumlah Halaman
Data Pengusul
Pengusul Nama
171311056

36
2013789, Fax. (022) 2013889
. Pengantar
Dokumen B600 ini berisi tentang dokumen proses desain kendali PID
dalam mengembangkan Sistem Kendali Suhu Ruangan dengan metode
PID berbasis Arduino Uno, IGBT, dan NTC. Deskripsi dan gambaran
umum proyek telah diuraikan pada dokumen B100, spesifikasi telah
diuraikan pada dokumen B200, desain telah diurakan pada dokumen B300
dan pengujian telah dilakukan di dokumen B400 serta desain kendali telah
dilakukan di dokumen B500. Pada dokumen ini akan dijelaskan hasil
tuning desain kendali PID yang telah diimplementasikan pada Sistem
Kendali Suhu Ruangan dengan metode PID berbasis Arduino Uno IGBT,
dan NTC dan kemudian menguji sistem dengan memberikan gangguan.
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah melanjutkan proses tuning
PID pada Sistem Kendali Suhu Ruangan dengan metode PID berbasis
Arduino Uno, IGBT, dan NTC yang akan dirancang dan dikembangkan
dalam hal realisasi dan implementasi hardware serta sistem elektronikanya
dalam hal pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen sebelumnya,
sehingga proyek ini selesai direalisasikan
1.3 Lingkup Pengujian
Lingkup pengujian ini secara garis besar yaitu melihat respon yang
sebelumnya telah didesain menggunakan Metode Ziegler Nichols tipe 1
dan memperbaiki respon dengan parameter PID menggunakan Metode
Backward Difference serta menguji respon dengan memberikan gangguan.

37
2. Hasil Pengujian
2.1 Respon Awal
Berikut adalah respon awal menggunakan Metode Backward Difference
yang parameter PID nya di dapatkan dari proses desain menggunakan
Metode Ziegler Nichols tipe 1 yaitu dengan Kp=43.68; Ti=16.4; dan
Td=4.1. Karena respon mengalami Overdamp yaitu respon berada jauh
bahkan tidak sampai pada batas input/set point. Untuk mendapatkan respon
yang sesuai dengan set point maka harus mengubah parameter PID nya
dengan cara menurunkan nilai Kp dan menaikkan nilai Ki untuk
memperbaiki rise time sehingga respon cepat untuk mencapai steady state.

38
Setelah parameter dimasukan, setpoint muncul dan respon mulai mengejar nilai
setpoint.
2.2 Tuning Awal
Masih terjadi overshot.
2.3 Tuning Akhir
Dengan mengubah parameter PID pada program maka didapat respon
seperti gambar dibawah. Respon tersebut memiliki rise time yang cepat

39
untuk mencapai steady state tetapi sedikit mengalami overshoot. Nilai PID
yang didapatkan yaitu Kp=50. Ti=150, dan Td=55.
2.3 Pada saat diberi gangguan
Untuk menguji sistem yang telah dibuat dalam keadaan baik, maka
dilakukan pemberian gangguan pada sistem dan melihat respon dari sistem
tersebut. Gangguan yang diberikan berupa heater yang mampu mengubah
suhu dari sistem dan lihat apakah sistem mampumenyesuaikan kembali
dengan suhu yang telah ditetapkan.

40
3. Referensi
• https://drive.google.com/file/d/0B4l_gaUnwP0VeVpZeDFYZzhSV1E/view?us
p=sharing
• http://instrumentationsystem.blogspot.co.id/2011/05/metoda-tuning-
zieglernichols.html
• http://digilib.itb.ac.id/files/disk1/665/jbptitbpp-gdl-deditriyan-33206-3-2008ts-
2.pdf
• Project Mandiri SKD 4-C

Sistem Kendali Suhu PID

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Sistem Kendali Suhu PID

Similar to Sistem Kendali Suhu PID (20)

Sistem Kendali Suhu PID