1. Tulisan ini membahas sistem kendali digital pada kendali aliran menggunakan stand alone controller dengan MATLAB dan Arduino. 2. Tujuannya adalah agar mahasiswa dapat mengaplikasikan MATLAB dan mengoperasikan Arduino, serta membuat proyek kendali aliran digital menggunakan dua perangkat tersebut. 3. Hasilnya adalah sistem kendali aliran berjalan secara mandiri tanpa bantuan komputer, hanya mengikuti nilai yang tel

1. SISTEM KENDALI DIGITAL PADA KENDALI FLOW
DENGAN STAND ALONE CONTROLLER
MENGGUNAKAN MATLAB DAN ARDUINO
27 MEI 2016
NAMA : DANIEL TRI PUTRA SINURAT
NIM : 141311039
NO ABSEN : 08
KELAS : 2 – B
PRODI : D3-ELEKTRONIKA
PROGRAM STUDI D3-TEKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2016

2. I. Tujuan
 Agar mahasiswa dapat mengaplikasikan aplikasi MATLAB dengan benar.
 Agar mahasiswa dapat menggunakan/mengoperasikan Arduino-UNO dengan baik
dan benar.
 Agar mahasiswa dapat membuat suatu project menggunakan aplikasi MATLAB
dan Arduino-UNO.
 Agar mahasiswa dapat membuat desain kendali digital pada plant “Flow” dengan
cara Stand Alone Controrel
II. Dasar Teori
Sistem kendali dapat dikatakan sebagai hubungan antara komponen yang
membentuk sebuah konfigurasi sistem, yang akan menghasilkan tanggapan sistem
yang diharapkan.Jadi harus ada yang dikendalikan, yang merupakan suatu sistem
fisis, yang biasa disebut dengan kendalian (plant). Masukan dan keluaran merupakan
variabel atau besaran fisis. Keluaran merupakan hal yang dihasilkan oleh kendalian,
artinya yang dikendalikan; sedangkan masukan adalah yang mempengaruhi
kendalian, yang mengatur keluaran. Kedua dimensi masukan dan keluaran tidak harus
sama.
Sistem kendali lup terbuka atau umpan maju (feedforward control) umumnya
mempergunakan pengatur (controller) serta aktuator kendali (control actuator) yang
berguna untuk memperoleh respon sistem yang baik. Sistem kendali ini keluarannya
tidak diperhitungkan ulang oleh controller. Suatu keadaan apakah plant benar-benar
telah mencapai target seperti yang dikehendaki masukan atau referensi, tidak dapat
mempengaruhi kinerja kontroler. Sedangkan Pada sistem kendali yang lain, yakni
sistem kendali lup tertutup (closed loop system) memanfaatkan variabel yang
sebanding dengan selisih respon yang terjadi terhadap respon yang diinginkan. Sistem
seperi ini juga sering dikenal dengan sistem kendali umpan balik.
Metode Stand Alone Controller yaitu sebagai aplikasi dari matlab
umtukmengendalikkan system dengan pengatur dari luar, intinya system dibiarkan
diatur sendiri oleh controller yang ditidak diatur manual oleh pengotrol melainkan
berpatok pada nilai yang sudah ditetapkan di system tersebut sepeeti setpoint

3. Modul kendali flow ini tujuannya adalah untuk mengatur kecepatan flow air.
Pada plant flow menggunakan sistem pompa, yaitu mengatur kecepatan pompa. Jadi
turbin motor pengontrol flow akan selalu mengatur kecepatan flow pada air sehingga
tetap dan sesuai dengan yang di harapkan.
III. Alat dan Bahan
 Perangkat aplikasi MATLAB dan Arduino-UNO
 Modul Arduino-UNO (DIP/SMD)
 Power Supply (PS-8)
 Reference Variable Generator/Set Point (RVG-4)
 PID Controller (PID-4)
 Power Amflifier (PA-4)
 Tank With Pump (TwP-1)
 Turbin Flow Through Meter
 Plant kendali“Flow
 Multimeter Digital
 Potensio
 LCD Display
IV. Langkah Kerja
 Flow Chart untuk stand alone controller yaitu
 Proses membuat program di arduino uno
 Membuat blok diagram system desain untuk kendali Flow seperti berikut :

4.  Membuat listing programnya agar diketahui oleh plant ke port arduinonya dan
mengatur nilai Kp,Kd, dan Ki :

6.  Pada gambar kedua, set point di set pada pin A0 arduno dan feedback pada
A1, dan keduanya dikalikan 0.0049 agar bisa terbaca di arduino, karna
arduino hanya membaca 0 – 255 (0 – 5 volt), kemudian untuk mencari error
dapat dilihat yaitu setpoint – feedback, untuk penjelasan yg lain nya dapat
dilihat di gambar.
 Setelah mengatur tegangan input sebesar 15 volt DC
 Menghubungakan set point pertama dan kedua dengan modul PID
 Menghubungkan GND pada arduino ke GND plant
 Menghubungkan output dari plant flow ke arduino uno pada port A5
 Menghubungkan input set point di PID ke port A0
 Mengkoneksikan arduino ke matlab dengan menggunakan port COM 8
 Mengubah setup port di simulink blok diagram dengan port COM8
 Menyalakan PS di plant
 Mengubah pengali di Kp menjadi 1x
 Membuka apllikasi MakerPlot yaotu yang kegunaannya mirip seperti scope di
matlab untuk melihat gelombang output respond an setpoint.
 Menyamakan serial input antara arduino dan maker plot yaitu pada 9600
 Menghubungkan output dari modul turbin flow through meter ke eror pada
modul PID yang gunanya adalah sebagai feedback anatara output dan
controlel sehingga menjadi close-loop
 Menghubungkan dari output turbin flow dan set point ke output arduino pada
port A5 dan feedbacknya di A1
 Memeberi setpoint di plant dengan menggunakan Potensio yang biasanya
dilakukan dengan modul set poioint namun karna menggunmakan stand alone
controller maka menggunkan potensio tadi dan kemudian melihat gelombang
responnya. Pada setpoint yang telah diatur maka didapat gelombang sebagai
berikut sebagai gelombang awal dengan data data PID :
Percobaan-1
Kp Ti Td
10 50` 33

7. Pada gambar di atas, didaptkan respon yang masih kuranhg baik terhapdap setpoint yang
diakibatkan adanya noise, rise time yang lama, overshoot kurang dan error steady state yg
sangat besar pula, bisa dikatakan kendali yang kurang baik. Dengan cara menaikkan nilai
Kp, Ki / menurunkan Ti, dan menambah kan Kd / menambah Td.
Percobaan-2
 Dengan memasukkan datan Kp,Ki,kd dari kendali flow pada saat metode
Cohem-coon kedalam listring program arduino
maka didapat grafiknya sebagai berikut :
Kp Ti Td
1.89 0.68 0.13
SET POINT
RESPONS

8. Pada gambar di atas, didaptkan responnya cukup baik terhadap setpoint walaupun
nmasih ada steady state eror yang diakibatkan adanya noise. Rise time cukup cepat,
tidak terjadi overshoot dan error steady state yg sangat besar pula, dan bisa dikatakan
dikatakan kendali yang cukup baik.
 Setelah itu maka menggunakan LCD Display untuk melihat nilai setpoint dan
responnya, pada gambar dibawah ini proses kendali tidak lagi menggunkan
matlab dan computer dan proses kendali tapi hanya dibiarkan saja
dikendalikan oleh arduino nya dengan nilai Kp, Kd, dan Ki yang telah terlebih
dahulu disetting dimasukan ke arduino dan hanya menggunakan adaptor
sebagai input ke arduinonya. Kemudian memberi set point dengan potensio
dan otomatis akan mendapat proses valuenya dan akan terbaca di LCD.
Menggunakan Adaptor
sebagai Vinput arduino

9. V. Kesimpulan
 Dalam kendali Stand Alone Controller system hanya dikendalikan oleh
kontrorel saja tanpa ada bantuan dari luar seperti matlab dan komputer jadi
hanya dibiarkan sendiri mengontrol sesuai dengan nilai yang sudah diatur pada
controllernya
 Mempercepat rise time maka nilai Ti dinaikkan Kc diturunkan, untuk
mengurangi overshot respon flow maka nilai Kc dikecelikan, , dan Ti dan Td
dinaikkan
 Pada saat rangkaian close-loop yaitu dengan adanya feedback saat terjadi
perubahan atau gangguan pada tank atau pipa air maka PID akan secara
otomatis menstabilkan aliran flow agar sesuai dengan yang disetting.
 Pada saat diberi gangguan respon akan berubah dan menjauhi set poin point
dan setelah dilepas makan system akan secara langsung agar kecepatan flow
sesuai dengan set point