Yoga Muhamad Nugraha 151311064 D3 T.Elektronika Jurusan T.Elektro Politeknik Negeri Bandung

1. LAPORAN AKHIR SISTEM KENDALI DIGITAL
Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya lampu DC berbasis
Arduino, Mosfet, Sensor Cahaya serta Optocoupler
disusun oleh:
Nama : Yoga Muhamad Nugraha
NIM : 151311064
Kelas : 2B-2
PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2017

2. i
Kata pengantar
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Allah SWT, atas rahmat dan karunia-NYA
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir mata kuliahSistem Kendali Digital dengan judul
“Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya lampu DC berbasis Arduino, Mosfet, Sensor
Cahaya serta Optocoupler”.
Tugas Akhir mata kuliah Sistem Kendali Digital ini merupakan salah satu cara untuk
memperoleh nilai dan merupakan sebuah proyek wajib yang harus diselesaikan pada akhir mata
kuliah ini. Terselesaikannya tugas ini tidak lepas dari dorongan berbagai pihak sehingga penilis
ingin mengucapkan terima kasih, terutama bagi :
• Feriyonika , ST.,MSc.Eng , yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat dan
dukungan kepada penulis.
Dengan segala kerendahan hati, penulis berharap semoga hal yang tertulis dalam B100-
B600 ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Bandung, Juni 2017
Penulis

3. ii
DAFTAR ISI
Kata pengantar .........................................................................................................................................i
Dokumen B100.......................................................................................................................................1
1. Pengantar.........................................................................................................................................2
1.1. Ringkasan Isi Dokumen..........................................................................................................2
1.2. Tujuan Penulisan.....................................................................................................................2
2. Proposal Pengembangan .................................................................................................................2
2.1. Pendahuluan............................................................................................................................2
Latar Belakang................................................................................................................................2
2.2. Desain .....................................................................................................................................3
2.2.1. Konsep ............................................................................................................................4
Dokumen B200.......................................................................................................................................5
1. Pengantar.........................................................................................................................................6
1.1. Ringkasan Isi Dokumen..........................................................................................................6
1.2. Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen .............................................................6
2. Spesifikasi Sistem...........................................................................................................................6
2.1. Kontroler (Arduino Uno) ........................................................................................................6
2.2. Sensor (LDR)..........................................................................................................................8
2.3. Aktuator (Lampu DC 12V).....................................................................................................8
2.4. Driver (Mosfet).......................................................................................................................8
3. Penutup .........................................................................................................................................10
Dokumen B300.....................................................................................................................................11
1. Pengantar.......................................................................................................................................12
1.1. Ringkasan Isi Dokumen........................................................................................................12
1.2. Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen ...........................................................12
2. Perancangan Sistem ......................................................................................................................12
2.1. Blok Diagram Modul ............................................................................................................12
2.2. Sistem Wiring .......................................................................................................................13
2.3. Flowchart ..............................................................................................................................14
3. Penutup .........................................................................................................................................14
Dokumen B400.....................................................................................................................................15
1. Pengantar.......................................................................................................................................16
1.1. Ringkasan..............................................................................................................................16
1.2. Tujuan Penulisan...................................................................................................................16

4. iii
2. Lingkup Pengujian........................................................................................................................16
3. Hasil Pengujian.............................................................................................................................16
3.1. Pengujian Set Value (Potensiometer) ...................................................................................16
3.2. Pengujian LCD......................................................................................................................19
3.3. Pengujian Driver Lampu.......................................................................................................21
3.4. Pengujian Sensor (LDR).......................................................................................................21
Dokumen B500.....................................................................................................................................24
1. Pengantar.......................................................................................................................................25
1.1. Ringkasan Isi Dokumen........................................................................................................25
1.2. Tujuan Penulisan...................................................................................................................25
2. Desain Kendali..............................................................................................................................25
2.1. Perancangan Sistem Kendali Metode Ziegler-Nichols Tipe 1..............................................25
Dokumen B600.....................................................................................................................................28
1. Pengantar.......................................................................................................................................29
2.2. Ringkasan Isi Dokumen........................................................................................................29
2.3. Tujuan Penulisan...................................................................................................................29
2. Tuning Kendali .............................................................................................................................29
2.1. Manual Tuning......................................................................................................................29
2.2. Pengujian Dengan Gangguan................................................................................................31

5. 1
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B100 : “Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya
lampu DC berbasis Arduino, MOSFET, Sensor Cahaya serta
Optocoupler”
Jenis Dokumen B100
Nomor Dokumen B100-02
Nomor Revisi -
Nama File 2B2_YogaMN_B100 Kendali Cahaya
Tanggal Penerbitan 24 Maret 2017
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman 5
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Mahasiswa D3 Elektronika
Yoga Muhamad Nugraha 151311064
Tanggal
Tanda
Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln, Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga No.55 RT 04/ RW 01, Kecamatan
Parongpong, Kabupaten Bandung Barat.
Telepon.: -, Fax. -
Telepon : Fax : Email :
yoga.muhamadnugraha@gmail.com
yoga.muhamad.tec15@polban.ac.id

6. 2
1. Pengantar
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini berisi proposal pengembangan bahan ajar bidang sistem kendali
cahaya yang ditujukan sebagai tugas mandiri mata kuliah Sistem Kendali Digital,
Elektronika Industri II dan Instrumentasi Elektronika program studi D3 Teknik
Elektronika Politeknik Negeri Bandung. Dokumen ini ditulis berdasarkan pada ide
pengembangan yang berisi antara lain konsep, desain dan fitur dari prototype Sistem
Kendali PID untuk Intensitas lampu DC berbasis Arduino, MOSFET, Sensor Cahaya
serta Optocoupler yang direncanakan akan dikembangkan, peralatan/tools yang akan
digunakan dan rencana pengembangan dari awal pengembangan hingga produk akhir
projek ini.
1.2. Tujuan Penulisan
1. Sebagai landasan dalam pelaksanaan pengembangan alat.
2. Menjadi referensi dan acuan bagi projek pengembangan yang akan datang.
3. Sebagai bagian dari dokementasi projek.
2. Proposal Pengembangan
2.1. Pendahuluan
Latar Belakang
Cahaya merupakan sumber daya alam yang setiap hari dapat dijumpai dalam
kehidupan sehari-hari. Namun tingkat intensitas cahaya disuatu tempat akan berbeda
dengan tempat yang lainnya. Intensitas cahaya juga akan berubah seiring berjalannya
waktu sebagai contoh adalah pergantian siang dan malam. Perubahan intensitas ini
terkadang dapat menimbulkan permasalahan tersendiri bagi manusia. Sebagai salah
satu contoh permasalahan yang sering dikeluhkan manusia adalah ketika seseorang
berada didalam ruangan ketika siang hari. Pada saat itu cahaya yang masuk ke dalam
ruangan tersebut tidak begitu terang, namun apabila lampu dinyalakan ruagan akan
sangat terang.
Berdasarkan perencanaan dan perancangan dan pengoperasian kemudian,
diharapkan prototype Sistem Kendali PID untuk Intensitas lampu DC berbasis
Arduino, MOSFET, Sensor Cahaya serta Optocoupler bekerja sesuai dengan kondisi
yang diinginkan. Hal ini mengindikasi bahwa prototype sistem tersebut dapat

7. 3
diimplementasikan ke bentuk yang sebenarnya sebagai alat yang dapat mempermudah
pekerjaan manusia.
2.2. Desain
Prototype Sistem Kendali PID untuk Intensitas lampu DC berbasis Arduino,
MOSFET, Sensor Cahaya serta Optocoupler adalah sebuah rangkaian yang dapat
mengatur cahaya yang dikeluarkan oleh sistem secara otomatis sehingga dapat
memudahkan pengguna dalam melihat konten yang disajikan tanpa adanya gangguan
seperti pantulan sinar dari layar. Cara kerja alat ini adalah berbasis mikrokontroler
Arduino Uno. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa pemograman C di
isi pada sebuah chip.
Sistem Plant
Gambar 2.1 Blok Diagram Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya lampu DC
berbasis Arduino, MOSFET, Sensor Cahaya serta Optocoupler
Blok diagram pada Gambar 2.1 menunjukkan set point sebagai nilai yang akan
menjadi acuan sistem kendali. Kemudian Kontroler Arduino mengolah sinyal agar
sinyal keluaran sesuai dengan yang diharapkan. Sinyal keluaran tersebut kemudian
diproses oleh sistem plant dimana sinyal keluaran tersebut akan dikuatkan oleh
MOSFET sehingga aktuator (lampu DC) bisa menyala. Pada Sisten Plant terdapat
optocoupler, dimana fungsinya untuk menstabilkan sinyal keluaran dari kontroler.
Lampu DC bisa menyala dengan terang atau redup bergantung dari set point yang
diberikan. Terdapat feedbak (sensor LDR) pada output terhadap kontroler arduino,
dimana ini berfungsi untuk memberikan informasi kepada arduino seberapa besar
intensitas yang dihasilkan lampu DC sehingga arduino akan bisa menyesuaikan
apabila terjadi suatu gangguan.
Set point
Kontroler
Arduino
Optocou
pler
MOSFET
Actuator
Lampu
DC
Sensor
cahaya
LDR

8. 4
Dari permasalahan yang telah dijelaskan, penulis mencoba menganalisa
dan mempelajari lebih dalam tentang membuat sebuah alat elektronika berbasis
mikrokontroler yang dikendalikan oleh bahasa pemograman C yang dapat
mengatur tingkat cahaya yang dikeluarkan oleh alat tersebut sehingga dapat
dilihat oleh mata manusia tanpa adanya pantulan cahaya. Dan penulis fungsi
dan karakteristik, serta cara kerja dari alat yang penulis buat, dan berusaha
menerapkannya ke kehidupan nyata.
2.2.1. Konsep
Prototype Sistem Pengendali Cahaya Menggunakan MOSFET
merupakan sebuah bentuk otomatisasi dimana tingkat keterangan yang
dikeluarkan aktuator akan menyesuaikan dengan intensitas cahaya yang
diterima oleh sensor. Dengan kata lain ketika intensitas cahaya diluar sedang
tinggi maka aktuator akan mengeluarkan cahaya yang redup. Sebaliknya ketika
intensitas diluar sedang rendah maka aktuator akan mengeluarkan cahaya yang
cukup terang.

9. 5
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B200 : “Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya
lampu DC berbasis Arduino, Mosfet, Sensor Cahaya serta
Optocoupler”
Jenis Dokumen B200
Nomor Dokumen B200-01
Nomor Revisi -
Nama File 2B2_YogaMN_B200 Kendali Cahaya
Tanggal Penerbitan 31 Maret 2017
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Mahasiswa D3 Elektronika
Yoga Muhamad Nugraha 151311064
Tanggal
Tanda
Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln, Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga No.55 RT 04/ RW 01, Kecamatan
Parongpong, Kabupaten Bandung Barat.
Telepon.: -, Fax. -
Telepon : Fax : Email :
yoga.muhamadnugraha@gmail.com
yoga.muhamad.tec15@polban.ac.id

10. 6
1. Pengantar
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen 200 yang dibuat berisi tentang spesifikasi sistem dari alat yang
dibuat sebagai tugas akhir mata kuliah Sistem Kendali Digital, Elektronika Industri II
dan Instrumentasi Elektronika. Dokumen B200 berisi tentang spesifikasi sensor,
range tegangan, aktuator dan spesifikasi kontroler.
1.2. Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen
Pembuatan dokumejn B200 ditujukan sebagai salah satu bagian dari rangkaian
dokumentasi dalam pengembangan proyek. Dokumen B200 damapat menjadi acuan
apabila terjadi ketidaksesuaian terhadap alat dan komponen yang akan dirancang.
Sehingga memudahkan tindak lanjut/troubleshooting dari kekurangan sistem bila
terjadi saat pengerjaan.
2. Spesifikasi Sistem
Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya lampu DC berbasis Arduino, Mosfet, Sensor
Cahaya serta Optocoupler, akan menggunakan 4 buah perangkat. Perangkat tersebut
diambil dari judul project mandiri antara lain Arduino Uno, LDR, Lampu DC 12V, dan
Mosfet. Untuk optocoupler tidak dimasukan karena hanya digunakan sebagai pengaman
bagi arduino agar tidak rusak karena mengalami overheating akibat penguatan dari Mosfet.
2.1. Kontroler (Arduino Uno)
Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Uno memiliki
14 pin digital input / output (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input
analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan
tombol reset. Uno dibangun berdasarkan apa yang diperlukan untuk mendukung
mikrokontroler, sumber daya bisa menggunakan power USB (jika terhubung ke
komputer dengan kabel USB) dan juga dengan adaptor atau baterai.

11. 7
Gambar 2.1 Arduino Uno
Gambar 2.2 Konfiguran port I/O Arduino Uno
Spesifikasi Arduino Uno:
• Mikrocontroller Atmega328
• Catu daya 5V
• Tegangan input (rekomendasi) 7-12V
• Tegangan Input (batasan) 6-20V
• Pin I/O Digital 14
• Pin Input Analog 6
• Arus DC per Pin I/O 40 mA
• Arus DC per Pin I/O untuk PIN 3.3V 50 mA
• Flash Memory 32 KB (ATmega328) dimana 0.5 KB digunakan oleh bootloader
• SRAM 2 KB (ATmega328)
• EEPROM 1 KB (ATmega328)

12. 8
• Clock Speed 16 MH
2.2. Sensor (LDR)
LDR adalah sensor intensitas cahaya dimana pada penggunaannya LDR mengubah
intensitas cahaya menjadi resistansi. Sensor ini cocok untuk aplikasi elektronik yang
memerlukan deteksi intensitas cahaya.
2.3. Aktuator (Lampu DC 12V)
Aktuator yang digunakan adalah lampu DC 12V dengan Daya maksimal adalah 10
Watt.
2.4. Driver (Mosfet)
Driver yang digunakan adalah Mosfet dimana ini penggunaan driver ini untuk
memenuhi tugas mata kuliah Elektronika Industri II. Driver ini akan dimuat kedalam
satu modul menyatu dengan plant.

13. 9

14. 10
3. Penutup
Demikian dokumen B200 ini dibuat untuk selanjutnya dapat dijadikan acuan untuk
pengembangan-pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.

15. 11
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B300 : “Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya
lampu DC berbasis Arduino, Mosfet, Sensor Cahaya serta
Optocoupler”
Jenis Dokumen B300
Nomor Dokumen B300-01
Nomor Revisi -
Nama File 2B2_YogaMN_B200 Kendali Cahaya
Tanggal Penerbitan 28 April 2017
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Mahasiswa D3 Elektronika
Yoga Muhamad Nugraha 151311064
Tanggal
Tanda
Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln, Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga No.55 RT 04/ RW 01, Kecamatan
Parongpong, Kabupaten Bandung Barat.
Telepon.: -, Fax. -
Telepon : Fax : Email :
yoga.muhamadnugraha@gmail.com
yoga.muhamad.tec15@polban.ac.id

16. 12
-
+
1. Pengantar
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B300 yang dibuat berisi tentang koneksi antar modul, wiring sistem dan flowchart
dari sistem kendali untuk proyek yang akan dibuat.
1.2. Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen
Pembuatan dokumen B300 ditujukan sebagai salah satu bagian dari rangkaian dokumentasi
dalam pengembangan proyek. Dokumen B300 dapat menjadi acuan apabila terjadi
ketidaksesuaian terhadap alat dan komponen yang akan dirancang. Sehingga memudahkan
tindak lanjut/troubleshooting dari kekurangan sistem bila terjadi saat pengerjaan.
2. Perancangan Sistem
2.1. Blok Diagram Modul
Sistem kendali yang dibuat diawali dengan menentukan set point berupa potentiometer, nilai
tersebut akan menjadi acuan yang ditentukan pada controller. Controller akan mengendalikan
intensitas cahaya yang dikeluarkan oleh lampu DC berdasarkan keluaran dari Arduino Uno.
Seberapa besar Intensitas Cahaya yang dikeluarkan oleh lampu DC akan dibaca oleh LDR
dimana LDR ini berfungsi sebagai feedback bagi arduino sehingga arduino dapat mendeteksi
apabila terjadi sebuah error atau ketidaksesuaian terhadap set point. Nilai error akan diproses
dengan program kendali PID yang dibuat pada Arduino Uno sebagai controller yang
menentukan intensitas cahaya pada lampu.
Sistem Plant
Set point
“Potentiometer”
Controller
“Arduino Uno”
Driver
“MOSFET”
Feedback
“LDR”
Actuator
“Lampu DC”
Output

17. 13
2.2. Sistem Wiring
Power supply menjadi catu daya dari Arduino Uno yang digunakan sebagai controller, LDR
sebagai feedback dan lampu DC sebagai aktuator dari sistem.

18. 14
2.3. Flowchart
3. Penutup
Demikian dokumen B300 ini dibuat untuk selanjutnya dapat dijadikan acuan untuk pengembangan-
pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi berikutnya.
Controller
(Arduino Uno)
Mulai
Set Value
(SV)
Sesuai
SV?
Driver
(MOSFET)
Aktuator
(Lampu DC)
Feedback
(LDR)
Stop
Ya
Tidak

19. 15
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B400 : “Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya
lampu DC berbasis Arduino, Mosfet, Sensor Cahaya serta
Optocoupler”
Jenis Dokumen B400
Nomor Dokumen B400-01
Nomor Revisi -
Nama File 2B2_YogaMN_B200 Kendali Cahaya
Tanggal Penerbitan 21 Mei 2017
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Mahasiswa D3 Elektronika
Yoga Muhamad Nugraha 151311064
Tanggal
Tanda
Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln, Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga No.55 RT 04/ RW 01, Kecamatan
Parongpong, Kabupaten Bandung Barat.
Telepon.: -, Fax. -
Telepon : Fax : Email :
yoga.muhamadnugraha@gmail.com
yoga.muhamad.tec15@polban.ac.id

20. 16
1. Pengantar
1.1. Ringkasan
Dokumen B400 menjelaskan tahapan lebih lanjut dari dokumen-dokumen
selanjutnya. Dokumen imi berisi mengenai hasil realisasi dari setiap subsistem juga
pengujian subsistem, implementasi dan proses pengembangan proyek lebih lanjut.
1.2. Tujuan Penulisan
Tujuan dibuatnya dokumen ini yaitu untuk melengkapi penyusunan dokumen
perancangan dan pengembangan alat berdasarkan perancangan dokumen sebelumnya.
2. Lingkup Pengujian
Pengujian yang akan dilakukan antara lain pada:
1. Set Value (Potensiometer)
2. LCD 16x2
3. Driver Lampu (Mosfet)
4. Sensor (LDR)
3. Hasil Pengujian
3.1. Pengujian Set Value (Potensiometer)
Set Value yang diujikan adalah berupa potensiometer dengan resistansi maksimal 50k Ohm
dengan menghubungkannya pada arduino pada pin 5V, GND, dan A0. Sehingga set value
memiliki range tegangan sebesar 0-5V.
Pemasangan ke arduino
Program yang digunakan untuk pengujian set value adalah dengan menggunakan program
plotting response, sebagai berikut :

21. 17
float a,b;
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
a=analogRead(0)*0.0049;
b=a/2;
/*mulai menampilkan ke serial plotter,
perhatikan format penulisan satu paket parameter parameter yg akan
ditampilkan (ex:a,b), setelah satu paket baru diakhiri Serial.printin*/
Serial.print(a);
Serial.print(" "); //untuk menampilkan lbh dr dua data
Serial.println(b);
}
Berikut adalah hasil pengujian pada serial plotter Arduino

22. 18

23. 19
3.2. Pengujian LCD
Pengujian LCD sebagai display dimulai dengan pembacaan nilai input yang dipengaruhi oleh
potensiometer (set value) menggunakan analogread pada arduino. Berikut program yang
digunakan digunakan dalam pengujian LCD
#include <LiquidCrystal.h>
const int PIN_RS = 12;
const int PIN_E = 11;
const int PIN_DB4 = 5;
const int PIN_DB5 = 4;
const int PIN_DB6 = 3;

24. 20
const int PIN_DB7 = 2;
float a;
LiquidCrystal lcd(PIN_RS,PIN_E, PIN_DB4, PIN_DB5, PIN_DB6, PIN_DB7);
void setup() {
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16,2);
lcd.clear();
lcd.print("SV :");
lcd.setCursor(11,0);
lcd.print("Volt");
}
void loop() {
a=analogRead(0)*0.0049;
Serial.println(a);
lcd.setCursor(6,0);
lcd.print(a);
delay(500);
}
Berikut hasil pengujian LCD

25. 21
3.3. Pengujian Driver Lampu
Pengujian driver lampu menggunakan mosfet dilakukan dengan memberikan nilai
PWM pada arduino dan di ukur tegangan pada mosfet. Berikut ini tabel hasil pengukuran
dengan tegangan power supply 10 volt
PWM VG (volt) VD (volt) VOUT (volt)
30 1.08 7,97 0.92
100 3,66 5,77 3.09
200 6.57 2,42 5.20
Semakin besar nilai PWM yang dikeluarkan maka intesitas cahaya yang dihasilkan akan
semakin cerah.
3.4. Pengujian Sensor (LDR)
Sensor yang digunakan adalah LDR dimana apabila sensor terkena intensitas cahaya yang
cukup tinggi, maka sensor akan mengurangi nilai resistansi, apabila mendapat nilai
resistansi yang rendah, maka resistansi sensor akan sangat besar. Karena arduino tidak
dapat mengolah perubahan resistansi, maka diterapkan sistem pembagi tegangan dimana
perubahan tegangan pada sensor akan diubah menjadi perubahan tegangan dengan
membandingkan 2 buah resistansi yang berbeda. Program yang diterapkan dalam pengujian

26. 22
sesor ini adalah sama dengan program pengujian SV, yaitu plotter response. Dimana LDR
diberi tegangan sebesar 5V, lalu LDR dihubungkan dengan resistor yang diparelakan dengan
A0. Resistor terhubung dengan GND.
5V
A0

27. 23
Berkut routing dari pengjian sensor terhadap arduino
Berikut hasil pengujian pada serial plotter pada arduino

28. 24
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B500 : “Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya
lampu DC berbasis Arduino, Mosfet, Sensor Cahaya serta
Optocoupler”
Jenis Dokumen B500
Nomor Dokumen B500-01
Nomor Revisi -
Nama File 2B2_YogaMN_B200 Kendali Cahaya
Tanggal Penerbitan 20 Juni 2017
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Mahasiswa D3 Elektronika
Yoga Muhamad Nugraha 151311064
Tanggal
Tanda
Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln, Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga No.55 RT 04/ RW 01, Kecamatan
Parongpong, Kabupaten Bandung Barat.
Telepon.: -, Fax. -
Telepon : Fax : Email :
yoga.muhamadnugraha@gmail.com
yoga.muhamad.tec15@polban.ac.id

29. 25
1. Pengantar
Dokumen B500 dibuat sebagai kelengkapan dari dokumen pengembangan proyek “Sistem
Kendali PID untuk Intensitas Cahaya lampu DC berbasis Arduino, MOSFET, Sensor
Cahaya serta Optocoupler”.
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B500 berisi perancangan kendali pada plant kendali intensitas cahaya
dengan metode kendali yang diguakan yaitu PID dan metode perancangannya yaitu
ziegler-nichols tipe 1 yang akan dijelaskan prosesnya pada dokumen ini.
1.2. Tujuan Penulisan
Dokumen ini dibuat dengan tujuan untuk memenuhi syarat kelengkapan dokumen
untuk proyek “Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya lampu DC berbasis
Arduino, MOSFET, Sensor Cahaya serta Optocoupler” yang dijalankan. Adapun
tujuan khusus dari pembuatan dokumen ini yaitu:
• Menjadi acuan dalam pengerjakan proyek
• Menjadi acuan dalam pengembangan proyek
2. Desain Kendali
2.1. Perancangan Sistem Kendali Metode Ziegler-Nichols Tipe 1
Metode ini digunakan untuk merancang sistem kendali PID pada plant yang bersifat
open-loop. Untuk mendapatkan parameter PID, plant diberikan tegangan sehingga
didapatlah sebuah respon. Respon tersebut didesain sehingga mendapatkan nilai L dan
T yang digunakan untuk mendapatkan nilai KP, Ti dan Td.

30. 26
Gambar 5.1 Respon awal
Dari Gambar 5.1 respon didesain dengan metode ziegler-nichols tipe 1 seperti Gambar
5.2
Gambar 5.2 Desain dari respon
Dari gambar 5.2 didapat nilai L=0.024 dan T=0.096. dari nilai L dan T ini dapat
dihitung milai Kp, Ti dan Td dengan persamaan Tabel 5.1 sehingga didapatkan nilai
Kp, Ti dan Td pada Tabel 5.2.
Tabel 5.1 persamaan untuk menghitung nilai Kp, Ti dan Td

31. 27
Kp Ti Td
1.2*T/L 2L 0.5*L
Tabel 5.2 hasil perhitungan Kp, Ti dan TD
Kp Ti Td
4.8 0.048 0.012
Nilai Kp, Ti dan Td diimplementasikan sehingga didapatkan respon seperti Gambar
5.4
Gambar 5.4 Respon hasil desain

32. 28
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B600 : “Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya
lampu DC berbasis Arduino, Mosfet, Sensor Cahaya serta
Optocoupler”
Jenis Dokumen B600
Nomor Dokumen B600-01
Nomor Revisi -
Nama File 2B2_YogaMN_B200 Kendali Cahaya
Tanggal Penerbitan 20 Juni 2017
Unit Penerbitan
Jumlah Halaman
Data Penyusun
Pengusul
Nama Jabatan
Anggota
Mahasiswa D3 Elektronika
Yoga Muhamad Nugraha 151311064
Tanggal
Tanda
Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln, Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga No.55 RT 04/ RW 01, Kecamatan
Parongpong, Kabupaten Bandung Barat.
Telepon.: -, Fax. -
Telepon : Fax : Email :
yoga.muhamadnugraha@gmail.com
yoga.muhamad.tec15@polban.ac.id

33. 29
1. Pengantar
Dokumen B600 dibuat sebagai kelengkapan dari dokumen pengembangan proyek “Sistem
Kendali PID untuk Intensitas Cahaya lampu DC berbasis Arduino, MOSFET, Sensor
Cahaya serta Optocoupler”.
2.2. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B600 berisi perancangan kendali pada plant kendali intensitas cahaya
dengan metode kendali yang diguakan yaitu PID dan metode perancangannya yaitu
ziegler-nichols tipe 1 yang akan dijelaskan prosesnya pada dokumen ini.
2.3. Tujuan Penulisan
Dokumen ini dibuat dengan tujuan untuk memenuhi syarat kelengkapan dokumen
untuk proyek “Sistem Kendali PID untuk Intensitas Cahaya lampu DC berbasis
Arduino, MOSFET, Sensor Cahaya serta Optocoupler” yang dijalankan. Adapun
tujuan khusus dari pembuatan dokumen ini yaitu:
• Menjadi acuan dalam pengerjakan proyek
• Menjadi acuan dalam pengembangan proyek
2. Tuning Kendali
2.1. Manual Tuning
Proses manual tuning dilakukan untuk memperbaiki respon dari hasil tuning Ziegler-
Nichols sehingga didapatkan respon yang lebih optimal. Gambar 6.1 menunjukkan
respon sistem ketika mengimplementasikan tuning Ziegler-Nichols tipe 1.

34. 30
Gambar 6.1 Respon berdasarkan hasil desain
Respon dari Gambar 6.1 ini sebenarnya sudah bisa dikatakan sebagai respon yang
bagus, namun dengan tuning ini respon akan jauh lebih baik lagi. Dari proses tuning
ini didapatkan parameter sebagai berikut :
Kp Ti Td
0.01 0.1 0.001
Gambar 6.2 Respon setelah manual tuning

35. 31
Gambar 6.3 Perbedaan respon antara sebelum dan sesudah tuning
2.2. Pengujian Dengan Gangguan
Untuk menguji kehandalan dari tuning kendali, saat sistem berjalan diberikan
gangguan pada alat dengan cara menutupi ldr dengan plastik mika warna kuning yang
diberi tinta spidol dan dengan memberikan cahaya eksternal.
Gambar 6.4 Respon diberi gangguan berupa halangan sinar dan penerangan cahaya
lain

36. 32