Perancangan dan Realisasi Sistem Kendali Kontinyu & Digital pada Plant Motor dan Plant Posisi dengan Metode Ziegler- Nichols menggunakan Matlab dan Arduino Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan mata kuliah Sistem Kendali Digital pada semester IV DIPLOMA III PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA Di Jurusan Teknik Elektro Oleh: ACHMAD VICKI ALAMSYAH NIM : 131311032
78
Embed
Perancangan dan realisasi sistem kendali kontinyu & digital pada plant motor dan plant posisi dengan metode ziegler nichols menggunakan matlab dan arduino
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Perancangan dan Realisasi Sistem Kendali Kontinyu &
Digital pada Plant Motor dan Plant Posisi dengan Metode
Ziegler-Nichols menggunakan Matlab dan Arduino
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan mata kuliah
Sistem Kendali Digital pada semester IV
DIPLOMA III PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA
Di Jurusan Teknik Elektro
Oleh:
ACHMAD VICKI ALAMSYAH
NIM : 131311032
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2015
ABSTRAK
Achmad Vicki Alamsyah: Sistem Kendali PID pada Modul Kendali Motor dan Posisi.
Laporan Akhir Praktikum Sistem Kendali Digital: Program D3 Teknik Elektronika.
Politeknik Negeri Bandung,2015.
Laporan praktikum ini bertujuan untuk melaporkan hasil penelitian desain kendali dengan
Arduino dan metoda Ziegler-Nichols Tipe 1 dan Tipe 2 menggunakan aplikasi perangkat
lunak Matlab / Simulink. Praktikum ini dibutuhkan untuk mendesain suatu plant agar dapat
mendapatkan kestabilan dengan melakukan tunning. Mendesain dengan menggunakan
metoda Ziegler-Nichols merupakan salah satu metode yang mudah dalam mendesain namun
dibutuhkan keterampilan dan ketelitian agar mendapatkan desain yang baik. Beberapa aspek
yang dapat diatasi dengan menggunakan metode ini adalah memperkecil nilai overshoot dan
rise time. Sistem kendali yang digunakan dalam hal ini adalah kendali motor dan kendali
Tabel 14 Hasil Tunning Percobaan dengan Script Arduino.....................................................37
Tabel 14 Hasil Manual Tunning dengan Script Arduino.........................................................37
xi
BAB I
PENDAHULUAN
Motor DC merupakan actuator yang sangat lazim digunakan. Ada berbagai macam
alasan mengapa motor DC sangat populer digunakan. Salahsatunya adalah sistem tenaga
listrik DC masih umum digunakan pada industri, automobil, dan robotika. Dan meskipun
tidak ada sumber tegangan listrik DC, rangkaian penyearah dan chopper digunakan untuk
menghasilkan sumber listrik DC yang diinginkan. Motor DC juga digunakan karena
kebutuhan akan variasi kecepatan motor yang lebar.
Dalam dunia industry, pengendalian posisi dan kecepatan motor sangat penting.
Misalnya pada industri plastik. Pada proses penggulungan plastik, kecepatan penggulungan
plastik harus disesuaikan dengan kecepatan mesin pengririm plastik dan juga disesuaikan
dengan jari-jari gulungan. Jika tidak maka hasil gulungan plastik tidak rapi atau kusut.
Pada robotika pengendalian posisi dan kecepatan motor DC juga sangat penting
misalnya dalam Kontes Robot Indonesia (KRI) dan Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI).
Robot harus dapat bergerak cepat dan tepat, meskipun terdapat berbagai halangan ataupun
gangguan. Karena itu penggerak robot memerlukan pengaturan posisi dan kecepatan motor
yang baik agar tujuan yang diinginkan dapat tercapai.
Karena itulah kendali PID diperlukan disini yaitu untuk mengendalikan posisi dan
kecepatan motor DC.[1] PID ( Proportional-Integral-Derivative controller) merupakan
kontroller untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya
umpan balik pada sistem tersebut [2]. Pengontrol PID adalah pengontrol konvensional yang
banyak dipakai dalam dunia industri. Pemilihan kontroller bergantung pada sistem
instrumentasi yang digunakan. Untuk mendapatkan kontroller yang diingin dapat
disimulasikan dengan menggunakan aplikasi MATLAB[3].
Laporan praktikum Sistem Kendali Digital ini menggunakan algoritma PID untuk
mengontrol sebuah plant kendali kecepatan motor dan posisi. Metoda mendesain kontrol PID
yang digunakan dalam praktikum ini ialah metoda Ziegler Nichols 1 dan 2. Dengan
mendapatkan nilai Kp, Ki, dan Kd, maka didapatkan pula desain dari metoda ZN-1 dan ZN-2.
Desain kontroller dapat dilakukan dengan men-tunning secara manual untuk mendapatkan
hasil yang maksimal dan sesuai dengan plant yang akan di kontrol.
1
BAB II
DASAR TEORI
2.1 PID Controller
PID (dari singkatan bahasa Proportional–Integral–Derivative controller) merupakan
kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya
umpan balik pada sistem tesebut. Komponen kontrol PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu
Proportional, Integratif dan Derivatif. Masing-masing aksi kontrol ini mempunyai
keunggulan-keunggulan tertentu. Kontrol proportional mempunyai keunggulan rise time
yang cepat, kontrol integral mempunyai keunggulan untuk memperkecil error dan kontrol
derivative memiliki keunggulan untuk memperkecil error atau meredam
overshot/undershoot. Untuk mendapatkan keluaran dengan rise time yang cepat dan error
yang kecil dapat menggabungkan ketika kontroller ini.
Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing pengontrol P, I dan D dapat
saling menutupi dengan menggabungkan ketiganya secara paralel menjadi pengontrol
proposional plus integral plus derivative (pengontrol PID). Elemen-elemen pengontrol P, I
dan D masing-masing secara keseluruhan bertujuan untuk mempercepat reaksi sebuah sistem,
menghilangkan offset dan menghasilkan perubahan awal yang besar.
Gambar 2.1 Blok Diagram Kontroler PID Analog
Karakteristik pengontrol PID sangat dipengaruhi oleh kontribusi besar dari ketiga
parameter P, I dan D. Pengaturan konstanta Kp, Ti, dan Td akan mengakibatkan penonjolan
sifat dari masing-masing elemen. Satu atau dua dari ketiga konstanta tersebut dapat diatur
lebih menonjol dibanding yang lain. Konstanta yang menonjol itulah akan memberikan
kontribusi pengaruh pada respon sistem secara keseluruhan .
2
2.1.1 Pengontrol Proporsional
Pengontrol proposional memiliki keluaran yang sebanding atau proposional
dengan besarnya sinyal kesalahan (selisih antara besaran yang di inginkan dengan
harga aktualnya). Secara lebih sederhana dapat dikatakan bahwa keluaran pengontrol
proporsional merupakan perkalian antara konstanta proposional dengan masukannya.
Perubahan pada sinyal masukan akan segeramenyebabkan sistem secara langsung
mengeluarkan output sinyal sebesar konstanta pengalinya.
Gambar 2.2 menunjukkan blok diagram yang menggambarkan hubungan
antara besaran setting, besaran aktual dengan besaran keluaran pengontrol
proporsional. Sinyal keasalahan (error) merupakan selisih antara besaran setting
dengan besaran aktualnya. Selisih ini akan mempengaruhi pengontrol, untuk
mengeluarkan sinyal positif (mempercepat pencapaian harga setting) atau negatif
(memperlambat tercapainya harga yang diinginkan).
Gambar 2.2 Diagram blok kontroler proporsional
Pengontrol proposional memiliki 2 parameter, pita proposional (propotional
band) dan konstanta proporsional. Daerah kerja kontroler efektif dicerminkan oleh
pita proporsional sedangkan konstanta proporsional menunjukan nilai faktor
penguatan sinyal tehadap sinyal kesalahan Kp.
Hubungan antara pita proporsional (PB) dengan konstanta proporsional (Kp)
ditunjukkan secara persentasi oleh persamaan berikut:
PB= 1Kp
×100 %
menunjukkan grafik hubungan antara PB, keluaran pengontrol dan kesalahan
yang merupakan masukan pengontrol. Ketika konstanta proporsional bertambah
semakin tinggi, pita proporsional menunjukkan penurunan yang semakin kecil,
sehingga lingkup kerja yang dikuatkan akan semakin sempit.
3
Gambar 2.3 Proportional band dari pengontrol proporsional tergantung pada penguatan.
2.1.2 Pengontrol Integral
Pengontrol integral berfungsi menghasilkan respon sistem yang memiliki
kesalahan keadaan stabil nol. Jika sebuah plant tidak memiliki unsur integrator(1/s),
pengontrol proposional tidak akan mampu menjamin keluaran sistemdengan
kesalahan keadaan stabilnya nol. Dengan pengontrol integral, responsistem dapat
diperbaiki, yaitu mempunyai kesalahan keadaan stabilnya nol.
Pengontrol integral memiliki karaktiristik seperti halnya sebuah
integral.Keluaran sangat dipengaruhi oleh perubahan yang sebanding dengan nilai
sinyalkesalahan. Keluaran pengontrol ini merupakan penjumlahan yang terus
menerusdari perubahan masukannya. Kalau sinyal kesalahan tidak mengalami
perubahan,eluaran akan menjaga keadaan seperti sebelum terjadinya perubahan
masukan.
Sinyal keluaran pengontrol integral merupakan luas bidang yang dibentuk oleh
kurva kesalahan penggerak. Sinyal keluaran akan berharga sama dengan harga
sebelumnya ketika sinyal kesalahan berharga nol. Gambar 2.4 menunjukkan contoh
sinyal kesalahan yang dimasukan ke dalam pengontrol integral dan keluaran pengontrol
integral terhadap perubahan sinyal kesalahan tersebut.
4
Gambar 2.4 Kurva Sinyal Kesalahan E(T) Terhadap T Pada Pembangkit Kesalahan Nol
Pengaruh perubahan konstanta integral terhadap keluaran integral ditunjukkan
oleh Gambar 2.5. Ketika sinyal kesalahan berlipat ganda, maka nilai laju perubahan
keluaran pengontrol berubah menjadi dua kali dari semula. Jika nilai 10 konstanta
integrator berubah menjadi lebih besar, sinyal kesalahan yang relatif kecil dapat
mengakibatkan laju keluaran menjadi besar .
Gambar 2.5 Perubahan Keluaran Sebagai Akibat Penguatan Dan Kesalahan
2.1.3 Pengontrol Derivative
Keluaran pengontrol Derivative memiliki sifat seperti halnya suatu operasi
differensial. Perubahan yang mendadak pada masukan pengontrol, akan mengakibatkan
perubahan yang sangat besar dan cepat. Gambar 2.6 menunjukkan blok diagram yang
menggambarkan hubungan antara sinyalckesalahan dengan keluaran pengontrol.
Gambar 2.6 Blok diagram pengontrol Derivative
5
Gambar 2.7 menyatakan hubungan antara sinyal masukan dengan sinyal
keluaran pengontrol Derivative. Ketika masukannya tidak mengalami perubahan,
keluaran pengontrol juga tidak mengalami perubahan, sedangkan apabila sinyal
masukan berubah mendadak dan menaik (berbentuk fungsi step), keluaran
menghasilkan sinyal berbentuk impuls. Jika sinyal masukan berubah naik secara
perlahan (fungsi ramp), keluarannya justru merupakan fungsi step yang besar
magnitudnya sangat dipengaruhi oleh kecepatan naik dari fungsi ramp dan faktor
konstanta diferensialnya.
Gambar 2.7 Kurva waktu hubungan input-output pengontrol Derivative
Berdasarkan karakteristik pengontrol tersebut, pengontrol derivative umumnya
dipakai untuk mempercepat respon awal suatu sistem, tetapi tidak memperkecil
kesalahan pada keadaan stabilnya. Kerja pengontrol derivative hanyalah efektif pada
lingkup yang sempit, yaitu pada periode peralihan. Oleh sebab itu pengontrol
derivative tidak pernah digunakan tanpa ada pengontrol lain sebuah sistem (Sutrisno,
1990, 102).
2.2 Metoda Tunning PID Ziegler Nichols
Metoda penentuan parameter pengontrol PID Ziegler Nichols memiliki kelebihan
dibandingkan dengan metoda klasik. Salah satu kelebihan tersebut adalah tidak
ditekankannya penurunan model matematik komponen yang akan diatur (plant). Perhitungan
parameter-parameter pengontrol Proportional, Integral, dan Diferential PID hanya dilakukan
untuk menentukan ultimate gain Ku dan ultimate periode Tu dari respon step sebuah plant.
Penalaan parameter kontroller PID selalu didasari atas tinjauan terhadap karakteristik yang
diatur (plant). Metoda ini didasarkan pada reaksi plant yang dikenai seuatu perubahan.
6
2.2.1 Metode ke-1 Ziegler-Nichols
Metode ke-1 didasarkan pada respon plant terhadap masukan tangga dalam
kalang terbuka. Plant yang tidak mempunyai integrator, menghasilkan kurva tanggapan
terhadap masukan tangga seperti kurva huruf S pada Gambar 2. Kurva tanggapan plant
digunakan untuk mencari waktu tunda L dan konstanta waktu T.
Gambar 2.8 Kurva Tanggapan Berbentuk S.
Parameter-parameter yang didapat dari kurva reaksi
digunakan untuk menentukan parameter parameter pengendali PID
berdasarkan tetapan empiris Zielger-Nichols. Rumus-rumus untuk
parameter pengendali menggunakan metode kurva reaksi
ditabelkan pada Tabel 1.
Tabel 1 Penalaan Ziegler-Nichols metode ke-1
Pengendal
i
Kp Ti Td
P 1/a - -
PI 0,9 /a 3L -
PID 1,2 /a 2L L/2
2.2.2 Metode ke-2 Ziegler-Nichols
Pada metode ke-2, penalaan dilakukan dalam kalang tertutup dimana masukan
referensi yang digunakan adalah fungsi tangga (step). Pengendali pada metode ini
hanya pengendali proporsional. Kp, dinaikkan dari 0 hingga nilai kritis Kp, sehingga
diperoleh keluaran yang terus-menerus berosilasi dengan amplitudo yang sama. Nilai
kritis Kp ini disebut sebagai ultimated gain.
Tanggapan keluaran yang dihasilkan pada 3 kondisi penguatan proporsional
ditunjukkan pada Gambar 3. Sistem dapat berosilasi dengan stabil pada saat Kp = Ku.
7
Gambar 2.9 Karakteristik Keluaran Suatu Sistem Dengan Penambahan Kp
Nilai ultimated period, Tu, diperoleh setelah keluaran sistem mencapai kondisi
yang terus menerus berosilasi. Nilai perioda dasar, Tu, dan penguatan dasar, Ku,
digunakan untuk menentukan konstanta-konstanta pengendali sesuai dengan tetapan
empiris Ziegler-Nichols pada Tabel 2.
Tabel 2 Penalaan Ziegler-Nichols metode ke-2
Pengend
ali
Kp Ti Td
P Ku/2 - -
PI 2Ku /5 4Tu / 5 -
PID 3Ku / 5 Tu / 2 3Tu/25
2.3 Cara Men-Tunning
metoda tuning PID controller untuk menentukan nilai proportional gain Kp, integral
time Ti, dan derivative time Td berdasarkan karakteristik respon transient dari sebuah plant
atau sistem. Metoda ini akan memberikan nilai overshoot sebesar 25% pada step response,
seperti gambar di bawah.
Gambar 2.10 Gambar 1. Overshoot 25%
Metoda ini terdiri dari 2 macam :
8
a. Nilai PID diperoleh dari hasil percobaan dengan masukan unit-step, hasilnya nanti
akan terbentuk kurva berbentuk huruf S, lihat gambar 2. Jika kurva ini tidak terbentuk
maka metoda ini tidak bisa diterapkan. Kurva bentuk S memiliki karakteristik dengan
2 buah konstanta, yaitu waktu tunda L dan time constant T. Kedua parameter tersebut
diperoleh dengan menggambar garis tangensial pada titik infleksi kurva S, lihat
gambar 3. Garis tangensial tersebut akan berpotongan dengan garis time axis dan
garis c(t) = K. Dari kurva tersebut kita bisa melakukan pendekatan fungsi transfer
dalam first order sebagai berikut :
Gambar 2.11 Kurva S
Gambar 2.12 Penentuan paameter L dan T
Gambar 2.13 Formula PID
b. Pada metoda kedua ini, percobaan dilakukan dengan menggunakan proportional band
saja. Nilai Kp dinaikkan dari 0 hingga tercapai nilai Kp yang menghasilkan osilasi
yang konsisten. Nilai controller gain ini disebut sebagai critical gain (Kcr). Jika Kp ini
9
terlalu kecil, sinyal output akan teredam mencapai nilai titik keseimbangan setelah
ada gangguan, seperti terlihat di bawah ini.
Gambar 2.14 Sistem Teredam
Sebaliknya, jika Kp-nya terlalu besar, osilasinya akan tidak stabil dan membesar, seperti gambar di bawah
Gambar 2.15 Sistem Tidak Teredam
Jika dengan metoda ini tidak diperoleh osilasi yang konsisten, maka metoda ini tidak
dapat dilakukan. Dari metode ini akan diperoleh nilai critical gain Kcr dan periode kritis Pcr,
lihat gambar 6 dan tabel 2. Berdasarkan nilai ini, kita dapat menentukan nilai parameter Kp,
Ti, dan Td berdasarkan rumus di bawah :
10
Gambar 2.16 Persamaan ZN-Tipe 2
Gambar 2.17 Osilasi Konsisten
Tabel 3 Acuan Men-Tunning
2.4 Matlab 2013
MATLAB (Matrix Laboratory) adalah sebuah program untuk analisis dan komputasi numerik dan merupakan suatu bahasa pemrograman matematika lanjutan yang dibentuk dengan dasar pemikiran menggunkan sifat dan bentuk matriks. Pada awalnya, program ini merupakan interface untuk koleksi rutin-rutin numeric dari proyek LINPACK dan EISPACK, dan dikembangkan menggunkan bahasa FORTRAN namun sekarang merupakan produk komersial dari perusahaan Mathworks, Inc.yang dalam perkembangan selanjutnya dikembangkan menggunakan bahasa C++ dan assembler (utamanya untuk fungsi-fungsi dasar MATLAB).
11
Gambar 2.18 Matlab 2013 [4]
MATLAB telah berkembang menjadi sebuah environment pemrograman yang canggih yang berisi fungsi-fungsi built-in untuk melakukan tugas pengolahan sinyal, aljabar linier, dan kalkulasi matematis lainnya. MATLAB juga berisi toolbox yang berisi fungsi-fungsi tambahan untuk aplikasi khusus. MATLAB bersifat extensible, dalam arti bahwa seorang pengguna dapat menulis fungsi baru untuk ditambahkan pada library ketika fungsi-fungsi built-in yang tersedia tidak dapat melakukan tugas tertentu. Kemampuan pemrograman yang dibutuhkan tidak terlalu sulit bila Anda telah memiliki pengalaman dalam pemrograman bahasa lain seperti C, PASCAL, atau FORTRAN. [5]
2.5 Arduino Uno
Gambar 2.19 Arduino Uno [6]
Feri Djuandi mengatakan bahwa Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi. [7]
12
BAB III
METODELOGI PERANCANGAN
Bab ini menjelaskan mengenai metode-metode yang digunakan dalam proses penelitian serta hasil pengujian alat-alat yang akan digunakan dalam proses percobaan.
3.1 Modul Sistem Pengendalian Motor
Gambar 3.1 Plant Pengendalian Motor
Gambar 3.2 Plant Pengendalian Motor
13
Modul Sistem Pengendalian Motor merupakan sebuah plant yang terdiri atas
motor dc. Prinsip kerja dari modul ini ialah input didapatkan secara manual dari
potensiometer yang terdapat pada motor driver, atau didapatkan dari setpoint.
Tegangan input akan menggerakkan motor dc. sensor motor yang terdapat pada
modul ini akan mengeluarkan output 1V setiap perubahan 1000rpm maka set point
yang dapat diatur antara 0V sampai 2V.
3.2 Modul Sistem Pengendalian Posisi
Gambar 3.3 Plant Pengendalian Posisi
Modul Sistem Pengendalian Posisi merupakan sebuah plant yang terdiri atas
motor servo. Prinsip kerja dari modul ini ialah input didapatkan secara manual dari
potensiometer yang terdapat pada motor driver, atau didapatkan dari setpoint.
Tegangan input akan menggerakkan motor servo. sensor posisi yang terdapat pada
modul ini akan mengeluarkan output 1V setiap perubahan 1cm.
14
3.3 Spesifikasi Modul Sistem Pengendalian Posisi
Tabel 4 Spesifikasi Modul Pengendalian Posisi
Catu Daya 15 Volt
Aktuator Motor DC
Sensor Sensor Posisi ( 1V / 1000 rpm)
Kecepatan Maksimum 2000 rpm
Kecepatan Minimum 0 rpm
3.4 Spesifikasi Modul Sistem Pengendalian Posisi
Tabel 5 Spesifikasi Modul Pengendalian Posisi
Catu Daya 15 Volt
Aktuator Motor Servo
Sensor Sensor Posisi ( 1V / 1 cm)
Posisi Maksimum 5 cm
Posisi Minimum -5cm
3.5 Diagram Blok
Gambar 3.4 Diagram blok sistem pengendalian motor dan posisi
Keterangan:
1. Blok Input
Blok input terdiri dari modul catu daya dimana catu daya menyuplai tegangan
untuk seluruh modul sebesar +15V.
2. Blok Proses
Blok proses terdiri dari modul Reverence Variabel Generator (setpoint), modul
PID dan modul (penguat daya).
3. Blok Output
Blok output merupakan output dari plant yang merupakan modul level kendali air.
15
3.6 Alat dan Bahan yang digunakan
Modul dan alat yang digunakan untuk melakukan percobaan .. pembentukan sistem
kendali motor dan posisi, yaitu :
1. Power Supply – PS-12
2. Reference Variable Generator – RVG-1
3. Power Amplifier – PA-1
4. PID Controller – PID-1
5. Motor Generator – MGS-1
6. LDM-3
7. ODT-1
8. Multimeter
9. Arduino
10. Laptop
11. Konektor
12. Kabel Penghubung
13. Potensiometer
14. LCD 16X2
15. Shield Arduino
16. Resistor
17. Kapasitor
Sistem dirancang menggunakan beberapa software pendukung seperti berikut:
1. Matlab 2013
2. Arduino
3. Microsoft Excel 2010
16
3.7 Perancangan dan Pengujian Perangkat Keras (Hardware).
3.7.1 Modul Catu Daya (Power Supply) Catu daya akan bekerja sebagai sumber tegangan apabila power ON/OFF
diubah ke posisi ON. Pada catu daya terdapat potensiometer U untuk mengubah
tegangan yang diinginkan. Apabila arah panahnya diputar kekiri maka nilai
tegangannya 0 volt. Sebaliknya apabila diputar kearah yang berlawanan maka harga
tegangannya maksimal. Potensiometer digunakan untuk mengatur besarnya tegangan.
Gambar 3.5 Modul Catu Daya (Power Supply)
Hasil pengujian Power Supply berjalan dengan baik, hal ini dibuktikan dengan
pengetesan menggunakan multimeter. Pada variable maksimal, input +15 V, output
yang dihasilkannya adalah +15V dan tegangan tetap 5V.
3.7.2 Modul Set Point (RVG)
Setpoint berfungsi sebagai input tegangan dengan range (-10) Volt sampai
(+10) Volt atau 0 Volt sampai (+10) Volt. Kedua pilihan ini bisa diatur dengan
memindahkan jumper penghubung.
17
Gambar 3.6 Modul Set Point (RVG)
Setelah melakukan proses pengujian setpoint dinyatakan berjalan dengan baik,
hal ini dibuktikan dengan pengetesan menggunakan multimeter. Setpoint digunakan
untuk menentukan nilai setpoint yang ingin dicapai. Ketika setpoint diberi tegangan,
maka ketika setpoint diatur di 7V maka output nya juga 7V.
3.7.3 Modul PID
Modul PID ini terdiri dari pengaturan parameter Kp, Ti dan Td. Pengaturan
parameter-parameter tersebut dilakukan secara analog. Sehingga pengaturan input
pada modul tidak presisi.
Gambar 3.7 Modul PID
Hasil pengujian menunjukkan bahwa modul PID berjalan dengan baik, hal ini
dibuktikan dengan pengetesan menggunakan multimeter. Ketika PID diberi input
0,5V, harga Kp dikali 1, maka output dari PID = 0,5V.
18
3.7.4 Modul Penguat Daya (Power Amplifier) Power Amplifier atau Penguat Daya, mendapatkan tegangan input dari output
modul PID yang dihubungkan menggunakan konektor yang secara mekanis telah sejajar
dengan channel-channel yang berguna untuk memberikan input pada modul sebelumnya.
Gambar 3.8 Modul Penguat Daya (Power Amplifier)
3.7.5 Modul Motor Generator
Motor Generator berfungsi sebagai output beban yang ingin dikendalikan
dengan kecepatan tertentu yang dikendalikan oleh set point (reference variable
generator) dengan satuan output analog 1V per 1000rpm. Dan ada juga output digital
TTL dengan bentuk gelombang kotak.
Gambar 3.9 Modul Motor Generator
3.7.6 Kendali Posisi (LDM & ODT)
Kendali Posisi ini berfungsi sebagai output beban (plant) yang ingin
dikendalikan dengan posisi tertentu yang dikendalikan oleh set point (reference
variable generator).
19
Gambar 3.10 Modul Kendali Posisi
3.7.7 Multimeter
Sebelum merankai cek terlebih dahulu alat yang digunakan dengan multimeter
seperti power supply, set point(reference variable generator), power amplifier, dan
kendali plant yang akan digunakan, dengan mengukur tegangannya apakah sudah
sesuai atau belum.
Gambar 3.11 Multimeter
3.7.8 Arduino Uno
Arduino digunakan untuk melihat gelombang output sistem kendali pada
[2]Tama, P. E. (2013). PID (proportional-Integral-Derivative) Controller.
[3]
Ali, M. (2004). Pembelajaran Perancangan Sistem Kontrol PID Dengan Software MATLAB.
[4] “Matlab R2013a”, Dipetik Juli 5, 2015, dari : http://www.behdadsoft.com/Matlab-R2013a.html.
[5]. “Pengantar untuk Pemrograman Matlab”, Dipetik Juli 5, 2015, dari : https://inaseptiana.files.wordpress.com/2014/11/modul-pengantar pemrograman-matlab.pdf.
[6] “Arduino Arts”, Dipetik Juli 5, 2015, dari : http://arduinoarts.com/wp-content/uploads/2011/08/Arduino-callouts1.jpg.
[7]. “Pengenalan Arduino” Dipetik Juli 5, 2015, dari : http://www.tobuku.com/docs/Arduino-Pengenalan.pdf.
Metoda Tunning Ziegler Nichols. (2011, Mei 9). Dipetik Juli 5, 2015, dari Sistem Instrumentasi dan Kontrol: http://instrumentationsystem.blogspot.com/2011/05/metoda-tuning-ziegler-nichols.html
Wijaya, E. C. (2004). Auto Tuning PID Berbasis Metode Osilasi Ziegler-Nichols Menggunakan Mikrokontroler AT89S52 pada Pengendalian Suhu.