25
IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR SEBAGAI HELIOSTAT MENGGUNAKAN KONTROLER PID Disampaikan oleh Nama :Satya Permana Aryanto NRP: 2207 100 072 Pembimbing : Dr.Ir.Mochammad Rameli

IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR SEBAGAI HELIOSTAT MENGGUNAKAN

KONTROLER PID

Disampaikan oleh

Nama :Satya Permana Aryanto

NRP: 2207 100 072

Pembimbing : Dr.Ir.Mochammad Rameli

Page 2: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Pendahuluan

Latar Belakang

1. Mengurangi ketergantungan terhadap bahanbakar fosil

2. Ketersediaan bahan bakar fosil yang menipis

3. Penggunaan bahan bakar fosil yang dapatmenyebabkan pemanasan global

Page 3: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Permasalahan

• Permasalahan

membuat sistem pemanas yang ramahlingkungan dan meminimalisir penggunaanbahan bakar fosil

• Batasan Masalah

pergerakan matahari yang hanya pada satusumbu dan tidak menghitung intensitaspanas yang dihasilkan dari pantulan mekanikcermin pemantul

Page 4: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Tujuan

1. Mengidentifikasi dan mengembangkan model matematis untuk plant yang digunakan. Dalamhal ini motor DC.

2. Mengimplemantasikan sistem pengaturan posisicermin datar menggunakan motor DC denganmetode kontrol PID

3. Mengembangkan sistem yang hemat energi danramah lingkungan dengan memanfaatkan panasmatahari

Page 5: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Desain Kontroler PID dengan metodeZiegler-Nicholols

Respon sistem Tabel tunning PID

Page 6: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Pengaturan kecepatan motor dc

• Rumus pengaturan kecepatan motor dc

• Dari rumus diatas ada 3 cara pengaturankecepatan motor dc yaitu :

1. Dengan mengubah arus jangkar

2. Dengan mengubah tegangan

3. Dengan mengubah fluks magnet

.

.

C

RIVN aat

Page 7: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Arsitektur dan perancangan sistem

Page 8: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Kebutuhan sistem

• Diagram blok

• real system

Page 9: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Kebutuhan Sistem

• Mikrokontroler Atmega8535

• Driver L298

• Motor dc

• Sel surya

Page 10: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Kebutuhan Sistem

• Rangkaian F to V

• Matlab

• Diagram Alir

Page 11: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Proses Identifikasi Plant

diagram blok untuk keperluan identifikasikecepatan

Dilakukan identifikasi statis,pengambilan data dilakukan sebanyak 10 kali

Page 12: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Hasil Identifikasi Plant

• Didapat modellingpengaturan kecepatanmotor dc yaitu :

• Sehingga modellingpengaturan posisimotor dc menjadi

G(s) =

Page 13: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Perancangan Kontroler PID

• Blok simulink

• Respon posisi motor dc tanpa kontroler

Page 14: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Perancangan Kontroler PID

• Dari gambar, didapatkan nilai waktu tunda L = 60 ms dan waktu tunda T = 130 ms. Denganmetode Ziegler-nichols,didapatkan nilai Kp, τi, τd dengan rumus :

• Kp= 1.2 T/L = 2.6

• τi= 2L = 0.12

• τd= 0.5L = 0.03

Page 15: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Pengujian perangkat keras

Pengujian sensor encoder dengan rangkaian Fto V

Blok pengujian

pembacaan keluaran encoder dengan osiloscop

Diperoleh:1. Frekuensi maksimum yang

dikeluarkan encoder 4 khz2. Rangkaian F to V yang didesain

adalah rangkaian yang mampumelewatkan frekuensi sampai10 khz dan tegangan keluaran 0-4 volt dengan men-tunning nilaiR dan C

Page 16: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Pengujian perangkat keras

Pengujian sensor sel surya

Percobaaan Tempat Tegangan

1 Di dalam

ruangan

1.26

2 Di luar

ruangan(inten

sitas rendah)

2.04

3 Di luar

ruangan(inten

sitas tinggi)

4.02

Page 17: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Pengujian perangkat keras

Blok pengujian

diperoleh no Masukan ADC (volt) Keluaran

Driver (volt)

1 0 0

2 1 1

3 2 2

4 5 5

Page 18: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Simulasi Respon Posisi motor dc

Dengan menggunakan kontroler P

- Kp dapat mempercepat respon

- Ess masih cukup besar mencapai 30%

Page 19: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Simulasi Respon Posisi motor dc

Dengan menggunakan kontroler PI- Ada pengurangan Ess sampai menuju nol- Osilasi cukup tinggi saat start- didapatkan nilai τ = 160 ms

.

Page 20: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Simulasi Respon Posisi motor dc

Dengan menggunakan kontroler PID- Ess=o- Osilasi saat start cenderung lebih kecil dibanding kontroler

PI- Respon sedikit lebih lambat, didapat τ = 330ms

Page 21: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Hasil Implementasi• Pengambilan dilakukan sampai 12000 iterasi (secara vertikal)

• Error > 0.02 atau error < -0.02 maka akan ada aksi kontrol

• Apabila error berada di kisaran -5 sampai 5, maka akandianggap tidak ada error sehingga aksi kontrol akan konstanpada nilai tertentu

Page 22: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Hasil Implementasi

Respon posisi, diambil dari data ke 8585-8590

-didapat nilai τ yang sangat cepat, sampai 8 ms

-hal ini disebabkan penggunaan gearbox yang kurang tepat

Page 23: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

kesimpulan

• Kontroler PID dapat mengatasi permasalahankontrol posisi dengan baik, terbukti ess padaimplementasi menuju nol

• Respon posisi yang dihasilkan sangat cepat, didapat nilai τ yang sangat cepat, mencapai 8 ms,sedangkan pada hasil simulasi nilai τ 330 ms

Page 24: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

Saran

• Penggunaan Gearbox dengan diameter yang lebih besar (sekitar 10 cm)

• Identifikasi yang dilakukan denganmenggunakan identifikasi dinamis

• Menggunakan 2 buah motor agar bisabergerak sumbu x-y

Page 25: IMPLEMENTASI PENGATURAN POSISI CERMIN DATAR …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-16399-Presentation-1736286.pdf · Pengaturan Posisi Cermin Datar Menggunakan Motor DC dengan

TERIMA

KASIH