of 41/41
SISTEM KENDALI PID PADA MODUL DEBIT AIR Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan tugas mata kuliah Sistem Kendali Digital DIPLOMA III PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN ELEKTRO Oleh : Dina Maylina 131311043 Kelas 2B Dosen Pembimbing : Feriyonika, S.T., M.Sc. Eng. POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2015

LAPORAN AKHIR

  • View
    9

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Sistem kendali debit air adalah salah satu sistem kendali yang digunakan di berbagai industri. Pada industri, sistem kendali debit air biasa digunakan untuk pengolahan limbah, pertumbuhan ikan pada air deras, pengendali kran air, pembangkit listrik, dan sebagainya.

Text of LAPORAN AKHIR

  • SISTEM KENDALI PID PADA MODUL DEBIT AIR

    Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan tugas

    mata kuliah Sistem Kendali Digital

    DIPLOMA III PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

    JURUSAN ELEKTRO

    Oleh :

    Dina Maylina

    131311043

    Kelas 2B

    Dosen Pembimbing : Feriyonika, S.T., M.Sc. Eng.

    POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

    2015

  • i

    ABSTRAK

    Dina Maylina : Sistem Kendali PID pada Modul Debit Air. Laporan Akhir :

    Program Studi D3 Teknik Elektronika. Politeknik Negeri Bandung, 2015.

    Sistem kendali atau sistem kontrol pada saat ini tidak lagi diatur secara manual

    tetapi dibantu dengan kontroler sehingga lebih efektif dan efesien dalam waktu

    pengerjaan. Selain dapat mempercepat waktu kerja, pengendalian juga dapat

    mengurangi kesalahan (error) agar sistem stabil dan memastikan setiap proses

    produksi terjadi dengan baik. PID (ProportionalIntegralDerivative controller)

    merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan

    karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut. Sistem kendali PID dapat

    dilakukan beberapa metode diantaranya adalah metode Ziegler Nichols 1, Ziegler

    Nichols 2, Cohen Coon, Script Matlab, dan Script Arduino. Desain respon dengan

    menggunakan metode tersebut dapat menghasilkan suatu sistem yang stabil dan

    overshoot tidak terlalu besar. Hasil desain dengan metode tersebut terdapat nilai

    Kp, Ki, dn Kd yang akan dimasukkan pada PID. Jika terjadi overshoot maka

    sebaiknya melakukan manual tuning. Kendali debit air banyak digunakan untuk

    industri diantaranya adalah pengolahan limbah, pertumbuhan ikan pada air deras,

    pengendali kran air, pembangkit listrik, dan sebagainya.

    Kata kunci : Kendali PID, Debit Air, Ziegler Nichols, Cohen Coon, Matlab

    2013, Arduino UNO

  • ii

    ABSTRACT

    Dina Maylina : PID Control System on Water Discharge Module. Laporan

    Akhir : Electronics Engineering Depatmen. Statr Polytechnic of Baandung, 2015.

    In this nowadays, control system was not manually set but helped by cotroller so

    while in the processing time, it became effective and efficient. Other than it could

    accelerate its working time, control could also decrease error so as system

    became more stable and ensured that every prodution process work necessarily.

    PID (Proportional-Integral-Derivative Controller) is a controller that determined

    the precision of instrumental system with characteristic that has feedback in the

    system. PID Contol System could use in few methods, and few of them was Ziegler

    Nihols 1 method, Ziegler Nichols 2, Cohen Coon, Script Matlab and Script

    Arduino. Repond Design used those methods to produce a system which is stable

    and its overshoot is not too big. Design result with those methods has Kp, Ki and

    Kd as its values that will input to PDI. If overshoot happened, then it was better to

    do manual tuning. Many water discharge controller used in industry, like waste

    management, fish growth in jetted, water faucet control, power plant and many

    others.

    Keyword : PID Controller, Water Discharge, Ziegler Nichols, Cohen Coon,

    Matlab 2013, Arduino UNO.

  • iii

    KATA PENGANTAR

    Laporan ini ditulis dalam rangka memenuhi tugas mata kuliah Sistem

    Kendali Digital yang berjudul SISTEM KENDALI PID PADA MODUL DEBIT

    AIR. Dalam laporan ini dijelaskan berbagai hal berkenaan dengan sistem kontrol

    yaitu tentang desain sistem kendali pada debit air yang menggunakan beberapa

    metode diantaranya Ziegler Nichols 1 & 2, Cohen Coon, script matlab, dan script

    arduino stand alone. Dalam arduino stand alone menggunkan LCD agar

    memudahkan pengguna dalam melakukan pembacaan respon keluaan sistem

    kendali debit air.

    Harapan penulis semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak

    khusunya mahasiswa yang memerlukan terutama untuk mendukung kegiatan

    akademis. Penulis mengharapkan masukan, kritik, dan saran berbagai pihak yang

    dapat memperbaiki laporan ini.

    Bandung, 7 Juli 2015

    Penulis

  • iv

    DAFTAR ISI

    ABSTRAK ............................................................................................................... i

    ABSTRACT ............................................................................................................ ii

    KATA PENGANTAR ............................................................................................ iii

    DAFTAR ISI ........................................................................................................... iv

    DAFTAR TABEL .................................................................................................. vi

    DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. vii

    BAB I PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang Masalah ...................................................................................... 1

    1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................... 1

    1.3 Tujuan ................................................................................................................. 2

    1.4 Sistematika Penulisan ......................................................................................... 2

    BAB II LANDASAN TEORI

    2.1 PID ...................................................................................................................... 3

    2.1.1 Kontrol Proporsional .............................................................................. 3

    2.1.2 Kontrol Integral ...................................................................................... 4

    2.1.3 Kontrol Derivatif .................................................................................... 5

    2.2 Metode Ziegler Nichols....................................................................................... 6

    2.2.1 Ziegler Nichols 1 .................................................................................... 6

    2.2.2 Ziegler Nichols 2 .................................................................................... 7

    2.3 Metode Cohen Coon ........................................................................................... 8

    2.4 Matlab 2013 ........................................................................................................ 9

    2.5 Arduino UNO ...................................................................................................... 9

    BAB III METODE DAN PROSES PENYELESAIAN

    3.1 Diagram Blok ..................................................................................................... 12

    3.2 Alat dan Komponen yang Digunakan ................................................................ 12

    3.3 Perancangan dan Pengujian................................................................................ 13

    3.3.1 Catu Daya ................................................................................................. 13

  • v

    3.3.2 Set Point ................................................................................................... 13

    3.3.3 Penguat Daya ........................................................................................... 13

    3.3.4 PID ........................................................................................................... 14

    3.3.5 Modul Debit Air ....................................................................................... 15

    3.4 Perancangan Perangkat Lunak Software ............................................................ 15

    3.4.1 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 1 ..................................................... 15

    3.4.2 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 2 ..................................................... 16

    3.4.3 Sistem Kendali PID Cohen Coon ............................................................ 16

    3.4.4 Script Matlab ............................................................................................ 17

    3.4.5 Script Arduino .......................................................................................... 17

    BAB IV HASIL DAN PEMBAHASA

    4.1 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 1 ............................................................... 19

    4.2 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 2 ............................................................... 20

    4.3 Sistem Kendali PID Cohen Coon ....................................................................... 22

    4.4 Script Matlab ...................................................................................................... 23

    4.5 Script Arduino .................................................................................................... 25

    BAB V PENUTUP

    5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 30

    5.2 Saran ................................................................................................................... 31

    DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 32

  • vi

    DAFTAR TABEL

    Tabel.1 Parameter PID .............................................................................................. 5

    Tabel.2 Penentuan Parameter PID Ziegler Nichols 1 ............................................... 7

    Tabel.3 Penentuan Parameter PID Ziegler Nichols 2 ............................................... 8

    Tabel.4 Rumus Perhitungan Cohen Coon ................................................................. 7

    Tabel.5 Indeks Board Arduino ................................................................................. 10

    Tabel.6 Data PID Ziegler Nichols 1 ......................................................................... 19

  • vii

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar.1 Kurva S ..................................................................................................... 6

    Gambar.2 Penentuan Parameter L dan T .................................................................. 6

    Gambar.3 Input Step dan Sinyal Respon .................................................................. 7

    Gambar.4 Sinyal Respon ........................................................................................... 7

    Gambar.5 Matlab 2013.............................................................................................. 9

    Gambar.6 Arduino..................................................................................................... 9

    Gambar.7 Diagram Blok Sistem Kendali Debit Air ................................................ 12

    Gambar.8 Realisasi Diagram Blok ........................................................................... 12

    Gambar.9 Modul Catu Daya .................................................................................... 13

    Gambar.10 Modul Set Point ..................................................................................... 13

    Gambar.11 Modul Penguat Daya ............................................................................. 14

    Gambar.12 Modul PID ............................................................................................. 14

    Gambar.13 Modul Debit Air .................................................................................... 15

    Gambar.14 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 1 .................................................. 15

    Gambar.15 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 2 .................................................. 16

    Gambar.16 Sistem Kendali PID Cohen Coon .......................................................... 16

    Gambar.17 Flowchar Script Matlab ......................................................................... 17

    Gambar.18 Flowchar Script Arduino ....................................................................... 18

    Gambar.19 Respon dan Desain Respon Sistem Kendali Ziegler Nichols 1 ............ 19

    Gambar.20 Plan Sistem Kendali Debit Air Ziegler Nichols 1 dengan PID ............. 19

    Gambar.21 Respon Sistem Kendali Ziegler Nichols 2 ............................................ 20

    Gambar.22 Desain Respon Sistem Kendali Ziegler Nichols 2 ................................ 20

    Gambar.23 Respon Ziegler Nichols 2 Sebelum Manual Tuning ............................. 21

    Gambar.24 Respon Ziegler Nichols 2 Setelah Manual Tuning ............................... 21

    Gambar.25 Respon Sistem Kendali Cohen Coon .................................................... 22

  • viii

    Gambar.26 Desain Respon Sistem Kendali Cohen Coon ........................................ 22

    Gambar.27 Respon PID Script Matlab..................................................................... 24

    Gambar.28 Respon PID Script Matlab Setelah Manual Tuning ............................. 25

    Gambar.29 Realisasi Plan Sistem Kendali Debit Air Script Arduino ...................... 25

    Gambar.30 Respon Sistem Kendali Debit Air Script Aarduino .............................. 27

    Gambar.31 Realisasi Plan Sistem Kendali Debit Air Script Arduino Stand Alone . 28

    Gambar.32 Respon Sistem Kendali Debit Air Stand Alone .................................... 29

  • 1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang

    Sistem kendali debit air adalah salah satu sistem kendali yang

    digunakan di berbagai industri. Pada industri, sistem kendali debit air biasa

    digunakan untuk pengolahan limbah, pembesaran ikan pada air deras,

    pengendali kran air, pembangkit listrik, dan sebagainya.

    Dalam sistem kendali debit air terdapat perangkat kontroler yang

    disebut dengan PID. Konteoler PID adalah kontroler untuk menentukan

    presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan

    balik pada sistem tesebut.

    Proses pengendalian PID digunakan beberapa metode diantaranya

    adalah metode Ziegler Nichols 1 dan Ziegler Nichols 2. Metode tersebut

    dapat menggunakan software MATLAB dan Arduino. Untuk melakukan

    proses manual tuning menggunakan software matlab. Dimana matlab

    dapat digunakan untuk simulasi dan desain metode Ziegler Nichols 1 dan

    2. Melakukan simulasi dan perancangan pada matlab menggunakan

    simulink agar dapat melihat respon dari plant tersebut dan dan desai reson

    tersebut untuk memahami dasar PID. Desain matlab dapat digunakan

    untuk mencari nilai Kp, Ki, dan Kd untuk manual tuning agar

    menghasilkan respon yang stabil.

    Arduino dan matlab dapat berbuhungan apabila disambungkan

    melalui komunikasi serial. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan

    untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah

    laptop dengan sebuah kabel USB.

    Pada laporan ini penulis menulis tentang hasil praktikum yang

    dilakukan tentang sistem kendali plant debit air yang menggunakan matlab

    dan arduino. Dimana dalam mendesain respon, digunakan metode Ziegler

    Nichols 1 dan 2. Respon yang ditampilkan akan didesain secara manual

    dengan 2 metode tersebut untuk mencari nilai Kp, Ki, dan Kd yang

    kemudian akan diaplikasikan pada PID.

    1.2 Rumusan Masalah

    Berdasarkan permasalahan yang terdapat pada latar belakang, disusun

    rumusan masalah sebagai berikut:

    1. Bagaimana respon debit air sebelum menggunakan PID?

    2. Metode apa yang digunakan untuk mendesain repon?

    3. Bagaimana respon debit air setelah menggunakan PID?

  • 2

    1.3 Tujuan

    Tujuan dari pembuatan laporan ini adalah:

    1. Menggambarkan respon debit air sebelum menggunakan PID.

    2. Memahami metode yang digunakan untuk mendesain respon debit air.

    3. Menggambarkan respon debit air setelah menggunakan PID.

    1.4 Sistematika Penulisan

    Laporan ini terdiri dari 5 bab. Bab pertama yaitu bab pedahuluan

    diantaranya adalah latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan, dan

    sistematika penulisan. Bab 2 landasan teori tentang pengertian kendali PID

    kontrol, metode Metode Ziegler Nichols 1 dan 2, Cohen Cooc, MATLAB,

    Arduio UNO. Bab 3 metode dan proses penyelesaian terdiri dari sub bab

    yang membahasa tentang proses pengerjaan seperti diagram blok, alat dan

    komponen yang digunakan, perancangan dan pengujian. Bab 4 hasil dan

    pembahasan, hasil dari percobaan yang telah dilakukan serta pembahasan

    dari data tersebut dengan menggunakan beberapa metode yang terdiri dari

    sub bab sistem kendali PID Ziegler Nichols 1, sistem kendali PID Ziegler

    Nichols 2, Sistem Kendali PID Cohen Coon, Script Matlab, dan Script

    Arduino. Bab 5 berisi tentang kesimpulan dari data praktkum dan saran

    yang diajukan oleh penulis.

  • 3

    BAB II

    LANDASAN TEORI

    2.1 PID

    Kontroller PID merupakan jumlahan dari keluaran kontroller

    proportional, keluaran kontroller integral dan keluaran kontroller

    derivative. Sistem kontrol PID terdiir dari 2 buah cara pengaturan yairu

    kontrol P (Proportional), I (Integral), dan D (Derivative). Dalam

    perancangna sistem kontrol PID yang perlu dilakukan adalah mengatur

    parameter P, I dan D agar respon sinyal keluaran sistem terhadap masukan

    sebagaimana yang diinginkan. Adapun persamaan Pengontrol PID adalah :

    Keterangan :

    mv(t) = output dari pengontrol PID atau Manipulated Variable

    Kp = konstanta Proporsional

    Ti = konstanta Integral

    Td = konstanta Detivatif

    e(t) = error (selisih antara set point dengan level aktual)

    Komponen kontrol PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu Proportional,

    Integratif dan Derivatif. Ketiganya dapat dipakai bersamaan maupun

    sendiri-sendiri tergantung dari respon yang kita inginkan terhadap suatu

    plant.

    2.1.1 Kontrol Proporsional

    Kontrol P jika G(s) = kp, dengan k adalah konstanta. Jika u = G(s) e

    maka u = Kp e dengan Kp adalah Konstanta Proporsional. Kp berlaku

    sebagai Gain (penguat) saja tanpa memberikan efek dinamik kepada

    kinerja kontroler. Penggunaan kontrol P memiliki berbagai keterbatasan

    karena sifat kontrol yang tidak dinamik ini. Walaupun demikian dalam

    aplikasi-aplikasi dasar yang sederhana kontrol P ini cukup mampu untuk

    memperbaiki respon transien khususnya rise time dan settling time.

    Pengontrol proporsional memiliki keluaran yang sebanding/proporsional

    dengan besarnya sinyal kesalahan (selisih antara besaran yang diinginkan

    dengan harga aktualnya). Ciri-ciri pengontrol proporsional :

    a. Jika nilai Kp kecil, pengontrol proporsional hanya mampu melakukan

    koreksi kesalahan yang kecil, sehingga akan menghasilkan respon

    sistem yang lambat (menambah rise time).

    b. Jika nilai Kp dinaikkan, respon/tanggapan sistem akan semakin cepat

    mencapai keadaan mantapnya (mengurangi rise time).

  • 4

    c. Namun jika nilai Kp diperbesar sehingga mencapai harga yang

    berlebihan, akan mengakibatkan sistem bekerja tidak stabil atau respon

    sistem akan berosilasi.

    d. Nilai Kp dapat diset sedemikian sehingga mengurangi steady state

    error, tetapi tidak menghilangkannya.

    2.1.2 Kontrol Integral

    Pengontrol Integral berfungsi menghasilkan respon sistem yang

    memiliki kesalahan keadaan mantap nol (Error Steady State = 0 ). Jika

    sebuah pengontrol tidak memiliki unsur integrator, pengontrol

    proporsional tidak mampu menjamin keluaran sistem dengan kesalahan

    keadaan mantapnya nol.

    Jika G(s) adalah kontrol I maka u dapat dinyatakan sebagai

    u(t)=[integral e(t)dT]Ki dengan Ki adalah konstanta Integral, dan dari

    persamaan di atas, G(s) dapat dinyatakan sebagai u=Kd.[delta e/delta t]

    Jika e(T) mendekati konstan (bukan nol) maka u(t) akan menjadi sangat

    besar sehingga diharapkan dapat memperbaiki error. Jika e(T) mendekati

    nol maka efek kontrol I ini semakin kecil. Kontrol I dapat memperbaiki

    sekaligus menghilangkan respon steady-state, namun pemilihan Ki yang

    tidak tepat dapat menyebabkan respon transien yang tinggi sehingga dapat

    menyebabkan ketidakstabilan sistem. Pemilihan Ki yang sangat tinggi

    justru dapat menyebabkan output berosilasi karena menambah orde system

    Keluaran pengontrol ini merupakan hasil penjumlahan yang terus

    menerus dari perubahan masukannya. Jika sinyal kesalahan tidak

    mengalami perubahan, maka keluaran akan menjaga keadaan seperti

    sebelum terjadinya perubahan masukan. Sinyal keluaran pengontrol

    integral merupakan luas bidang yang dibentuk oleh kurva kesalahan /

    error. Ciri-ciri pengontrol integral :

    a. Keluaran pengontrol integral membutuhkan selang waktu tertentu,

    sehingga pengontrol integral cenderung memperlambat respon.

    b. Ketika sinyal kesalahan berharga nil, keluaran pengontrol akan

    bertahan pada nilai sebelumnya.

    c. Jika sinyal kesalahan tidak berharga nol, keluaran akan menunjukkan

    kenaikan atau penurunan yang dipengaruhi oleh besarnya sinyal

    kesalahan dan nilai Ki.

    d. Konstanta integral Ki yang berharga besar akan mempercepat

    hilangnya offset. Tetapi semakin besar nilai konstanta Ki akan

    mengakibatkan peningkatan osilasi dari sinyal keluaran pengontrol.

  • 5

    2.1.3 Kontrol Derivatif

    Keluaran pengontrol diferensial memiliki sifat seperti halnya suatu

    operasi derivatif. Perubahan yang mendadak pada masukan pengontrol

    akan mengakibatkan perubahan yang sangat besar dan cepat. 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

    magnitudenya sangat dipengaruhi oleh kecepatan naik dari

    fungsi ramp dan factor konstanta Kd,

    Sinyal kontrol u yang dihasilkan oleh kontrol D dapat dinyatakan

    sebagai G(s)=s.Kd Dari persamaan di atas, nampak bahwa sifat dari

    kontrol D ini dalam konteks kecepatan atau rate dari error. Dengan sifat

    ini ia dapat digunakan untuk memperbaiki respon transien dengan

    memprediksi error yang akan terjadi. Kontrol Derivative hanya berubah

    saat ada perubahan error sehingga saat error statis kontrol ini tidak akan

    bereaksi, hal ini pula yang menyebabkan kontroler Derivative tidak dapat

    dipakai sendiri. Ciri-ciri pengontrol derivatif :

    a. Pengontrol tidak dapat menghasilkan keluaran jika tidak ada

    perubahan pada masukannya (berupa perubahan sinyal kesalahan)

    b. Jika sinyal kesalahan berubah terhadap waktu, maka keluaran yang

    dihasilkan pengontrol tergantung pada nilai Kd dan laju perubahan

    sinyal kesalahan.

    c. Pengontrol diferensial mempunyai suatu karakter untuk mendahului,

    sehingga pengontrol ini dapat menghasilkan koreksi yang signifikan

    sebelum pembangkit kesalahan menjadi sangat besar. Jadi pengontrol

    diferensial dapat mengantisipasi pembangkit kesalahan, memberikan

    aksi yang bersifat korektif dan cenderung meningkatkan stabilitas

    sistem.

    d. Dengan meningkatkan nilai Kd, dapat meningkatkan stabilitas sistem

    dan mengurangi overshoot.

    Efek dari setiap pengontrol Proporsional, Integral dan Derivatif pada

    sistem lup tertutup disimpulkan pada tabel berikut ini :

    Tabel 1. Parameter PID

  • 6

    2.2 Metode Ziegler Nichols

    Metoda ini merupakan 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 Ziegler-Nichols ini dapat digunakan pada sistem open loop

    dan closed loop. Sistem closed loop adalah sistem yang menggunakan

    feedback untuk mengontrol, sedangkan sistem open loop adalah sistem

    yang output-nya tidak dibandingkan dengan input. Metode Ziegler

    Niichols dibagi menjadi 2 yaitu ziegler Nichols 1 dan Ziegler Nichols 2.

    2.2.1 Ziegler Nichols 1

    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 1. Kurva S

    Gambar 2. Penentuan parameter L dan T

  • 7

    Formula PID yang telah disebutkan sebelumnya, kemudian dijabarkan

    sebagai berikut :

    Dengan menggunakan formula PID di atas dan nilai parameter L dan

    T, maka dapat diperoleh nilai Ki, Ti, dan Td. Secara lebih ringkasnya

    perhatikan tabel.

    Tabel 2. Penetuan Parameter PID Ziegler Nichols 1

    2.2.2 Ziegler Nichols 2

    Dalam penalaan PID Ziegler-Nichols metode 2 ini dimana sistem diset

    yang memiliki umpan balik dengan menggunakan Kendali Proporsional

    (Kp) / Gain sebagai kontroller (Ki dan Kd diset 0/off).

    Gambar.3 Input Step dan Sinyal Respon

    Menurut gambar.3, sistem tersebut diberi input step kemudian Kp

    diatur sampai terjadinya sustained oscillation (osilasi terus menerus).

    Mulai dengan nilai Kp kecil/nol lalu perbesar Kp sampai osilasi terus

    menerus (sustained oscillation) terjadi.

    Gambar.4 Sinyal Respon

  • 8

    Besar Kp saat sustained oscillation adalah nilai penguatan yang

    disebut dengan Kcr dan periode osilasi (Pcr) atau cross over. Untuk

    menentukan Kp, Ti, Td dapat dilihat berdasarkan tabel berikut:

    Tabel 3. Parameter PID Ziegler Nichols 2

    Jadi,

    Kp = 0.6*Kcr Ti = 0.5*Pcr

    Ki = Kp/Ti Td = 0.125*Pcr

    Kd = Kp*Td

    Sedangkan untuk manual tuning atau memaksimalkan respon yang

    diinginkan, menggunakan tabel di bawah ini. Namun perhatikan terlebih

    dahulu kondisi respon yang dibutuhkan apakah rise time, overshoot,

    settling time, atau steady state kemudian baru melihat parameter mana

    yang akan diubah.

    2.3 Metode Cohen Coon

    Cohen coon dapat mendeain PD-controller untuk plan yang memiliki

    deadtime yang besar. Tahap mendesain dengan metode ini, awalnya plan

    diberi input step lalu diberi respon dan dibiarkan sampai mencapai steady

    state dan terdapat sinyal perubahan muncul yang akan dipakai untuk

    mendesain kendali.

    Terdapat delay yang perlu dicatat ketika change in CO. d adalah

    waktu delay, untuk time constan harus 0,63 dari proses value yang

    diukur. Gain dihitung dari perbandingan antara perubahan dari proses

    value atau respon (change in PV) dibanding dengan perubahan pada

    control output (change in CO).

    gp =

    Table.4 Rumus Perhitungan Cohen Coon

  • 9

    2.4 MATLAB 2013

    Gambar.5 Matlab 2013

    Matlab (Matrix Laboratory) merupakan software apllikasi interaktif

    untuk komputasi numerik dan visualisasi data. Dengan menggunakan

    bahasa tingkat tinggi (high level language), matlab sagat mudah untuk

    dioperasikan oleh penggunanya. Matlab banyak digunakan oleh kalangan

    akademisi maupun industri.

    Tampilan desktop matlab terdiri dari Current Folder, Toolstrip,

    Command Window, Workspace, dan Comman History.

    1. Current Folder = lokasi folder yang digunakan

    2. Toolstrip = tombol fungsi perintah

    3. Command Window = jendela perintah utama

    4. Workspace = lokasi variabel yang digunakan

    5. Command History = rekaman perintah yang telah dilakukan

    2.5 Arduino Uno

    Gambar.6 Arduino

    Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan

    pada ATmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output

    (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog,

    sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack,

  • 10

    sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat

    semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah

    menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau

    mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan

    baterai untuk memulainya.

    Arduino Uno berbeda dari semua board Arduino sebelumnya, Arduino

    UNO tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya,

    fitur-fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai ke versi R2) diprogram

    sebagai sebuah pengubah USB ke serial. Revisi 2 dari board Arduino Uno

    mempunyai sebuah resistor yang menarik garis 8U2 HWB ke ground,

    yang membuatnya lebih mudah untuk diletakkan ke dalam DFU mode.

    Revisi 3 dari board Arduino UNO memiliki fitur-fitur baru sebagai

    berikut:

    Pinout 1.0: ditambah pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya yang diletakkan dekat dengan pin RESET,

    IOREF yang memungkinkan shield-shield untuk menyesuaikan

    tegangan yang disediakan dari board. Untuk ke depannya, shield akan

    dijadikan kompatibel/cocok dengan board yang menggunakan AVR

    yang beroperasi dengan tegangan 5V dan dengan Arduino Due yang

    beroperasi dengan tegangan 3.3V. Yang ke-dua ini merupakan sebuah

    pin yang tak terhubung, yang disediakan untuk tujuan kedepannya.

    Sirkit RESET yang lebih kuat

    Atmega 16U2 menggantikan 8U2 Uno berarti satu dalam bahasa Itali dan dinamai untuk menandakan

    keluaran (produk) Arduino 1.0 selanjutnya. Arduino UNO dan versi 1.0

    akan menjadi referensi untuk versi Arduino selanjutnya. Arduino UNO

    adalah sebuah seri terakhir dari board Arduino USB dan model

    referensi untuk papan Arduino. untuk melihat perbandingan dengan

    versi sebelumnya, lihat indeks dari board Arduino.

    Tabel.5 Indeks Board Arduino

    Mikrokontroler ATmega328

    Tegangan pengoperasian 5V

    Tegangan input yang

    disarankan 7-12V

    Batas tegangan input 6-20V

    Jumlah pin I/O digital 14 (6 di antaranya menyediakan keluaran

    PWM)

    Jumlah pin input analog 6

    Arus DC tiap pin I/O 40 mA

  • 11

    Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

    Memori Flash 32 KB (ATmega328), sekitar 0.5 KB

    digunakan oleh bootloader

    SRAM 2 KB (ATmega328)

    EEPROM 1 KB (ATmega328)

    Clock Speed 16 MHz

  • 12

    BAB III

    METODE DAN PROSES PENYELESAIAN

    3.1 Diagram Blok

    Gambar.7 Diagram Blok Sistem Kendali Debit Air

    Keterangan

    Input : modul catu data

    Proses : setpoint, PID, dan penguat

    Output : plan

    Berikut adalah diagram blok realisasi plan sistem kendali debit air.

    Gambar.8 Realisasi Diagram Blok

    3.2 Alat dan Komponen yang Digunakan

    Alat dan Komponen yang digunakan dalam praktikum ini adalah :

    1. Modul Catu Daya

    2. Modul Setpoint

    3. Modul PID

    4. Modul Penguat

    5. Modul Plan Debit Air

    6. Laptop

    7. Arduino Uno

    8. Multimeter

    9. Connector

    Software pendukung:

    1. Matlab 2013

    2. Arduino

    3. Microsoft Excel 2010

    4. Microsoft Word 2010

    INPUT PROSES OUTPUT

  • 13

    3.3 Perancangan dan Pengujian

    3.3.1 Catu Daya

    Gambar.9 Modul Catu Daya

    Catu daya adalah suatu alat atau perangkat elektronik yang berfung

    untuk mengubah arus AC menjadi arus DC. Terdapat tombol untuk

    mengatur besarnya tegangan yang keluar, jalur ground brwarna hitm, jalur

    tegangan positif berwarna merah, dan jalur tegangan negatif berwarna

    hijau. Untuk menghubungkn antar jalur dengan menggunakan konektor.

    3.3.2 Set Point

    Gambar.10Modul Set Point

    Set point adalah elemen yang digunakan untu menyatakan nilai yang

    dikehendaki atau nilai referensi dari variabel dinamik atau variabel yang

    dikendalikan dari suatu sistem. Ada 2 pilihan untuk tegangan keluaran

    yaitu 0-10V dan (-10V)-(+10V). Jika minus 10, nilai tengah adalah 0V dan

    jika tegangan 0-10V nilai tengahnya adalah 5V.

  • 14

    3.3.3 Penguat Daya

    Gambar.11 Modul Penguat Daya

    Penguat daya adalah suatu rangkaian yang digunakan untuk

    menguatkan atau meperbesar sinyal masukan. Jika diberi suatu tegangan

    input, maka tegangan keluarannya menjadi 2 kali lipat dari tegangan input.

    3.3.4 PID

    Gambar.12 Modul PID

    Proportional Integral Derivative atau PID merupakan kontroler untuk

    menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya

    umpan balik pada sistem tersebut. Komponen ontrol PID ini terdiri dari 3

    jenis yaitu Proportional, Integratif, dan Derivatif. Ketiganya dpat dipakai

    bersamaan maupun sendiri-sendiri tergantung dari respon yang kita

    inginkan terhadap suatu plan.

  • 15

    3.3.5 Modul Debit Air

    Gambar.13Modul Debit Air

    Modul debit air adalah modul tentang kecepatan aliran air per satuan

    waktu dimana pada ooutput modul tersebut terdapat tulisan yang artinya

    dalam tegangan 1V, tangki akan menampung air sebanyak 10 liter dalam

    waktu satu jam. Modul debit air ini terdiri 2 tangki dimana tangki yang

    pertama untuk input yang terhubung dengan modul penguat daya dan

    tangki yang kedua untuk output respon yang akan diumpan balikkan pada

    modul PID.

    3.4 Perancangan Perangkat Lunak Software

    3.4.1 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 1

    Gambar.14 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 1

    Mengatur gain sesuai dengan modul yang digunakan. Tertulis pada

    modul debit air bahwa setiap tegangan 1V menghasilkan 10 liter air per

    jam sehingga gain 10. Scope akan menggambarkan bentuk respon.

  • 16

    3.4.2 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 2

    Gambar.15 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 2

    Mengatur nilai Kp pada modul PID sampai terjadi osilasi yang

    kemudian akan didesain kembali. Menghitung waktu di matlab dan waktu

    real.

    3.4.3 Sistem Kendali PID Cohen Coon

    Gambar.16 Sistem Kendali PID Cohen Coon

    Mengatur tegangan input dan output supaya jika dibandingkan

    hasilnya sama dengan 1. Jika sudah diatur, masukkan nilai Ti dan Td pada

    modul PID. Nilai Ti dan Td sesuai dengan perhitungan pada Ziegler

    Nichols 2.

  • 17

    3.4.4 Script Matlab

    Gambar.17 Flowchart Script Matlab

    Berdasarkan gambar.17 berikut keterangan:

    a. nilai setpoint langsung dimasukkan namun nilainya dtentukan. Time

    sampling PID, dan error awal hanya untuk perhitungn. Setting arduino

    dan pin yang akan digunakan.

    b. Dimulai ketika start = 1, pengulangan akan dilakukan sampai start

    tidak sama dengan 1.

    c. Membaca process value sebagai umpan balik dan menghitung error,

    error integral, dan error differential.

    d. Menghitugn PID dari persamaan di atas.

    e. Mengeluarkan hasil perhitungan PID.

    f. Melihat respon yang dihasilkan.

    g. Mengatur error, dimana error sekarang dan errorI sekarang pada

    pengulangan selanjutnya disebut menjadi error sebelumnya.

    h. Jika start = 1 maka akan terus melakukan pengulangan, jika start tidak

    sama dengan 1 maka selesai atau tidak melakkukan pengulangan

    kembali.

    3.4.5 Script Arduino

    Dalam percobaan kali ini, beda dari percobaan sebelumnya karena

    tidak memakai matlab atau komputer lagi untuk mengendaikan plan. Pada

    percobaan sebelumnya, telah merealisasikan desain kendali dengan

    simulink dimana PID didesain dengan 2 cara. Cara pertama dengan

    mengggunakan hasil identifikasi lalu menggunakan toolbox matlab. Cara

    kedua dengan menggunakan Ziegler Nichols 1. Percobaan sebelumnya

    bertujuan agar dapat memahami terlebih dahulu dan fokus terhadap desain.

  • 18

    Selain direalisasikan ke dalam simulink, dapat juga dicoba dalam

    script. Script yang akan dicoba kali ini adalah scrip pada arduino. berikut

    flowchart PID Script:

    Gambar.18 Flowchart Script Arduino

    Pada flowchart gambar.18, nilai set point diambil dari luar atau analog

    input dari arduino dapat memakai potensiometer. Sampling (Kp, Ki, Kd)

    sama seperti hasil praktikum sebelumnya. Pengulangan pada arduino

    otomastis dimana void loop berulang terus. Analog 0 di arduino berperan

    sebagai set point.

  • 19

    BAB IV

    HASIL DAN PEMBAHASAN

    4.1 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 1

    Hasil pada scope dan desain scope untuk menghubungkan dengan

    umpan balik.

    Gambar.19 Respon dan Desain Respon Sistem Kendali Ziegler Nichols 1

    Waktu nyata senilai 1 detik, namun pada waktu matlab senilai 14,68

    detik artinya terdapat perbedaan waktu 2,68 deyik. Berikut hasil

    perhitungan nili Kp, Ti, dan Td.

    Tabel.6 Data PID Ziegler Nichols 1

    Mengaplikasikan nilai Kp, Ti, dan Td di atas pada plan sistem kendali

    debit air menggunakan PID dan mengamati respon yang muncul apakah

    over shoot atau tidak. Di bawah ini merupakan respon yang muncul setelah

    nilai Kp, Ti, dan Td dimasukkan pada modul PID.

    Gambar.20 Plan Sistem Kendali Debit Air Ziegler Nichols 1 dengan PID

    Hasilnya hampir tidak terjadi over shoot, kalaupun terdapat overshoot

    kemungkinan yang dihasilkan kecil karena debit air sedikit waktu delay.

  • 20

    4.2 Sistem Kendali PID Ziegler Nichols 1

    Berikut respon yang dihasilkan dan yang telah didesain untuk

    mendapatkan nilai Kp, Ti, dan Td.

    Gambar.21 Respon Sistem Kendali Ziegler Nichols 2

    Gambar.22 Desain Respon Sistem Kendali Ziegler Nichols 2

    Waktu di matlab Waktu real

    Kcr = 105 Kcr = 61,5

    Pcr = 16,2 7,544 = 8,656 Pcr = 0,8656

    Kp = 0,6 * Kcr Kp = 0,6 * Kcr

    = 0,6 * 105 = 63 = 0,6 * 61,5 = 36,9

    Ti = 0,5 * Pcr Ti = 0,5 * Pcr

    = 0,5 * 8,656 = 4,328 =0,5* 0,8656 =0,4328

    Td = 0,125 * Pcr Td = 0,125 * Pcr

    = 0,125 * 8,656 = 1,082 = 0,125*0,8656 = 0,1082

    Ki = Kp : Ti Ki = Kp : Ti

    = 63 : 4,328 = 14,55637708 = 36,9 : 0,4328

    Kd = Kp * Td Kd = Kp * Td

    = 63 * 1,082 = 68,166 = 36,9 * 1,082

    T = 100 t = 10

  • 21

    Analisa perhitungan

    - Untuk mencari Pcr, diketahui Pcr pada matlab 8,656, T (waktu

    matlab) = 100, dan t (waktu real) = 10

    =

    =

    Pcr =

    = 0,8656

    - Untuk mencari Kcr, ukur tegangan output pada gain dan tegangan

    input. Tegangan yang didapat :

    Vout = 6,15 V

    Vin = 0,1 V

    Kcr =

    =

    = 61,5

    Jika sudah didapat nilai Kp, Ti, dan Td dalam waktu real. Masukkan

    nilai Kp, Ti, dan Td pada modul PID sesuai dengan perhitungan di atas

    kemudian megamati respon plan tersebut sebelum melakukan manual

    tuning

    Gambar.23 Respon Ziegler Nichols 2 Sebelum Manual Tuning

    Masih sedikit mengalami overshoot, maka untuk mengurangi

    overshoot mengatur gainnya supaya tidak terlalau overshoot. Dan berikut

    hasil manual tuning:

    Gambar.24 Respon Ziegler Nichols 2 Setelah Manual Tuning

  • 22

    4.3 Sistem Kendali Cohen Coon

    Mengatur tegangan input dan output supaya jika dibandingkan

    hasilnya 1. Jika sudah diatur, masukkan nila ti, dan td pada modul PID.

    Nilai Ti dan Td sesuai dengan perhitungan pada ziegler nichols 2.

    Gambar.25Respon Sistem Kendali Cohen Coon

    Desain respon yang dihasilkan:

    Gambar.26 Desain Respon Sistem Kendali Cohen Coon

    Dimana :

    Perubahan PV = 18,75 11,57 = 7,18

    Perubahan CO = 30,94 24,96 = 5,98

    gp =

    = 1,4

    Deadtime (d) = 150,6 148,4 = 2,2

    Untuk mencari nilai time constant (), = 0,63 * perubahan PV

    = 0,63 * 7,18 = 4,5234

    Jika diukur dari Y = 0, = 11,57 + 4,5234 = 16,0934

    Jadi, nilai time constant (), = 159,3

    Menentukan parameter PID (Kp, Ti, dan Td) berdasarkan perhitungan

    rumus:

    Kp =

    (

    + 0,185)

    =

    (

    + 0,185) = 70,0015

  • 23

    Ti = 2,5

    = 2,5*2,2

    = 5,472

    Td = 0,37

    = 0,37 * 2,2

    = 0,812

    4.4 Script Matlab

    Dari percobaan yanng menggunakan metode Ziegler Nichols 1 dan 2

    didapat nilai Kp, Ki, dan Kd yang kemudian akan dimasukkan ke dalam

    program script matlab karena dalam percobaan script matlab tidak perlu

    menggunakan simulink matlab. Berikut merupakan script yang digunakan

    pada matlab unntuk melihat hasil respon berdasarkan nilai Kp, Ki, dan Kd

    yang ditentukan.

  • 24

    Mengamati respon yang dihasilkan dari perhitungan Kp, Ki, dan Kd

    yang dihasilkan dari percobaan sebelumnya.

    Kp = 1,2

    Ti = 2L Td = 0,5L

    Ki =

    Kd = Kp.Td

    Nilai Kp, Ki, dan Kd berdasarkan data dari percoban metode Ziegler

    Nichols 1. Namun ketika program dijalankan, respon yang ditampilkan

    terjadi overshoot seperti gamar di bawah ini:

    Gambar.27 Respon PID Script Matlab

  • 25

    Untuk mengurangi overshoot tersebut, pada script matlab diubah nilai

    Kp dan Ki menjadi lebih kecil dn respon yang keluar pun overshootnya

    lebih kecil dari sebelumnya.

    Gambar.28 Respon PID Script Matlab Setelah Manual Tuning

    4.5 Script Arduino

    Analog 0 di arduino berperan sebagai set point yang dihubungkan

    dengan potensiometer. Pada percobaan pertama masih menggunakan

    komputer untuk menampilkan hasilnya. Berikut rangkaian dan script

    arduino:

    Gambar.29 Realisasi Plan Sistem Kendali Debit Air Script Arduino

  • 26

    Pin 6 sebagai output dengan waktu sampling (Ts) = 0.1, sesuai dengna

    perhitungan pada percobaan sebelumnya dimana 0,1 berasal dari waktu

    real dibagi waktu matlab (10/100). Script arduino tidak perlu

  • 27

    menggunakana fungsi round seperti pada script matlab tetapi

    menggunakan fungsi integer sehingga otomatis bilangan bulat.

    Serial begin digunakan untuk memonitor kondisi di port arduino agar

    mengetahui kondisinya. Untuk perhitungna error, setpoint dikalikan

    dengan 0,0049 agar hasilnya 5 karena kuantisainya 0-1023. Nilai Kp, Ki,

    dan Kd berdasarkan hasil perhitungan pada percobaan sebelumnya yaitu

    percobaan ke 7. Dan di bawah ini merupakan hasil dari pengendali kondisi

    setpoint dan respon:

    Gambar.30 Respon Sistem Kendali Debit Air Script Arduino

    Hasil di atas dinyatakan cukup bagus karena dapat mengikuti setpoint

    dan sedikit error kemungkinan disebabkan ketidaksempurnaan dalam

    koneksi.

    Untuk percobaan kedua, sama dengan percobaan pertama namun pada

    kali ini menggunakan LCD untuk menampilkan nilai set point dan repon

    dari plan debit air. Sehingga laptop digunakan hanya untuk memrogram,

    jika selesai memrogram makan arduino tidak perlu dikoneksikan kembali

    ke laptop.

    Terdapat perubaahan program diantaranya pada baris awal ditandai

    dengna #include berfungsi untuk menginstruksikan compiler yang

    menyisipkan file lain, kalau dalam program agar terkoneksi dengan LCD.

    Nilai Kp, Ki, dan Kd berubah berdasarkan percobaan ke 6 dan terdapat

    program tambahan untuk menampilkan repon pada LCD. Di bawah ini

    merupakan rangkaian program yang akan digunakan pada percobaan

    kedua:

  • 28

    Gambar.31 Realisasi Plan Sistem Kendali Debit Air Script Arduino

    Stand Alone

    Terdapat instruksi Setpoint1=35 untuk membatasi keluaran setpoint

    karena pada keluaran respon tegangannya 3,5V tetapi satuannya dalam 10

  • 29

    liter sehingga tegangan kelluaran tersebut dikalikan dengan 10 dan

    setpoint tidak boleh melebihi dari tegangna keluaran respon.

    Dalam kolom terakhir dari program tersebut untuk mengatur nilai

    yang dikelluarkan pada LCD sesuai dengan satuan yang terdapat pada

    respon. Hasil setpoint dan respon yang ditampilkan pada LCD:

    Gambar.32 Respon Sistem Kendali Debit Air Stand Alone

    Hasilnya sama dengan percobaan pertama yaitu respon mengikuti

    setpoint dan sedikit error. Namun, ketika sepoint diubah menjadi lebih

    kecil respon lama untuk mengikuti sepoint. Hal ini kemungkinan

    disebabkan oleh pengaturan K, Ki, Kd yang kurang akurat atau

    dikarenakan oleh sensor yang sudah tidak sensitif.

  • 30

    BAB V

    KESIMPULAN DAN SARAN

    5.1 Kesimpulan

    Berdasarkan proses penyelesaian dan hasil yang didapat, dapat

    disimpulkan bahwa untuk percobaan sistem kendali debit air dapat

    menggunakan 5 metode diantaranya adalah Ziegler Nichols 1, Ziegler

    Nichols 2, Cohen Coon, Script Matlab dan Script Arduino. Berikut

    kesimpulan berdasarkan metode tersebut :

    1. Sistem Kendali Ziegler Nichols 1

    Dengan mengatur setpoint, kita dapat mengendalikan suatu sistem

    kendali debit air sesuai yang diinginkan sehingga muncul suatu respon.

    Pada sistem kendali debit air ini, overshoot yang dihasilkan sagat kecil

    dan tidak terlihat sehingga seperti tidak terjadi overshoot. Waku delay

    pada sistem ini pun sangat kecil.

    2. Sistem Kendali Ziegler Nichols 2

    Untuk menghasilkan respon yang berosilasi terus menerus dengan

    cara mengatur gain. Jika sudah mendapatkan reson dari pant tersebut,

    desain respon untuk mencari nilai Ti dan Td baik untuk waktu real

    ataupun waktu di matlab. Dimana waktu real (t) = 10s dan waktu

    matlab (T) = 100s. Yang dimasukkan ke modul PID, nilai Ti dan Td

    untuk percobaan kali ini adalah pada saat waktu real. Nilai Ti = 0,4328

    dan Td = 1,082. Jika respon yang dihasilkan masih mengalami

    overshoot, maka lakukan manual tuning dengan cara mengurangi nilai

    Kp dan Ki, dan menambah nila Kd sehingga respon yang dihasilkan

    hampir tidak mengalami overshoot.

    3. Sistem Kendali Cohen Coon

    Perbandingan tegangan output dan tegangan input harus sama

    dengan 1. Respon dibiarkan sampai mengalami steady state sehingga

    terdapat sinyal perubahan yang akan dipakai untuk mendesain. Nilai Ti

    dan Td yang dimasukkan dalam modul PID dari perhitungan pada

    percobaan ziegler nichols 2 namun tidak mengatur nilai Kpnya.

    Berikut hasil perhitungan nilai Kp, Ti, dan Td pada percobaan

    menggunakan coohen coon. Kp = 70,0015, Ti = 5,472, dan Td = 0,812.

    4. Script Matlab

    Merealisasikan PID digital dengan script matlab lebih praktis

    dibandingkan dengan simulink matlab. Namun, untuk membuat script

    matlab tentunya harus memahami konsep. Pada script terdapat

    pengulangan diatur sesuai yang diinginkan. Nilai Kp, Ki, dan Kd

    sesuai dengan hasil perhitungan pada percobaan sebelumnya. Untuk

    plan debit air ketika Kp, Ki, dan Kd langsung dimasukkan ke dalam

    script matlab maka respon yang dihasilkan terjadi overshoot sehingga

  • 31

    mengubah nilai Kp dan Ki menjadi lebih kecil utuk respon yang

    dihasilkan tidak terlalu overshoot.

    5. Script Arduino

    Pin yang digunakan sebagai output adalah pin 6 dan time

    samplingnya 0,1. Time sampling dari perhitungan pada percobaan

    sebelumnya dimana waktu real = 10 dibagi dengna waktu di matlab =

    100. Pada script arduino berbeda dengan script matlab karena pada

    arduino otomatis bilangan bulat degna menggunakna instruksi integer,

    sedangkan pada matlab harus memakai instruksi round terlebih dahulu.

    Untuk mengetahui kondiisi set point dan respon pada script

    arduino, menggunakna instruksi serial.begin tetapi kalau untuk melihat

    hasilnya pada LCD tidak erlu menggunakna serial.begin hanya saha

    terdapat program tambahan agara terkoneksi dengan LCD.

    Nilai Kp, Ki, dan Kd pada percobaan peratama menggunakan hasil

    desain pada percobaan 7 dan pada percobaan kedua menggunakna

    hasil desain pada percobaan 6. Setpoint dan respon dikalikan dengan

    10 sesuai dengat satuan dari keluaran respon. Percobaan stand alone

    tidak memerlukan laptop untuk melihat hasilnya, laptop hanya

    digunakan untuk memrogram arduino dan hasilnya akan ditampilkan

    pada LCD dengan satuan L/H.

    5.2 Saran

    Berdasarkan data percobaan, penulis menyarankan untuk keakuratan

    perhitungan dilakukan secara lebih teliti dan melakukan praktikum sesuai

    dengan prosedur atau panduan yang ada.

  • 32

    DAFTAR PUSTAKA

    Amelia. 2013. Matlab. http://ameliaadz.blogspot.com/2013/03/pengertian-

    matlab.html

    Diakses : 7 Juli 2015

    Hendri, Suhendri. 2013. Pengenalan Arduino UNO.

    http://belajar-dasar-pemrograman.blogspot.com/2013/03/arduino-uno.html

    Diakses : 7 Juli 2015.

    Pamungkas, Adi. 2014. Pengenalan Matlab.

    https://pemrogramanmatlab.wordpress.com/2014/06/25/pengenalan-

    matlab/

    Diakses : 7 Juli 2015.

    Putra, Eka Permana. 2013. PID (Proportional-Integral-Derivative) Controller.

    https://putraekapermana.wordpress.com/2013/11/21/pid/

    Diakses : 7 Juli 2015.

    Raden. 2011. Pengertian Kendali P.I.D (Proportional-Integral-Derivative

    Controller)

    http://catatan-elektro.blogspot.com/2011/11/pengertian-kendali-pid.html

    Diakses : 7 Juli 2015.

    Sirait, Alamin. 2010. Sistem Kontrol PID. http://124it.blogspot.com/2010/11/sistem-kontrol-pid.html

    Diakses : 7 Juli 2015.