KONTROLJARAKOBJEKDORONG(ROBOTECO)PADALENGAN …

JURNAL ELKOLIND, JULI 2016, VOL. 03, NO.3 76

KONTROL JARAK OBJEK DORONG (ROBOT ECO) PADA LENGANROBOT HYBRID DENGAN METODE PID

Fatan Wirawan, Indrazno Sirajuddin, Achmad Komarudin

Jurusan Teknik Elektronika, Politeknik Negeri MalangJalan Soekarno Hatta No.9 Malang Telp : (0341) 404424, 404425

Fax : (0341) 404420

Abstrak – Teknologi eloktronika semakin pesatperkembangannya. Salah satunya pada bidangrobotika. Robot lengan saat ini sudah banyakdiciptakan untuk kebutuhan manusia. Robotlengan juga sangatlah pesat dalam duniapendidikan, salah satunya termasuk penggunaanrobot lengan untuk mengatasi masalah dalamlomba robot KRI 2016. Dalam lomba ini, robotlengan diharapkan mampu mendorong objektanpa aktuator dengan jarak tertentu denganbantuan angin dari propeller. Sensor HC-SR05untuk mendeteksi jarak yang telah ditentukan.Pada alat ini semaksimal mungkin menjaga jarakantara lengan pendorong dengan robot eco agarsistem pendorongan tetap stabil. Dengan metodePID masalah ini akan sangat mudah dipecahkan.Pada bab pengujian sensor, actuator dan sistemditemukan nilai rata-rata error di bawah 5%.Setelah dilakukan tunning PID dan perhitunganmelalui metode Zigler-Nichlos, ditemukan nilaiKp = 21, Ki = 2.6 dan Kd = 42. Denganmemasukkan nilai Kp, Kid an Kd pergerakanrobot dan lengan robotsudah sesuai dengan plan.

Fatan Wirawan adalah Mahasiswa D4 TeknikElektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik NegeriMalang, email: [email protected].

Indrazno Sirajuddin adalah dosen Jurusan TeknikElektro Politeknik Negeri Malang

Ahmad Komarudin adalah dosen Jurusan TeknikElektro Politeknik Negeri Malang.Kata Kunci – Robot Lengan, sensor HCSR-05,PID.

I. PENDAHULUANSaat ini, robot memang telah hadir di dalam

kehidupan manusia dalam bentuk yang bermacam-macam. Ada robot sederhana untuk mengerjakankegiatan yang mudah atau berulang-ulang. Ada pularobot yang dirancang untuk “berperilaku” sangatkomplek dan sampai batas tertentu dapat mengontroldirinya sendiri.

Dalam skripsi ini penulis ingin menuliskankonsep robotika. Jenis robot yang akan dibuat adalahlengan robot pendorong. Robot ini merupakan robotautonomous yang gunanya untuk mendorong suatuobjek tanpa aktuator dengan memanfaatkan energiangin dari propeller yang diputar oleh motor DCbrushless. Lengan robot ini berada di dalam bagian

robot Hybrid. Robot Hybrid sendiri merupakan robotautonomous yang mempunyai fungsi sebagaipendorong objek yang dinamai robot eco. Robot ecosendiri merupakan robot sebagai objek dorong yangtidak mempunyai aktuator

Robot ini juga akan digunakan untuk lombaKontes Robot Indonesia (KRI). KRI atau KontesRobot Indonesia merupakan sebuah kontes Robotikaantar Peguruan Tinggi Di Indonesia. DimanaPemenang dari KRI akan mewakili Indonesia dalamABU (Asia-Pacific Broadcasting Union) Roboconyang diadakan setiap tahun dengan lokasi berpindah-pindah dalam negara anggota ABU. Tujuannya jelasuntuk meningkatkan ilmu dan wawasan tentangrobotika yang nantinya diharapkan bisa untukmembantu serta meringankan pekerjaan manusiakhususnya di Indonesia tanpa banyak menggunakansumber listrik. Serta dalam lomba ini yangbertemakan “Clean Energy Recharging the World”diharapakan energi-energi yang terbarukan sepertiangin, gravitasi, medan magnet dan yang lainnyadapat dimanfaatkan sebagai pengganti sumber listrikyang biasa kita gunakan sehari-hari.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Motor servo

Gambar 2.1 Motor Servo

Motor servo adalah sebuah motor dengansistem umpan balik tertutup di mana posisi darimotor akan diinformasikan kembali ke rangkaiankontrol yang ada di dalam motor servo. Motorservo dapat di atur untuk menentukan danmemastikan posisi sudut dari poros output motor.motor servo merupakan perangkat yang terdiri darimotor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan


potensiometer. Serangkaian gear yang melekat padaporos motor DC akan memperlambat putaran porosdan meningkatkan torsi motor servo, sedangkanpotensiometer dengan perubahan resistansinya saatmotor berputar berfungsi sebagai penentu batasposisi putaran poros motor servo.

B. Sensor UltrasonikGelombang ultrasonik merupakan gelombang

akustik yang memiliki frekuensi mulai 20 kHzhingga sekitar 20 MHz. Frekuensi kerja yangdigunakan dalam gelombang ultrasonik bervariasitergantung pada medium yang dilalui, mulai darikerapatan rendah pada fasa gas, cair hingga padat.

Ketika gelombang ultrasonik menumbuk suatupenghalang maka sebagian gelombang tersebut akandipantulkan sebagian diserap dan sebagian yang lainakan diteruskan. Proses ini ditunjukkan pada gambardi bawah ini.

Gambar 2.2 Fenomena gelombang ultrasonik saatada penghalang

Pada alat ini digunakan sensor ultrasonikHCSR-04 dan HCSR-05. Kedua Sensor inimenggunakan sonar untuk menentukan jarakterhadap sebuah objek, seperti yang dilakukanKelelawar atau Lumba-lumba. Sensor ini memilikiakurasi yang cukup baik dan pembacaan yang cukupbaik. Operasionalnya tidak dipengaruhi oleh cahayamatahari atau material berwarna gelap, namundipengaruhi oleh material akustik. Sensor inimemiliki spesifikasi jangkauan 2 cm – 500 cmdengan resolusi 0.3 cm, serta jangkauan sudutkurang dari 15 derajat. Memiliki 4 pin, pin Vcc, Gnd,Trigger, dan Echo. Pin Vcc untuk listrik positif danGnd untuk ground-nya. Pin Trigger untuk triggerkeluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untukmenangkap sinyal pantul dari benda.

Gambar 2.3 Sensor Ultrasonik HCSR-04

C. Mikrokontroler Arduino MegaArduino Mega 2560 merupakan pengembangan

mikrokontroller yang berbasis Arduino denganmenggunakan chip ATmega2560. Board inimemiliki pin I/O yang cukup banyak, sejumlah 54buah digital I/O pin (15 pin diantaranya adalahPWM), 16 pin analog input, 4 pin UART (serial porthardware). Arduino Mega 2560 dilengkapi dengansebuah oscillator 16 Mhz, sebuah port USB, powerjack DC, ICSP header, dan tombol reset. Board inisudah sangat lengkap, sudah memiliki segala sesuatuyang dibutuhkan untuk sebuah mikrokontroller.Dengan penggunaan yang cukup sederhana, andatinggal menghubungkan power dari USB ke PC andaatau melalui adaptor AC/DC ke jack DC.

Gambar 2.4 Mikrokontroller Arduino Mega

D. Display LCDLiquid Cristal Display (LCD) adalah sebuah

alat yang berfungsi sebagai display. Tipe LCD yangdigunakan yaitu M1632 yang mempunyai 2 baristampilan dan masing-masing baris terdiri dari 16karakter. LCD tipe M1632 dilengkapi dengan backlight berwarna hijau. LCD ini mempunyai 16 pin.Masukan yang diperlukan untuk mengendalikanmodul ini berupa bus data yang berhubungan denganbus alamat serta 3 bit sinyal kontrol.

Gambar 2.5 display LCD 2x16

E. Motor BLDC Turnigy 3648 Brushless Motor

Gambar 2.6 Motor BLDC turnigy 3648

BLDC motor atau dapat disebut juga denganBLAC motor merupakan motor listrik synchronousAC 3 fasa. Dibandingkan dengan motor DC,BLDCM memiliki biaya perawatan yang lebih


rendah dan kecepatan yang lebih tinggi akibat tidakdigunakannya brush. Dibandingkan dengan motorinduksi, BLDCM memiliki efisiensi yang lebihtinggi karena rotor dan torsi awal yang lebih tinggikarena rotor terbuat dari magnet permanen.

Table 2.1 spesifikasi motor BLDC turnigy

F. Motor DCSebuah motor listrik mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik. Kebanyakan motor listrikberoperasi melalui interaksi medan magnet dankonduktor pembawa arus untuk menghasilkankekuatan, meskipun motor elektrostatikmenggunakan gaya elektrostatik. Proses sebaliknya,menghasilkan energi listrik dari energi mekanik,yang dilakukan oleh generator seperti alternator,atau dinamo. Banyak jenis motor listrik dapatdijalankan sebagai generator, dan sebaliknya.Misalnya generator / starter untuk turbin gas, ataumotor traksi yang digunakan untuk kendaraan,sering melakukan kedua tugas. motor listrik dangenerator yang sering disebut sebagai mesin-mesinlistrik. Motor listrik DC (arus searah) merupakansalah satu dari motor DC. Mesin arus searah dapatberupa generator DC atau motor DC.

Gambar 2.7 motor DC 12 volt 295 rpm

G. Metode PIDPID (dari singkatan bahasa Proportional–

Integral–Derivative controller) merupakan kontroler

untuk menentukan presisi suatu sisteminstrumentasi dengan karakteristik adanya umpanbalik pada sistem tesebut. Komponen kontrol PIDini terdiri dari tiga jenis yaitu Proportional,Integratif dan Derivatif. Ketiganya dapat dipakaibersamaan maupun sendiri-sendiri tergantung darirespon yang kita inginkan terhadap suatu plant.

Gambar 2.8 blok kontrol PIDBrushless

H. Driver Motor DCDriver motor merupakan suatu rangkaian

khusus yang memiliki fungsi untuk mengatur arahataupun kecepatan pada motor DC. Pada umumnyadriver motor DC menggunakan rangkaian H-bridge.Rangkaian H-bridge adalah Rangkaian dasar kontrolmotor DC H-Bridge menggunakan 4 buah transistorNPN sebagai saklar elektronik untuk mengalirkanarus ke motor DC. Untuk mengendalikan motor DCdengan rangkaian dasar H-Bridge ini kedua inputtidak boleh berlogika sama. Dengan kombinasilogika input HIGH dan LOW pada kedua inputrangkaian H-Bridge ini kita dapat mengendalikanmotor DC secara searah jarum jam atau clock wise(CW) dan berlawanan arah jarum jam.

Rangkaian driver motor DC ini disebut denganh-bridge dikarenakan konfigurasi/susunantransistornya spt membentuk huruf H.

III. METODOLOGI

A. Blok Diagram Sistem

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem

B. Prinsip KerjaPrinsip kerja dari lengan pendorong objek

robot eco adalah mendorong objek robot eco dimanabagian yang didorong adalah layar dari robot ecodengan jarak yang telah ditentukan yaitu 30 cm.Layar eco terbuat dari plastik dengan panjang 40 cm

Rotation per minute (RPM) 600KV

Max Current 50A

Max power 800w

Internal resitance 0

Thrust 2400g

Voltage 2s – 3s

Diameter of shaft 5mm


dan lebar 40 cm. Lengan robot mendorong objekakan selalu sesuai dengan track lintasan yang telahditentukan. Terdapat dua macam jenis lintasan yaitutanjakan dan datar. Untuk tanjakan sudutnya adalah11°, 90° dan 35° yang berbentuk segitiga siku-siku.Pada slope 1 lintasan diawali dengan track datarkemudian menanjak, datar, menanjak, dan datardengan panjang 1100 mm dan lebar 60 mm. Untuktinggi tanjakan lintasan kelipatan 200 mm, mulaidari 200 mm sampai 400mm.

Pergerakkan lengan robot hybrid akan selalumengikuti letak layar pada robot eco supaya tetapsejajar dan propeler dapat menghembuskan anginsemaksimal mungkin. Untuk menjaga agar jaraklengan dan robot eco tetap 30 cm, sensor jarakultrasonik HC-SR05 yang tepat untuk mendeteksijarak tersebut. Jarak yang ditentukan akanberpengaruh terhadap pergerakan motor DC. Jikajarak yang dideteksi oleh sensor ultrasonic kurangdari 30 cm, maka pergerakan robot hybrid akanbergerak sesuai dengan pembacaan sensor dankemungkinan besar mundur (reverse). Sebaliknyajika jarak yang dideteksi lebih dari 30 cm, makapergerakkan robot kemungkinan besar akan maju(forward). Robot hybrid mempunyai track sendiriberupa papan triplek dengan sisi-sisinya terdapatpembatas agar pergerakkan robot hanya bisa majudan mundur. Pada bagian samping kanan dan kirirobot hybrid juga diberi roller atau roda bebas agarketika mengenai pembatas track, robot tetap bisamelaju lurus.

Pada saat keadaan track menanjak, sensorultrasonik tetap mendeteksi panjang jarak lengandengan robot eco. Untuk mendukung sistem ini,digunakan motor servo pada lengan hybrid yangfungsinya untuk mengarahkan lengan robot hybridagar mengikuti letak tengah dari layar robot eco.Gerak yang dilakukan oleh servo adalah gerak rotasivertical. Karena pada sistem ini, lengan propellerharus sejajar sama tinggi dengan layar robot eco,maka lengan harus menyesuaikan tingginya. Denganmenggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 dipasangmengarah vertical yang fungsinya digunakan untukmendeteksi jarak antara ketinggian lengan robotdengan track lintasan. Pergerakkan lengan akansesuai dengan jarak vertical yang dideteksi

Gambar 3.1 ilustrasi cara kerja alat

C. Spesifikasi dan Perancangan Alat1. Spesifikasi Mekanik

Pada perancangan mekanik ini, bahanutama yang digunakan adalah alumunium holosquare ukuran 1,2 cm x 1,2 cm. kemudian untuktempat pengait servo dan motor DCmenggunakan bahan plat dengan tebal 2mm.Letak titik tumpu dari lengan adalah di bagiantengah robot, hal ini ditujukan agar ketika robotdijalankan maju mundur tetap seimbangwalaupun lengan robot berada dan condong dibagian kanan atau kiri.

Di bagian belakang menggunakan 2buah roda karet dengan diameter 10cmdan di bagian depan menggunakan 2 buahfreewheel. Perancangan mekanik disinimenggunakan software Google Sketch up.

Dimensi Robot Hybrid adalah- panjang = 30 cm- lebar = 30 cm- tinggi = 90 cm

Panjang total lengan pendorong 80cm

Diameter propeller adalah 30 cm

2. Perancangan Mekanik

Gambar 3.2 Desain lengan robot tampak depan

Gambar 3.3 Robot hybrid pada kenyataan

D. Spesifikasi dan Perancangan ElektrikSpesifikasi Elektrik

Mikrokontroler Arduino mega Penggerak lengan robot hybrid

menggunakan motor servo Electronic Speed Control (ESC) Driver

motor turnigy blueseries 85A


Penggerak kipas propeller Motor BrushlessDC turnigy 3648 600kv

Motor DC 12 volt torsi10.4 kg.cm 295 rpm Driver motor DC 991-256 EMS 30A H-

Bridge Sensor jarak ultrasonik HC-SR 04 dan SR

05 Penampil display LCD 2x16 Baterai Lipo 11,1 Volt 5000 mAH

E. Perancangan Elektrik

Gambar 3.4 Rangkaian keseluruhanelektrik pada sistem

Gambar 3.5 Skematik layout shieldarduino mega

E1. Rangkaian LCDLCD Merupakan bagian yang penting untuk

menampil hasil pengolahan data dari mikrokontroler.Hasil pengolahan data yang dapat ditampilkanseperti waktu dan tanggal, pembacaan sensor,karakter tulisan, dan sebagainya. Untuk penggunaanmikrokontroler, umumnya yang digunakan yaituLCD (liquid crystal display). Yang ada dipasaranbanyak bermacam-macam ukuran antara lain ukuran8x2, 16x1, 16x2, 16x4, dan lain sebagainya.Rangkaian LCD ini menggunakan menggunakanbantuan I2c untuk menghemat pin pada arduino.

Gambar 3.6 Rangkaian LCD 16x2dengan i2c dengan arduino mega 2560

Tabel 3.7 Penjelesan wiring LCD i2cke arduino mega.

E2. Rangkaian step down LM25976Rangkaian step down LM 2576 digunakan

untuk menurunkan tegangan dari battery senilai 12volt menjadi 6 volt. Tegangan 6 volt digunakanuntuk memberi supply tegangan motor servo.

Gambar 3.9 Rangkaian modul step downLM2596

Gambar 3.10 modul step downLM2576

Berdasarkan datasheet ic LM2576 rangkaianini diperlukan tambahan resistor dalam menguranginoise. Nilai resistor ditentukan dengan menghitungdengan persamaan dibawah ini

E3. Rangkaian motor servo TGY-5513Untuk rangkaian motor servo ini langsung

dihubungkan ke arduino mega. Terdapat 3 macam

Pin I2CPin Arduino

MegaGND GNDVCC +5V

SDA (SerialData)

A4 (AnalogInput 4)

SCL (SerialClock)

A5 (Analoginput 5)


kabel pada motor servo, pertama adalah vcc 5-6 voltkemudian terdapat kabel data untuk komunikasi danyang terakhir kabel ground. Pin data dari motorservo ini dihubungkan dengan pin 11 arduino mega.Pin Vcc Gnd dihubungkan ke pin Vcc dan Gndarduino mega. Motor servo pada alat ini hanyadigunakan untuk pergerakan lengan, jadi hanyamembutuhkan pergerakan sudut 0 sampai 60 derajatsaja.

Gambar 3.11 Rangkaian motor servo TGY-5513 dengan arduino mega 2560

E4. Rangkaian sensor Ultrasonik HC-SR04 dan HC-SR05

Gambar 3.12 Rangkaian sensor ultrasonicdengan arduino mega 2560

Pada rangkaian sensor ultrasonic HC-SR 04 danHC SR-05 digunakan pin trigger dan echo. Sensorultrasonic mempunyai 4 kaki pin yaitu kaki trigger,echo, Vcc dan GND. Pin trigger echo dihubungkanke arduino mega pin digital. Kemudian untuk pinVcc dan Gnd juga dihubungkan ke pin Vcc Gndarduino mega. Untuk tegangan supply yangdibutuhkan sensor ultrasonic adalah 5 volt.

E5. Perancangan rangkaian driver motor DC 991-256 EMS 30A H-Bridge

Pada perancangan driver motor DC yangmembutuhkan arus driver cukup besar, makadigunakan driver motor DC 991-256 EMS 30A.Driver motor ini merupakan driver dengan rangkaianH_bridge. Driver motor DC 991-256 EMS 30Amempunyai 10 pin kecil yang berada di bagiandepan driver motor dan 6 pin besar yang berada dibagian belakang driver. Setiap pin mempunyaifungsi- fungsi tersendiri, yang bisa dilihat pada tabel3.2 di bawah ini.

Tabel 3.13 penamaan pin pada drivermotor DC 991-256 EMS 30A

Gambar 3.14 Rangkaian wiring driverDC 991-256 EMS 30A to arduino

mega

Dari gambar 3.14 bisa dilihat bahwa terdapatbanyak pin yang harus disambungkan antara drivermotor dengan arduino mega. Total ada 11 pin yangharus disambungkan ke arduino mega. Pada bagianpin Mout1 (motor out 1) dan Mout2 (motor out 2)dihubungkan langsung ke pin Vcc dan Gnd padamotor. Kemudian disebelah Mout1 dan Mout2terdapat pin supply tegangan 12 volt yang didapatdari supply baterai. Di sebelah pin supply terdapatpin masukan dari arduino berupa Vcc dan Gnd.Untuk pin yang lebih kecil yang terletak pada bagiandepan driver motor DC, hanya 5 pin yang digunakandan selebihnya tidak digunakan. Pin no 1 dan 2driver motor digunakan untuk memasukkan danmenentukan output untuk motor DC. Pindisambungkan pada pin 2 dan 3 pada arduino mega.Kemudian pin no 3 dan 4 pada driver motor yaitupin enable 1 dan enable 2 digunakan untukmengaktifkan bias maju atau mundur (reverse danforward) dengan cara memberi logika high atau low.Pin ini dihubungkan pada pin nomor 5 dan 6 padarduino mega. Dan yang terakhir adalah pin nomor 6merupakan pin Rpwm yang dihubungkan pada pinPWM arduino mega.

3. Perancangan Kontrol PIDPada robot lengan ini setpoint untuk kontrol

PID adalah panjang jarak antara propeller denganlayar robot eco. Jarak yang diset adalah 30 cm.ketika sensor membaca bahwa jarak tidak sesuai setpoint, maka akan mengirimkan sinyal data kearduino dan akan diproses kemudian akan diteruskanke control motor DC.

Pada kontroller PID terdapat 3 parameterkonstanta yang mempengaruhi kinerja padakontroller ini yaitu konstanta proportional (kp),konstanta integral (ki), dan kontanta derivative (kd).Oleh karena itu, berlaku rumus berikut untukmenerapkan kontroller PID pada sebuah sistem.

u(k)=

lengan robot hybrid dengan layar robot eco


Gambar 3.15 Diagram blok kontrol PID

Pada gambar 3.15 di atas menunjukkan diagramblok kontrol PID dari motor BLDC. Padaperancangan kontrol PID ini digunakanmikrokontroller arduino mega. Kontrol PID dalamsystem ini merupakan system yang mengaturkecepatan motor BLDC (rpm). Nilai setting pointyang dimasuukan adalah nilai jarak (centimeter) daripengukuran sensor ultrasonic HC-SRF 05. Terdapatfeedback (umpan balik) nilai error yang berasal daripembacaan sensor ultrasonic. Dari hasil pembacaansensor ultrasonic masih berupa nilai jarak yangkemudian akan masuk ke dalam arduino mega.Setalah itu data bisa disamakan dengan data settingpoint dan arduino mega mengkalkulasi data PID.

IV PENGUJIAN DAN ANALISAPada bab ini dilakukan pengujian dan pembahasanalat. Pengujian alat secara hardware dapat dibagimenjadi : pengujian sensor, actuator dan kontrol.Sedangkan untuk pengujian alat secara softwareadalah menguji programnya. Setelah semua telahdiuji maka hasil akan dianalisa, akhirnya didapatkankesimpulan dari pengujian yang telah dilakukan

A. Pengujian Sensor ultrasonic HC-SR04Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan

hasil yang diperoleh dan akan dibandingkandengan keadaan jarak sesungguhnya. Data yangtelah diperoleh merupakan data pembacaansensor melalui program. Pada pengujian sensorini diambil sample berupa nilai dalam satuancentimeter (cm). Data yang diambil berupa nilaikelipatan 5 cm mulai dari 5 cm hingga 45 cm.Setelah data pembacaan sensor didapat,selanjutnya akan dibandingkan dengan alat ukurmistar. Dan dari data perbandingan tersebutdapat diperoleh nilai errornya. Sementara untukdata hasil pengujian sensor ultrasonik HC-SR04dapat dilihat pada Tabel 4.1

Gambar 4.1 Grafik hasil pengujian sensorHC-SR04

Setelah melakukan pengujian sensor ultrasonicHC-SR04 didapatkan data hasil pengujian sepertipada tabel 4.1 dan gambar 4.1 bahwa pembacaanjarak objek menggunakan sensor ultrasonic HC-SR04 memiliki nilai rata-rata error sebesar 4.6%.Dapat dianalisa bahwa nilai error terjadi karenapembacaan sensor yang kurat akurat dan presisi.Nilai error juga dapat dipengaruhi oleh jenis danmerk sensor ultrasonic itu sendiri. Setiap jenis danmerk sensor ultrasonic pasti mempunyai tingkatkeakurasian yang berbeda. Namun nilai presentaserata-rata error yang didapat masih terbilang aman,karena masih di bawah 5%.

B. Pengujian motor DC dengan driver motor 12voltPengujian driver motor DC 991-256 EMS30A H-Bridge ini bertujuan agar dapatmengetahui dan mengerti tentangkarateristik driver motor DC dan motor DC12 volt yang nantinya akan digunakansebagai actuator utama pada robot hybrid.Pada pengujian ini dilakukan pembacaan nilaiPWM dengan Rpm-nya, pengukuran tegangankeluaran serta pengecekan duty cycle motor.


Tabel 4.2 Hasil pengujian data PWM, duty cycle

Berdasarkan tabel yang ditampilkan padagambar 4.2, bisa dilihat bahwa hubungan antarategangan PWM dengan lebar pulsa duty cycle dalamnilai presentase adalah linear. Pada tabel 4.8 dapatdisimpulkan bahwa nilai PWM dengan nilai RPMadalah sebanding. Ketika kecepatan putar motorsemakin kecil maka nilai PWM juga akan semakinkecil dan nilai lebar pulsa duty cycle juga akansemakin kecil. Jadi nilai RPM, PWM, teganganPWM sebandimg dengan perubahan nilai lebar pulsaduty cycle.

C. Pengujian sistem dan PID

Pengujian lengan robot dengan caramemasukkan nilai Kp, Kid an Kd. Berikut caramencari nilai Kp, Kd dan Ki.

1. Memasukkan nilai Kp sampai sistem benar-benar osilasi

2. Setelah mendapatkan nilai Kp dari prosestunning, nilai Kp dimasukkan rumus ziglernichlos

Tabel 4.3 PID metode ziegler Nichols

Setelah melakukan tunning PID didapatkan hasilgrafik osilasi pada gambar di bawah ini.

Gambar 4.2 Keadaan osilasi

Pada gambar 4.2 dapat diketahui bahwa nilai Ku =30, sehingga dengan menggunakan perhitunganmenurut teori Ziegler_Nichlos sebagai berikut :Ku = 30Tu = 36s – 25s

= 11 sMaka dari itu didapat nilai Ku dan Tu :Ku = 30 Tu = 11

Dari nilai Ku dan Tu didapat nilai Kp, Ki dan Kdmenurut tabel Ziegler-Nichlos sebagai berikut :

- perhitungan nilai KpKp = 0.6 x Ku

= 18

- perhitungan nilai KiTi = Tu / 2 Ki = Kp/Ti

= 11/2 = 3.27= 5.5

- perhitungan nilai KdTd = 0.125 x Tu Kd = Kp x Td

PWM Rpm

PengukuranteganganPWM Duty cycle

0 0 0 0

25 40 2.18 9.20%

50 97.5 4.75 18.30%

68 131.7 5.43 25%

75 142.7 6.82 29.30%

100 180 8.49 39.06

125 208 9.79 48.80%

128 209.1 9.89 50%

150 219.6 10.37 58.59%

175 220.4 10.39 68%

192 224 10.52 75%

200 226.8 10.7 78.40%

`225 243 11.53 88.23%

255 252.6 12 100%


= 1.375 = 24.7

Jadi dapat diperoleh nilai Kp = 18, Ki = 3.27 dannilai Kd = 24,7

Setelah didapat nilain Kp, Kid an Kd makadimasukkan ke dalam program PID.

Gambar 4.4 pengujian kontrol dengan nibai Kp = 18,Ki = 3.27, Kd = 24.7

Dengan kontrol P = 18, I = 3.27 dan D = 24.7 dapatdilihat dan dianalisa bahwa:

1. Rise time (tr) = 1 s2. Peak time (tp) = 3 s3. Overshoot maks (Mp) = 16 cm

Mp% =

= 53.33 %4. Waktu tunak (ts) = 26 s5. Error steady state ( ) = 1 cm

V KESIMPULAN DAN SARANA. Kesimpulan

Pada robot ini, digunakan angin daripropeller sebagai energi utama untukmendorong robot eco

Sensor ultrasonik HC-SR05 merupakansensor jarak yang akurat untuk mendeteksijarak pada robot ini

Berdasarkan tabel-tabel yang ada pada babpengujian, bahwa nilai error yangdihasilkan masih wajar dan bisadisimpulkan masih dibawah 5 %

Dengan menggunakan kontrol PID, responjarak yang dihasilkan mampu menstabilkanjarak yang diinginkan

Diperoleh nilai Kp = 18, Ki = 3.27 dan Kd= 24.7 dari sistem kerja alat ini

B. Saran1. Sebaiknya digunakan sensor ultrasonicHC-SR08 agar pendeteksian lebih akuratdan presisi2. Pada skripsi ini dapat menggunakanmetode kontrol lainnya selain PID

DAFTAR PUSTAKA

[1] Arief, Ulfa Mediaty. (2011). “Pengujian SensorUltrasonik PING untuk Pengukuran LevelKetinggian dan Volume Air”. UniversitasNegeri Semarang.

[2] Azzumar, Muhammad. (2012). “Pemodelan danSimulasi Brushless DC Motor Kecil untukAplikasi Aktuator Sirip Roket”. UniversitasIndonesia

[3] Irawan, Bingar Pudyastowo dan Suyadi. (2011).“Rancang Bangun Robot Pemindah Barangdengan Sistem Kontrol BerbasisMikrokontroler.”. Politeknik NegeriSemarang

.[4] Putra, Arief Setiawan. (2015). “Pengaplikasian

dan Analisis Sistem Human RobotInteraction (HRI) dengan Metode K-MeansClustering untuk Lengan RobotBadminton”. Politeknik Negeri Malang

[5] Sembodo, Budi Prijo dan Rony Haendra (2013).“Pemanfatan Potensi Angin LautPenggerak Mesin Perahu NelayanPengganti Mesin Bertenaga Minyak”.Universitas PGRI Adi Buana Surabaya.

[6]Wiradhana, Raditya. (2013). “SistemPengendalian Suhu Pada Tungku BakarMenggunakan Kontroler PID”. UniversitasBrawijaya

[7] Zein, Ahmad. (2015). “Autonomous Boat SingleHull dengan Kompas dan Ultrasonik.”.Politeknik Negeri Malang.

Documents

KONTROLJARAKOBJEKDORONG(ROBOTECO)PADALENGAN …