TRAINER KENDALI KECEPATAN MOTOR DC MENGGUNAKAN KENDALI PID...
-
Upload
truongngoc -
Category
Documents
-
view
241 -
download
4
Transcript of TRAINER KENDALI KECEPATAN MOTOR DC MENGGUNAKAN KENDALI PID...
TRAINER KENDALI KECEPATAN MOTOR DC
MENGGUNAKAN KENDALI PID DAN GUI MATLAB
oleh
Vallicano Osasuna
NIM: 612012008
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Januari 2017
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah Bapa di Surga, Putranya Yesus Kristus, dan Roh Kudus
atas segala hikmah, karunia, dan penyertaan yang diberikan sehingga skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik. Segala yang telah penulis capai tidak terlepas dari bantuan,
dorongan semangat, doa dan dukungan dari berbagai pihak. Maka, perkenankanlah penulis
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa yang selalu memberkati, menyertai, dan memberikan segala
yang terbaik bagi penulis selama menempuh pendidikan S1 di FTEK UKSW dari
awal hingga akhir.
2. Papa Octavianus Surono dan Tjan Me Hwa. tercinta sebagai keluarga yang selalu
mendidik, mendukung, mendoakan, serta memberikan semua yang terbaik untuk
penulis.
3. Pembimbing I, Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng. dan pembimbing II, Bapak
Deddy Susilo, M.Eng. Terima kasih atas bimbingan, arahan, saran, nasihat juga yang
tidak kalah penting, waktu dan kesabaran yang telah diberikan kepada penulis.
4. Sahabat-sahabat saya Asa Adiaji Sarwono, Andy Dharma, Vania paramitha, Feliks
Wida, Jehuda, Julio Tioe yang selalu mendoakan dan mendorong supaya cepat selesai
untuk mengerjakan tugas akhir ini.
5. Keluarga besar 2012, terutama untuk Yohanes Chandra, Keenan Adidharma, Kwang
Dharma, Adi Gunawan, Fandy Oktavianus, Samuel Alvin yang selalu menjadi teman
seperjuangan dan dukungan kepada penulis.
6. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang memfasilitasi penulis selama
menempuh pendidikan S1 di FTEK UKSW.
7. Pihak-pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu, yang turut andil dalam usaha
penulis menyelesaikan studi di Universitas Kristen Satya Wacana.
Tentunya ada begitu banyak pihak yang membantu penulis selama studi dan penulisan
tugas akhir ini. Terima kasih.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu
penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini
dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga, Januari 2017
Penulis
ABSTRACT
In Control System lecture at Faculty of Electronics and Computer Engineering Satya
Wacana Christian University, the lecturer view that there are no props that can provide simple
and real idea about the application of the theories that have been taught. So, in this thesis, writer
will realized a trainer for DC motor speed control using PID control and Matlab GUI.
In general, the tool designed consists of a trainer box which has a measurement of
43cm long, 15cm high and 31cm wide. Inside the box there are four potentiometers which used
as a regulator of the setpoint value to set the desired speed and Kp, Ki, Kd as PID control
system. In the acrylic sheet there is an illustration of how open-loop and closed-loop system
work. There is a switch in the trainer box that determine which system will be used, open-loop
or closed-loop. The motors which used in the trainer box is Pololu motors with rotary encoder
sensor. Trainer is also equipped with a user interface GUI matlab program to show the value
of the setpoint, Kp, Ki, Kd, actual speed, error, max os, settling time, rise time along with a
chart of the actual speed and the value of the setpoint.
From the testing conducted using the method of closed-loop and open-loop control, it
is known that the closed-loop method can make the speed of the motor rpm stabilized in
accordance with the specified setpoint value. From the experiments that have been done with
setpoint of 200 using the method of closed-loop, the actual speed of a DC motor can be
maintained at about 200 rpm with or without interruption. Meanwhile, when in open-loop
condition there is a fairly large margin of error resulting from pwm value that can not meet the
needs of the motor to achieve specific speed. Despite that, while using closed-loop method, the
system will still need an appropriate PID parameter value so that the system can work perfectly.
DAFTAR ISI
INTISARI ........................................................................................................................... i
ABSTRACT ....................................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ...................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ...................................................................................................................... 8
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................................. ix
DAFTAR ISTILAH ........................................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1. Tujuan……… ....................................................................................... 1
1.2. Latar Belakang ...................................................................................... 1
1.3. Spesifikasi Sistem ................................................................................. 2
1.4. Sistematika Penulisan ........................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI .......................................................................................... 4
2.1. Arudino UNO........................................................................................ 4
2.2. Motor DC Pololu with Rotary Encoder ................................................ 5
2.3. Magnetic Brake ..................................................................................... 8
2.4. Driver 2A Shield for Arduino ............................................................. 10
2.5. Sistem Kendali Proportional Integral Derivative(PID)....................... 11
2.6. Tanggapan Sistem Settling Time, Rise Time, Maksimal OS, Steady-state
error......................................................................................................13
2.7. Gui Matlab R2015a ............................................................................. 14
BAB III PERANCANGAN ALAT ........................................................................ 15
3.1. Gambaran Alat .................................................................................... 15
3.2. Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras....................................... 16
3.2.1. Perangkat Keras Modul Mekanik ............................................. 16
3.2.1.1. Box Trainer ...................................................................... 16
3.2.1.2. Motor DC Pololu with Rotary Encoder ........................... 17
3.2.2. Perangkat Keras Modul Elektronik ........................................... 17
3.2.2.1. Pengendali Utama ............................................................ 17
3.2.2.2. Sensor Rotary Encoder .................................................... 18
3.3. Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak ...................................... 19
3.3.1. Perangkat Lunak Microcontroller ............................................ 19
3.3.2. User Interface GUI Matlab R2015a ......................................... 21
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ............................................................... 22
4.1. Pengujian Sensor Rotary Encoder ...................................................... 22
4.2. Pengujian PWM terhadap RPM .......................................................... 22
4.3. Pengujian Tanpa Gangguan ................................................................ 23
4.3.1. Pengujian Pada Sistem Open-loop ............................................ 23
4.3.2. Pengujian Pada Sistem Closed-loop ......................................... 24
4.3.2.1. Pengujian dengan Nilai Kp .................................................. 24
4.3.2.2. Pengujian dengan Nilai Kp dan Ki ....................................... 28
4.3.2.3. Pengujian dengan Nilai Kp dan Kd ...................................... 32
4.3.2.4. Pengujian dengan Nilai Kp, Ki dan Kd Tanpa Gangguan .. 35
4.4. Pengujian dengan Gangguan ............................................................... 41
4.4.1. Pengujian pada Sistem Open-loop dengan Gangguan ........... 41
4.4.2. Pengujian pada Sistem Closed-loop dengan Gangguan ......... 44
4.5. Analisis Hasil Pengujian ..................................................................... 50
BAB V KESIMPULAN DAN SARA ..................................................................... 52
5.1. Kesimpulan. ........................................................................................ 52
5.2. Saran Pengembangan .......................................................................... 53
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 54
LAMPIRAN .................................................................................................................... 55