Sistem Kendali Suhu Ruangan Berbasis Ard

(1)

Sistem Kendali Suhu Ruangan Berbasis Arduino, TRIAC dan

LM35

Dokumen ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat mata kuliah Sistem Kendali Digital

Dosen Pengampu

Nama : Feriyonika, ST., MSc.Eng

NIP : 198506092012121006

Disusun Oleh

Nama : Nu’man Hudaya (151311059)

Kelas : 2B

Program Studi D3 Teknik Elektronika

Jurusan Teknik Elektro

(2)

Kata Pengantar

Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, kami panjatkan puji dan syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan project mandiri yang berjudul

“Sistem Kendali Suhu Ruangan Berbasis Arduino, TRIAC, dan LM35” tepat pada waktunya.

Semoga Allah selalu memberkati Nabi Muhamad SAW , keluarga, sahabat serta para pengikutnya

Project mandiri ini diajukan untuk memenuhi tugas akhir dalam mata kuliah Sistem Kendali Digital. Penulis mengambil judul ini karena ingin mengetahui Untuk mengetahui cara mengendalikan suhu ruangan dengan menggunakan Arduino, TRIAC, dan LM35.

Saya menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan dan kelemahannya, baik dalam isi maupun sistematikanya. Hal ini disebabkan oleh keterbatasan pengetahuan dan wawasan kami. Oleh sebab itu, kami sangat mengharapkan kritik dan saran untuk menyempurnakan makalah ini.

Akhirnya, kami mengharapkan semoga makalah ini dapat memberikan manfaat, khususnya bagi kami dan umumnya bagi pembaca.

Baleendah, 18 Juni 2017

(3)

Daftar Isi

Kata Pengantar ... 1

Daftar Isi ... 3

1 Pengantar ... 7

1.1 Ringkasan Isi Dokumen ... 7

1.2 Tujuan Penulisan... 7

2 Proposal Pengembangan ... 8

2.1 Pendahuluan ... 8

2.2 Desain Prototype PID Sistem Kendali Suhu Ruangan ... 9

2.3 Latar Belakang ... 9

2.4 Konsep ... 10

Sistem Plant ... 10

Sistem pendeteksi ... 10

3. Penutup ... 10

4.3 Elemen yang dibutuhkan ... 14

5 Overall Specification... 14

5.2 Deskripsi Alat ... 15

5.3 Deskripsi Perangkat Keras ... 15

5.4 Deskripsi Perangkat Lunak ... 17

1. Pengantar ... 20

1.1. Ringkasan Isi Dokumen ... 20

1.2. Tujuan Penulisan ... 20

2. Proposal Pengembangan Produk Sistem Elektronik dan Mekanik ... 21

2.2 Perancangan Perangkat Lunak ... 21

2.2.1 Perancangan Program ... 21

2.2.2 Perancangan Sistem Kendali... 22

2.3 Perancangan Perangkat Keras ... 22

2.3.1 Perancangan Mekanik ... 22

(4)

1. Pengantar ... 25

2. Realisasi Sistem ... 26

1. Pengantar ... 34

1.1. Ringkasan Isi Dokumen ... 34

2. Linierisasi Sensor ... 34

3. Desain Kendali ... 36

3.1 Pemilihan Metode ... 36

3.2 Proses Desain ... 36

3.3 Program dan Respon Sistem Hasil Desain di PID Backward Difference ... 39

1. Pengantar ... 45

1.2 Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen ... 45

2. Tuning Akhir Kendali dan Pengetesan dengan Gangguan ... 45

2.1 Tuning Akhir Kendali ... 45

(5)

Lembar Sampul Dokumen

Judul Dokumen Dokumen B100 : “Sistem Kendali Suhu Ruangan Berbasis

Arduino, TRIAC dan LM35”

Jenis Dokumen B-100

Nomor Dokumen B-100-01

Nomor Revisi 01

Nama File NU’MAN_2B_B100.docx

Tanggal Penerbitan 23 Maret 2017

Unit Penerbitan

Lembaga Politeknik Negeri Bandung

Alamat Kp. Bojong Peuteuy rt 03/01 Desa Bojong Malaka Kecamatan Baleendah

Kabupaten Bandung 40375

(6)

Daftar Isi

Sejarah Revisi Dokumen...3

1. Pengantar ... 3

1.2 Tujuan Penulisan ... 3

2. Proposal Pengembangan ... 4

2.2 Desain ... 4

2.2.1 Latar Belakang ... 5

2.2.2 Konsep ... 5

(7)

1 Pengantar

1.1 Ringkasan Isi Dokumen

Dokumen ini berisi proposal pengembangan kontrol PID kendali suhu ruangan berbasis Arduino ditujukan untuk projek mandiri mata kuliah Sistem Kendali Digital prog. Dokumen ini ditulis berdasarkan pada ide pengembangan yang berisi antara lain : konsep, desain dan fitur dari prototype kontrol PID kendali suhu ruangan berbasis Arduino yang direncanakan

akan dikembangkan, peralatan/tools yang akan digunakan dan rencana pengembangan dari

awal pengembangan hingga produk akhir projek ini.

Dokumen B100 ini juga berisi tentang gagasan atau ide yang dikaitkan dengan tugas mata kuliah Elektronika Industri sebagai ‘sistem plant’, Instrumentasi Elektronika sebagai ‘sistem pendeteksi’ dan tugas akhir mata kuliah Sistem Kendali Digital sebagai ‘kontroller PID’. Dokumen B100 berisi tentang rancangan sistem yang akan dibuat.

1.2 Tujuan Penulisan

1. Sebagai acuan dan referensi dalam pengembangan topik serupa dan pengembangan

lebih lanjut

(8)

2 Proposal Pengembangan

2.1 Pendahuluan

Setiap hari manusia memerlukan udara segar untuk dapat hidup, namun semakin hari

udara yang dihirup semakin berkurang akibat pemanasan global, tak pelak temperature udara

yang ada disekitar kita berubah-ubah sesuai dengan padatnya dan beroperasinya pabrik-pabrik

ataupun kendaraan yang ada. Kondisi suhu udara yang tidak stabil ataupun berubah-ubah

menjadikan kurang nyaman berada dimana-mana. Kenyamanan dalam ruangan yang ber AC

memang sangat diinginkan oleh orang- orang yang hidup pada zaman sekarang. Akan tetapi

pernahkah kita berfikir bahwa dingin pun ternyata tidak cukup untuk kebutuhan didalam

tubuh manusia, karena perlu adanya keseimbangan antara suhu dingin dan suhu panas atau

suhu yang berkisar antara 24 ˚C- 28 ˚C yaitu suhu normal yang dibutuhkan dalam tubuh kita

agar tubuh kita selalu merasa nyaman.

Penelitian yang meliputi perencanaan dan pembuatan rancang bangun sistem kendali suhu

ini perlu dikembangkan untuk menunjang perkembangan teknologi dalam hal sistem kendali,

(9)

2.2 Desain Prototype PID Sistem Kendali Suhu Ruangan

Protoype PID Sistem Kendali Suhu Ruangan adalah perealisasian penggunaan modul rangkaian

TRIAC yang digabungkan dengan Arduino sebagai controller. Bahasa yang digunakan adalah

bahasa pemrograman C yang diisi pada sebuah chip IC.

2.3 Latar Belakang

Pemakaian sistem kendali otomatis saat ini merupakan kebutuhan yang sangat utama untuk

menjaga agar proses produksi berjalan seperti yang direncanakan, mengurangi beban pekerjaan

manusia dan mendapatkan hasil yang cepat, tepat dan efisien. Penggunaan sistem kendali otomatis

digunakan dalam banyak ruang lingkup kegiatan manusia. Sebagai contoh, pada lingkup industri

seperti pabrik, peralatan dan mesin yang digunakan proses kendali yang dapat memantau suhu

secara otomatis, sehingga parameter-parameter proses pengolahan atau manufaktur tetap terjaga

dengan baik. Misal, pada pabrik kelapa sawit, dibutuhkan kondisi suhu yang konstan agar proses

pemisahan antara batu kelapa sawit dengan kulitnya untuk dijadikan sebagai minyak goreng,

berjalan baik. Pada lingkup kegiatan yang lain, misalkan instansi kesehatan seperti rumah sakit,

jenis pengendalian secara otomatis banyak dipergunakan untuk mengontrol suhu ruangan. Suhu

ruangan perlu dikendalikan dan terjaga untuk keperluan khusus seperti ruangan penyimpanan darah,

ruang perawatan bayi dan sebagainya.

(10)

aplikasi sistem kendali PID dengan biaya yang lebih murah, ukuran yang lebih kompak, serta fleksibilitas dalam programnya. Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler berarsitektur Harvard dimana data dan program ditempatkan secara terpisah sehingga dapat disesuaikan dengan bahasa program tingkat menengah seperti Bahasa program C. Untuk kebutuhan tersebut pula, pemilihan kompiler program disandarkan pada kompiler yang berbasis pada Bahasa program C.

2.4 Konsep

+

-

3.

4. Gambar Diagram Blok

Sistem kendali suhu ruangan ini merupakan sebuah bentuk realisasi alat yang bekerja secara

otomatis yang dapat membantu individu, industri kecil maupun industri besar yang masih

menggunakan alat yang konvensional untuk mengendalikan suhu ruangan agar bisa nyaman saat

berada di suatu ruangan tanpa perlu merasaterganggu dengan perubahan suhu.

3. Penutup

Demikian dokumen B100 ini dibuat untuk selanjutnya dapat dijadikan acuan untuk

pengembangan-pengembangan bagi tahapan dan dokumentasi selanjutnya.

(11)

(12)

Lembar Sampul Dokumen

Jenis Dokumen B-200

Nomor Revisi 01

Nama File SKD2B_B200_NU’MAN_PROJEKMANDIRI.docx

Tanggal Penerbitan 30 Maret 2017

Unit Penerbitan

(13)

3 Pengantar

Dokumen B200 yang dibuat berisi tentang spesifikasi alat yang akan dibuat temasuk spesifikasi sistem dalam mengembangkan alat yang dibuat dengan judul “Sistem Kendali Suhu Ruangan Berbasis Arduino, TRIAC dan LM35" dan juga mekanisme alat dan cara kerja alat yang bersangkutan.

1.1

Functional Requirement Specification

 Tujuan utama dari dibuatnya alat ini adalah memenuhi tugas akhir dari mata kuliah

Elektronika Industri II sebagai sistem plant, Instrumentasi Elektronika sebagai sistem pendeteksi dan Sistem Kendali terdistribusi berupa proyek mandiri.

 Mempermudah penanaman nilai edukasi mengenai materi dengan prinsip Kendali Suhu.

 Desain alat yang dibuat akan disesuaikan sedemikian hingga alat yang dibuat

merepresentasikan sistem kendali yang diterapkan di industri..

4 Pendahuluan

4.1 Gambaran Umum

Dokumen ini berisi proposal pengembangan purwarupa sistem kendali suhu yang biasa digunakan di industri sebagai salah satu tugas mata kuliah Sistem Kendali Digital D3 Teknik Elektronika. Penulisan ide mengenai pembuatan purwarupa ini berdasarkan: konsep, desain dan fitur sistem kendali suhu ruangan.

Mengacu pada perencanaan, perancangan, pembuatan, dan pengoperasian, diharapkan alat yang dibuat dapat sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan dengan begitu alat yang dibuat dapat dinyatakan sesuai dan dapat digunakan serta diimplementasikan sebagai perangkat yang mampu mendukung penanaman nilai edukasi dibidang sistem kendali.

4.1.1 Tujuan

Tujuan utama dari dibuatnya alat ini adalah :

 Mengimplementasikan kipas dan lampu sebagai kendali suhu untuk menunjang

kegiatan belajar mengajar sistem kendali.

 Mengeimplementasikan rangkaian pengatur lampu AC dengan TRIAC untuk

(14)

 Mengimplementasikan sistem pendeteksian untuk menunjang kegiatan belajar mengajar Instrumentasi Elektronika.

4.1.2 Ruang Lingkup

Alat ini memiliki batasan-batasan sebagai berikut :

 Teknis :

 Alat yang akan dibuat digunakan sebagai media pembelajaran.

 Alat yang akan mudah dioperasikan.

 Alat yang akan dibuat dapat mejelaskan sistem kendali pada embedded system.

 Konten :

 Target pengguna dari alat ini adalah memahami prinsip kerja sistem kendali, cara

kerja rangkaian elektronika, dan prinsip kerja pendeteksian yang dipelajari secara teori.

4.2 Deskripsi Sistem

Karakteristik sistem dari alat ini adalah :

 Mengatur kerja kipas untuk menurunkan suhu yang mudah naik.

 Mengatur kerja lampu untuk menaikan suhu yang turun.

 Memberikan umpan balik berdasarkan suhu yang dibaca.

4.3 Elemen yang dibutuhkan

 Dalam hal ini, elemen yang paling dibutuhkan adalah kemampuan sensor, kemampuan

lampu yang dapat menaikan suhu dengan cepat, dan kemampuan kipas yang bisa diatur kecepatan putaranya..

5 Overall Specification

5.1 Pendahuluan

Pada bab ini akan dibahas mengenai spesifikasi keseluruhan dari Sistem Stabilitas Suhu sebagai suatu sistem dan komponen-komponen penyusunnya. Hal-hal yang akan dijelaskan antara lain :

 Deskripsi Sistem : menjelaskan mengenai cara kerja secara umum dari sistem alat ini.

 Deskripsi Perangkat Keras : menjelaskan perangkat keras yang digunakan dalam sistem

(15)

 Deskripsi Perangkat Lunak: menjelaskan perangkat lunak yang akan disusun pada sistem ini.

5.2 Deskripsi Alat

Alat yang dibuat ini merupakan sebuah purwarupa ysng mendukung penyampaian materi sistem kendali digital dimana cara kerjanya adalah kipas akan bekerja ketika suhu yang dibaca sensor melebihi set point yang diharapkan dalam proses pemanasan. Kecepatan putaran blower diatur dengan keluaran PWM dari Arduino Uno dengan metode kendali PID. Hal serupa akan terjadi pada lampu pada saat proses pemanasan.

5.3 Deskripsi Perangkat Keras

Purwarupa sistem stabilitas suhu ini membutuhkan perangkat keras sebagai pendukung dari sistem ini, diantaranya :

 Embedded System sebagai mikrokontroler (Arduino Uno)

Gambar 1. Board Arduino

Mikrokontroler ATmega328 Operasi tegangan 5Volt

Input tegangan disarankan 7-11Volt Input tegangan batas 6-20Volt

Pin I/O digital 14 (6 bisa untuk PWM)

Pin Analog 6

Arus DC tiap pin I/O 50mA Arus DC ketika 3.3V 50mA

Memori flash 32 KB (ATmega328) dan 0,5 KB digunakan oleh bootloader

(16)

EEPROM 1 KB (ATmega328) Kecepatan clock 16 MHz

 LM35

Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :

Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

(17)

 Triac

Triac beroperasi sebagai dua SCR dalam satu bungkus dan dipasang paralel berkebalikan.

Rangkaian ekivalen triac diperlihatkan sebagai dua SCR yang dihubungkan paralel terbalik

seperti diperlihatkan pada Gambar 3. Dengan demikian, triac mampu menghantarkan dengan

salah satu polaritas tegangan terminal. Triac dapat juga ditrigger dengan salah satu polaritas

sinyal gerbang.

 Lampu

 Kipas

 Potensiometer

 Optotriac

5.4 Deskripsi Perangkat Lunak

Deskripsi perangkat lunak pada alat yang dibuat meliputi : Arduino assembler

(18)

kedalam sebuah script yang akan di tanam di Arduino. MATLAB

(19)

Lembar Sampul Dokumen

Jenis Dokumen B-300

Nomor Revisi 01

Tanggal Penerbitan 28 April 2017

Unit Penerbitan

(20)

1. Pengantar

Dokumen ini berisi proposal pengembangan kontrol PID “Sistem Kendali Suhu Ruangan Berbasis Arduino, TRIAC dan LM35” ditujukan untuk projek mandiri mata kuliah Sistem Kendali Digital. Dokumen ini ditulis berdasarkan pada ide pengembangan yang berisi antara lain : konsep, desain dan fitur dari prototype kontrol PID kendali suhu ruangan berbasis Arduino yang direncanakan akan dikembangkan, peralatan/tools yang akan digunakan dan rencana pengembangan dari awal pengembangan hingga produk akhir projek ini.

Dokumen B100 ini juga berisi tentang sebagai syarat kelengkapan dokumen pengembangan dari segi analisa dan perancangan yang dikaitkan dengan tugas mata kuliah Elektronika Industri sebagai ‘sistem plant’, Instrumentasi Elektronika sebagai ‘sistem pendeteksi’ dan tugas akhir mata

kuliah Sistem Kendali Digital sebagai ‘kontroller PID’. Dokumen B100 berisi tentang rancangan

sistem yang akan dibuat.

1.1. Ringkasan Isi Dokumen

Dokumen ini terdiri dari dua bagian, diantaranya :

1. Bab Pengantar

Bab pengantar ini menjelaskan mengenai ringkasan isi dokumen, tujuan penulisan dokumen, agar pembacaan dan pemahaman isi dokumen dapat dipahami dengan mudah.

2. Bab Pengembangan Perancangan Proyek

Bab ini berisi tentang pendahuluan yang menunjang proyek yang dibuat, perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.

1.2. Tujuan Penulisan

Pembuatan dokumen ini secara umum bertujuan sebagai pemenuhan syarat kelengkapan dokumen pembuatan alat yang meliputi analisa dan perancangan alat baik dari sisi perancangan perangkat keras, didalamnya mencakup aspek mekanik dan aspek elektronik, maupun perancangan perangkat lunak, didalamnya mencakup aspek komputer dan pemrograman juga aspek sistem kendali.

Melengkapi tujuan umum tersebut, dokumen ini juga memiliki tujuan khusus, yaitu:

• Mempermudah pemahaman pembaca mengenai alat yang akan dibuat,

• Sebagai acuan dalam pengerjaan proyek,

(21)

2. Proposal Pengembangan Produk Sistem Elektronik dan Mekanik

2.1 Pendahuluan

Proposal pengembangan alat yang dibuat berisi tentang perancangan alat baik perangkat lunak maupun perangkat keras sebagai landasan dalam pembuatan alat, sehingga pembuatan alat pada setiap tahap akan lebih mudah. Dengan begitu pembuataan alat yang mengacu pada perancangan pada dokumen ini dapat menuntun pengusul agar dapat tetap melaksanakan pengerjaan proyek sesuai dengan fungsi dan tujuan awal walaupun dalam pengerjaannya nanti mengalami sedikit perubahan.

2.2Perancangan Perangkat Lunak

2.2.1 Perancangan Program

Perancangan Program dapat dibuat dan dijelaskan melalui diagram alir atau flow chart. Perancangan Program dibuat dengan tujuan menjelaskan bagaimana program bekerja pada sistem.

Gambar 3.1. Diagram Alir Kerja Program START

Deklarasi Variabel : A. LCD

B. Perhitungan PID C. Looping

Nilai start dibaca di pin8 E. Hitung differential Error

A. Membaca keluaran PID

B.Penyesuaian dengan kondisi embedded system

Waktu display IE dan IL dihitung

IE>EL Tampilkan SV, PV di LCD dan Plotter

Setup variabel perhitungan selanjutnya et_1==et; eint_1==eint; t_1=t;

A. Output diset 0

B. Reset perhitungan IE untuk periode display C. Reset perhitungan PID

Y N

Y

(22)

2.2.2 Perancangan Sistem Kendali

Perancangan perangkat lunak bagian sistem kendali dapat dijelaskan melalui diagram blok di bawah ini :

3.2 Diagram Blok Perancangan Sistem Kendali

2.3 Perancangan Perangkat Keras

2.3.1 Perancangan Mekanik

Perancangan Mekanik pada dokumen ini dibuat sesederhana mungkin hal tersebut dimaksudkan agar perancangan yang dibuat dapat dengan mudah menyesuaikan kebutuhan orang-orang yang ingin membuatnya. Perancangan mekanik menggunakan potongan papan triplek sebagai dinding penyanggah sensor, lampu halogen yang dipasang menyesuaikan tempat pemasangan komponen.

(23)

2.3.2 Perancangan Elektronika

(24)

Lembar Sampul Dokumen

Jenis Dokumen B-400

Nomor Revisi 01

Tanggal Penerbitan 20 Mei 2017

Unit Penerbitan

(25)

1. Pengantar

Dokumen ini berisi proses dan implementasi dari proyek yang berjudul “Sistem Kendali Suhu Ruangan Berbasis Arduino, TRIAC dan LM35”. Deskripsi dan gambaran umum proyek telah diuraikan pada dokumen B100, spesifikasi telah diuraikan pada dokumen B200, dan desain telah diurakan pada dokumen B300. Pada dokumen ini akan dijelaskan pengujian pada setiap bloknya.

Isi dokumen ini secara garis besar dibagi menjadi empat bagian yaitu mekanik, elektronik, kontrol dan komputer. Bagian mekanik akan menjelaskan implementasi di bagian mekanik yang

digunakan pada alat ini. Bagian elektronik menjelaskan perangkat – perangkat elektronik yang

digunakan dan fungsinya. Bagian kontrol menjelaskan alur pengontrolan ‘Sistem Kendali Suhu

Ruangan Berbasis Arduino, TRIAC dan LM35”ketika bergerak. Bagian komputer menjelaskan

implementasi pemrograman software sistem ini.

Tujuan penulisan dokumen ini secara umum adalah penujian sistem perblok untuk

memudahkan saat merealisasikan projek dalam hal realisasi dan implementasi hardware serta

sistem elektronika di mata kuliah sistem kendali digital.

(26)

2. Realisasi Sistem

1. Pengujian Aktuator (Lampu AC 220V / 5 WATT)

Aktuator yang digunakan adalah lampu AC 220V / 5WATT . Dimana pengujiannya hanya memberi tegangan AC 220V.

(27)

2. Pengujian Potensio Meter

Untuk pengujian potesio meter dengan menggunakan program sebagai berikut :

(28)

3. Pengetesan Rangkaian Zero Crossing

Untuk pengetesan rangkaian zero crossing yaitu dengan cara melihat perubahan output pada rangkaian zero crossing.

DIbawah ini merupakan bentuk gelombang input AC 12V :

(29)

4. Pengetesan LCD 16x2 Program untuk LCD : #include <LiquidCrystal.h>

(30)

float a; lcd.setCursor (12,1); lcd.print("^C");

(31)

(32)

6. Pengujian TRIAC

Program untuk pengujian TRIAC : int AC_LOAD = 7;

int dimming = 128;

void setup() { Serial.begin(9600);

pinMode(AC_LOAD, OUTPUT);

attachInterrupt(0, zero_cross_int, RISING); }

void zero_cross_int() {

int dimtime = (75*dimming); delayMicroseconds(dimtime); digitalWrite(AC_LOAD, HIGH); delayMicroseconds(10);

digitalWrite(AC_LOAD, LOW); }

void loop() {

dimming = analogRead(0);

dimming = map(dimming,1023,0,34,134); delay(10);

(33)

Lembar Sampul Dokumen

Jenis Dokumen B-500

Nomor Revisi 01

Tanggal Penerbitan 18 Juni 2017

Unit Penerbitan

Jumlah Halaman 11

Data Penyusun

(34)

1. Pengantar

Dokumen ini dibuat sebagai proposal pengembangan pembuatan “Sistem Kendali Suhu

Ruangan Berbasis Arduino, TRIAC dan LM35” dan sebagai syarat kelengkapan dokumen

pengembangan dari segi analisis dan perancangan.

1.1. Ringkasan Isi Dokumen

Dokumen kali ini merupakan desain kendali pada plant menggunakan metode desain Nichols. Terdapat 2 jenis desain yang berbeda yaitu Nichols tipe 1 dan Ziegler-Nichols tipe 2. Penggunaan tipe ini disesuaikan dengan jenis plant yang akan dikendalikan.

Tujuan pembuatan dokumen kali ini adalah sebagai pemenuhan syarat kelengkapan penyusunan dokumen perancangan dan pengembangan proyek yang meliputi implementasi dan realisasi alat khususnya pada aspek kendali berdasarkan perancangan pada dokumen sebelumnya.

Melengkapi tujuan umum tersebut, dokumen ini juga memiliki tujuan khusus, yaitu: ● Mempermudah pemahaman pembaca mengenai alat yang akan dibuat.

● Sebagai acuan dalam pengerjaan proyek.

● Sebagai acuan dalam pengembangan proyek dalam jangka panjang.

2. Linierisasi Sensor

Pada pengambilan data suhu ,menggunakan waktu selama 10 menit tiap pengaturan dimming dari lampu. Waktu 10 menit tersebut menghasilkan respon di thermometer dan LM35 steady state, maka akan didapat hasil

- Pengaturan Dimming 25

(35)

Gambar di Serial Monitor Dimming 25

- Pengaturan Dimming 100

Suhu yang terbaca di LM35 sebesar 40 C Suhu yang terbaca di Termometer sebesar 41 C

Gambar di Serial Monitor Dimming 100

Setelah mendapat data suhu dari 2 kondisi dimming, kemudian mencari persamaan tersebut menggunakan metode eliminasi

Y=ax+b

Y=suhu thermometer X=suhu LM35

(36)

1. 47=45a+b

- Nilai a kemudian di substitusi ke salah satu persamaan, maka akan didapat hasil b

47=45 x (1,2) + b 47=54 + b

b= -7

Hasil a dan b telah di dapat, maka persamaan sensor LM35 tersebut yaitu Y=1,2x-7

3. Desain Kendali

3.1 Pemilihan Metode

Metode yang digunakan untuk design parameter kendali pada proyek kali ini menggunakan metode Ziegler Nichols 1. Dengan cara plant disetting open loop lalu kita plot respon dari sensor yang di set sebagai set point setelah itu design dengan menggunakan metoda Ziegler-Nichols 1.

3.2Proses Desain

3.2.1 Program PID digital ZN1

Dengan menggunakan program PID digital untuk mendesain ZN1 seperti di bawah ini :

float interval_elapsed, interval_limit;

(37)

pinMode(AC_LOAD, OUTPUT);

attachInterrupt(0, zero_cross_int, RISING); interval_limit = 3; digitalWrite(AC_LOAD, HIGH); delayMicroseconds(10);

digitalWrite(AC_LOAD, LOW); }

interval_elapsed = interval_elapsed + Ts; if ( interval_elapsed >= interval_limit) { Serial.println(PVf);

interval_elapsed=0; }

else { interval_elapsed = interval_elapsed;} PVf_1=PVf;

//dimming = analogRead(2);

dimming = map(dimming,1023,0,34,134); delay(10);

(38)

3.2.2 Respon Sistem Desain ZN1

Gambar desain PID ZN 1

Waktu yang diperlukan untuk mendapat respon tersebut selama 1910 s dan panjang gambar sebesar 1236 mm, maka nilai-nilai parameter PID didapat :

Perbandingan waktu = 1910

1236= 1,54530744

L=(titik2-titik1) x waktu respon = (102-94) x 1,545= 8 T=(titik3-titik2) x waktu respon = (170-102) x 1,545= 68

𝐾𝑝 = 1,2 𝑥T

L = 1,2 𝑥

68

8 = 10,2

𝑇𝑖 = 2 x L = 2 𝑥 8 = 16

(39)

3.3 Program dan Respon Sistem Hasil Desain di PID Backward Difference

3.3.1 Program PID Backward Difference

#include<LiquidCrystal.h> int AC_LOAD = 7;

float ut, ut_1; float et, et_1, et_2;

float Kp, Ti, Td, K1, K2, K3, K4; fc = 0.03543;//0.0035431; // Frekuensi cut-off RC = 1/(6.28*fc); // menentukan nilai RC

(40)

lcd.setCursor (11,1);

attachInterrupt(0, zero_crosss_int,RISING); // intterupt 0

(41)

K3=Kp+K2+K1;

(42)

PID = 134;

3.3.2 Respon Sistem PID Backward Difference

Gambar Respon Sistem Hasil Desain

(43)

(44)

Lembar Sampul Dokumen

Jenis Dokumen B-600

Nomor Revisi 01

Tanggal Penerbitan 18 Juni 2017

Unit Penerbitan

(45)

1. Pengantar

Dokumen ini dibuat sebagai proposal pengembangan pembuatan “Sistem Kendali Suhu

Ruangan Berbasis Arduino, TRIAC dan LM35”dan sebagai syarat kelengkapan dokumen pengembangan dari segi uji sistem secara keseluruhan.

1.1Ringkasan Isi Dokumen

Dokumen kali ini merupakan dokumen yang berisikan tindak lanjut dari hasil desain kendali

yang diperoleh. Melalui proses manual tunning pada parameter kendali respon yang diberikan

oleh sistem diharapkan dapat menjadi lebih baik sehingga ketika sistem mendapat gangguan baik secara alami maupun disengaja, kerja sistem tetap berada dikondisi yang optimal.

1.2Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen

Tujuan penulisan dokumen ini secara umum adalah untuk memenuhi tugas projek mandiri gabungan antar matakuliah yaitu elektronika industry sebagai elektronika daya, instrumentasi elektronika sebagai sensor dan sistem kendali digital sebagai controller PID, sehingga proyek ini bisa terelalisasikan. Sedangkan tujuan khusus dari dokumen ini adalah:

1. Memudahkan proses pengembangan proyek. 2. Sebagai landasan dalam proses pengerjaan proyek.

3. Sebagai salah satu dokumentasi dalam pengembangan proyek itu sendiri.

2. Tuning Akhir Kendali dan Pengetesan dengan Gangguan

2.1 Tuning Akhir Kendali

Suhu (C)

Time (menit) Berdasarkan hasil desain dalam penentuan nilai Kp, Ti, dan Td untuk PID Backward Difference, dimana respon sudah memiliki setting time yang baik, overshoot yang kecil, serta respon menunjukkan keadaan steady state. Kp = 10.2

(46)

2.2 Pengetesan dengan Gangguan

Suhu(C)