PERANCANGAN PENGENDALI PID PADA PRESSURE PROCESS RIG (38-714) BERBASIS MIKROKONTROLLER AVR ATMega8535

PERANCANGAN PENGENDALI PID PADA PRESSURE

PROCESS RIG (38-714) BERBASIS MIKROKONTROLLER

AVR ATMega8535

Vector Anggit Pratomo.

Jurusan Teknik Elektro, Universitas Pancasila Vector_anggit@yahoo.com

Abstrak

Pressure Process Rig (PPR) merupakan instrument yang digunakan untuk proses pengaturan presusure (tekanan) dan kecepatan aliran (flow) udara, pada proses pengendalian PPR Keberadaan pengendali pada tekanan dan kecepatan aliran udara memiliki nilai variable kendali dalam sebuah sistem proses yang memberikan kontribusi besar terhadap perilaku sistem. Tujuan dari penelitian ini akan dibahas perancangan pengendali PID digital berbasis mikrokontroller pada plant Pressure Process Rig 38-714, untuk mendapatkan respon sistem yang lebih baik dengan mengendalikan posisi bukaan aktuator yang berupa pressure control valve. Tuning parameter pengendali PID diperoleh dengan menggunakan grafik tuning PID controller yang dikembangkan oleh Ciancone dan Thomas E. Marlin.

Kata Kunci : Pressure Process Rig(38-714), PID,Mikrokontroller AVR ATMega8535. Abstract

Process Pressure Rig (PPR) is an instrument that is used to process presusure settings and flow velocity of air, in the presence of PPR control process controlling the pressure and air velocity has a value of variable control in a system process that contributes greatly to behavior of the system. The purpose of this study will be discussed digital PID controller design based on plant microcontroller Process Pressure Rig 38-714, to get a better response system by controlling the opening position of the actuator pressure control valve. PID controller tuning parameters obtained using the graphical tuning PID controller developed by Ciancone and Thomas E. Marlin.

Key words: Pressure Process Rig (38-714), PID, ATMega8535 AVR microcontroller.

PENDAHULUAN

Pada suatu sistem kendali, komponen-komponen penyusun sistem tidak dapat diubah tanpa berpengaruh kepada karakteristik plan. Perubahan-perubahan perilaku sistem hanya dapat dilakukan melalui penambahan suatu sub sistem, yaitu pengendali. Fungsi pengendali ini adalah mereduksi sinyal kesalahan (error), yaitu perbedaan antara sinyal setting (set point) dan sinyal aktual sehingga diperoleh sinyal aktual yang sama dengan sinyal setting. Kinerja sistem kendali yang diterapkan diketahui dari kecepatan reaksi sistem mengikuti sinyal aktual dan besar kesalahan (error) yang terjadi.

Salah satu jenis pengendali yang paling populer adalah pengendali Proportional Integrator Differentiator (PID). Pengendali PID merupakan pengendali konvensional tetapi masih sangat banyak dijumpai pada dunia industri. Proses perancangan dan realisasi yang tidak terlalu sukar sehingga implementasinya masih dapat berkembang, menyebabkan pengendali PID masih dapat bertahan sampai saat ini. Namun kelemahannya adalah pengendali jenis ini kurang cocok dipakai untuk sistem yang memerlukan keakuratan yang tinggi.

METODELOGI PENELITIAN

1. Identifikasi model dari sistem dilakukan dengan menggunakan metode step response. Parameter model dihitun berdasarkan respon keluaran si

diberikan input fungsi step.

2. Tuning parameter PID dengan menggunakan aturan dan grafik tuning PID yang dibuat oleh Ciancone dan Thomas E.Marlin.

3. Membuat simulasi mikrokontroler dengan menggunakan s-function.

4. Menerapkan algoritma pengendalian PID di mikrokontoler AVR.

DASAR TEORI 3.1. Pressure Process Rig 38-714

Aparatus yang digunakan dalam process Rig 38-714 pada Gambar 1. adalah

Gambar 1. Pressure Process Rig Aparatus ini ini terdiri dari:

• Sebuah Pneumatic Control Valve, • Sebuah I/P Converter,

• Sebuah Blok Orifice, • Sebuah Flowmeter,

Enam buah pengukur tekanan (Gauge), • Dua buah Regulator tekanan, • Sebuah Sensor tekanan,

• Sebuah Sensor perbedaan tekanan, • Sebuah Air Receiver,

• Tujuh buah Valve, dan

• Beberapa buah saluran pipa yang menghubungkan komponen

atas.

METODELOGI PENELITIAN

stem dilakukan dengan menggunakan metode step . Parameter model dihitung berdasarkan respon keluaran sistem saat Tuning parameter PID dengan menggunakan aturan dan grafik tuning PID yang dibuat oleh Ciancone dan Thomas Membuat simulasi mikrokontroler dengan Menerapkan algoritma pengendalian PID di

714

Aparatus yang digunakan dalam process Rig

Pressure Process Rig

Sebuah Pneumatic Control Valve,

Enam buah pengukur tekanan (Gauge), Dua buah Regulator tekanan, Sebuah Sensor perbedaan tekanan,

Beberapa buah saluran pipa yang menghubungkan komponen-komponen di

Sistem ini membentuk sebuah sistem

Input Single Output (SISO) dengan sumber input berupa air compressor.

memungkinkan kita untuk dapat mempelaja operasi dari setiap komponennya dan mempelajari koneksi sistem tersebut ke pengendali elektrik melalui transduser tekanan/arus.

Sistem ini memiliki 2 buah Regulator (R1 dan R2), 6 buah indikator tekanan (G1, G2, …, G6), dan 7 buah valve (V1, V2, …, V7).

digunakan untuk mengendalikan tekanan yang diukur oleh G1. Regulator R2 digunakan untuk mengatur tekanan yang diukur

atau G5. Sementara indikator tekanan G6 digunakan untuk menunjukkan tekanan pada receiver. Output yang akan dikendalikan pada sistem ini ada dua buah, yaitu tekanan pada G5 dan perbedaan tekanan antara G4 dan G5. Pressure transmitter (3

mengubah output pressure sensor standard input yang sesuai bagi Differential Pressure transmitter

berfungsi mengubah output differential pressure sensor agar menjadi standard input yang sesuai bagi controller

3.2. Kendali Proportional, Integral, dan Derivative (PID)

Kendali PID merupakan gabungan kendali Proportional, Integral dan Derivative. Persamaan kendali PID diberikan oleh

( )

=

( )

+

( )

+

_∫

i p d p p T K dt t de T K t e K t m

( )

=

_p

( )

+

_D

( )

+

K

_I

dt

t

de

K

t

e

K

t

m

Fungsi alihnya adalah

( )

( )

s

K

s

K

K

s

E

s

M

D I p

+

+

=

………(3)

Diagram blok dan aksi keluarannya diperlihatkan pada gambar 3.

Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing masing pengendali P, I dan D dapat saling menutupi dengan menggabungkan ketiganya secara paralel menjadi pengendali proposional Sistem ini membentuk sebuah sistem Single (SISO) dengan sumber air compressor. Sistem ini juga memungkinkan kita untuk dapat mempelajari operasi dari setiap komponennya dan mempelajari koneksi sistem tersebut ke pengendali elektrik melalui transduser

Sistem ini memiliki 2 buah Regulator (R1 dan R2), 6 buah indikator tekanan (G1, G2, …, G6), dan 7 buah valve (V1, V2, …, V7). Regulator R1 digunakan untuk mengendalikan tekanan yang diukur oleh G1. Regulator R2 digunakan untuk mengatur tekanan yang diukur oleh G3 atau G4 atau G5. Sementara indikator tekanan G6 digunakan untuk menunjukkan tekanan pada air . Output yang akan dikendalikan pada sistem ini ada dua buah, yaitu tekanan pada G5 dan perbedaan tekanan antara G4 dan G5.

(38-461) berfungsi pressure sensor agar menjadi standard input yang sesuai bagi controller. Differential Pressure transmitter (38-462) differential pressure agar menjadi standard input yang sesuai

Kendali Proportional, Integral, dan

Kendali PID merupakan gabungan kendali Proportional, Integral dan Derivative. Persamaan kendali PID diberikan oleh :

( )

∫

t t e 0 …….(1)

( )

∫

t

t

e

0 …..(2) ………(3)

Diagram blok dan aksi keluarannya

Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing pengendali P, I dan D dapat saling menutupi dengan menggabungkan ketiganya ngendali proposional

plus integral plus derivative (pengendali PID). Elemen-elemen pengendali P, I dan D masing masing secara keseluruhan bertujuan untuk mempercepat reaksi sebuah sistem, menghilangkan offset dan menghasilkan perubahan awal yang besar.

Keluaran pengendali PID merupakan jumlahan dari keluaran pengendali proportional, keluara pengendali integral. Gambar 2 menunjukkan hubungan tersebut.

Gambar 2. Blok diagram pengendali PID analog dan keluarannya

Karakteristik pengendali PID sangat dipengaruhi oleh kontribusi besar dari ketiga parameter P, I dan D. Penyetelan konstanta Kp, Ti, dan Td akan mengakibatkan penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Satu atau dua dari ketiga konstanta tersebut dapat disetel lebih menonjol dibanding yang lain. Konstanta yang menonjol itulah akan memberikan kontribusi pengaruh pada respon sistem secara keseluruhan.

Aksi kendali PID

Hanya Ramp e( m(t) t 0 0 Aksi kendali P t

plus integral plus derivative (pengendali PID). elemen pengendali P, I dan D masing-masing secara keseluruhan bertujuan untuk mempercepat reaksi sebuah sistem, dan menghasilkan

luaran pengendali PID merupakan jumlahan dari keluaran pengendali proportional, keluaran menunjukkan

k diagram pengendali PID analog

Karakteristik pengendali PID sangat dipengaruhi oleh kontribusi besar dari ketiga Penyetelan konstanta Kp, Ti, dan Td akan mengakibatkan penonjolan sifat masing elemen. Satu atau dua dari ketiga konstanta tersebut dapat disetel lebih menonjol dibanding yang lain. Konstanta yang menonjol itulah akan memberikan kontribusi aruh pada respon sistem secara

Gambar 3. Hubungan dalam fungsi waktu antara sinyal keluaran dengan masukan untuk

pengendali PID

3.3. Mikrokontroler ATMega 8535

ATMega 8535 merupakan salah atu kelas dari mikrokontrollr AVR atau sebuah

dari Alf and Vegard’s Risc Processor merupakan chip mikrokontroler yang diproduksi oleh Atmel. AVR termasuk kedalam jenis mikrokontroler RISC (Reduced Instruction Set

Computing) 8 bit. Berbeda dengan

mikrokontroler keluarga MCS

berteknologi CISC (Complex Instruction Set

Computing). Pada mikrokontroler dengan teknologi RISC semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16 bits words) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 clock, sedangkan pada teknologi CISC seperti yang dit

pada mikrokontroler MCS

menjalankan sebuah instruksi dibutuhkan waktu sebanyak 12 siklus clock.

Secara umum dapat dikelompokkan ke dalam 4 kelas yaitu: ATtiny, ATMega,

AT86RFxx.

Perbedaan yang terdapat pada masing

kelas adalah kapasitas memori, peripheral, dan fungsinya. Dalam hal arsitektur maupun instruksinya, hampir tidak ada perbedaan sama sekali. Dalam hal ini ATMega 8535

beroperasi pada kecepatan maksimal 16MHz serta memiliki 6 pilihan mode sleep untuk menghemat penggunaan daya listrik.

Aksi kendali PD

Hubungan dalam fungsi waktu antara sinyal keluaran dengan masukan untuk

ATMega 8535

ATMega 8535 merupakan salah atu kelas dari mikrokontrollr AVR atau sebuah kependekan Alf and Vegard’s Risc Processor merupakan chip mikrokontroler yang diproduksi

AVR termasuk kedalam jenis

Reduced Instruction Set

) 8 bit. Berbeda dengan

mikrokontroler keluarga MCS-51 yang

Complex Instruction Set

). Pada mikrokontroler dengan teknologi RISC semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16 bits words) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 clock, sedangkan pada teknologi CISC seperti yang diterapkan

pada mikrokontroler MCS-51, untuk

menjalankan sebuah instruksi dibutuhkan waktu

Secara umum dapat dikelompokkan ke dalam 4 kelas yaitu: ATtiny, ATMega,AT90Sxx dan

Perbedaan yang terdapat pada masing-masing s adalah kapasitas memori, peripheral, dan fungsinya. Dalam hal arsitektur maupun instruksinya, hampir tidak ada perbedaan sama

ATMega 8535 dapat beroperasi pada kecepatan maksimal 16MHz serta memiliki 6 pilihan mode sleep untuk

Gambar 4. Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMEGA 8535

PERANCANGAN PENGENDALI PID

Pada sinyal proses perancangan

pengendali PID menggunakan Mikrokontroller ditunjukan pada Gambar 6. Untuk sinyal keluaran dari sensor pressure dan sensor yang merupakan besaran arus akan di ubah ke niali besaran tegangan, dikarenakan perubahan sinyal analog ke digital pada

Gambar 6. Ilustrasi arah aliran sinyal pada sistem

. Arsitektur dan Konfigurasi Pin

PERANCANGAN PENGENDALI PID

Pada sinyal proses perancangan pressure rig pengendali PID menggunakan Mikrokontroller ditunjukan pada Gambar 6. Untuk sinyal dan sensor flow yang merupakan besaran arus akan di ubah ke niali besaran tegangan, dikarenakan perubahan

. Ilustrasi arah aliran sinyal pada

Berikut adalah flowchart

pengendalian PID pada proses rig menggunakan mikrokontroller

START Inisialisasi:

ADC.0<< PORTA. 0 (output proses=PID) ADC.1<< PORTA. 1 (input proses= cv) PORTD.1<< output serial Set UART: 115200,8,N,1 SET TIMER0 PORTC<< output pin to ADC

SETING NILAI AWAL: dt=0.01s Kc=3. 1654 Ti=0. 2962 Td=0. 0156 U1_prev=0 Error=0 error_sum=0 PID=0;

BACA SET POINT

TIMER. 0 OVF BACA ADC ( CV) error=sp-cv Propotional Pv= KC*error 2 No No Yes Yes 1 Gambar 7. Flowchart 4.1. Identifikasi model

Parameter model dihitung berdasarkan respon keluaran system saat diberikan input fungsi step. Model yang akan dibuat adalah model orde satu dengan dead time.

1

)

(

+

=

−

s

Ke

s

Gp

s

τ

θ ………

Langkah identifikasi model sebagai berikut; 1. Mencari kurva respon s

pengendali yang dianggap paling ideal dengan mengatur besar input step.

2. Menghitung parameter K, θ τ(time constant)

3. Memodelkan sistem Gp(s) sebagai model orde satu dengan dead time.

Dari hasil praktikum diperoleh grafik sinyal output dan sinyal input yang diberikan ke sistem, sbb:

flowchart dari proses pengendalian PID pada proses rig menggunakan mikrokontroller

Integral : error_sum=error_sum-error

Iv= Kc*dt/Ti* error_sum Derivative: Dv =((cv-cv_prev)/dt)*Kcd cv_prev=cv PID: PID=Pv+Iv-Dv PORT.C=PID Kirim Data Serial KePC

Untuk data log Print:sp,PID, cv

2 1

Flowchart

berdasarkan respon keluaran system saat diberikan input fungsi step. Model yang akan dibuat adalah model

………...………..(4)

Langkah identifikasi model sebagai berikut; Mencari kurva respon sistem tanpa

endali yang dianggap paling ideal dengan mengatur besar input step.

Menghitung parameter K, θ(dead time) dan stem Gp(s) sebagai model orde satu dengan dead time.

Dari hasil praktikum diperoleh grafik sinyal input yang diberikan ke

Gambar 8. Grafik sinyal output dan input hasil praktikum.

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa input yang diberikan adalah input step dengan step time mulai dari lima, initial value 0,4 dan final value 2 (δ = 2-0,4 = 1,6). berdasarkan grafik sinyal output, maka ∆

≈

0,556.

Kp = ∆ / δ =

6

,

1

556

,

0

= 0,3475 τ = 1,5 (t63% - t28%)

Berdasarkan grafik output : t63%

≈

0,343 t28%

≈

0,184 maka τ = 1,5 (0,343 – 0,184) τ _{= 0,2375} θ _{= t63% - τ = 0,343 – 0,2375} θ _{= 0,106} Gp(s) = e-θs













+ 1

s

Kp

τ

= e-0,106s













+ 1

2375

,

0

3475

,

0

s

Gp(s) = e-0,106s













+ 1

2375

,

0

3475

,

0

s

Setelah didapat transfer function (Gp(s)), selanjutntya disimulasi dengan matlab, diagram blok simulasi adalah sbb:

Gambar 9. Diagram blok simulasi system Gp(s) pada matlab.

. Grafik sinyal output dan input hasil

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa input yang diberikan adalah input step dengan step time mulai dari lima, initial value 0,4 dan final 0,4 = 1,6). berdasarkan grafik

Setelah didapat transfer function (Gp(s)), selanjutntya disimulasi dengan matlab, diagram

blok simulasi system Gp(s)

Input yang diberikan berupa input step dengan initial value 0,4 dan final value 2

time 5. Grafik input dan output hasil simulasi Gp(s) adalah sbb:

Gambar 10 Grafik input dan output dari transfer funtion Gp(s) yang disimulasi dengan matlab. Dari gambar 10 grafik hasil simulasi nilai delta(∆)

≈

0,4094, berbeda dengan nilai

praktikum, hal ini disebakan karena kekurangtelitian dalam pembacaan grafik dan pembulatan nilai-nilai lainya pada Gp(s) yang disimulasi.

• Penambahan PID pada system Gp(s)
Bentuk umum PID:

Kc (e +

Ti

1

∫

−

dt

dv

Td

edt

)

(

)

(

)

1

1

(

e

s

KcTdsY

s

Tis

Kc

+

−

Mencari nilai nilai Kc, Kid an Kd

Time sampling ditentukan 0,01 (ketentuan time sampling, ∆t

≤

0,05 (θ+ τ)), jadi time sampling nya harus

≤

0,017175. θ pada s

(θ') = θ + ∆t/2 = 0,111.

Input yang diberikan berupa input step dengan initial value 0,4 dan final value 2 (δ = 1,6). Step time 5. Grafik input dan output hasil simulasi

Grafik input dan output dari transfer funtion Gp(s) yang disimulasi dengan matlab.

grafik hasil simulasi nilai 0,4094, berbeda dengan nilai ∆ hasil praktikum, hal ini disebakan karena pembacaan grafik dan nilai lainya pada Gp(s) yang

Penambahan PID pada system Gp(s)

)

Mencari nilai nilai Kc, Kid an Kd

sampling ditentukan 0,01 (ketentuan time )), jadi time sampling pada sistem diskrit

Gambar 11. Metode Grafik Ciancone Berdasarkan grafik diatas, nilai Kc, Ti dan Td dapat dicari :

3485

,

0

111

,

0

' '

=













+

τ

θ

θ

= 0,3185

Dari grafik diatas, Kc.Kp

≈

1,1 Kp = 0,3475 Kc =

3475

,

0

1

,

1

= 3,1654 Ti / ( θ’+ τ )

≈

0,82 θ’_{+ τ = 0,3485} Ti = 0,82 x 0,3485 = 0,2962 Td / ( θ’+ τ )

≈

0,045 Td = 0,045 x 0,3485 = 0,0156

(

1

1

)

e

(

s

)

KcTdsY

(

s

)

Tis

Kc

+

−

3,1654

)

(

)

0

,

01556

2962

,

0

1

1

(

e

s

s

−

+

Setelah didapat PID nya, sistem Gp(s) yang telah di rangkai dengan PID selanjutnya disimulasikan, diagram simulasinya

berikut :

. Metode Grafik Ciancone grafik diatas, nilai Kc, Ti dan Td

)

))

(

01556

sY

s

stem Gp(s) yang telah di rangkai dengan PID selanjutnya disimulasikan, diagram simulasinya sebagai

Gambar.12. Diagram blok simulasi si yang sudah dengan PID

Pada simulasi Gp(s) dengan PID, input berupa input step dengan initial value 0,4 dan final value 2, sedangkan step time nya mulai dari 5.

Gambar 13. Grafik input output hasil simulasi sistem Gp(s) dengan kontroler PID. Simulasi PID pada sistem Gp(s) dengan menggunakan s_function sebelum melakukan pemrograman dengan Mikrokontroller.

Gambar 14. Diagram Blok simulasi s Gp(s) dengan s_function Transport Signal Builder Signal 2 S-Function pidoke

. Diagram blok simulasi sistem Gp(s) yang sudah dengan PID

Pada simulasi Gp(s) dengan PID, input berupa value 0,4 dan final value 2, sedangkan step time nya mulai dari 5.

. Grafik input output hasil simulasi stem Gp(s) dengan kontroler PID.

stem Gp(s) dengan menggunakan s_function sebelum melakukan

kontroller.

Diagram Blok simulasi sistem Gp(s) dengan s_function Transport Delay Transfer Fcn 0.23895 s+1 0.3473 *[1] Scope 2 Scope 1 Scope

128 64 32 16 8 4 2 ( 5 7₊ 6₊ 5₊ 4₊ 3₊ 2₊ 1 ₊ = D D D D D D D Vout

Gambar 15 Hasil simulasi s-Function

4.2. Perancangan kontroler PID

menggunakan mikrokontroler

Dari data Kc, Ti, dan Td di atas dapat dirancang sebuah pengendali PID dengan mikrokontroler. Salah satu mikrokontroler yang dapat digunakan sebagai pengendali PID adalah mikrokontroler ATmega8535 (AVR). ATmega8535 memiliki ADC internal sehingga memudahkan dalam mengkonversi besaran sinyal kontinyu ke digital baik dari input

time maupun dari feedback keluaran sensor. Clock maksimal ATmega8535 sampai dengan 16 MHz.

Time sampling (

∆

t

) ditentukan sebesar 0,01. Nilai Kc = 3,1654, Ti = 0,2962, dan Td = 0,0156, sehingga persamaan PID nya menjadi

01556

,

0

)

(

)

2962

,

0

3,1654

3,1654

(

e

s

s

−

+

Persamaan PID ini selanjutnya diterapkan pada algoritma pengendali di dalam mikrokontroler. Proses yang akan dikendalikan adalah proses kontinyu sehingga diperlukan DAC untuk merubah sinyal kendali digital U(z) ke sinyal kendali dalam bentuk sinyal kontinyu U(t).

4.3. Perancangan Digital to Analog Converter (DAC).

Sebelum digunakan sinyal kendali U(z) dari mikrokontroler harus dirubah ke bentuk kontinyu U(t) karena sistem yang akan dikendalikan bukan sistem digital. Diperlukan DAC untuk merubah sinyal digital ke bentuk kontin Dapat dituliskan persamaan sebagai berikut:

) 255

0 ₊

+ D Function

Perancangan kontroler PID

menggunakan mikrokontroler.

Dari data Kc, Ti, dan Td di atas dapat dirancang dengan mikrokontroler. Salah satu mikrokontroler yang dapat digunakan sebagai pengendali PID adalah mikrokontroler ATmega8535 (AVR). ATmega8535 memiliki ADC internal sehingga memudahkan dalam mengkonversi besaran sinyal kontinyu ke digital baik dari input settling time maupun dari feedback keluaran sensor. Clock maksimal ATmega8535 sampai dengan

) ditentukan sebesar 0,01. Nilai Kc = 3,1654, Ti = 0,2962, dan Td = 0,0156, sehingga persamaan PID nya menjadi

))

(

01556

sY

s

Persamaan PID ini selanjutnya diterapkan pada algoritma pengendali di dalam mikrokontroler. Proses yang akan dikendalikan adalah proses kontinyu sehingga diperlukan DAC untuk merubah sinyal kendali digital U(z) ke sinyal

m bentuk sinyal kontinyu U(t).

Perancangan Digital to Analog

Sebelum digunakan sinyal kendali U(z) dari mikrokontroler harus dirubah ke bentuk kontinyu U(t) karena sistem yang akan dikendalikan bukan sistem digital. Diperlukan DAC untuk merubah sinyal digital ke bentuk kontinyu. Dapat dituliskan persamaan sebagai berikut:

R R R R R 2R 2R 2R 2R 2R 2R 2R PORTC0 PORTC.1 PORTC.2 PORTC.3 PORTC.4 PORTC.5 PORTC.6 2R PORTC.7 R 2R R 1R

Gambar 16. Digital to analog converter dengan menggunakan PORTC mikrokontroler sebagai input DAC dan Rangkaian pembatas keluaran

sebesar 2 volt.

4.4. Hasil Pengendali Proses Rig

Menggunakan PID Menggunakan

Mikrokontroller

Setelah dilakukan pengendalian dengan menggunakan metode pengendali PID pada Proses Rig dengan menggunakan Mikrokontroller terlihat pada gambar 4.8.

Gambar 17.Pengendali PID

PI

ADC1 DAC

ADC0 D

Setpoint X(Z) E(z) U(z)

Y(Z) X(t) + - + -MIKROKONTROLER I to V Converter

Gambar 18. Diagram blok pengendalian proses dengan PID menggunakan mikrokontroler.

Rangkaian pembagi tegangan

Digital to analog converter dengan mikrokontroler sebagai dan Rangkaian pembatas keluaran

Hasil Pengendali Proses Rig

Menggunakan PID Menggunakan

Setelah dilakukan pengendalian dengan menggunakan metode pengendali PID pada Proses Rig dengan menggunakan Mikrokontroller terlihat pada gambar 4.8.

Pengendali PID

SENSOR

PROSES

U(t) V to I Y(t)

Converter

Diagram blok pengendalian proses dengan PID menggunakan mikrokontroler.

Rangkaian pembagi tegangan

Ada beberapa hal yang diperhatikan pada pengendali proses rig diantaranya yaitu:

1. Pengendali pada converter arus ke tegangan tidak mengenal adanya besaran sinyal negatif .

2. Batasan pada Proses Rig untuk tegangan sebagai sinyal masukan antara 0 – 4 volt. Pada pengendali ini tegangan yang digunakan adalah 0.4 volt – 2 volt.

3. Dikarenakan tegangan keluaran pada DAC adalah 0volt – 5 volt maka dibutuhkan rangkaian pembagi setelah keluaran dari DAC (gambar 16.) .

KESIMPULAN

Dari hasil pengendali Proses Rig berbasis Mikrokontroller ATMEGA 8535 dan selama melakukan percobaan di dapatkan :

1. Nilai parameter KC,Ti dan Td mempengaruhi dari respon time pengendali.

2. PID dalam discret time memiliki ketentuan time sampling sebesar 0.01.

3. Keluaran pada mikrokontroller tidak mengenal tegangan minus, sehingga dilakukan manipulasi proses pemrograman dengan menggunakan batasan.

4. Pengendali tidak dapat mengikuti set point disebabkan karena proses akumulasi pada program dilakukan dengan percobaan kesalahan sehingga tidak dapat menentukan nilai tengah pengendali dari besaran bit 256.

DAFTAR PUSTAKA

1. Modul Proses Rig 38-714, Teknik Elektro Kendali Industri, Universitas Indonesia. 2. Stuart R Ball,Analog Interfacing to

embedded to microprocessor system, 2 nd edition, Elsevier 2004.

3. Katsuhiko Ogata, Moderen Controll Enginering, 2 nd Edition, Prentichall 1997. 4. Ardi Winoto,Mikrokontroller AVR ATmega

8/32/16/8535 dan pemrogramannya dengan Bahasa C pada WIN AVR, Informatika Bandung, 2008.