"Kendali Temperature Ruangan dengan PID Berbasis Arduino" Document B100-600

Document Project Mandiri
Sistem Kendali Digital
“Sistem Kendali Temperatur Ruangan denganPID Berbasis Arduino”
Nama : Satrio Nurcahyo
Kelas : 2A
NIM :151311028
PROGRAMSTUDI D3 TEKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2017

KATA PENGANTAR
Dengan segala kerendahan hati, penulis panjatkan puji dan syukur kehadiran
illahirobbi yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya kepada kita semua. Tidak
lupa shalawat beserta salam mudah – mudahan senantiasa tercurah limpahkan kepada
junjunan kita semua Nabi besar Muhammad SAW. Alhamdulillah atas izin-Nya penulis
dapat menyelesaikan Dokumen Project Alat Sistem Kendali Digital mengenai “Sistem
Kendali Temperature Ruangan dengan menggunakan PID berbasis Arduino”.
Project Alat ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah
Sistem Kendali Digital. Dalam Dokumen ini, akan membahas proses-proses yang
dilakukan penulis untuk melakukan proses perancangan Alat Sistem Kendali Digital.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada rekan-rekan yang ikut berpartisipasi
dalam project ini.
Karya tulis ini diharapkan dapat memberikan informasi dan sumbangsih pada
dunia perkuliahan, khusunya kepada mahasiswa. Penulis juga berharap agar pembaca
akan mengapresiasikan karya ini dan akan memberikan saran atau kritik.
Bandung, Juni 2017
Penulis

PROGRAM STUDI D.III TEKNIK ELEKTRONIKA
Jln. GegerkalongHilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, KotakPos
1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
LembarSampulDokumen
JudulDokumen Dokumen Proyek Produk : “Sistem Kendali temperatur ruangan dengan
PID berbasis Arduino”
JenisDokumen B100
NomorDokumen Pro – 01
NomorRevisi 01
Nama File B100.docx
TanggalPenerbitan 23 - 3 – 2017
Unit Penerbit Satrio Nurcahyo
JumlahHalaman 4 (Termasuk Lembar Sampul)
Data Pengusul
Pengusul Nama Jabatan NIM
Mahasiswa D-
III Teknik
Elektronika
Satrio Nurcahyo Pembuat 151311028
Tanggal 23-3-2017 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos
1234,
Telepon :
022-2013789
Fax :
022-2013889
Email :
polban@polban.ac.id

Daftar Isi
Pendahuluan………………………………………………………
1.1 Latar Belakang……………………………………………...
1.2 Batasan Masalah…………………………………………....
1.3 Tujuan………………………………………………….……
1.4 Deskripsi alat……………………………………………….

PENDAHULUAN
1.1 LatarBelakang
Suhu merupakan salah satu unsur yang paling penting dalam kehidupan di bumi ini.
Suhu merupakan indikator untuk menunjukan keadaan lingkungan yaitu panas atau
dingin. Seiring berjalannya waktu, kebutuhan akan suhu yang sesuai dengan yang
diharapkan pun makin banyak. Dalam dunia industry contohnya untuk dapat menunjang
suatu hasil produksi diperlukan pengefektifan penggunaan unsur pendukung produksi .
Untuk dapat mencapai tujuan tersebut maka perlu dibuat suatu system kendali sehingga
suhu yang merupakan factor paling penting dapat dikendalikan dan menunjang suatu
proses produksi.
Proyek ini merupakan tugas gabungan dari 3 matakuliah di Jurusan Teknik Elektro
prodi D3 Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung antara lain :
1. Sistem kendali Digital
2. Instrumentasi elektronika
3. Elektronika Industri
Pada proyek mandiri ini akan dibuat suatu rancangan dan direalisasikan suatu
simulasi dari sistem kendali suhu terhadap ruang dengan menggunakan sensor suhu LM
35. variabel kendali yang digunakannya yaitu suatu besaran suhu yang akan
dikonversikan kedalam besaran listrik.
1.2 BatasanMasalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang. penulis merumuskan bagaimana untuk
membuat suatu system kendali suhu dengan menggunakan metode PID untuk
mencapai suhu yang diinginkan dan stabil saat diberi gangguan.
1.3 Tujuan

Tujuan dibuatnya alat ini adalah untuk menjaga kestabilan suhu suatu ruang
dengan menggunakan lampu sebagai sumber panas dan kipas sebagai unsur
gangguan .
1.4 Deskripsi Alat
SV /
Potensiometer
Arduino Uno/
PID Digital
Driver
TRIAC
Aktuator
(Lampu AC)
Sensor
LM 35
+
-
+
Output
OPTOCOUPLER
PWM
Prinsip kerja dari sistem alat yang akan dibuat ini yaitu dengan menjaga suhu agar
tetap stabil sesuai dengan nilai set point nya. Pengaturan set point akan dilakukan
dengan menggunakan potensiometer untuk mengatur referensi suhu. Untuk controller
nya menggunakan arduino uno yang akan menghasilkan output berupa besaran digital
atau PWM yang akan diolah oleh optocoupler untuk mengubah input PWM menjadi
besaran analog sehingga driver akan mengendalikan itensitas cahaya nya. Panas yang
dihasilkan oleh lampu tersebut akan dideteksi oleh sensor LM35 yang kemudian akan
dibandingkan dengan nilai set point yang telah di set. Perbedaan antara nilai set point
dengan output dari sensor inilah yang akan menjadi input pada microcontroller sehingga
akan dimanipulasi nilainya agar sesuai dengan set point nya.

1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B-200 : “Sistem Kendali temperatur ruangan dengan PID
berbasis Arduino,”
Jenis Dokumen B-200
Nomor Dokumen Pro – 02
Nomor Revisi 01
Nama File B200.docx
Tanggal Penerbitan 30 Maret 2017
Jumlah Halaman 10
Data Pengusul
Pengusul
Nama Jabatan
Pembuat
Mahasiswa D III Teknik
Elektronika
Satrio Nurcahyo.
Tanggal 30 -3 -2017 Tanda Tangan
Lembaga
Politeknik Negeri Bandung
Alamat
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id

Daftar Isi
1. Pengantar…………………………………………………………...........
1.1 Functional Requirement Specification………………………………..
2. Pendahuluan………………………………………………………………
2.1 Gambaran Umum, Tujuan, Ruang Lingkup………………………….
2.1.1 Gambaran Umum…………………………………………………
2.1.2 Tujuan…………………………………………………………….
2.1.3 Ruang Lingkup…………………………………………………...
2.2 Deskripsi Sistem …………………………………………………...
3. Overall Specification……………………………………………………...
3.1 Pendahuluan………………………………………………………...
3.2 Deskripsi Alat………………………………………………………
3.3 Deskripsi Perangkat Keras…………………………………………

1. Pengantar
Dokumen B200 ini berisi tentang dokumen spesifikasi alat yang meliputi
spesifikasi sistem dalam mengembangkan alat ini, serta detail dari alat yang akan dibuat
yaitu Sistem Kendali temperatur ruangaan dengan PID berbasis Arduino. Dokumen ini
berisi mengenai mekanisme alat dan cara kerja alat.
1.1 Functional Requirement Specification
 Designer dalam hal ini adalah pengembang sistem, dalam hal ini adalah saya
yang nantinya akan mencoba membuat konspep mengenai mekanisme dari alat
yang akan dibuat.
 Dokumen dasar untuk program pengembangan sistem ini adalah dokumen B100
hingga B600.
2. Pendahuluan
2.1 Gambaran Umum, Tujuan, Ruang Lingkup
2.1.1 Gambaran Umum
Alat yang akan dibuat ini merupakan suatu system untuk mengatur besarah suhu
pada keadaan tertentu yang dapat diaplikasikan dalam dunia industry maupun rumah.
Untuk prinsip kerjanya yaitu dengan mengatur besaran suhu yang akan dicapai dengan
mengatur set point menggunakan potensiometer yang selanjutnya akan diproses oleh
arduino dengan memberikan pulsa berupa PWM yang akan dijadikan input kepada
optocoupler yang selanjutnya di proses oleh driver berupa komponen TRIAC sehingga
membuat lampu menyala dan menghasilkan suhu yang sesuai dengan nilai set point
nya.
2.1.2 Tujuan
Tujuan utama dari dibuatnya alat ini adalah :
 Memenuhi tugas 3 mata kuliah antara lain Sistem Kendali Digital, Instrumentasi
dan Elektronika Industri.
 Memudahkan dalam mengatur suhu pada ruangan.
 Mengaplikasikan sistem kendali PID yang sudah dipelajari.

2.1.3 Ruang Lingkup
Alat ini memiliki batasan-batasan sebagai berikut :
 Alat yang dibuat merupakan prototype yang akan dikembangkan kembali.
 System kendali yang digunakan nya yaitu dengan kendali PID untuk memenuhi
nilai suhu yang akan dicapai.
 Controller yang digunakan yaitu Arduino UNO dan sensor yang digunakan adalah
LM 35
 Untuk mengkonversi output arduino yang berup PWM maka digunakan
optocoupler untuk diproses sehingga bisa menjadi input pada driver TRIAC
2.2 Deskripsi Sistem
Karakteristik sistem dari alat ini adalah :
 Menggunakan tegangan AC 220 Volt
 .komponen yang digunakan berupa komponen elektronika daya
 Mengatur nilai set point dengan menggunakan potensiometer
 Menggunakan sensor LM 35 sebagai detector untuk memberikan umpan balik
kepada controller
 Output dari system akan ditampilkan pada LCD
3. Overall Specification
3.1 Pendahuluan
Pada bab ini akan dibahas mengenai spesifikasi dari Sistem Kendali temperatur
ruangaan dengan PID berbasis Arduino 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 ini.

3.2 Deskripsi Alat
SV /
Potensiometer
Arduino Uno/
PID Digital
Driver
TRIAC
Aktuator
(Lampu AC)
Sensor
LM 35
+
-
+
Output
OPTOCOUPLER
PWM
Prinsip kerja dari sistem alat yang akan dibuat ini yaitu dengan menjaga suhu agar
tetap stabil sesuai dengan nilai set point nya. Pengaturan set point akan dilakukan
dengan menggunakan potensiometer untuk mengatur referensi suhu. Untuk controller
nya menggunakan arduino uno yang akan menghasilkan output berupa besaran digital
atau PWM yang akan diolah oleh optocoupler untuk mengubah input PWM menjadi
besaran analog sehingga driver akan mengendalikan itensitas cahaya nya. Panas yang
dihasilkan oleh lampu tersebut akan dideteksi oleh sensor LM35 yang kemudian akan
dibandingkan dengan nilai set point yang telah di set. Perbedaan antara nilai set point
dengan output dari sensor inilah yang akan menjadi input pada microcontroller sehingga
akan dimanipulasi nilainya agar sesuai dengan set point nya.
3.3 Deskripsi Perangkat Keras
Sistem Pengendali Suhu Ruangan dengan Metode PID membutuhkan perangkat keras
sebagai pendukung sistem ini, diantaranya :
 Lampu Tungsten
 Arduino Uno
 TRIAC
 Optocoupler
 Sensor LM35
 LCD Display 16x2

3.3.1 Lampu Pijar Philips 40 Watt
Lampu pijar ini memiliki daya sebesar 40 watt dan panas yang dihasilkannya yaitu
tinggi sehingga cocok untuk dijadikan pemanas pada alat ini.
3.3.2 Arduino Uno
Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Memiliki 14
pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output
PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP
header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan,
cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan
kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk
menjalankannya.
Fitur :
Microcontroller ATmega328
Operasi dengan daya 5V Voltage

Input Tegangan (disarankan) 7-12V
Input Tegangan (batas) 6-20V
Digital I / O Pins 14 (dimana 6 memberikan output PWM)
Analog Input Pin 6
DC Lancar per I / O Pin 40 mA
Saat 3.3V Pin 50 mA DC
Flash Memory 32 KB (ATmega328) yang 0,5 KB digunakan oleh bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Clock Speed 16 MHz
3.3.3 Optocoupler
Optocoupler adalah suatu piranti yang terdiri dari 2 bagian yaitu transmitter dan
receiver, yaitu antara bagian cahaya dengan bagian deteksi sumber cahaya terpisah.
Biasanya optocoupler digunakan sebagai saklar elektrik, yang bekerja secara otomatis.

Triode for Alternating Current (Trioda untuk arus bolak-balik) adalah sebuah
komponen elektronik yang kira-kira ekivalen dengan dua SCR yang disambungkan
antiparalel dan kaki gerbangnya disambungkan bersama. Nama resmi untuk TRIAC
adalah Bidirectional Triode Thyristor.
3.3.5 Sensor LM35
LM35 merupakan sensor suhu yang dapat digunakan untuk mengukur besaran suhu
dari heater . Konfigurasi pin dan tampilan sensor LM35
Berikut adalah spesifikasi dari sensor LM35.

3.3.6 LCD
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan
kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya
alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. Pada postingan
aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16.
LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk
menampilkan status kerja alat.

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos
1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Judul Dokumen
Dokumen B-300 :
“Sistem Kendali temperatur ruangaan dengan PID berbasis Arduino”
Jenis Dokumen B-300
Nomor Revisi 01
Nama File B300.docx
Tanggal Penerbitan 28 April 2017
Jumlah Halaman 5 (Termasuk lembar sampul)
Data Pengusul
Pengusul
Nama Jabatan
Pembuat
Mahasiswa D-III Teknik
Elektronika
Satrio Nurcahyo.
Tanggal 28 -4 -2017 Tanda Tangan
Alamat
Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

Daftar Isi
1. Pengantar……………………………………………...
1.1 Ringkasan Isi Dokumen…………………………
1.2 Tujuan Penulisan & Aplikasi……………………
1.3 Daftar Singkatan ………………………………..
2. Pengembangan Alat…………………………………...
3. Perancangan Sistem Elektronik……………………….
3.1 Diagram Blok Sistem……………………………
3.2 Skematik Rangkaian…………………………….
3.3 Flowchart PID…………………………………...

1. Pengantar
1.1. Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini berisi proposal spesifikasi sistem yang ditujukan sebagai tugas proyek
mandiri 3 mata kuliah antara lain Sistem Kendali Digital , Instrumentasi, dan
Elektronika Industri 2. Dokumen ini menjelaskan lebih detail mengenai konsep dan
desain alat dari segi perancangan elektronik dan mekanisme prinsip kerja kendalinya
serta upaya pengembangan perangkat yang akan digunakan.
.
1.2. Tujuan Penulisan dan Aplikasi/Kegunaan Dokumen
Tujuan penulisan dokumen ini secara umum adalah untuk melanjutkan proyek
mandiri dalam hal pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen sebelumnya,
sehingga proyek “Sistem Kendali temperatur ruangaan dengan PID berbasis Arduino” ini
bisa terealisasikan.
1.3. Daftar Singkatan & Istilah
PWM : Pulse Width Modulator
PID : Proportional Integral Derivative
2. Pengembangan Alat
Pada pengembangan proyek mandiri ini akan dijelaskan rancangan dari alat yang
dibuat dengan proses perealisasiannya sehingga dapat memudahkan dalam proses
pengerjaannya. Dan tidak menutup kemungkinan juga akan mengalami beberapa
perubahan dan modifikasi dari segi rangkaian elektronik, program serta system
kendalinya.

3. Perancangan Sistem Elektronik
3.1 Diagram Blok Sistem
SV /
Potensiometer
Arduino Uno/
PID Digital
Driver
TRIAC
Aktuator
(Lampu AC)
Sensor
LM 35
+
-
+
Output
OPTOCOUPLER
PWM
Gambar 3.1 Blok Sistem
3.2 Skematik Rangkaian
Rangkaian ini merupakan perancangan dari alat yang akan dibuat. Dalam
pengendaliannya dapat dilakukan dengan 2 metode yaitu secara analog dan digital. Jika
menggunakan metode analog atau manual maka kendali lampu yang merupakan sumber
panas akan dilakukan dengan mengatur potensiometer yang ada pada rangkaian plant
nya. Sedangkan jika menggunakan metode digital maka kendali lampu akan
menggunakan arduino yang keluarannya berupa PWM yang parameter input nya berupa
Kp, Ti, Td dan dikendalikan oleh program pada arduino tersebut .

Gambar 3.2 Power Supply Switching

3.3 Flowchart PID
START
Deklarasi Variable :
- Library LCD, ultrasonic
- Variable perhitungan PID
- Variable perhitungan time sampling
- Variable Display LCD
- Deklarasi untuk mengendalikan
looping
Setup/input nilai awal
- Setup Parameter PID
- Setup Display
- Setup Time Sampling
-Setup Pin Input dan Output
-Setup pengatur Looping
Arduino ON
- Baca nilai setpoint value (SV) dari
potensiometer
- Baca nilai proses value dari sensor
ultrasonik
- Hitung nilai time sampling
- Hitung Error
- Hitung Integral Error
- Hitung Differential Error
- Hitung PID
- Membatasi keluaran PID
- Menyesuaikan dengan
kondisi embedded sistem
Motor Servo
Mendapatkan nilai PID
berupa PWM dan
menggerakannya
Hitung waktu Display IE (interval_elapsed), IL
(Interval_Limit)
IE >=IL
Tampilkan SV dan PV
Reset IE untuk
mengitung ulang
Set variable untuk perhitungan selanjutnya et_1=t;
eint_1=eint; t_1=t;
YA
TDK

1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Judul Dokumen Dokumen Proyek Produk : “Sistem Kendali temperatur
ruangaan dengan PID berbasis Arduino”
Jenis Dokumen B400
Nomor Revisi 01
Nama File B400.docx
Tanggal Penerbitan 16 – 01 – 2017
Jumlah Halaman 12 (Termasuk Lembar Sampul)
Data Pengusul
Pengusul Nama Jabatan
Ketua
Mahasiswa Elektronika
D-III
Satrio Nurcahyo 151311028
Tanggal 19-05-2017
Tanda
Tangan
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

Daftar Isi
1. Pendahuluan………………………………………………………....
1.1 Ringkasan Isi Dokumen……………………………………………..
1.2 Tujuan Penulisan……………………………………………………
2. Realisasi perancangan………………………………………………
2.1 Realisasi Elektronik……………………………………………..
a. microcontrolled arduino uno………………………………
b. Sensor LM35………………………………………….…..
c. Screen LCD 16x2…………………………………………
d. Potensiometer……………………………………………..
e. TRIAC…………………………………………………….
f. Zerro Crossing……………………………………….…….
g. OptoTRIAC……………………………………………….
2.2 Realisasi Program………………………………………………
3. kesimpulan …………………………………………………………...

1. Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen ini berisi proposal spesifikasi sistem yang ditujukan sebagai proyek
mandiri mata kuliah SKD. Dokumen ini menjelaskan lebih detail mengenai
konsep dan desain alat serta upaya pengembangan serta perangkat yang akan
digunakan.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan dokumen ini secara umum adalah untuk melanjutkan proyek
mandiri dalam hal pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen
sebelumnya, sehingga proyek ini bisa terelalisasikan.. selain itu tujuan dari
disusunya dokumen ini adalah :
 Memperdalam pemahaman pembaca untuk sistematis dari proyek yang
dibuat
 Sebagai sumber yang mengacu dalam pengerjaan proyek
 Sebagai sumber dari pengembangan proyek
2. Realisasi Perancangan
Bab ini menjelaskan mengenai sejauh mana pembuatan proyek telah dilaksanakan
dan seperti apa perkembangan terkait pengerjaan proyek mengacu pada dokumen dan
tahap-tahap yang telah dilalui sebelumnya.
Realisasi perancangan ini terdiri dari realisasi pada setiap aspek mekatronika seperti
aspek elektronika dan sistem kendali guna memperjelas bagaimana realisasi alat yang
sedang dan telah dilaksanakan, berikut yang dapat dilampirkan
2.1 Realisasi Elektronik
a. Controler arduino uno
Kontroler yang digunakan pada miniatur ini adalah Arduino Uno R3.
Kontroler ini digunakan sebagai PID controller, dimana di dalam Arduino
Uno ini akan dilakukan proses perhitungan parameter-parameter PID dan
Arduino yang naninya akan menghasilkan waktu delay antara 0-10ms yang
akan digunakan untuk mengaktifkan TRIAC.

Gambar 2.1 Mikrokontroller Arduino Uno
Data pengujian output setiap PIN arduino
Pin Pengukuran arduino
1 5
2 4.6
3 4.6
4 4.6
5 4.6
6 4.6
7 4.6
8 4.6
9 4.6
10 4.6
11 4.6
12 4.6
13 4.6

b. Sensor Suhu LM35
Sensor yang digunakan sebagai pendeteksi suhu adalah sensor LM35 yang
dapat dilihat pada gambar 2.2 . Sensor LM35 digunakan untuk mengukur
suhu dari lampu pada ruangan yang kemudian akan dihitung secara
matematis dengan nilai setpoint.
Gambar 2.2 Sensor Suhu LM35

 Hasil pengujian suhu terhadap tegangan LM35 di serial plotter dan
serial monitor
Gambar 2.3
Gambar 2.4

c. Screen LCD 16 x 2
Gambar 2.5 Hasil pengujian LCD
LCD digunakan sebagai bahan evaluasi dari hasil kinerja system sehingga lcd ini
merupakan perangkat yang paling penting dalam system kendali
Berikut merupakan program yang digunakan untuk pengujian LCD :
#include <LiquidCrystal.h>
const int PIN_RS = 12;
const int PIN_E =11;
const int PIN_DB4=5;
int p;
float sv ,pv, e, kp;
LiquidCrystal lcd(PIN_RS,PIN_E,PIN_DB4,PIN_DB5,PIN_DB6,PIN_DB7);

void setup() {
Serial.begin(9600);
lcd.begin (16,2);
lcd.clear();
lcd.print("SV:");
lcd.setCursor(12,0);
lcd.print("^C");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Satrio Nurcahyo");
Serial.print(sv);
Serial.print(" ");
}
void loop (){
sv=analogRead(0)*0.0049 * 10 ;
lcd.setCursor(6,0);
lcd.print(sv);
}

d. Potensiometer
Gambar 2.7 Potensiometer
Gambar 2.8 hasil uji potensiometer di serial monitor dalam kondisi
maksimum
Gambar 2.9 hasil uji potensiometer di serial monitor dalam kondisi
minimum

Potensiometer digunakan untuk mengatur nilai set point yang digunakan .
keluaran dari potensiometer ini akan dimasukan ke arduino dan akan mengkonversikan
nilai tegangan yang dihasilkan oleh potensiometer menjadi nilai analog. Nilai analog ini
pada program akan di konversikan kembali menjadi nilai suhu yang natinya akan
dibandungkan dengan nilai PV.
e. Driver TRIAC
TRIAC digunnakan sebagai pengendali konsumsi daya pada beban ketika diaktifkan
dengan diberi tegangan gate.
.
Berikut merupakan hasil pengujian TRIAC
Posisi potensio Tegangan Gate Tegangan MT1 terhadap
MT2
Minimum 0 V 210 V
Sedang 0.12 V 165 V
Maksimum 0.2 V 5 V
f. Zerro crossing
Gambar 2.10
Zero crossing berfungsi sebagai penanda ketika tegangan 0V terdeteksi sehingga
keluaran zero crossing akan mengeluarkan tegangan DC sebesar 5 Volt yang akan
digunakan untuk mentrigger arduino untuk bisa mengendalikan TRIAC dan MOC3021.

g. Opto TRIAC 3021
Gambar 2.11 OPTO TRIAC
Komponen ini berfungsi sebagai penghubung ketika keluaran arduino berupa
PWM akan dialirkan ke Gate TRIAC untuk dapat mengendalikan beban nya.
2.2 Realisasi Pemrogramman Sistem Kendali
#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;
float PV, PVf, PVf_1, a, Ts, fc, RC;
float SV;
int MV, PID;
unsigned long t;
double t_1;
float interval_elapsed;
float interval_limit;
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 6);
void setup() {
Serial.begin(9600);
// put your setup code here, to run once:
fc = 0.95431;//0.035431; // Frekuensi cut-off
RC = 1/(6.28*fc); // menentukan nilai RC
Ts = 0.01; // Nilai Ts harus diukur dgn program terlebih dahulu

a = RC/Ts; // menghitung parameter
PVf_1 = 0;
Kp = 8.9 ;//20;//26.73142857;//28.73142857
Ti = 3.5;//3.330;//6.03;//5.4;//1.330;
Td = 0.8;//0.557;//0.337;
SV= 38;
et_1=0;
et_2=0;
ut_1=0;
interval_limit=1.5;
interval_elapsed=0.1;
lcd.begin(16,2);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print ("SV:");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print ("PV:");
lcd.setCursor (11,0);
lcd.print ("*C");
lcd.setCursor (11,1);
lcd.print ("*C");
//t=millis();
//delay(100);
pinMode(13, OUTPUT);
pinMode(8, INPUT);
pinMode(AC_LOAD,OUTPUT);
digitalWrite(13, HIGH);
attachInterrupt(0, zero_crosss_int,RISING); // intterupt 0
}
void zero_crosss_int()
{ int dimtime=(75*PID);
delayMicroseconds(dimtime);
digitalWrite(AC_LOAD,HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(AC_LOAD,LOW);}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
int start=digitalRead(8);
while (start == HIGH) {
//SV=analogRead(A0)*0.004887;
//SV=42; //SV*10;

PV=analogRead(A5)*0.004887;
PV=PV*100;
PVf = (PV+a*PVf_1) / (a+1);
//t=millis();
Ts=0.01;//(t - t_1)/1000;
et=SV-PVf;
if (Ti<=0){
K1=0;}
else {
K1=(Kp*Ts)/Ti;
}
K2=(Kp*Td)/Ts;
K3=Kp+K2+K1;
K4=Kp+2*K2;
ut=ut_1 + K3*et - K4*et_1 + K2*et_2;
PID = ut;
if (PID > 255) {
PID = 255;
}
else if (PID < 0) {
PID = 0;
}
else {
PID = PID;
}
//PID = PID/2;
//MV=PID*51;
//analogWrite(6,MV);
PID = map (PID,255,0,34,134);
interval_elapsed = interval_elapsed + Ts;
if (interval_elapsed >= interval_limit){
Serial.print(60);
Serial.print(" ");
Serial.print(SV);
Serial.print(" ");
Serial.println(PVf);
lcd.setCursor(3,0);

lcd.print(SV);
lcd.setCursor(3,1);
lcd.print(PVf);
interval_elapsed=0;
}
else {
interval_elapsed = interval_elapsed;
}
int start = digitalRead(8);
PVf_1 = PVf;
et_1=et;
et_2=et_1;
ut_1=ut;
//t_1=t;
delay(10);
}
PID = 134;
//t=millis();
//delay(100);
//SV=analogRead(A0)*0.04887;
PV=analogRead(A5)*0.4887;
PVf = (PV+a*PVf_1) / (a+1);
Serial.print(60);
Serial.print(" ");
Serial.print(0);
Serial.print(" ");
Serial.println(PVf);
lcd.setCursor(3,0);
lcd.print(SV);
lcd.setCursor(3,1);
lcd.print(PVf);
PVf_1 = PVf;
et_1=0;
et_2=0;
}

3. Kesimpulan
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa
setiap bagian dari proyek ini dalam keadaan yang baik dan masih terus dalam proses
pengembangan sehingga proyek ini bisa menjadi lebih baik lagi.

1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Judul Dokumen Dokumen Proyek Produk :”Sistem Kendali Temperatur
Ruangan dengan PID Berbasis Arduino”
Jenis Dokumen B500
Nomor Revisi 01
Nama File SKT2A_B500_Satrio Nurcahyo
Data Pengusul
Ketua
D-III
Tanggal 25-05-2017
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

Daftar Isi
1. Pengantar…………………………………………………………
1.1 Ringkasan Isi Dokumen…………………………………..
1.2 Tujuan Penulisan………………………………………….
1.3Referensi…………………………………………………..
1.4Daftar Singkatan…………………………………………..
2. Desain Kendali ……………………………………………………
2.1 Linierisasi Sensor LM35…………………………………..
2.2Desain Respon Alat………………………………………..
2.3Respon Hasil Desain ………………………………………

1. Pengantar
Dokumen ini berisi proses dan implementasi dari proyek yang berjudul “Sistem
Kendali Temperatur Ruangan dengan PID Berbasis Arduino”. Deskripsi dan
gambaran umum proyek telah diuraikan pada dokumen B100, spesifikasi telah
diuraikan pada dokumen B200, desain telah diurakan pada dokumen B300,
percobaan alat telah diuraikan pada dokumen B400. Pada dokumen ini akan
dijelaskan desain kendali metode PID dengan menggunakan cara Ziegler
Nichols 1.
Isi dokumen ini secara garis besar dibagi menjadi tiga bagian. Bagian pertama
menjelaskan tentang cara menggunakan desain dari Ziegler Nichols. Bagian
kedua menentukan nilai parameter PID dari respon yang muncul dari alat
kendali suhu ruangan. Bagian ketiga menentukan nilai parameter PID sesuai
dengan respon yang diinginkan.
Tujuan penulisan dokumen ini secara umum adalah melanjutkan proses
perancangan dan realisasi dari proyek mekatronika dalam hal realisasi dan
implementasi hardware serta sistem elektronikanya dalam hal pengembangan
dari konsep dan ide pada dokumen sebelumnya, sehingga proyek ini bisa
terelalisasikan.
Sedangkan tujuan khusus dari dokumen ini adalah:
1. Memudahkan proses pengembangan proyek.
2. Sebagai acuan dalam proses pengerjaan proyek.
3. Sebagai salah satu dokumentasi dalam pengembangan proyek itu sendiri.
1.3 Referensi
Bolton, W. Control System.
Fadali, M Sam. Digital Control Engineering. United States : s.n.

1.4 Daftar Singkatan/Istilah
PID Proportional Integrated Deriative
ADC Analog Digital Converter
PWM Pulse Width Modulation
2. Desain Kendali
2.1 Linierisasi Sensor LM35
Dibawah ini merupakan tabel dari pengukuran suhu yang dideteksi oleh sensor
LM35 serta Thermometer terhadap Dimming yang diberikan.
Dimming Suhu yang dideteksi LM35
(
Suhu yang dideteksi
Thermometer
43 54 50
73 49 46
103 44 38
Berdasarkan data diatas diperoleh informasi bahwa semakin besar dimming (sudut
penyalaan), maka akan membuat lampu semakin redup sehingga suhu yang dideteksi
baik dengan LM35 maupun Thermometer akan menunjukan penurunan.
Untuk menentukan nilai parameternya, diambil dua buah data pengukuran diatas dan
perhitungannya sebagai berikut :
y = mx + B
50 = m 54 + B
46 = m 49 + B
__________________ -
4 = 5m + B
m =
50 = (1.2) 54 + b
-b = 64.8 -50
b = - 14.8
50 = (1.2) 54 - 14.8
Y = (1.2) analog read(5) - 14.8

Metode Ziegler Nichols
Terdapat dua cara untuk mendesain sistem kendali dari suatu plant atau alat. Pertama
adalah dengan menggunakan metode ZN-1 dan metode ZN-2 . Pada desain kendali dari
alat ini menggunakan metode ZN-1.
Metode Zieger Nichols adalah metode tuning PID controller untuk menentukan nilai
proportional gain Kp, integral time Ti, dan derivative time Td berdasarkan karakter
respon transient dari sebuah plant atau sistem. Dari respon tersebut didapatkan
parameter waktu tunda L dan time constant T kemudian nilai Kp, Ti dan Td bisa
didapatkan dengan menggunakan persamaan atau rumus parameter PID untuk Metode
Zieger Nichols tipe 1.
Gambar 5.1 Cara mendapatkan parameter L dan T
Tabel 5.1 Tabel parameter PID untuk Metode Zieger Nichols tipe 1

2.2 Desain Dari Respon Alat
Gambar 5.2 Respon dari plant
`Pada gambar 5.2, didapat parameter :
Titik 1 = 12.52. setelah dikonversi dalam satuan waktu asli = 254
Titik 2 = 13.15 = 267
Titik 3 = 19.02 = 386
Panjang : 59 cm selama 1200 detik.
T= 1.95
L = 0.085
Kp =10.9
Ti =3.5
Td = 0.8
Ki = 3.12
Kd = 9.64
Gambar respon diatas perlu diberi filter sehingga respon nya menjadi bagus tanpa
adanya noise dan mudah dalam proses tunning yang akan dilakukan

2.3 Respon Hasil Desain
Gambar 5.3. Hasil dari desain plant
Pada gambar 5.3. Respon yang dihasilkan terjadi eror steady state dan dan overshoot
yang disebabkan oleh nilai parameter nya kurang sempurna sehingga perlu
dilakukannya proses tunning

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK ELEKTRONIKA
Jl. Gegerkalong Hilir, Desa Ciwaruga Bandung, 40012. Kotak Pos 1234.
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen Dokumen Proyek Produk :”Sistem Kendali Temperatur
Ruangan dengan PID Berbasis Arduino”
Jenis Dokumen B600
Nomor Revisi 01
Nama File SKT2A_B600_Satrio Nurcahyo
Data Pengusul
Ketua
D-III
Tanggal 16-01-2017
Tanda
Tangan
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

Daftar Isi
1. Pengantar…………………………………………………………
1.1Ringkasan Isi Dokumen…………............................................
1.2Tujuan Penulisan……………………………………………
1.3Referensi…………………………………………………….
1.4Daftar Istilah………………………………………………...
2. Respon Hasil Desain ……………………………………………
3. Respon Hasil Tunning & Gangguan…………………………….

1. Pengantar
Dokumen ini berisi proses dan implementasi dari proyek yang berjudul Sistem
Pengendali Suhu Ruangan dengan Metode PID. Deskripsi dan gambaran umum proyek
telah diuraikan pada dokumen B100, spesifikasi telah diuraikan pada dokumen B200,
desain telah diurakan pada dokumen B300, percobaan alaat telah diuraikan pada
dokumen B400,desain kendali PID telah diuraikan pada dokumen B500. Pada dokumen
ini akan berisi tuning yang dilakukan dan juga uji plant terhadap gangguan yang akan
diberikan .`
Tujuan penulisan dokumen ini secara umum adalah melanjutkan proses perancangan dan
realisasi dari proyek Sistem Kendali Digital dalam hal realisasi dan implementasi
hardware serta sistem elektronikanya dalam hal pengembangan dari konsep dan ide pada
dokumen sebelumnya, 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.
1.3 Referensi
Bolton, W. Control System.

Fadali, M Sam. Digital Control Engineering. United States : s.n.
1.4 Daftar Singkatan/Istilah
PID Proportional Integrated Deriative
ADC Analog Digital Converter
PWM Pulse Width Modulation
2 Respon yang Diperoleh Setelah Melakukan proses Desain kendali
3 Hasil Respon Tunning Sekaligus Plant diberi Gangguan

Gambar 6.1 Hasil Respon saat Plant Diberi Gangguan
Parameter yang digunakan pada respon diatas adalah Kp = 8.9,
Ti = 3.5
Td = 0.8
Dari respon diatas saat plant diberikan gangguan berupa membuka celah dan
mengipaskannya pada ruangan yang dijadikan sebagai tempat pemanas akan membuat
suhu menjadi turun untuk beberapa saat. Dan pada saat itu juga respon plant akan
berusaha mengejar set point nya dengan memperterang lampu sehingga respon dapat
mencapai nilai set point dan steady state kembali. Dapat saya simpulkan bahwa system
kendali yang telah digunakan sudah sangat baik dan hasil desain serta tunning nya pun
telah baik dengan hasil respon yang ditunjukan oleh gambar diatas.

"Kendali Temperature Ruangan dengan PID Berbasis Arduino" Document B100-600

"Kendali Temperature Ruangan dengan PID Berbasis Arduino" Document B100-600

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

Similaire à "Kendali Temperature Ruangan dengan PID Berbasis Arduino" Document B100-600

Similaire à "Kendali Temperature Ruangan dengan PID Berbasis Arduino" Document B100-600 (20)

Dernier

Dernier (16)

"Kendali Temperature Ruangan dengan PID Berbasis Arduino" Document B100-600