DETEKSI ARAH SINAR MATAHARI BERBASI MATLAB MENGGUNAKAN (PID) PROPORTIONAL INTEGRAL DIFFERENTIAL

Transkripsi

1 DETEKSI ARAH SINAR MATAHARI BERBASI MATLAB MENGGUNAKAN (PID) PROPORTIONAL INTEGRAL DIFFERENTIAL M. Hrinyh 1, Joki Irwn 2 1 Doen Tetp Progr Studi Teknik Elektro Fkult Teknik Univerit Ibn Khldun Bogor. Jl. KH Sholeh Ikndr k 2 Bogor. Kode Po Doen Tetp Progr Studi Teknik Elektro Fkult Teknik Univerit Ibn Khldun Bogor. Jl. KH Sholeh Ikndr k 2 Bogor. Kode Po Eil:.hrinyh@ft.uik-bogor.c.id oqirwn@yhoo.co ABSTRAK Deteki Arh Sinr Mthri Berbi Mtlb Menggunkn (PID) Proportionl Integrl Differentil. Upy endptkn penyinrn thri ecr optil pd odul ury dpt dilkukn dengn cr eng pnel ury ecr dini. Untuk keperlun terebut dibut iuli ite kontrol berbi pengontroln kontinyu Proportionl Integrl Differentil (PID) untuk pelckn inr thri. Modul ury digerkn kerh dtngny inr thri, enggunkn otor ervo. Motor ervo kn bekerj etelh endpt perinth dri enor chy. Tujun yng ingin dicpi () enghilkn ite pelck thri enggunkn penln preter PID, hingg endpt preter Kp, Ki dn Kd yng optil, dn (b) enghilkn repon ite kontrol pd pengujin dengn preter pengendli hingg encpi ketbiln ite enggunkn iulink dn GUI dri progr Mtlb Berdrkn hil iuli pengujin diperoleh preter Kp, Ki dn Kd dengn repon terbik ite diperoleh pd t Kp = 1, Ki, 0.4 dn Kd = 0.6, ert dpt encpi ketbiln dn tidk engli lonjkn yng berrti, dn pd ite terdpt glt (error) eber (4.187x10-5 ). Kt kunci: Pengontroln kontinyu, PID, Pelckn inr thri ABSTRACT Effort to obtin n optil un hine on the olr odule cn be done by intlling olr pnel dyniclly. For thi purpoe built iultion-bed control yte controlling continuou Proportionl - Integrl - Differentil (PID) for trcking the un. The olr odule i oved towrd the coing of the un, uing ervo otor. Servo otor will work fter obtining order fro the light enor. Objective to be chieved () generting olr trcking yte ue the PID preter tuning, to get the preter Kp, Ki nd Kd re optil, nd (b) generting repone to the tet control yte with control preter to chieve the tbility of the yte uing iulink nd GUI of the progr Mtlb 6:50. Bed on the iultion reult obtined by teting the preter Kp, Ki nd Kd with the bet repone of the yte obtined when Kp = 1, Ki, Kd = 0.4 nd 0.6, nd cn chieve tbility nd did not experience ignificnt urge, nd the yte there i n error (error) of (4.187x10-5 ). Keyword: Control of continuou, PID, trcking the un 1. PENDAHULUAN Penggunn pnel ury, ebgi upy endptkn energi litrik teru bertbh, dn hingg t in, di Indonei telh encpi 12 MW.[1] Beberp kendl yng ering dihdpi, dlh rendhny efiieni pnel ury, kibt poii penyinrn thri terhdp pnel ury yng tidk tept. Uuny pnel ury dipng pd keiringn ntr 10 hingg 15 derjt enghdp rh uncul dn lintn pergerkn thri, ert pengn pnel ury berift tti. Sehingg pd poii-poii tertentu inr thri tidk dpt diteri dengn bik oleh pnel ury. Upy yng perlu dilkukn untuk engti lh terebut di t dlh dengn erubh bentuk pengn pnel ury dri bentuk tti enjdi bentuk dini. Sebgi lngkh wl dibut utu iuli penerpn ite kontrol berbi pengontroln kontinyu Proportionl Integrl Differentil (PID) untuk pelckn inr thri. Pnel ury digerkn oleh otor ervo dc (direct curren engikuti pergerkn thri, enggunkn ite kendli. Site kendli yng dibut enggunkn enor chy, yng pu engrhkn kolektor pelck ke poii thri. Senor chy kn engirikn infori kepd pengendli gr eberi perinth kepd otor ervo, untuk elkukn proe pergerkn pelckn thri.[1] Site kontrol poii ini 6

2 diiulikn dengn enggunkn iulink dn GUI dri progr Mtlb Secr ederhn, ebuh otor ervo dc dpt digntikn eperti Gbr 2 [2] di bwh ini Tujun yng ingin dicpi pd penelitin ini dlh:. Menghilkn ite pelck thri enggunkn penln preter PID, hingg endpt preter Kp, Ki dn Kd yng optil. b. Menghilkn repon ite kontrol pd pengujin dengn preter pengendli hingg encpi ketbiln ite Gbr 2 Model otor ervo dc 2. TINJAUAN PUSTAKA Site pengendli deteki inr thri, diperlihtkn pd Gbr 1 [1] di bwh ini. Gbr 1 Digr ketik ite pelck thri Prinip kerj dri ite ini dlh bgin engtur poii dri piringn pengupul inr thri gr ellu engikuti poii thri ehingg perukn piring pengupul thri ellu dl kondii tegk luru dengn rh inr thri. Site ini erupkn ite dengn tu ukn dn tu kelurn dengn objek yng dikendlikn dlh otor ervo DC. Mukn ite dlh lju inr thri ( θ i ) yng diteri oleh du enor el photovoltic ilikon peregi yng diletkkn edeikin rup ehingg pd t enor dirhkn ke thri, inr chy dri celh elingkri kedu el terebut.[1] Sedngkn kelurn ite dlh poii udut dri otor (θ o ) yng digunkn untuk enggerkkn kolektor ehingg berputr engikuti rh poii thri. 2.1 Peodeln Site Pelck Mthri Peodeln dilkukn dengn enurunkn pern teti dri bgin-bgin penyuun ite. Peodeln Motor Servo dc di e Ri L eb dt e K b... (1) T K i b...(2)...(3) d( T J B...(4) dt din: e ( : Berny tegngn yng diberikn pd otor (vol e b ( : ef blik (vol i ( : Aru jngkr (Apere) R ( : Thnn kuprn jngkr (Oh) L ( : Induktni kuprn jngkr (Henry) K b : Kontnt ef blik (Volt-ec/rd) K : Kontnt tori (N-/Apere) J : Moen ineri rotor (Kg-2) σ = Koefiien geekn viko (N-/rd/ec) T( : Tori otor (N-) ω( : Keceptn udut otor (rd/ec) Trnfori lplce untuk pern (1) dlh : E ( ) R I ( ) L ( ). I ( ) E ( )...(5) Berdrkn gbr terebut di t diperoleh : T ( ) J K 2 I ( ) R ( ) B R ( ) b...(6) Dri pern(5) dn (6) di t, otor ervo DC dpt direpreentikn dl bentuk digr blok eperti diperlihtkn pd Gbr 3 di bwh ini: E () 1 I (S) T K (S) 1 L p e + R e K b J +B Ω (S) Gbr 3 Repreenti digr blok otor ervo DC 7

3 Aplifier Servo Slh tu bgin dri ite kontrol poii dlh pengut ervo (plifier ervo). Secr ederhn, kelurn plifier ervo dpt dinytkn ebgi berikut : e K e Ke o e t...(7) din: e = Tegngn kelurn ervo plifier (Vol K = Berny nili pengutn Tkoeter Tkoeter digunkn untuk endeteki keceptn udut dri otor. Kelurn tkoeter dl bentuk tegngn (e diupn blikkn ellui kontnt tkoeter Kt. Secr teti, hubungn ini dpt dituli : e K...(8) t din : et = Tegngn kelurn tkoeter (Vol Kt = Kontnt tkoeter ω = Keceptn udut otor (rd/ec) Rod Gigi Rod gigi berfungi ebgi pengurng keceptn udut dri otor. Secr eknik, ubu dri otor dihubungkn dengn rod gigi, ehingg poii udut rod gigi kelurn dihubungkn ke poii otor ellui perbndingn rod gigi 1/n, ehingg : 1 n 0...(9) din : θ 0 = poii udut kelurn rod gigi θ = poii udut otor Pengendli PID erupkn jeni pengendli kontinyu yng diuun t tig jeni pengendli kontinyu dr yitu pengendli Proportionl, pengendli Integrl dn pengendli Diferenil. Secr teti pengendli PID dpt dituli: t de( U K pe( Ki e( dt K d..(10) dt 0 Sehingg diperoleh fungi lih PID ebgi berikut: U( ) K E( ) p K i K d..(11) dinn : Kp = kontnt pengutn proporionl Ki = kontnt pengutn integrl Kd = kontnt pengutn diferenil dpt dinytkn dl bentuk digr blok eperti Gbr 4 di bwh ini: In K p Ki K e. Gbr 4 Pengendli PID truktur prlel3. 3. METODELOGI 3.1 Wktu dn Tept Penelitin Out Wktu dn tept penelitin dilkukn pd buln Septeber 2015 pi Jnuri 2016, hingg Lbortoriu Progr Studi Teknik Elektro Fkult Teknik Univerit Ibn Khldun Bogor Alt dn Bhn Alt dn bhn yng dipergunkn dpt diliht pd Gbr 6 berikut. Secr rinci lt dn bhn penelitin terdiri dri:. Alt-lt yng dipergunkn: - Alt ukur litrik, volt eter, per eter, dn oh eter, ing-ing tu unit. - Stu et koputer, beert progr Mtlb. - Solder dengn dy 40 wtt, 220 volt, 50 hz - Obeng, tng potong dn tng kup, bor litrik dn gergji PCV. - But ert krup. b. Bhn yng dipergunkn: - Motor ervo dc 2 unit, 12 V, 300 A, 3,6 W - Senor LDR, ebnyk 4 unit - Koponen elektronik, Reitor, induktor, Cpitor, IC, diode, trnitor, ppn PCB Tih, pte, ert kbel penghubung Berdrkn pern (10) dn (11), pengendli PID yng digunkn diuun ecr prlel dn 8

4 Dl iuli berny nili kontnt yng diberikn, dieuikn dengn kondii lt yng digunkn untuk iuli. Berdrkn keeuin lt yng digunkn dpt kontnt penyuun ite eperti diperlihtkn pd Tbel 1. Tbel 1 Kontnt penyuun ite Gbr 5 Alt dn bhn pelck inr thri 4. HASIL DAN BAHASAN Siuli ite kontrol poii otor ervo DC pd yte pelck thri ini dilkukn dengn enggunkn filit iulink dri Mtlb 6.50 yng dpt ditur dri ebuh tpiln progr GUI. Tpiln progr GUI yng dirncng dlh eperti terliht pd Gbr 6 di bwh ini : Sedngkn untuk penln preter PID dilkukn dengn enggunkn etode tril nd error dengn btn nili 0 1. Dri hil uji cob yng dilkukn, preter Kp, Ki dn Kd yng bik untuk digunkn dlh eperti terdpt pd tbel 2. Tbel 2 Preter PID //Mtlb//M.Hrinyh Gbr 6 Tpiln GUI iuli ite deteki rh inr thri Digr iulink yng ewkili kontrol poii ite pelck thri ecr keeluruhn dlh eperti Gbr 7 di bwh ini. Siuli dilkukn dengn eberikn ukn et point ecr tep. Hl ini bertujun untuk engethui repon ite terhdp perubhn ukn et point. Kren preter pengendli PID dicri dengn enggunkn etode tril nd error, k pengujin dilkukn dl beberp thp. Thp-thp yng dilkukn dieuikn dengn etode penln cob-cob (Heuritic Methode), din penln preter pengendli diuli dengn hny enggunkn pengendli keudin bru ditbhkn pengendli I dn terkhir ditbhkn dengn pengendli D. Peberin nili preter dieuikn dengn krkteritik repon ite yng diperoleh. Dri iuli ynd telh dilkukn, dibil beberp contoh hil iuli untuk beberp vrii kontnt pengendli PID. Pengujin Pd nili Kp =1, Ki= 0 dn Kd = 0 Pengujin pd nili Kp = 1, Ki= 0,2 dn Kd =0 Gbr 7 Digr iulink control poii ite pelck thri dengn pengendli PID 9

5 Gbr 8 Tnggpn ite terhdp perubhn et point lju inr thri (θi) ecr tep pd t=5 detik dengn Kp=1;Ki=0;Kd=0 Gbr 12 Tnggpn ite terhdp perubhn et point lju inr thri (θi) ecr tep pd t=5 detik dengn Kp=1;Ki=0.3;Kd=0.3 Gbr 9 Tnggpn ite terhdp perubhn et point lju inr thri (θi) ecr tep pd t=5 detik dengn Kp=1;Ki=0.2;Kd=0 Pengujin nili Kp =1, Ki= 0,2 dn Kd = 0,1 Pengujin pd nili Kp = 1, Ki= 0,2 dn Kd =0,3 Gbr 10 Tnggpn ite terhdp perubhn et point lju inr thri (θi) ecr tep pd t=5 detik dengn Kp=1;Ki=0.2;Kd=0.1 Gbr 13 Tnggpn ite terhdp perubhn et point lju inr thri (θi) ecr tep pd t=5 detik dengn Kp=1;Ki=0.4;Kd=0.5 Dri hil iuli terliht bhw pd t hny pengendli P dn PI j yng digunkn (Gbr 8 dn Gbr 9), repon yte beroili dengn lonjkn cukup ber encpi nili 1,6. Untuk enghilngkn lonjkn yng terjdi k ditbhkn pengendli D dengn beberp nili preter pengendli yng bervrii. Dri beberp vrii nili preter pengendli PID, repon ite pu eberikn repon yng bik dn pu engikuti perubhn input yng diberikn. Pd grfik gbr 10 dn 11, terliht bhw repon ite tidk terjdi lonjkn dn oili, nun repon cukup lbt dn encpi kedn tunk (tedy tte) etelh 28 detik. Dengn eperber Ki, repon ite enjdilebih cept dn encpi kedn tunk etelh 18 detik (Gbr 12). Repon ite terbik diperoleh untuk nili Kp=1, Ki=0.4, dn Kd=0.5, din repon yte tidk terjdi lonjkn dn pu encpi kedn tunk pd t = 6 detik (Gbr 13). Gbr 11 Tnggpn ite terhdp perubhn et point lju inr thri (θi) ecr tep pd t=5 detik dengn Kp=1;Ki=0.2;Kd=0.3 Pengujin nili Kp =1, Ki= 0,3 dn Kd = 0,3 Pengujin pd nili Kp = 1, Ki= 0,4 dn Kd =0,4 5. KESIMPULAN Berdrkn hil dn bhn, k dpt ditrik ipuln eui tujun penelitin: [1] Mengcu dri beberp pengujin ite dengn vrii preter Kp, Ki dn Kd yng berbed, didptkn bhw repon terbik yte diperoleh pd t Kp = 1, Ki, 0.4 dn Kd =

6 [2] Tnggpn ite pd pengujin dengn preter pengendli eperti terebut dpt encpi ketbiln dn tidk engli lonjkn yng berrti, dn pd ite terdpt glt (error) eber (4.187x10-5 ). DAFTAR PUSTAKA [1] C. Kuo, Benjin, Teknik Kontrol Autotik, Edii Bh Indonei Jilid 1, PT. Prenhllindo, Jkrt, 1998 [2] Ogt, Kthuhiko, Teknik Kontrol Autotik, Edii Kedu Jilid 1, Penerbit Erlngg, Jkrt, 1996 [3] Whyu D.H., Tho dn Agung P., Y. Whyu, Anlii dn Dein Site Kontrol dengn MATLAB, Penerbit Andi, Yogykrt, 2002 [4] Wilon, D.R., Modern Prctice in Servo Deign, Volue-2, Pergon Pre, New York,