BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan industri skala kecil hingga skala besar di berbagai negara di belahan dunia saat ini tidak terlepas dari pemanfaatan mesin-mesin industri sebagai alat utama penunjang proses produksi disebabkan karena kebutuhan manusia terhadap barang hasil produksi harus dapat diimbangi dengan proses produksi yang mencukupi. Namun, tidak hanya terbatas pada industri, realitas penggunaan mesin-mesin dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari baik di dalam maupun di luar rumah, gedung, dan tempat-tempat umum, sebagai contoh aplikasi pengendalian dapat diterapkan pada sistem konveyor, penggulung plastik, penggulung benang, dan kendaraan yang memerlukan kecepatan konstan. Penelitian dan pengembangan teknologi yang diimplementasikan pada mesin akan terus mengalami kemajuan hingga mendapatkan hasil yang efisien dan efektif. Salah satu pengembangan teknologi mesin yang terus dilakukan hingga saat ini terutama di bidang akademik adalah pengendalian motor DC (Direct Current). Motor DC merupakan suatu mesin yang mengubah tenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik. Pengendalian motor DC sebagai mesin penggerak saat ini masih cukup dominan dilakukan di dunia pendidikan karena penggunaan motor DC masih cukup mudah dalam proses aplikasi kendali dibandingkan dengan motor AC (Alternating Current). 1
2 Pengendalian sistem gerak pada perangkat berbeban dan keakuratan kecepatan putar motor arus searah sangat penting agar motor dapat berputar secara mantap. Metode pengendalian yang dapat diterapkan pada pengendalian kecepatan motor DC adalah kendali PID (Proportional-Integral-Derivative) dengan umpan balik. Pengendali PID merupakan teknik kendali yang sudah umum diterapkan di dunia rekayasa kendali. Sistem kendali PID merupakan kombinasi dari tiga macam kendali, yakni kendali proportional, kendali integral, dan kendali derivative. Kendali ini cukup mudah diterapkan dibandingkan dengan kendali yang lain dan banyak diaplikasikan pada mesin-mesin industri. Sistem kendali ini dapat diaplikasikan pada komponen mikrokontroler untuk mendapatkan sistem otomasi industri yang handal dan memberikan unjuk kerja yang cepat, akurat, dan stabil. Berdasarkan latar belakang tersebut, Penulis ingin mengimplementasikan sistem kendali kecepatan motor DC dengan kontrol PID pada sistem tanpa beban dan berbeban dengan menggunakan mikrokontroler ATMega 8535. Judul yang diambil Penulis adalah : Pengendalian kecepatan motor DC dengan kontrol PID berbasis mikrokontroler ATMega 8535. 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang Penulis yang dikemukakan di atas, maka dapat dibuat rumusan masalah sebagai berikut :
3 Bagaimana cara merancang dan mengimplementasikan sistem kendali kecepatan motor DC dengan kontrol PID berbasis mikrokontroler ATMega 8535 pada sistem berbeban. 1.3 Batasan Masalah Adapun batasan masalah adalah sebagai berikut : a. Menggunakan kontrol PID model kalang tertutup. b. Penggunaan motor DC jenis magnet permanen. c. Tampilan kecepatan motor DC dilakukan dengan LCD (Liquid Crystal Display). d. Softaware analisa respon sistem menggunakan MATLAB 7.0. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan yang akan dicapai pada penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Mempelajari perancangan konstanta kendali PID model close loop metode ziegler nichols. b. Mengaplikasikan keunggulan sistem kendali PID berbasis mikrokontroler ATMega 8535 pada motor DC untuk diterapkan dalam sistem berbeban. 1.5 Manfaat Penelitian berikut : Perancangan dan pembuatan alat ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai
4 a. Mengetahui proses perancangan konstanta kendali PID model close loop metode ziegler nichols. b. Mengetahui keunggulan kontrol PID pada aplikasi kendali kecepatan motor DC yang diterapkan dalam sistem berbeban berbasis mikrokontroler ATMega 8535. 1.6 Metode Penelitian Metodologi yang digunakan Penulis dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Konsultasi Perolehan data dari jawaban atas pertanyaan yang diberikan langsung kepada dosen pembimbing, dosen, mahasiswa, dan praktisi yang paham terhadap akar permasalahan. 2. Studi Pustaka Metode pengumpulan data yang diambil dari literatur-literatur yang berhubungan dengan obyek penelitian, yaitu buku-buku tentang pemrograman mikrokontroler, sistem otomasi, desain sistem kendali dan mekatronika. 3. Eksperimen Tahapan percobaan atau eksperimen sistem yang disusun dari hasil analisa data dan perancangan untuk diimplementasikan dalam bentuk perangkat terdiri atas software dan hardware.
5 4. Pengujian Tahapan simulasi hasil implementasi perancangan untuk memperoleh nilai atau data dan proses analisa atas hasil pengujian keseluruhan sistem yang dilakukan. 5. Pengambilan data dan pengolahan Proses pengambilan data yang didapatkan dari proses pengujian untuk dilakukan tahap analisa dan pengolahan data lebih lanjut. 6. Kesimpulan Menarik kesimpulan keseluruhan hasil analisa data yang diperoleh dari pengujian sistem dengan data analisa teori. 1.7 Sistematika Penulisan Penulisan laporan tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II : LANDASAN TEORI Bab ini berisi tentang penjelasan teori-teori sistem kendali PID yang menjadi referensi penelitian, penjelasan hardware dan software yang diaplikasikan pada sistem.
6 BAB III : METODE PENELITIAN Bab ini berisi tentang uraian langkah-langkah penelitian, perancangan sistem dari awal hingga akhir proses pembuatan sistem secara keseluruhan. BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA Bab ini berisi tentang hasil pengujian sistem yang telah dibuat beserta pembahasan dan analisa. BAB V : PENUTUP Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN