DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK...i KATA PENGANTAR...ii DAFTAR ISI...v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL...xi BAB I PENDAHULUAN 1.1.... La tar Belakang...1 1.2.... Ru musan Masalah...2 1.3.... Ba tasan Masalah...3 1.4.... Tu juan...4 1.5.... M etodologi Penelitian...4 1.6.... Si stematika Penulisan...5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.... M otor DC...7 2.1.1.... Pe ngertian Motor DC...7 2.1.2.... Ke gunaan Motor DC...8 v
2.1.3.... Pri nsip Kerja Motor DC...9 2.1.4.... K onstruksi Motor DC...10 2.1.5.... Je nis-jenis Motor DC...11 2.1.6.... Pe ngaturan Kecepatan Motor DC...12 2.2.... Se nsor Optocoupler...13 2.3.... S CR...15 2.4.... O P-AMP...16 2.4.1.... Pe ngertian Op-amp...16 2.4.2.... O p-amp Ideal...16 2.4.3.... Pe nguat Diferensial...17 2.4.4.... Di agram Op-amp...18 2.4.5.... In verting...20 2.4.6.... No n Inverting...21 2.4.7.... Su mmer / Penjumlah...22 2.4.8.... Di fferentiator...22 vi
2.4.9.... Int egrator...24 2.5.... Si stem Kontrol...25 2.6.... K ontroler Analog...29 2.6.1.... O n/off Controller...30 2.6.2.... Pr oportional Controller...33 2.6.3.... Int egral Controller...36 2.6.4.... Pr oportional-integral Controller...42 2.6.5.... De rivative Controller...45 2.6.6. Proportional-Integral-Derivative Controller (PID Controller)...50 2.7.... Pe ngaruh PID Controller Pada Sistem Kontrol...52 2.8.... Tu ning Kontroler...54 2.9.... A nalisis Nilai Karakteristik Sistem...55 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1.... Fl ow Chart Perancangan dan Pembuatan Alat...59 3.2.... Pe rancangan Sistem...60 vii
3.3.... Pe rancangan dan Pembuatan Power Supply ±15 Volt DC...61 3.4.... Pe rancangan dan Pembuatan Kontroler PID...63 3.5.... Pe rancangan dan Pembuatan Driver Motor...70 3.6.... Pe rancangan dan Pembuatan Sensor Optocoupler...72 3.7.... M otor DC 0,75 KW...74 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.... Pe ngujian dan Pengukuran...77 4.1.1.... Pe ngujian Power Supply...77 4.1.2.... Pe ngujian Sensor Optocoupler...79 4.1.3. Pengujian Kontroler PID dengan K P = 10, K i = 1 K D = 10 pada Pembebanan Kontinyu dengan Beban Resistif...81 4.2.... Ha sil Pengujian dan Pengukuran...84 4.2.1.... Ha sil Pengujian dan Pengukuran Power Supply...84 4.2.2.... Ha sil Pengujian dan Pengukuran Sensor Optocoupler...87 4.2.3. Hasil Pengujian dan Pengukuran Kontroler PID dengan K P = 10, K i = 1, K D = 10 pada Pembebanan Kontinyu dengan Beban Resistif...88 4.3.... Pe mbahasan...90 viii
4.3.1.... Pe mbahasan Power Supply...90 4.3.2.... Pe mbahasan Sensor Optocoupler...91 4.3.3.... Pe mbahasan Kontroler PID...92 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.... Ke simpulan...93 5.2.... Sa ran...94 DAFTAR PUSTAKA...95 LAMPIRAN DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Motor DC...7 Gambar 2.2. Kaidah Tangan Kiri Flemming...9 ix
Gambar 2.3. Prinsip Kerja Motor DC...9 Gambar 2.4. Rangkaian Motor DC Penguat Terpisah...11 Gambar 2.5. Penguat Diferensial...18 Gambar 2.6. Diagram Blok Op-amp...19 Gambar 2.7. Skematik Diagram Simbol Op-amp...19 Gambar 2.8. Inverting Amplifier...21 Gambar 2.9. Non Inverting Amplifier...21 Gambar 2.10. Rangkaian Penjumlah dengan Hasil Negatif...22 Gambar 2.11. Rangkaian Differential Op-amp...23 Gambar 2.12. Rangkaian Integrator Op-amp Sederhana...25 Gambar 2.13. Diagram Blok Sistem Lup Tertutup...26 Gambar 2.14. Diagram Blok Sistem Kontrol Lup Terbuka...26 Gambar 2.15. Sistem Kontrol Otomatis...27 Gambar 2.16. Kurva Transfer On / Off Controller...31 Gambar 2.17. On / Off Controller...32 Gambar 2.18. Kurva Transfer Kontrol Proporsional...33 Gambar 2.19. Kontroler Proporsional...34 Gambar 2.20. Hubungan Input / Output dari Integral Controller...37 Gambar 2.21. Op-amp Integrator...39 Gambar 2.22. Integral Controller...40 Gambar 2.23. Parallel Proportional-Integral Controller...42 Gambar 2.24. Series Proportional-Integral Controller...44 Gambar 2.25. Hubungan Input / Output dari Derivative Controller...46 x
Gambar 2.26. Basic Op-amp Differentiator...47 Gambar 2.27. Practical Differentatior...49 Gambar 2.28. Proportional-Integral-Derivative Controller (PID Controller)...51 Gambar 2.29. Karakteristik Respon Dinamis...57 Gambar 3.1. Flow Chart Perancangan dan Pembuatan Alat...59 Gambar 3.2. Diagram Blok Pengendali Kecepatan Motor DC...60 Gambar 3.3. Rangkaian Power Supply ±15 Volt DC...61 Gambar 3.4. Realisasi Power Supply ±15 Volt DC...63 Gambar 3.5. Rangkaian Kontroler PID Analog Menggunakan Op-amp...64 Gambar 3.6. Rangkaian Error Detector...64 Gambar 3.7. Rangkaian Kontroler PID...66 Gambar 3.8. Realisasi Kontroler PID Menggunakan Op-amp...70 Gambar 3.9. Rangkaian Driver Motor...71 Gambar 3.10. Realisasi Driver Motor...72 Gambar 3.11. Transformator Step Down dan Dioda Bridge...72 Gambar 3.12. Rangkaian Sensor Optocoupler...73 Gambar 3.13. Realisasi Rangkaian Sensor Optocoupler...74 Gambar 3.14. Motor DC 0,75 KW MIKI PULLEY...76 Gambar 4.1. Rangkaian Pengujian Power Supply +15 Volt to CT...78 Gambar 4.2. Rangkaian Pengujian Power Supply -15 Volt to CT...78 Gambar 4.3. Rangkaian Pengujian Sensor Optocoupler...80 Gambar 4.4. Realisasi Pengujian Sensor Optocoupler...80 xi
Gambar 4.5. Rangkaian Pengujian Kontroler PID pada Beban Kontinyu dengan Beban Resistif...82 Gambar 4.6. Realisasi Pengujian Kontroler PID...83 Gambar 4.7. Kapasitor...83 Gambar 4.8. Beban Resistif...84 Gambar 4.9. Realisasi Hasil Pengujian Power Supply +15 Volt to CT...85 Gambar 4.10. Realisasi Hasil Pengujian Power Supply -15 Volt to CT...86 Gambar 4.11. Grafik Hasil Pengukuran Sensor Optocoupler...87 Gambar 4.12. Grafik N(RPM) Terhadap VL...89 Gambar 4.13. Grafik Vf Terhadap Vsp...89 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Parameter Op-amp...20 Tabel 2.2. Respon PID Controller Terhadap Perubahan Konstanta...52 xii
Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Power Supply +15 Volt to CT...85 Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Power Supply -15 Volt to CT...86 Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Sensor Optocoupler...87 Tabel 4.4. Hasil Pengukuran Kontroler PID dengan Beban Kontinyu...88 xiii