50
sedangkan pupuk SP-36 dan NPK memiliki distribusi ukuran masing-masing 22.27 dan 57.40 dengan ukuran masing-masing 2.36 – 4.6 mm dan 1.4 – 2.36
mm.
4.6.1 Pengujian dengan Kontrol PID
Menurut Pitowarno Endra 2006, kontrol PID merupakan kombinasi dari kontrol proporsional P, integral I dan Derivative D sehingga akan diperoleh
kontrol yang dapat menghasilkan respon yang terbaik. Kontrol proporsional Kp akan memberikan efek mengurangi waktu naik, tetapi tidak menghapus waktu
naik, tetapi tidak menghapus kesalahan keadaan tunak. Kontrol integral Ki akan memberikan efek menghapus kesalahan keadaan tunak, tetapi akan berakibat
memburuknya respon transien. Kontrol derivatif akan meberikan efek meningkatnya stabilitas sistem, mengurangi overshoot dan menaikkan respon
transien. Pengujian dengan kontrol PID dibagi dalam dua kali pengujian, yaitu
pengujian metering device dengan menggunakan satu rotor dan menggunakan dua rotor. Kedua pengujian ini dilakukan pada masing-masing pupuk granular. Nilai
konstanta PID yang digunakan adalah berturut-turut 500; 15,000 dan 20,000, sedangkan periode sampling diatur sebesar 60 ms dengan frekuensi sampling 16.7
Hz. Nilai set-point yang digunakan adalah 400, 800, 1200, 1600 dan 2000 rpm. Masing-masing nilai set-point dijalankan selama 5, 10, 15, 20 dan 25 detik dan
dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali untuk masing-masing nilai set-point dan waktu. Pupuk yang keluar dari metering device ditampung dalam suatu wadah
yang diletakkan di atas timbangan digital. Kecepatan putar motor direkam menggunakan program hyperterminal melalui komunikasi serial RS232.
4.4.1.1 Pengujian Metering Device dengan Satu Rotor Single Rotor
Pengujian dengan satu rotor dengan menggunakan pupuk urea ditunjukkan pada Gambar 36. Gambar 36 kiri menunjukkan grafik hubungan antara waktu
dengan berat pupuk urea yang keluar menunjukkan hubungan yang linier untuk masing-masing nilai set-point. Dimana pada set-point 400, 800, 1200, 1600 dan
2000 rpm diperoleh nilai R
2
masing-masing sebesar 0.997, 0.998, 0.998, 0.998 dan 0.998. Sedangkan kecepatan keluaran pupuk rate dari rotor untuk masing-
y = 5.546x + 6.666 R² = 0.997
y = 12.11x + 1.433 R² = 0.998
y = 17.84x + 7.166 R² = 0.998
y = 23.66x + 8.133 R² = 0.998
y = 29.64x + 8.8 R² = 0.998
200 400
600 800
5 10
15 20
25 30
B e
r a
t k
e lua
r a
n pu
p u
k g
Waktu s
400 rpm 800 rpm
1200 rpm 1600 rpm
2000 rpm y = 0.015x - 0.101
R² = 0.999
5 10
15 20
25 30
35
400 800
1200 1600 2000
la ju
k e
lu a
ra n
g s
Putaran rpm
y = 7.54x + 7.033 R² = 0.999
y = 15.2x + 13.26 R² = 0.998
y = 22.09x + 24.46 R² = 0.998
y = 28.91x + 36.5 R² = 0.999
y = 33.27x + 68.9 R² = 0.991
0.0 200.0
400.0 600.0
800.0 1000.0
5 10
15 20
25 30
B e
ra t
k e
lu a
ra n
p u
p u
k g
Waktu s
400 rpm 800 rpm
1200 rpm 1600 rpm
2000 rpm y = 0.016x + 2.283
R² = 0.992
5 10
15 20
25 30
35 40
400 800
1200 1600 2000
Laj u
k e
lu a
ra n
g s
Putaran rpm
y = 8.4x - 5.2 R² = 0.997
y = 16.25x + 2.2 R² = 0.999
y = 24.62x + 0.333 R² = 0.998
y = 32.42x + 0.8 R² = 0.998
y = 40.5x - 4.7 R² = 0.998
0.0 200.0
400.0 600.0
800.0 1000.0
1200.0
5 10
15 20
25 30
B e
ra t
k e
lu a
ra n
p u
p u
k g
Waktu s
400 rpm 800 rpm
1200 rpm 1600 rpm
2000 rpm y = 0.020x + 0.379
R² = 0.999
5 10
15 20
25 30
35 40
45
400 800
1200 1600 2000
Laj u
a k
e lu
a ra
n g
s
Putaran rpm
54
Grafik pengujian dengan pupuk SP-36 menunjukkan korelasi linier antara waktu dengan berat pupuk SP-36 yang keluar dari rotor untuk masing-masing
nilai set-point. Nilai R
2
yang diperoleh masing-masing sebesar 0.999, 0.999, 1, 0.999 dan 0.999. Laju aliran pupuk masing-masing sebesar 23.33, 39.24, 54.34,
68.92 dan 82.54 gs. Grafik hubungan antara putaran motor dengan laju aliran pupuk SP-36 menunjukkan korelasi linier dengan R
2
= 0.999 dengan persamaan korelasi y = 0.038x + 9.557
Grafik pengujian dengan pupuk NPK menunjukkan korelasi linier antara waktu dengan berat pupuk yang keluar dari rotor untuk masing-masing nilai set-
point, dimana nilai R
2
yang diperoleh masing-masing sebesar 0.997, 0.999, 1, 0.999 dan 0.999. Laju aliran pupuk NPK masing-masing sebesar 22.92, 38.48,
51.34, 66.53 dan 78.80 gs. Grafik hubungan antara putaran motor dengan laju aliran pupuk NPK menunjukkan korelasi linier dengan R
2
= 0.998 dengan persamaan korelasi y = 0.035x + 9.968
Berdasarkan pengujian dengan satu rotor dan dua rotor menunjukkan bahwa terjadi kanaikan laju aliran pupuk urea sebesar 1.4 gs, pupuk SP-36
sebesar 2.3 gs dan pupuk NPK sebesar 1.8 gs. Hal ini menunjukkan bahwa kenaikan laju aliran pupuk urea berbeda dari yang diharapkan, dimana dengan
menggunakan dua rotor diharapkan terjadi kenaikan laju aliran pupuk sebesar dua kali laju aliran dengan satu rotor. Hal ini disebabkan oleh penggunaan dua rotor
menyebabkan terjadi penurunan kecepatan putaran motor sehingga volume pupuk yang keluar untuk satu putaran berkurang. Selain itu, pupuk urea memiliki kadar
air yang tinggi menyebabkan mudah lengket di permukaan alur rotor sehingga dapat mengurangi volume pupuk yang keluar. Sedangkan kenaikan laju aliran
pupuk SP-36 dan NPK sudah mendekati kenaikan yang diharapkan.
y = 7.846x + 9.566 R² = 0.999
y = 15.46x + 24.6 R² = 0.999
y = 23.04x + 39.4 R² = 0.999
y = 30.76x + 50.63 R² = 0.999
y = 38.92x + 55.7 R² = 1
0.0 200.0
400.0 600.0
800.0 1000.0
1200.0
5 10
15 20
25 30
B e
ra t
k e
lu a
ra n
p u
p u
k g
Waktu s
400 rpm 800 rpm
1200 rpm 1600 rpm
2000 rpm y = 0.019x + 0.046
R² = 0.999
5 10
15 20
25 30
35 40
45
400 800
1200 1600 2000
Laj u
k e
lu a
ra n
p u
p u
k g
s
Putaran motor rpm
y = 23.33x - 16.66 R² = 0.999
y = 39.24x + 16.33 R² = 0.999
y = 54.34x + 29.23 R² = 1
y = 68.92x + 50.2 R² = 0.999
y = 82.54x + 60.26 R² = 0.999
0.0 400.0
800.0 1200.0
1600.0 2000.0
2400.0
5 10
15 20
25 30
B e
ra t
k e
lu a
ra n
p u
p u
k g
Waktu s
400 rpm 800 rpm
1200 rpm 1600 rpm
2000 rpm y = 0.038x + 9.557
R² = 0.999
10 20
30 40
50 60
70 80
90
400 800
1200 1600 2000
Laj u
k e
lu a
ra n
g s
Putaran rpm
y = 22.92x - 35.06 R² = 0.997
y = 38.48x - 6 R² = 0.999
y = 51.34x + 36.86 R² = 1
y = 66.53x + 34.46 R² = 0.999
y = 78.80x + 66.43 R² = 0.999
0.0 400.0
800.0 1200.0
1600.0 2000.0
2400.0
5 10
15 20
25 30
B e
ra t
k e
lu a
ra n
p u
p u
k g
Waktu s
400 rpm 800 rpm
1200 rpm 1600 rpm
2000 rpm y = 0.035x + 9.968
R² = 0.998
10 20
30 40
50 60
70 80
90
400 800
1200 1600 2000
Laj u
k e
lu a
ra n
g s
Putaran rpm
56
4.6.2 Pengujian Tanpa Kontrol
Pengujian tanpa kontrol dilakukan untuk melihat perbedaan perilaku sistem jika dioperasikan tanpa pengendalian. Perbedaan prosedur pengujian antara
dengan kontrol dan tanpa kontrol hanya terlatek pada nilai set-point yang digunakan. pengujian dengan kontrol menggunakan putaran sebagai set-point
sedangkan pengujian tanpa kontrol menggunakan PWM. Nilai set-point yang digunakan dalam pengujian tanpa kontrol adalah PWM 50, 100, 150, 200 dan 250.
Nilai ini setara dengan 751, 1637, 1947, 2139 dan 2203 rpm.
4.6.2.1 Pengujian dengan Satu Metering Device Single Metering Device
Grafik hasil pengujian tanpa kontrol dengan satu metering device untuk masing-masing pupuk urea, SP-36 dan NPK ditunjukkan pada Gambar 42, 43 dan
44. Hasil pengujian dengan pupuk urea Gambar 42 memperlihatkan bahwa berat pupuk yang keluar dari metering device untuk masing-masing nilai set-point
PWM berkorelasi linier dengan waktu. Hal ini ditunjukkan oleh nilai masing- masing koefisien korelasi sebesar 0.987, 0.988, 0.997, 0.997 dan 0.994. Laju
aliran pupuk urea masing-masing sebesar 4.253, 9.713, 12.07, 13.24 dan 13.95 gs. Grafik hubungan antara putaran motor dengan laju aliran pupuk urea yang
keluar dari metering device menunjukkan hubungan yang linier dengan nilai R
2
= 0.997
Hasil pengujian dengan pupuk SP-36 Gambar 43 menunjukkan bahwa pada nilai PWM 150, 200 dan 250 atau setara dengan 1947, 2139 dan 2203 rpm,
motor masih mampu merespon dengan baik perintah yang diberikan. Hal ini ditunjukkan oleh grafik hubungan antara waktu dengan berat pupuk yang keluar
berkorelasi linier dengan nilai R
2
masing-masing sebesar 0.998, 0.008 dan 0.994. Laju aliran pupuk masing-masing sebesar 25.30, 33.18 dan 38.78 gs. Sedangkan
pada nilai PWM 100 atau setara dengan 1637 rpm menunjukkan bahwa motor tidak mampu mempertahankan kecepatannya, hal ini ditunjukkan oleh grafik
hubungan antara waktu dengan berat pupuk SP-36 yang keluar dari metering device, dimana penambahan waktu tidak menyebabkan kenaikan berat pupuk
yang keluar secara signifikan, bahkan pada waktu 15 detik berat pupuk yang keluar lebih sediki dibandingkan 10 detik. Untuk nilai PWM 50 atau setara
dengan 751 rpm terlihat bahwa metering device tidak berputar sehingga tidak ada
