Rancangan Pengatur Otomatik Psychrometrics Udara secara PID Berbasis Mikroprocessor 8085

I-Ierry Heryadi

Sumirat.

F 26.0089.

Rancangan Pengatur Otomatik

Psychrornetrics Udara Secara PID Berbasis Mikroprosesor 8085.

Dibawah

bimbingan Susilo Sarwono.

RINGKASAN
Pada proses-proses di bidang pertanian, sifat Psychrornetrics udara
memegang peranan yalig sangat penting.

Proses pengeringan, penyimpanan,

penanaman tanaman dalam r~unahltaca, kandang ternak dan lain-lain men~erlukan

lteadaan fisilc Psychrometrics udara tertentu supaya proses-proses tersebut dapat
berjalan secara optimal.

Pengaturan terhadap Psychron~etrics udara perlu

dilakulcan secara otomatis dan ltontinyu. Oleh ltarena itu penggunaan Kontrol
Otomatik untulc pengatur sifat Psychroi?zehics udara sangat penting.

Untuk

pengontrolan, kolltrol Otoinatik berperangkat sistem mininlnm menjadi pilihan
yang tepat Icarena beberapa icelebihannya, yaitu: algoritma Kontrol dapat
diprogra~nkandan mudah diubah, berharga murah, ukuran fisik alat keseluruhan
relatif

lcecil, mudah

diperoleh,

dan banyak

digunakan

secara masal.

Miltroprosesor yang dipilih adalah tipe 8085 itarena memenuhi kriteria tersebut di
atas.
Tujuan penelitian ini adalah merlakultan perancangan perangkat keras dan
perangkat lunalc Kontrol Otomatilc Psychrometrics udara yang menggunakan
sistem IControl PID, ~nelalcultan pengiutegrasian sistem perangkat keras dan
peranglcat lunak, dan memperbailti kinerja sistem kontrol Suhu dan RI-I yang
s d a h ada.

Untulc mewujudlcan sistem Kontrol Psychrometrics udara dirancang 2 buah
Kontrol sesuai dengan besaran fisilc yang langsung diubahnya, yaitu Kontrol
Enthalpy dail Kontrol Rasio Kelembaban. Sedangkan sebagai sinyal masukan
dari besaran fisik yang terulcur adalah Suhu Bola Kering dan Kelembaban Relatif.
Dari lconfigurasi tersebut dapat ditentukan sebagai titik set point satu atau dua
lcomponen Psychr.ometrics udara yaitu: Suhu Bola Kering, Kelembaban Relatif,
Telcanan Parsial Uap Air, Enthalpy spesifik, Rasio Kelembaban, Suhu Titik

Embun, Suhu Bola Basah. Ditentukan pada rancangan ini sebagai titik set point
adalah Suhu Bola Kering dan Kelembaban Relatif.
Selain diperlulcan algoritma Kontrol PID pada sistem kontrol ini juga
diperlulcan perhitungan untulc menentulcan besaran-besaran sifat Psychrometrics
udara. Terdapat berhagai macam metode u~ltulcinenentulcan sifat Psychrometrics
udara, yaitu dengan grafikpsychronletrics, dengall model matematika dan dengan
menggunalcan tabel uap jenuh. Pada rancangan kontrol ini dipergunakan model
persalnaan matematik ulltuk menentukan sifat-sifatpsychromehics udara.
Untulc melakulcan pengaturan Suhu Bola Icering dan Kelembaban Relatif
dirancailg 3 Mode pengatura~~,
yaitu Mode 1, Mode 2 dan Mode 3. Mode 1
meinfungsikan Kontrol Enthalpy untulc melalcukan pengaturan Suhu Bola Kering
dall IControl Rasio Kelembaban difu~lgsilcan untuk melakukan pengaturan
terhadap Kelembaban Relatif. Pada Mode 2, lcedua Kontrol difungsilcan untuk
~~lelalculcall
pengaturan terhadap Sullu Bola Kering. Pada Mode 3 kedua kontrol
difu~lgsilcan untuk melalcuka~l pengaturail Rasio Kelembaban (RH).

Kedua

Kontrol (Kontrol Enthalpy dan Kontrol Rasio Kelembaban) menggunakan
Peilgo~ltrolPID. Selain itu juga dilenglcapi algoritma Integral Anti- Windtry untuk

mengatasi Saturasi Aktuator, sehingga menghi~~dari
kerusakan Aktuator dan
rneinperkecil lewatau dan walctu puncak.
Kontrol yang dirancang terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian
perangkat lteras dan bagian perangleat lunak. Bagian perangkat keras terdiri dari:
Sistern mirlimum 8085, uuit ADC dan DAC, unit Sensor, unit Penguat
Instn~me~ltasi,
unit Pengatur Daya AC darl unit Aktuator. Sensor yarlg digunalcall
adalah sensor Suhu semikondulttor dan sensor RII..yalg berdasarkan kapasitansi.
Kedua sensor menghasilkan tegalgan keluaran yang per111 pengkalibrasian ulltuk
mengl~asillcannilai yang sesuai dellgall keadaan fisilc yang sebenarnya. Sebagai
lceluarall lcontrol berupa pengaturan daya AC urltuk menggeraltan Aktuator.
Akttuator yang digunalcan adalah Pelnanas untulc rneningkatkan Enthalpy dan
Desiccator untuk menurunlcan Rasio Kelembaban. Aktuator juga perlu dilalukan
ltalibrasi untuk menentukan hubungan besasnya masukan dengan perubahan fisik
secara langsung pada proses yailg terjadi di ruang uji.
Setelah perancangal d m pe~nbuata~l

siste~nKontrol ini kemudian dilalcultan
pe~lgujian. Pengujian dinlulai deugan lnencari persamaan masukan keluaran
untulc Sensor dan Aktuator. Selain itu juga clilakukan pellalaan (Tuning) pada
Kontrol

Eilthalpy

dan

Kontrol

Rasio

Kelembaban

untuk

mencari

parameter-parameter lcontrol yang tepat dengan metode Ziegler-Nichols. Setelah

tahap tersebut di atas Kontrol sudah siap inelakukail aksi pengaturan. Percobaan
pengaturan dilaknkan denlgan 9 percobaan yang berbeda dala~n hal: Mode
K o ~ ~ t r onilai
l , set point, Aktuator yang alttif. Kemudian ditentukan perfor~nansi
Kontrol u~ltulcsetiap percobaan dengan mene~ltulta~:
lewatan (M,), waktu 11ailc
(t,), waktu pncak (t,), walctu tunda (t,), walctu penetapan (t,), error.

I-Iasil pengaturan luenunjuldtail

bahwa ken~ampuail Pelnailas yang

inelaltultan pengubahan terhadap Enthalpy lebih cepat dan lebih besw
pengaruhnya

terhadap

pengubahan

besarnya

komponen-lcoinponei~

Psychronzetrics dibandi~lgkan dengall kemalnpuan Desiccator.

Perbedaan

kemampuan Aktuator juga berpengaruh terhadap lcestabilall dan ketelitian
I