Model Kontrol Proses Level Fluida

4 kalimat: „jika masukan maka keluaran‟. Metode ini mempunyai bentuk aturan seperti persamaan 7 IF x is A and y is B then z = k 7 Mekanisme Pengambilan Keputusan Fuzzy Reasoning Logika pengambilan keputusan disusun dengan cara menuliskan aturan yang menghubungkan antara masukan dan keluaran sistem Fuzzy. Aturan ini diekspresikan dalam kalimat: „jika masukan maka keluaran‟. Pengambilan keputusan dari beberapa variabel sistem dilakukan sesuai dengan proses berpikir seorang operator ketika sedang mengendalikan suatu sistem. Proses eksekusi aturan ini adalah saat nilai masukan berupa himpunan Fuzzy dibaca oleh aturan „jika–maka‟, maka tiap kaidah atur yang mempunyai nilai kebenaran akan dieksekusi sehingga menghasilkan keluaran Fuzzy. Proses pengambilan keputusan menggunakan metode Sugeno, maka akan didapatkan nilai tegas dengan perhitungan rerata terbobot. Metode Sugeno dengan rerata terbobot dapat dilihat pada Gambar 5. Gambar 5 Proses pengambilan keputusan metode Sugeno.

2.3 Model Kontrol Proses Level Fluida

[3] Model kontrol diperoleh dari suatu proses level fluida dapat dilakukan dengan menerapkan hukum kesetimbangan massa yaitu: “Laju akumulasi massa = Laju massa yang masuk - Laju massa yang keluar”. Gambar 6 merupakan model kontrol proses fluida. out in q q t Ah dt d 9 Dimana : q in = Perubahan laju aliran fluida input sekitar nilai nominalnya m 3 det. q out = Perubahan laju aliran fluida output sekitar nilai nominalnya m 3 det. = densitas kgm 3 . A = Luas penampang tanki m 2 . H = Perubahan ketinggian fkuida dalam tanki m. co Qin Qout h Gambar 6 Model kontrol proses level fluida. Penurunan rumus : . t h K q out out 10 K out = konstanta proporsionalitas yang harganya tergantung pada bukaan valve beban. Diasumsikan aliran input linear, maka perubahan debit fluida input akan proporsional terhadap besar perubahan sinyal kontrol co penggerak . co K q in in . 11 Subtitusikan persamaan 10 dan persamaan 11 pada persamaan 9 dengan melakukan sedikit penyederhanaan, maka diperoleh persamaan diferensial linear. t co K K t h dt K t Adh out in out 12 Atau dapat ditulis dalam bentuk umum . . t co K t h dt t dh T 1 Ts K s co s h 2.4 Sistem Plant Pengaturan Level Cairan Blok perangkat keras sistem pengaturan level cairan pada Tugas Akhir ini dapat dilihat pada Gambar 7. PO RT A Sensor PING™ P-in Pelampung Tank-1 Tank-2 Tank-3 PC SERIAL RS232 COM1 Keypad P O R T C Mikro kon tro le r A T me ga 8 53 5 PD.3 PB.2 PB.3 PB.5 LCD PD.2 Pengontrol Tegangan AC T eg an ga n 220 VAC Catu Daya 5 VDC Zero Crossing Detector Led Indikator Gambar 7 Perangkat keras plant pengendali muka cairan. Penjelasan dari masing-masing blok sistem pengendali muka cairan pada Gambar 7 adalah sebagai berikut : 5 1. Sensor PING™ merupakan sensor yang akan mendeteksi ketinggian sensor terhadap pelampung yang direpresentasikan sebagai level cairan. Keluaran sensor ini berupa tegangan digital, yaitu memiliki logika 1 saat trasmitter memancarkan gelombang ultrasonik dan memiliki logika 0 saat receiver menerima gelombang ultrasonik yang telah dipancarkan. 2. Keypad berfungsi sebagai media masukan untuk mengatur set point level cairan dan sebagai tombol untuk menjalankan proses pengendalian. 3. LCD Liquid Crystal Display dan driver LCD berfungsi sebagai media tampilan selama proses pengendalian berlangsung. 4. Zero crossing detector adalah rangkaian yang digunakan untuk mendeteksi gelombang sinus tegangan jala-jala AC 220 V ketika melalui persimpangan titik nol. 5. Rangkaian pengendali tegangan AC adalah rangkaian yang berfungsi untuk mengendalikan tegangan beban dengan memberi waktu tunda pemicuan triac. Komponen utama pengatur tegangan AC berupa triac dan optoisolator MOC3021. 6. Pompa berfungsi sebagai aktuator. 7. Catu daya berfungsi sebagai suplai sistem keseluruhan. 8. Mikrokontroller AVR ATmega 8535 yang berfungsi sebagai pusat pengendalian pada sistem pengatur level cairan ini dapat diprogram dengan menggunakan bahasa C embedded. 9. Personal komputer sebagai unit monitoring yang akan menampilkan data ketinggian aktual air berupa grafik respon sistem. Grafik ini selanjutnya dapat digunakan untuk keperluan analisis. Sistem mikrokontroler digunakan sebagai unit kendali utama yang didalamnya berisi program untuk mengendalikan proses pengaturan pompa pump, termasuk pengesetan parameter, pengaturan tampilan LCD, pengaturan data serial dan input clock sensor PING, kendali PI dan penalaan dengan logika Fuzzy serta mengatur aliran data komunikasi serial melalui RS232 dengan komputer untuk proses monitoring. Secara umum, alokasi penggunaan port pada rangkaian ATmega 8535 dilihat pada Tabel 2 dan Gambar 8. Tabel 2 Penggunaan port pada Atmega8535. PORT ATMEGA8535 Fungsi Port A PORTA.0 – PORTA.7 Keypad Port B PORTB.2 PORTB.5 Sensor PING TM Led Hijau Indikator Auto Port C PORTC.0 – PORTC.7 LCD Port D PORTD.2 PORTD.3 Intrupsi Zero Crossing Detector Output ke Pompa MOC3021 GND AVCC PC7 TOSC2 PC6 TOSC1 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 SDA PC0 SCL PA0 ADC0 PA1 ADC1 PA2 ADC2 PA3 ADC3 PA4 ADC4 PA5 ADC5 PA6 ADC6 PA7 ADC7 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 40 39 38 37 36 35 34 33 VCC GND XTAL2 XTAL1 RXD PD0 TXD PD1 INT0 PD2 INT1 PD3 OC1B PD4 OC1A PD5 PD6 ICP1 XCKT0 PB0 T1 PB1 INT2AIN0 PB2 OC0AIN1 PB3 MOSI PB5 SCK PB7 RESET 1 2 3 4 5 6 8 10 9 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 33pF 33pF 4 MHz Reset 4k7 VCC LCD Liquid Crystal Display KEYPAD Led hijau Led merah ATMEGA 8535 32 AREF PD7 OC2 21 7 MISOPB6 PB4 SS +5 V 4N35 10 K 39K5W AC 220 V INTERUPT IN4002 IN4002 IN4002 IN4002 Gambar 8 Alokasi port pada sistem minimum mikrokontroler ATmega 8535. PortA.0 - PortA.7 mikrokontroler digunakan sebagai masukan keypad 4x4. PortB.2 dihubungkan dengan data serial sensor PING, data ini yang nantinya digunakan sebagai pentransferan data level dari sensor ke mikrokontroler. PortC dihubungkan untuk tampilan LCD, mode antarmuka LCD yang digunakan adalah mode 4 bit. PortD.2 adalah input dari rangkaian Zero Crossing Detector yang akan mengaktifkan interupsi eksternal0. PortD.3 pada mikrokontroler berfungsi sebagai PWM untuk mengatur besarnya pulsa yang masuk ke driver MOC3021, yang kemudian digunakan sebagai sinyal pemicuan yang akan mengendalikan tegangan input pompa pump.

III. PERANCANGAN