32
prioritas, On-chip oscillator, 32 jalur input output yang dapat diprogram, 64K memori program, 64K memori data.
SPC motor controller memiliki spesifikasi Mampu digunakan untuk mengendalikan kecepatan dan arah putaran 4 motor DC atau 2 buah motor
stepper, umpan balik speed encoder frekuensi maksimum 10 kHz, mampu mendeteksi perubahan kecepatan dengan ketelitian hingga 0,1 RPS
rotation per second atau 6 RPM rotation per minute
, kendali motor DC dapat dilakukan secara close loop PID maupun open loop, parameter PID, toleransi kesalahan, dan
waktu sampling dapat diatur, tersedia antarmuka UART RS232TTL, I2C, dan lebar pulsa, pin InputOutput kompatibel dengan level tegangan TTL dan CMOS,
kompatibel dengan modul-modul EMS H-Bridge, terdapat 4 set output PWM Pulse Width Modulation 8-bit dengan frekuensi 600 Hz, terdapat 4 kanal ADC
8-bit dengan tegangan referensi 5 Volt dan sampling rate maksimum 25 kHz, terdapat 4 pin General Purpose InputOutput GP IO.
Spesifikasi dari EMS 30 A H-Bridge adalah terdiri dari 1 driver full H- Bridge, mampu melewatkan arus kontinyu 30 A, range tegangan output untuk
beban: 5,5 V sampai 36 V IC VNH2SP30 hanya sampai 16 V, input kompatibel dengan level tegangan TTL dan CMOS, jalur catu daya input VCC terpisah dari
jalur catu daya untuk beban V Mot, frekuensi PWM sampai dengan 20 KHz, kompatibel dengan SPC
Gamepad Interface serta mendukung sistem
mikrokontroler.
3.3.5 Perancangan dan Pemrograman Mikrokontroller
Perancangan dan pemrograman mikrokontroller meliputi pemilihan bahasa pemrograman, penulisan, kompilasi dan proses download program ke
modul mikrokontroller. Bahasa pemrograman yang akan digunakan adalah bahasa C. Pemilihan bahasa C didasarkan oleh beberapa keunggulan yang dimiliki,
diantaranya merupakan bahasa yang powerful, fleksibel dan portable sehingga dapat dijalankan dibeberapa sistem operasi yang berbeda Joni I. M dan Raharjo.
B, 2006. Algoritma program seperti ditunjukkan pada lampiran 5. Kode-kode bahasa C ditulis dalam sebuah editor dalam program notepad. Program yang
dihasilkan pada tahap ini masih berekstensi .c. dan dinamakan source code.
Dengan menggunakan compiler microC-51, source code akan diubah menjadi
33
object code dengan ekstensi .obj. Hasil kerja compiler akan dilanjutkan ke sebuah linker dan menghasilkan file dengan ekstensi .bin atau .hex. Kedua file ini yang
selanjutnya dapat didownloadkan ke modul mikrokontroller.
3.3.6 Kalibrasi Kecepatan Motor dengan PWM
Kalibrasi kecepatan motor dilakukan tanpa beban untuk melihat hubungan antara nilai PWM dengan putaran motor dan hubungan antara tegangan
input motor dengan putaran motor. Kalibrasi dilakukan dengan menggunakan perintah PWM. Nilai PWM yang digunakan berkisar antara 0 sampai 100 atau
PWM 0 sampai 255 dengan interval 10 satuan PWM. Tegangan catu daya yang digunakan adalah 14.64 volt. Tegangan input motor adalah tegangan yang keluar
dari pin V-mot EMS 30A H-Bridge. Mula-mula motor dijalankan dengan PWM 10, kemudian tegangan V-mot dari EMS 30 H-Bridge diukur dengan
menggunakan voltmeter digital sedangkan putaran motor diukur dengan menggunakan tachometer. Prosedur ini dilakukan untuk nilai PWM 20 sampai
PWM 255. Hasil kalibrasi kemudian diplotkan kedalam suatu grafik hubungan antara PWM dengan putaran motor dan tegangan input motor dengan putaran
motor. Kemudian dilakukan analisis regresi.
3.3.7 Pengujian dengan Loop Terbuka
Setelah pembuatan program selesai, kemudian dilakukan pengujian sistem kontrol dengan menggunakan motor DC. Pengujian awal dilakukan tanpa
beban untuk menguji kinerja sistem kontrol yang telah dibuat. Pengujian awal dilakukan dengan menggunakan pengendalian sistem loop terbuka, skema sistem
pengendalian dengan loop terbuka ditunjukkan pada Gambar 17. Kecepatan putaran motor DC dikendalikan dengan menggunakan set-point PWM Pulse
Width Modulation. Nilai PWM yang digunakan adalah 50, 100, 150, 200 dan 250. Hasil pengujian merupakan sebuah sinyal tangga dengan ukuran yang
dinyatakan sebagai persentase perubahan K. Selanjutnya diamati respon keluaran yang dikontrol yaitu kecepatan putaran motor, sebagai persentase terhadap
jangkauan skala penuh terhadap masukan. Grafik yang menggambarkan relasi antara variabel terhadap waktu diplotkan seperti ditunjukkan pada Gambar 18.
Garis tangen digambarkan untuk mendapatkan gradien maksimum dari grafik
34
yang diGambarkan. Waktu antara titik mulainya sinyal uji dan titik dimana garis tangen ini memotong sumbu waktu disebut sebagai jedaketertinggalan d. Nilai
dari gradien maksimum adalah T, yang dinyatakan sebagai persentase perubahan nilai variabel yang ditentukan per menit. Data pengujian yang diperoleh
selanjutnya digunakan untuk menentukan atau mengidentifikasi parameter- parameter sistem yaitu gain K, time constant T dan dead time d. ketiga
parameter ini selanjutnya digunakan untuk menentukan konstanta PID awal yang akan digunakan.
Gambar 17 Sistem pengendalian motor DC dengan loop terbuka
Gambar 18 Grafik penentuan nilai K, T dan d Penentuan nilai konstanta PID awal dilakukan dengan menggunakan
metode Zeighler dan Nichols. Nilai konstanta K, T dan d yang diperoleh dari pengujian loop terbuka akan digunakan untuk menentukan nilai Kp, Ki dan Kd
dengan memasukkan kepersamaan Zeighler dan Nichols pada tabel 6. Tabel 9 Kriteria Zeighler dan Nichols
Tipe pengontrol Kp
Ki Kd
P PI
PID KdT
0.9KdT 1.2KdT
3.3T 2T
0.5T Sumber: Bolton W, 2004
keluaran DT-51
SPC motor kontroller
Motor DC Set-point
EMS 30A H-bridge
Nilai akhir
Nilai awal
63
T d
N il
ai ter
u k
u r
K
