Modul Human Machine Interface (HMI) Pengendalian Kecepatan Motor DC Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi Berbasis LabView
Modul Human Machine Interface (HMI) Pengendalian Kecepatan
Motor DC Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi Berbasis
LabView
JUDUL
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
Muhammad Sulaiman
NIM. 201210130311050
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Modul Human Machine Interface (HMI) Pengendalian Kecepatan
Motor DC Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi Berbasis
LabView
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
Muhammad Sulaiman
201210130311050
Diperiksa dan disetujui oleh:
Dr. Zulfatman, ST, M.Eng.
Dr. Ir. Ermanu Azizul H, MT.
NIP.UMM: 10803090403
NIP.UMM: 10891090233
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Modul Human Machine Interface (HMI) Pengendalian Kecepatan Motor DC
Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi Berbasis LabView
Tugas Akhir ini Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
(S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Oleh:
Muhammad Sulaiman
201210130311050
Tanggal Ujian
: 26 Juli 2016
iii
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: Muhammad Sulaiman
Tempat/Tgl. Lahir
: Lumajang/08 Juli 1993
NIM
: 201210130311050
Fakultas/Jurusan
: TEKNIK/TEKNIK ELEKTRO
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul “Modul
Human Machine Interface (HMI) Pengendalian Kecepatan Motor DC
Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi Berbasis LabView” beserta seluruh
isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik
sebagain maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan
sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila
kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya
saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya
siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.
iv
ABSTRAK
Proses pembelajaran yang menyajikan teori tanpa diikuti dengan praktek
akan mempengaruhi kedalaman pemahaman yang diterima oleh mahasiswa.
Seperti halnya dalam pembelajaran sistem kontrol, keberadaan sebuah modul
modul pembelajaran yang dilengkapi Human Machine Interface (HMI) berbasis
Labview yang terhubung langsung dengan plant yang akan dikontrol akan sangat
bermakna. Tujuan dari studi ini adalah bagaimana merancang sebuah modul
pembelajaran yang dapat digunakan dalam proses pembelajaran sistem kontrol
yang mengkombinasikan penggunaan software, hardware dan perangkat interface.
Modul ini memanfaatkan Labview sebagai HMI yang terhubung dengan
motor DC sebagai plant yang dikontrol menggunakan NI USB 6008/6009. Teknik
kontrol yang dirancang meliputi sistem kontrol PID, Fuzzy, Fuzzy-PID dan
MRAC. Keempat jenis sistem kontrol tersebut digunakan untuk mengontrol
kecepatan motor DC secara real-time. Aspek analisis yang dikembangkan pada
modul ini adalah analisa transien keluaran sistem dan tingkat kemampuan sistemsistem kontrol dalam mengkompensasi beban gangguan. Beban direpresentasikan
dalam bentuk motor yang terhubung dengan motor DC.
Hasil pengujian dengan beberapa metode kontrol.Dari proses pengujian
diperoleh hasil bahwa modul pembelajaran yang dirancang dapat dipergunakan
untuk memverifkasi rancangan beberapa sistem kontrol di atas secara real-time
untuk beragam nilai pembebanan. Kemudian, sistem kontrol yang memiliki
respon transien dan kemampuan mengkompensasi gangguan paling baik pada
waktu settling time (ts) = 28.169 detik pada kontrol MRAC , rise time (tr) =
1.3618 detik pada kontrol FuzzyPID , nilai peak time (tp) = 8 detik pada kontrol
PID, dan nilai Overshoot (mp) = 2.723 persen pada kontrol PID, sedangkan pada
kontrol yang lain performanya cederung lebih lama dari untuk mencapai kondisi
tersebut. Dengan adanya modul pengajaran sistem kontrol ini diharapkan akan
sangat membantu proses pembelajaran sistem kontrol baik secara praktis maupun
analitik.
Kata Kunci: modul pengajaran, sistem kontrol, Labview, kompensasi gangguan,
real-time.
v
ABSTRACT
The learning process that presents a theory without being followed by the
practice will affect the depth of understanding that is received by the students. Just
as in learning control system, the existence of a module learning modules that
include Human Machine Interface (HMI) based on Labview which is connected
directly to the plant to be controlled will be very meaningful. The purpose of this
study is how to design a learning module that can be used in the learning process
control system that combines the use of software, hardware and device interface.
This module utilizes Labview as HMI connected to a DC motor as the
plant is controlled using NI USB 6008/6009. Techniques designed control system
includes PID control, Fuzzy, Fuzzy-PID and MRAC. These four types of control
systems are used to control the DC motor speed in real-time. Aspects of analysis
developed in this module is the transient analysis system output and level control
systems capabilities in compensating load disturbance. Expenses represented in
the form of a motor connected to a DC motor.
Results of testing by several methods of control. From the result that the
testing process designed learning modules can be used for verifying the design of
some of the control system above in real-time to vary the value of loading. Then,
the control system has a transient response and ability to compensate for
interference kindest when settling time (ts) = 28,169 seconds on the control
MRAC, rise time (tr) = 1.3618 seconds on the control FuzzyPID, the value of
peak time (tp) = 8 seconds on PID control, and the value overshoot (mp) = 2,723
percent in PID control, while the other controls the performance cederung longer
than to achieve this condition. With the teaching module control system is
expected to greatly assist the learning process control systems both practically and
analytically.
Keywords:
teaching
modules,
control
systems,
Labview,
disturbance
compensation, real-time.
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur senantiasa kita panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala
nikmat, kekuatan, taufik serta hidayah-Nya. Shalawat serta salam semoga tercurah
kepada Rasulullah SAW, keluarga sahabat dan para pengikut setianya, Amin.
Atas kehendak Allah sajalah, penulis dapat menyelesaikan proyek akhir yang
berjudul :
“Modul Human Machine Interface (HMI) Pengendalian Kecepatan Motor
DC Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi Berbasis LabView”
Pembuatan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu
penulis berharap agar proyek akhir ini dapat menambah literature dan dapat
memberikan manfaat bagi semuanya.
Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa
mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis
mohon maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak
sengaja.
Malang, 20 juli 2016
Penulis
vii
LEMBAR PERSEMBAHAN
Puji
syukur
kepada
Allah
SWT
atas
rahmat
dan
karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan
ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Allah SWT yang telah memberikan Rahmat,Hidayah dan Nikmatnya kepada
saya dan keluarga.
2.
Kedua orang tua (Bpk Riadin dan Ibu Sunarsih), kakak (Mas Husen),
adik(Mahfud) dan seluruh keluarga saya yang telah banyak memberikan
do’a dan dukungan.
3.
Ketua Jurusan Teknik Elektro Ibu Nur Alif M, Ir, MT. dan Sekretaris
Jurusan Bapak Machmud Effendi, ST, M. Eng . beserta seluruh stafnya.
4.
Bapak Dr. Zulfatman, ST, M.Eng. dan Bapak Dr. Ir. Ermanu Azizul H,
MT. yang telah meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam
menyelesaikan Skripsi ini.
5.
Seluruh civitas akademika (dosen, asisten, dan karyawan) Universitas
Muhammadiyah Malang yang telah membekali ilmu dan membantu kepada
penulis.
6.
Teman teman Workshop Robotika yang tanpa kenal lelah berjuang mencari
ilmu robotika di UMM.
7.
Teman teman yang selalu berjuang bareng tanpa kenal lelah di markas BCT
F-12.
8.
Terima kasih kepada Beat Hitam W 3044 TN yang telah menghantarkan
penulis melakukan tugas dalam perkuliahan.
9.
Dan yang terakhir, semuanya yang telah membantu penulis yang tidak bisa
disebutkan satu persatu.
Semoga Allah SWT memberikan limpahan rahmat dan hidayahnya atas
segala kebaikan dan semoga kita semua selalu dalam lindungan serta tuntunanNya.
viii
DAFTAR ISI
JUDUL ..................................................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iv
ABSTRAK .............................................................................................................. v
KATA PENGANTAR ............................................................................................ v
LEMBAR PERSEMBAHAN .............................................................................. viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv
BAB I PENDAHULUAN ...................................... Error! Bookmark not defined.
1.1.
Latar Belakang ............................. Error! Bookmark not defined.
1.2.
Rumusan Masalah ........................ Error! Bookmark not defined.
1.3.
Batasan Masalah ........................... Error! Bookmark not defined.
1.4.
Tujuan ........................................... Error! Bookmark not defined.
1.5.
Sistematika Penulisan ................... Error! Bookmark not defined.
BAB II DASAR TEORI ........................................ Error! Bookmark not defined.
2.1 Motor DC ............................................ Error! Bookmark not defined.
2.1.1 Rotary Encoder ............................... Error! Bookmark not defined.
2.2 NI USB 6008/6009 ............................ Error! Bookmark not defined.
2.2.1 Specification NI USB 6008 ......... Error! Bookmark not defined.
2.3
Arduino Uno .................................... Error! Bookmark not defined.
2.4 LabVIEW 2014................................... Error! Bookmark not defined.
1.
Front panel .................................... Error! Bookmark not defined.
2.
Blok diagram dari VI .................... Error! Bookmark not defined.
2.5
Metode kontrol................................. Error! Bookmark not defined.
ix
2.5.1 Kontrol PID ................................. Error! Bookmark not defined.
2.5.2 Kontroler P (Proporsional) .......... Error! Bookmark not defined.
2.5.3 Kontroler PI (Proporsional dan Integral)Error! Bookmark not
defined.
2.5.4 Kontroler PD (Proporsional dan Deritative)Error!
Bookmark
not defined.
2.5.5 Kontroler PID (Proporsional, Integral dan Deritative) ........ Error!
Bookmark not defined.
2.5.6 Logika Fuzzy................................ Error! Bookmark not defined.
2.5.7 Fuzzufication ............................... Error! Bookmark not defined.
2.5.8 Rules ........................................... Error! Bookmark not defined.
2.5.9 Linguistic Variables & Membership functionError! Bookmark
not defined.
2.5.10. Defuzzifikasi ............................. Error! Bookmark not defined.
2.5.11. Kontrol Model Reference Adaptive Control (MRAC)..... Error!
Bookmark not defined.
2.6
Tanggapan Respon ....................... Error! Bookmark not defined.
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEMError! Bookmark
not defined.
3.1 Diagram Blok Rangkaian Hardware ... Error! Bookmark not defined.
3.2 Perancangan dan Pembuatan MekanikError!
Bookmark
not
defined.
3.3 Rangkaian Hardware .......................... Error! Bookmark not defined.
3.4 Peracangan Software .......................... Error! Bookmark not defined.
3.4.1 Human Machine Interface (HMI) Kontrol Manual ............. Error!
Bookmark not defined.
3.4.2 Human Machine Interface (HMI) Kontrol PIDError! Bookmark
not defined.
x
3.4.3 Human Machine Interface (HMI) Kontrol Fuzzy................ Error!
Bookmark not defined.
3.4.4 Human Machine Interface (HMI) Kontrol FuzzyPID ......... Error!
Bookmark not defined.
3.4.5 Human Machine Interface (HMI) Kontrol MRAC ........... Error!
Bookmark not defined.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ............ Error! Bookmark not defined.
4.1
Pengujian Rotary Encoder Pada MotorError!
Bookmark
not
defined.
4.1.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.1.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.1.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.1.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
4.1.5
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
4.2
Pengujian Pengendalian Tanpa Kontrol pada motor DC 1 .. Error!
Bookmark not defined.
4.2.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.2.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
4.2.5
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
4.3
Pengujian Pengendalian Kontrol PID pada motor DC 1 ..... Error!
Bookmark not defined.
4.3.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.3.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.3.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.3.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
xi
4.3.5
4.4
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
Pengujian Pengendalian Kontrol Fuzzy pada motor DC 1.. Error!
Bookmark not defined.
4.4.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.4.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.4.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.4.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
4.4.5
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
4.5
Pengujian Pengendalian Kontrol FuzzyPID pada motor DC 1
Error! Bookmark not defined.
4.5.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.5.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.5.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.5.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
4.5.5
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
4.6
Pengujian Pengendalian Kontrol MRAC pada motor DC 1 Error!
Bookmark not defined.
4.6.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.6.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.6.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.6.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
4.6.5
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
4.7
Hasil Perbandingan dari Sistem KontrolError! Bookmark not
defined.
4.7.1 Respon perbandingan berbagai sistem kontrol ................. Error!
Bookmark not defined.
xii
4.7.2 Perbandingan Sistem kontrol tanpa bebanError!
Bookmark
not defined.
4.7.3 Respon Sinyal tanpa beban .......... Error! Bookmark not defined.
4.7.4 Perbandingan Sistem kontrol dengan bebanError! Bookmark
not defined.
4.6.5 Respon Sinyal berbeban .............. Error! Bookmark not defined.
BAB V PENUTUP ................................................ Error! Bookmark not defined.
5.1 Kesimpulan ...................................................... Error! Bookmark not defined.
5.2 Saran................................................................. Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA ............................................ Error! Bookmark not defined.
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Motor DC .......................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 2 Rangkaian Skematik.......................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 3 Bagian Incremental encoder .............. Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 4 Sistem pembacaan rotary encoder ..... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 5 Perbandingan nilai resolusi rotary rendah dan resolusi tinggi .. Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 6 NI USB 6008/6009 ............................ Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 7 Blok diagram NI USB 6008 .............. Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 8 Analog Output NI USB ..................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 9 Konfigurasi Ardunio Uno ................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 10 Logo LabVIEW ............................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 11 Front Panel ...................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 12 VI Blok LabVIEW .......................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 13 Kendali PID ..................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 14 Respon Unit Step Pada Plant........... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 15 Blok Diagram Kontrol Fuzzy .......... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 16 Standart Membership function ........ Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 17 Diagram MRAC .............................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 18 Diagram block aturan MIT .............. Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 19 Kurva Tanggapan Tangga Satuan dengan indek kinerja : td , tr, tp,
Mp. ......................................................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 1 Blok Diagram Pengujian Rotary Encoder pada motor DC 1 .... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4. 2 Pengujian pembacaan rotary encoder Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 3 Block Diagram pengujian Pengendalian tanpa kontrol pada motor
DC 1 ....................................................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 4 Pengujian tanpa kontrol..................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 5 Hasil Pengujian tanpa kontrol dan dengan bebanError!
Bookmark
not defined.
xiv
Gambar 4. 6 Block Diagram pengujian pengendalian kontrol PID pada motor DC
1 .............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 7 Kontrol PID tanpa beban ................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 8 Kontrol PID dengan beban ................ Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 9 Blok Diagram Pengujian Pengendalian Kontrol Fuzzy pada motor
DC 1 ....................................................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 10 Kontrol Fuzzy tanpa beban ............. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 11 Kontrol Fuzzy dengan beban........... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 12 Blok Diagram Pengujian Pengendalian Kontrol FuzzyPID pada
motor DC 1............................................................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 13 FuzzyPID Tanpa beben ................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 14 FuzzyPID dengan beban ................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 15 Blok Diagram Pengujian Pengendalian Kontrol Fuzzy pada motor
DC 1 ....................................................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 16 Pengujian Pengendalian Tanpa bebanError!
Bookmark
not
Bookmark
not
defined.
Gambar 4. 17 Pengujian Pengendalian dengan bebanError!
defined.
Gambar 4. 18 Respon semua sistem kontrol .......... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 19 Respon sistem kontrol tanpa beban . Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 20 Respon sistem kontrol tanpa beban . Error! Bookmark not defined.
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Pengaruh PID Pada Waktu Naik,Overshoot, Waktu Turun dan
Kesalahan Keadaan Tunak ..................................... Error! Bookmark not defined.
Tabel 3. 1 Rule kontrol fuzzy................................. Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 1 A Data Pengujian Rotary Encoder pada motor DCError!
Bookmark
not defined.
Tabel 4. 2 A Hasil Pengujian tanpa kontrol dan tanpa bebanError!
Bookmark
not defined.
xv
Tabel 4. 3 Hasil Pengujian tanpa kontrol dan tanpa bebanError! Bookmark not
defined.
xvi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada perkembangan dunia teknologi pemanfaatan motor Direct Current
(DC) sangat banyak, baik dalam dunia pendidikan, dunia industri maupun bidang
lainnya yang menggunakan motor DC sebagai akuator atau sebagai pengerak.
Motor DC merupakan motor listrik yang relatif mudah dalam pengontrolan
maupun dalam pengendaliannya, peranan motor DC sangat penting yang mana
dalam suatu proses penggunaannya membutuhkan tingkat keakurasian dan
kepresisian yang tinggi karena hal tersebut sangat mempengaruhi hasil yang
dikeluarkan.
Dalam hal pengontrolan motor DC terdapat beberapa sistem maupun
metode kontrol. Diantara ialah kontrol Fuzzy, kontrol PID, ada pula pengabungan
metode kontrol Fuzzy dan PID yang biasa disebut dengan kontrol Fuzzy PID..
Berdasarkan hal tersebut maka perlu ditingkatkannya kecakapan
mahasiswa teknik elektro dalam menghadapi dunia industri, khususnya dalam
bidang sistem kontrol. Adanya “Modul Human Machine Interface (HMI)
Pengendalian Kecepatan Motor DC Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi
Berbasis LabView” diharapkan dapat menjadikan jawaban dari permasalahan
diatas. Pada studi ini penulis memanfaatkan HMI yang ada pada Labview sebagai
media pembelajaran desain sistem kontrol yang akan diaplikasikan pada motor
DC yang
nantinya akan diberi gangguan dengan memutar motor DC yang
dijadikan beban. Pada modul pembelajaran mahasiswa dapat melihat kemudian
menganalisa perubahan respon beban ketika diberikan beberapa metode kontrol
yang berbeda. Dengan demikian mahasiswa teknik elektro dapat memiliki
kecakapan dalam penyelesaian masalah desain suatu sistem kontrol yang handal
untuk sistem yang dinamis atau sistem yang memiliki ganguan yang variatif.
National Instruments LabView adalah sebuah program yang berbentuk
grafik terbuka yang ditetapkan oleh standar industri untuk aplikasi-aplikasi
pengujian pengukuran dan otomasi. Sebuah perkembangan pada pemogramanan
grafik di mana pengguna dapat menggunakannya untuk mendesain suatu sistem
1
menyerupai bentuk sistem aslinya, dapat melakukan pengamatan dengan hasil
yang maksimal dan dapat mengontrol suatu aplikasi.
Dalam bahasa pemrogramannya menggunakan berbagai macam ikon yang
mengambarkan
suatu
instruksi.
Jika
bahasa
pemrograman
text
based
mengeksekusi instruksi sesuai dengan urutan yang ditulis, LabView menggunakan
metode data flow programming dimana alur data melalui berbagai ikon akan
menentukan urutan eksekusi dari setiap instruksi.
1.2. Rumusan Masalah
Bagaimana menciptakan sebuah modul pembelajaran sistem kontrol dengan
memanfaatkan Labview sebagai HMI yang terintegrasi dengan NI USB
6008/6009 yang kemudian untuk mengontrol motor DC dengan menggunakan
metode kontrol bervariasi agar mahasiswa dapat mengetahui dan menganalisa
respon beban ketika menggunakan metode kontrol yang bervariasi.
1.3.
Batasan Masalah
Agar tujuan dari tugas akhir ini tidak menyimpang dari tujuan semula,
dibutuhkan suatu batasan-batasan yang jelas guna mengarahkan pembahasan.
Batasan-batasan masalah tersebut adalah:
1. Menggunakan HMI dalam proses pengontrolan motor DC
2. HMI yang digunakan adalah Labview
3. Metode kontrol yang digunakan adalah Fuzzy
4. Metode kontrol yang digunakan adalah PID
5. Metode kontrol yang digunakan adalah FuzzyPID
1.4.
Tujuan
Tujuan dari studi ini adalah terciptanya sebuah modul pembelajaran sistem
kontrol dengan memanfaatkan NI Labview sebagai HMI yang terintegrasi dengan
NI USB 6008/6009 yang kemudian untuk mengontrol motor DC dengan
menggunakan metode kontrol bervariasi agar mahasiswa dapat mengetahui dan
menganalisa respon beban ketika menggunakan metode kontrol yang bervariasi.
2
1.5. Sistematika Penulisan
BAB I
PENDAHULUAN
Merupakan bab pendahuluan yang terdiri atas latar belakang, ruang
lingkup permasalahan, tujuan, metode penelitian dan sistematika pembahasan
tentang tugas akhir.
BAB II
DASAR TEORI
Berisi tentang dasar teori yang mendukung atau berkenaan dengan
pembuatan alat tersebut dan menjelaskan komponen-komponen yang dipakai.
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
Berisi tentang penjelasan rangkaian dan pembuatan HMI secara terpisah
berdasarkan blok diagram perancangannya.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS
Berisi tentang pengujian hasil respon transien dan analisa terhadap data
yang diperoleh dari lapangan.
BAB V
PENUTUP
Pada bagian penutup memuat kesimpulan menyeluruh dari laporan dan
saran atas kerja alat yang diperoleh dalam pembuatan tugas akhir ini.
3
Motor DC Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi Berbasis
LabView
JUDUL
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
Muhammad Sulaiman
NIM. 201210130311050
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Modul Human Machine Interface (HMI) Pengendalian Kecepatan
Motor DC Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi Berbasis
LabView
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
Muhammad Sulaiman
201210130311050
Diperiksa dan disetujui oleh:
Dr. Zulfatman, ST, M.Eng.
Dr. Ir. Ermanu Azizul H, MT.
NIP.UMM: 10803090403
NIP.UMM: 10891090233
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Modul Human Machine Interface (HMI) Pengendalian Kecepatan Motor DC
Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi Berbasis LabView
Tugas Akhir ini Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
(S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Oleh:
Muhammad Sulaiman
201210130311050
Tanggal Ujian
: 26 Juli 2016
iii
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: Muhammad Sulaiman
Tempat/Tgl. Lahir
: Lumajang/08 Juli 1993
NIM
: 201210130311050
Fakultas/Jurusan
: TEKNIK/TEKNIK ELEKTRO
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul “Modul
Human Machine Interface (HMI) Pengendalian Kecepatan Motor DC
Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi Berbasis LabView” beserta seluruh
isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik
sebagain maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan
sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila
kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya
saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya
siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.
iv
ABSTRAK
Proses pembelajaran yang menyajikan teori tanpa diikuti dengan praktek
akan mempengaruhi kedalaman pemahaman yang diterima oleh mahasiswa.
Seperti halnya dalam pembelajaran sistem kontrol, keberadaan sebuah modul
modul pembelajaran yang dilengkapi Human Machine Interface (HMI) berbasis
Labview yang terhubung langsung dengan plant yang akan dikontrol akan sangat
bermakna. Tujuan dari studi ini adalah bagaimana merancang sebuah modul
pembelajaran yang dapat digunakan dalam proses pembelajaran sistem kontrol
yang mengkombinasikan penggunaan software, hardware dan perangkat interface.
Modul ini memanfaatkan Labview sebagai HMI yang terhubung dengan
motor DC sebagai plant yang dikontrol menggunakan NI USB 6008/6009. Teknik
kontrol yang dirancang meliputi sistem kontrol PID, Fuzzy, Fuzzy-PID dan
MRAC. Keempat jenis sistem kontrol tersebut digunakan untuk mengontrol
kecepatan motor DC secara real-time. Aspek analisis yang dikembangkan pada
modul ini adalah analisa transien keluaran sistem dan tingkat kemampuan sistemsistem kontrol dalam mengkompensasi beban gangguan. Beban direpresentasikan
dalam bentuk motor yang terhubung dengan motor DC.
Hasil pengujian dengan beberapa metode kontrol.Dari proses pengujian
diperoleh hasil bahwa modul pembelajaran yang dirancang dapat dipergunakan
untuk memverifkasi rancangan beberapa sistem kontrol di atas secara real-time
untuk beragam nilai pembebanan. Kemudian, sistem kontrol yang memiliki
respon transien dan kemampuan mengkompensasi gangguan paling baik pada
waktu settling time (ts) = 28.169 detik pada kontrol MRAC , rise time (tr) =
1.3618 detik pada kontrol FuzzyPID , nilai peak time (tp) = 8 detik pada kontrol
PID, dan nilai Overshoot (mp) = 2.723 persen pada kontrol PID, sedangkan pada
kontrol yang lain performanya cederung lebih lama dari untuk mencapai kondisi
tersebut. Dengan adanya modul pengajaran sistem kontrol ini diharapkan akan
sangat membantu proses pembelajaran sistem kontrol baik secara praktis maupun
analitik.
Kata Kunci: modul pengajaran, sistem kontrol, Labview, kompensasi gangguan,
real-time.
v
ABSTRACT
The learning process that presents a theory without being followed by the
practice will affect the depth of understanding that is received by the students. Just
as in learning control system, the existence of a module learning modules that
include Human Machine Interface (HMI) based on Labview which is connected
directly to the plant to be controlled will be very meaningful. The purpose of this
study is how to design a learning module that can be used in the learning process
control system that combines the use of software, hardware and device interface.
This module utilizes Labview as HMI connected to a DC motor as the
plant is controlled using NI USB 6008/6009. Techniques designed control system
includes PID control, Fuzzy, Fuzzy-PID and MRAC. These four types of control
systems are used to control the DC motor speed in real-time. Aspects of analysis
developed in this module is the transient analysis system output and level control
systems capabilities in compensating load disturbance. Expenses represented in
the form of a motor connected to a DC motor.
Results of testing by several methods of control. From the result that the
testing process designed learning modules can be used for verifying the design of
some of the control system above in real-time to vary the value of loading. Then,
the control system has a transient response and ability to compensate for
interference kindest when settling time (ts) = 28,169 seconds on the control
MRAC, rise time (tr) = 1.3618 seconds on the control FuzzyPID, the value of
peak time (tp) = 8 seconds on PID control, and the value overshoot (mp) = 2,723
percent in PID control, while the other controls the performance cederung longer
than to achieve this condition. With the teaching module control system is
expected to greatly assist the learning process control systems both practically and
analytically.
Keywords:
teaching
modules,
control
systems,
Labview,
disturbance
compensation, real-time.
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur senantiasa kita panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala
nikmat, kekuatan, taufik serta hidayah-Nya. Shalawat serta salam semoga tercurah
kepada Rasulullah SAW, keluarga sahabat dan para pengikut setianya, Amin.
Atas kehendak Allah sajalah, penulis dapat menyelesaikan proyek akhir yang
berjudul :
“Modul Human Machine Interface (HMI) Pengendalian Kecepatan Motor
DC Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi Berbasis LabView”
Pembuatan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu
penulis berharap agar proyek akhir ini dapat menambah literature dan dapat
memberikan manfaat bagi semuanya.
Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa
mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis
mohon maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak
sengaja.
Malang, 20 juli 2016
Penulis
vii
LEMBAR PERSEMBAHAN
Puji
syukur
kepada
Allah
SWT
atas
rahmat
dan
karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan
ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Allah SWT yang telah memberikan Rahmat,Hidayah dan Nikmatnya kepada
saya dan keluarga.
2.
Kedua orang tua (Bpk Riadin dan Ibu Sunarsih), kakak (Mas Husen),
adik(Mahfud) dan seluruh keluarga saya yang telah banyak memberikan
do’a dan dukungan.
3.
Ketua Jurusan Teknik Elektro Ibu Nur Alif M, Ir, MT. dan Sekretaris
Jurusan Bapak Machmud Effendi, ST, M. Eng . beserta seluruh stafnya.
4.
Bapak Dr. Zulfatman, ST, M.Eng. dan Bapak Dr. Ir. Ermanu Azizul H,
MT. yang telah meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam
menyelesaikan Skripsi ini.
5.
Seluruh civitas akademika (dosen, asisten, dan karyawan) Universitas
Muhammadiyah Malang yang telah membekali ilmu dan membantu kepada
penulis.
6.
Teman teman Workshop Robotika yang tanpa kenal lelah berjuang mencari
ilmu robotika di UMM.
7.
Teman teman yang selalu berjuang bareng tanpa kenal lelah di markas BCT
F-12.
8.
Terima kasih kepada Beat Hitam W 3044 TN yang telah menghantarkan
penulis melakukan tugas dalam perkuliahan.
9.
Dan yang terakhir, semuanya yang telah membantu penulis yang tidak bisa
disebutkan satu persatu.
Semoga Allah SWT memberikan limpahan rahmat dan hidayahnya atas
segala kebaikan dan semoga kita semua selalu dalam lindungan serta tuntunanNya.
viii
DAFTAR ISI
JUDUL ..................................................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iv
ABSTRAK .............................................................................................................. v
KATA PENGANTAR ............................................................................................ v
LEMBAR PERSEMBAHAN .............................................................................. viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv
BAB I PENDAHULUAN ...................................... Error! Bookmark not defined.
1.1.
Latar Belakang ............................. Error! Bookmark not defined.
1.2.
Rumusan Masalah ........................ Error! Bookmark not defined.
1.3.
Batasan Masalah ........................... Error! Bookmark not defined.
1.4.
Tujuan ........................................... Error! Bookmark not defined.
1.5.
Sistematika Penulisan ................... Error! Bookmark not defined.
BAB II DASAR TEORI ........................................ Error! Bookmark not defined.
2.1 Motor DC ............................................ Error! Bookmark not defined.
2.1.1 Rotary Encoder ............................... Error! Bookmark not defined.
2.2 NI USB 6008/6009 ............................ Error! Bookmark not defined.
2.2.1 Specification NI USB 6008 ......... Error! Bookmark not defined.
2.3
Arduino Uno .................................... Error! Bookmark not defined.
2.4 LabVIEW 2014................................... Error! Bookmark not defined.
1.
Front panel .................................... Error! Bookmark not defined.
2.
Blok diagram dari VI .................... Error! Bookmark not defined.
2.5
Metode kontrol................................. Error! Bookmark not defined.
ix
2.5.1 Kontrol PID ................................. Error! Bookmark not defined.
2.5.2 Kontroler P (Proporsional) .......... Error! Bookmark not defined.
2.5.3 Kontroler PI (Proporsional dan Integral)Error! Bookmark not
defined.
2.5.4 Kontroler PD (Proporsional dan Deritative)Error!
Bookmark
not defined.
2.5.5 Kontroler PID (Proporsional, Integral dan Deritative) ........ Error!
Bookmark not defined.
2.5.6 Logika Fuzzy................................ Error! Bookmark not defined.
2.5.7 Fuzzufication ............................... Error! Bookmark not defined.
2.5.8 Rules ........................................... Error! Bookmark not defined.
2.5.9 Linguistic Variables & Membership functionError! Bookmark
not defined.
2.5.10. Defuzzifikasi ............................. Error! Bookmark not defined.
2.5.11. Kontrol Model Reference Adaptive Control (MRAC)..... Error!
Bookmark not defined.
2.6
Tanggapan Respon ....................... Error! Bookmark not defined.
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEMError! Bookmark
not defined.
3.1 Diagram Blok Rangkaian Hardware ... Error! Bookmark not defined.
3.2 Perancangan dan Pembuatan MekanikError!
Bookmark
not
defined.
3.3 Rangkaian Hardware .......................... Error! Bookmark not defined.
3.4 Peracangan Software .......................... Error! Bookmark not defined.
3.4.1 Human Machine Interface (HMI) Kontrol Manual ............. Error!
Bookmark not defined.
3.4.2 Human Machine Interface (HMI) Kontrol PIDError! Bookmark
not defined.
x
3.4.3 Human Machine Interface (HMI) Kontrol Fuzzy................ Error!
Bookmark not defined.
3.4.4 Human Machine Interface (HMI) Kontrol FuzzyPID ......... Error!
Bookmark not defined.
3.4.5 Human Machine Interface (HMI) Kontrol MRAC ........... Error!
Bookmark not defined.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ............ Error! Bookmark not defined.
4.1
Pengujian Rotary Encoder Pada MotorError!
Bookmark
not
defined.
4.1.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.1.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.1.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.1.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
4.1.5
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
4.2
Pengujian Pengendalian Tanpa Kontrol pada motor DC 1 .. Error!
Bookmark not defined.
4.2.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.2.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
4.2.5
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
4.3
Pengujian Pengendalian Kontrol PID pada motor DC 1 ..... Error!
Bookmark not defined.
4.3.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.3.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.3.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.3.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
xi
4.3.5
4.4
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
Pengujian Pengendalian Kontrol Fuzzy pada motor DC 1.. Error!
Bookmark not defined.
4.4.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.4.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.4.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.4.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
4.4.5
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
4.5
Pengujian Pengendalian Kontrol FuzzyPID pada motor DC 1
Error! Bookmark not defined.
4.5.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.5.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.5.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.5.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
4.5.5
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
4.6
Pengujian Pengendalian Kontrol MRAC pada motor DC 1 Error!
Bookmark not defined.
4.6.1 Tujuan ....................................... Error! Bookmark not defined.
4.6.2 Peralatan.................................... Error! Bookmark not defined.
4.6.3 Blok Diagram............................ Error! Bookmark not defined.
4.6.4
Persiapan Pengujian ................. Error! Bookmark not defined.
4.6.5
Hasil dan Analisis .................... Error! Bookmark not defined.
4.7
Hasil Perbandingan dari Sistem KontrolError! Bookmark not
defined.
4.7.1 Respon perbandingan berbagai sistem kontrol ................. Error!
Bookmark not defined.
xii
4.7.2 Perbandingan Sistem kontrol tanpa bebanError!
Bookmark
not defined.
4.7.3 Respon Sinyal tanpa beban .......... Error! Bookmark not defined.
4.7.4 Perbandingan Sistem kontrol dengan bebanError! Bookmark
not defined.
4.6.5 Respon Sinyal berbeban .............. Error! Bookmark not defined.
BAB V PENUTUP ................................................ Error! Bookmark not defined.
5.1 Kesimpulan ...................................................... Error! Bookmark not defined.
5.2 Saran................................................................. Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA ............................................ Error! Bookmark not defined.
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Motor DC .......................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 2 Rangkaian Skematik.......................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 3 Bagian Incremental encoder .............. Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 4 Sistem pembacaan rotary encoder ..... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 5 Perbandingan nilai resolusi rotary rendah dan resolusi tinggi .. Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 6 NI USB 6008/6009 ............................ Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 7 Blok diagram NI USB 6008 .............. Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 8 Analog Output NI USB ..................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 9 Konfigurasi Ardunio Uno ................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 10 Logo LabVIEW ............................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 11 Front Panel ...................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 12 VI Blok LabVIEW .......................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 13 Kendali PID ..................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 14 Respon Unit Step Pada Plant........... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 15 Blok Diagram Kontrol Fuzzy .......... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 16 Standart Membership function ........ Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 17 Diagram MRAC .............................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 18 Diagram block aturan MIT .............. Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 19 Kurva Tanggapan Tangga Satuan dengan indek kinerja : td , tr, tp,
Mp. ......................................................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 1 Blok Diagram Pengujian Rotary Encoder pada motor DC 1 .... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4. 2 Pengujian pembacaan rotary encoder Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 3 Block Diagram pengujian Pengendalian tanpa kontrol pada motor
DC 1 ....................................................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 4 Pengujian tanpa kontrol..................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 5 Hasil Pengujian tanpa kontrol dan dengan bebanError!
Bookmark
not defined.
xiv
Gambar 4. 6 Block Diagram pengujian pengendalian kontrol PID pada motor DC
1 .............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 7 Kontrol PID tanpa beban ................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 8 Kontrol PID dengan beban ................ Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 9 Blok Diagram Pengujian Pengendalian Kontrol Fuzzy pada motor
DC 1 ....................................................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 10 Kontrol Fuzzy tanpa beban ............. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 11 Kontrol Fuzzy dengan beban........... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 12 Blok Diagram Pengujian Pengendalian Kontrol FuzzyPID pada
motor DC 1............................................................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 13 FuzzyPID Tanpa beben ................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 14 FuzzyPID dengan beban ................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 15 Blok Diagram Pengujian Pengendalian Kontrol Fuzzy pada motor
DC 1 ....................................................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 16 Pengujian Pengendalian Tanpa bebanError!
Bookmark
not
Bookmark
not
defined.
Gambar 4. 17 Pengujian Pengendalian dengan bebanError!
defined.
Gambar 4. 18 Respon semua sistem kontrol .......... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 19 Respon sistem kontrol tanpa beban . Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 20 Respon sistem kontrol tanpa beban . Error! Bookmark not defined.
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Pengaruh PID Pada Waktu Naik,Overshoot, Waktu Turun dan
Kesalahan Keadaan Tunak ..................................... Error! Bookmark not defined.
Tabel 3. 1 Rule kontrol fuzzy................................. Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 1 A Data Pengujian Rotary Encoder pada motor DCError!
Bookmark
not defined.
Tabel 4. 2 A Hasil Pengujian tanpa kontrol dan tanpa bebanError!
Bookmark
not defined.
xv
Tabel 4. 3 Hasil Pengujian tanpa kontrol dan tanpa bebanError! Bookmark not
defined.
xvi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada perkembangan dunia teknologi pemanfaatan motor Direct Current
(DC) sangat banyak, baik dalam dunia pendidikan, dunia industri maupun bidang
lainnya yang menggunakan motor DC sebagai akuator atau sebagai pengerak.
Motor DC merupakan motor listrik yang relatif mudah dalam pengontrolan
maupun dalam pengendaliannya, peranan motor DC sangat penting yang mana
dalam suatu proses penggunaannya membutuhkan tingkat keakurasian dan
kepresisian yang tinggi karena hal tersebut sangat mempengaruhi hasil yang
dikeluarkan.
Dalam hal pengontrolan motor DC terdapat beberapa sistem maupun
metode kontrol. Diantara ialah kontrol Fuzzy, kontrol PID, ada pula pengabungan
metode kontrol Fuzzy dan PID yang biasa disebut dengan kontrol Fuzzy PID..
Berdasarkan hal tersebut maka perlu ditingkatkannya kecakapan
mahasiswa teknik elektro dalam menghadapi dunia industri, khususnya dalam
bidang sistem kontrol. Adanya “Modul Human Machine Interface (HMI)
Pengendalian Kecepatan Motor DC Menggunakan Metode Kontrol Bervariasi
Berbasis LabView” diharapkan dapat menjadikan jawaban dari permasalahan
diatas. Pada studi ini penulis memanfaatkan HMI yang ada pada Labview sebagai
media pembelajaran desain sistem kontrol yang akan diaplikasikan pada motor
DC yang
nantinya akan diberi gangguan dengan memutar motor DC yang
dijadikan beban. Pada modul pembelajaran mahasiswa dapat melihat kemudian
menganalisa perubahan respon beban ketika diberikan beberapa metode kontrol
yang berbeda. Dengan demikian mahasiswa teknik elektro dapat memiliki
kecakapan dalam penyelesaian masalah desain suatu sistem kontrol yang handal
untuk sistem yang dinamis atau sistem yang memiliki ganguan yang variatif.
National Instruments LabView adalah sebuah program yang berbentuk
grafik terbuka yang ditetapkan oleh standar industri untuk aplikasi-aplikasi
pengujian pengukuran dan otomasi. Sebuah perkembangan pada pemogramanan
grafik di mana pengguna dapat menggunakannya untuk mendesain suatu sistem
1
menyerupai bentuk sistem aslinya, dapat melakukan pengamatan dengan hasil
yang maksimal dan dapat mengontrol suatu aplikasi.
Dalam bahasa pemrogramannya menggunakan berbagai macam ikon yang
mengambarkan
suatu
instruksi.
Jika
bahasa
pemrograman
text
based
mengeksekusi instruksi sesuai dengan urutan yang ditulis, LabView menggunakan
metode data flow programming dimana alur data melalui berbagai ikon akan
menentukan urutan eksekusi dari setiap instruksi.
1.2. Rumusan Masalah
Bagaimana menciptakan sebuah modul pembelajaran sistem kontrol dengan
memanfaatkan Labview sebagai HMI yang terintegrasi dengan NI USB
6008/6009 yang kemudian untuk mengontrol motor DC dengan menggunakan
metode kontrol bervariasi agar mahasiswa dapat mengetahui dan menganalisa
respon beban ketika menggunakan metode kontrol yang bervariasi.
1.3.
Batasan Masalah
Agar tujuan dari tugas akhir ini tidak menyimpang dari tujuan semula,
dibutuhkan suatu batasan-batasan yang jelas guna mengarahkan pembahasan.
Batasan-batasan masalah tersebut adalah:
1. Menggunakan HMI dalam proses pengontrolan motor DC
2. HMI yang digunakan adalah Labview
3. Metode kontrol yang digunakan adalah Fuzzy
4. Metode kontrol yang digunakan adalah PID
5. Metode kontrol yang digunakan adalah FuzzyPID
1.4.
Tujuan
Tujuan dari studi ini adalah terciptanya sebuah modul pembelajaran sistem
kontrol dengan memanfaatkan NI Labview sebagai HMI yang terintegrasi dengan
NI USB 6008/6009 yang kemudian untuk mengontrol motor DC dengan
menggunakan metode kontrol bervariasi agar mahasiswa dapat mengetahui dan
menganalisa respon beban ketika menggunakan metode kontrol yang bervariasi.
2
1.5. Sistematika Penulisan
BAB I
PENDAHULUAN
Merupakan bab pendahuluan yang terdiri atas latar belakang, ruang
lingkup permasalahan, tujuan, metode penelitian dan sistematika pembahasan
tentang tugas akhir.
BAB II
DASAR TEORI
Berisi tentang dasar teori yang mendukung atau berkenaan dengan
pembuatan alat tersebut dan menjelaskan komponen-komponen yang dipakai.
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
Berisi tentang penjelasan rangkaian dan pembuatan HMI secara terpisah
berdasarkan blok diagram perancangannya.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS
Berisi tentang pengujian hasil respon transien dan analisa terhadap data
yang diperoleh dari lapangan.
BAB V
PENUTUP
Pada bagian penutup memuat kesimpulan menyeluruh dari laporan dan
saran atas kerja alat yang diperoleh dalam pembuatan tugas akhir ini.
3