Pengendali Kecepatan Sudut Motor DC Menggunakan Kontrol PID dan Tuning Ziegler Nichols
DOI:
https://doi.org/10.30595/techno.v23i1.10773Abstract
Penelitian ini menerapkan pengendali Proporsional Integral Derivatif (PID) untuk mengendalikan kecepatan sudut motor DC dan tuning Ziegler Nichols. Penelitian tidak hanya terbatas simulasi menggunakan Matlab namun juga implementasi ke perangkat keras Arduino. Pengendali PID banyak digunakan karena pengendali ini sederhana dan mudah dalam pengaplikasiannya. Namun terdapat kekurangan dalam menentukan nilai parameter kontroler PID atau disebut dengan Tuning. Metode Tuning merupakan cara untuk mencari konstanta parameter PID, yaitu Proporsional Gain (Kp), Integral Gain (Ki), dan Derivatif Gain (Kd). Umumnya parameter-parameter konstanta tersebut masih ditentukan dengan cara manual yaitu trial and error (coba-coba). Berdasarkan hasil pengujian, metode Ziegler Nichols dapat memberikan respon yang lebih baik dibandingkan dengan metode trial and error. Respon pengendali PID dengan metode trial and error cenderung tidak stabil sementara dengan metode Ziegler Nichols respon sistem lebih stabil. Nilai pengendali PID terbaik yang didapatkan dari penelitian ini yaitu Kp=8,23712, Ki=1,65072, and Kd=0,41268. Hasil pengujian lain menunjukkan bahwa nilai Kp, Ki, dan Kd terbaik yang dihasilkan pada simulai Matlab tidak semuanya memberikan keluaran yang baik pada hardware. Sebaliknya nilai pengendali PID yang mungkin kurang bagus pada simulasi Matlab bisa memberikan keluaran yang baik pada hardware. Hal tersebut bisa terjadi karena model transfer function yang digunakan pada simulasi Matlab tidak sama persis motor DC pada hardware.
References
[1] F. Suryatini and A. Firasanti, “Kendali P, OI, dan PID analog pada pengaturan kecepatan motor dc dengan penalaan ziegler-nichols,” JREC Journal of Electrical and Electronics, vol. 6, no. 1, pp. 65–80, Jul. 2018.
[2] M. Irhas, I. Iftitah, and S. A. Azizah Ilham, “Penggunaan Kontrol PID dengan Berbagai Metode untuk Analisis Pengaturan Kecepatan Motor DC,” JFT : Jurnal Fisika dan Terapannya, vol. 7, no. 1, p. 78, Jun. 2020.
[3] A. Febriawan and W. S. Aji, “Rotating Control on Robots Indonesian Abu Robot Contest with PID and IMUBNO055 Controls,” Buletin Ilmiah Sarjana Teknik Elektro, vol. 2, no. 1, pp. 14–23, 2020.
[4] A. Najmurrokhman, K. Kusnandar, I. Irfansyah, and A. Daelami, “Rancang Bangun Auto Balancing Robot Menggunakan Metode Kendali PID,” TELKA - Telekomunikasi, Elektronika, Komputasi dan Kontrol, vol. 5, no. 1, pp. 15–23, May 2019.
[5] A. Maarif, R. D. Puriyanto, and F. R. T. Hasan, “Robot Keseimbangan dengan Kendali PID dan Kalman Filter,” IT Journal Research and Development (ITJRD), vol. 4, no. 2, pp. 117–127, 2020.
[6] F. A. Aziz and R. D. Puriyanto, “Rancang Bangun Mesin Pengecat Dinding Otomatis Berbasis PLC CP1E-NA20DR-A,” Buletin Ilmiah Sarjana Teknik Elektro, vol. 1, no. 3, pp. 118–130, 2019.
[7] A. S. Arifin and R. D. Puriyanto, “Rancang Bangun Pemberian Pakan Ayam Petelur Otomatis Menggunakan PLC,” Buletin Ilmiah Sarjana Teknik Elektro, vol. 1, no. 1, pp. 19–26, 2019.
[8] E. W. P. Dewi and S. Sunardi, “Otomatisasi Pintu Air Pada Sistem Pembangkit Listrik Mikrohidro,” Jurnal Ilmiah Teknik Elektro Komputer dan Informatika, vol. 4, no. 2, p. 1, Jan. 2019.
[9] M. F. D. Prayogo and W. S. Aji, “Design and Build Reminder for Arduino Based Drug Schedule Consumption System,” Buletin Ilmiah Sarjana Teknik Elektro, vol. 2, no. 2, pp. 75–82, 2020.
[10] W. Purbowaskito and C.-H. Hsu, “Sistem Kendali PID untuk Pengendalian Kecepatan Motor Penggerak Unmanned Ground Vehicle untuk Aplikasi Industri Pertanian,” Jurnal Infotel, vol. 9, no. 4, pp. 376–381, 2017.
[11] N. Rinanto, I. Marzuqi, A. Khumaidi, and S. T. Sarena, “Obstacle Avoidance using Fuzzy Logic Controller on Wheeled Soccer Robot,” Jurnal Ilmiah Teknik Elektro Komputer dan Informatika, vol. 5, no. 1, pp. 26–35, 2019.
[12] L. K. Amifia, M. I. Riansyah, and P. D. Putra, “Design of Logistic Transporter Robot System,” Jurnal Ilmiah Teknik Elektro Komputer dan Informatika, vol. 6, no. 1, p. 19, Jul. 2020.
[13] D. Sonny Febriyan and R. Dwi Puriyanto, “Implementation of DC Motor PID Control On Conveyor for Separating Potato Seeds by Weight,” International Journal of Robotics and Control Systems, vol. 1, no. 1, pp. 15–26, 2021.
[14] M. D. Dzulfiqar and N. S. Widodo, “Implementasi PID Navigasi Pelacakan Titik Api dengan Sensor Flame Array pada Robot Hexapod untuk Kontes Robot Pemadam Api Indonesia,” Buletin Ilmiah Sarjana Teknik Elektro, vol. 1, no. 3, pp. 131–143, 2019.
[15] A. R. Al Tahtawi, “Kendali Posisi Motor DC Menggunakan Logika Fuzzy Interval Tipe 2,” TELKA - Telekomunikasi Elektronika Komputasi dan Kontrol, vol. 7, no. 1, pp. 1–10, May 2021.
[16] Iswanto, N. M. Raharja, A. Ma’arif, Y. Ramadhan, and P. A. Rosyady, “Pole Placement Based State Feedback for DC Motor Position Control,” in Journal of Physics: Conference Series, 2021, vol. 1783, no. 1, p. 012057.
[17] A. Ma’arif, R. Istiarno, and S. Sunardi, “Kontrol Proporsional Integral Derivatif (PID) pada Kecepatan Sudut Motor DC dengan Pemodelan Identifikasi Sistem dan Tuning,” ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, vol. 9, no. 2, p. 374, Apr. 2021.
[18] D. Irawan and P. Perdana SS, “Kontrol Motor Brushless DC (BLDC) Berbasis Algoritma AI - PID,” Jurnal Teknik Elektro dan Komputasi (ELKOM), vol. 2, no. 1, pp. 41–48, Mar. 2020.
[19] M. F. Al Andzar and R. D. Puriyanto, “PID Control for Temperature and Motor Speed Based on PLC,” Signal and Image Processing Letters, vol. 1, no. 1, pp. 7–13, Mar. 2019.
[20] R. A. N. Apriyanto, E. Purwanto, H. Oktavianto, and G. Prabowo, “Metode Kontrol Skalar Dengan Penala Parameter PID Otomatis Menggunakan Algoritma PSO Sebagai Pengendali Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa Berbasis LabView,” JST (Jurnal Sains Terapan), vol. 6, no. 1, pp. 38–47, Apr. 2020.
[21] R. Sirait and C. Botiwicaksono, “Sistem Kontrol Kelembaban Tanah Pada Tanaman Tomat Menggunakan PID,” Techno.Com, vol. 19, no. 3, pp. 262–273, Aug. 2020.
[22] P. W. A. Sucipto and A. Firasanti, “Pengendali PID untuk Pengaturan Kecepatan Gerak Robot Omnidireksional Tiga Roda,” TELKA - Telekomunikasi, Elektronika, Komputasi dan Kontrol, vol. 6, no. 1, pp. 66–74, May 2020.
[23] E. Apriaskar, N. Azis Salim, and D. Prastiyanto, “Performance Evaluation of Balancing Bicopter using P, PI, and PID Controller,” Jurnal Teknik Elektro, vol. 11, no. 2, pp. 44–49, Dec. 2019.
[24] J. A. Prakosa, E. Kurniawan, H. Adinanta, S. Suryadi, and M. I. Afandi, “Kajian Eksperimen Teknik Kontrol Penerbangan Posisi Tinggal Landas Drone Bikopter dengan Metode PID,” Jurnal Otomasi Kontrol dan Instrumentasi, vol. 12, no. 2, pp. 1–8, Oct. 2020.
[25] A. U. Darajat and S. Istiqphara, “Sistem Kontrol Ketinggian Air pada Sistem Dua Tanki dengan Menggunakan Metode Proporsional Integral (PI) Adaptif,” JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional), vol. 7, no. 1, pp. 37–44, Mar. 2021.
[26] S. Kadry and V. Rajinikanth, “Design of PID Controller for Magnetic Levitation System using Harris Hawks Optimization,” Jurnal Ilmiah Teknik Elektro Komputer dan Informatika, vol. 6, no. 2, p. 70, 2021.
[27] A. Ma’arif, N. R. Setiawan, and E. S. Rahayu, “Embedded Control System of DC Motor Using Microcontroller Arduino and PID Algorithm,” IT Journal Research and Development, vol. 6, no. 1, pp. 30–42, Mar. 2021.
[28] M. R. Djalal and Rahmat, “Penalaan Optimal Kendali Motor DC Berbasis Ant Colony Optimization,” Jurnal Teknologi, vol. 12, no. 1, pp. 49–56, Feb. 2020.
[29] E. Kurniawan, “Analysis and Simulation of PI and PID Control Systems Using Xcos Scilab,” Journal of Technomaterials Physics, vol. 2, no. 2, pp. 108–116, Aug. 2020.
[30] M. H. Iqbal and W. S. Aji, “Wall Following Control System with PID Control and Ultrasonic Sensor for KRAI 2018 Robot,” International Journal of Robotics and Control Systems, vol. 1, no. 1, pp. 1–14, 2021.
[31] A. Senen, ; Titi Ratnasari, ; Yoakim Simamora, J. T. Elektro, and I. T. Pln, “Perancangan Simulasi PID Controller Mengunakan Graphic User Interface dan Simulink,” KILAT, vol. 9, no. 2, pp. 181–191, Nov. 2020.
[32] F. ISDARYANI, M. F. V. HESYA, and F. FERIYONIKA, “Sintesis Kendali PID Digital dengan Diskritisasi Langsung dan Backward Difference,” ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, vol. 9, no. 2, p. 467, Apr. 2021.
[33] F. Isdaryani, F. Feriyonika, and R. Ferdiansyah, “Comparison of Ziegler-Nichols and Cohen Coon tuning method for magnetic levitation control system,” in Journal of Physics: Conference Series, 2020, vol. 1450, no. 1, p. 12033.
[34] T. Pujiati, “Penerapan Kontroler PID pada Sistem Kendali Level Cairan dengan Metode Ziegler-Nichols Berbasis Arduino,” JTEIN : Jurnal Teknik Elektro Indonesia, vol. 2, no. 1, pp. 55–60, 2021.
[35] F. HADIATNA, A. DZULFAHMI, and D. NATALIANA, “Analisis Penerapan Kendali Otomatis berbasis PID terhadap pH Larutan,” ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, vol. 8, no. 1, p. 163, Jan. 2020.
[36] S. W. Tika, S. Baqaruzi, and A. Muhtar, “Perancangan Sistem Pemantauan dan Pengendalian Debit Air Menggunakan Kontrol PID,” Jurnal ELECTRON, vol. 2, no. 1, pp. 41–47, May 2021.
[37] E. Journal, T. Suksawat, and P. Kaewpradit, “Comparison of Ziegler-Nichols and Cohen-Coon Tuning Methods: Implementation to Water Level Control Based MATLAB and Arduino,” Apr. 2021.
[38] V. V. Patel, “Ziegler-Nichols Tuning Method: Understanding the PID Controller,” Resonance, vol. 25, no. 10, pp. 1385–1397, Oct. 2020.
[39] K. S. Chia, “Ziegler-nichols based proportional-integral-derivative controller for a line tracking robot,” Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, vol. 9, no. 1, pp. 221–226, Jan. 2018.
[40] N. Allu and A. Toding, “Tuning with Ziegler Nichols Method for Design PID Controller at Rotate Speed DC Motor,” in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, vol. 846, no. 1, p. 012046.
[41] S. A. Bhatti, S. A. Malik, and A. Daraz, “Comparison of P-I and I-P controller by using Ziegler-Nichols tuning method for speed control of DC motor,” in 2016 International Conference on Intelligent Systems Engineering, ICISE 2016, 2016, pp. 330–334.
[42] E. Widya Suseno and A. Ma’arif, “Tuning of PID Controller Parameters with Genetic Algorithm Method on DC Motor,” International Journal of Robotics and Control Systems, vol. 1, no. 1, pp. 41–53, 2021.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Techno (Jurnal Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Purwokerto) is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.