Teori Singkat
Proyek ini merupakan gabungan hasil perobaan yang telah anda lakukan sebelumnya, yaitu percobaan masukan alanog dan antarmuka keluaran analog PWM. Percobaan yang akan anda lakukan adalah merancang dan membuat system kendali suhu otomatis dengan metode proporsional.
Model kendali proporsinal berbeda dengan kendali on-off yang menggunakan satu batas nilai (threshold) untuk menentukan apakah actuator On atau Off. Model kendali proporsional adalah model kendali umpan tertutup (close-loop control) yang menggunakan umpan balik sensor suhu untuk mendapatkan nilai error.
Nilai error yang diterima secara proporsional akan menentukan penguatan kendali aktuaror. semakin besar ilia error maka semakin besat penguatan kendali. Gambar 1 menunjukan model kendali proporsional.
 |
| Gambar 1. Model kendali proporsional umpan tertutup |
Model kendali proporsional akan menjaga nilai keluaran (output) agar sama seperti nilai yang diinginkan (setpoint). Semakin besar nilai Kp maka karakteristik pengendaliannya semakin mudah untuk stabil, Namun akan memperbesar kesalahan waktu tunaknya (steady state error).
Sebaliknya, jika kp semakin kecil akan transient response nya semakin lama atau lambat mencapai kestabilan. Sehingga output kendali model proporsional adalah perkalian antara nilai error dengan Kp, P=Kp*Error.
Implementasi model kendali proporsional pada Arduino melibatkan penggunaan keluaran analog PWM yang juga mampu memberikan variasi nilai secara proporsional pula. Nilai keluaran P tidak ada batasnya,
sedangkan nilai keluaran PWM Arduino memiliki batas maksimal (=255). Sehingga diperlukan scalling atau thresholding terhadap keluaran kendali P disesuaikn dengan nilai keluaran.
Alat dan Bahan Percobaan
Pada sesi ini akan dibuat system kendali suhu otomatis. Adapun alat dan bahan yang digunakan selama percobaan adalah :
- DC motor (air Blower)
Bahan percobaan yang digunakan sebagai actuator pendidikan suhu. Piranti ini bekerja pada arus DC dengan tegangan operasi +12 volts. Gambar 2 menunjukan bentuk fisik dari DC ait blower.
Gambar 2. Bentuk fisik dari DC motor untuk air blower - IC LM35
Bahan percobaan yang berfungsi sebagai sensor pengukuran suhu dengan keluaran tegangan analog. - IC L293D
Bahan percobaan yang berfungsi sebagai penggerak motor DC. Piranti ini mampu menggerakkan DC motor arus rendah (maksimal =2A). Gambar 3 menunjukkan bentuk fisik dan konfigurasi model kerja L239D dalam menggerakkan DC motor.
Gambar 3. Bentuk IC L293D dan konfigurasi beberapa mode kerjanya - Papan Arduino uno
Bahan percobaan sebagai piranti digital utama untuk menjalankan fungsi pembabacaan masukan analog dari sensor suhu LM35, dan mengendalikan actuator motor kipas melalaui driver l293D
Langkah Percobaan
Percobaan kali ini merupakan gabungan percobaan-percobaan yang telah anda lakukan sebelumnya. Adapun langkah percobaan yang harus anda lakukan adalah :
- Merakit perangkat keras seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 4 yang terdiri dari:
a. Antarmuka papan Arduino UNO dengan piranti sensor shu LM35.
b. Melakukan antarmuka papan Arduino UNO dengan piranti driver motor L293D. - Membuat kode program untuk membaca variable suhu dan model kendali proporsional dengan keluaran nilai PWM.
- Kondisi kode program hingga tidak ada kesalahan sintaksis kemudian upload ke papan arduino UNO.
- Amati hasil yang ditampilkan dan buat kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan.
Gambar 4. Antarmuka papan Arduino dengan LM35 dan L293D
Tugas
Berikut ini deskripsi tugas yang harus anda lakukan terkait dengan tahap-tahap percobaan yang sudah dilakukan.
- Membuat materi presentasi terkait rancangan proyek yang sudah berhasil dibuat.
- Presentasi didepan kelas.
- Membuat laporan percobaan yang berisi rancangan antarmuka perangkat keras dan kode program yang berhasil dibuat dan berjalan dengan benar.