SISTEM KONTROL TEGANGAN (DC-DC BUCK CONVERTER) DENGAN METODE ZIEGLER NICHOLS

Abstract

Kontes Robot Indonesia (KRI) merupakan kompetisi dalam bidang robotika yang diselenggarakan oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia. Kontes Robot Indonesia (KRI) diikuti oleh tim mahasiswa dari Perguruan. Salah satu divisi yang diperlombakan pada Kontes Robot Indonesia yaitu KRSBI beroda. Selama pengoperasian robot terjadi pergerakan robot yang tidak stabil dikarenakan nilai tegangan yang berubah-ubah pada motor dc yang digunakan. Sehingga dibutuhkan sebuah rancang bangun sistem kontrol dc-dc buck converter. Pemrograman yangndipakai padantugas akhir ini menggunakan arduino IDE dengan0mikrokontroller arduino nano. Sedangkan pengujian yang dilakukan terdiri dari pengujian sensor yaitu sensor tegangan dari voltage divider dan pengujian keseluruhan yaitu pengujian ini dilakukan dengan variasi beban yaitu beban resistor dan beban motor. Pengujian dc-dc buck converter tanpa menggunakan metode Ziegler Nichols yaitu pengaturan nilai keluaran tegangan diatur menggunakan potensiometer sedangkan proses pengujian dengan menggunakan metode Ziegler Nichols dengan memasukkan nilai setpoint pada program. Pada proses tunning PID dengan metode Ziegler Nichols tipe 1 dengan simulasi MATLAB untuk mengetahui nilai delay time atau L dan nilai T atau rise time, untuk memperoleh nilai parameter Kp sebesar 9.6 , nilai Ki sebesar 0.075 dan nilai Kd sebesar 0.18. Dari parameter yang telah didapatkan diketahui bahwa sistem respon nilai rise time 0,301 detik, dan settling time sebesar 1,17 detik . Pengujian pertama yaitu pengujian sensor hal ini dikarenakan fungsi dari sensor tegangan sebagai umpan balik saat menggunakan metode pid ziegler Nichols. Pengujian sensor tegangan yang sudah dilakukan dan diperoleh data sesuai tabel diatas maka dapat dianalisis bahwa semakin kecil selisih pembacaan sensor dan multimeter maka diperoleh error persen yang cukup kecil dan sensor tegangan dengan menggunakan resistor pembagi tegangan mempunyai ketelitian yang cukup baik. Pengujian selanjutnya yaitu pengujian beban resistor tanpa menggunakan metode. Pengaruh perubahan beban terhadap efisiensi dapat dianalisis bahwa semakin besar nilai resistansi beban yang diberikan maka semakin besar pula nilai efisiensi yang dihasilkan. Berdasarkan pengujian resistor tanpa pengendali dapat dianalisis bahwa pengaruh nilai resistansi beban berpengaruh terhadap nilai arus yang dihasilkan. Yaitu semakin besar nilai resistansi yang diberikan pada buck converter maka nilai nilai arus yang dihasilkan semakin kecil. Dari sisi tegangan dapat dilihat semakin besar nilai tegangan keluaran maka semakin besar nilai arus yang dihasilka. Dan daya keluaran buck converter berbanding lurus dengan nilai arus dan tegangan hal ini dikarenakan perhitungan nilai daya diperoleh dari perkalian arus dan tegangan. Pengujian beban resistor dengan menggunakan metode dapat dianalisis bahwa bahwa pengaruh perubahan nilai resistansi beban mempengaruhi nilai daya yang dihasilkan baik input maupun output. Semakin besar nilai resistansi maka semakin kecil daya yang dihasilkan baik daya input maupun output. Kemudian variasi input pada buck converter dengan metode PID Ziegler Nichols beban resistor dengan setpoint yang sama berpengaruh pada daya input yang dihasilkan. Semakin kecil tegangan input pada dc-dc buck converter maka semakin kecil nilai arus dan daya yang dihasilkan. Pengujian menggunakan beban motor tanpa menggunakan metode dengan variasi keluaran tegangan sebesar 5 volt, 10 volt, 15 volt, dan 20 volt dapat dianalisis bahwa Semakin besar nilai arus maka semakin besar juga nilai tegangan yang dihasilkan. Dan sebaliknya semakin kecil tegangan keluaran maka arus input maupun output yang dihasilkan semakin kecil. Kemudian pengaruh daya terhadap variasi nilai tegangan keluaran yaitu semakin besar tegangan yang diatur pada setpoint keluaran maka semakin besar daya yang dihasilkan pada sistem kontrol tegangan dc-dc buck converter. Dan pengujian dengan menggunakan metode dapat dianalisis semakin besar tegangan masukan maka semakin besar daya yang dihasilkan dengan variasi input berbeda tetapi setpoint sama yaitu sebesar 22 volt.