pengatur suhu pada prototipe inkubator bayi berbasis plc ...i tugas akhir pengatur suhu pada...
TRANSCRIPT
i
Tugas Akhir
Pengatur Suhu Pada Prototipe Inkubator Bayi Berbasis
PLC dengan Metode PID
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
Memperoleh gelar sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma
Disusun oleh:
BISMAR HASUDUNGAN SIMANJUNTAK
NIM: 145114031
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
FINAL PROJECT
Temperature regulator on the prototype Baby Incubator
Based PLC with PID Method
In a partial fulfillment of the requirements
For the degree of Sarjana Teknik
Depertment of Electrical Engineering
Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University
Arranged by:
BISMAR HASUDUNGAN SIMANJUNTAK
NIM: 145114031
DEPERTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
JADILAH BERKAT BAGI
SETIAP ORANG
DISEKITAR MU
SKRIPSI INI SAYA
PERSEMBAHKAN UNTUK TUHAN
YESUS KRISTUS, KEDUA ORANG
TUA, SAUDARA, KELUARGA, DAN
TEMAN TEMAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
INTISARI Inkubator bayi adalah alat bantu yang digunakan untuk mengatur dan menstabilkan
suhu. Pada penelitian prototipe pengatur suhu pada inkubator bayi dibuat untuk mengatur
dan menstabilkan suhu dan dilengkapi dengan HMI untuk menampilkan nilai suhu pada
layar sehingga user lebih mudah mengoperasikan inkubator bayi.
Suhu pada inkubator bayi akan dikontrol oleh PLC dengan metode PI, HMI
digunakan untuk menginputkan range nilai suhu yang akan diatur berdasarkan kategori berat
badan dan umur. Lampu digunakan sebagai pemanas untuk merubah nilai suhu pada
inkubator bayi, sesuai nilai set point.
Prototipe pengatur suhu pada inkubator bayi telah berhasil dibuat dan diuji. Prototipe
ini dapat mengatur dan menstabilkan suhu pada range suhu 32°C-35°C. Pengujian dilakukan
dengan mengamati grafik respon perubahan suhu, sistem dapat bekerja dengan baik pada
parameter kp=5 dan ki=1, error suhu pada setiap nilai yang diatur berbeda beda. Suhu 32°C
memiliki error sebesar 2,37%, dan pada suhu 33˚C error sebesar 1,63%. Error suhu yang
diatur masih dalam batas toleransi ±2,5%.
Kata kunci : Inkubator, PI, PLC, Pengatur suhu, HMI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
ABSTRACT Infant incubator is a tool that is used to organize and stabilize the temperature.
Research on prototype of temperature regulator on the baby's incubator was created to
regulate and stabilize the temperature and equipped with HMI for displaying temperature
values on the screen so the user more easily operate an incubator baby.
The temperature in the incubator babies will be controlled by a PLC with HMI, PI
method is used to value the temperature range of menginputkan will be organized based on
weight and age categories. The lamp is used as the value to change heater temperature
incubator baby, according to the value of the set point.
Temperature regulator on the prototype baby incubators have been successfully
created and tested. This prototype can be set up and stabilize the temperature in the
temperature range of 32 ° C – 35 ° C. Testing is done by observing the graph response to
temperature changes, the system can work well on the parameters of the kp = 5 and ki = 1,
temperature error on every value which is set differently. Temperature 32 ° C have the error
of 2.37%, and at a temperature of 33 C error amounting to 1.63%. The set temperature error
is still within the tolerance of ± 2.5%.
Keywords : Incubator, PID, PLC, temperature Regulator, HMI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karunia yang telah
diberikan selama ini sehingga dapat menyelesaikan penelitian tugas akhir dengan judul
“PENGATUR SUHU PADA INKUBATOR BAYI BERBASIS PLC DENGAN METODE
PID” dengan lancar. Dalam pengerjaan tugas akhir ini penulis diberi dukungan moril dan
materi dari banyak pihak hingga tugas akhir ini selesai. Oleh karena hal tersebut, penulis
ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua Tercinta yang selalu memberikan sokongan moral dan materi.
2. Ibu Ir. Theresia Prima Ari Setiyani, M.T., selaku Dosen Pembimbing yang
membimbing dengan penuh kesabaran, meluangkan waktu, memberikan ide, kritik
dan saran dalam masa pengerjaan tugas akhir ini.
3. Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik
Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
4. Bapak Djoko Untoro Suwarno S.Si. M.T., selaku Dosen pembimbing akademik yang
selalu memberikan saran dan perhatiannya.
5. Keluarga, Abang Herland, Adik Natalia, Adik Novita, atas dukungan dan semangat
yang diberikan kepada penulis.
6. Seluruh dosen dan laboran Teknik Elektro yang dengan sabar mendidik serta
memberi wawasan lebih.
7. Sahabat-sahabat LAB. TA yang selalu menemani pagi, siang, sore dan malam
8. Teknik Elektro angkatan 2014 yang telah menjadi bagian dalam proses perkuliahan
dan hidup.
9. Jones Squad dan Betifake family untuk canda tawa, kebersamaan, bantuan, masukan,
dan pengalaman hidup.
10. Sahabat penulis yang berada di jogja Andri, Eko, Eki untuk kebersamaan, saran, dan
dukungan kepada penulis.
11. Seluruh pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu atas segala dukungan dan
kebaikan yang telah diberikan.
Dengan segala hormat dan rendah hati, penulis menyadari penulisan tugas akhir ini
jauh dari kata sempurna. Oleh karena hal tersebut, maka kritik dan saran yang
berkaitan dan membangun sangat diharapkan agar tugas akhir ini dapat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
DAFTAR ISI
Pengatur Suhu Pada Prototipe Inkubator Bayi Berbasis PLC dengan Metode PID ..... i
Temperature regulator on the prototype Baby Incubator Based PLC with PID
Method .................................................................................................................................. ii
LEMBAR PERSETUJUAN TUGAS AKHIR ................................................................. iii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................... Error! Bookmark not defined.
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................................... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP .................................................. v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ......................... Error! Bookmark not defined.
INTISARI ........................................................................................................................... vii
ABSTRACT ........................................................................................................................ ix
KATA PENGANTAR ......................................................................................................... x
DAFTAR ISI ...................................................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ xvi
DAFTAR TABEL .............................................................................................................. xx
BAB I .................................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN ................................................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang ........................................................................................................ 1
1.2. Tujuan dan Manfaat ................................................................................................ 2
1.3. Batasan Masalah ..................................................................................................... 2
1.4. Metode Penelitian ................................................................................................... 2
BAB II ................................................................................................................................... 4
DASAR TEORI ................................................................................................................... 4
2.1. Inkubator [11,13] .................................................................................................... 4
2.2. Programmable logic controller CPM2A[7] ............................................................ 5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
2.2.1. Bagian Bagian Progarmmable Logic Controller .................................................. 5
2.2.2. Diagram Ladder ............................................................................................... 8
2.2.3. Logika dasar PLC ............................................................................................ 8
2.3. Pengendali PID pada PLC OMRON CPM2A[6] ................................................. 10
2.3.1. Aksi Pengendali PID ..................................................................................... 11
2.4. Pengendali PID[4,5] .............................................................................................. 12
2.4.1. Pengendali Proporsional ................................................................................ 13
2.4.2. Pengendali Integral ........................................................................................ 14
2.4.3. Pengendali Diferensial ................................................................................... 15
2.4.4. Pengendali Proporsional, Integral, dan diferensial ........................................ 16
2.5. Metode Penalaan PID[4] ....................................................................................... 18
2.6. Modul Analog Digital[6] ...................................................................................... 19
2.6.1. Penyambungan Modul Analog Digital .......................................................... 21
2.7. Human Machine Interface ( HMI ) ....................................................................... 22
2.8. RS232[12] ............................................................................................................. 23
2.9. Sensor Suhu .......................................................................................................... 24
2.10. Pengkondisi Sinyal ............................................................................................ 25
2.10.1. Rangkaian Penguat Non Inverting ................................................................. 25
2.11. Driver Current ................................................................................................... 26
2.11.1. Current Mirror[10] ......................................................................................... 26
2.11.2. Konfigurasi Darlinton[10] ............................................................................. 27
2.11.3. Konfigurasi Feed back Pair[10] ..................................................................... 28
BAB III ............................................................................................................................... 30
RANCANGAN PENELITIAN ......................................................................................... 30
3.1. Diagram Blok Sistem ............................................................................................ 30
3.2. Proses Penalaan ..................................................................................................... 30
3.3. Perancangan Perangkat Keras ............................................................................... 30
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
3.3.1. Perancangan Miniature Inkubator ................................................................. 31
3.3.2. Perancangan Pengkabelan ............................................................................. 32
3.3.3. Pengkondisi Sinyal Sensor ............................................................................ 32
3.3.4. Rangkaian Penguat Arus ............................................................................... 33
3.3.5. Metode Koneksi HMI dan PLC Omron CPM2A .......................................... 34
3.3.6. Metode Pengaturan Format MAD ................................................................. 34
3.3.7. Wiring Input/Output MAD ............................................................................ 34
3.4. Perancangan Perangkat Lunak .............................................................................. 34
3.4.1. Kerangka Utama Program ............................................................................. 35
3.4.2. Pengolahan PID ............................................................................................. 36
3.4.3. Perancangan Tampilan HMI .......................................................................... 36
BAB IV ............................................................................................................................... 40
ANALISIS DAN PEMBAHASAN ................................................................................... 40
4.1. Perubahan Perancangan ........................................................................................ 40
4.1.1. Rangkaian Driver Current ............................................................................. 40
4.1.2. Layout HMI ........................................................................................................ 41
4.1.3. Modul PID .......................................................................................................... 41
4.2. Implementasi Hardware ........................................................................................ 42
4.3. Menentukan nilai Kp dan Ki ................................................................................. 43
4.4. Hasil Pengamatan Sistem ...................................................................................... 43
4.4.1. Data Hasil Pengamatan Sistem ...................................................................... 44
4.5. Hasil implementasi software PLC dan HMI ......................................................... 51
4.5.1. Program pembacaan MAD01 ........................................................................ 52
4.5.2. Program Setpoint ........................................................................................... 52
4.5.3. Program Error ................................................................................................ 53
4.5.4. Program Proporsional .................................................................................... 54
4.5.5. Program Integral ............................................................................................ 54
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
4.5.6. Program Output PI ......................................................................................... 55
4.5.7. Program Compare .......................................................................................... 56
4.5.8. Program HMI ................................................................................................. 56
4.5.8.1. Layer Home ..................................................................................................... 57
4.5.8.2. Layer Menu ..................................................................................................... 59
4.5.8.3. Layer Pilih Kategori Umur .............................................................................. 59
4.5.8.4. Layer Monitoring ............................................................................................ 60
4.6. Hasil Pengamatan Sub Sistem .............................................................................. 62
4.6.1 Hasil Pengamatan Sensor dan Pengkondisi Sinyal ....................................... 62
4.6.2. Hasil Pengamatan Driver current ....................................................................... 64
BAB V ................................................................................................................................. 66
KESIMPULAN dan SARAN ............................................................................................ 66
5.1. Kesimpulan ........................................................................................................... 66
5.2. Saran ..................................................................................................................... 66
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 67
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1 Blok diagram .................................................................................................... 3
Gambar 2. 1 PLC Omron CPM2A ........................................................................................ 5
Gambar 2. 2 Kontak normally open dan normally close [7] ................................................. 8
Gambar 2. 3 Diagram ladder logika NOT [7] ....................................................................... 9
Gambar 2. 4 Diagram ladder logika AND [7] ..................................................................... 10
Gambar 2. 5 Diagram ladder logika OR [7] ........................................................................ 10
Gambar 2. 6 Hubungan periode sampling dan proses PID [6] ............................................ 10
Gambar 2. 7 Diagram block kontroler proporsional [4] ...................................................... 13
Gambar 2. 8 Proportional band dari pengontrol proporsional tergantung pada penguatan [4]
............................................................................................................................................. 14
Gambar 2. 9 Kurva sinyal kesalahan e(t) terhadap t pada pembangkit kesalahan nol [4]... 14
Gambar 2. 10 Perubahan keluaran sebagai akibat penguatan dan kesalahan[4] ................. 15
Gambar 2. 11 Blok diagram hubungan antara besaran kesalahan dengan pengontrol
integral[4] ............................................................................................................................ 15
Gambar 2. 12 Blok diagram pengontrol Derivative [4]....................................................... 16
Gambar 2. 13 Kurva waktu hubungan input-output pengontrol Derivative [4] .................. 16
Gambar 2. 14 Blok diagram kontroler PID analog [4] ........................................................ 17
Gambar 2. 15 Sistem Closed Loop ...................................................................................... 17
Gambar 2. 16 Hubungan dalam fungsi waktu antara sinyal keluaran dengan masukan untuk
............................................................................................................................................. 18
Gambar 2. 17 Ilustrasi masukan / keluaran pada MAD01/11 [6] ........................................ 19
Gambar 2. 18 Bagian MAD01 ............................................................................................. 21
Gambar 2. 19 Koneksi Antara PLC dan MAD01 ................................................................ 22
Gambar 2. 20 HMI NB7W-TW00B tampak depan .............................................................. 22
Gambar 2. 21 HMI NB7W-TW00B tampak belakang ........................................................ 23
Gambar 2. 22 RS 232 .......................................................................................................... 23
Gambar 2. 23 Konfigurasi pin LM 35 ................................................................................. 24
Gambar 2. 24 Diagram blok rangkaian pengkondisi sinyal ................................................ 25
Gambar 2. 25 Rangkaian Penguat Non Inverting ................................................................ 25
Gambar 2. 26 Rangkaian Current Mirror[10] ...................................................................... 26
Gambar 2. 27 Arah arus untuk rangkaian current mirror[10].............................................. 26
Gambar 2. 28 Combinasi Darlington[10] ............................................................................ 27
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
Gambar 2. 29 Rangkaian dasar darlington[10] .................................................................... 27
Gambar 2. 30 Rangkaian Feedback pair[10] ....................................................................... 28
Gambar 2. 31 Pengoperasian Feedback pair[10] ................................................................. 28
Gambar 3.1 Diagram blok kontrol suhu pada prototype inkubator ..................................... 30
Gambar 3. 2 Desain Letak Sensor ....................................................................................... 31
Gambar 3. 3 Desain ruang inikubator .................................................................................. 31
Gambar 3. 4 Desain Tampilan Depan dan Tataletak Lampu Pemanas ............................... 31
Gambar 3. 5 Pengkondisi sinyal .......................................................................................... 32
Gambar 3. 6 Rangkaian Penguat Arus ................................................................................ 33
Gambar 3. 7 metode koneksi RS-232 .................................................................................. 34
Gambar 3. 8 Wiring Input/Output MAD ............................................................................. 34
Gambar 3. 9 Kerangka Umum Program .............................................................................. 35
Gambar 3. 10 Pengolahan PID ............................................................................................ 36
Gambar 3. 11 Tampilan Awal ............................................................................................. 37
Gambar 3. 12 Tampilan menu home ................................................................................... 37
Gambar 3. 13 Tampilan Input Nilai Suhu ........................................................................... 38
Gambar 3. 14 Tampilan Monitoring .................................................................................... 38
Gambar 3. 15 Tampilan Error.............................................................................................. 39
Gambar 4. 1 Rangkaian Driver Current .............................................................................. 40
Gambar 4. 2 Tampilan Awal HMI ...................................................................................... 41
Gambar 4. 3 Leader Program PID PLC CPM2A ................................................................ 41
Gambar 4. 4 MAD, PLC, power supply ............................................................................. 42
Gambar 4. 5 Bagian Maket Inkubator ................................................................................. 42
Gambar 4. 6 Tampak Atas Inkubator .................................................................................. 43
Gambar 4. 7 Grafik Kenaikan Suhu BB >2500Gr, Umur >2 Hari, SP=31,98˚C, KP=5,
KI=1 ..................................................................................................................................... 45
Gambar 4. 8 Grafik kenaikan suhu berdasarkan termometer .............................................. 46
Gambar 4. 10 Tampilan awal nilai suhu dan kondisi lampu ............................................... 47
Gambar 4. 9 Grafik perbandingan suhu pada set point 32, Kp=5, Ki=1 ............................. 47
Gambar 4. 12 Grafik kenaikan suhu BB 1500-2000gr, umur 11hari-4minggu, SP=33,15˚C
KP=5, KI=1 ......................................................................................................................... 48
Gambar 4. 11 Tampilan nilai suhu dan kondisi indikator lampu ........................................ 48
Gambar 4. 13 Grafik kenaikan suhu berdasarkan termometer ............................................ 50
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xviii
Gambar 4. 14 Grafik perbandingan suhu pada set point 33, Kp=5, Ki=1 ........................... 51
Gambar 4. 15 Program pembacaan MAD01 ....................................................................... 52
Gambar 4. 16 Program Set point ......................................................................................... 53
Gambar 4. 17 Program Error ............................................................................................... 53
Gambar 4. 18 Program Proporsional ................................................................................... 54
Gambar 4. 19 Program I ...................................................................................................... 55
Gambar 4. 20 Program Output PI ........................................................................................ 55
Gambar 4. 21 Program Compare Output ............................................................................. 56
Gambar 4. 22 Tampilan Home HMI ................................................................................... 57
Gambar 4. 23 Setting pindah layer ...................................................................................... 57
Gambar 4. 24 Setting pengalamatan tombol ....................................................................... 58
Gambar 4. 25 Gambar tombol stop saat ditekan ................................................................. 58
Gambar 4. 26 Program Tombol Stop .................................................................................. 58
Gambar 4. 27 Pilih kategori Umur ...................................................................................... 59
Gambar 4. 28 Program Setpoint .......................................................................................... 59
Gambar 4. 29 Tampilan pilih umur ..................................................................................... 60
Gambar 4. 30 Setting pembacaan nilai suhu ....................................................................... 60
Gambar 4. 33 Tampilan perubahan nilai suhu dan indikator lampu ................................... 61
Gambar 4. 32 Tampilan awal nilai suhu dan indikator lampu ............................................. 61
Gambar 4. 31 Program tampilan nilai suhu dan indikator lampu ........................................ 61
Gambar 4. 34 Sensor suhu dan pengkondisi sinyal ............................................................. 62
Gambar 4. 35 Grafik percobaan driver current.................................................................... 64
Gambar L. 1 Grafik Data BB=2100-2500Gr, Umur=1-2 Hari, SP=34,32˚C, KP=5, KI=1 68
Gambar L. 2 Grafik Data BB=2100-2500Gr, Umur=1-2 Hari, SP=34,32˚C, KP=5, KI=1 68
Gambar L. 3 Grafik perbandingan suhu pada set point 34, Kp=5, Ki=1 ............................ 68
Gambar L. 4 Grafik Data BB <1500Gr, umur 1-10 Hari, SP=35,10˚C, KP=5, KI=1 ........ 68
Gambar L. 5 Grafik Data BB <1500Gr, umur 1-10 Hari, SP=35,10˚C, KP=5, KI=1 ........ 68
Gambar L. 6 Grafik perbandingan suhu pada setpoint 35, Kp=5, Ki=1 ............................. 68
Gambar L. 7 Grafik Data BB <1500Gr, Umur >5 Minggu, SP=31,98, KP=10, KI=5 ....... 68
Gambar L. 8 Garafik Data BB <1500Gr, Umur >5 Minggu, SP=31,98, KP=10, KI=5 ..... 68
Gambar L. 9 Grafik Perbandingan suhu pada setpoint 32, Kp=10, Ki=5 ........................... 68
Gambar L. 10 Grafik Data BB 2100-2500Gr, Umur 3 Hari – 3 Minggu, SP=33,15, KP=15,
KI=10 ................................................................................................................................... 68
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xix
Gambar L. 11 Grafik Data BB 2100-2500Gr, Umur 3 Hari – 3 Minggu, SP=33,15, KP=15,
KI=10 ................................................................................................................................... 68
Gambar L. 12 Grafik perbandingan suhu pada set oint 33, Kp=15, Ki=10 ........................ 68
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xx
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Nilai suhu berdasarkan berat dan umur bayi ........................................................ 4
Tabel 2. 2 Tabel intruksi PLC [6] .......................................................................................... 9
Tabel 2. 3 Setting dan fungsi pada PI[6] ............................................................................. 11
Tabel 2. 4 Spesifikasi masukan MAD01 ............................................................................. 19
Tabel 2. 5 Spesifikasi keluaran MAD01 ............................................................................. 20
Tabel 2. 6 Alokasi IR pada MAD01 .................................................................................... 20
Tabel 2. 7 Alokasi channel MAD01/11 ............................................................................... 20
Tabel 2. 8 Setting range MAD01......................................................................................... 21
Tabel 3. 1 Alamat Piranti Input ........................................................................................... 32
Tabel 3. 2 Alamat Piranti Output ........................................................................................ 32
Tabel 3. 3 Bagian Tampilan HMI ........................................................................................ 36
Tabel 4. 1 Bagian Inkubator ................................................................................................ 43
Tabel 4. 2 Data BB >2500Gr, Umur >2 Hari, SP=31,98, KP=5, KI=1 .............................. 44
Tabel 4. 3 Data BB 1500-2000gr, umur 11hari-4minggu, sp=33,15, kp=5,ki=1 ................ 49
Tabel 4. 4 Data Pembcaan Suhu Sensor dan Suhu Termometer ......................................... 62
Tabel 4. 5 Data percobaan driver current ............................................................................ 64
Tabel 4. 6 Ouput nilai tegangan dan lux lampu ................................................................... 65
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Tingkat kematian pada bayi yang baru lahir semakin meningkat, salah satu
penyebabnya yaitu terjadinya persalinan prematur. Persalinan premature adalah persalinan
sebelum usia kehamilan standar lengkap yaitu pada usia kehamilan dari 20-36 minggu. Bayi
premature yang baru lahir sangat rentan terhadap penyakit karena belum dapat beradaptasi
dengan suhu lingkungan sekitarnya. Untuk mengoptimalkan kesehatan tubuh bayi premature
diperlukan beberapa cara dengan memperhatikan suhu tubuhnya, memperhatikan asupan
gizinya, memberikan ASI, memberikan imunisasi [1].
Pada umumnya pemberian suhu tubuh yang hangat pada bayi prematur adalah
dengan menggunakan metode KMC (Kangaroo Mother Care) yaitu sebuah metode
perawatan bayi prematur dengan cara meletakan bayi di pelukan ibunya untuk menyalurkan
kehangatan pada si bayi. Akan tetapi metode tersebut tidak dapat dilakukan saat ibu bayi
meninggalkan bayi. Jadi diperlukan suatu alat bantu [2].
Alat bantu yang digunakan adalah inkubator bayi. Inkubator bayi berfungsi untuk
mengatur dan menstabilkan suhu di sekitar bayi. Pada perkembangannya inkubator tidak
hanya berfungsi untuk mengatur suhu tapi dapat juga mengatur kelembaban. Pengendali nya
dapat menggunakan berbagai macam kontrol sistem dengan komunikasi yang berbeda-beda.
Penelitian tentang inkubator telah dilakukan oleh “FARIDA NURLANDI yaitu
DESAIN INKUBATOR BAYI DENGAN KONTROL OTOMATIS YANG EKONOMIS
UNTUK KLINIK PERSALINAN (ECOBATOR) Jurusan Desain Produk Industri, FTSP
ITS dan juga penelitian dari CHRISTIAN F GINTING dan KURNIA BRAHMANA yaitu
PERANCANGAN INKUBATOR BAYI DENGAN PENGATURAN SUHU DAN
KELEMBABAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8535 Departemen Fisika,
Fakultas MIPA, Universitas Sumatera Utara, Medan”. Inkubator yang dibuat memilki fitur
utama yaitu pengendalian suhu dan kelembaban. Sistem pengendali suhu dan kelembaban
berupa kontrol pengaturan on-off, dengan tampilan yang jelas dan tombol yang komunikatif
serta tambahan sistem sensor dan alarm sebagai antisipasi [3].
Pada penelitian yang telah dibuat tersebut inkubator menggunakan kontrol On/Off
dan juga menggunakan pengaturan secara manual. Kelemahan dari inkubator tersebut adalah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
pemantauan harus dilakukan secara terus menerus, error suhu yang diberikan oleh user dan
suhu aktual masih besar.
Pada penelitian ini dibuat inkubator berbasis PLC PID, dimana PID adalah gabungan
dari kontroler proporsional, integral, dan derifatif. PID adalah metode pengendali
sederhana sehingga lebih cepat mengambil sebuah keputusan dengan penggunaan PID
performa sistem menjadi stabil dan reaksi sistem menjadi cepat keluaran sistem sesuai yang
diinginkan. PID memiliki kestabilan yang baik sebagai kontroler sehingga harapannya suhu
yang diatur pada inkubator ini dapat sesuai dengan masukan dan mempertahankan agar tetap
stabil. Penelitian ini juga menggunakan HMI sebagai tampilan dan juga masukan agar lebih
mudah digunakan dan dipahami, lampu sebagai pemanas agar lebih efisien dalam pembuatan
alat.
1.2. Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini adalah membuat pengontrol suhu pada prototype inkubator
bayi menggunakan kontrol PLC dengan metode PID dan juga HMI sebagai penampil suhu
dan masukan suhu sesuai dengan berat badan dan umur bayi.
Manfaat dari penelitian ini adalah membantu pengguna agar lebih mudah
memberikan masukan, mengurangi kerja dari pengguna agar tidak melakukan pemantauan
dan masukan ulang suhu yang telah diatur karena terjadi error.
1.3. Batasan Masalah
Agar penelitian ini mengarah pada tujuan dan menghindari kompleksnya masalah
yang muncul, maka dibutuhkan batasan masalah sebagai berikut :
1. Pengaturan Suhu dari 32˚-35˚C
2. Menggunakan sensor LM35 untuk sensor suhu
3. Mengatur dan menstabilkan suhu dengan PID pada PLC CPM2A
4. Menggunakan MAD sebagai alat untuk mengkonfersikan sinyal analog to digital
dan digital to analog
5. Menggunakan HMI sebagai penampil dan masukan sesuai dengan umur dan berat
badan bayi
6. Menggunakan 5 buah lampu DC sebagai pemanas
1.4. Metode Penelitian
Metode penelitian yang akan digunakan dalam pembuatan alat ini yaitu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
1. Studi dan referensi tentang sensor suhu, PLC dengan metode PID, dan HMI yang
akan digunakan dalam penelitian ini
2. Perancangan dan pengujian PLC dengan metode PID untuk diaplikasikan sebagai
pengendalian suhu pada inkubator
3. Perancangan dan pengujian HMI untuk digunakan sebagai penampil dan
masukan sesuai dengan umur dan berat badan bayi
4. Perancagan dan pembuatan hardware dan software prototipe inkubator bayi
5. Pengambilan data suhu sesuai dengan masukan yang diberikan oleh user
berdsarkan berat badan dan umur bayi
6. Analisis dan kesimpulan hasil penelitian. Anlisis dilakukan dengan melihat
ketepatan, kestabilan dan kecepatan respon pada suhu yang diinginkan serta nilai
tegangan yang dihasilkan oleh lampu. Kesimpulan hasil percobaan dilihat dari
keberhasilan alat mengatur dan menstabilkan suhu sesuai dengan keinginan user.
Gambar 1. 1 Blok diagram
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Inkubator [11,13]
Persalinan prematur merupakan proses persalinan sebelum usia kehamilan mencapai
37 minggu lengkap atau kurang dari 259 hari, yang dihitung dari hari pertama haid terakhir.
Jika usia kehamilan tak diketahui dengan pasti, maka yang menjadi patokan adalah berat
bayi saat lahir yang hanya berkisar 1.000 - 2.500 gram (dr. Panji, SpA, 2012). Akibat sistem
pengaturan suhu dalam tubuh bayi prematur belum sempurna, maka suhunya bisa naik atau
turun secara drastis. Kondisi ini tentu bisa membahayakan kondisi kesehatannya. Selain itu,
otot-ototnya pun relatif lebih lemah.
Sementara cadangan lemaknya juga lebih sedikit dibanding bayi yang lahir normal.
Oleh karena itu, bayi membutuhkan Inkubator yang berfungsi menjaga suhu bayi supaya
tetap stabil. Dengan demikian diharapkan bayi tetap berada pada suhu yang sesuai seperti
saat bayi berada dalam kandungan. Pentingnya inkubator ini dalam penanganan bayi
prematur, membutuhkan suatu sistem pengaturan suhu yang mempunyai kualitas
pengukuran dan pengaturan yang baik pada rentang suhu 32˚C-35˚C.
Inkubator berfungsi untuk menjaga temperatur disekitar bayi supaya tetap stabil, atau
mempertahankan suhu tubuh bayi dalam batas normal, terutama pada bayi kurang dari 1500
gram untuk itu diklasifikasikan sebagai berikut dengan melihat dari berat badan dan umur
bayi tersebut sehingga didapat nilai suhu yang baik untuk bayi tersebut. Seperti pada tabel
2-1.
Berat Badan Bayi Umur Suhu
<1500 Gram
1-10 Hari 35˚C
11 Hari – 3 Minggu 34˚C
3 - 5 Minggu 33˚C
>5 Minggu 32˚C
1500 - 2000 Gram 1-10 Hari 34˚C
11- 4 Minggu 33˚C
>4 Minggu 32˚C
2100 – 2500 Gram 1 – 2 Hari 34˚C
3 Hari – 3 Minggu 33˚C
>3 Minggu 32˚C
>2500 Gram 1 - 2 Hari 33˚C
>2 Hari 32˚C
Tabel 2. 1 Nilai suhu berdasarkan berat dan umur bayi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
2.2. Programmable logic controller CPM2A[7]
Sistem kontrol adalah serangkaian peralatan elektronik dan perlengkapannya yang
ditempatkan untuk menjamin stabilitas, keakuratan, dan kelancaran transisi dari suatu proses
atau aktivitas produksi [7]. Programmable Logic Controller (PLC) mempunyai bahasa
pemrograman yang digunakan dalam sebuah sistem pengendali, berisi fungsi-fungsi logika
yang ditulis dalam bentuk ladder diagram. Dalam sistem terotomatisasi, PLC berfungsi
sebagai jantung dari sistem kontrol. Program aplikasi kontrol disimpan dalam memori PLC.
Dalam pelaksanaannya, PLC secara terus menerus memonitor keadaan sistem melalui sinyal
arus balik dari peralatan masukan. Logika program merupakan dasar untuk menentukan
jalannya kegiatan untuk dibawa ke dalam peralatan keluaran.Seperti pada gambar 2.1 adalah
contoh PLC omron CPM2A
PLC dapat digunakan untuk mengontrol tugas yang sederhana dan berulang, atau
beberapa PLC dapat dihubungkan bersama-sama dengan pengatur yang lain atau komputer host
melalui sejenis jaringan komunikasi dengan tujuan untuk menggabungkan kontrol proses yang
komplek. Sistem otomatisasi tergantung pada kemampuan PLC untuk membaca sinyal dari
berbagai tipe pendeteksi otomatis (contohnya: proximity switch, limit switch, level sensor, flow
switch dan lain sebagainya) peralatan masukan manual. (contohnya: pushbutton, keypad,
toggle switch, dan saklar-saklar lainnya), serta peralatan keluaran (contoh: motor, selenoid,
relay, heater, kontaktor, lampu, buzzer dan lain sebagainya).
2.2.1. Bagian Bagian Progarmmable Logic Controller
2.2.1.1. Central Processing Unit (CPU)
Central Processing Unit adalah suatu mikroprosesor yang mengkoordinasi aktivitas-
aktivitas sistem PLC. CPU menjalankan program, memproses sinyal I/O dan
mengkomunikasikannya dengan peralatan eksternal.
Gambar 2. 1 PLC Omron CPM2A
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
2.2.1.2. Memory
Karakteristik terpenting dari PLC adalah kemudahan pemakai dalam menggantikan
program dengan mudah dan cepat. Tujuan ini dapat dicapai dengan membuat karakteristik
PLC yang dilengkapi dengan sistem memory. Sistem memori ini dimaksudkan untuk
menyimpan data-data urutan instruksi ataupun program yang dapat dieksekusi oleh prosesor
sesuai dengan perintah yang telah diberikan dalam program. Program ladder, nilai timer dan
counter disimpan di memori pengguna tergantung kebutuhan penggunaannya. Beberapa tipe
memory antara lain:
a. Read Only Memory ( ROM )
ROM adalah memory tetap yang dapat diprogram sekali. Memory ini paling tidak
populer jika dibandingkan dengan tipe memory yang lain.
b. Random Acces Memory ( RAM )
RAM adalah tipe memory yang umum digunakan untuk menyimpan program
pengguna dan data. Data pada RAM akan hilang jika sumber tenaga dipindahkan.
Tetapi, mendukung RAM dengan baterai dapat memecahkan masalah ini.
c. Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM)
EPROM, menyimpan data secara permanen seperti ROM. Memory ini tidak
membutuhkan baterai pendukung. Tetapi bila terkena sinar ultraviolet dapat
menghapus isinya. PROM writer dibutuhkan untuk memprogram ulang memory.
d. Ellecrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM)
EEPROM mengkombinasikan fleksibilitas akses dari RAM dan EPROM yang
tidak berubah menjadi satu. Isinya dapat dihapus maupun diprogram secara
elektrik, tetapi mempunyai batas waktu.
2.2.1.3. Struktur memory pada PLC CPM2A
Terdapat bermacam-macam struktur memori pada PLC CPM2A. Beberapa struktur
memori yang terdapat di dalam PLC CPM2A adalah sebagai berikut :
a. Internal Relay
Internal relay (IR) mempunyai pembagian fungsi seperti masukan IR, keluaran
IR, dan IR work area. Untuk pengolahan data pada program masukan IR dan
keluaran IR adalah IR yang berhubungan dengan terminal masukan dan
keluaran pada PLC. Sedangkan IR work area tidak dihubungkan ke terminal
PLC, tetapi terletak pada internal memori PLC dan berfungsi untuk pengolahan
logika program (manipulasi program).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
b. Special Relay (SR)
Relay yang mempunyai fungsi khusus seperti untuk flags, misalnya pada
instruksi penjumlahan terdapat kelebihan digit pada hasilnya (carry flags),
control bit PLC, informasi kondisi PLC dan system clock.
c. Auxilary Relay (AR)
Auxilary relay terdiri dari flags dan bit dengan tujuan khusus dan dapat
menunjukkan PLC yang disebabkan oleh kegagalan sumber tegangan, kondisi
spesial I/O, kondisi I/O unit, kondisi CPU PLC, kondisi memori PLC, dan lain-
lain.
d. Holding Relay (HR)
Holding relay berfungsi untuk menyimpan data (bit-bit penting) karena tidak
akan hilang walaupun sumber tegangan PLC telah terputus (OFF).
e. Link Relay (LR)
Link relay digunakan untuk data link pada PLC link system. Relay ini berfungsi
untuk tukar menukar informasi antara dua PLC atau lebih dalam suatu system
control yang saling berhubungan satu dengan lainnya dan menggunakan
banyak PLC (minimum 2 PLC).
f. Temporary Relay (TR)
Temporary relay berfungsi untuk menyimpan sementara kondisi logika
program yang terdapat pada ladder diagram yang mempunyai titik percabangan
khusus.
g. Timer / Counter (TC)
Timer digunakan untuk mendefinisikan waktu sistem tunda (time delay)
sedangkan counter digunakan sebagai penghitung. Timer dalam PLC
mempunyai orde 100ms dan ada juga yang mempunyai orde 10ms seperti
TIMH (15). Untuk TIM 000 s/d TIM 015 dapat dioperasikan secara interrupt
untuk mendapatkan waktu yang lebih presisi.
h. Data memory (DM)
Data memori berfungsi untuk menyimpan data-data program karena isi DM
tidak akan hilang (reset) walaupun sumber tegangan PLC telah OFF. Ada
beberapa macam data relay (DM), diantaranya :
1. DM read/write: DM ini dapat dihapus dan ditulis oleh program yang dibuat,
jadi sangat berguna untuk manipulasi data program.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
2. DM special I/O unit: DM ini berfungsi untuk menyimpan dan mengolah
hasil dari special I/O unit, mengatur dan mendefinisikan sistem kerja
special I/O unit.
3. DM history Log: DM ini dapat menyimpan informasi-informasi penting
pada saat PLC terjadi kegagalan sistem operasionalnya.
4. DM Link Test Area: DM ini berfungsi untuk menyimpan informasi-
informasi yang menunjukkan status dari sistem link PLC
5. DM setup: berfungsi untuk setup kondisi default (kondisi kerja saat 5 PLC
aktif).
2.2.1.4.Waktu Scan
Scan adalah proses membaca input, mengeksekusi program dan memperbaharui
keluaran [5]. Waktu scan adalah proses membaca status masukan, mengevaluasi logical
control dan memperbaharui keluaran secara terus menerus dan berurutan. Spesifikasi waktu
scan menunjukkan seberapa cepat alat kontrol bereaksi terhadap masukan dan memecahkan
logical control secara benar. Waktu yang dibutuhkan untuk satu waktu scan bervariasi dari
0.1ms sampai 10ms tergantung kecepatan proses CPU dan panjang program. Memonitor
program kontrol juga menambah waktu overhead dari scan karena CPU pengontrol harus
mengirimkan status kontak ke peralatan monitor lain.
2.2.2. Diagram Ladder
Program yang berupa kumpulan perintah untuk menjalankan suatu fungsi tertentu
dalam pemrograman PLC dituangkan dalam bentuk ladder [7]. Kontak merupakan suatu
komponen yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus. Ada dua jenis
kontak, yaitu kontak normally open (NO) dan kontak normally closed (NC).
Kontak NO merupakan kontak yang kondisi normalnya terputus. Kontak NC
merupakan kontak yang kondisi normalnya terhubung. Gambar 2.2 menunjukkan simbol
kontak NO dan NC.
2.2.3. Logika dasar PLC
PLC dapat melakukan instruksi-instruksi pemrograman data, pergerakan data, geser,
penambahan dan pengurangan, perhitungan biner / BCD, intruksi logika, intruksi konversi,
Gambar 2. 2 Kontak normally open
dan normally close [7]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
intruksi unit I/O, intruksi subroutine, intruksi kontrol interrupt, dll [5]. Namun tidak semua
instruksi tersebut akan dibahas, tetapi hanyalah yang berkaitan dengan perangkat kerasnya
saja dan Tabel 2-2 adalah contoh instruksi yang akan digunakan.
2.2.3.1. Logika Not
Gambar 2.3 menunjukkan diagram ladder logika NOT. Logika NOT menggunakan
kontak NC. Logika NOT mempunyai satu masukan dan satu keluaran serta melakukan
operasi logika peniadaan (negasi). Keluaran logika NOT akan bernilai 1 (ON), jika
masukannya bernilai 0 (OFF).
Kode Intruksi Mnemonic Fungsi
21 Move (@)MOV Mengcopy sebuah
konstanta/isi dari
sebuah word ke
word
83 Movd (@)MOVD Mengcopy sebuah
konstanta/isi dari
sebuah digit
56 Mull (@)MULL Mengali sebuah
konstanta/isi dari
sebuah word (32
bit)
55 Subl (@)SUBL Menambah sebuah
konstanta/isi dari
sebuah word (32
bit)
- PID control PID(__1)2 Melakukan kontrol
PID berdasar pada
parameter tertentu
24 Binary to BCD (@)BCD Mengubah data
biner 4-digit ke data
BCD 4-digit
Tabel 2. 2 Tabel intruksi PLC [6]
Gambar 2. 3 Diagram ladder logika NOT [7]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
2.2.3.2. Logika AND
Logika AND menggunakan sambungan secara seri, logika AND mempunyai dua
atau lebih masukan dan satu keluaran. Keluaran logika AND akan bernilai 1 (ON), jika
semua masukan bernilai 1 (ON). Gambar 2.4 menunjukkan diagram ladder logika AND.
2.2.3.3. Logika OR
Logika OR menggunakan sambungan secara paralel. Logika OR mempunyai dua
atau lebih masukan dan satu keluaran. Keluaran logika OR akan bernilai 1 (ON), jika satu
atau lebih masukannya bernilai 1(ON). Gambar 2.5 menunjukkan diagram ladder logika OR.
2.3. Pengendali PID pada PLC OMRON CPM2A[6]
PID akan melakukan perhitungan pada data masukan, bila kondisi eksekusi ON dan
periode sampling sudah berlalu [6]. Periode sampling adalah waktu yang harus tercapai
sebelum data masukan dibaca untuk diproses. Proces variabel (PV) pada pengendali PID
PLC CPM2A diletakkan pada word masukan (IW), Manipulated variabel (MV) diletakkan
pada word keluaran (OW) dan parameter-parameter kontrol PID diletakkan pada parameter
first (P1 sampai P1+6). Gambar 2.6 menunjukkan hubungan antara periode sampling dan
proses PID. Pengolahan PID dilakukan hanya ketika periode sampling (dalam hal ini 100
ms) sudah berlalu.
Gambar 2. 4 Diagram ladder logika AND [7]
Gambar 2. 5 Diagram ladder logika OR [7]
Gambar 2. 6 Hubungan periode sampling dan proses PID [6]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
2.3.1. Aksi Pengendali PID
1. Kondisi Eksekusi Off
Semua data yang telah diatur ditahan. Bila kondisi eksekusi adalah OFF, manipulated
variabel (MV) dapat tertulis pada word keluaran (OW) untuk mencapai pengendali
manual.
2. Kondisi Eksekusi Naik Tepi
Daerah kerja diinisialisasikan berdasarkan parameter-parameter PID yang telah
diatur dan aksi pengendalian PID dimulai. Perubahan-perubahan radikal dan
mendadak di dalam keluaran manipulated variabel (MV) tidak dibuat bila aksi mulai
menghindari pengaruh kurang baik di sistem terkendali.
3. Kondisi Eksekusi On
PID dieksekusi pada interval yang didasarkan pada periode sampling, menurut
parameter-parameter PID yang telah diatur. Periode sampling adalah interval waktu
untuk mendapat kembali data pengukuran untuk menyelesaikan satu aksi PID. PID
dieksekusi menurut CPU cycle, sangat mungkin ada kasus-kasus periode sampling
terlewati. Pada kasus ini, interval waktu sampling berikutnya dikurangi. Seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 2.6.
Tabel 2. 3 Setting dan fungsi pada PI[6]
Words Bits Parameter
name
Fungsi
P1 00 to 15 Set Value
(SV)
Nilai target untuk pengendali
PID. Diatur bilangan biner
dengan banyaknya bit oleh
range parameter masukan
P1+1 00 to 15 Proportional
band width
Parameter ini menetapkan
proportional band. Range
masukan 0,1% sampai 999,9%.
Harus BCD dari 0001 sampai
9999
P1+2 00 to 15 Integral
Time (Ti)
Nilai ini yang meningkatkan
penguatan integral. Dalam BCD
dari 0001 sampai 8191, atau
9999. Pengaturan 9999 disables
kendali integral.
P1+3 00 to 15 Derivative
Time (Td)
Nilai ini yang meningkatkan
penguatan derivative. Harus
BCD dari 0001 sampai 8191,
atau 0000. (0000 disables
kendali derivative)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
Lanjutan Tabel 2.3
Words Bits Parameter
name
Fungsi
P1+4 00 to 15 Periode
sampling
(τ)
Atur interval sampling data
masukan. Harus BCD dari 0001
sampai 1023. Periode sampling
akan diatur dari 0,1 sampai
102,3 s
P1+5 00 to 03 Operation
specifier
Atur operasi normal atau
kebalikan. Atur 0 untuk
menetapkan operasi kebalikan
atau I untuk menetapkan
operasi normal.
08 to 15 Masukan
filter
coefficient
(α)
Menentukan kekuatan masukan
filter. Pengaturan ini harus
BCD dari 100 sampai 199, atau
000. Pengaturan 000
menentukan nilai pengaturan
koefisien dari 0,00 sampai 0,09
P1+6 00 to 03 Range
keluaran
Menentukan banyaknya bit dari
data keluaran. Pengaturan ini
harus antara 00dan 08, dimana
range keluaran antara 8 dan 16
bit.
08 to 15 Range
masukan
Menentukan banyaknya bit dari
dua data masukan. Pengaturan
ini harus antara 00 dan 08,
dimana masukan range keluaran
antara 8 dan 16 bit
PID melakukan pengendalian PID didasarkan pada parameter-parameter yang telah
ditetapkan di dalam P1 sampai P1+6. Bila kondisi eksekusi OFF, maka PID tidak
dieksekusi. Bila kondisi eksekusi adalah ON, maka PID menyelesaikan pengendalian
menurut parameter-parameter yang ditunjuk. Kemudian mengambil range masukan
data biner yang ditetapkan dari word masukan (IW) dan menyelesaikan PID menurut
parameter-parameter yang diatur. Tabel 2-3 menunjukkan setting dan fungsi pada PI
untuk kontrol PID.
2.4. Pengendali PID[4,5]
Keberadaan pengendali dalam sebuah sistem kendali mempunyai kontribusi yang
besar dalam perilaku sistem [4,5]. Pada dasarnya hal itu terjadi karena tidak dapat diubahnya
komponen penyusun sistem tersebut, yang berarti karakteristik plant harus diterima
sebagaimana adanya, agar perubahan kinerja sistem hanya dapat dilakukan melaluai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
penambahan suatu sub sistem, yaitu pengendali. Tugas dari komponen pengendali yaitu
mereduksi kesalahan, yaitu perbedaan antara nilai setting dan nilai aktual. Hal ini sesuai
dengan tujuan pengendalian sistem untuk mendapatkan nilai aktual sama dengan nilai
setting.
Semakin cepat reaksi sistem mengikuti nilai aktual dan semakin kecil kesalahan yang
terjadi, maka semakin baik kinerja sistem kendali yang diterapkan. Jika perbedaan anatara
nilai keluaraan dan nilai setting relatif besar, maka pengendali yang baik mampu mengamati
perbedaan tersebut agar segera menghasilkan sinyal keluaran untuk mempengaruhi plant.
Sistem akan secara cepat mengubah keluaran plant sehingga diperoleh selisih antara nilai
setting dengan nilai besaran yang diatur menjadi sekecil mungkin.
2.4.1. Pengendali Proporsional
Pengendali proporsional (P) memiliki keluaran yang sebanding/proposional dengan
besarnya sinyal kesalahan (selisih antara besaran yang diinginkan dengan nilai aktualnya).
Secara lebih sederhana dapat dikatakan, bahwa keluaran pengendali proporsional merupakan
perkalian antara konstanta proporsional dengan masukannya. Perubahan pada sinyal
masukan akan segera menyebabkan sistem secara langsung mengubah keluarannya sebesar
konstanta pengalinya. Pada persamaan 2.1 menunjukan persamaan matematis dan pada
persamaan 2.2 menunjukan konstanta Kp dalam laplace.
𝑃 = 𝐾𝑃 . 𝑒(𝑡) (2.1)
𝑃
𝐸(𝑠)= 𝐾𝑃 (2.2)
Gambar 2.7 menunjukkan diagram blok yang menggambarkan hubungan antara
besaran setting, besaran aktual dengan besaran keluaran pengendali proporsional. Sinyal
kesalahan (error) merupakan selisih antara besaran setting dengan besaran aktualmya.
Selisih ini akan mempengaruhi pengendali, untuk mengeluarkan sinyal positif (mempercepat
pencapaian harga setting) atau negatif (memperlambat tercapainya harga yang diinginkan).
Pengendali proporsional memiliki 2 parameter, pita proporsional (proportional
band) dan konstanta proporsional. Daerah kerja pengendali efektif dicerminkan oleh pita
proporsional, sedangkan konstanta proporsional menunjukkan nilai faktor penguatan
Gambar 2. 7 Diagram block kontroler proporsional [4]
P
PV
SP
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
terhadap sinyal kesalahan, Kp. Hubungan antara pita proporsional (PB) dengan konstanta
proporsional (Kp) ditunjukkan secara prosentase oleh persamaan 2.3 berikut :
𝑃𝐵 =1
𝐾𝑃× 100% (2.3)
Gambar 2.8 menunjukkan grafik hubungan antara PB, keluaran pengendali dan kesalahan
yang merupakan masukan pengendali. Ketika konstanta proporsional bertambah semakin
tinggi, pita proporsional menunjukkan penurunan yang semakin kecil, sehingga lingkup
kerja yang dikuatkan akan semakin sempit.
2.4.2. Pengendali Integral
Pengendali integral (I) berfungsi menghasilkan respon sistem yang memiliki
kesalahan keadaan mantap nol. Kalau sebuah plant tidak memiliki unsur integrator (1/s ),
pengendali proporsional tidak akan mampu menjamin keluaran sistem dengan kesalahan
keadaan mantap nol. Dengan pengendali integral, respon sistem dapat diperbaiki, yaitu
mempunyai kesalahan keadaan mantap nol.
Pengendali integral memiliki karakteristik seperti halnya sebuah integral. Keluaran
pengendali sangat dipengaruhi oleh perubahan yang sebanding dengan nilai sinyal
Gambar 2. 8 Proportional band dari pengontrol proporsional tergantung
pada penguatan [4]
Gambar 2. 9 Kurva sinyal kesalahan e(t) terhadap t pada
pembangkit kesalahan nol [4]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
kesalahan. Keluaran pengendali ini merupakan jumlahan yang terus menerus dari perubahan
masukannya. Kalau sinyal kesalahan tidak mengalami perubahan, keluaran akan menjaga
keadaan seperti sebelum terjadinya perubahan masukan.
Sinyal keluaran pengendali integral merupakan luas bidang yang dibentuk oleh kurva
kesalahan penggerak. Sinyal keluaran akan berharga sama dengan harga sebelumnya ketika
sinyal kesalahan berharga nol. Gambar 2.9 menunjukkan contoh sinyal kesalahan yang
diumpankan ke dalam pengendali integral dan keluaran pengendali integral terhadap
perubahan sinyal kesalahan tersebut.
𝐼 = 𝐾𝑖 ∫ 𝑒(𝑡)𝑑𝑡𝑡
0 (2.4)
𝐼
𝐸(𝑠)=
𝐾𝑖
𝑠 (2.5)
𝐾𝑖 =1
𝑇𝑖 (2.6)
Gambar 2.10 menunjukkan diagram blok antara besaran kesalahan dengan keluaran
suatu pengendali integral. Pengaruh perubahan konstanta integral terhadap keluaran integral
ditunjukkan oleh Gambar 2.11. Ketika sinyal kesalahan berlipat ganda, nilai laju perubahan
keluaran pengendali berubah menjadi dua kali dari semula. Jika nilai konstanta integrator
berubah menjadi lebih besar, maka sinyal kesalahan yang relatif kecil dapat mengakibatkan
laju keluaran menjadi besar. Pada persamaan 2.4 menunjukan persamaan matematis dan
persamaan 2.5 menunjukan konstanta Ki dalam laplace.
2.4.3. Pengendali Diferensial
Keluaran pengendali diferensial (D) memiliki sifat seperti halnya suatu operasi
derivatif. Perubahan yang mendadak pada masukan pengendali, akan mengakibatkan
perubahan yang sangat besar dan cepat. Gambar 2.12 menunjukkan diagram blok yang
Gambar 2. 10 Perubahan keluaran sebagai akibat penguatan dan kesalahan[4]
Gambar 2. 11 Blok diagram hubungan antara besaran kesalahan dengan pengontrol integral[4]
I SP
PV
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
menggambarkan hubungan antara sinyal kesalahan dengan keluaran pengendali. Pada
persamaan 2.6 dan 2.7 menunjukan persamaan matematis dimana Kp adalah kepekaan
proporsional (penguatan) dan Td adalah waktu derifativ.
𝐷 = 𝐾𝑑. 𝑇𝑑𝑑𝑒(𝑡)
𝑑𝑡 (2.7)
𝐾𝑑 = 𝑇𝑑 (2.8)
Gambar 2.13 menyatakan hubungan antara sinyal masukan dengan sinyal keluaran
pengendali diferensial. Ketika masukannya tidak mengalami perubahan, keluaran
pengendali juga tidak mengalami perubahan, sedangkan apabila sinyal masukan berubah
mendadak dan menaik (berbentuk fungsi step), keluaran menghasilkan sinyal berbentuk
impuls. Jika sinyal masukan berubah naik secara perlahan (fungsi ramp), keluarannya justru
merupakan fungsi step yang besar magnitudnya sangat dipengaruhi oleh kecepatan naik dari
fungsi ramp dan faktor konstanta diferensialnya Td.
2.4.4. Pengendali Proporsional, Integral, dan diferensial
Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing pengendali P, I dan D dapat
saling menutupi dengan menggabungkan ketiganya secara paralel menjadi pengendali
proposional plus integral plus diferensial (pengendali PID). Elemen-elemen pengendali P, I
dan D masing-masing secara keseluruhan bertujuan untuk mempercepat reaksi sebuah
istem,menghilangkan offset dan menghasilkan perubahan awal yang besar. Gambar 2.14
menunjukkan diagram blok pengendali PID dan juga menunjukan sistem close loop pada
gambar 2.15.
𝑀(𝑠) = 𝐾𝑝(1 + 𝑇𝑑. 𝑠 +1
𝑇𝑖.𝑠) (2.10)
Gambar 2. 12 Blok diagram pengontrol Derivative [4]
Gambar 2. 13 Kurva waktu hubungan input-output
pengontrol Derivative [4]
PV
D SP
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
𝑚(𝑡) = 𝐾𝑝. 𝑒(𝑡) + 𝐾𝑝. 𝑇𝑑𝑑𝑒(𝑡)
𝑑𝑡+
𝐾𝑝
𝑇𝑖∫ 𝑒(𝑡)𝑑𝑡
𝑡
0 (2.11)
𝑚(𝑡) = 𝐾𝑝. 𝑒(𝑡) + 𝐾𝑖 ∫ 𝑒(𝑡)𝑑𝑡 + 𝐾𝑑𝑑𝑒(𝑡)
𝑑𝑡 (2.12)
𝑀(𝑠) = (𝐾𝑝 + 𝐾𝑑. 𝑠 +𝐾𝑖
𝑠) (2.13)
Keluaran pengendali PID merupakan jumlahan dari keluaran pengendali
proporsional, keluaran pengendali integral dan keluaran pengendali diferensial. Gambar 2.16
menunjukkan hubungan tersebut. Karakteristik pengendali PID sangat dipengaruhi oleh
kontribusi besar dari ketiga parameter P, I dan D. Penyetelan konstanta Kp, Ti, dan Td akan
mengakibatkan penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Satu atau dua dari ketiga
konstanta tersebut dapat diatur lebih menonjol dibanding yang lain. Konstanta yang
Gambar 2. 15 Sistem Closed Loop
Gambar 2. 14 Blok diagram kontroler PID analog [4]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
menonjol itulah akan memberikan kontribusi pengaruh pada respon sistem secara
keseluruhan.
2.5. Metode Penalaan PID[4]
Penalaan parameter pengendali PID (Proporsional Integral Diferensial) selalu
didasari atas tinjauan terhadap karakteristik yang diatur (Plant) [4]. Dengan demikian
betapapun rumitnya suatu plant, perilaku plant tersebut harus diketahui terlebih dahulu
sebelum penalaan parameter PID itu dilakukan. Karena penyusunan model matematik plant
tidak mudah, maka dikembangkan suatu metode eksperimental. Metode ini didasarkan pada
reaksi plant yang dikenai suatu perubahan. Salah satu metode pendekatan eksperimental
penalaan pengendali PID, yakni metode heuristic (coba-coba).
Metode heuristic dilakukan dengan cara sebagai berikut:
1. Lakukan aksi proporsional saja, dengan cara:
a. Hilangkan pengaruh I dan D ( I dan D dalam kondisi disable ).
b. Mulailah dengan PB yang besar, kemudian dikurangi sehingga diperoleh
grafik yang stabil dan tidak ada offset.
2. Aksi I
Jika hasil ( 1 ) terdapat offset, hilangkan offset tersebut dengan menambah
pengendali integral:
a. Hilangkan pengaruh pengendali D.
b. Mulailah dengan Ti yang besar, kemudian dikurangi sehingga diperoleh
grafik yang stabil dan tidak ada offset.
Gambar 2. 16 Hubungan dalam fungsi waktu antara sinyal keluaran dengan masukan untuk
pengontrol PID [4]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
3. Aksi D
Jika hasil keluaran ( 2 ) lambat, percepat responnya dengan menambah
pengendali D dengan cara:
a. Aktifkan pengendali D
b. Mulailah dengan Td yang rendah, kemudian dikurangi sehingga diperoleh
grafik yang diinginkan.
2.6. Modul Analog Digital[6]
Modul analog digital mempunyai dua fungsi, yaitu mengubah sinyal analog menjadi
sinyal digital dan mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog [6]. Dalam MAD01 dan
MAD11 terdapat 4 masukan analog, masing-masing dua masukan arus dan dua masukan
tegangan, kemudian juga terdapat dua keluaran analog, yaitu tegangan dan arus. Data
masukan atau keluaran 8 bit (MAD01) dan 16 bit (MAD11) yang dihubungkan dengan PLC
dapat diatur sebagai masukan atau keluaran, tergantung apakah MAD01 /MAD11
difungsikan sebagai pengubah analog ke digital atau sebaliknya. Gambar 2.17
memperlihatkan ilustrasi masukan / keluaran pada MAD01/11.
Pada MAD01 terdapat spesifikasi yang harus diketahui, seperti range sinyal
masukan, resolusi, akurasi dan sinyal masukan maksimal. Spesifikasi tersebut akan
ditunjukan pada tabel 2-5 dan tabel 2-6.
Tabel 2. 4 Spesifikasi masukan MAD01
Range sinyal
Masukan
Tegangan masukan 0V s/d 10V atau +1V s/d +5V
Arus masukan 4mA s/d 20mA
Resolusi Tegangan masukan 1/ 256
Arus masukan 1/ 256
Akurasi Tegangan masukan 1.0 % max (skala maksimum)
Arus masukan 1.0 % max (skala maksimum)
Sinyal masukan
maksimal
Tegangan masukan ± 15V kontinyu
Arus masukan 30m A kontinyu
Gambar 2. 17 Ilustrasi masukan / keluaran pada MAD01/11 [6]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
Tabel 2. 5 Spesifikasi keluaran MAD01
Range sinyal
keluaran
Tegangan keluaran 0V s/d 10V atau -10V s/d +10V
Arus keluaran 4mA s/d 20mA
Resolusi Tegangan keluaran
1/ 256 (0V s/d 10V)
1/ 512 (-10V s/d 10V)
Arus keluaran 1/ 256
Akurasi Tegangan keluaran 1.0 % max (skala maksimum)
Arus keluaran 1.0 % max (skala maksimum)
Setelah diketahui spesifikasi masukan atau keluaran juga hal-hal yang berkaitan
dengan instalasi, perlu juga mengetahui alokasi bit Internal Relay (IR). Tabel 2-7
memperlihatkan alokasi Internal Relay (IR) pada MAD01.
Tabel 2. 6 Alokasi IR pada MAD01
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
s/b x x X x x x x d d d d d d d d
Bit 0 s/d 7 : bit data
Bit 8 s/d 14 : bit tidak digunakan
Bit 15 S : sign bit jika 0 tegangan keluaran positif, kalau 1 keluaran negatif.
Bit 15 B : broken wire bit jika 0 tidak ada kerusakan, kalau 1 ada kerusakan.
Untuk dapat membaca tegangan masukan, maka pada MAD01 perlu diketahui
alokasi channel yang akan digunakan. Set Analog Destination atau Alokasi channel MAD01
yang diberikan tergantung dengan jumlah I/O pada PLC yang digunakan, seperti yang
ditunjukkan pada Tabel 2-8.
Tabel 2. 7 Alokasi channel MAD01/11
Langkah selanjutnya menempatkan MAD01 tersebut pada range yang dikehendaki.
Setting range diberikan saat inisialisasi MAD01. Setting range MAD01 ditunjukkan pada
Tabel 2-9.
CPU PLC
(jml I/O)
Channel Out
MAD01/11
Channel In1 pd MAD01
atau In0 pd MAD11
Channel In2 pd MAD01
atau In1 pd MAD11
10CDx 11 1 2
20CDx 11 1 2
30CDx 12 2 3
40CDx 12 2 3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Tabel 2. 8 Setting range MAD01
Jika Kode Set range ditentukan #FF00, maka masukan tegangan analog antara 0 – 10V.
Tegangan analog masukan akan diubah menjadi nilai digital 8 bit, sehingga perubahan nilai
tegangan analog terkecil yang dapat dideteksi adalah : 10V / 28 = 39 mV. Seperti pada tabel
2-6 yaitu resolusi tegangan keluaran dan tabel 2-9 yang menunjukan kode set range yang
akan digunakan.
2.6.1. Penyambungan Modul Analog Digital
Data masukan atau keluaran MAD01 adalah 8 bit yang dihubungkan dengan PLC
dan dapat diatur sebagai masukan atau keluaran, tergantung apakah MAD01 difungsikan
sebagai pengubah analog ke digital atau sebaliknya. Gambar 2.18 memperlihatkan bagian-
bagian MAD01.
Pada modul MAD01 seperti gambar 2.18 terdapat expansion I/O connecting cabel
yang akan disambungkan ke expansion conector yang ada pada PLC. Seperti gambar 2.19
Expansion I/O connecting cabel berfungsi sebagai sarana untuk mengirim data dari modul
MAD ke PLC CPM2A untuk diolah.
Kode set range Keluaran Masukan1 Masukan2
FF00 0-10V / 4-20mA 0-10V 0-10V
FF01 -10-10V / 4-20mA 0-10V 0-10V
FF02 0-10V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA 0-10V
FF03 -10-10V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA 0-10V
FF04 0-10V / 4-20mA 0-10V 1-5V / 4-20mA
FF05 -10-10V / 4-20mA 0-10V 1-5V / 4-20mA
FF06 0-10V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA
FF07 -10-10V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA
Gambar 2. 18 Bagian MAD01
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
2.7. Human Machine Interface ( HMI )
Human Machine Interface (HMI) adalah unit kontrol terpusat untuk fasilitas
manufaktur yang dilengkapi dengan penerima data, event logging, video feed, dan pemicu.
HMI dapat digunakan untuk mengakses sistem setiap saat untuk berbagai tujuan, misalnya
untuk menampilkan kesalahan mesin, menampilkan status proses, menampilkan jumlah
produk, suhu ruangan dan tempat dimana operator melakukan pengendalian mesin. Dapat
dilihat pada gambar 2.20 dan 2.21 Penggunaan HMI memiliki beberapa keuntungan,
misalnya penggunaan kode warna sehingga memudahkan identifikasi, penggunaan ikon atau
gambar sehingga mudah dikenali, dan layar yang dapat dirubah – rubah sehingga
memungkinkan untuk pembuatan level akses masuk ke sistem. Pada sistem manufaktur HMI
harus bekerja secara terintegrasi dengan Programmable Logic Controller (PLC). PLC akan
mengambil informasi dari sensor, dan mengubahnya ke aljabar Boolean [4].
Gambar 2. 19 Koneksi Antara PLC dan MAD01
Gambar 2. 20 HMI NB7W-TW00B tampak depan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Gambar 2. 21 HMI NB7W-TW00B tampak belakang
2.8. RS232[12]
RS-232 adalah standar komunikasi serial yang didefinisikan
sebagai antarmuka antara perangkat terminal data (data terminal equipment atau DTE)
dan perangkat komunikasi data (data communications equipment atau DCE) menggunakan
pertukaran data biner secara serial. Di dalam definisi tersebut, DTE adalah
perangkat komputer dan DCE sebagai modem walaupun pada kenyataannya tidak semua
produk antarmuka adalah DCE yang sesungguhnya. Komunikasi RS-232 diperkenalkan
pada 1962 dan pada tahun 1997, Electronic Industries Association mempublikasikan tiga
modifikasi pada standar RS-232 dan menamainya menjadi EIA-232. Seperti pada gambar
2.22.
Standar RS-232 mendefinisikan kecepatan 256 kbps atau lebih rendah dengan jarak
kurang dari 15 meter, namun belakangan ini sering ditemukan jalur kecepatan tinggi
pada komputer pribadi dan dengan kabel berkualitas tinggi, jarak maksimum juga
ditingkatkan secara signifikan. Dengan susunan pin khusus yang disebut null modem cable,
standar RS-232 dapat juga digunakan untuk komunikasi data antara dua komputer secara
langsung.
Gambar 2. 22 RS 232
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
2.9. Sensor Suhu
Sensor suhu (LM35) adalah jenis sensor suhu yang presisi terhadap temperatur
dengan tegangan Output adalah linier poporsional terhadap derajat Celcius. Fitur-fitur yang
terdapat dalam sensor suhu LM 35 adalah sebagai berikut :
1. Beroperasi pada derajat Celsius
2. Skala kenaikan linier +10.0 mV/°C
3. Ketepatan 0.5 °C (pada +25°C)
4. Bekerja pada −55 °C sampai +150 °C
5. Bekerja mulai tegangan 4 sampai 30 volts
6. Penggunaan arus yang kurang dari 60 μA
7. Pemanasan diri yang rendah pada udara bebas yaitu 0.08 °C
8. Keluaran impedansi yang rendah 0.1 W untuk beban 1 mA
Konfigurasi sensor suhu LM 35 dapat dilihat pada gambar 2.23. sensor LM 35
berbentuk seperti transistor hitam kecil berkaki tiga. Masing – masing kaki memiliki fungsi
sebagai berikut [8]:
1. Kaki paling kiri adalah kaki untuk memberi masukan atau VCC. Tegangan VCC
mempunyai jangkauan antara 4V s/d 30V.
2. Kaki bagian tengah adalah kaki Output yaitu berupa keluaran tegangan antara 0V
s/d 1.5V. Keluaran tegangan ini berbanding lurus atau linier dengan perubahan
suhu dengan range +2 ºC s/d 150 ºC.
3. Kaki paling kanan adalah kaki untuk ground.
Gambar 2. 23 Konfigurasi pin LM 35
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Gambar 2. 24 Diagram blok rangkaian
pengkondisi sinyal
Gambar 2. 25 Rangkaian Penguat Non
Inverting
2.10. Pengkondisi Sinyal
Rangkaian pengkondisi sinyal digunakan untuk memperoleh tegangan refrensi yang
disesuaikan dengan karakteristik ADC (CPM2A-MAD01). Rangkaian pengkondisi sinyal
merupakan suatu rangkaian penguat non inverting. Diagram blok dari rangkaian pengkondisi
sinyal dapat dilihat pada gambar 2.24.
Input rangkaian penguat non inverting berasal dari Output sensor LM 35. Output yang
dihasilkan dari rangkaian penguat non inverting akan diumpamakan kebagian ADC
(CPM2A-MAD01). Bagian ADC (CPM2A-MAD01) berfungsi untuk mengubah data analog
menjadi data digital.
2.10.1. Rangkaian Penguat Non Inverting
Rangkaian penguat non inverting berupa rangkaian Op-Amp. Skematik dari
rangkaian Op-Amp ditunjukan pada gambar 2.25.
Besarnya penguatan (Av) dari rangkaian penguat non inverting ditentukan oleh
perbandingan tegangan Output (V0) dengan tegangan Input (Vi). Persamaan penguatan (Av)
dari rangkaian penguat Non inverting adalah sebagai berikut :
𝐴𝑉 =𝑉𝑜
𝑉𝑖= 𝑅𝑖 +
𝑅𝑓
𝑅𝑖= 1 +
𝑅𝑓
𝑅𝑖 (2.13)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
2.11. Driver Current
2.11.1. Current Mirror[10]
Current mirror adalah salah satu rangkaian yang menyediakan arus konstan dan
digunakan pada rangkaian integral. Arus konstan diperoleh dari arus keluaran yang
merupakan refleksi atau cerminan dari arus konstan yang dikembangkan dari satu sisi
rangkaian. Pada gambar 2.26 Ix saat ini detentukan pada trnsistor Q1 dan resistor Rx
tercermin dalam arus I melalui transistor Q2.
Arus Ix dan I dapat di peroleh dengan menggunakan rangkian arus yang terdapat pada
gambar 2.27, di asumsikan bahwa arus emittor (Ie) pada kedua transistor sama.
𝐼𝐵 =𝐼𝐸
𝛽+1≅
𝐼𝐸
𝛽 (2.14)
Arus collector pada setiap transistor menjadi
𝐼𝐶 ≅ 𝐼𝐸 (2.15)
Maka arus Ix yang melalu Rx adalah
𝐼𝑥 = 𝐼𝐸 +2𝐼𝐸
𝛽=
𝛽𝐼𝐸
𝛽+
2𝐼𝐸
𝛽=
𝛽+2
𝛽𝐼𝐸 ≈ 𝐼𝐸 (2.16)
Gambar 2. 26 Rangkaian Current Mirror[10]
Gambar 2. 27 Arah arus untuk rangkaian current
mirror[10]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Arus konstan yang diberikan pada collector Q2 mencerminkan Q1 karena Ix yang
ditetapkan oleh Vcc dan Rx dicerminkan pada arus collector Q2. Transistor Q1 disebut
terhubung dioda karena basis dan collector dihubung bersama.
2.11.2. Konfigurasi Darlinton[10]
Darlington adalah rangkaian yang populer dari dua transistor bipolar junction untuk
operasi sebagai satu transistor “super-beta” yang ditunjukan pada gambar 2.28.
Fungsi utama dari rangkaian darlington adalah transistor komposit yang bertindak
sebagai unit tunggal dengan gain arus yang dihasilkan oleh arus gain pada setiap transistor.
Jika rangkian tersusun dari dua transistor yang masing-masing memiliki arus gain. Maka
arus gain yang dihasilkan dari rangkaian darlington menjadi
𝛽𝐷 = 𝛽1 × 𝛽2 (2.17)
Jika dua transistor terhubung maka β1=β2=β, rangkaian darlington menghasilkan arus gain
𝛽𝐷 = 𝛽2 (2.18)
Rangkaian darlington transistor menghasilkan sebuah transistor yang memiliki arus
gain yang besar, biasanya beberapa ribu. Rangkaian dasar darlington ditunjukan pada
gambar 2.29
Transistor darlington mempunyai arus gain βD untuk digunakan. Arus basis dapat
dihitung dari persamaan
𝐼𝐵 =𝑉𝐶𝐶−𝑉𝐵𝐸
𝑅𝐵+𝛽𝐷.𝑅𝐸 (2.19)
Meskipun persamaan ini sama dengan transistor biasa, nilai βD lebih besar dan nilai
VBE lebih besar. Maka persamaan arus emitter
Gambar 2. 28 Combinasi Darlington[10]
Gambar 2. 29 Rangkaian dasar
darlington[10]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
𝐼𝐸 = (𝛽𝐷 + 1)𝐼𝐵 ≈ 𝛽𝐷. 𝐼𝐵 (2.20)
Persamaan tegangan dc
𝑉𝐸 = 𝐼𝐸. 𝑅𝐸 (2.21)
𝑉𝐵 = 𝑉𝐸 + 𝑉𝐵𝐸 (2.22)
2.11.3. Konfigurasi Feed back Pair[10]
Rangkaian feedback pair tersusun dari dua buah transistor yang bekerja seperti
rangkaian darlington. Seperti pada gambar 2.30
Feedback pair menggunakan transistor pnp yang menggerakkan transistor npn, kedua
transistor bekerja efektif seperti satu transistor pnp. Seperti pada rangkaian darlington,
feedback pair juga memberikan arus gain yang tinggi. Aplikasi digunakan dengan rangkaian
darlington dan feedback pair untuk menyediakan operasi transistor komplementer. Rangkain
sederhana menggunakan feedback pair pada gambar 2.31
Perhitungan dc bias yang mengikuti penyederhanaan praktis mungkin dapat
memberikan hasil yang sederhana. Loop basis-emitter diperoleh persamaan
𝑉𝐶𝐶 = 𝐼𝐶. 𝑅𝐶 − 𝑉𝐸𝐵1 − 𝐼𝐵1. 𝑅𝐵 = 0 (2.23)
𝑉𝐶𝐶 − (𝛽1. 𝛽2. 𝐼𝐵1). 𝑅𝐶 − 𝑉𝐸𝐵1 − 𝐼𝐵1. 𝑅𝐵 = 0 (2.24)
Persamaan arus pada basis
𝐼𝐵1 =𝑉𝐶𝐶−𝑉𝐵𝐸1
𝑅𝐵+𝛽1.𝛽2.𝑅𝐶 (2.25)
Gambar 2. 30 Rangkaian Feedback
pair[10]
Gambar 2. 31 Pengoperasian Feedback
pair[10]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Persamaan arus pada collector Q1 yang juga merupakan arus basis Q2.
𝐼𝐶1 = 𝛽1. 𝐼𝐵1 ≈ 𝐼𝐵2 (2.26)
Persamaan arus pada collector Q2
𝐼𝐶2 = 𝛽2. 𝐼𝐵2 ≈ 𝐼𝐸2 (2.27)
Sehingga Arus yang melalui Rc adalah
𝐼𝑐 = 𝐼𝐸1 + 𝐼𝐶2 ≈ 𝐼𝐵2 + 𝐼𝐶2 (2.28)
𝐼𝐶 ≅ 𝐼𝐶2 (2.29)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
3.1. Diagram Blok Sistem
Kondisi yang diinginkan dari kontrol suhu inkubator ini adalah menstabilkan suhu
pada inkubator, sesuai dengan suhu yang diinginkan. Pengontrolan suhu pada inkubator
dilakukan dengan metode PID, yang dijalankan oleh PLC CPM2A, seperti pada gambar 3.1.
Untuk menciptakan suhu yang diinginkan, PLC mengatur redup terangnya lampu dengan
metode PID.
HMI sebagai piranti input untuk memasukan range suhu yang akan diatur, nilai
masukan akan diproses oleh PLC dengan metode PID. Output dari PLC berupa sinyal digital
yang akan dikonfersikan menjadi sinyal analog oleh Modul analog to digital/Modul digital
to analog (MAD). Output dari MAD berupa tegangan atau pun arus perlu dikuat akan agar
dapat menjalankan aktuator, yaitu dengan menggunakan Driver current. Sensor suhu LM35
adalah inputan yang akan diterima oleh PLC dan dibandingkan nilainya dengan nilai
masukan user.
3.2. Proses Penalaan
Proses penalaan adalah proses yang dilakukan untuk mendapatkan nilai Kp, Ki, Kd,
dengan menggunakan metode heuristic (coba-coba) seperti yang sudah dijelaskan pada sub
bab 2.5. Metode penelaan PID. Nilai Kp, Ki, dan Kd yang telah didapat akan dimasukan
dalam program yang akan digunakan.
3.3. Perancangan Perangkat Keras
Perangkat keras adalah bentuk fisik dari alat yang akan dibuat beserta rangkaian-
rangkaian elektronika yang disusun agar alat dapat berjalan sebagaimana mestinya.
Perancanagan perangkat keras ini terdiri dari beberapa tahapan. Tahapan pertama yaitu
Gambar 3.1 Diagram blok kontrol suhu pada prototype inkubator
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Gambar 3. 3 Desain ruang inikubator Gambar 3. 2 Desain Letak Sensor
Gambar 3. 4 Desain Tampilan Depan dan Tataletak Lampu
Pemanas
perancangan prototipe inkubator sebagai objek pengaturan dan penstabilan suhu di
dalamnya, rangkaian pengkondisi sinyal, rangkaian penguatan arus (driver current).
3.3.1. Perancangan Miniature Inkubator
Perancangan Prototipe inkubator bayi beserta tata letak dapat dilihat pada gambar
3.3, 3.4, dan 3.5.
a. Sebagai sirkulasi udara yang ada pada inkubator
b. Ruang utama inkubator
c. Letak sensor suhu yang akan digunakan
d. Letak lampu yang akan digunakan
e. Ruang pemanas
Dimensi dari prototype inkubator yang akan dibuat yaitu berbentuk balok dengan
ukuran yang di minimalkan dari ukuran aslinya karena ini adalah prototype. Ukuran
inkubator bayi pada umumnya yaitu 80 x 60 x 85cm, prototype ini akan diminimalkan dari
ukuran pada umunya sehingga menjadi 26,7 x 10 x 28,3cm. Ruang utama adalah ruang untuk
a b
c
d e
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
mengukur suhu dan menstabilkan suhu, ruang pemanas adalah tempat untuk pengaturan
suhu yang diinginkan, dimana terdapat lampu sebagai pemanas, sirkulasi udara dibutuhkan
untuk keluar masuk udara pada kubah utama.
3.3.2. Perancangan Pengkabelan
Pada penelitian ini PLC yang digunakan adalah omron CPM-2A yang berfungsi
sebagai kontroler, CPM-2A yang digunakan memiliki 30 port, 18 port input dan 12 port
output.
Tabel 3. 1 Alamat Piranti Input
Input
No Nama Alamat Keterangan
1 Tombol
Emergensi 0.00 IN PLC CPM2A
2 LM 35 2 MAD
Tabel 3. 2 Alamat Piranti Output
Output
No Nama Keterangan
1 Lampu Out MAD
3.3.3. Pengkondisi Sinyal Sensor
Seperti yang tercantum dibatasan masalah, sensor suhu yang digunakan adalah
Lm35. Untuk pembacaan dihubungkan dengan rangkaian pengkondisi sinyal agar
didapatkan Output yang cukup untuk pembacaan pin analog pada modul MAD. Proses
pengukuran suhu menggunakan LM35 dengan rentang suhu yang dibutuhkan adalah 32˚C
sampai 35˚C dengan interval kenaikan 10mV/˚C. sehingga untuk suhu 32˚C tegangan yang
dihasilkan adalah 320mV dan untuk suhu 35˚C tegangan yang dihasilkan adalah 350mV.
Sedangkan Input analog MAD dapat membaca tegangan dari 0V sampai 10V, sehingga
diperlukan penguatan tegangan sebesar 10x. Om-amp yang digunakan yaitu Lm741.
Gambar 3. 5 Pengkondisi sinyal
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Supaya didapatkan penguatan 10 kali maka dibutuhkan rangkaian non inverting
seperti pada gambar 3.5. Pada rangkaian pengkondisi sinyal ini terdapat dua buah resistor
R1 dan R2. R1 ditetapkan 1k sehingga didapatkan R2 = 9k dari persamaan 2.13.
AV = (R2/R1) + 1
10 = (R2/1k) + 1
R2 = 9k
3.3.4. Rangkaian Penguat Arus
Rangkaian Driver Current digunakan untuk meningkatkan arus sehingga lampu yang
digunakan dapat menyala seperti pada gambar 3.6. Pada rangkaian driver current terdapat
beberapa komponen yang digunakan, untuk menetukan nilai dari komponen tersebut
diperlukan perhitungan. Nilai dari tiap komponen atau tipe komponen yang diguakan
mempengaruhi nilai keluaran dari rangkaian driver current. Seperti pada perhitungan berikut
dimisalkan nilai resistor yang digunakan adalah 10KΩ.
𝐼𝑥 =𝑉𝑖𝑛 − 𝑉𝐵𝐸
𝑅=
10𝑉 − 0,7𝑉
10𝐾Ω= 0,9𝑚𝐴
𝐼𝐶1 = 𝛽1 × 𝐼𝐵1 = 50 × 0,9𝑚𝐴 = 45𝑚𝐴
𝐼𝐶2 = 𝛽2 × 𝐼𝐵2 = 1000 × 45𝑚𝐴 = 4,5𝐴
Gambar 3. 6 Rangkaian Penguat Arus
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Gambar 3. 7 metode koneksi RS-232
3.3.5. Metode Koneksi HMI dan PLC Omron CPM2A
HMI (Human Machine Interface) yang digunakan pada tugas akhir ini adalah Seri
NB7W-TW01B. HMI ini dapat terhubung dengan PLC Omron melalui Ethernet, dan
antarmuka Serial. Untuk mengghubungkan HMI dan PLC dapat menggunakan metode
koneksi RS-232, RS-485, RS-422, maupun Ethernet. Pada perancangan ini digunakan
metode koneksi RS-232. Metode koneksi RS-232 menggunakan port serial COM1/COM2.
3.3.6. Metode Pengaturan Format MAD
MAD01 akan digunakan untuk mengubah masukan berupa tegangan analog dari
sensor suhu menjadi data digital. Langkah pertama harus menghitung Kode range/ Format
data yang akan dikirim ke MAD01 menggunakan tabel 2-9. Tegangan analog out range yang
dibutuhkan adalah 0V sampai 10V.
3.3.7. Wiring Input/Output MAD
Pada MAD01 terdapat pin Vout, Vin dan COM, yang memiliki fungsi masing-
masing, pin Vout dari MAD01 akan dihubungkan ke driver current, pin Vin dihubungkan
ke pengkondisi sinyal, COM dihubungkan sebagai grond.
3.4. Perancangan Perangkat Lunak
Sistem pada prototype inkubator bayi ini diprogram dengan bahasa pemrograman
ladder diagram. Pemrograman PLC ini menggunakan perangkat lunak CX programmer
Gambar 3. 8 Wiring Input/Output MAD
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
yang berfungsi sebagai ladder dalam penulisan baris-baris perintah dan proses pengiriman
program ke PLC. Perancangan perangkat lunak pada prototype inkubator meliputi
pengaktifan indikator start/stop, pembacaan nilai suhu, perhitungan dalam proses
pengendalian menggunakan exspansion intructions PID, dan tampilan data pada HMI.
3.4.1. Kerangka Utama Program
Program utama dimulai dari pembacaan data suhu, selanjutnya, sistem membaca
nilai suhu untuk dibandingkan dengan set point yang diberikan. Selisih set point dengan suhu
aktual inkubator adalah kesalahan (error). Kesalahan tersebut akan digunakan untuk
perhitungan sinyal kendali dengan metode PID. Input nilai suhu dan masukan parameter
PID, kemudian keluaran dari perhitungan tersebut dikeluarkan melalui modul keluaran
analog.
Gambar 3. 9 Kerangka
Umum Program
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
3.4.2. Pengolahan PID
Subrutin masukan parameter PID berfungsi untuk memasukkan data-data yang
diberikan untuk proses pengendalian. Untuk mendapat nilai dari parameter PID dilakukan
dengan metode yang sudah dijelaskan pada sub bab metode penelaan PID yaitu heuristic.
Nilai Kp, Ki, Kd akan dimasukan dalam program kemudian akan diolah oleh PLC sehingga
menghasilkan jumlahan dari pengendali proporsional, integral, dan diferensial.
3.4.3. Perancangan Tampilan HMI
HMI (human Machine Interface) akan mempermudah dalam pengoprasian alat dan
akan membantu untuk memonitoring suhu serta tingkat gas di dalam pabrik. Perangkat lunak
HMI yang digunakan untuk menunjang pemrograman hardware HMI Omron NB7W-
TW00B yang digunakan pada tugas akhir ini adalah software NBDesigner versi 1.35 yang
merupakan software HMI milik Omron yang digunakan untuk membuat layout HMI. Pada
tabel 3.4. merupakan bagian isi hmi dengan screen layout, sedangkan pemrograman pada
perangkat keras PLC Omron CPM2A-NA20DR-A menggunakan software CXProgrammer
versi 9.2.
Tabel 3. 3 Bagian Tampilan HMI
NO. Screen Layout Isi
1. Screen 1 Tampilan Awal
2. Screen 2 Home
3. Screen 3 Input Nilai Suhu
4. Screen 4 Monitoring
5. Screen 5 Error
Gambar 3. 10
Pengolahan PID
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Tampilan awal seperti Gambar 3.11. merupakan rancangan tampilan awal sebelum
masuk kemenu utama. Tampilan awal berisi salam pembuka serta ucapan selamat
mengoperasikan
Pada menu HOME terdapat beberpa pilihan yaitu untuk monitoring, start, stop.
Monitoring adalah pilihan untuk menampilkan nilai dari suhu yang sedang terukur dan
keadaan suhu pada inkubator tersebut. Start untuk memulai mengoperasikan inkubator dan
stop untuk menghentikan kerja dari sistem. Seperti pada gambar 3.12.
SELAMAT DATANG
SELAMAT
MENGOPERASIKAN
HOME
Gambar 3. 12 Tampilan menu home
Pengaturan Suhu Inkubator
Bayi
Monitoring Start Stop
Gambar 3. 11 Tampilan Awal
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Tampilan berikut adalah tampilan setelah tombol start di klik maka akan muncul tampilan
untuk memasukan nilai suhu yang akan diatur sesuai dengan berat badan dan umur bayi.
Maka user hanya akan memilih sesuai berat badan dan usia. Seperti pada gambar 3.13.
Monitoring berfungsi untuk mengetahui tingkat suhu yang ada di ruang utama
ikubator, sehingga dapat menjadi acuan sistem dalam mengontrol suhu. Selain itu fungsi dari
monitoring juga dapat digunakan sebagai pendeteksi kerusakan pada sistem dan pada alat.
Seperti gambar 3.14.
Gambar 3. 13 Tampilan Input Nilai Suhu
Gambar 3. 14 Tampilan Monitoring
Input Nilai Suhu
BACK
32˚
Monitoring
Suhu Suhu
Aktual
34˚
40˚C
20˚C
40˚C
20˚C
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
Pada sistem yang dibuat ada kalanya terjadi error sistem maka pada HMI akan muncul
tampilan seperti gambar 3.15.
Warning
ERROR SISTEM
CHECK YOUR SISTEM
HARDWARE
Gambar 3. 15 Tampilan Error
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
BAB IV
ANALISIS DAN PEMBAHASAN Suatu alat atau program dapat dikatakan bekerja dengan baik apabila disertai dengan
pembuktian fungsi kerja dari alat tersebut. Bab ini akan menjelaskan mengenai hasil
implementasi rancangan perangkat keras, perangkat lunak, dan hasil pengujian sistem. Hasil
dan pembahasan kontrol suhu yaitu sensor suhu dengan menggunkaan rangkaian PLC, serta
membahas program yang digununakan pada PLC. Hasil pengamatan berupa suhu pada
inkubator, ketepatan dan kestabilan sistem.
4.1. Perubahan Perancangan
4.1.1. Rangkaian Driver Current
Rangkaian penguat arus yang dirancang di bab 3 gambar tidak dapat menyalakan
lampu karena arus keluaran pada rangkaian draiver current pada perancangan tidak cukup
untuk menyalakan lampu sehingga rangkaian diubah agar dapat menaikan arus pada lampu
dengan daya yang lebih besar. Perubahan juga dilakukan pada lampu, karena lampu yang
digunakan yaitu 10W 12V tidak dapat menyala, sehingga diubah dengan menggunakan
lampu yang memiliki beban yang besar yaitu 35W 12V dengan perubahan watt yang lebih
besar akan menghasilkan cahaya lampu yang lebih terang serta lebih panas, sehingga dapat
mencapai suhu yang diinginkan. Perubahan rangkaian dapat dilihat pada gambar 4.1
Persamaan yang digunakan untuk mendapatkan nilai komponen pada raingkaian
driver current, yang pertama menghitung arus pada beban atau lampu ( IL ), kemudian
menghitung arus yang akan masuk ke transistor melalui R1 (IR1), dan kemudia menghitung
niali R1
Gambar 4. 1 Rangkaian Driver Current
MAD01
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
𝐼𝐿 = 35𝑊
12𝑉= 2,9𝐴 (4.1)
𝐼𝑅1 =𝑉𝑎−𝑉𝑏𝑒(𝑇2+𝑇3)
𝑅1 (4.2)
𝑅1 =𝑉𝑎−𝑉𝑏𝑒(𝑇2+𝑇3)
𝐼𝑅1=
(9,3−(0,7+0,7)
2,42= 3,3𝐾Ω (4.3)
4.1.2. Layout HMI
Pada proses pembuatan layout HMI terdapat perubahan rancangan pada desain
layout. Perubahan ini dilakukan untuk membuat tampilan HMI menjadi lebih simpel dan
user frendly sehingga lebih mudah untuk digunakan. Seperti pada gambar 4.2
Pada tampilan awal tidak ada perubahan yang signifikan hanya mengganti warna layar,
warna text, dan warna tombol. Terdapat penambahan layer untuk menu pilihan umur dan
berat badan bayi.
4.1.3. Modul PID
Instruksi PID pada PLC OMRON CPM2A tidak dapat melakukan komputasi dengan
baik sehingga PLC CPM2A tidak dapat melakukan intruksi PID dengan baik, Seperti Pada
gambar 4.3.
Gambar 4. 2 Tampilan Awal HMI
Gambar 4. 3 Leader Program PID PLC CPM2A
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Intruksi PID pada PLC CPM2A dirubah dengan menggunakan perhitungan
matematis metode PI. Metode PI adalah gabungan dari pengontrol proporsional dan
pengontrol integrtor seperti pada persamaan 4.1, untuk persamaan matematis pengontrol
proporsional dan integrator 2.1 dan 2.4.
𝑃𝐼 = 𝐾𝑝. 𝑒(𝑡) + 𝐾𝑖 ∫ 𝑒(𝑡)𝑑𝑡 (4.1)
4.2. Implementasi Hardware
Hasil implementasi prototipe inkubator bayi secara umum dapat dilihat pada gambar
4.3 dengan keterangan pada tabel 4.1.Pada bagian depan inkubator terdapat terdapat pintu
yang digunkan untuk mengatur keadaan bayi dalam ruang utama dan juga HMI. Dapat
dilihat pada gambar 4.3.
Gambar 4. 5 Bagian Maket Inkubator
D
E
Gambar 4. 4 MAD, PLC, power supply
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Tampak atas inkubator menunjukan ruang utama inkubator yang terdapat sensor untuk
mendeteksi suhu pada ruangan tersebut gambar 4.4 menunjukan MAD, Power supply, dan
juga PLC.
Tabel 4. 1 Bagian Inkubator
Huruf Keterangan
A Pengkondisi Sinyal
B Penguat Arus
C Lampu
D MAD01
E Power Supply
4.3. Menentukan nilai Kp dan Ki
Pada bab 2 telah dijelaskan bahwa kontrol P dan I memiliki konstanta P dan
konstanta I. Nilai Kp dan Ki didapat dengan cara melakukan percobaan pada beberapa nilai
seperti pada lampiran, nilai Kp dan Ki memiliki pengaruh pada respon sistem seperti yang
sudah dijelaskan pada bab 2 dan dilihat pada lampiran gambar L.1 sampai gambar L.12 .
Nilai Kp dan Ki yang terbaik yaitu pada Kp=5 dan Ki=1.
4.4. Hasil Pengamatan Sistem
Pengamatan sistem dilakukan pada sistem dan sub sistem. Sistem data berupa
mekanisme sistem secara keseluruhan dan tampilan status pada HMI. Sedangkan pada sub
data yang diambil berupa nilai tegangan pada setiap komponen utama yang digunakan.
Gambar 4. 6 Tampak Atas Inkubator
C
A
B
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Pada pengamatan sistem utama data yang diambil berupa respon sistem terhadap
kontroler PI yaitu dengan cara memberikan tegangan yang berfariasi terhadap sistem, serta
status yang akan muncul di HMI. Ketika sistem dinyalakan, sistem akan mengirimkan data
hasil pemgolahan sistem.
4.4.1. Data Hasil Pengamatan Sistem
Data pengamatan sistem dilakukan dengan pegujian berdasarkan set point berupa
nilai suhu yang akan diatur. Penalaan dengan metode huristic dilakukan untuk mencari
respon sistem terbaik. Percobaan pertama yaitu pada BB>2500gr dengan umur >2hari
setpoint 31,98˚C. Seperti pada tebel 4.1
Tabel 4. 2 Data BB >2500Gr, Umur >2 Hari, SP=31,98, KP=5, KI=1
No Waktu (Detik) Suhu Pada Monitor (˚C ) Suhu Termometer (˚C )
1 0 s 26,1 ˚C 27,6 ˚C
2 20 s 27,3 ˚C 28,4 ˚C
3 40 s 28,0 ˚C 29 ˚C
4 60 s 28,4 ˚C 29,3 ˚C
5 80 s 28,8 ˚C 29,8 ˚C
6 100 s 29,2 ˚C 30,2 ˚C
7 120 s 29,6 ˚C 30,6 ˚C
8 140 s 30,0 ˚C 30,9 ˚C
9 160 s 30,4 ˚C 31,2 ˚C
10 180 s 30,8 ˚C 31,6 ˚C
11 200 s 31,4 ˚C 31,9 ˚C
12 220 s 31,5 ˚C 32,1 ˚C
13 240 s 31,5 ˚C 32,2 ˚C
14 260 s 31,5 ˚C 32,3 ˚C
15 280 s 31,5 ˚C 32,4 ˚C
16 300 s 31,7 ˚C 32,6 ˚C
17 320 s 31,7 ˚C 32,5 ˚C
18 340 s 32,3 ˚C 32,5 ˚C
19 360 s 31,9 ˚C 32,7 ˚C
20 380 s 31,9 ˚C 32,8 ˚C
21 400 s 31,5 ˚C 32,7 ˚C
22 420 s 31,2 ˚C 32,7 ˚C
23 440 s 31,5 ˚C 32,8 ˚C
24 460 s 31,5 ˚C 32,8 ˚C
26 500 s 32,3 ˚C 32,8 ˚C
27 520 s 31,9 ˚C 32,8 ˚C
28 540 s 32,9 ˚C 32,9 ˚C
29 560 s 31,9 ˚C 32,7 ˚C
30 580 s 31,9 ˚C 32,8 ˚C
31 600 s 31,9 ˚C 32,6 ˚C
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Lanjutan Tabel 4.2
No Waktu Suhu Pada Mnitor (˚C ) Suhu Termometer (˚C )
1 620 s 31,5 ˚C 32,6 ˚C
2 640 s 32,3 ˚C 32,6 ˚C
3 660 s 32,3 ˚C 32,5 ˚C
4 680 s 31,9 ˚C 31,6 ˚C
5 480 s 32,7 ˚C 32,7 ˚C
6 700 s 31,9 ˚C 32,6 ˚C
7 720 s 31,2 ˚C 32,6 ˚C
8 740 s 32,7 ˚C 32,6 ˚C
9 760 s 31,9 ˚C 32,5 ˚C
10 780 s 31,9 ˚C 32,5 ˚C
11 800 s 31,2 ˚C 32,5 ˚C
12 820 s 31,2 ˚C 32,6 ˚C
13 840 s 31,5 ˚C 32,6 ˚C
14 860 s 31,5 ˚C 32,5 ˚C
15 880 s 31,5 ˚C 32,6 ˚C
16 900 s 32,7 ˚C 32,6 ˚C
17 920 s 32,3 ˚C 32,5 ˚C
18 940 s 31,9 ˚C 32,5 ˚C
19 960 s 31,9 ˚C 32,5 ˚C
Data hasil pengamatan perubahan suhu pada gambar 4.7 dilihat mealui perubahan
suhu yang tertampil pada monitor. Pada gambar 4.7 dapat dilihat bahwa terjadi overshoot
pada sistem dan sistem akan berosi lasi samapai pada titik kestabilan, sensistifitas sensor
membuat respon dari sistem terus berosilasi dan berubah-ubah, nilai perubahan suhu masih
dalam range toleransi yang diberikan yaitu sebesar ±2,5%
Gambar 4. 7 Grafik Kenaikan Suhu BB >2500Gr, Umur >2 Hari, SP=31,98˚C, KP=5, KI=1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
Nilai Tr, Ts, Tp, dapat dilihat pada gambar 4.7 Nilai tr dicari saat waktu sistem
mencapai 0% dan 100% dari nilai akhir tanggapan sistem dimulai dari nilai awalnya yaitu
26,13˚C, dari gambar 4.7 dapat diketahui bahwa nilai Tr=320 detik.
Nilai tp adalah waktu yang diperlukan tanggapan untuk mencapai puncak pertama
overshoot. Jika dilihat dari grafik, maka nilai Tp adalah 340 detik.
Dari grafik gambar 4.7 diperoleh :
1. Tr= 320 detik
2. Tp= 340 detik
3. Ts= 820 detik
4. % Os= 1,2%
5. Ess= 2,37%
Suhu yang diatur dikatakan stabil karena nilai error suhu tidak melebihi ±2,5% dari
nilai yang diinginkan.
Grafik perubahan suhu berdasarkan pengamatan pada termometer dapat dilihat
bahwa suhu dapat stabil dan tidak ada osilasi ataupun overshoot yang terjadi sama seperti
pada hasil pengamatan perubahan suhu pada monitor. Nilai tr dicari saat waktu sistem
mencapai 0% dan 100% dari nilai akhir tanggapan sistem dimulai dari nilai awalnya yaitu
27,6˚C, dari gambar 4.8 dapat diketahui bahwa nilai Tr=220 detik,. Error pada suhu yang
diatur adalah 1,56% tidak melebihi dari batas toleransi ±2,5% suhu yang dinginkan.
Gambar 4. 8 Grafik kenaikan suhu berdasarkan termometer
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Pada gambar 4.9 menunjukan perbedaan garfik antara hasil pengamatan pada
monitor dan termometer. Suhu pada monitor mengalami osilasi sedangkan suhu pada
termometer cenderung lebih stabil.
Nilai perubahan suhu akan tertampil pada HMI dan menunjukan batas kenikan suhu
dengan menggunakan indikator lampu, lampu akan hijau jika nilai suhu yang terbaca masih
dibawah nilai suhu inptan dan akan berubah merah jika nilai tersebut terlewati. seperti pada
gambar 4.10 dan 4.11
Gambar 4. 9 Grafik perbandingan suhu pada set point 32, Kp=5, Ki=1
Gambar 4. 10 Tampilan awal nilai suhu dan indikator lampu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
Percobaan pada BB 1500-2000gr dengan umur 11hari–4minggu, KP=5,
KI=1,setpoint 33,15˚C. Menunjukan grafik seperi pada gambar 4.12. Suhu mengalami
perubahan dan terus berosislasi dan masih dalam batas maksimal range yang ditentukan.
Data percobaan pada BB 1500-2000gr dengan umur 11hari-4minggu, setpoint
33,15˚C, KP=5, KI=1. Seperti pada tabel 4.3.
Pada gambar 4.12 adalah grafik perubahan suhu yang menunjukan nilai perubahan
suhu masih dalam batas toleransi yang errornya tidak melebihi ±2,5%. Pada grafik ini juga
dapat dilihat nilai Tr, Ts, Tp, %Os, dan Ess.
Gambar 4. 11 Grafik kenaikan suhu BB 1500-2000gr, umur 11hari-
4minggu, SP=33,15˚C KP=5, KI=1
Gambar 4. 12 Tampilan perubahan nilai suhu dan indikator lampu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
Nilai tr dicari saat waktu sistem mencapai 0% dan 100% dari nilai akhir tanggapan
sistem dimulai dari nilai awalnya yaitu 25,79˚C, dari gambar 4.8 dapat diketahui bahwa nilai
Tr=4000 detik. Nilai tp adalah waktu yang diperlukan tanggapan untuk mencapai puncak
pertama overshoot. Jika dilihat dari grafik, maka nilai Tp adalah 420 detik. Dari grafik 4.11
diperoleh :
1. Tr= 400 detik
2. Tp= 420 detik
3. Ts= 460 detik
4. %Os = 1,2%
5. Ess = 1,63%
Tabel 4. 3 Data BB 1500-2000gr, umur 11hari-4minggu, sp=33,15, kp=5,ki=1
No Waktu ( Detik ) Suhu Pada Monitor ( ˚C ) Suhu Termometer (˚C )
1 0 s 25,7 ˚C 27,4 ˚C
2 20 s 26,9 ˚C 27,9 ˚C
3 40 s 27,6 ˚C 28,6 ˚C
4 60 s 28,0 ˚C 28,9 ˚C
5 80 s 28,8 ˚C 29,2 ˚C
1 100 s 29,2 ˚C 29,6 ˚C
2 120 s 29,6 ˚C 29,8 ˚C
3 140 s 30,0 ˚C 30,1 ˚C
4 160 s 30,4 ˚C 30,3 ˚C
5 180 s 30,4 ˚C 30,8 ˚C
6 200 s 30,4 ˚C 30,9 ˚C
7 220 s 30,8 ˚C 31,3 ˚C
8 240 s 31,2 ˚C 31,5 ˚C
9 260 s 30,8 ˚C 31,7 ˚C
10 280 s 31,2 ˚C 31,8 ˚C
11 300 s 31,5 ˚C 32,3 ˚C
12 320 s 31,5 ˚C 32,4 ˚C
13 340 s 31,5 ˚C 32,7 ˚C
14 360 s 31,9 ˚C 33 ˚C
15 380 s 31,9 ˚C 32,8 ˚C
16 400 s 32,3 ˚C 32,7 ˚C
17 420 s 33,5 ˚C 32,9 ˚C
18 440 s 32,8 ˚C 32,9 ˚C
19 460 s 32,5 ˚C 32,8 ˚C
20 480 s 33,3 ˚C 32,6 ˚C
21 500 s 33,5 ˚C 32,8 ˚C
22 520 s 33,5 ˚C 32,8 ˚C
23 540 s 32,9 ˚C 32,9 ˚C
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
Lanjutan Tabel 4.3
No Waktu ( Detik ) Suhu Pada Monitor (˚C) Suhu Termometer (˚C )
1 560 s 32,5 ˚C 32,8 ˚C
2 580 s 33,3 ˚C 32,6 ˚C
3 600 s 33,5 ˚C 32,5 ˚C
4 620 s 33,5 ˚C 32,7 ˚C
5 640 s 33,1 ˚C 32,9 ˚C
6 660 s 32,7 ˚C 32,9 ˚C
7 680 s 32,7 ˚C 32,7 ˚C
8 700 s 33,2 ˚C 32,6 ˚C
9 720 s 33,5 ˚C 32,6 ˚C
10 740 s 33,1 ˚C 32,8 ˚C
11 760 s 32,3 ˚C 32,9 ˚C
12 780 s 32,3 ˚C 32,9 ˚C
13 800 s 33,3 ˚C 32,9 ˚C
14 820 s 33,4 ˚C 32,9 ˚C
15 840 s 33,5 ˚C 32,8 ˚C
16 860 s 33,4 ˚C 32,8 ˚C
17 880 s 32,8 ˚C 32,7 ˚C
18 900 s 32,3 ˚C 32,7 ˚C
19 920 s 33,5 ˚C 32,7 ˚C
20 940 s 33,1 ˚C 32,8 ˚C
21 960 s 33,1 ˚C 32,7 ˚C
Grafik perubahan suhu berdasarkan pengamatan pada termometer dapat dilihat
bahwa suhu dapat stabil dan tidak ada osilasi ataupun overshoot yang terjadi sama seperti
pada hasil pengamatan perubahan suhu pada monitor. Nilai tr dicari saat waktu sistem
mencapai 0% dan 100% dari nilai akhir tanggapan sistem dimulai dari nilai awalnya yaitu
Gambar 4. 13 Grafik kenaikan suhu berdasarkan termometer
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
27,4˚C, dari gambar 4.8 dapat diketahui bahwa nilai Tr=340 detik. Error pada suhu yang
diatur adalah 1,51% tidak melebihi dari nilai batas toleransi ±2,5% suhu yang dinginkan.
Pada gambar 4.14 menunjukan perbedaan garfik antara hasil pengamatan pada
monitor dan termometer. Suhu pada monitor mengalami osilasi sedangkan suhu pada
termometer cenderung lebih stabil.
Nilai suhu dapat stabil ketika error bernilai nol dan ouput dari komputasi PI
menghasilkan nilai nol, output nilai tertentu dikirim ke MAD01 sebagai nilai untuk
mempertahankan kestabilan. Output dari PI diberikan batas atas dan batas bawah, sehingga
output dari MAD01 tidak mengalami perubahan secara terus menerus, ketika program PI
melakukan komputasi.
Dari semua data sempel yang diambil, grafik kenaikan suhu dapat mencapai nilai
yang ingin diatur oleh user, namun karena suhu yang berada pada inkubator tidak di turunkan
oleh suatu aktuator tambahan, maka suhu pada inkubator akan tetap dan bahkan bertambah
dikarenakan sistem akan bekerja terus dan berosilasi.
4.5. Hasil implementasi software PLC dan HMI
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan program yaitu resolusi yang
digunakan dalam melakukan konversi, range masukan dan keluaran MAD01, alamat
channel masukan dan channel keluaran perlu diperhatikan dalam penggunaan MAD01.
Alamat channel masukan dan keluaran MAD01 akan menyesuaikan alamat channel
Gambar 4. 14 Grafik perbandingan suhu pada set point 33, Kp=5, Ki=1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
masukan dan keluaran dari PLC yang digunakan. Alamat penyimpanan data perlu
diperhatikan dalam menampilkan data dari PLC atau dari HMI.
Program yang dibuat yaitu program PI, dikarenakan instruksi PID yang terdapat pada
PLC OMRON CPM2A tidak dapat dijalankan maka progrom dibuat berdasarkan persamaan
matematis motode PI. Tahap pembuatan program dimulai dengan pembcaan MAD01 dan
kemudia pembuatan program matematis metode PI dengan beberapa instruksi yang ada pada
PLC CPM2A.
4.5.1. Program pembacaan MAD01
Hasil pembacaan dari MAD01 berasal dari sensor suhu yang dikuatkan melalui pengkondisi
sinyal dan dibaca oleh MAD01 dengan kode range #FF00 sebagai kode pembacaan nilai
tegangan mulai dari 0-10V. Hasil pembacaan dari MAD01 akan dikonversi kedalam bentuk
decimal yang tersimpam didalam memori DM7. Seperti pada gambar 4.12 menunjukan
listning program pembacaan MAD01, terlihat bahwa program telah berjalan dengan benar.
4.5.2. Program Setpoint
Pada program ini nilai setpoint berupa suhu yang akan diatur, nilai suhu diberikan
berfariasi seusai dengan umur dan berat badan bayi. Nilai suhu tersebut dikonversikan
kedalam bentuk decimal, setiap nilai yang akan diatur disimpan ke dalam memori DM37.
Gambar 4. 15 Program pembacaan MAD01
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Niali yang tersimpan pada DM32 akan berganti sesuai dengan setpoint atau suhu yang diatur.
Seperti pada gambar 4.13 menunjukan program masukan setpoint.
4.5.3. Program Error Program error adalah program pengurangan antara setpoint dan PV (pengkondisi
sinyal). Nilai set point pada memori DM37 dikurangi nilai pengkondisi sinyal yang
Gambar 4. 16 Program Set point
Gambar 4. 17 Program Error
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
tersimpan pada memori DM7, setelah melalui perhitungan matematis kemudia hasilnya akan
disimpan pada memori DM13. Seperti pada gambar 4.14 menunjukan listning program error
4.5.4. Program Proporsional Pada program ini merupakan implementasi dari persamaan matematis kontrol
proporsional, dimana menetapkan suatu konstanta Proporsional dan akan dikalikan dengan
error. Nilai Kp ditentukan dan akan dikonversi kemudian disimpan kedalam memori DM15
setalah itu akan dilakukan perhitungan matematis sesuai dengan instruksi yang ada pada
PLC CPM2A, seperti pada gambar 4.15
4.5.5. Program Integral Program integral berdasarkan instruksi yang ada pada PLC CPM2A menggunakan
persamaan matematis dari kontrol I yaitu dengan menetapkan konstanta integral dan
kemudian menetapkan time integral. Nilai yang telah ditentukan dikonversikan kemudian
disimpan kedalam memori DM15, dilakukan perhitungan matematis sesuai dengan instruksi
dan disimpan kedalam memori DM47. Seperti dapat dilihat pada gambar 4.16
Gambar 4. 18 Program Proporsional
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
4.5.6. Program Output PI Pada program ini hasil dari program Proporsional dan Program Integral akan
kerjakan sesuai dengan perhitungan matematis kontrol PI, menggunakan instruksi pada PLC
CPM2A. Hasil dari program PI akan dikonversikan kemudian akan disimpan pada memori
DM49 dan dikonversikan menjadi data analog sehingga dapat menjalankan aktuator.
Program PI dapat dilihat pada gambar 4.17
Gambar 4. 19 Program I
Gambar 4. 20 Program Output PI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
4.5.7. Program Compare
Pada program ini akan diberikan nilai batas dan dan batas bawah hasil dari
komputasi program PI, hasil dari program PI tidak langsung dikirim ke MAD01. Sepeti pada
gambar 4.18
4.5.8. Program HMI Pemrograman yang dibuat untuk setiap tombol dan layer akan tertampil pada HMI.
Tombol memasukan nilai suhu, tombol stop, monitoring.
Gambar 4. 21 Program Compare Output
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
4.5.8.1. Layer Home
Pada layer home terdapat tombol monitoring, menu, dan stop, masing masing tombol
memiliki fungsi dan program yang berbeda. Gambar 4.22 menunjukan tampilan Home.
Tombol monitoring dan tombol menu memiliki fungsi yang sama yaitu hanya
untuk mengganti ke layer selanjutnya dengan menggunakan fitur function key pada bagian
function parts. Cara mensetting tombol untuk melakukan instruksi pindah layer dapat dilihat
seperti pada gambar 4.23.
Gambar 4. 22 Tampilan Home HMI
Gambar 4. 23 Setting pindah layer
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
Tombol stop berfungsi untuk menghentikan kerja dari sistem yang sedang berjalan,
tombol stop pada HMI mengikuti program yang ada pada PLC, maka pada setting tombol
dimasukan alamat dari memori tombol stop pada PLC. Pada HMI tombol stop dapat di
setting dengan menggunakan fitur Bit state switch yang ada pada bagian PLC parts, dapat
dilihat pada gambar 4.24.
Pada layar HMI tombol stop bekerja sesuai dengan instruk yang ada pada PLC, seperti pada
gambar 4.22 dan 4.23, dimana ketika tombol stop ditekan maka program PLC juga bekerja
Gambar 4. 24 Setting pengalamatan tombol
Gambar 4. 26 Program Tombol Stop
Gambar 4. 25 Gambar tombol stop saat ditekan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
4.5.8.2. Layer Menu
Pada layer menu terdapat beberapa tombol pilihan kategori berat badan, tombol
tombol tersebut hanya untuk pilihan dan fungsinya hanya untuk pindah ke layer yang lain
dan tidak terhubung dengan program PLC. Proses setting tombol pindah layer telah
dijelaskan pada gambar 4.23. Gambar pilih kategori berat badan bayi seperti pada gambar
4.27.
4.5.8.3. Layer Pilih Kategori Umur
Pada layer ini terdapat tombol unutk memilih umur, dimana umur yang akan dipilih
disesuaiakan dengan suhu yang diatur seperti pada tabel 2.1 atau sama dengan setpoint.
Tombol umur yang akan ditekan bekerja sesuai dengan program pada PLC, maka alamat
pada tombol disetting sesuai dengan memori pada PLC, tombol ini juga menggunakan fitur
Bit state switch yang ada pada bagian PLC parts . Proses setting tombol dapat dilihat pada
gambar 4.23. Menu pilihan kategori umur dapat dilihat pada gambar 4.27 dan program pada
PLC sesuai dengan tombol pada gambar 4.28
Gambar 4. 27 Pilih kategori Umur
Gambar 4. 28 Program Setpoint
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
4.5.8.4. Layer Monitoring
Pada layer monitoring HMI akan menampilkan nilai suhu yang terdeteksi oleh sensor
dan diprogram oleh PLC. Tampilan monitoring ini menggunakan fitur direct window pada
bagian PLC parts. Tampilan tersebut terhubung dengan program PLC, nilai pembcaan pada
HMI akan berubah ubah, setting alamat tampilan tersebut dibuat sama dengan alamat
memori pembacaan sensor sehingga nilai yang terbaca sensor dapat langsung tertampil, cara
setting dapat dilihat pada gambar 4.23.
Gambar 4. 29 Tampilan pilih umur
Gambar 4. 30 Setting pembacaan nilai suhu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Proses pembacaan nilai suhu dan program dapat dilihat pada gambar 2.28 dan 2.29 pada
tampilan HMI lampu indikator akan menyala ketika nilai telah melewati batas dari nilai suhu
input.
Gambar 4. 31 Tampilan perubahan nilai suhu dan indikator lampu
Gambar 4. 32 Tampilan awal nilai suhu dan indikator lampu
Gambar 4. 33 Program tampilan nilai suhu dan indikator lampu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
4.6. Hasil Pengamatan Sub Sistem
4.6.1 Hasil Pengamatan Sensor dan Pengkondisi Sinyal
Rangkaian pengkondisi sinyal digunakan sebagai penguat sinyal keluaran dari sensor
suhu karena setiap kenaikan 1˚ C, sensor suhu mengirim sinyal tegangan sebesar 10mV
sedangkan modul analog to digital disetting untuk pembacaan rentang tegangan 1-10 volt.
Sehingga pengkondisi sinyal berfungsi untuk menguatkan tegangan yang akan masuk ke
modul analog to di digital. Pengkondisi sinyal dibuat dengan penguatan sebesar 10 kali
Rangkaian pengkondisi sinyal yang digunakan terdiri dari komponen ic lm741 dan 3
buah resistor masing-masing 1K dan 8K sehingga didapat penguatan sebesar 10 kali. Hasil
pengamatan yang didapat sama dengan hasil yang diinginkan, pengujian dilakukan dengan
melihat pada suhu yang tertampil pada monitor, dan dibandingkan dengan suhu pengukuran
dengan menggunakan termometer. Percobaan dilakukan pada BB>2500gr dengan umur
>2hari setpoint 31,98˚C. Seperti pada tabel 4.5 dan 4.6.
𝑆𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 =𝑆𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 − 𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜
𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜 × 100%
Tabel 4. 4 Data Pembcaan Suhu Sensor dan Suhu Termometer
No Waktu (Detik) Suhu Monitor (˚C ) Suhu Termometer (˚C ) Error %
1 0 s 26,1 ˚C 27,6 ˚C 5,6 %
2 20 s 27,3 ˚C 28,4 ˚C 4,0 %
3 40 s 28,0 ˚C 29 ˚C 3,2 %
4 60 s 28,4 ˚C 29,3 ˚C 2,9%
5 80 s 28,8 ˚C 29,8 ˚C 3,2 %
6 100 s 29,2 ˚C 30,2 ˚C 3,2 %
7 120 s 29,6 ˚C 30,6 ˚C 3,2 %
8 140 s 30,0 ˚C 30,9 ˚C 2,8 %
9 160 s 30,4 ˚C 31,2 ˚C 2,5 %
Gambar 4. 34 Sensor suhu dan pengkondisi sinyal
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
Lanjutan Tabel 4.4
No Waktu (detik) Suhu Pada Monitor (˚C ) Suhu Termometer ( ˚C ) Error %
1 180 s 30,8 ˚C 31,6 ˚C 2,5 %
2 200 s 31,4 ˚C 31,9 ˚C 1,5 %
3 220 s 31,5 ˚C 32,1 ˚C 1,6 %
4 240 s 31,5 ˚C 32,2 ˚C 1,9 %
5 260 s 31,5 ˚C 32,3 ˚C 2,2 %
6 280 s 31,5 ˚C 32,4 ˚C 2,5 %
7 300 s 31,7 ˚C 32,6 ˚C 2,5 %
8 320 s 31,7 ˚C 32,5 ˚C 2,2 %
9 340 s 32,3 ˚C 32,5 ˚C 0,4 %
10 360 s 31,9 ˚C 32,7 ˚C 2,2 %
11 380 s 31,9 ˚C 32,8 ˚C 2,5 %
12 400 s 31,5 ˚C 32,7 ˚C 3,5 %
13 420 s 31,2 ˚C 32,7 ˚C 4,8 %
14 440 s 31,5 ˚C 32,8 ˚C 3,8 %
15 460 s 31,5 ˚C 32,8 ˚C 3,8 %
16 480 s 32,7 ˚C 32,7 ˚C 0,1 %
17 500 s 32,3 ˚C 32,8 ˚C 1,3 %
18 520 s 31,9 ˚C 32,8 ˚C 2,5 %
19 540 s 32,9 ˚C 32,9 ˚C 0,2 %
20 560 s 31,9 ˚C 32,7 ˚C 2,2 %
21 580 s 31,9 ˚C 32,8 ˚C 2,5 %
22 600 s 31,9 ˚C 32,6 ˚C 1,9 %
23 620 s 31,5 ˚C 32,6 ˚C 3,4 %
24 640 s 32,3 ˚C 32,6 ˚C 0,7 %
25 660 s 32,3 ˚C 32,5 ˚C 0,4 %
26 680 s 31,9 ˚C 32,6 ˚C 1,9 %
27 700 s 31,9 ˚C 32,6 ˚C 1,9 %
28 720 s 31,2 ˚C 32,6 ˚C 4,4 %
29 740 s 32,7 ˚C 32,5 ˚C 0,7 %
30 760 s 31,9 ˚C 32,5 ˚C 1,6 %
31 780 s 31,9 ˚C 32,5 ˚C 1,6 %
32 800 s 31,2 ˚C 32,6 ˚C 4,4 %
33 820 s 31,2 ˚C 32,6 ˚C 4,4 %
34 840 s 31,5 ˚C 32,5 ˚C 2,8 %
35 860 s 31,5 ˚C 32,6 ˚C 3,1 %
36 880 s 31,5 ˚C 32,6 ˚C 3,1 %
37 900 s 32,7 ˚C 32,5 ˚C 0,7 %
38 920 s 32,3 ˚C 32,5 ˚C 0,4 %
39 940 s 31,9 ˚C 32,5 ˚C 1,6 %
40 960 s 31,9 ˚C 32,5 ˚C 1,6 %
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Grafik kenaikan suhu berdasar pengamatan melalui termometer meliki perbedaan
dengan grafik kenaikan suhu melalui monitor seperti pada gambar 4.7 dan 4.9 untuk grafik
pengamatan melalui monitor dan gambar seperti pada gambar 4.32 degan percobaan pada
BB>2500gr dengan umur >2hari setpoint 31,98˚C
Pada data hasil pengamatan terdapat selisih antara data pembacaan sensor dan
pembacaan termometer karena sesitifitas dari sensor dan termometer yang berbeda, terlihat
bahwa sensor lebih sensitif terhadap perubahan suhu dibandingkan dengan termometer.
4.6.2. Hasil Pengamatan Driver current
Percobaan driver current dilakukan dengan memberikan tegangan inputan bervariasi
ke driver current. Keluaran dari driver current berupa kenaikan tegangan yang bervariasi
sesuai dengan tegangan inputan. Data hasil percobaan dapat dilihat pada tabel 4.8 dan pada
gambar 4.33. Pada Gambar 4.33 terlihat bahwa hasil dari percobaan ini telah sesuai dengan
perancangan dimana tegangan output akan berubah sesuai dengan perubahan tegangan input
yang akan linear naik jika tegangan inputnya diperbesar.
Tabel 4. 5 Data percobaan driver current
Data tegangan input
driver current
Data tegangan output
driver current
2,06 V 2,8 V
2,06 V 3,8 V
2,4 V 5,1 V
2,6 V 8,2 V
3 V 9,7 V
3,4 V 10,5 V
3,8 V 10,7 V
4,1 V 10,9 V
Gambar 4. 35 Grafik percobaan driver current
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
Driver current digunakan untuk meningkatkan arus, karena arus keluaran pada PLC
terlalu kecil (20mA) untuk menyalakan lampu, dibutuhkan driver current untuk menaikan
arus agar dapat menyalakan lampu yang membutuhkan arus masukan sebesar 3A. Saat
proses uji coba output dari plc dapat menyalakan lampu. Namun pada percobaan diperoleh
tegangan minimal untuk mengaktifkan rangkaian driver yaitu sebesar 2,1 V, yang diperoleh
dari penjumlahan ke 3 Vbe pada transistor. Seperti dilihat pada tabel
Tabel 4. 6 Ouput nilai tegangan dan lux lampu
No Niliai
decimal
Tegangan
Output
MAD01
Tegangan
Output
Perhitungan
Lampu Lux
1 0 0 V 0 V Mati 0 lux
2 5 0,4 V 0,195 V Mati 0 lux
3 10 0,6 V 0,390 V Mati 0 lux
4 15 0,85 V 0,585 V Mati 0 lux
5 20 1,243 V 0,781 V Mati 0 lux
6 25 1, 432 V 0,976 V Mati 0 lux
7 30 1,867 V 1,171 V Mati 0 lux
8 35 2,062 V 1,367 V Mati 0 lux
9 40 2,487 V 1,562 V Nyala 250 lux
10 45 2,682 V 1,757 V Nyala 580 lux
11 50 3,110 V 1,953 V Nyala 1130 lux
12 55 3,309 V 2,148 V Nyala 1350 lux
13 60 3,73 V 2,343 V Nyala 1560 lux
14 65 3,930 V 2,539 V Nyala 1580 lux
15 70 4,35 V 2,734 V Nyala 1590 lux
16 75 4,55 V 2,929, V Nyala 1590 lux
17 80 4,98 V 3,125 V Nyala 1600 lux
18 85 5,19 V 3,320 V Nyala 1600 lux
19 90 5,61 V 3,515 V Nyala 1600 lux
20 95 5,81 V 3,710 V Nyala 1620 lux
21 100 0 V 0 V Mati 0 lux
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
BAB V
KESIMPULAN dan SARAN
5.1. Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa :
a. Suhu dapat diatur dan distabilkan sesuai dengan nilai inputan dengan toleransi error
±2,5%
b. Sistem PI dapat bekerja dengan baik pada para meter Kp=5 dan Ki=1
c. Semua menu pada HMI dapat bekerja dengan baik
d. HMI dapat menampilkan nilai suhu sesuai dengan keadaan plan
e. Lampu dapat menyala sesuai dengan tegangan output MAD01
f. Terdapat perbedaan responsistem berdasarkan pengamatan melalui monitor dan
termometer
5.2. Saran Untuk pengembangan alat lebih lanjut penulis menyarankan hal hal berikut:
a. Menggunakan metode penalaan PID yang lainnya, sehingga dapat diketahui respon
sistem yang paling baik.
b. Pengembangan kontol PID pada PLC CPM2A untuk aplikasi yang lain.
c. Untuk sistem akan lebih maksimal jika prototipe dibuat dengan ukuran yang lebih
besar serta tata letak sensor dibuat agar dapat menjangkau seluruh ruangan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
DAFTAR PUSTAKA 1. Manjoer, Arif. 2000. Kapita Selekta Kedokteran Edisi Ketiga.FKUI. Jakarta
2. Soetrisno, Eddy. 2001. Pendekatan Baru tentang Perawatan Bayi
Hingga Umur 3 Tahun.Jakarta : Progres.
3. Sugimatmoko, Jefry. Aplikasi Kontrol PID dalam Pengendalian Suhu Inkubator Bayi
Prematur berbasisi Pikrokontroler Atmega2560. Fakultas Teknik, Jurusan Teknik
Elektro. Malang 2015.
4. Cahyono, Eri. Dc Kontrol Drive In Mini Distributed Control Sistem Based On
Omron PLC CPM2A. Fakultas Sains dan Teknilogi, Jurusan Teknik Elektro.
Yogyakarta 2009.
5. Ogata, K., 1997. teknik Kontrol Automatik 1, Penerbit Erlangga.
6. …., 2001. Sysmac Programmable Controllers CPM1 /CPM1A /CPM2A
/CPM2C /SRM1(-V2) Programming Manual, OMRON.
7. Suhendar, “programmable Logic Controller”, yogyakarta : penerbit graha ilmu,
2005.
8. ------, 2000, Data Sheet LM35, Texas Instruments
9. http://digilib.itb.ac.id/files/disk1/548/jbptitbpp-gdl-suryadinim-27355-3-2007ta-
2.pdf diakses tanggal 27-2-2018 jam 23:18
10. Boylestad, Robert L. Nashelsky, Louis. 2009. Electronic Devices And Circuit
Theory Tenth Edition. New Jersey:Person Eduction.
11. NS. ZUZUN NAZILA, S.KEP PERAWATAN BAYIDALAM INKUBATOR
12. https://www.swarthmore.edu/NatSci/echeevel/Class/e91/Lectures/E91(10)Serial.pd
f diakses tanggal 11-3-2018 jam 20:15
13. http://repo.unand.ac.id/1017/3/bab%25201.pdf diakses tanggal 16-3-2018 jam 19.10
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-1
Tebel L. 1 Data BB=2100-2500Gr, Umur=1-2 Hari, SP=34,32˚C, KP=5, KI=1
No Waktu Suhu Monitor (˚C ) Suhu Termometer ( ˚C )
1 0 s 25,7 ˚C 27,3 ˚C
2 20 s 26,5 ˚C 28 ˚C
3 40 s 27,3 ˚C 28,4 ˚C
4 60 s 27,6 ˚C 28,8 ˚C
5 80 s 28,0 ˚C 29,2 ˚C
6 100 s 28,4 ˚C 29,6 ˚C
7 120 s 28,8 ˚C 30,1 ˚C
8 140 s 29,2 ˚C 30,4 ˚C
9 160 s 29,6 ˚C 30,8 ˚C
10 180 s 30,0 ˚C 31,1 ˚C
11 200 s 30,0 ˚C 31,4 ˚C
12 220 s 30,4 ˚C 31,8 ˚C
13 240 s 30,8 ˚C 32,1 ˚C
14 260 s 30,8 ˚C 32,3 ˚C
15 280 s 31,2 ˚C 32,7 ˚C
16 300 s 31,5 ˚C 33 ˚C
17 320 s 31,9 ˚C 33,2 ˚C
18 340 s 32,3 ˚C 33,5 ˚C
19 360 s 32,7 ˚C 33,8 ˚C
20 380 s 32,7 ˚C 34 ˚C
21 400 s 33,1 ˚C 34,2 ˚C
22 420 s 33,5 ˚C 34,4 ˚C
23 440 s 33,1 ˚C 34,6 ˚C
24 460 s 33,5 ˚C 34,6 ˚C
25 480 s 33,5 ˚C 34,8 ˚C
26 500 s 33,5 ˚C 34,8 ˚C
27 520 s 33,1 ˚C 34,9 ˚C
28 540 s 33,5 ˚C 34,9 ˚C
29 560 s 33,5 ˚C 34,9 ˚C
30 580 s 33,5 ˚C 35 ˚C
31 600 s 33,5 ˚C 35 ˚C
32 620 s 33,5 ˚C 35,1 ˚C
33 640 s 33,9 ˚C 35,1 ˚C
34 660 s 33,5 ˚C 35,1 ˚C
35 680 s 33,5 ˚C 35,2 ˚C
36 700 s 33,9 ˚C 35,2 ˚C
37 720 s 33,9 ˚C 35,2 ˚C
38 740 s 33,9 ˚C 35,3 ˚C
39 760 s 33,9 ˚C 35,3 ˚C
40 780 s 34,4 ˚C 35,4 ˚C
41 800 s 34,4 ˚C 35,5 ˚C
42 820 s 34,3 ˚C 35,4 ˚C
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-2
Lanjutan tabel L.1
No Waktu (detik) Suhu Monitor (˚C ) Suhu Termometer ( ˚C )
1 840 s 34,3 ˚C 35,3 ˚C
2 860 s 34,4 ˚C 35,3 ˚C
3 880 s 34,3 ˚C 35,2 ˚C
4 900 s 34,1 ˚C 35,1 ˚C
5 920 s 34,3 ˚C 35 ˚C
6 940 s 34,0 ˚C 34,9 ˚C
7 960 s 34,3 ˚C 34,9 ˚C
Dari grafik pada gambar L.1 dan dilihat pada data Tabel L.1 diperoleh :
1. Tr = 640 detik
2. Tp = 780 detik
3. %Os = 1,44%
4. Ess = 1,44 %
Gambar L. 1 Grafik Data BB=2100-2500Gr, Umur=1-2 Hari,
SP=34,32˚C, KP=5, KI=1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-3
Dari grafik pada gambar L.2 dan dilihat pada data diperoleh :
1. Tr = 380 detik
2. Ess = 2,64%
Tebel L. 2 Data BB <1500Gr, umur 1-10 Hari, SP=35,10˚C, KP=5, KI=1
No Waktu ( Detik ) Suhu Monitor (˚C ) Suhu Termometer (˚C)
1 0 s 26,1 ˚C 28,1 ˚C
2 20 s 27,3 ˚C 28,6 ˚C
3 40 s 27,6 ˚C 29 ˚C
4 60 s 28,0 ˚C 29,3 ˚C
5 80 s 28,8 ˚C 29,6 ˚C
6 100 s 29,2 ˚C 30,1 ˚C
Gambar L. 2 Grafik Data BB=2100-2500Gr, Umur=1-2 Hari,
SP=34,32˚C, KP=5, KI=1
Gambar L. 3 Grafik perbandingan suhu pada set point 34, Kp=5, Ki=1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-4
Lanjutan Tabel L.2
No Waktu (detik) Suhu Monitor (˚C ) Suhu Termometer (˚C)
1 120 s 29,6 ˚C 30,3 ˚C
2 140 s 30,0 ˚C 31,3 ˚C
3 160 s 30,4 ˚C 31,2 ˚C
4 180 s 30,8 ˚C 31,6 ˚C
5 200 s 31,2 ˚C 31,9 ˚C
6 220 s 31,5 ˚C 32,2 ˚C
7 240 s 31,5 ˚C 32,4 ˚C
8 260 s 31,5 ˚C 32,8 ˚C
9 280 s 31,9 ˚C 33,1 ˚C
10 300 s 32,3 ˚C 33,3 ˚C
11 320 s 32,3 ˚C 33,6 ˚C
12 340 s 32,7 ˚C 33,8 ˚C
13 360 s 33,1 ˚C 34,1 ˚C
14 380 s 33,1 ˚C 34,3 ˚C
15 400 s 33,5 ˚C 34,6 ˚C
16 420 s 33,9 ˚C 34,8 ˚C
17 440 s 33,9 ˚C 35 ˚C
18 460 s 33,9 ˚C 35,2 ˚C
19 480 s 34,7 ˚C 35,3 ˚C
20 500 s 35,1 ˚C 35,3 ˚C
21 520 s 34,5 ˚C 35,3 ˚C
22 540 s 34,9 ˚C 35,3 ˚C
23 560 s 35,4 ˚C 35,6 ˚C
24 580 s 35,1 ˚C 35,4 ˚C
25 600 s 34,9 ˚C 35,3 ˚C
26 620 s 34,4 ˚C 35,4 ˚C
27 640 s 35,4 ˚C 35,6 ˚C
28 660 s 35,1 ˚C 35,4 ˚C
29 680 s 34,9 ˚C 35,2 ˚C
30 700 s 34,3 ˚C 35,3 ˚C
31 720 s 34,7 ˚C 35,5 ˚C
32 740 s 35,4 ˚C 35,5 ˚C
33 760 s 35,1 ˚C 35,3 ˚C
34 780 s 34,5 ˚C 35,2 ˚C
35 800 s 34,3 ˚C 35,4 ˚C
36 820 s 35,4 ˚C 35,6 ˚C
37 840 s 35,1 ˚C 35,3 ˚C
38 860 s 35,1 ˚C 35,2 ˚C
39 880 s 34,9 ˚C 35,3 ˚C
40 900 s 35,2 ˚C 35,5 ˚C
41 920 s 35,2 ˚C 35,5 ˚C
42 940 s 35,1 ˚C 35,5 ˚C
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-5
Lanjutan tabel L.2
No Waktu (detik) Suhu Monitor (˚C ) Suhu Termometer (˚C)
1 960 s 35,1 ˚C 35,2 ˚C
Dari grafik pada gambar L.3 dan pada data tabel L.2 diperoleh :
1. Tr = 500 detik
2. Tp = 560 detik
3. Ts = 620 detik
4. %Os = 1,4%
5. Ess = 1,4%
Dari grafik pada gambar L.4 dan data pada tabel L.2 diperoleh :
Gambar L. 4 Grafik Data BB <1500Gr, umur 1-10 Hari, SP=35,10˚C, KP=5,
KI=1
Gambar L. 5 Grafik Data BB <1500Gr, umur 1-10 Hari, SP=35,10˚C, KP=5, KI=1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-6
1. Tr = 420 detik
2. Ess = 1,71 %
Tebel L. 3 Data BB <1500Gr, Umur >5 Minggu, SP=31,98, KP=10, KI=5
No Waktu (Detik) Sehu Monitor ( ˚C ) Suhu Termo ( ˚C )
1 0 s 26,9 ˚C 27,2 ˚C
2 20 s 27,3 ˚C 27,9 ˚C
3 40 s 28,0 ˚C 28,4 ˚C
4 60 s 28,4 ˚C 28,8 ˚C
5 80 s 28,8 ˚C 29,3 ˚C
6 100 s 29,2 ˚C 29,6 ˚C
7 120 s 29,6 ˚C 30,1 ˚C
8 140 s 30,0 ˚C 30,4 ˚C
9 160 s 30,1 ˚C 30,9 ˚C
10 180 s 30,4 ˚C 31,2 ˚C
11 200 s 30,4 ˚C 31,4 ˚C
12 220 s 31,2 ˚C 31,7 ˚C
13 240 s 31,4 ˚C 31,9 ˚C
14 260 s 31,5 ˚C 32,1 ˚C
15 280 s 31,2 ˚C 32,2 ˚C
16 300 s 31,2 ˚C 32,3 ˚C
17 320 s 31,2 ˚C 32,4 ˚C
18 340 s 31,2 ˚C 32,5 ˚C
19 360 s 31,2 ˚C 32,6 ˚C
20 380 s 31,2 ˚C 32,8 ˚C
21 400 s 31,5 ˚C 32,8 ˚C
22 420 s 31,5 ˚C 32,5 ˚C
23 440 s 31,5 ˚C 33 ˚C
Gambar L. 6 Grafik perbandingan suhu pada setpoint 35, Kp=5, Ki=1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-7
Lajutan Tabel L.3
No Waktu (Detik) Sehu Monitor ( ˚C ) Suhu Termo ( ˚C )
1 460 s 32,7 ˚C 32,9 ˚C
2 480 s 32,3 ˚C 32,8 ˚C
3 500 s 32,3 ˚C 32,8 ˚C
4 520 s 32,3 ˚C 32,7 ˚C
5 540 s 31,9 ˚C 32,6 ˚C
6 560 s 31,9 ˚C 32,6 ˚C
7 580 s 31,1 ˚C 32,6 ˚C
8 600 s 31,3 ˚C 32,6 ˚C
9 620 s 31,9 ˚C 32,4 ˚C
10 640 s 31,9 ˚C 32,6 ˚C
11 660 s 31,5 ˚C 32,6 ˚C
12 680 s 32,3 ˚C 32,6 ˚C
13 700 s 31,9 ˚C 32,5 ˚C
14 720 s 31,9 ˚C 32,6 ˚C
15 740 s 32,3 ˚C 32,6 ˚C
16 760 s 32,3 ˚C 32,4 ˚C
17 800 s 31,5 ˚C 32,5 ˚C
18 820 s 31,2 ˚C 32,5 ˚C
19 840 s 31,5 ˚C 32,4 ˚C
20 860 s 31,9 ˚C 32,3 ˚C
21 880 s 31,5 ˚C 32,5 ˚C
22 900 s 32,3 ˚C 32,3 ˚C
23 920 s 31,9 ˚C 32,5 ˚C
24 940 s 31,2 ˚C 32,3 ˚C
25 960 s 31,5 ˚C 32,3 ˚C
Gambar L. 7 Grafik Data BB <1500Gr, Umur >5 Minggu, SP=31,98,
KP=10, KI=5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-8
Dari grafik pada gambar L.5 dan pada tabel L.3 diperoleh :
1. Tr = 440 detik
2. Tp = 460 detik
3. Ts = 600
4. %Os = 3,7%
5. Ess = 1,16%
Dari grafik pada gambar L.6 dan data pada tabel L.3 diperoleh :
1. Tr = 240 detik
2. Ess = 1,81%
Gambar L. 8 Garafik Data BB <1500Gr, Umur >5 Minggu,
SP=31,98, KP=10, KI=5
Gambar L. 9 Grafik Perbandingan suhu pada setpoint 32, Kp=10, Ki=5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-9
Tebel L. 4 Data BB 2100-2500Gr, Umur 3 Hari – 3 Minggu, SP=33,15, KP=15, KI=10
No Waktu
(Detik)
Suhu Pada Monitor
(˚C) Suhu Termometer (˚C)
1 0 s 26,9 ˚C 28,4 ˚C
2 20 s 28,4 ˚C 29,1 ˚C
3 40 s 28,8 ˚C 29,6 ˚C
4 60 s 29,6 ˚C 29,9 ˚C
5 80 s 30,0 ˚C 30,04 ˚C
6 100 s 30,4 ˚C 31,1 ˚C
7 120 s 30,8 ˚C 31,4 ˚C
8 140 s 30,8 ˚C 31,8 ˚C
9 160 s 31,2 ˚C 32 ˚C
10 180 s 31,5 ˚C 32,3 ˚C
11 200 s 31,9 ˚C 32,6 ˚C
12 220 s 31,9 ˚C 32,9 ˚C
13 240 s 31,5 ˚C 33,1 ˚C
14 260 s 31,9 ˚C 33,2 ˚C
15 280 s 32,3 ˚C 33,3 ˚C
16 300 s 32,7 ˚C 33,4 ˚C
17 320 s 33,1 ˚C 33,5 ˚C
18 340 s 32,9 ˚C 33,5 ˚C
19 360 s 32,8 ˚C 33,6 ˚C
20 380 s 32,7 ˚C 33,7 ˚C
21 400 s 32,5 ˚C 33,8 ˚C
22 420 s 33,5 ˚C 33,8 ˚C
23 440 s 33,1 ˚C 33,8 ˚C
24 460 s 33,3 ˚C 33,7 ˚C
25 480 s 32,7 ˚C 33,8 ˚C
26 500 s 33,5 ˚C 33,8 ˚C
27 520 s 33,1 ˚C 33,8 ˚C
28 540 s 33,1 ˚C 33,6 ˚C
29 560 s 32,3 ˚C 33,7 ˚C
30 580 s 32,3 ˚C 33,9 ˚C
31 600 s 33,3 ˚C 33,8 ˚C
32 620 s 33,5 ˚C 33,7 ˚C
33 640 s 33,1 ˚C 33,9 ˚C
34 660 s 33,1 ˚C 33,8 ˚C
35 680 s 32,7 ˚C 33,7 ˚C
36 700 s 33,1 ˚C 33,6 ˚C
37 720 s 33,1 ˚C 33,6 ˚C
38 740 s 33,1 ˚C 33,8 ˚C
39 760 s 32,7 ˚C 33,6 ˚C
40 780 s 32,7 ˚C 33,6 ˚C
41 800 s 32,7 ˚C 33,7 ˚C
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-10
Lanjutan Tabel L.4
No Waktu
(Detik)
Suhu Pada Monitor
(˚C) Suhu Termometer (˚C)
1 820 s 33,1 ˚C 33,3 ˚C
2 840 s 33,1 ˚C 33,3 ˚C
3 860 s 33,5 ˚C 33,6 ˚C
4 880 s 33,1 ˚C 33,6 ˚C
5 900 s 32,7 ˚C 33,6 ˚C
6 920 s 33,1 ˚C 33,6 ˚C
7 940 s 33,1 ˚C 33,6 ˚C
8 960 s 33,1 ˚C 33,6 ˚C
Dari grafik pada gambar L.7 dan data pada tabel L.4 diperoleh :
1. Tr = 300 detik
2. Tp = 420 detik
3. Ts = 580 detik
4. %Os = 1,17%
5. Ess = 1,63%
Gambar L. 10 Grafik Data BB 2100-2500Gr, Umur 3 Hari – 3 Minggu,
SP=33,15, KP=15, KI=10
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-11
Dari grafik pada gambar L.8 dan data pada tabel L.4 diperoleh :
1. Tr = 220 detik
2. Ess = 1,81%
Gambar L. 11 Grafik Data BB 2100-2500Gr, Umur 3 Hari – 3
Minggu, SP=33,15, KP=15, KI=10
Gambar L. 12 Grafik perbandingan suhu pada set oint 33, Kp=15, Ki=10
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI