PROPOSAL SEMINAR JUDUL TUGAS AKHIR

A. JUDULPENERAPAN PID PADA PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PENEBAR PAKAN IKAN AUTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER AT-Mega16 B. LATAR BELAKANGSekretariatan Kabinet Republik Indonesia mengatakan bahwa pembudidayaan ikan dikutai Kartanegara, memiliki hasil produksi budidaya terus meningkat dari tahun ke tahun dengan target pemerintah melalui kementrian kelautan dan perikanan(KKP) untuk menjadikan indonesia sebagai penghasil ikan terbesar didunia. Produksi perikanan budidaya Indonesian tahun 2004 tercatat1,6 juta ton naik menjadi 3,5 juta ton pada tahun 2008 naik kembali menjadi 4,7 juta ton pada tahun 2009 dan5,8 juta ton pada tahun 2010 pemerintah menargetkan peningkatan produksi perikanan budidaya menjadi 16,9 juta ton pada tahun 2014. Dan kemajuan teknologi dewasa ini dengan didukungnya wilayah perairan Indonesia yang luas, meliputi 11,95 juta [Ha] sungai dan rawa 1,78 juta [Ha] danau alam 0,003 [Ha] danau buatan serta luasnya perairan laut Indonesia telah memberikan kemudahan bagi masyarakat, khususnya petani budidaya ikan untuk mengembangkan usaha perikanan di Indonesia.Ubay Mustakim (hardware) dan Sumarno (software) (2012) dalam sekripsinya dengan judul Perancangan Dan Pembuatan Sistem Penebar Pakan Ikan Jenis Pasta Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT89S51, dimana sistem tersebut menggunakan sistem otomatis yang berbasis mikrokontrol dan dalam pengendalian sistem tersebut masih menggunakan pengendali jarak jauh (remot control) sehingga pengguna perlu untuk memantau terus jalannya alat dan mengendalikan alat dari jarak jauh, dan pada saat daya yang digunakan oleh penerima(receiver) banyak terpakai mengakibatkan jarak jangkauan yang ada pada pengendali jarak jauh (remot control) berkurang, sehingga cukup menyulitkan pengguna untuk melakukan kendali jarak yang jauh. Dengan demikian juga tidak ada pengatur takaran pakan sehingga pada pemberian pakan perlu adanya menagement dosis yang sesuai dan teratur.Dalam tugas akhir ini akan dirancang sistem penebar pakan untuk ikan lele yang otomatis menggunakan mikrokontrol AT-mega16. Dengan harapan dapat membantu mengatasi masalah ketepatan dan keteraturan proses pemberian pakan, sehingga produksi para petani tersebut dapat meningkat.

C. RUMUSAN MASALAHBerdasar uraian di atas masalah yang muncul dari tugas akhir ini adalah,1. Bagaimana merancang desain sistem penebar pakan ikan yang dapat mengatur takaran dosis pada ikan lele ?2. Bagaimana membuat sistem penebar pakan ikan jenis lele secara otomatis ?3. Bagai mana cara membuat sitem penjadwalan alat bekerja sesuai dengan yang diinginkan?4. Bagaimana cara mengaplikasikan PID pada sistem penebar pakan ikan otomatis?

D. BATASAN MASALAHAgar tujuan dari tugas akhir ini tidak menyimpang dari tujuan semula, dibutuhkan suatu batasan-batasan yang jelas guna mengarahkan pembahasan. Batasan-batasan masalah tersebut adalah sebagai berikut,1. Ruang lingkup pembahasan dari tugas akhir ini diarahkan pada sistem sistem kerja menggunakan Timer untuk pengoprasiannya.2. Mikrokontrol yang digunakan dalam tugas akhir ini menggunakan IC AT-mega16.3. Kontrol PID digunakan pada saat alat bekerja dilintasan yang lurus.4. Pemberian dosis pada sistem ini adalah banyaknya jumlah pakan (pelet) yang diberikan setiap penebaran.5. Pengujian pada alat ini menggunakan kolam berukuran maksimal 50 m2.6. Alat bekerja setiap 3 jam sekali menebarkan pakan mulai jam 10 pagi sampai jam 5 sore dalam lama pemberian pakan adalah 45 menit.E. MAKSUD DAN TUJUANAdapun tujuan dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah:1. Merancang dan membuat Sistem penebar pakan ikan yang dikendalikan menggunakan Mikrokontroler ATMega16.2. Mengaplikasikan control PID pada sistem penebar pakan ikan.3. Merancang sistem untuk mengatur jumlah dosis yang diberikan pada ikan sesuai keinginan para petani.4. Membuat sistem kendali waktu kerja alat.F. TINJAUAN PUSTAKA1. Mikrokontroler ATMega 16Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu serpih (chip). Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write Memory), beberapa bandar masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah/pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analog converter) dan serial komunikasi.Seperti mikroprosesor pada umumnya, secara internal mikrokontroler ATMega16 terdiri atas unit-unit fungsionalnya Arithmetic and Logical Unit (ALU), himpunan register kerja, register dan dekoder instruksi, dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya.Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent). Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari : 1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz.2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Bandar A, Bandar B, Bandar C, dan Bandar D.4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.5. User interupsi internal dan eksternal6. Bandar antarmuka SPI dan Bandar USART sebagai komunikasi serial7. Fitur Peripheral Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan mode compare Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, mode compare, dan mode capture Real time counter dengan osilator tersendiri Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog 8 kanal, 10 bit ADC Byte-oriented Two-wire Serial Interface Watchdog timer dengan osilator internal Konfigurasi pena (pin) mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40-pena dapat dilihat pada Gambar 2.2. Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 pena untuk masing-masing bandar A (Port A), bandar B (Port B), bandar C (Port C), dan bandar D (Port D).

Gambar 1. Arsitektur ATMega 162. PID(ProportionalIntegralDerivative controller)PIDdari singkatan bahasaInggris (ProportionalIntegralDerivative controller) merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sisteminstrumentasidengan karakteristik adanya umpan balikpada sistem tesebut. Komponen kontrol PID ini terdiri dari tiga jenis yaituProportional, IntegratifdanDerivatif. Ketiganya dapat dipakai bersamaan maupun sendiri-sendiri tergantung dari respon yang kita inginkan terhadap suatu sistem kontrol.

Gambar 2. Blokdiagram dari control PIDa) Kontrol ProporsionalKontrol P jika G(s) = kp, dengan k adalah konstanta. Jika u = G(s) e maka u = Kpe dengan Kp adalah Konstanta Proporsional. Kp berlaku sebagai Gain (penguat) saja tanpa memberikan efek dinamik kepada kinerja kontroler. Penggunaan kontrol P memiliki berbagai keterbatasan karena sifat kontrol yang tidak dinamik ini. Walaupun demikian dalam aplikasi-aplikasi dasar yang sederhana kontrol P ini cukup mampu untuk memperbaiki respon transien khususnya rise time dan settling time.b) Kontrol IntegratifJika G(s) adalah kontrol I maka u dapat dinyatakan sebagaidt] dengan Ki adalah konstanta Integral, dan dari persamaan di atas, G(s) dapat dinyatakan sebagai u=Jika e(T) mendekati konstan (bukan nol) maka u(t) akan menjadi sangat besar sehingga diharapkan dapat memperbaiki error. Jika e(T) mendekati nol maka efek kontrol I ini semakin kecil. Kontrol I dapat memperbaiki sekaligus menghilangkan respon steady-state, namun pemilihan Ki yang tidak tepat dapat menyebabkan respon transien yang tinggi sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan sistem. Pemilihan Ki yang sangat tinggi justru dapat menyebabkan output berosilasi karena menambah orde sistemc) .Kontrol DerivatifSinyal kontrol u yang dihasilkan oleh kontrol D dapat dinyatakan sebagai Dari persamaan di atas, nampak bahwa sifat dari kontrol D ini dalam konteks "kecepatan" atau rate dari error. Dengan sifat ini ia dapat digunakan untuk memperbaiki respon transien dengan memprediksi error yang akan terjadi. Kontrol Derivative hanya berubah saat ada perubahan error sehingga saat error statis kontrol ini tidak akan bereaksi, hal ini pula yang menyebabkan kontroler Derivative tidak dapat dipakai sendiri peril adanya kombinasi yang dilakukan oleh perancang sistem, PI(ProportionalIntegral), PID(ProportionalIntegralDerivative).3. Sensor UltrasonicSensor adalah alat input yang berfungsi untuk mengumpulkan data secara langsung dari lingkungan dan mentransmisikannya kekomputer. Sensor dapat digunakan untuk mendeteksi kecepatan, gerakan, berat, tekanan, suhu, kelembaban, angin, arus listrik, kabut, gas, asap, cahaya, bentuk, gambardan lain-lain. Sensor dapat mengukur kuantitas fisik kemudian mengubahnya dalam bentuk sinyal listrik.Dalam perancangan sistem ini digunakan sensor ultrasonik yang diaplikaiskan sebagai sensor jarak. Sensor Jarakdapat diartikan sebagaisensoryang berfungsi untuk mengukur serta mengetahui letak dari sebuah objek yang berbeda jaraknya. Sensor untuk mengetahui jarak ini pada perkembangannya memiliki dua kelompok, yang pertama adalah sensor ultrasonik dan yang kedua adalah sensor infra merah.Sensor ultrasonikuntuk mengukur jarak dihasilkan dari gelombang ultrasonik yang dipancarkan atau dikeluarkan oleh transmitter atau alat pemancar gelombang ultrasonik.Transmitter mengeluarkan gelombang ultrasonik yang dihasilkan dari frekuensi diatas normal dari gelombang suara. Cara kerjanya sebenarnya sangatlah simpel, pada awalnya transmitter akan mengeluarkan gelombang ultrasonik yang biasanya dikeluarkan secara berkala dalam beberapa detik sekali.Pancaran gelombang ultrasonik tersebut akan terus dipancarkan menyeluruh dan meluas dalam jangakauannya. Kemudian ketika pancaran gelombang ultrasonik tersebut menabrak sebuah objek tertentu, maka pancaran gelombang ultrasonik tersebut akan terhenti dan dengan kemudian berbalik arah menuju alat penerima sinyal ultrasonik atau lebih dikenal dengan istilah receiver yang terdapat padasensor jarak.

Gambar 3. Jarak dan lebar pemantulan sensor ultrasonikPada saat itu juga receiver akan memberikan data dari hasil tangkapan gelombang ultrasonik tadi kepada mikrokontroler yang kemudian oleh mikrokontroler akan diproses menjadi sebuah data mengenai bentuk objek dan jarak dari objek yang tersentuh gelombang ultrasonik tadi. Jaraknya gelombang yang dipancarkan oleh transmitter tergantung pada alat yang digunakan.

Gambar 4. Konfigurasi pin sensor ultrasonik

Konfigurasi pin pada sensor Ultrasonik :1: +VCC - +5V Power 2: GND - Ground 3: RST - Reset4: PWM - PWM Output 025000US 5: MOTO - Kontrol signal output 6: COMP/TRIG - Trigger7: PWR_ON - Enable pin, menghidupkan sensor ketika tegngan ON8: RXD - RS232,Komunikasi TTL 9: TXD - RS232,Komunikasi TTL

4. Motor DCMotor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Motor Dc disini difungsikan sebagai motor penggerak sistem ini.

Gambar 5. Motor DC

5. Driver MotorUntuk menggunakan motor DC dibutuhkan suatu rangkaian penggerak. Rangkaian penggerak disini dibangun dari transistor yang dirangkai sebagai saklar elektronik. Transistor mrtupakan salah satu komponen yang dapat digunakan sebagai saklar elektronik. Komponen ini memiliki impedansi rendah bila bersifat sebagai pengahantar. Transistor ini bekerja pada daerah jenuh (saturasi) sebagai saklar tertutup (on) dan daerah mari (cut-off) sebagai saklar terbuka (off).Rangkaian H-Bridge adalah rangkaian yang biasa digunakan sebagai driver motor. H- Bridge adalah suatu rangkaian elektronok yang memungkinkan motor dapat bekerja maju atau mundur. Arah putaran motor DC dapat diubah dengan membalikkan tegangan yang diberikan pada kutub kutubnya. Misalkan, pada terminal (+) motor dihubungkan dengan kutub (+) catu daya dan terminal (-) motor dihubungkan dengan kutub (-) pada catu daya, maka motor akan berputar searah jarum jam. Sedangkan apabila pada terminal (+) motor dihubungkan dengan kutub (-) pada catu daya dan terminal (-) motor dihubungkan dengan kutub (+) catu daya, maka motor akan berputar berlawanan arah jarum jam.Dalam dunia robotika, pertukaran kutub catu daya terhadap terminal motor tidak bisa dilakukan secara manual. Maka dari itu dibutuhkan suatu yang dapat menukar kutub catu daya terhadap terminal motor secara otomatis

Gambar 6. Skema Sederhana H-Bridge

H-Bridge merupakan empat buah saklar yang disusun membentuk huruf H seperti pada gambar 4.1 untuk mengubah arus listrik yang mengalir mengalir melalui motor guna mengubah arah putarnya. Pengoperasian dari H-Bridge dapat ditunjukkan tabel berikut :

Tabel 1. Pengoperasian H-Bridge

Saklar yang digunakan untuk membuat H-bridge bisa berupa : Empat buah SPST switches Satu bush DPDT switches Empat buah relay Empat buah transistor, atau Empat buah FETSPST dan DPDT switch dikendalikan secara manual. Sedangkan relay, transistor, dan FET dikendalikan melalui logic yang dihasilkan oleh mikrokontroler

6. Motor ServoMotor servo atau lebih singkat di sebut Servo adalah Sebuah alat yang terdiri dari Motor DC, Gear Box dan Driver control yang terpadu menjadi satu. Terdapat 2 tipe motor servo yaitu servo standard dan servo rotation (continuous). Dimana biasanya untuk tipe standar hanya dapat melakukan pergerakan sebesar 180 sedangkan untuk tipe continuous dapat melakukan rotasi atau 360. Motor servo disini difungsikan sabagai pintu pembuka pengatur dosis pakan ikan yang diberikan.

Gambar 7. Motor ServoA. METODE PELAKSANAAN PROGRAMMetode pelaksanaan yang digunakan dalam menyusun tugas akhir dengan judul Perancangan dan pembuatan sistem penebar pakan ikan otomatis berbasis mikrokontrol ATMega 16 menggunakan metode logika Fuzzy sebagai berikut:a. Kajian LiteraturDalam mencari studi literatur, penulis menggunakan beberapa sumber informasi buku maupun media elektronik seperti internet.b. Perencanaan sistem 1. Fungsi Alat Penebar Pakan Ikan Dalam perancangan sistem penebar pakan ikan otomatis, dirancang dengan desain mekanik dan model yang mampu bekerja dengan baik dari segi jumlah kebutuhan pakan, ukuran dan fleksibel sehingga sistem mampu bekerja sesuai dengan baik. Adapun gambar desain seperti pada gambar di bawah :

Gambar 8. Perancangan Desain MekanikAlat penebar pakan ikan ini berfungsi untuk menebar pakan ikan dengan cara menebar atau melempar pakan secara otomatis berdasarkan jarak dan kecepatan yang telah ditentukan. Untuk penebaran pakan digunakan motor DC yang kecepatan putarannya dapat ditentukan. Pengaturan dosis dilakukan dengan mengatur sistem buka tutup pada servo yang berperan sebagai pintu sehingga bisa dipredeksikan jumlah pakan yang keluar.Alat penebar pakan ikan ini terdiri dari empat bagian utama yaitu unit penampung, penebar, pengendali dan unit penggerak. Unit penampung berfungsi sebagai wadah atau tempat untuk menampung pakan ikan. Unit penebar berfungsi sebagai pendorong untuk menebarkan pakan keluar, unit penebar ini terdiri dari dua sistem penggerak yaitu pendorong yang berfungsi mendorong pakan berputar secara periodik dan unit penebar yang berfungsi melemparkan pakan menggunakan baling-baling yang telah diatur kecepatannya sehingga pakan akan tersebar merata serta terdapat sistem yang dapat menentukan dosis sesuai ketentuan. Unit pengendali berfungsi sebagai untuk mengendalikan dan mengatur manajamen sistem dan menggerakkan motor secara otomatis. Unit penggerak berfungsi sebagai pendorong atau laju, belok kanan dan belok kiri agar alat penebar pakan ikan ini mampu bergerak menjangkau seluruh area kolam.Adapun cara kerja alat penebar pakan ikan otomatis jenis pasta berbasis mikrokontroler ATMega 16 sebagai mana berikut :a. Waktu pemberian pakan atau penebaran pakan di kendalikan secara otomatis berdasarkan jarak dan kecepatan yang ditentukan.b. Motor Pengarah atau Motor Belok kiri dan belok kanan berfungsi sebagai mengarahkan perahu agar sesuai dengan laju yang diinginkan.c. Jarak penebaran dapat di atur dengan motor DC yang telah di program kecepatannya. Semakin cepat putaran motor maka semakin jauh jarak tebar dan bgitu juga sebaliknya apabila kecepatan putar motor di atur lambat maka jarak tebar juga semakin dekat.d. Sistem dapat menentukan dosis pakan sesuai yang diinginkan.e. Sistem dapat berhenti dan aktif kembali menggunakan timer dan alat ini menepi secara otomatis apabila pakan pada tabung pakan telah habis.

2. Rancangan software (Pengendali) dan Hardware (mekanik)Blok diagram Perancangan Hardware :OutputSensor UltrasonikMikrokontroler

Diagram blok proses pada MikrokontrolerPower Supply 5VDriver Motor Buka-TutupMotor Buka-Tutup

Diagram Blok Driver Motor Buka-TutupPower Supply 5VDriver Motor PelontarMotor Pelontar

Diagram blok rangkaian driver Motor PelontarPower Supply 5VDriver Motor PenggerakMotor Penggerak

Diagram Blok rangkaian Driver Motor PenggerakPower Supply 5VDriver Motor Kanan/KiriMotor Kanan/Kiri

Diagram Blok rangkaian Driver Motor L/R

Diagram Alir(Flowchart) Perancangan Software :

Gambar 9. Diagram Alir(Flowchart) dari sistem ini.

3. PembuatanPembuatan alat ini kita memerlukan banyak waktu dan bertahap diantaranya pembuatan mekanik, Pembuatan Sistem Kontrol Otomatis, dan selah itu kita memasukkan software yang telah selesai kita rancang dan langsung kita masukkan kedalam IC Microcontroler.4. Pengujian Dalam pengujian alat ini dapat dilakukan diatas air yang memiliki wadah yang cukup besar, dan untuk memaksimalkan pengontrolan otomatis lebih baik dilaksanakan pada kolam yang berukuran 50 m2.5. EvaluasiPada evaluasi ini sistem bekerja sesuai dengan kontrol otomatis berdasarkan perhitungan jarak yang telah ditentukan. Dan akan didapat bahwa data jarak yang dikirim oleh sensor dan diterima mikrokontroler .6. Pengambilan analisaYaitu berisikan analisa dari alat yang telah dibuat.7. Pengambilan kesimpulanYaitu berisikan kesimpulan dan saran atas analisa yang dibuat.8. Penulisan laporanDalam penulisan laporan ini mengacu pada pedoman penulisan ilmiah dalam hal ini penulisan Tugas Akhir yang bakunya telah diatur oleh pihak jurusan.9. KonsultasiYaitu melakukan konsultasi secara bertahap kepada dosen pembimbing.B. Jadwal Kegiatan ProgramNO KegiatanBulan ke-

123456

123412341234123412341234

1Kajian Literatur

2Perencanaan

3Pembuatan

3Pengujian

4Evaluasi

5Pengambilan analisa

6Pengambilan kesimpulan

7Penulisan laporan

8Konsultasi

C. PENUTUPDemikianlah proposal ini kami susun, sebagai acuan awal dalam melaksanakan pengerjaan Tugas Akhir sebagai syarat kelulusan di jurusan S1 Teknik Elektro. Besar harapan saya akan bantuan segenap dosen dan staff, demi kelancaran serta suksesnya pengerjaan tugas akhir ini yang akan saya laksanakan. Atas kerja sama dan bantuannya saya ucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya.

DAFTAR PUSTAKA

1. Budiharto, Widodo. dkk, 2007. Belajar Sendiri 12 Proyek Mikrokontroler untuk Pemula. Jakarta : PT. Elex Media1. Afrianto, Eddy. dan Liviawaty, Evi. 2005. Pakan Ikan dan Perkembanganya. Penerbit Kanisius: Yogyakarta 1. Pratomo, M, 1983. Alat dan Mesin Pertanian. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Jakarta1. Agfianto. 2002. Belajar Mikrokontroler AT Mega16 Teori dan Aplikasi, Edisi Pertama. Penerbit Gava Media: Yogyakarta1. Woolalard B. 1993. Elektronika Praktis. PT. Pradnya Paramita: Jakarta1. Bishop, Owen. 2005. DasarDasar Elektronika, Edisi Pertama. Penerbit Erlangga: Jakarta1. Wasito. S. 2001. Vademakum Elektronika Edisi Kedua. Gramedia Pustaka Utama : Jakarta.1. Zuhal dan Zhanggischan. 2004. Prinsip Dasar Elektro Teknik. Gramedia Pustaka Utama : Jakarta

1