Zaid Marhi Nugraha2409 100 074

Dosen Pembimbing :Dr. Ir. Ali Musyafa’, MSc

NIP. 196009011987011001

TUGAS AKHIR - TF091381

PERANCANGAN KONTROL PID UNTUKMENGATUR LAJU ALIRAN AIR PADA SISTEM

PENGOLAHAN AIR BERSIH SKALA RUMAH TANGGA

bagaimana merancang sistem kontrol PID untuk mengatur laju aliran air pada sistem pengolahan air bersih skala rumah tangga

RUMUSAN MASALAH

TUJUAN

menganalisa pengaruh laju aliran air pada sistem pengolahan air bersih skala rumah tangga guna

mengetahui pada laju aliran berapa sistem pengolahan air bersih mampu menghasilkan spesifikasi

kualitas air tertentu dengan cara membandingkannya pada parameter air bersih,

kemudian laju aliran air tersebut dikontrol menggunakan kontrol PID sehingga mampu menjadi solusi dari krisis

air bersih yang terjadi di beberapa daerah

Objek water treatment yang diteliti menggunakan komposisi filter tertentu yang telah ditentukan

Water treatment yang digunakan merupakan skala rumah tangga

Air baku yang digunakan hanya satu jenis tertentu saja

Variabel yang dikendalikan adalah laju aliran air sebelum dimasukkan dalam water treatment

Sistem kontrol yang digunakan adalah kontrol PID

Analisa pengaruh laju aliran air terhadap output air bersih yang dihasilkan dilakukan dengan cara merubah-ubah laju aliran air yang masuk ke dalam water treatment

BATASAN MASALAH

METODOLOGI PENELITIAN

selesai

Studi Literatur

Kesimpulan

Penyusunan Laporan Tugas Akhir

Menentukan sistem filterisasi dan membuat sensor

kekeruhan air

Memberikan berbagai macam input laju aliran air yang berbeda-beda

Pengambilan Data

Pembahasan pengaruhperubahan laju aliran air terhadap

output air bersih yang dihasilkan

Perancangan sistem kontrol PID menggunakan arduino

mulai

A

A

DIAGRAM BLOK SISTEM

PERANCANGAN PLANT

PENGUJIAN PLANT

PERANCANGAN SENSOR

Hasil pengukuran untuk air jernih 1,3 V dan 1,1 V untuk air baku

PENGUJIAN SENSOR DAN PENENTUAN SETPOINT

Range pembacaan sensor adalah 3,18 - 4,88 V

SETPOINT 1,25 V

PEMOGRAMAN PADA ARDUINO

SOURCE CODE PID KONTROL

SOURCE CODE PWM

RANGKAIAN PENGATUR TEGANGAN ACMENGGUNAKAN TRIAC

GAMBARAN SISTEM KESELURUHAN

AIR PADA TABUNG SENSOR HABIS

HASIL DAN PEMBAHASAN

UJI COBA RESPON SISTEM DENGAN MEMASUKKAN SETPOINT MAKSIMUM (1023)

AIR PADA PLANT PENUH

UJI COBA RESPON SISTEM DENGAN MEMASUKKAN SETPOINT MINIMUM (0)

uji respon dengan memasukkan nilai Kp, Ki, Kd yang bervariasi

tabung sensor kosong

INISIALISASI PLANT

Aggresive Paramater Kp=40, Ki=200, Kd=5 Conservative Parameter Kp=30, Ki=170, Kd=3

tabung sensor terisi air

Laju aliran air = 2,39 x 10-2 liter/s

ANALISA RESPON SISTEM

Maksimum overshoot = 62,4%Peak time = 289 detik

Settling time = 971 detikError steady state = 2,4 %

Undershoot = -66,4%Rise time = 321 detik

(b) diberikan gangguan berupa penambahan air keruh dengan laju 0,05 L/s pada detik ke 1301

(c) detik ke 1542 sistem kembali berhasil mencapai set point dan bertahan pada kondisi steady state

Uji Coba Respon Sistem Terhadap Disturbance

(a) Sistem berada pada kondisi steady state, membutuhkan waktu 992 detik

Θ Pengujian menggunakan alat ukur Turbidity MeterΘ Hasil pengukuran untuk air baku, sebesar 3,76 NTUΘ air bersih hasil dari water treatment sesuai dengan

set point yang di inginkan adalah 1,58 NTU, laju aliran rata-rata 0,02 L/s

Θ untuk laju aliran air sebesar 0,14 L/s menghasilkan nilai 1,66 NTU sedangkan untuk laju aliran air 0,1 L/s sebesar 1,44 NTU

sistem mampu menghasilkan air bersih sesuai dengan standar air bersih yang dikeluarkan olehPeraturan Menteri Kesehatan No. 416 Tahun 1990 yaitu tidak

lebih dari 5 NTU

Validasi Air Hasil Keluaran Water Treatment

Θ Hasil pengukurun sensor : 1,3 V untuk air jernih dan 1,1 V untuk air baku

Θ nilai Kp, Ki, Kd yang mampu menghasilkan respon sistem terbaik dengan setpoint 1,25 V yaitu menggunakan nilai aggKp=40, aggKi=200, aggKd=5 dan consKp=30, consKi=170, consKd=3 ; laju aliran air 2,39 x 10-2 L/s

Θ Maksimum overshoot bernilai 2,04 V, peak time bernilai 289 detik, settling time bernilai 971 detik, dan error steady state bernilai 0,03, rise time = 321 detik, delay time = 160 detik

KESIMPULAN

Θ Kecepatan laju aliran air yang masuk ke plant akan mempengaruhi hasil air keluaran dari plant, semakin cepat laju aliran air yang masuk maka air yang dihasilkan akan keruh, begitu sebaliknya jika laju aliran air yang masuk lebih lambat maka air yang dihasilkan akan lebih jernih

Θ Penelitian ini sangat cocok diterapkan di rumah tangga karena cukup efisien sehingga dapat bermanfaat untuk memenuhi kebutuhan akan air bersih setiap harinya