Studi Komparasi Tiga Metode Diskritisasi pada Kontrol Digital Kecepatan Motor DC

Banyaknya pengaplikasian motor DC pada dunia industri, membuat suatu kontrol pada motor menjadi hal yang penting. Sebelum ditemukannya perangkat digital maka sinyal kontrol pada motor DC menggunakan sinyal yang berbasis kontinyu, tetapi setelah ditemukannya perangkat digital maka sinyal kontinyu harus diubah dalam bentuk diskrit. Keuntungan dari perangkat digital adalah kinerja yang lebih baik, biaya yang rendah, tahan terhadap noise dan mampu melakukan perhitungan yang komplek dengan ketelitian konstan pada kecepatan tinggi, sehingga membuat sistem kontrol digital banyak digunakan dalam pengontrolan dibandingkan kontrol analog. Sinyal diskrit bekerja berdasarkan waktu cuplik atau sampling. Dalam pencuplikan sinyal diskrit harus bisa mendekati nilai sinyal kontinyu, tetapi proses ini cenderung menimbulkan error yang akan mengurangi performa sistem. Maka dari itu dibutuhkan metode konversi sinyal analog ke digital yang bagus. Ada beberapa metode mengubah sinyal dari domain s ke domain z.pada skripsi ini akan digunakan tiga metode yaitu zero order hold pole zero mapping dan bilinear transformation. Ketiga metode tersebut akan dibandingkan dengan keluaran kontroler berbasis kontinyu untuk didapatkan metode yang terbaik. Pada penelitian ini akan dibahas tentang perancangan kontrol digital tiga metode diskritisasi. Ketiga metode tersebut adalah zero order hold, pole zero mapping dan bilinear transformation. Metode ini mengubah persamaan dari domain s ke domain z. Nilai yang dihasilkan adalah nilai pendekataan sehingga keluaran respon kontroler digital akan berbeda dengan respon kontroler analog. Kontroler yang digunakan adalah kontroler PI (Proportional Integral) merupakan kontroler yang dapat menghilangkan error steady state (offset) pada penggunanaan kontroler P (Proportional). Untuk penentuan parameter PI menggunakan metode direct dan diperoleh nilai Ki sebesar 2,57 sedangkan nilai Kp sebesar 0,25. Motor DC dikontrol kecepatannya, motor yang digunakan adalah motor DC 0,1kW penguatan terpisah dengan mengatur tegangan jangkar menggunakan driver FCE 73422 (final control element) yaitu penyearah terkontrol dengan keluaran 0 volt sampai 220volt DC. Perangkat kontrol digital yang digunakan adalah Arduino Mega 2560,sebuah board mikrokontroler berbasis ATmega2560. Memilki input dan output pin sebanyak 54 pin. Sedangkan sensor yang digunakan adalah sensor kecepatan Tachogenerator yang akan mengirim sinyal umpan balik kedalam arduino Mega 2560. Dari penelitian ini diperoleh hasil perancangan dan pengujian yang didapatkan pada kontrol kecepatan motor DC dari masing masing metode. Berdasarkan respon metode zero order hold diperoleh settling time sebesar 1,1 detik dan error steady state sebesar 0,25%. Berdasarkan metode pole zero mapping diperoleh settling time sebesar 1,6% dan error steady state sebesar 0,22%. Berdasarkan metode bilinear trans-formation diperoleh settling time sebesar 1,15 detik dan error steady state sebesar 0,17%.Berdasarkan simulasi pada Simulink diperoleh settling time sebesar 1,5 detik. Sehingga metode yang terbaik adalah metode bilinear transformation yang memiliki nilai error steady state terkecil