HALAMAN JUDUL RANCANG BANGUN PROTOTIPE KAPAL …

RANCANG BANGUN PROTOTIPE KAPAL PENGANGKUT

ENCENG GONDOK MENGGUNAKAN KENDALI

SMARTPHONE DENGAN KONTROL PID BERBASIS ARDUINO

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

DANNY PRANATA

201610130311089

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2021

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PERSETUJUAN

RANCANG BANGUN PROTOTIPE KAPAL PENGANGKUT ENCENG

GONDOK MENGGUNAKAN KENDALI SMARTPHONE DENGAN

KONTROL PID BERBASIS ARDUINO

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun oleh

DANNY PRANATA

201610130311089

Diperiksa dan disetujui oleh :

Pembimbing I

Machmud Effendy, ST., M.Eng

0715067402

ii

Pembimbing II

Ir. Nurhadi, MT

0731126202

Ir. Nurhadi, MT

0731126202

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : DANNY PRANATA

Tempat/Tgl Lahir : MALANG/ 12 APRIL 1998

Nim : 201610130311089

Fakultas/Jurusan : TEKNIK / ELEKTRO

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul “RANCANG

BANGUN PROTOTIPE KAPAL PENGANGKUT ENCENG GONDOK

MENGGUNAKAN KENDALI SMARTPHONE DENGAN KONTROL PID

BERBASIS ARDUINO” beserta seluruh isinya adalah karya seni sendiri dan bukan

merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam

bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian

ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau

ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap

menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.

Malang, 24 Februari 2021

Yang membuat pernyataan

DANNY PRANATA

Mengetahui,

Pembimbing I Pembimbing II

Machmud Effendy, ST., M.Eng

0715067402

iv

viii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas

limpahan rahmat dan hidayah-Nya, Sholawat serta salam semoga senantiasa

tercurah kepada Rasulullah. Atas kehendak dan karunia Allah sehingga

penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :

“RANCANG BANGUN PROTOTIPE KAPAL PENGANGKUT

ENCENG GONDOK MENGGUNAKAN KENDALI SMARTPHONE

DENGAN KONTROL PID BERBASIS ARDUINO”

Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk

menyelesaikan jenjang pendidikan S1 dan memperoleh gelar sarjana teknik di

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah

Malang.

Selanjutnya penulis mengucapkan terima kasih sebanyak-banyaknya

kepada segenap pihak yang telah memberikan dukungan, baik itu berupa

bantuan,doa maupun dorongan, dan beragam pengalaman selama proses

penyelesaian skripsi ini.

Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini

masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti

mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi

perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.

Malang, 24 Februari 2021

Penulis

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN ....................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... iii

LEMBAR PERNYATAAN ....................................................................................... iv

ABSTRAK ................................................................................................................... v

ABSTRACT ................................................................................................................ vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................... vii

KATA PENGANTAR .............................................................................................. viii

DAFTAR ISI ............................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xii

DAFTAR TABEL..................................................................................................... xiv

BAB 1 PENDAHULUAN ........................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah.................................................................................. 4

1.4 Tujuan ................................................................................................. 4

1.5 Manfaat Perancangan .......................................................................... 4

1.6 Sistematika Penulisan.......................................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ 7

2.1 Waduk Selorejo ................................................................................... 7

2.2 Enceng Gondok ................................................................................... 8

2.3 Kontrol PID ......................................................................................... 9

2.4 Sensor Logam.................................................................................... 13

2.5 Arduino IDE ...................................................................................... 14

2.6 Bluetooth HC-05 ............................................................................... 16

2.7 Driver Motor l298n ........................................................................... 18

x

2.8 Motor DC .......................................................................................... 20

2.9 Arduino UNO .................................................................................... 22

2.10 Smartphone (Android) ...................................................................... 23

2.11 Tombol On/Off .................................................................................. 24

2.12 LCD ................................................................................................... 25

2.13 Battrai Lithium 18650 ....................................................................... 25

2.14 Motor Servo ...................................................................................... 27

BAB III METODE PERANCANG SISTEM ......................................................... 29

3.1 Metode Perancangan ......................................................................... 29

3.2 Ruang Lingkup Kegiatan .................................................................. 30

3.3 Perancangan Elektronika ................................................................... 31

3.3.1 Hardware ............................................................................... 31

3.3.2 Softwere ................................................................................. 32

3.4 Design Perangkat Keras Kapal.......................................................... 32

3.5 Perancangan kontrol PID .................................................................. 39

3.5.1 Metode Trial and Eroor ......................................................... 40

3.5.2 Cara Kerja Sistem Kecepatan Motor DC ............................... 41

3.6 FlowChart Prototipe Kapal Pengangkut Enceng gondok.................. 42

3.7 Cara Kerja Alat ................................................................................. 45

3.8 Desain Rancangan Kapal .................................................................. 46

3.9 Material Konstruksi Prototipe Kapal ................................................ 48

3.10 Ukuran Prototipe Kapal..................................................................... 49

3.11 Perhitungan Data Real Muatan Kapal ............................................... 49

3.12 Proses Pengujian Alat ....................................................................... 51

BAB IV HASIL PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHSAN ................................. 53

4.1 Simulasi Rangkaian Pengujian Dengan Menggunakan Softwere

Proteus........................................................................................................... 53

4.1.1 Rangkaian Pengujian Simulasi Proteus ................................. 53

4.1.2 Rangkaian Pengujian Simulasi Proteus Runing ..................... 54

xi

4.2 Hasil Pengujian Hardware dan Analisis Data .................................. 54

4.2.1 Pengujian Motor DC .............................................................. 55

4.2.2 Pengujian Kapal Mengangkut Enceng gondok ...................... 56

4.2.3 Pengujian Bluetooth HC-05 ................................................... 57

4.2.4 Pengujian motor servo pada pintu wadah enceng gondok ..... 59

4.2.5 Pengujian Nilai Parameter PID .............................................. 62

4.3 Hasil Respon PID Saat Kapal Membawa Enceng Gondok ............... 72

4.4 Perancangan Aplikasi Pengendali Kapal .......................................... 77

4.5 Implementasi Pengujian Kapal ......................................................... 80

4.6 Pengujian Sistem Kapal Keseluruhan ............................................... 84

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 87

5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 87

5.2 Saran .................................................................................................. 88

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 89

LAMPIRAN ............................................................................................................... 91

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sensor Logam .......................................................................................... 14

Gambar 2.2 Tampilan Arduino IDE............................................................................ 16

Gambar 2.3 Modul Bluetooth HC-05.......................................................................... 17

Gambar 2.4 Modul Driver l298n ................................................................................. 20

Gambar 2.5 Motor DC ................................................................................................ 21

Gambar 2.6 Arduino Uno ............................................................................................ 22

Gambar 2.7 Android (Smartphone)............................................................................. 23

Gambar 2.8 Tombol ON/OFF ..................................................................................... 24

Gambar 2.9 LCD 2 x 16 .............................................................................................. 25

Gambar 2.10 Battrai Lithium 18650 ........................................................................... 27

Gambar 2.11 Motor Servo........................................................................................... 28

Gambar 3.1 Bagan Alur Perancangan ......................................................................... 29

Gambar 3.2 Blok Diagram Desain Kapal Pengangkut Eceng gondok........................ 32

Gambar 3.3 Rangkaian Power bank ............................................................................ 33

Gambar 3.4 Rangkaian Bluetooth HC-05 ................................................................... 34

Gambar 3.5 Rangkaian Arduino Uno.......................................................................... 35

Gambar 3.6 Rangkaian Driver Motor L298n .............................................................. 36

Gambar 3.7 Rangkaian Lcd 16x2 Ke Arduino Uno .................................................... 37

Gambar 3.8 Rangkaian Motor Dc ke driver motor l298n ........................................... 38

Gambar 3.9 Rangkaian Motor Servo Ke Arduino Uno.............................................. 39

Gambar 3.10 Blok Diagram Kontrol PID ................................................................... 40

Gambar 3.11 Flowchart pergerakan kapal .................................................................. 43

Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Simulasi ................................................................ 53

Gambar 4.2 Rangkaian Pengujian Simulasi Runing ................................................... 54

Gambar 4.3 Proses Pengujian pintu buka tutup wadah enceng gondok ..................... 61

Gambar 4.4 Grafik Feedback Sensor Logam dan Motor Dc dengan nilai Kp=0.05,

Ki=0.04, Kd=0 ............................................................................................................ 63


Ki=0.07, Kd=0 ............................................................................................................ 64


Ki=0.09, Kd=0 ............................................................................................................ 65


Ki=0.05, Kd=0 ............................................................................................................ 66


Ki=0.02, Kd=0 ............................................................................................................ 67

Gambar 4.9 Respon PID Dalam Bentuk RPM 0.00-0.00 .......................................... 69

xiii

Gambar 4.10 Respon PID Dalam Bentuk RPM 0.00-240.00 ..................................... 69

Gambar 4.11 Respon PID Dalam Bentuk RPM 240.00-720.00 ................................. 70

Gambar 4.12 Respon PID Dalam Bentuk Rpm 720.00-900.00 .................................. 70

Gambar 4.13 Grafik Kecepatan Sudut Motor DC ....................................................... 71

Gambar 4.14 Pengujian respon PID saat kapal membawa enceng gondok ................ 77

Gambar 4.15 Screen 2 kontrol pengendali kapal ........................................................ 80

Gambar 4.16 Proses pengendalian kapal .................................................................... 81

Gambar 4.17 Proses kapal menuju enceng gondok .................................................... 81

Gambar 4.18 proses kapal mengambil enceg gondok ................................................. 82

Gambar 4.19 Proses kapal membawa enceng gondok ................................................ 82

Gambar 4.20 Proses kapal membawa enceng gondok ke tepi .................................... 83

Gambar 4.21 Proses kapal setelah selesai memindah enceng gondok ........................ 83

Gambar 4.22 Proses kapal kembali melakukan pengambilan enceng gondok ........... 84

Gambar 4.23 Alur Proses pengambilan enceng gondok yang di control dari

smartphone .................................................................................................................. 85

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel II. 1 Spesifikasi Driver Motor L298N ............................................................... 19

Tabel II. 2 Spesifikasi Motor Dc 12V ......................................................................... 21

Tabel II. 3 Spesifikasi Battrai Lithium ........................................................................ 27

Tabel III.1 Ukuran prototipe kapal.............................................................................. 49

Tabel IV. 1 Putaran Motor DC saat kapal tidak membawa beban .............................. 56

Tabel IV. 2 Pengujian saat kapal dengan beban enceng gondok ................................ 57

Tabel IV. 3 Pengujian Jarak kendali Bluetooth HC-05............................................... 58

Tabel IV. 4 Pengujian motor servo pada pintu wadah enceng gondok ....................... 60

Tabel IV. 5 Data Analisa Trial and Error Dalam Mencari Nilai PID ........................ 68

Tabel IV. 6 Pengujian Respon PID saat kapal membawa enceng gondok ................. 72

Tabel IV. 7 Pengujian kendali aplikasi remote control kapal ..................................... 78

89

DAFTAR PUSTAKA

[1] R. A. Yudiarso, E. Suhartanto, and W. Soetopo, “Berdasarkan Perkembangan

Peta Penggunaan Lahan Dalam Kurun Waktu Tahun 2000 – 2011,” pp. 1–8,

2011.

[2] K. Anwar, “Perahu Pembersih Tambak Dengan Kendali Jarak Jauh Berbasis

Smartphone,” universitas muhammadyah malang, 2019.

[3] S. Muljaningsih, “Pengembangan Waduk Selorejo Berkelanjutan : Perspektif,”

Pros. Semin. Nas. Lingkung. Lahan Basah`, vol. 4, no. 2, pp. 335–340, 2019.

[4] N. Faqih, “Analisis kehilangan air waduk akibat gulma enceng gondok

(Eichhornia Crassipes),” vol. III, pp. 149–155, 2014.

[5] B. Setiawan, N. Nurdinasetyo, and I. Siradjuddin, “Kontrol Kecepatan Laju

Model Kapal Catamaran,” J. Eltek, vol. 16, no. 2, p. 138, 2018, doi:

10.33795/eltek.v16i2.105.

[6] N. N. Rokhmah, “Kendali Kecepatan Motor Dc Dengan Metode PID Berbasis

Arduino Uno,” UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI, 2018.

[7] E. Susilawati, Yulkifli, and Z. Kamus, “Pembuatan Alat Ukur Kecepatan Putar

Gear Menggunakan Sensor Proximity Induktif Dan Mikrokontroler Arduino

Uno,” FMIPA Univ. Negeri Padang, vol. 10, pp. 9–13, 2017.

[8] E. Kartika, T. Ta’ali, and H. Hastuti, “Sistem Monitoring dan Kontrol Motor

AC 3 Phasa Melalui Inverter dengan Protokol Modbus Menggunakan Visual

Basic Berbasis Atmega 2560,” JTEV (Jurnal Tek. Elektro dan Vokasional),

vol. 6, no. 2, p. 204, 2020, doi: 10.24036/jtev.v6i2.108911.

[9] J. Arifin, L. N. Zulita, and Hermawansyah, “Perancangan Murottal Otomatis

Menggunakan Mikrokontroller Arduino Mega 2560,” J. Media Infotama, vol.

12, no. 1, pp. 89–98, 2016, [Online]. Available:

https://jurnal.unived.ac.id/index.php/jmi/article/view/276/257.

[10] A. Zainuri, U. Wibawa, and E. Maulana, “Implementasi Bluetooth HC – 05

untuk Memperbarui Informasi Pada Perangkat Running Text Berbasis

Android,” Eeccis, vol. 9, no. 2, pp. 164–165, 2015.

[11] D. Di and P. T. Pln, “Makalah Seminar Tugas Akhir,” pp. 2–9.

[12] M. Zamroni and M. Moediyono, “Kendali Motor DC Sebagai Penggerak

Mekanik Pada Bracket Lcd Proyektor Dan Layar Dinding Berbasis

Mikrokontroler AT89S51,” pp. 1–14, 2010, [Online]. Available:

90

http://eprints.undip.ac.id/20735/.

[13] K. Y.-D. Yl-, T. Elektro, U. Sam, R. Manado, and J. K. B. Manado, “Rancang

Bangun Penyiram Tanaman Berbasis Arduino Uno Menggunakan Sensor,”

vol. 7, no. 3, 2018.

[14] A. F. Silvia, E. Haritman, and Y. Muladi, “Rancang Bangun Akses Kontrol

Pintu Gerbang Berbasis Arduino Dan Android,” Electrans, vol. 13, no. 1, pp.

1–10, 2014.

[15] V. T. Bawotong, D. J. Mamahit, M. Eng, and S. R. U. A. Sompie, “Rancang

Bangun Uninterruptible Power Supply Menggunakan Tampilan LCD Berbasis

Mikrokontroler,” E-journal Tek. Elektro dan Komput., vol. 1, pp. 1–7, 2015.

[16] M. Thowil Afif and I. Ayu Putri Pratiwi, “Analisis Perbandingan Baterai

Lithium-Ion, Lithium-Polymer, Lead Acid dan Nickel-Metal Hydride pada

Penggunaan Mobil Listrik - Review,” J. Rekayasa Mesin, vol. 6, no. 2, pp. 95–

99, 2015, doi: 10.21776/ub.jrm.2015.006.02.1.

[17] T. Gustaman, Arif, “berbasis mikrokontroler ATmega 8” adalah untuk

merealisasikan perancangan,” J. Teknol., p. 9, 2012.

[18] M. A. Habibi and H. Purnomo, “Kajian Penggunaan Motor Listrik DC Sebagai

Penggerak Speedboat,” J. Mhs. Tek. Elektro Univ. Brawijaya, no. 167, pp. 1–7,

2014.

10%SIMILARITY INDEX

10%INTERNET SOURCES

1%PUBLICATIONS

1%STUDENT PAPERS

1 2%

2 1%

3 1%

4 1%

5 1%

6 1%

7 1%

8 1%

9 1%

Danny Pranata rev3 Bab 1ORIGINALITY REPORT

PRIMARY SOURCES

docplayer.infoInternet Source

pt.slideshare.netInternet Source

eprints.undip.ac.idInternet Source

repository.radenintan.ac.idInternet Source

dhani911.wordpress.comInternet Source

repository.unib.ac.idInternet Source

digilib.uin-suka.ac.idInternet Source

eprints.umm.ac.idInternet Source

eprints.ums.ac.idInternet Source

Exclude quotes Off

Exclude bibliography Off

Exclude matches Off

23%SIMILARITY INDEX

21%INTERNET SOURCES

6%PUBLICATIONS

18%STUDENT PAPERS

1 3%

2 2%

3 2%

4 2%

5 1%

6 1%

7 1%

8 1%

9 1%


PRIMARY SOURCES

Submitted to Sriwijaya UniversityStudent Paper

www.coursehero.comInternet Source

Submitted to Universitas Negeri JakartaStudent Paper

123dok.comInternet Source

otomasimamase.blogspot.comInternet Source

docobook.comInternet Source

repository.uin-suska.ac.idInternet Source

lppm.upiyptk.ac.idInternet Source

ejournal.unsrat.ac.idInternet Source

10 1%

11 1%

12 1%

13 1%

14 1%

15 1%

16 <1%

17 <1%

18 <1%

19 <1%

20 <1%

sir.stikom.eduInternet Source

fakhrimahdi67.wordpress.comInternet Source

core.ac.ukInternet Source

Submitted to UIN Syarif Hidayatullah JakartaStudent Paper

Submitted to Universitas 17 Agustus 1945SurabayaStudent Paper

amrillaa.blogspot.comInternet Source

repository.its.ac.idInternet Source

Submitted to Universitas BrawijayaStudent Paper

Submitted to Politeknik Negeri BandungStudent Paper

Submitted to University of TechnologyStudent Paper

Submitted to Universitas MuhammadiyahSurakartaStudent Paper

21 <1%

22 <1%

23 <1%

24 <1%

25 <1%

26 <1%

27 <1%

28 <1%

29 <1%

30 <1%

31 <1%

aristiareyhan.home.blogInternet Source

Submitted to 2702Student Paper

text-id.123dok.comInternet Source

repository.usd.ac.idInternet Source

idoc.pubInternet Source

belajarmikrokontroler-2018.blogspot.comInternet Source

eprints.umsida.ac.idInternet Source

repository.usu.ac.idInternet Source

O.T. Altinoz, H. Erdem. "Evaluation functioncomparison of particle swarm optimization forbuck converter", SPEEDAM 2010, 2010Publication

vdocuments.siteInternet Source

Bhakti Yudho Suprapto, Afnizar Azmi, FebbyNora, Suci Dwijayanti. "Penalaan Parameter

Exclude quotes Off


Exclude matches Off

Pengendali PID untuk Pengendalian KecepatanMotor Arus Searah Menggunakan MetodeAlgoritma Genetika dan Jaringan SyarafTiruan", JRST (Jurnal Riset Sains danTeknologi), 2020Publication

23%SIMILARITY INDEX

19%INTERNET SOURCES

8%PUBLICATIONS

6%STUDENT PAPERS

1 4%

2 3%

3 2%

4 2%

5 1%

6 1%

7


PRIMARY SOURCES

search.unikom.ac.idInternet Source

123dok.comInternet Source

Dicky Kurniawan, Dwi Arman Prasetya, WahyuDirgantara. "Implementasi Propotional IntegralDerivative (PID) Control System Pada 2 Degreeof Freedom (Dof) Mobil Remote Control (RC)Simulator", JEECAE (Journal of Electrical,Electronics, Control, and AutomotiveEngineering), 2019Publication

ejournal.um-sorong.ac.idInternet Source

Submitted to Universitas International BatamStudent Paper

ejournal.unisbablitar.ac.idInternet Source

eprints.umm.ac.id

1%

8 1%

9 1%

10 1%

11 1%

12 1%

13 1%

14 1%

15 <1%

16 <1%

17 <1%

18 <1%

Internet Source

idoc.pubInternet Source

repository.usd.ac.idInternet Source

jurnal.untan.ac.idInternet Source

Submitted to Universitas JemberStudent Paper

jurnal.unived.ac.idInternet Source

sriratnaningsihbiologi4c.blogspot.comInternet Source

core.ac.ukInternet Source

es.scribd.comInternet Source

seputarilmu.comInternet Source

kinetik.umm.ac.idInternet Source

Submitted to Universitas BrawijayaStudent Paper

19 <1%

20 <1%

21 <1%

22 <1%

23 <1%

24 <1%

25 <1%

26 <1%

Exclude quotes Off


Exclude matches Off

id.123dok.comInternet Source

kbmmatematika.files.wordpress.comInternet Source

www.teknika-ftiba.infoInternet Source

tokoone.comInternet Source

ejournal-s1.undip.ac.idInternet Source

widuri.raharja.infoInternet Source

www.scribd.comInternet Source


4%SIMILARITY INDEX

3%INTERNET SOURCES

1%PUBLICATIONS

1%STUDENT PAPERS

1 1%

2 <1%

3 <1%

4 <1%

5 <1%

6 <1%

7 <1%

8 <1%

9 <1%


PRIMARY SOURCES

ejournal.catursakti.ac.idInternet Source

jurnalmahasiswa.unesa.ac.idInternet Source

Submitted to Sriwijaya UniversityStudent Paper

widuri.raharja.infoInternet Source

text-id.123dok.comInternet Source

www.scribd.comInternet Source

www.slideshare.netInternet Source

eprints.uny.ac.idInternet Source

Mochamad Riduwan, Fachrudin Hunaini, Muh.Mukhsim. "Sistem Kontrol Governor

10 <1%

11 <1%

Exclude quotes Off


Exclude matches Off

Menggunakan Pid Yang Dioptimasi DenganMetode Cuckoo Search Algorithm (Csa)(Governor Control System Using Pid OptimizedWith the Cuckoo Search Algorithm (Csa)",JEEE-U (Journal of Electrical and ElectronicEngineering-UMSIDA), 2019Publication

fr.scribd.comInternet Source


3%SIMILARITY INDEX

3%INTERNET SOURCES

0%PUBLICATIONS

0%STUDENT PAPERS

1 3%

Exclude quotes Off


Exclude matches Off


PRIMARY SOURCES

repository.wima.ac.idInternet Source

Documents

HALAMAN JUDUL RANCANG BANGUN PROTOTIPE KAPAL …