MEDIA PEMBELAJARAN

SISTEM PENGENDALIAN KETINGGIAN AIR

oleh

Yohanes Candra

NIM: 612012026

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

September 2016

ii

ABSTRACT

In Electronic System Design lecture at Electronics and Computer Engineering Satya

Wacana Christian University, the lecturer view that props required to provide simple and

real discription about the application of the theories that have been taught. So, in this final

project a water control system using three control techniques on – off, PID, and fuzzy was

implemented .

In general, the device designed consists of a water container with a two taps at the

bottom of the container, the tap on the right side opened constantly while the tap on the left

side is simulated as a disturbance. The water pump is used to control the water that goes

into the water container. The water level that can be set is started from 5 cm to 25 cm by

with 1 cm increment. As the water level sensor a HC-SR04 ultrasonic sensor was used, that

sensor is located at the top of the water container. The device also equipped with an user

interface program, the user interface is used to set which control system is used, set the

configuration Kp, Ki, and Kd for the control system PID, set the water level desired,

describes the position of the water level actual, and display the parameter value error from

system.

From the exmaniation done with on – off, PID, and fuzzy method known that PID an

fuzzy method can create a stable water level in accordance with the specified setpoint. For

example when setpoint 5 cm , PID and fuzzy method can maintain a constant value of 4,91

cm. From the examination without disturbance the PID method has 0,094 cm average error

and the fuzzy method has 0,18 cm average. From the examination with disturbance PID

method has 0,1 cm average error and fuzzy method has 0,182 cm average error.

Meanwhile the on – off method makes the water level looks oscillate.

.

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang selalu

menyertai penulis selama menempuh pendidikan dari awal hingga penyelesaian tugas

akhir sebagai syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana.

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada berbagai

pihak yang baik secara langsung maupun tidak langsung telah membantu penulis dalam

menyelesaikan tugas akhir ini:

1. Tuhan Yang Maha Esa yang selalu memberkati, menyertai, dan memberikan

segala yang terbaik bagi penulis selama menempuh pendidikan S1 di FTEK

UKSW dari awal hingga akhir.

2. Papa Ang Swan Ho dan Mama Ratna Candrawati tercinta sebagai keluarga

yang selalu mendidik, mendukung, mendoakan, serta memberikan semua yang

terbaik untuk penulis.

3. Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng. dan Bapak Deddy Susilo, M.Eng.

sebagai pembimbing I dan pembimbing II yang telah membimbing dan

memberikan saran serta masukan kepada penulis selama mengerjakan tugas

akhir ini.

4. Keluarga besar kost Seruni7 dan Patimura91 yang selalu memberi dukungan

dan doa kepada penulis selama penulis mengerjakan tugas akhir.

5. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang memfasilitasi penulis

selama menempuh pendidikan S1 di FTEK UKSW.

6. Keluarga besar 2012, terutama Saudara Kwang Dharma Saelau, Adi Gunawan,

Keenan Adidharma Kurniawan, Valiccano dan Fandy Oktavianus sebagai

teman seperjuangan yang selalu memberi dukungan kepada penulis.

7. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu.

iv

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh

karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca sehingga tugas akhir ini

dapat berguna bagi kemajuan pendidikan FTEK UKSW.

Salatiga, 26 Agustus 2016

Penulis

v

DAFTAR ISI

INTISARI ............................................................................................................................... i

ABSTRACT .......................................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR .......................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ......................................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ................................................................................................................ ix

DAFTAR ISTILAH ............................................................................................................... x

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

1.1. Tujuan ................................................................................................... 1

1.2. Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.3. Spesifikasi Sistem ................................................................................. 2

1.4. Sistematika Penulisan ........................................................................... 2

BAB II DASAR TEORI .............................................................................................. 4

2.1. Sensor Ultrasonik HC-SR04 ................................................................. 4

2.2. Arduino Uno ......................................................................................... 5

2.3. Pompa Air 12 VDC .............................................................................. 6

2.4. Sistem Kendali On-Off ......................................................................... 7

2.5. Sistem Kendali PID .............................................................................. 7

2.6. Sistem Kendali Fuzzy Logic Controller ............................................... 9

BAB III PERANCANGAN ALAT ............................................................................ 11

3.1. Gambaran Alat .................................................................................... 11

3.2. Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras ...................................... 12

3.2.1. Perangkat Keras Modul Mekanik ......................................... 12

3.2.2. Perangkat Keras Modul Elektronik ...................................... 13

3.2.2.1. Pengendali Utama ................................................. 14

3.2.2.2. Sensor Ultrasonik HC-SR04 ................................. 15

3.2.2.3. Aktuator ................................................................ 15

3.3. Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak ..................................... 15

3.3.1. Perangkat Lunak Microcontroller ....................................... 16

3.3.2. Perangkat Lunak User Interface .......................................... 19

vi

3.3.2.1. Cara Kerja Program User Interface ...................... 19

3.3.2.2. Penjelasan Tampilan Program User Interface ...... 21

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ................................................................... 23

4.1. Pengujian Sensor Ultrasonik ............................................................... 23

4.2. Pengujian Gengedalian Ketinggian Air Dengan Metode on-off Tanpa

Gangguan ............................................................................................ 24

4.3. Pengujian Gengedalian Ketinggian Air Dengan Metode on-off

Dengan Gangguan .............................................................................. 26

4.4. Pengujian Gengedalian Ketinggian Air Dengan Metode PID Tanpa

Gangguan ............................................................................................ 29

4.5. Pengujian Gengedalian Ketinggian Air Dengan Metode PID Dengan

Gangguan ............................................................................................ 32

4.6. Pengujian Gengedalian Ketinggian Air Dengan Metode fuzzy Tanpa

Gangguan ............................................................................................ 35

4.7. Pengujian Gengedalian Ketinggian Air Dengan Metode fuzzy dengan

Gangguan ............................................................................................ 39

4.8. Analisis Hasil Pengujian ..................................................................... 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 45

5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 45

5.2. Saran Pengembangan .......................................................................... 46

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 47

LAMPIRAN ....................................................................................................................... 48