BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang dan Rumusan Masalah 1.1.1. Latar belakang Mobile-robot adalah suatu mesin otomatis yang dapat bergerak dalam suatu lingkungan tertentu. Mobile-robot tidak seperti manipulator robot yang biasa digunakan di bidang industry yang tertanam/terpasang pada lokasi tertentu. Pada umumnya mobile-robot membutuhkan suatu sistem kontrol agar dapat bergerak dengan baik. Sistem kontrol merupakan suatu alat atau kumpulan suatu alat untuk mengatur, memerintahkan perilaku suatu alat atau sistem yang lain.1 Sistem kontrol Proporsional Integral Derivatif (PID) merupakan sistem kontrol yang banyak digunakan di bidang industri. Sistem ini mempunyai sifat keluaran yang cepat tidak ada offset dan tidak berosilasi apabila di-tuning dengan baik. Tiga parameter yang dapat diatur/diubah dari sistem ini adalah konstanta proporsional, integral dan derivatif. Ketiga konstanta ini sangat mempengaruhi keluaran dari sistem tersebut. Dengan menggunakan sistem kontrol ini maka kita dapat membuat pergerakan mobile-robot menjadi lebih baik.
_______________________________________________________ 1
http://en.wikipedia.org/wiki/Control_system 1
2
Setiap plant (sistem yang dikontrol) yang menggunakan sistem kontrol PID mempunyai kombinasi nilai konstanta pengontrol yang unik agar didapat keluaran yang stabil. Sistem yang dikontrol yang akan penulis bahas pada makalah ini adalah sistem pergerakan mobile-robot beroda dan berstir diferensial.
1.1.2. Rumusan masalah Berdasarkan latar belakang di atas, rumusan masalah yang penulis ajukan adalah bagaimana membuat mobile-robot beroda dan berstir diferensial yang pergerakannya dikontrol oleh sistem kontrol Proporsional Integral dan Derivatif (PID).
1.2. Ruang Lingkup Kajian Untuk menjawab rumusan masalah di atas, akan penulis kaji hal-hal berikut. 1. Desain mobile-robot yang digunakan dalam penelitian. 2. Perangkat keras penunjang mobile-robot. 3. Teori sistem kontrol PID. 4. Teknik pemrograman algoritma PID pada mikrokontroler.
1.3. Tujuan Penulisan Tujuan yang hendak dicapai melalui penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui beberapa hal dibawah ini. 1. Bagaimana cara membuat mobile-robot berstir diferensial yang menggunakan sistem kontrol PID. 2. Komponen apa saja yang digunakan dalam membuat mobile-robot tersebut.
3
3. Bagaimana mengaplikasikan sistem kontrol PID pada mikrokontroler.
1.4. Anggapan Dasar Persamaan matematika dari keluaran sistem kontrol PID adalah
1 u (t ) = K p e(t ) + Ti
t
∫ e(t )dt + T 0
d
de(t ) dt
(1.4.1)
Dengan keterangan variabel yang digunakan sebagai berikut: Kp
: Konstanta proporsional
Ti
: Waktu integral
Td
: Waktu derivatif
e(t) : Kesalahan yang terjadi (error) u(t) : Respon keluaran sistem
1.5. Hipotesis Dengan menerapkan sistem kontrol PID pada mobile-robot berstir diferensial, maka mobile-robot tersebut dapat bergerak lurus dengan baik dan mudah dikendalikan kecepatannya.
1.6. Metode dan Teknik Pengumpulan Data 1.6.1. Metode Metode yang digunakan adalah eksperimen (percobaan)
karena
penelitian ini bertujuan membuktikan teori melalui data percobaan yang diperoleh baik dari berbagai rujukan maupun dari lapangan lalu dianalisis.
4
1.6.2. Teknik pengumpulan data Teknik yang digunakan dalam mengumpulkan data adalah, 1. Studi pustaka 2. Wawancara 3. Kerja praktik
1.7. Sistematika Penulisan Penulisan makalah ini terbagi atas lima bab. Bab satu yaitu pendahuluan yang memuat latar belakang munculnya masalah, rumusan masalah yang diajukan, hal-hal yang akan dikaji, tujuan yang akan dicapai, hipotesis, metode penelitian, teknik pengumpulan data dan sistematika penulisan. Pada bab dua akan dijabarkan tentang teori sistem stir mobile-robot, motor yang digunakan, teori sensor kecepatan menggunakan encoder dan teori kontrol PID beserta penerapannya pada mikrokontroler sebagai pusat pengontrol. Pada bab ini akan diulas juga fitur-fitur mikrokontroler yang digunakan dalam penerapan sistem kontrol PID. Pada bab tiga akan dijabarkan desain perangkat keras kontrol PID beserta rangkaian penunjangnya. Pada bab empat dikemukakan cara pengujian sistem,
pembuktian-
pembuktian hipotesis mengenai kestabilan mobile-robot beroda dan berstir diferensial yang menggunakan sistem kontrol PID beserta pembahasannya.
5
Bab lima berisi kesimpulan dari pembuktian hipotesis dan hasil pembahasan. Pada bab ini dikemukakan juga saran-saran untuk meningkatkan kinerja sistem kontrol PID pada mobile-robot berstir diferensial.
