rancang bangun boost converter

1

1

PROYEK AKHIR

Rancang Bangun Rangkaian Boost Converter Terkontrol Berbasis PI-Fuzzy

Logic Controller Untuk Menyuplai Motor DC Pada Mobil Listrik

(Subjudul : Software)

Grandis Prima Havilandi

NRP.7309.030.012

DosenPembimbing:

Renny Rakhmawati, ST, MT

NIP: 19721024.199903.2.001

Ainur Rofiq Nansur, ST, MT NIP: 19640713.198903.1.005

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2012

ii

PROYEK AKHIR

Rancang Bangun Rangkaian Boost Converter Terkontrol Berbasis PI-

Fuzzy Logic

Controller Untuk Menyuplai Motor DC Pada Mobil Listrik

(Subjudul : Software)

Grandis Prima Havilandi

NRP.7309.030.012

DosenPembimbing:

Renny Rakhmawati, ST, MT

NIP: 19721024.199903.2.001

Ainur Rofiq Nansur, ST, MT NIP: 19640713.198903.1.005

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA

INSTITUT TEKNOLOGISEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2012

iii

Rancang Bangun Rangkaian Boost Converter Terkontrol

Berbasis PI-Fuzzy Logic Conroller

Untuk Menyuplai Motor DC Pada Mobil Listrik

(Subjudul : Software)

Oleh:

Grandis Prima Havilandi

NRP. 7309030012

Proyek Akhir ini Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk

Memperoleh Gelar Ahli Madya

di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Disetujui oleh:

Tim Penguji Proyek Akhir Dosen Pembimbing

1. Indhana Sudiharto, ST, MT 1. Renny Rakhmawati, ST, MT

NIP. 19660227.199403.1.001 NIP. 19721024.199903.2.001

2. Arman Jaya, ST, MT 2. Ainur Rofiq Nansur, ST, MT

NIP. 19660208.198903.1.002 NIP. 19640713.198903.1.005

3. Rusiana, ST, MT

NIP. 19570126.199003.2.001

Mengetahui:

Ketua Program Studi

D3 Teknik Elektro Industri

Novie Ayub Windarko,ST,MT,Ph.D

NIP. 19751114.200003.1.001

iv

i

ABSTRAK

Mobil listrik adalah termasuk salah satu aplikasi dari

disiplin ilmu electric drives, yang dapat didefinisikan sebagai

konversi energi listrik ke energi mekanik. Dalam penelitian ini,

penggerak dari mobil listrik yang digunakan adalah motor DC,

karena motor DC itu lebih mudah untuk diatur kecepatannya dari

pada motor AC. Jenis konverter daya yang digunakan dalam aplikasi

penggerak mobil listrik ini adalah Boost Converter berbasis PI –

Fuzzy, karena mampu menghasilkan efisiensi tinggi, rangkaian

sederhana, tanpa transformer dan tingkat ripple yang rendah pada

arus masukan.

Rancang bangun rangkaian boost converter berbasis PI -

fuzzy logic controller ini difungsikan untuk menaikkan tegangan

secara terkontrol untuk menyuplai kecepatan motor DC pada mobil

listrik saat beban berubah-ubah. Kontrol PI – fuzzy digunakan untuk

mengatur tegangan output boost melalui pengontrolan sudut

penyulutan rangkaian switching nya sehingga kecepatan motor DC

akan konstan pada referensi tegangan output yang diinginkan.

Kata kunci: Electric drives, boost converter, PI – Fuzzy Logic

Controller.

ii

ABSTRACT

The electric car is one of the application of electric drives

of disciplines, which can be defined as the conversion of electrical

energy into mechanical energy. In this study, driver of electric car

uses the DC motor, because it is easier to set the speed than the AC

motor. Types of power converters used in electric car propulsion

applications is Boost Converter-based PI – fuzzy logic controller,

being able to produce high efficiency, simple circuit, with no

transformer and low levels of ripple on the input current.

Boost converter circuit design based PI – fuzzy logic

controller is enabled to raise the voltage which is controlled to

supply the DC motor speed on electric cars at the variable load. PI

– fuzzy controller is used to adjust the voltage output of the boost

which is control the ignition angle of the switching circuit, so that dc

motor speed will be constant according to the output voltage

reference.

Keywords: Electric drives, boost converter, PI – Fuzzy Logic

Controller.

iii

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah

SWT yang telah memberikan rahmat dan ridho-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan buku proyek akhir yang berjudul ” Rancang

Bangun Rangkaian Boost Converter Terkontrol Berbasis PI - Fuzzy

Logic Controller Untuk Menyuplai Motor dc Pada Mobil Listrik

(Subjudul : Software) ”.

Buku ini disusun sebagai gambaran proyek akhir yang akan

kami kerjakan. Buku ini berisi tentang alasan pemilihan judul dan

proses menstabilkan putaran mobil listrik pada beban yang berubah-

ubah dengan cara menstabilkan tegangan output boost converter.

Selama pembuatan buku ini kami telah banyak memperoleh

bimbingan dan arahan. Oleh karena itu kami mengucapkan banyak

terima kasih kepada :

1. Renny Rakhmawati, ST, MT selaku dosen pembimbing 1 Tugas

Akhir.

2. Ainur Rofiq Nansur, ST, MT selaku dosen pembimbing 2 Tugas

Akhir.

3. Teman-teman, serta semua pihak yang tidak dapat kami

sebutkan satu per-satu.

Dengan menyadari keterbatasan ilmu kami, tentu buku ini

masih jauh dari sempurna. Untuk itu kami selaku penulis dengan

senang hati menerima kritik dan saran yang bersifat membangun dari

para pembaca buku ini.

Surabaya, Juni 2012

Penyusun

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Pada kesempatan yang berbahagia ini, penulis

menyampaikan rasa terima kasih kepada:

1. Allah SWT, karena dengan ridho dan karunia Nya saya

telah menyelesaikan projek akhir ini.

2. Nabi Muhammad SAW, Beliau yang selalu menjadi

motivasi dan panutan dihidupku.

3. Kedua orang tua, Bapak dan Ibu yang selalu tanpa

kenal lelah mendukung saya dari segala hal.

4. Kedua dosen pembimbing, Ibu Renny Rakhmawati,

ST, MT dan Bapak Ainur Rofiq, ST, MT atas segala

perhatian dan bimbingan yang telah diberikan sehingga

Proyek Akhir ini dapat terselesaikan.

5. Para ’alim ulama’ yang menjadi panutan saya di

zaman sekarang.

6. Semua Guru dan Dosen yang telah memberikan saya

ilmu baik formal maupun non formal.

7. Semua teman – teman saya yang selalu menginspirasi

saya lewat keseriusan dan candanya.

8. Seluruh keluarga D3 ELIN 09, yang banyak berjasa

buat hidup saya.

9. Seluruh warga PENS ITS meliputi karyawan, warga

jurusan lain, staff, satpam dan Pak OB yang selalu

memberikan fasilitas istimewa belajar saya.

10. Seluruh pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu-

persatu atas bantuan yang telah diberikan selama ini.

Penulis berharap semoga bantuan dan keikhlasan

penyelesaian Proyek Akhir ini mendapat barokah dari Allah SWT.

v

DAFTAR ISI

Halaman

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

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................... ii

ABSTRAK ...................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ................................................................... v

UCAPAN TERIMA KASIH ......................................................... vi

DAFTAR ISI .................................................................................. vii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................... ix

DAFTAR TABEL .......................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2. Tujuan ........................................................................ 2

1.3. Metodologi ................................................................. 2

1.4. Perumusan Masalah ................................................... 4

1.5. Batasan Masalah ......................................................... 5

1.6. Sistematika Pembahasan ............................................ 5

1.7. Tinjauan Pustaka ........................................................ 6

BAB II TEORI PENUNJANG

2.1. Motor DC ................................................................... 9

2.1.1. Motor DC Shunt ............................................... 11

2.1.2. Rangkaian PWM .............................................. 12

2.2. Kontrol PI ................................................................... 13

2.2.1. Kontroler Proporsional (P) ............................... 13

2.2.2. Kontroller Integral (I) ....................................... 14

2.3. Kontrol Fuzzy ............................................................. 15

2.3.1. Fuzzyfikasi ....................................................... 16

2.3.2. Kumpulan Aturan Fuzzy .................................. 16

2.3.3. Fungsi Keanggotaan Membershipfuntion ........ 17

2.3.4. Fungsi Implikasi Fuzzy .................................... 18

2.3.5. Defuzzyfikasi ................................................... 19

2.3.6. Pemodelan control Logika Fuzzy ..................... 19

2.4. Karakteristik Beban Non - Linier ............................... 20

2.5. Mikrokontroller .......................................................... 24

2.5.1. Mikrokontroller AVRAT Mega 16 .................. 24

2.5.2. Arsitektur AVRAT Mega 16 ............................ 25

vi

2.5.3. Konfigurasi AVRAT Mega 16 ......................... 27

2.5.4. Struktur Memori ............................................... 30

2.5.5. Port Sebagai Input / Output Digital .................. 31

2.5.6. Port Sebagai Analog Digital Converter (ADC) . 32

2.5.7. Timer / Counter ................................................ 34

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN

PERANGKAT Lunak

3.1. Konfigurasi Sistem ..................................................... 39

3.2. Sistem Open Loop ...................................................... 41

3.3. Sistem Close Loop Dengan Kontrol Tipe PI .............. 44

3.4. Sistem Close Loop Dengan Kontrol Tipe Fuzzy ........ 46

3.5. Pembuatan Algoritma PI Fuzzy ................................. 47

3.5.1. Perencanaan Program Fuzzy ........................... 47

3.5.2. Fungsi keanggotaan ......................................... 50

3.5.3. Rule Base ........................................................ 51

3.5.4. Membership Funtion ....................................... 52

3.5.5. Flowchart ........................................................ 54

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1. Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroller ............ 57

4.2. Pengujian ADC .......................................................... 58

4.3 Pengujian Rangkaian dan Sambungan ....................... 61

4.4 Pengujian Sensor tegangan ........................................ 62

4.5 Pengujian Sensor kecepatan ....................................... 64

4.6 Pengujian Respon Kontrol PI - Fuzzy ........................ 65

4.7 Kesesuaian Antara Perencanaan dan Hasil ................ 66

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ................................................................ 67

5.2. Saran-saran ................................................................. 67

DAFTAR PUSTAKA .................................................................... 68

LAMPIRAN ................................................................................... 69

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1.1. Blok Diagram Kontrol ....................................................... 3

2.1. Kaidah Motor DC .............................................................. 11

2.2. Rangkaian Motor DC Shunt .............................................. 12

2.3. Output Dari PWM ............................................................. 13

2.4. Kurva PI Kontroller ........................................................... 15

2.5. Struktur Dasar Dari Kontrol PI - Fuzzy ............................. 16

2.6. Fungsi Keanggotaan Trigular Function ............................. 17

2.7. Fungsi Keanggotaan Trapezoidal Function ....................... 18

2.8. Chip ATMEGA 16 Buatan ATMEL ................................. 25

2.9. Blok Diagram Arsitektur ATMEGA 16 ............................ 27

2.10. Pin – pin AVR ATMEGA 16 ............................................ 28

2.11. Peta Memori Flash ............................................................. 30

2.12. Peta Memori SRAM .......................................................... 31

2.13. Blok Diagram Timer Counter ............................................ 35

2.14. Timing Diagram Timer / Counter, Tanpa

Prescaling .......................................................................... 37

2.15. Timing Diagram Timer / Counter, Dengan

Prescalling ......................................................................... 37

3.1. Blok Diagram Kontrol ....................................................... 39

3.2. Blok Diagram Sistem Secara Open Loop .......................... 42

3.3. Rangkaian Simulasi Open Loop Pada Saat

Beban Bawah .................................................................... 42

3.4. Hasil Gelombang Output Saat Batas Bawah

Beban 56 kg ...................................................................... 43

3.5. Rangkaian Simulasi Open Loop Pada Saat Beban

Atas .................................................................................. 43

3.6. Hasil Gelombang Output Saat Batas Atas

Beban80kg ……………………..………………………… 44

3.7. Blok Diagram Sistem Dengan Kontrol tipe PI.................. 44

3.8. Blok Diagram Sistem Secara Close Loop

Dengan Kontrol PI ............................... ............................ 46

3.9. Boost Converter Dengan Kontrol PI Fuzzy ....................... 46

3.10. Gelombang Output Boost Converter Dengan

Kontrol PI Fuzzy ............................................................... 47

3.11. Flowchart Logika Fuzzy .................................................... 48

3.12. Blok Diagram Kontroller ................................................... 48

viii

3.13. Flowchart Proses Penentuan Crisp Input

(Kuantitas) dan Penentuan Crisp Output ............................ 49

3.14. Flowchart proses fuzzyfikasi ............................................. 50

3.15. Rule Base Fuzzy ................................................................ 52

3.16. Membershipfunction Error ................................................ 53

3.17. Membershipfunction Derror .............................................. 54

3.18. MembershipFuntion Output .............................................. 54

3.19. Flowchart Utama Sistem ................................................... 54

3.20. Flowchart Sistem ............................................................... 55

4.1. Pengujian Minimum Sistem ATMEGA 16 ....................... 58

4.2. Fluk 41B ............................................................................ 61

4.3. Rangkaian Sensor Tegangan ............................................. 62

4.4. Sensor Rotary Encoder Pada AS Roda Dan

Driver ... ............................................................................ 64

4.5. Pembacaan Sensor Kecepatan Pada LCD Saat

Tanpa Beban ..................................................................... 64

4.6. Respon Kontrol Yang Terekam Pada

Hyperterminal Pada Codevision ........................................ 65

4.7. Alat Secara Keseluruhan ................................................... 66

ix

DAFTAR TABEL Tabel Halaman

2.1. Rule Base Kontroller Logika Fuzzy ................................. 17

2.2. Beberapa Tipe Fungsi Implikasi Fuzzy ............................ 19

3.1. Hasil Simulasi Open Loop ................................................ 44

3.2. Rule Base Fuzzy ............................................................... 51

4.1. Data Pengujian ADC Internal Mikrokontroller ................ 60

4.2. Data Pecobaan Sensor Tegangan ...................................... 63

4.3. Pembacaan Putaran Berdasarkan Perubahan Beban. ......... 64

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mobil listrik adalah kendaraan penumpang untuk pribadi, yang

beroperasi pada jalan raya, dan untuk kenyamanan umumnya

menggunakan roda empat dan yang digerakkan secara elektrik.

Mobil listrik termasuk salah satu bagian dari disiplin ilmu

pengemudian elektrik (electric drives), yang dapat didefinisikan

sebagai konversi energi listrik ke energi mekanik, serta cara-cara

pengaturannya. Komponen utama mobil listrik adalah motor listrik

sebagai penggerak, baterei sebagai sumber energi, sistem control

sebagai pusat kendali, dan konverter daya sebagai peralatan elektrik

atau rangkaian elektrik yang mengubah kebutuhan variabel sumber

energi dengan kebutuhan variabel mobil listrik melalui switching

devices.

Motor arus searah (motor dc) adalah salah satu jenis motor yang

telah ada selama lebih dari seabad. Munculnya motor DC membawa

perubahan besar pada dunia mesin listrik yang sebelumnya telah ada

motor AC karena motor dc mempunyai keunggulan dalam

kemudahan untuk mengatur dan mengontrol kecepatan dibandingkan

motor ac (motor bolak-balik yang bekerja memerlukan suplay

tegangan bolak balik ). Motor dc dapat berfungsi sebagai motor

apabila didalam motor listrik tersebut terjadi proses konversi dari

energi listrik menjadi energi mekanik. Motor dc itu sendiri

memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan jangkar

dan kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Pada

motor dc kumparan medan disebut stator (bagian yang tidak

berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar).

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali

kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor

ini dapat dikendalikan dengan mengatur:

a) Tegangan dynamo-meningkatkan tegangan dinamo akan

meningkatkan kecepatan.

b) Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan

kecepatan.

2

Prinsip kerja motor dc adalah daerah kumparan medan yang

yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang

melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi dari

energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya

berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan magnet

disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi,

sekaligus berfungsi sebagai tempat berlangsungnya proses perubahan

energi. Dengan mengacu pada hukum kekekalan energi. Proses

energi listrik = energi mekanik + energi panas + energi didalam

medan magnet.

Topologi konverter daya yang cocok dalam aplikasi penggerak

mobil listrik ini adalah Boost Converter terkontrol karena mampu

menghasilkan efisiensi tinggi, rangkaian sederhana, tanpa

transformer dan tingkat ripple yang rendah pada arus masukan. Boost

converter terkontrol ini difungsikan untuk menaikkan tegangan dan

mencatu dengan tegangan yang konstan. Konverter ini didesain

terkontrol karena sebagai pengaturan kecepatannya dengan megatur

frekuensi sudut penyulutan pada proses switching nya.

1.2 Tujuan

Mendesain dan membuat konverter terkontrol untuk mengatur

kecepatan motor dc dengan menaikkan tegangan input sebagai

penggerak mobil listrik, sehingga tercipta konverter untuk mobil

listrik yang aplikatif, handal, fleksibel dan effisien untuk

pengembangan mobil listrik.

1.3 Metodologi

Untuk pembuatan Proyek Akhir ini dilakukan prosedur atau

langkah-langkah pengerjaan yang dapat diuraikan sebagai berikut:

1.3.1 Studi Literatur

1) Mempelajari teori dasar yang berhubungan dengan topik yang

dibahas dalam tugas akhir ini dan berusaha mempelajari

permasalahan yang dihadapi.

2) Pengambilan dan pengumpulan data serta dasar teori yang

digunakan sebagai acuan dalam penyelesaian proyek akhir

3

antara lain motor dc, boost converter, kontrol PI, Kontrol

fuzzy dan teori lainya yang terkait dalam penyelesaian proyek

akhir ini.

1.3.2 Perencanaan Sistem

Setelah mempelajari literatur yang tersedia maka bisa dimulai

dengan mengetahui prinsip kerja dari motor dc yang akan digunakan

sebagai proyek akhir ini. Pada proyek akhir ini akan mengatur

kecepatan motor dc.

1.3.2.a Fuzzy Logic Controller

Pada kontroler ini masukan diambil dari sinyal speed error

(selisih antara putaran as referensi dan putaran as umpan balik yang

dihasilkan oleh tacho meter) dan perubahan sinyal speed error

(selisih sinyal error sebelumnya dengan sinyal error sekarang)

sebagai masukan.

Masukan akan masuk ke kontrol fuzzy yang kemudian mengatur

gain dari Kp, sedangkan gain Ki dibuat tetap. Keluaran dari kontrol

ini akan mengatur sinyal trigger pada PWM.

PWM akan diatur duty cycle nya sampai putaran as sesuai

dengan putaran as referensi. PWM ini memberikan sinyal pulsa ke

boost converter. Berikut ini gambar 1.1 blok diagram secara

keseluruhan.

Gambar 1.1. Blok Diagram Kontrol

4

1.3.2.b Batterai (Accu)

Pada proyek akhir ini dipilih baterai dengan spesifikasi tegangan

12V/36Ah yang diseri. Hal ini dikarenakan untuk menaikkan

tegangan dengan perbandingan terlalu besar yaitu 1:3 namun mampu

dioperasikan dalam sistem hingga sekitar 1 jam. Namun sebenarnya

dalam perancangan secara teoritis dibutuhkan baterai dengan

kapasitas 60Ah. Perhitungan kapasitas ini didasarkan pada

kebutuhan dari waktu pengoperasian atau pemakaian dalam sistem.

Desain perhitungan pemakaian aki

Efisiensi Boost converter = 80 %

Efisiensi = Pout Boost converter/Pin Boost converter

Pin Boost converter = Pout Boost converter/Efisiensi.

Dari perhitungan diatas kita dapat mengetahui Arus masukan

Boost converter yang nilainya sama dengan arus yang dikeluarkan

aki:

Pin Boost converter = Vin . In

Iin = Pin Boost converter/Vin

Jika Asumsi lama pemakaian dari mobil listrik sekitar 3 jam,

maka kapasitas aki dapat dihitung dengan persamaan.

Ta = Iin x Lama pemakaian (jam)

1.4 Perumusan Masalah

Pada proyek akhir ini untuk mengetahui fungsi dari

perbedaan antara teori pengendali dengan praktek yang berada

di lapangan, yang diinginkan untuk mengatur kecepatan motor

dc yang konstan meskipun ada beban yang sifatnya berubah-

ubah. Adapun permasalahan yang akan dibahas pada proyek

akhir ini adalah :

1. Pengonrolan sudut penyulutan pada PWM melalui PI –

Fuzzy logic Controller dan mendesain induktor pada

rangkaian boost converter.

5

2. Apakah beban berubah mempengaruhi output boost

converter.

3. Pengontrolan pada penyulutan tegangan output boost

converter, yang mengacu pada set point tegangan yang telah

ditentukan.

1.5 Batasan Masalah

Pada proyek akhir ini membahas tentang bagaimana cara

mengatur kecepatan pada motor dc. Dengan cara memberikan

input tegangan pada motor dc yang diatur melalui Boost

Converter terkontrol. Sehingga kami membuat driver dan

kontrol motor dc yang mencakup kontrol PI - Fuzzy juga

sebagai pengatur pulsa ke motor.

1. Mobil listrik dibatasi penggunaanya dalam medan lurus

saja, tidak menanjak dan turun.

2. Set point dari kecepatan mobil listrik juga dibatasi

maksimal kecepatan diset saat tegangan output boost 48 V.

3. Membership Function dari kontrol fuzzy dibatasi maksimal

5.

4. Mobil tidak bisa berjalan mundur.

5. Set point sudah ditentukan, tidak bisa diubah.

6. Sistem control menggunakan PI-Fuzzy

7. Penggerak menggunakan sebuah motor dc untuk

menggerakkan roda belakang

8. Penumpang dibatasi satu orang saja.

1.6 Sistematika Pembahasan

Sistematika pembahasan penyusunan Proyek Akhir ini

direncanakan sebagai berikut:

BAB I. PENDAHULUAN

Bab ini membahas pendahuluan yang terdiri dari latar

belakang, tujuan, metodologi, batasan dan perumusan masalah,

sistematika pembahasan Proyek Akhir dan tinjauan pustaka.

6

BAB II . TEORI PENUNJANG

Bab ini membahas teori-teori yang menunjang dan

berkaitan dengan penyelesaian Proyek Akhir, antara lain teori

tentang PI-Fuzzy, dan Boost Converter .

BAB III. PERENCANAAN DAN PEMBUATAN

Bab ini membahas tahap perencanaan dan proses pembuatan

perangkat keras Proyek Akhir.

BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA

Bab ini membahas secara keseluruhan dari sistem dan dilakukan

pengujian serta analisa pada setiap percobaan perangkat keras.

Mengintegrasikan seluruh sistem dan pengujian, kemudian

berdasarkan data hasil pengujian dan dilakukan analisa terhadap

keseluruhan sistem.

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini membahas kesimpulan dari pembahasan, perencanaan,

pengujian dan analisa berdasarkan data hasil pengujian sistem. Untuk

meningkatkan hasil akhir yang lebih baik diberikan saran-saran

terhadap hasil pembuatan Proyek Akhir.

1.7 Tinjauan Pustaka

Pada referensi yang berjudul Desain penyearah 1 fase dengan

power factor mendekati unity dan memiliki THD minimum

menggunakan kontrol PID-fuzzy pada boost converter, Setyo Suka

Wahyu, PENS-ITS, TA 2011. Didalam referensi tersebut terdapat

beberapa kekurangan antara lain kontrol pada motor menggunakan

kontrol derivative.

Dari referensi tersebut bertujuan untuk menelaah dan

menghasilkan respon plan sistem kendali melalui proses

perencanaan rangkaian boost converter terkontrol sehingga keluaran

7

yang dihasilkan sesuai dengan apa yang diharapkan, yaitu dapat

mengendalikan output pada beban yang berubah-ubah. sehingga

kami disini mencoba dengan mendesain rangkaian boost converter

terkontrol berbasis fuzzy pada beban motor dc, dimana kontrol ini

berfungsi untuk mengatur tegangan input pada motor dc dengan

mengontrol sudut penyulutan rangkaian switching nya, kontrol

derivative tidak cocok digunakan untuk mengontrol motor karena

energi yang digunakan cukup besar, kontrol fuzzy memilki respon

yang mendekati set poin, output bisa lebih dari satu dan lebih

smooth.

Refrensi yang kedua yaitu berjudul Rancang Bangun Becak

listrik tenaga Hybrid dengan menggunakan kontrol PI-Fuzzy,

Handoko, PENS-ITS, TA 2011. Pada refrensi kedua ini, sangat

berkaitan erat dengan judul yang kami buat, yaitu bertujuan

merancang kontrol PI-Fuzzy untuk mengatur kecepatan putar motor

dc. Kontrol putaran motor dc pada judul ini digunakan untuk

mengontrol output tegangan boost yang akan digunakan untuk

mencharge battery, selain itu digunakan juga untuk menyulut driver

yang akan mengatur putaran motor dc. Dengan adanya refrensi

kedua ini sangat membantu kami dalam mengerjakan proyek akhir

dikarenakan memiliki tujuan yang hamper sama.

8

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

9

BAB II

TEORI PENUNJANG

Analisa dan perhitungan sangat penting dilakukan sebelum

merencanakan suatu sistem. Sehingga diperlukan teori penunjang

sebagai pendukung kebenaran dari analisa yang dilakukan. Teori

dasar pada proyek akhir ini diambil dari mata perkuliahan Power

Quality dan Elektronika Daya.

Teori dan analisa penunjang yang lain diambil dari mata

kuliah yang masih berkaitan dengan rangkaian Elektronika Daya

antara lain : Pengaturaan Otomatis, Dasar Pengendali

Cerdas,Mikrokontroller, Interface, Bahasa Pemrograman, Rangkaian

Listrik, Mesin Listrik dan Rangkaian Elektronika, serta buku – buku

literatur ( ada pada halaman Daftar Pustaka ).

Setiap pembahasan – pembahasan pada sub bab saling

berkaitan dengan teori dan analisa yang pernah diberikan pada

perkuliahan yang pernah didapatkan.

2.1 Motor DC

Motor arus searah (motor dc) adalah salah satu jenis motor

yang telah ada selama lebih dari seabad. Keberadaan motor dc telah

membawa perubahan besar sejak dikenalkan motor induksi yang

nama lain dari motor listrik arus bolak balik (ac) karena motor dc

mempunyai keunggulan dalam kemudahan untuk mengatur dan

mengontrol kecepatan dibandingkan motor ac (motor bolak-balik

yang bekerja memerlukan suplay tegangan bolak balik ). Motor dc

dapat berfungsi sebagai motor apabila didalam motor listrik tersebut

terjadi proses konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik.

Motor dc itu sendiri memerlukan suplai tegangan yang searah pada

kumparan jangkar dan kumparan medan untuk diubah menjadi

energi mekanik. Pada motor dc kumparan medan disebut stator

(bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor

(bagian yang berputar).

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali

kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor

ini dapat dikendalikan dengan mengatur:

10

a) Tegangan dynamo - meningkatkan tegangan dinamo akan

meningkatkan kecepatan

b) Arus medan - menurunkan arus medan akan meningkatkan

kecepatan.

Prinsip kerja motor dc adalah daerah kumparan medan yang

yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang

melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi dari

energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya

berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan magnet

disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi,

sekaligus berfungsi sebagai tempat berlangsungnya proses perubahan

energi.

Dengan mengacu pada hukum kekekalan energi :

Proses energi listrik = energi mekanik + energi panas + energi

didalam medan magnet.

Maka dalam medan magnet akan dihasilkan kumparan medan

dengan kerapatan fluks sebesar B dengan arus adalah I serta panjang

konduktor sama dengan L maka diperoleh gaya sebesar F, dengan

persamaan sebagai berikut :

F = B I L dengan : (2.1)

F = Gaya magnet pada sebuah arus (Newton)

B = Medan magnet (Tesla)

I = Arus yang mengalir (Ampere)

L = Panjang konduktor (meter)

Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo

ditunjukkan dalam persamaan berikut:

Gaya elektromagnetik: E = KΦN (2.2)

Torque: T = KΦIa

Dimana:

E =gaya elektromagnetik (volt)

Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan

N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)

T = torque electromagnetik

Ia = arus dinamo

11

K = konstanta persamaan

Arah dari gaya ini ditentukan oleh aturan kaidah tangan kiri,

adapun kaidah tangan kiri tersebut dapat dilihat pada pada gambar

2.1 dibawah ini :

Gambar 2.1.

Kaidah Motor DC

Ibu jari sebagai arah gaya (F), telunjuk jari sebagai fluks (B),

dan jari tengah sebagai arus (I). Saat gaya (F) tersebut dibandingkan,

konduktor akan bergerak didalam kumparan medan magnet dan

menimbulkan gaya gerak listrik yang merupakan reaksi lawan

terhadap tegangan sumber. Agar proses perubahan energi mekanik

tersebut dapat berlangsung secara sempurna, maka tegangan sumber

harus lebih besar dari pada tegangan gerak yang disebabkan reaksi

lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang

dilindungi oleh medan maka menimbulkan perputaran pada motor.

2.1.1 Motor DC Shunt

Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt)

disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo. Oleh karena

itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan

arus dinamo. Berikut tentang kecepatan motor shunt :

Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada

beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang) dan

oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban

awal yang rendah, seperti peralatan mesin.

Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang

tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang)

12

atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan

bertambah). Dapat dilihat pada gambar 2.2 dibawah ini :

Gambar 2.2

Rangkaian Motor DC Shunt

2.1.2 Rangkaian PWM

PWM atau Pulse width Modulation adalah salah satu

teknik pemodulasian sinyal dimana besar duty cycle pulsa dapat

diubah-ubah. PWM biasa digunakan untuk aplikasi-aplikasi analog

yang menggunakan kontrol digital atau microcontroller, hal ini

dikarenakan mikrokontroler tidak mampu menghasilkan tegangan

analog secara langsung. Terdapat beberapa teknik untuk

membangkitkan sinyal PWM, namun secara garis besar terbagi

dalam 2 cara, yaitu pembangkitan sinyal dengan rangkaian analog

dan dengan kontrol digital atau dengan mikrokontroler. Secara

analog, pembangkitan sinyal PWM yang paling sederhana adalah

dengan cara membandingkan sebuah sinyal segi tiga atau gigi gergaji

dengan tegangan referensi seperti yang terlihat pada Gambar

dibawah. Gelombang segitiga atau gigi gergaji sebagai frekuensi

pembawa yang juga merupakan frekuensi sinyal output PWM.

Sedangkan tegangan referensi adalah tegangan yang menentukan

besarnya duty cycle dari output sinyal PWM.

Cara kerja dari komparator analog ini adalah membandingkan

gelombang tegangan gigi gergaji dengan tegangan referensi seperti

yang terlihat pada Gambar dibawah ini. Saat nilai tegangan referensi

13

lebih besar dari tegangan ramp (gigi gergaji) maka output

komparator akan bernilai high atau saturasi mendekati Vcc. Namun

saat tegangan referensi bernilai lebih kecil dari tegangan ramp, maka

output komparator akan bernilai low atau cut off. Dengan

memanfaatkan prinsip kerja dari komparator inilah, untuk mengubah

duty cycle dari sinyal output cukup dengan mengubah-ubah besar

tegangan referensi. Berikut ini hasil output dari PWM dapat dilihat

pada gambar 2.3 dibawah ini

Gambar 2.3.

Output Dari PWM

2.2 Kontrol PI

PI (dari singkatan bahasa Proportional–Integral controller)

merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem

instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem

tesebut. Komponen kontrol PI ini terdiri dari dua jenis yaitu

Proportional dan Integratif. Keduanya dapat dipakai bersamaan

maupun sendiri-sendiri tergantung dari respon yang kita inginkan

terhadap suatu plant.

2.2.1 Kontroler Proporsional (P)

Pengaruh pada sistem :

1. Menambah atau mengurangi kestabilan.

2. Dapat memperbaiki respon transien khususnya : rise time,

settling time

3. Mengurangi (bukan menghilangkan) Error steady state.

14

4. Mengurangi settling time.

Nb: untuk menghilangkan Ess, dibutuhkan KP besar, yang akan

membuat sistem lebih tidak stabil

a) Persamaan matematis :

u(t) = KP . e(t) (2.3)

dimana KP : konstanta proporsional dalam Laplace

U(s)/E(s) = KP (2.4)

b) Dikenal juga sebagai : gain/penguatan

2.2.2 Kontroler Integral (I)

Pengaruh pada sistem :

1. Menghilangkan Error Steady State

2. Respon lebih lambat (dibandingkan dengan P)

3. Dapat Menambah Ketidakstabilan (karena menambah orde

pada sistem).

4. Menaikkan settling time, sehingga mendekati 0 error steady

state.

Persamaan matematis :

(2.5)

dimana Ki : konstanta integral

dalam Laplace

(2.6)

t

i dtteKtu0

)()(

s

K

sE

sU i)(

)(

15

Perubahan sinyal kontrol sebanding dengan perubahan error.

Semakin besar error, semakin cepat sinyal kontrol

bertambah/berubah. Lebih jelasnya maka lihat gambar berikut.

Kontroler Proporsional memberi pengaruh langsung (sebanding)

pada error. Semakin besar error, semakin besar sinyal kendali yang

dihasilkan kontroler. Pada gambar 2.4 dibawah ini adalah kurva PI

controller

Gambar 2.4.

Kurva PI Controller

• Prosedur praktis

1. Berikan input step pada sistem

2. Dapatkan kurva respons berbentuk S

3. Tentukan nilai L dan T

4. Masukkan ke tabel berikut untuk mendapatkan nilai Kp, dan Ki

Kontrol PI :

Kp = 0.9 x

Ki = 0.27 x

2.3 Kontrol Fuzzy

Kontrol logika fuzzy merupakan salah satu bentuk kontrol

cerdas (intelligent control). Penggunaan control logika fuzzy dapat

menyelesaikan permasalahan pada system yang memiliki perilaku

komplek. Struktur dasar dari Kontrol Logika Fuzzy dapat dilihat

pada gambar 2.5 dibawah ini:

16

Gambar 2.5. Struktur Dasar Dari Kontrol PI – Fuzzy

2.3.1 Fuzzyfikasi

Pada proses fuzzifikasi terjadi konversi variabel crisp kedalam

variable fuzzy melalui teknik fungsi keanggotaan, dimana error dan

delta error dipetakan kedalam rentang kerja semesta pembicaraan

melalui persamaan berikut:

Qe(k) = G1*e(k) (2.7)

Qe(k) = G2*e(k) (2.8)

Pada unit fuzzifikasi ini terjadi proses transformasi dengan cara

pemetaan ruang masukan dengan bantuan faktor penskala.

Perbedaaan kecepatan (error) diskala dengan gain G1, sedangkan

perbedaan perubahan kecepatan (delta error) diskala dengan gain G2.

2.3.2 Kumpulan aturan Fuzzy

Kumpulan aturan fuzzy terdiri dari beberapa aturan fuzzy yang

dikelompokkan kedalam basis aturan yang merupakan dasar dari

pengambilan keputusan (inference process) untuk mendapatkan aksi

keluaran sinyal kontrol dari suatu kondisi masukan. Proses

pengambilan keputusan menghasilkan sinyal keluaran yang masih

dalam bentuk bilangan fuzzy, yaitu derajat keanggotaan dari sinyal

kontrol. Basis aturan dari kontroller logika fuzzy dapat dilihat pada

tabel 2.1.

Fuzzifik

asi

Fuzzy rule -

Base

Defuzzifi

kasi

Data -

Base

17

Tabel 2.1.

Rule base kontroller logika fuzzy

2.3.3 Fungsi Keanggotaan (Membership Function)

Fungsi keanggotaan Fuzzy merupakan fungsi untuk

menyatakan tingkat keanggotaan fuzzy yang nilainya antara nol dan

satu. Ada beberapa bentuk fungsi keanggotaan fuzzy, diantaranya

adalah: segitiga (Triangular Function), trapezium (Trapezoid

Function), sigmoid, gauss dan lain-lain. Bentuk fungsi keanggotaan

yang dipakai pada paper ini yang digunakan adalah bentuk segitiga

dan trapezium.

Definisi Triangular function secara matematika dapat dilihat pada

gambar 2.6 dibawah ini :

Gambar 2.6.

Fungsi keanggotaan Triangular function

18

Definisi Trapezoidal function secara matematika dapat dilihat pada

gambar 2.7 dibawah ini:

Gambar 2.7.

Fungsi keanggotaan Trapezoidal function

2.3.4 Fungsi Implikasi Fuzzy

Pada umumnya aturan-aturan fuzzy dinyatakan dalam bentuk

logika IF-THEN yang merupakan dasar relasi fuzzy (R). Relasi

fuzzy dalam basis pengetahuan fuzzy didefinisikan sebagaifungsi

implikasi fuzzy. Beberapa fungsi implikasi fuzzy terdapat pada tabel

2.2 dibawah ini.

19

Tabel 2.2. Beberapa tipe fungsi implikasi fuzzy

2.3.5 Defuzzifikasi

Defuzzifikasi merupakan proses dimana suatu nilai fuzzy

output dari fuzzy rule diambil dan dimasukkan kedalam suatu fungsi

keanggotaan keluaran untuk mendapatkan hasil akhir yang disebut

crisp output. Metoda defuzzifikasi yang umum digunakan adalah

Centre of Gravity (COG) defuzzification , didefinisikan sebagai

berikut:

dengan

y = nilai keluaran (output)

cj = nilai tengah da ri keluaran fungsi keanggotaan ke-j

Uuj(u) = keluaran fungsi anggota

Uj = fuzzy set

R = jumlah aturan (rule)

2.3.6 Pemodelan Kontrol Logika Fuzzy

Pada paper ini dikembangkan control motor dc mengunakan

Logika Fuzzy yang dibentuk kedalam 2 kontroler:

a) Fuzzy Speed Controller yang digunakan untuk mengontrol

kecepatan motor .

b) Fuzzy Current Limitter yang digunakan untuk membatasi

arus jangkar pada motor.

(2.9)

20

2.4 Karakteristik Beban Non-linier

2.4.1 Perencanaan Mobil Listrik

2.4.1.a Kecepatan

Kecepatan mobil listrik yang kami buat diharapkan mencapai

kecepatan maksimum pada jalan lurus + 20 km/jam dengan

memperhitungkan gaya gesekan antara roda dengan jalan, dan gaya

aerodinamika.

2.4.1.b Massa

Massa total mobil beserta driver adalah 200 kg dengan rincian

massa driver (pengendara) 70kg, rangka mobil 70 kg, 3 buah accu 39

kg (tiap aki sekitar 13 kg) , 1 buah motor brushed dc 15 kg,

rangkaian driver 6 kg.

2.4.1.c Konsep Desain

Spesifikasi desain mobil listrik:

Panjang mobil

- Panjang keseluruhan (body) : 185 cm

- Panjang antar roda (depan belakang) : 95 cm

Lebar mobil

- Body : 95 cm

- Antar roda (kanan kiri) : 77 cm

Tinggi mobil

- Tanah ke chasis : 12,5 cm

- Tinggi body keseluruhan (termasuk rollbar) :113 cm

- Mesin : Motor Brushed DC 48V/700W

- Sistem Pengereman : Mekanik

- Ukuran velg : 14 inchi

- Bodi : Besi + plastik

21

2.4.2 Teori Pendukung Rancangan Mekanik Mobil Listrik

Pada mobil saat melaju mempunyai tiga buah macam gaya.

Gaya ini sangat berpengaruh pada pendisaianan mobil apakah mobil

akan sesuai dengan yang kita inginkan. Tiga buah macam gaya

tersebut adalah sebagai berikut:

2.4.2.a Gaya gesekan pada roda

Gaya ini sangat dipengaruhi oleh koefisien gesek antara ban

dengan lintasan serta kemiringan/tanjakan pada lintasan.

Persamaan untuk gaya gesek ini adalah sebagai berikut:

Untuk kemiringan lintasan sama dengan 0 derajat

F = m.g.Cg.cos 0 (2.10)

= m.g.Cg

Untuk kemiringan lintasan sebesar Θ

F1 = m.g.Cg.cos Θ (2.11)

Dimana :

F = gaya gesek yang bekerja pada mobil (N)

m = massa total mobil ( termasuk driver ) (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (9,81 m/s2) (m/s

2)

Cg = koefisien gesek

2.4.2.b Gaya berat pada mobil

Gaya ini bekerja pada saat mobil berada di kemiringan tertentu.

Besarnya kemiringan sangat mempengaruhi besarnya gaya ini.

Dengan m merupakan massa total mobil , g percepatan gravitasi

bumi (9,81 m/s2), dan merupakan besarnya sudut kemiringan

lintasan, maka besarnya gaya dapat ditentukan dengan persamaan

berikut :

F2 = m.g.sin (2.12)

22

2.4.2.b.1 Gaya gesekan udara ( gaya aerodinamika )

Gaya ini adalah gaya yang bekerja pada saat mobil melaju dan

sangat dipengaruhi oleh kecepatan angin. Besarnya gaya ini dapat

ditentukan sebagai berikut :

F3 = ½ CB ρA V2

(2.13)

Sehingga besarnya gaya total mobil saat melaju adalah :

Ftotal = F1+F2+F3 (2.14)

2.4.2.c Torsi Motor DC

Tenaga mekanis yang dibangkitkan oleh jangkar yang berputar

pada kecepatan ωm rad/s adalah τωm dengan τ adalah torsi

(elektromagnetik). Torsi ini ditimbulkan pada saat arus jangkar

adalah ia pada tegangan (induksi) jangkar e, tenaga jangkar adalah e

ia. Jadi τωm = e ia , menjadi :

τ = F x s (2.15)

= B.ia.l.s

m.g.Cg.s

Keterangan :

τ = torsi (Nm)

F = Gaya (Newton)

s = Jarak (Meter)

m = massa total mobil ( termasuk driver ) (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (9,81 m/s2) (m/s

2)

Cg = koefisien gesek pada brushed / komutator dan bearing

B = Kerapatan fluks (Wb/ m2 )

L = Panjang konduktor (m)

Sehingga dari rumus diatas, didapatkan daya yang dibutuhkan

oleh motor untuk menggerakkan mobil listrik dengan beban yang

telah ditentukan.

Pout = Eb x ia (2.16)

23

Eb = x = C.

Keterangan :

Pout = Daya pada motor (Watt)

Eb = Tegangan jangkar motor (Volt)

ia = arus jangkar (A)

Z = Jumlah lilitan konduktor

P = Jumlah kutub

N = Putaran motor (rpm)

a = P (untuk Lap Winding) atau a = 2 (untuk Wave Winding)

Hubungan antara torsi dengan daya adalah :

Pout = T x ω (2.17)

= T.2.Nr

Jika kita gabungkan 2 persamaan di atas maka akan diperoleh :

Pout = T.2.Nr (2.18)

T =

T=

Substitusi persamaan 5 & 7

m.g.Cg.s = (2.19)

m

Keterangan :

T = Torsi (Nm)

24

Berdasarkan teori diatas, maka di dapatkan :

1. Chasis mobil menggunakan bahan pipa besi dan besi siku dengan

prosentase 85%, digunakan pada bagian rangka utama. Plastik

dengan prosentase 15%, digunakan sebagai bahan body bagian

depan dan samping mobil.

2. Untuk penggerak dari mobil listrik menggunakan 1 Motor

brushed DC 48 Volt, 700 Watt yang dipasang ke roda belakang.

3. Sistem Rem menggunakan pengereman secara mekanik

menggunakan disc brake sepeda motor jenis bebek, dipasang pada

bagian As roda belakang mobil bagian kanan dan kiri.

2.5 MIKROKONTROLER

Semakin cepatnya perkembangan teknologi di zaman

sekarang ini, khususnya dunia mikroelektronika, banyak kita

temui penggunaan mikrokontroler pada berbagai peralatan.

Mikrokontroler dapat kita gunakan untuk berbagai aplikasi misalnya

pengendalian, otomasi industri, akuisiisi data dan sebagainya

mulai dari sistem yang sederhana hingga sistem yang kompleks.

Mikrokontroler ini sering digunakan karena memiliki beberapa

keuntungan, diantaranya harga murah, dapat diprogram berulang

kali, serta dapat kita program sesuai dengan keinginan. Salah satu

mikrokontroler yang sedang berkembang adalah mikrokontroler

AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) dari Atmel yang

digunakan pada proyek akhir ini.

2.5.1 Mikrokontroler AVRAT Mega 16

AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit hasil

pabrikan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction

Set Computer) yang ditingkatkan.Pada mikrokontroler Hampir

semua instruksi dieksekusi dalam waktu satu siklus clock.

AVRAT Mega 16 mempunyai 32 register general-purpose,

timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal

dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan

mode power saving. Selain itu AVR juga Mempunyai ADC dan

PWM internal.AVR juga mempunyai In-System Programmable

25

Flash on-chip, yaitu memori program yang dapat diprogram

ulang didalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.1, Berikut

ini pada gambar 2.8 contoh chip AMEGA 16.

Gambar 2.8

Chip ATMEGA 16 buatan ATMEL

2.5.2 Arsitektur Mikrokontroler AVR AT Mega 16

Untuk lebih jelas tentang arsitektur dari AT Mega 16

ditunjukan pada gambar 2.10 AT Mega 16 mempunyai throughput

mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk

mengoptimasi komsumsi daya versus kecepatan proses.

Beberapa keistimewaan dari AVR AT Mega 16 antara lain:

1. Advanced RISC Architecture

a. 130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle

Execution

b. 32 x 8 General Purpose Fully Static Operation

c. Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz

d. On-chip 2-cycle Multiplier

2. Nonvolatile Program and Data Memories

a. 8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash

b. Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits

c. 512 Bytes EEPROM

d. 512 Bytes Internal SRAM

e. Programming Lock for Software Security

26

3. Peripheral Features

a. Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and

Compare Mode

b. Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and

Compare Modes.

c. One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler,

Compare Mode, and Capture Mode

d. Real Time Counter with Separate Oscillator

e. Four PWM Channels

f. 8-channel, 10-bit ADC

g. Byte-oriented Two-wire Serial Interface

h. Programmable Serial USART

4. Special Microkontroler Features

a. Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection

b. Internal Calibrated RC Oscillator

c. External and Internal Interrupt Sources

d. Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-

save, Power-down, Standby and Extended Standby.

5. I/O and Package

a. 32 Programmable I/O Lines

b. 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-

pad MLF

6. Operating Voltages

a. 2.7 - 5.5V for AT Mega 16L

b. 4.5 - 5.5V for AT Mega 16

Pada gambar 2.9 dibawah ini adalah blok diagram arsitektur

ATMEGA 16.

27

Gambar 2.9

Blok Diagram Arsitektur ATMEGA 16

2.5.3 Konfigurasi Pin AVR AT Mega 16

Pin-pin yang terdapat pada Mikrokontroler AVR AT Mega 16

dengan jenis kemasan 40-pin DIP (dual in-line package) dapat

dilihat pada gambar 2.5 Kemasan pin tersebut terdiri dari 4 Port

yaitu Port A, Port B, Port C,Port D. Masing-masing Port terdiri

dari 8 buah pin. Selain itu terdapat pula pin RESET, VCC, 2

buah GND, AVCC, XTAL1, XTAL2 dan AREF.2

28

Gambar 2.10

PIN – pin AVR ATMEGA 16

Keterangan dan penjelasan dari pin-pin AVR AT Mega 16

pada gambar 2.10 diatas adalah sebagai berikut :

1. VCC : Suplai tegangan digital

2. GND : Ground

3. Port A : Port A berfungsi sebagai masukan analog ke A/D

(Analog /Digitalconverter) Port A juga dapat

difungsikan sebagai 8-bit bi-directional port I/O, hal

ini dapat dilakukan jika A/D konverter tidak

digunakan. Pin-pin pada port ini dilengkapi dengan

resistor-resistor internal pull-up. Ketika port A

digunakan sebagai input, pull-up eksternal yang

rendah akan menjadi sumber arus jika resistor-

resistor pull-up diaktifkan. Pin-pin pada port A adalah

tri-state ketika kondisi reset menjadi aktif sekalipun

clock tidak aktif.

4. Port B : Port B adalah port I/O 8-bit bi-directional dengan

resistor-resistor internalpull-up. Bufferoutputport B

mempunyai karaketristik drive yang simetris dengan

kemampuan sink dan source yang tinggi. Sebagai

input, port B akan mempunyai pull jika resistor-

resistor pull-up diaktifkan. Pin-pin pada port B

merupakan jenis tri-state, yaitu ketika kondisi reset

29

AVR ATMEGA 16 menjadi aktif sekalipun clock tidak

diaktifkan.

5. Port C : Port C adalah port I/O 8-bit bi-directional yang

dilengkapi dengan resistor-resistor internal pull-up.

Buffer output port C mempunyai karaketristik

drive yang simetris dengan kemampuan keduanya

sink dan source yang tinggi. Sebagai input, port C

yang mempunyai pull-upeksternal yang rendah

akan menjadi sumber arus jika resistor-resistor

pull-up diaktifkan. Pin-pin pada port C adalah tri-

state, yaitu ketika kondisi reset menjadi aktif seklipun

clock tidak aktif. Jika antarmuka JTAG enable,

resistor-resistor pull-up pada pin-pin PC5(TDI),

PC3(TMS), PC2(TCK) akan diktifkan sekalipun

terjadi reset.

6. Port D : Port D adalah port I/O 8-bit bi-directional dengan

resistor-resistor internalpull-up. Buffer output pada

port D mempunyai karaketristik drive yang

simetris dengan kemampuan sink dan source yang

tinggi. Sebagai input, port D mempunyai pull-up

eksternal yang rendah, dan akan menjadi sumber

arus jika resistor-resistor pull-up diaktifkan. Pin-pin

pada port D adalah tri-state, yaitu ketika kondisi

reset menjadi aktif sekalipun clock tidak aktif.

7. Reset : Sebuah low level pulsa yang lebih lama daripada

lebar pulsa minimum pada pin ini akan

menghasilkan reset meskipun clock tidak berjalan.

8. XTAL1 : Inputinverting penguat Oscilator dan input intenal

clock operasi rangkaian.

9. XTAL2 : Output dari penguat invertingOscilator.

10. AVCC : Pin suplai tegangan untuk PortA dan A/D converter

Sebaiknya eksternalnya dihubungkan ke VCC

meskipun ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan

seharusnya dihubungkan ke VCC melalui low pass

filter.

11. AREF : Pin referensi analog untuk A/D konverter.

30

2.5.4 Struktur Memori

Untuk memaksimalkan performa dan paralelisme dari sistem

mikrokontroler, AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan

memori dan bus terpisah untuk program dan data). Instruksi

pada memori program dieksekusi dengan singlepipelininglevel.

Ketika sebuah instruksi sedang dikerjakan, instruksi berikutnya

diambil dari memori program.

AT Mega 16 memiliki 16K byte flash memori dengan lebar 1

atau 32 bit. Kapasitas memori tersebut terbagi manjadi dua

bagian, yaitu bagian bootprogram dan bagian aplikasi program.

Berikut ini gambar 2.11 sebuah peta memori flash.

Gambar 2.11 Peta memori Flash

Pada AT Mega 16 memiliki 32 register, 64 register I/O dan

1024 data internal SRAM yang dapat mengakses semua mode-mode

pengalamatan. Pada gambar 2.12 dibawah ini sebuah peta memori

SRAM.

31

Gambar 2.12

Peta memori SRAM

2.5.5 Port Sebagai Input/Output Digital

AT Mega 16 mempunyai empat buah port yang bernama Port A,

Port B, Port C, dan Port D. Keempat port tersebut merupakan jenis

bi-directional dengan pilihan internal pull-up. Tiap port

mempunyai tiga buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn dan PINxn.

Huruf „x‟mewakili nama huruf dari port sedangkan huruf „n‟

mewakili nomor bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit

PORTxn terdapat pada I/Oaddress PORTx dan bit PINxn

terdapat pada I/O address PINx. Bit DDxn dalam register DDRx

(DataDirectionRegister) menentukan arah pin.

Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pinoutput.

Bila DDxn diset 0 maka Px berfungsi sebagai pininput. Bila

PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin

masukan, dengan demikian maka resistor pull-up akan diaktifkan.

Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus diset 0 atau pin

dikonfigurasi sebagai pin luaran. Pin port adalah tri-state setelah

kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi

sebagai pinoutput maka pinport akan berlogika 1. Dan bila PORTxn

diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pinoutput maka

pinport akan berlogika 0. Saat mengubah kondisi port dari

kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke kondisi outputhigh

(DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi peralihan apakah

32

itu kondisi pull-upenabled (DDxn=0, PORTxn=1)atau kondisi

outputlow (DDxn=1, PORTxn=0). Pada umumnya kondisi

pullupenabled dapat diterima sepenuhnya. Jika hal ini bukan

suatu masalah, maka bit PUD pada register SFIOR dapat diset

„1‟ untuk mematikan semua pull-up dalam semua port. Peralihan

dari kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga

menimbulkan masalah yang sama. Kita harus menggunakan

kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high

(DDxn=1, PORTxn=0) sebagai kondisi transisi.

2.5.6 Port Sebagai Analog Digital Converter (ADC)

AT Mega 16 memiliki kelebihan berupa 10 bit internal ADC.

ADC ini terhubung paada 8 channel multiplexer analog yang

melewatkan 8 jenis masukan dari pin-pin pada port A. Piranti ini

juga dilengkapi 16 kombinasi masukan tegangan differensial.

Dua dari masukan differensial (ADC 1, ADC 0 dan ADC 2, ADC 3)

juga dilengkapi dengan programmable gain stage. Pin-pin ADC ini

juga memiliki rangkaian sample dan hold, yang membuat nilai

masukan menjadi konstan hingga berakhir konversi. Waktu yang

diperlukan ADC untuk menyelesaikan konversi adalah 60 –260 uS.

ADC internal dapat diaktifkan dengan cara mengatur ADC

enable bit, ADEN didalam ADCSRA. Tegangan referensi dan

pemilihan input channel tidak akan berjalan sampai ADEN

telahdiset. Hasil berupa 10 bit data disimpan didalam register-

registerkhusus, yaitu ADC Data Registers (ADCH dan ADCL).

Ketika konversi telah selesai maka ADC dapat meng-interupt

diri sendiri. Saat ADC berada dalam posisi antara membaca

register ADCH dan ADCL, maka interupsi akan aktif meskipun

data yang telah dihasilkan hilang.

Hal-hal yang berhubungan dengan internal ADC pada AT

Mega 16 sebagai berikut :

33

1. Channel Masukan ADC

Single Conversion Mode. Pada saat menggunakan mode

Single Conversion Mode, harus selalu dipastikan telah memilih

salah satu channel sebagai masukan. Untuk memindahkan

channel masukan harus menunggu hingga ADC selesai melakukan

konversi. Free Running

Mode: Sama seperti pada Single Conversion Mode, namun

karena masukan ADC telah dimulai secara otomatis, maka hasil

konversi ini merupakan cerminan dari hasil konversi yanglalu

pada channel tersebut. Ketika memindah ke channel penguatan

differensial, hasil dari konversi pertama memiliki akurasi yang

buruk, sehingga disarankan untuk tidak menggunakan hasil

konversi yang pertama.

2. Tegangan Referensi

Tegangan Referensi dari ADC (VREF) menunjukkan

range konversi dari ADC. VREF dapat dipilih mulai dari

AVCC, internal 2.56 V referensi, atau melalui pin AREF.

AVCC terhubung dengan ADC melalui switch pasif, sementara

internal 2.56 V dihasilkan dari internalbandgap (VBG) penguat

internal dan pin AREF langsung terhubung ke ADC. Ketika

menggunakan tegangan referensi eksternal (AREF) maka tidak

diperbolehkan untuk menggunakan tegangan referensi internal.

3. Akurasi ADC

n-bitsingle-endedADC mengkonversi tegangan secara linier

antara GND dan VREF dalam tingkat 2n (LSB). Kode terendah

dibaca sebagai 0 dan kode tertinggi dibaca 2n – 1.

4. Offset

Penyimpangan dari perpindahan pertama (0x000 ke 0x001)

dibandingkan dengan perpindahan ideal (pada 0.5 LSB). Nilai

adalah 0 LSB.

34

5. Gain Error

Setelah menaikkan nilai offset, gainerror ada sebagai

penyimpangan pada saat perpindahan terakhir (0x3FE ke0x3FF)

dibandingkan dengan perpindahan yang ideal (pada 1.5LSB

dibawah maksimum). Dengan nilai ideal 0 LSB.

6. Integral Non-Linearity (INL)

Setelah Offset dan Gainerror, INL adalah penyimpangan

maksimum dari perpindahan aktual dibandingkan dengan

perpindahan ideal untuk semua kode. Dengan nilai idealnya

adalah 0 LSB.

7. Differential Non-Linearity(DNL)

Penyimpangan maksimum pada lebar perpindahan aktual

(jarak antara dua batas perpindahan) terhadap lebar perpindahan

ideal (1 LSB). Nilai idealnya adalah 0 LSB.

8. Hasil Konversi ADC

Setelah konversi selesai (ADIF dalam posisi high), hasil dari

konversi ini dapat ditemukan di ADC Result Registers (ADCH,

ADCL).Untuk Single-Ended Conversion, menghasilkan:

Dimana :

Vin= tegangan pada pin masukan

Vref = tegangan referensi yang dipilih

2.5.7 Timer/Counter

Timer/couter adalah tujuan umum single channel, module

8 bit timer/counter. Beberapa fasilitas chanel dari timer/counter

antara lain:

a. Counterchannel tunggal

b. Pengosongan data timer sesuai dengan data pembanding

(2.20)

35

c. Bebas glitch, tahap yang tepat Pulse Width Modulator (PWM).

d. Pembangkit frekuensi

e. Eventcounterexternal

Gambar 2.13

Blok diagram timer counter

Gambar 2.13 diatas sebuah diagram blok timer/counter 8 bit

ditunjukan pada gambar di bawah ini. Untuk penempatan pin

I/O telah di jelaskan pada bagian I/O di atas. CPU dapat

diakses register I/O, termasuk dalam pin-pin I/O dan bit I/O. Device

khusus registerI/O dan lokasi bit terdaftar pada deskripsi

timer/counter 8 bit. Mikrokontroler AVR AT Mega 16 memiliki tiga

buah Timer/Counter, yaituTimer 0 (8 bit), Timer 1 (16 bit) dan

Timer 2 (8 bit). Timer/Counter 1 dapat menghitung sampai

dengan 65536, Timer/Counter 0 atau 2 hanya sampai dengan 256.

Diagram Waktu Timer/Counter

Timer/counter sinkron clock timer (clkT0) oleh karena itu

ditunjukan sebagai sinyal enableclock pada gambar 2.14 berikut.

Gambar ini termasuk informasi ketika flaginterrupt dalam kondisi

set. Pada Data timing digunakan sebagai dasar dari operasi

timer/counter.

36

Gambar 2.14

Timing diagram timer/counter, tanpa prescaling

Sesuai dengan gambar 2.15 dibawah timing diagram

timer/counter dengan prescaling maksudnya adalah counter akan

menambahkan data counter (TCNTn) ketika terjadi pulsa clock telah

mencapai 8 kali pulsa dan sinyal clock pembagi aktif clock dan

ketika telah mencapai nilai maksimal maka nilai TCNTn akan

kembali ke nol. Dan kondisi flagtimer akan aktif ketika TCNTn

maksimal.

Gambar 2.15

Timing diagram timer/counter, dengan prescaling

37

Gambar 2.16

Timing diagram timer/counter, menyeting OCFO, dengan prescaller

(fclk_I/O/8)

Pada gambar 2.16 diatas etika nilai ORCn sama dengan

nilai TCNTn maka pulsa flagtimer akan aktif. TCNTn akan

bertambah nilainya ketika pulsa clock telah mencapai 8 pulsa.

Dan Pada gambar 2.17 dibawah kondisi akan berbalik

(komplemen) kondisi ketika nilai TCNTn kembali kenilai 0

(overflow).

Gambar 2.17

Timing diagram timer/counter, menyating OCFO, pengosongan

data timer sesuai dengan data pembanding, dengan prescailer

(fclk_I/O/8)

38

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

39

PI

BAB III

PERANCANAAN DAN PEMBUATAN

PERANGKAT LUNAK

3.1 Konfigurasi Sistem

Dalam membangun sistem rancang bangun Rancang

Bangun Rangkaian Boost Converter Terkontrol Berbasis PI-Fuzzy

Logic Controller Untuk Menyuplai Motor DC Pada Mobil Listrik

dibutuhkan beberapa pendukung seperti yang terlihat pada gambar

3.1.

Gambar 3.1

Blok Diagram Kontrol

Pada kontroler ini masukan diambil dari sinyal speed error

(selisih antara putaran as referensi dan putaran as umpan balik yang

dihasilkan oleh tacho meter) dan perubahan sinyal speed error

(selisih sinyal error sebelumnya dengan sinyal error sekarang)

sebagai masukan.

Masukan akan masuk ke kontrol fuzzy yang kemudian mengatur

gain dari Kp, sedangkan gain Ki dibuat tetap. Keluaran dari kontrol

ini akan mengatur sinyal trigger pada PWM.

PWM akan diatur duty cycle nya sampai putaran as sesuai

dengan putaran as referensi. PWM ini memberikan sinyal pulsa ke

bosst converter.

Set

Point

48

FL

C

Boost Konverter

Trigger Mobil

Listrik

Sensor

Tegangan

Motor

DC Shunt

ACCU

Gear

Box

40

3.1.1 Boost Converter

Pada sistem ini, boost converter digunakan untuk menaikkan

tegangan dari baterai (accumulator) yang bernilai 36V ke 48V yang

digunakan untuk menyuplai motor.

3.1.2 Sensor Tegangan

Sensor tegangan dibangun dengan menggunakan resistor

yang bertujuan sebagai pembagi tegangan, karena tegangan yang

diukur besarnya lebih dari 5V.

3.1.3 Battery

Pada proyek akhir ini battery digunakan sebagai sumber energi

utama untuk menyuplai mobil listrik battery ini dipilih dengan

spesifikasi tegangan 12V/36Ah yang diseri sebanyak 3 buah

sehingga tegangan menjadi 36V.

Pada proyek akhir ini dipilih baterai dengan spesifikasi

tegangan 12V/36Ah yang diseri. Hal ini dikarenakan untuk

menaikkan tegangan dengan perbandingan terlalu besar yaitu 1:3

namun mampu dioperasikan dalam sistem hingga sekitar 1 jam.

Perhitungan kapasitas ini didasarkan pada kebutuhan dari waktu

pengoperasian atau pemakaian dalam sistem. Desain perhitungan

pemakaian aki:

Dari perhitungan diatas kita dapat mengetahui Arus masukan

Boost converter yang nilainya sama dengan arus pada Induktor:

Iin = IL (Avg)

Data yang diketahui :

Vin = 36 V

Vout = 48 V

Io = 10 A

Pout = 480 Watt

R = = = 4,8 Ω

Fs = 40 KHz ;

41

IL(Avg) = = = 13,33 A

Jadi, Iin = IL(Avg) = 13,33 A

Jika Asumsi lama pemakaian dari mobil listrik sekitar 3 jam,

maka kapasitas aki dapat dihitung dengan persamaan.

Ta = Iin x Lama pemakaian (jam)

Lama pemakaian = Ta/Iin

= 36/13,33

= 2,7 Jam

Keterangan :

Ta = Lama pemakaian arus baterei (dalam Ah)

3.1.4 Rangkaian Totempole

Rangkaian Totempole digunakan sebagai kopling antara

microcontroller dengan konverter DC-DC karena microcontroller

tidak mampu mengendalikan konverter secara langsung.

3.1.5 Microcontroller ATmega 16

Microcontroller adalah otak dari kerja keseluruhan

sistem.Pada proyek akhir ini digunakan microcontroller jenis

Atmega16 yang memiliki 4 Port yang masing masing 8 bit. Pada

sistemini microcontroller memproduksi sinyal PWM untuk

switchingkonverter-konverter serta membaca tegangan yang

dihasilkanuntuk dijaga nilainya.

3.2 Sistem Open Loop

Perencanaan sistem secara open loop bertujuan untuk

mendapatkan nilai karekteristik dari plant yang dikontrol. Parameter

yang diambil dari perancangan sistem secara open loop ini adalah

sebagai berikut :

42

a. Nilai Set point (Volt)

b. Nilai Present Value (Volt)

c. Nilai Time Settling (s)

d. Nilai Konstanta K

e. Grafik output response

Blok diagram perencanaan sistem secara open loop

ditunjukkan pada Gambar 3.2. Sedangkan Gambar 3.3

menunjukan Gambar perancangan sistem dengan disertai

hardware.

Gambar 3.2

Blok diagram system secara open loop

Berikut ini simulasi open loop pada saat beban 56kg :

Chopper-Fed DC Motor Drive (Continuous)

Read the Model Properties

for initialization details

Continuous

pow ergui

Vdc

36 V

v+-

Vd

Torque Step

618.03

Torque (N.m)

Torque

selection

Speed Step

wm

wrefIref

Speed Controller

Scope

Reference Speed

selection

6

Ref. Speed (rad/s)

Pulse

Generator

g DS

Mosfet

?

More Info

Ls

Filter

ma

k

Diode

m

A+

F+

A-

F-

dc

TL

DC Machine

300 W / 48 V

Iref

Iag

Current Controller

Ia

<Speed wm (rad/s)>

<Speed wm (rad/s)>

<Armature current ia (A)>

Va

Gambar 3.3

Rangkaian Simulasi Open Loop Pada Saat Beban Bawah

Diketahui pada gambar 3.3 diatas adalah percobaan dengan beban

56 Kg, 1 Kg = 9,81 N.m, Jadi Torsi = 549,46 N.m. Pada gambar

3.4 dibawah ini adalah hasil outputnya

Output Input Plant

43

Sehingga outputnya

Gambar 3.4

Hasil Gelombang Output Saat Batas Bawah Beban 56 kg.

Berikut ini simulasi open loop pada saat beban 80 :

Chopper-Fed DC Motor Drive (Continuous)

Read the Model Properties

for initialization details

Continuous

pow ergui

Vdc

36 V

v+-

Vd

Torque Step

784.8

Torque (N.m)

Torque

selection

Speed Step

wm

wrefIref

Speed Controller

Scope

Reference Speed

selection

6

Ref. Speed (rad/s)

Pulse

Generator

g DS

Mosfet

?

More Info

Ls

Filter

ma

k

Diode

m

A+

F+

A-

F-

dc

TL

DC Machine

300 W / 48 V

Iref

Iag

Current Controller

Ia

<Speed wm (rad/s)>

<Speed wm (rad/s)>

<Armature current ia (A)>

Va

Gambar 3.5

Rangkaian Simulasi Open Loop Pada Saat Beban Atas

Diketahui pada gambar 3.5 diatas adalah percobaan dengan beban

80 Kg, 1 Kg = 9,81 N.m, Jadi Torsi = 784.8 N.m. Pada gambar 3.6

dibawah ini adalah hasil outputnya.

44

Hasil Outputnya

Gambar 3.6

Hasil Gelombang Output Saat Batas Atas Beban 80 kg.

Pada table 3.1 dibawah ini didapatkan hasil simulasinya :

Tabel 3.1 Hasil simulasi open loop

No. Berat Orang

(Kg)

Vout

Boost (V)

1. 56 44.1

2. 67 43.841

3. 70 43.7

4. 74 43.388

5. 80 43

3.3 Sistem Close Loop dengan Kontrol Tipe PI

Tujuan dari pemasangan kontrol PI pada sistem adalah agar

settling time lebih cepat sehingga posisi steady state lebih cepat

terpenuhi dan menjaga agar selalu pada posisi steady state,

(%ess=0). Blok diagram sistem dengan kontrol PI ditunjukkan pada

Gambar 3.7.

Gambar 3.7

Blok diagram sistem dengan kontrol tipe PI

45

Dari blok diagram diatas didapatkan close loop transfer

function, yamg disajikan pada persamaan 3.1.

Jika i dipilih (tuning) sama dengan t , maka didapatkan

persamaan 3.2.

Parameter yang diambil dari perancangan sistem secara

close loop dengan kontrol PI ini adalah sebagai berikut :

1. Nilai Setpoint (Volt)

2. Nilai Present Value (Volt)

3. Nilai Time Settling (s)

4. Nilai Konstanta K

5. Grafik output response

Blok diagram perencanaan sistem close loop dengan kontrol

PI ditunjukkan pada gambar 3.8. Sedangkan gambar 3.9

menunjukan Gambar perancangan sistem dengan disertai hardware.

Gambar 3.8

Blok diagram sistem secara close loop dengan kontrol PI

(3.1)

(3.2)

46

3.4 Sistem Close Loop dengan Kontrol Tipe PI Fuzzy

Sama seperti kontrol PI, tujuan dari pemasangan kontrol

pada sistem adalah agar settling time lebih cepat sehingga posisi

steady state lebih cepat terpenuhi dan menjaga agar selalu pada

posisi steady state, (%ess=0). Hanya saja digunakan Fuzzy

Logic Kontroller untuk proses tuning dari Kp dan Ki. Blok diagram

sistem dengan kontrol PI Fuzzy ditunjukkan pada Gambar 3.5

Gambar 3.9

Boost Converter Dengan Kontrol PI Fuzzy

Gambar 3.10

Gelombang Output Boost Converter Dengan Kontrol PI Fuzzy

47

Pada gambar 3.10 hasil output diatas, masih kurang sesuai

dengan set point 48, tetapi respon diatas menunjukkan kalu fuzzy

responnya smooth dan berkat Ʈi di set 0.01 maka respon kembali ke

set poinnya lebih cepat.

3.5 Pembuatan Algoritma PI Fuzzy

Perancangan perangkat lunak fuzzy Logic Controller

secara rinci terdiri dari proses desain fuzzy inference system yang

meliputi beberapa hal sebagai berikut:

3.5.1 Perencanaan Program Fuzzy

Dalam proses perancangan perangkat lunak (software)

program fuzzy logic controller memerlukan program

development yang digunakan untuk membangun parameter-

parameter yang dibutuhkan dalam proses penulisan program fuzzy.

Berikut ini gambar 3.11 adalah flowchart proses pengendali

logika fuzzy secara lengkap beserta blok diagram kontroler secara

lengkap

Gambar 3.11

Flowchart logika fuzzy

48

Gambar 3.12

Blok diagram kontroler

Pada gambar 3.12 Langkah pertama dalam proses

pembuatan system logika fuzzy di awali dengan penentuan dan

pembuatan crisp input dan crisp output. Langkah pertama dalam

proses logika fuzzy mengandung transformasi domain yang

dinamakan fuzzyfikasi. Masukan crisp ini berupa besaran numerik

yang nantinya akan diubah menjadi besaran linguistic pada proses

fuzzyfikasi. Sebagai contoh, masukan crisp 100 derajat akan

ditransformasikan dalam variable linguistik berupa „low‟. Untuk

mengubah bentuk masukan crisp menjadi besaran linguistic

sebagai masukan fuzzy, fungsi keanggotaan pertama kali harus

ditentukan untuk setiap masukan. Sekali fungsi keanggotaan

ditentukan, nilai tersebut akan diproses menggunakan fuzzyfikasi

secara realtime. Setelah itu nilai tersebut akan dibandingkan dengan

informasi fungsi keanggotaan yang tersimpan untuk

menghasilkan nilai masukan fuzzy. Berikut ini adalah flowchart

proses penentuan Crisp Input dan Crisp output secara umum, dapat

dilihat pada gambar 3.13 dibawah ini.

49

Gambar 3.13

Flowchart proses penentuan crisp input (kuantitas) dan

penentuan crispoutput

Pada proyek akhir ini menggunakan dua input dan satu

output. Input yang digunakan adalah error (error = setting point -

preset value) dan delta error (delta error = Error – (Error-1)

3.5.2 Fungsi Keanggotaan

Fungsi keanggotaan (membership function) digunakan

untuk menyatakan fungsi secara keseluruhan dari sistem yang

akan dibangun dalam proyek akhir ini. Untuk menyatakan

derajat keanggotaan (membership function) bagi masing -masing

variable adalah error, delta error, output. Berikut ini adalah

flowchart proses Fuzzyfikasi secara umum, dapat dilihat pada

gambar 3.14

Sensor

Kecepatan

A

A

50

Gambar 3.14

Flowchart proses Fuzzyfikasi

Pada sistem ini terdapat tiga buah label membership function

error dan lima label membership function delta error, yaitu:

NB=negative besar, ZE=zero error, PB=positive besar. Label

antara error dan delta error adalah sama.

3.5.3 Rule Base

Rule base adalah sekelompok aturan fuzzy dalam

berhubungan dengan keadaan sinyal masukan dan sinyal

keluaran. Rule base merupakan dasar dari pengambilan keputusan

atau inference proses untuk mendapatkan aksi keluaran sinyal

kontrol dari suatu kondisi masukan yaitu error dan delta error

dengan.berdasarkan rule-rule yang telah ditetapkan. Pendefinisian

Rule Base tergantung dari sinyal kontrol. Pendefinisian rule -rule

51

tergantung dari kebutuhan dan sesuaikan dengan data yang telah

didefinisikan pada table kuantitasi.

Jumlah kelompok Rule Base yang dibuat sesuai dengan

sinyal keluarannya. Jika sinyal keluarannya dikehendaki hanya

terdapat satu macam, maka ini berarti ada dua k elompok Rule Base,

demikian seterusnya. Contoh : diketahui sebuah sistem kontrol

umum dengan dua input umpan balik yaitu error e(t) dan delta error

dE(t).

Sebagai outputnya adalah sinyal control u (t). Dari

permasalahan diatas, diketeahui bahwa outputnya hanya satu macam

yaitu berupa u(t). Oleh karena itu dalam kasus ini hanya terdapat satu

macam kelompok Rule Base yaitu kelompok Rule Base untuk sinyal

u(t). Lihat Tabel 3.2

Tabel 3.2 Rule base fuzzy

52

Gambar 3.15

Rule Base Fuzzy

3.5.4 Membership function

Fungsi keanggotaan (membership function) menyatakan

fungsi secara keseluruhan untuk menyatakan derajat keanggotaan

(membership function) bagi masing -masing variabel fungsi

keanggotaan pada umumnya berbentuk segitiga. Pada gambar

3.16 dibawah ini adalah membership function error

53

Gambar 3.16

Membership Function Error

Gambar 3.17

Membership Function derror

Pada gambar 3.17 diatas adalah sebuah membership function

dari delta error. Dimana rangenya dibatasi dari 36 sampai 48 Volt.

54

Dibawah ini adalah gambar 3.18 dimana dari membership

function error dan delta error maka dihasilkan membership funtion

output.

Gambar 3.18

Membership Function Output

3.5.5 Flowchart System

Gambar 3.19

Flowchart Utama Sistem

55

Pada gambar 3.19 flowchart diatas saat tegangan input

pada boost converter melebihi tegangan referensi maka nilai duty

cycle akan naik sedangkan saat input boost converter dibawah

tegangan referensi maka nilai duty cycle akan turun.

Gambar 3.20

Flowchart System

56

Pada gambar 3.20 diatas untuk kontrol tegangan output boost

konverter, pertama adalah memasukkan nilai set point, sensor

tegangan tegangan output boost pada saat awal. Nilai hasil

pembacaan sensor tegangan menjadi input control fuzzy yaitu

berupa error dan delta error. Error diperoleh dari set point -

present value, sedangkan delta error diperoleh dari error sekarang

– error sebelumnya. Nilai error dan delta error kemudian diproses

untuk mendapatkan nilai kontrol proportional. Nilai I diperoleh dari

Ki*integral. Nilai integral sendiri diperoleh dari error dikalikan

dengan time sampling. Hasil dari kontrol PI kemudian digunakan

untuk mengatur dutycycle dari PWM yang digunakan untuk

mengatur tegangan keluaran dari boost konverter.

57

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian sistem alat,

pengujian sistem program beserta integerasi antara sistem alat dan

sistem program yang telah direncanakan, di buat dan di analisa.

Tujuan dari pengujian dan analisa ini adalah untuk mengetahui

keberhasilan dari keseluruhan alat dan program yang telah dirancang.

Pengujian dilakukan pada masing-masing bagian terlebih

dahulu, kemudian masing-masing bagian tersebut di uji secara

integerasi keseluruhan. Setelah proses pengujian dan pengambilan

data, langkah selanjutnya adalah menganalisa hasil pengujian

tersebut. Acuan yang diguakan dalam proses analisa adalah data

yang didapat pada saat proses perencanaan dan juga data-data hasil

analisa secara teori. Proses selanjutnya adalah memberikan

kesimpulan dari masing-masing analisa yang telah dilakukan

sebelumnya.

4.1 Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroller

Pengujian dilakukan untuk mengetahui sistem minimum bekerja

dengan baik, maka diadakan pengujian pada jalur-jalur port yang

dimiliki oleh mikrokontroler AT Mega 16.

Prosedur pengujian :

1. Mempersiapkan voltmeter untuk mengukur level tegangan

keluaran tiap port dari mikrokontroler.

2. Membuka program yang akan dites, kemudian meng-

compilenya.

3. Mendownload program ke dalam mikrokontroler AT Mega

16 dengan menggunakan ISP downloader.

Listing program menyalakan semua port (set tiap port sebagai

luaran). PORTA=PORTB=PORTC=PORTD=0xFF.

Pada gambar 4.1 hasil yang diperoleh adalah semua port akan

mengeluarkan tegangan sebesar ± 5 volt, sehingga bisa dipastikan

sistem minimum dapat bekerja degan baik.

58

Gambar 4.1.

Pengujian Minimum Sistem AT-MEGA 16

4.2 Pengujian ADC

Pengujian analog ke digital converter(ADC) internal

mikrokontroler ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari ADC

dalam mengkonversi tegangan analog ke tegangan digital.ADC yang

digunakan adalah 8 bit internal ADC pada channel 0 (PORTA.0).

tegangan referensi (Vreff) yang digunakan adalah pada Pin Areff

dimana tegangan sama dengan tegangan sumber dari mikrokontroler,

yaitu sebesar 5 volt. Setting ADC menggunakan clock sebesar

500.000 Khz dengan menggunakan automatic scant Input. Pengujian

ini dilakukan dengan cara memberikan masukan pada ADC internal

mikrokontroler ATmega16 pada channel nol berupa tegangan analog

dengan nilai maksimal sama dengan Vreff yaitu sebesar 5 Volt DC.

Tegangan analog berasal dari keluaran sensor tekanan menggunakan

rangkaian potensiometer yang berfungsi untuk mengatur level

tegangan analog yang masuk ke Port ADC channel 0. Untuk mengetahui

nilai konversi yang terbaca oleh mikrokontroler digunakan LCD

sebagai display. Dalam proses perhitungan pembacaan konversi

tegangan analog ke tegangan digital secara teori dapat dilakukan

dengan menggunakan persamaan 4.2. sebelum menghitung nilai

rata-rata 1 Heksadesimal dapat dihitung menggunakan persamaan

4.1 dibawah ini.

59

Dimana :

VADC = Tegangan terstruktur yang masuk ke mikrokontroller

Vin = Tegangan analog yang masuk ke Pin ADC

Vreff = Tegangan referensi sebesar 5 volt

28

= Setting ADC yang digunakan, yaitu sebanyak 8 bit

Untuk membandingkan hasil pembacaan teori dengan pembacaan

praktek menggunakan persamaan 4.3 dibawah ini.

Berikut ini adalah contoh perhitungan ADC secara teori,

dengan tegangan VREFF = 5 Volt dan dengan tegangan Vin yang

berubah-ubah.

a) Perhitungan dengan tegangan Input Vin sebesar 1 volt adalah

sebagai berikut:

b)

Dengan perhitungan diatas, setelah dibandingkan dengan hasil

pengujian maka didapatkan prosentase error sebagai berikut:

c) Perhitungan dengan tegangan Input Vin sebesar 2.5 volt adalah

sebagai berikut:

(4.1)

(4.2)

(4.3)

(4.5)

(4.4)

(4.6)

60

Dengan perhitungan diatas, setelah dibandingkan dengan hasil

pengujian maka didapatkan prosentase error sebagai berikut:

d)

e) Perhitungan dengan tegangan Input Vin sebesar 4.5 volt adaah

sebagai berikut:

Dengan perhitungan diatas, setelah dibandingkan dengan hasil

pengujian maka didapatkan prosentase error sebagai berikut :

Data hasil pengujian ADC dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut ini:

Tabel 4.1 Data pengujian ADC internal mikrokontroler

(4.7)

(4.9)

(4.8)

61

Data perhitungan konversi tegangan analog ke digital

beserta prosentase error-nya secara lengkap dapat dilihat pada tabel 4.1.

Proses ketelitian pembacaan ADC pada mikrokontroler

ATmega16 ini mempunyai perubahan prosentase error antara 0%

sampai dengan 6% dalam setiap perubahan rata-rata heksadesimal yang

masuk ke ADC mikrokontroler ATmega16.

4.3 Pengujian rangkaian dan sambungan

Pengujian dilakukan mulai dari pengecekan terhadap setiap

rangkaian dan sambungan yang telah dibuat apakah sudah sesuai dengan

gambar rangkaian yang dimaksud atau belum. Pemasangan kabel,

penyolderan dan komponen yang lainnya juga perlu di cek ulang apakah

sudah terpasang dengan tepat.

Pada pengujian proyek akhir ini pengujian dilakukan dengan

menggunakan alat ukur power harmonic analyzer seperti yang terlihat

pada Gambar 4.2, untuk mengetahui bentuk gelombang, spectrum dan

nilai dari arus, tegangan, daya dan parameter-parameter yang lain.

Gambar 4.2

Fluk 41B

4.4 Pengujian Sensor Tegangan

Sensor tegangan dibangun dengan prinsip pembagi tegangan

dari tegangan panel surya maksimal 48 Volt hingga 36 Volt. Tegangan

48 Volt DC kemudian melalui rangkaian pembagi tegangan karena

tegangan besarnya lebih dari 5 Volt. Tegangan 5 Volt inilah yang

kemudian digunakan sebagai referensi pembacaan oleh mikrokontroler

melalui ADC. Berikut Gambar 4.3 adalah sensor tegangan yang

dipakai pada proyek akhir.

62

Gambar 4.3.

Rangkaian Sensor Tegangan

Tabel 4.2 Data percobaan sensor tegangan :

NO Vin

Vout

Sensor

Tegangan

Vout

Teori

Error

(%)

1 36 2.79 2.81 0.71

2 37 2.8 2.89 3.11

3 38 2.81 2.97 5.38

4 39 2.82 3.05 7.54

5 40 2.88 3.12 7.69

6 41 3.13 3.2 2.18

7 42 3.19 3.28 2.74

8 43 3.21 3.36 4.46

9 44 3.174 3.44 0.07

10 45 3.455 3.51 1.56

63

11 46 3.52 3.59 1.94

12 47 3.63 3.67 1.08

13 48 3.707 3.75 1.14

Pada Tabel 4.2 di atas adalah hasil pengukuran dari sensor

tegangan. Pengukuran dilakukan dengan mengubah tegangan input .

Dari data yang diperoleh dapat dilihat bahwa tegangan output hasil

pengukuran dan hasil perhitungan teori yang hanya memiliki selisih

yang kecil. Hal ini dapat dilihat pada kolom persen error. Error yang

terjadi tidak terlalu besar hanya sekitar ± 1,1%.

4.5 Pengujian Sensor Kecepatan

Pada pengujian sensor kecepatan, digunakan motor dc 48V

yang dipasangi sensor rotary yang telah di buat sebelumnya dapat

dilihat pada gambar 4.4.

Gambar 4.4

Sensor rotary encoder pada as roda dan driver

Kecepatan diregulasi dengan merubah tegangan input pada

motor. Dari pengujian, di dapatkan data seperti pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Pembacaan putaran berdasarkan perubahan beban

No. Berat Orang (Kg) RPM

1. 0 99

2. 56 75

3. 67 67

4. 70 64

64

5. 74 60

6. 80 56

Gambar 4.5 pembacaan sensor kecepatan pada LCD :

Gambar 4.5

Pembacaan sensor kecepatan pada LCD saat tanpa beban

4.6 Pengujian Respon Kontrol PI – Fuzzy

Pada pengujian ini dilakukan pengujian respon kontrol PI-

Fuzzy yang digunakan untuk mengontrol kecepatan putaran motor

DC pada output boost konstan. Diharapkan dengan menggunakan

kontrol ini dapat mempertahankan kecepatan putaran motor dc saat

terjadi perubahan beban. Pada pengambilan data tegangan ouput

boost converter diset pada tegangan 48 V, yang diatur langsung pada

program seperti berikut :

float s=0.3;

float k=0.6;

float l=0.9;

float m =1.12;

float h=1.15;

float TimeSampling=0.5;

float sp=48 ;

float P;

Gambar 4.6 dibawah adalah respon kontrol yang terekam

pada hyperterminal pada codevision :

65

Gambar 4.6

Respon kontrol yang terekam pada hyperterminal pada codevision

Pada saat mobil listrik diberi beban, respon kontrol terdapat

error yang cukup besar dibandingkan saat mobil listrik tanpa beban.

4.7 Kesesuaian Antara Perencanaan dan Hasil

Setelah dilakukan perencanaan pembuatan kontol PI - Fuzzy

untuk mengontrol output boost converter yang digunakan menyuplai

motor dc melalui perhitungan secara teori maka untuk selanjutnya

dilakukan simulasi dengan software Matlab. Dari simulasi bisa didapat

hasil yang hampir sesuai dengan yang di harapkan yaitu memiliki error

<20%, hal ini disebabkan datasheet pada motor pada simulasi berbeda

dengan datasheet motor pada real. Setelah melakukan perencanaan dan

simulasi kemudian dilakukan pembuatan alat. Dari hasil pengujian alat

yang dibuat, hasilnya sudah mendekati hasil yang di harapkan yaitu

dapat menaikkan tegangan dc-dc converter dengan beban yang berubah-

ubah menjadi tegangan yang diharapkan konstan, dikarenakan kualitas

dari komponen yang dipakai dan untuk pemanfaatan belum bisa sesuai

dengan yang diharapakan. Dalam perencanaan output tegangan boost

converter harus pada 48V konstan, tetapi pada alat ini output tegangan

boost converter mendekati 48V, hal ini kemungkinan disebabkan losses

yang terjadi pada integrasi seluruh rangkaian. Berikut pada gambar 4.7

dibawah ini gambar keseluruhan alat

66

Berikut gambar alat secara keseluruhan :

Gambar 4.7 Alat secara keseluruhan

67

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan proses perencanaan, pembuatan dan

pengujian alat serta dengan membandingkan dengan teori – teori

penunjang, maka dapat disimpulkan beberapa hal mengenai hasil

dari proyek akhir ini, yaitu :

1. Simulasi memperoleh hasil yang hampir sesuai dengan

yang di harapkan yaitu memiliki error <20%, hal ini

disebabkan datasheet pada motor pada simulasi berbeda

dengan datasheet motor pada real.

2. Range duty cycle yang telah diperoleh pada uji hardware

akan menjadi range duty cycle PWM mikrokontroller.

3. Pengaturan PWM mikro berbasis PI - fuzzy logic controller

dapat mengendalikan kestabilan keluaran dari rangkaian

yang disebabkan oleh pembebanan yang berubah-ubah pada

saat rangkaian bekerja.

4. Dari data yang didapat, dapat dilihat bahwa penggunaan PI

- fuzzy logic controller dapat mengendalikan keluaran dari

rangkaian boost agar lebih cepat, smooth dan stabil.

5.2 Saran-saran

Selama pengerjaan proyek akhir ini tentu tidak lepas dari

berbagai macam kekurangan dan kelemahan, baik itu pada sistem

atau peralatan yang dibuat. Untuk itu demi kesempurnaan alat yang

kami buat, disarankan :

1. Pada saat pembuatan kontrol PI – fuzzy logic controller,

maka yang kita lakukan adalah menentukan nilai Kp dan Ki

nya terlebih dahulu. Penetuan ini dilakukan dengan melihat

respon open loop terlebih dahulu.

2. Penentuan batasan membership function dan rule base dari

fuzzy logic controller harus teliti karena sangat berpengaruh

terhadap respon output tegangan boost yang dikontrol.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Handy Wicaksono, Analisa Performansi dan Robustness

Beberapa Metode Tuning Kontroler PID pada Motor

DC,Jurnal Teknik Elektro Vol. 4, No. 2, September 2004: 70-

78.

[2] Rancang bangun rangkaian boost converter converter dan

inverter 3 fasa sebagai penggerak mobil listrik berbasis

mikrokontroler, Anintiya Maharani, PENS – ITS, TA 2010.

[3] Kendali kecepatan motor dc shunt dengan fuzzy logic

controller dan fuzzy curent limiter, Pahrudin Hasibuan,

Muhammad Ashari, Soebagio, ITS, 2007.

[4] Rancang bangun modul dc – dc converter dengan pengendali

PI, Dina Mursyida, PENS – ITS, TA 2010.

[5] Effendi, Moh. Zaenal, “Design of inductor”, power point

materi kuliah, Surabaya: PENSITS, 2007.

[6] Rashid M.H., “Power Electronics: Circuits, Devices and

Applications”, Prentice Hall, 1988. Fernuniversität-

Gesamthochschule Hagen; in Germany.

[7] Desain penyearah 1 fase dengan power factor mendekati unity

dan memiliki thd minimum menggunakan kontrol pid-fuzzy

pada boost converter, Setyo Suka Wahyu, PENS-ITS, TA

2011.

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Nama : Grandis Prima Havilandi

Tempat tanggal lahir : Sibolga, 07 April 1991

Alamat : Desa Mindi RT01/RW01, Sidoarjo, Jawa Timur

Telepon / HP : 0811913231159

Email : [email protected]

Hobi : Olahraga, travelling, main game

Cita-cita : Ingin Membahagiakan Orang Tua

Motto : Jangan Memaksakan Sesuatu Yang Tidak Kita

Senangi

Riwayat Pendidikan :

SDN Santeong 084084 Sibolga tahun 1997-2003

SLTPN 1 Sibolga tahun 2003-2006

SMAN 3 Bhayangkari Sidoarjo tahun 2006-2009

Teknik Elektro Industri tahun 2009-sekarang

Pens-ITS

Program

/*****************************************************

This program was produced by the

CodeWizardAVR V1.25.8 Professional

Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2007 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.

http://www.hpinfotech.com

Project :

Version :

Date : 7/7/2011

Author : F4CG

Company : F4CG

Comments:

Chip type : ATmega16

Program type : Application

Clock frequency : 11.059200 MHz

Memory model : Small

External SRAM size : 0

Data Stack size : 256

*****************************************************/

#include <mega16.h>

#include <lcd.h>

#include <delay.h>

#include <math.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

// Alphanumeric LCD Module functions

#asm

.equ __lcd_port=0x18 ;PORTB

#endasm

#include <lcd.h>

#include <delay.h>

#define ADC_VREF_TYPE 0x60

// Read the 8 most significant bits

// of the AD conversion result

unsigned char read_adc(unsigned char adc_input)

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage

delay_us(10);

// Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete

while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCH;

char lcd_buffer[33];

//inisialisasi

float DAC,error,derror;

float aa,r1,r2,r3,r4,r5,r6,r7,r8,r9,r10,r11,r12,r13,r14,fuzzy_out;

float r15,r16,r17,r18,r19,r20,r21,r22,r23,r24,r25;

//float NB,NS,Z,PS,PB;

float I;

float Integral = 0;

float lasterror = 0;

float P_I,j,r,PWM;

float error1,error2,error3,error4,error5;

float derror1,derror2,derror3,derror4,derror5;

float pv,a;

//inisialisasi titik membership function error

//float NBe=-48,

float NBe1=-72;float NBe2=-48;float NBe3=-24;

//float NSe=-24

float NSe1=-48; float NSe2=-24;float NSe3=0;

//float Ze=0,

float Ze1=-24;float Ze2=0;float Ze3=24;

//float PSe=24,

float PSe1=0;float PSe2=24;float PSe3=48;

//float PBe=48,

float PBe1=24;float PBe2=48;float PBe3=72;

//inisialisasi titik membership function derror

//float NBde=36,

float NBde1=33;float NBde2=36;float NBde3=39;

//float NSde=39

float NSde1=36; float NSde2=39;float NSde3=42;

//float Zde=42,

float Zde1=39;float Zde2=42;float Zde3=45;

//float PSde=45,

float PSde1=42;float PSde2=45;float PSde3=48;

//float PBde=48,

float PBde1=45;float PBde2=48;float PBde3=51;

float TimeSampling=0.5;

float sp=48 ;

float P;

void main(void)

PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

PORTB=0x00;

DDRB=0x08;

PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

PORTD=0x00;

DDRD=0xFF;

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;

ADCSRA=0x84;

// LCD module initialization

lcd_init(16);

while (1)

a=read_adc(0);

delay_ms(100);

pv=a*1.9125;

error=sp-pv;

derror=error-lasterror;

Integral += error*TimeSampling;

lasterror=error;

//***************************fuzzyfikasi

error;************************

if (error<=NBe1)

error1=1;

else if (error>NBe2 && error<NBe3)

error1=((-96-error)/-24);

else if (error>=NBe3)

error1=0;

if (error==NSe1)

error2=1;

else if (error>NSe1 && error<NSe2)

error2=((error+48)/24);

else if (error>NSe2 && error<NSe3)

error2=((-error-24)/24);

else if (error<=NSe1 || error>=NSe3)

error2=0;

if (error==Ze2)

error3=1;

else if (error>Ze1 && error<Ze2)

error3=((error+24)/24);

else if (error>Ze2 && error<Ze3)

error3=((-error+24)/24);

else if (error<=Ze1 || error>=Ze3)

error3=0;

if (error==PSe2)

error4=1;

else if (error>PSe1 && error<PSe2)

error4=(error/24);

else if (error>PSe2 && error<PSe3)

error4=(-error/24);

else if (error<=PSe1 || error>=PSe3)

error4=0;

if (error<=PBe1)

error5=0;

else if(error>PBe1 && error<PBe2)

error5=((error-24)/24);

else if (error>=PBe3)

error5=1;

// **********************************fuzzyfikasi

derror;********************************

if (derror<=NBde1)

derror1=1;

else if(derror>NBde2 && derror<NBde3)

derror1=((-96-derror)/-24);

else if (derror>=NBde3)

derror1=0;

if (derror==NSde1)

derror2=1;

else if (derror>NSde1 && derror<NSde2)

derror2=((derror+48)/24);

else if (derror>NSde2 && derror<NSde3)

derror2=((-derror-24)/24);

else if (derror<=NSde1 || derror>=NSde3)

derror2=0;

if (derror==Zde2)

derror3=1;

else if (derror>Zde1 && derror<Zde2)

derror3=((derror+24)/24);

else if (derror>Zde2 && derror<Zde3)

derror3=((-derror+24)/24);

else if (derror<=Zde1 || derror>=Zde3)

derror3=0;

if (derror==PSde2)

derror4=1;

else if (derror>PSde1 && derror<PSde2)

derror4=(derror/24);

else if (derror>PSde2 && derror<PSde3)

derror4=(-derror/24);

else if (derror<=PSde1 || derror>=PSde3)

derror4=0;

if (derror<=PBde1)

derror5=0;

else if(derror>PBde1 && derror<PBde2)

derror5=((derror+24)/24);

else if (derror>=PBde3)

derror5=1;

// *****************************************Rule

base***************************

r1 = min(error1,derror1);

r2 = min(error1,derror2);

r3 = min(error1,derror3);

r4 = min(error1,derror4);

r5 = min(error1,derror5);

// if (error1>derror1)

//

// r1=derror1;

//

// else

//

// r1=error1;

//

//

// if (error1>derror2)

//

// r2=derror2;

//

// else

//

// r2=error1;

//

//

// if (error1>derror3)

//

// r3=derror3;

//

// else

//

// r3=error1;

//

//

// if (error1>derror4)

//

// r4=derror4;

//

// else

//

// r4=error1;

//

//

// if (error1>derror5)

//

// r5=derror5;

//

// else

//

// r5=error1;

//

r6 = min(error2,derror1);

r7 = min(error2,derror2);

r8 = min(error2,derror3);

r9 = min(error2,derror4);

r10 = min(error2,derror5);

// if (error2>derror1)

//

// r6=derror1;

//

// else

//

// r6=error2;

//

//

// if (error2>derror2)

//

// r7=derror2;

//

// else

//

// r7=error2;

//

//

// if (error2>derror3)

//

// r8=derror3;

//

// else

//

// r8=error2;

//

//

// if (error2>derror4)

//

// r9=derror4;

//

// else

//

// r9=error2;

//

//

// if (error2>derror5)

//

// r10=derror5;

//

// else

//

// r10=error2;

//

r11 = min(error3,derror1);

r12 = min(error3,derror2);

r13 = min(error3,derror3);

r14 = min(error3,derror4);

r15 = min(error3,derror5);

// if (error2>derror1)

//

// r11=derror1;

//

// else

//

// r11=error3;

//

//

// if (error2>derror2)

//

// r12=derror2;

//

// else

//

// r12=error3;

//

//

// if (error2>derror3)

//

// r13=derror3;

//

// else

//

// r13=error3;

//

//

// if (error2>derror4)

//

// r14=derror4;

//

// else

//

// r14=error3;

//

//

// if (error2>derror5)

//

// r15=derror5;

//

// else

//

// r15=error3;

//

r16 = min(error4,derror1);

r17 = min(error4,derror2);

r18 = min(error4,derror3);

r19 = min(error4,derror4);

r20 = min(error4,derror5);

// if (error2>derror1)

//

// r16=derror1;

//

// else

//

// r16=error4;

//

//

// if (error2>derror2)

//

// r17=derror2;

//

// else

//

// r17=error4;

//

//

// if (error2>derror3)

//

// r18=derror3;

//

// else

//

// r18=error4;

//

//

// if (error2>derror4)

//

// r19=derror4;

//

// else

//

// r19=error4;

//

//

// if (error2>derror5)

//

// r20=derror5;

//

// else

//

// r20=error4;

//

r21 = min(error5,derror1);

r22 = min(error5,derror2);

r23 = min(error5,derror3);

r24 = min(error5,derror4);

r25 = min(error5,derror5);

// if (error2>derror1)

//

// r21=derror1;

//

// else

//

// r21=error5;

//

//

// if (error2>derror2)

//

// r22=derror2;

//

// else

//

// r22=error5;

//

//

// if (error2>derror3)

//

// r23=derror3;

//

// else

//

// r23=error5;

//

//

// if (error2>derror4)

//

// r24=derror4;

//

// else

//

// r24=error5;

//

//

// if (error2>derror5)

//

// r25=derror5;

//

// else

//

// r25=error5;

//

//**********************************defuzzyfikasi*********

************************

j=(r1*s)+(r2*s)+(r3*s)+(r4*k)+(r5*l)+(r6*s)+(r7*k)+(r8*l)+(r9*l)+(

r10*m)+(r11*s)+(r12*k)+(r13*l)+(r14*m)+(r15*h)+(r16*k)+(r17*l)

+(r18*l)+(r19*m)+(r20*h)+(r21*l)+(r22*m)+(r23*h)+(r24*h)+(r25*

h); aa=( r1 + r2 + r3 + r4 + r5 + r6 + r7 + r8 + r9 + r10 + r11 + r12 +

r13 + r14 + r15 + r16 + r17 + r18 + r19 + r20 + r21 + r22 + r23 + r24

+ r25 );

fuzzy_out = fabs(j/1);

if(fuzzy_out>255) fuzzy_out = 255; PWM = 255;

else if(fuzzy_out>0) PWM = (unsigned char)fuzzy_out;

else fuzzy_out = 0; PWM = 0;

a = Speed ;//(unsigned char)Error;

putchar (a/100 + 48);

putchar ((a%100)/10 + 48);

putchar (a%10 + 48);

putchar (13);

counter2=0;

if (counter==PWM) xSpeed=1;

PORTD=255-DAC;

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

sprintf(lcd_buffer,"%0.01f",pv);

lcd_puts(lcd_buffer);

lcd_gotoxy(0,1);

sprintf(lcd_buffer,"%0.01f",aa);

lcd_puts(lcd_buffer);

lcd_gotoxy(8,0);

sprintf(lcd_buffer,"%0.01f",fuzzy_out);

lcd_puts(lcd_buffer);

delay_ms(100);

;