📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 7 dokumenSISTEM ELEKTRIKAL DAN KONTROL REMOTELY OPERATED VEHICLE UNTUK SURVEY ARKEOLOGI BAWAH AIR
Indonesia memiliki potensi tinggalan budaya bawah air yang sangat besar, mulai dari kapal karam, artefak perdagangan maritim, hingga situs prasejarah. Namun, proses eksplorasi dan dokumentasi peninggalan tersebut masih menghadapi berbagai kendala, seperti risiko penyelaman, keterbatasan waktu operasi, kondisi perairan yang tidak menentu, serta biaya pelaksanaan ekspedisi yang tinggi. Salah satu alternatif untuk mengurangi risiko tersebut adalah penggunaan Remotely Operated Vehicle (ROV) sebagai wahana observasi bawah air yang dapat dioperasikan dari permukaan. Tugas akhir ini merupakan bagian dari pengembangan ROV SUPRI (Submerged Underwater Platform for Research and Inspection) yang ditujukan sebagai platform dokumentasi arkeologi bawah air. Ruang lingkup tugas akhir ini mencakup perancangan dan implementasi subsistem elektronik yang terdiri atas sistem power, sistem propulsi, sistem kontrol, dan sistem sensor, serta integrasinya dengan sistem ROV secara keseluruhan. Perancangan sistem power dilakukan dengan menghitung kebutuhan energi berdasarkan profil misi operasi ROV yang meliputi fase perpindahan menuju objek dan fase dokumentasi. Berdasarkan hasil estimasi konsumsi daya, dipilih baterai lithium-ion berkonfigurasi 4S6P menggunakan sel Molicel P45B dengan kapasitas nominal sekitar 388,8 Wh. Distribusi daya dilakukan menggunakan Power Distribution Board Mateksys PDB-HEX yang menyuplai daya ke seluruh subsistem, seperti Electronic Speed Controller (ESC), flight controller, sensor, serta perangkat elektronik lainnya. Sistem propulsi dirancang menggunakan enam buah thruster brushless dengan konfigurasi vektor sehingga menghasilkan enam derajat kebebasan (6-DoF), yaitu surge, sway, heave, roll, pitch, dan yaw. Perancangan dilakukan melalui pendekatan gaya hambat fluida untuk menentukan kebutuhan thrust minimum pada setiap kondisi operasi, yang kemudian digunakan sebagai dasar dalam pemilihan spesifikasi thruster. Pada subsistem kontrol, flight controller Pixhawk menjalankan firmware ArduSub yang dimodifikasi dengan mengganti pengendali PID bawaan pada innerloop rate controller menggunakan algoritma Sliding Mode Control (SMC). Pengendali dirancang berdasarkan model dinamika rotasi ROV yang meliputi matriks inersia, gaya Coriolis, serta redaman hidrodinamika. Selanjutnya dirumuskan sliding surface dan control law untuk meningkatkan kemampuan ii sistem dalam menghadapi ketidakpastian model dan gangguan lingkungan bawah air. Selain itu, berbagai sensor diintegrasikan ke dalam sistem, seperti pressure sensor untuk pengukuran kedalaman, sonar rangefinder untuk pengukuran jarak terhadap dasar laut, leak sensor untuk mendeteksi kebocoran enclosure, serta power sensor untuk memantau tegangan baterai. Seluruh data sensor ditampilkan secara real-time melalui Ground Control Station menggunakan QGroundControl. Hasil implementasi menunjukkan bahwa seluruh subsistem berhasil diintegrasikan dan berfungsi sesuai dengan rancangan. Sistem power mampu mendukung operasi ROV selama sekitar 100 menit secara kontinu. Sistem propulsi berhasil menghasilkan seluruh gerakan translasi dan rotasi sesuai konfigurasi enam derajat kebebasan. Hasil pengujian menunjukkan kecepatan rata-rata gerakan surge, sway, dan heave masing-masing sebesar 0.507 m/s, 0.605 m/s, dan 0.576 m/s. Pengujian sensor menunjukkan pressure sensor memiliki galat kurang dari 3%, sonar rangefinder memiliki galat kurang dari 2%, leak sensor mampu mendeteksi kebocoran dengan baik, dan power sensor mampu memantau tegangan baterai dengan galat yang kecil dibandingkan alat ukur referensi. Pengujian sistem kontrol menunjukkan bahwa implementasi Sliding Mode Control mampu meningkatkan performa tracking attitude dibandingkan pengendali PID bawaan ArduSub. Pada skenario pengujian yang dilakukan, nilai RMSE berkurang sebesar 98.5% pada sumbu roll, 32.2% pada pitch, dan 62.9% pada yaw.
REDUKSI TORQUE RIPPLE PADA MOTOR BLDC MENGGUNAKAN KONTROL PI DENGAN ADAPTIVE HARMONIC CANCELLATION BERBASIS TWIN DELAYED DEEP DETERMINISTIC POLICY GRADIENT
Motor Brushless Direct Current (BLDC) banyak digunakan pada sistem penggerak karena memiliki efisiensi tinggi, respons dinamis baik, dan kebutuhan pemeliharaan rendah. Namun, motor BLDC masih memiliki permasalahan berupa torque ripple yang dapat menyebabkan riak kecepatan, getaran, serta penurunan kualitas kontrol. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mengimplementasikan kontrol PI dengan Adaptive Harmonic Cancellation (AHC) berbasis Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient (TD3) untuk mereduksi riak kecepatan pada motor BLDC. Penelitian dilakukan pada purwarupa motor BLDC 850 W dengan variasi beban tidak seimbang. Model dinamika utama diperoleh melalui identifikasi fungsi alih berbasis data eksperimen open-loop, kemudian dikembangkan menjadi digital twin dengan menambahkan model gangguan periodik sinusoidal. Sistem kontrol yang diuji meliputi pengontrol PI, PI dengan AHC, dan PI dengan AHC berbasis TD3. PI digunakan sebagai kontrol dasar, AHC sebagai kompensator harmonik berbasis LMS, sedangkan TD3 digunakan untuk mengoptimasi laju pembelajaran ???? pada AHC. Hasil pengujian menunjukkan bahwa PI dengan AHC berbasis TD3 memberikan performa terbaik pada setpoint 150 RPM. Nilai RMSE ripple yang diperoleh sebesar 0,7864 RPM pada beban 1 dan 1,2828 RPM pada beban 2. Dibandingkan pengontrol PI, metode ini memberikan perbaikan sebesar 15,45% pada beban 1 dan 36,37% pada beban 2. Dengan demikian, optimasi ???? menggunakan TD3 mampu meningkatkan efektivitas AHC dalam mereduksi riak kecepatan motor BLDC.
KIT KENDALI KECEPATAN DAN POSISI MOTOR DC SECARA ANALOG MAUNPUN DIGITAL
Tugas Akhir ini bertujuan untuk merancang dan mengimplementasikan kendali PI secara digital pada modul kendali kecepatan maupun posisi motor DC Servo System MS-150. Model fungsi alih dari motor DC berdasarkan hubungan tegangan input dan kecepatan output diidentifikasi dengan model orde 1. Kemudian, berdasarkan model tersebut dirancang pengendali PI yang bertujuan untuk menghasilkan respon kecepatan sesuai referensi yang ditetapkan. Adapun spesifikasi respon yang diinginkan yaitu maksimum overshoot 20% dan settling time kurang dari 2 detik. Konstanta pengendali PI diperoleh berdasarkan model closed-loop sistem motor DC disertai sensor tacho dengan pengendali PI, yang didekati dengan persamaan umum orde 2 pada persamaan karakteristiknya. Konstanta pengendali ini selanjutnya diimplementasikan ke dalam bentuk diskrit menggunakan metode integral error persegi. Untuk melihat ketercapaian spesifikasi yang ditetapkan, dilakukan simulasi MATLAB maupun eksperimen perangkat keras. Hasil simulasi dan eksperimen menunjukkan ketercapaian spesifikasi perancangan untuk kendali kecepatan maupun posisi secara analog dimana perancangan sistem diawali dengan menentukan nilai ? (zeta) yang merepresentasikan damping ratio (rasio redaman) pada sistem kendali orde dua dan Wn yang merepresentasikan rekuensi alami dari sistem, biasanya dalam satuan rad/s (radian per detik) dengan nilai %OS (persentase overshoot) yang merepresentasikan seberapa jauh output melewati nilai target (setpoint) saat pertama kali naik dan Ts (settling time) yang merepresentasikan waktu yang dibutuhkan sistem untuk masuk dan tetap berada di sekitar setpoint yang sudah ditentukan, didapatkan nilai ? sebesar 0.456 dan Wn sebesar 4.38 dan untuk kendali kecepatan secara digital dimana overshoot yang dihasilkan tidak lebih dari 20% dan settling time kurang dari 2 detik. Ditambahakan saturasi pada sinyal kendali untuk merepresentasikan batas fisik aktuator dalam sistem nyata. Selain itu, saturasi juga berfungsi untuk melindungi komponen dari kerusakan akibat sinyal kendali yang berlebihan. Dengan adanya saturasi, model sistem menjadi lebih realistis dan sesuai dengan kondisi implementasi. Namun, keterbatasan ini menyebabkan sinyal kendali tidak selalu mampu mengikuti perintah pengendali secara ideal, yang kemudian berdampak pada penurunan performa sistem sehingga terdapat penurunan respon ketika ditambahkan saturasi pada sinyal kendali dimana overshoot yang dihasilkan menjadi lebih besar dan juga settling time melebihi 2 detik. Namun demikian, penurunan performa sistem masih dapat diterima karena adanya keterbatasan duty cycle sebagai sinyal kendali pada implementasi perangkat keras. Batasan ini menyebabkan sinyal kendali tidak dapat melebihi nilai maksimum tertentu, sehingga respon sistem tidak dapat sepenuhnya mengikuti perintah pengendali secara ideal.
DESIGN AND SIMULATION OF PLC ISOLATED INPUT AND OUTPUT CIRCUITS
Penelitian ini menyajikan pengembangan arsitektur perangkat keras pada tingkat rangkaian (circuit-level) untuk programmable logic controller (PLC) berbasis mikrokontroler dengan penekanan pada integritas sinyal, isolasi listrik, dan konfigurabilitas pada tingkat skematik. Penelitian sebelumnya di universitas menghasilkan prototipe awal PLC berbasis mikrokontroler, namun evaluasi prototipe tersebut mengidentifikasi beberapa keterbatasan pada tingkat sirkuit terkait pengkondisian sinyal, isolasi listrik, dan antarmuka yang andal dengan tingkat tegangan industri. Penelitian ini berangkat dari keterbatasan yang diidentifikasi pada prototipe PLC sebelumnya dan bertujuan membangun fondasi skematik yang terstruktur untuk pengembangan lanjutan. Metodologi penelitian terdiri atas empat tahapan berurutan, yaitu analisis kelemahan pada prototipe sebelumnya, perumusan ulang design requirements and objectives (DR&O), kajian referensi desain PLC dan PLC berbasis mikrokontroler, serta pengembangan rangkaian subsistem meliputi input–output digital, input–output analog, manajemen catu daya, dan antarmuka komunikasi. Mikrokontroler ESP32-S3 dipilih sebagai pengendali utama karena kemampuan pemrosesan, fitur komunikasi, dan fleksibilitas GPIO yang dimilikinya. Setiap subsistem I/O dirancang dengan isolasi galvanik menggunakan optokopler seri PC817 atau HCNR200, serta rangkaian pengkondisi sinyal untuk mendukung logika digital 24 V dan sinyal analog 0–10 V. Perilaku rangkaian dievaluasi melalui simulasi LTspice yang mencakup analisis DC sweep, transien, respons frekuensi, dan gangguan noise. Hasil simulasi menunjukkan bahwa rancangan rangkaian yang diusulkan selaras dengan DR&O yang ditetapkan dalam hal akurasi sinyal, karakteristik isolasi, kompatibilitas tegangan, dan respons dinamis pada kondisi simulasi. Skematik akhir yang dihasilkan merepresentasikan arsitektur perangkat keras PLC yang modular dan dapat dikembangkan, serta berfungsi sebagai referensi teknis untuk implementasi PCB, integrasi firmware, dan validasi eksperimental pada tahap penelitian selanjutnya.
SISTEM KENDALI PENYEIMBANG TEGANGAN SECARA PASIF PADA BATERAI LEAD-ACID SERI
Sistem Manajemen Baterai (BMS) merupakan komponen krusial untuk menjaga performa dan memperpanjang umur pakai paket baterai. Salah satu fungsi utamanya adalah penyeimbangan tegangan (voltage balancing) untuk mengatasi masalah ketidakseimbangan yang sering terjadi pada konfigurasi baterai seri. Ketidakseimbangan ini dapat memperpendek umur pakai dan menurunkan kapasitas total sistem, sementara metode passive balancing konvensional memiliki keterbatasan karena tidak dapat menyesuaikan arus disipasi secara dinamis. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mengimplementasikan sebuah sistem passive balancing dengan arus disipasi terkendali. Sistem ini diimplementasikan secara digital menggunakan mikrokontroler ESP32 dan menerapkan kontroler proporsional (P) untuk mengatur sinyal PWM (Pulse Width Modulation) yang mengendalikan MOSFET sebagai aktuator. Perancangan sistem didasarkan pada model fungsi alih integrator yang diidentifikasi dari karakteristik pengosongan baterai, dengan parameter kontroler yang ditentukan untuk mencapai respons steady tanpa overshoot. Hasil pengujian pada prototipe perangkat keras menunjukkan bahwa sistem yang dirancang berhasil menyeimbangkan tegangan baterai dari kondisi awal tidak seimbang. Sistem mampu mencapai dan mempertahankan selisih tegangan akhir (error steady-state) di bawah batas toleransi 0.05V . Penelitian ini membuktikan bahwa pendekatan passive balancing berbasis kontrol PWM yang diimplementasikan pada mikrokontroler merupakan solusi yang efektif untuk meningkatkan performa dan menjaga keseragaman tegangan pada paket baterai lead-acid.
DESAIN DAN IMPLEMENTASI SISTEM KENDALI MOTOR BAKAR SATU SILINDER DENGAN STABILISASI KECEPATAN: APLIKASI PADA GENERATOR
Pada sistem generator set berbasis motor bakar, sistem kendali elektronik tidak hanya harus mengelola fungsionalitas motor bakar, tetapi juga harus menjaga kestabilan kecepatan putar motor bakar pada berbagai kondisi pembebanan. Semakin besar daya yang disuplai ke beban oleh generator, semakin besar pula torsi yang dibutuhkan untuk memutar generator. Jika tidak dikendalikan, kecepatan putar motor bakar dapat menurun yang berakibat pada menurunnya frekuensi listrik yang dihasilkan oleh generator. Makalah ini menyajikan pembahasan mendetail mengenai analisis dan hasil dari desain dan implementasi sistem kendali motor bakar untuk aplikasi generator set. Pembahasan mencakup proses desain secara menyeluruh, meliputi perancangan rangkaian, pemilihan komponen, tata letak PCB, dan pengujian. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem kendali yang dirancang dapat mengelola fungsi-fungsi motor bakar secara efektif, seperti akuisisi data sensor, perhitungan waktu injeksi dan pengapian, serta pengendalian aktuator. Selain itu, desain yang diusulkan juga menunjukkan kemampuan dalam stabilisasi kecepatan putar dengan PID.
MITSUBISHI MOVEMASTER EX RV-M1 CONTROL SYSTEM DESIGN
The Mitsubishi Movemaster EX RV-M1 is a robotic arm with five degrees of freedom, equipped with a gripper as its end effector. Currently, the Mechanical Engineering Department at Institut Teknologi Bandung owns this model as part of the facilities in the Production Engineering Laboratory. The robot’s original controller has malfunctioned and requires costly replacement. Additionally, the original controller is outdated and inefficient in its design. To address this, a new control system was designed using an Arduino microcontroller, utilizing the robot's remaining functional components. In this research, a new control system has been designed and implemented to operate the Mitsubishi Movemaster EX RV-M1 robotic arm using an Arduino microcontroller and GUI, utilizing existing robot components that can still be used. This research began by identifying malfunctions in the robot’s control system and determining which components that could still be used, followed by the design of hardware and software for the control system. The control algorithms implemented include PID control and Linear Acceleration/Deceleration Control to ensure precise and smooth movement of each robot joint. The new control system was tested under various operational conditions, including the addition of loads and different PWM Duty Cycles (speeds), using a PD controller with parameters optimized through the Ziegler-Nichols Ultimate Sensitivity method followed by fine-tuning. Performance metrics such as settling time, rise time, overshoot, and steady-state error were evaluated. Additionally, repeatability testing revealed that the system generally achieved consistent positioning within the required 0.3 mm tolerance. The highest repeatability deviation observed was 0.338 mm under the most challenging condition, which was 100% PWM Duty Cycle with load. While this deviation slightly exceeded the target, it still falls within the broader industrial standard of below 1.5 mm. This slight increase in variability, particularly under load and high-speed conditions, can be attributed to factors such as the robot's age, mechanical looseness, and backlash. Despite these challenges, the system demonstrated reliable performance with potential for further refinement to consistently meet stricter design specifications.