📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen

DESAIN DAN IMPLEMENTASI SUBSISTEM AKTUASI DAN KENDALI DOSING BAHAN KIMIA CLOSED-LOOP UNTUK SISTEM PENGOLAHAN AIR OTOMATIS

Pembubuhan (dosing) bahan kimia merupakan salah satu fungsi paling kritis terhadap keselamatan pada sebuah water treatment plant (WTP): dosis yang kurang maupun berlebih dapat mendorong kualitas air olahan keluar dari baku mutu air minum Permenkes No. 2 Tahun 2023. Tugas akhir ini membahas perancangan, implementasi, dan pengujian fase pertama subsistem aktuasi dan kendali dosing bahan kimia dari sistem kendali WTP otomatis ITB Jatinangor. Spesifikasi yang harus dipenuhi subsistem mencakup: penggerakan tiga pompa dosing melalui relay terisolasi optocoupler yang non-invasif terhadap instalasi eksisting, deviasi volume terdosis maksimum ±5%, alarm kegagalan pompa dalam 10 detik, peringatan bahan kimia menipis di bawah 10% kapasitas, serta enklosur berperingkat minimum IP65. Subsistem direalisasikan pada mikrokontroler ESP32 dengan state machine non-blocking tiga kanal (soda ash, poly-aluminium chloride/PAC, dan kaporit). Setpoint laju alir per bahan kimia diterima melalui protokol MQTT dari main controller berbasis model predictive control. Volume terdosis diestimasi secara kontinu dari sensor level ultrasonik dengan model volume kerucut terpotong (frustum) yang dikondisikan oleh penapis exponential moving average, penolak pencilan, dan ratchet monotonik, lalu diverifikasi sensor aliran inline. Loop pelacakan volume lokal menggunakan aturan penargetan asimtotik 90% defisit dengan correction factor asimetris, dilengkapi lapisan failsafe kemacetan pompa, bahan kimia menipis, dan deviasi dosis, serta rangkaian pemulihan daya last-gasp berbasis memori non-volatil. Pengujian pada lima profil permintaan (statik, dinamik, surge, intermiten, dan segitiga) menunjukkan kanal acuan soda ash melacak target volume sesi 30 menit dalam rentang deviasi 3,2% hingga 10,2%, dan verifikasi gelas ukur mengonfirmasi galat estimasi volume pengendali sebesar 1,7% terhadap volume terdispensasi sebenarnya. Rantai isolasi relay bertahan tanpa gangguan pada uji termal lebih dari 300 menit, dan mekanisme last-gasp berhasil melanjutkan sesi dosing setelah pemadaman listrik. Dari tujuh butir spesifikasi, enam terpenuhi; alarm kegagalan pompa belum konsisten memenuhi batas 10 detik karena deteksi berbasis defisit kumulatif (7,4–106 detik bergantung laju permintaan) dan menjadi saran perbaikan utama fase berikutnya.