Laporkan Masalah

IMPLEMENTASI KENDALI FUZZY-PID PADA PURWARUPA INKUBATOR BERBASIS ARDUINO UNO

ARIF SYAFARA, Hidayat Nur Isnianto, S.T., M.Eng.

2022 | Tugas Akhir | D4 Teknologi Rekayasa Instrumentasi dan Kontrol

Inkubator dapat digunakan pada bidang medis, pendidikan, industri farmasi, dan peternakan. Salah satu inkubator yang cukup familiar dalam bidang pendidikan adalah inkubator laboratorium. Inkubator laboratorium ini merupakan salah satu alat penunjang kegiatan penelitian pada lingkup medis, biologi, dan farmasi. Salah satu parameter pada inkubator ini adalah suhu. Sistem kendali Fuzzy-PID digunakan untuk mengatur heater sebagai penghasil panas pada purwarupa inkubator. Respon pembacaan dan feedback suhu didapatkan dari sebuah sensor Thermocouple MAX6675 yang dipasang pada area inkubasi. Kemudian sebagai user interface bagi operator digunakan LCD 16x2 dan Keypad 4x4. Sistem interferensi fuzzy yang digunakan adalah metode sugeno dan proses dufuzzifikasi menggunakan metode weighted average. Sedangkan penyusunan sistem kendali PID diperoleh dengan metode Ziegler Nichols tipe 1 dengan tuning Kp, Ki, dan Kd. Parameter pengujian yang dilakukan adalah menguji kinerja sistem dalam mencapai suhu maksimum pada area inkubasi, menstabilkan suhu, menghadapi gangguan, dan respon sistem (time delay, time constant, rise time, peak time, dan settling time). Dari hasil perancangan mekanik purwarupa inkubator dapat membuat area inkubasi memiliki suhu maksimum sebesar 54 ºC. Dalam pengujian yang dilakukan didapatkan sistem kendali Fuzzy-PID memiliki kinerja paling baik dibandingkan dengan sistem kendali PID dan Fuzzy independen. Penilaian tersebut didasarkan dari settling time paling cepat dan nilai overshoot yang paling rendah dengan persentase dibawah 5%. Nilai Kp, Ki, dan Kd yang diberikan sebagai konstanta tetap adalah Kp = 1.3056, Ki = 0.00146631, dan Kd = 0.01324 yang masih dapat detuning ulang oleh sistem Fuzzy.

Incubators can be used in the medical, educational, pharmaceutical industry, and livestock fields. One incubator that is quite familiar in education is the laboratory incubator. This laboratory incubator is one of the supporting tools for research activities in the medical, biological, and pharmaceutical spheres. One of the parameters of this incubator is temperature. The fuzzy-PID control system sets the heater as a heat producer on the incubator prototype. The response to readings and temperature feedback is obtained from a Thermocouple MAX6675 sensor installed in the incubation area. Then as a user interfaces for operators used 16x2 LCD and 4x4 Keypad. The fuzzy interference system used is the Sugeno method, and the defuzzification process uses the weighted-average method. While the preparation of the PID control system is obtained by the Ziegler Nichols type 1 method by tuning Kp, Ki, and Kd. The test parameters performed are testing the system's performance in reaching maximum temperature in the incubation area, stabilizing the temperature, facing interference, and system response (time delay, time constant, rise, peak, and settling time). The results of the mechanical design of the incubator prototype can make the incubation area has a maximum temperature of 54 ºC. In the tests conducted, fuzzy-PID control systems have the best performance compared to independent PID and Fuzzy control systems. The assessment is based on the fastest settling time and the lowest overshoot value with a percentage below 5%. The values Kp, Ki, and Kd, given as fixed constants, are Kp = 1.3056, Ki = 0.00146631, and Kd = 0.01324, which can still be re-guided by fuzzy systems.

Kata Kunci : Fuzzy-PID, Incubator, Chamber, Temperature, Heater

  1. D4-2022-450987-abstract.pdf  
  2. D4-2022-450987-bibliography.pdf  
  3. D4-2022-450987-tableofcontent.pdf  
  4. D4-2022-450987-title.pdf