IMPLEMENTASI KENDALI PID DALAM PENALA NADA GITAR OTOMATIS IMPLEMENTATION OF PID CONTROL ON AUTOMATIC GUITAR TUNER

REZA MAULANA, Triyogatama Wahyu Widodo S.Kom., M.Kom.

2013 | Skripsi | ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Pengendali Proporsional – Integral – Derivatif (PID Controller) adalah mekanisme pengontrol dengan umpan balik yang umum digunakan secara luas di industri. Pengontrol PID ini biasanya digunakan pada sistem kontrol yang memerlukan balik dengan kalang tertutup. Pengontrol PID menghitung nilai kesalahan (error) sebagai selisih antara nilai proses variabel yang terukur dengan nilai set point yang diharapkan. Pengontrol akan mencoba untuk memperkecil nilai error ini dengan cara mengatur masukan dari proses kontrol. Sistem yang dibuat adalah sistem penala nada gitar otomatis yang menerapkan pengendali PID sederhana menggunakan modul sensor suara sebagai perangkat masukannya. Sensor suara akan menangkap getaran suara dan mengubahnya menjadi tegangan yang dibaca pada unit pemroses. Unit pemroses menghitung frekuensi suara sebagai representasi nada yang didapat dengan metode counting zero-crossing berdasarkan perubahan tegangan yang terjadi sebelumnya. Nilai selisih (error) frekuensi yang terbaca kemudian akan digunakan sebagai masukan untuk proses kendali. Luaran sistem kendali ini berupa arah dan kecepatan putar motor stepper pada sistem mekanik yang dihubungkan dan memutar knop senar gitar yang dipilih sampai nilai selisih tersebut hilang. Uji coba sistem dilakukan dengan melihat pengaruh penempatan sensor terhadap kinerja sistem dan uji coba terhadap karakteristik kendali PID. Hasil terbaik kinerja sensor dicapai dengan penempatan sensor menempel pada tabung gitar yang memiliki keakuratan 99,74%. Dari hasil uji coba sistem kendali diketahui bahwa nilai gain optimal pada sistem ini yaitu Kp = 3, Ki = 1,5, Kd = 2,5. Selain itu, sistem dalam penelitian ini memiliki kemampuan untuk menala senar gitar dalam waktu rata-rata 11,2 detik.

Proportional – Integral – Derivative Controller (PID controller) is a generic control loop feedback mechanism (controller) widely used in industrial control systems. PID is the most commonly used feedback controller. A PID Controller calculates an \\"error\\" value as the difference between a measured process variable and a desired set point. The controller attempts to minimize the error by adjusting the process control inputs. System that has been made is an automatic guitar tuner that applied a simple PID controller using sound sensor module as its input device. Sound sensor will sense the guitar string’s sound vibration and convert it to a certain voltage for a processing unit to read. Then, the processing unit will count the sound’s frequency which represents the picked guitar string’s tone using the counting zero-crossing method based on the voltage change that happened earlier. The error value between measured frequency and setpoint will be used as an input for the control system. Its outputs are speed and direction of a stepper motor that coupled and spins the picked guitar peg until the error value reaches zero. System tests are done by testing the sensor placement effect on system performance and testing the PID control characteristics. The best sensor performance results are achieved by placing the sensor attached to guitar tube with 99,74% accuracy of frequency counting. From the test result, it is known that this system’s optimal gain values are: Kp = 3, Ki = 1,5, and Kd = 2,5. This system is capable to tune a guitar in average time of 11,2 seconds each string.

Kata Kunci : Pengendali PID, PID, penala nada gitar, frekuensi suara, counting zero-crossing