Analisis kinerja sistem kendali pintu air otomatis dengan variasi kecepatan motor stepper pada model fisik saluran irigasi sekunder

Rio Hatta Prayogi, Ir. Andri Prima Nugroho, S.T.P., M.Sc., Ph.D., IPU., ASEAN Eng.; Dr. Ir. Murtiningrum, S.TP., M.Eng., IPU., ASEAN Eng.

2024 | Skripsi | TEKNIK PERTANIAN

Dalam era modernisasi teknologi, pemanfaatan sistem pengendalian semi-otomatis untuk pintu air irigasi sangat penting untuk meningkatkan efisiensi dan keamanan sistem irigasi di Indonesia, yang sering menghadapi curah hujan tinggi dan fluktuasi volume air sungai. Penelitian ini bertujuan untuk menguji dan mengevaluasi kinerja sistem kendali pintu air otomatis dengan memvariasikan kecepatan motor stepper. Sistem ini menggunakan motor stepper Nema17 sebagai aktuator, sensor ultrasonik A01NYUB untuk pengamatan tinggi muka air, dan sensor ultrasonik A02YYUW untuk pengamatan tinggi pintu air. Uji variasi dilakukan pada empat kecepatan motor stepper yang berbeda, yaitu 25, 50, 75, dan 100, serta variasi simpangan untuk mengatasi masalah perpindahan cepat pada relai. Data yang dihasilkan menunjukkan bahwa sensor A01NYUB memberikan pembacaan tinggi muka air yang sangat akurat dengan nilai R² sebesar 0.9955. Analisis data menunjukkan bahwa pada simpangan 0,3, kecepatan 100 memberikan performa terbaik dengan rise time dan settle time yang cepat serta tanpa overshoot. Sedangkan untuk simpangan 0,2, kecepatan 50 dipilih karena memiliki kecepatan respons yang baik dengan overshoot minimal. Kesimpulannya, variasi RPM motor stepper berpengaruh signifikan terhadap kinerja sistem kendali pintu air. Dari variasi simpangan yang dilakukan, pada simpangan 0,2 diperlukan persiapan yang lebih lama dalam pengambilan data, termasuk pengulangan kalibrasi sensor tinggi muka air. Penelitian ini merekomendasikan pengembangan lebih lanjut dalam teknologi sensor dan metode kalibrasi guna meningkatkan keandalan sistem semi-otomatisasi pintu air.

In the era of technological modernization, the utilization of semi-automatic control systems for irrigation gates is crucial for enhancing the safety of irrigation systems in Indonesia, which often face high rainfall and fluctuating river volumes. This study aims to test and evaluate the performance of an automatic gate control system by varying the speed of the stepper motor. The system uses a Nema17 stepper motor as the actuator, an A01NYUB ultrasonic sensor for monitoring water level, and an A02YYUW ultrasonic sensor for monitoring gate height. Tests were conducted at four different stepper motor speeds: 25, 50, 75, and 100 RPM, along with variations in tolerance to address rapid relay transitions. The data showed that the A01NYUB sensor provided highly accurate water level readings with an R² value of 0.9955. Data analysis indicated that at a tolerance of 0.3, the speed of 100 delivered the best performance with quick rise and settle times without overshoot. For a tolerance of 0.2, the speed of 50 was chosen due to its good response speed with minimal overshoot. In conclusion, the variation in RPM of the stepper motor significantly affects the performance of the gate control system. At a tolerance of 0.2, more extended preparation is required for data collection, including repeated calibration of the water level sensor. This study recommends further development in sensor technology and calibration methods to improve the reliability of semi-automatic gate control systems.

Kata Kunci : motor stepper, pintu air irigasi, teknologi sensor, kinerja sistem