SKRIPSI PERANCANGAN KENDALI PID UNTUK MOTOR DC MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER H8/3052

(KODE T-ELEKTRO-0002) : SKRIPSI PERANCANGAN KENDALI PID UNTUK MOTOR DC MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER H8/3052

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Motor DC merupakan aktuator yang sangat lazim digunakan. Ada berbagai macam alasan mengapa motor DC sangat populer digunakan. Salahsatunya adalah sistem tenaga listrik DC masih umum digunakan pada industri, automobil, dan robotika. Dan meskipun tidak ada sumber tenaga listrik DC, rangkaian penyearah dan chopper dapat digunakan untuk menghasilkan sumber listrik DC yang diinginkan. Motor DC juga digunakan karena kebutuhan akan variasi kecepatan motor yang lebar.
Dalam dunia industri, pengendalian posisi dan kecepatan motor DC sangat penting. Misalnya pada industri plastik. Pada proses penggulungan plastik, kecepatan penggulungan plastik harus disesuaikan dengan kecepatan mesin pengirim plastik dan juga disesuaikan dengan jari-jari gulungan. Jika tidak maka hasil gulungan plastik tidak rapi atau kusut.
Pada robotika pengendalian posisi dan kecepatan motor DC juga sangat penting misalnya dalam Kontes Robot Indonesia (KRI) dan Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI). Robot harus dapat bergerak cepat dan tepat, meskipun terdapat berbagai halangan ataupun gangguan. Karena itu pergerakan robot memerlukan pengaturan posisi dan kecepatan motor yang baik agar tujuan yang diinginkan dapat tercapai.
Karena itulah kendali PID diperlukan disini yaitu untuk mengendalikan posisi dan kecepatan motor DC. Pengendali PID merupakan pengendali yang umum digunakan dalam berbagai macam proses industri. Popularitas pengendali PID disebabkan khususnya karena performansinya yang baik dalam jangkauan yang lebar dari berbagai kondisi operasi dan khususnya dalam kesederhanaan fungsi PID, yang memungkinkan engineer untuk mengoperasikannya secara simpel dan langsung. Untuk mengimplementasikan pengendali PID, tiga parameter harus ditentukan pada proses yang dikendalikan yang meliputi proportional gain, integral gain, dan derivative gain.

1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan skripsi ini yaitu untuk merancang suatu pengendali motor DC dengan kendali PID berbasis mikrokontroler H8/3052 dengan PC sebagai pemberi set point, pengukur data, dan penyimpan data.

1.3 Pembatasan Masalah
Penulisan skripsi ini dibatasi pada pengendalian posisi dan kecepatan motor DC menggunakan feedback encoder dengan hasil yang didapatkan memenuhi kriteria yang diinginkan. Pengendalian dilakukan dengan sistem pengendali PID. Pengendali tersebut diharapkan dapat diaplikasikan untuk semua range posisi atau kecepatan. Pengendalian tersebut diharapkan menghasilkan sebuah sistem yang mempunyai persen overshoot kecil, settling time yang cepat, dan nilai steady-state error mendekati nol.

1.4 Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan skripsi ini meliputi:
1. Pendekatan studi pustaka, yaitu dengan melakukan studi literatur dari buku-buku pustaka, referensi yang ada di internet, dan manual book atau datasheet dari suatu piranti.
2. Pendekatan diskusi dengan pembimbing skripsi.
3. Perancangan perangkat keras dan perangkat lunak.
4. Pengujicobaan.

1.5 Sistematika Penulisan
Agar pembahasan masalah pada skripsi lebih sistematis, maka skripsi ini dibagi menjadi beberapa bab.
Bab Pertama, Pendahuluan, meliputi latar belakang, tujuan penulisan, pembatasan masalah, metode penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab Kedua, membahas mengenai mikrokontroler H8/3052, dan fitur-fitur pendukung mikrokontroler meliputi ITU, port I/O, SCI, dan Interrupt Controller.
Bab Ketiga, menjelaskan tentang perancangan kendali PID motor DC yang terdiri atas perancangan motor DC, perancangan blok kendali, perancangan kendali PID, perancangan perangkat lunak, serta perancangan perangkat keras.
Bab Keempat menuliskan pengujian dan analisa dari percobaan yang dilakukan.
Bab Kelima adalah kesimpulan dari skripsi.

SKRIPSI APLIKASI PERMAINAN VIRTUAL ANIMAL PADA MOBILE DEVICE

(KODE T-ELEKTRO-0001) : SKRIPSI APLIKASI PERMAINAN VIRTUAL ANIMAL PADA MOBILE DEVICE

BAB I

PENDAHULUAN

Pada Bab Pendahuluan ini akan dijelaskan tentang latar belakang mengapa tugas akhir ini dibuat, perumusan masalah cara dan bagaimana tugas akhir ini dibuat, tujuan dari tugas akhir ini, batasan masalah yang membatasi tugas akhir ini agar tidak melebar ke permasalahan lain, metoda-metoda penelitian dari tugas akhir ini, dan sistematika penulisan tugas akhir ini bab per bab.

1.1 Latar Belakang
Kegiatan memelihara binatang peliharaan masih digemari oleh banyak orang. Namun untuk memelihara binatang, pasti ada pengorbanan yang harus dilakukan. Pengorbanan yang pertama adalah masalah tempat, dimana tempat binatang peliharaan itu tinggal harus disediakan dan dirawat. Masalah yang kedua adalah adanya biaya tambahan untuk membelikan pakan dan kebutuhan lain untuk perawatan binatang peliharaan tersebut. Masalah yang ketiga adalah di tempat-tempat tertentu, seperti apartemen, dilarang untuk memelihara binatang peliharaan, karena kebijakan dari lingkungan setempat. Masalah yang keempat adalah resiko akan penyebaran ancaman penyakit yang disebarkan melalui binatang peliharaan tersebut, serta resiko akan ancaman serangan dari binatang peliharaan tersebut.
Penanaman sifat kasih sayang dapat juga dilakukan dengan cara memelihara binatang. Dengan memelihara binatang, maka sang pemelihara akan mencurahkan rasa cinta kasihnya kepada binatangnya tersebut, hal ini akan meningkatkan nilai moral bagi sang pemelihara. Sifat kasih sayang yang biasa dicurahkan sang pemelihara kepada binatang peliharaannya, akan dapat diimplementasikan pada orang lain. Namun jika ada batasan dan perlunya beberapa pengorbanan untuk memelihara binatang, hal ini akan mengurangi minat orang-orang yang ingin memelihara binatang. Penanaman sifat kasih sayang baik ditanamkan ketika usia anak masih kecil, sekitar 8-15 tahun. Hal ini agar perkembangan jiwa si anak dapat berjalan dengan baik. Penanaman sifat kasih sayang ini dapat menjadikan anak tersebut menjadi individu yang baik.
Oleh karena itu, dibuatlah aplikasi Virtual Animal ini. Agar anak-anak atau orang-orang yang ingin memelihara binatang peliharaan dapat memelihara binatang tanpa perlu banyak berkorban seperti layaknya memelihara binatang sebenarnya. Pemain atau pemelihara binatang virtual hanya membutuhkan mobile device dan/atau Personal Computer (PC) yang dapat menjalankan aplikasi ini.

1.2 Perumusan Masalah
Proses pemeliharaan binatang dalam dunia nyata dapat dibuatkan aplikasi perangkat lunak, yang berprilaku seperti pemeliharaan binatang pada umumnya. Proses pemberian makan pada binatang peliharaan, memerintahkan binatang peliharaan tersebut untuk beristirahat atau tidur, dan melatih berbagai keterampilan kepada binatang peliharaan tersebut. Dengan kemajuan industri perangkat keras dan perangkat lunak pada dunia mobile device, sehingga pembuatan aplikasi Virtual Animal dapat dilakukan pada mobile device. Salah satu bahasa pemrograman yang sudah didukung pada mobile device secara umum adalah J2ME. Spesifikasi bahasa J2ME yang diperlukan dalam sisi perangkat lunak untuk pembuatan aplikasi Virtual Animal adalah MIDP 2.0 dan CLDC 1.1. Namun dengan segala keterbatasan dalam perangkat mobile device yang memiliki kemampuan komputasi yang relatif kecil dibandingkan dengan perangkat PC, sehingga diperlukan pembuatan aplikasi yang efektif dan efisien agar tidak melampau resource atau sumber daya yang tersedia dalam mobile device. Hal ini akan menimbulkan pertanyaan, bagaimana cara membuat aplikasi Virtual Animal pada mobile device menggunakan bahasa J2ME dengan spesifikasi MIDP 2.0 dan CLDC 1.1 dengan efektif serta efisien?
Perkembangan dunia jaringan (network) juga sudah mencapai tingkat yang maju, sehingga perkembangan jaringan dalam mobile device juga mengalami kemajuan. Salah satu teknologi jaringan yang banyak digunakan dalam dunia mobile device adalah teknologi Bluetooth. Komunikasi antara perangkat dapat didukung oleh teknologi Bluetooth ini, salah satu contohnya adalah komunikasi antara mobile device dengan PC. Hal ini memungkinkan untuk dibuatnya komunikasi aplikasi Virtual Animal, yang dimainkan dalam mobile device, dengan aplikasi lainnya yang berada dalam PC. Misalnya, pembuatan toko (item mall) pada PC yang menyediakan barang-barang kebutuhan untuk binatang peliharaan yang dimainkan dalam aplikasi Virtual Animal. Hal ini akan menimbulkan pertanyaan, bagaimana cara membuat koneksi antara aplikasi Virtual Animal dalam mobile device dengan aplikasi pendukung dalam PC dengan menggunakan teknologi Bluetooth?

1.3 Tujuan
Tujuan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
a) membuat aplikasi Virtual Animal yang berupa MIDlet menggunakan bahasa pemrograman J2ME dengan spesifikasi MIDP 2.0 dan CLDC 1.1 yang dapat dijalankan pada mobile device;
b) memperhatikan efektifitas dan efisiensi penggunaan resource yang tersedia dalam mobile device agar aplikasi Virtual Animal dapat berjalan dengan baik;
c) membuat aplikasi pendukung seperti item mall pada perangkat PC yang berlaku sebagai toko untuk mendukung aplikasi Virtual Animal;
d) membangun hubungan komunikasi jaringan antara mobile device dengan perangkat PC menggunakan teknologi Bluetooth sebagai penghubung aplikasi Virtual Animal dengan aplikasi pendukung lainnya.

1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
- aplikasi Virtual Animal hanya memiliki satu tokoh binatang peliharan untuk mewakili varian tokoh binatang yang dapat dibuat dalam aplikasi tersebut;
- tokoh binatang dalam aplikasi Virtual Animal dapat melakukan aksi makan, tidur, dan berlatih lari;
- tokoh binatang dalam aplikasi Virtual Animal memiliki atribut power (kekuataPi), flexibility (kelenturan), dan self-confidence (percaya diri);
- pemain dapat memiliki beberapa tokoh binatang dalam sebuah aplikasi yang dibedakan dengan identitas nama, jenis kelamin, dan umur;
- nilai atribut dari tokoh binatang dalam aplikasi Virtual Animal dapat diubah dengan melakukan aksi tertentu serta dipengaruhi oleh waktu;
- pembelian barang kebutuhan dari binatang dalam aplikasi Virtual Animal dapat dilakukan pada item mall atau toko yang tersedia dalam perangkat PC menggunakan koneksi Bluetooth;
- toko atau item mall yang merupakan aplikasi tambahan untuk mendukung aplikasi Virtual Animal menyediakan persediaan barang yang tak hingga, harga yang sudah diatur sejak awal, dan tidak memiliki GUI;

1.5 Metoda Penelitian
Tahapan-tahapan dalam pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
a) studi pustaka dan literatur;
b) Perancangan aplikasi Virtual Animal pada perangkat mobile device serta aplikasi pendukungnya berupa item mall;
c) Pembangunan aplikasi Virtual Animal menggunakan bahasa pemrograman J2ME dengan spesifikasi MIDP 2.0 CLDC 1.1, serta aplikasi pendukung item mall menggunakan bahasa pemrograman J2SE 1.6;
d) Pengujian aplikasi Virtual Animal pada perangkat mobile device dan pengaksesan item mall menggunakan koneksi Bluetooth.

1.6 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini terbagi menjadi lima bab. Kelima bab tersebut adalah
sebagai berikut.
BAB I. PENDAHULUAN
Bab I berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, metodologi penulisan, serta sistematika penulisan.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Bab II berisi tentang tinjauan pustaka dari pemrograman dengan J2ME, J2SE, dan teknologi bluetooth.
BAB III. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM
Bab III berisi tentang perancangan dan implementasi aplikasi yang akan dibangun dalam pelaksanaan tugas akhir ini, yaitu aplikasi permain Virtual Animal dan rancangan modul pendukung aplikasi tersebut.
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM
Bab IV berisi tentang pengujian dan analisis aplikasi permainan Virtual Animal dalam suatu skenario alur cerita permainan, dan mengamati penggunaan memori dengan fasilitas memori monitor yang diberikan oleh emulator WTK 2.5.1.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab V berisi kesimpulan akhir dan saran pengembangan selanjutnya.