Perancangan Dan Pembuatan Alat Peraga Sistem Kendali Ayunan Pada Simulator Crane Menggunakan Arduino Mega 2560 Berbasis PC

Abstract

Crane merupakan salah satu jenis alat berat yang memiliki resiko kerja yang tinggi. Hal ini dikarenakan crane sering digunakan pada instalasi gedung bertingkat ditengah kota atau mengangkut beban berat di pabrik. Gangguan yang sering muncul pada crane yaitu berayunnya beban saat troli crane bergerak. Ayunan beban saat crane bergerak akan memicu bahaya yang ada dilingkungan crane beroperasi. Simulator crane 2 degree of freedom (DOF) dirancang untuk mengurangi ayunan yang terjadi pada batang pendulum saat simulator beroperasi. Sistem ini dirancang hanya untuk membaca gaya yang terjadi searah dengan troli bergerak. Kendali simulator troli crane menggunakan motor DC berikut dengan enkoder untuk membaca gerakan troli. Simulator troli memiliki enkoder yang berfungsi untuk membaca ayunan yang terjadi pada batang pendulum. Nilai pulsa yang dihasilkan simulator troli dan ayunan batang pendulum dikonversi ke dalam satuan milimeter dan derajat untuk mengkompensasi jalannya motor DC. Analisis data menggunakan software Matlab simulink dan mikrokontroler Arduino mega sebagai perangkat pengirim dan penerima data. Metode kontroler PID yang dirancang untuk mengoptimalkan sistem adalah metode Ziegler-Nichols 2 dan trial and error. Metode Ziegler-Nichols 2 yang dirancang memiliki nilai Kp = 30, Ki = 123,4, dan Kd = 1,8. Hasil dari perancangan sistem kendali dengan menggunakan metode Ziegler-Nichols 2 dapat mereduksi ayunan hingga 3,78° dicapai pada waktu ke-4,89 detik, akan tetapi respons menunjukan ketidakstabilan sistem yang berkepan-jangan hingga pengujian berakhir, settling time (ts) tidak didapat, dan maksimal overshoot (Mp) 99,43 mm. Metode trial and error yang dirancang memiliki nilai Kp = 6, Ki = 33. Hasil perancangan sistem kendali menggunakan metode trial and error dapat mereduksi ayunan hingga 3,6° dicapai pada waktu ke-3,76 detik, ts 0,14 detik, dan Mp 0,87 mm. Simulator yang dirancang mampu beroperasi sesuai input yang diberikan dengan error steady state (ess) 0,5 mm menggunakan metode trial and error, sedangkan dengan menggunakan metode Ziegler-Nichols error steady state (ess) -19,95 mm.