Perancangan Self-balancing Trolley Dengan Metode Pid

Abstract

Abstrak

Di dunia industri saat ini, untuk mempermudah beberapa pekerjaan, beberapa industri memanfaatkan troli sebagai salah satu alat untuk mengantar dan membawa barang dari satu tempat ke tempat lainnya. Sayangnya, penggunaan troli masih juga menghadapi kendala seperti jatuh atau tumpahnya barang bawaan ketika melewati jalan menanjak ataupun menurun. Maka dari itu, tujuan dari tugas akhir ini yaitu merancang Self-balancing Trolley yang merupakan troli pengangkut barang dimana troli ini dapat menyeimbangkan barang yang diletakkan di atas meja troli dalam kondisi jalan yang menurun maupun menanjak. Sistem ini dirancang menggunakan sensor IMU sebagai sensor pembaca sudut, Arduino Uno sebagai mikrokontroler, dan motor dc sebagai aktuator. Sedangkan metode kontrol yang digunakan dalam merancang sistem ini adalah metode kontrol PID. Output kontrol PID merupakan nilai PWM yang akan berpengaruh pada pergerakan motor dc yang terhubung dengan meja troli. Berdasarkan hasil implementasi kontrol yang telah dirancang, dibutuhkan konfigurasi nilai Kp, Ki, dan Kd yang berbeda-beda bergantung pada jalan yang dilalui dan beban yang dibawa. Pada kondisi statis, waktu yang dibutuhkan sistem untuk menggerakan meja troli menuju keadaan settle (0°) dari kemiringan 10° adalah 4 detik. Sedangkan pada saat kondisi dinamis, waktu yang dibutuhkan sistem untuk menggerakan meja troli ketika melewati tanjakan atau turunan dengan kemiringan 20° dan membawa beban 6 kg menuju keadaan settle (0°) adalah 8-9 detik. Dari hasil implementasi alat yang dibuat, sistem kerja troli sudah dapat mempertahankan kedataran dari meja troli saat melewati jalan menanjak atau menurun dengan sudut kemiringan -30° hingga 30°, walaupun masih terdapat error steady state pada sistem.

Kata kunci: accelerometer, gyroscope, Kd, Ki, Kp, PID, PWM, self-balancing.

Abstract In today's industrial world, to facilitate some work, some industries use trolleys as one of the tools to deliver and carry goods from one place to another. However, the use of trolleys still face obstacles such as falling or spilling when passing uphill or downhill roads. Therefore, the purpose of this final project is to design a Self-balancing Trolley which is a freight trolley where it can balance the items placed on the trolley table when the trolley is on a uphill or downhill road. The system designed using IMU sensors as angular reader sensors, Arduino Uno as microcontroller, and dc motor as an actuator. The control method that used in designing this system is the PID control method, the PID control output is the PWM value which will affect the movement of the dc motor that connected to the trolley table. Based on the results of the implementation of the controls that have been designed, it is necessary to configure a different values of Kp, Ki, and Kd which depending on the road and the carried load. In static conditions, the time it takes for system to go to a stable state (0°) from 10° slopes is 4 seconds. While in dynamic conditions, the time it takes for system to move the trolley table when it passes a uphill or a downhill roads with a slope of 20 ° and carrying a 6 kg load toward the settle state (0 °) is 8-9 seconds. From the results of the implementation made, the trolley’s system has been able to maintain the angel of trolley’s table as it passes uphill or downhill road with a slope angle of -30 ° to 30 °, although there is still a steady state error in the system.

Keywords: accelerometer, gyroscope, Kd, Ki, Kp, PID, PWM, self-balancing.