Sistem kendali Kecepatan Putaran Motor Robot Omnidirectional dengan 4 Penggerak Mekanum Menggunakan PID Berbasis myRIO

Abstract

Omnidirectional robot is one type of robot that has the characteristics of being able to move in all directions. In this robot, the type of wheel used is a mechanical wheel which has the advantage of being able to rotate the robot in all directions without rotating the robot body and has superior acceleration. This robot uses actuators in the form of 4 DC motors, namely the PG28 motor. Because each motor has different characteristics, it is necessary to have a control system so that the motor rotation speed is in accordance with the set point. Therefore, this robot uses a PID control system. To get the appropriate PID tuning value, the Ziegler-Nichols 1 tuning method is used. This method was chosen because there is no need to use a complex mathematical model of the plant to know the behavior of the plant. With the addition of the PID control system, the response of the motor speed can approach the set point value faster with the largest overshoot value being 1.37% of all tests. In addition, the system response also shows the rise time value is 50ms, the settling time value is 200ms and the average error value is 0.10%. Intisari— Robot Omnidirectional merupakan salah satu jenis robot yang memiliki karakteristik dapat bergerak ke segala arah, Pada robot ini, jenis roda yang dipakai adalah roda mekanum yang memiliki kelebihan dapat memutar robot ke segala arah tanpa memutar badan robot dan memiliki akselerasi yang lebih unggul. Pada robot ini digunakan aktuator berupa 4 motor DC yaitu motor PG28. Dikarenakan setiap motor memiliki karakteristik yang berbeda maka diperlukan adanya sistem kontrol supaya kecepatan putaran motor sesuai dengan set point. Oleh karena itu, pada robot ini digunakan sistem kontrol PID. Untuk mendapatkan nilai tuning PID yang sesuai maka digunakan metode tuning Ziegler-Nichols 1. Metode ini dipilih karena tidak perlu meyusun model matematik plant yang rumit untuk mengetahui perilaku plant tersebut. Dengan ditambahkan sistem kontrol PID tersebut respon dari kecepatan motor dapat mendekati nilai set point lebih cepat dengan nilai overshoot paling besar adalah 1,37% dari seluruh pengujian. Selain itu, respon sistem juga menunjukkan nilai rise time adalah 50ms, nilai settling time 200ms serta nilai error rata rata adalah 0,10%. Kata Kunci— motor PG28, sensor rotary encoder, kontrol PID, Ziegler-Nichols 1. I. PENDAHULUAN Mobile robot adalah salah satu jenis robot yang dapat memindahkan dirinya sendiri dari posisi awal ke posisi tujuan dimana kedua posisi tersebut berada pada jarak tertentu dan keseluruhan badan robot berpindah tempat[1]. Jenis mobile robot yang akan dibahas dalam uraian ini adalah omnidirectional. Robot dengan sistem ini memiliki kemampuan untuk bergerak dalam berbagai arah dan berbagai konfigurasi. Robot omnidirectional memiliki keunggulan yang lebih jika dibandingkan dengan mobil robot konvensional dalam hal mobilitas di lingkungan yang padat. [2] Sistem kontrol dalam mobile robot sangat penting karena dapat meningkatkan kecepatan mobile robot serta menjaga ketahanan performa atau robustness robot. Beberapa bentuk gangguan pada mobile robot seperti kondisi lintasan dan beban dinamis dapat berakibat munculnya ketidakpastian model plant, noise, serta gangguan.[3] Pada suatu sistem kontrol dikenal adanya beberapa aksi kontrol yaitu kontrol proporsional, kontrol integral, dan kontrol derivative yang mana setiap aksi kontrol memiliki keunggulan seperti kontroler proporsional untuk mempercepat rise time, kontrol integral untuk memperkecil error, dan kontrol derivative untuk meredam overshoot.[4] Untuk itu, penelitian ini dilakukan sebagai tujuan untuk dapat merancang kontrol kecepatan motor pada mobile robot agar menghasilkan respon sesuai dengan set point dan dapat mempertahankan keadaan tersebut. II. KAJIAN PUSTAKA A. Sensor Rotary Encoder Rotary Encoder merupakan perangkat elektro-mekanik yang mengubah posisi sudut menjadi sinyal keluaran analog atau digital. Terdapat 3 bagian dalam cara kerja rotary encoder. Pertama,adanya sensor yang biasanya