1 Perancangan Robot Auto Line Follower yang Menerapkan Metode Osilasi Ziegler-Nichols Untuk Tuning Parameter PID pada Kontes Robot Indonesia Bagus Ilyas Setiawan Jurusan Teknik Elektro Universitas Brawijaya Pembimbing : 1. Adharul Muttaqin,ST.,MT. 2. Ponco Siwindarto, Ir., M.Eng.Sc. Abstrak - Salah satu jenis robot yang sering digunakan dalam perlombaan seperti Kontes Robot Indonesia adalah robot yang dapat mengikuti garis atau yang sering disebut dengan robot auto line follower. Semakin baik robot dalam mengikuti garis maka akan semakin besar peluang keberhasilan robot dalam perlombaan. Untuk membuat robot yang dapat bergerak stabil salah satu caranya yaitu dengan penerapan kontroler PID. Namun cara tersebut juga memiliki kekurangan yaitu proses pencarian parameter PID (Kp,Ki dan Kd) yang memakan waktu lama karena menggunakan metode Trial and Error. Skripsi ini menunjukkan bagaimana mengimplementasikan metode Ziegler-Nichols ke dalam mikrokontroler pada sebuah sistem robot line follower. Untuk menerapkan metode tersebut dibuat sebuah sistem robot auto line follower yang terdiri atas sensor garis sebagai umpan balik PID, mikrokontroler slave sebagai pengolah data tracer, mikrokontroler master untuk menjalankan algoritma PID dan motor DC sebagai aktuator. Proses tuning diawali dengan pemberian parameter Kp=0 kemudian ditingkatkan secara bertahap hingga didapatkan grafik respon PID yang berkesinambungan (periode dan amplitudonya sama). Dari grafik respon tersebut dapat ditentukan besar nilai critical gain Kcr dan critical periode Pcr. Nilai Kcr dan Pcr digunakan untuk mendapatkan nilai parameter Kp, Ki dan Kd sesuai dengan aturan yang terdapat dalam metode Ziegler-Nichols. Hasil pengujian tuning parameter PID menggunakan metode Ziegler-Nichols didapatkan nilai Kp=4,2, Ki=10,5 dan Kd=0,42. Dengan menggunakan parameter tersebut respon robot menjadi lebih baik dan mendekati set point. Kata kunci : robot auto line follower, kontrol PID, metode osilasi Ziegler-Nichols. I. PENDAHULUAN Pada perlombaan robot tingkat nasional seperti Kontes Robot Indonesia sangat diperlukan robot pengikut garis yang dapat bergerak secara baik dan stabil. Kestabilan pergerakan ini berpengaruh terhadap keberhasilan dalam pengambilan dan peletakan objek perlombaan. Semakin stabil pergerakan sebuah robot maka semakin tinggi pula tingkat keberhasilannya. Salah satu cara yang sering digunakan untuk meningkatkan kestabilan sebuah robot adalah pengaplikasian kontrol PID. Kelebihan dari penggunaan kontrol PID adalah mudah diterapkan pada mikrokontroler atau PLC karena rumusnya yang sederhana. Namun PID juga memiliki kelemahan yaitu kita harus mencari nilai parameter Kp, Kd dan Ki yang sesuai agar sistem kontrol dapat bekerja dengan baik. Selama ini cara yang sering digunakan untuk mencari nilai Kp,Ki dan Kd adalah dengan metode Trial and Error. Metode Trial and Error adalah metode mencari nilai parameter dengan cara mencoba-coba suatu nilai tertentu sebagai parameter sampai didapat sebuah performansi kontrol PID yang terbaik. Tentu saja metode ini sangat memerlukan banyak waktu dan tenaga karena perlu mencoba memasukan banyak nilai sampai didapatkan hasil yang terbaik. Pada makalah ini akan dicoba mengimplementasikan metode Osilasi Ziegler-Nichols pada proses pencarian parameter PID robot PID. Metode ini dapat mempersingkat waktu pencarian parameter karena menggunakan rumus-rumus sederhana dan proses trial and error hanya pada pencarian parameter Kp. Dengan mengacu pada permasalahan yang telah dirumuskan, maka hal-hal yang berkaitan dengan alat diberi batasan sebagai berikut : 1) Motor yang dipakai adalah motor DC magnet permanen. 2) Robot yang digunakan adalah robot yang digunakan untuk perlombaan KRI dengan spesifikasi yang mengikuti aturan resmi ABU Robocon 2012. 3) Robot bersistem gerak 2WD atau torsi dari motor disalurkan ke 2 roda belakang sebelah kanan dan kiri. 4) Lapangan pengujian pergerakan robot mengikuti aturan resmi ABU Robocon 2012. 5) Jumlah sensor garis yang dipakai 16 buah dengan jarak masing-masing sensor 2,5 cm. 6) Sensor garis menggunakan LED Superbright warna putih dengan diameter 5 mm. II. TINJAUAN PUSTAKA A. Metode Tuning ke-2 Ziegler-Nichols Dalam metode kedua Ziegler-Nichols, mula-mula yang dilakukan adalah membuat Ti = 0 dan Td = 0. Kemudian hanya dengan menggunakan tindakan kontrol proporsional, harga ditingkatkan dari nol ke suatu nilai kritis Kcr, disini mula-mula keluaran memiliki osilasi yang berkesinambungan. Dari keluaran yang berosilasi secara berkesinambungan, penguatan kritis Kcr dan periode Pcr dapat ditentukan. Untuk osilasi berkesinambungan dengan periode Pcr ditujukkan dalam Gambar 1 Ziegler dan Nichols menyarankan penyetelan nilai parameter Kp,Ti ,Td dan berdasarkan rumus yang ditunjukkan dalam Tabel 1 (Ogata, K., 1997)