Sabtu, 10 Desember 2011

PENGENDALIAN pH DALAM BEJANA DEFECATOR PADA PROSES PEMURNIAN NIRA (GULA) DENGAN KONTROL PROPORSIONAL – INTEGRAL

PENGENDALIAN pH DALAM BEJANA DEFECATOR PADA PROSES PEMURNIAN NIRA (GULA) DENGAN KONTROL PROPORSIONALINTEGRAL



ABSTRAK
Pada proses pengolahan tebu menjadi nira (gula) yaitu khususnya pada proses pemurnian bagian sulfitasi pengendalian nilai pH masih banyak dilakukan pengamatan pH menggunakan indikator universal atau BTB (Brom Tymol Blue) yang dilakukan dilokasi proses secara manual. Pada tugas akhir ini akan dibuat alat otomatis untuk mengendalikan agar didapatkan nilai pH nira yang sesuai dengan proses Defekasi di bejana defecator dengan penambahan susu kapur secara otomatis pada proses pemurnian nira.
Model analitik proses pengendalian pH (atau –log[H+]) terdiri dari dua dinamika yaitu, reaksi pencampuran dan reaksi invariant yang didapatkan dengan menyelesaikan kesetimbangan elektro-kimia non-linier. Secara keseluruhan dinamika proses tersebut adalah model yang nonlinier, sehingga diperlukan pengendali yang mampu mengatasi karakteristik nonlinier ini. Pengendali nonlinear pada dasarnya sangat cocok untuk diterapkan pada pengendalian pH akan tetapi pengendali nonlinear lebih rumit dan lebih mahal dibandingkan pengendali linear. Oleh karena itu dalam penelitian ini diusulkan pengendali linear yang mampu untuk mengatasi karakteristik nonlinear pada pH.
Pengendali linear yang digunakan adalah kontroler PI yang mempunyai parameter tuning khusus yang telah dirancang sedemikian rupa sehingga memiliki kemampuan menghadapi sistem nonlinier. Berdasarkan hasil percobaan hasil uji bumptest tuning PI mempunyai parameter (Kp= 3, Ki= 0,1)

Kata Kunci: Kontrol Nira, sensor pH, Defecator.

I PENDAHULUAN
Pada proses pemurnian nira terdapat tiga buah jenis proses, yaitu Defekasi, Sulfitasi dan Karbonatasi. Pada saat ini sebagian besar pabrik gula di Indonesia menggunakan proses sulfitasi dalam memurnikan nira karena dapat menekan biaya produksi. Pada umumnya proses sulfitasi yang ada pada Pabrik Gula masih bersifat manual dengan pengamatan pH menggunakan indikator universal BTB (Brom Tymol Blue) yang dilakukan dilokasi proses dan beberapa juga sudah menggunakan kontrol otomatsi namun masih menggunakan kontrol on – off.
Kendali pH merupakan kendali jenis yang tak linear, sehingga untuk mengatasinya juga diperlukan kendali jenis nonlinear namun kendali nonlinear merupakan sistem kendali yang kompleks dan agak rumit serta lebih mahal. Sehingga pada tugas ahkir ini digunakan kendali linear yang mampu untuk mengatasi karakteristik nonlinear pH. Teknik kendali konvensional seperti PI merupakan sebuah teknik kendali yang banyak diterapkan dibidang industri pada saat ini, namun kendala dari sistem kendali konvensional ini membutuhkan pengetahuan tentang parameter-parameter sistem terlebih dahulu. Pada sistem yang kompleks terdapat kendala dalam menentukan parameter-parameter yang sesuai agar mendapatkan respon keluaran yang stabil. Salah satu solusi terhadap kesulitan tersebut adalah dengan melakukan penalaan PI secara otomatik pada sebuah plant yang akan dikendalikan.

II DASAR TEORI
2.1.   Pengendali PI
Pengendali proporsional yang memberikan aksi kontrol proporsional dengan error akan mengakibatkan efek pada pengurangan rise time dan menimbulkan kesalahan keadaan tunak (offset). Pengendali integral yang memberikan aksi kontrol sebanding dengan jumlah kesalahan akan mengakibatkan efek yang baik dalam mengurangi kesalahan keadaan tunak tetapi dapat mengakibatkan respon transien yang memburuk. Dalam waktu kontinyu, sinyal keluaran pengendali PI dapat dirumuskan sebagai berikut.

dengan
Co        = sinyal keluaran pengendali PI.
Kp        = konstanta proporsional.
Ti         = waktu integral.
e(t)       = sinyal kesalahan.

 
Diagram blok pengendali PI dapat dilihat pada Gambar 1

Gambar 1 Diagram blok pengendali PI.

2.2.    Perhitungan Parameter PI berdasarkan informasi Uji Bumptest 
Model self regulating process pada dasarnya dapat didekati oleh sebuah model matematis FOPDT (First Order Plus Ded Time) yang hanya dicirikan oleh tiga buah parameter yaitu Process transport delay – L, Process time constant – T, Process static gain- K
Ketiga parameter yang menggambarkan dinamika proses, secara praktis dapat diperoleh atau diidentifikasi melalui eksperimen sederhana BumpTest atau sinyal tangga secara open loop pada mode kontrol manual (lihat Gambar 2).



Gambar 2 Percobaan BumpTest pada kontrol manual

Secara teknis percobaan BumpTest dilakukan dengan cara memberi perubahan tangga (step) sinyal output kontroler (CO) oleh operator pada saat proses mengalami keadaan steady (menetap) disekitar titik kerja nominalnya. Gambar 3 menunjukan salah satu contoh hasil percobaan BumpTest.
Gambar 3 Respon Tangga percobaan BumpTest untuk model FOPDT

Gambar 3 diatas merupakan grafik respon tangga percobaan BumpTest yang mana parameter-parameter proses FOPDT (First Order Plus Ded Time)  dapat dicari sebagai berikut:
a.       Keterlambatan transportasi proses (L) = waktu yang terjadi pada proses yang dihitung sejak terjadi perubahan tangga pada CO sampai variabel proses (PV) yang dikontrol mulai menanggapi perubahan input CO.
b.       Konstanta waktu (T) = Waktu yang di perlukan sehingga nilai PV mencapai kurang lebih 63 % dari keadaan steady akhir setelah waktu tunda.
c.       Gain Statis Proses (K) = Perbandingan perubahan PV terhadap perubahan CO dalam keadaan steadynya. Gain statis bisa bernilai positif maupun negatif tergantung jenis control valve yang di gunakan.
           

2.3.    Penalaan Pengendali PID Metode ke-1 Ziegler-Nichols
Metode ke-1 didasarkan pada respon plant terhadap masukan tangga (step) dalam kalang terbuka. Plant yang tidak mempunyai integrator, akan menghasilkan kurva tanggapan terhadap masukan tangga, seperti halnya pada hasil respon uji Bumptest yang diperlihatkan pada gambar 2.
Parameter-parameter yang didapat dari kurva reaksi digunakan untuk menentukan parameter-parameter pengendali PID berdasarkan tetapan-tetapan empiris Zielger-Nichols. Rumus-rumus untuk mencari parameter pengendali menggunakan metode kurva reaksi ditabelkan pada Tabel 1.

Tabel 1 Rumus parameter PID dengan penalaan Ziegler-Nichols metode ke-1.
Pengendali
Kp
Ti
Td
P
T/LK
-
-
PI
0.9T/KL
3,33L
-
PID
1,2T/KL
2L
0,5L

2.4.  Teori Dasar pH
pH atau derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaaman atau basa yang dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. Umumnya indikator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya rendah. Istilah pH berasal dari "p", lambang matematika dari negatif logaritma, dan "H", lambang kimia untuk unsur Hidrogen. pH adalah singkatan dari power of Hydrogen. Definisi yang formal tentang pH adalah negatif logaritma dari aktivitas ion Hidrogen seperti dinyatakan pada persamaan 2.

pH = -log[H+] dan pOH= -log[OH-] ............(2) 

pH dibentuk dari informasi kuantitatif yang dinyatakan oleh tingkat derajat keasaman atau basa yang berkaitan dengan aktivitas ion hidrogen. Nilai pH dari suatu unsur adalah perbandingan antara konsentrasi ion hidrogen [H+] dengan konsentrasi ion hidroksil [OH-]. Jika konsentrasi H+ lebih besar dari OH-, material disebut asam; yaitu nilai pH adalah kurang dari 7. Jika konsentrasi OH- lebih besar dari H+, material disebut basa, dengan suatu nilai pH lebih besar dari 7. Jika konsentrasi H+ sama dengan OH- maka material disebut sebagai material netral. Asam dan basa mempunyai ion hidrogen bebas dan ion alkali bebas. Besarnya konsentrasi ion H+ dalam larutan disebut derajat keasaman.
Pada suhu kamar: pKw = pH + pOH = 14 .

2.5.  Proses Pemurnian Nira (Clarification) di Bejana Defecator
Tujuan dari stasiun pemurnian adalah menghilangkan kotoran – kotoran yang terkandung dalam nira dan untuk memisahkan bukan gula sebanyak mungkin dari dalam nira dengan kehilangan gula sedikit mungkin dan biaya seminimal mungkin dengan kualitas gula yang dihasilkan bermutu baik memenuhi tuntutan pasar.
Proses Pemurnian dimulai dengan nira mentah dari bak penampungan dipompa ke pemanas I atau heater I, dengan pompa sentrifugal melalui pipa pemasukan, kemudian turun dan bersirkulasi dalam pipa pemasukan secara kontinyu, untuk selanjutnya keluar melalui pipa pengeluaran atas. Proses selanjutnya adalah defekasi dengan susu kapur. Nira yang keluar dari heater I dipompa ke kalduser yang mempunyai 2 ruang berisi nira dan susu kapur. Alat ini dinamakan defekator. Proses pemberian susu kapur dilakukan 3 tahap.
Bejana defecator merupakan suatu alat untuk mereaksikan nira dengan susu kapur untuk mendapatkan pH yang alkalis dengan cara pengadukan. Didalam proses pemurnian nira pada umumnya dilakukan dengan tiga tahap yaitu:
a.    Pada defecator I, pemberian susu kapur mencapai nilai pH nira antara 7,0 – 7,2.
b    Pada defecator II, pemberian susu kapur mencapai nilai pH nira antara 8,2 – 8,5.
c     Pada defecator III, pemberian susu kapur mencapai nilai pH nira antara 9,5 – 10.
Pada Tugas Akhir ini pengendalian hanya dilakukan pada bejana defecator. Pengendalian yang dilakukan yaitu mempertahankan nilai pH nira sesuai dengan referensi yang diinginkan pada proses defekasi diBejana defecator. Pengendalian nilai pH Nira dilakukan dengan menambahkan susu kapur kedalam plant sehingga didapatkan nilai pH nira yang diinginkan. Persamaan reaksi kimia pencampuran antara Nira dengan susu kapur pada bejana Defecator yang terjadi adalah sebagai berikut:
 Ca(OH)2 + C6H12O6    →  Ca(C6H10O6) + 2H 2 O

3. PERANCANGAN
Pada perancangan pengendali pH nira ini menggunakan Metode pengendali PI. Pada plant ini juga dihubungkan dengan Komputer dengan fasilitas komunikasi serial untuk melakukan pengamatan secara grafik. Blok diagram Pengendalian pH nira ini secara garis besar dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut.
Gambar 4 Diagram blok dasar sistem pengendalian pH Nira.
Pada blok diagram diatas merupakan sistem pengendalian pH Nira di Bejana Defekator pada proses pemurnian Nira. Pengendalian nilai pH output Nira dilakukan dengan mengatur besar kecilnya kosentrasi ion hidrogen susu kapur yang diberikan dengan nilai pH sebagai variabel yang diukur, pemberian ion hidrogen susu kapur yang dilakukan dengan cara mengatur besarnya debit aliran masukan susu kapur yang di kendali oleh besar kecilnya tegangan AC yang di berikan ke Pompa.

3.1.  Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Perancangan Pengendalian pH dalam bejana defecator pada proses pemurnian nira (gula) dengan kendali PI membutuhkan beberapa komponen diantaranya :
Gambar  5 Diagram blok perancangan perangkat keras

(a) Tampak depan         (b) Tampak atas
Gambar 6 Gambar plant pengendali pH yang digunakan

3.2.             Perancangan Sensor Keasaman (PE03), Buffer CA3140
Sensor keasaman adalah suatu transducer yang berfungsi mengubah besaran yang berupa tingkat keasaman menjadi suatu besaran listrik. Untuk jenis sensor keasaman yang dipakai adalah sensor pH dari produk Trans Instrument dengan jenis PE03 dan pH Controler tipe BL931700 sebagai Transmiter sensor pH. Sensor ini mengubah tingkat keasaman menjadi besaran listrik yang berupa tegangan.
          
Gambar 7 sensor + pH Controler tipe BL931700

3.3.             Perancangan Program Utama
Program utama dimulai dengan inisialisasi awal untuk masing-masing Port dan register. Setelah inisialisasi, program akan ke menu Mode off yang berfungsi sebagai default. Pada menu off apabila tombol OK ditekan akan melakukan setting point pH, nilai Kp, Ki dan nilai CO awal. Pada Mode off Program akan ke Mode Manual atau mode Auto setelah sakelar ke posisi on.
Pada menu pilihan terdapat pilihan mode manual dan mode otomatis untuk mengendalikan nilai pH pada Bejana Defecator menggunakan pengendali PI. Pada mode manual juga di berikan fasilitas untuk uji Bumptest untuk menentukan nilai parameter Kp dan Ki yang digunakan untuk proses pengendalian Algoritma PI berdasarakan informasi hasil dari uji dan akan dilakukan tuning manual berdasarkan metode tuning yang digunakan.
Gambar 8 Diagram alir program utama.

4. PENGUJIAN DAN ANALISIS
4.1.           Pengujian Sensor pH
Pengukuran ini dilakukan dengan cara melakukan pencampuran antara 2 larutan yang bersifat asam dengan larutan yang bersifat basa. Pengukuran pertama kali dilakukan dengan larutan yang bersifat asam dalam hal ini Nira cair dengan nilai pH yang terukur sebesar pH 4.00 dan sedikit demi sedikit di campurkan dengan larutan yang bersifat basa dalam hal ini Susu Kapur. Dari hasil pengkuran ini dapat dilihat pada Tabel 4.2 dibawah ini:

Tabel 2 Hasil Pengukuran Transmitter pH
No
pH Terukur
Out Transmitter pH
1
2
3
4
5
6
7
8
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
11.00
0.84 V
0.95 V
1.07 V
1.19 V
1.29 V
1.40 V
1.51 V
1.62 V

Dari Tabel 2 terlihat bahwa pada hasil pembacaan pada display Transmitter pH (pH Controler) dengan Output Transmitter pH (pH Controler) yang terukur telah menunjukkan hasil yang kurang linear. Grafik yang merepresentasikan data hasil pembacaan Transmiiter pH dengan Tegangan Output yang terukur dapat dilihat pada gambar 9 dibawah ini:
Gambar 9 Grafik perbandingan pH Terukur dengan Tegangan Output (pH Controler).

4.2.           Pengujian Kalang Terbuka (Uji Bumptest)
Pada pengujian kalang terbuka, plant dalam mode manual dan diberikan sinyal kontrol secara mendadak dengan besar selisih COawal dengan COakhir sebesar 20%. Pada awalnya mikrokontroler memberi masukan berupa sinyal kendali CO ke pengontrol tegangan AC sebesar 15 % dan saat kondisi plant dalam keadaan steady mikrokontroler memberikan sinyal kendali sebesar 35 % sampai didapatkan kondisi plant dalam keadaan steady. Tanggapan keluaran nilai pH Nira pada plant ditunjukkan pada gambar 10.
gambar 10 Grafik hasil uji bumptest
             Berdasarkan hasil uji eksperimen bumptest seperti pada Gambar 10 didapatkan nilai parameter – parameter sebagai berikut:
K=PV1/PV0=6,5/20=0,325 pH/%
L=24-13=11
T=36-24=12                     
Model empirik FOPDT dari nilai parameter K, L dan T yang didapatkan yaitu :
dengan menggunakan tuning ziegler – nichols akan didapatkan parameter Kp dan Ki sebagai berikut :

4.1.    Pengujian dengan Nilai Referensi Naik
          Pengujian penalaan ini dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja pengendali pada sistem terhadap nilai referensi yang diberikan. Beberapa respon sistem yang diambil antara lain respon sistem tanpa gangguan dan respon sistem dengan gangguan.

A.    Pengujian dengan Nilai Referensi Naik
         Tanggapan pengendalian pH nira dengan nilai referensi pH nira naik dari pH 7,2  pH 8,5 dan pH 9,5 dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11 Respon sistem dengan pemberian referensi naik pH 7,2, pH 8,5 dan pH 9,5.

              Pada awal pemberian referensi pH sistem mengalami overshoot sekitar 1,4 dan belum mencapai offset atau kestabilan karena mempunyai nilai pH akhir sebesar ±16,67 % di sekitar titik steady state-nya. Pada pemberian titik referensi nilai pH 7,2 dan nilai pH 8,5 respon sistem belum mencapai titik kestabilan namun setelah mencapai titik referensi pH 9,5 respon mulai mencapai titik kestabilan dengan besar nilai pH akhir sebesar ±1,58 % di sekitar titik steady state-nya. Hasil percobaan ini membuktikan bahwa pengendalian nilai pH termasuk jenis yang nonlinear.
               Pada hasil pengujian sistem kendali pH nira dengan referensi naik menunjukkan bahwa semakin besar referensi pH yang diberikan, maka respon sistem lebih mendekati titik kestabilan. Respon sistem mengalami overshoot yang besar saat pertama kali dihidupkan sekitar 1,3 pH dari nilai referensi pH 7,2 dan sistem mulai stabil saat titik referensi pada nilai pH 9,5. Hal ini dapat terjadi karena beberapa faktor diantaranya karena sifat bahan plant yang nonlinear serta pada nilai pH netral sifatnya sangat reaktif sehingga pada pengendalian pH netral cenderung mempunyai osilasi yang besar karena sifat pH termasuk persamaan logaritmik. Osilasi yang terjadi ini juga dikarenakan karena sifat actuator yang digunakan termasuk pengendali yang nonlinear juga terjadi proses reaksi kimia atau molaritas ion pada plant model dalam jumlah yang tidak dapat diketahui secara tepat sedangkan parameter yang diukur merupakan pH bukan molaritas ion hidrogen.
Nilai pH hasil pencampuran antara nira tebu dengan susu kapur yang diinginkan adalah pada titik pH 7,2, 8,5 dan 9,5 sesuai dengan proses defekasi panas pada proses pemurnian nira. Namun dengan menggunakan nilai paramater Kp dan Ki yang sama yaitu Kp=3 dan Ki=0,1 pada pengendali PI menghasilkan unjuk kerja yang berbeda pada titik referensi yang berbeda.  

B.    Respon Pengendalian pH Tanpa Gangguan
        Tanggapan pengendalian nilai pH nira tanpa gangguan dengan memberikan nilai referensi pH yang berbeda yaitu pada nilai pH 7,2, pH 8,5 dan pH 9,5. Respon sistem dapat dilihat pada Gambar 4.10, Gambar 4.11, dan Gambar 4.12.Pada hasil pengujian dengan titik referensi pH 7,2 dengan titik referensi nilai pH 8,5 menghasilkan respon sistem osilasi yang besar pada keadaan steady state-nya dan belum mencapai titik kestabilan atau offset. Pada referensi pH 7,2 nilai pH nira akhir sekitar ±1,2 pH atau sekitar ±16,67 % di sekitar titik nilai referensi. Pada referensi pH 8,5 nilai pH nira akhir sekitar ±0,8 pH atau sekitar ±9,41% di sekitar titik nilai referensi dan hal ini belum bisa dianalisis respon sistemnya karena untuk menganalisis respon sistem diperlukan nilai akhir sebesar 2%- 5% di sekitar titik steady state-nya. Namun saat titik referensi dinaikkan pada nilai pH 9,5 atau pH basa seperti tampak pada Gambar 14 respon sistem menuju titik kestabilan.

Gambar 12 Tanggapan sistem pengendalian pH tanpa gangguan dengan referensi pH 7,2.

Gambar 13 Tanggapan sistem pengendalian pH tanpa gangguan dengan referensi pH 8,5.

Gambar 14 Tanggapan sistem pengendalian pH tanpa gangguan dengan referensi pH 9,5.
Pada hasil pengujian keempat dilakukan dengan referensi nilai pH pada 9,5 seperti tampak pada Gambar 4.12. Pada pengujian tanggapan pengendalian pH dengan referensi pH 9,5 respon sistem menghasilkan kestabilan di sekitar titik steady dan tidak terjadi overshoot sehingga dapat dilakukan analisis tanggapan peralihan. Pengujian dilakukan selama 500 detik. Respon sistem memiliki waktu tunda (td) yang diperlukan sekitar 40 detik, waktu naik (tr) sekitar 45 detik, waktu puncak sekitar 60 detik. Pada pengujian ini tidak mengalami overshoot yang tidak berarti karena overshoot yang terjadi sangat kecil dengan lonjakan maksimum sebesar 0,3 pH. Waktu penetapan sekitar detik ke 100, osilasi yang terjadi sekitar ± 0,15 pH atau sekitar ± 1,58 % di sekitar nilai titik referensi.
             Seperti halnya pada hasil pengujian dengan nilai referensi naik seperti pada Gambar 4.9, respon sistem yang dihasilkan mendekati sama yang mana saat pengujian dilakukan pada titik referensi pH 7,2 yang merupakan pH netral dan pada nilai pH 8,5 respon sistem yang dihasilkan belum mencapai titik kestabilan dengan menggunakan nilai paramater PI yang sama yaitu Kp=3 dan Ki=0,1 sehingga analisis tanggapan peralihan belum bisa dilakukan. Namun ketika pengujian dilakukan pada titik referensi pH 9,5 dengan nilai parameter PI yang sama, respon sistem stabil.
            Fenomena ini dikarenakan pada pH netral sifatnya sangat reaktif karena berada pada titik tengah-tengah asam dan basa sedangkan kosentrasi yang terjadi sebenarnya reaksi campuran antara ion hidrogen yang mana pada kondisi dan ukuran tertentu memiliki nilai pH yang tidak sama sehingga apabila dicampur dengan sedikit saja bahan yang bersifat asam maupun basa akan cepat bereaksi dan menimbulkan osilasi terus menerus. Pada kasus pengendalian pH ini dikarenakan terjadi suatu reaksi kimia yang tidak bisa diukur secara tepat reaksi yang terjadi jika dicampurkan dan juga karena plant yang dikendalikan merupakan cairan yang mengalir. Penentuan nilai pH akhir ini juga karena sifat pH merupakan fungsi logaritmic sehingga kendali ini merupakan suatu kendali yang tidak linear selain itu nilai pH akhir campuran yang terjadi juga dipengaruhi oleh volume dan berat dari reaksi kimia yang dilakukan, untuk 2 cairan kimia yang dilakukan dengan volume dan berat yang berbeda akan mempunyai nilai pH yang sedikit berbeda. Seperti halnya pada kurva reaksi yang dihasilkan oleh model titrasi asam basa akan menghasilkan kurva s, sehingga kendali ini merupakan jenis kendali yang tidak linear.

C.    Respon Pengendalian pH Terhadap Gangguan
               Pada pengujian respon pengendalian pH nira dilakukan pada 3 titik yaitu pada referensi nilai pH 7,2, pH 8,5 dan pH 9,5. Pada pengujian terhadap gangguan dilakukan untuk mengetahui respon sistem terhadap gangguan secara mendadak sehingga akan diketahui kemampuan plant. Gangguan ini berasal dari volume nira yang diberikan dengan mengatur besar kecilnya kran input yang berasal dari tangki penampung nira. Hasil percobaan dengan gangguan dapat dilihat pada Gambar 15. Gambar 16 dan Gambar 17.

Gambar 15 Tanggapan sistem pengendalian pH terhadap gangguan dengan referensi pH 7,2.


Gambar 16 Tanggapan sistem pengendalian pH terhadap gangguan dengan referensi pH 8,5.
Gambar 17 Tanggapan sistem pengendalian pH terhadap gangguan dengan referensi pH 9,5.
            Pada pengujian kelima ini dilakukan pengujian tanggapan sistem pengendalian pH terhadap gangguan dengan referensi 7,2 seperti tampak pada Gambar 15. Gangguan ini dilakukan pada detik 400 yaitu dengan menambahkan nira ke dalam tangki. 
            Pada pengujian keenam ini dilakukan pengujian tanggapan sistem pengendalian pH terhadap gangguan dengan referensi 8,5 tampak pada Gambar 16. Gangguan ini dilakukan pada detik 340 yaitu dengan menambahkan nira ke dalam tangki.
         Pada pengujian dengan referensi pH 7,2 dan pH 8,5 respon sistem belum mencapai titik kestabilan namun nilai pH campuran yang terukur selalu mendekati titik referensi yang telah ditentukan dan tetap terjadi osilasi di sekitar titik referensi seperti halnya pada percobaan tanpa gangguan.
         Pada pengujian ketujuh ini dilakukan pengujian tanggapan sistem pengendalian pH terhadap gangguan dengan referensi 9,5 seperti tampak pada Gambar 17. Gangguan ini dilakukan pada detik 500 yaitu dengan menambahkan nira ke dalam tangki. Saat terjadi gangguan tampak nilai pH terukur mengalami penurunan sampai pada nilai pH 8 penurunan pH ini segera direspon aktuator dengan melakukan penambahan susu kapur yang lebih banyak dan respon sistem segera mengikuti nilai terharap.
        Secara kesuluruhan alat pengendali pH dapat segera merespon perubahan nilai pH campuran yang terukur dengan melakukan perubahan sinyal kontrol yang akan diikuti dengan perubahan laju aliran susu kapur yang mengalir ke dalam tangki atau bejana defecator.
             Hasil pengujian respon sistem pengendali pH dengan gangguan maupun tanpa gangguan menghasilkan respon sistem yang selalu mendekati titik referensi. Walaupun pada titik referensi pH 7,2 dan 8,5 menghasilkan respon sistem yang tidak stabil sehingga analisis tanggapan peralihan tidak dapat dilakukan dibandingkan dengan pada pengujian pada titik referensi pH 9,5 respon menuju titik kestabilan. Perbedaan ini yang memperlihatkan bahwa pengendalian nilai pH termasuk jenis kendali yang nonlinear karena pada pengujian ini menggunakan parameter PI yang sama yaitu pada titik referensi yang berbeda yaitu Kp=3 dan Ki=0,1 sehingga untuk mengatasi hal ini bisa dengan menggunakan pengendali jenis nonlinear atau dengan menggunakan pengendali jenis linear yang mampu mengatasi sistem nonlinear seperti metode gain schedulling.


V PENUTUP
5.1.           Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan analisis yang dilakukan didapatkan hal-hal penting sebagai berikut:
1.  Sistem pengaturan PH secara otomatis yang dibuat mampu mempertahankan PH di dalam plant model sesuai dengan kisaran PH 7,2 hingga 9.5.
2. Hasil pengukuran tegangan output pH Controler untuk setiap kenaikan nilai pH terdapat selisih sehingga digunakan persamaan linear untuk pendekatan nilai pH sebenarnya yaitu y=0.1112x+0.3986.
3. Dari hasil uji Bumptest bisa ditentukan nilai parameter Kp=4.1 dan Ki=0.1 untuk proses pengendalian berdasarkan tuning Ziegler Nichols.
4.   Respon sistem pada nilai referensi 7.2 menghasilkan tanggapan yang cenderung berosilasi dibandingkan pada referensi pH 9.5 lebih stabil dikarenakan sifat plant dan actuator yang nonlinear.

5.2.           Saran
Beberapa saran yang dapat dilakukan untuk pengembangan sistem lebih lanjut,yaitu sebagai berikut:
1.   Untuk memperoleh respon sistem yang lebih baik lagi, maka dapat dicoba dengan menggunakan sensor yang memiliki keakuratan dan stabilitas yang cukup baik.
2.    Menggunakan Valve pada penginjeksian larutan Susu Kapur ke dalam plant Bejana Defecator.
3.    Menggunakan aksi kontrol yang lain yang dapat mengatasi Plant Nonlinear.
4.  Perlu dilakukannya analisa perubahan suhu terhadap nilai hasil pengukuran PH, sehingga dapat dirancang sebuah rangkaian untuk mengkompensasi perubahan suhu.

DAFTAR PUSTAKA
            
Andrianto, Heri, Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16 Menggunakan Bahasa C (CodeVisionAVR), Penerbit Informatika, Bandung, 2008.
Bejo Agus,C & AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler ATMega8535, Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta, 2008.
Brosilow, Coleman and Babu Joseph, Techniques of Model-Based Control, Prentice Hall International Series, New Jersey, 2001.
Budiharto Widodo, Panduan Praktikum Mikrokontroler AVR ATmega16, PT Elex Media Komputindo, Jakarta, 2008.
Chang Raymond, Kimia Dasar : Konsep-konsep Inti jilid 2, diterjemahkan oleh Suminar Seiati Achmadi, Erlangga, Jakarta, 2004.
Gunterus, Frans, Falsafah Dasar: Sistem Pengendalian Proses, PT Elex Media Komputindo, Jakarta, 1997.
Heryanto, M. Ary dan Wisnu Adi P, Pemrograman Bahasa C Untuk Mikrokontroler AT MEGA 8535, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2008.
Indra, Bakhtiar K, Skripsi: Penerapan Metode Auto Tuning PI Relay Feedback Ziegler-Nichols pada Pengendalian Level Ketinggian Cairan Menggunakan Mikrokontroler ATmega 8535, Teknik Elektro, Universitas Diponegoro, Semarang.
Kuswurj, R, Pengaruh ph Defekasi dan Kewayuan Tebu Dalam Proses Pemurnian Nira Terhadap Kualitas Nira Jernih, http://www.risvank.com/?cat=72 Oktober, 2009.
Lazuardi, M, skripsi: Aplikasi mikrokontroler AT89S51 sebagai kontroler Proporsional pada pengaturan PH, Teknik Elektro, Universitas Diponegoro, Semarang.
Malvino. “Prinsip – Prinsip Elektronika”. Jakarta : Erlangga, 1996.
Meade, George P, Cane Sugar Handbook, Kanada, 1883.
Ogata, Katsuhiko, Teknik Kontrol Automatik Jilid 1, diterjemahkan oleh Edi Leksono, Erlangga, Jakarta, 1994.
Ogata, Katsuhiko, Teknik Kontrol Automatik Jilid 2, diterjemahkan oleh Edi Leksono, Erlangga, Jakarta, 1994.
Setiawan, Iwan., Kontrol PID untuk Proses Industri, PT. Elex Media Komputindo,Jakarta,2008.
Soetedjo, Setiadi, introduction To Process Machinery and Facilities on Sugar Factory: Lembaga Pendidikan Perkebunan, Yogyakarta.
Wardhana L, Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2006.
Winoto Ardi, Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535 dan Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR, Penerbit Informatika, Bandung, 2008.
----------, ATmega8535 Data Sheet, http://www.atmel.com.
----------,Liquid Crystal Display Module M1632 : User Manual, Seiko   Instrument Inc., Japan, 1987.

Minggu, 21 Agustus 2011

Memperkecil size Lazarus


Perkecil size Executable Lazarus
Pertama kali saya heran, aplikasi sederhana  yang saya bikin dengan Lazarus cukup mencengangkan... Wah kok size file executablenya kok sampai 25 MB wah kok bisa membengkak sampai segitu ya? padahal pada komponen yang saya tempatkan pada form hanya beberapa komponen saja tidak lebih dari 4 komponen saja. katanya ukuran yang membengkak itu disebabkan karena file itu mengandung debug information yang dipergunakan gdb (GNU debugger).
Terus saya iseng - iseng otak atik kesana kemai, eh akhirnya bisa juga file sizenya diperkecil,,, coba kita bahas disini. Caranya masuk 
  1. Project -> Project Options -> Code Generation -> Smart Linkable (-CX) -> dicentang

  2. Project -> Project Options -> Linking|Debugging -> yang dicentang hanya Strip Symbols From Executable (-Xs)

  3. Project -> Project Options|Linking -> Link Style -> Link Smart (-XX) -> dicentang

Nah setelah saya atur terlebih dahulu sebelum membuat aplikasi sederhana, size yang awalnya 25 MB sekarang bisa mengeceil sampai 1.5 MB. Tapi inget sebelum membuat aplikasi program anda setting pengaturan diatas terlebih dahulu baru jalankan Run (F9). Semoga artikel kecil ini bisa membantu..

Jumat, 19 Agustus 2011

Lazarus

LAZARUS

Lagi asik-asiknya belajar Delphi, bikin program - program kecil,, eh ternyata harus beli lisensi kalau di pakai di kantor.. Wah kalau harganya ga lebih mahal dari harga 1 bungkus nasi seh ga ada masalah... Terus iseng-iseng lagi berselancar di dunia maya eh ketemu deh dengan namanya Lazarus, awalnya seh ga tahu sama sekali terus saya instal dikomputerku kok tampilanya mirip sama sekali dengan Delphi terus kok tampilan screen savernya kok Free Pascal wah ternyata Lazarus lisensinya GPL (gratis nih dan open source lagi).

Lazarus merupakan salah satu bahasa pemrograman yang didasarkan atas komponen-komponen visual/non visual yang berbasis free pascal.  Lazarus merupakan software RAD (Rapid Application Development) untuk tool pengembangan pascal sehingga kita dapat mengembangkan aplikasi secara mudah dan cepat.  Lazarus dapat berjalan diatas lingkungan  Linux, Mac OS X, BSD dan tentunya Windows yang merupakan software gratis dan open source serta Library component yang dibutuhkan dibawah lisensi GNU Lasser General Public License. 

Lazarus merupakan sebuah alat pengembangan aplikasi yang bersifat cross-platform dan merupakan IDE (integrated development environment) untuk bahasa pemrogaman pascal yang berbasis object Free Pascal Compiler.  Lazarus memiliki arsitektur pemrograman yang mirip dengan Borland Delphi.

Lazarus merupakan IDE (integrated development environment) untuk bahasa pemrograman pascal yang berbasis object. Compiler free pascal menyediakan IDE ini dalam Lazarus.  Lazarus merupakan IDE yang mempunyai kemampuan RAD (Rapid Application Development) yang memudahkan dalam pengembangan program-program grafis yang sebagian besar mirip dengan Delphi. Perbedaannya hanya pada compilernya, Delphi berdasarkan compiler Delphi sedangkan Lazarus berdasarkan free pascal compiler (FPC) yang secara luas kompatibel dengan Delphi 2007. FPC ini dapat mendeteksi kode yang tidak kompatibel dan menghasilkan peringatan kesalahan. Hal ini dikarenakan FPC mencakup ekstensi dari pascal.

Kelebihan yang lain, Lazarus tidak hanya berjalan dilingkungan sistem operasi Windows, namun dapat berjalan lingkungan Linux, MacOS X, platform BSD dan lainnya.

Paket komponen grafis untuk lazarus dinamakan dengan LCL (Lazarus Component Library).  Banyak paket komponen yang memiliki nama dan fungsi yang sama seperti di Delphi, sehingga source code di Delphi dapat langsung diposting ke Lazarus. Namun lazarus bukan termasuk Delphi. Perbedaan utama yang lain yaitu lazarus mendukung penuh open source.


Lazarus merupakan sebuah alat pengembangan aplikasi yang bersifat cross-platform dan merupakan IDE (integrated development environment) untuk bahasa pemrogaman pascal yang berbasis object Free Pascal Compiler. Lazarus memiliki arsitektur pemrograman yang mirip dengan Borland Delphi. 
 
Lazarus merupakan IDE (integrated development environment) untuk bahasa pemrograman pascal yang berbasis object. Compiler free pascal menyediakan IDE ini dalam Lazarus. Lazarus merupakan IDE yang mempunyai kemampuan RAD (Rapid Application Development) yang memudahkan dalam pengembangan program-program grafis yang sebagian besar mirip dengan Delphi. Perbedaannya hanya pada compilernya, Delphi berdasarkan compiler Delphi sedangkan Lazarus berdasarkan free pascal compiler (FPC) yang secara luas kompatibel dengan Delphi 2007. FPC ini dapat mendeteksi kode yang tidak kompatibel dan menghasilkan peringatan kesalahan. Hal ini dikarenakan FPC mencakup ekstensi dari pascal.

Kelebihan yang lain, Lazarus tidak hanya berjalan dilingkungan sistem operasi Windows, namun dapat berjalan lingkungan Linux, MacOS X, platform BSD dan lainnya..

Paket komponen grafis untuk lazarus dinamakan dengan LCL (Lazarus Component Library). Banyak paket komponen yang memiliki nama dan fungsi yang sama seperti di Delphi, sehingga source code di Delphi dapat langsung diposting ke Lazarus. Namun lazarus bukan termasuk Delphi. Perbedaan utama yang lain yaitu lazarus mendukung penuh open source.

- Download lazarus. 

 



Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More