Abstrak—Pada  era  sekarang  masih  banyak  industri  roti  yang masih  melakukan  proses  produksi  secara  manual.  Salah satunya yaitu proses yang terjadi pada pemilahan berat adonan setelah  dilakukan  pemotongan.  Proses  pemotongan  adonan yang  masih  dilakukan  secara  manual  terdapat  banyak kekurangan, diantaranya berupa potongan adonan yang tidak sesuai dengan klasifikasi berat. Untuk mengatasi permasalahan tersebut  dibutuhkan  proses  pemilahan  berat  potong  adonan. Tetapi  proses  pemilahan  yang  terdapat  pada  industri  masih dilakukan  secara  manual,  sehingga  pada  proses  pemilahan berat  potong  adonan  memiliki  tingkat  kesalahan  atau  human error  yang  cukup  tinggi.  Pada  proyek  akhir  ini  dibuat  alat berupa  mesin  sortir  berat  adonan  yang  menggunakan  sensor loadcell  sebagai  pembaca  berat,  sensor  infrared  sebagai penghitung objek dan motor servo serta sebagai aktuator sistem sortir.  Implementasi  kontrol  PID  pada  sistem  sortir  berat adonan  tersebut  guna  menjaga  tingkat  akurasi  pemilahan dengan  cara  mengontrol  sudut  putar  atau  posisi  dari  motor servo  penggerak  lengan  pemilah  agar  sesuai  dengan  set  point. Hasil  dari  penelitian  ini  didapatkan  bahwa  sistem  memiliki tingkat akurasi yang tinggi dengan diterapkannya metode PID terhadap posisi lengan pemilah pada sistem sortir. Hal tersebut dibuktikan  dengan  tidak  terjadinya  kesalahan  pemilahan ketika  dilakukan  ujicoba  dengan  berat  objek  yang  variatif. Dengan  adanya  alat  ini  dapat  meningkatkan  efisiensi  dan meminimalisir kesalahan pemilahan berat adonan yang terjadi pada Industri Rosmita Bakery.

## Kata  Kunci—Metode  PID,  Konveyor,  Counter  dan  Sistem
Sortir.

## I. PENDAHULUAN
EIRING  dengan  perkembangan  teknologi  saat  ini  yang dapat  memudahkan  serta  mempercepat  pekerjaan, manusia  dituntut  untuk  agar  selalu  kreatif  dalam mengembangkan  teknologi  di  segala  aspek  kehidupan  tak terkecuali  dalam  dunia  industri.  Otomasi  dalam  industri dilakukan  untuk  mengurangi  kesalahan  manusia  ( Human Error ), karena sifat alami manusia yang cenderung menjadi lelah  dan  tidak  presisi  ketika  melakukan  pekerjaan  secara terus-menerus  dalam  jangka  waktu  yang  lama.  Saat  ini, industri  berusaha  mengganti  pekerjaan  yang  selama  ini dilakukan  oleh  manusia  untuk  digantikan  dengan  mesin- mesin  dalam  rangka  peningkatan  efisiensi  dan  peningkatan kualitas  produksinya.  Misalnya,  proses  produksi  yang awalnya masih dilakukan secara manual seperti pada proses pemilahan  atau  sortir.  Pada  proses  industri  secara  manual dikerjakan  oleh  manusia  dan  membutuhkan  jumlah  tenaga kerja  yang  tidak  sedikit  serta  membuat  proses  produksi tersebut  menjadi  lebih  lama.  Selain  itu  tingkat  terjadinya human  error yang  cukup  tinggi  pada  industri  manual  yang disebabkan oleh faktor kelelahan akibat bekerja secara terus- menerus  dalam  jangka  waktu  yang  lama.  Untuk  mengatasi masalah  tersebut,  perusahaan  yang  menginginkan  proses
produksi yang lebih efektif dan efisien melakukan perubahan pola  produksi  dengan  menerapkan  sistem  otomasi  dalam produksinya.
Saat ini, dunia tengah memasuki era revolusi industri 4.0 atau revolusi industri dunia ke-empat. Revolusi industri 4.0 sudah  memasuki  dunia  digitalisasi  sistem  industri,  yang menekankan pada digital, artificial intelligence , dan robotic . Revolusi  ini  mendorong  sistem  otomatisasi  dalam  suatu proses,  dan  menekankan  integrasi  antar  alat  menggunakan internet. Data pada proses produksi dimasukkan dalam sistem digital,  sehingga  dapat  diakses  di  mana  pun  untuk mempermudah pencatatan hasil produksi.
Salah satunya topik yang sedang dikembangkan dan sering di  aplikasikan  pada  industri  pembuatan  kue  kering  adalah mesin  dan  mesin  sortir  atau  mesin  pemilah.  Mesin  sortir adalah suatu alat yang berfungsi memilah barang atau objek berdasarkan  klasifikasi  masing-masing  (berat,  warna,  atau bentuk).  mesin  sortir  dapat  melakukan  pekerjaanya  dalam jumlah  yang  banyak  dan  berkelanjutan,  sehingga  mampu meminimalisir  terjadinya  kesalahan  dalam  proses  tersebut yang biasanya dikerjakan oleh manusia ( human error ). Selain itu  dengan  adanya  mesin  tersebut  juga  dapat  memangkas waktu produksi yang diperlukan.
Pada proyek akhir ini akan dibuat rancang bangun mesin sortir  adonan  berdasarkan  klasifikasi  berat.    Mesin  sortir tersebut  ditujukan  untuk  meningkatkan  efisiensi  produksi pada  proses  pemilahan  berat  adonan.  Dimana  pada  proses tersebut  sangat  berpengaruh  terhadap  kualitas  produk  yang

## Implementasi Metode Pid untuk Mengontrol Posisi Motor Servo pada Sistem Sortir Berat Adonan
Mohammad Irfa’anul Ma’arif, Fauzi Imaduddin Adhim, dan Fivitria Istiqomah Teknik Elektro Otomasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail: fauzi@eea.its.ac.id
S
Gambar 1. Kontrol Proporsional.
Gambar 2. Kontrol Integral.
Gambar 3. Kontrol Derivative.
akan diproduksi apabila terjadi kesalahan potong yang berupa kelebihan  berat  ( Over  Weight ).  Selain  itu  pada  rancang bangun mesin sortir adonan ini juga dilengkapi dengan sistem counter filling. penambahan sistem counter filling ditujukan agar mesin nantinya dapat diatur jumlah adonan yang mengisi wadah  atau  loyang.  Sehingga  dapat  disesuaikan  dengan kebutuhan industri.
Selain  hal  perancangan  alat  untuk  meningkatkan  proses produksi terutama pada proses pemilahan berat adonan. Pada proyek  akhir  ini  juga  ditambahkan  interface  yang  dapat membantu operator dalam monitoring data. Interface tersebut berupa LCD yang terpasang pada bagian box control. Selain berfungsi  sebagai  penampil  data,  LCD  tersebut  juga  dapat digunakan  sebagai  media  penampil  program  menu.  Pada program  menu  tersebut  disediakan  menu  pengatur  nilai counter, sehingga dapat diatur sesuai dengan keinginan tanpa harus merubah program.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Proses Sortir
Proses sortir merupakan suatu proses pemilahan terhadap objek  sesuai  dengan  yang  ditentukan.  Pada  industri  roti proses sortir sering digunakan pada proses produksinya guna mendapatkan kualitas roti yang baik atau sesuai dengan yang diharapkan. Selain itu pemilahan pada industri roti juga dapat meningkatkan  keuntungan  dengan  cara  meminimalisir kesalahan berat pada pembagian setiap adonan.
Efisiensi  yang  diharapkan dari  adanya  mesin  sortir dapat memangkas  biaya  produksi  yang  tepatnya  pada  proses pemilahan.  Karena  pada  awalnya  pada  industri  Rosmita Bakery masih manual dalam proses pemilahan berat adonan roti.  Penggunaan  proses  sortir  secara  manual  juga  masih dirasa sangat kurang efisien dan tingginya tingkat kesalahan yang dapat terjadi. Kesalahan dapat terjadi diakibatkan proses pemilahan  yang  dilakukan  secara  terus-menerus  dalam jumlah  banyak  dapat  menyebabkan  menurunnya  fokus. Dalam  rancang  alat  ini  adonan  yang  telah  dibagi  atau dipotong-potong  akan  menjadi  objek  sortir,  dimana  adonan tersebut akan dibedakan berdasarkan berat [1].

## B. Pengendali PID
Pengendali proportional atau gain bertindak  sebagai penguat  yang  mampu  mengubah output dari  sistem  secara proporsional  tanpa  memberikan  efek  dinamik  pada  kinerja pengendali tersebut seperti yang ditunjukkan Gambar 1 [2]. Respon  dari  pengendali  proporsional  dapat  dinyatakan dengan persamaan 1 sebagai berikut:
u(t) = Kp e(t) (1) Keterangan:
Kp  = gain proportional e    = error u    = nilai keluaran relatif terhadap waktu (t). Pengendali integral atau reset merupakan pengendali yang mampu  untuk  memperbaiki  respon  tunak  atau steady  state dari  sistem,  sehingga  pengendali  ini  mampu  memperkecil error system seperti yang ditunjukkan Gambar 2. Respon dari pengendali  integral  dapat  dinyatakan  dalam  persamaan  2 sebagai berikut:
u(t) = Ki ∫ 𝑒(𝑡)𝑑(𝑡) 𝑡 0 (2)
Keterangan:
Ki   = gain integral e    = error u    = nilai keluaran relatif terhadap waktu (t).
Besar  output  dari  pengontrol derivative memiliki  sifat seperti  operasi  diferensial  pada  umumnya.  Pengontrol derivative menggunakan  kecepatan  perubahan  sinyal kesalahan  sebagai  parameter  pengontrol.  Apabila  tidak  ada perubahan  sinyal  error,  maka  output  dari  kontrol derivative tidak  akan  berubah  seperti  yang  ditunjukkan  Gambar  3. Respon  dari  pengendali derivative dapat  dinyatakan  dalam persamaan 3 sebagai berikut:
u(t) = Kd 𝑑𝑒(𝑡) 𝑑𝑡 (3)
Keterangan:
Kd  = gain derivatif e    = error
Gambar 4. Diagram Blok Kontrol PID.
Gambar  5.  Kurva  respons  tangga  satuan  yang  memperlihatkan  25% lonjakan maksimum.
Gambar 6. Respon Tangga Satuan Sistem.
Gambar 7. Kurva Respon Berbentuk S.
Gambar 8. Untaian Tertutup dengan Kontrol Proporsional.
u    = nilai keluaran relatif terhadap waktu (t).
Pengendali  PID  merupakan  hasil  dari  penggabungan  tiga komponen  yaitu proportional,  integral dan derivative yang dapat  dipakai  secara  bersamaan  maupun  sendiri-sendiri tergantung  dari  respon  yang  diinginkan  pada  suatu  sistem atau plant seperti yang ditunjukkan Gambar 4. Dari masing- masing  pengendali  yang  telah  dijelaskan,  sehingga  dapat ditarik persamaan dari pengendali PID sebagai berikut:
u(t) = Kp e(t) + Ki ∫ 𝑒(𝑡)𝑑(𝑡)
𝑡 0 + Kd 𝑑𝑒(𝑡)
𝑑𝑡 (4)
Keterangan: u(t)  = sinyal output pengendali PID Kp  = konstanta proporsional Ki   = konstanta integral Kd  = konstanta derivative e(t)  = sinyal error
C. Menentukan Parameter PID
Penalaan  parameter  kontroller  PID  selalu  didasari  atas tinjauan  terhadap  karakteristik  yang  diatur  (Plant).  Untuk menentukan  parameter  kontroler  PID  digunakan  suatu metode yaitu metode Ziegler Nichols [2].

## D. Metode Ziegler-Nichols
Ziegler-Nichols pertama kali memperkenalkan metodenya pada  tahun  1942.  Metode  ini  memiliki  dua  cara,  metode osilasi  dan  kurva  reaksi.  Kedua  metode  ditujukan  untuk menghasilkan  respon  sistem  dengan  lonjakan  maksimum sebesar 25%. Gambar 5 menunjukkan kurva dengan lonjakan 25% [2].

## E. Metode Kurva Reaksi
Metode  ini  didasarkan  terhadap  reaksi  sistem  untaian terbuka. Plant sebagai untaian terbuka dikenai sinyal fungsi tangga  satuan.  Gambar 6  menunjukkan plant  minimal  tidak mengandung  unsur  integrator  ataupun  pole-pole  kompleks, reaksi  sistem  akan  berbentuk  S.  Gambar  7  menunjukkan kurva  berbentuk  S  tersebut.  Kelemahan  metode  ini  terletak
pada  ketidakmampuan  nya  untuk  plant  integrator  maupun plant yang memiliki pole kompleks [2].
Kurva berbentuk-S mempunyai dua konstanta, waktu mati (dead  time)  L  dan  waktu  tunda  T.  Dari  Gambar  7  terlihat bahwa  kurva  reaksi  berubah  naik,  setelah  selang  waktu  L. Sedangkan waktu tunda menggambarkan perubahan kurva
Tabel 1.
Penalaan Parameter PID dengan Metode Kurva Reaksi
Tipe Kontroler Kp Ti Td P T/L - 0 PI 0,9 T/L L/0,3 0 PID 1,2 T/L 2L 0,5L Tabel 2. Penalaan Metode PID dengan Metode Osilasi Tipe Kontroler Kp Ti Td P 0,5 Ku - - PI 0,45 Ku 0,5 Pu - PID 0,6 Ku 0,5 Pu 0,125 Pu
Gambar 9. Kurva Respon Sustain Oscillation.
Gambar 10. Flowchart Sistem.
setelah mencapai 66% dari keadaan mantapnya. Pada kurva dibuat  suatu  garis  yang  bersinggungan  dengan  garis  kurva. Garis singgung itu akan memotong dengan sumbu absis dan garis maksimum. Perpotongan garis singgung dengan sumbu absis merupakan ukuran waktu mati, dan perpotongan dengan garis  maksimum  merupakan  waktu  tunda  yang  diukur  dari titik waktu L.
Penalaan  PID  didasarkan  perolehan  kedua  konstanta  itu. Ziegler dan Nichols melakukan eksperimen dan menyarankan  parameter  penyetelan  nilai  Kp,  Ti,  dan  Td dengan  didasarkan  pada  kedua  parameter  tersebut.  Tabel  1 merupakan perumusan penalaan parameter PID berdasarkan cara kurva reaksi.

## F. Metode Osilasi
Metode ini didasarkan pada reaksi sistem untaian tertutup. Plant disusun serial dengan kontroler PID. Semula parameter integrator  disetel  tak  berhingga  dan  parameter  diferensial disetel nol (Ti = ~ ;Td = 0). Parameter proporsional kemudian dinaikkan  bertahap.  Mulai  dari  nol  sampai  mencapai  harga yang mengakibatkan reaksi sistem berosilasi. Reaksi sistem harus berosilasi dengan magnitud tetap (Sustain oscillation). Gambar 8 menunjukkan rangkaian untaian tertutup pada cara osilasi [2].
Nilai  penguatan  proportional  pada  saat  sistem  mencapai kondisi sustain oscillation disebut ultimate gain Ku. Periode dari sustained oscillation disebut ultimate period Tu Gambar
9  menggambarkan  kurva  reaksi  untaian  tertutup  ketika berosilasi.
Penalaan  parameter  PID  didasarkan  terhadap  kedua konstanta hasil eksperimen, Ku dan Pu. Ziegler dan Nichols menyarankan  penyetelan  nilai  parameter  Kp,  Ti  ,  dan  Td berdasarkan rumus yang diperlihatkan pada Tabel 2.

## III. PERANCANGAN SISTEM

## A. Flowchart Sistem
Dari  flowchart  sistem  pada  Gambar  10  dapat  diketahui bahwa  sistem  dimulai  dengan  inisiasi  beberapa  sensor  dab juga  actuator.  Setelah  dilakukan  inisiasi,  maka  selanjutnya sistem akan dalam keadaan siap bekerja. Tahap selanjutnya sistem  dilakukan  pengaturan  atau  pemasukan  nilai counter pada  program  menu  yang  telah  disediakan  dan  ditampilkan pada LCD. Untuk mengatur nilai counter pada program menu yaitu dengan menekan 3 push button setting yang ada pada box panel. Dimana push button tersebut memiliki fungsi yang berbeda-beda. Push  button pertama  berfungsi sebagai  push button  down , Push  button kedua  berfungsi sebagai  push button  setting atau  oke,  dan Push  button ketiga  berfungsi sebagai push button up. Sedangkan untuk push button yang ke empat berfungsi sebagai push button start dan stop motor steppe r  konveyor  secara  manual,  yaitu  dengan  cara  tombol tersebut  ditekan  secara  langsung.  Setelah  melakukan pengaturan  pada  program  setting,  maka  infrared  satu  yang terletak di ujung konveyor akan membaca keberadaan objek atau  tidak.  Ketika  sensor  infrared  ke-satu  membaca keberadaan objek maka sistem akan berlanjut bekerja, yang ditandai  dengan  berputar  nya  motor stepper yang menggerakkan belt konveyor.  Sedangkan  ketika  sensor infrared yang ke-satu tidak membaca keberadaan objek maka sistem  akan  kembali  dalam keadaan  siap.  tahap  selanjutnya konveyor  yang  berputar  tersebut  membawa  objek  berupa potongan  adonan  hingga  jatuh  diatas  sensor load  cell .
Gambar 11. Diagram Blok Sistem Kendali Posisi.
Gambar 12. Desain Perangkat Keras.
Gambar 13. Desain Perangkat Elektronika.
Tabel 3. Penalaan Parameter PID dengan Metode Osilasi Tipe Kontroler Kp Ti Td P 0,5 Ku - - PI 0,45 Ku 0,5 Pu - PID 0,6 Ku 0,5 Pu 0,125 Pu Tabel 4. Hasil Perhitungan Parameter PID dengan Metode Osilasi Tipe Kontroller Kp Ti Td P 2 - - PI 1,8 0,3 - PID 2,4 0,3 0,075
Gambar 14. Respon Saat Ku = 4.
Potongan  adonan  tersebut  dilakukan  pembacaan  berat  oleh sensor load cell yang kemudian diteruskan ke Arduino Mega 2560. Data tersebut akan diolah oleh Arduino Mega dan akan diidentifikasi  apakah  sesuai  dengan  klasifikasi  berat  yang ditentukan  atau  tidak.  Ketika  sensor  loadcell  tersebut membaca  adanya  berat  objek,  maka  otomatis  servo  ke-satu pendorong  akan  bersiap  bekerja  mendorong  objek  menuju lengan pemilah dengan delay selama 3 detik. Sudut putar dari motor  servo  pendorong  untuk  mendorong  objek  yaitu bergerak  dari  0ᵒ  menuju  90ᵒ  dan  ketika  selesai  mencapai sudut  90ᵒ  maka  servo  akan  kembali  ke  sudut  awal  0ᵒ. Selanjutnya  PID  kontroler  akan  mengatur  sinyal  keluaran PWM  yang  diberikan  terhadap  motor  servo  kedua. Selanjutnya motor servo kedua diberikan nilai set point dan bergerak  dengan  sudut  putar  yang  sesuai  dengan  hasil pembacaan  klasifikasi  berat  objek.  Sudut  putar  dari  motor servo yang kedua berdasarkan hasil pengukuran berat adonan yang  dilakukan  oleh  loadcell,  data  tersebut  diolah  oleh Arduino  Mega  2560  dan  diteruskan  ke  motor  servo  kedua berupa  perintah  besaran  sudut  putar  atau  target  posisi. Kemudian posisi motor servo kedua yang berfungsi sebagai penggerak lengan pemilah dilakukan pembacaan oleh sensor posisi  atau  encoder.  Hasil  pembacaan  posisi  tersebut  akan dijadikan  sebagai  feedback  sistem,  yang  berfungsi  sebagai
sinyal perbaikan terhadap output yang tidak sesuai dengan set point yang diberikan. Sehingga dapat diketahui apakah posisi motor  servo  yang  menggerakkan  lengan  pemilah  sesuai dengan  set  point  atau  tidak.  apabila  tidak  sesuai  dengan  set point  maka  akan  dikembalikan  pada  kontrol  PID  untuk dilakukan  perbaikan.  Apabila  posisi  motor  servo  yang menggerakkan lengan pemilah sesuai dengan set point yang telah  ditetapkan  maka  objek  akan  diarahkan  ke  wadah masing-masing  berdasarkan  klasifikasi  berat  nya.  Masing- masing objek tersebut nantinya akan melewati sensor infrared terlebih  dahulu  sebelum  jatuh  ke  wadah.  Dimana  sensor infrared  tersebut  berjumlah  3  yang  berfungsi  sebagai penghitung jumlah objek dan penghitung nilai counter objek. Nilai  hasil  perhitungan  objek  nantinya  ditampilkan  pada LCD. Ketika nilai counter dalam kondisi habis atau 0, maka sistem akan berhenti bekerja dan pilot lamp yang berfungsi sebagai  indikator  akan  menyala.  Sehingga  perlu  dilakukan reset counter dengan cara menekan tombol reset yang berada pada  box  kontrol.  Selain  itu  wadah  penampung  objek  juga
Gambar 15. Respon Sistem Tanpa Kontroler.
Tabel 5. Nilai Tanggapan Waktu Tanpa Kontroler SP 45⁰ Parameter Nilai Delay Time 1.5 s Rise Time 1.8 s Peak Time 2.1 s Settling Time - Osilasi Ya Overshoot 20% Error Steady State
Ya
Gambar 16. Pengujian Kontrol P Target Posisi 45⁰.
Tabel 6. Tanggapan Waktu Kontrol P dengan SP 45⁰ Parameter Nilai Delay Time 0.95 s Rise Time 1.05 s Peak Time 1.17 s Settling Time 2.95 Osilasi - Overshoot 15.56% Error Steady State 1.11% Gambar 17. Pengujian Kontrol PI Target Posisi 45⁰. Tabel 7. Tanggapan Waktu Kontrol PI dengan SP 45⁰ Parameter Nilai Delay Time 1.65s Rise Time 0.92 s Peak Time 0.98 s Settling Time 1.08 s Osilasi - Overshoot 0.22% Error Steady State -
Gambar 18. Pengujian kontrol PID Target Posisi 45⁰.
Tabel 8. Tanggapan Waktu Kontrol PID dengan SP 45⁰. Parameter Nilai Time Delay 0.98 s Rise Time 1.55 s Peak Time - Settling Time 1.82 s Osilasi - Overshoot - Error Steady State -
perlu  diganti  dengan  wadah  kosong,  karena  wadah  tersebut telah  terpenuhi  isi  nya  sesuai  dengan  nilai  counter.  Setelah dilakukan  reset  counter,  sistem  akan  kembali  bekerja  dan pilot lamp akan mati.
Pada  alat  tersebut  ditambahkan  sistem  kendali  PID  yang akan  membantu  meningkatkan  efektifitas  alat  dan  juga mempercepat kestabilan sistem untuk mencapai setpoint yang ditentukan.  Pada  penelitian  ini  PID  digunakan  untuk meningkatkan  performa dari motor  servo penggerak  lengan pemilah.

## B. Diagram Blok Sistem Kendali Posisi
Pada diagram blok Gambar 11 dapat dilihat, bahwa input dari sistem berupa sudut yang kemudian diolah oleh kontrol posisi.  Pada  kontrol posisi  tersebut  telah digunakan  metode PID. Input dari sistem tersebut berupa target posisi atau sudut. Pada  kontrol  posisi  digunakan  metode  kontrol  PID. Penggunaan  metode  kontrol  PID  tersebut  bertujuan  untuk mengendalikan posisi atau sudut putar dari servo agar lebih baik  dan  akurat.  Kontrol  PID  akan  menentukan  sinyal keluaran  PWM  yang  akan  diberikan  terhadap  motor  servo yang bertindak sebagai penggerak dari lengan pemilah sistem sortir. Data pengendalian dari kontrol posisi akan diteruskan menuju  motor  servo  untuk  dilakukan  eksekusi  berupa perintah gerak atau sudut putar sesuai dengan set point yang ditentukan.  Untuk  pembacaan  posisi  digunakan  sensor encoder,  dimana  hasil  pembacaan  posisi  akan  dijadikan sebagai feedback dari  sistem,  sehingga error posisi  dapat dilakukan  perbaikan  oleh  sistem.  Output  yang  dihasilkan berupa  posisi  atau  sudut  putar  dari  motor  servo  yang menggerakkan lengan pemilah pada sistem sortir.

## C. Desain Perangkat Keras
Dari Gambar 12 dapat dilihat dimensi dari mekanik yang dirancang.  Pembuatan  dan  perancangan  desain  dimensi mekanik  tersebut  didasarkan  perhitungan  terhadap  objek yang  dilakukan  proses  pemilahan  berat.  Sehingga  dapat mempermudah  dalam  melakukan  pembuatan  mekanik  dan dapat meminimalisir terjadinya kesalahan dalam pembuatan mekanik berupa ukuran yang kurang presisi.

## D. Desain Perangkat Elektronika
Dapat  dilihat  pada  Gambar  13,  semua  komponen  yang digunakan  dirangkai  menjadi  satu  rangkaian  yang  utuh. Untuk  mikrokontroler  yang  digunakan  pada  rangkaian tersebut yaitu Arduino Mega 2560. Kemudian pada rangkaian tersebut  terdapat  beberapa  sensor  yang  berfungsi  sebagai pembacaan  terhadap  objek.  Terdapat  sensor  l oadcell yang berfungsi  sebagai  pembaca  berat  adonan.  Selanjutnya  pada
rangkaian tersebut juga terdapat sensor infrared berjumlah 3 yang  berfungsi  sebagai  penghitung  adonan  yang  telah dilakukan proses pemilahan. Pada rangkaian tersebut terdapat button yang berfungsi sebagai pengatur atau setting variabel counter , selain itu button juga berfungsi untuk menjalankan panah  atau  cursor  pada  program  menu  agar  dapat  memilih menu sesuai dengan kebutuhan. Untuk penggerak dari sistem digunakan dua jenis motor, yaitu motor stepper berjumlah 1 dan motor servo berjumlah 2. Untuk motor stepper digunakan sebagai  penggerak  konveyor.  Motor  stepper  tersebut  juga dilengkapi  dengan  driver  A4988  yang  berfungsi  untuk mengendalikan  banyaknya  step  per  revolution  dari  motor stepper, selain itu juga berfungsi untuk mengatur kecepatan dan  arah  putaran  dari  motor  stepper.  Sedangkan  2  motor servo yang digunakan memiliki fungsi yang berbeda. Motor servo  yang  pertama  berfungsi  sebagai  pendorong  adonan setelah  dilakukan  pembacaan  oleh  sensor  berat.  Sedangkan motor servo yang kedua berfungsi sebagai penggerak lengan pemilah  atau  perosotan  pemilah.  Untuk interface dari  alat menggunakan LCD 20x4. LCD berfungsi untuk menampilkan  data  hasil  pembacaan  oleh  sensor.  Selain  itu LCD juga berfungsi sebagai penampil program menu.

## E. Peraancangan Kontrol PID
Program  kontroler  PID  yang  akan  dibuat  nantinya bertujuan  untuk  mengatur  besarnya  analog  output  dengan masukan  dari  analog  input.  Pada  proyek  akhir  pengaturan posisi  motor  servo  ini  yang  menggunakan  kontroler  PID, dipergunakan  metode  untuk  mendapatkan  nilai  masing- masing parameter Kp, KI, dan Kd nya dengan metode osilasi. Langkah-langkah pada metode osilasi sebagai berikut: 1. Buat  suatu  sistem  loop  tertutup  dengan  kontroler  P  dan plant di dalamnya.
2. Tambahkan nilai Kp sampai sistem berosilasi berkesinambungan
3. Dapatkan responnya, tentukan nilai Ku dan Pu Ditentukan  nilai  Kp,  Ki,  dan  Kd  berdasarkan  tabel penalaan metode osilasi pada Tabel 3.
Penalaan  parameter  PID  didasarkan  terhadap  kedua konstanta  hasil  percobaan,  Ku  dan  Pu.  Ziegler  dan  Nichols menyarankan  penyetelan  nilai  Kp,  Ti,  dan  Td  berdasarkan rumus yang ditunjukkan pada Tabel 3.
Dari Gambar 14 respon tersebut dapat diambil data saat Ku = 4 dan nilai Pu = 0.6 detik. Dengan menggunakan  Tabel 3 dapat dilakukan penalaan parameter PID dengan menggunakan  metode  osilasi,  sehingga  dapat  dilakukan perhitungan  nilai  dari  masing-masing  parameter  sebagai berikut:
Kp(P) = 0,5 Ku
Kp(P) = 0,5 × 4 Kp(P) = 2 Ti(PI) = 0,5 Pu Ti(PI) = 0,5 × 0,6 Ti(PI) = 0,3 Kp(PI) = 0,45 Ku Kp(PI) = 0,45 × 4 Kp(PI) = 1,8 Ti(PID) = 0,5 Pu Ti(PID) = 0,5 × 0,6 Ti(PID) = 0,3 Kp(PID) = 0,6 Ku Kp(PID) = 0,6 × 4 Kp(PID) = 2,4
Td(PID) = 0,125 Pu
Td(PID) = 0,125 × 0,6 Td(PID) = 0,075
Dari  perhitungan  yang  telah  dilakukan  tersebut,  maka didapatkan  nilai  penalaan  parameter  PID  menggunakan
Tabel 9.

## Pengujian Performa Sistem Sortir
No Berat Objek diketahui (g) Pembacaan Berat Objek (g) Sudut Pemilahan Klasifikasi Berat Objek 1 20 20,04 90ᵒ Reject 2 20 20,12 90ᵒ Reject 3 40 40,05 45ᵒ Objek 1 4 40 40,02 45ᵒ Objek 1 5 60 60,07 90ᵒ Reject 6 60 60,11 90ᵒ Reject 7 80 80,04 135ᵒ Objek 2 8 80 80,13 135ᵒ Objek 2 9 100 100,14 90ᵒ Reject 10 100 100,06 90ᵒ Reject
metode osilasi. Hasil perhitungan penalaan ditampilkan pada Tabel 4.
Dari hasil penalaan parameter PID menggunakan metode osilasi yang telah dilakukan tersebut, maka dapat dilakukan perhitungan  terhadap  nilai  Ki  dan  Kd  menggunakan persamaan sebagai berikut:
Ki = Kp Ti
Ki = 2,4 0,3 Ki = 8 Kd = Kp × Td Kd = 2,4 × 0,075 Kd = 0,18
Dari  perhitungan  yang  telah  dilakukan,  dapat  diketahui nilai Kp = 2.4, sedangkan untuk nilai Ki = 8 dan nilai Kd = 0.18. Akan tetapi hasil dari parameter diatas belum tentu bisa bagus responnya. Setelah mendapat masing-masing parameter Kp, Ki, dan Kd masing-masing parameter tersebut masih  di tuning lagi  dengan trial  and  error sampai  respon yang didapat bagus hasilnya.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Pengujian saat close loop tanpa kontroler
Pada  Gambar  15  dapat  diketahui  respon  sistem  ketika dilakukan  pengujian  tanpa  menggunakan  metode  kendali. Percobaan dilakukan dengan sudut awal sebesar 0ᵒ menuju ke sudut  45ᵒ  seperti  yang  ditunjukkan  Tabel  5.  Pada  gambar tersebut respon berosilasi secara terus menerus dan tidak bisa steady state pada set point . Hal tersebut dikarenakan sistem dalam keadaan close loop tanpa adanya kontroler apapun.

## B. Pengujian Penggerak Lengan Sortir dengan Kontroler
Pengujian sistem sortir dengan metode kendali dilakukan untuk  mengetahui  dan  membandingkan  terhadap  respon sistem tanpa metode kendali. Pada percobaan tanpa metode kendali sudah diketahui bahwa sistem selalu berosilasi secara terus-menerus dan mengalami error steady state yang tidak sesuai  dengan set  point yang  ditentukan.  Dengan  adanya penerapan  metode  kendali  bertujuan  untuk  memperbaiki respon  keluaran  dari  sistem.  Sehingga  dapat  meningkatkan akurasi gerak lengan pemilah sistem sortir menjadi lebih baik.

## 1) Pengujian Kontrol P
Pada  Gambar  16  merupakan  hasil  pengujian  respon  dari sistem dengan kontrol P. Dengan menggunakan nilai Kp = 8 bisa  kita  analisa  keseluruhan  respon  sistem  mengalami overshoo t  yang  tidak  melebihi  25%  dan error  steady  state atau steady state yang tidak sesuai dengan nilai set point yang diberikan.  Pada  masing-masing  respon  tersebut  diberikan pengujian  dengan  sudut  target  yang  bervariatif.  Pada pengujian tersebut dapat dilihat bahwa overshoot yang terjadi semakin mengecil seiring dengan nilai set point yang semakin diperbesar,  tetapi  nilai error  steady  state nya  mengalami kesamaan  yaitu error sebesar  1ᵒ  terhadap set  point seperti yang ditunjukkan Tabel 6.

## 2) Pengujian Kontrol PI
Pada  Gambar  17  merupakan  hasil  pengujian  respon  dari sistem dengan kontrol PI. Dengan menggunakan nilai Kp = 8 dan nilai Ki = 0,06 bisa kita analisa keseluruhan respon sistem mengalami overshoo t tetapi nilai error steady state terhadap set  point dapat  diperbaiki.  Pada  masing-masing  respon tersebut  diberikan  pengujian  dengan  sudut  target  yang
bervariatif.  Pada  pengujian  tersebut  dapat  dilihat  bahwa overshoot yang terjadi semakin mengecil seiring dengan nilai set  point yang  semakin  diperbesar.  Selain  itu  pada  respon sistem kontrol PI ini sudah tidak terdapat error steady state , dimana respon sesuai dengan masing-masing set point yang diberikan.  Seperti  yang  diketahui  pada  tabel  karakteristik kontrol  PID,  bahwa  Ki  dapat  menghilangkan error  steady state terhadap set point seperti yang ditunjukkan Tabel 7.

## 3) Pengujian Kontrol PID
Pada  Gambar  18  diatas  merupakan  respon  sistem  hasil pengujian  dengan  menggunakan  kontroler  PID.  Dengan menggunakan  nilai  Kp  =  4,  Ki  =  0,002  dan  Kd  =  0,004. Secara  keseluruhan  percobaan  saat  menggunakan  kontroler PID steady  state respon  bisa  mencapai  setpoint  dan  sudah tidak  terdapat  overshoot.  Seperti  yang  telah  diketahui  pada karakteristik  kontrol  PID,  bahwa  nilai  Kd  dapat  berfungsi sebagai peredam overshoot yang terjadi pada respon sistem. Selain  itu  pada  semua  percobaan  kontrol  PID  yang  telah dilakukan,  tidak  terdapat  osilasi  pada  respon  sistem. Meskipun nilai set point dilakukan perubahan secara variative seperti yang ditunjukkan Tabel 8.
Dari pengujian beberapa kontroler didapatkan hasil, bahwa penggunaan  kontroler  PID  lebih  bagus  dibanding  dengan yang  lain.  Sistem  dapat  mencapai set  point dengan steady state tanpa  mengalami  osilasi  sedikit  pun.  Sehingga  dari percobaan tersebut dapat diketahui bahwa kontrol PID lebih baik dibandingkan dengan kontrol P dan kontrol PI.

## C. Pengujian Performa Sistem sortir
Pengujian sistem sortir dilakukan guna mengetahui apakah sistem  dapat  bekerja  dengan  baik  atau  sebaliknya.  Cara pengujian sistem sortir dilakukan dengan memberikan beban berupa  adonan  yang  telah  diketahui  beratnya  pada  sensor loadcell . Ketika berat objek telah terbaca maka motor servo yang berfungsi untuk menggerakkan pemilah akan bergerak menuju sudut yang ditentukan, sehingga objek dapat terpilah ke  wadah  sesuai  dengan  klasifikasi  beratnya.  Adapun  hasil pengujian sistem sortir berat adonan ditunjukkan pada Tabel 9.
Dari  tabel  percobaan  tersebut,  diketahui  bahwa  sistem sortir  dapat  bekerja  dengan  baik  tanpa  terjadi  kesalahan pemilahan.  Untuk  menghindari  kesalahan  pemilahan  yang terjadi karena nilai toleransi error dari hasil pembacaan berat oleh sensor load cell , maka diperlukan range nilai pemilahan. Pada objek yang ke-satu memiliki range pemilahan 38gram sampai 42gram untuk objek dengan klasifikasi berat 40gram, sedangkan  pada  objek  yang  ke-dua  memiliki range pemilahan  78gram  sampai  82gram  untuk  obek  dengan klasifikasi berat 80gram. Sedangkan untuk berat yang diluar range  dari  objek  1  dan objek 2,  maka  akan  diklasifikasikan sebagai objek reject

## V. KESIMPULAN
Setelah melalui beberapa proses perencanaan, pembuatan, pengujian  alat  dan  pengambilan  data  yang  didapat  dari pengujian  pada  penelitian  ini,  maka  dapat  disimpulkan beberapa  hal  sebagai  berikut:  (1)  Alat  yang  dibuat  berupa mesin sortir berat adonan yang dilengkapi dengan konveyor dan sistem counter filling dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan, sehingga dapat diimplementasikan pada Industri
Rosmita Bakery. (2) Sistem sortir yang dibuat dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Dimana pada sistem tersebut dapat  memilah  dua  jenis  objek,  yaitu  objek  dengan  berat 20gram  dan  objek  dengan  berat  40gram.  Objek  yang memiliki berat tidak sesuai dengan kedua jenis berat tersebut maka  akan  diklasifikasikan  sebagai  objek reject .  Dari  hasil percobaan yang telah dilakukan alat memiliki tingkat akurasi pemilahan 100% akurat, dengan kata lain alat tersebut tidak mengalami kesalahan dalam pemilahan berat potong adonan. (3) Sistem sortir mengalami osilasi atau gerakan bolak-balik pada motor servo penggerak lengan pemilah ketika dilakukan percobaan tanpa menggunakan metode kontrol, hal tersebut dikarenakan  adanya  beban  berupa  lengan  pemilah  yang terbuat  dari  lembar  alumunium  dengan  berat  ±2Kg.  (4) Osilasi  pada  motor  servo  penggerak  lengan  pemilah  dapat dilakukan  perbaikan  menggunakan  metode  kontrol  PID.
Sehingga  motor  servo  dapat  mencapai set  point dengan steady state tanpa terjadi osilasi. (5) Pada pengujian kontroler yang  telah  dilakukan  didapatkan  hasil  bahwa  penerapan kontrol  PID  pada  sistem,  lebih  baik  dibanding  dengan penerapan  kontrol  P  dan  kontrol  PI.  Dimana  pada  kontrol Proporsional  berfungsi  mempercepat  rise  time  sistem,  pada kontrol Integral berfungsi meniadakan error steady state pada sistem,  dan  pada  kontrol  Derivative  berfungsi  meredam overshoot yang terjadi pada sistem

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  P. M. S. B. M. Sujarwata, “Basic Stamp 2SX Untuk Mengembangkan Sistem Robotika,” Universitas Negeri Semarang, 2013.
[2]  A. Safaris and H. Effendi, “Rancang bangun alat kendali sortir barang berdasarkan  empat  kode  warna,” JTEV  (Jurnal  Tek.  Elektro  dan Vokasional) , vol. 6, no. 2, pp. 391–402, 2020.