## Pengembangan Observer untuk Pendeteksian Kecepatan Brushed DC Generator NC475
Widjonarko 1 widjonarko.teknik@unej.ac.id Jurusan Teknik Elektro Universitas Jember
A. Setiawan 2
setiawan.teknik@unej.ac.id Jurusan Teknik Elektro Universitas Jember
Abstrak
Dalam makalah ini dibahas pengembangan observer kecepatan untuk generator arus searah (dc) bersikat NC475 yang dapat memperbaiki kemampuan pengukuran kecepatan dari sistem sensor yang berbasis sebuah rotary encoder. Kedua sistem pengukur dan pencatatan kecepatan ini dibangun dengan menggunakan kontroler Arduino UNO dan kemampuan recording dari kedua sistem ini juga dibandingkan. Pengujian yang dilakukan untuk melihat error pembacaan  observer menunjukkan bahwa observer ini cukup memadai dengan persen error 1.9% terhadap hasil pembacaan sensor kecepatan berbasis rotary encoder yang dalam hal ini dijadikan sebagai standar. Hasilnya menunjukkan bahwa observer yang dibuat dalam penelitian ini mampu melakukan deteksi kecepatan dan pencatatan 100 records per detik sementara untuk sistem dengan menggunakan  rotary  encoder hanya mampu melakukan pencatatan data 20 records per detik. Dengan hasil ini maka sistem  observer ini lebih memadai untuk mendukung proses pengaturan kecepatan generator yang memerlukan respons kendali yang lebih cepat.

## Kata Kunci — dc generator, speed observer, Arduino UNO

## Abstract
In this paper, the development of a speed observer of a brushed direct current (dc) generator NC475 to increase the generator speed measurements of a rotary encoder-based speed sensor is discussed. Speed measurement and recording system were built using an Arduino UNO controller. The recording capabilities of the two systems (Speed observer and encoder based speed sensor) are also compared. Experiment result of readings error indicates that the observer is quite adequate with the percent error is 1.9%. Other experiment results show that the speed observer developed in this study is capable of measuring and recording the speed of 100 records per second, while the sensor system based on an encoder only capable of performing data recording of 20 records per second. These experiment results show that developed speed observer system is adequate to support the generator speed control process that requires faster response.
Keywords — dc generator, speed observer, Arduino UNO

## I. PENDAHULUAN
Pada umunya generator tidak memerlukan piranti yang secara khusus digunakan untuk mengukur kecepatan karena parameter terpenting dari sebuah generator adalah tegangan
dan daya keluarannya [1]. Untuk generator arus searah (dc), tegangan dapat langsung dideteksi dengan mengukur tegangan terminal generator dan dayanya dapat dideteksi dengan mendeteksi arus keluaran yang diukur dengan sensor arus dan mengalikannya dengan besaran tegangan keluarannya. Untuk generator bolak-balik (ac), jika diperlukan untuk mendeteksi kecepatan, maka dapat dilakukan dengan menempatkan pencacah frekuensi yang langsung mewakili kecepatan putar dari generator tersebut.
Untuk kasus tertentu, di mana kondisi pengoperasian optimum dari turbin atau penggerak mula daripada generator tersebut terkait erat dengan parameter kecepatan, informasi kecepatan generator menjadi penting. Untuk kasus seperti ini umumnya digunakan sensor kecepatan yang dibangun dengan menggunakan rotary encoder [2] atau dengan menggunakan piranti lain seperti hall effect sensor [3].
Pada kasus tertentu di mana diharapkan pengaturan dengan respons yang tinggi, rotary encoder dan hall effect sensor yang dikombinasikan dengan kontroler yang menggunakan komunikasi serial kurang memadai untuk digunakan karena permasalah kecepatan transfer data [4].  Permasalahan inilah yang hendak diselesaikan dalam penelitian ini dengan mengembangkan sebuah observer kecepatan yang membaca kecepatan berdasarkan tegangan dan arus keluaran dari generator dc.
Lebih jauh lagi, dengan sebuah observer yang membaca kecepatan berdasarkan sensor arus dan sensor tegangan, berarti telah menyederhanakan sistem dan sekaligus meningkatkan keandalan sistem karena menghindari pemakaian sensor elektro-mekanik yang kurang kokoh ( fragile ) [5] dan menghindari kerumitan kalibrasi sensor yang ketepatan pembacaannya mudah berubah karena pengaruh mekanis.

## II. METODE
Penelitian untuk mengembangkan observer kecepatan ini dilakukan dengan terlebih dahulu membangun sebuah sistem yang terdiri dari sebuah rangkaian motor-generator di mana motor berfungsi sebagai penggerak mula ( prime mover ). Pada sistem ini ditempatkan sebuah sensor kecepatan yang dibangun dari sebuah rotary encoder , photo diode dan sebuah led infrared. Sistem sensor berbasis rotary encoder ini dihubungkan dengan sebuah kontroler Arduino UNO yang
dalam sistem ini sekaligus berfungsi sebagai data logger untuk pencatatan ( recording ) kecepatan yang dideteksi dengan sistem sensor. Di samping itu, pada plant ini juga digunakan sensor arus dan sensor tegangan yang digunakan untuk mendeteksi arus dan tegangan generator. Selanjutnya dilakukan percobaan untuk melihat kemam-puan sistem dengan piranti sensor ini dalam mendeteksi kecepatan generator.
Langkah penelitian selanjutnya adalah mengembangkan observer yang bekerja berdasarkan tegangan dan arus keluaran dari generator yang dideteksi dengan sensor arus dan sensor tegangan. Secara lebih detail, langkah-langkah penelitian yang dilakukan untuk mengembangkan observer kecepatan adalah sebagaimana dijelaskan dalam bagian berikut ini.

## A. Perancangan  Plant
Rangkaian alat percobaan yang digunakan untuk mengembangkan observer kecepatan ini adalah sebagaimana terlihat dalam Gbr 1. Dalam gambar tersebut terlihat bahwa sebuah motor dc (M) dirangkai dengan sebuah generator dc (G) dengan melalui sebuah sistem transmisi mekanis yang terdiri dari pulley dan roda gigi. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan rentang pengaturan kecepatan yang lebih lebar pada generator.
Mesin yang digunakan sebagai generator adalah mesin dc magnet permanent adalah NISCA NC475C dengan daya nominal 30 watt dengan tegangan tegangan nominal 24 volt dan arus nominal 1.25 ampere [6]. Sedangkan mesin yang digunakan sebagai motor adalah HITACHI DC MOTOR 006040 IE dengan tegangan nominal 30 volt dan arus maksimum 2.0 ampere.  Sebagai penggerak, motor dc M dicatu dengan menggunakan power supply dc untuk mengatur kecepatan dari motor penggerak ini.
Dalam Gbr 1 juga terlihat bahwa pada plant ini juga ditempatkan beberapa sensor. SS adalah sistem sensor kecepatan yang terdiri dari sebuah rotary encoder dan photo sensor. SS terhubung dengan sebuah kontroler Arduino UNO yang berfungsi sebagai data logger .
Selain SS, pada output generator ditempatkan sebuah sensor tegangan VS dan sebuah sensor arus CS. VS dibangun dari rangkaian pembagi tegangan yang terdiri dari serangkaian resistor untuk menghasilkan perbandingan yang sesuai antara tegangan terukur dan tegangan untuk diumpankan ke port analog to digital (ADC) pada Arduino UNO. Sensor arus di sini menggunakan ACS712 yang merupakan sensor arus yang sudah umum digunakan [7]. Output dari ACS712 juga diumpanbalikkan ke salah satu input dari Arduino UNO.
Terminal output dari generator dc juga dihubungkan dengan sistem beban yang berupa serangkaian beban dc untuk menghasilkan variasi daya output dari generator.
Dalam percobaan, kontroler dihubungkan dengan personal computer (PC) agar dapat lebih mudah untuk melakukan data recording .
VS CS PS CONTROLLER SS LOAD G M Gbr. 1  Plant yang dibangun untuk pengembangan observer kecepatan.

## H. Kalibrasi Sensor
Percobaan awal ini digunakan untuk melakukan kalibrasi sistem sensor kecepatan, sensor tegangan dan sensor arus dengan menggunakan pembanding peralatan ukur standar.
Percobaan untuk kalibrasi sensor kecepatan dilakukan tanpa membebani generator karena titik berat dari langkah ini adalah untuk melihat error antara pembacaan sistem sensor kecepatan SS dengan pembanding sebuah digital tachometer . Untuk kalibrasi sensor tegangan dan sensor arus, generator diputar dengan kondisi berbeban. Beban dibuat bervariasi untuk mendapatkan data arus dan tegangan yang bervariasi. Hasil pembacaan kedua sensor ini dibandingkan dengan pembacaan voltmeter dan amperemeter standar.
Data hasil percobaan ini dan pembahasannya disajikan dalam bagian III.

## I. Percobaan dan Pengembangan Observer Kecepatan
Percobaan ini dilakukan setelah semua sensor berhasil dikalibrasi, dengan kata lain hasil pembacaan sensor-sensor telah menghasilkan error yang dianggap cukup memadai. Percobaan dilakukan dengan menjalankan plant dalam Gbr. 1 secara lengkap dan mencatat hasil pembacaan sensor-sensor dengan PC.
Setelah melakukan percobaan, data kecepatan, tegangan dan arus yang bersesuaian dianalisis untuk dapat membangun hubungan persamaan linier yang menyatakan hubungan antara kecepatan dengan variasi arus dan tegangan generator.
Secara teoritis, hubungan antara tegangan terminal ( v T ), arus jangkar ( i a ) dan gaya gerak listrik yang dibangkitkan ( e g )dari generator dc dijelaskan dengan Persamaan (1) [8].
dt di L R i e v a a a g T − − = (1)
Dalam Persamaan (1) di atas, R a dan L a berturut-turut adalah resistansi dan induktasi jangkar dari generator.
Dalam kondisi steady state , di mana tidak ada perubahan nilai sesaat dari arus jangkar, maka suku terakhir dalam Persamaan (1) adalah sama dengan nol sehingga Persamaan (1) dapat ditulis sebagaimana Persamaan (2).
a a g T R I E V − = (2)
Besaran E g sebanding dengan kecepatan putaran generator ( ω r ) yang dinyatakan dengan [9]:
r e g k E ω = (3)
Dalam Persamaan (1) di atas,  satuan E g dinyatakan dalam volt dan kecepatan ω r adalah kecepatan sudut rotor generator yang dinyatakan dalam radian per detik. Sedangkan k e sering disebut dengan voltage constant yang dinyatakan dalam satuan volt per radiant per second .
Selanjutnya, dari Persamaan (2) dan (3) dapat dibuat sebuah persamaan baru yaitu:
a a r e T R I k V − = ω
(4)
atau
e a a T r k R I V + = ω (5)
Dengan memperhatikan bahwa Ra adalah sebuah nilai konstan dan data kecepatan yang didapat dari percobaan ini dinyatakan dalam satuan revolution per minute (rpm), maka Persamaan (5) dapat dinyatakan dalam sebuah persamaan linier sebagai berikut:
a T r I A V A A N 3 2 1 + + =
(6)
Dalam (6), N r adalah kecepatan putaran generator yang dinyatakan dalam satuan rpm sedangkan A 1 , A 2 dan A 3 adalah konstanta-konstanta yang dapat ditentukan dengan regresi linier dari serangkaian data yang dihasilkan dari percobaan generator berbeban.
Dengan demikian, persamaan yang akan digunakan untuk mengobservasi kecepatan berdasarkan nilai tegangan dan arus keluaran dari generator sudah didapatkan.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil beberapa percobaan yang dilakukan untuk mengkalibrasi sensor dan pembahasannya serta hasil percobaan mengembangkan observer disajikan dalam bagian ini.

## A. Hasil Kalibrasi Sensor
Percobaan untuk melakukan kalibrasi pada hasil pembacaan sensor kecepatan dilakukan dengan mebandingkan pembacaan yang didapatkan dari sensor kecepatan.  Percobaan ini dilakukan tanpa membebani generator karena yang dipentingkan adalah mendapatkan beberapa data untuk melakukan adjustment terhadap sebuah konstanta  pengali ( k 1 ) jumlah pulsa yang dihitung pada jumlah cacahan pewaktu tertentu ( t ) yang dibangkitkan dalam kontroler.
∑ = t S rpm pulse k Speed
0 (7)
Adjustment nilai k 1 dilakukan dengan membandingkan nilai hasil beberapa pembacaan awal dan kemudian melakukan proses regeresi untuk mendapatkan nilai k S yang sesuai. Setelah kalibrasi dilakukan, hasil perbandingan pembacaan sensor kecepatan dengan tachometer (T m ) adalah sebagaimana terlihat dalam Tabel I.  Dalam tabel tersebut terlihat bahwa hasil kalibrasi sensor kecepatan (SS) terhadap digital tachometer yang digunakan sebagai pembanding meng- hasilkan error rata-rata sebesar 0.57%. Jika diperhatikan dengan lebih seksama, besarnya selisih pembacaan antara SS dengan Tm adalah ± 6.0 rpm.
Kalibrasi sensor tegangan VS dan sensor arus CS dilakukan secara tersendiri, yaitu untuk melakukan adjustment terhadap nilai-nilai kosntanta yang diperlukan.
Untuk kalibrasi tegangan digunakan persamaan seperti dalam Persamaan (8). V ADC adalah hasil konversi pembacaan analog dari port sensor tegangan pada kontroler, sedangkan k V adalah konstanta yang harus diatur nilainya agar didapatkan pembacaan yang sesuai dengan voltmeter Vm yang digunakan sebagai kalibrator.
( ) ∑ = Ts ADC V V Ts k VS 0 2 (8)
Kalibrasi sensor arus CS dilakukan untuk mengatur nilai yang k C1 dan k C2 yang sesuai dalam Persamaan (9) sehingga didapatkan pembacaan sensor CS yang mendekati nilai pembacaan ampere meter (Am) yang digunakan sebagai kalibrator.
( ) ∑ + = Ts ADC C C I Ts k k CS 0 2 2 1
(9)
Dalam Persamaan (9) nilai I ADC adalah hasil konversi ke nilai digital dari pembacaan nilai analog pada port input arus pada kontroler.  Dalam Persamaan (8) dan Persamaan (9), Ts adalah rentang waktu pengambilan data ( sampling time ) yang dipilih untuk pengambilan data.  Dalam percobaan untuk kalibrasi ini dipilih Ts sebesar 10, yang berarti pengambilan data dilakukan 10 kali dalam 1 detik.  Dalam kedua persamaan tersebut nilai pembacaan V ADC dan I ADC dicari dalam bentuk root mean square karena nilai ini sebenarnya berfluktuasi pada setiap saat karena generator dc yang digunakan adalah generator dc yang menggunakan sikat ( brushed ).
Hasil kalibrasi untuk VS dan CS diperlihatkan dalam Tabel I. Terlihat bahwa error rata-rata untuk pembacaan sensor tegangan adalah 0.44% dan untuk sensor arus adalah 0.49%.
B. Pembuatan Persamaan Observer Kecepatan
Dalam bagian ini akan dibahas hasil kegiatan percobaan untuk melakukan adjustment dari konstanta-konstanta pada persamaan observer kecepaatan seperti dalam Pesamaan (6). Percobaan dilakukan dengan menggunakan rangkaian percobaan yang lengkap seperti terlihat dalam Gbr. 1.  Untuk mendapatkan data yang memadai, perubahan kecepatan penggerak dilakukan dengan mengatur catu daya dc sedangkan untuk mendapatkan nilai arus beban yang bervariasi dilakukan dengan menambah dan mengurangi beban dc pada generator.
Pada percobaan awal diambil serangkaian data untuk memberikan gambaran hubungan antara tegangan hasil pembacaan VS, arus pembacaan CS dan kecepatan hasil pembacaan SS.  Data ini digunakan untuk melakukan regresi linier untuk mendapatkan nilai konstanta A 1 , A 2 dan A 2 dalam Persamaan (6).  Tabel II menunjukkan contoh data dari total 1000 data yang dipilih untuk dapat menyelidiki hubungan linier dari pembacaan VS, CS dan SS.
Proses regresi linier menghasilkan nilai A 1 =   27.8645, A 2 = 129.7505 and A 3 = 298.8085, sehingga Persamaan (6) dapat dituliskan sebagai:
CS VS SS 8085 . 298 7505 . 129 8645 . 27 + + = (10)
TABEL I H ASIL K ALIBRASI S ENSOR VS Vm CS Am SS Tm 1 1.068 1.06 0.73 0.161 0.16 0.92 326 320 1.99 2 2.114 2.10 0.68 0.303 0.30 0.86 412 406 1.49 3 4.147 4.12 0.66 0.424 0.42 0.74 506 500 1.20 4 6.056 6.02 0.60 0.485 0.48 0.73 806 800 0.75 5 8.105 8.06 0.56 0.545 0.54 0.71 1006 1000 0.60 6 9.853 9.80 0.54 0.617 0.61 0.64 1206 1200 0.50 7 10.100 10.06 0.40 0.906 0.90 0.62 1606 1600 0.38 8 14.856 14.80 0.38 1.031 1.03 0.49 2006 2000 0.30 9 18.085 18.02 0.36 1.085 1.08 0.46 2406 2400 0.25 10 19.867 19.80 0.34 1.124 1.12 0.34 2806 2800 0.21
11 20.257 20.20 0.28 1.144 1.14 0.33 3006 3000 0.20 12 21.464 21.40 0.30 1.173 1.17 0.23 3106 3100 0.19 13 22.360 22.30 0.27 1.222 1.22 0.15 3306 3300 0.18
14 23.652 23.60 0.22 1.231 1.23 0.08 3426 3420 0.18
15 24.058 24.00 0.24 1.240 1.24 0.01 3466 3460 0.17 0.44 0.49 0.57 Error Rata-rata = Error Rata-rata = %Err Kecepatan (rpm) Error Rata-rata = %Err %Err No Tengangan (V) Arus (A) TABEL II D ATA H UBUNGAN T EGANGAN , A RUS DAN K ECEPATAN
Data Awal Data Awal Data Awal SS VS CS SS VS CS SS VS CS 1 0 0 0 401 1430 9.68 0.45 801 1939 13.53 0.52 2 424 2.99 0.03 402 1430 9.69 0.46 802 1939 13.55 0.52 3 436 3.07 0.03 403 1430 9.71 0.47 803 1939 13.74 0.4 4 436 3.1 0.02 404 1430 10.86 0.01 804 1939 14.55 0.15 5 484 1.95 0.63 405 1430 10.88 0.02 805 1951 12.97 0.77 6 496 2.09 0.61 406 1430 10.9 0.01 806 1951 13.02 0.74 7 496 2.1 0.61 407 1430 10.93 0.01 807 1951 13.05 0.75 8 521 3.3 0.19 408 1430 10.94 0.01 808 1951 13.06 0.75 9 533 2.27 0.67 409 1430 10.95 0.01 809 1951 13.07 0.77 10 533 3.79 0.04 410 1430 10.96 0.01 810 1951 13.09 0.75 101 787 3.53 1.03 501 1660 10.86 0.74 901 2012 14.65 0.3 102 787 3.54 1.03 502 1660 12.39 0.13 902 2012 14.66 0.29 103 787 3.55 1.03 503 1660 12.41 0.13 903 2012 14.66 0.3 104 787 5.59 0.1 504 1660 12.68 0.01 904 2012 14.67 0.29 105 787 5.6 0.11 505 1672 11.06 0.65 905 2024 13.51 0.78 106 787 5.62 0.11 506 1672 11.19 0.64 906 2024 13.54 0.77 107 800 3.51 1.1 507 1672 12.82 0.01 907 2024 13.54 0.8 108 800 3.64 1.01 508 1684 11.16 0.65 908 2024 13.57 0.78 109 800 3.64 1.02 509 1684 11.16 0.66 909 2024 13.57 0.8 110 800 5.38 0.22 510 1684 11.18 0.66 910 2024 13.59 0.78 201 993 6.5 0.38 601 1757 11.93 0.58 920 2036 13.6 0.78 202 993 6.99 0.19 602 1757 11.94 0.57 930 2060 13.79 0.8 203 993 7.31 0.08 603 1757 11.95 0.58 940 2109 14.02 0.84 204 1006 6.55 0.39 604 1757 13.07 0.14 950 2121 14.24 0.83 205 1006 6.84 0.28 605 1757 13.16 0.14 960 2133 14.31 0.83 206 1006 7.1 0.19 606 1757 13.17 0.14 970 2145 14.33 0.83 207 1018 6.95 0.28 607 1757 13.44 0.01 980 2157 14.47 0.86 208 1018 7.51 0.08 608 1757 13.45 0.01 988 2169 14.57 0.86 209 1054 7.19 0.29 609 1757 13.46 0.01 989 2181 14.56 0.86 210 1066 6.82 0.47 610 1757 13.51 0.01 990 2181 14.68 0.86 301 1309 9.3 0.26 701 1842 13.49 0.26 991 2193 14.69 0.84 302 1309 9.43 0.18 702 1842 13.8 0.14 992 2193 14.76 0.85 303 1309 9.46 0.17 703 1854 12.4 0.72 993 2193 14.77 0.85 304 1309 9.68 0.09 704 1854 12.4 0.73 994 2206 14.79 0.85 305 1309 9.69 0.09 705 1854 12.56 0.61 995 2206 14.85 0.86 306 1309 9.71 0.09 706 1854 12.6 0.61 996 2218 14.88 0.86 307 1321 8.65 0.52 707 1854 12.62 0.61 997 2218 14.89 0.86 308 1321 8.68 0.51 708 1854 12.83 0.52 998 2230 14.9 0.86 309 1321 8.71 0.51 709 1854 12.9 0.52 999 2230 14.92 0.86 310 1321 9.04 0.36 710 1854 13.52 0.27 1000 2230 14.94 0.88 No No No
Persamaan (10) adalah persamaan observer kecepatan yang kemudian digunakan untuk menggantikan pembacaan sensor kecepatan SS.

## C. Pengujian Obeserver Kecepatan
Pengujian untuk kerja observer kecepatan ini dilakukan dengan melakukan beberapa percobaan.  Percobaan pertama dilakukan untuk melihat error pembacaan observer terhadap pembacaan SS. Rangkaian percobaan yang sama digunakan dan skenario pengubahan kecepatan dan arus beban dilakukan dengan cara yang sama seperti ketika pengambilan data untuk membangun persamaan observer kecepatan.
Tabel III menunjukkan perbandingan pembacaan antara sensor kecepatan sebagai standar dengan observer kecepatan dari Persamaan (10).
Gbr. 2 adalah grafik yang dibuat berdasarkan pembacaan data yang sama dengan Tabel III, tapi dalam grafik ini juga disertakan data pembacaan arus oleh CS. Perhitungan persen error rata-rata dari permbacaan observer terhadap pembacaan sensor kecepatan adalah 1.9%.
Dengan membandingkan Tabel III dan grafik dalam Gbr. 2 terlihat bahwa error observer yang cukup besar terjadi jika ada perubahan arus yang cukup drastis, baik saat arus naik maupun tiba-tiba turun.
Secara analitis hal ini dapat dipahami karena persamaan observer kecepatan mengabaikan suku terakhir yang mengandung faktor induktansi dan tingkat perubahan arus jangkar.  Dalam kondisi ini sistem tidak berada dalam kondisi steady state seperti asumsi awal yang dibuat untuk membangun persamaan observer kecepatan ini.
Percobaan selanjutnya dilakukan untuk membandingkan kemampuan kedua metode deteksi kecepatan ini untuk melakukan logging data.  Waktu sampling data diubah-ubah agar dapat dilihat seberapa besar jumlah data yang bisa dicuplik dan disimpan dalam setiap detiknya.
Dalam percobaan sebelumnya, waktu sampling yang digunakan adalah 10 data/detik dan kedua metode menunjukkan kemampuan yang sama.  Untuk percobaan selanjutnya digunakan waktu sampling 20, 50 dan 100 data/detik dan hasilnya sebagaimana ditabelkan dalam Tabel IV.
Dari hasil percobaan ini terlihat bahwa untuk waktu sampling 20 data/detik, baik sensor kecepatan dan observer masih mampu melakukan pencuplikan dan penyimpanan data dengan baik tapi untuk waktu sampling 50 data/detik sistem sensor kecepatan dengan rotary encoder tidak dapat melakukan penyimpanan data sedangkan observer masih bisa melakukan pencatatan dengan baik.
Percobaan dilanjutkan untuk melihat unjuk kerja observer untuk pelakukan pencuplikan dan pencatatan data dengan waktu sampling 100 data/detik dan hasilnya sebagaimana terlihat dalam Tabel IV.
Dari hasil percobaan dengan mengubah waktu sampling ini terlihat bahwa observer dapat melakukan deteksi kecepatan dengan waktu sampling yang lebih cepat.
TABEL III
P ERBANDINGAN H ASIL P EMBACAAN O BSERVER DAN S ENSOR K ECEPATAN
Waktu Sensor Observer Error % Error Waktu Sensor Observer Error % Error (detik) (rpm) (rpm) (rpm) (%) (detik) (rpm) (rpm) (rpm) (%) 0 0 30 30 - 61 2157 2139 18 0.83 0.1 315 326 11 3.49 62 2157 2134 23 1.07 0.2 363 330 33 9.09 63 2218 2191 27 1.22 0.3 363 329 34 9.37 64 2206 2187 19 0.86 0.4 363 338 25 6.89 65 2206 2185 21 0.95 0.5 363 331 32 8.82 66 2230 2207 23 1.03 0.6 363 334 29 7.99 67 2303 2268 35 1.52 0.7 375 329 46 12.27 68 2315 2288 27 1.17 0.8 363 331 32 8.82 69 2315 2283 32 1.38 0.9 363 342 21 5.79 70 2290 2278 12 0.52 1 363 330 33 9.09 71 2303 2273 30 1.30 2 363 331 32 8.82 72 2290 2277 13 0.57 3 363 330 33 9.09 73 2290 2277 13 0.57 4 375 337 38 10.13 74 2278 2277 1 0.04 5 363 339 24 6.61 75 2290 2272 18 0.79 6 581 546 35 6.02 76 2303 2241 62 2.69
7 569 550 19 3.34 77 2121 2074 47 2.22 8 581 547 34 5.85 78 1927 1911 16 0.83 9 800 779 21 2.63 79 1733 1718 15 0.87 10 812 774 38 4.68 80 1490 1460 30 2.01 11 800 773 27 3.38 81 1224 1198 26 2.12 12 690 679 11 1.59 83 1272 1292 20 1.57 13 1503 1538 35 2.33 84 1321 1305 16 1.21 14 1503 1538 35 2.33 85 1381 1367 14 1.01 15 1503 1543 40 2.66 86 1539 1538 1 0.06 16 1503 1542 39 2.59 87 1648 1658 10 0.61 17 1503 1540 37 2.46 88 1769 1804 35 1.98 18 1430 1417 13 0.91 89 1769 1808 39 2.20 19 1393 1399 6 0.43 90 1781 1804 23 1.29 20 1406 1398 8 0.57 91 751 736 15 2.00 21 1393 1404 11 0.79 92 763 738 25 3.28 22 1309 1294 15 1.15 93 763 737 26 3.41 23 1321 1295 26 1.97 94 751 737 14 1.86 24 1236 1214 22 1.78 95 763 735 28 3.67 25 1236 1211 25 2.02 96 751 733 18 2.40 26 1224 1211 13 1.06 97 739 731 8 1.08 27 1248 1245 3 0.24 98 739 716 23 3.11 28 1563 1556 7 0.45 99 727 711 16 2.20 29 1793 1783 10 0.56 100 727 718 9 1.24 30 1915 1914 1 0.05 101 739 715 24 3.25 31 2169 2175 6 0.28 102 727 718 9 1.24 32 2266 2265 1 0.04 104 727 707 20 2.75 33 2290 2291 1 0.04 105 727 700 27 3.71 34 2569 2547 22 0.86 106 727 699 28 3.85 35 2557 2546 11 0.43 107 715 695 20 2.80 36 2545 2551 6 0.24 108 715 698 17 2.38 37 2545 2544 1 0.04 109 715 694 21 2.94 38 2545 2538 7 0.28 110 715 694 21 2.94 39 2545 2539 6 0.24 111 727 697 30 4.13 40 2557 2535 22 0.86 112 727 693 34 4.68 41 2545 2542 3 0.12 113 1260 1243 17 1.35 42 2424 2413 11 0.45 114 1272 1248 24 1.89 43 2315 2300 15 0.65 115 1272 1241 31 2.44 44 2242 2213 29 1.29 116 1272 1243 29 2.28 45 2230 2217 13 0.58 117 1272 1241 31 2.44
46 2145 2124 21 0.98 118 1260 1242 18 1.43 47 2133 2134 1 0.05 119 1260 1244 16 1.27
48 2133 2127 6 0.28 120 1260 1243 17 1.35
49 2133 2121 12 0.56 121 1393 1376 17 1.22 50 2145 2123 22 1.03 122 1490 1458 32 2.15
51 2181 2179 2 0.09 123 1551 1547 4 0.26
52 2181 2175 6 0.28 124 1551 1543 8 0.52 53 2181 2157 24 1.10 125 1575 1636 61 3.87 54 2193 2153 40 1.82 126 1757 1794 37 2.11
55 2169 2147 22 1.01 127 1769 1792 23 1.30 56 2157 2148 9 0.42 128 1769 1797 28 1.58
57 2169 2135 34 1.57 129 1696 1678 18 1.06
58 2157 2133 24 1.11 130 1175 1184 9 0.77 59 2157 2133 24 1.11 131 703 689 14 1.99
60 2157 2135 22 1.02 132 96 91 5 5.21
TABEL IV P ERBANDINGAN DENGAN W AKTU S AMPLING B ERBEDA

## IV. KESIMPULAN
Penelitian untuk mengembangkan observer kecepatan generator dengan memanfaatkan sensor tegangan dan arus keluaran generator telah dilakukan dan menghasilkan kesimpulan sebagai berikut:
- Observer dikembangkan dengan memanfaatkan sensor tegangan dan sensor arus yang sudah ditala sedemikian sehingga menghasilkan persen error yang kecil terhadap alat ukur standar.  Persen error dari sensor tegangan adalah 0.44% dan persen error dari sensor tegangan adalah 0.49%. - Persamaan observer dibangun dengan melakukan regresi linier dengan menggunakan data kecepatan hasil pembacaan sensor kecepatan berbasis rotary encoder dengan persen error rata-rata sebesar 0.57%.  Regresi linier menghasilkan konstata-konstanta persamaan observer yaitu; A 1 =   27.8645, A 2 = 129.7505 and A 3 = 298.8085.
- Pengujian untuk membandingkan hasil pembacaan observer dengan hasil pembacaan sensor kecepatan dengan waktu sampling 10 data/detik menghasilkan persen error
rata-rata 1.9%  yang dianggap cukup memadai untuk sebuah sensor kecepatan.
- Percobaan untuk melihat kemampuan kecepatan pengambilan data dengan tingkat kecepatan sampling 20, 50 dan 100 data mengungkapkan bahwa observer mampu melakukan fungsi ini dengan baik, sedangkan sistem sensor dengan rotary encoder hanya mampu melakukan recording dengan waktu sampling 20 data/detik.

## R EFERENSI
[1] C. Pan, L. Chen, L. Chen, H. Jiang, Z. Li, and S. Wang, “Research on motor rotational speed measurement in regenerative braking system of electric vehicle,” Mech. Syst. Signal Process. , vol. 66–67, pp. 829–839, Jan. 2016.
[2] F. Briz, J. A. Cancelas, and A. Diez, “Speed measurement using rotary encoders for high performance AC drives,” in , 20th International Conference on Industrial Electronics, Control and Instrumentation, 1994. IECON ’94 , 1994, vol. 1, pp. 538–542 vol.1.
[3] C. Datasheet A3144, “A3144 Datasheet pdf - Sensitive Hall-Effect Switches, High-Temperature - Allegro MicroSystems,”
DatasheetCatalog.com . [Online]. Available: http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/A/3/1/4/A3144.shtml. [Accessed: 18-Aug-2015].
[4] R. Arduino UNO, “A000066 Arduino | Mouser,” MOUSER ELECTRONICS . [Online]. Available: http://www.mouser.com/search/ProductDetail.aspx?Arduino. [Accessed: 18-Aug-2015].
[5] V. Kokaew, M. Moshrefi-Torbati, and S. M. Sharkh, “Maximum Efficiency or Power Tracking of Stand-alone Small Scale Compressed Air Energy Storage System,” Energy Procedia , vol. 42, pp. 387–396, 2013.
[6] “Spec List
Nisca Corporation.” [Online]. Available: http://www.nisca.co.jp/english/e-mos02.html. [Accessed: 09-Aug- 2015].
[7] A. ACS712, “Allegro MicroSystems - ACS712: Fully Integrated, Hall- Effect-Based Linear Current Sensor IC with 2.1 kVRMS Voltage Isolation and a Low-Resistance Current Conductor,” Allegro MicroSystem . [Online]. Available: http://www.allegromicro.com/en/Products/Current-Sensor-ICs/Zero- To-Fifty-Amp-Integrated-Conductor-Sensor-ICs/ACS712.aspx. [Accessed: 18-Aug-2015].
[8] Z. Keramat and R. Ildarabadi, “DC MOTOR SPEED MEASUREMENT BASED ON BRUSH EFFECTS,” Int. J. Tech. Phys. Probl. Eng. , vol. vol. 6, no. isssue 18, pp. pp. 77–81, Mar. 2014.
[9] V. Kokaew, M. Moshrefi-Torbati, and S. M. Sharkh, “Simulation of a Solar Powered Air Compressor,” in 10th International Conferenence on , Rome, 2011, pp. 1–4.