Abstrak—Teknologi pada sistem paletisasi menggunakan robot telah  berkembang  pesat  untuk  meningkatkan  fleksibilitas  dan kecepatan produktifitas. Salah satu yang sedang dikembangkan di  sebuah industri  yaitu  Robotic  Palletizer.  Terdapat  beberapa varian  ukuran  palet  yang  digunakan,  oleh  karena  itu  pada subsistem  Automatic  Pallet  Dispenser  diperlukan  otomatisasi untuk  menyesuaikan  ukuran  palet.  Untuk  memenuhi  hal tersebut,  diperlukan  motor  servo  AC  dengan  menggunakan metode  Proposional  Integral  (PI)  dengan  Auto  Tuning.  Proses tuning  dilakukan  untuk  mengontrol  kecepatan  motor  dan berhubungan  dengan  torsi.  Selanjutnya  torsi  dikontrol  untuk membatasi  kinerja  motor  untuk  menghimpit  palet.  Hasil  Auto Tuning PI pada motor servo didapatkan nilai parameter yang sesuai  adalah  Kp=63,8  dan  Ki=14,9.  Kecepatan  pada  motor servo berhasil sesuai dengan set point dengan overshoot sebesar 1.6% dan mempercepat settling time selama 94 ms. Hasil kontrol torsi didapatkan dengan nilai limit torsi maksimum adalah 70% mampu menghimpit seluruh varian palet dan diperlukan roller limit switch sebagai sensor tambahan.
Kata Kunci—Automatic Pallet Dispenser, Auto Tuning, Kontrol Torsi, Motor Servo, Proposional Integral.

## I. PENDAHULUAN
EKNOLOGI pada proses produksi sebuah industri terus dikembangkan.  Hal  ini  disebabkan  kebutuhan  untuk meningkatkan  produksi  maupun  perhatian  khusus  tentang keamanan dan kesehatan pekerjanya. Salah satu penggunaan robot  yang  dapat  meningkatkan  fleksibilitas  dan  kecepatan produktifitasnya yaitu Robotic Palletizer . Sistem ini memiliki beberapa  subsistem,  Salah  satunya  adalah Automatic  Pallet Dispenser. Fungsinya  adalah  menampung  tumpukan  palet dan  mendistribusikan  satu  per  satu  palet  ke  sub-sistem selanjutnya.
Pada  umumnya,  industri  menggunakan  satu  ukuran  palet pada  sistem Robotic  Palletizer- nya,  sehingga Automatic Pallet Dispenser dirancang hanya menyesuaikan ukuran palet tersebut. Pada mesin sebelumnya, sistem ini dapat digerakkan menggunakan  sistem  pneumatik.  Hal  ini  didukung  oleh penelitian  yang  membahas  desain  mesin  palet  dispenser dengan  penggerak  sistem  pneumatik  yang  mampu menampung  palet  ukuran  1,33x1,13mx  0,01m  sebanyak  10 palet [1]. Namun, terdapat perusahaan lainnya menggunakan beberapa  variasi  ukuran  palet  sebagai  tempat  penataan produknya.
Sebagai  solusi  masalah  tersebut  diperlukan  otomatisasi mesin  yaitu  menggunakan  motor  servo  AC  pada Servo Adjuster untuk menghimpit palet sehingga Automatic Pallet Dispenser dapat  digunakan  beberapa  varian  ukuran  palet. Untuk meningkatkan kinerja motor servo diperlukan proses tuning menggunakan Auto  Tuning proposional-integral  (PI) untuk mencegah kesalahan pada tuning manual. Hasil tuning
selanjutnya  digunakan  untuk  kontrol  torsi  menggunakan kecepatan.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Palet
Palet  merupakan  platform  yang  membantu  produk  lebih mudah ditransportasikan dan dapat dipindahkan menggunakan forklift atau  alat  pengangkat  lainnya  dalam sistem  otomatis  [2] . Berbagai  jenis  desain  dan  ukuran diproduksi  secara  komersial  untuk  memenuhi  berbagai persyaratan  pengiriman.  Seperti  palet dengan pelacak,  palet blok, palet dua arah ( two-way pallets ), palet empat arah ( four- way  pallets ),  dan  lainnya  [3] . Bentuk  dari  tipe-tipe  palet tersebut ditunjukkan padaBahan pembuat palet dapat dibuat dari  berbagai  bahan  seperti kayu  lunak,  kayu keras,  plastic, karton, aluminium, dan komposit [4].

## B. Driver Servo
Kontroler dari servo motor atau yang dikenal dengan nama driver  servo  adalah  sistem untuk  mengontrol  sebuah  servo motor,  karena  dirancang  untuk  mengontrol  dengan  tingkat presisi yang tinggi pada motor ( high precision positioning ), seperti kontrol vektor, direct torque control (DTC), kontrol preditif,  dan  menawarkan  kontrol  posisi  yang  tepat  dengan respon  dinamis  yang  sangat  cepat  mengikuti  perintah  dari pengontrol  [5].  Pada  driver  servo  secara  umum  terdiri  atas kontrol loop tertutup arus (torsi), kontrol loop kecepatan, dan kontrol loop posisi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Kontol  loop  tersebut  dikendalikan  sesuai  dengan  masukan dari  pengontrol  gerak  ( motion  controller ) selanjutnya encoder  akan  memberikan  umpan  balik  untuk  mengoreksi kesalahan  dan  mencapai  kinerja  yang  dibutuhkan  agar keluaran objek yang dikontrol sesuai dengan masukannya.

## C. Motor Servo AC
Motor servo adalah perangkat listrik yang digunakan pada mesin-mesin industri yang berfungsi untuk mendorong atau memutar  objek  yang  membutuhkan  kontrol  dengan  presisi tinggi  dalam  hal  posisi  sudut,  akselerasi,  dan  kecepatan. Kemampuan kontrol tersebut tidak dimiliki oleh motor AC. Hal  ini  dikarena  motor  servo  menggunakan  sistem closed loop yaitu  berupa  encoder  untuk  umpan  balik  posisi  untuk mengontrol  target  posisi  motor,  keluaran  torsi,  kecepatan rotasi.
Jenis motor servo yang digunakan adalah motor brushless karena  rotor  memiliki  daya  magnet  permanen  yang  kuat. Selain itu, stator terdiri dari beberapa kumparan konduktor, dan rotor berputar saat kumparan berada dalam urutan yang ditentukan.  Pergerakan  rotornya  ditentukan  oleh  frekuensi

## Implementasi Kontrol Torsi Motor Servo Menggunakan Metode PI pada Sistem Automatic Pallet Dispenser
Aulia Alfiana Yufrida, Lucky Putri Rahayu, dan Dwiky Fajri Syahbana Departemen Teknik  Elektro Otomasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail: lucky@eea.its.ac.id
T
stator,    fase,  polaritas,  dan  arus  ketika  arus  yang  benar disuplai  ke  kumparan  stator  pada  waktu  yang  tepat.  Jenis encoder pada motor ini adalah tipe absolute yang mana dapat menjaga jalur dari posisi shaft motor jika sistem power mati sehingga jika dibandingkan dengan tipe incremental .
Prinsip  kerja  dari  motor  servo  AC  menggunakan  prinsip motor  induksi  dua  fasa  AC  ditunjukkan  pada  Gambar  2. Belitan  utama  stator  atau  referensi  dieksitasi  oleh  sumber tegangan  AC  konstan.  Terminal  stator  lainnya  dari servomotor  terhubung  ke  transformator  kontrol  melalui belitan  kontrol.  Akibat  dari  tegangan  referensi  yang diberikan,  generator  sinkron  berputar  dengan  kecepatan tertentu  dan  mencapai  spesifik  posisi  sudut  tertentu  yang dibandingkan  dengan  posisi  sudut  poros  generator  sinkron. Selanjutnya,  perbandingan  dua  posisi  sudut  memberikan sinyal  kesalahan.  Lebih  detail,  tingkat  tegangan  dari  posisi poros  yang  sesuai  dibandingkan  dengan  sinyal  kesalahan.
Sinyal  kesalahan  ini  sesuai  dengan  tingkat  tegangan  pada transformator  kontrol  dan  kemudian  dipasok  pada  penguat servo  yang  menghasilkan  tegangan  kontrol  variabel. Tegangan  yang  diberikan  inilah,  rotor  kembali  mencapai kecepatan tertentu dan mulai berputar. Selanjutnya kecepatan tersebut  pertahan  sampai  sinyal  kesalahan  menjadi  nol sehingga  mencapai  posisi  motor  yang  diinginkan  dalam servomotor AC [6].
Persamaan tegangan masukan berupa tegangan dalam rotor motor yang dapat dinyatakan dengan persamaan [7]:
𝑣 𝑞𝑠 𝑟 = ( 𝑟 𝑠 + 𝐿 𝑞𝑠 𝑠 ) 𝑖 𝑞𝑠 𝑟 + 𝜔 𝑟 𝐿 𝑑𝑠 𝑖 𝑑𝑠 𝑟 + 𝜔 𝑟 𝜆 𝑚 (1)
Gambar 1. Diagram kontrol driver servo.
Gambar 2. Prinsip kerja motor servo AC.
Gambar 3. Blok diagram kontrol PI.
Gambar 4. Graik respon overshoot, undershoot, dan settling time.
Gambar 5. Blok diagram sistem.
Gambar 6. Flowchart sistem.
Gambar 7. Blok diagram servo adjuster.
𝑣 𝑑𝑠 𝑟 = ( 𝑟 𝑠 + 𝐿 𝑑𝑠 𝑠 ) 𝑖 𝑞𝑠 𝑟 + 𝜔 𝑟 𝐿 𝑞𝑠 𝑖 𝑞𝑠 𝑟 (2)
dimana 𝑣 𝑞𝑠 𝑟 , 𝑣 𝑑𝑠 𝑟 , 𝑖 𝑞𝑠 𝑟 , 𝑖 𝑑𝑠 𝑟 adalah tegangan dan sumbu q - dan d - ; 𝑟 𝑠 adalah  resistansi; 𝐿 𝑞𝑠 dan 𝐿 𝑑𝑠 masing-masing  adalah induktansi sumbu q - dan d - ; 𝜆 𝑚 adalah hubungan fluks yang ditetapkan oleh rotor magnet permanen; 𝜔 𝑟 adalah kecepatan elektrikal rotor; dan “ s ” mewakili operator Laplace.
Torsi elektromekanik motor yang dihasilkan adalah
𝑇 𝑒 = 3 2 𝑃 2 [ 𝜆 𝑚 𝑖 𝑞𝑠 𝑟 + (𝐿 𝑑𝑠 −   𝐿 𝑞𝑠 ) 𝑖 𝑞𝑠 𝑟 𝑖 𝑞𝑠 𝑟 ]        (3)
Dari  Persamaan  3  arus  motor  dapat  diatur  mengikuti lintasan  untuk  mencapai  torsi  maksimum  per  amepere. Dikarenakan 𝑇 𝑒 diasumsikan sebanding dengan arus sumbu q atau  konstan,  kontanta  torsi  motor  dinyatakan  sebagai berikut:
𝐾 𝑡 = 3 2 𝑃 2 𝜆 𝑚 = 3 2 𝐾 𝑒 (4)
Karena motor menggunakan permanen magnet. Nilai fluks adalah  konstan.  Sehingga  persamaan  torsi  dapat  ditulis sebagai
𝑇 𝑒 = 𝐾 𝑡 𝐼 (5)
Persamaan mekanikal dapat ditulis sebagai
𝑇 𝑒 =  𝐽 𝑑𝜔𝑚 𝑑𝑡 + 𝐵𝜔 𝑚 +   𝑇 𝐿 (6)
Dimana  J  adalan  kombinasi  rotor  dan  inersia  beban,  B adalah koefisien gesekan, 𝜔 𝑚 adalah kecepatan mekanik, dan 𝑇 𝐿 adalah torsi beban.
Kecepatan  putaran  motor  merupakan  fungsi  dari  torsi elektronik  dan  torsi  beban.  Adapun  persamaan  kecepatan motor dengan torsi dinyatakan sebagai berikut:
𝑇 𝑒 −   𝑇 𝐿 =  𝐽 𝑑𝜔𝑚 𝑑𝑡 + 𝐵𝜔 𝑚 (7)

## D. Kontrol Proposional Integral
Kontrol  PI  merupakan  penggabungan  antara  kontrol proposional  dan  kontrol  integral.  Kelebihan  dari  kontrol proposional adalah memiliki output yang sebanding dengan besar sinyal kesalahan (eror), namun kontrol ini akan selalu menunjukkan  offset  (steady  state  error)  pada  output  proses yang dikontrolnya. Semakin besar K p yang digunakan, maka error  steady  akan  semakin  mengecil  juga  mempercepat respon  output  proses  [8].  Sedangkan  kelebihan  kontrol integral  adalah  dapat  menghilangkan steady  state  error menjadi nol. Sehingga, Diagram kontrol PI ditunjukkan pada Gambar  3  dan  aksi  kontrol  dari  kontroler  ini  dapat didefinisikan pada Persamaan 8.
𝑢(𝑡) =   𝐾 𝑝 𝑒(𝑡) +   𝐾 𝑖 ∫ 𝑒(𝑡)𝑑𝑡 𝑡 0 = 𝐾 𝑝 𝑒(𝑡) + 𝐾𝑝 𝑇𝑖 ∫ 𝑒(𝑡)𝑑𝑡 𝑡 0 (8)
Sehingga fungsi transfer dari kontroler adalah sebagai
𝐺 𝑐 (𝑠) = 𝑈(𝑠) 𝐸(𝑠) = 𝐾 𝑝 + 𝐾𝑝 𝑇𝑖 = 𝐾 𝑝 + (1 + 1 𝑇𝑖𝑠 )       (9)
Dimana 𝑢(𝑡) =  keluaran  terhadap  waktu; e  = eror; 𝐾 𝑝 = konstanta propotional  gain; 𝐾 𝑖 =  konstanta integral  gain ; 𝑇 𝑖 = waktu integral.

## E. Auto Tuning
Teknologi  pada  driver  servo  telah  dilengkapi  pendukung kemampuan  tambahan  dalam  sebuah  kontrol  PI,  yaitu Auto Tuning. Driver servo mampu mengatur parameter gain (nilai penguatan)  secara  otomatis  [8].  Nilai gain diatur  secara realtime serta dapat menurunkan resonansi dan getaran jika filter  adaptif  diaktifkan  [7]. Auto  tuning merupakan  cara mudah  untuk  meningkatkan  kinerja  mesin,  mengurangi
Gambar 8. Profil gerakan saat auto tuning.
Gambar 9. Kriteria auto tuning.
Gambar 10.Grafik respon motor sebelum auto tuning.
Gambar 11. Grafik respon motor sesudah auto tuning.
Gambar 12. Grafik hasil pengujian kecepatan terhadap torsi.
waktu  pengaturan gain, dan  mencegah  kesalahan  dalam tuning manual [7].
Tuning dilakukan beberapa kali siklus kecepatan trapesium hingga menemukan gain yang tepat. Selain itu, settling time dan overshoot digunakan  sebagai  pembobotan  untuk penyetelan gain loop [7] . Penjelasan pembobotan dijelaskan sebagai berikut:
a. Settling  time adalah  waktu  yang  dibutuhkan  kurva respon untuk mencapai dan menetap dalam kisaran nilai akhir  ukuran  yang  ditentukan  oleh  presentase  absolut dari nilai akhir (biasanya 2% atau 5%) [9].
b. Overshoot maksimum adalah nilai puncak atau lonjakan dari  kurva  respon  [9].  Jika  kondisi  nilai steady  state berbeda-beda  dari  kurva  respon  dapat  menggunakan maksimum  persen overshoot yang  didefinisikan  oleh Persamaan 10.
% 𝑜𝑣𝑒𝑟𝑠ℎ𝑜𝑜𝑡 = 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖  𝑡𝑒𝑟𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖−𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑡𝑎𝑟𝑔𝑒𝑡 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑡𝑎𝑟𝑔𝑒𝑡 𝑥100% (10)
Jumlah  persentase  maksimum overshoot secara  langsung menunjukkan stabilitas relative sistem.
Auto tuning memiliki tujuan adalah sebagai berikut [10] :
a. Mengurangi settling  time untuk  mengurangi  waktu siklus.
b. Mengurangi  getaran  mekanik  untuk  meningkatkan masa pemakaian mesin.
c. Mengurangi overshoot dan undershoot untuk mencapai  posisi  target  dalam  histerisis  yang diperbolehkan.
d. Mengurangi  waktu  respon  untuk  mencapai  posisi target lebih cepat.
Grafik dari respon overshoot, undershoot , dan settling time ditunjukkan pada Gambar 4.

## III. URAIAN PENELITIAN
Perancangan kontrol torsi pada Automatic Pallet Dispenser terdiri  atas  perancangan  sistem,  pembuatan flowchart, dan proses auto tuning .

## A. Blok Diagram Sistem
Blok  diagram  pada Automatic  Pallet  Dispenser secara umum  ditunjukkan  pada  Gambar  5,  dimana  PLC (Programmable  Logic  Controller )  sebagai  kontroller utamanya.  Sinyal  dari input untuk  menjalankan  perintah didapatkan  dari  sensor, push  button, dan feedback dari inverter .  Output dari  PLC  selanjutnya  akan  memerintahkan relay,  solenoid  valve,  kontaktor  untuk  menyalakan  lampu indikator dan buzzer apabila terdapat eror pada sistem. Selain itu  PLC  memerintahkan  driver  servo  untuk  menggerakkan motor servo dan mengirimkan sinyal kembali ke PLC. Driver servo mendapatkan sumber tegangan 230VAC.

## B. Flowchart Sistem
Flowchart sistem guna menghimpit palet ditunjukkan pada Gambar  6,  dimana  input set  point torsi  dan  kecepatan dimasukkan. Set  point kecepatan  dimasukkan  pula  untuk membatasi  kerja  dari  motor  servo  sebagai  loop  terluar  dari kontrol  torsi.  Perintah set  point dikirimkan  ke  driver  servo, selanjutnya motor servo akan menghimpit palet. Setelah nilai torsi aktual dari motor servo dibandingkan dengan set point
Gambar 13. Grafik hubungan torsi terhadap arus.
Gambar 14. Hasil pengujian palet ukuran 1200 mm x 1200 mm.
Gambar 15. Hasil pengujian palet CF dengan nilai batas torsi 70%.
Tabel 1. Pengujian auto tuning Pengujian ke- 1 2 3 4 5 Set Point Kecepatan (Rpm) 500 Kecepatan Aktual (Rpm)  531 518 510   510 508 Gain Proporsional 16 32 40,8  53,7 63,8 Gain Integral 3 6,2 8,7  11,7 14,9 Overshoot (%) 6,2 3,6 2 2 1,6 Settling Time (ms) 1000 293 171  155 95 Tabel 2. Perbandingan konstanta gain PI sebelum dan sesudah auto tuning Parameter Parameter Bawaan ( deault ) Parameter Auto Tuning Gain Proporsional 21,9 63,8 Gain Integral 5,5 14,9 Tabel 3. Data pengujian parameter kontrol torsi Nilai Batas Torsi Maksimum (%) Nilai Torsi Output (Nm) Parameter Bawaan ( deault ) Kondisi Servo Adjuster 50 95,6 8,45 Tidak menghimpit palet 60 114,72 10,14 Menghimpit palet 70 133,84 11,83 Menghimpit palet 80 152,96 13,52 Sangat menghimpit palet
torsi.  Jika  memenuhi  maka  motor  servo  akan  berhenti menghimpit  palet.  Jika  tidak,  maka  nilai  torsi  aktual  akan dibanding terus oleh driver servo hingga memenuhi set point . C. Auto Tuning PI
Tuning dilakukan  menggunakan  fitur online  auto  tuning pada software Sysmac  [7]. Tuning dilakukan  untuk meningkatkan peforma dari motor servo pada servo adjuster yang  dilakukan  secara  otomatis  dan real-time mengukur respon  dari  motor  servo . Kontroller  PI  digunakan  untuk mengatur  kecepatan  motor  servo  yang  ditunjukkan  pada Gambar  7.  Parameter  PI  akan  otomatis  disesuaikan  dengan menggerakkan  motor  sesuai  dengan  profil  gerakan  yang ditunjukkan pada Gambar 8. Kriteria respon motor yang ingin dicapai pada Auto Tuning ditunjukkan pada Gambar 9. Waktu yang ingin dicapai mencapai settling time selama 100 ms dan overshoot dari  kecepatan  yang  ingin  dicapai  yaitu  2%. Selanjutnya software mengirimkan  perintah  ke  driver  servo dan  secara  otomatis  akan  menyesuaikan  parameter proposional  dan  integral  berdasarkan  respon  motor  yang terdeteksi.

## IV. HASIL DAN DISKUSI
Pengujian  dilakukan  untuk  mengetahui  respon  kinerja motor  servo  yang  telah  dirancang  dan  dibuat.  Spesifikasi motor yang digunakan adalah sebagai berikut: a. Output Power (Daya keluaran)      : 750 W
b. Rated Torque (Torsi Terukur)       : 2,39 Nm
c. Peak Torque (Torsi Puncak)        : 8,4 Nm
d. Rated Current (Arus Terukur)       : 4,6 A
e. Rated speed (Kecepatan Terukur)    : 3000 Rpm
f. Max Speed (Kecepatan Maksimum)  : 6000 Rpm
g. Gear Box : 1:80

## A. Pengujian Auto Tuning
Data  hasil  pengujian  didapatkan  langsung  yang ditunjukkan  pada  Tabel  1  melalui  jendela monitoring . Parameter  dari  hasil auto  tuning otomatis  disesuaikan  dari hasil  lima  kali  uji  coba  hingga  mencapai stabilization  time paling cepat dan overshoot paling rendah dengan menaikkan nilai gain PI. Berdasarkan Tabel 1, saat driver servo dengan menaikkan nilai gain proposional  dan  integral  pada  kontrol kecepatan  sebesar  63.8  mampu  mempercepat stabilization time sebesar  14ms  dengan  nilai overshoot kecepatannya sebesar 1.6%. Jika dibandingkan dengan percobaan 1 hingga 4 dimana nilai overshootnya cukup tinggi serta nilai settling time ( stabilizitation  time )  lebih  lama.  Hal  ini  dikarenakan dengan  memperbesar  nilai gain proposional  respon  sistem menunjukkan semakin cepat mencapai set point dan keadaan stabil.  Sedangkan  dengan  memperbesar  nilai gain  integral mampu mengurangi overshoot.
Perbandingan  nilai  konstanta gain PI  sebelum tuning menggunakan default parameter dari software dan parameter sesudah auto tuning pada kontrol kecepatan ditunjukkan pada Tabel  2.  Selanjutnya  hasil  respon  motor  diperiksa  dengan fungsi data trace untuk memeriksa respon dari motor. Pembobotan tuning  gain loop  yang  dianalisa  adalah settling  time dan overshoot berdasarkan  jurnal  [7] . Grafik respon  motor  sebelum tuning dengan  nilai  paramater 𝐾 𝑝 = 21,9 dan 𝐾 𝑖 .= 5,5 ditunjukkan pada Gambar 10. Berdasarkan Gambar  10  tersebut,  nilai  kecepatan  aktual  tertinggi  dari motor 520 Rpm, yang mana kecepatan perintahnya yaitu 500 Rpm  serta settling  time selama  293ms.  Sehingga  untuk mengetahui nilai maksimum overshoot dilakukan perhitungan Persamaan (11).
𝑂𝑣𝑒𝑟𝑠ℎ𝑜𝑜𝑡 = Kecepatan  tertinggi−Kecepatan  Perintah
Kecepatan Perintah × 100% (11)
Tabel 4.
Data pengujian batas torsi maksimum 60%
Varian Palet Nilai Batas Torsi Maks. (%) Nilai Aktual Torsi Saat Menghimpit (%) Kondisi Servo Adjuster Error (%) CF (1100mm x 1100mm) 60 58,7 Menghimpit palet 2,2 60 60,4 Berhenti sebelum menghimpit palet  0,7 60 58,2 Menghimpit palet 3,0 60 60,2 Berhenti sebelum menghimpit palet   0,3 60 60,6 Berhenti sebelum menghimpit palet  1,0 Chemea (1100mm x 1200mm) 60 60,5 Menghimpit palet 0,8 60 61,5 Menghimpit palet 2,5 60 60,1 Berhenti sebelum menghimpit palet  0,2 60 60,3 Menghimpit palet 0,5 60 61,4 Menghimpit palet 2,3 Kayu (1140mm x 1140mm) 60 62,4 Menghimpit palet 4,0 60 60,5 Menghimpit palet 0,8 60 59,8 Menghimpit palet 0,3 60 59,1 Menghimpit palet 1,5 60 60,1 Berhenti sebelum menghimpit palet  0,2 Inhouse (1140mm x 1140mm) 60 60,2 Menghimpit palet 0,3 60 60,6 Menghimpit palet 1,0 60 60,2 Menghimpit palet 0,3 60 59,9 Menghimpit palet 0,2 60 60,9 Menghimpit palet 1,5 Rata-rata Error (%) 1,18
Tabel 5. Data pengujian batas torsi maksimum 60% Varian Palet Nilai Limit Torsi Maks. (%) Nilai Aktual Torsi Saat Menghimpit (%) Kondisi Motor Error (%) CF (1100mm x 1100mm) 70 70,1 Menghimpit palet  0,14 70 70,9 Menghimpit palet  1,29 70 72,1 Menghimpit palet 3 70 71,7 Menghimpit palet   2,43 70 70,9 Menghimpit palet  1,29 Chemea (1100mm x 1200mm) 70 71 Menghimpit palet  1,43 70 70 Menghimpit palet 0 70 70,5 Menghimpit palet  0,71 70 71,1 Menghimpit palet  1,57 70 70,1 Menghimpit palet  0,14 Kayu (1140mm x 1140mm) 70 69,2 Menghimpit palet  1,14 70 72,5 Menghimpit palet  3,57 70 71,4 Menghimpit palet 2 70 69 Menghimpit palet  1,43 70 69,4 Menghimpit palet  0,86 Inhouse (1140mm x 1140mm) 70 70,3 Menghimpit palet  0,43 70 69,6 Menghimpit palet  0,57 70 70 Menghimpit palet 0 70 70,1 Menghimpit palet  0,14 70 70,5 Menghimpit palet  0,71 Rata-rata Error (%) 1,14
Sehingga,
𝑂𝑣𝑒𝑟𝑠ℎ𝑜𝑜𝑡 = 520−500
500 × 100% = 4%      (12)
Grafik  torsi  masih  sangat  berosilasi  dikarenakan  masih terdapat  getaran  pada  motor.  Hal  ini  dapat  berakibat  motor cepat  panas  dan  dapat  mengurangi  masa  pemakaian  motor servo.
Grafik respon motor hasil auto tuning dengan nilai parame er 𝐾 𝑝 = 63,8  dan 𝐾 𝑖 .= 14,9  yang  ditunjukkan  pada  Gambar 11. Dari grafik tersebut nilai kecepatan aktual tertinggi dari motor 508 rpm, yang mana kecepatan perintahnya yaitu 500 rpm  serta settling  time selama  94ms.  Sehingga  untuk mengetahui nilai overshoot dilakukan perhitungan Persamaan (11).
𝑂𝑣𝑒𝑟𝑠ℎ𝑜𝑜𝑡 = 508−500 500 × 100% = 1,6% (13)
Dari  perhitungan  tersebut  didapatkan  nilai  maksimum overshoot sebesar  1.6%  dan settling  time dengan memperbesar nilai gain PI didapatkan sebesar 95ms. Grafik torsi  saat  motor  sedang  melakukan  akselerasi  pada  Gambar 11, grafik menunjukkan nilai puncak torsi sebesar 49.5%. Hal ini  dikarena  gesekan  mekanis  yang  cukup  besar  untuk mempercepat  pergerakan  motor  dari  keadaan  diam.  Setelah kecepatan  aktual  motor  mencapai  kecepatan  perintah,  torsi akan bernilai stabil dengan rata-rata sebesar 28.7%. Namun, masih  terdapat  getaran  pada  motor  yang  dapat  dilihat  pada grafik  torsi  antara  waktu  220ms  hingga  270ms  yang  mana nilai torsi meningkat dari 30% hingga 48.8% saat kecepatan motor  aktual  sudah steady  state. Hal  ini  disebabkan  oleh terdapat  masalah  mekanik.  Namun  respon  torsi  ini  masih dapat  diterima  karena  getaran  pada  motor  telah  berkurang jauh dibandingkan sebelum melakukan tuning.
B. Pengujian Kontrol Kecepatan Terhadap Kontrol Torsi
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  akibat  kontrol kecepatan terhadap torsi. Kecepatan diatur dengan set point sebesar  700  Rpm  dan  pergerakan  motor  dibatasi  oleh  torsi sebesar 70%. Torsi yang tertampil pada merupakan nilai torsi efektif dalam satuan persen. Software sysmac menggunakan satuan  %  untuk  memasukkan  nilai  batas  torsi.  Pada  motor servo  menggunakan gear  box dengan  rasio  1:80.  Untuk mengetahui  nilai  torsi  motor  setelah  diberi gear  box dilakukan perhitungan (4).
𝑇𝑜𝑟𝑠𝑖 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 =  𝑟𝑎𝑠𝑖𝑜 𝑔𝑒𝑎𝑟  ×  𝑡𝑜𝑟𝑠𝑖 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 (13)
𝑇𝑜𝑟𝑠𝑖 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 =  80 × 2,39 = 191,2 𝑁. 𝑚         (14)
Sehingga, torsi output pada servo adjuster ssetelah diberi gear box adalah 191,2 N.m.
Hasil pengujian kecepatan dengan torsi ditunjukkan pada Gambar  12.  Pada  grafik  kecepatan,  nilai settling  time mencapai steady  state adalah 940  ms.  Nilai nilai  overshoot dihitung menggunakan (1), sehingga nilai overshoot dihitung sebagai berikut:
𝑂𝑣𝑒𝑟𝑠ℎ𝑜𝑜𝑡 = 701.83−700
700
× 100% = 0,26% (14)
Hasil  maksimum overshoot menunjukkan  bahwa  motor servo  menerapkan  kontrol  kecepatan  dengan  presisi  yang sangat  baik,  dibuktikan  dengan  maksimum overshoot nya sebesar 0,26%.
Hubungan  respon  torsi  akan  berbanding  terbalik  dengan respon  kecepatan.  Apabila  kecepatan  yang  diinginkan bertambah,  maka nilai  torsi  yang  dihasilkan  semakin  turun. Begitu  pula  sebaliknya,  apabila  kecepatan  yang  diinginkan menurun,  maka  torsi  yang  dihasilkan  akan  semakin  tinggi. Hal ini diperkuat persamaan (15), dimana saat beban mekanik meningkat,  kecepatan  motor  menurun  sampai  torsi maksimum  sama  dengan  torsi  beban.  Oleh  karena  itu diperlukan  batas  nilai  kerja  maksimum  torsi  agar  tidak merusak  palet.  Saat  nilai  kerja  maksimum  torsi  terpenuhi, maka motor akan berhenti menghimpit.
P = 𝜔 × 𝑇 (15)

## C. Pengujian Arus Terhadap Kontrol Torsi
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  akibat  arus terdapa  terhadap  torsi.  Untuk  membangkitkan  torsi  pada motor, diperlukan arus yang mengalir pada motor. Pengujian dilakukan  menggunakan  parameter  yang  sama  seperti pengujian  kontrol  kecepatan  dengan  kontrol  torsi  yaitu dengan  kecepatan  700  Rpm  dan  pergerakan  motor  dibatasi oleh torsi sebesar 70%.
Respon  torsi  dengan  arus  ditunjukkan  pada  Gambar  13. Saat awal bergerak, nilai arus membesar hingga 2,6 A untuk meningkatkan  torsi  elektromagnetik  agar  motor  dapat mempercepat bergerakannya. Saat kecepatan yang diinginkan  tercapai,  maka  nilai  torsi  akan  konstan  yang disebabkan  oleh  arus  yang  konstan  pula.  Nilai  Arus  akan kembali membesar saat nilai motor akan berhenti. Hubungan arus dan torsi adalah sebanding diperkuat dengan Persamaan (16).
T = 𝐾 𝑡 × I                  (16)
Dimana,  Kt  adalah  konstanta  torsi  dan  I  adalah  arus  yang mengalir pada motor.

## D. Pengujian Nilai Parameter Kontrol Torsi
Pengujian pertama dilakukan pada salah satu palet ukuran 1200 mm x 1200 mm dengan masukkan beberapa nilai torsi maksimum  ditunjukkan  pada  Tabel  3.  Hal  ini  untuk menemukan  acuan  parameter  torsi  guna  menghimpit  palet. Nilai torsi yang dikeluarkan oleh motor servo setelah diberi gear box diketahui dengan cara perhitungan Persamaan (17).
𝑇𝑜𝑟𝑠𝑖 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡  =  𝑟𝑎𝑠𝑖𝑜 𝑔𝑒𝑎𝑟  ×  𝑡𝑜𝑟𝑠𝑖 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡  ×  %𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝑠𝑖 (17)
𝑇𝑜𝑟𝑠𝑖 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡  =  80  ×  2,39  ×  50%  =  95,6 𝑁𝑚 (18)
Dari hasil pengujian yang dilakukan, didapatkan semakin besar nilai batas torsi maksimum yang dimasukkan, semakin besar nilai torsi output untuk menghimpit palet. Hal ini juga sebanding  dengan  nilai  arus  yang  dikeluarkan  oleh  motor akan semakin besar apabila nilai torsi dinaikkan.
Nilai yang sesuai berdasarkan hasil pengujian yaitu pada parameter nilai batas torsi 60% dan 70% mampu menghimpit palet tanpa merusak palet yang ditunjukkan pada Gambar 14. Selanjutnya,  nilai  parameter  ini  akan  diujikan  keseluruh varian ukuran palet.

## E. Pengujian Parameter Torsi pada Seluruh Ukuran Varian Palet
Hasil  pengujian  sebelumnya  didapatkan  nilai  batas  torsi 60%  dan  70%  mampu  menghimpit  palet.  Selanjutnya
parameter  tersebut  diujikan  ke  seluruh  varian  ukuran  palet dengan menggunakan kecepatan yang sama yaitu 700 Rpm.
Pada  Tabel  4  merupakan  data  pengujian  menggunakan batas  torsi  maksimum  sebesar  60%.  Pengujian  dilakukan menggunakan  seluruh  varian  ukuran  palet.  Berdasarkan Tabel  4  tersebut,  hasil  pengujian Servo  Adjuster menggunakan  batas torsi  maksimum  sebesar  60% mampu menghimpit  palet  sebanyak  15  kali  dari  20  kali  pergujian. Sehingga kinerja Servo Adjuster berhasil menghimpit palet. Sehingga  keberhasilan  kinerja  dari Servo  Adjuster dihitung menggunakan rumus presentase eror dari pengujian (10).
% Keberhasilan = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑗𝑖𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑟ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑗𝑖𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑐𝑜𝑏𝑎 × 100% (19)
% Keberhasilan = 15 20 × 100% = 75%       (20)
Kegagalan menghimpit palet dikarenakan nilai aktual torsi telah  memenuhi  batas torsi  maksimumnya,  sehingga  motor akan  berhenti  meskipun  belum  menghimpit  palet.  Hal  ini dikarenakan  terdapat noise sehingga  menyebabkan  torsi membesar  dalam  waktu  yang  cepat [11].  Namun, pengontrolan  torsi  ini  mampu  menghasilkan  nilai  rata-rata eror  sebesar  1,8%.  Hal  ini  menunjukkan  kepresisian  motor servo dalam kontrol torsi.
Terdapat  kelemahan  nilai  torsi  ini  yaitu  S ervo  Adjuster terlalu menghimpit palet varian CF seperti yang ditunjukkan pada  Gambar  15.  Hal  ini  dikarenakan  varian  palet  ini memiliki  kontruksi  bahan  yang  tidak  terlalu  kokoh dibandingkan  dengan  varian  palet  lainnya.  Oleh  karena  itu, diperlukan tambahan pengaman pada servo adjuster berupa roller  limit  switch agar  tidak  merusak  varian  palet  CF . Sehingga  apabila roller limit  switch aktif  akibat  telah menyentuh palet, motor servo pada servo adjuster langsung berhenti.
Kontrol torsi ini mampu menghasilkan nilai rata-rata eror sebesar 1,4% saat menghimpit palet seperti yang ditunjukkan pada Tabel 5. Hal ini menunjukkan kepresisian motor servo dalam kontrol torsi.

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan pengujian dan analisa data, maka dapat ditarik kesimpulan: (1) Pada penelitian ini penggunaan auto tuning
memudahkan  pengguna  dalam  menentukan  parameter gain untuk meningkat  kinerja  dari sistem  servo.  Pada  sistem  ini, parameter  PI  yang  menghasilkan  respon  yang  lebih  baik dengan  nilai  Kp  =  63.8  dan  Ki=14.9.  Nilai gain tersebut mampu menurunkan overshoot sebesar 1.6% dan mempercepat settling  time hingga  94  ms.  (2)  Implementasi kontrol torsi pada motor servo AC berhasil diterapkan pada penelitian  ini  menggunakan  4  varian  ukuran  palet  ang berbeda.  Didapatkan  dengan  nilai  batas torsi  maksimum sebesar  70%  mampu  meningkatkan  kinerja servo  adjuster hingga 100%  untuk  menghimpit  palet  dengan  rata-rata  eror sebesar 1,4%. Namun perlu menggunakan roller limit switch sebagai  pengaman  mekanik  untuk  memberhentikan  motor. (3) Dalam penelitian ini masih perlu dilakukan pengembangan  untuk  memaksimalkan  kinerja  dari  motor servo.  Oleh  karena  itu,  penelitian  selanjutnya  dapat menggunakan  kontrol  posisi  untuk  menyesuaikan  ukuran palet lebih presisi berdasarkan posisi atau ukuran palet.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  G.  M.  Noor,  R.  Winarso  dan  R.  Wibowo,  “Desain  Mesin  Dispenser Pallet  Dengan  Penggerak  Sistem  Pneumatik,”  dalam Prosiding SNATIF Ke -4 , Kudus, 2017.
[2]  R.  A.  Popple,  The  Sience  of  Palletizing  Volume  3,  Vancouver: Columbia Machine, Inc., 2009.
[3]  A.  Behravesh,  E.  R.  Eshafani,  E.  Soury  dan  A.  Zolfaghari,  “Design, optimization  and  manufacturing  of  wood–plastic  composite  pallet,” Material dan Desain, vol. 30, no. 10, pp. 4183-4191, 2009.
[4]  I.  Deviatkin,  M.  Khan,  E.  Ernst  dan  M.  Horttanainen,  “Wooden  and plastic pallets: A review of life cycle,” Sustainability, vol. 11, no. 20, p. 5750, 2019.
[5]  H. Abu-Rub, J. Guzinski dan A. Iqbal, High Performance Control of AC Drives with Matlab / Simulink Models, John Wiley & Sons., 2012
[6]      D.  Polka,  Motor  and  Drives  :  A  Practical  Technology  Guide,  North Calorina: ISA–The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2003.
[7]    K.-W.  Lin  dan  S.-M.  Yang,  “Automatic  Control  Loop  Tuning  for Permanent-Magnet  AC  Servo Motor Drives,” IEEE  Transactions  On Industrial Electronics, vol. 63, no. 03, pp. 1499-1506, 2016.
[8]     I. Setiawan, Kontrol PID untuk Proses Industri. Jakarta: PT Elex Media Komputindo, 2008.
[9]      K.  Ogata, Modern  Control  Engineering ,  5th  ed.  New  York:  Prentice Hall, 2010.
[10]    Panasonic,  “Servo  Drive  Quick  Start  Guide  PANATERM  Real-time Auto-Gain Tuning (QS5001_V1.0_EN),” Panasonic, 2019.
[11]  A. W. A. Ali, N. Hayima and F. A. A. Razak, "A review on the AC servomotor control systems," Elektrika, vol. 19, no. 2, pp. 22-39, 2020.