## Purwarupa Pengaturan Kecepatan Generator DC Pembangkit Listrik Picohydro Berbasis PID

## Dwi Aryadi Sudibya Sihombing
Aryass69@gmail.com
Universitas Jember Widyono Hadi widyono@unej.ac.id Universitas Jember Bambang Sri Kaloko bambangsk@unej.ac.id
Universitas Jember
Abstrak
Penelitian ini memakai PID untuk mengendalikan arah putaran motor  DC  pada kran pipa  air untuk mengatur debit  air.  Tanpa pengontrol  memiliki  osilasi,  karena  sistemnya  nonlinier. Dikendalikan  oleh  fungsi  adalah  cara  terbaik  untuk  sistem nonlinear.  PID  adalah  pilihan  terbaik  untuk  mencapai  tugas. Nilai  Kp  20  nilai  Ki  10  dan  nilai  Kd  adalah  1.  Ketika  tegangan kurang  dari  12V,  PID  merespon  menaikan  tegangan,  data  yang dikirim pada relay chanel satu adalah 0 dan 1 pada relay chanel dua.  Relay  chanel  satu  tetap  NC,  relay  chanel  dua  semula  NC menjadi  NO  sehingga  motor  berputar  kekiri  hingga  tegangan 12V  maka  PID  berhenti.  Apabila  tegangan  lebih  12V,  PID mersespon menurunkan tegangan. Data yang dikirim pada relay chanel  satu  adalah  1  dan  0  pada  relay  chanel  dua.  Relay  chanel satu NC menjadi NO, relay chanel dua tetap NC sehingga motor berputar  kekanan.  Respon  PID  berbanding  terbalik  dengan tegangan.
Kata Kunci — PID , Relay

## Abstract
The study used PID to control the direction of dc motor spin on faucets to regulate water. No controller has oscillations, because the  system  is  nonlinear.  Controlled  by  functionality  is  the  best way  for  nonlinear  systems.  PID  is  the  best  choice  for  achieving tasks. Kp 20 Ki 10 and Kd 1. When the voltage is less than 12V, pid  responds  to  increase  voltage,  logic  on  relay  chanel  one  is  0 and 1 on relay chanel two. Chanel one relay NC, relay chanel two NC to NO so the motor rotates to the left up to voltage 12V then PID  stops.  When  the  voltage  is  more  than  12V,  pid  responds  to lower  the  voltage.  logic  relay  chanel  one  is  1  and  0  on  the  relay chanel two. Relay chanel one NC becomes NO, relay chanel two NC,  so  the  motor  rotates  to  the  right.  PID  response  is  inversely proportional to voltage.
Keywords — PID , Relay

## I. PENDAHULUAN
Pada  saat  ini  masalah  untuk  pembangkit  listrik  picohidro adalah  suplai  air  dan  beban  konsumen  yang  tidak  sesuai. Karena adanya masalah tersebut dikhawatirkan pembangkitan energi  listrik  tidak  dapat  mencukupi  daya  yang  diperlukan oleh  konsumen.  Dengan  sistem  pengaturan  suplai  debit  air
sesuai  dengan  daya  yang  akan  dibangkitkan  yang  merujuk pada  beban  yang  sedang  digunakan.  Maka  dari  itu  pada penelitian ini memakai kendali PID untuk mengendalikan arah putaran  motor  DC  yang  diletakkan  pada  kran  pipa  air  agar dapat  mengatur  debit  air  yang  digunakan.  Karena  aliran  air dalam picohydro meningkat  atau  berkurang  tergantung  pada suplai  air  dari  keran  air,  kemungkinan  gangguan  lebih  besar. Jadi  untuk  membuat  kesalahan  minimal      Proportionality  - Integration  -  Derivative  controller  digunakan  dalam  kontrol governor.  Pengendali  PID  ini  adalah  parameter  D  bereaksi cepat  terhadap  perubahan  input  ke  controller,  parameter  I mengarahkan  nilai  kesalahan  ke  nol  dengan  meningkatkan sinyal  kontrol  dan  parameter  P  mengambil  tindakan  yang sesuai  untuk  mengendalikan  kesalahan.  Parameter  ini membantu  menentukan  perubahan  kecepatan  air  dari  nilai pengenalnya  sehingga  menerapkan  mekanisme  kontrol  untuk membuat  kecepatan  konstan  dan  menghilangkan  osilasi. Stabilitas sistem ditingkatkan oleh Derivatif yang memungkinkan  peningkatan  nilai  gain  K  dan  juga menghilangkan  konstanta  waktu  integral,  sehingga  kecepatan respons  pengontrol  meningkat.  Sinyal  ini  diperkuat  dan  arus listrik  ditransmisikan  ke  motor  servo  untuk  menghasilkan gerakan  yang  sebanding  dengan  sinyal  input.  Sensor  posisi melaporkan  status  aktual  motor.  Posisi  ini  dibandingkan dengan  nilai  input.  Kecepatan  kontrol  menghindari  panas sistem, meminimalkan kerugian dan juga menjaga suplai daya sesuai beban konsumen [1].
Peran utama dari parameter PID adalah Kp atau parameter proposional  mempercepat  kecepatan  respons  sistem  dan meningkatkan  akurasi  pengaturan  sistem.  Ki  atau  Parameter integral  peran  Ki  adalah  untuk  menghilangkan  kesalahan sistem. Semakin besar nilai Ki, semakin cepat kesalahan statis sistem  akan  dihapus.  Kd  atau  parameter  diferensial  adalah untuk  meningkatkan  kinerja  dinamis  sistem.  Jika  nilai  Kd terlalu  besar,  proses  respons  akan  direm  di  muka,  yang  akan memperpanjang  waktu  penyesuaian  sistem  dan  mengurangi kinerja  anti-gangguan  sistem.  nilai  Kp  dapat  mempercepat kecepatan  penyesuaian.  ketika  koefisien  integral  besar, overshoot  sistem  kurva  respons  juga  besar,  dan  waktu  yang diperlukan  untuk  kurva  respons  untuk  mencapai  nilai  stabil juga relatif panjang [2].
Desain kontroler PID untuk motor DC kontrol posisi sudut yang membuka dan  menutup hidrolik  pompa  pada kendaraan segala medan (ATV) disajikan. Sistem posisi sudut motor DC
biasanya dikontrol oleh kontrol derivatif integral proporsional (PID)  algoritma  dengan  koefisien  PID  disetel  untuk mengoptimalkan operasi. Tujuan pengontrol PID dalam suatu posisi sistem kontrol adalah mempertahankan posisi set-point pada  waktu  tertentu  dan  dapat  menerima  nilai  set-point  baru secara  dinamis.  Untuk  menerapkan  kontroler  PID  KP keuntungan  proporsional,  gain  integral  KI  dan  keuntungan derivatif KD harus ditentukan dengan hati-hati. mengendalikan motor DC tanpa menggunakan pengontrol PID akan  memberikan  beberapa  osilasi  dalam  sinyal  dan  karena sistemnya  nonlinier,  dikendalikan  oleh  fungsi  adalah  cara terbaik  untuk  mengendalikan  sistem  nonlinear  dan  PID controller  adalah  pilihan  terbaik  untuk  mencapai  tugas  ini [3][4].

## II. METODE PENELITIAN
Dengan  mengunakan  beberapa  alat  dan  bahan.  Pada hardware yang digunakan yaitu generator DC 500W 1500rpm sebagai  genrator  dari  PLTPH,  stop  keran  berukuruan  satu setengah  dim,  kemudian  pipa  dan  selang  untuk  mengalirkan air  ke  stop  keran.  Pada  sistem  kendalinya  menggunakan  dua sensor yaitu sensor tegangan dan sensor arus ACS712. Untuk pengendali  menggunakan  arduino  R3.  Untuk  penggerak  stop keran  sendiri  menggunakn  motor  dc  sistem  power  window. Sumber  yang  digunakan  untuk  motor  dc  menggunakan  accu 5A.  Kemudian  relay  dua  channel  digunakan  sebagai  driver dari  motor  dc.  Pada  bagian  software  yang  digunakan  yaitu program arduino.
Rancangan dari “Prototype Pengaturan Kecepatan generator  DC  Pembangkit  Listrik  Pycohydro  Kendali  PID” tersusun atas diagram alir sistem, blok diagram sistem, desain mekanik, dan desain sistem.

## A. Diagram Alir Sistem
Diagram  alir  seistem  menjelaskan  tentang  alur  dari  kerja sistem  secara  runtut  atau  berurutan  dari  awal  mula  sistem hingga  sistem  berakhir.  Berikut  ini  merupakan  diagram  alir (Flow  Chart)  dari  penelitian  tentang Prototype Pengaturan Kecepatan  generator  DC  Pembangkit  Listrik  Pycohydro Kendali PID.
Pada  Gambar  1  adalah  gambar  dari  diagram  alir  pada sistem, yang pertama mulai kemudian insialisasi data masukan dan  data  keluaran,  akan  di  proses  baca  serial,  ketika  serial lebih dari 1500 maka sistem akan menjalankan secara manual. Bila serial diberi nilai 2000 maka motor akan berhenti, apabila serial  diberi  nilai  2010  maka  motor  putar  kanan  dan  keran akan menutup, dan apabila serial 2030 maka motor putar kiri. Apabila serial dibawah 1500 maka dilanjutkan membaca nilai set  point .  Masukan  nila set  point tegangan  pada  penelitian digunakan  nilai set  point sebesar  12V.  Kemudian  PID  mulai proses  agar  tegangan  yang  dikeluarkan  sebesar  12V.  Ketika awal tegangan 0V maka nilai PID akan naik. Ketika nilai PID lebih besar dari pada sebelumnya maka motor akan putar kiri untuk  membuka  keran  air.  Ketika  nilai  PID  lebih  kecil  dari nilai  sebelumnya  maka  motor  akan  putar  kanan  untuk menutup  keran  air.  Dan  apabila  nilai  PID  tidak  berubah  atau sama dengan sebelumnya maka motor akan tetap diam.
Mulai Inisialisasi input/ output Tegangan SP = Serial - 1000 PID Apakah nilai PID > PID sebelumnya Motor putar kanan Baca serial <1500 = 2000 = 2010 = 2020 A C D E B D B IYA TIDAK B IYA TIDAK IYA IYA IYA TIDAK TIDAK TIDAK Apakah nilai PID < PID sebelumnya Apakah nilai PID = PID sebelumnya Selesai Motor putar kiri A B B IYA TIDAK IYA Berhenti C TIDAK E Gbr. 1 Diagram Alir Sistem

## B. Diagram Blok Sistem
Pada  diagram  blok  sistem  menjelaskan  hubungan  antara komponen penyusunnya yaitu generator DC, turbin air, pompa air,  kendali  PID,  arduino  uno  R3,  sensor  tegangan  power suuply dan beban.
Pada  Gambar  2  dapat  dilihat  bahwa  sistem  menggunakan kendali  PID  dengan  memanfaat  umpan  balik  dari  sensor, sehingga  membuat  respon  sistem  peka  terhadap  perubahan nilai set point yang ditentukan pada proses pembangkitan.

## Gbr. 2 Diagram Blok Sistem
Sistem  ini  juga  dapat  mengambil  aksi  perbaikan  terhadap suatu gangguan setelah gangguan tersebut mempengaruhi nilai dari  prosesnya.  Turbin  akan  disiram  air  dari  pompa  air sehingga turbin berputar dan generator DC menghasilkan daya yang menyalakan beban. Keluaran dari generator juga dibaca oleh  sensor  tegangan  dan  di  terima  oleh  arduino  uno  R3. Kendali PID akan merespon keluaran yang di baca dari sensor tegangan kemudian akan diambil keputusan oleh kendali PID berupa  keluaran  tegangan  yang  menyalakan  motor  DC  yang terhubung  pada  stop  keran  air.  Stop  keran  air  yang  terdapat dalam  mekanik  turbin  dapat  mengatur  keluarnya  air  yang diperlukan.

## C. Diagram Blok Kontrol
Pada  diagram  blok  kontrol  menunjukkan  bahawa penelitian  ini  menggunakan  kendali  loop  tertutup  dengan memanfaat  umpan  balik  dari  sensor,  sehingga  membuat respon  sistem  peka  terhadap  perubahan  internal  pada parameter  sistem  dan  gangguan  eksternal.  Sistem  ini  juga dapat  mengambil  aksi  perbaikan  terhadap  suatu  gangguan setelah gangguan tersebut mempengaruhi nilai dari prosesnya. Sistem kendali PID ini mengendalikan keluaran debit air agar sesuai  dengan  yang  diinginkan.  Dan  berfungsi  untuk memperbaiki  respon  dan  waktu  memulihkan  terhadap gangguan.
Gbr. 3 Diagram Blok Kontrol

## D. Sistem Mekanik
Pada  desain  mekanik  ini  akan  membahas  mengenai  desai turbin yang akan digunakan pada pembangkit listrik tenaga air
skala picohydro yang  akan  digunakan.  Dan  pada  subbab  ini akan  membahas  tentang  desain  mekanik  sistem  yang  akan membahas  tentang  keseluruhan  sistem  dan  cara  kerja  dari sistem yang akan digunakan .
Pada  Gambar  4.  merupakan  gambar  dari  mekanik pembangkit listrik tenaga pycohydro. Pada turbin terdapat tiga belas  sirip  turbin  yang  menampung  air  agar  turbin  dapat berputar.  Setiap  sirip  turbin  berukuran  panjang  15cm,  lebar 8cm, dan tinggi cekungan 5cm. Jarak sirip turbin satu ke sirip trubin  lain  adalah  15cm.  Puli  yang  terdapat  pada  sisi  turbin berukuran diameter 62cm  yang dihubungkan dengan van belt pada  puli  banding  dengan  diameter  32cm.  Puli  dengan diameter  32cm  dihubungkan  satu  poros  dengan  puli berdiameter  18cm  dan  puli  berdiameter  18cm  dihubungkan pada puli generator yang berdiameter 8cm.
Pada Gambar 5 merupakan gambar hubungan antara keran air  dan  motor  dc  sistem  power  window.  Pada  Sistem penggerak yang akan dikendalikan, Keran air dihungkan pada motor  dengan  menggunakan  gear.  Ketika  motor  dc  berputar kiri maka gear pada keran air akan berputar kekanan sehingga keran  air  semakin  menutup  dan  supply  air  pada  turbin semakin sedikit. Ketika motor dc berputar kekanan maka gear pada  keran  air  akan  berputar  kekiri  sehingga  keran  air  akan semakin terbuka dan supply air pada turbin semakin banyak.
Gbr. 4 Mekanik PLTPH
Gbr. 5 Penggerkan Kran Air

## E. Sistem Keseluruhan
Pada  gambar  6  menunjukkan  sistem  keseluruhan  dari Prototype Pengaturan  Kecepatan  Generator  DC  Pembangkit Listrik Picohydro kendali  PID.  Keluaran  dari  generator dihubungkan  pararel  pada  sensor  tegangan  dan  dihubungkan seri  pada  sensor  arus  kemudian  dihubungkan  pada  beban. Keluaran  pada  sensor  tegangan  dihubungkan  pada  pin  A0 arduino  uno  dan  pin  (+)  pada  sensor  tegangan  dihubungkan pada  pin  5v  arduino  uno.  Pin  (-)  pada  sensor  tegangan dihubungkan  pada  pin  GND  pada  arduino  uno.  Pin  out  dari sensor  arus  dihubungkan  pada  pin  A1  pada  arduino  uno.  Pin vcc  pada  sensor  arus  dihubungkan  pada  pin  5v  arduino  uno dan  pin  GND  pada  sensor  arus  dihubungkan  pada  pin  GND pada  arduino  uno.  Pada  relay  yang  digunakan  adalah  relay dengan dua chanel. Masukan relay satu dihubungkan pada  pin 3 arduino uno dan masukan relay dua dihubungkan pada pin 4 arduino  uno.  Accu  digunakan  untuk  sumber    tegagan  motor DC  yang  akan  menggerakkan  keran  air.  Sumber  tegangan berupa accu diatur  oleh relay yang  mendapat  masukan  dari arduino uno.
Gbr. 6 Sistem Keseluruhan

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembahasan  terdiri  dari  analisa  sensor  tegangan,  analisa sensor arus, dan analisa pengujian sistem kendali PID yang di implementasikan  pada  pembangkit  listrik  tenaga pycohydro . Pada pengujian pertama yaitu pengujian pada sensor tegangan yang  akan  digunakan  yaitu  vms  dengan  melakukan  sepuluh kali  percobaan  dengan  memberikan supply tegangan menggunakan power  supply .  Pada  pengujian  kedua  yaitu pengujian  pada  sensor  arus  yang  akan  digunakan  yaitu  acs. Pengujian  dilakukan  dengan  memberikan supply tegangan yang  didapat  dari power  supply dan  diberikan  beban  motor DC.  Pengujian  dilakukan  sebanyak  lima  kali  percobaan. Pengujian  yang  ketiga  adalah  pengujian  kendali  PID  pada pembangkit  listrik  tenaga pycohydro. Pengujian  dilakukan sebanyak  lima  kali  percobaan  dengan  beban  yang  berbeda- beda.  Yang  pertama  ketika  tanpa  beban,  kemudian  dengan beban  5W,  kemudian  ketika  beban  15W,  kemudian  ketika beban 30W, dan yang terakhir ketika beban 40W.
Pada  pengujan  sistem  PID  berfungsi  sebagai  pengatur putaran  motor  yang  menggerakan  stop  keran  air.  Nilai  Kp yang  digunakan  adalah  20 nilai  Ki  10  dan nilai  Kd  adalah 1. Untuk  mencapai  nilai  Kp,  Ki  dan  Kd  menggunakan  metode trial and error . Ketika nilai Kp terlalu besar maka over shoot terlalu  tinggi.  Ketika  nilai  Ki  terlalu  tinggi  maka  nilai  osilasi terlalu banyak. Pengendali motor yang digunakan pada sistem adalah  relay  dua  chanel.  Pada  rangkaian  relay  dua  input masukan relay  satu  dihubungkan pada  pin  3  arduino  uno dan masukan relay dua dihubungkan pada pin 4 arduino uno. Accu digunakan  untuk supply tegagan  motor  dc  yang  akan menggerakkan  keran  air.  Supply  dari  accu  diatur  oleh  relay yang  mendapat  masukan  dari  arduino  uno.  Ketika  tegangan kurang  dari  12V  maka    PID  akan  merespon  untuk  menaikan tegangan dan data yang dikirim pada relay adalah 0 pada relay chanel  satu  dan  1  pada  relay  chanel  dua,  maka  relay  pada chanel satu  yang tetap NC dan relay chanel dua yang semula NC  menjadi  NO  sehingga  motor  berputar  kekiri  dan  stop keran  semakin  terbuka  hingga  tegangan  kembali  pada  12V maka  PID  akan  berhenti  dan  data  yang  dikirim  pada  relay adalah  0  pada  relay  chanel  satu  dan  0  pada  relay  chanel  dua sehingga motor berhenti berputar. Apabila tegangan lebih dari 12V  maka  PID  akan  mersespon  untuk  menurunkan  tegangan dan  data  yang  dikirim  pada  relay  adalah  1  pada  relay  chanel satu dan 0 pada relay chanel dua, maka relay pada chanel satu aktif  dan  merubah  NC  menjadi  NO  dan  relay  chanel  dua kontak  NC  tetap  sehingga  motor  berputar  kekiri  dan  stop keran semakin menutup.

## A. Pengujian Sensor Tegangan
Pada  pengujian  ini  dilakukan  dengan  cara  memberikan supply  tegangan  yang  berbeda  beda  sensor.  Penguan  ini dilakukan sebanyak sepuluh kali percoban.
TABEL I K ALIBRASI S ENSOR T EGANGAN DARI A LAT U KUR

## Gbr. 7 Grafik Kalibrasi Sensor Tegangan
Pada tabel 1 didapat nilai tegangan berupa nilai ADC yang didapat dari serial monitor pada arduino R3. Setelah mendapat nilai  ADC  kemudian  dimasukan  pada  grafik  dan  didapat persamaan  y  =  0,0242x  +  0,1537.  Setiap  nilai  ADC dimasukan  pada  nilai  x  dalam  persamaan  tersebut.  Maka didapat nilai tegangan pada sensor yang terdapat pada Tabel 2.
Pengujian ini dilakukan dengan cara input sensor tegangan dihubungkan  pada power  supply output  +  dan  –  sensor tegangan dihubungkan pada avometer  dan pin  s dihubungkan pada  arduino  pin  A0.  Pada  saat supply 1,5V  pada  sensor didapat  1,61V  dan  error  persen  didapat  7,33%.  Pada  saat supply 2,3V  pada  sensor  didapat  2,4V  dan  error  persen didapat  4,34%.  Pada  saat supply 3,7V  pada  sensor  didapat 3,78V dan error persen didapat 2,16%. Pada saat supply 5,2V pada  sensor  didapat  5,25V  dan  error  persen  didapat  0,96%. Pada  saat supply 6,1V  pada  sensor  didapat  6,08V  dan  error persen  didapat  0,32%.  Pada  saat supply 7,4V  pada  sensor didapat  7,34V  dan  error  persen  didapat  0,81%.  Pada  saat supply 8,5V  pada  sensor  didapat  8,48V  dan  error  persen didapat  0,23%.  Pada  saat supply 9,7V  pada  sensor  didapat 9,62V dan error persen didapat 0,82%. Pada saat supply 11,5V pada  sensor  didapat  11,38V  dan  error  persen  didapat  1,04%. Pada saat supply 12,3V pada sensor didapat 12,16V dan error persen  didapat  1,13%.  E%  rata  rata  yang  didapat  adalah 1,91%.
TABEL II D ATA P ENGUJIAN S ENSOR T EGANGAN AVO (V) Sensor (V) E%
1,5 1,61 7,333333 2,3 2,4 4,347826 3,7 3,78 2,162162 5,2 5,25 0,961538 6,1 6,08 0,327869 7,4 7,34 0,810811 8,5 8,48 0,235294 9,7 9,62 0,824742 11,5 11,38 1,043478 12,3 12,16 1,138211 E% rata-rata 1,918527

## Gbr. 8 Grafik Pengujian Sensor Tegangan
Pada  gambar  8  merupakan  gambar  hasil  pengujian  dari sensor  tegangan.  Hasil  pembacaan  tegangan  menggunakan sensor dan hasil pembacaan tegangan menggunakan alat ukur yaitu  avometer  membentuk  garis  dengan  R²  =  1  yang  berarti semakin  nilai  R²  mendekati  atau  sama  dengan  angka  1  maka sensor tersebut dapat dikatakan semakin akurat.

## B. Pengujian Sensor Arus
Pada  pengujian  kedua  yaitu  pengujian  pada  sensor  arus yang  akan  digunakan  yaitu  acs.  Pengujian  dilakukan  dengan memberikan supply tegangan yang didapat dari power supply dan  diberikan  beban  berupa motor  DC.  Putaran  motor  DC  di tahan  dengan  tahanan  yang  berbeda  agar  arus  pada  motor berbeda-beda pula.
TABEL III D ATA P ENGUJIAN S ENSOR A RUS PADA A LAT U KUR ADC AVO (A)
511 0,13
514 0,23 516 0,3
520 0,42 525 0,6
Pada  Tabel  3  didapat  nilai  arus  berupa  nilai  ADC  yang didapat dari serial monitor pada arduino R3. Setelah mendapat nilai  ADC  kemudian  dimasukan  pada  grafik  dan  didapat persamaan y = 0,0333x – 16,878. Setiap nilai ADC dimasukan pada  nilai  x  dalam  persamaan  tersebut.  Maka  didapat tegangan pada sensor yang terdapat pada Tabel 4.
TABEL IV D ATA P ENGUJIAN S ENSOR A RUS PADA A LAT U KUR
AVO(A) SENSOR (A) E% 0,13 0,138 6,15 0,23 0,238 3,47 0,3 0,304 1,33 0,42 0,438 4,28 0,6 0,6045 0,75 E% rata-rata 3,20
Gbr. 10 Grafik Pengujian Sensor Arus
Setelah  nilai  ADC  didapat  dan  dimasukan  pada persamaan  yang  didapat  dari  agrfik  maka  didapat  nilai  arus dengan satuan A. Pada saat arus pada avometer 0,13A didapat pada sensor arus sebesar 0,138A dan E% sebesar 6,15%. Pada saat  arus  pada  avometer  0,23A  didapat  pada  sensor  arus sebesar  0,238A  dan  E%  sebesar  3,47%.  Pada  saat  arus  pada avometer  0,3A  didapat  pada  sensor  arus  sebesar  0,304A  dan E%  sebesar  1,33%.  Pada  saat  arus  pada  avometer  0,42A didapat  pada  sensor  arus  sebesar  0,438A  dan  E%  sebesar 4,28%.  Pada  saat  arus  pada  avometer  0,6A  didapat  pada sensor  arus  sebesar  0,604A  dan  E%  sebesar  0,75%.  Dan  E% rata-rata didapat sebesar 3,20%.
Pada  gambar  10  merupakan  gambar  hasil  pengujian  dari sensor  arus.  Hasil  pembacaan  arus  menggunakan  sensor  dan hasil  pembacaan  arus  menggunakan  alat  ukur  yaitu  avometer membentuk  garis  dengan  R²  =  0,999  yang  berarti  semakin nilai  R²  mendekati  atau  sama  dengan  angka  1  maka  sensor tersebut dapat dikatakan semakin akurat

## C. Pengujian Keseluruhan
Pada  pengujian  keseluruhan  ada  beberapa  kondisi  yang diberikan pada sistem yaitu kondisi pertama pengujian ketika tanpa  beban.  Ketika  sistem  tanpa  bebabn  pengujan  dilakuan selam 25 detik. Setelah itu dilakukan pengujian dengan diberi beban  5W,  pengujian  dilakukan  selama  75  detik.  Kemudian pengujian yang dilakukan dengan memberi beban pada sistem sebesar 15W, pengujian dilakukan selama 75 detik. Setelah itu kondisi yang keempat dengan memberikan beban pada sistem sebesar  30W,  pengujian  dilakukan  selama  75  detik.  Pada pengujian yang terakhir yaitu dengan cara memberikan beban pada sistem sebesar 40W.

## Pengujian Tanpa Beban
Pada  pengujian  yang  pertama,  kondisi  yang  diterima  pada sistem  adalah  ketika  sistem  tanpa  diberi  beban.  Pengujian dilakukan dari ketika sistem dalam keadaan mati.
Gbr. 11 Grafik Pengujian Tegangan Tanpa Beban
Pada  gambar  11  dapat  dilihat  bahwa  ketika  sistem  tanpa beban  teganan  yang  dicapai  adalah  tegangan set  poin yaitu 12V.  Pada grafik dapat diketahui bahwa nilai sebesar 2.82 detik, untuk   diketahui 4,04 detik, dan sebesar 0,9 detik.

## Gbr. 12 Grafik Pengujian Respon PID Tanpa Beban
Pada  gambar  12  dapat  diketahui  bahwa  nilai sebesar
2.54  detik,  untuk diketahui  3.9  detik,  dan sebesar  0,6 detik.

## Pengujian dengan Beban 5W
Pada  pengujian  sistem  yang  kedua,  sistem  akan  diberi beban  berupa  lampu  DC  sebesar  5W.  Pengujian  dilakukan dengan  cara  memberi  beberapa  kondisi  pada  sistem  yaitu sistem  akan  diberi  beban  sebesar  5W  sebanyak  dua  kali  dan beban  akan  dilepas  sebanyak  satu  kali.  Pengambilan  data dilakukan  pada  saat  sistem  dalam  kondisi  mati  kemudian setelah  sistem  stabil  maka  sistem  akan  diberi  beban,  setelah berapa  detik  beban  akan  dilepas  dan  yang  terakhir  setelah beberapa detik kemudian beban akan dipasang kembali.
Pada  gambar  13  dapat  diketahui  bahwa  nilai sebesar 2.85 detik, untuk   diketahui 4,06 detik, dan sebesar 0,92 detik. Pada detik 12,51 detik sistem diberi beban sebesar 5 W. Tegangan  akan  turun  hingga  10,47  V  pada  detik  13,3  detik dan  kembali  menjadi  12  V  pada  saat  14,83  detik.  Sehingga sistem mengalami penurunan tegangan hingga mencapai stabil
12V  kembali  selama  2,32  detik.  Pada  saat  37,46  detik  beban dilepas  dan  tegangan  naik  pada  hingga  13,51  V  pada  saat 38,15 detik kemudian kembali menjadi 12 V pada 40,26 detik. Sistem mengalami kenaikan tegangan hingga mencapai stabil selama  2,8  detik.  Pada  detik  62,21  detik  beban  kembali dipasang maka tegangan akan turun hingga 10,61V pada saat 63,09 detik dan kembali menjadi stabil pada saat 65,08 detik. Sistem mengalami penurunan tegangan hingga kembali stabil selama 2,87 detik.
Pada  gambar  14  dapat  diketahui  bahwa  nilai sebesar 2.54 detik, untuk   diketahui 3,70 detik, dan sebesar 0,62 detik.  Pada  saat  sistem  stabil  pada  12,66  detik  Respon  PID mulai  meningkat  karna  sistem  diberi  beban  sebesar  5  W. Respon  PID  akan  naik  hingga  stabil  dengan  nilai  keluaran 125,36 pada saat 16,84 detik dan sistem kembali stabil dengan beban  5W.  Ketika  beban  dipasang  maka  respon  PID  akan meningkat  hingga  sistem  kembali  stabil  selama  4,18  detik. Pada saat 37,72 detik respon pid mengalami penurunan karna beban  dilepas.  Keluaran  PID  turun  hingga  stabil  kembali dengan nilai keluaran 111,54 Pada saat 40,79 detik dan sistem kembali  stabil  dengan  tanpa  beban.  Ketika  beban  dilepas keluaran PID mengalami penurunan, keluaran PID mengalami penurunan  hingga  sistem  stabil  selama  3,07  detik.  Pada  saat 62,59  detik  keluaran  PID  mengalami  kenaikan  karena  beban kembali  dipasang  hingga  stabil  kembali  dengan  keluaran 125,20  pada  saat  67,53  detik.    Sistem  kembali  Stabil  dengan beban  15  W.  waktu  yang  diperlukan  sistem  untuk  stabil kembali selama 4,95 detik.
Gbr. 13 Grafik Pengujian Tegangan dengan Beban 5W
Gbr. 14 Grafik Pengujian Respon PID dengan Beban 5W

## Pengujian Dengan Beban 15W
Pada  pengujian  sistem  yang  ketiga,  sistem  akan  diberi beban  berupa  lampu  DC  sebesar  15W.  Pengujian  dilakukan dengan  cara  memberi  beberapa  kondisi  pada  sistem  yaitu sistem akan diberi beban sebesar 15W sebanyak dua kali dan beban  akan  dilepas  sebanyak  satu  kali.  Pengambilan  data dilakukan  pada  saat  sistem  dalam  kondisi  mati  kemudian setelah  sistem  stabil  maka  sistem  akan  diberi  beban,  setelah berapa  detik  beban  akan  dilepas  dan  yang  terakhir  setelah beberapa detik kemudian beban akan dipasang kembali.
Pada  gambar  15  dapat  diketahui  bahwa  nilai sebesar 2.87 detik, untuk   diketahui 4,02 detik, dan sebesar 0,93 detik.  Pada  saat  sistem  stabil  pada  detik  12,51  detik  sistem diberi beban sebesar 15 W. Tegangan akan turun hingga 8,73 V pada detik 13,12 detik dan kembali menjadi 12 V pada saat 16,33  detik  dan  sistem  stabil  dengan  beban  15W.  sehingga sistem mengalami penurunan tegangan hingga mencapai stabil 12V  kembali  selama  3,82  detik.  Pada  saat  37,54  detik  beban dilepas  dan  tegangan  naik  pada  hingga  15,00  V  pada  saat 38,18  detik  kemudian  kembali  menjadi  12  V pada  saat  40,34 detik.  Ketika  beban  dilepas  tegangan  mengalami  kenaikan, sistem  mengalami  kenaikan  tegangan  hingga  mencapai  stabil selama 2,80 detik. Pada saat detik 62,51 detik beban kembali dipasang  maka  tegangan  akan  turun  hingga  8,78V  pada  saat 63,13 detik dan kembali menjadi stabil pada saat 65,88 detik. Sistem mengalami penurunan tegangan hingga kembali stabil selama 3,37 detik.
Gbr. 15 Grafik Pengujian Tegangan dengan Beban 15W
Gbr. 16 Grafik Pengujian Respon Pengujian Respon PID dengan Beban 15 W
Pada  gambar  16  dapat  diketahui  bahwa  nilai sebesar
2.52  detik,  untuk diketahui  3,77  detik,  dan sebesar  0,6 detik.  Pada  saat  sistem  stabil  pada  12,52  detik  Respon  PID mulai  meningkat  karna  sistem  diberi  beban  sebesar  15  W. Respon  PID  akan  naik  hingga  142,01  pada  saat  17,00  detik dan  stabil  dengan  beban  15W.  Ketika  beban  dipasang  maka respon  PID  akan  meningkat  hingga  sistem  kembali  stabil selama  4,48  detik.  Pada  saat  37,63  detik  respon  PID mengalami  penurunan  karna  beban  dilepas.  Keluaran  PID turun hingga 111,84 Pada saat 40,71 detik dan stabil kembali dengan  sistem  tanpa  beban.  Ketika  beban  dilepas  keluaran PID  mengalami  penurunan,  keluaran  PID  mengalami penurunan  hingga  sistem  stabil  selama  3,08  detik.  Pada  saat 62,59  detik  keluaran  PID  mengalami  kenaikan  karena  beban kembali  dipasang  hingga  142,09  pada  saat  67,27  detik  dan stabil  dengan  beban  15W.  sistem  mengalami  kenaikan keluaran PID ketika beban dipasang hingga stabil selama 4,68 detik.

## Pengujian Dengan Beban 30W
Pada  pengujian  sistem  yang  keempat,  sistem  akan  diberi beban  berupa  lampu  DC  sebesar  30W.  Pengujian  dilakukan dengan  cara  memberi  beberapa  kondisi  pada  sistem  yaitu sistem akan diberi beban sebesar 30W sebanyak dua kali dan beban  akan  dilepas  sebanyak  satu  kali.  Pengambilan  data dilakukan  pada  saat  sistem  dalam  kondisi  mati  kemudian setelah  sistem  stabil  maka  sistem  akan  diberi  beban,  setelah berapa  detik  beban  akan  dilepas  dan  yang  terakhir  setelah beberapa detik kemudian beban akan dipasang kembali.
Gbr. 17 Grafik Pengujian Tegangan dengan Beban 30 W
Gbr. 18 Grafik Pengujian Respon PID dengan Beban 30 W
Pada  gambar  17  dapat  diketahui  bahwa  nilai sebesar
2.83 detik, untuk   diketahui 4,00 detik, dan sebesar 0,89 detik.  Pada  saat  sistem  stabil  pada  detik  12,51  detik  sistem diberi beban sebesar 30 W. Tegangan akan turun hingga 7,4 V pada detik 13,14 detik dan kembali stabil menjadi 12 V pada saat 16,21 detik dan sistem stabil dengan beban 15W. Sistem mengalami  penurunan  tegangan  hingga  mencapai  stabil  12V kembali selama 3,7 detik. Pada saat 37,51  detik beban dilepas dan  tegangan  naik  pada  hingga  16,2  V  pada  saat  38,18  detik kemudian kembali menjadi 12 V pada saat 40,71 detik. Ketika beban  dilepas  tegangan  mengalami  kenaikan,  sistem mengalami kenaikan tegangan hingga mencapai stabil selama 3,2 detik. Pada saat detik 62,51 detik beban kembali dipasang maka tegangan akan turun hingga 7,5V pada saat 63,16 detik dan  kembali  menjadi  stabil  pada  saat  66,69  detik.  Sistem mengalami penurunan tegangan hingga kembali stabil selama 4,18 detik.
Gambar  18  dapat  diketahui  bahwa  nilai sebesar  2.52 detik, untuk   diketahui 3,74 detik, dan sebesar 0,64 detik. Pada  saat  sistem  stabil  pada  12,52  detik  Respon  PID  mulai meningkat  karna  sistem  diberi  beban  sebesar  30  W.  Respon PID  akan  naik  hingga  stabil  kembali  pada  keluaran  155,10 pada  saat  17,86  detik  dan  stabil  dengan  beban  30W.  Ketika beban  dipasang  maka  respon  PID  akan  meningkat  hingga sistem kembali stabil selama 5,34 detik. Pada saat 37,63 detik respon  PID  mengalami  penurunan  karna  beban  dilepas. Keluaran  PID  turun hingga  111,26  Pada  saat  41,57  detik  dan stabil  kembali  dengan  sistem  tanpa  beban.  Ketika  beban dilepas  keluaran  PID  mengalami  penurunan,  keluaran  PID mengalami penurunan hingga sistem stabil selama 3,94 detik. Pada  saat  62,59  detik  keluaran  PID  mengalami  kenaikan karena  beban  kembali  dipasang  hingga  stabil  kembali  pada keluaran 155,65 pada saat 69,18 detik dan stabil dengan beban 30W.  sistem  mengalami  kenaikan  keluaran  PID  ketika  beban dipasang hingga stabil kembali selama 6,59 detik.

## Pengujian Dengan Beban 40W
Pada  pengujian  sistem  yang  kelima,  sistem  akan  diberi beban  berupa  lampu  DC  sebesar  40W.  Pengujian  dilakukan dengan  cara  memberi  beberapa  kondisi  pada  sistem  yaitu sistem akan diberi beban sebesar 40W sebanyak dua kali dan beban  akan  dilepas  sebanyak  satu  kali.  Pengambilan  data dilakukan  pada  saat  sistem  dalam  kondisi  mati  kemudian setelah  sistem  stabil  maka  sistem  akan  diberi  beban,  setelah berapa  detik  beban  akan  dilepas  dan  yang  terakhir  setelah beberapa detik kemudian beban akan dipasang kembali.
Gbr. 19 Grafik Pengujian Tegangan dengan Beban 40 W

## Gbr. 20 Grafik Pengujian Respon PID Beban 40 W
Pada  gambar  19  dapat  diketahui  bahwa  nilai sebesar 2.80  detik,  untuk diketahui  4,06  detik,  dan sebesar  0,9 detik.  Pada  saat  sistem  stabil  pada  saat  12,51  detik  sistem diberi beban sebesar 40 W. Tegangan akan turun hingga 6,82 V  pada  detik  13,16  detik  dan  kembali  stabil  menjadi  12  V pada  saat  18,09  detik  dan  sistem  stabil  dengan  beban  40W. Sistem  mengalami  penurunan  tegangan  hingga  mencapai stabil  12V  kembali  selama  5,58  detik.  Pada  saat  37,53  detik beban  dilepas  dan  tegangan  naik  pada  hingga  16,82  V  pada saat  38,15  detik  kemudian  kembali  menjadi  12  V  pada  saat 40,92  detik.  Ketika  beban  dilepas  tegangan  mengalami kenaikan,  sistem  mengalami  kenaikan  tegangan  hingga mencapai stabil selama 3,39 detik. Pada saat detik 62,13 detik beban  kembali  dipasang  maka  tegangan  akan  turun  hingga 6,94V pada saat 63,17 detik dan kembali menjadi stabil pada saat  67,31  detik.  Sistem  mengalami  penurunan  tegangan hingga kembali stabil selama 5,18 detik.
Pada  Gambar  20  merupakan  grafik  keluaran  PID  ketika menggunakan  beban  sebesar  40  W.  Pada  grafik  dapat diketahui  bahwa  nilai sebesar  2.55  detik,  untuk diketahui  3,78  detik,  dan sebesar  0,64  detik.  Pada  saat sistem  stabil  pada  12,56  detik  Respon  PID  mulai  meningkat karna sistem diberi beban sebesar 40W. Respon PID akan naik hingga  stabil  kembali  pada  keluaran  162,00  pada  saat  17,93 detik  dan  stabil  dengan  beban40W.  Ketika  beban  dipasang maka  respon  PID  akan  meningkat  hingga  sistem  kembali stabil  selama  5,97  detik.  Pada  saat  37,63  detik  respon  PID mengalami  penurunan  karna  beban  dilepas.  Keluaran  PID turun  hingga  stabil  kembali  pada  keluaran  110,67  Pada  saat 42,18  detik  dan  stabil  kembali  dengan  sistem  tanpa  beban. Ketika  beban  dilepas  keluaran  PID  mengalami  penurunan, keluaran  PID  mengalami  penurunan  hingga  sistem  stabil selama  4,55  detik.  Pada  saat  62,59  detik  keluaran  PID mengalami  kenaikan  karena  beban  kembali  dipasang  hingga stabil kembali pada keluaran 161,46 pada saat 69,33 detik dan stabil  dengan  beban  40W.  sistem  mengalami  kenaikan keluaran  PID  ketika  beban  dipasang  hingga  stabil  kembali selama 6,74 detik.
Perbandingan Mencapai Steady State
Pada  setiap  pengujian  tegangan  ketika  sistem  diberi  beban maka  tegangan  akan  mengalami  penurunan  sesaat  dan kembali  pada  kondisi steady  state dan  apabila  beban  dilepas
ketika  sistem  sudah  dalam  kondisi  stead  state  dengan  beban, maka  sistem  mengalami  kenaikan  tegangan  sesaat  dan kembali dalam kondisi steady state tanpa beban.
Pada gambar 21 dapat dilihat bahawa pada setiap pengujian sistem  dengan  beban  yang  berbeda-beda,  kenaikan  atau penurunan  tegangan  yang  terjadi  ketika  sistem  diberi  beban atau melepas memiliki nilai yang berbeda beda sesuai dengan besar beban yang diberikan atau dilepas. Semakin besar beban maka kenaikan atau penurunan tegangan semakin besar pula.
Gbr. 21 Perbandingan Tegangan Mencapai Steady State

## IV. KESIMPULAN (PENUTUP)
Keluaran dari  generator dapat kembali stabil ketika beban berubah-ubah  dengan  waktu  yang  berbeda  beda.  Pada pengujian dengan  beban  5W  waktu  rata  rata  yang diperlukan untuk  mencapai  pada  kondisi steady  state kembali  adalah 2,663  detik.  Pada  pengujian  dengan  beban  15W  waktu  rata rata yang diperlukan untuk mencapai pada kondisi steady state kembali adalah 3,33 detik. Pada pengujian dengan beban 30W waktu rata rata yang diperlukan untuk mencapai pada kondisi steady state kembali adalah 3,93 detik. Pada pengujian dengan beban  40W  waktu  rata  rata  yang  diperlukan  untuk  mencapai pada  kondisi  steady  state  kembali  adalah  4,71  detik.  Respon PID berbanding terbalik dengan nilai tegangan. Ketika sistem dalam steady  state kemudian  diberi  beban  maka  sistem  akan mengalami  penurunan  tegangan  dan  respon  PID  akan  naik untuk  menstabilkan  sistem  sehingga  kembali  dalam steady state .  Ketika  sistem  sudah  dalam steady  state dengan  beban, kemudian  beban  dilepas  maka  sistem  akan  mengalami kenaikan  tegangan  dan  respon  PID  akan  menurun  untuk menstabilkan  sistem  kembali.  Kendali  PID  membutuhkan waktu  yang  berbeda  beda  untuk  menstabilkan  sistem berdasarkan nilai beban yang berubah juga.

## R EFERENSI
[1] Roshni Bhoi, Dr. S.M. Al. 2014.  Simulation for Speed Control of the Small  Hydro  Power  Plant  Using  PID  Controllers.  India:  Yr  M.  Tech (Power & Energy System)
[2] He  Chun-hong1,  Ren  Bin.  2018. Design  of  DC  Motor  Speed Regulation  System  Based  on  ARM . China:  Dongguan  University  of Technology Dongguan
[3] Khaled  sailan,  Prof.  Dr.-Ing.  Klaus-Dieter  Kuhnert.  2013.  De  DC Motor  Angular  Position  Control  using  PID  Controller  for the  porpuse of  controlling  the  Hydraulic  Pump.  Germany:  Siegen  University Hölderlinst
[4] Widjonarko,  Rudy  Soenoko,  dkk.  2019. Comparison  of  Intelligence Control  Systems  for  Voltage  Controlling  on  Small  Scale  Compressed Air  Energy  Storage .  Indonesia:  Energy  Conversion,  Electrical Engineering Departement, Universitas Jember