Abstrak—Kursi  roda  merupakan  salah  satu  alat  bantu  yang paling  sering  digunakan  penyandang  disabilitas  untuk meningkatkan
mobilitas
pribadi mereka.
Seiring berkembangnya teknologi, inovasi kursi roda mulai bermunculan. Seperti kursi roda yang dikombinasikan dengan tricycle. Karena ditujukan untuk penggunaan jarak menengah hingga jarak jauh, inovasi ini memerlukan kecepatan yang lebih tinggi.  Oleh  karena  itu,  motor  brushless  DC  (BLDC)  hadir sebagai pengganti motor DC konvensional yang selama ini telah banyak diimplementasikan karena memiliki karakteristik torsi yang  lebih  baik,  respons  dinamis  tinggi,  efisiensi  tinggi,  umur operasi  yang  panjang,  rentang  kecepatan  tinggi,  serta  biaya perawatan  rendah.  Kendati  demikian,  motor  brushless  DC memiliki  kekurangan  pada  mekanisme  pengendaliannya  yang cukup sulit dan rumit karena tidak memiliki brush (sikat) yang menunjang  proses  komutasi.  Oleh  karena  itu,  pada  penelitian ini  dirancang  sebuah  instrumen  yang  dapat  digunakan  untuk karakterisasi  motor  brushless  DC  sekaligus  perancangan  dan implementasi  pengendali  PID  sebagai  kontrol kecepatan kursi roda  tricycle  untuk  memenuhi  kebutuhan  tingkat  keamanan yang tinggi pada teknologi asistif tersebut. Dari penelitian yang dilaksanakan,  instrumen  yang  dirancang  berhasil  digunakan untuk  melakukan  pengambilan  data.  Selain  itu,  instrumen melakukan  karakterisasi  terhadap  motor  listrik  brushless  DC dari kursi roda tricycle yang diteliti dengan baik. Lebih lanjut, pengendali  PID  yang  dirancang  berdasarkan  data  yang diperoleh  saat  karakterisasi  dapat  dijalankan  oleh  instrumen. Dari  percobaan  didapatkan  parameter 𝑲 𝒑 , 𝑲 𝒊 ,  dan 𝑲 𝒅 yang terbaik  adalah  0,2,  0,00012,  dan  0,0035  dibandingkan parameter  yang  lain  dengan  RMSE  dari  hasil  step  response sebesar  294,09.  Setelah  diimplementasikan,  pengendali  PID yang  dirancang  mampu  mengendalikan  kecepatan  motor. Meskipun  memiliki  performa  yang  kurang  baik,  nilai  aktual yang dibaca oleh sensor ditunjukkan perlahan-lahan mendekati nilai referensi yang diberikan.
Kata Kunci—Kursi Roda, Motor Brushless DC, Pengendali PID, Tricycle.

## I. PENDAHULUAN
URSI roda merupakan salah satu alat bantu yang paling sering  digunakan  penyandang  disabilitas  untuk meningkatkan  mobilitas  mereka.  Kursi  roda  juga  telah menjadi  kebutuhan  mereka  agar  dapat  menikmati  hak  asasi sebagai manusia, mendapatkan hidup yang bermartabat, serta mampu menjadi bagian dari masyarakat yang lebih produktif [1]. World Health Organization (WHO) memperkirakan, ada lebih dari 70 juta orang di seluruh dunia membutuhkan kursi roda,  yang  mana  hanya  5-15%  di  antaranya  yang  memiliki akses untuk mendapatkan kursi roda tersebut [2]. Kebutuhan
akan  kursi  roda  diperkirakan  akan  terus  mengalami peningkatan.  Hal  tersebut  lantaran  jumlah  penduduk  lanjut usia  (di  atas  60  tahun)  diperkirakan  akan  terus  mengalami peningkatan selama beberapa dekade mendatang khususnya di  negara  berkembang  [3]  dan  meningkatnya  prevalensi cedera  yang  diakibatkan  oleh  kecelakaan  lalu  lintas, kekerasan,  jatuh,  perang  dan  bencana  alam  [5]–[7].  Oleh karena itu, sangat penting memastikan bahwa cukup banyak kursi roda yang dapat disediakan.
Seiring  berkembangnya  teknologi,  penelitian  yang berkaitan  dengan  peningkatan  kualitas  teknologi  asistif tersebut melahirkan inovasi kursi roda yang dikombinasikan dengan tricycle [8]–[13].  Inovasi  tersebut  hadir  karena kebutuhan  mobilitas  jarak  menengah  hingga  jarak  jauh pengguna  kursi  roda  konvensional  dengan  roda  berjumlah empat tidak dapat terpenuhi [13]. Karena kebutuhan tersebut, inovasi  jenis  ini  memerlukan  kecepatan  yang  lebih  tinggi dibandingkan kursi roda dengan roda berjumlah empat pada umumnya.  Oleh  karena  itu,  motor brushless DC (BLDC) hadir sebagai pengganti motor DC konvensional yang selama ini telah banyak diimplementasikan pada kursi roda elektrik [14]  karena  memiliki  kelebihan  berupa  karakteristik  torsi yang lebih baik, respons dinamis tinggi, efisiensi tinggi, umur operasi  yang  panjang,  rentang  kecepatan  tinggi,  serta  biaya perawatan rendah [15].
Kendati demikian, meski memiliki banyak keunggulan jika dibandingkan  dengan  motor  DC  konvensional,  motor Brushless DC memiliki  kekurangan  pada  mekanisme pengendaliannya  yang  cukup  sulit  dan  rumit  karena  tidak memiliki brush (sikat) yang menunjang proses komutasi [16]. Untuk mengembangkan sistem kontrol yang memungkinkan kursi  roda  dapat  beroperasi  dengan  mulus  dan  stabil, kecepatan menjadi variabel kontrol yang paling umum [17]. Beberapa  tahun  terakhir,  berbagai  solusi  kontrol  modern diusulkan untuk desain kontrol kecepatan motor BLDC [18]. Namun,  sistem  pengendalian  menggunakan  algoritma  PID masih  menjadi  yang  cukup  sering  digunakan  karena sederhana, stabil, penyesuaian mudah, dan keandalan tinggi [19].
Berdasarkan  hal  tersebut,  peneliti  bermaksud  merancang sistem  yang  dapat  digunakan  untuk  karakterisasi  sekaligus perancangan  dan  implementasi  pengendali  PID  sebagai kontrol  kecepatan  motor Brushless DC pada  kondisi  tanpa beban  untuk  nantinya  diimplementasikan  pada  kursi  roda tricycle sebagaimana  kebutuhan  tingkat  keamanan  yang tinggi pada teknologi asistif.

## Sistem Karakterisasi dan Perencanaan Pengendali PID sebagai Kontrol Kecepatan Motor Brushless DC untuk Kursi Roda Tricycle
Dzikrur Rohmani Zuhkrufur Rifqi Muwafiqul Hilmi 1 , Achmad Arifin 1 , dan Andhika Estiyono 2 1 Departemen Teknik Biomedik, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
2 Departemen Desain Produk Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : andhikae@prodes.its.ac.id
K

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Kursi Roda Tricycle
Jenis  kendaraan  dengan  roda  berjumlah  tiga  ( tricycle ) muncul  lantaran  kebutuhan  mobilitas  jarak  jauh  dari penyandang  disabilitas  tungkai  bawah  tidak  dapat diakomodasi  oleh  kursi  roda  [13].  Berdasarkan  sistem penggeraknya,  ada  dua  jenis tricycle ,  yaitu tricycle yang digerakkan  secara  manual  seperti  pada  dan tricycle yang digerakkan menggunakan motor seperti pada Gambar 1 .
B. Motor Brushless DC (BLDC)
Motor Brushless DC telah  banyak  digunakan  di  industri, karena  memiliki  karakteristik  torsi  yang  baik,  respons dinamis tinggi, efisiensi tinggi, umur operasi yang panjang, rentang kecepatan tinggi, serta biaya perawatan rendah [15]. Pada  motor  DC  konvensional,  arus  dikonduksi  ke  koil menggunakan brush (sikat). Sedangkan pada motor brushless DC,  proses  komutasi  dilakukan  oleh  saklar  elektronik  yang melakukan proses konduksi arus berdasarkan posisi rotor.
C. Pengendali  PID  sebagai  Kontrol  Kecepatan  Motor Brushless DC
Desain  motor  BLDC melibatkan  proses  yang  rumit
meliputi pemodelan, pemilihan skema kontrol, simulasi dan penyetelan parameter. Berdasarkan studi literatur yang telah dilakukan,  berbagai  solusi  kontrol  modern  diusulkan  untuk perancangan kendali kecepatan kendali motor Brushless DC [20].  Meskipun  telah  hadir  berbagai  solusi  baru,  algoritma pengendali PID masih menjadi yang cukup sering digunakan karena sederhana, stabil, penyesuaian mudah, dan keandalan tinggi [19].
Pustaka  [21]  mengusulkan  pengendali  PID  melalui modifikasi  yang  dapat  meningkatkan  pengaturan  kecepatan motor brushless DC.  Dalam  hal  ini  parameter  dapat  disetel pada momen aktual di bawah operasi pengendali PID. Demi
Gambar  4.  Perkembangan  hingga  saat  ini  kursi  roda tricycle yang  akan digunakan pada penelitian ini.
------------------ (a) ------------------------------------ (b) Gambar 5. Motor listrik brushless DC (a) serta motor driver (b) salah satu komponen penting dalam penelitian.
Gambar 6. Baterai dari kursi roda tricycle.
---------------------- (a) --------------------------------------- (b) Gambar 1. Tricycle manual yang digerakkan menggunakan kekuatan tangan [7]  (a)  dan tricycle bermotor  yang  digerakkan  menggunakan  tenaga  surya [11] (b).
Gambar 2. Diagram alir proses pembuatan instrumen pengambilan data.
Gambar 3. Pengaturan pin dan periferal dari mikrokontroler STM32F103C8T6 pada STM32CubeMX.
fungsi  yang  lebih  baik  dari  skema,  pengendali  PID memerlukan  input  dan  peningkatan membership  function [22].  Pada  saat  yang  sama,  satu  set  nilai  diterapkan  untuk koefisien konstanta pengendali PID yang mana ialah 𝐾 𝑝 , 𝐾 𝑖 , dan 𝐾 𝑑 .
Tujuan dari penelitian tersebut adalah untuk menunjukkan respons  dinamis  terhadap  hasil  penyetelan  cepat  dari pengendali  PID  termodifikasi  yang  diusulkan  yang  dapat membantu mengontrol kecepatan motor dan mempertahankan  kecepatan  konstan  selama  perubahan beban. Dengan demikian, regulator PID dapat meningkatkan kinerja  motor Brushless DC secara  keseluruhan.  Hasil simulasi  menunjukkan  bahwa  fungsi  kontroler  PID  dapat diberikan dengan kinerja kontrol yang lebih baik [23].

## III. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Objek Penelitian
Objek  penelitian  yang  akan  digunakan  pada  pengerjaan mata  kuliah  Tugas  Akhir  kali  ini  secara  umum  adalah komponen dari kursi roda tricycle yang telah dikembangkan untuk  tujuan  penelitian  di  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember  (ITS).  Tim  peneliti  yang  telah  mengambangkan alat bantu mobilitas tersebut antara lain adalah Dr. Achmad Arifin S.T., M.Eng. dan Andhika Estiyono, S.T., M.T. yang masing-masing  berasal  dari  Departemen  Teknik  Biomedik dan Departemen Desain Produk Industri.
Kursi  roda tricycle tersebut  memiliki  3  roda  yang  terdiri
dari  satu  roda  depan  dan  dua  roda  belakang.  Kursi  roda tricycle tersebut digerakkan oleh motor listrik Brushless DC yang  ditenagai  4  baterai  yang  masing-masing  memiliki kapasitas  sebesar  12  Volt  (V)  dan  dengan  25  Ampere  hour (Ah). Saat ini kursi roda tricycle tersebut sedang dalam tahap penyempurnaan menuju desain yang direncanakan. Perkembangan  terakhir  dari  proses  pengerjaan  kursi  roda tricycle tersebut ditunjukkan pada Gambar 4.
Lebih  lanjut  komponen  penting  dari  kursi  roda tricycle tersebut  yang  kemudian  akan  dijadikan  sebagai  objek penelitian  pada  pelaksanaan  Tugas  Akhir  kali  ini  adalah motor listrik Brushless DC serta motor driver produksi brand Yalu, dan baterai SOLANA 6-DZF-20, yang secara berturut- turut ditunjukkan pada Gambar 5 dan 6.

## B. Perancangan Perangkat Keras
Agar dapat berjalan, sistem karakterisasi motor listrik kursi roda tricycle membutuhkan  sebuah  instrumen  pengukur RPM. Instrumen tersebut akan digunakan untuk menghitung kecepatan  yang  dihasilkan  oleh  motor Brushless DC yang digunakan.  Instrumen  tersebut  sekaligus  akan  digunakan sebagai  sarana  implementasi  pengendali  PID  dalam mengendalikan  kecepatan  motor  listrik Brushless DC yang rencananya  akan  digunakan  sebagai  penggerak  kursi  roda tricycle .
Proses  pembuatan  instrumen  tersebut  mengikuti  diagram alir yang terdapat pada Gambar 7. Sebagaimana ditunjukkan pada  diagram  alir,  proses  pembuatan  dimulai  dengan perencanaan  yang  meliputi  memperkirakan  fungsi-fungsi yang dibutuhkan agar sistem mampu melaksanakan tugasnya. Selain  itu,  pada  proses  ini  juga  dilakukan  pemilihan komponen-komponen  yang  diperlukan  agar  fungsi-fungsi yang dibutuhkan oleh sistem dapat dilakukan.
Dari perencanaan yang telah dilakukan, proses pengerjaan instrumen  membutuhkan  beberapa  komponen,  di  antaranya STM32F103C8T6 bluepill ,  XL7015  DC to DC Converter Step-down  Module , MicroSD  Card  Module ,  Sensor optocoupler FC-03, LDC, dan beberapa komponen tambahan lain.
Gambar 7. Diagram alir proses pembuatan instrumen pengambilan data.
Gambar 8. Wiring diagram dari instrumen yang dibuat.
------------------- (a) ------------------------------------ (b)
Gambar  9.  Tampak  atas  (a)  serta  tampak  samping  (b)  dari  instrumen yang digunakan pada penelitian ini.
Gambar 10. Hasil percobaan dari pengujian instrumen yang terdapat pada micro SD card.
Setelah  komponen-komponen  tersebut  siap,  kemudian komponen akan dirangkai seperti pada wiring diagram yang ditunjukkan  pada  Gambar  8  sehingga  dapat  membentuk sebuah  sistem  yang  mampu  melakukan  karakterisasi  dari motor  listrik Brushless DC dari  kursi  roda tricycle dan mampu  mengimplementasikan  pengendalian  kecepatan motor  listrik Brushless DC dari  kursi  roda tricycle menggunakan pengendali PID.
Setelah instrumen selesai dibuat seperti yang direncanakan pada wiring  diagram ,  akan  dilakukan  pemrograman menggunakan  bahasa  pemrograman  C  pada  STM32Cube IDE hingga instrumen bekerja seperti yang direncanakan.
Untuk melaksanakan tugasnya dalam menghitung jumlah putaran  dari  motor brushless DC,  instrumen  membutuhkan encoder dan  beberapa part tambahan. Encoder berfungsi menerjemahkan  putaran  dari  motor  hingga  mikrokontroler dapat menghitung putaran aktual yang dilakukan oleh motor.
Encoder yang  digunakan  pada  penelitian  ini  dibuat menggunakan  mesin  cetak  3  dimensi  ( 3D  printer )  Creality CR-10  Max  yang  merupakan  properti  milik  Laboratorium Elektronika  Medika  Ruang  B-205,  Departemen  Teknik Biomedik,  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember  (ITS) Surabaya.  Pembuatan encoder dan part tambahan  akan mengikuti prosedur pada diagram alir yang ditunjukkan oleh Gambar 2.

## C. Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak berfokus pada pemrograman mikrokontroler  STM32F103C8T6 bluepill menggunakan STM32Cube  IDE.  Mikrokontroler  tersebut  dipilih  karena dapat melakukan beberapa pekerjaan dalam satu waktu atau multithreading yang  mana  akan  sangat  berguna  saat  proses pengambilan  data  dan  pengendalian  kecepatan  dilakukan secara bersamaan. Mikrokontroler diprogram untuk melakukan beberapa fungsi seperti akuisisi data, pembacaan sinyal  analog  yang  dihasilkan  oleh  pedal gas  menggunakan metode  ADC  ( analog  to  digital  converter ),  menampilkan data melalui LCD, serta menyimpan data di micro SD card , Untuk membuat mikrokontroler melakukan tugas tersebut perlu  dilakukan  pengaturan pin dan  periferal  pada STM32CubeMX  terlebih  dahulu.  Pengaturan pin dan periferal ditunjukkan pada Gambar 3.
D. Diagram Blok Sistem
Diagram blok karakterisasi motor listrik untuk perancangan  pengendali  PID  dan  implementasi  pengendali PID  sebagai  kontrol  kecepatan  motor  listrik Brushless DC pada kursi roda tricycle secara berturut-turut ditunjukkan oleh Gambar 11 dan Gambar 12.
Gambar  11.  Diagram  blok  sistem  karakterisasi  kecepatan  motor  listrik brushless DC pada kursi roda tricycle.
Gambar  12.  Diagram  blok  sistem  pengendalian  kecepatan  motor  listrik brushless DC pada kursi roda tricycle.
Gambar  13.  Sinyal  keluaran  sensor  FC-03  saat  melakukan  pembacaan encoder disk dengan lubang berjumlah 6.
Gambar  14.  Sinyal  keluaran  sensor  FC-03  saat  melakukan  pembacaan encoder disk dengan lubang berjumlah 10.
Gambar  15.  Sinyal  keluaran  sensor  FC-03  saat  melakukan  pembacaan encoder disk dengan lubang berjumlah 30.
--------------------- (a) -------------------------------------- (b)
--------------------- (c) -------------------------------------- (d)
------------------------------------------ (e) Gambar 16. Hasil cetak dari encoder dengan lubang berjumlah 3 (a), 4 (b), 6 (c), 10 (d), dan 30 (e).

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Pengujian Instrumen Pengambilan Data
Setelah  melalui  proses  pengerjaan,  instrumen  yang digunakan pada penelitian ini selesai dibuat. Hasil pengerjaan instrumen tersebut ditunjukkan pada Gambar 9.
Untuk  memastikan  instrumen  dapat  menjalankan  fungsi pengambilan data sesuai rencana, dilakukanlah pengambilan data  tegangan  hasil  perputaran  pedal  gas  serta  perhitungan RPM yang dihasilkan. Setelah pengujian dilakukan, diketahui bahwa instrumen menghasilkan data yang sesuai dengan yang diperintahkan  oleh  program.  Hal  tersebut  terlihat  dari  data pada Gambar 10 yang dihasilkan oleh percobaan.
Selain itu, pada tahap pengujian instrumen ini, dilakukan pengujian  secara  lebih  khusus  pada  sensor  yang  digunakan yang  dalam  hal  ini  sensor  FC-03.  Dari  pengujian  tersebut dihasilkan  data  berupa  sinyal  keluaran  sensor  yang  dibaca menggunakan  osiloskop.  Sinyal  yang  dihasilkan  untuk percobaan  tersebut  secara  berturut-turut  ditunjukkan  oleh Gambar  13,  14,  dan  15.  Selain  dibaca  menggunakan osiloskop,  nilai  RPM  aktual  dari  motor  juga  dihitung menggunakan instrumen yang dibuat sekaligus menggunakan Tachometer  Digital DT-2234C + .  Dari  tiga  kali  percobaan menggunakan encoder  disk dengan  lubang  6,  10,  dan  30 secara berturut-turut dihasilkan nilai sekitar 4810, 3100, dan 1120 untuk perhitungan instrumen dan dihasilkan pembacaan sekitar 4800, 3129, dan 1100 untuk pembacaan menggunakan Tachometer Digital.

## B. Pengujian Encoder Hasil Desain 3 Dimensi
Setelah  melalui  proses  pengerjaan, encoder yang  telah dirancang  menggunakan software desain  3  dimensi  selesai dibuat. Hasil cetak dari encoder untuk setiap jumlah lubang mulai dari 3, 4, 6, 10, dan 30 ditunjukkan oleh Gambar 16.
Agar  sistem  yang  dirancang  menghasilkan  data  yang akurat,  pengujian  berupa  pengambilan  data  menggunakan encoder yang  telah  dicetak  dilakukan.  Berdasarkan percobaan  yang  dilakukan,  dihasilkan  data  berupa  input tegangan  serta  RPM  motor Brushless DC untuk  masing- masing encoder .  Hasil  percobaan  tersebut  kemudian  diolah menjadi  grafik  sebagaimana  ditunjukkan  pada Error! Reference source not found. , Error! Reference source not found. , Error! Reference source not found. , 19, dan 20. Pada grafik yang ditunjukkan tampak ada perbedaan hasil untuk  beberapa  lubang.  Pada  hasil  pembacaan encoder dengan  lubang  3,  4,  dan  6  menunjukkan  hasil  yang  relatif sama.  Sedangkan,  perbedaan  pembacaan  terjadi  cukup signifikan  pada  data  yang  diambil  menggunakan encoder dengan  lubang  berjumlah  10  dan  30.  Pada  data  tersebut terdapat penurunan hasil pembacaan untuk nilai RPM hingga
0  ketika  berada  pada  tegangan  tertentu.  Untuk  hasil pembacaan  yang  menggunakan encoder dengan  lubang berjumlah 10, pembacaan maksimum terjadi ketika tegangan berada  pada  kisaran  2.1  V  dengan  pembacaan  RPM  sekitar 2850.  Dan  untuk  hasil  pembacaan  yang  menggunakan encoder dengan  lubang  berjumlah  30,  terjadi  penurunan ketika tegangan berada pada kisaran 1.5 V dengan pembacaan RPM sekitar 1100.
Perbedaan  pembacaan  tersebut  kemungkinan  terjadi karena sensor FC-03 yang digunakan tidak mampu membaca putaran encoder dengan  lubang  10  dan  30  karena  periode perpindahan antara lubang terjadi sangat cepat dan melebihi kemampuan pembacaan dari sensor.
Berdasarkan  hal  tersebut,  pada  tahap  implementasi diputuskan  bahwa  akan  digunakan encoder dengan  lubang berjumlah 6 sebagai acuan karena jumlah tersebut merupakan jumlah  terbanyak  dari  lubang encoder yang  menghasilkan pembacaan sesuai.
C. Karakterisasi Motor Brushless DC
Proses  karakterisasi  motor Brushless DC dari  kursi  roda tricycle dilakukan  dengan  melakukan  percobaan  berupa pengambilan  data  perubahan  RPM  untuk  setiap  perubahan tegangan.  Data  yang  dihasilkan  dari  percobaan  tersebut ditunjukkan oleh Gambar 17 dan Gambar 18.
Pada  Gambar  17,  data  diambil  dengan  waktu sampling RPM 0.5 detik dengan maksud agar setiap 0.5 detik jumlah rotasi dihitung ulang. Untuk menghasilkan data  RPM maka jumlah  rotasi  yang  terhitung  untuk  setiap  0.5  detik  akan dikalikan  dengan  120.  Kemudian  untuk  Gambar  18,  data diambil  dengan  waktu sampling RPM  1  detik,  maksudnya untuk  setiap  1  detik  jumlah  rotasi  dihitung  ulang.  Untuk menghasilkan data  RPM maka jumlah rotasi yang terhitung untuk setiap 1 detik akan dikalikan dengan 60.
Berdasarkan  data  yang  dihasilkan  terlihat  bahwa  motor baru memberikan respons ketika diberikan tegangan sebesar 1.23 Volt. Dan setelah titik tertentu motor akan memberikan putaran  maksimum  dan  setelah  itu  RPM  perlahan-lahan mengalami  penurunan.  Dari  dua  data  yang  diambil  dengan perbedaan time  sampling ,  data  cukup  seragam  berdasarkan morfologi sinyal pada grafik.
Selain  itu,  berdasarkan  data  yang  telah  diambil  untuk kenaikan mulai pada tegangan tertentu tersebut menunjukkan RPM yang dihasilkan juga mengalami kenaikan yang linier mengikuti kenaikan tegangan yang diberikan.

## D. Pengujian Sistem Implementasi Pengendali PID
Pada  pengujian  implementasi  sistem  pengendali  PID sebagai  kontrol  kecepatan  motor  listrik brushless DC, dilakukan  pengambilan  data  berupa  respons  sistem  ketika
Tabel 1.

## Data yang dihasilkan pada pengujian baterai kursi roda
tricycle Trial Waktu (menit) Ah Wh Ap Vm V Km ketika GPS terhubung (Km) Awal Akhir Selisih Awal Akhir Selisih Awal Akhir Selisih I 19 0 1,954 1,954 0 98,1 98,1 31,05 47,72 55,18 51,99 3,19 5,367 II 6 1,954 2,386 0,432 98,1 119,1 21 31,3 47,55 51,99 52,14 -0,15 0,806 III 15 0 2,963 2,963 0 142,6 142,6 31,25 46,99 52,30 51,22 1,08 5,938 IV 18 2,963 5,427 2,464 142,6 262,4 119,8 31,25 46,55 51,22 50,50 0,72 6,474 V 27 5,427 8,338 2,911 262,4 400 137,6 31,25 45,70 50,50 49,59 0,91 3,828 VI 35 8,338 10,78 2,45 400 515,33 115,33 31,25 44,86 49,85 48,90 0,95 6,755 Total 120 18,68 31,86 13,17 903,10 1537,5 634,43 187,35 279,37 311,04 304,34 6,70 29,17 Rata-rata 20 3,113 5,309 2,195 150,51 256,25 105,73 31,225 46,561 51,84 50,723 1,1166 4,8613
pengendali diberi nilai referensi konstan sebesar 3000 RPM. Berdasarkan data yang dihasilkan  hasil keluaran pengendali PID  yang  mengikuti  nilai  referensi  yang  ditunjukkan  oleh grafik dengan warna biru.

## E. Pengujian Pengendali PID
Pada  pengujian  pengendali  PID,  dilakukan  pengujian untuk menemukan pasangan parameter nilai 𝐾 𝑝 , 𝐾 𝑖 , dan 𝐾 𝑑 yang  yang  menghasilkan  performa  pengendalian  terbaik. Dari  hasil  percobaan  dengan  motor brushless DC  pada kondisi tanpa beban dan rangkaian elektronik saja didapatkan beberapa pasangan parameter nilai 𝐾 𝑝 , 𝐾 𝑖 , dan 𝐾 𝑑 dan hasil step  response dengan  morfologi  terbaik.  Parameter- parameter  tersebut  beserta step  response yang  dihasilkan secara  berturut-turut  adalah 𝐾 𝑝 =0,15, 𝐾 𝑖 =0,0002,  dan 𝐾 𝑑 =0,001  menghasilkan step  response pada  Gambar  23. Selanjutnya  untuk  nilai 𝐾 𝑝 =0,2, 𝐾 𝑖 =0,0001,  dan 𝐾 𝑑 =0,001 menghasilkan step  response pada  Gambar  24.  Kemudian untuk nilai 𝐾 𝑝 =0,2, 𝐾 𝑖 =0,0002, dan 𝐾 𝑑 =0,002 menghasilkan step response pada Gambar 21. Dan yang terakhir untuk nilai 𝐾 𝑝 =0,2, 𝐾 𝑖 =0,00012,  dan 𝐾 𝑑 =0,0035  menghasilkan step response pada Gambar 22.
Untuk menilai performa dari tiap-tiap parameter dilakukan perhitungan  nilai  RMSE.  Dari  hasil  perhitungan  yang dilakukan,  dihasilkan  nilai  RMSE  untuk  masing-masing parameter  secara  berturut-turut  sebesar  310,65,  310,99, 311,19,  dan  294,09.  Berdasarkan  perhitungan  tersebut didapatkan nilai yang terkecil adalah 294,09 yang mana nilai tersebut  dihasilkan  dari  pasangan  parameter  dengan  nilai 𝐾 𝑝 =0,2, 𝐾 𝑖 =0,00012, dan 𝐾 𝑑 =0,0035.

## F. Pengujian Baterai
Pada  penelitian  ini  juga  dilakukan  pengambilan  data tambahan  guna  meninjau  kemampuan  baterai  kursi  roda tricycle.  Hal  ini  dilakukan  untuk  menilai  kapasitas  dari baterai yang digunakan serta konsumsi energi yang dilakukan oleh  kursi  roda tricycle .  Hal  tersebut  dilakukan  untuk mengetahui  jarak  tempuh  maksimal  dari  kursi  roda tricycle mulai  dari  baterai  terisi  penuh  hingga  habis.  Selain  itu pengujian  ini  juga  dimaksudkan  agar  diketahui  besar kecepatan yang paling optimal agar kursi roda tricycle dapat menempuh jarak sejauh mungkin.
Pada pengujian baterai kali ini dilakukan sebanyak delapan kali percobaan oleh subjek dengan berat 78 Kg di lingkungan Kampus  ITS.  Pada  pengujian  tersebut  dilakukan  beberapa pendataan  meliputi  jarak  dan  waktu  berdasarkan  aplikasi Speedometer GPS, serta beberapa nilai lain peak Watts (Wp), Ampere  hours  (Ah),  Watt  hours  (Wh),  Ampere peak (Ap), minimum Volts (Vm), dan Voltage (V). Data yang dihasilkan dari setiap percobaan ditunjukkan pada Tabel 1.
Berdasarkan  data  yang  diambil  saat  percobaan,  kali  ini akan  difokuskan  pada  pembahasan  mengenai  jumlah  daya yang  dihabiskan  oleh  kursi  roda tricycle tersebut  dan dibandingkan  dengan  jarak  yang  ditempuh.  Dan  dari  hasil perhitungan  634,43  Wh  dibagi  dengan  29,12  km  diperoleh hasil  bahwa  daya  yang  dikeluarkan  oleh  baterai  untuk 21,75089139 Wh/km.

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan perancangan, pengujian, serta hasil yang telah dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  instrumen  dapat digunakan  untuk  melakukan  pengambilan  data  sehingga
Gambar  19.  Hasil  perhitungan  RPM  dari  instrumen  menggunakan encoder disk dengan lubang berjumlah 10.
Gambar  20.  Hasil  perhitungan  RPM  dari  instrumen  menggunakan encoder disk dengan lubang berjumlah 30.
Gambar 17. Grafik perubahan RPM untuk setiap perubahan tegangan input dengan waktu sampling RPM selama 0,5 detik.
Gambar 18. Grafik perubahan RPM untuk setiap perubahan tegangan input dengan waktu sampling RPM selama 1 detik.
dapat  digunakan  untuk  melakukan  karakterisasi  terhadap motor  listrik Brushless DC dari  kursi  roda tricycle yang diteliti  pada  kondisi  tanpa  beban  dan  tidak  terpasang. Kemudian,  pemilihan  jumlah  lubang  yang  terdapat  pada encoder sudah  sesuai  karena  mampu  dilakukan  pembacaan oleh  sensor.  Dengan  demikian,  proses  perancangan pengendali PID sebagai kontrol kecepatan dari motor dapat dilakukan.
Lebih lanjut, untuk mendapatkan pengendali PID dengan performa  yang  baik,  dilakukan  percobaan  dengan  metode trial and error . Dari percobaan tersebut diperoleh parameter dari  nilai 𝐾 𝑝 , 𝐾 𝑖 ,  dan 𝐾 𝑑 yang  terbaik  secara  berturut-turut adalah 0,2, 0,00012, dan 0,0035 dengan RMSE dari hasil step response sebesar  294,09.  Implementasi  dari  parameter tersebut menunjukkan bahwa RPM aktual dari motor semakin mendekati nilai referensi yang diberikan. Akan tetapi, tetap diperlukan  penelitian  lebih  lanjut  terkait  implementasi pengendali PID pada motor listrik brushless DC. Hal tersebut lantaran,  hasil  yang  diperoleh  menunjukkan  adanya perubahan berupa naik turun secara terus menerus di sekitar nilai referensi yang diberikan.
Kemudian  untuk  pengujian  tambahan,  yakni  pengujian baterai  yang  digunakan,  dapat  dihasilkan  kesimpulan  di antaranya  adalah  daya  yang  dihabiskan  untuk  setiap kilometer adalah 21,75089139 Wh. Kemudian, beberapa kali GPS mengalami putus koneksi sehingga nilai jarak (km) yang dihasilkan  tidak  benar-benar  valid  sehingga  diperlukan pengujian ulang.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] W.  Armstrong et  al. ,  “Guidelines  on  the  provision  of  manual wheelchairs in less resourced settings,” 2008. https://www.who.int/publications/i/item/guidelines-on-the-provision- of-manual-wheelchairs-in-less-resourced-settings  (accessed  Dec.  08, 2020).
[2] “WHO | Wheelchair Service Training Package - Basic level,” 2013.
https://www.who.int/disabilities/technology/wheelchairpackage/en/ (accessed Dec. 06, 2020).
[3] Department  of  Economic  and  Social  Affairs  (United  Nations), “Population ageing and sustainable development,” 2017.
[4] “Road  traffic  injuries.”  https://www.who.int/en/news-room/fact- sheets/detail/road-traffic-injuries (accessed Dec. 08, 2020).
[5] “WHO | Injuries,” WHO ,  2017,  Accessed:  Dec.  08,  2020.  [Online].
Available: http://www.who.int/topics/injuries/en/. [6] “WHO | World Health
Organization.” https://www.who.int/disabilities/care/rehab-2030/en/  (accessed  Dec. 08, 2020).
[7] P. K. Nag, J. T. Panikar, M. G. Malvankar, C. K. Pradhan, and S. K. Chatterjee,  “Performance  evaluation  of  lower  extremity  disabled people  with  reference  to  handcranked  tricycle  propulsion,” Appl. Ergon. , vol. 13, no. 3, pp. 171–176, 1982.
[8] D. Dourte, D. Sanberg, and T. Ogundipe, “Electric Tricycle Project : Appropriate Mobility,” no. May, 2004.
[9] C.  Deans  and  P.  Harrison,  “Advanced  Composites,  Design  and Manufacture of a Combined Wheelchair and Tricycle,” Manuf. Eng. , vol. 1, no. 1, pp. 1–52, 2011, doi: 10.1016/0263-8223(90)90035-d.
[10]  A. A. Mohekar, S. V. Kendre, T. N. Shah, P. D. Sonawane, and S. T. Chavan, “Design of Innovative Motorized Tricycle for the Disabled Person,” Int. J. Adv. Res. Sci. Eng. , pp. 275–288, 2015.
[11]  R.  Beedu,  “Design,  Development  and  Performance  Evaluation  of Solar Power Assisted Tricycle,” Int. J. Res. Eng. Technol. , vol. 04, no. 07, pp. 514–518, 2015, doi: 10.15623/ijret.2015.0407082.
[12]  A. M. Paudel and P. Kreutzmann, “Design and performance analysis of a hybrid  solar tricycle  for  a  sustainable local  commute,” Renew. Sustain.  Energy  Rev. ,  vol.  41,  pp.  473–482,  Jan.  2015,  doi: 10.1016/j.rser.2014.08.078.
[13]  T. A. Garande and P. Sonawane, “Review of Motorized Tricycle for the Disabled Person,” Int. J. Sci. Res. ISSN (Online Index Copernicus Value Impact Factor , vol. 14, no. 2, pp. 2319–7064, 2013, [Online]. Available: www.ijsr.net.
[14]  J. U. Chu, I. H. Moon, G. W. Choi, J. C. Ryu, and M. S. Mun, “Design of BLDC motor controller for electric power wheelchair,” Proc. IEEE Int. Conf. Mechatronics 2004, ICM’04 , no. 2, pp. 92–97, 2004, doi: 10.1109/icmech.2004.1364418.
[15]  Padmaraja  Yedamale  (Microchip  Technology  Incorporated), “Brushless DC motor fundamentals,” 2003.
[16]  R.  Yunita,  J.  Pramudijanto,  and  E.  Iskandar,  “Perancangan  dan Dengan,  Implementasi  Pengaturan  Kecepatan  Motor  Induksi  3  Fasa PID Self Tuning Regulator (STR),” J. Tek. Pomits , vol. 2, no. 1, pp. 1–7, 2014.
Gambar  23. Step  response dari  implementasi  pengendali  PID  dengan parameter 𝐾 𝑝 =0,15, 𝐾 𝑖 =0,0002, dan 𝐾 𝑑 =0,001.
Gambar  24. Step  response dari  implementasi  pengendali  PID  dengan parameter 𝐾 𝑝 =0,2, 𝐾 𝑖 =0,0001, dan 𝐾 𝑑 =0,001. 0 20 40 60 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Nilai Refer en si (p uta ra n) Respo n SIste m/ Out pu t ( pu tar an ) Grafik Keluaran dan Nilai Referensi dari Implementasi Pengendali PID Referensi Output Waktu (detik) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 20 40 60 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Nilai Refer en si (p uta ra n) Respo n SIste m/ Out pu t ( pu tar an ) Grafik Keluaran dan Nilai Referensi dari Implementasi Pengendali PID Referensi Output Waktu (detik) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Gambar  21. Step  response dari  implementasi  pengendali  PID  dengan parameter 𝐾 𝑝 =0,2, 𝐾 𝑖 =0,0002, dan 𝐾 𝑑 =0,002.
Gambar  22. Step  response dari  implementasi  pengendali  PID  dengan parameter 𝐾 𝑝 =0,2, 𝐾 𝑖 =0,00012, dan 𝐾 𝑑 =0,0035. 0 20 40 60 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Nilai Refer en si (p uta ra n) Respo n SIste m/ Out pu t ( pu tar an ) Grafik Keluaran dan Nilai Referensi dari Implementasi Pengendali PID Referensi Output Waktu (detik) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 20 40 60 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Nilai Refer en si (p uta ra n) Respo n SIste m/ Out pu t ( pu tar an ) Grafik Keluaran dan Nilai Referensi dari Implementasi Pengendali PID Referensi Output Waktu (detik) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000
[17]  A. Farooq, A. Riaz, B. R. Alyeai, and I. M. Qureshi, “Velocity Control of  a  Wheelchair  Using  IMC-PID  and  IMC-PID  Hybridized  with Neural Network,” Int. J. Artif. Intell. Appl. Smart Devices , vol. 4, no. 2, pp. 19–30, Nov. 2016, doi: 10.14257/ijaiasd.2016.4.2.03.
[18]  A.  Humaidi  and  A.  Hameed,  “Robustness  Enhancement  of  MRAC Using  Modification  Techniques  for  Speed  Control  of  Three  Phase Induction Motor,” J. Electr. Syst. , vol. 13, pp. 723–741, 2017.
[19]  K. H. Ang, G. Chong, and Y. Li, “PID control system analysis, design, and technology,” IEEE Trans. Control Syst. Technol. , vol. 13, no. 4, pp. 559–576, 2005, doi: 10.1109/TCST.2005.847331.
[20]  T.  J.  E.  Miller,  “Brushless  permanent-magnet  and  reluctance  motor drives,” 1989, [Online]. Available:
https://www.osti.gov/biblio/6911525.
[21]  M.  Mahmud,  S.  M.  A.  Motakabber,  A.  H.  M.  Z.  Alam,  and  A.  N. Nordin,  “Control  BLDC  motor  speed  using  PID  controller,” Int.  J. Adv.  Comput.  Sci.  Appl. ,  vol.  11,  no.  3,  pp.  477–481,  2020,  doi: 10.14569/ijacsa.2020.0110359.
[22]  S.  Manoj,  D.  Krishna,  and  T.  A.  Kumar,  “Improving  Performance Parameters  of  PMBLDC  Motor  using  Fuzzy  Sliding  Mode Controller,” Int. J. Recent Technol. Eng. , vol. 8, no. 4, pp. 3684–3689, Nov. 2019, doi: 10.35940/ijrte.D7942.118419.
[23]  M. R. Khan, A. A. Khan, and U. Ghazali, “Speed Control of DC Motor under Varying Load Using PID Controller,” Int. J. Eng. , vol. 9, no. 3, pp. 38–48, 2015.