Abstrak — Kelebihan  motor  DC  adalah  mudahnya untuk  dikendalikan  kecepatan  putarnya  namun  harus  tetap maintenance untuk  menjaga  performanya.  Dari  kelebihan tersebut  timbul  suatu  masalah  dimana  banyak  yang menginginkan  agar  motor  DC  dapat  berputar  dengan kecepatan  stabil.  Oleh  karena  itu  dibuatlah  suatu  alat  yang mengatur  kecepatan  motor  DC  dengan  menggunakan  sistem logika Fuzzy dengan setting-point pada  LabVIEW.  Logika Fuzzy sendiri  merupakan  pengendali  yang  terbilang  efektif karena  memiliki  respon  sistem  yang  stabil  dan  tidak  perlu mencari model matematisnya. Input Fuzzy dirancang dengan 2 masukan yaitu error dan delta error. Input Fuzzy akan diproses oleh  NI  USB  6008  dengan  menggunakan  program  LabVIEW kemudian  menghasilkan  sinyal  PWM  sebagai  pengontrol kecepatan  motor.  Proses  Fuzzy  logic  menggunakan  metode defuzzifikasi  COA  ( Center  Of  Area ) non-singleton .  Pada pengendalian  motor  DC Fuzzy pada  labVIEW  dapat digunakan  sebagai pengontrol  motor dengan kecepatan stabil. Meskipun dengan nilai setpoint yang diubah namun kecepatan tetap terjaga kestabilannya. Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan dengan memasukan set point pada  kecepatan 0-3000  dengan  rentan  masing-masing  250  rpm,  hasil keakurasian  output  menghasilkan  error  tertinggi  yaitu ±118.928 pada setting point 1000 rpm dan error terendah yaitu ±2.9101 pada setting point 2500 rpm.
Kata kunci : Motor DC, Fuzzy, labview, sensor encoder

## I. PENDAHULUAN
Motor  DC  merupakan  aktuator  yang  sangat  lazim  untuk digunakan.  Motor  Dc  sangat  populer  digunakan  pada  dunia industri,  mulai  dari  motor conveyor, motor  pembuka  penutup pintu/ gate dan  lainnya  dalam  bidang  produksi  maupun industri. Motor DC mempunyai kelebihan salah satunya yaitu dapat  mencapai  nilai  maksimum  dan  motor  DC  juga  tidak memiliki  suara  yang  keras  (bising)  ketika  motor  berputar. Selain itu, kelebihan motor DC lainnya merupakan mudahnya untuk  dikendalikan  kecepatan  putarnya  namun  harus  tetap maintenance untuk  menjaga  performanya.  Banyak  hal  yang mempengaruhi  kecepatan  motor  DC,  diantaranya  pada  saat diberi beban maka kecepatan motor akan melambat.
Untuk mengatasi maslah tersebut maka dalam penelitian ini  berbasis Fuzzy-setting  point pada  labVIEW  sebagai pengontrolnya  agar  motor  dapat  berputar  stabil  meskipun diberi beban yang berbeda.
Penelitian  ini  memiliki  batasan  masalah  yaitu  motor  yang dikendalikan  adalah  motor  dengan  tegangan  12Vdc.  Adapun tujuan  dari  penelitian  ini  yaitu  mengendalikan  kecepatan
motor  DC  agar  tetap  terjaga  kestabilannya    serta mengaplikasikan  fungsi Fuzzy pada  LabVIEW  untuk mengatur setting  point- nya  adapun  manfaatnya  adalah mengatur kecepatan motor DC agar terjaga sesuai dengan nilai setpoint , baik pada saat diberi beban ataupun tidak.

## II. DASAR TEORI

## A. Motor DC
Motor  DC alat  yang  mengubah  energi  listrik  DC  menjadi energi  mekanik putaran.  Sebuah  motor  DC  dapat  difungsikan sebagai  generator  atau  sebaliknya  generator  DC  dapat difungsikan  sebagai  motor  DC  [1] . Bagian-bagian  yang penting dari motor DC dapat ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Bagian-bagian Motor DC [1]
Motor  DC  memiliki  kemampuan  untuk  dapat  dikontrol arah  beserta  besar  kecepatannya.  Arah  putaran  motor  diatur dengan  cara  membalikan  polaritas  tegangan  sedangkan kecepatan motor diatur melalui pengaturan tegangannya. Oleh karena itu, pada penelitian ini pengaturan tegangan di petakan (mapping) dengan nilai PWM (Pulse Width Modulation) untuk mengendalikan  kecepatan  putar  motor.  PWM  sendiri merupakan  sinyal  yang  dapat  memvariasikan  lebar  pulsanya, rentang nilai PWM berkisar dari 0-255, lebar pulsa pada PWM disebut  dengan duty  cycle .  Prinsip  kerja  PWM  yaitu  dengan mengatur  gelombang  persegi  sehingga  dapat  menjadi  supply bagi  motor  DC  dengan  pulsa  yang  dihasilkan  berupa  HIGH dan  LOW.  Untuk  menunjang  penelitian  ini  juga  dibutuhkan hardware  berupa  NI  USB  6008  dimana  tegangan  maksimal yang  dihasilkan  adalah  5  V.  Sedangkan  motor  DC  yang digunakan  memiliki  tegangan  lebih  dari  5V  sehingga dibutuhkan  suatu  driver  motor  yang  memiliki  konsep  H- bridge.

## B. Fuzzy Logic
Fuzzy  logic banyak  digunakan  karena Fuzzy  logic mirip dengan cara berpikir manusia. Fuzzy logic adalah suatu logika yang  merepresentasikan  cara  berpikir  manusia  dalam  bentuk matematis  yang  dapat  mengolah  ketidakpastian  dan  variabel- variabel linguistik.

## Kendali Kecepatan Motor DC Berbasis Fuzzy Setting Point pada Labview
Sabar Triyani 1* , Sumantri K.Risandriya,ST.,MT 1*
1 Politeknik Negeri Batam, Program Studi Teknik Mekatronika Jl. Ahmad Yani, Kecamatan Batam Kota, Batam 29461, Indonesia *E-mail: sabartriyani@gmail.com, sumantri_k@hotmail.com
Logika Fuzzy melibatkan  aturan-aturan  yang  dinyatakan dengan  kata-kata  yang  tidak  memerlukan  presisi  tinggi  serta terdapat  toleransi  untuk  data  yang  kurang  tepat  [3].  Struktur dasar pengendali Fuzzy diperlihatkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Struktur Pengendali Fuzzy
Dari Gambar 2 dapat kita lihat bahwa  secara garis besar ada  3  tahapan  dalam  logika  Fuzzy  yaitu  fuzzifikasi,  rule evaluation dan defuzzifikasi.
1) Fuzzifikasi
Fuzzifikasi  merupakan  sutau  tahapan  untuk  merubah nilai  input  yang  berupa  variabel crisp menjadi  bentuk Fuzzy dengan menentukan nilai derajat keanggotaan terlebih dahulu. Sehingga  kemudian input dapat  dikelompokkan  pada himpunan Fuzzy yang  tepat  agar  masukan controller  Fuzzy bisa dipetakan agar sesuai dengan himpunan Fuzzy .
Gambar 3. Membership input Fuzzy
Keterangan : Z    : Zero PS  : Positive Small PM  : Positive Medium PB  : Positive Big NS  : Negative Small NM  : Negative Medium NB  : Negative Big

## 2) Rule Evaluation
Basis  aturan    merupakan  aturan  Fuzzy  yang  digunakan untuk  pengendalian  sistem.  Aturan  itu  sendiri  dibuat berdasarkan  logika  manusia  yang  berkaitan  dengan  jalan pikiran  serta  penelitian  yang    dilakukan  pembuatnya.  Aturan
ini  dibuat  untuk  membandingkan  antara  masukan  dari fuzzifikasi  dengan  aturan  yang  sudah  dibuat  sesuai  intuisi. Sehingga output yang diiginkan akan sesuai dengan rule base yang telah dibuat.
Gambar 4. Rule Evaluation
3) Defuzzifikasi Defuzzifikasi merupakan proses lanjutan setelah pengambilan  keputusan  berdasarkan  basis  aturan  ( rule evaluation )  yang  sudah  ditetapkan.  Pada  penelitian  ini digunakan output non-singleton dengan  metode COA  ( Centre of Area) sebagai keluarannya.
Gambar 5. Membership Output

## C. LABVIEW

## Gambar 6. Simbol Software LabVIEW
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation
Engineering  Workbench),  adalah  eprangkat  lunak  komputer untuk  pemrosesan  dan  visualisasi  data  dalam  bidang  akuisisi data,  kendali  instrumentasi  serta  automasi  industri  yang pertama  kali  dikembangkan  oleh  perusahaan  National Instruments  pada  tahun  1986.  LabVIEW  memiliki  2  jendela yang  berbeda  fungsinya  yaitu Front  Panel digunakan  untuk membangun  sebuah  VI  ( Virtual  Instrument) ,  menjalankan men debug program,  sedangkan  Blok  diagram  adalah  jendela yang berisikan source code yang dibuat dan berfungsi sebagai instruksi untuk front panel. D. NI USB 6008-6009 National  Instrument USB  6008  adalah  perangkat  keras yang  menyediakan  dasar  data  aquisisi  (DAQ)  yang  berfungsi
untuk  pengaplikasian  data logging ,  pengukuran  yang  praktis dan untuk media pembelajaran [4].
Gambar 7. NI USB 6008 [4]

## E.   EMS 30A H-bridge
EMS  30  A  H-Bridge merupakan  H-Bridge  berbasis VNH3SP30 yang didesain untuk menghasilkan 2 arah dengan arus  kontinyu  sampai  dengan  30  A  pada  tegangan  5,5  Volt sampai  36  Volt  (IC  VNH2SP30  hanya  sampai  16  V).  Modul ini dilengkapi dengan rangkaian sensor arus beban yang dapat digunakan  sebagai  umpan  balik  ke  pengendali.  Modul  ini mampu  men- drive beban-beban  induktif  seperti  misalnya relay,  solenoida,  motor  DC,  motor  stepper,  dan  berbagai macam beban lainnya.
Tabel 1. Alokasi Pin Interface Header J1
Pin Nama I/O Fungsi 1 MIN 1 I Pin  Input  untuk  menentukan output MOUT1. 2 MIN 2
Pin  input  untuk  menentukan output MOUT2. 3 MEN 1 I/O Pin enable untuk output
MOUT1  Diberi  logika  High untuk  mengaktifkan half H- Bridge  1,  diberi  logika  Low secara eksternal untuk menonaktifkan half H-Bridge 1 . 4 MEN 2 I/O Pin untuk enable output
MOUT2  Diberi  logika  High untuk  mengaktifkan half H- Bridge  2 diberi  logika  Low secara eksternal untuk menonaktifkan half H-Bridge. 5 MCS O Output  tegangan  analog  yang berbanding  lurus  dengan  arus beban (Range output  0  -  5  V) Tersedia untuk IC VNH2SP30
6 MPWM I Pin  input  untuk  mengatur  kerja modul H-Bridge secara PWM. 7,9 VCC - Terhubung  ke  catu  daya  untuk input (5 Volt). 8,10 PGND - Titik  referensi  untuk  catu  daya input.

## F.   Rotary Encoder
Rotary  encoder adalah  komponen  yang  berfungsi  untuk memantau suatu gerakan putaran maupun posisi. Dari putaran itu data yang terpantau akan diubah dalam bentuk digital yang
kemudian  akan  diubah  menjadi  lebar  pulsa  yang  kemudian dihubungkan ke controller dalam penelitian ini menggunakan NI  USB  6008.  Dari  data  yang  didapat  kemudian  akan  diolah menjadi data berupa kecepatan.
Konstruksi dari rotary encoder berupa piringan tipis yang dikopel dengan bagian motor DC yang berputar. Pada piringan terdapat  lubang  kecil  dipinggiran  lingkaran  yang  berguna sebagai  penghantar  cahaya  LED  phototransistor.  Piringan tersebut berputar sesuai dengan kecepatan putaran motor. Oleh karena  itu,  semakin  banyak  lubang  yang  ada  pada  piringan maka semakin banyak pula pulsa  yang dihasilkan oleh rotary encoder pada satu kali putaran.

## III. PERANCANGAN SISTEM

## A. Perancangan Perangkat Keras

## Gambar 8. Diagram blok perangkat keras
Berdasarkan  dari  Gambar  8  di  atas  digunakan  beberapa perangkat  keras  yang  berguna  untuk  mendukung  proses  kerja alat  yaitu  NI  USB  yang  berguna  sebagai  pengolah  data  yang masuk dari PC yang kemudian data akan diubah dalam bentuk tegangan  sehingga  dapat  menggerakan actuator yaitu  motor DC.  Apabila  motor  DC  sudah  bergerak  maka  kecepatnnya akan  terbaca  oleh sensor  encoder dan  hasil  data  kecepatan encoder  tersebut  akan  menjadi  inputan  kembali  bagi  NI  USB 6008  yang  kemudian  akan  menjadi  pembanding  apakah kecepatan  yang  dibaca  oleh  sensor  encoder  sama  dengan set point yang  diberikan  didalam  LabVIEW.  Jika  data  kecepatan yang  dibaca  sensor  encoder  kurang  dari set  point atau  lebih dari set  point yang  diberikan,  maka labview akan  me loop ing data  kembali  dan  dikeluarkan  output  dalam  bentuk  tegangan sehingga  data  kecepatan  yang  dihasilkan  sama  dengan  set point  yang  diberikan.  Sehingga  dengan software  labview kita dapat melihat keluaran kecepatan dari motor.
B. Rancangan Perangkat Lunak (Software)
Flowchart di  bawah  ini  merupakan  alur  kerja  sistem secara  umum.  Alur  diagram  menjelaskan  proses  kerja  yang terjadi  dari  program start hingga  masuk  ke master . Selanjutnya  proses  yang  dijalankan  setiap slave untuk mengirimkan  data  analog  dari  setiap  sensor.  Hal  tersebut tergambar dalam Flowchart proses kerja sistem pada Gambar 9.
Set Point Softw are LabView (Fuzzy LabView ) NI USB 6008 Driver Motor Encoder Sensor Motor DC
Gambar 9. Struktur pengendali Fuzzy

## C. Perancangan Mekanik
Gambar 10. Desain Mekanik
Dari  Gambar  10  dapat  diketahui  bahwa  perancangan mekanik  memiliki tiga komponen  utama  yaitu input , NI USB 6008,  motor  DC,  encoder  sensor.  Komponen input berisikan plug tegangan  dari power  supply .  NI  USB  6008  merupakan sarana komunikasi dari Labview ke motor DC dan sebaliknya. Motor DC yang digunakan adalah motor DC 12 Vdc.

## D. Instrumentasi Penelitian
Salah  satu  pengujian  alat  ukur  yang  digunakan  pada percobaan  ini  adalah  menggunakan Fuzzy  logic  toolbox yang tersedia  pada  LabVIEW, tools ini  menyediakan  fungsi  untuk menganalisa,  mendesain  serta  mensimulasikan  logika Fuzzy yang akan dirancang.
Gambar 11. Diagram alir program Master

## IV. PENGUJIAN DAN ANALISA
Berikut  data  pengujian  kontrol  kecepatan  motor  DC  yang telah  dilakukan.  Dari  pengujian  ini  kita  dapat  menganalisa hasil terbaik dari pengendalian kecepatan motor DC.
Untuk  mengetahui  respon  motor  DC,  maka  dilakukan percobaan pada kecepatan 250 rpm, 2000 rpm dan 2500 rpm. Respon  dari  masing-masing  percobaan  dapat  diamati  dari monitoring  pada  program  LabVIEW  yang  dapat  dilihat  pada gambar di bawah ini.
A . Pengujian Motor DC dengan Kecepatan 250 Rpm
Gambar  12.  Respon  motor  dengan  sistem  kendali Fuzzy- setting point dengan kecepatan 250 rpm
B . Pengujian Motor DC dengan Kecepatan 2000 Rpm
Gambar  13.  Respon  motor  dengan  sistem  kendali Fuzzy- setting point dengan kecepatan 2000 rpm
C.   Pengujian Motor DC dengan Kecepatan 2500 Rpm
Gambar  14.  Respon  motor  dengan  sistem  kendali Fuzzy- setting point dengan kecepatan 2500 rpm
Dari  data  pengujian  yang  telah  dilakukan  dapat  kita amati  hasil  respons  motor  terhadap  referensi setting  point. Data parameter dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 2. Parameter Output Motor terhadap Fuzzy-setting point Referensi (rpm) Parameter TD TR TP TS 250 0.5465 0.655 0.905 0.955 2000 0.211 0.521 1.311 1.861 2500 0.53 0.63 0.79 3.38
Keterangan : a. Delay  Time (  Td)  :  W aktu  yang  dibutuhkan  oleh  output untuk mencapai 50 % dari kondisi setpoint.
b. Rise Time (Tr) : W aktu yang dibutuhkan oleh output dari motor dinyalakan hingga kecepatan mencapai setpoint . c. Peak Time (Tp) : W aktu yang dibutuhkan output pertama kali untuk mencapai nilai maksimum.
d. Settling  Time (Ts)  :  W aktu  yang  dibutuhkan  oleh  output untuk  mencapai  nilai setpoint dengan  toleransi  yang diberikan.

## D.   Analisa
Untuk  menguji  apakah  sistem  kontrol Fuzzy yang dibangun  sudah  benar  perlu  dibuktikan  dengan  menggunakan persamaan Fuzzy yang  sudah  diterapkan  pada  sistem.  Berikut ini  adalah  pembuktian  jika  masukan  sensor  memberikan  nilai input error dan delta error.
1) Menghitung  nilai  µ  fungsi  keanggotaan  input  error  & d_error
Gambar 15. Fungsi Keanggotaan input error
Gambar 16. Fungsi Keanggotaan input d_ error
- µ membership dari error 90.7944
µ PB = 0 µ PM = 0
µ PS =
µ Z =
µ NS = 0 µ NM = 0 µ NB = 0
- µ membership dari d_error 12.2224
µ PB = 0 µ PM = 0
µ PS =
µ Z = µ NS = 0
µ NM = 0
µ NB = 0
2) Perbandingan dengan Rule Evaluation

## Tabel 3. Minimum Nilai µ Array
3) Menghitung Luas Trapesium berdasarkan Rule Evaluation
Gambar 17. Fungsi Keanggotaan Fuzzy non-singleton
o Menghitung luas bangun untuk output PS

## o Menghitung luas bangun untuk output Z
4) Menghitung  defuzifikasi  dengan  metode  centroid  serta menghitung  error  dengan  membandingkan  dengan tools Fuzzy labview
Gambar  18.  Hasil  Output non-singleton pada  toolkit LabVIEW

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dan  analisa  dan  pembahasan  maka  dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Perancangan  alat  dengan  menggunakan  metode Fuzzy- setting  point pada  labview  dapat  mengontrol  kecepatan motor DC dengan nilai setting point yang berubah-ubah. 2. Komunikasi  Fuzzy  dengan  LabVIEW  dapat  dilakukan dengan memanfaatkan toolkit Fuzzy yang sudah tersedia di labVIEW yang kemudian diproses oleh NI USB 6008.
3. Berdasarkan  hasil  percobaan yang  telah  dilakukan  dengan memasukan set point pada  kecepatan 0-3000 rpm dengan rentan  masing-masing  250  rpm,  hasil  keakurasian  output menghasilkan  error  tertinggi  yaitu  ±118.928  pada setting point 1000  rpm  dan  error  terendah  yaitu  ±2.9101  pada setting point 2500 rpm.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] ―Motor  DC‖. Internet :https://www.academia.edu/ 9091244/MAKALAH_MOTOR_DC, [23 Mei 2016] .
[2] ―Karakteristik  Motor  DC‖. Internet :  http://dok umen.tips/documents/karakteristik-motor-dc.html,    [17 Mei 2016].
[3] Sumantri  K.R,  ST.MT.,  Modul  Praktikum,  Topik: ―Logika Fuzzy .‖  Politeknik  Negeri  Batam,  Batam, 2015.
[4] Zulhendri  Agus  dkk,  ―  Rancang  Bangun  Sistem Monitoring dan  Pengendalian  Level  Cairan  dengan LabVIEW  Berbasis  Mikrokontroler  Mbed  NXP LPC1768  ‖,    JITET  –  Jurnal  Informatika  dan  Teknik
Elektro Terapan,vol 1, pp.8, Januari 2012. [5] ―Tampilan LabVIEW ―. Internet :http://elib. unikom.ac.id/files/disk1/398/jbptuni kompp-gdl- setiawanar-19859-9-babii.pdf,  [17 Mei 2016]
[6] ―NI  USB  6008‖. Internet :  http://sine.ni.com/nips/ cds/view/p/lang/en/nid/201986, [16 Mei 2016].