## KENDALI PROPORTIONAL INTEGRAL DERIVATIVE PADA KESEIMBANGAN BOLA DENGAN MENGGUNAKAN LABVIEW DAN MYRIO
Oleh: Kusno Utomo 1 , Afiv Setyaji 2 , Alyaa Qonita Arifah 3
1234 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang E-mail: kusno.utomo@polines.ac.id
Abstrak
kendali  keseimbangan  bola  dibuat  untuk  menguji  keseimbangan  bola  diatas  sebuah  papan  dengan mengguanakan  MyRio  dengan  kendali  berbasis  Proporsional  Integral  Derivatif  (PID).  Alat  ini  dibuat dengan  menggunakan  sensor  infrared  GP2Y0A21YK  sebagai  pendeteksi  jarak,  limit  switch  sebagai pendeteksi  keadaan  papan,  dan  rotary  encoder  untuk  mendeteksi  sudut  kemiringan  papan  yang diprogram  menggunakan  software  LabVIEW.  Pemilihan  parameter  awal  PID  menggunakan  manual tunning dengan menentukan nilai KP, kemudian KD dan KI. Hasil PID selanjutnya akan menggerakkan motor  DC.  Untuk  menghilangkan  noise  pada  pembacaan  sensor  infrared  maka  digunakan  filter  coil. Kinerja dari kendali PID ini didasarkan pada steady state error. Hasil dari pengujian menunjukkan rata rata  error  pada  masing  masing  setpoint  yaitu  pada  setpoint  33  cm  sebesar  3%,  pada  setpoint  27  cm sebesar 4,9% dan pada setpoint 23 cm sebesar 4%.
Kata kunci : Bola dan Papan , Infrared GP2Y0A21YK, LabVIEW , MyRio , PID.

## Abstract
Ball balance control are made to test the balance of the ball on a board using MyRio with Proportional Integral  Derivative  (PID)  based  control.  This  tool  made  using  a  GP2Y0A21YK  infrared  sensor  as  a distance detector, a limitswitch as a board state detector, and a rotary encoder to detect the board's tilt angle programmed using LabVIEW software. Selection of the initial PID parameters using manual tuning by  determining  the  value  of  KP,  then  KD  and  then  KI.  The  results  of  the  PID  will  then  drive  the  DC motor. To eliminate noise on infrared sensor readings, a filter coil is used. The performance of this PID control is based on steady state error. The results of the test show the average of error for each set point that is for setpoint 33cm has 3% of error, for setpoint 27 cm has 4, 9% of error and for 23 cm has 4% of error.
Keywords : Ball and Beam , Infrared GP2Y0A21YK, LabVIEW , MyRio , PID
1. Pendahuluan
Sistem yang menjadi dasar
keseimbangan  pada  mekanisme  pergerakan robot  adalah  sistem  bola  dan  papan. Ball and  Beam merupakan  salah  satu  contoh klasik  mengenai  keseimbangan,  dimana sebuah  bola  diletakkan  pada  sebuah  batang dan  nantinya  akan  diberikan  berbagai macam gangguan. Salah satu pengembangan  yang  dapat  dilihat  secara nyata adalah  pada  bidang  robotika  di  mana sistem ball  and  beam menjadi  dasar kesetimbangan  dari  setiap  mekanisme pergerakan  robot.  Sistem ball  and  beam merupakan  sistem  yang  umum  digunakan sebagai  alat  peraga  dalam  pembelajaran sistem  kendali.  Sistem ball  and  beam bekerja  dengan  membaca  posisi  bola  untuk
mengendalikan bidang persegi panjang agar bola dapat mencapai keadaan yang seimbang  atau  diam  pada  posisi  yang ditentukan.  Pengendalian  menggunakan PID  terdiri  dari  tiga  komponen  yaitu Proporsional (P), Integral (I), dan Derivative(D). Pembelajaran sistem kontrol PID  pada  mata  kuliah  Sistem  Kontrol  di perguruan  tinggi  masih  menggunakan sistem manual, metode pembelajaran semacam ini memerlukan waktu yang lama dan  cukup  sulit  dipahami  oleh  mahasiswa. Untuk meningkatkan pemahaman mahasiswa  dalam  materi  sistem  kontrol dibuatlah  alat  peraga  Kendali Proportional Integral  Derivative Pada  Keseimbangan Bola  Dengan  Menggunakan LabVIEW dan MyRio .
2. Metode Penelitian
Penelitian menggunakan
metode waterfall yang terdiri dari analisa kebutuhan sistem, perancangan dan pembuatan  perangkat  keras  dan  perangkat lunak, uji coba sistem .
Desain  kontrol  pada  penelitian  ini menggunakan MyRio sebagai system
akuisisi  data dan LabVIEW sebagai perangkat lunak pemrograman kendali PID, membaca  input  dan  menggerakkan  output serta  menampilkan  data  hasil  berupa  grafik pada  layar  komputer.  Berikut  gambar diagram  blok  sistem  kendali,  rangkaian keseluruhan , diagram  alir  program  dan Tampilan Front Panel LabVIEW.
PID NI MyRIO 1950 Komputer Labview Sensor Jarak Infrared GP2Y0A21YK Encoder Motor DC Driver Motor L298N Limit Switch 2 Limit Switch 1 Papan dan bola Gambar  1 . Diagram Blok Sistem Kendali
Gambar  2 . Rangkaian Keseluruhan
Berikut penjelasan per blok:
a. Pengaturan setpoint dan program kendali menggunakan komputer dengan software LabVIEW .
b. MyRio  sebagai  sistem  akuisisi  data untuk membaca masukan dan mengaktifkan keluaran.
c. Driver motor untuk mengontrol kecepatan serta arah  putaran motor DC
d. Motor DC sebagai penggerak papan agar bola  dapat  berada  pada  posisi  seimbang yang telah ditetapkan.
e. Encoder  sebagai  penghasil  pulsa  untuk menentukan kemiringan papan.
f. Sensor  jarak infrared GP2Y0A21YK mendeteksi jarak bola diatas papan.
g. Limit  switch  sebagai  masukkan  untuk menggerakkan papan dan untuk membatasi pergerakan papan.
Mulai Limit Switch 2 ON? Limit Switch 1 ON? Reset pulsa encoder 0<=pulsa<=80 ? 120<=pulsa<=227 ? Motor gerak ke kiri Motor gerak ke kanan PID aktif DPWM = OPID Jarak > setpoint ? Jarak < setpoint ? -1 < error < 1 ? Motor mati Selesai Motor gerak ke kiri Motor gerak ke kanan Tidak Ya Motor gerak ke kiri Tidak Ya Ya Ya Ya Ya Tidak Tidak Tidak Tidak Tidak Baca infrar ed Baca sudut encoder Baca lim it switch Ya Tombol Stop ditekan ? Ya Tidak Gambar  3. Diagram Alir Alat
Pengoperasian  alat  dimulai  dengan menekan  tombol  mulai  pada front  panel LabVIEW dan memasukkan  nilai setpoint . Sebelum  PID  dijalankan,  diperlukan  batas posisi  papan  yang  akan  dibaca  oleh  pulsa encoder agar papan berada pada posisi yang sesuai  untuk  menjalankan  PID.  Jika  papan berada  pada  pulsa  diantara  0  sampai  80 (kurang  dari  pulsa  aktif  PID)  maka  motor DC akan menggerakkan papan ke kiri. Jika papan  berada  pada  pulsa  diantara  120 sampai  227  maka  motor  DC  akan
menggerakkan  papan  ke  kanan.  Ketika papan berada pada pulsa diantara 80 sampai 120 maka PID akan berjalan dan motor DC akan  bergerak  sesuai  dengan  PWM  hasil dari  keluaran  PID.  Jika error yang terdeteksi  dari  sensor  jarak  bernilai  negatif maka  papan  akan  bergerak  ke  kanan.  Jika error yang  terdeteksi  bernilai  positif  maka papan  akan  bergerak  ke  kiri.  Dan  jika  nilai error antara  minus  satu  hingga  satu,  jarak yang  dideteksi  sama  dengan  setpoint  maka motor  akan  berhenti.  Sistem  akan  berhenti ketika tombol stop ditekan pada front panel LabVIEW.
Gambar 4. Tampilan Front Panel LabVIEW

## 3. Kajian Pustaka
Sensor Jarak Infrared SHARP
GP2Y0A21YK  Sensor  jarak  Sharp  pilihan populer untuk banyak proyek yang membutuhkan  pengukuran  jarak  akurat. Sensor infrared ini lebih ekonomis daripada pengukur  jarak  sonar,  juga  memberikan kinerja  yang  jauh  lebih  baik  daripada alternatif infrared lain. Interfacing ke mikrokontroler  yang  paling  mudah  adalah output analog  tunggal  dapat  dihubungkan ke sebuah konverter analog ke digital untuk melakukan  pengukuran  jarak,  atau output dapat  dihubungkan  ke  komparator  untuk deteksi  ambang  batas.  Jangkauan  deteksi versi  ini  adalah  sekitar  10  cm  sampai  80 cm.  Sensor  ini  termasuk  pada  sensor  jarak kategori  optik.  Pada  dasarnya,  sensor  ini sama  seperti  sensor infrared konvensional, GP2Y0A21YK memiliki bagian transmitter/emitter dan receiver (detektor).
Bagian  transmitter  akan  memancarkan sinyal infrared ,  sedangkan  pantulan  dari infrared (apabila  mengenai  sebuah  objek)
akan  ditangkap  oleh  bagian  detektor  yang terdiri  dari  lensa  pemfokus  dan  sebuah linear  charge-couple  device (CCD) array . Linier CCD array terdiri  atas  sederetan elemen  peka  cahaya  yang  disebut  piksel (Picture  element ).[8]  Dalam  Gambar  11 memperlihatkan  bentuk  fisik  dari  sensor sharp GP2Y0A21YK.
Gambar  4. Sensor Jarak Infrared GP2Y0A21YK
Sensor  ini  memiliki  3-pin, Voltage, Ground,  Signal . Output sensor  ini  adalah analog  tunggal,  dapat  terhubung  ke  sebuah konverter analog ke digital untuk mengambil  pengukuran  jarak,  atau output dapat  dihubungkan  ke comparator untuk deteksi ambang batas. Untuk
menghubungkan  sensor  ke  mikrokontroler, sensor  Sharp  GP2Y0A21YK  menggunakan konektor  JST  3  pin  yang  terhubung  ke kabel  3 in JST  untuk  sensor  jarak  itu sendiri.[8]
Hasil output tegangan  sensor infrared tidaklah linier melainkan membentuk kurva seperti  pada  gambar  berikut.  Sensor  mulai menampilkan  jarak  yang  valid  saat  berada di  jarak  sekitar  10  cm  hingga  80  cm. Gambar  12  menunjukkan  grafik  tegangan dan jarak pada sensor infrared GP2Y0A21YK.
Gambar  5. Grafik Tegangan dan Jarak Sensor Infrared GP2Y0A21YK
Untuk  mendapatkan  hasil  pembacaan sensor yang tepat maka dilakukan pengukuran tegangan sensor infrared terhadap  jarak  yang  terdeteksi.  Tabel  1 menunjukkan  hasil  pembacaan  tegangan sensor infrared.
Tabel 1 Pengukuran Infrared Teganga n Jarak Aktual Jarak dengan rumus Error 1,03 30 30,93272 3,01532 3 1,01 31 31,86336 2,70956 8 1 32 32,34 1,05133 0,99 33 32,82428 -0,53533 0,98 34 33,31628 -2,05222 0,97 35 33,81606 -3,50113 0,95 36 34,83924 -3,33175 0,92 37 36,43416 -1,55304 0,9 38 37,53836 -1,2298 0,87 40 39,25742 -1,89155 0,84 41 41,05352 0,13037 7 0,82 42 42,29466 0,69668 2 0,83 43 41,66967 -3,19256 0,82 44 42,29466 -4,03205 0,8 45 43,57144 -3,27866 0,76 46 46,2342 0,50654 5 0,74 47 47,6213 1,30467 2 0,7 48 50,50979 4,96890 8 0,72 49 49,04631 0,09442 Teganga n Jarak Aktua l Jarak dengan rumus Error 2,1 10 10,0787 0,780805 1,94 11 11,17654 1,579568 1,81 12 12,24604 2,009156 1,75 13 12,84023 -1,24426 1,64 14 14,16051 1,133527 1,62 15 14,43848 -3,88906 1,55 16 15,51804 -3,10583 1,48 17 16,78198 -1,29916 1,44 18 17,59632 -2,29413 1,4 19 18,48328 -2,79561 1,34 20 19,95976 -0,20162 1,3 21 21,04802 0,228121 1,26 22 22,22469 1,010993 1,23 23 23,16794 0,724864 1,19 24 24,5102 2,081596 1,17 25 25,21887 0,867869 1,13 26 26,71407 2,673023 1,09 27 28,31688 4,650518 1,07 28 29,16005 3,978207 1,05 29 30,03181 3,43571
Berdasarkan  data  yang  jarak  terbaca  dan tegangan,  maka  didapatkan  grafik non- linear. Untuk  mendapatkan  pembacaan yang  akurat  maka  dibutuhkan  rumus polinomial dari grafik tersebut yang didapat dengan excel. Dari  pengukuran  diatas didapatkan rumus :
Jarak = -11,755(tegangan) 3 +
73,475(tegangan) 2 -  159,73(tegangan)  + 130,35
Gambar grafik tranddline dari pembacaan tegangan sensor jarak ditunjukkan pada Gambar 13.
Gambar  6 Grafik Sensor Jarak Infrared

## 3.    Hasil dan Pembahasan
Pada  percobaan  kali  ini,  metode  yang digunakan untuk kontrol PID adalah dengan manual  tunning. Metode manual  tunning dilakukan  secara  bertahap  dimulai  dengan menentukan  nilai K p ,  kemudian K d dan K i secara  manual.  Pada  percobaan  kali  ini dilakukan percobaan tiga kali setpoint yang berbeda, yaitu 33 cm,27 cm, dan 23 cm.
Gambar 5.  Alat Peraga Kendali Keseimbangan Bola

## 3.1    Hasil
3.1.1 Hasil Grafik Setpoint 33 Pada  percobaan  kali  ini, setpoint yang ditentukan  adalah  33  cm.  Pada setpoint ini dilakukan  beberapa  percobaan  nilai K p , K i , dan K d yang berbeda.
Percobaan  1  :  nilai  pertama  yang  diatur adalah  nilai  Kp  yaitu  sebesar  11.  Namun terjadi  osilasi  yang  terlalu  besar  sehingga nilai  Kp  diturunkan  menjadi  10.  Ketika nilai  Kp  =10,  Ki  =  0,  dan  Kd  =0  papan berhenti  bergerak  dan  seimbang  dengan jarak  yang  terbaca  sebesar  32cm  dan settling  time  sebesar  23,42s.  Respon  PID ini  memiliki  steady  state  error  sebesar 3,03%.  Hasil  grafik  percobaan  pertama ditunjukkan pada Gambar 6.
K p =10; K i =0; K d =0
Gambar 6.  Grafik Percobaan 1 Setpoint 33
Percobaan  2  :  berdasarkan  dari  percobaan pertama  maka  saat  pertama  kali  program berjalan  nilai K p diberikan  sebesar  10. Ketika  nilai K p =10, K i = 0,  dan K d = 0 papan  berhenti  bergerak  dan  seimbang dengan  jarak  yang  terbaca  sebesar  35cm. Pada  percobaan  ini  memiliki settling  time sebesar  7,21s.  Respon  PID  ini  memiliki steady state error sebesar -6,06%.
Hasil  grafik  percobaan  kedua  ditunjukkan pada Gambar 7.
K p =10; K i =0; K d =0
Gambar 7. Grafik Percobaan 2 Setpoint 33
Percobaan  3  :  nilai  pertama  yang  diatur adalah  nilai K p yaitu sebesar  11.  Namun hasilnya melebihi setpoint , sehingga ditambahkan nilai K d = 50 untuk mengurangi  steady  state  error.  Kemudian ditambahkan  lagi  nilai Ki =  0,01. Sehingga dengan  nilai K p =  11, K i = 0,01,  dan K d = 50,  papan  dalam  keadaan  seimbang  dan bola  tidak  bergerak  lagi.  Respon  PID  ini memiliki steady  state  error sebesar  0%. Pada setpoint 33  cm,  untuk  mencapai keadaan  bola  seimbang  diatas  papan  atau settling time yaitu sebesar 45,78s.
Hasil  grafik  percobaan  ketiga  ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8. Grafik Percobaan 3 Setpoint 33
3.1.2 Hasil Grafik Setpoint 27 Pada  percobaan  kali  ini, setpoint yang ditentukan  adalah  27  cm.  Pada setpoint ini dilakukan  beberapa  percobaan  nilai K p , K i , dan K d yang berbeda.
Percobaan  1  :  nilai  pertama  yang  diatur adalah  nilai K p yaitu sebesar  12.  Dengan nilai K p =12, K i =0,  dan K d =0,  papan  berada dalam  kondisi  seimbang  dan  bola  berhenti bergerak. Steady  state  error sebesar  7,4% dan settling time sebesar 24,87s.
Hasil grafik percobaan pertama ditunjukkan pada Gambar 9.
K p =12; K i =0; K d =0
Percobaan  2  :  nilai  pertama  yang  diatur adalah  nilai K p yaitu sebesar  9.  Kemudian ditambahkan nilai K d =40 untuk mengurangi osilasi. Dengan nilai K p = 9, K i = 0, dan K d = 40  papan  berhenti  bergerak  dan  seimbang dengan  jarak  yang  terbaca  sebesar  25cm dan settling time sebesar 18,8s. Respon PID ini  memiliki steady  state  error sebesar 7,4%.
Hasil  grafik  percobaan  kedua  ditunjukkan pada Gambar 10.
K p =9; K i =0; K d =40
Gambar  10 . Grafik Percobaan 2 Setpoint
27
Percobaan  3:  nilai K p yaitu sebesar  4. Kemudian  untuk  mengurangi  nilai steady state  error maka  ditambah  nilai K d secara bertahap  hingga  nilai  103  yang  mana menunjukkan  respon  yang  bagus.  Setelah itu ditambahkan nilai K i =0,01. Dengan nilai K p =  4, K i = 0,01,  dan K d = 103,  papan berhenti  bergerak  dan  seimbang  dengan jarak  yang  terbaca  sebesar  28  cm.  Respon PID ini memiliki settling time sebesar 36,1s dan steady state error sebesar 3,7%.
Hasil  grafik  percobaan  ketiga  ditunjukkan pada Gambar 11.
Gambar 11. Grafik Percobaan 3 Setpoint 27
3.1.3 Hasil Grafik Setpoint 23 Pada  percobaan  kali  ini, setpoint yang ditentukan  adalah  33  cm.  Pada setpoint ini
dilakukan  beberapa  percobaan  nilai K p , K i , dan K d yang berbeda.
Percobaan  1  :    nilai  pertama  yang  diatur adalah nilai K p yaitu sebesar 9. Dengan nilai K p =9, K i = 0,  dan K d = 0  papan  berhenti bergerak  dan  seimbang  dengan  jarak  yang terbaca  sebesar  23  cm  dan settling  time sebesar  7,14s.  Respon  PID  ini  memiliki steady state error sebesar 0%.
Hasil grafik percobaan pertama ditunjukkan pada Gambar 12.
K p =9 ; K i =0 ; K d =0
Gambar  12 . Grafik Percobaan 1 Setpoint 23
Percobaan  2  :    nilai  pertama  yang  diatur adalah K p =  12.  Namun,  sistem  terus berosilasi  dan  masih  jauh  dari setpoint. Untuk mengurangi steady state error, maka ditambahkan  nilai K d secara  bertahap hingga nilai K d =50. Setelah itu, ditambahkan  nilai K i =0,01.  Dengan  nilai K p 12, K i = 0,  dan K d =5 0,  papan  berhenti bergerak  dan  seimbang  dengan  jarak  yang terbaca  sebesar  21cm  dan settling  time sebesar  83s.  Namun  masih  terlihat  sedikit osilasi  pada  grafik  setelah  papan  berenti. Respon PID ini memiliki steady state error sebesar -8,69%.
Hasil  grafik  percobaan  kedua  ditunjukkan pada Gambar 13.
K p =12; K i =0.01; K d =50
Gambar  13 . Grafik Percobaan 2 Setpoint 23
Percobaan  3  :  diberikan  nilai  awal K p =12. Kemudian,  untuk  mengurangi  nilai steady state  error ,  maka  ditambahkan  nilai K d =1 dan K i =0,01.  Dengan  nilai K p =  12, K i = 0,01,  dan K d = 1,  papan  dalam  keadaan seimbang  dan  bola  berhenti  bergerak. Respon  PID  ini  memiliki settling  time sebesar  12,83s  dan steady  state  error sebesar 4,3%.
Hasil  grafik  percobaan  ketiga  ditunjukkan pada Gambar 14.
setpoi nt K p =12; K i =0.01; K d =1 Gambar  14 . Grafik Percobaan 3 Setpoint
23

## 3.2 Pembahasan
Berikut adalah tabel perbandingan dari hasil percobaan. Tabel 1. Perbandingan Hasil Percobaan Hasil Grafik Nilai Parameter Kendali dan setpoint Keterangan Gambar  8 K p = 11, K i = 0,01, dan K d =
50. Setpoint = 33. Setting time = 45 detik. Rata rata Steady state error =3% Gambar 11 K p = 4, K i = 0,01, dan K d =
103. Setpoint =27 . Setting time = 35 detik. Rata rata Steady state error =4,9%
Gambar 12 K p = 9, K i = 0, dan K d = 0. Setpoint =23. Setting time = 7,14 detik. Steady state error =4% 3.2.1 Setpoint 33 cm Pada setpoint 33  cm,  saat  percobaan pertama diberikan nilai awal K p =11. Namun yang  terjadi  osilasi  yang  terlalu  lama  yang membuat  bola  terus  bergerak.  Sehingga nilai K p diturunkan  menjadi  10.  Setelah nilai K p diubah  maka  bola  dapat  berhenti bergerak.  Kemudian  dicoba  kembali  untuk nilai  awal K p sebesar  10.  Didapatkan  hasil yang  lebih  baik  dengan settling  time yang
KENDALI …………………………………… Kusno Utomo 1 , Afiv Setyaji 2 , Alyaa Qonita Arifah 3
lebih  cepat.  Kemudian  dicoba  kembali dengan K p = 11  namun  ditambah  dengan K d = 50. Dari ketiga hasil tersebut dapat dilihat bahwa  untuk setpoint 33  cm  yang  mana posisinya  jauh  dari  titik  tengah  papan, dibutuhkan  kendali K p dan  atau  dengan K d untuk  membuat  bola  berhenti  dan  papan seimbang.  Nilai K i yang  diberikan  sangat kecil.  Nilai K p awal  yang  diberikan  mulai dari  10  dan  nilai K d yang  disesuaikan dengan keadaan respon bola ketika berjalan diatas papan.
3.2.2 Setpoint 27cm Pada setpoint 27  cm,  percobaan  pertama dilakukan  dengan  memberi  nilai  awal K p = 9. Namun bola masih bergerak menjauh dari setpoint, sehingga  nilai K p ditambah menjadi  12.  Sesaat  setelah  itu  bola  dapat berhenti  bergerak.  Dengan  hasil  percobaan pertama,  maka  nilai  awal K p diturunkan menjadi  9.  Pada  percobaan  kedua  terlihat hasil  yang  lebih  baik.  Untuk  mengurangi steady  state  error maka  ditambahkan  nilai K d saat  sistem  tersebut  masih  bekerja  dan dengan  kendali  PD,  bola  dapat  berhenti pada setpoint. Pada  percobaan  ketiga, dicoba  kembali  dengan  nilai  awal K d yang lebih  kecil  yaitu  4.  Pada  nilai K p tersebut, sistem  sulit  mencapai setpoint sehingga perlu  ditabah  nilai K d . Sedangkan  nilai K i bernilai  kecil  karena  dengan  kendali  PD sistem  sudah  mampu  membuat  bola berhenti  dan  seimbang. Maka,  untuk setpoint 27  diperlukan  kendali  PD  dengan nilai K p awal  yan  diambil  kurang  dari  atau sama dengan 12.
3.2.3 Setpoint 23 cm Pada  percobaan  pertama  untuk setpoint 23 cm,  nilai  awal K p sebesar  9  dan  hanya dengan kendali P saja bola mampu berhenti dan seimbang. Kemudian dilanjutkan percobaan  dengan  meningkatkan  nilai K p yaitu  sebesar  12.  Dengan  nilai K p yang lebih besar menghasilkan osilasi yang lebih lama  sehingga  perlu  dikurangi  dengan menambahkan nilai K d . Dengan kendali PD sistem  mampu  membuat  bola  berhenti  dan seimbang,  namun  memiliki steady  state
error yang  lebih  besar  dari  percobaan pertama. Kemudian dicoba lagi dengan nilai K p =12  dan  memberikan K d = 1.  Dari  nilai tersebut didapatkan hasil settling time yang lebih  cepat  dan steady  state  error yang lebih  kecil.  Dari  hasil  tersebut  maka didapatkan  bahwa  untuk setpoint 23  cm dibutuhkan  nilai K p yang  kecil  yaitu dimulai dari 9 dan nilai K d yang kecil pula. Hal  ini  dikarenakan  posisi setpoint yang dekat dengan posisi tengah tengah papan. Berdasarkan  dari  perbandingan  beberapa grafik  antara  tiga setpoint yang  telah dilakukan,  terdapat  perbedaan  dalam  hal nilai  nilai  parameter  yang  digunakan. Semakin jauh nilai setpoint dari titik tengah papan,  maka  akan  menghasilkan  nilai  Kd yang  lebih  besar.  Selain  itu, settling  time untuk setpoint yang  semakin  jauh  dari  titik tengah  papan  maka  nilai settling  time akan semakin  besar.  Artinya,  untuk  mencapai keadaaan steady  state diperlukan  waktu yang  lebih  lama  jika setpoint diatur  jauh dari  titik  tengah  papan.  Rata  rata Steady state  error masih  berada  dalam  batas toleransi yaitu (±5%). Perbedaan hasil pada setiap  kendali  yang  dijalankan  dikarenakan gaya  gesek  papan  terhadap  bola  dan  laju pergerakan  bola  yang  berbeda  beda  pada setiap respon.

## 4. Kesimpulan
Kinerja  pengendali  PID  pada  alat peraga keseimbangan bola mampu menyeimbangkan  papan  dan  menghentikan bola pada posisi sesuai setpoint. Nilai K p , K i dan K d yang diberikan sangat memengaruhi respon  sistem  dalam  mencapai seetpoint. Semakin  jauh  dari  titik  tengah  papan  maka diperlukan  nilai  Kd  yang  lebih  besar.  Rata rata error pada  masing  masing setpoint yaitu pada setpoint 33 cm sebesar 3%, pada setpoint  27 cm  sebesar  4,9%  dan  pada setpoint 23 cm sebesar 4%.

## DAFTAR PUSTAKA
M. Setiawan. 2012. Perancangan pengendali  pid  untuk  sistem  ball  and beam . Jakarta : Universitas Tri Sakti.
E. Orlanda Merti
Wijaya. 2018.
Perancangan  Sistem  Keseimbangan
Ball and Beam Dengan Menggunakan Pengendali  PID  Berbasis  Arduino
Uno. J.  Tek.  Elektro ,  vol.  7,  no.  01,
pp. 53–61.
H.  Muhammad,  M.  Ramdhani,  and  A.  S.
Wibowo. 2017. Desain dan Implementasi kendali PID pada Beam and Ball System . e-Proceeding Eng. ,
vol. 4, no. 3, pp. 3286–3293.
M.  Saad  and  M.  Khalfallah.  2017. Design and  Implementation  of  an  Embedded Ball-beam  Controller  Using  PID Algorithm .    Univers.  J.  Control
Autom., vol. 5, no. 4, pp. 63–70.
B.  Supriyo,  S.  B.  Kuntardjo,  and  Sihono. 2017. Alat  Peraga  Kendali  Pemanas Udara Berbasis Arduino Uno Sebagai Penunjang  Praktikum  Laboratorium
Kendali . J.  Sains  dan  Teknol. ,  vol.  1, no. 1, pp. 1–14.