Rabu, 06 November 2019

Catan Pribadi: Kendali PID Analog

REFERENSI SUMBER UNTUK DI SIMPAN DALAM CATATAN PRIBADI INI:

  1. https://www.dialog-semiconductor.com/sites/default/files/an-cm-250_position_and_speed_control_of_a_dc_motor_using_analog_pid_controller.pdf
  2. https://neelpmehta.wordpress.com/analog-pid-control-using-op-amps/
  3. https://www.nutsvolts.com/magazine/article/the_pid_controller_part_1



Kendali Jenis P
Adalah kendali menguatkan sebesar P x Vin.  Misal jika P=10 dan Vin= 2 maka output kendali P adalah 10 x 2 = 20. 
Kendali ini sangat mudah di implementasikan dengan penguat operasional/OpAmp, baik yang jenis inverting maupin non inverting.

Kendali jenis Proporsional



 Vout = - [Vin * (Rf/Ri)]








Kendali Jenis I
Integral adalah singkatan untuk integrasi. Anda dapat menganggap ini sebagai akumulasi (penambahan) kuantitas dari waktu ke waktu. Misalnya, Anda sekarang mengintegrasikan informasi ini ke dalam memori pengetahuan Anda. Memori pengetahuan Anda memiliki variabel waktu dan pengetahuan. Sangatlah jelas bahwa kita semua tidak memiliki pengetahuan saat kita masih bayi, dan seiring berjalannya waktu memori pengetahuan kita akan bertambah.

Misalnya ini adalah integrasi tegangan masukan Vi seiring berjalannya waktu Gambar di bawah ini;
Kendali Jenis Integral














Vout = -1/(Ri.C)* Integral (Vin)
         = -1/(Ri.C) * (luas daerah dibawah fungsi)+nilai awal


Luas daerah di bawah garis grafik adalah komponen tegangan dan waktu. Mari kita periksa operasi integrator yang ideal. Kita dapat menyederhanakan matematika dengan membuat istilah 1 / RC sama dengan 1 (mis., Misalkan R = 100 KΩ dan C = 10 μF). Gambar di bawah menggambarkan hubungan input / output integrator.

Respon kendali Integral terhadap input 

















Dari Waktu 0 hingga 2 detik, ada tegangan 2 V untuk input integrator. Output integrator pada akhir periode waktu ini adalah -4 V (ingat rangkainnya jenis inverting)). Integrator telah mengumpulkan sinyal 2 V selama 2 detik. Sehingga jumlah tegangan dar waktu 0 hingga 2 detik = 4 V. Dari T2 ke T4, tidak ada tegangan yang diberikan ke integrator. Maka Outputnya tidak berubah. Dalam Gambarini, Anda dapat melihat bahwa output integrator berubah polaritas ketika sinyal input berubah polaritas.

Kendali Jenis D
Derivatif adalah mengukur tingkat perubahan Vin. Diferensial yang ideal ditunjukkan pada Gambar 5. Sirkuit ini terlihat mirip dengan filter pelewat frekuensi tinggi yang Anda lihat dalam skema lain. Frekuensi rendah dilemahkan, sedangkan frekuensi tinggi diizinkan lewat. Matematika yang menggambarkanderivatif adalah:

Vout = -RC * (kecepatan perubahan Vin)
       = -R.C * Diferensial dari (Vin)


Respon kendali D terhadap input 


















Tingkat perubahan setara dengan mengukur kemiringan garis (gradien). Kemiringan adalah ukuran dari perubahan tegangan dibagi dengan perubahan waktu. Dalam istilah matematika, ini ditulis  dv/dt. Jika kita menerapkan sinyal ramp (tanjakan) ke kendali derivatif, kita mendapatkan tegangan output DC yang stabil.

Untuk menyederhanakan matematika, Misalkan R*C = 1. Dari waktu 0 hingga 2, tegangan berubah -4 volt, sementara waktu berubah 2 detik. Kemiringan garis ini, -2. Output dari kendali Derivatif  akan sama dengan 2  (ingat menggunakan jenis penguat inverting)



PENERAPAN KENDALI PID ~ KENDALI SERVO (POSISI)










Rangkaian detailnya


























Rangkaian ini merupakan adaptasi dari kontroler PID yang disajikan oleh Profesor Jacob dalam bukunya, Industrial Control Electronics. Jenis sistem ini memiliki keunggulan penyetelan yang mudah. Rangkaian  ini juga sederhana dan mudah dibangun. Skema Rangkaian memiliki tata letak fisik yang sama dengan diagram blok. Op-amp U1 digunakan sebagai penjumlahan input set-point dan posisi motor yang diukur. Fungsi P, I, dan D  masing-masing diimplementasikan oleh U2, U3, dan U4.  Akhirnya, op-amp U5 menjumlahkan dari masing-masing kendali P, I, D. Kendali P dan I jenisnya inverting. Transistor Darlington telah ditambahkan ke U5 untuk meningkatkan arus ke level yang cukup untuk menggerakkan motor. Komponen P, I, dan D seperti yang disajikan sebelumnya dalam artikel ini. Setiap kendali memiliki resistor variabel untuk menyesuaikan nilai R. 
Pemilihan komponen untuk sirkuit ini tidak kritis. Variabel resistor harus multiturn untuk kemudahan penyesuaian. Op-amp keperluan umum dapat digunakan; Namun, U3 harus  tipe input FET. Desain FET lebih baik untuk integrator, karena tidak terjadi self-charger pada  kapasitor integrator. Quad op-amp - seperti LF347N ideal untuk aplikasi ini. Kapasitor besar diperlukan untuk bagian kendali  integrator dan diferensial. Nilai-nilai besar mengharuskan kapasitor elektrolitik digunakan. Kapasitor elektrolit dapat dioperasikan sebagai kapasitor non-terpolarisasi dengan menempatkan dua kapasitor secara seri, seperti yang ditunjukkan dalam skema.
PENGUJIAN
Sebelum kita dapat menguji sirkuit PID, kita perlu tahu bagaimana respons terhadap perintah dan bagaimana masing-mansing jenis kendali P, I, dan D.  Anda dapat menggunakan function generator untuk memverifikasi setiap tahapan. Lihat bagaimana masing-masing tahapan merespons terhadap bentuk gelombang sinus, bujur sangkar, dan segitiga. Ingatlah untuk menggunakan frekuensi rendah - kurang dari 10 Hz. Frekuensi ini kira-kira sama dengan sistem motor servo.



Komponen yang digunakan;
1. IC opamp  LM 347N (isinya 4 OpAmp),
lebih lengkap klik ini https://www.dialog-semiconductor.com/sites/default/files/an-cm-250_position_and_speed_control_of_a_dc_motor_using_analog_pid_controller.pdf


Alternatif lain Anda bisa coba praktekkan dari percobaan  NEEL MEHTA


Buat Catatan Bahwa Musim Buah Pohon Lengkeng-Klengkeng adalah Bulan Oktober-Nopember

Catatan Pribadi:
Bahwa pohon lengkeng secara alami akan berbuah pada musin buah, di sini kalau saya amati mulai bulan Oktober-Nopember pohon Lengkeng-Klengkeng mulai pada muncul bunga.
Ini contohnya pohon Lengkeng dalam pot muncul bunga di bulan Oktober-Nopember ini.
Jenis lengkeng Pingpong, dan saya lihat sekitar rumah juga semua jenis lengkeng mulai berbunga di musim ini, bulan Okt-Nop yang sebelumnya kemarau panjang.

Jika pohon Lengkeng Anda susah berbuah. muncul bunga susah...ada obatnya pakai pakai NUTRILENG