PERANCANGAN SELF-BALANCING ROBOT MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY UNTUK TUNING PARAMETER KENDALI PROPORSIONAL INTEGRAL DERIVATIF

Abstract

Abstrak

Self-balancing robot merupakan sebuah robot yang mempunyai dua buah roda sejajar di sisi kiri dan kanan badan robot yang dapat seimbang dengan adanya sebuah kendali. Tugas akhir ini menerapkan kendali PID sebagai sistem regulator pada plant self-balancing robot yang memiliki prinsip kerja mirip dengan pendulum terbalik. Dalam pembuatan tugas akhir self-balancing robot menggunakan logika fuzzy untuk tuning parameter kendali PID. Kecepatan putaran dua motor DC yang digunakan sebagai penggerak dapat diatur dengan mengatur tegangan masukan. Sensor Inertial Measurement Unit (IMU) MPU-6050 digunakan sebagai pendeteksi sudut kemiringan self-balancing robot. Complementary filter digunakan untuk mengurangi nilai error yang dihasilkan oleh sensor IMU MPU-6050. Penerapan kendali PID dan sistem secara keseluruhan di aplikasikan di dalam mikrokontroler ATMega16. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa nilai konstanta logika fuzzy untuk tuning kendali PID yaitu konstanta parameter Kp (ZkpSB=10,2; ZkpB=9,8; ZkpS=9,4; dan ZkpK=9), konstanta parameter Ki (Ki=100), dan konstanta Kd (ZkdSB=62; ZkdB=58; ZkdS=54; dan ZkdK=50). Self-balancing robot dapat menyeimbangkan diri ketika tanpa gangguan dan dengan gangguan. Pada pengujian dengan gangguan searah jarum jam (CW) sudut maksimal yang masih dapat diseimbangkan oleh sistem adalah sebesar 15,69⁰, sedangkan pada gangguan berlawanan arah jarum jam (CCW) sebesar -9,14⁰.

Kata Kunci: fuzzy, MPU-6050, kendali PID, self-balancing robot

Abstract

Self-balancing robot is a robot that has two wheels aligned on both side of the robot which will balanced by the the existence of a control.This final project applying PID control as a system  regulator on plant self-balancing robot that has a working principle similar to the inverted pendulum. In the making of final project self-balancing robot using fuzzy logic to tuning PID control parameters. The speed of two DC motors that are used as activator can be set by regulating the input voltage.. The Inertial Measurement Unit (IMU) MPU-6050 sensor is used for detecting angle of self-balancing robot. Complementary filter is used to reduce the error that produced by the IMU MPU-6050 sensor. The implementation of PID control and overall system applied in the ATMega16 microcontroller. From the test results obtained that the constant value for the fuzzy logic to tuning PID control are parameters constants Kp (ZkpSB = 10.2; ZkpB = 9.8; ZkpS = 9.4; and ZkpK = 9), parameter constants Ki (Ki = 100), and the constant Kd (ZkdSB = 62; ZkdB = 58; ZkdS = 54; and ZkdK = 50). Self-balancing robot can balance themselves when without interference and with interference. On testing with a clockwise (CW) interference the maximum angle which is  balanced by the system equal to 15.69⁰, while the counter clockwise (CCW) interference  equal to -9.14⁰.

Keywords: fuzzy, MPU-6050, PID control, self-balancing robot