ROBOT KESEIMBANGAN PADA SEBUAH BOLA MENGGUNAKAN SISTEM KENDALI PID

Robot keseimbangan bola adalah salah satu robot penyeimbang dinamis
yang harus dikontrol secara aktif untuk menstabilkannya tetap seimbang tegak
lurus 0˚ diatas bola pada permukaan tanah atau lantai. Tujuan dari penelitian ini
ialah mengimplementasikan sistem kendali PID secara lengkap, yaitu dengan
menambahkan konstanta integral (Ki) pada robot keseimbangan bola yang
diharapkan mampu mengeliminasi steady-state error dan melakukan
perbandingan dari beberapa metode tuning sistem kendali PID untuk mencapai
hasil yang optimal pada robot keseimbangan bola. Metode pelaksanaan meliputi
pengerjaan desain konstruksi, menentukan flowchart kerja, penentuan kinematika
dan penentuan sistem kendali. Sistem kendali yang digunakan ialah sistem kendali
PID. Pengolahan data keseluruhan diproses oleh mikrokontroler Arduino
Mega2560 yang menerima pembacaan sudut dari sensor MPU6050 sebagai
masukan dan aktuasi pada motor stepper sebagai keluaran. Pengujian yang
dilakukan diantaranya pengujian sensor, motor, arah putaran motor, respon
robot, serta implementasi sistem kendali PID pada robot. Dari berbagai metode
tuning yang diuji pada robot, metode manual adjustment CHR Overshoot 20%
memberikan waktu jatuhnya robot sedikit lebih lama yaitu 1193ms, dibandingkan metode
lainnya sebelum dilakukan manual adjustment yaitu Ziegler-Nichlos step
response=281ms, CHR Overshoot 0%=421ms, CHR Overshoot 20%=525ms, dan Cohen-
Coon=328ms.

Kata kunci: Kinematika, PID, robot keseimbangan bola