Rancang Bangun Buck Converter dengan Kontrol PID Berbasis Mikrokontroller Arduino

Abstrak

Buck converter adalah salah satu jenis converter DC-DC yang paling umum digunakan untuk mengubah tegangan listrik DC yang tinggi menjadi tegangan DC yang lebih rendah. Buck converter dikonfigurasi dengan menggunakan MOSFET sebagai saklar daya yang dikendalikan oleh Mikrokontroler Arduino. Saat merancang sistem buck converter, stabilitas tegangan yang dihasilkan harus diperhatikan. Ketidakstabilan dalam rangkaian buck converter mengakibatkan terjadinya overvoltage (tegangan berlebih) dan undervoltage (tegangan kurang). Dengan menggunakan kontrol PID kestabilan tegangan tetap terjaga dan tegangan keluaran dapat diatur sesuai dengan nilai set point yang diinginkan. Spesifikasi rancangan Buck Converter bekerja pada frekuensi sebesar 31372,55 Hz, tegangan input 48 volt dan set point tegangan output sebesar 36 volt diujikan dengan beban motor DC 36 volt. Metode digunakan untuk penelitian kali ini yaitu metode eksperimen. Implementasi hardware Buck Converter dengan kontrol PID menggunakan Arduino uno dengan compiler pemrograman yang digunakan adalah “Simulink Support Arduino Package”, yaitu fasilitas library Arduino yang tersedia di Simulink MATLAB. Fasilitas tesebut digunakan sebagai konfigurasi dan komunikasi pemrograman dengan mikrokontroller Arduino. Hasil pengujian Buck Converter menggunakan kontrol PI dengan nilai Kp=3,2759 dan Ki=0,000079 diperoleh nilai rise time 0,26 detik, settling time 1,2 detik, overshoot 1,09%. Sedangkan pengujian menggunakan kontrol PID dengan nilai Kp=3,2759, Ki=0,000095 dan Kd=0,435825 menghasilkan rise time 0,22 detik, settling time 0,5 detik, overshoot 0,886. Dengan mempertimbangkan nilai respons sistem seperti rise time, settling time dan overshoot, kontrol yang paling sesuai untuk penelitian ini adalah kontrol PID.