TUNING KONTROLER PID Pada Robot Line Follower

TUNING KONTROLER PID LINE FOLLOWER

Tunning kontrol PID ini bertujuan untuk menentukan paramater aksi kontrol Proportional, Integratif, Derivatif pada robot line follower. Proses ini dapat dilakukan dengan cara trial and error . Keunggulan cara ini kita gak perlu mengidentifikasi plant, membuat model matematis plant, menentukan parameter plant dengan grafis ataupun analitis…cukup dengan cara coba-coba memberikan konstanta P-I-D pada formula PID hingga di peroleh hasil yang di inginkan, dengan mengacu pada karakteristik masing-masing kontrol P-I-D.

Nach kalo kita menggunakan kendali PID artinya kita nantinya bertujuan mengolah suatu sinyal kesalahan atau error, nilai error tersebut diolah dengan formula PID untuk dijadikan suatu sinyal kendali atau sinyal kontrol yang akan diteruskan ke aktuator. Gampangnya perhatikan saja blok diagram umpan balik loop tertutup pada perancangan kedali PID pada robot line follower berikut ini:

Dari blok diagram diatas dapat q jelasin sebagai berikut

1. SP = Set point, secara simple maksudnya ialah suatu prameter nilai acuan atau nilai yang kita inginkan.
2. PV = Present Value, kalo yang ini maksudnya ialah nilai bobot pembacaan sensor saat itu atau variabel terukur yang di umpan balikan oleh sensor (sinyal feedback dari sensor).
3. Error = nilai kesalahan, nach kalo yang ini pengertiannya ialah Deviasi atau simpangan antar variabel terukur atau bobot sensor (PV) dengan nilai acuan (SP)

Setelah memahami alur pengendalian PID nach berikut ilustrasi pemberian bobot sensor (nilai kesalahan pembacaan sensor) pada robot line follower:

Dari blok iliustrasi tersebut dapat q jelasin sebagai berikut:

Proses pemberian bobot sensor dapat dilakukan dengan proses pemetaan (mapping) pembacaan sensor terhadap garis, berikut salah satu sample proses mapping sensor:

11111110 (PV=-7)

11111000 (PV=-6)

11111100 (PV=-6)

11111101 (PV=-5)

11110001 (PV=-4)

11111001 (PV=-4)

11111011 (PV=-3)

11100011 (PV=-2)

11110011 (PV=-2)

11110111 (PV=-1)

11100111 (PV=0)

11101111 (PV=1)

11000111 (PV=2)

11001111 (PV=2)

11011111 (PV=3)

10001111 (PV=4)

10011111 (PV=4)

10111111 (PV=5)

00011111 (PV=6)

00111111 (PV=6)

01111111 (PV=7)

11111111 (PV=8 / -8)

Kondisi ideal robot terjadi saat kondisi robot pada PV= 0 (misal kondisi nilai sensor = 11100111, nilai 0 merepresentasikan sensor mengenai garis). Atau SP = 0 ialah kondisi ideal dari robot line follower. Jika PV tidak sama dengan 0 berarti robot tidak berada pada kondisi ideal dan artinya ada sinyal kesalahan (error). Pada kondisi error inilah formula PID akan menentukan hasil sinyal kendalinya. Nach berikut ini penjelasan tentang penerapan PID pada robot line follower:

Proporsional kontrol

Kondisi ideal pada robot adalah bergerak maju lurus mengikuti garis, dengan kata lain PV = 0 (nilai sensor = 11100111). Dari sini dapat diasumsikan bahwa Set Point (SP) / kondisi ideal adalah saat SP = 0. Nilai sensor yang dibaca oleh sensor disebut Process Variable (PV) / nilai aktual pembacaan. Menyimpangnya posisi robot dari garis disebut sebagai error (e), yang didapat dari e = SP – PV. Dengan mengetahui besar error, mikrokontroler dapat memberikan nilai PWM motor kiri dan kanan yang sesuai agar dapat menuju ke posisi ideal (SP = 0). Besarnaya nilai PWM ini dapat diperoleh dengan menggunakan kontrol Proporsional (P), dimana P = e  Kp (Kp adalah konstanta proporsional yang nilainya di set sendiri dari hasil tuning).

Saat Sensor = 11111111 nilai PV dapat ditentukan dengan cara membandingkan kondisi PV sebelumnya, jika PV lebih besar dari 0, maka nilai PV dapat diasumsikan 30 dan jika PV kurang dari 0, maka nilai PV dapat diasumsikan -30 atau dengan cara menyimpan nilai error yang lalu.

Dalam pemrograman robot line follower ini kodenya  ditulis secara sederhana seperti berikut:

If Sensor = &B11111111 Then

If Pv < 0 Then : Pv = -30

End If

If Pv > 0 Then : Pv = 30

End If

End If

Perhitungan Kontroler Proporsional

Sp_sensor = 0                             ‘setpoint sensor

Error = Sp_sensor – Pv           ‘nilai error

P = Kp * Error                              ‘proporsional kontrol

Aplikasi kontrol proporsional pada PWM ialah sebagai berikut:

Pwm = Sp_kecepatan + P       ‘motor kiri

Pwm = Sp_kecepatan – P       ‘motor kanan

Derivatif kontrol

Jika pergerakan robot masih terlihat bergelombang, bisa ditambahkan kontrol Derivatif (D). Kontrol D digunakan untuk mengukur seberapa cepat robot bergerak dari kiri ke kanan atau dari kanan ke kiri. Semakin cepat bergerak dari satu sisi ke sisi lainnya, maka semakin besar nilai D. Konstanta D (Kd) digunakan untuk menambah atau mengurangi imbas dari derivatif. Dengan mendapatkan nilai Kd yang tepat pergerakan sisi ke sisi yang bergelombang akibat dari kontrol proporsional bisa diminimalisasi. Nilai D didapat dari D = Kd/Ts * rate, dimana Ts ialah time sampling atau waktu cuplik dan rate = e(n) – e(n-1). Dalam program nilai error (SP – PV) saat itu menjadi nilai last_error, sehingga rate didapat dari error – last_error. Untuk menambahkan kontrol D, program dimodifikasi menjadi:

Perhitungan Kontroler Proporsional + Derivatif

Sp_sensor = 0                             ‘setpoint sensor

Error = Sp_sensor – Pv           ‘nilai error

P = Kp * Error                              ‘proporsional kontrol

D1 = Kd * 10                                 ‘derivatif kontrol

D2 = D1 / Ts

D3 = Error – Last_error           ‘rate

D = D2 * D3

Last_error = Error                   ‘error lampau

Pd = P + D                                     ‘proporsional-derivatif kontrol

Aplikasi kontrol proporsional dan drivatif pada PWM ialah sebagai berikut:

Pwm = Sp_kecepatan + Pd     ‘motor kiri

Pwm = Sp_kecepatan – Pd     ‘motor kanan

Integratif kontrol

Jika dengan P + D sudah membuat pergerakan robot cukup smooth, maka penambahan Integratif menjadi opsional. Jika ingin mencoba-coba bisa ditambahakan Integratif (I). I digunakan untuk mengakumulasi error dan mengetahui durasi error. Dengan menjumlahkan error disetiap pembacaan PV akan memberikan akumulasi offset yang harus diperbaiki sebelumnya. Saat robot bergerak menjauhi garis, maka nilai error akan bertambah. Semakin lama tidak mendapatkan SP, maka semakin besar nilai I. Degan mendapatkan nilai Ki yang tepat, imbas dari Integratif bisa dikurangi. Nilai akumulasi error didapat dari: error + last_error. Untuk menambahkan kontrol I, maka program di modifikasi menjadi:

Perhitungan Kontroler Proporsional + Integratif + Derivatif

Sp_sensor = 0                             ‘setpoint sensor

Error = Sp_sensor – Pv           ‘nilai error

P = Kp * Error                              ‘proporsional kontrol

D1 = Kd * 10                                  ‘derivatif kontrol

D2 = D1 / Ts

D3 = Error – Last_error           ‘rate

D = D2 * D3

I1 = Ki / 10                                    ‘integratif kontrol

I2 = Error + Last_error           ‘akumulasi error

I3 = I1 * I2

I = I3 * Ts

Last_error = Error                   ‘error lampau

Pd = P + D                                     ‘proporsional-derivatif kontrol

Pid = Pd+I                                    ‘proporsional-integratif-derivatif

Aplikasi kontrol proporsional, integratif dan drivatif pada PWM ialah sebagai berikut:

Pwm = Sp_kecepatan + Pid    ‘motor kiri

Pwm = Sp_kecepatan – Pid    ‘motor kanan

Parameter Nilai Konstanta Kontroler P I D

Nilai konstanta perhitungan PID di tuning secara trial and error, proses ini dilakukan dengan metode mencoba-coba (eksperimental) nilai proporsional, derivatif dan integratif pada formula PID hingga ditemukan hasil sistem yag stabil, adapun cara yang dilakukan untuk mentuning PID pada robot line follower ialah sebagai berikut:

1. Langkah awal gunakan kontrol proporsional terlebih dahulu, abaikan konstanta integratif dan derivatifnya dengan memberikan nilai nol pada integratif dan derivatif.
2. Tambahkan terus konstanta proporsional maksimum hingga keadaan stabil namun robot masih berosilasi.
3. Untuk meredam osilasi, tambahkan konstanta derivatif dengan membagi dua nilai proporsional, amati keadaan sistem robot hingga stabil dan lebih responsif.
4. Jika sistem robot telah stabil, kontrol integratif dapat menjadi opsional, dalam artian jika ingin mencoba-coba tambahkan kontrol integratif tersebut, namun pemberian nilai integratif yang tidak tepat dapat membuat sistem robot menjadi tidak stabil.
5. Nilai set point kecepatan dan nilai batas bawah/atas memberikan patokan kecepatan robot.
6. Nilai time sampling (waktu cuplik) juga mempengaruhi perhitungan PID, tentunnya saat penggunaan kontrol integratif dan derivatif.
7. Periksa kembali perfoma sistem hingga mendapatkan hasil yang memuaskan.

Acuan penentuan parameter Kp, Ki dan Kd  dapat diadopsi dari watak dari kontroler itu masing seperti yang dijelaskan pada tabel berikut ini:

Simulasi PID Parameter :  klik here

Dan berikut ini sample coding PID line followerku dengan pemrograman BASCOM AVR :

$regfile = “m8535.dat”
$crystal = 12000000
$eeprom

‘—————————inisialisasi pwm————————————
Config Timer1 = Pwm , Pwm = 10 , Prescale = 64 , Compare A Pwm = Clear Down , Compare B Pwm = Clear Down       ‘pwm dengan settingan fast pwm 10 bit

‘—————————inisialisasi adc————————————
Config Adc = Single , Prescaler = Auto

‘—————————inisialisasi lcd————————————
Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portc.4 , Db5 = Portc.5 , Db6 = Portc.6 , Db7 = Portc.7 , E = Portc.2 , Rs = Portc.0
Config Lcd = 16 * 2 : Cursor Off

‘——————————————————————————-
‘PENDEFINISIAN PIN MIKRO
‘——————————————————————————-
Config Portd = Output

‘alias logika motor
M1a Alias Portd.0
M1b Alias Portd.1
M2a Alias Portd.2
M2b Alias Portd.3

Config Portb = Input
Portb = 255
‘alias tombol
Sw_ok Alias Pinb.3
Sw_cancel Alias Pinb.2
Sw_down Alias Pinb.1
Sw_up Alias Pinb.0

Config Portc.3 = Output

‘——————————————————————————-
‘DEKLARASI VARIABEL
‘——————————————————————————-
Dim B1 As Bit , B2 As Bit , B3 As Bit , B4 As Bit , B5 As Bit , B6 As Bit , B7 As Bit , B8 As Bit,
Dim S1 As Byte , S2 As Byte , S3 As Byte , S4 As Byte , S5 As Byte , S6 As Byte , S7 As Byte , S8 As Byte
Dim Adc1 As Integer , Adc2 As Integer , Adc3 As Integer , Adc4 As Integer , Adc5 As Integer , Adc6 As Integer , Adc7 As Integer , Adc8 As Integer,
Dim S12 As Byte , S123 As Byte , S1234 As Byte , S12345 As Byte , S123456 As Byte , S1234567 As Byte , S12345678 As Byte
Dim C As Byte
Dim B As Byte
Dim Sensor As Byte
Dim Konversi_sensor As Byte
Dim Data1 As Byte
Dim Menu As Byte

‘——————————-declarasi variabel——————————
‘variabel eeprom
Dim Kp_eprom As Eram Integer
Dim Ki_eprom As Eram Integer
Dim Kd_eprom As Eram Integer
Dim Ts_eprom As Eram Integer
Dim Sp_kecepatan_eprom As Eram Integer
Dim Up_eprom As Eram Integer
Dim Lp_eprom As Eram Integer
Dim Nos_eprom As Eram Integer
Dim Hold_eprom As Eram Integer

Dim Kp As Integer
Dim Ki As Integer
Dim Kd As Integer
Dim Ts As Integer
Dim Sp_sensor As Integer
Dim Sp_kecepatan As Integer
Dim Up As Integer
Dim Lp As Integer
Dim Nos As Integer
Dim Hold As Integer

Dim Error As Integer
Dim Last_error As Integer
Dim Pv As Integer
Dim P As Integer
Dim Pd As Integer
Dim Pid As Integer
Dim Pwm As Integer

Dim I1 As Integer
Dim I2 As Integer
Dim I3 As Integer
Dim I As Integer

Dim D1 As Integer
Dim D2 As Integer
Dim D3 As Integer
Dim D As Integer

Dim N1 As Integer
Dim N2 As Integer

‘——————————————————————————-
‘DEKLARASI SUBRUTIN
‘——————————————————————————-

Declare Sub Baca_sensor()
Declare Sub Kiri_maju()
Declare Sub Kanan_maju()
Declare Sub Kiri_mundur()
Declare Sub Kanan_mundur()
Declare Sub Bantingkanan()
Declare Sub Bantingkiri()

Portc.3 = 0                                                 ‘lcd on

Cls : Home
Lcd “ADC LINEfollower”
Waitms 500
Lowerline
Lcd “Fahmizal_dte2006”
Waitms 1500

Portc.3 = 1                                                 ‘lcd off

Menu_utama:
Cls
Home : Lcd “‘menu'<<<<^>>>>>”
Lowerline
Lcd “Please choice…”
Do
If Sw_up = 0 Then : Waitms 250 : Menu = 1
End If
If Sw_down = 0 Then : Waitms 250 : Menu = 2
End If

If Menu = 1 Then : Locate 2 , 1 : Lcd “Setting ROBOT…”
If Sw_ok = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Setting_pid : End If
End If

If Menu = 2 Then : Locate 2 , 1 : Lcd “Go……..Ready?”
If Sw_ok = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Go : End If
End If
Loop

‘——————————-menu Konstanta PID——————————
Setting_pid:
Cls
Menu_kp:
Do

Kp = Kp_eprom
If Sw_up = 0 Then : Incr Kp : Waitms 10
End If
If Sw_down = 0 Then : Decr Kp : Waitms 10
End If

If Sw_ok = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_ki
End If
If Sw_cancel = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_utama
End If

If Kp > 50 Then : Kp = 0 : Waitms 10
End If
If Kp < 0 Then : Kp = 50 : Waitms 10
End If

Home : Lcd “Tuning PID ^–^ “ : Locate 2 , 1 : Lcd “KP:” : Locate 2 , 4 : Lcd ”           “ : Locate 2 , 4 : Lcd Kp : Waitms 100

Kp_eprom = Kp
Loop

‘———————————————

Menu_ki:
Do

Ki = Ki_eprom
If Sw_up = 0 Then : Incr Ki : Waitms 10
End If
If Sw_down = 0 Then : Decr Ki : Waitms 10
End If

If Sw_ok = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_kd
End If
If Sw_cancel = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_kp
End If

If Ki > 20 Then : Ki = 0 : Waitms 10
End If
If Ki < 0 Then : Ki = 20 : Waitms 10
End If

Home : Lcd “Tuning PID ^–^ “ : Locate 2 , 1 : Lcd “KI:” : Locate 2 , 4 : Lcd ”           “ : Locate 2 , 4 : Lcd Ki : Waitms 100

Ki_eprom = Ki
Loop

‘———————————————

Menu_kd:
Do

Kd = Kd_eprom
If Sw_up = 0 Then : Kd = Kd + 5 : Waitms 10
End If
If Sw_down = 0 Then : Kd = Kd – 5 : Waitms 10
End If

If Sw_ok = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_ts
End If
If Sw_cancel = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_ki
End If

If Kd > 150 Then : Kd = 0 : Waitms 10
End If
If Kd < 0 Then : Kd = 150 : Waitms 10
End If

Home : Lcd “Tuning PID ^–^ “ : Locate 2 , 1 : Lcd “KD:” : Locate 2 , 4 : Lcd ”           “ : Locate 2 , 4 : Lcd Kd : Waitms 100

Kd_eprom = Kd

Loop

‘———————————————

Menu_ts:
Do

Ts = Ts_eprom
If Sw_up = 0 Then : Ts = Ts + 5 : Waitms 10
End If
If Sw_down = 0 Then : Ts = Ts – 5 : Waitms 10
End If

If Sw_ok = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_sp_kecepatan
End If
If Sw_cancel = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_kd
End If

If Ts > 20 Then : Ts = 0 : Waitms 10
End If
If Ts < 0 Then : Ts = 20 : Waitms 10
End If

Home : Lcd “TimeSampling(ms)” : Locate 2 , 1 : Lcd “TS:” : Locate 2 , 4 : Lcd ”           “ : Locate 2 , 4 : Lcd Ts : Waitms 100

Ts_eprom = Ts

Loop

‘———————————————

Menu_sp_kecepatan:
Do

Sp_kecepatan = Sp_kecepatan_eprom
If Sw_up = 0 Then : Sp_kecepatan = Sp_kecepatan + 50 : Waitms 10
End If
If Sw_down = 0 Then : Sp_kecepatan = Sp_kecepatan – 50 : Waitms 10
End If

If Sw_ok = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_up
End If
If Sw_cancel = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_ts
End If

If Sp_kecepatan > 600 Then : Sp_kecepatan = 400 : Waitms 5
End If
If Sp_kecepatan < 400 Then : Sp_kecepatan = 600 : Waitms 5
End If

Home : Lcd “Set Point  ^–^ “ : Locate 2 , 1 : Lcd “kecepatan:” : Locate 2 , 11 : Lcd ”        “ : Locate 2 , 11 : Lcd Sp_kecepatan : Waitms 100

Sp_kecepatan_eprom = Sp_kecepatan

Loop

‘———————————————
Menu_up:
Do

Up = Up_eprom
If Sw_up = 0 Then : Up = Up + 50 : Waitms 10
End If
If Sw_down = 0 Then : Up = Up – 50 : Waitms 10
End If

If Sw_ok = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_nos
End If
If Sw_cancel = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_sp_kecepatan
End If

If Up > 1000 Then : Up = 700 : Waitms 10
End If
If Up < 700 Then : Up = 1000 : Waitms 10
End If

Home : Lcd “TOP speed ROBOT “ : Locate 2 , 1 : Lcd “top:” : Locate 2 , 5 : Lcd ”           “ : Locate 2 , 5 : Lcd Up : Waitms 100

Up_eprom = Up

Loop

‘———————————————
Menu_nos:
Do

Nos = Nos_eprom
If Sw_up = 0 Then : Nos = Nos + 100 : Waitms 10
End If
If Sw_down = 0 Then : Nos = Nos -100 : Waitms 10
End If

If Sw_ok = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_hold:
End If
If Sw_cancel = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_up
End If

If Nos > 500 Then : Nos = 100 : Waitms 10
End If
If Nos < 100 Then : Nos = 500 : Waitms 10
End If

Home : Lcd “POWER ^–^ ROBOT” : Locate 2 , 1 : Lcd “start:” : Locate 2 , 7 : Lcd ”           “ : Locate 2 , 7 : Lcd Nos : Waitms 100

Nos_eprom = Nos

Loop
‘——————————————————————————-

Menu_hold:
Do

Hold = Hold_eprom
If Sw_up = 0 Then : Hold = Hold + 5 : Waitms 10
End If
If Sw_down = 0 Then : Hold = Hold – 5 : Waitms 10
End If

If Sw_ok = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Rampung_setting:
End If
If Sw_cancel = 0 Then : Waitms 250 : Gosub Menu_nos
End If

If Hold > 75 Then : Hold = 25 : Waitms 10
End If
If Hold < 25 Then : Hold = 75 : Waitms 10
End If

Home : Lcd “TressHold^SENSOR” : Locate 2 , 1 : Lcd “hold:” : Locate 2 , 6 : Lcd ”           “ : Locate 2 , 6 : Lcd Hold : Waitms 100

Hold_eprom = Hold

Loop
‘——————————————————————————-

‘——————————-tampilansaveepprom——————————
Rampung_setting:

Cls
Locate 1 , 1 : Lcd “Write’_to_EEPROM”
Locate 2 , 1 : Lcd “=” : Waitms 200
Locate 2 , 2 : Lcd “=” : Waitms 180
Locate 2 , 3 : Lcd “=” : Waitms 155
Locate 2 , 4 : Lcd “=” : Waitms 125
Locate 2 , 5 : Lcd “=” : Waitms 90
Locate 2 , 6 : Lcd “=” : Waitms 70
Locate 2 , 7 : Lcd “=” : Waitms 50
Locate 2 , 8 : Lcd “=” : Waitms 35
Locate 2 , 9 : Lcd “=” : Waitms 20
Locate 2 , 10 : Lcd “=” : Waitms 15
Locate 2 , 11 : Lcd “=” : Waitms 13
Locate 2 , 12 : Lcd “=” : Waitms 11
Locate 2 , 13 : Lcd “=” : Waitms 9
Locate 2 , 14 : Lcd “=” : Waitms 7
Locate 2 , 15 : Lcd “=” : Waitms 5
Locate 2 , 16 : Lcd “=” : Waitms 300
Locate 2 , 1 : Lcd “writesucsesfully“ : Waitms 500 : Gosub Go:
‘——————————————————————————-

Go:

Kp = Kp_eprom
Ki = Ki_eprom
Kd = Kd_eprom
Ts = Ts_eprom
Sp_kecepatan = Sp_kecepatan_eprom
Up = Up_eprom
Nos = Nos_eprom
Hold = Hold_eprom

Portc.3 = 0                                                 ‘lcd      on
Cls
Locate 2 , 5 : Lcd “Ready..!!”
Locate 1 , 8 : Lcd “-“ : Waitms 150
Locate 1 , 8 : Lcd “3” : Waitms 150
Locate 1 , 8 : Lcd “2” : Waitms 150
Locate 1 , 8 : Lcd “1” : Waitms 150
Locate 1 , 8 : Lcd “-“ : Waitms 150
Cls : Locate 2 , 7 : Lcd “GO…” : Waitms 200 : Cls

Do

Portc.3 = 1                                                ‘lcd      off

Call Baca_sensor()

Sensor = Konversi_sensor

If Sensor = &B00000001 Then : Pv = 20 : End If
If Sensor = &B00000010 Then : Pv = 11 : End If
If Sensor = &B00000100 Then : Pv = 5 : End If
If Sensor = &B00001000 Then : Pv = 0 : End If
If Sensor = &B00010000 Then : Pv = 0 : End If
If Sensor = &B00100000 Then : Pv = -5 : End If
If Sensor = &B01000000 Then : Pv = -11 : End If
If Sensor = &B10000000 Then : Pv = -20 : End If

If Sensor = &B00000011 Then : Pv = 16 : End If
If Sensor = &B00000110 Then : Pv = 8 : End If
If Sensor = &B00001100 Then : Pv = 2 : End If
If Sensor = &B00011000 Then : Pv = 0 : End If
If Sensor = &B00110000 Then : Pv = -2 : End If
If Sensor = &B01100000 Then : Pv = -8 : End If
If Sensor = &B11000000 Then : Pv = -16 : End If

If Sensor = &B00000111 Then : Pv = 12 : End If
If Sensor = &B00001110 Then : Pv = 6 : End If
If Sensor = &B00011100 Then : Pv = 3 : End If
If Sensor = &B00111000 Then : Pv = -3 : End If
If Sensor = &B01110000 Then : Pv = -6 : End If
If Sensor = &B11100000 Then : Pv = -12 : End If

If Sensor = &B00001111 Then : Pv = 8 : End If
If Sensor = &B00011110 Then : Pv = 2 : End If
If Sensor = &B00111100 Then : Pv = 0 : End If
If Sensor = &B01111000 Then : Pv = -2 : End If
If Sensor = &B11110000 Then : Pv = -8 : End If

If Sensor = &B00000000 Then
Portc.3 = 0                                                ‘lcd      on
If Pv < -10 Then : Pv = -30 : Nos = Up / 2
End If
If Pv > 10 Then : Pv = 30 : Nos = Up / 2
End If
End If

If Pv < 0 Then
N1 = Up / 2
N2 = Nos / 3
Nos = N1 + N2
End If

If Pv > 0 Then
N1 = Up / 2
N2 = Nos / 3
Nos = N1 + N2
End If

‘setpoint sensor
Sp_sensor = 0
‘nilai error
Error = Sp_sensor – Pv
‘proportional control
P = Kp * Error

‘integrativ control

I1 = Error + Last_error
I2 = I1 / 2
I = Ki * I2

‘derivative control
D1 = Kd * 10
D2 = Error – Last_error
D = D1 * D2

‘error lampau
Last_error = Error

‘proportional-derivative control
Pd = P + D

‘proportional–integrativ-derivative control
Pid = Pd + I

‘===== Hitung Kondisi Pertama=============’sebelah kiri
Pwm = Sp_kecepatan + Pid
If Pwm > 0 Then : Call Kiri_maju() : Locate 2 , 7 : Lcd “F” : End If
If Pwm > Up Then : Pwm = Up : End If
If Pwm < 0 Then : Call Kiri_mundur() : Pwm = 0 – Pwm : Locate 2 , 7 : Lcd “R” : End If
If Pv = 0 Then : Pwm = Nos : If Nos < Up Then : Nos = Nos + 25 : End If : End If
Pwm1a = Pwm

‘=====Hitung Kondisi Kedua===============’sebelah kanan
Pwm = Sp_kecepatan – Pid
If Pwm > 0 Then : Call Kanan_maju() : Locate 2 , 16 : Lcd “F” : End If
If Pwm > Up Then : Pwm = Up : End If
If Pwm < 0 Then : Call Kanan_mundur() : Pwm = 0 – Pwm : Locate 2 , 16 : Lcd “R” : End If
If Pv = 0 Then : Pwm = Nos : If Nos < Up Then : Nos = Nos + 25 : End If : End If
Pwm1b = Pwm

Locate 2 , 1 : Lcd “L:” : Locate 2 , 3 : Lcd ”    “ : Locate 2 , 3 : Lcd Pwm1a : Locate 2 , 10 : Lcd “R:” : Locate 2 , 12 : Lcd ”    “ : Locate 2 , 12 : Lcd Pwm1b
Locate 1 , 11 : Lcd “PV:” : Locate 1 , 14 : Lcd ”   “ : Locate 1 , 14 : Lcd Pv

‘selang waktu cuplik
Waitms Ts                                                   ‘time sampling
Loop
End

Sub Baca_sensor()
Start Adc
Adc1 = Getadc(0) : Adc1 = Adc1 / 5
Adc2 = Getadc(1) : Adc2 = Adc2 / 5
Adc3 = Getadc(2) : Adc3 = Adc3 / 5
Adc4 = Getadc(3) : Adc4 = Adc4 / 5
Adc5 = Getadc(4) : Adc5 = Adc5 / 5
Adc6 = Getadc(5) : Adc6 = Adc6 / 5
Adc7 = Getadc(6) : Adc7 = Adc7 / 5
Adc8 = Getadc(7) : Adc8 = Adc8 / 5
If Adc1 < Hold Then : S1 = &B00000000 : B1 = 0 : End If : If Adc1 > Hold Then : S1 = &B00000001 : B1 = 1 : End If
If Adc2 < Hold Then : S2 = &B00000000 : B2 = 0 : End If : If Adc2 > Hold Then : S2 = &B00000010 : B2 = 1 : End If
If Adc3 < Hold Then : S3 = &B00000000 : B3 = 0 : End If : If Adc3 > Hold Then : S3 = &B00000100 : B3 = 1 : End If
If Adc4 < Hold Then : S4 = &B00000000 : B4 = 0 : End If : If Adc4 > Hold Then : S4 = &B00001000 : B4 = 1 : End If
If Adc5 < Hold Then : S5 = &B00000000 : B5 = 0 : End If : If Adc5 > Hold Then : S5 = &B00010000 : B5 = 1 : End If
If Adc6 < Hold Then : S6 = &B00000000 : B6 = 0 : End If : If Adc6 > Hold Then : S6 = &B00100000 : B6 = 1 : End If
If Adc7 < Hold Then : S7 = &B00000000 : B7 = 0 : End If : If Adc7 > Hold Then : S7 = &B01000000 : B7 = 1 : End If
If Adc8 < 120 Then : S8 = &B00000000 : B8 = 0 : End If : If Adc8 > 120 Then : S8 = &B10000000 : B8 = 1 : End If
S12 = S1 Or S2 : S123 = S12 Or S3 : S1234 = S123 Or S4 : S12345 = S1234 Or S5 : S123456 = S12345 Or S6 : S1234567 = S123456 Or S7 : S12345678 = S1234567 Or S8
Konversi_sensor = S12345678 And &B11111111
Locate 1 , 1 : Lcd “s”
Locate 1 , 2 : Lcd B1
Locate 1 , 3 : Lcd B2
Locate 1 , 4 : Lcd B3
Locate 1 , 5 : Lcd B4
Locate 1 , 6 : Lcd B5
Locate 1 , 7 : Lcd B6
Locate 1 , 8 : Lcd B7
Locate 1 , 9 : Lcd B8
End Sub

Sub Kiri_maju()
Reset M2a
Set M2b
End Sub

Sub Kanan_maju()
Reset M1a
Set M1b
End Sub

Sub Kiri_mundur()
Set M2a
Reset M2b
End Sub

Sub Kanan_mundur()
Set M1a
Reset M1b
End Sub

===============================================================

Dan berikut ini sample coding PID line followerku dengan pemrograman CODEVISION AVR :

#include<mega8535.h>
#include <delay.h>
#define sensor PINB
//===pwm motor alias
#define motor_ki OCR1A  //sip
#define motor_ka OCR1B

#define m1a PORTD.0
#define m1b PORTD.1
#define m2a PORTD.2
#define m2b PORTD.3

void maju ()
{
m1a=1;m1b=0;
m2a=0;m2b=1;
}

void rem_kanan ()
{
m1a=0;m1b=1;
m2a=0;m2b=1;
}

void rem_kiri ()
{
m1a=1;m1b=0;
m2a=1;m2b=0;
}

//===Tombol Yang Digunakan======
#define sw_ok     PINC.3
#define sw_cancel PINC.2
#define sw_down   PINC.1
#define sw_up     PINC.0

#asm
.equ __lcd_port=0x1B ;PORTA
#endasm
#include <lcd.h>
#include <stdio.h>

//====Variabel di eeprom=====
eeprom int Kp = 0;
eeprom int Ki = 0;
eeprom int Kd = 0;
eeprom int Ts= 0;
eeprom int Upper= 0;
eeprom int Lower= 0;
eeprom int Set_point=0;
//====Nilai-nilai eror=======
eeprom int e0=  0;
eeprom int e1 = 0;
eeprom int e2 = 0;
eeprom int e3 = 0;
eeprom int e4 = 0;
eeprom int e5 = 0;
eeprom int e6 = 0;
eeprom int e7 = 0;

int error,error1,nil_pid,pwm,kode;
char lcd_buff[33];

void seting_awal ()
{
set:
Kp=Kp;
if(sw_up==0){Kp++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0){Kp=Kp-1;delay_ms(10);}
if(Kp>100){Kp=0;delay_ms(10);}
if(Kp<0){Kp=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“***************”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”Nilai Kp:%i”,Kp);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0)
{
delay_ms(150);goto set1;
}
else goto set;
//====================================
set1:
Ki=Ki;
if(sw_up==0) {Ki++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {Ki=Ki-1;delay_ms(10);}
if(Ki>100){Ki=0;delay_ms(10);}
if(Ki<0) {Ki=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“***************”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”Nilai Ki:%i.%i”,Ki/10,Ki%10);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set2;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set;}
else
goto set1;
//======================================
set2:
Kd=Kd;
if(sw_up==0) {Kd++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {Kd=Kd-1;delay_ms(10);}
if(Kd>100){Kd=0;delay_ms(10);}
if(Kd<0) {Kd=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“***************”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”Nilai Kd:%i”,Kd);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set3;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set1;}
else
goto set2;
//========================================
set3:
Ts=Ts;
if(sw_up==0) {Ts++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {Ts=Ts-1;delay_ms(10);}
if(Ts>100){Ts=0;delay_ms(10);}
if(Ts<0) {Ts=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Time Sampling”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”Delay:%ims”,Ts);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set4;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set2;}
else
goto set3;
//=============================================
set4:
Ts=Ts;
if(sw_up==0) {Set_point++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {Set_point=Set_point-1;delay_ms(10);}
if(Set_point>255){Set_point=0;delay_ms(10);}
if(Set_point<0) {Set_point=255;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Set Point”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”Kec:%i”,Set_point);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set5;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set3;}
else
goto set4;
//=================================================
set5:
Upper=Upper;
if(sw_up==0) {Upper++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {Upper=Upper-1;delay_ms(10);}
if(Upper>255){Upper=0;delay_ms(10);}
if(Upper<0) {Upper=255;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Limit Speed”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”Upper:%i”,Upper);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set6;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set4;}
else
goto set5;
//====================================================
set6:
Lower=Lower;
if(sw_up==0) {Lower++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {Lower=Lower-1;delay_ms(10);}
if(Lower>255){Lower=0;delay_ms(10);}
if(Lower<0) {Lower=255;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Limit Speed”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”Lower:%i”,Lower);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set7;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set5;}
else
goto set6;

//========Menampilkan Eror-Eror===============
set7:
e0=e0;
if(sw_up==0) {e0++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {e0=e0-1;delay_ms(10);}
if(e0>100){e0=0;delay_ms(10);}
if(e0<0) {e0=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Error 0”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”e0:%i”,e0);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set8;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set6;}
else
goto set7;
//&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
//========Menampilkan Eror-Eror===============
set8:
e1=e1;
if(sw_up==0) {e1++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {e1=e1-1;delay_ms(10);}
if(e1>100){e1=0;delay_ms(10);}
if(e1<0) {e1=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Error 1”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”e1:%i”,e1);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set9;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set7;}
else
goto set8;
//&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
//========Menampilkan Eror-Eror===============
set9:
e2=e2;
if(sw_up==0) {e2++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {e2=e2-1;delay_ms(10);}
if(e2>100){e2=0;delay_ms(10);}
if(e2<0) {e2=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Error 2”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”e2:%i”,e2);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set10;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set8;}
else
goto set9;
//&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
//========Menampilkan Eror-Eror===============
set10:
e3=e3;
if(sw_up==0) {e3++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {e3=e3-1;delay_ms(10);}
if(e3>100){e3=0;delay_ms(10);}
if(e3<0) {e3=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Error 3”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”e3:%i”,e3);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set11;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set9;}
else
goto set10;
//&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
//========Menampilkan Eror-Eror===============
set11:
e4=e4;
if(sw_up==0) {e4++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {e4=e4-1;delay_ms(10);}
if(e4>100){e4=0;delay_ms(10);}
if(e4<0) {e4=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Error 4”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”e4:%i”,e4);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set12;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set10;}
else
goto set11;
//&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
//========Menampilkan Eror-Eror===============
set12:
e5=e5;
if(sw_up==0) {e5++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {e5=e5-1;delay_ms(10);}
if(e5>100){e5=0;delay_ms(10);}
if(e5<0) {e5=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Error 5”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”e5:%i”,e5);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set13;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set11;}
else
goto set12;
//&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
//========Menampilkan Eror-Eror===============
set13:
e6=e6;
if(sw_up==0) {e6++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {e6=e6-1;delay_ms(10);}
if(e6>100){e6=0;delay_ms(10);}
if(e6<0) {e6=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Error 6”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”e6:%i”,e6);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto set14;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set12;}
else
goto set13;
//&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
//========Menampilkan Eror-Eror===============
set14:
e7=e7;
if(sw_up==0) {e7++;delay_ms(10);}
if(sw_down==0) {e7=e7-1;delay_ms(10);}
if(e7>100){e7=0;delay_ms(10);}
if(e7<0) {e7=100;delay_ms(10);}
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Error 7”);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(lcd_buff,”e7:%i”,e7);
lcd_puts(lcd_buff);
delay_ms(100);
if(sw_ok==0) {delay_ms(150);goto Magelang;}
if(sw_cancel==0){delay_ms(150);goto set13;}
else
goto set14;
//&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
Magelang:
lcd_clear();
lcd_gotoxy(1,0);
lcd_putsf(” Save To EEPROM”);
delay_ms(200);
Kp=Kp;Ki=Ki;Kd=Kd;Ts=Ts;Set_point=Set_point;Lower=Lower;Upper=Upper;
e0=e0;e1=e1;e2=e2;e3=e3;e4=e4;e5=e5;e6=e6;e7=e7;

}

void tampilan_awal()
{
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(” C_Tools__!     “);
delay_ms(1000);
lcd_gotoxy(6,1);
lcd_putsf(“Present         “);
delay_ms(1000);
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(“Fahmizal_DTE_UGM”);
delay_ms(500);
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf(” Line Follower  “);
delay_ms(1000);
lcd_clear();
}

//=====Perlihatkan Sensor=========
//#define sensor    PINA
#define s0   PINB.0
#define s1   PINB.1
#define s2   PINB.2
#define s3   PINB.3
#define s4   PINB.4
#define s5   PINB.5
#define s6   PINB.6
#define s7   PINB.7

void show_sensor()
{
lcd_gotoxy(2,1);
if (s7) lcd_putchar(‘1’);
else    lcd_putchar(‘0’);
if (s6) lcd_putchar(‘1’);
else    lcd_putchar(‘0’);
if (s5) lcd_putchar(‘1’);
else    lcd_putchar(‘0’);
if (s4) lcd_putchar(‘1’);
else    lcd_putchar(‘0’);
if (s3) lcd_putchar(‘1’);
else    lcd_putchar(‘0’);
if (s2) lcd_putchar(‘1’);
else    lcd_putchar(‘0’);
if (s1) lcd_putchar(‘1’);
else    lcd_putchar(‘0’);
if (s0) lcd_putchar(‘1’);
else    lcd_putchar(‘0’);
}
//=====Tutup Perlihatkan Sensor====

void PID ()
{
//***hitam=mati/0 &  putih=nyala/1

//=====sensor mengarah ke Kiri
if (sensor==0b11101110) {error=e0;}
else if (sensor==0b11001110) {error=-e1;}
else if (sensor==0b11011110) {error=-e2;}
else if (sensor==0b10011110) {error=-e3;}
else if (sensor==0b10111110) {error=-e4;}
else if (sensor==0b00111110) {error=-e5;}
else if (sensor==0b01111110) {error=-e6;kode=12;}

//=====sensor mengarah ke Kanan
else if (sensor==0b11101110) {error=e0;}
else if (sensor==0b11100110) {error=e1;}
else if (sensor==0b11110110) {error=e2;}
else if (sensor==0b11110010) {error=e3;}
else if (sensor==0b11111010) {error=e4;}
else if (sensor==0b11111000) {error=e5;}
else if (sensor==0b11111100) {error=e6;kode=24;}

else if (sensor==0b11111110)//di putih semua
{
if (kode==12)
{
error=-e7;
rem_kiri();
delay_ms(20);
}
else if (kode==24)
{
error=e7;
rem_kanan();
delay_ms(20);
}
}

maju();
nil_pid=((Kp*error)+((Ki/10)*(error+error1)*Ts)+((Kd/Ts)*(error-error1)));
error1=error;

//===== Hitung Kondisi Pertama=============
pwm=Set_point-(nil_pid);
if(pwm>Upper){pwm=Upper;}
if(pwm<Lower){pwm=Lower;}
motor_ka=pwm;
//=====Hitung Kondisi Kedua===============
pwm=Set_point+(nil_pid);
if(pwm>Upper){pwm=Upper;}
if(pwm<Lower){pwm=Lower;}
motor_ki=pwm;
//kode=0;
delay_ms(Ts);
}

void show_detail()
{
lcd_gotoxy(0,0);
sprintf(lcd_buff,”e:%i”,error);
lcd_puts(lcd_buff);
lcd_gotoxy(5,0);
sprintf(lcd_buff,”Ki%i”,motor_ki);
lcd_puts(lcd_buff);
lcd_gotoxy(11,0);
sprintf(lcd_buff,”Ka%i”,motor_ka);
lcd_puts(lcd_buff);
}
void inisialisasi_port()
{
//===Seting untuk sensor============
DDRB=0b00000000;
PORTB=0b11111111;
//===Seting untuk fungsi Tombol======
DDRC=0x00;
PORTC=0xff;
//===Seting motor====================
DDRD=0xff;
PORTD=0x00;
//——-inisialisasi PWM—–//
TCCR1A=0xA3;
TCCR1B=0x0B;
TCNT1=0x0000;//PWM 16 bit//
OCR1A=0x3FF;
OCR1B=0x3FF;
TIFR=0;

}
void main(void)
{
inisialisasi_port();
lcd_init(16);
lcd_clear();
tampilan_awal();
seting_awal();
while(1)
{
lcd_clear();
PID();
show_sensor();
kode=0;
show_detail();
delay_ms(Ts);
}
}

Nach ni dia hasil tunning pid pada robotku disini….dan disana…

Dan berikut aplikasi kontroler PID pada Robot-Wall Follower ato yg lebih dikenal dengan robot telusur dinding:

[youtube http://www.youtube.com/watch?v=mSK4oDcMiYM&w=480&h=390%5D

Referensi:

• http://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller
• http://www.chibots.org/drupal/?q=node/339
• http://gedex.web.id/archives/2008/07/09/line-follower-robot-dengan-pid/

===============================================================

bacaan terkait di blog ini:

1. robot-line-follower-dengan–kendali–pid klik disini

2. robot line follower dengan multiplekser-ADC  klik disini