Sistem PID untuk Pengaturan Aliran Air pada Dua Tangki Penampungan

Abstrak

Pengelolaan distribusi air yang stabil dan efisien merupakan tantangan utama dalam sistem penyimpanan air, terutama dalam menghadapi kebutuhan yang bervariasi dan dinamis di berbagai sektor. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mengimplementasikan sistem kendali aliran air berbasis Proportional-Integral-Derivative (PID) guna menjaga kestabilan laju aliran serta level air dalam tangki penampungan secara otomatis dan presisi. Sistem yang dikembangkan memanfaatkan sensor ultrasonik HC-SRF04 untuk memantau ketinggian air dengan akurasi pengukuran mencapai 99,77%, serta sensor aliran YF-S201 untuk mendeteksi laju aliran air dengan tingkat akurasi sangat tinggi, yakni 99,997%. Seluruh sensor diintegrasikan dan dikendalikan oleh mikrokontroler Arduino Uno sebagai pusat pemrosesan data dan pengendali sistem. Pengaturan kecepatan pompa air dilakukan melalui sinyal Pulse Width Modulation (PWM) yang dihasilkan berdasarkan algoritma PID, dengan setpoint laju aliran sebesar 4 liter per menit (LPM). Penentuan parameter optimal PID dilakukan menggunakan metode tuning Ziegler-Nichols, menghasilkan konstanta kendali ???????? = 12.96, ???????? = 1.102 detik, dan ???????? = 0.2755 detik. Hasil pengujian menunjukkan sistem mampu mencapai waktu naik (rise time) sebesar 0,296 detik, dengan overshoot awal sebesar 2,5% dan waktu pemantapan (settling time) selama 10 detik. Dengan performa ini, sistem diharapkan dapat berkontribusi pada peningkatan efisiensi serta mendukung otomatisasi pengelolaan air di berbagai aplikasi, termasuk industri, pertanian, dan rumah tangga, dengan respons yang cepat dan stabil dalam mempertahankan setpoint aliran.