Perancangan Sistem Kendali Rotasi dan Heading Menggunakan Metode PID pada Robot Azimuth Drive Berbasis ESP32-S3

PARTAONAN LUBIS, . (2026) Perancangan Sistem Kendali Rotasi dan Heading Menggunakan Metode PID pada Robot Azimuth Drive Berbasis ESP32-S3. Sarjana thesis, UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA.

	Text COVER.pdf Download (1MB)
	Text BAB 1.pdf Download (474kB)
	Text BAB 2.pdf Restricted to Registered users only Download (826kB) | Request a copy
	Text BAB 3.pdf Restricted to Registered users only Download (1MB) | Request a copy
	Text BAB 4.pdf Restricted to Registered users only Download (790kB) | Request a copy
	Text BAB 5.pdf Restricted to Registered users only Download (338kB) | Request a copy
	Text DAFTAR PUSTAKA.pdf Download (300kB)
	Text LAMPIRAN.pdf Restricted to Registered users only Download (804kB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mengimplementasikan sistem kendali rotasi dan heading menggunakan metode Proportional-Integral-Derivative (PID) pada robot azimuth drive berbasis ESP32-S3 sehingga mampu menghasilkan pergerakan robot yang presisi dan stabil. Penelitian menggunakan metode prototipe yang meliputi analisis kebutuhan, perancangan perangkat keras dan perangkat lunak, implementasi komunikasi antara aplikasi Android dan ESP32-S3, penerapan algoritma sensor fusion Madgwick untuk memperoleh orientasi robot, identifikasi sistem berdasarkan respons yaw terhadap waktu untuk memperoleh model transfer fungsi, penentuan parameter awal PID menggunakan metode Internal Model Control (IMC), penyetelan (tuning) parameter PID, serta pengujian kinerja sistem. Perintah gerak berupa nilai LX, LY, dan RX dikirimkan dari aplikasi Android ke ESP32-S3 untuk mengendalikan motor stepper dan motor DC, sedangkan data orientasi dari sensor MPU9250 digunakan sebagai sinyal umpan balik pada sistem kendali PID. Hasil penelitian menunjukkan bahwa parameter PID terbaik untuk kendali rotasi robot adalah Kp = 1,2, Ki = 1,2, dan Kd = 0,425, dengan rata-rata error sebesar 2,24° dan steady-state error sebesar 0,88°. Pada sistem heading hold, parameter terbaik diperoleh pada Kp = 2,3, Ki = 0,16, dan Kd = 0,2, dengan rata-rata error sebesar 1,77° serta RMS error sebesar 2,13°. Pengujian manuver menunjukkan bahwa robot mampu melakukan gerakan lurus, belok 45°, belok 90°, dan rotasi 180° dengan respons yang stabil serta error sudut yang relatif kecil. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa penerapan metode PID dengan parameter awal yang diperoleh menggunakan metode IMC mampu meningkatkan akurasi rotasi dan kestabilan heading, sehingga robot azimuth drive berbasis ESP32-S3 mampu bergerak sesuai arah yang diinginkan dengan tingkat presisi yang baik. ***** This study aims to design and implement a rotation and heading control system using the Proportional-Integral-Derivative (PID) method for an ESP32-S3-based azimuth drive robot to achieve accurate and stable robot motion. The research employed the prototype method, which included requirements analysis, hardware and software design, implementation of communication between the Android application and the ESP32-S3, implementation of the Madgwick sensor fusion algorithm for robot orientation estimation, system identification based on the robot's yaw response over time to obtain the transfer function model, determination of the initial PID parameters using the Internal Model Control (IMC) method, PID parameter tuning, and system performance evaluation. Motion commands in the form of LX, LY, and RX values were transmitted from the Android application to the ESP32-S3 to control the stepper motors and DC motors, while orientation data from the MPU9250 sensor were used as feedback signals for the PID control system. The experimental results showed that the optimal PID parameters for robot rotation control were Kp = 1.2, Ki = 1.2, and Kd = 0.425, resulting in an average error of 2.24° and a steady-state error of 0.88°. For the heading hold controller, the optimal parameters were Kp = 2.3, Ki = 0.16, and Kd = 0.2, producing an average error of 1.77° and an RMS error of 2.13°. Maneuver tests demonstrated that the robot successfully performed straight motion, 45° turns, 90° turns, and 180° rotations with stable responses and relatively small angular errors. These results indicate that the PID controller, whose initial parameters were determined using the IMC method, effectively improved rotational accuracy and heading stability, enabling the ESP32-S3-based azimuth drive robot to move accurately in the desired direction.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Additional Information:	1). Taryudi, Ph.D; 2). Rizki Pratama Putra, ST., MT.
Subjects:	Teknologi dan Ilmu Terapan > Teknik Mesin, Mekanika Teknik Teknologi dan Ilmu Terapan > Teknik Elektronika Teknologi dan Ilmu Terapan > Teknik Komputer
Divisions:	FT > D IV Teknologi Rekayasa Otomasi
Depositing User:	Partaonan Lubis .
Date Deposited:	05 Aug 2026 04:54
Last Modified:	05 Aug 2026 04:54
URI:	http://repository.unj.ac.id/id/eprint/68461

Actions (login required)

View Item