Sukmana,, Alkafi Dimitri and Waru Djuriatno, S.T., M.T. and Dr.Eng. Panca Mudjirhardjo, S.T., M.T. (2023) Implementasi Algoritma Kontrol Proportional Integral (Pi) Dc-Dc Flyback Converter Menggunakan Arduino Nano Untuk Fuel Cell. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Energi berperan sangat penting dalam kehidupan manusia. Setiap tahun, permintaan akan kebutuhan energi terus meningkat dan mayoritas pembangkitan energi mengunakan bahan bakar seperti fosil (batu bara dan minyak bumi). Sehingga diperlukan sumber energi yang ramah lingkungan. Salah satu sumber energi yang ramah lingkungan adalah fuel cell. Fuel cell adalah perangkat elektro-kimia yang secara langsung mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Fuel cell dianggap sebagai salah satu teknologi yang paling menjanjikan karena efisiensi operasi diantara 40-60%, keandalan, dan kemampuan potensial. Akan tetapi, permasalahan utama pada fuel cell adalah Karakteristik tegangan keluaran fuel cell sangat dipengaruhi oleh perubahan beban yang dihubungkan. Semakin besar arus beban maka akan semakin menurun tegangan keluaran fuel cell. Karakteristik fuel cell seperti ini mengakibatkan sulitnya mempertahankan tegangan keluaran fuel cell pada nilai tertentu yang konstan. Sehingga diperlukan salah satu peralatan elektronika yang dapat menaikkan dan menstabilkan tegangan keluaran pada fuel cell yaitu Dc-Dc flyback converter menggunakan Kontrol PI (Proportional Integral). Penggunaan flyback converter dengan PI controller secara loop tertutup yang dirancang dengan benar mempunyai peran yang sangat penting untuk mengatur PWM pada saklar flyback converter dan memainkan peran yang sangat penting untuk mengontrol tegangan keluaran dari converter. Pada penelitian ini dirancang Dc-Dc flyback converter menggunakan umpan balik tegangan pada tegangan output Dc-Dc flyback converter. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang dan menganalisis karakteristik kinerja PI controller dalam merugalasi tegangan keluaran Dc-Dc flyback converter. Tahapan perancangan diawali dengan dengan menghitung komponen Dc-Dc flyback converter, verifikasi menggunakan software PSIM, menghitung nilai Kp dan Ki menggunakan metode sintesis langsung dan implmentasi perangkat keras. penelitian ini terdapat dua pengujian pada hasil rancang bangun yaitu pengujian respon flyback converter pada open loop dan close loop yang diberi kontrol PI dengan metode sintesis langsung. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Flyback converter telah berhasil dibuat dan mampu menghasilkan tegangan keluaran yang sesuai dengan tegangan input 24Vdc. konverter mampu menghasilkan tegangan 2-3x dari tegangan input dengan duty cycle 50% dengan rata- rata effisiensi 88,09%. Dari pengujian menggunakan umpan balik tegangan akan terdapat 3 pengujian yaitu variasi setpoint, tegangan input dan beban yang diuji secara statis maupun dinamis. Dc-Dc flyback converter mampu menjaga tegangan keluaran konstan 72 Volt dengan error rata-rata 0,121% dan settling time yang relatif stabil. Maka unjuk kerja dari PI controller dengan Dc-Dc flyback converter dalam meregulasi tegangan keluaran fuel cell dapat merespon perubahan tegangan masukan, beban, dan setpoint secara stabil dan efektif.
English Abstract
Energy plays a crucial role in human life. Every year, the demand for energy needs continues to increase and the majority of energy generation uses fossil fuels such as coal and petroleum. Therefore, an environmentally friendly energy source is needed. One of the promising sources of energy is fuel cells. Fuel cells are electrochemical devices that directly convert chemical energy into electrical energy. Fuel cells are considered one of the most promising technologies due to their operational efficiency around 40-60%, reliability, and potential capabilities. However, the main problem with fuel cells is that the output voltage characteristics of fuel cells are greatly influenced by changes in the load connected. The larger the load current, the more the output voltage of the fuel cell decreases. Such fuel cell characteristics make it difficult to maintain a constant output voltage of the fuel cell. Therefore, one electronic device needed is a DC-DC flyback converter that can increase and stabilize the output voltage of the fuel cell using PI (Proportional Integral) control. The use of a properly designed closed-loop flyback converter with PI controller has a crucial role in regulating the PWM on the flyback converter switch and plays a crucial role in controlling the output voltage of the converter. In this research, a DC-DC flyback converter was designed using voltage feedback on the output voltage of the DC-DC flyback converter. The aim of this research was to design and analyze the performance characteristics of the PI controller in regulating the output voltage of the DC-DC flyback converter. The design process began with calculating the components of the DC-DC flyback converter, verifying it using PSIM software, calculating the Kp and Ki values using the direct synthesis method, and implementing the hardware device. This research included two tests on the design results, namely open-loop and closed-loop flyback converter response tests with PI control using the direct synthesis method. The research results showed that the Flyback converter had been successfully made and was able to produce output voltage corresponding to the 24Vdc input voltage. The converter was able to produce a voltage of 2-3x the input voltage with a duty cycle of 50% with an average efficiency of 88.09%. From the testing using voltage feedback, there were 3 tests, namely setpoint variation, input voltage, and load tested statically and dynamically. The DC-DC flyback converter was able to maintain a constant output voltage of 72 volts with an average error of 0.121% and a relatively stable settling time. Therefore, the performance of the PI controller with the DC-DC flyback converter in regulating the output voltage of the fuel cell can respond to changes in input voltage, load, and setpoint effectively and stably.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | '0523070100 |
| Uncontrolled Keywords: | Fuel cell, Dc-Dc Flyback Converter, Voltage feedback, PWM, Proportional Integral |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.3 Electrical, magnetic, optical, communications, computer engineering; electronics, lighting > 621.38 Electronics, communications engineering > 621.381 Electronics |
| Divisions: | Fakultas Teknik > Teknik Elektro |
| Depositing User: | Endang Susworini |
| Date Deposited: | 20 Jul 2023 03:37 |
| Last Modified: | 20 Jul 2023 03:37 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/201972 |
![[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text (DALAM MASA EMBARGO)
alkafi dimitri sukmana.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (5MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |