300 C. Diatas suhu 300
C nikel akan mengalami perubahan bentuk yang membuat kurva resistensi suhu tidak beraturan.
Koefisien suhu dari nikel murni mendekati 0,0066 Ω Ω
C, sedangkan platinum kurang dari 0,0033
Ω Ω
C. Sehingga penggunaan nikel yang menggantikan platina dalam termometer resistansi seringkali memberikan
sensitivitas yang tinggi.
C. Copper Platinum Resistance Pt-100
Tembaga elektrolit dengan kemurnian tertinggi telah tersedia secara komersial, dan memiliki koefisien suhu dengan konsistensi tinggi untuk nilai
resistansi sama dengan atau mendekati 0,0042 Ω Ω
C, yang lebih tinggi dari platinum. Elemen resistansi tembaga ini dibuat untuk memanfaatkan koefisien
suhu maksimal dan juga dapat dipertukarkan dengan merujuk pada hubungan suhu resistensi.
Kisaran suhu Resistance Temperature Detector tembaga adalah berkisar antara -200 hingga +150
C, dan memiliki kecenderungan oksidasi pada suhu tinggi. Tembaga memiliki kekuatan tarik 300.000 psi. Resistivitas tembaga adalah
9,38 Ω pada 0
C dengan nilai yang lebih rendah dari platina atau nikel.
II.4. Sistem Kontrol
Sistem kontrol telah memegang peranan peranan yang sangat penting dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Sistem kontrol telah
menjadi bagian yang penting dan terpadu dari proses–proses dalam pabrik dan
Universitas Sumatera Utara
industri modern. Misalnya, kontrol otomatis dalam kontrol numerik dari mesin alat-alat bantu di industri manufaktur.
Selain itu sistem kontrol juga merupakan bagian yang penting dalam operasi industri seperti pengontrolan tekanan, suhu, kelembaban, viskositas, dan
arus dalam proses industri.
II.4.1. Pengertian Sistem Kontrol
Sistem kontrol adalah suatu sistem yang terdiri dari beberapa komponen atau elemen pendukung yang digunakan untuk mengukur nilai dari variabel sistem
yang dikontrol dan menerapkan variabel tersebut ke dalam sistem untuk mengoreksi atau membatasi penyimpangan nilai yang diukur dari nilai yang
dikehendaki. Dalam istilah lain disebut juga teknik pengaturan, sistem pengendalian
atau pengontrolan. Ditinjau dari segi peralatan, sistem kontrol terdiri dari susunan beberapa komponen fisis yang digunakan untuk mengarahkan aliran energi ke
suatu mesin atau proses agar dapat menghasilkan nilai yang diinginkan. Tujuan utama dari suatu sistem pengontrolan adalah untuk mendapatkan
optimasi, yang diperoleh berdasarkan fungsi dari sistem kontrol itu sendiri, yaitu : pengukuran measurement, pembanding comparison, pencatatan dan
perhitungan computation, serta perbaikan correction. Secara umum sistem kontrol dapat dikelompokkan sebagai berikut :
a. Dengan operator manual
b. Secara otomatik.
Universitas Sumatera Utara
Di dalam sistem kontrol secara otomatik maka akan terdapat sistem kontrol jaringan tertutup closed-loop dan jaringan terbuka open-loop.
Sistem kontrol dapat dilakukan secara kontinu analog dan diskontinu digital. Sistem kontrol juga dapat dilakukan berdasarkan sumber penggerak,
diantaranya elektris, pneumatis udara, angin, hidraulis cairan dan mekanis. Pengontrolan secara elektris dan pneumatis atau kombinasinya lebih
banyak ditemukan dalam industri maupun aplikasi teknis lainnya. Hal ini disebabkan beberapa kelebihan yang diberikannya yaitu pemakaian daya yang
lebih kecil, kemampuan untuk pengontrolan jarak jauh, lebih mudah diperoleh, dan responsnya lebih cepat. Di samping itu dimensi peralatan dapat dibuat lebih
kecil.
II.4.1.1. Sistem Kontrol Manual dan Otomatis
Pengontrolan secara manual adalah pengontrolan yang dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator. Sedangkan pengontrolan secara
otomatis adalah pengontrolan yang dilakukan oleh mesin-mesin peralatan yang bekerja secara otomatis dan operasinya di bawah pengawasan manusia.
Sistem kontrol otomatis adalah sistem kontrol umpan balik dengan acuan masukan atau keluaran yang dikehendaki dapat konstan atau berubah secara
perlahan dengan berjalannya waktu dan tugas utamanya adalah menjaga keluaran sebenarnya berada pada nilai yang dikehendaki dengan adanya gangguan.
Pengontrolan secara manual banyak ditemukan dalam kehidupan sehari- hari seperti penyetelan suara radio, televisi, pengaturan cahaya layar televisi,
Universitas Sumatera Utara
pengaturan aliran air melalui keran, pengaturan kecepatan kendaraan, dan lain- lain.
Sedangkan pengontrolan secara otomatis banyak ditemui dalam proses industri, beberapa diantaranya adalah pengaturan otomatis tegangan pada “plant”
daya listrik di tengah – tengah adanya variasi beban daya listrik dan kontrol otomatis tekanan, kekentalan, dan suhu dari proses kimiawi.
II.4.1.2. Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka dan Rangkaian Tertutup
Sistem kontrol rangkaian terbuka open-loop control system merupakan sistem yang keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap besaran masukan,
sehingga variabel yang dikontrol tidak dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan. Dengan kata lain, sistem kontrol rangkaian terbuka keluarannya tidak
dapat digunakan sebagai perbandingan umpan balik dengan masukan. Suatu contoh sederhana adalah mesin cuci.
Perendaman, pencucian, dan pembilasan dalam mesin cuci dilakukan atas basis waktu. Mesin ini tidak mengukur sinyal keluaran yaitu tingkat kebersihan
kain. Setiap gangguan yang terjadi akan menimbulkan pengaruh yang tidak diinginkan pada outputnya, seperti terlihat pada Gambar 2.5 dibawah ini.
PENGONTROL SISTEM
INPUT OUTPUT
Gambar 2.5. Blok Diagram Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka
Sistem kontrol rangkaian tertutup closed-loop control system merupakan sistem pengendalian dengan besaran keluaran memberikan efek terhadap besaran
Universitas Sumatera Utara
masukan sehingga besaran yang dikendalikan dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan melalui alat pencatat indikator atau rekorder.
INPUT +
Gambar 2.6. Blok Diagram Sistem Kontrol Rangkaian Tertutup
Perbedaan yang terjadi antara besaran yang dikendalikan dan penunjukkan pada alat pencatat digunakan sebagai koreksi, seperti terlihat pada gambar 2.6 di
atas. Aplikasi sistem kontrol rangkaian terbuka dan tertutup juga ditemui pada
proses-proses lain. Salah satu contoh dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut: Jika seseorang mengendarai mobil, maka kecepatan beserta percepatan
kendaraan tersebut dapat ditentukan dan dikontrol oleh pengendara dengan cara mengamati kondisi lalu lintas dan mengendalikan setir, rem, dan alat-alat
pengontrol lainnya. Jika pengendara ingin menjaga kecepatan dalam suatu harga yang konstan
sebagai keluaran maka pengendara dapat mengaturnya melalui pedal percepatan gas dan harga ini secara tetap dapat diperoleh dengan mengamati penunjukan
speedometer alat penunjuk kecepatan. Dengan mengamati besarnya keluaran tersebut, berarti setiap saat
diberikan suatu informasiefek terhadap masukan dalam hal ini adalah UMPAN BALIK
PROSES
Universitas Sumatera Utara
pengendara dan pedal gas, sehingga jika terjadi penyimpangan terhadap kecepatan, pengendara dapat mengendalikannya kembali ke harga yang
seharusnya. Contoh di atas adalah sistem kontrol dengan jaringan tertutup closed-
loop, dan akan berubah menjadi sistem terbuka jika keadaan tersebut tidak dilengkapi dengan speedometer.
Tanpa adanya alat penunjuk kecepatan ini, maka pengendara tidak dapat mengetahui berapa kecepatan sebenarnya dari kendaraan tersebut setiap saat, yang
berarti juga bahwa dia tidak dapat mengendalikan membuat kecepatan pada suatu harga yang diinginkan.
II.4.1.3. Kontinu Analog dan Diskontinu Digital
Pengontrolan secara kontinu dapat dibagi: a.
Kesebandingan proporsional, P-Control, yaitu keluaran sebanding dengan penyimpangan deviasi. Contohnya adalah pengontrolan uap
melalui katup, transmitter tekanan, dan lain-lain. b.
Integral I, yaitu keluaran selalu berubah selama terjadi deviasi penyimpangan, dan kecepatan perubahan keluaran tersebut sebanding
dengan penyimpangan. Misalnya level cairan di dalam tangki, sistem tekanan gas. Karena keluaran yang selalu berubah ini, tipe ini disebut juga
“Proportional Speed Floating Control”. c.
Differensial D. d.
Kombinasi P, I dan D.
Universitas Sumatera Utara
Pengontrolan tipe integral dan differensial jarang dipakai secara tersendiri, tetapi digabungkan dengan jenis proporsional untuk menghilangkan
keragu-raguan jika jenis proporsional ini memerlukan karakteristik yang stabil. Dengan penggabungan ini akan diperoleh suatu sistem kontrol yang
lebih stabil sehingga sensitivitas atau kecepatan responsnya akan menjadi lebih besar.
Sedangkan pengontrolan secara digital dilakukan oleh komponen- komponen diskrit dan dapat dibagi atas :
a. Pengontrolan dengan dua posisi bang-bang control, misalnya: rile,
thermostat, level, sakelar ON-OFF, dan lain-lain. b.
Posisi ganda, misalnya sakelar pemilih selector switch. c.
Floating: Pada posisi relatif tidak terbatas. Dalam jenis ini, pemindahan energi dapat dilakukan melaui salah satu daripada beberapa kemungkinan
yang ada.
II.4.2. Karakteristik Sistem Kontrol Otomatik
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, suatu sistem kontrol adalah otomatik Automatic Control System jika sistem tersebut merupakan jaringan
tertutup Closed-Loop, dan cara pengontrolan variabel dilakukan oleh peralatan- peralatan otomatik berupa peralatan elektris, pneumatis, mekanis maupun
kombinasinya. Berdasarkan pada hal tersebut, beberapa karakteristik penting dari sistem kontrol otomatik adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
a. Sistem kontrol otomatik merupakan sistem dinamis berubah terhadap
waktu yang dapat berbentuk linear maupun non linear. Secara matematis kondisi ini dinyatakan oleh persamaan-persamaan yang berubah terhadap
waktu, misalnya persamaan differensial linear maupun tidak linear. b.
Bersifat menerima informasi, memprosesnya, mengolahnya, dan kemudian mengembangkannya.
c. Komponenunit yang membentuk sistem kontrol ini akan saling
mempengaruhi berinteraksi. d.
Bersifat mengembalikan sinyal kebagian masukan feedback dan ini digunakan untuk memperbaiki sifat sistem.
e. Karena adanya pengembalian sinyal ini sistem umpan balik maka pada
sistem kontrol otomatik selalu terjadi masalah stabilitas.
II.4.3. Pemakaian Sistem Kontrol Otomatik
Pemakaian sistem kontrol otomatik banyak ditemui dikehidupan sehari- hari, baik dalam pemakaian langsung maupun tidak langsung.
Pemakaian dari sistem kontrol ini dapat dikelompokkan sebagai berikut: a.
Pengontrolan proses: temperatur, aliran, tekanan, tinggi permukaan cairan, viskositas, dan lain-lain. Misalnya pada industri kimia, makanan, tekstil,
pengilangan, dan lain-lain. b.
Pembangkit tenaga listrik. c.
Pengontrolan numerik Numeric Control, NC: Pengontrolan operasi yang membutuhkan ketelitian tinggi dalam proses yang berulang-ulang..
Universitas Sumatera Utara
BAB III RESISTANCE TEMPERATUR DETECTOR
