BAB 9 DASAR SISTEM KONTROL - BAB 8 LIstrik dan Elektronika

Gambar 9.2 Blok Diagram Sistem Kontrol Loop Terbuka

Istilah sistem

pengontrolan

proses (process control system) yang telah ditentukan. Kontroler merupakan sistem kontrol secara (pengontrol) kemudian berfungsi otomatis dengan keluaran berupa untuk menjaga temperatur tungku besaran seperti temperatur, tekanan, agar mendekati titik setel yang aliran, tinggi muka cairan atau pH berubah. Harus diperhatikan bahwa disebut sistem pengontrolan proses. sebagian besar sistem pengontrolan Pengontrolan proses secara luas proses servo mekanisme sebagai digunakan di industri. Pengontrolan bagian yang terpadu. dengan program seperti pengontrolan

Istilah sistem kontrol loop tertutup temperatur tungku pemanas dengan seringkali disebut sebagai sistem

temperatur tungku dikontrol sesuai kontrol umpan balik. Secara praktis instruksi yang telah diprogram dan seringkali istilah kontrol umpan terlebih dahulu seringkali digunakan balik dan kontrol loop tertutup dapat pada sistem seperti itu. Sebagai saling dipertukarkan penggunaannya. contoh,

program

yang

harus Pada sistem kontrol loop tertutup,

Gambar 9.3 Blok Diagram Sistem Kontrol Loop Tertutup

diatur terlebih dahulu dapat berupa sinyal kesalahan yang bekerja, yaitu instruksi untuk menaikkan temperatur perbedaan antara sinyal masukan tungku sampai harga tertentu yang sinyal umpan balik (yang mungkin

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

tarhadap dari sinyal keluaran dan turunannya), gangguan ekstemal dan perubahan disajikan ke kontroler sedemikian internal pada parameter sistem. Jadi, rupa untuk mengurangi kesalahan mungkin dapat digunakan komponen- dan membawa keluaran sistem ke komponen yang relatif kurang teliti nilai yang dikehendaki. Istilah kontrol dan murah untuk mendapatkan loop

kurang

peka

berarti pengontrolan plant dengan teliti, hal penggunaan aksi kontrol umpan balik ini tidak mungkin diperoleh pada untuk mengurangi kesalahan sistem.

tertutup

selalu

sistem loop terbuka.

Istilah sistem kontrol loop terbuka Dan segi kestabilan, sistem dapat didefinisikan sebagai suatu kontrol loop terbuka lebih mudah sistem yang keluarannya tidak dibuat karena kestabilan bukan mempunyai pengaruh terhadap aksi merupakan

persoalan utama. kontrol disebut sistem kontrol loop Sebaliknya, kestabilan dapat menjadi terbuka. Dengan kata lain, sistem persoalan pada sistem kontrol loop kontrol loop terbuka keluarannya tertutup karena bisa terjadi kesalahan tidak dapat digunakan sebagai akibat koreksi berlebih yang dapat perbandingan umpan balik dengan menimbulkan osilasi pada amplitudo masukan. Suatu contoh sederhana konstan ataupun berubah. adalah mesin cuci. Perendaman,

Harus ditekankan bahwa untuk pencucian, dan pembilasan dalam sistem dengan masukan yang telah

mesin cuci dilakukan atas basis diketahui sebelumnya dan tidak ada waktu. Mesin ini tidak mengukur gangguan, maka disarankan untuk sinyal

tingkat menggunakan kontrol loop terbuka. kebersihan pakaian.

keluaran

yaitu

loop tertutup Dalam suatu sistem kontrol loop mempunyai kelebihan hanya jika terbuka,

Sistem

kontrol

dapat terdapat gangguan yang tidak dapat dibandingkan

keluaran

tidak

dengan masukan diramal dan/atau perubahan yang acuan. Jadi, untuk tiap masukan tidak dapat diramal pada komponen acuan berhubungan dengan kondisi sistem. Perhatikan bahwa batas operasi tertentu, sebagai akibat, kemampuan daya keluaran ikut ketetapan dari sistem tergantung menentukan biaya, berat, dan ukuran pada kalibrasi. Dengan adanya sebuah sistem kontrol. Jumlah gangguan, sistem kontrol loop komponen yang digunakan dalam terbuka tidak dapat melaksanakan sistem kontrol loop tertutup akan lebih tugas seperti yang diharapkan. banyak bila dibandingkan pada Sistem kontrol loop terbuka dapat sistem kontrol loop terbuka. Sistem digunakan, hanya jika hubungan kontrol

tertutup pasti antara masukan dan keluaran membutuhkan

loop

instrumen untuk diketahui

terdapat mengukur sebagian atau seluruh gangguan internal maupun eksternal.

dan

tidak

keluarannya. Oleh karena itu, sistem Perbandingan antara

sistem kontrol loop tertutup pada umumnya kontrol loop tertutup dan loop terbuka lebih besar dan mahal. Untuk dijelaskan

Suatu memperkecil daya yang diperlukan kelebihan dari sistem kontrol loop oleh sistem, bila mungkin, dapat tertutup adalah penggunaan umpan- digunakan kontrol loop terbuka. balik yang membuat respons sistem Kombinasi yang sesuai antara kontrol

dibawah

ini.

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 175 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 175

loop terbuka yang sering dijumpai Istilah sistem kontrol adaptif dapat diubah menjadi sistem kontrol dijelaskan

sebagai berikut. loop tertutup, jika operator manusia Karakteristik dinamik dari sebagian dipandang

sebagai kontroler, besar sistem kontrol adalah tidak membanding-kan

masukan dan konstan karena beberapa sebab, keluaran kemudian melakukan aksi seperti

memburuknya kinerja koreksi yang berdasarkan selisih atau komponen dengan pertambahan kesalahan yang diperoleh. waktu atau perubahan parameter dan

Jika kita berusaha menganalisis sekeliling (sebagai contoh, perubahan sistem kontrol loop tertutup yang massa dan kondisi atmosfir pada melibatkan

operator manusia sistem

kontrol pesawat ruang semacam itu, kita akan menjumpai angkasa).

yang sulit dalam perubahan-perubahan kecil pada menuliskan

Walaupun

pengaruh persoalan

persamaan yang karakteristik dinamik diredam pada menggambarkan perilaku manusia. sistem kontrol berumpan-balik, jika Salah satu dari beberapa faktor yang perubahan sistem dan sekeliling kompleks dalam kasus ini adalah cukup besar, maka suatu sistem yang kemampuan penalaran dari operator baik harus mempunyai kemampuan manusia. Jika operator mempunyai untuk menvesuaikan diri (adaptasi). banyak pengalaman, ia akan menjadi Adaptasi berarti kemampuan untuk kontroler yang lebih baik, dan hal ini mengatur diri atau memodifikasi diri harus

diperhitungkan dalam sesuai dengan perubahan pada menganalisis sistem semacam itu. kondisii sekeliling atau struktur yang Sistem kontrol yang mempunyai tidak dapat diramal. Sistem kontrol kemampuan untuk menalar disebut yang mempunyai suatu kemampuan sistem kontrol dengan penalaran beradaptasi dalam keadaan bebas (learning control system). Konsep ini disebut sistem kontrol adaptif.

masih cukup baru dan menjadi kajian Pada sistem kontrol adaptif, yang menarik. karakteristik

dinamik

harus

diidentifikasi setiap saat sehingga 9.1 Ilustrasi Sistem Kontrol parameter kontroler dapat diatur

pada Manusia untuk menjaga performansi optimal.

Konsep ini menarik banyak perhatian Pada Gambar 9.4 (a) bisa dilihat disainer sistem kontrol karena sistem gambar mengenai penampung/tangki

kontrol adaptif, di samping mengikuti air. Disana terdapat air dengan perubahan sekeliling, juga akan kedalaman h, debit air masuk menyesuaikan kesalahan-kesalahan sebesar Q in dan debit air keluar atau ketidakpastian disain teknik yang sebesar Q out . Besar dari air yang layak dan akan mengkompensasi masuk tidak bisa kita prediksi. Bisa kerusakan sebagian kecil komponen- jadi Q in besar sekali ataukah Q in komponen

sistem sehingga sangat kecil sekali, bahkan tidak memperbesar

keandalan sistem mengalir sama sekali. Tanda A keseluruhan.

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

Gambar 9.4 Penampung Air (a) dan dengan Operator Manusia (b)

Gambar 9.5 Proses Kontrol pada Manusia (a) mata, (b) otak dan (c) tangan.

merupakan titik yang menunjukkan Agar tujuan dari sistem tersebut kedalaman/ketinggian

yang bisa tercapai, yaitu mempertahankan diinginkan,

air

H. nilai dari ketinggian atau kedalaman Diharapkan dari sistem ini ketinggian air sebenarnya (h) selalu sama atau kedalaman air selalu sebesar H, dengan H, maka diperlukan seorang tidak lebih tinggi dan tidak lebih operator untuk mengontrol setiap rendah. Kalau memang yang terjadi kondisi yang terjadi, seperti terlihat adalah ketinggian atau kedalaman air pada Gambar 9.4 (b). Apa yang tidak sama dengan H maka hal dilakukan oleh seorang operator tersebut terjadi suatu kesalahan atau manusia tersebut agar ketinggian error.

yaitu

sebesar

atau kedalaman air bisa dipertahan-

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 177

Gambar 9.6 Blok Diagram Proses Kontrol pada Manusia

kan pada level A (kedalaman sebesar dakan, yaitu menutup atau membuka

H) ? Bagaimana proses yang terjadi valve. Bagaimana proses yang terjadi dari ilustrasi tersebut ?

? hal ini bisa dijelaskan sesuai Tentunya dengan mudah bisa Gambar 9.5. Masing-masing dari kita jawab ketika kita melihat Gambar komponen tersebut yaitu mata, otak

9.4 (b). Operator akan membuka atau dan tangan bisa dijelaskan sebagai menutup katup/valve pada pipa untuk berikut : arah keluarnya air. Tentunya jika

a. Mata

kedalaman air sebenarnya (h) lebih

untuk mengawasi besar dari nilai kedalaman yang ketinggian level air. diinginkan (H) maka seorang operator atau penjaga air tersebut akan

Berfungsi

b. Otak

Mempunyai 2 fungsi yaitu kedalaman air akan berkurang, membandingkan level air yang tentunya nilai dari h akan mendekati sebenarnya dengan garis level

membuka katup/valve,

sehingga

dan kemudian sebenarnya di bawah kedalaman air mengambil keputusan yaitu : yang diharapkan, maka tentunya

H. Sebaliknya jika kedalaman air referensi

(A)

 Jika level air sebenarnya yang dilakukan oleh seorang operator

melebihi tanda A, maka valve atau penjaga air tersebut adalah

harus dibuka menutup katup/valve, sehingga yang

 Jika level air sebenarnya kurang akan terjadi adalah ketinggian air

dari tanda A, maka valve yang sebenarnya akan naik seiring

ditutup.

dengan mengalirnya air dari Q in .  Jika level air sebenarnya sama Tampak bahwa katup tersebut seperti

dengan tanda A, maka valve kran air yang bisa dibuka atau ditutup

dibiarkan (tidak ditutup dan tidak secara

dengan banyak sedikitnya volume air

yang di alirkan keluar (Q ou ).

c. Tangan

Berfungsi untuk membuka atau pengamatan

Yang terjadi

operator menutup valve.

tersebut dengan mata yang melihat kedalaman air hingga sampai ke tin-

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

Dari blok diagram sesuai pada pipa air yang keluar berdasarkan Gambar 9.6 bisa kita pahami hasil keputusan dari otak sebagai bagaimana proses kontrol yang fungsi kontroler. Karena dibuka atau terjadi pada contoh sistem kontrol ditutup katupnya, mengakibatkan mempertahankan level air di atas. ketingian level air tangki akan Ketinggian

dan berubah, bisa semakn besar ataupun Ketinggian

referensi

(H)

sebenarnya (h) berkurang. Kemudian ketinggian air dibandingkan

oleh pembanding tersebut diamati oleh mata lagi yang (tanda +/-). Dimana ketinggian kemudian

ke otak, sebenarnya diamati oleh sepasang dibandingkan dan diambil keputusan mata, kemudian tentunya sinyal dari oleh otak. Dan regulasi ini terjadi mata menuju otak dikirim melalui secara terus-menerus. syaraf sensorik. Dalam hal ini

dikirim

Apa yang terjadi antara harapan pembanding tadi berada di otak. dan kenyataan ? tentunya akan Sehingga didapatkan sinyal error atau terjadi kesalahan. Bagaimana jika kesalahan. Nilai dari error ini bisa tidak ada koreksi yang terjadi dari bernilai positif, negatif ataukah nol. kesalahan yang ada, dalam hal ini Kemudian oleh otak, diambil suatu tidak ada mata yang memperhatikan

Gambar 9.7 Sistem Kontrol Level Air secara Otomatis

keputusan sesuai dengan yang level dari ketinggian air. Tentunya kita disebut di atas (ada 3 kemungkinan akan berjalan didalam kebutaan, tidak kondisi). Dalam hal ini fungsi otak tahu ketinggian level air sebenarnya sebagai kontroler. Sinyal kontrol yang (kenyataannya) berapa. Bisa saja dihasilkan oleh otak, dikirim melalui yang terjadi adalah air terlalu sedikit syaraf motorik ke tangan. Tentunya atau air akan meluber karena terlalu sinyal ini akan menyuruh tangan banyak yang dialirkan. Disinilah untuk membuka atau menutup katup diperlukan sistem kontrol yang lebih

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 179 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 179

keluaran/kenyataan yang otomatis, terdapat elemen-elemen dihasilkan (level ketinggian) yang penyusun, yaitu : harus dibandingkan dengan referensi (harapan) kita. Dan tentunya kontroler

a. Sensor/Tranduser juga harus bisa mengambil keputusan

Sensor adalah suatu komponen dengan akurat dan benar sesuai yang mendeteksi keluaran atau dengan yang seharusnya. Seperti informasi lainnya yang diperlukan inilah sistem kontrol dengan loop dalam siste kontrol. Sedangkan tertutup itu bekerja. Konsep seperti ini tranduser adalah suatu komponen berlaku pada setiap sistem kontrol yang mampu merubah besaran- yang ada. Ada nilai referensi, besaran non listrik (mekanis, kimia pembanding, kontroler, aktuator, plant atau yang lainnya) menjadi besaran- dan sensor. Istilah-istilah ini akan besaran listrik atau sebaliknya. dijelaskan di bagian selanjutnya.

b. Kontroler

Kontroler

adalah suatu

9.2 Sistem Kontrol Otomatis komponen, alat, atau peralatan (berupa mekanis, pneumatik, hidrolik,

Sistem kontrol otomatis adalah elektronik atau gabungan darinya) sistem kontrol umpan balik dengan yang

mengolah data acuan masukan atau keluaran yang masukan

mampu

membandingkan dikehendaki dapat konstan atau respon plant (hasil pembacaan dari

dari

berubah secara perlahan dengan keluaran plant) dan referensi yang berjalannya

untuk dikeluarkan utamanya adalah menjaga keluaran menjadi suatu data perintah atau

waktu

dan

tugas dikehendaki

sebenarnya berada pada nilai yang disebut sinyal kontrol. dikehendaki dengan adanya ganggu-

c. Aktuator

adalah suatu otomatis dalam

an. Pemakaian

bidang komponen, alat atau peralatan keteknikan masa kini semakin banyak (berupa mekanis, pneumatik, hidrolik, dipakai. Hal ini disebabkan sistem elektronik atau gabungan dari hal kontrol otomatis mempunyai banyak tersebut) yang mampu mengolah keunggulan dibandingkan dengan data perintah (sinyal kontrol) menjadi sistem kontrol konvensional (manual), sinyal aksi ke suatu plant. yaitu dari segi kecepatan, ketepatan

segala

dan pemakaian tenaga manusia yang Untuk lebih mudah memahami relatif lebih sedikit. Apalagi ditunjang cara kerja sistem kontrol otomatis, dengan

pengembangan dunia pada Gambar 9.7 diberikan contoh elektronika, pneumatika

maupun sistem kontrol secara otomatis pada hidrolik. Banyak contoh sistem kontrol aplikasi kontrol level air. Berbeda otomatis, beberapa di antaranya dengan bagian 9.2 di atas. Pada adalah kontrol suhu ruangan mobil bagian ini sudah tidak menggunakan secara otomatis, pengatur otomatis seorang operator manusia lagi untuk tegangan pada plant daya listrik di mempertahankan level air sesuai tengah-tengah adanya variasi beban yang

diinginkan, tetapi sudah daya listrik, dan kontrol otomatis menggunakan kontroler yang bekerja

tekanan dan suhu dari proses secara otomatis.

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

Sensor untuk aplikasi ini bisa bawah harga yang diinginkan, maka berupa bahan pelampung dan gaya sentrifugal governor kecepatan tambahan

komponen elektronik. menjadi semakin mengecil, menye- Dengan komponen ini bisa diketahui babkan katup pengontrol bergerak ke berapa kedalaman atau ketinggian bawah, mencatu bahan bakar yang level air yang sebenarnya. Dari lebih banyak sehingga kecepatan besaran fisika, yaitu kedalaman/ke- mesin membesar sampai dicapai tinggian dengan satuan meter dirubah harga yang diinginkan. Sebaliknya, menjadi besaran listrik dengan satuan jika kecepatan mesin melebihi nilai tegangan. Dengan adanya informasi yang

maka gaya ini,

diinginkan,

maka kontroler akan sentrifugal dari governor kecepatan menghasilkan sinyal kontrol yang semakin

maka diolah sebelumnya. Kontroler bisa menyebabkan

membesar,

pengontrol berupa

katup

rangkaian elektronik, bergerak ke atas. Hal ini akan mikrokontroler, mekanis, pneumatik, memperkecil catu bahan bakar hidrolik ataupun gabungan dari nya. sehingga kecepatan mesin mengecil Karena sinyal kontrol tidak bisa sampai dicapai nilai yang diinginkan. langsung

Pada sistem kontrol kecepatan memutar katup/valve pipa, maka ini, plant (sistem yang dikontrol) sinyal ini harus dikonversi dulu adalah mesin dan variabel yang menjadi sinyal aksi. Aktuatorlah yang dikontrol adalah kecepatan dari mesin mengkonversi sinyal ini. Aktuator tersebut.

dimanfaatkan

untuk

antara dalam sistem ini bisa berupa motor kecepatan yang dikehendaki dan listrik, komponen pneumatika atau kecepatan sebenarnya adalah sinyal, komponen hidrolik.

Perbedaan

kesalahan. Sinyal kontrol (jumlah bahan bakar) yang akan diterapkan

9.3 Ilustrasi Sistem Kontrol ke plant (mesin) adalah sinyal aktuasi. Masukan eksternal yang

Pada bagian ini akan dijelaskan akan mengganggu variabel yang mengenai beberapa contoh ilustrasi dikontrol

gangguan. sistem kontrol terbuka dan sistem Perubahan

adalah

yang tidak kontrol tertutup.

beban

diharapkan adalah gangguan.

9.3.1 Sistem Kontrol Kecepatan

9.3.2 Sistem Kontrol Suhu Governor Watt

Gambar 9.9 menunjukkan dia- Prinsip dasar dari governor Watt gram kontrol suhu dari kompor listrik. untuk mesin dilukiskan dengan Suhu tersebut diukur oleh sensor diagram skematik pada gambar 9.8. suhu (komponen yang menghasilkan Besarnya laju aliran bahan bakar sinyal analog). Besaran tegangan yang masuk ke silinder mesin diatur suhu dalam bentuk sinyal analog sesuai

antara dikonversi menjadi besaran digital kecepatan mesin yang diinginkan dan oleh konverter A/D. Suhu digital kecepatan mesin yang sebenamya. tersebut dimasukkan ke kontroler Kecepatan governor diatur sesuai melalui sebuah antarmuka. Suhu dengan kecepatan yang diinginkan. digital ini dibandingkan dengan suhu Kecepatan yang sebenarnya turun di masukan yang diprogram, dan jika

dengan

selisih

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 181

Gambar 9.9 Sistem Kontrol Suhu

Gambar 9.8 Sistem Kontrol Kecepatan pada Mesin Governor Watt

terdapat penyimpangan (kesalahan), pang mobil. Suhu yang dikehendaki, kontroler mengirim sinyal ke pemanas dikonversi menjadi tegangan, adalah melalui sebuah antar muka penguat masukan

kontroler. Suhu dan relai, untuk membawa suhu sesungguhnya dari ruang penumpang kompor ke nilai yang dikehendaki.

ke

dikonversikan ke tegangan melalui sensor/tranduser dan dimasukkan

9.3.3 Sistem Kontrol Suhu Ruang kembali

kontroler untuk Penumpang Mobil

ke

perbandingan dengan masukan. Suhu ruangan dan alih panas radiasi Gambar

9.10 menunjukkan dari matahari, bertindak sebagai fungsi kontrol suhu dari ruang penum- gangguan. Sistem ini menggunakan

182

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 183

baik kontrol umpan balik maupun kontrol umpan ke depan. (Kontrol umpan ke depan memberikan aksi koreksi

sebelum

gangguan

mempengaruhi keluaran). Suhu ruang penumpang mobil berbeda cukup besar tergantung pada tempat di mana ia diukur. Daripada mengguna- kan banyak sensor untuk pengukuran

suhu dan meratakan nilai yang diukur, adalah lebih ekonomis mema- sang penghisap atau penghembus di tempat di mana penumpang biasanya merasakan suhu. Suhu udara dari penghisap atau penghembus adalah petunjuk suhu ruang penumpang ( keluaran sistem). Kontroler menerima sinyal masukan, sinyal keluaran dan sinyal dari sensor sumber gangguan. Kontroler mengirimkan sinyal kontrol optimal ke alat pengatur udara (air conditioner) untuk mengontrol jumlah udara penyejuk sedemikian rupa

sehingga ruang penumpang sama dengan suhu yang dikehendaki.

9.3.4 Sistem Pengontrolan Lalu

Lintas

Pengontrolan lalu-lintas dengan sinyal lalu-lintas yang dioperasikan pada basis waktu membentuk sebuah

sistem kontrol loop terbuka. Meskipun demikian, jika jumlah mobil yang menunggu di setiap sinyal lalu-lintas pada suatu daerah yang ramai sekali, pada suatu kota, diukur secara kontinyu dan informasinya dikirim ke pusat komputer yang mengontrol sinyal-sinyal lalu lintas, maka sistem semacam itu menjadi loop tertutup.

Pergerakan lalu lintas dalam jaringan adalah cukup kompleks karena variasi dari volume lalu-lintas sangat bergantung pada jam dan hari dalam satu minggu, maupun pada beberapa faktor yang lain. Dalam

Gambar 9.10 Sistem Kontrol Suhu di Ruang Penumpang Mobil Gambar 9.10 Sistem Kontrol Suhu di Ruang Penumpang Mobil

9.3.6 Sistem Bisnis persoalan

kenyataannya, meminimkan waktu Sistem bisnis bisa terdiri dari tunggu rata-rata

suatu beberapa grup yang masing-masing persoalan kontrol yang sangat mempunyai tugas (elemen dinamik kompleks.

adalah

sistem). Metode umpan-balik untuk

Gambar 9.11 Sistem Kontrol Kemudi dan Kecepatan Idle pada Mobil

9.3.5 Sistem Kontrol Inventari- melaporkan prestasi tiap grup harus sasi

ditetapkan dalam sistem tersebut, agar beroperasi dengan baik. Kopling

Pemrograman laju produksi dan silang antara grup-grup fungsional tingkat persediaan barang di industri harus dibuat dalam orde minimum, merupakan contoh lain dari sebuah untuk mengurangi waktu tunda yang sistem kontrol loop tertutup. Tingkat tidak diinginkan dalam

sistem. persediaan yang sebenarnya, yang Semakin kecil kopling silang maka merupakan

keluaran sistem, akan semakin halus aliran sinyal kerja dibandingkan

dengan

tingkat dan bahan.

persediaan yang diinginkan, yang Sistem bisnis merupakan sistem dapat berubah dari waktu ke waktu loop tertutup. Disain yang bagus akan

sesuai dengan pasaran. Jika ada menyederhanakan kontrol manajerial perbedaan antara tingkat persediaan yang diperlukan. Perhatikan bahwa yang sebenarnya dengan tingkat gangguan pada sistem ini adalah persediaan yang diinginkan, maka cacat bahan atau manusia, interupsi laju produksi distel sedemikian rupa komunikasi, kesalahan manusia, dan sehingga keluaran selalu mendekati sejenisnya.

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

Gambar 9.12 Sistem Kecepatan Idle dengan Loop Terbuka

Penentuan perkiraan sistem yang Dalam kasus ini, dua pengendalian baik didasarkan pada statistik dan dan dua keluaran tidak bergantung kekuasaan manajemen yang baik. satu dengan yang lainnya, tetapi (Perhatikan bahwa hal ini dikenal dari pada umumnya, terdapat sistem yang kenyataan bahwa unjuk kerja sistem pengendaliannya saling berhubung- dapat

ditingkatkan dengan an. Sistem dengan masukan dan pengaturan waktu atau antisipasi).

keluaran lebih dari satu disebut sistem banyak variabel.

9.3.7 Sistem Kontrol Kemudi Mobil

9.3.8 Sistem kontrol Kecepatan Sebagai Suatu contoh sederhana

Idle mobil loop terbuka dari sistem kontrol terbuka, bisa dilihat pada gambar 9.11, yaitu

Selain menggambarkan sistem kontrol kemudi mobil. Arah dua roda kontrol kemudi, pada gambar 9.11 depan dapat dianggap sebagai juga menggambarkan sistem kontrol variabel yang dikendalikan atau kecepatan idle dari satu mesin mobil. keluaran (y) arah dari roda kemudi Sistem kontrol kecepatan idle mobil adalah

sinyal penggerak atau bisa dirancang dengan menggunakan masukan (u). Sistem kontrol kemudi dua jenis pengontrolan, yaitu dengan mobil ini masih menggunakan sistem loop terbuka atau loop tertutup. mekanis, karena memang unsur

Pada loop terbuka, tidak sulit mekanis yang membentuk sistem untuk melihat bahwa sistem yang kontrol ini.

tidak akan Sistem kontrol, atau proses pada memenuhi permintaan kinerja yang masalah ini, terdiri dari mekanisme kritis. Misalnya, jika sudut katup  kemudi dan dinamika seluruh mobil. ditentukan pada nilai awal tertentu, Walaupun demikian, jika tujuannya yang berhubungan dengan kecepatan adalah

ditunjuk

tersebut

untuk mengendalikan tertentu, ketika suatu torsi beban T L kecepatan mobil, maka besarnya diberikan, tidak bisa dihindari suatu tekanan yang dikerahkan pada pedal penurunan pada kecepatan mesin. gas adalah sinyal penggerak, serta Satu-satunya cara untuk membuat kecepatan kendaraan adalah variabel sistem tetap bisa bekerja adalah yang dikendalikan. Secara keseluruh- dengan menyesuaikan  sebagai an, kita dapat menyatakan bahwa reaksi terhadap perubahan torsi sistem kontrol mobil yang sederhana beban

berguna untuk merupakan satu kesatuan dengan mempertahankan kecepatan mesin dua masukan (kemudi dan pedal gas)  pada nilai yang diinginkan. Unsur

yang

dan dua keluaran satu tujuan dan sistem kontrol terbuka biasanya kecepatan.

dibagi atas dua bagian yaitu

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 185

Gambar 9.13 Sistem Kecepatan Idle dengan Loop Tertutup

Gambar 9.14 Respon Sistem Kontrol Kecepatan Idle Loop Terbuka dan Tertutup

kontroler dan proses yang dikontrol, atau kontroler lainnya tergantung seperti yang ditunjukkan pada jenis sistem. Dalam kasus yang lebih Gambar 9.12. Suatu sinyal masukan canggih lagi, kontroler dapat berupa atau perintah r diberikan ke kontroler, komputer

seperti mikroprosesor. dimana

keluarannya bertindak Karena kesederhanaan dan sifat sebagai sinyal penggerak u. Sinyal ekonomis dari sistem kontrol loop penggerak

tersebut kemudian terbuka, banyak ditemukan model mengendalikan

yang sistem ini pada aplikasi yang tidak dikendalikan sehingga variabel yang memerlukan ketelitian yang besar. dikendalikan y akan dihasilkan sesuai Tujuan dari sistem ini adalah dengan persyaratan yang telah menghilangkan atau meminimumkan ditentukan. Dalam kasus sederhana, penurunan kecepatan ketika beban kontroler dapat berupa amplifier mesin digunakan. penguat), seperangkat alat mekanis

plant

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

9.3.9 Sistem kontrol Kecepatan sistem loop terbuka akan menurun Idle mobil loop tertutup

dan berakhir pada nilai rendah setelah beban diberikan. Pada

Sistem kontrol kecepatan idle Gambar 9.14 (b), kecepatan idle dengan loop tertutup ditunjukkan sistem loop tertutup ditunjukkan untuk pada pada gambar 9.13. Masukan mengatasi nilai yang menurun setelah referensi yang didefinisikan sebagai diberikan beban agar naik dengan

 menentukan kecepatan idle yang cepat. Tujuan utama sistem kendali r kecepatan idle yang telah diuraikan,

diinginkan. Kecepatan mesin pada dikenal sebagai sistem regulator, saat idle harus sesuai dengan nilai yang bertujuan mempertahankan referensi  r , setiap perubahan yang keluaran sistem pada tingkat yang

terjadi pada kecepatan mesin  jika telah ditentukan. torsi berubah, dideteksi oleh sensor kecepatan. Kontroler akan bekerja

9.4 Jenis Sistem Kontrol sesuai dengan perbedaan antara

kecepatan referensi

 r dan

Bagian ini membahas mengenai kecepatan mesin  yang sebenarnya sistem kontrol mekanis, sistem untuk menghasilkan suatu sinyal kontrol pneumatik, sistem kontrol

yang menyesuikan sudut katup  hidrolik dan sistem kontrol elektronik. untuk mengurangi udara masuk,

sehingga kecepatan mesin  akan

9.4.1 Sistem Kontrol Mekanis sama dengan kecepatan referensi 

Sistem kontrol mekanis merupa- r . kan suatu sistem kontrol yang Tujuan dari sistem kontrol ini menggunakan bahan-bahan mekanis adalah

untuk mempertahankan sebagai kontrolernya. Hukum yang kecepatan idle mesin pada suatu nilai mendasari prinsip kerja kontroler yang

relatif rendah

(untuk

secara mekanis adalah hukum kedua penghematan bahan bakar) dengan Newton, yaitu F = m x a , dimana : mengabaikan beban mesin yang

F = gaya (N)

dipakai (seperti transmisi, kemudi m = massa (kg) servo, pengatur suhu, dan lain-lain).

2 a = percepatan (m/s ) Tanpa kontrol kecepatan idle, setiap

penggunaan beban mesin secara Contoh sistem mekanis adalah tiba-tiba akan menyebabkan suatu sistem translasi mekanika dan sistem penurunan pada kecepatan mesin rotasi mekanika. Tinjau sistem yang dapat menyebabkan mesin mati dashpot massa pegas yang dipasang oleh karena itu tujuan utama dari pada kereta seperti yang ditunjukkan sistem terkendali kecepatan idle dalam Gambar 9.15. Dashpot adalah dengan loop tertutup adalah untuk alat yang memberikan gesekan liat mempertahankan kecepatan idle atau redaman. Ia terdiri dari sebuah mesin pada nilai yang diinginkan. torak dan silinder yang berisi minyak. Gambar 9.14 membandingkan Gerakan relatif apapun antara kinerja sistem kontrol kecepatan idle besi torak dan silinder ditahan oleh loop terbuka dan tertutup. Pada minyak, karena minyak tersebut gambar 9.14 (a), kecepatan idle

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 187

Contoh di kendaraan adalah pada sistem kontrol pengaliran bahan bakar yang menggunakan sistem karburator dan injeksi K. Pada bagian ini proses kerja karburator tidak perlu di bahas. Siswa dianggap sudah memahami

bagaimana prinsip kerjanya. Sistem kontrol pengaliran bahan bakar yang menggunakan injeksi K ini bisa dijelaskan sebagai

Gambar 9.15 Sistem dashpot-massa- berikut. Sama dengan prinsip yang pegas yang dipasang di atas kereta ada di karburator, pada sistem injeksi

K pada kendaraan berbahan bakar harus mengalir di sekitar torak (atau bensin, bahan bakar dikabutkan

melalui lubang-lubang kecil yang secara terus-menerus. Yang terdapat pada torak) dari sisi yang membedakan adalah komponen yang

satu ke sisi yang lain dari torak. Pada digunakan. Pada sistem injeksi K, dasarnya dashpot menyerap energi. untuk menyemprotkan bahan bakar Energi

yang diserap tersebut agar terbentuk kabut, digunakan dikeluarkan sebagai panas dan injektor (komponen mekanis). Disini dashpot tidak menyimpan energi injektor menyemprot secara terus- kinetik ataupun tegangan. Dashpot menerus. Banyak sedikitnya bahan dinamakan juga peredam (damper).

bakar yang disemprot, berdasarkan informasi yang diperoleh dari tekanan udara yang masuk. Semakin besar tekanan

udara yang masuk, mengindikasikan bahwa massa udara yang terhisap di ruang bakar tentunya banyak.

Agar didapatkan perbandingan yang ideal dari massa

Gambar 9.16 Sistem Rotasi Mekanika udara dan massa bahan bakar yang masuk ke ruang bakar, maka

Tinjau sistem rotasi mekanika tentunya kontroler mekanis dari yang diunjukkan dalam Gambar 9.16. sistem K-Jetronik ini bisa mengatur Sistem terdiri dari beban inersia dan berapa banyak bahan bakar yang peredam gesekan liat. Untuk sistem disemprotkan

melalui injektor. rotasi mekanika demikian, maka Dengan perbandingan yang ideal

Hukum Newton kedua menyatakan antara massa udara dan bahan bakar sebesar 14.7 : 1 akan didapatkan T =J  pembakaran yang sempurna. Hal ini yang menjadi masalah di semua

Dimana T = torsi yang diterapkan sistem kontrol pengaliran bahan ke sistem (Nm)

bakar, baik sistem karburator, K- J = Momen Inersia dari

2 Jetronik dan sistem kontrol pengaliran beban (kgm )

bahan bakar secara elektronik.  = percepatan sudut dari

Pada gambar 9.17, dipelihatkan

2 beban (rad/s ) sistem pengaliran bahan bakar K-

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

Gambar 9.17 Sistem Pengaliran bahan Bakar K-Jetronik

Gambar 9.18 Kontroler Mekanis pada Sistem K-Jetronik

Jetronik. Ketika pedal gas diinjak oleh ngan udara A, dengan arah aliran pengemudi, maka katup gas D akan udara sesuai dengan arah anak semakin

terbuka. Sebaliknya panah. Setelah melalui saringan jikapedal gas sedikit penginjakannya udara A, aliran udara menekan oleh pengemudi maka katup gas Piring/plat sensor B. Karena ada sedikit pula terbukanya. Dengan tekanan ini, maka plat sensor akan semakin besar bukaan throtlle maka terangkat ke atas yang akhirnya udara yang masuk akan semakin menyebabkan plunyer pengontrol besar pula. Udara masuk melalui sari- bahan bakar juga terangkat ke atas.

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 189

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 190

Semakin besar tekanan udara yang masuk, maka semakin terangkat pula plat sensor yang akhirnya plunyer pengontrol juga semakin terangkat yang nantinya menyebabkan semakin banyak

disemprotkan ke ruang bakar. Hal ini bisa diamati pada Gambar 9.18.

Ketika tekanan udara kecil (tampak dengan tanda anak panah yang sedikit pada Gambar 9.17 (b)), maka plunyer pengontrol terangkat sedikit. Sehingga aliran bahan bakar (bensin) yang menuju ke injektor terhambat dan sisanya dikembalikan lagi ke saluran menuju tangki bensin. Bahan bakar bensin dari tangki bensin mempunyai tekanan yang besar yang ditimbulkan oleh pompa di tangki bensin. Karena mempunyai tekanan yang besar tersebut, maka bahan bakar yang menuju injektor tadi menyemprot hingga mengabut. Hanya saja karena sedikit yang diteruskan ke injektor tadi, maka tentunya pengkabutan bensin tadi sedikit pula yang menuju ke ruang bakar.

Hal ini berbeda dengan kondisi seperti yang terlihat di Gambar 9.18

(b). Dengan semakin besar tekanan udara yang masuk (tampak gambar anak panah yang banyak), maka piring/plat

sensor akan lebih

terangkat

ke

atas. Hal ini mengakibatkan plunyer pengontrol semakin terangkat pula. Karena inilah, bahan bakar yang berada di saluran yang menuju injektor lebih banyak dari pada kondisi pada gambar 9.18 (b). Sehingga bahan bakar yang dikabutkan oleh injektor karena adanya tekanan bensin yang besar di saluran semakin banyak yang terhisap oleh mesin.

Selain dipengaruhi oleh tekanan udara, ada faktor lain

yang mempengaruhi besar pengangkatan plunyer pengontrol. Hal ini bisa dijelaskan dengan melihat Gambar

9.19. Tampak bahwa selain tekanan udara (Pu) ada juga faktor lain yang mempengaruhi

seberapa besar plunyer pengontrol terangkat. Faktor- faktor tersebut adalah berat piring atau plat sensor (Pg) dan berat bobot pengimbang (G). Agar tercapai kesetimbangan maka Pu + G = Pg + Pk. Disinilah model matematik kontrolernya. Sehingga dari sini bisa

Gambar 9.19 Kontroler Mekanis pada Sistem K-Jetronik

didapatkan besarnya

pada sistem kontrol pengaliran kontroler (plunyer pengontrol), yaitu

keluaran

bahan bakar K-Jetronik. Pk = (Pu + G) – Pg. Ada dua kondisi yang bisa dijelaskan di sini, yaitu :

9.4.2 Sistem Kontrol Pneumatik (pada kondisi pedal gas)

Sebagai media yang paling  Ketika Katup gas lebih menutup

berdaya guna untuk menyalurkan Dimana Pu + G < Pg + Pk, maka sinyal dan daya, fluida, baik dalam piring/plat sensor lebih menutup bentuk

ataupun gas, saluran masuk.

cairan

mempunyai banyak kegunaan dalam  Ketika Katup gas lebih membuka

industri. Cairan dan gas pada Pu + G > Pg + Pk, maka plat dasamya dapat dibedakan oleh relatif sensor lebih membuka saluran kemungkinan pemampatannya dan masuk.

mungkin mempunyai permukaan yang bebas, Faktor lain yang mempengaruhi sedang gas membesar memenuhi aliran

udara adalah bentuk tempatnya. Dalam bidang rekayasa, konisitasnya (B pada Gambar 9.17). istilah

menjelaskan Dengan bentuk konisitas yang sistem fluida yang menggunakan sedimikian rupa, maka aliran udara udara atau gas, dan hidrolika berlaku tersebut bisa terhambat atau mengalir untuk sistem yang menggunakan lancar. Konisitas merupakan bentuk minyak pelumas atau oli. saluran. Sehingga dari penjelasan

pneumatika

Sistem pneumatika digunakan tersebut

kita secara ekstensif dalam otomatisasi simpulkansebagai berikut :

diatas

dapat

mesin-mesin produksi dan dalam biang kontroler otomatis. Misalnya,

 Jumlah udara yang mengalir rangkaian pneumatika yang tergantung

energi udara yang pengangkatan piring/plat sensor dimampatkan

dari

tinggi mengubah

menjadi energi dan bentuk konisitasnya. Sesuai mekanika digunakan secara luas, dan dengan pedal gas yang diinjak berbagai jenis kontroler pneumatika oleh seorang sopir.

ditemukan dalam industri. Karena  Jumlah bahan bakar

yang sistem pneumatika dan sistem diinjeksikan

tergantung dari hidrolika sering saling dibandingkan, jumlah udara yang mengalir. maka

kita akan Semain besar

berikut

ini

yang memberikan perbandingan antara mengalir, maka semakin besar kedua sistem tersebut secara singkat. bahan bakar yang diinjeksikan. antara kedua sistem

udara

tersebut. Sebaliknya semakin kecil udara Perbedaan-perbedaan

tersebut yang mengalir maka semakin adalah sebagai berikut : sedikit

gas dapat diinjeksikan. Dengan perhitungan

dimampatkan sedang oli tidak yang

dapat dimampatkan.

didapatkan perbandingan udara

2. Udara kekurangan sifat pelumas dan bahan bakar sebesar 14.7 : 1

dan selalu mengandung uap air. di setiap kondisi bukaan katup

Fungsi oli adalah sebagai fluida gas. Dan hal ini yang diharapkan

hidrolika dan juga pelumas.

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 191

Gambar 9.20 (a) Sistem Kontrol Pneumatik Temperature

Gambar 9.20 (b) Sistem Kontrol Hidrolik (Kontrol Kecepatan Mesin)

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

3. Tekanan operasi normal sistem

9.4.3 Sistem Kontrol Hidrolik pneummatika jauh lebih rendah daripada sistent hidrolika.

Kecuali untuk kontroler pneuma-

4. Daya keluaran sistem pneumatika tik tekanan rendah, udara yang jauh lebih kecil daripada sistem dimampatkan jarang digunakan untuk hidrolika.

mengontrol kesinambungan gerakan

5. Ketepatan aktuator pneumatika alat-alat yang mempunyai massa. adalah buruk pada kecepatan Perbandingan

sistem rendah, sedangkan ketepatan pneumatika dan sistem hidrolika.

antara

aktuator hidrolika dapat dibuat Fluida yang umumnya ditemukan memuaskan pada semua kondisi dalam sistem pneumatika adalah kecepatan.

udara. Dalam sistem hidrolika,

6. Pada sistem pneumatika fluidanya adalah oh atau minyak kebocoran

eksternal pelumas. Perbedaan sifat-sifat fluida diperbolehkan sampai tingkat terutama

karakteristik tertentu, tetapi kebocoran internal perbedaan yang berarti di bawah harus

menjadi

dihindarkan karena Raya beban eksternal. Untuk kasus perbedaan tekanan efektif agak demikian,

hidrolika kecil. Pada sistem hidrolika, umumnya lebih dikehendaki. kebocoran internal diperbolehkan

kontroler

Penggunaan yang meluas dari sampai tingkat tertentu, tetapi rangkaian hidrolika dalam aplikasi kebocoran

ekstemal harus alat-alat bantu mesin, sistem kontrol dihindarkan.

pesawat terbang, dan operasi yang

7. Tidak diperlukan pipa kembali mirip dengan itu terjadi karena faktor- pada sistem pneumatika bila yang faktor seperti sifatnya yang positif, digunakan udara, sedang pipa ketepatan, fleksibilitas, perbandingan kembali selalu diperlukan oleh daya kuda-berat yang tinggi, start sistem hidrolika.

yang cepat, berhenti dan ke belakang

8. Suhu operasi normal sistem dengan lancar dan presisi, dan pneumatika adalah 5° sampai

kesederhanaan operasinya. 60°C (41° sampai 140 F). Namun

Tekanan operasi dalam sistem sistem

hidrolika sekitar 145 dan 5000 lb/in 2 beroperasi pada suhu 0° sampai (antara 1 dan 35 MPa). Dalam

pneumatika

dapat

200°C (32° sampai 392°F). beberapa aplikasi khusus, tekanan Sistem pneumatika tidak peka operasi mungkin sampai 10.000 terhadap perubahan suhu, tetapi

lbf/in 2 (70 MPa). Untuk persyaratan sebaliknva

dengan sistem daya yang sama, berat dan ukuran hidrolika, dengan gesekan fluida dari unit hidrolika dapat dibuat lebih disebabkan oleh kecepatan yang kecil dengan meningkatkan tekanan bergantung besar sekali pada pasokan. Pada sistem hidrolika suhu. Suhu operasi normal untuk tekanan tinggi, gaya yang sangat sistem hidrolika adalah 20° besar dapat diperoleh. Aksi yang sampai 70°C (68° sampai 158°F).

cepat, peletakan posisi yang tepat

9. Sistem pneumatika tahan api dan dari beban yang berat dimungkinkan ledakan, sedang sistem hidrolika dengan sistem hidrolika. Kombinasi tidak demikian.

sistem elektronika dan hidrolika digunakan secara luas, karena ia

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 193 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 193

3. Bahaya api dan ledakan ada, kelebihan baik dari kontrol elektronika

kelebihan-

kecuall jika menggunakan fluida maupun daya hidrolika.

tahan api.

4. Karena sukar sekali merawat kekurangan

Terdapat kelebihan

dan

sistem hidrolika yang bebas dari penggunaan

tertentu

dalam

kebocoran, maka sistem tersebut dibandingkan dengan sistem lain.

sistem

hidrolika

cenderung kotor. Beberapa

5. Oli yang terkontaminasi mungkin adalah:

kelebihan-kelebihannya

menyebabkan kegagalan sistem

1. Fluida hidrolika bertindak sebagai hidrolika untuk fungsi dengan pelumas, disamping membawa

benar.

pergi panas yang dihasilkan

6. Sebagai hasil dari karakteristik non dalam

linear dan karakteristik rumit pertukaran panas yang baik

lainnya, maka desain dari sistem (convenient heat exchanger).

hidrolika yang canggih sangat

2. Aktuator hirdolika yang secara memerlukan waktu dan usaha perbandingan ukurannya kecil

yang besar.

7. Rangkaian hidrolika umumnya torsi yang besar.

dapat mengembangkan gaya dan

mempunyai karakteristik redaman

3. Aktuator hidrolika mempunyai

buruk. Jika rangkaian kecepatan tanggapan yang lebih

yang

hidrolika tidak didesain dengan tinggi dengan start, stop, dan

benar, maka beberapa fenomena kecepatan kebalikan yang cepat.

yang tidak stabil mungkin terjadi

4. Aktuator hidrolika

atau hilang, tergantung pada dioperasikan di bawah keadaan

dapat

keadaan operasi. berkesinambungan,

terputus-

putus (intermittent), kebalikan,

9.4.4 Sistem Kontrol Elektronik dan melambat tanpa mengalami

kerusakan. Pada sistem kontrol elektronik,

5. Tersedianya aktuator balik linear kontroler yang digunakan merupakan maupun

putar memberikan suatu unit yang terdiri dari komponen fleksibilitas dalam desain.

elektronika. Unit elektronika disini

6. Karena kebocoran yang rendah merupakan rangkaian yang dalam aktuator hidrolika, maka terintegrasi dari banyak komponen

kecepatan akan jatuh bila beban elektronika, yaitu resistor, kapasitor, yang diterapkan kecil.

induktor, dioda, transistor, op-amp, IC dan masih banyak komponen

Di lain pihak, beberapa elektronika yang lain. Unit elektronika kekurangan cenderung membatasi tersebut, bisa berupa rangkaian yang penggunaanya :

sederhana maupun rangkaian yang

1. Daya hidrolika tidak siap tersedia kompleks. Salah satu komponen dibandingkan dengan daya listrik.

elektronika yang bisa dijadikan

2. Biaya sistem hidrolika mungkin sebagai kontroler adalah lebih tinggi daripada sistem listrik potensiometer. Dengan komponen yang sebanding dan mengerjakan ini, sudah bisa mengolah sinyal fungsi yang mirip.

tegangan, yaitu sebagai pelemah, tidak

bisa

digunakan untuk

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

9.5 Topologi Sistem Kontrol menguatkan suatu sinyal, tentu saja

Untuk

Elektronik

harus digunakan komponen aktif,

misalnya adalah op-amp. Apabila kita Pada sistem kontrol elektronik, dapatkan selisih dari nilai referensi ada beberapa komponen-komponen

dan dari output plant (sinyal yang digunakan, yaitu sensor, kesalahan/error) dan ternyata jenis pengkondisian sinyal, mikroprosesor kontroler yang diperlukan adalah dan mikrokontroler, memori, driver pelemahan sinyal, maka dengan dan

Masing-masing potensiometer tadi sudah bisa kita komponen ini bisa djelaskan di bawah

aktuator.

terapkan untuk membuat kontroler ini. ini. Kontroler

ini disebut

kontroler

proposional.

Lebih canggih lagi, komponen elektronik yang dijadikan sebagai kontroler adalah yang menggunakan mikroprosesor.

Disini

sudah

digunakan teknologi digital. Beberapa tahun belakangan ini, teknologi digital sangat berkembang pesat. Baik yang tanpa menggunakan program atau yang

memerlukan

program.

Mikroprosesor merupakan komponen elektronik yang memerlukan program agar bisa bekerja. Dengan program, maka bisa digunakan untuk berbagai aplikasi berdasarkan logika pemikiran dari seorang programmer dan perancang aplikasi tersebut.

Di dunia otomotif, ada suatu unit Gambar 9.21 Electronic Control Unit

elektronik yang menggunakan (ECU)

mikroprosesor, berfungsi

untuk

9.5.1 Sensor

mengatur jumlah bahan bakar dan

mengatur waktu

Sensor adalah piranti atau pengapian. Unit ini disebut sebagai komponen yang digunakan untuk

penyalaan

ECU (Electonic Control Unit). Ada merubah suatu besaran non listrik banyak fungsi ECU yang lain di (fisika maupun kimia)

menjadi kendaraan. Ada yang digunakakan besaran listrik sehingga dapat

untuk EPS (Electronic Power dianalisa dengan rangkaian listrik Steering), ABS (Antilock Brake tertentu. Ada beberapa istilah yang System), Airbag System, AC (Air perlu diperhatikan, yaitu kesalahan Conditioning),

(accuracy), Transmission dan masih banyak sensitivitas (sensitivity), repeabilitas

Automatic (error),

akurasi

sistem kontrol yang lain di kendaraan. (repeability), histerisis (hysterisis), Penjelasan mengenai sistem kontrol linearitas (linearity). ini dijelaskan lebih detail pada bab-

(error) bab setelah ini.

Istilah

kesalahan

didefinisikan sebagai

perbedaan

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 195 Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 195

C berarti setiap dan o nilai pengukuran variabel. perubahan input 1

C akan muncul Seringkali nilai sebenarnya tidak output sebesar 5 mV. diketahui. Untuk kasus tertentu,

Istilah repeabilitas (repeability) akurasi

akan menunjukkan didefinisikan sebagai pengukuran range/bound kemungkinan dari nilai terhadap seberapa baik output yang sebenarnya.

dihasilkan ketika diberikan input yang Istilah

akurasi (accuracy) sama beberapa kali. digunakan

untuk

menentukan

kesaahan (error)

keseluruhan

max  min

maksimum yang diharapkan dari

suatu alat dalam pengukuran. Ada

beberapa jenis akurasi, yaitu :

Istilah

histerisis (hysterisis)

1. Terhadap variabel yang diukur. didefinisikan sebagai

perbedaan Misalnya

akurasi

dalam

output yang terjadi antara pemberian pengukuran suhu ialah 2

C, berarti input menaik dan pemberian input ada ketidak akuratan(uncertainty)

menurun dengan besar nilai input sebesar 2

C pada setiap nilai

Merupakan salah satu suhu yang diukur.

sama.

indikator repeatabilitas.

2. Terhadap prosentase

dari

pembacaan Full Scale suatu instrumen.

Misalnya akurasi sebesar 0.5% FS (Full Scale) pada meter dengan 5 V Full Scale, berarti ketidakakuratan pada sebesar 0.025 volt.

3. Terhadap prosentase span (range kemampuan

pengukuran

instrumen). Misalnya jika sebuah alat mengukur 3% dari span untuk pengukuran tekanan dengan range

20 - 50 psi, maka akurasinya menjadi sebesar ( 0.03) (50 – 20) = 0.9 psi.

Gambar 9.22 Grafik Histerisis

Istilah sensitivitas (sensitivity)

linearitas (linearity) didefinisikan sebagai perubahan pada

Istilah

output instrumen untuk

sebagai hubungan perubahan input terkecil. Sensitivitas antara output dan input dapat

setiap didefinisikan

yang tinggi sangat diinginkan karena diwujudkan dalam persamaan garis jika perubahan output yang besar lurus. Linearitas sangat diinginkan terjadi saat dikenai input yang kecil, karena segala perhitungan dapat maka pengukuran akan semakin dilakukan dengan mudah jika sensor mudah dilakukan. Misalnya, jika dapat diwujudkan dalam persamaan sensitivitas

temperatur garis lurus.

sensor

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)

Dalam pemilihan dan fisika adalah sensor cahaya, sensor penggunaan suatu sensor, diperlukan suara, sensor kimia,sensor gaya, pertimbangan-pertimbangan,

agar sensor kecepatan, dan sensor sesuai dengan yang diharapkan. percepatan, dan sensor suhu. Pertimbangan-pertimbangan tersebut Sedangkan Sensor kimia mendeteksi meliputi :