Komponen Kontrol mesin pemisah Proses

(1)

TEAM PENGAJAR :

• _{Ir. TARMEDI, MT}

• _{Deden Tarsoma, S.Pd}

(2)

LOOP SISTEM PENGENDALIAN

KONTROLER ACTUATOR / FCE

PROSE

TRANSMITTER

sensor VP

e

(3)

SENSING ELEMEN

• _{Generatif sensing}

• _{Resistif sensing}

(4)

GENERATIF SENSING

• _Thermocouple

(5)

RESISTIF SENSOR

• _{Resistor (PTC) ( RTD)}

• _{Thermistor (NTC)}

(6)

GENERATIF SENSOR

• _Thermocouple

• _{Cell Solar/photo voltaic}

• _{Fiezo electrik}

(7)

Thermocouple

• _{Thermocouple adalah suatu}

komponen /sensor yang

dipergunakan untuk mendeteksi

(8)

Thermocouple terbuat dari dua

buah kawat/logam yang berbeda

• _{Thermocouple bekerja berdasarkan}

efek seeback, efek pertier dan efek

thomson

junction

A

(9)

Efek Seeback

• _{Apabila dua buah kawat/logam yang}

berbeda yang salah satu

ujungnya disatukan, maka di

ujung-ujung yang lain akan timbul beda

(10)

Efek Pertier

• _{Jika pada junction tersebut mengalir}

arus listrik, maka tegangan listrik

yangterjadi tadi akan berubah naik

(11)

Efek Thomson

• _{Jika pada sepanjang kawat tersebut}

(12)

DUA hukum/Aturan PENTING DALAM MENGANALISA

RANGKAIAN THERMOCOUPLE

(13)

Hukum logam Antara

• _{Bila suatu logam ke tiga di sisipkan}

pada junction antara logam A dan B,

maka tegangan listrik yang timbul

tidak akan berubah. Bila logam

(14)

Hukum temperatur antara

• _{Bila sebuah termocouple dengan dua}

jundtion yang berbeda berada

padatemperatur T1 dan T2

menghasilkan tegangan E1, dan bila

junction-junctionnya berada pada

temperatur T2 dan T3. Akan

(15)

Rangkaian Thermocoule

• _{Thermocouple 1 Junction}

(16)

(17)

Type-type thermocouple

No

type

Bahan

Range

temperature

Range tegangan

FULL RANGE

(18)

(19)

(20)

BAHAN – BAHAN SOLAR

CELL

• _SILICON

• _GERMANIUM

• _ARSENICUM

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

Photo Voltaic Sensor

Photo Resistor/LDR (Light

Dependent resistor)

Photo Resistor/LDR (Light

Dependent resistor)

LDR is a resistor that has a

nature when exposed to

light resistansi value will

be changed

LDR is a resistor that has a

nature when exposed to

light resistansi value will

be changed

The bright light the small

value resistansi, and light

the dark when the value of

the larger resistansi

(30)

Photo Dioda

Foto dioda adalah semikonduktor

yang memiliki 2 pole, anoda dan

katoda struktur PN Junction

dalam kombinasi dengan Optik,

bahwa arus kas ditentukan oleh

ukuran cahaya

Foto dioda adalah semikonduktor

yang memiliki 2 pole, anoda dan

katoda struktur PN Junction

dalam kombinasi dengan Optik,

bahwa arus kas ditentukan oleh

ukuran cahaya

Cahaya terang

dari arus listrik

Cahaya terang

dari arus listrik

so

(31)

Photo Transistor

NPN PNP

Transistor foto adalah semi-konduktor

yang memiliki elektroda 3, Emitor,

Dasar dan Colektor, struktur dan PN

Junction NP atau dikombinasikan

dengan Optic, sehingga aliran aliran

dasar ditentukan oleh ukuran dari

intensitas cahaya

Transistor foto adalah semi-konduktor

yang memiliki elektroda 3, Emitor,

Dasar dan Colektor, struktur dan PN

Junction NP atau dikombinasikan

dengan Optic, sehingga aliran aliran

dasar ditentukan oleh ukuran dari

intensitas cahaya

Foto transistor banyak digunakan

sebagai alat kontrol elektronik yang

terkait dengan pengaturan saat ini

menggunakan efek cahaya

Foto transistor banyak digunakan

sebagai alat kontrol elektronik yang

terkait dengan pengaturan saat ini

menggunakan efek cahaya

Used

(32)

Thermistor

Termistor adalah jenis lain

dari sensor suhu, yang

namanya adalah kombinasi

dari kata Therm-sekutu

sensitif res-ISTOR.

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

SOLAR CELL

(38)

CARA KERJA DAN RANGKAIAN

(39)

Sebuah disk piezoelektrik

menghasilkan tegangan

ketika cacat (perubahan

bentuk sangat berlebihan)

PIEZOELEKTRIK

(40)

• _{Sensor piezoelektrik bergantung pada piezoelektrik}

efek, yang ditemukan oleh Curie bersaudara

di akhir abad 19. Sementara menyelidiki

jumlah bahan alami yang terjadi seperti

turmalin dan kuarsa, Pierre dan Jacques Curie

menyadari bahwa bahan-bahan ini memiliki

kemampuan untuk

mengubah energi dari suatu input mekanis menjadi

listrik output. Lebih khusus lagi, ketika tekanan

[piezo adalah kata Yunani untuk tekanan] diterapkan

untuk

bahan piezoelektrik, itu menyebabkan mekanik

deformasi dan perubahan energi listrik. Besarnya

energi listrik yang dihasilkan sangat sebanding

dengan besarnya tekanan yang diberikan

[Piezoelektrik] pada kristal tersebut.

5. PIEZOELEKTRIK

(41)

PIEZOELEKTRIK

Sebuah kuarsa (SiO2) tetrahedron ditampilkan.

Ketika suatu tekanan

diterapkan pada tetrahedron (atau makroskopik

kristal elemen) perpindahan daya kation

ke pusat daya anion terjadi.

(42)

5. PRINSIP OPERASI

Tiga jenis tekanan

yang dapat diberikan

pada sepototng

kristal antara lain

adalah :

1. transversal

2. memanjang

3. geser.

(43)

DESAIN SENSOR

Berdasarkan teknologi piezoelektrik

berbagai fisik

dimensi dapat diukur, yang paling

penting

termasuk tekanan dan percepatan.

Gambar 3 menunjukkan

skema konfigurasi dari transversal

konfigurasi.

Dalam desain kedua,

elemen cuboids tipis yang dimuat dalam

konfigurasi

ekstensi memanjang. Untuk sensor

tekanan,

membran tipis digunakan untuk

meyakinkan bahwa tekanan diterapkan

beban khusus unsur-unsur dalam satu

arah .

Untuk mendetaksi perubahan

kecepatan,

, massa seismik dilekat pada elemen

kristal . Ketika accelerometer bekerja ,

gerakan massa seismik invarian

beban sesuai dengan hukum Newton

kedua tentang

gerak F = ma.

Gambar 3: Skema desain

sensor tekanan (a)

dan percepatan sensor (b)

(a)

(44)

RTD (RESISTANCE TEMPERATUR

DETECTOR)

RTD (RESISTANCE TEMPERATUR

DETECTOR)

Common Resistance Materials

for RTDs:

Platinum (most popular and

accurate)

Nickel

Copper

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

Tipe lain sensor suhu resistansi listrik adalah Resistance

temperatur Detector atau RTD. RTD adalah sensor suhu

presisi dibuat dari logam tinggi kemurnianannya seperti

lempeng platina, tembaga atau nikel menjadi kumparan dan

yang perubahan hambatan listrik sebagai fungsi temperatur,

mirip dengan thermistor. Juga tersedia metal -film RTD.

Perangkat ini memiliki film tipis pasta platinum disimpan ke

substrat keramik putih.

Detektor suhu resistif memiliki koefisien temperatur

positif (PTC) tetapi tidak seperti termistor output mereka

sangat linier menghasilkan pengukuran yang sangat akurat

dari suhu. Namun, mereka memiliki kepekaan yang kecil ,

yang merupakan perubahan suhu hanya menghasilkan

perubahan output yang sangat kecil misalnya, 1Ω/oC. Jenis

yang lebih umum dari RTD terbuat dari platinum dan disebut

Platinum Resistance Thermometer atau yang PRT dengan

sensor semua yang paling umum tersedia dari mereka

Pt100, yang memiliki nilai resistansi standar 100Ω di 0oC.

Namun, Platinum mahal dan salah satu kelemahan utama

dari jenis perangkat adalah biaya.

RTD (RESISTANCE TEMPERATUR

DETECTOR)

(52)

Seperti termistor, RTD adalah perangkat resistif pasif dan

dengan melewatkan arus konstan melalui sensor suhu

adalah mungkin untuk mendapatkan tegangan output yang

meningkat secara linear dengan suhu. Sebuah RTD khas

memiliki resistansi basis dari sekitar 100Ω di 0oC, meningkat

menjadi sekitar 140Ω pada 100oC dengan rentang

temperatur operasi antara -200 sampai 600 oC.

Karena RTD adalah perangkat resistif, kita perlu melewati

arus yang melalui mereka dan memonitor tegangan yang

dihasilkan. Namun, setiap variasi dalam resistensi karena

panas diri kabel resistif sebagai arus mengalir melalui itu,

2R, (Ohms UU) menyebabkan kesalahan dalam pembacaan.

Untuk menghindari hal ini, RTD biasanya terhubung ke

jaringan Jembatan Whetstone yang menghubungkan kabel

tambahan untuk kompensasi dan / atau sambungan ke

sumber arus konstan.

RTD (RESISTANCE TEMPERATUR

DETECTOR)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

MAGNETIK SENSOR

(58)

Salah satu jenis sensor posisi yang tidak mengalami

masalah keausan mekanis adalah "Linear Variable

Differential Transformer" atau LVDT . Ini adalah

sensor posisi jenis induktif yang prinsip kerjanya

sama dengan transformator AC yang digunakan untuk

mengukur gerakan. Ini adalah perangkat yang sangat

akurat untuk mengukur perpindahan linier dan yang

output sebanding dengan posisi inti bergerak nya.

Pada dasarnya terdiri dari tiga kumparan ,

membentuk satu kumparan utama dan dua lainnya

membentuk kumparan sekunder yang identik elektrik

terhubung bersama dalam seri tetapi 180o keluar dari

fase kedua sisi kumparan primer. Sebuah inti besi

lunak bergerak feromagnetik (kadang-kadang disebut

"angker") yang terhubung ke objek yang diukur, slide

atau bergerak naik dan turun di dalam tabung.

Sebuah tegangan referensi AC kecil yang disebut

"eksitasi sinyal" (2 - 20V rms, 2 - 20kHz) diterapkan ke

gulungan primer yang inturn menginduksi sinyal EMF

menjadi dua gulungan sekunder yang berdekatan

(transformator prinsip).

Transformer Diferensial Linear

Variabel

(59)

Inductive Proximity Sensors

Sebuah sensor jarak induktif memiliki empat komponen

utama; oscillator yang menghasilkan medan

elektromagnetik, kumparan yang menghasilkan medan

magnet, rangkaian deteksi yang mendeteksi setiap

perubahan di lapangan ketika sebuah objek masuk dan

rangkaian output yang menghasilkan sinyal output, baik

dengan kontak normal tertutup (NC) atau normal terbuka

(NO). Sensor kedekatan Induktif memungkinkan untuk

mendeteksi benda-benda logam di depan kepala sensor

tanpa kontak fisik dari objek itu sendiri terdeteksi. Hal ini

membuat mereka ideal untuk digunakan di lingkungan yang

kotor atau basah. The "penginderaan" berbagai sensor

(60)

Inductive Proximity Sensors

Serta aplikasi industri, sensor jarak induktif juga

digunakan untuk mengontrol perubahan lampu lalu

lintas di persimpangan dan jalan lintas. Loop induktif

persegi panjang dari kawat dimakamkan ke

permukaan jalan aspal dan ketika mobil atau

kendaraan jalan lain melewati loop, tubuh logam dari

perubahan kendaraan induktansi loop dan

mengaktifkan sensor sehingga mengingatkan

controller lampu lalu lintas bahwa ada kendaraan

menunggu.

Salah satu kelemahan utama dari jenis sensor

adalah bahwa mereka "Omni-directional", yaitu

mereka akan merasakan benda logam baik di atas,

bawah atau ke sisi itu. Juga, mereka tidak mendeteksi

benda-benda non-logam Capacitive Proximity Sensor

meskipun Sensor Proximity dan Ultrasonik tersedia.

Sensor posisi lain yang umum tersedia magnet

(61)

(62)

AKUISISI

DATA

AKUISISI

DATA

Akuisisi data :

Rangkaian proses pengambilan data mulai dari data yang berasal dari output sensor sampai data tersebut menjadi data yang valid (tidak

mengandung nois/error atu mengandung nois/error dalam toleransi yang diizinkan) dalam memakai komputer dalam proses selanjutnya.

Secara umum Akuisisi data dikelompokan menjadi 2 kelompok :

1. Akuisisi Data Digital

2. Akuisisi Data Analog

Sinyal yang dihasilkan sudah berupa sinyal digital (Post prossesing)

(63)

Akuisisi Data

Digital

Akuisisi Data

Digital

(64)

(a) Dengan Shift Register

Akuisisi Data

Analog

Akuisisi Data

Analog

Proses Akuisisi data Analog dapat dibagi ats 2 tahp, Yaitu :

1. Pre prosesing

Proses pengolahan data Awal (diluar komputer) sedemikian rupa sehingga data tersebut dapat diakuisisi dengan baik (Full Range pada ADC; bebas Noise frequensi tinggi.

2. Post prosesing

(65)

Pre Prosesing pada Akuisisi data

Analog

Pre Prosesing pada Akuisisi data

Analog

Secara alat diagram proses ini dapat digambarkan sbb:

1. Amplifier (dengan OP-Amp)

a. INVERTING AMPLIFIER

(66)

(67)

(68)

Perbandingan antara inverting dan non inverting Amplifier

Sifat –sifat penting

INVERTING

NON INVERTING

Hubungan Input Output

• Tidak terisolasi

• Pada hubungan (seri) perlu dianalisa ulang

• Terisolasi

• Pada hub seri (n-Amp)

Konsumsi Daya Relatif Kecil Cukup besar

n I =1

(69)

C. Summing Amplifier

Di titik A berlaku :

i1 + i2 + ……..in +if – ii =0

Karena R1=R2….=Rn =R

(70)

Di titik A : Jika R1=R2=R3 , maka

(71)

Rangkaian ERROR DETECTOR

Rencanakan sebuah Amplifier yang dapat digunakan untuk menguatkan

sinyal dari sensor 0 – 100 m V menjadi 0 – 5,1 Volt (ADC 8 Bil 0,02 V ( bit)

Gain harus :

(72)

CONTOH

Suatu sensor temperatur dengan termocouple digunakan untuk mengukur temperatur antara 300 ° C – 800 ° C.

Jika ketahui pada range 300 ° C – 800 ° C output sensor 50 mV – 250 mV

Buat rangkaian signal conditioning agar Rang pengukuran (input ADC) 300 ° C – 800 ° C 0 V - 5,1 V

(73)

FILTER AKTIP

Adalah rangkaian Filter RC dengan komponen Aktif

Berdasarkan response Freq, filter Analog di klasifikasikan atas 4 Type, antara lain

1. Low pass Filter (LPF) 2. High pass Filter (HPF) 3. Band pass Filter (BPF)

4. Band stop Filter (BSF/BEF/BRF)

1). LPPF :

Akan memiliki gain = 1 pada freq dibawah freq cut off (fc) Gain sekitar -12 db ÷ 2 db pada freq cut off

(74)

2). HPF :

GF≤ 1 untuk Fs ≤ Fc Fs = frq sunjal Fc = frq cut off

_{GF = - 12 db ≤ GF≤ 2 db}

untuk Fs = Fc

GF ≈ 1 μ : FS » FC

3). Band Pass Filter

_{GF≤ 1 Fs ≤ Fp atau F » FPC}

GF = - 12 db < GF < 2 db

Fp -½ FB ≤ FS ≤ FP +½ FB FP = Freq pass

(75)

4). Band Stap Filter (BSF)

_{GF ~ 1 Fs}

»

_{FC atau Fc}

«

₁

(76)

FILTER LPF ORDE I

GAMBAR 2. Blok

Gbr 2. bentuk rangkaian aktif

Es=

_____________

Z Cf (s)

(77)

y (s)=__________

Karakteristik response freq LPF RC aktif ORDE I

= 1___

____________

1

(78)

(79)

(80)