BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 SISTEM PNEUMATIK
Kata pneumatic berasal dari bahasa Yunani " pneuma " yang berarti nafas atau udara. Jadi pneumatic berarti berisi udara atau digerakkan oleh udara mampat. Pneumatik dalam pelaksanaan teknik udara mampat dalam teknologi industri (khususnya teknik mesin) merupakan ilmu pengetahuan dari semua proses mekanis dimana udara memindahkan suatu gaya atau gerakan. Titik persamaan dalam penggunaan tersebut ialah semua menggunakan udara sebagai fluida kerja (jadi udara mampat sebagai pendukung, pengangkut dan pemberi
tenaga). Sistem pneumatik dibedakan berdasarkan media penggerak kutub, yaitu:
1. Pneumatik murni,
Sistem pneumatik dengan menggunakan udara sebagai media penggerak dan penggerak katubnya juga menggunakan tekanan udara.
2. Elektro pneumatik,
Sistem pneumatik dengan udara sebagai media dan penggerak katubnya menggunakan arus listrik.
3.Pneumatik hidrolik,
Sistem pneumatik menggunakan udara sebagai media penggerak dan penggerak katubnya menggunakan tekanan aliran hidrolik.
2.1.1 Pneumatik Murni
Sistem pneumatik dengan menggunakan udara sebagai media penggerak dan penggerak katubnya juga menggunakan tekanan udara.
A. Persamaan dasar Pneumatik
Sebagai hukum-hukum dasar udara bertekanan, terdapat hukum Pascal dan hukum Boyle yang dijabarkan, sebagai berikut :
1. Hukum Pascal,
Tentang perpindahan tekanan statis, terdapat hukum pascal yang secara eksperimen dibuktikan oleh B. Pascal. Hukum ini menyatakan bahwa tekanan yang diberikan ke suatu bagian dari suatu fluida dalam sebuah ruangan akan bekerja tegak lurus pada smua bagian dalam ruangan itu.
Gambar 2.1 Ilustrasi Hukum Pascal (sumber : Sukasains.com)
Apabila permukaan A1 ditekan dengan gaya sebesar F1 maka tekanan yang terjadi dapat dijelaskan pada Rumus :
dengan;
P = Tekanan (Pa) F = Gaya (N) A = Luasan (cm2)
Sehingga tekanan sebesar P diteruskan ke segala arah atau kesemua bagian pada sistem, sehingga permukaan A2 terangkat maka tekanan yang terjadi dapat dijelaskan pada Rumus :
= ∙
Karena P1 = P2 maka
dengan;
F = Gaya (N) A = Luasan (cm2)
2. Hukum Boyle
Hukum Boyle – Mariotte Menyatakan “pada temperature konstan, volume (V) gas berbanding terbalik dengan tekannya (P), pada saat sebuah piston silinder didorong volume gas berkurang karena tekanan gas naik” maka tekanan yang terjadi dapat di jelaskan pada Rumus dibawah ini (Exposito,2003).
P1 . V1 , P2 . V2 = konstan Dengan,
P = tekanan (Pa) V = volume (m3)
Gambar 2.2 Ilustrasi Hukum Boyle – Mariotte (sumber : Lumintang)
B. Kelebihan dan Kekurangan Pneumatik
Kelebihan dari alat penumatik yang sangat menonjol adalah karena udara dapat mengembang dengan begitu kuat dan cepat di ruangan yang sempit dalam waktu yang relatif singkat. Berdasarkan itu maka peralatan pneumatik banyak digunakan di indistri-industri dan pabrik-pabrik. Juga karena beberapa bukti yang nyata bahwa dalam berbagai masalah untuk otomatisasi tidak ada media lain yang dapat dipakai secara lebih mudah dan ekonomis.
Selain dari kelebihan di atas, alat pneumatik juga mempunyai kelebihan-kelebihan lainnya sehingga alat pneumatik seringkali diutamakan dibandingkan alat-alat yang lain. Kelebihan-kelebihan itu antara lain bisa dilihat dari: (Thomas Krist, 1993 : 6-8) (Krist,T, 1993)
Fluida kerja yang mudah diperoleh dan mudah ditransfer
a. Udara dimana saja tersedia dalam jumlah yang tak terhingga.
b. Saluran-saluran balik tidak diperlukan, karena udara bekas (udara yang telah memuai dan telah menyerahkan energinya) dapat dibuang bebas.
Dapat disimpan dengan baik.
a. Sumber udara mampat (kompresor) hanya memproduksi udara mampat kalau udara itu memang digunakan, jadi kompresor tidak selalu bekerja. b. Pengangkutan dan penyimpanan dari tangki-tangki penampungan juga
Bersih dan kering.
a. Udara mampat adalah bersih, jadi kalau ada kebocoran pada saluran pipa benda-benda kerja ataupun bahan-bahan tidak akan menjadi kotor.
b. Udara mampat adalah kering, jadi kalau ada kerusakan pipa-pipa tidak akan ada pengotoran-pengotoran, bintik (stain) minyak dan sebagainya.
Tidak peka terhadap suhu.
a. Udara bersih dapat digunakan sepenuhnya pada suhu-suhu tinggi dan pada nilai-nilai yang rendah.
b. Udara mampat juga dapat digunakan di tempat-tempat yang sangat panas. c. Peralatan-peralatan atau saluran-saluran pipa dapat digunakan secara aman
dalam lingkungan yang panas sekali.
Aman terhadap ledakan dan kebakaran.
a. Keamanan kerja serta produksi besar dari udara mampat tidak mengandung bahaya kebakaran maupun ledakan.
b. Alat-alat pneumatik dapat digunakan tanpa dibutuhkan pengamanan yang mahal dan luas.
Kesederhanaan (mudah dipelihara)
a. Karena kontruksinya sangat sederhana, peralatan-peralatan udara mampat hampir tidak peka gangguan.
b. Konstruksinya yang sederhana menyebabkan waktu motase (pemasangan) menjadi singkat, kerusakan-kerusakan seringkali dapat diperbaiki sendiri.
c. Komponen-komponennya dengan mudah dipasang dan setelah dibuka dapat digunakan kembali untuk penggunaan-penggunaan lainnya.
Konstruksi kokoh.
Pada umumnya komponen pneumatik kostruksinya kokoh sehingga tahan terhadap gangguan dan perlakuan-perlakuan kasar.
Namun demikian, udara bertekanan dan peralatan pneumatik masih tetap juga mempunyai kelemahan-kelemahan. Kekurangan dari sistem pneumatik antara lain: (Thomas Krist, 1993 : 9-10)
1. Gangguan suara (bising).
Udara yang ditiup keluar menyebabkan kebisingan (desisan) terutama dalam ruang-ruang kerja yang sangat mengganggu.
2. Mudah menguap (volatile).
Udara mampat mudah menguap (volatile). Terutama dalam jaringan udara-udara mampat yang besar dan luas dapat terjadi kebocoran-kebocoran yang banyak dan menyebabkan udara mampat mengalir keluar.
3. Bahaya pembekuan.
Pada waktu pemuaian (expansion) mendadak dan penurunan suhu yang berkaitan dengan pemuaian mendadak ini, dapat terjadi pembentukan es.
4. Gaya tekan terbatas.
Udara mampat hanya dapat membangkitkan gaya yang terbatas. Untuk gaya-gaya yang besar pada suatu tekanan bisa dalam jaringan, dan dibutuhkan diameter torak yang besar.
5. Biaya energi tinggi.
Biaya produksi udara mampat tinggi, oleh karena itu untuk produksi dan distribusi dibutuhkan peralatan-peralatan khusus.
C. Simbol-Simbol Dalam Pneumatik
Pengembangan sistem pneumatik sangat membantu dengan adanya pendekatan yang seragam mengenai gambar dari elemen dan rangkaian. Simbol dari tiap-tiap elemen harus mencirikan (Exposito, 2003), yaitu:
1. Fungsi.
2. Metode pengaktifan dan pengembalian. 3. Jumlah lubang.
4. Prinsip kerja secara umum.
5. Gambaran sederhana dari aliran sinyal.
Simbol tidak menjelaskan ciri-ciri, yaitu: 1. Ukuran atau dimensi komponen.
2. Metode kontruksinya atau biaya. 3. Desain arah dari saluran.
4. Detail fisik komponen. 5. Jenis sambungan-sambungan.
Simbol yang digunakan dalam pneumatik dijelaskan dalam standart DIN ISO 1219 "circuit symbols for fluidic equipment and system". Lambang dan penggambaran yang dinormalisasikan sangat perlu, yaitu:
1. Sebutan yang sama bagi unsur-unsur pneumatik.
2. Bagan hubungan yang seragam dalam semua cabang industri di negara-negara Eropa dan negara-negara lainnya.
3. Agar bagan-bagan pneumatik dibaca tanpa adanya kesalahan. 4. Penafsiran cepat dari arti fungsi bagian pneumatik.
5. Studi literatur dari dalam maupun luar negeri.
D. Simbol Dan Uraian Mengenai Komponen
Simbol yang digunakan dalam pneumatik dijelaskan dalam standart DIN ISO 1219 "circuit symbols for fluidic equipment and system". Simbol-simbol terpenting lainnya ditunjukkan dalam buku pegangan TP 102. Standart-standart konstruksi, pengujian dan rancangan sistem kontrol pneumatik diuraikan di bagian rujukan dalam buku ini.
Simbol untuk sistem pengadaan udara bertekanan dapat ditunjukkan berupa elemen secara sendiri-sendiri maupun secara kombinasi. Pemilihan simbol yang sederhana atau yang detail tergantung dari tujuan rangkaian dantingkat kerumitannya. Pada umumnya apabila spesifikasi teknik yang khusus diperlukan, seperti penggunaan elemen tanpa pelumasan atau kebutuhan penyaring yang sangat kecil, maka digunakan simbol detail yang lengkap. Jika pengadaan udara yang umum dan standar, maka simbol yang sederhana yang digunakan. Guna pencarian kesalahan simbol detail sangat membantu. Tetapi simbol yang
detail tidak boleh menambah keruwetan dalam pembacaan rangkaian.
E. Prinsip Dasar Kerja Pneumatik
Sistem pneumatik prinsip kerjanya tergantung pada kompresi udara. Piranti yang digunakan pada sistem ini berdasarkan hukum fisika dasar. Pengaturan pada sistem pneumatik dilakukan padengan mengatur tekanan udara dan arah aliran udara, yang diatur dengan valve. Sebagai contoh bahwa pneumatik normalnya dioperasikan pada tekanan kurang dari 220 psi. Prinsip ini akan berbeda dalam sistem hidraulik. Dalam hidraulik berdasarkan hukum pascal. Jadi intake pompa akan memindahkan/ menggerakkan minyak dalam sistem yang berasal dalam tangki atau resevoir. Jika pompa digerakkan,maka minyak akan terdorong oleh gaya dari tekanan yang terjadi maka diatur dengan menggunakan valve. Ada tiga cara yang digunakan untuk mengatur dalam sistem hidraulik, yaitu : mengatur terkanan minyak, mengatur rate aliran minyak dan mengatur arah aliran minyak. Sistem pneumatik adalah suatu sistem yang menggunakan udara sebagai media kerjanya, dimana untuk menghasilkan kerja tersebut udara dimampatkan terlebih dahulu. Sistem-sistem pneumatik terutama terdiri dari suatu kompresor udara atau perapat udara (sumber udara mampat), motor-motor udara mampat (pemakai-pemakai udara mampat) ditambah dengan bagian-bagian pengatur dan pengendali. Untuk lebih jelasnya berikut adalah gambar sistem pneumatik secara rinci.
Gambar 2.3 Sistem Pneumatik
Keterangan gambar:
1. Kompresor adalah peralatan yang dipergunakan untuk menghasilkan udara kempa, udara akan diserap dan dimampatkan oleh kompresor yang digerakkan oleh motor listrik.
2. After Cooler, salah satu alat yang digunakan untuk mendinginkan udara kempa dengan menggunaka air atau media lain yang dapat berfungsi sebagai pendingin udara kempa.
3. Main Line Air Filter, peralatan yang berfungsi untuk mengeleminir debu dan air serta kandungan minyak pada udara kempa.
4. Refrigerated Air Dryer, alat ini berfungsi untuk mengeringkan udara basah atau udara yang masih mengandung embun atau titk air, sehingga dapat menghasilkan udara kempa yang benar-benar kering.
5. Air Filter, alat ini dipergunakan untuk menyaring debu yang terbawa oleh air. 6. Air Pressure Reducing Valve, berfungsi untuk mereduksi udara kempa pada batas
yang dikehendaki dan menjaga agar tetap konstan pada saat digunakan.
7. Air Lubricator, alat ini berfungsi untuk mensuplai pelumas kedalam udara kempa dengan menggunakan aliran udara sehingga peralatan dapat bekerja dengan halus dan bisa digunakan dalam jangka waktu yang panjang.
8. Air Silincer, berfungsi untuk mereduksi nozel yang timbul sampai pada batas yang aman.
9. Air Flow (Change Selenoide Valve), berfungsi untuk merubah(mengubah) aliran lkangsung dari kompresor dengan cara membuka atau menutup katup yang menerima singnal elektrik.
10.Speed Control Valve, berfungsi mengontrol kecepatan silinder dengan mengatur valve aliran dari udara kempa.
11.Air Cylinder, berfungsi untuk merubah energi udara kempa menjadi gaya yang efektif dan gerakan.
Untuk menstabilkan udara kempa, biasanya dibelakang kompresor disambungkan tangki penampung, sehingga tekanan udara yang keluar menjadi stabil, selain itu kompresor dapat dihemat kerjanya, karena hasil kerjanya dapat sewaktu-waktu dipergunakan tanpa dibangkitkan terlebih dahulu.
Instalasi pneumatik pada dasarnya terdiri dari perubah energi atau pengalihragaman energi. Arus energi melalui suatu instalasi pneumatik mengalir seperti pada bagan di bawah ini :
Gambar 2.4 Instalasi Pneumatik Sebagai Perubah Energi
Dari bagan dapat dijelaskan bahwa :
1. Perubahan energi mekanik dari penggerak (misalnya motor listrik, diesel dan penggerak mekanis lainnya) menjadi energi pneumatik oleh kompresor udara (sumber udara mampat).
Energi pneumatik ini dapat dianggap sebagai energi potensial, energi kinetik fluida kerja atau pengangkut (udara mampat).
2. Perpindahan energi pneumatik oleh udara mampat yang mengalir dari kompresor melalui bagian pengatur atau pengendali (sorong, katup).
a. ke silinder yang bergerak bolak-balik.
b. ke motor-motor udara mampat yang berotasi (berputar).
3. Perubahan energi pneumatik menjadi energi mekanik oleh pemakai udara mampat (silinder atau motor udara mampat). Unsur-unsur pneumatik ini mengubah energi potensial dan energi kinetik dalam udara mampat menjadi energi mekanik yang
akan menggerakkan penggerak-penggerak suatu mesin produksi (mesin perkakas, perkakas angkut, mesin produksi dan sebagainya).
Bagian pengatur dan pengendali berfungsi sebagai pembawa arus udara mampat menurut cara-cara yang telah ditetapkan untuk pemakaian-pemakaian udara mampat. Katup (dengan dudukan katup atau dengan sorongan) dapat mengatur tekanan dan kecepatan aliran.
F. Bagian Utama Sistem Pneumatik
Dalam sistem pneumatik terdapat beberapa komponen utama, yang sering disebut sebagai elemen kerja. Elemen kerja disini adalah suatu alat pneumatik yang digerakkan dan akan menghasilkan suatu kerja dan usaha, seperti gerak lurus, gerak putar, dan lain sebagainya. Umumnya disebut juga sebagai aktuator (actuator). Jadi prinsipnya udara betekanan yaitu udara kempaan yang sering juga disebut sebagai tenaga pneumatik dirubah menjadi gerakan lurus bolak-balik (straight line reciprocating) oleh silinder pneumatik dan gerakan putar (rotary) oleh motor pneumatik. Komponen-komponen atau elemen kerja yang terdapat dalam sistem pneumatik dalam sistem pneumatik, antara lain :
a. Silinder Pneumatik
Silinder pneumatik merupakan elemen kerja atau bagian pneumatik yang akan menghasilkan gerak lurus bolak-balik, baik gerak itu beraturan maupun yang dapat
diatur. Berdasarkan prinsip kerjanya silinder pneumatik dapat dibedakan menjadi 2 yaitu :
1. Silinder kerja tunggal (single acting cylinder)
Silinder kerja tunggal digerakkan hanya satu sisi arah saja. Oleh karenanya hanya akan menghasilkan satu arah saja. Untuk gerak baliknya digunakan tenaga yang didapat dari suatu pegas yang telah terpasang di dalam silinder tersebut, sehingga besar kecepatannya tergantung dari pegas yang dipakai. Ukuran elemen ini biasanya dilihat dari besarnya diameter dan panjang langkahnya. Panjang langkah dari silinder kerja tunggal ini terbatas pada panjang pegas yang dipakai.
Ganbar 2.5 silinder kerja tunggal
Keterangan:
1. Rumah silinder
2. Lubang masuk udara bertekanan
4. Batang piston
5. Pegas pengembali
Prinsip kerja silinder tunggal
Dengan memberikan udara bertekan pada satu sisi permukaan piston, sisi yang lain terbuka ke atmosfir. Silinder hanya bisa memberikan gaya kerja satu arah. Gerakan piston kembali masuk diberikan oleh gaya pegas yang ada didalam silinder direncanakan hanya untuk mengembalikan silinder ke posisi awal.
Kegunaan silinder tunggal
Menurut konstruksinya, silinder kerja tunggal dapat melaksanakan berbagai fungus gerakan:
a. Menjepit benda kerja
b. Pemotongan.
c. Pengepressan
Macam-Macam Silinder Kerja Tunggal
a. Silinder diafragma
Kontruksi silinder diafragma adalah tidak adanya gerakan geser dan pergeseran sepanjang gerakannya sangat kecil sekali. Silinder ini banyak dipakai untuk gerakan langkah yang pendek seperti untuk penjepitan, penstempelan, dan pengangkatan.
b. Silinder rol diafragma
Konstruksi silinder rol diafragma adalah serupa dengan silinder diapragma. Jika udara bertekanan dimasukkan kedalam silinder, maka akan diterima oleh diapragma dan akan membuka gulungan sepanjang dinding bagian dalam silinder. Seterusnya akan menggerakkan batang torak ke depan (maju). Jenis silinder diapragma ini memungkinkan langkah batang torak menjadi jauh lebih panjang (bisa mencapai 50 mm sampai dengan 80 mm).
2. Silinder kerja ganda (double acting cylinder)
Berbeda dengan silinder kerja tunggal, elemen ini dapat digerakkan dari dua arah. Pada waktu langkah maju dan mundur dapat dipakai untuk kerja, sehingga dalam hal ini akan dapat digunakan semua langkah. Secara prinsip panjang langkah torak tidak sampai mendekati ujungnya. Sama halnya pada silinder kerja tunggal, pistonnya terbuat dari bahan fleksibel dan dipasang pada torak dari bahan logam.
Gambar 2.6 silinder ganda
Keterangan:
1) batang / rumah silinder.
2) saluran masuk. 3) saluran keluar 4) batang piston 5) seal 6) bearing 7) piston
Prinsip kerja silinder ganda
Dengan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston ( arah maju ) sedangkan arah yang lain (arah mundur) terbuka ke atmosfir, maka gaya diberikan pada sisi
permukaan tersebut sehingga batang piston akan terdorong keluar sampai mencapai batas maksimun dan berhenti. . Gerakan silinder kembali masuk, diberikan oleh gaya pada sisi permukaan batang piston (arah mundur) dan sisi permukaan piston (arah maju) udaranya terbuka ke atmosfir.
Keuntungan silinder kerja ganda dapat dibebani pada kedua arah gerakan batang pistonnya. Ini memungkinkan pemasangannya lebih fleksibel. Gaya yang diberikan pada batang piston gerakan keluar lebih besar daripada gerakan masuk. Karena efektif permukaandikurangi pada sisi batang piston oleh luas permukaan batang piston
Macam-Macam Silinder Kerja Ganda
Adapun macam-macam silinder kerja ganda sebagai berikut:
a. Silinder berbantalan pelindung (double acting cylinder with end positioning cushioning).
Yang dimaksud dengan silinder berbantalan pelindung (double acting cylinder with end positioning cushioning) adalah silinder pneumatik kerja ganda dengan bantalan di kedua ujung (akhir) langkah. Hal ini dimaksudkan sebagai pencegah kerusakan piston akibat tenaga yang cukup besar. Sebelum torak mencapai langkah maksimum bantalan piston secara langsung akan menghambat keluarnya udara, sehingga gerakan piston sudah akan diperlambat akibatnya tahanan udara di sisi yang lain.
b. Silinder tandem atau saling bergandengan.
Konstruksi ini mencakup dua silinder kerja ganda yang dirakit menjadi satu unit konstruksi. Melalui penataan seperti ini dan dengan masuknya piston secara bersamaan, gaya pada batang piston menjadi berlipat ganda. Silinder jenis ini dipasang disetiap tempat yang memerlukan gaya yang besar, tetapi diameter silinder turut menentukan.
Gaya yang dihasilkan oleh silinder atau biasa disebut dengan gaya piston silinder berbanding lurus dengan besar luasan silinder dan besar tekanan yang digunakan didalam rangkaian pneumatic. Besar gaya piston silinder tersebut dapat dicari dengan menggunakan persamaan, yaitu :
a. Dorongan silinder
Gaya dorongan silinder dapat di hitung dari diameter tabung silinder, diameter piston rod dan tekanan udara dapat dihitung dengan menggunakan :
Fp =
π
/4 D2. P.µ
Dengan,
Fp = gaya dorong silinder (N) D = Diameter tabung silinder (Cm) P = Tekanan udara (Kg/Cm3)
b. Tarikan Silinder
Gaya tarikan silinder bisa diketahui dengan menggunakan : Fp =
π
/4 (D2 – d2). P.µ
Dengan,
Fp = gaya dorong silinder (N) D = Diameter tabung silinder (Cm) d = Diameter Piston (Cm)
P = Tekanan udara (Kg/Cm3)
µ
2=
Koefisien tekanan beban dorongc. Kecepatan Langkah Silinder
Waktu operasi silinder tergantung pada beban dan ukuran dari lubang masuk. Persamaan antara kebutuhan udara dengan kecepatan langkah silinder adalah maka kebutuhan udara yang terjadi dapat dijelaskan pada :
Q=D2 . V . Cr Dengan,
Q = Kebutuhan udara (m3 /min)
V = Kecepatan langkah silinder (m/det) Cr = Compression ratio
b. Katup Pneumatik
Sistem kontrol pneumatik terdiri dari beberapa komponen sinyal dan bagian kerja. Komponen-komponen sinyal dan kontrol menggunakan rangkaian atau urutan-urutan kerja dari berbagai kerja yang disebut katup (valve ). Jadi katup pneumatik adalah perlengkapan pengontrolan atupun pengatur, baik untuk memulai (start) ataupun berhenti (stop). Arah aliran atau tekanan dari suatu perantara yang dibawa oleh kompresor dan disimpan dalam suatu bejana. (Drs. Suyanto, M.Pd, M.T,2003 : 40 ) (Suyanto,2003)
Gambar 2.7 Katup 3/2 Pilot Udara Tunggal, Pegas Kembali
Pemasangan katup
Keandalan sebuah pengontrolan bertahap sangat bergantung pada pemasangan katup batas ( limit switch ) yang benar. Untuk semua perencanaan pemasangan katup batas harus bisa diatur posisi kedudukan dengan mudah agar supaya mendapatkan keserasian koordinasi gerakan silinder dalam urutan kontrol.
Penempatan Katup
Pemilihan katup yang cermat, penempatan yang benar adalah sebagai salah satu persyaratan lanjutan, untuk keandalan sifat pensakelaran harus bebas gangguan pengoperasiannya, hal ini memberikan kemudahan untuk mereparasi dan memelihara. Pemakaian ini pada katup-katup dalam bagian daya dan katup-katup dalam bagian kontrol.
Katup yang diaktifkan secara manual untuk sinyal masukan pada umumnya ditempatkan pada panel kontrol atau meja kontrol. Maka dari itu praktis dan tepat sekali untuk memakai katup-katup dengan pengaktifan yang bisa ditempatkan pada katup dasar. Variasi pengaktifan tersedia untuk macam yang luas dari fungsi masukan.
Penempatan katup kontrol harus bisa diambil dengan mudah untuk mereparasi, mengeluarkan atau memodifikasi kerjanya. Penomoran komponen dan pemakai indikator sebagai penunjuk untuk sinyal kontrol merupakan hal yang paling penting guna untuk mengurangi waktu tunda dan memudahkan pencarian kesalahan.
Katup-katup daya mempunyai tugas pengaktifan pneumatik untuk mengatur sesuai dengan urutan tahapan kontrol yang telah ditentukan. Persyaratan dasar untuk katup daya adalah untuk membolehkan membalik aliran udara ke silinder begitu sinyal kontrol telah diberikan. Katup daya sebaiknya ditempatkan sedekat mungkin dengan silinder. Agar supaya panjang saluran bisa diperpendek dan juga waktu pensakelaran seideal dan sependek mungkin . Katup daya bisa ditempatkan langsung ke pengatur. Sebagai keuntungan tambahan adalah bahwa penyambung, slang dan waktu pemasangan bisa dihemat.
Katup-katup Pneumatik secara garis besar dibagi menjadi 5 (lima) kelompok menurut fungsinya, yaitu: (Drs. Suyanto, M.Pd, M.T,2003 : 40 )
1) katup pengarah ( direction way valve )
Katup pengarah adalah perlengkapan yang menggunakan lubang-lubang saluran kecil yang akan dilewati oleh aliran udara bertekanan, tereutama untuk memulai (start) dan berhenti (stop) serta mengarahkan aliran itu.
2) Katup pengontrol aliran ( flow control valve )
Katup pengontrol aliran adalah peralatan pneumatic yang berfungsi sebagai pengatur dan pengendali aliran udara bertekanan (pengendali angin) khususnya udara yang harus masuk kedalam silinder-silinder pneumatik. Ada juga aliran angin tersebut harus di kontrol untuk peralatan pengendali katup-katup pneumatik.
3) Katup pengontrol dan pengatur tekanan (pressure control valve)
Katup pengontrol dan pengtur tekanan adalah bagian dari komponen pneumatik yang mempengaruhi tekanan atau dikontrol oleh besarnya tekanan.
Macam-macam katup ini ada 3 kategori, yaitu:
a) Katup pengatur tekanan (pressure regulating valve)
Katup ini berfungsi untuk menjaga tekanan supaya terjadi tekanan yang tetap (konstan). Aplikasi dari katup ini misalnya tekanan yang telah diatur (distel) pada manometer harus dipindahkan pada batas konstan terhadap elemen kerja atau penggerak walaupun tekanan yang disuplai berubah.
b) Katup pembatas tekanan (pressure limiting valve)
Katup ini digunakan utamanya sebagai katup pengaman. Kerja utamanya adalah mencegah tekanan udara yang berlebihan dari sistem pneumatik yang ada. Jika tekanan maksimum sudah tercapai pada bagian masuk dari katup, maka bagian keluar dari katup terbuka sehingga udara bertekana akan keluar ke atmosfer.
c) Katup rentenan atau katup rangkai (sequence valve)
Prinsip kerja katup ini hampir sama dengan katup pembatas. 4) Katup penutup (shut-off valve)
Katup ini berfungsi sebagai pemberi atau pencegah aliran udara yang tak terbatas. Artinya, jika aliran udara harus dihentikan, maka katup akan bertindak. Tetapi jika di butuhkan aliran kecil, maka katup akan membuka sedikit saja. Pemakain sederhana adalah pada keran air.
5) Katup-katup kombinasi/gabungan (combination valve)
Katup kombinasi merupakan katup pneumatik yang tersusun sedemikian rupa hingga kerjanya menjadi sangat spesifik. Keberadaan katup-katup ini memang
dirancang untuk maksud-maksud tertentu yang tentunya disesuaikan dengan kebutuhan operasi di segi otomatisasi.
c. Sensor
Sensor adalah bagian dari peralatan pneumatik yang digunakan untuk mendeteksi suatu keadaan pada suatu sistem kerja pneumatik. Biasanya sensor dapat berupa kontrol sinar infra merah (Infra red) atau berupa kontrol tombol. seperti pada gambar 2.9.
Gambar 2.9 Sensor Magnet
d. Service Unit
Service unit atau air filter adalah alat penyaring udara, yang gunanya untuk memisahkan partikel-partikel air, minyak, dan debu dari udara. Udara selalu mengandung sejumlah uap air, dimana kadar uap ini sangat dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Menurunnya suhu, uap air akan mengembun dan membentuk tetesan-tetesan air dan akan menguap. Seperti pada gambar 2.10.
Gambar 2.10 Service Unit
2.1.2 Elektro Pneumatik
Sistem pneumatik dengan udara sebagai media dan penggerak katubnya menggunakan arus listrik. Pada sistem kendali ini untuk menggerakan rangkaian peralatan pneumatik menggunakan sinyal listrik (AC atau DC) dari peralatan kelistrikan lainnya.
A. Komponen Elektro Pneumatik
Sistem eletro pneumatik pada dasarnya terdiri atas rangkaian beberapa kelompok elemen. Berikut ini beberapa elemen kerja elektro pneumatik, yaitu:
1. Actuator
Silinder kerja (actuator) merupakan peralatan pneumatik yang melaksanakan kerja secara langsung. Contohnya, silinder dan motor pneumatik. Silinder merupakan peralatan pneumatik yang melakukan gerakan dengan cara merubah
energi pemampatan udara menjadi energi mekanik. Sebuah silinder udara digunakan sebagai penggerak dalam sistem kendali pneumatik yang berjalan secara linier yaitu gerakan maju dan gerakan mundur, sehingga silinder ini disebut juga actuator linier. Dalam sebuah silinder normal mempunyai sebuah tongkat piston, gerakan maju merupakan gerakan memperpanjang tongkat dan gerakan mundur merupakan penarikan kembali tongkat tersebut. Actuator linier atau silinder digambarkan berdasarkan jenis dari kontruksi dan metode dari operasi, seperti terlihat pada gambar 2.11.
Gambar 2.11 Tabung Gerak Ganda
2. Kendali
Bagian kendali terdiri dari beberapa komponen yang digunakan sebagai komponen pendukung pada kerja pneumatik, seperti push button, limit switch, katup kontrol selenoid doubel, flow valve, service unit dan kompresor, yaitu :
a. Push Button,
Push button digunakan untuk menyambung dan memutus arus listrik dari sumber tegangan. Jenis tombol push button terdiri dari dua jenis tombol yaitu tombol normali open (NO) dan normali close (NC), pada tombol normali open (NC) bila tombol di tekan, arus listrik terputus dan sebaliknya pada tombol normali close (NO) bila tombol di tekan arus listrik mengalir. Pada alat ini, tombol push button
yang digunakan adalah tombol normali close (NO) sebanyak 1 buah, seperti terlihat pada gambar 2.12.
Gambar 2.12 Push Button Switch Normali Open
b. Limit Switch,
Limit switch berfungsi untuk merubah, membangkitkan atau membatalkan sinyal untuk tujuan penyensoran, pemrosesan, dan pengontrolan. Jenis limit switch terdiri dari beberapa jenis yaitu limit switch rol, limit switch tombol, limit switch pegas, limit switch, dan lain-lain. Pada alat ini, limit switch yang digunakan adalah limit switch pegas sebanyak 4 buah, limit switch ini juga berfungsi sebagai pengendali gerak maju mundurnya silinder pneumatik, Seperti terlihat pada gambar 2.13.
3. Katup Kontrol Solenoid
Katup dapat dibagi dalam beberapa bagian berdasarkan fungsinya yang berkaitan dengan jenis sinyal, cara aktifnya, dan konstruksinya. Fungsi utama dari katup adalah untuk merubah, membangkitkan, atau membatalkan sinyal untuk tujuan penyensoran, pemrosesan, pengendalian dan untuk menyuplai udara bertekanan ke silinder (aktuator), seperti terlihat pada gambar 2.14.
Gambar 2.14 Katup Control Solenoid
4. Relay
Relay adalah alat untuk menampung aliran sementara dan mendistribusikan kebagian seterusnya misalnya diteruskan ke katup. Relai ini biasa digunakan untuk sistem elektrik pneumatik, seperti terlihat pada gambar 2.15.
