MAKALAH
CONTOH SISTEM KENDALI LOOP TERBUKA DAN LOOP TERTUTUP
Dosen Pengampu:
Feisy Kambey, ST, MT
Kelompok 10:
1. Jovan A. Lambei (C) 220211030010 2. Mikha L. C. Sahid (C) 220211030011 3. Prissilia F. A. Langapa (A) 220211030029 4. Agata F. Wowor (B) 220211030085 5. Stevano E. M. Soewoyo (A) 220211030105
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SAM RATULANGI MANADO
2024
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas Rahmat dan karunia-Nya, kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik.
Makalah ini merupakan hasil kerja kelompok kami yang terdiri dari lima orang anggota kelompok, yang bertujuan untuk memenuhi tugas mata kuliah Sistem Kendali.
Dalam makalah ini, kami membahas mengenai salah satu contoh yang menggunakan sistem loop terbuka dan sistem loop tertutup dalam sistem kendali. Kami mengharapkan makalah ini dapat memberikan informasi yang bermanfaat, serta menjadi bahan referensi yang baik untuk pembaca yang ingin mengetahui lebih dalam tentang Sistem Kendali Loop Terbuka dan Loop Tertutup.
Akhir kata, kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran dari pembaca sangat kami harapkan agar makalah ini dapat diperbaiki pada kesempatan mendatang.
Demikian kata pengantar ini kami sampaikan. Semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca. Salam.
Hormat kami,
Kelompok 10
BAB I PENDAHULUAN
Sistem kontrol atau kendali adalah suatu perangkat yang digunakan untuk mengatur atau mengontrol suatu sistem agar dapat beroperasi sesuai dengan yang diinginkan.
Dalam pengertian yang lebih luas, sistem kontrol ini dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang, seperti industri, otomotif, elektronik, dan lain sebagainya.
Ada dua jenis sistem kontrol yang umum digunakan, yaitu sistem kontrol loop terbuka (open-loop control system) dan sistem kontrol loop tertutup (closed-loop control system).
1. Sistem Kendali Loop Terbuka (Open-Loop Control System)
Sistem kendali loop terbuka adalah sistem kontrol yang tidak memiliki mekanisme umpan balik (feedback) dari hasil keluaran atau output. Artinya, sistem ini hanya menghasilkan respon berdasarkan pada input yang diberikan, tanpa memperhitungkan hasil output.
Karena tidak ada umpan balik, sistem kendali loop terbuka ini cenderung kurang akurat dan sensitif terhadap perubahan lingkungan. Namun, keunggulan dari sistem kendali loop terbuka ini adalah sederhana dan murah dalam pembuatannya.
2. Sistem Kendali Loop Tertutup (Closed-Loop Control System)
Sistem kendali loop tertutup, juga dikenal sebagai sistem kontrol umpan balik (feedback control system), merupakan sistem kontrol yang menggunakan umpan balik dari hasil keluaran atau output untuk mengatur dan memperbaiki kinerja sistem.
Umpan balik ini kemudian digunakan untuk membandingkan hasil keluaran dengan tujuan yang diinginkan, lalu menghasilkan sinyal kontrol yang diperlukan untuk mengatur input dan memperbaiki keluaran.
Sistem kendali loop tertutup ini umumnya lebih kompleks daripada sistem kendali loop terbuka, karena melibatkan proses pembandingan dan pengaturan secara terus- menerus. Namun, keunggulan dari sistem kendali loop tertutup ini adalah lebih akurat, lebih stabil, dan lebih adaptif terhadap perubahan lingkungan.
Dalam makalah ini, kami akan membahas lebih lanjut tentang salah satu contoh sistem kendali loop terbuka dan loop tertutup, meliputi parameter, masing-masing komponen sistem kendali mulai dari plant, pengendali, akuator, dan sensor.
Demikianlah pendahuluan singkat tentang sistem kendali loop terbuka dan loop tertutup yang akan kami bahas dalam makalah ini. Semoga makalah ini dapat memberikan pemahaman yang lebih baik tentang dua jenis sistem kendali tersebut melalui contoh yang akan kami usungkan dalam makalah ini. Terima kasih.
BAB II PEMBAHASAN
Sistem Kendali
Sistem kendali, atau sering disebut sebagai sistem kontrol, adalah suatu sistem atau perangkat yang digunakan untuk mengontrol atau mengatur suatu sistem agar dapat beroperasi sesuai dengan yang diinginkan. Sistem kendali ini memonitor dan mengatur kondisi atau perilaku suatu sistem dengan menggunakan umpan balik (feedback) dari hasil keluaran atau output, sehingga dapat memperbaiki kinerja sistem.
Sistem kendali ini dapat diterapkan dalam berbagai bidang, seperti industri, otomotif, elektronik, dan lain sebagainya. Contoh sederhana dari sistem kendali adalah thermostat pada pendingin ruangan yang secara otomatis mengatur suhu ruangan agar tetap dalam kisaran suhu yang diinginkan.
Terdapat dua jenis sistem kendali yang umum digunakan, yaitu sistem kendali loop terbuka (open-loop control system) dan sistem kendali loop tertutup (closed-loop control system). Sistem kendali loop terbuka tidak memiliki umpan balik dari hasil keluaran, sedangkan sistem kendali loop tertutup menggunakan umpan balik untuk mengatur dan memperbaiki kinerja sistem.
Sistem kendali ini memiliki peran yang sangat penting dalam meningkatkan efisiensi dan efektivitas dalam berbagai aspek kehidupan. Dengan pemahaman yang baik tentang sistem kendali, diharapkan dapat membantu penggunaannya dalam berbagai bidang, meningkatkan kinerja sistem, dan memberikan manfaat yang lebih besar bagi masyarakat.
1. Sistem Kendali Loop Terbuka (Open Loop Control System)
Sistem kendali loop terbuka adalah jenis sistem kontrol yang tidak menggunakan umpan balik dari hasil keluaran atau output untuk mengatur kinerja sistem. Artinya, sistem ini beroperasi berdasarkan input yang diberikan tanpa memperhitungkan hasil output.
Dalam sistem kendali loop terbuka, output tidak mempengaruhi input, dan input tidak disesuaikan berdasarkan pada output.
Gambar 1. Sistem Kendali Loop Terbuka
Mixer pada alat dapur adalah contoh dari sistem kendali loop terbuka. Dalam sistem kendali loop terbuka, output (hasil pencampuran) tidak mempengaruhi input (kecepatan putaran mixer). Input (kecepatan putaran) ditetapkan oleh pengguna dan tidak disesuaikan berdasarkan pada output (hasil pencampuran).
Parameter yang dikendalikan:
a. Kecepatan Putaran: Kecepatan putaran pengaduk atau kibas pada mixer dapat diatur untuk mengontrol kecepatan pencampuran bahan makanan.
b. Waktu Pencampuran: Waktu pencampuran dapat diatur untuk mengontrol lamanya proses pencampuran bahan makanan.
c. Tekanan Pencampuran: Beberapa mixer memiliki fitur pengaturan tekanan yang dapat digunakan untuk mengontrol tekanan yang diberikan pada bahan makanan saat pencampuran.
d. Suhu: Pada mixer yang dilengkapi dengan fitur pengaturan suhu, suhu bahan makanan saat pencampuran dapat diatur untuk menghasilkan hasil yang lebih baik.
e. Pengaturan Mode: Beberapa mixer memiliki mode yang dapat diatur, seperti mode pencampuran, pengocok, dan lain-lain.
Aktuator pada Mixer:
a. Motor: Motor adalah perangkat elektromekanis yang menggerakkan pengaduk atau kibas dalam mixer. Motor ini biasanya memiliki kecepatan yang dapat diatur untuk menghasilkan adonan yang lebih homogen dan lembut.
b. Pengatur Kecepatan: Pengatur kecepatan adalah perangkat yang digunakan untuk mengatur kecepatan motor dalam mixer. Pengatur kecepatan ini biasanya berupa tombol atau dial yang dapat diputar untuk mengatur kecepatan motor.
c. Pengunci Pengaduk: Pengunci pengaduk adalah perangkat yang digunakan untuk mengunci atau melepas pengaduk atau kibas dalam mixer. Pengunci pengaduk ini biasanya berupa kunci atau tuas yang dapat diputar untuk mengunci atau melepas pengaduk.
d. Sensor: Sensor adalah perangkat yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan atau pergerakan pengaduk atau kibas dalam mixer. Sensor ini dapat digunakan oleh mixer untuk mengatur kecepatan motor atau mengunci atau melepas pengaduk.
Sensor pada mixer dapat melibatkan beberapa jenis, seperti:
a. Sensor Kecepatan: Untuk memonitor putaran pisau atau pengaduk.
b. Sensor Suhu: Untuk mengukur suhu bahan yang dicampur atau diproses.
c. Sensor Tekanan: Untuk mengukur tekanan dalam wadah mixer.
d. Sensor Kelembaban: Untuk memantau tingkat kelembaban bahan.
Pemilihan sensor bergantung pada kebutuhan spesifik dari proses pencampuran yang diinginkan.
Gambar 2. Sistem Loop Terbuka pada Mixer
a. Input: Input pada sistem open loop mixer berupa sumber listrik AC yang dihubungkan ke sistem.
b. Controller: Selector switch berfungsi sebagai kontrol atau mengatur kecepatan putaran mixer. Di sisi lain juga terdapat saklar push button yang mengontrol On dan Off-nya mixer (Ketika push button ditekan maka mixer On namun ketika dilepas mixer Off).
c. Plant: Dinamo atau motor listrik berperan sebagai Plant (beban) atau objek yang dikendalikan oleh saklar mixer.
d. Output: On, Off dan kecepatan putaran blender merupakan hasil keluaran (output) dari sistem open loop mixer ini.
Karena tidak menggunakan umpan balik, sistem kendali loop terbuka ini cenderung kurang akurat dan sensitif terhadap perubahan lingkungan. Namun, keunggulan dari sistem kendali loop terbuka ini adalah sederhana dan murah dalam pembuatannya. Sistem kendali loop terbuka sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kecepatan dan respons yang cepat, serta tidak memerlukan akurasi yang tinggi.
2. Sistem Kendali Loop Tertutup (Closed Loop Control System)
Sistem kendali loop tertutup adalah suatu sistem kontrol yang menggunakan umpan balik dari hasil keluaran atau output untuk mengatur dan memperbaiki kinerja sistem. Umpan balik ini kemudian digunakan untuk membandingkan hasil keluaran dengan tujuan yang diinginkan, lalu menghasilkan sinyal kontrol yang diperlukan untuk mengatur input dan memperbaiki keluaran.
Gambar 3. Sistem Kendali Loop Tertutup
KWH meter prabayar adalah contoh dari sistem kendali loop tertutup. Dalam sistem kendali loop tertutup, output (jumlah listrik yang digunakan) mempengaruhi input (jumlah listrik yang disediakan). Input (jumlah listrik yang disediakan) disesuaikan berdasarkan pada output (jumlah listrik yang digunakan).
Parameter yang dikendalikan:
a. Jumlah Energi yang Digunakan (KWH): Parameter utama yang dikendalikan oleh KWH meter prabayar adalah jumlah energi listrik yang digunakan oleh
pengguna. Ketika pengguna memasukkan token pembayaran, meter ini mengizinkan penggunaan energi listrik sesuai dengan jumlah yang dibayarkan.
b. Waktu Penggunaan (Jam Meter): KWH meter prabayar juga dapat dikonfigurasi untuk mengontrol waktu penggunaan energi listrik. Misalnya, penggunaan energi listrik mungkin hanya diizinkan pada jam-jam tertentu atau pada hari-hari tertentu.
c. Daya Maksimum yang Diizinkan (Power Limit): Beberapa KWH meter prabayar juga dapat mengontrol daya maksimum yang diizinkan untuk digunakan oleh pengguna. Jika pengguna mencoba menggunakan daya melebihi batas yang ditentukan, meter ini dapat membatasi penggunaan energi listrik.
d. Kondisi Pembayaran (Token Validity): KWH meter prabayar juga mengontrol kondisi pembayaran, yaitu apakah token pembayaran yang dimasukkan pengguna valid atau tidak. Jika token pembayaran tidak valid atau habis masa berlakunya, meter ini dapat membatasi penggunaan energi listrik.
e. Status Meter (Meter Status): KWH meter prabayar juga dapat mengontrol status meter, yaitu apakah meter ini beroperasi dengan normal atau tidak. Jika terjadi masalah atau kerusakan pada meter, meter ini dapat membatasi penggunaan energi listrik.
Aktuator pada KWH Meter Prabayar:
a. Relay: Relay adalah perangkat elektromekanis yang digunakan untuk mengontrol arus listrik. Relay ini dapat menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik sesuai dengan sinyal yang diterima dari meter tersebut. Relay ini biasanya digunakan untuk mengendalikan aliran energi listrik ke rumah atau gedung pengguna.
b. Switch: Switch adalah saklar atau tombol yang digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan akses penggunaan energi listrik. Switch ini dapat berupa saklar fisik atau tombol pada layar meter.
c. Motor: Motor adalah perangkat elektromekanis yang digunakan untuk menggerakkan mekanisme tertentu, seperti pembukaan atau penutupan katup gas atau air. Motor ini dapat dikendalikan oleh meter untuk mengaktifkan atau menonaktifkan aliran energi listrik.
d. Pompa: Pompa adalah perangkat yang digunakan untuk mengalirkan cairan tertentu, seperti air atau gas. Pompa ini dapat dikendalikan oleh meter untuk mengaktifkan atau menonaktifkan aliran energi listrik.
e. Sensor: Sensor adalah perangkat yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan atau pergerakan suatu objek atau cairan. Sensor ini dapat digunakan oleh meter untuk mengaktifkan atau menonaktifkan aliran energi listrik.
Gambar 4. Sistem Loop Tertutup pada KWH Meter Prabayar
a. Input: Input (masukan) pada sistem close kwh meter ini berupa sumber listrik AC yang dihubungkan ke sistem.
b. Controller: Keypad berperan sebagai controller untuk memasukkan kode token listrik ke kwh meter.
c. Plant: kwh meter berperan sebagi beban / objek yang diatur (dikendalikan) oleh keypad.
d. Sensor: Microchip yang terintegrasi dengan server PLN berperan sebagai sensor untuk membaca dan memverifikasi token listrik yang diinputkan.
Apabila kode token sesuai dan terdaftar diserver PLN, maka terdapat tulisan
“berhasil” dan pulsa litsrik bertambah. Namun, jika token yang dimasukkan salah maka sistem memberikan feedback berupa terdapat tulisan “gagal” dan pulsa listrik tidak bertambah, sehingga perlu penginputan token ulang.
e. Output: Tulisan “berhasil” dan pulsa litsrik bertambah menjadi hasil keluaran (output) pada sistem close loop kwh meter prabayar ini.
Sistem kendali loop tertutup ini umumnya lebih kompleks daripada sistem kendali loop terbuka, karena melibatkan proses pembandingan dan pengaturan secara terus-
menerus. Namun, keunggulan dari sistem kendali loop tertutup ini adalah lebih akurat, lebih stabil, dan lebih adaptif terhadap perubahan lingkungan.
BAB III PENUTUP
Sebagai kesimpulan, sistem kontrol loop terbuka dan loop tertutup memiliki perbedaan dalam penggunaan umpan balik dari hasil keluaran atau output. Sistem kontrol loop terbuka tidak menggunakan umpan balik, sementara sistem kontrol loop tertutup menggunakan umpan balik untuk mengatur dan memperbaiki kinerja sistem.
Kedua jenis sistem kendali ini memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, dan dipilih berdasarkan kebutuhan aplikasi yang diinginkan.
Contoh alat yang kami ambil dari sistem loop terbuka adalah alat dapur Mixer, karena output (hasil pencampuran) tidak mempengaruhi input (kecepatan putaran mixer) dan input (kecepatan putaran) ditetapkan oleh pengguna dan tidak disesuaikan berdasarkan pada output (hasil pencampuran). Sedangkan untuk contoh sistem loop tertutup, kami mengambil KWH Meter Prabayar, karena output (jumlah listrik yang digunakan) mempengaruhi input (jumlah listrik yang disediakan) dan input (jumlah listrik yang disediakan) disesuaikan berdasarkan pada output (jumlah listrik yang digunakan).
SUMBER REFERENSI
https://www.carailmu.com/2022/06/contoh-close-loop-tertutup.html?m=1 https://www.carailmu.com/2022/04/contoh-open-loop-terbuka.html?m=1 https://chat.openai.com/c/82cab4ab-0821-4256-bb19-41eaa6dbc7f5
