Pengenalan Komponen Sistem Kendali

(1)

Program Studi Teknik Pertanian Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian

Universitas Hasanuddin Laporan Praktikum Sistem Kontrol Otomatik

PENGENALAN KOMPONEN SISTEM KENDALI

Novita Sari Ismail¹⁾ dan Irman²⁾

1) Praktikan Praktikum Sistem Kontrol Otomatik Program Studi Teknik Pertanian Universitas Hasanuddin

2) Asisten Praktikum Sistem Kontrol Otomatik Program Studi Teknik Pertanian Universitas Hasanuddin

ABSTRAK

Sistem kontrol sebagai suatu sistem yang digunakan untuk mengendalikan atau mengatur suatu proses atau aktivitas dengan tujuan untuk mencapai hasil yang diinginkan. Terdapat beberapa komponen penting yang bekerja bersama-sama untuk mencapai tujuan tersebut. Komponen-komponen tersebut antara lain sensor, pengendali dan aktuator. Tujuan praktikum Pengenalan Komponen Sistem Kendali yaitu untuk mengetahui komponen yang termasuk dalam komponen utama sistem kontrol serta dapat mengelompokkan komponen sistem kontrol berdasarkan fungsinya. Metode yang digunakan dalam praktikum Pengenalan Komponen Sistem Kendali yaitu mengelompokkan

komponen-komponen sistem kontrol berdasarkan fungsinya. Hasil yang didapatkan yaitu pengelompokkan sistem kendali berdasarkan fungsinya, yaitu sensor, mikrokontroller dan aktuator. Kesimpulan yang didapatkan yaitu sistem kendali adalah suatu sistem yang digunakan untuk mengendalikan atau mengatur suatu proses atau perangkat agar dapat beroperasi sesuai dengan yang diinginkan. Sistem kendali ini terdiri dari beberapa komponen yang saling berinteraksi untuk mencapai tujuan yang diinginkan.

Kata Kunci: Kendali, Sistem, Komponen.

PENDAHULUAN Latar Belakang

Sistem kendali atau sistem kontrol (control system) sebagai suatu alat untuk mengendalikan, memerintah dan mengatur keadaan dari suatu sistem. Istilah sistem kendali ini dapat dipraktekkan secara manual untuk mengendalikan setir mobil pada saat kita mengendarai atau menyetir mobil kita, misalnya dengan menggunakan prinsip bolak balik. Alat semacam ini dalam sistem yang otomatis sering dipakai untuk peluru kendali sehingga peluru akan mencapai sasaran yang diinginkan.

Sistem kendali sebagai bagian yang terintegrasi dari sistem kehidupan modern saat ini. Contohnya yaitu kendali suhu ruang, mesin cuci, robot, pesawat dan lain sebagainya. Penggunaan sistem kendali memungkinkan variabel yang ingin dikendalikan dapat mencapai nilai yang diinginkan dengan mekanisme umpan balik dan pengendalian. Sistem kendali juga memungkinkan adanya sistem yang stabil, akurat dan tepat waktu serta dapat dirancang dengan melakukan pengendalian secara otomatik.

Sistem kendali dapat dikatakan sebagai hubungan antara komponen yang membentuk sebuah konfigurasi sistem yang akan menghasilkan tanggapan sistem yang diharapkan, sehingga harus ada yang dikendalikan yang merupakan suatu sistem fisis yang biasa disebut dengan kendalian. Masukan dan keluaran salah satu contoh variabel atau besaran fisis. Keluaran sebagai hal yang dihasilkan oleh kendalian, artinya yang

(2)

dikendalikan, sedangkan masukan sebagai yang mempengaruhi kendalian, yang mengatur keluaran. Kedua dimensi masukan dan keluaran tidak harus sama.

Penerapan sistem kendali memiliki beberapa manfaat yang sangat penting dalam berbagai bidang. Dengan menggunakan sistem kendali, proses atau perangkat dapat diatur secara otomatis sesuai dengan kebutuhan. Hal ini dapat meningkatkan efisiensi dalam penggunaan energi, bahan atau waktu. Sistem kendali dapat memastikan bahwa proses atau perangkat beroperasi dalam batas yang diinginkan. Hal ini dapat meningkatkan kualitas produk atau layanan yang dihasilkan.

Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan praktikum Pengenalan Komponen Sistem Kendali, agar dapat diketahui komponen-komponen yang digunakan dalam sistem kendali serta fungsi utama dari sistem kendali sehingga dapat membantu dalam menjaga stabilitas, kinerja dan keamanan suatu sistem.

Tujuan dan Kegunaan Praktikum

Tujuan praktikum Pengenalan Komponen Sistem Kendali yaitu untuk mengetahui komponen yang termasuk dalam komponen utama sistem kontrol serta dapat mengelompokkan komponen sistem kontrol berdasarkan fungsinya.

Adapun kegunaan dari praktikum Pengenalan Komponen Sistem Kendali yaitu dapat menginventarisasikan komponen sistem kontrol dan mengetahui penerapan sistem kontrol pada bidang pertanian.

TINJAUAN PUSTAKA Pengertian Sistem Kendali

Control system atau sistem kendali adalah salah satu sistem perangkat yang mengelola, memerintahkan, mengarahkan, atau mengatur perilaku perangkat atau sistem lain untuk mencapai hasil yang diinginkan. Sistem kendali banyak digunakan industri terutama industri besar yang menggunakan komponen elektronis atau robotik. Penerapan sistem kontrol memiliki banyak manfaat dalam berbagai bidang. Salah satu manfaatnya adalah efisiensi. Dengan adanya sistem kontrol, proses atau aktivitas dapat diatur secara otomatis sehingga dapat menghemat waktu, energi dan biaya (Supriyanto et al., 2019).

Dalam beberapa tahun terakhir, sistem kendali memiliki peran sentral dalam perkembangan dan kemajuan teknologi dan peradaban modern. Sistem kendali terdiri dari beberapa komponen yang bekerja sama untuk memelihara dan mengatur berjalannya suatu sistem atau proses. Komponen-komponen ini penting untuk memastikan bahwa sistem beroperasi secara efisien dan aman. Mikrokontroler merupakan otak dari sistem kendali yang dapat digunakan dalam mengendalikan mesin yang akan dapat menghasilkan suatu sistem pengendalian dari jarak jauh yang mana dapat mengerjakan suatu fungsi secara otomatis. Contoh sistem kendali dalam kehidupan sehari-hari seperti AC, kulkas, tangki toilet kamar mandi, setrika otomatis dan banyak proses di dalam mobil seperti sistem pengereman otomatis (Rasyid et al., 2020).

Pengelompokan Sistem Kendali

Menurut Utari et al., (2023), bahwa secara umum sistem kendali dapat dikelompokkan menjadi beberapa bagian sebagai berikut :

a. Manual dan otomatis

Pengendalian secara manual adalah pengendalian yang dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator sedangkan pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan oleh mesin-mesin atau peralatan yang bekerja secara otomatis dan operasinya di bawah pengawasan manusia. Contoh pengendalian secara

(3)

manual banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari seperti pada pengaturan suara radio, televisi, pengaturan cahaya layar televisi, pengaturan aliran air melalui kran dan lain-lain sedangkan pengendalian otomatis banyak ditemui dalam proses industri, pengendalian pesawat terbang, pembangkitan tenaga listrik dan lain-lain.

b. Jaringan Terbuka dan Jaringan Tertutup

Sistem kendali dengan jaringan tertutup adalah sistem pengendalian dimana besaran keluaran memberikan efek terhadap besaran masukan sehingga besaran yang dikendalikan dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan melalui alat pencatat.

Perbedaan harga yang terjadi antara besaran yang dikendalikan dan penunjukkan alat pencatat digunakan sebagai koreksi pada gilirannya akan merupakan sasaran pengendalian. Sistem kendali dengan jaringan terbuka adalah sistem pengendalian dimana keluaran tidak memberikan efek terhadap besaran masukan sehingga variabel yang dikendalikan tidak dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan.

Aplikasi sistem jaringan terbuka dan tertutup ditemui dalam kehidupan sehari-hari.

Contohnya jika pengendara ingin memelihara kecepatan pada suatu harga yang konstan (sebagai keluaran) maka pengendara dapat mengaturnya melalui pedal percepatan (gas) dan harga ini secara tepat dapat diperoleh dengan mengamati penunjukkan spedometer.

Dengan mengamat besarnya keluaran tersebut setiap saat berarti akan diberikan diberikan suatu informasi terhadap masukan (dalam hal ini pengendara dan pedal gas) sehingga jika terjadi penyimpangan terhadap kecepatan, pengendara dapat mengendalikannya kembali ke harga seharusnya. Contoh tersebut merupakan contoh sistem kendali dengan jaringan tertutup dan akan berubah menjadi sistem kendali dengan jaringan terbuka jika kendaraan tersebut tidak dilengkapi dengan speedometer (Purwandi, 2023).

c. Kontinu (analog) dan diskontinu (diskrit)

Pengendalian sistem kendali jenis kontinu (analog) ini dapat dibagi menjadi beberapa bagian yaitu :

1. Proporsional : pada pengendalian proporsional ini dimana keluaran sebanding dengan penyimpangan. Contohnya pengendalian uap melalui katup, pengendalian transmiter tekanan dan lain-lain.

2. Integral : pada pengendalian integral ini dimana keluaran selalu berubah-ubah selama terjadi deviasi dan kecepatan perubahan keluaran tersebut sebanding dengan penyimpangan. Contohnya pengendalian level cairan dalam tangki, pengendalian sistem tekanan dan lain-lain.

3. Diferensial : pengendalian integral jarang dipakai secara tersendiri tetapi digabungkan dengan jenis proporsional untuk menghilangkan keragu-raguan jika jenis proporsional ini memerlukan karakteristik yang stabil.

Untuk pengendalian sistem kendali jenis diskontinu (diskrit) dapat dibagi menjadi beberapa bagian :

1. Pengendalian dengan dua posisi. Contohnya relai, termostat, level, saklar on/off dan lain-lain.

2. Pengendalian dengan posisi ganda. Contohnya saklar pemilih (selector switch).

Keuntungannya cenderung mengurangi osilasi

3. Pengendalian floating. Posisi yang relatif tidak terbatas. Dalam jenis ini, pemindahan energi dapat dilakukan melalui salah satu daripada beberapa kemungkinan yang ada.

d. Servo dan Regulator

(4)

Regulator adalah bentuk lain daripada servo. Istilah ini digunakan untuk menunjukkan sistem dalam keadaan mantap yang konstan untuk sinyal masukan yang konstan. Perbedaan utama adalah bahwa pada regulator diberikan sinyal tambahan sehingga akan menghasilkan keluaran yang berbeda dengan servo. Istilah regulator diperoleh dari pemakaian mula-mula yaitu sebagai pengendali kecepatan dan tegangan.

Komponen-komponen Sistem Kendali

Menurut Rizqi et al., (2018), bahwa sesuai dengan fungsi pengendalian secara menyeluruh maka komponen-komponen sistem pengendalian dibagi dalam beberapa bagian yaitu :

a. Sensor dan Transduser

Sensor digunakan untuk mengukur respon dari plant yang mana sensor ini berupa sebuah perangkat yang dapat mengukur perubahan dalam suatu ruang lingkup lingkungan. Sensor digunakan sebagai elemen yang langsung mengadakan kontak dengan yang diukur sedangkan transduser berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang diukur menjadi besaran fisis lainnya. Pada umumnya adalah mengubah besaran-besaran fisis menjadi besaran listrik seperti tekanan, temperatur, aliran, posisi dan lain-lain.

Gambar 1. Jenis-jenis Sensor.

(Sumber : Rizqi et al., 2018) b. Error detector

Digunakan untuk mengukur error (kesalahan) yang terjadi antara keluaran aktual dan keluaran yang diingini.

Gambar 2. Error Detector.

(Sumber : Rizqi et al., 2018) c. Penggerak (Aktuator)

Alat ini berfungsi untuk mengendalikan aliran energi ke sistem yang dikendalikan.

Alat ini disebut juga elemen pengendali akhir misalnya motor listrik, katup pengendali, pompa, silinder hidraulik dan lain-lain. Sebuah sistem diperlukan aktuator sebagai penggerak plant, dimana aktuator ini sebagai komponen yang membantu dalam mengendalikan sistem mekanis, elektrik dan pneumatik. Elemen keluaran ini harus mempuyai kemampuan untuk menggerakkan beban ke suatu harga yang diinginkan.

(5)

d. Penguat

Penguat ini terbagi atas 2 bagian yaitu penguat daya dan penguat tegangan. Penguat daya dibutuhkan karena hampir dalam semua kejadian daya dari “error detector” tidak cukup kuat untuk menggerakkan elemen keluaran sedangkan penguat tegangan biasanya banyak terdapat pada op-amp. Rangkaian ini dapat melakukan operasi-operasi matematis seperti penjumlahan, integrasi, differensiasi dan lainnya.

a. Kabel yang

dibutuhkan lebih banyak, sehingga biaya yang

dibutuhkan lebih b. besar daripada

instalasi rangkaian seri.

c. 2. Besarnya arus yang mengalir di

setiap beban tidak

sama, bergantung

besarnya

(6)

d. hambatan pada beban.

METODOLOGI PRAKTIKUM Waktu dan Tempat

Praktikum Pengenalan Komponen Sistem Kendali dilaksanakan pada hari Kamis, 14 Maret 2024, pukul 10.00 WITA sampai selesai, bertempat di Laboratorium Alat dan Mesin Pertanian, Program Studi Teknik Pertanian, Departemen Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Hasanuddin, Makassar.

Alat

Alat yang digunakan pada praktikum Pengenalan Komponen Sistem Kendali yaitu sensor ( sensor DHT 22 dan 11, ultrasonic HC-SR04, sensor FL 37, soil moisture, sensor cahaya, water flow sensor dan PIR sensor), aktuator (selenoide, motor stepper, motor DC, bruchless DC-motor dan eater), mikrokontroller (arduino uno, arduino mega, arduino nano, ESP8266 dan ESP32), komponen pendukung (LCD 16x2, relay, buzzer, led, project board dan button), alat tulis dan handphone.

Prosedur Praktikum

Adapun prosedur praktikum Pengenalan Komponen Sistem Kendali yaitu : 1. Menyiapkan alat dan bahan.

2. Mengelompokkan komponen berdasarkan fungsinya.

3. Menginventarisasikan komponen sistem kontrol.

4. Mendokumentasikan komponen berdasarkan fungsinya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Tabel 1. Komponen Sistem Kendali Beserta Fungsinya.

No Nama Alat Gambar Alat Fungsi Alat

1. Sensor

Keterangan:

1. DHT 22

1.DHT 22 berfungsi untuk mendeteksi

suhu dan

kelembaban.

2.Untuk sensor jarak.

3.DHT 11 berfungsi untuk mendeteksi

suhu dan

kelembaban.

4.Untuk menggunkan waktu sekarang atau real time.

5.Untuk mengukur partikel terlarus pada sebuah air.

6 1

9 8 7

4 3 2

5

(7)

2. HC-SR04 Ultrasonic 3. DHT 11

4. RTC

5. Sensor TDS 6. Soil Moisture

7. Soil Hygrometer Humidity 8. Water flow sensor

9. Sensor FL 37

6.Untuk mengukur kelembaban pada tanah.

7.Untuk sambungan

YL-69 dan

membaca

kelembaban tanah.

8.Untuk mengukur kecepatan dari aliran air.

9.Untuk mendeteksi hujan.

2. Mikrokontroler

Keterangan:

1. Arduino MEGA 2560 2. TB6612 Motor shield

3. DT-I/O Analog Input/Output 4. DI-smart AVR System 5. Arduiuno MEGA 2560 R3

CH340G 6. Arduino Nano

1. Untuk pembuatan project yang lebih

besar karena

kapasitas yang lebih besar.

2. Untuk mengontrol motor DC dan motor stepper.

3. Untuk mengubah input analog ke digital sehingga memudahkan dalam pembacaan.

4. Sebagai CPU.

5. Untuk pembauatan project yang lebih

besar karena

kapasitas yang lebih besar.

6. Untuk alat kendali yang lebih mudah dan cepat di program dengan biaya yang murah.

3. Aktuator 1. Untuk mengukur

tekanan pada

saebuah aliran atau ruangan

2. Untuk mengatur daya pada sebuah beban Listrik

3. Untuk mengubah arus Listrik menjadi gerak atau putaran 4. Untuk mengubah

arus lstrik menjadi 6

5 4

3 2 1

8 7 6 5

3 2

4 1

(8)

Keterangan:

1. Sensor tekanan 2. Dimmer 3. Motor DC 4. Motor stepper 5. Kipas Listrik DC 6. Motor mini DC 7. Keypad

8. Speaker

putaran

5. Mengubah arus Listrik menjadi

mekanik atau

putaran

6. Mengubah arus Listrik jadi energi

mekanik atau

putaran

7. Untuk memberikan

input pada

mikrokontroller 8. Untuk mengubah

aliran Listrik menjadi suara.

Pembahasan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, diketahui bahwa sistem kendali merupakan salah satu sistem yang banyak digunakan untuk mengatur atau mengendalkan suatu perangkat atau proses agar dapat beroperasi sesuai yang diinginkan oleh penggunanya. Fungsi dari sistem kendali ini digunakan untuk mengontrol, mengukur bahkan memantau berbagai variabel atau paraameter dalam suatu sistem agar tetap berada dalam batas yang dinginkan oleh pengguna. Hal ini sesuai dengan pernyataan Supriyanto et al., (2019), bahwa control system atau sistem kendali adalah salah satu sistem perangkat yang mengelola, memerintahkan, mengarahkan, atau mengatur perilaku perangkat atau sistem lain untuk mencapai hasil yang diinginkan.

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa aktuator sebagai komponen dalam sistem kendali yang menerima perintah dari pengendali dan menghasilkan gerakan atau tindakan yang sesuai untuk mengendalikan atau memanipulasi plant. Aktuator dapat mengubah energi dari satu bentuk menjadi gerakan fisik yang diperlukan untuk mengontrol sistem mekanis, elektrik atau pneumatik. Aktuator dapat berupa motor, solenoid, katup, atau perangkat lainnya, tergantung pada jenis sistem dan tindakan yang diperlukan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Rizqi et al., (2018), bahwa pada sebuah sistem diperlukan aktuator sebagai penggerak plant, dimana aktuator ini sebagai komponen yang membantu dalam mengendalikan sistem mekanis, elektrik dan pneumatik.

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa mikrokontroler dapat digunakan untuk mengontrol berbagai alat dan sistem.

Mikrokontroler bekerja secara otomatis dalam sistem, dimana diprogram untuk merespons input dari sensor, memproses informasi dan menghasilkan output yang sesuai tanpa campur tangan secara langsung. Mikrokontroler sering digunakan dalam aplikasi sistem yang memerlukan pengendalian dari jarak jauh. Hal ini sesuai dengan penyataan Rasyid et al. (2020), bahwa mikrokontroler merupakan otak dari sistem kendali yang dapat digunakan dalam mengendalikan mesin yang akan dapat menghasilkan suatu sistem pengendalian dari jarak jauh yang mana dapat mengerjakan suatu fungsi secara otomatis.

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa sensor sebagai komponen dalam sistem kendali yang dapat mengubah perubahan fisik menjadi sinyal listrik yang dapat diproses oleh komputer atau pengendali dalam sistem. Sensor sebagai komponen yang digunakan untuk mengukur

(9)

respon atau kondisi dari plant dalam sebuah sistem. Sensor mampu mendeteksi dan mengukur berbagai parameter fisik seperti suhu, tekanan, posisi, kecepatan atau level cairan, tergantung pada aplikasi sistem tertentu. Sensor dapat memberikan informasi kepada pengendali tentang kondisi aktual dari plant sehingga pengendali dapat membuat keputusan kontrol yang tepat. Hal ini sesuai dengan pernyataan Rizqi et al., (2018), bahwa sensor digunakan untuk mengukur respon dari plant yang mana sensor ini berupa sebuah perangkat yang dapat mengukur perubahan dalam suatu ruang lingkup lingkungan.

KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum Pengenalan Komponen Sistem Kendali diketahui bahwa sistem kendali adalah suatu sistem yang digunakan untuk mengendalikan atau mengatur suatu proses atau perangkat agar dapat beroperasi sesuai dengan yang diinginkan. Sistem kendali ini terdiri dari beberapa komponen yang saling berinteraksi untuk mencapai tujuan yang diinginkan. Adapun komponen-komponennya yaitu sensor, mikrokontroller dan aktuator. Penerapan sistem kendali memiliki manfaat yang sangat penting dalam meningkatkan efisiensi, kualitas, keamanan, dan produktivitas.

(10)

DAFTAR PUSTAKA

Purwandi, W. (2023). Sistem Kendali Jarak Jauh dengan Handphone Menggunakan Pengenal Suara Microsoft Sapi 5.3. Jurnal ELTEK, 11(1), 42-54.

Rasyid, A., Ishak, I. & Ramadhan, M. (2020). Sistem Kendali Kecepatan Kipas Menggunakan Modul Wireless Nrf24l01 dengan Metode Simplex Berbasis Arduino. Jurnal Teknologi Sistem Informasi dan Sistem Komputer TGD, 3(2), 56-64.

Rizqi, H., Setyawan, G. E. & Kurniawan, W. (2018). Sistem Kendali Navigasi Ar Drone Berbasis Pengenalan Teks dengan Menggunakan Metode Optical Character Recognition. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer, 2(11), 5277-5284.

Supriyanto, H., Afifah, N. & Budiyanto, A. (2019). Sistem Kendali Quadcopter Melalui Jaringan Internet Berbasis Lokasi dan Pengenalan Marker Menggunakan Smartphone. In Prosiding Industrial Research Workshop and National Seminar, 10(1), 141-148.

Utari, E. L., Mustiadi, I. & Yudianingsih, Y. (2023). Perancangan Sistem Kendali Dengan Energi Surya Di Dusun Barak Ii Margoluwih Seyegan Sleman.

Jurnal Pengabdian Dharma Bakti, 6(2), 93-102.

(11)

LAMPIRAN

Lampiran 1. Dokumentasi Praktikum Pengenalan Komponen Sistem Kendali.

Gambar 3. Dokumentasi saat Mengidentifikasi Komponen Sistem Kendali.