laporan tugas akhir robotik (pemanas air)
Post on 26-Feb-2018
254 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
1/31
LAPORAN AKHIR
TEKNOLOGI TEPAT GUNA (PEMANAS AIR
MENGGUNAKAN CONTROLLERMISUMI BERBASIS PID)
Disusun Oleh :
Tri Wir (!"#!$$%)
An&h'n (!"#!$!)
*+illh (!,#!$#)
*ir-n Mel+h'- (!,#!$!$)
Tugas Akhir ini diajukan untuk syarat
kelulusanMata Kuliah Robotika
.URUSAN TEKNIK ELEKTRO
*AKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNI/ERSITAS INTERNASIONAL BATAM
#$!0
22
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
2/31
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat, hidayah, serta karunia-Nya kepada kami sehingga kelompok kami dapat
menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Laporan Tugas Akhir ini berjudul
1PEMANAS AIR MENGGUNAKAN CONTROLLERMISUMI BERBASIS
PID)2 yang disusun untuk melengkapi salah satu syarat kelulusan ata !uliah
"obotika.
#alam pembuatan Tugas Akhir ini kami mendapat dukungan dari berbagai pihak.
$leh karena, itu pada kesempatan ini kami mengu%apkan terima kasih kepada
semua pihak yang telah banyak membantu proses penyelesaian Laporan Tugas
Akhir ini. !ami menyadari bah&a penyusunan laporan ini masih jauh dari
kesempurnaan, hal ini dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan pengalaman dari
kelompok kami.
'ntuk itu kami mengharapkan saran dan kritik dari pemba%a. Semoga laporan ini
dapat beman(aat bagi semua pihak.
)atam, *anuari 2+
Penulis
2
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
3/31
DA*TAR ISI
Hl
-n
ALAAN *'#'L ....................................................................................... i
!ATA P/N0ANTA" ......................................................................................ii
#A1TA" S ....................................................................................................iii
#A1TA" 0A)A" .......................................................................................i3
#A1TA" TA)/L ............................................................................................3
)A) P/N#A'L'AN ................................................................................
. Latar )elakang ........................................................................................
.2 Tujuan ......................................................................................................2
.4 Pembatasan asalah ...............................................................................2.5 etode .....................................................................................................2
. Sistematika Penulisan ..............................................................................4
)A) LAN#ASAN T/$" ......................................................................... 5
2. !ontrol ON/OFF ..................................................................................... 5
2.2 Proporsional ntegral #eri3ati( 6P#7 ......................................................
2.2. !ontrol Proporsional ....................................................................... 8
2.2.2 !ontrol ntegral ............................................................................... 9
2.2.4 !ontrol #eri3ati( .................................................................................. 9
2.2.5 Tuning P# ........................................................................................... +
2.2.:. Trial and Error.............................................................................. +
2.2.:.2 Pedoman 'mum endesain P# Controller................................ +
2.4 ;ontroller P/)'ATAN )/N#A !/"*A ....................................................... 9
5. Pembuatan Perangkat !eras .................................................................... 9
4
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
4/31
5.2 Perakitan dan Pengesetan ........................................................................ 9
5.2 #a(tar Alat #an )ahan ............................................................................ 9
5.2. #a(tar Alat ....................................................................................... 9
5.2.2 #a(tar )ahan .................................................................................... ?
)A) > P/N0'*AN, ANALSS #AN SP/S1!AS ALAT ................ ..... 2+
. Perlengkapan ........................................................................................... 2+
.2 Pengoperasian )enda !erja ..................................................................... 2+
.4 asil Per%obaan ....................................................................................... 2
.5 Spesi(ikasi Alat ........................................................................................ 2
)A) > P/N'T'P ......................................................................................... 22
:. !esimpulan .............................................................................................. 22
:.2 Saran ........................................................................................................ 22
#A1TA" P'STA!A
LAP"AN
5
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
5/31
DA*TAR GAMBAR
0ambar 2. lustrasi !ontrol ON/OFF
.................................................................................................................................
5
0ambar 2.2 lustrasi !ontrol ON@OFF dengan isterisis .....................................
0ambar 2.5 #iagram )lok P# Controller
.................................................................................................................................
6
0ambar 2. "espon Sistem .....................................................................................:
0ambar 2.: #iagram )lok Control Proportional ..................................................8
0ambar 2.8 #iagram)lok Control Integral ..........................................................9
0ambar 2.9 #iagram )lok Control Derivative........................................................9
0ambar 2.?!ur3a &aktu hubungan kontrolerinput-output diferential
.................................................................................................................................
9
0ambar 2.+ Solid State "elay.............................................................................4
0ambar 2. Prinsip !erja Thermo%ouple............................................................5
0ambar 2.2 Thermo%ouple..................................................................................
0ambar 2.4 eater...............................................................................................
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
6/31
DA*TAR TABEL
Tabel 2. Tanggapan sistem kontrol P# terhadap perubahan parameter ....... :
Tabel 2.2 Spesi(ikasi ;ontroller isumi T;TS 4 # ..................................
Tabel #ata Pengukuran Set Point 4+; dan 4; .....................................2
:
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
7/31
BAB I
PENDAHULUAN
!3! L&r Bel4n5
Seiring pesatnya kemajuan teknologi elektronika, mikrokontroler,
komputer dan teori di bidang kontrol, maka perkembangan sistem
pengendalian semakin meningkat. Salah satu aplikasi dari sistem pengendalian
di industri dan rumah tangga adalah pengendalian temperatur air. Sebagai
%ontoh pengendalian temperatur air adalah mesin pembuat kopi, biasanya
temperatur air dipakai dalam rumah tangga yaitu teko listrik, pemanas air untuk
mandi dan lain sebagainya. Namun kebanyakan dari sistem tersebut masih
menggunakan pengendalian ON/OFF karena lebih sederhana dan murah.
!elemahan sistem ini adalah masih terdapat errordan temperatur tidak presisi
dan kurang stabil, maka digunakannya sistem P# adalah untuk mengurangi
errordan temperatur menjadi lebih presisi dan lebih stabil.
Pada tugas akhir yang berjudul
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
8/31
b. embuat perangkat keras untuk mengaplikasikan kontrol P# pada
pengendalian temperatur air menggunakan ;ontroller Suhu isumi
!3" Pe-7&sn Mslh
#alam pembuatan Tugas Akhir ini, masalah yang akan dibahas dibatasi
pada Penggunaan pemanas air hanya pada temperatur antara 4+ - 4 ;.
)atasan masalah pada Tugas Akhir ini adalah
a. Alat ini menggunakan ;ontroller isumi sebagai piranti data akuisisi.
b. Suhu air dideteksi oleh thermo%ouple dan Solid State "elay sebagai
s&it%hing $N@$11
!3, Me&'+e
#alam peren%anaan dan pembuatan alat ran%ang bangun ini, digunakan
metode sebagai berikut
!3,3! S&u+i Li&er&ur
Studi ini dilaksanakan dengan %ara mempelajari dan mengumpulkan
literatur yang ada untuk memperoleh data yang berhubungan dengan
aplikasi kontrol temperatur air, kontrol ON/OFF, P#, sensor temperatur,
pemanas air yang berhubungan dengan modul tersebut.
!3,3# Me&'+e L7'r&'riu-
a7 Peran%angan
Proses peran%angan terdiri dari desain alat, so(t&are, perakitan alat-alat
yang akan digunakan.
b7 Pengujianetode ini dilakukan untuk mendapatkan data pengujian sesuai set poin
6suhu7 yang ditentukan.
.
2
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
9/31
!30 Sis&e-&i4 Penulisn
Agar in(ormasi yang diuraikan sistematis, akurat dan terstruktur, sehingga
dapat dengan mudah dipahami, maka penulisan Laporan Tugas Akhir ini
disusun sebagai berikut
BAB I : PENDAHULUAN
#alam bab ini berisi tentang latar belakang pembuatan Tugas
Akhir, tujuan Tugas Akhir, batasan masalah yang dikerjakan,
metodologi penulisan dan sistematika penulisan Laporan Tugas
Akhir.
BAB II : LANDASAN TEORI
#alam bab ini membahas tentang penjelasan mengenai teori-teori
penunjang yang dijadikan landasan dan rujukan dalam
mengerjakan Tugas Akhir ini.
BAB III : PRINSIP KER.A RANGKAIAN
#alam bab ini dikemukakan tentang penjelasan dan pembahasan
tentang peren%anaan dan pembuatan kontrol temperatur.
BAB I/ : PEMBUATAN BENDA KER.A
)erisi penjelasan dan pembahasan tentang peren%anaan dan
pembuatan rangkaian, perakitan dan penempatan komponen.
BAB / : PENGU.IAN8 ANALISIS DAN SPESI*IKASI ALAT
#alam bab ini menerangkan tentang penjelasan dan pembahasan
tentang mekanisme pengujian, data hasil pengujian dan analisisterhadap data hasil pengujian tersebut.
BAB /I : PENUTUP
#alam bab ini merupakan kesimpulan yang didapatkan dari
pengujian keseluruhan sistem dan disertai saran-saran mengenai
hal-hal yang dapat dilakukan dalam rangka memperbaiki dan
menyempurnakan hal-hal yang sudah dilakukan.
4
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
10/31
BAB II
LANDASAN TEORI
#3! K'n&r'l ON/OFF
Sistem kontrol ini mempunyai dua posisi yang tetap yaitu ONatau OFF .
!ontrol ON-OFF ini banyak digunakan di industri karena murah dan
sederhana. Sinyal kontrol akan tetap pada satu keadaan dan akan berubah ke
keadaan lainnya bergantung pada nilai errorpositi( atau negati(.
u6t7 B sinyal kontrol
e6t7 B sinyal error
u6t7 B ', untuk e6t7 C+ dan u6t7 B '2, untuk e6t7 D+
!ontroler dua posisi pada umumnya dijumpai pada komponen elektrik
6rela"7 dan komponen pneumatik 6katup dan silinder7. lustrasi dari kontroler
ON-OFF dapat terlihat pada 0ambar 2..
0ambar 2. lustrasi !ontrol ON/OFF
#ari 0ambar 2. dapat terlihat bah&a jika outputlebih besar dariet point,
a#tuatorakan OFF . Outputakan turun dengan sendirinya sehingga menyentuh
et pointlagi. Pada saat itu, sinyal kontrol akan kembali ON6a#tuator ON7 dan
mengembalikan output kepada et point. #emikian seterusnya sinyal kontrol
dan a#tuatorakan ON-OFF terus menerus.
5
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
11/31
!elemahan dari kontroler ON-OFF ini adalah jika output berosilasi di
sekitar et point 6keadaan yang memang diinginkan7 akan menyebabkan
a#tuatorbekerja keras untuk ON-OFF dengan (rekuensi yang tinggi. al ini
akan menyebabkan kontroler akan %epat aus dan memakan energi yang
banyak 6boros7. #engan sedikit mengatasi hal ini maka dibuat suatu band pada
et point sehingga mengurangi (rekuensi ON-OFF dari kontroler. lustrasi
kontroler ON-OFF dengan histerisis dapat terlihat pada 0ambar 2.2.
0ambar 2.2 lustrasi !ontrol ON/OFF dengan isterisis
Sinyal kontrol akan OFF ketika outputmenyentuh batas atas 6'7 dan
baru ONkembali ketika menyentuh batas ba&ah 6'27. )and dariet point ini
disebut juga diferenial gap. #engan keadaan seperti ini serta mengatur
besarnya diferenial gap, maka (rekuensi ON-OFF dapat dikurangi tetapi
berdampak dengan menurunan-nya akurasi terhadapet point.E4F
#3# Pr'9'rsi'nl In&e5rl Deri&i; (PID)
P# 6Proporsional ntegral #eri3ati(7 Controller merupakan kontroleruntuk menentukan kepresisian suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik
adanya umpan balik 6feed $a#%7 pada sistem tersebut. !omponen P# terdiri
dari 4 jenis, yaitu Proporsional, ntegral, #eri3ati( dengan masing-masing
memiliki kelebihan dan kekurangan. #alam implementasinya masing-masing
%ara dapat bekerja sendiri maupun gabungan diantaranya. #alam peran%angan
sistem kontrol P# yang perlu dilakukan adalah mengatur parameter P, , atau
# agar tanggapan sinyal keluaran sistem terhadap masukan tertentu
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
12/31
sebagaimana yang diinginkan.E?F Tabel 2.4 merupakan tanggapan sistem kontrol
P#.
Tabel 2. Tanggapan sistem kontrol P# terhadap perubahan parameter
etoda umum untuk mendapatkan nilai a&al kontrol P# adalah untuk
meran%ang sistem kontrol P#, dengan %ara men%oba 6trial and error7. al ini
disebabkan karena parameter !p, !i dan !d tidak independent. 'ntuk
mendapatkan aksi kontrol yang baik diperlukan langkah men%oba kombinasi
antara P, dan # sampai ditemukan nilai !p, !i dan !d seperti yang diiginkan.
Skema #iagram )lok P# dapat terlihat pada gambar 2.5.
0ambar 2.5 #iagram )lok P# Controller
Ada beberapa parameter yang menentukan suatu sistem #loe loop dapat
terlihat pada gambar 2., yaitu rie ti!e, over&oot, ettling ti!e, dan tead"
tate error. 'ie ti!e adalah &aktu yang dibutuhkan oleh output plant yang
melebihi ?+G dari tingkat yang diinginkan saat pertama kali sistem dijalankan.
Over&oot adalah seberapa besar pea% level lebih tinggi dari tead" tate.
(ettling ti!eadalah &aktu yang dibutuhkan sistem untuk mengkon3ergenkan
tead" tate. (tead" tate adalah perbedaan antara (tead" tate output dengan
outputyang diinginkan.
:
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
13/31
0ambar 2. "espon Sistem
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
14/31
#3#3# K'n&r'l In&e5rl
!ontrol ntegral memiliki karakteristik mengurangi &aktu naik,
menambah over&ootdan &aktu turun, serta menghilangkan kesalahan keadaan
tunak.EF
!ontrol proporsional tidak akan mampu menjamin output dari sistem
akan menuju ke keadaan yang diinginkan kalau sebuah plant tidak memiliki
unsur integrator. Pada !ontrol ntegral, respon kepada sistem akan meningkat
se%ara kontinu terus-menerus ke%uali nilai error yang dintegralkan dengan
batasan atas t dan batasan ba&ah + 6nol7.
U(t)=Ki0
t
e (t)dt ................................................................. 62.27
Pada gambar 2.8 diagram blok kontrol ntegral, menunjukan hubungan
antara nilai errordengan output. !ontrol ntegral membantu menaikkan respon
sehingga menghasilkan outputyang diinginkan.E?F
0ambar 2.8 #iagram )lok !ontrol ntegral
#3#3" K'n&r'l Deri&i;
!ontrol #eri3ati( memberi pengaruh terhadap besarnya sinyal kontrol
yang dihasilkan sebanding dengan perubahan error. Semakin %epat error
berubah, maka semakin besar sinyal kontrol yang dihasilkan. !eluaran kontrol
diferenial memiliki si(at seperti halnya suatu operasi #eri3ati(. Perubahan
yang mendadak pada masukan kontroler, akan mengakibatkan perubahan yang
sangat besar. E4F
u (t)=Kdde(t)dt
......................................................................62.47
)lok kontrol deri3ati( ditunjukkan pada 0ambar 2.9. !ontrol deri3ati(
tidak akan pernah digunakan sendirian, karena kontroler ini hanya akan akti(
pada periode peralihan. Pada periode peralihan, kontrol deri3ati( menyebabkan
9
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
15/31
adanya redaman pada sistem sehingga lebih memperke%il lonjakan. Seperti
pada kontrol proporsional, kontrol deri3ati( juga tidak dapat menghilangkan
offet.
0ambar 2.9 #iagram )lok !ontrol #eri3ati(
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
16/31
mengantisipasi pembangkit kesalahan, memberikan aksi yang bersi(at korekti(,
dan %enderung meningkatkan stabilitas sistem. !ontroler #eri3ati( ini tidak
dapat berdiri sendiri, karena kontroler ini hanya akti( pada &aktu transien. Pada
&aktu transien, pengendali #eri3ati( menyebabkan redaman pada sistem
sehingga memperke%il lonjakan 6over&oot7. E4F
#3#3, Tunin5 PID
Tuning P# yang digunakan adalah metoda trial and error. )erikut
adalah penjelasan mengenai metoda trial and error. Pada MI()MI MTCT(
*+D memiliki auto turning.
#3#3,3! Trial and Error
etoda trial and errordisebut juga metoda %oba-%oba. etoda ini
umumnya %o%ok digunakan untuk beberapa sistem kontrol, salah satu
diantaranya adalah sistem kontrol P#. #alam meran%ang sistem kontrol P#
outputyang diharapkan dari metoda trial and errorharus memenuhi beberapa
kriteria seperti
. emiliki rie ti!edanettlingti!eyang %epat.
2. Tidak memilikitead" tate error.
4. Over&ootseke%il mungkin. E4F
#3#3,3# Pe+'-n U-u- Men+esin PID Controller
!etika ingin mendesain P# Controller pada suatu sistem, ada
beberapa langkah untuk mendapatkan respon yang diinginkan
. #apatkan respon loop terbuka dan tentukan apa saja yang ingin
ditingkatkan.
2. Tambahkan P-;ontrol untuk menambah &aktu naik.
4. Tambahkan #-;ontrol untuk menambah over&oot.5. Tambahkan -;ontrol untuk menghilangkan kesalahan keadaan tunak.
. Seimbangkan setiap !p, !i, !d sampai didapatkan keseluruhan respon
yang diinginkan.E2F
B5in>B5in M'+ul K'n&r'l Te-9er&ur Air
)agian-bagian dari rangkaian keseluruhan odul !ontrol Temperatur Air,
di mana terdiri dari beberapa bagian yang pada setiap bagian memiliki
(ungsi tersendiri, yaitu.
. ;ontrollerMiu!i MTCT( *+ D
+
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
17/31
2. Solid State "elay
4. Thermo%ouple
5. eater
#3" C'n&r'ller 1Misu-i MTCTS !" D2
MI()MI MTCT( *+ Dmerupakan suatu alat elektronika %ontroller yang
terintegrasi didalamnya %atudaya, memori dan rangkaian pengukur suhu dan
heater outomatis. Sehingga dalam meragkai peralatan kita hanya
menambahkan heater ukuran + &att yang dirangkai dengan thermo%ouple.
0ambar . ;ontroller S'
;ontroller isumi memiliki auto turning automatis yang melakukan
perbandingan error se%ara langsung dengan suhu yang dikontrol dan suhu yang
diukur.
Tabel.2.2 Spesi(ikasi ;ontroller isumi
#3, S'li+ S&&e Rel (SSR)
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
18/31
Pada solid-state relay tidak terdapat bagian yang bergerak seperti halnya
pada relay. "elay mempunyai sebuah bagian yang bergerak yang disebut
kontaktor dan bagian ini tidak ada pada solid-state relay. Sehingga tidak
mungkin terjadi Hno %onta%tI karena kontaktor tertutup debu bahkan karat. Tidak
terdapat Hboun%eI, karena tidak terdapat kontaktor yang bergerak paka pada
solid-state relay tidak terjadi peristi&a Hboun%eI yaitu peristi&a terjadinya
pantulan kontaktor pada saat terjadi perpindahan keadaan. #engan kata lain
dengan tidak adanya boun%e maka tidak terjadi per%ikan bunga api pada saat
kontaktor berubah keadaan. Proses perpindahan dari kondisi Ho((I ke kondisi HonI
atau sebaliknya sangat %epat hanya membutuhkan &aktu sekitar +us sehingga
solid-state relay dapat dengan mudah dioperasikan bersama-sama dengan Jero-
%rossing detektor.
#engan kata lain opersi kerja solid-state relay dapat disinkronkan dengan
kondisi Jero %rossing detektor. Solid-State relay kebal terhadap getaran dan
gon%angan. Tidak seperti relay mekanik biasa yang kontaktornya dapat dengan
mudah berubah bila terkena gon%angan@getaran yang %ukup kuat pada body relay
tersebut. Tidak menghasilkan suara HklikI, seperti relay pada saat kontaktor
berubah keadaan. !ontaktor output pada solid-state relay se%ara otomatis Hlat%hI
sehingga energi yang digunakan untuk akti3asi solid-state relay lebih sedikit jika
dibandingkan dengan energi yang digunakan untuk akti3asi sebuah relay.
!ondisi $N sebuah solid-state relay akan di-lat% sampai solid-state relay
mendapatkan tegangan sangat rendah, yaitu mendekati nol 3olt. Solid-State relay
sangat sensiti( sehingga dapat dioperasikan langsung dengan menggunakan le3el
tegangan ;$S bahkan le3el tegangan TTL. "angakain kontrolnya menjadi
sangat sederhana karena tidak memerlukan le3el kon3erter. asih terdapat%ouple kapasitansi antara input dan output tetapi sangat ke%il sehingga arus
bo%or antara input output sangat ke%il. !ondisi diperlukan pada peralatan
medi%al yang memerlukan isolasi yang sangat baik. !ekurangan Solid State
"elay 6SS"7 "esistansi Tegangan transien. Tegangan yang diatur@dikontrol oleh
solid-state relay benar-benar tidak bersih. #engan kata lain tidak murni
tegangannya berupa sinyal sinus dengan tegangan peak to peak 49+ 3pp tetapi
terdapat spike-spike yang dihasilkan oleh induksi motor atau peralatan listrik
2
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
19/31
lainnya. Spike ini le3el tegangannya ber3ariasi jika terlalu besar maka dapat
merusakkan solid-state relay tersebut.
Selain itu sumber-sumber spike yang lain adalah sambaran petir, imbas
dari selenoid 3al3e dan lain sebagainya. Tegangan drop. !arena solid-state relay
dibangun dari bahan silikon maka terdapat tegangan jatuh antara tegangan input
dan tegangan output. Tegangan jatuh tersebut kira-kira sebesar 3olt. Tegangan
jatuh ini menyebabkan adanya dissipasi daya yang besarnya tergantung dari
besarnya arus yang le&at pada solid-state relay ini. Arus bo%or-HLeakage
%urrentI. Pada saat solid-state relay ini dalam keadaan o(( atau keadaan open
maka dalam kondisi yang idel seharusnya tidak ada arus yang mengalir
mele&ati solid-state relay tetapi tidak demikian pada komponen yang
sebenarnya. )esarnya arus bo%or %ukup besar untuk jika dibandingkan arus
pada le3el TTL yaitu sekitar +mA rms. Susah untuk dimplementasikan pada
aplikasi multi (asa.
0ambar 2.+ Solid State "elay 6SS"7
#30 Ther-'?'u9le
Termokopel 6Thermo%ouple7 adalah jenis sensor suhu yang digunakan
untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor
berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan e(ek
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
20/31
Termokopel merupakan salah satu jenis sensor suhu yang paling populer dan
sering digunakan dalam berbagai rangkaian ataupun peralatan listrik dan
/lektronika yang berkaitan dengan Suhu 6Temperature7. )eberapa kelebihan
Termokopel yang membuatnya menjadi populer adalah responnya yang %epat
terhadap perubahaan suhu dan juga rentang suhu operasionalnya yang luas
yaitu berkisar diantara -2++K; hingga 2+++K;. Selain respon yang %epat dan
rentang suhu yang luas, Termokopel juga tahan terhadap gon%angan@getaran
dan mudah digunakan.
#303! Prinsi9 Ker6 Ter-'4'9el (Ther-'?'u9le)
Prinsip kerja Termokopel %ukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel
hanya terdiri dari dua ka&at logam konduktor yang berbeda jenis dan
digabungkan ujungnya. Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada
Termokopel akan ber(ungsi sebagai re(erensi dengan suhu konstan 6tetap7
sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu
panas.
'ntuk lebih jelas mengenai Prinsip !erja Termokopel, mari kita melihat gambar
diba&ah ini
0ambar 2. Prinsip !erja Thermo%ouple
5
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
21/31
)erdasarkan 0ambar diatas, ketika kedua persimpangan atau *un%tion memiliki
suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua
persimpangan tersebut adalah B >2. Akan tetapi, ketika
persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau
dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara
dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang
nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau > >2. Tegangan
Listrik yang ditimbulkan ini pada umumnya sekitar M> 8+M> pada tiap derajat
;el%ius. Tegangan tersebut kemudian dikon3ersikan sesuai dengan Tabel re(erensi
yang telah ditetapkan sehingga menghasilkan pengukuran yang dapat dimengerti
oleh kita.
G-7r !#3 Ther-'?'u9le
#3@ He&er
eateradalah sistem atau mesin yang diran%ang untuk menaikkan suhu udara
6yang digunakan untuk pemanasan tergantung pada si(at udara pada &aktu
tertentu7. ater &eater bekerja dengan %ara mengeluarkan panas. /nergi panas
yang dipakai berasal dari hasil pemanasan &eater. Se%ara garis besar, peralatan
ini terbuat dari metal 6!etal &ouing7 yang dilapisi refra#tor" pada bagian
dalamnya sebagai isolasi panas sehingga panas tidak terbuang keluar. aterial
yang dipanaskan@#&argebisa berbentuk padat, %air atau gas. #alam rangkaian
tugas akhir ini &eaterdigunakan untuk menaikkan suhu air dalam bak sesuai
dengan suhu yang telah di set.
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
22/31
G-7r !"3 He&er
BAB III
CARA KER.A RANGKAIAN
Pembahasan %ara kerja rangkaian se%ara lengkap dibagi menjadi duabagian. )agian pertama menjelaskan tentang %ara kerja rangkaian
keseluruhan. )agian kedua menjelaskan tentang %ara kerja rangkaian tiap
blok.
"3! Cr Ker6 Rn54in Se?r Keseluruhn
#alam kontrol temperatur air ini akan dipasang sebuah sensor suhu untuk
mengetahui kondisi suhu pada air dan &eater sebagai pemanas dan dilengkapi
dengan seperangkat sistem kontrol. Pada %ontrol pemanas menggunakan
system $N@$11.
Pertama (et point diatur terlebih dahulu untuk menentukan temperatur
yang diinginkan. !emudian sensor suhu memberikan inputan melalui
pengkondisian sinyal pada %ontroller !iu!i berupa tegangan analog.
!emudian %ontroller menjalankan &eater melalui (olid (tate 'ela". Pada
&eater, nyala pemanas disesuaikan dengan temperatur yang diinginkan. *ika
:
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
23/31
Blok Controller MISUMI
Thermocouple Controller Heater
Set Point
220 Volt AC
nilai suhu yang diinginkan 6et point tinggi dari suhu aktual, maka &eater
akan bekerja penuh. *ika nilai suhu yang diinginkan 6et pointlebih rendah
atau sama dengan suhu aktual maka %ontroller akan mematikan heater.
"3# Di5r- Bl'4
Prinsip kerja dari alat ini dapat dilihat dari diagram blok seperti
ditunjukan oleh gambar 4. berikut
0ambar 4. #iagram Pemanas Air enggunakan ;ontroller isumi )erbasis
P#
. A; n ++ 25+ >olt
2. Thermo%ouple Sensor ini akan mendeteksi air dalam bak yang kemudian
akan dikirimkan ke rangkaian ;ontroller.
4. ;ontroller S' ber(ungsi sebagai sistem data akuisisi dimana
sebagai %ontrol dan pemba%a suhu di bak air lalu diproses dan hasil
pemba%aan dibandingkan dengan nilai set poin yang mana akan dilakukan
keluaran yaitu dinaikan atau tidak suhu air dengan %ara mengontrol
$N@$11 heater.
5. eater Perangkat yang digunakan untuk menjalankan sistem sebagaipemanas temperatur air.
. (et point 0 dmerupakan inputan yang dinginkan oleh pengguna atau sushu
yang diinginkan.
8
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
24/31
BAB I/
PEMBUATAN BENDA KER.A
asil ran%angan yang telah dibuat direalisasikan dalam bentuk benda kerja
yang siap untuk dioperasikan. Pembuatan benda kerja dilakukan melalui
beberapa tahap, yaitu
a. Pembuatan perangkat keras tahap ini men%akup semua proses pembuatan
perangkat keras untuk merealisasikan hasil ran%angan yang telah dibuatmenjadi benda kerja yang siap dioperasikan.
b. Perakitan dan pengesetan adalah bagian akhir dari pembuatan benda
kerja yang men%akup penataan alat pada kotak dan pengesetan seluruh
rangkaian.
,3! Pe-7u&n Pern54& Kers
Proses pembuatan benda kerja pada tugas akhir ini terdiri dari dua bagian
yang dikerjakan, yaitu pada bagian elektronik,meliputi merakai alat %ontrol
9
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
25/31
dengan heater dan thermo%ouple. Tahapan kedua untuk bagian mekanik yaitu
membuat ukuran bo air dengan mengunakan akrilik, dengan ukuran 22 %m ?
%m 2 %m. lalu menyatukan bagian mekanik dengan elektronik tersebut.
,3# Per4i&n +n Pen5ese&n
#alam tahap tahap ini rangkaian dan bak air yang siap dilakukan
penyusunan tata letak rangkaian, agar dalam pengetesan tidak terjadi kesalahan
dan membahayakan pengujian.serta posisi letak heater dan thermo%ouple harus
disesuaikan agar pemba%aan suhu tidak mengalami error dalam pemba%aan
apabila heater bersentuhan dengan thermo%ouple.
,3" D;&r Al& +n Bhn
)erikut adalah da(tar alat-alat dan bahan yang digunakan
,3"3! D;&r Al&
a. Pensil
b. Penggaris
%. Pematik
d. $beng
e. esin )or
(. ata bor
g. Pisau potong
h. Tang potong
i. Tang penekuk
,3"3# D;&r Bhn
a. )o plastik ukuran besar 6berbahan akrilik 22 %m ? %m 2 %m7
b. ur dan )aut%. Lem Sili%on
d. ;ontroller isumi
(. Thermo%ouple
l.eater
?
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
26/31
0ambar. Alat Pemanas Air enggunakan ;ontrolMI()MI MTCT( *+D
BAB /
PENGU.IAN8 ANALISIS DAN SPESI*IKASI ALAT
Pada bab ini berisi %ara pengoperasian dan hasil pengujian alat untuk
keperluan pera&atan dan perbaikan serta spesi(ikasi benda kerja. ;ara
mengoperasikan !ontrol Temperatur Air dengan baik maka langkah-langkahyang harus dilakukan adalah
03! Perlen549n
Perlengkapan yang dibutuhkan untuk mengoperasikan alat ini adalah
sebagai berikut
. ;ontroller
2. !abel Po&er
4. Thermo%ouple
2+
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
27/31
5. eater
. )ak air pengujian
03" Pen5'9ersin Ben+ Ker6
Pada alat %ontroller terdapat Tombol-tombol yang digunakan untuk
mengoperasikan alat ini yaitu untu mengeset set poin atau suhu yang
dinginkan.
al-hal yang perlu dilakukan dalam mengoperasikan alat ini adalah sebagai
berikut
. Periksa semua bagian benda kerja, termasuk pada kabel-kabel penghubung
tiap-tiap blok rangkaian, serta kabel penghubung ke po&er, periksa pulapada bagian mekaniknya.
2. ubungkan kabel po&er dengan tegangan 22+ >A;.
4. Tekan tombol po&er pada ujung %olokan rangkaian ke posisi ON, maka
tegangan 22+ >A; menyuplai ke %ontroller.
5. Tentukan (et point atau suhu yang diinginkan. Lalu tunggu beberapa saat
sampai suhu yang diinginkan ter%apai.
03, Hsil Per?'7n
#alam beberapa per%obaan yang dilakukan didapatkan beberapa hasil
data pengukuran
D& Pr'5r-Set Point 300C dan 350C dari Suhu aal !"0C #Set $oint 300C
dan 350C ON/OFF%
Tabel . #ata Program ON/OFF (et Point 4++; dan 4+;
4&u(-n&
) s9($C) ?& ($C) Err'r ($C)
+-2 4+ 4: -:
+-5 4 5+ -
2
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
28/31
030 SPESI*IKASI ALAT
. Nama Alat A;, + J
4. #aya eater O+ Watt
5. #imensi )ak Air 6PLT7 6berbahan akrilik 22 %m ? %m 2 %m7
22
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
29/31
03@ BAB /I
03 PENUTUP
03
@3! Kesi-9uln
.? Setelah dilakukan peran%angan, pembuatan, Pengujian dan
pengukuran pada Tugas Akhir ini dapat diambil beberapa kesimpulan
. Penggunaan !ontrol ON/OFF masih belum presisi dan respon untuk
men%apai target lebih lama. asil respon output berosilasi di sekitar et
point6keadaan yang memang diinginkan7 akan menyebabkan Solid State
"elay bekerja keras untuk ON-OFF.
2. Alat ini dapat mengatur temperatur air yang diinginkan denganmengendalikan kerja heater agar lebih presisi dan stabil.
.+
@3# Srn
. 'ntuk meningkatkan daya guna dan pengembangan lebih lanjut
dari alat ini, ada beberapa saran yang diharapkan dapat digunakan sebagai
petunjuk
. Penggunaan heater dengan daya yang lebih besar agar dapat
mengoptimalkan proses pemanasan.
.2
.4
.5
.
.:
.8
.9
.?
.2+
.2
.22
.24
.25
.2
24
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
30/31
.2:
25
-
7/25/2019 Laporan Tugas Akhir Robotik (Pemanas Air)
31/31
03# DA*TAR PUSTAKA
03#
. Ali, uhammad. Tanpa Tahun.Pe!$ela1aran Peran#angan (ite! 2ontrol
Pid dengan (oft3are Matla$. ogyakarta *urnal 'ni3ersitas Negeri
ogyakarta.
2. Agista, 1itria Santi dkk, 2++ enggunakan-Sensor-Suhu-Steel-ead-
Thermistor-dengan-Arduino-'no. *akarta 'ni3ersitas slam Negeri *akarta
4. "aditya, #imas /nri%o dkk. 2+2. Pengendalian (u&u pada 4udida"a (a3i
Dala! reen oue.SemarangPoliteknik Negeri Semarang.
5. Sitorus, L.!ristanto Adynata. 2++?. Peran#angan Pe!ana ir 2ola!
Oto!ati 4er$ai t!ega 75+5. edan'ni3ersitas Sumatera 'tara
. /lektro !ontrolpada :@28@2+ +:+8++ P64 *anuari 2+:7
:. &&&.s%ribd.%om@ :859:9? )A) Teori #asar 62 *anuari 2+:78.
9.
?.
+.
http://www.blogger.com/profile/16727967420389111096http://elektro-kontrol.blogspot.com/2011/06/realisasi-kontrol-pid-proporsional.htmlhttp://elektro-kontrol.blogspot.com/2011/06/realisasi-kontrol-pid-proporsional.htmlhttp://elektro-kontrol.blogspot.com/2011/06/realisasi-kontrol-pid-proporsional.htmlhttp://www.blogger.com/profile/16727967420389111096
top related