1. Jelaskan definisi Sistem Pengaturan !
I. Teori Dasar Sistem Kendali
Sistem Kendali adalah suatu sistem yang bertujuan untuk mengendalikan suatu proses agar output yang dihasilkan dapat dikontrol sehingga tidak terjadi kesalahan. Dalam hal ini output yang dikendalikan adalah kestabilannya, ketelitian, dan kedinamisannya. Secara umum, sistem kendali dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu :
1. Sistem kendali loop terbuka
2. Sistem kendali loop tertutup
I.1. Sistem Kendali Loop Terbuka
Sistem Kendali loop terbuka, keluaranya tidak mempengaruhi input. Atau dengan kata lain sistem kendali loop terbuka keluarannya (output) tidak dapat digunakan sebagai perbandingan umpan balik dengan inputnya. Akibatnya ketetapan dari sistem tergantung dari kalibrasi. Pada umumnya, sistem kendali loop terbuka tidak tahan terhadap gangguan luar. Dibawah ini adalah gambar diagram blok sistem kendali loop terbuka.
Fungsi alih sistem kendali loop terbuka adalah : Vo(s) = G(s) Vi(s)
I.2. Sistem Kendali Loop Tertutup
Sistem kendali loop tertutup seringkali disebut sistem kendali umpan balik. Pada sistem kendali loop tertutup, sinyal kesalahan yang bekerja, yaitu perbedaan antara sinyal input dan sinyal umpan balik diinputkan kekontroller sedemikian rupa untuk mengurangi kesalahan dan membawa keluaran sistem kenilai yang dikehendaki. Pada umumnya sistem kendali loop tertutup tahan terhadap gangguan dari luar. Secara umum sistem kendali loop tertutup ini dibagi menjadi dua jenis, yaitu :
1. Sistem kendali continue
2. Sistem kendali diskrit
Secara umum gambar Sistem Kendali Loop Tertutup adalah sebagai berikut :
Fungsi alih sistem kendali loop tertutup adalah : Vo(s) / Vi(s) = G(s) / (1 + G(s).H(s))
Dimana G(s) : Fungsi alih sistem; H(s) : Fungsi alih tranduser
Secara garis besar, sistem kendali jika ditinjau dari ketelitian dan kestabilan sistem dapat dibagi atas dua bagian, yaitu :
1. Sistem kendali dengan menggunakan PID kontroller
2. Sistem kendali on-off
II. Sistem Kendali On-off
Pada sistem kendali on-off ada dua keadaan yang akan dihasilkan output yaitu keadaan on atau keadaan off. Mikroprosesor dapat digunakan sebagai pengendali sistem kendali on-off. Secara umum sistem kendali on-off berbasis mikroprosesor dapat digambarkan seperti blok sebagai berikut.
Tranduser digunakan untuk mengkonversi besaran tertentu menjadi tegangan yang umumnya berupa sinyal analog. Agar sinyal analog yang dihasilkan tranduser ini dapat terbaca oleh mikroprosesor, maka ia harus diubah dahulu menjadi sinyal digital. Rangkaian elektronika yang dapat mengkonversi sinyal analog menjadi sinyal digital adalah ADC. Data yang telah dikonversi oleh ADC akan diolah lebih lanjut oleh mikroprosesor untuk meng"on"kan atau meng"off"kan plant kita. Adapun fungsi driver pada sistem kendali berbasis mikroprosesor adalah sebagai penguat untuk meng"on"kan atau meng"off"kan sistem yang umumnya mempunyai tegangan dan catu daya yang besar sehingga dapat dikendalikan oleh mikroprosesor yang mempunyai tegangan keluaran yang kecil (5V).
2. Sebut dan jelaskan 5 contoh sistem kendali buatan manusia !
1. Suatu setrika listrik secara termostatis mengatur panas yang dihasilkan pada setrika. Masukan ke sistem tersebut adalah suhu acuannya, yang diset secara tepat oleh termostat, sedangkan keluarannya adalah suhu yang dihasilkan sebenarnya yang bisa dideteksi dengan cara pengukuran temperatur. Apabila termostat mendeteksi suhu keluaran lebih kecil dari masukan, arus listrik mengalir dan memanaskan elem en pemanas hingga suhu menyamai acuannya dan secara otomatis arus akan diputus lagi.
2. Dalam berkendaraan di jalan raya terkadang ada pembatasan untuk kecepatan berkendara, misalnya rambu hanya mengijinkan 40 km/jam. Dengan adanya rambu tersebut, setiap pengendara harus mematuhi dengan cara memelihara supaya kecepatan kendaraan berkisar pada angka tersebut. Sebagai alat untuk memonitor biasanya dipasang speedometer dan acuannya adalah kecepatan 40 km/jam. Apabila terjadi penyimpangan antara yang tercatat pada speedometer terhadap kenyataan kecepatan kendaraan, maka pengendara senantiasa berusaha untuk melakukan pengendalian larinya kendaraan dengan menambah atau mengurangi kecepatan putaran mesin. Pros es yang dilakukan pengendara tersebut secara tidak langsung mensinergikan beberapa komponen yang mempengaruhi sistem kendali jelajah kendaraan.
3. Pada pesawat terbang sebenarnya banyak sekali sistem yang harus dikendalikan misalnya kecepatan terbang, ketinggian terbang, sistem pembakaran, buka -tutup pintu pesawat, dan beberapa komponen pada mesin pe sawat terbang. Terlebih pada sistem pesawat tempur tentunya akan lebih banyak lagi yang perlu dikontrol karena memerlukan gerakan-gerakan manuver yang lebih dan juga untuk mengendalikan sistem persenjataannya. Pada kapal laut maupun kapal selam juga mempun yai beberapa komponen yang harus dikendalikan berkaitan dengan keperluan gerakan-gerakan bermanuver. Pemasangan instalasi kendali ini, tentunya bergantung pada keperluannya.
3. Sebut dan jelaskan 5 contoh sistem kendali alamiah yang berada pada tubuh manusia !
1. Pengendalian alamiah, contohnya pengendalian suhu tubuh manusia, mekanisme buka-tutup pada jantung, sistem peredaran darah, sistem syaraf, sistem kendali pankreas dan kadar gula dalam darah, sistem pengaturan adrenalin, dan sistem kendali lainnya yang ada pada makhluk hidup.
2. Pengendalian buatan, contohnya yaitu mekanisme on-off pada saklar listrik, mekanisme buka-tutup pada keran air, sistem kontrol untuk menghidupkan dan mematikan televisi/radio/tape, kendali pada mainan anak -anak, pengaturan pada kendali suhu ruangan ber-AC, serta kendali perangkat elektronik seperti pada kulkas, freezer dan mesin cuci.
3. sistem kendali yang komponennya buatan dan alamiah, contohnya adalah pengendalian ketika orang mengendarai sepeda, motor atau mobil. Pengendara senantiasa mempergunakan matanya sebagai komponen alamiah untuk mengamati keadaan, disamping itu pengendara juga mengatur kecepatan berkendara dengan mengatur putaran mesinnya yang merupakan komponen buatan.
4. Pada Sistem pendingin AC ruangan, apa yang disebut masukan dan apa yang disebut keluaran ?
Sistem pengaturan temperatur ruangan agar temperatur ruangan terjaga konstan setiap saat, misalnya pada 20 °C. Pada kasus ini, temperatur disebut sebagai variabel terkendali. Selain itu, karena temperatur diukur oleh suatu termometer dan digunakan untuk menentukan kerja pengendali (apakah ruangan perlu didinginkan atau tidak), temperatur juga merupakan variabel input. Temperatur yang diinginkan (20 °C) adalah setpoint. Keadaan dari pendingin (misalnya laju keluaran udara pendingin) dinamakan variabel termanipulasi karena merupakan variabel yang terkena aksi pengendalian.
Alat pengendalian yang umum digunakan adalah Programmable Logic Controller (PLC). Alat ini digunakan untuk membaca input analog maupun digital, melakukan serangkaian program logika, dan menghasilkan serangkaian output analog maupun digital. Pada kasus sistem pengaturan temperatur, temperatur ruangan menjadi input bagi PLC. Pernyataan-pernyataan logis akan membandingkan setpoint dengan masukan nilai temperatur dan menentukan apakah perlu dilakukan penambahan atau pengurangan pendinginan untuk menjaga temperatur agar tetap konstan. Output dari PLC akan memperbesar atau memperkecil aliran keluaran udara pendingin bergantung pada kebutuhan. Untuk suatu sistem pengendalian yang kompleks, perlu digunakan sistem pengendalian yang lebih kompleks daripada PLC. Contoh dari sistem ini adalah Distributed Control System (DCS) atau sistem SCADA.
5. Tetapkan masukan dan keluaran pada mesin freezer atau kulkas !
1.Masukan
Masukan atau input adalah rangsangan dari luar yang diterapkan ke sebuah sistem kendali untuk memperoleh tanggapan tertentu dari sistem pengaturan.
2.Keluaran
Keluaran atau output adalah tanggapan sebenarnya yang didapatkan dari suatu sistem kendali.
6. Mengapa dalam pengukuran diperlukan instrument pengukur ?
Pengukuran tidak bisa dilakukan secara sembarangan, sebab memerlukan keterkaitan/keselarasan antara konsep dengan pelaksanaan penelitian serta kehati-hatian terhadap kesalahan pengukuran (Measurement error) yang dapat menjadi ancaman bagi keabsahan suatu penelitian. Dalam suatu penelitian sosial, menurut Sofian Effendi, proses pengukuran adalah rangkaian dari empat aktivitas, yakni :
1. menentukan dimensi konsep penelitian
2. rumusan ukuran untuk masing-masing dimensi (pertanyaan-
pertanyaan yang relevan dengan dimensi)
3. tentukan tingkat ukuran yang akan digunakan (Nominal, Ordinal,
Interval, Rasio)
4. tentukan tingkat kesahihan dan keajegan dari alat penguku
7. Gambarkan diagram system pengendalian temperature dari suatu setrika otomatis dan jelaskan !
Suatu setrika listrik secara termostatis mengatur panas yang dihasilkan pada setrika. Masukan ke sistem tersebut adalah suhu acuannya, yang diset secara tepat oleh termostat, sedangkan keluarannya adalah suhu yang dihasilkan sebenarnya yang bias dideteksi dengan cara pengukuran temperatur. Apabila termostat mendeteksi suhu keluaran lebih kecil dari masukan, arus listrik mengalir dan memanaskan elem en pemanas hingga suhu menyamai acuannya dan secara otomatis arus akan diputus lagi.
8. Gambarkan dan jelaskan diagram system pengendalian jelajah mobil !
Dalam berkendaraan di jalan raya terkadang ada pembatasan untuk kecepatan berkendara, misalnya rambu hanya mengijinkan 40 km/jam. Dengan adanya rambu
tersebut, setiap pengendara harus mematuhi dengan cara memelihara supaya kecepatan kendaraan berkisar pada angka tersebut. Sebagai alat untuk memonitor biasanya dipasang speedometer dan acuannya adalah kecepatan 40 km/ jam. Apabila terjadi penyimpangan antara yang tercatat pada speedometer terhadap kenyataan kecepatan kendaraan, maka pengendara senantiasa berusaha untuk melakukan pengendalian larinya kendaraan dengan menambah atau mengurangi kecepatan putaran mesin. Pros es yang dilakukan pengendara tersebut secara tidak langsung mensinergikan beberapa komponen yang mempengaruhi sistem kendali jelajah kendaraan.
9. Jelaskan system pengendalian yang terdapat pada karburator motor atau mobil !
Charcoal Canister adalah suatu kanister berisi arang pada sistim pengendalian penguapan yang digunakan untuk memerangkap uap bahan bakar untuk mencegahnya keluar ke udara bebas. Pemisah uap/zat cair digunakan untuk mencegah bahan bakar cair memasuki kanister berisi arang. Pembersih udara digunakan untuk menyaring udara yang masuk ke engine untuk membersihkan kotoran dan debu Pompa bahan bakar memindahkan bahan bakar dari tangki bahan bakar ke ruang pelampung karburator. Karburator mensuplai campuran bahan bakar/udara yang tepat ke engine pada semua kecepatan dan semua kondisi beban dan membantu menghidupkan mesin yang dingin. Penyaring bahan bakar memisahkan benda-benda asing (kotoran) dari bahan bakar. Saluran uap menghubungkan pipa ventilasi tangki bahan bakar ke kanister berisi arang melalui pemisah uap/zat cair. Tangki bahan bakar menampung persediaan bahan bakar. Saluran bahan bakar menghubungkan tangki bahan bakar ke karburator melalui pompa bahan bakar dan saringan bahan bakar.
10. Berikan contoh dan penjelasan tentang aplikasi teknik di dunia industry !
Otomasi atau dalam bahasa yunani kuno berarti Self Dictated atau disebut juga kontrol numerik biasa digunakan untuk mengendalikan suatu sistem. Contoh, otomasi suatu kompoter yang mengendalikan mesin dan proses industri yang bisa mengurangi keterlibatan manusia dalam proses bersangkutan. Proses otomasi dalam bidang industri menempati posisi selangkah didepan mekanisasi. Pada proses mekanisme biasanya dibutuhkan manusia sebagai operator mesin, sedangkan pada otomatisasi akan mengurangi keterlibatan manusia sebagai operator.
Keunggulan otomasi adalah kesalahan akibat human error bisa lebih dikurangi, ketelitian yakni besaran yang berhubungan dengan pencapaian hasil terhadap target, maupun ketepatan yang berarti keterulangan suatu proses akan lebih terjamin. Kemudian, untuk dunia industri produktifitas akan semakin meningkat. Perbandingan mokrokontroller dengan PLC (Programmable Logic Controler).Mikrokontroler lebih murah, feksibel, relatif lebih sulit dalam hal progamming, wiring yang rumit, kecepatan eksekusi tinggi dan dapat menghasilkan alat yang jauh lebih canggih.
Sedangkan PLC, harganya mahal kemudahan programming, wiring sederhana, cocok untuk industri dan kecpatan eksekusi lebih rendah. Mikrokontroller sendiri adalah piranti elektronik berupa IC Integrated Circuit yang memiliki kemampuan manipulasi data (informasi) berdasarkan suatu urutan instruksi (program. Dalam sebuah struktur mokrokontroller akan kita temukan juga komponen-komponen seperti processor memory, clock dll.
Pada hari kedua Rabu besuk, ro-tech ini khusus akan diisi dengan lomba antar robot dari tujuh perguruan tinggi lain. Masing-masing perakilan perguruan tinggi ini akan unjuk kebolehan mendemokan produkproduk robot mutakhir yang dimiliki. Acara ini direncanakan bakal mendapat apresiasi yang cukup bagus dari para pecinta robot ditanah air.