laporan tugas akhir robotik (pemanas air)

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


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


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


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


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...............................................................................................


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

:


7/31

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


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


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


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


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


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.

:


13/31

0ambar 2. "espon Sistem


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


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(


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

+


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)


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


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


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


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.


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

:


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


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


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

?


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+


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


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


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


30/31

.2:

25


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

laporan tugas akhir robotik (pemanas air)

Documents