CAPAIAN PEMBELAJARAN: Pada akhir fase F, peserta didik mampu
memahami aturan gambar dan tanda
pengerjaan, penerapan alat ukur dasar
dan presisi pada perancangan gambar,
sistem koordinat gambar, perancangan
gambar sederhana, perancangan
gambar detail, perancangan gambar
rakitan yang kompleks menggunakan
aplikasi teknologi CAD (software) yang
relevan.
TUJUAN PEMBELAJARAN:
1.1. Memahami aturan gambar dan tanda
pengerjaan
1.2. Memahami penerapan alat ukur dasar
dan presisi pada perancangan gambar
1.3. Memahami sistem koordinat gambar.
1.4. Merancang gambar sederhana dan
detail.
1.5. Merancang gambar rakitan yang
kompleks menggunakan aplikasi
teknologi CAD (software) yang relevan
Listrik merupakan rangkaian yang
dapat menghasilkan power (daya) atau kekuatan yang ditimbulkan karena adanya
pergesekan melalui suatu proses kimia, yang dapat digunakan untuk menghasilkan
panas ataupun cahaya untuk menjalankan mesin serta perangkat elektrik.
Pengertian listrik menurut bahasa: listrik berasal dari kata serapan
bahasa inggris yaitu electricity, electric, atau electrical. Singkatnya listrik
adalah aliran muatan antara proton (muatan positif) dan elektron (muatan
negatif) yang mengalir pada sebuah penghantar (konduktor) dalam suatu
rangkaian. Listrik itu sendiri terdiri dari dua bagian listrik statis dan
listrik dinamis, seperti pada Gambar 1 Pembagian Listrik berikut.
Listrik statis yaitu
ketidakseimbangan muatan listrik dalam atau pada permukaan benda, Sedangkan
Listrik dinamis yaitu listrik yang dapat bergerak.
B.Pengertian Arus Listrik AC dan DC
Listrik itu sendiri terbagi
menjadi 2 jenis, yaitu arus AC serta arus DC. Pengertian arus listrik AC atau
alternating current yaitu listrik yang besar dan arah arusnya yang selalu
berubah-ubah atau bolak-balik. Listrik arus AC akan membentuk gelombang yang
biasa dinamakan dengan gelombang sinusoida.
Kelebihan Arus Listrik AC (Alternating Current)
Arus Listrik AC biasanya dipergunakan untuk menyalurkan
listrik menuju tempat yang jauh dikarenakan arus AC memiliki kerugian yang
lebih kecil dibandingkan arus DC. Listrik disalurkan menggunakan voltage
yang tinggi yang sudah di step up dari trafo sehingga menjadi pilihan yang
tepat untuk menyalurkan listrik menuju ketempat yang jauh sehingga berbeda
dengan arus DC.
Arus AC sangat mudah untuk didapatkan hanya dengan
menggunakan generator sedangkan untuk arus DC sulit.
Kekurangan Arus Listrik AC
(Alternating Current)
Arus AC tidak dapat disimpan dalam waktu yang lama dan
juga tidak dapat dipindahkan untuk keperluan yang tiba-tiba. Berbeda
dengan arus DC yang bisa kita dapatkan atau kita pindahkan dalam bentuk
aki dan baterai.
Pengertian
Arus Listrik DC (Direct Current)
Arus Listrik DC merupakan
jenis arus yang mengalir secara searah. Awalnya arus DC dikira mengalir dari
kutub positif menuju kutub negatif.
Namun
kini banyak ilmuwan yang mengatakan bahwa sebenarnya arus listrik DC mengalir
dari Kutub negatif ke kutub positif.Aliran inilah yang menyebabkan
terjadinya lubang-lubang bermuatan positif yang membuatnya seperti terlihat
mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Pada arus DC, tegangan listrik
memiliki nilai dan arah yang tetap.
Contoh
penggunaan dari arus DC dalam kehidupan sehari-hari juga cukup banyak. Seperti
pada handphone, laptop, radio, dan komputer.Biasanya, arus listrik DC disimpan
dalam bentuk baterai yang umum digunakan pada jam dinding, remot TV, atau dalam
bentuk aki yang tersedia pada mobil dan motor.
Kelebihan
Arus Listrik DC (Direct Current)
Arus Listrik DC dapat kita temui disetiap peralatan
elektronik seperti remote dan segala jenisnya. Yang dapat disimpan dalam
bentuk baterai atau aki.
Arus Listrik DC dapat diisi ulang supaya kita mudah
untuk membawa dan menyimpannya dalam waktu yang lama
Kekurangan
Arus Listrik DC (Direct Current)
Arus DC hanya bisa digunakan dalam daya yang rendah dan
tidak dalam daya yang tinggi.
Soal latihan
1.Apakah yang
dimaksud dengan listrik statis?
2.Apakah yang
dimaksud dengan listrik dinamis?
3.Apakah yang
dimaksud dengan direct current/ DC?
4.Apakah yang
dimaksud dengan alternating current / AC?
5.Sebutkan
contoh listrik DC?
6.Sebutkan
contoh listrik AC?
7.Sebutkan
contoh dari listrik statis?
8.Sebutkan
contoh dari listrik dinamis?
9.Apakah yang
dimaksud dengan arus listrik?
10.Bagaimana
persamaan ( rumus) untuk menghitung besar arus listrik?
11.Apakah yang
dimaksud dengan tegangan listrik?
12.Bagaimanakah
cara menghitung besar tegangan listrik?
13.Apakah yang
dimaksud dengan tahanan listrik?
14.Gambarkan
contoh dari rangkaian listrik dengan tahanan paralel tahanan listrik seri?
15.Gambarkanlah
contoh dari rangkaian listrik dengan tahanan paralel?
Sistem kontrol (sistem kendali)
telah memegang peranan yang sangat penting dalam perkembangan ilmu dan
teknologi. Di samping sangat diperlukan pada pesawat ruang angkasa, peluru
kendali, dan sistem kemudi pesawat, sistem kontrol juga menjadi bagian yang
penting dan terpadu dari proses — proses dalam pabrik dan industri modern.
Sebagai contoh, sistem kontrol
sangat diperlukan dalam operasi — operasi di industri untuk mengontrol tekanan,
temperatur, kelembaban, viskositas, dan aliran dalam industri proses,
pengerjaan dengan mesin perkakas, penanganan dan perakitan bagian — bagian
mekanik dalam industri manufaktur, dan sebagainya.
Karena
kemajuan dalam teori dan praktek sistem kontrol, maka sistem kontrol dapat
memberikan kemudahan dalam mendapatkan performasi dari sistem dinamik,
mempertinggi kualitas dan menurunkan biaya produksi, mempertinggi laju
produksi, meniadakan pekerjaan — pekerjaan rutin dan membosankan yang harus
dilakukan oleh manusia, dan sebagainya.
Seberapa
penting manusia memerlukan sistem kendali?, tanpa sistem kendali, apakah
mungkin ditemukan mobil dan pesawat terbang, penerbangan ke luar angkasa?
Satelit komunikasi? Smartphone? Dan masih banyak hal yang masih bisa
dipertanyakan. Sehingga dapat dimengerti seberapa penting dan seberapa
signifikan kehadiran bidang ilmu sistem kendali dalam perkembangan kehidupan
manusia.
B.Definisi Istilah
1.Sistem (system)
adalah kombinasi dari komponen-komponen yang bekerja bersama-sama membentuk
suatu obyek tertentu.
2.Variabel terkontrol (controlled variable) adalah suatu besaran (quantity)
atau kondisi (condition) yang terukur dan terkontrol. Pada keadaan normal
merupakan keluaran dari sistem.
3.Variabel termanipulasi (manipulated variable) adalah suatu besaran atau
kondisi yang divariasi oleh kontroler sehingga mempengaruhi nilai dari variabel
terkontrol.
4.Kontrol (control)
— mengatur, artinya mengukur nilai dari variabel terkontrol dari sistem dan
mengaplikasikan variabel termanipulasi pada sistem untuk mengoreksi atau
mengurangi deviasi yang terjadi terhadap nilai keluaran yang dituju.
5.Plant (Plant)
adalah sesuatu obyek fisik yang dikontrol.
6.Proses (process)
adalah sesuatu operasi yang dikontrol. Contoh : proses kimia, proses ekonomi,
proses biologi, dll.
7.Gangguan (disturbance)
adalah sinyal yang mempengaruhi terhadap nilai keluaran sistem.
8.Kontrol umpan balik (feedback control) adalah operasi untuk mengurangi
perbedaan antara keluaran sistem dengan referensi masukan.
9.Kontroler (controller)
adalah suatu alat atau cara untuk modifikasi sehingga karakteristik sistem
dinamik (dynamic system) yang dihasilkan sesuai dengan yang kita kehendaki.
10.Sensor adalah
peralatan yang digunakan untuk mengukur keluaran sistem dan menyetarakannya
dengan sinyal masukan sehingga bisa dilakukan suatu operasi hitung antara
keluaran dan masukan.
11.Aksi kontrol (control
action) adalah besaran atau nilai yang dihasilkan oleh perhitungan kontroler
untuk diberikan pada plant (pada kondisi normal merupakan variabel
termanipulasi).
Sistem kendali terdiri dari
sub-sistem dan proses (atau plants) yang disusun untuk mendapatkan
keluaran(output) dan kinerja yang diinginkan dari input yang diberikan. Gambar
di bawah ini menunjukkan blok diagram untuk sistem kendali paling sederhana,
sistem kendali membuat sistem dengan input yang diberikan menghasilkan output
yang diharapkan.
Sebagai contoh, misalnya
penggunaan elevator(lift), pada saat tombol yang menunjukkan nomor lantai
tujuan ditekan, maka elevator akan bergerak naik/turun menuju lantai
tujuan tersebut. Tombol bernomor lantai tujuan yang ditekan tersebut merupakan
input yang menunjukkan output yang kita inginkan. Sistem ini merupakan fungsi
step yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, kinerja elevator dapat
dilihat dari kurva elevator response.
Dua kinerja utama terukur yang
dapat dilihat adalah, pertama, respons transient, kedua, steady-state
error. Pada contoh elevator ini, kenyamanan dan waktu yang
dibutuhkan untuk sampai pada tujuan pengguna bergantung pada respons transient.
Jika respon ini terlalu cepat, kenyamanan penumpang yang dikorbankan, jika
terlalu lambat, waktu yang diperlukan juga semakin besar. Steady-state error
juga merupakan indikator kinerja yang sangat penting karena keselamatan
penumpang dan kenyamanan akan dikorbankan jika output tidak sesuai yang
diinginkan.
Sistem
kontrol dibagi menjadi 2 yaitu:
C.SistemKendali
Loop Terbuka
Sistem
kendali Loop Terbuka adalah Ssitem Kendali yang kinerjanya tidak berpengaruh
terhadap keluarannya atau tidak berpengaruh terhadap umpan balik dari
prosesnya. Sistem Kendali Loop Terbuka Menggunakan peralatan penggerak untuk
mengontrol proses secara langsung.
Ciri - Ciri Sistem Kontrol Loop Terbuka :
1.Sederhana
2.Harganya murah
3.Dapat dipercaya
4.Kurang akurat karena tidak terdapat koreksi terhadap
kesalahan
5.Berbasis waktu
Kinerja Sistem Kontrol Loop Terbuka :
1.Kontrol terbuka sesuai untuk sistem operasi gerak robot
dengan aktuator yang berdasarkan pada umpan logika berbasis langkah sekuensial
(urutan program)
2.Tidak menggunakan sensor untuk mengetahui posisi akhir
3.Dapat diatur dengan menggunakan delay
4.Cocok untuk robot sistem mapping
Contoh
dari Sistem Kendali Loop Terbuka adalah Prinsip Kerja :
·Pemanggang Roti / Toaster.
Mengapa
Toaster dikatakan sebagai alat yang menggunakan Sistem Kendali Loop Terbuka??.
Karena
prinsip kerja dari pemanggang roti hanya memanaskan roti yang dimasukan yang
berperan sebagai inputan, dan memproses roti tersebut dengan memanaskannya dan
akhirnya keluar roti yang udah panas / matang, tapi pada pelaksaan proses
pemanggangan roti, toaster tidak memberikan pilihan seberapa matang roti yang
akan keluar setelah dipanaskan, Toaster hanya bekerja untuk memanaskan roti
tanpa mengatur tingkat kepanasan daari roti yang dipanggang.
·Mesin Cuci.
Mengapa mesin cuci dikatakan sebagai alat yang
menggunakan Sistem Kendali Loop Terbuka??
Prinsip kerja dari mesin cuci adalah ketika pakaian
kotor dimasukkan kedalam mesin cuci, maka motor mesin akan mendeteksi berat
pakaian dan menentukan volume air serta waktu cuci nya, tetapi mesin cuci tidak
bisa menentukan seberapa bersih pakaian itu akan di cuci. Ketika waktu
pencucian sudah habis maka air sisa pencucian akan dikeluarkan dan pintu mesin
akan terbuka, tetapi kembali lagi, mesin cuci tidak bisa menentukan seberapa
bersih pakaian itu akan dicuci, atau seberapa banyak kotoran yang terdapat pada
pakaian itu.
D.Sistem Kendali Loop Tertutup
Sistem Kendali Loop Tertutup adalah Sistem Kendali Yang
kinerjanya memiliki pengaruh terhadap keluarannya, dan memiliki umpan balik
terhadap proses yang berjalan.
Komponen
proses sistem kontrol loop tertutup :
1.Reference
Input (masukan
acuan,r), merupakan sinyal acuan bagi sistem kontrol
2.Actuating
Signal (e),
merupakan sinyal kesalahan / error yang merupakan selisih antara sinyal acuan
(r) dan sinyal (b)
3.Control
Element,
(g1) merupakan element yang berfungsi untuk memproses kesalahan/error yang
terjadi dan setelah kesalahan tersebut dimasukan melalui element pengontrol
4.Manipulated
Variable (variabel
yang dimanipulasi), merupakan sinyal yang dihasilkan oleh control element yang
berfungsi sebagai sinyal pengontrol tanpa adanya gangguan
5.Plant/proses,
merupakan obyek fisik yang dikontrol, dapat berupa proses mekanis, elektris,
hidraulis maupun gabungannya
6.Disturbance,
merupakan sinyal gangguan yang tidak diinginkan
7.Feedback
Element (jalur umpan balik), merupakan bagian sistem yang
mengukur keluaran yang dikontrol dan kemudian mengubahnya menjadi sinyal umpan
balik
8.Forward
Path,
merupakan bagian sistem tanpa umpan balik
Komponen
Sistem Kontrol Loop
Tertutup :
1.Input (masukan), merupakan rangsangan yang diberikan pada
sistem kontrol, merupakan harga yang diinginkan bagi variabel yang dikontrol
selama pengontrolan. Harga ini tidak tergantung pada keluaran system
2.Output
(keluaran,respons), merupakan tanggapan pada sistem kontrol, merupakan
harga yang akan dipertahankan bagi variabel yang dikontrol, dan merupakan harga
yang ditunjukan oleh alat pencatat
3.Beban/Plant,
merupakan sistem fisis yang akan dikontrol (misalnya mekanis, elektris,
hidraulik ataupun pneumatic)
4.Alat
kontrol/controller, merupakan peralatan/ rangkaian untuk mengontrol beban
(sistem). Alat ini bisa digabung dengan penguat
5.Elemen
Umpan Balik, menunjukan/mengembalikan hasil pencatan ke detector
sehingga bisa dibandingkan terhadap harga yang diinginkan (di stel)
6.Error
Detector (alat
deteksi kesalahan), merupakan alat pendeteksi kesalahan yang menunjukan selisih
antara input (masukan) dan respons melalui umpan balik (feedback path)
Gangguan
merupakan sinyal-sinyal tambahan yang tidak diinginkan. Gangguan ini cenderung
mengakibatkan harga keluaran berbeda dengan harga masukanya, gangguan ini
biasanya disebabkan oleh perubahan beban sistem, misalnya adanya perubahan
kondisi lingkungan, getaran ataupun yang lain.
Salah
satu contoh dari Sistem Kendali Loop Tertutup adalah prinsip kerja pada :
·Smoke Detector.
Bagian
yang terdapat didalam Smoke Protector adalah :
1.Pendeteksi
/ protector
2.Bel dan Suara / alarm
3.Lampu tanda
4.Sinyal pengendali
5.Tombol reset
6.Name plate
Pada Smoke detector ini yang menjadi inputannya adalah
Asap dan suhu tinggi, sedangkan yang akan menjadi outputnya adalah bunyi alarm.
Prinsip kerja dari Smoke detector ini yaitu apabila alat mendeteksi adanya
sinyal tanda-tanda asap dan suhu tinggi, maka alat akan memproses sinyal
tersebut dan akhirnya memberikan tanda berupa bunyi sirine.
Alat ini dikatakan sebagai alat jyang menggunakan sistem
kendali loop tertutup karena saat alat ini melakukan pekerjaan, apabila masih
ada asap yang terdeteksi, maka dia akan terus bekerja dan meningkatkan
kinerjanya sebagai umpan balik dari kinerja alat ini sampai asap itu
benar-benar lenyap.
·Automatic
Magic Jar (Pemasak Nasi Otomatis)
Pada Automatic Magic Jar, keluaran yang diinginkan
adalah nasi yang matang, untuk mencapai tingkat kematangan sempurna, ketika
beras dimasukkan beserta air secukupnya, maka Automatic Magic Jar ini akan
menentukan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tingkat kematangan
sempurna dari nasi dan berapa suhu maksimal yang diharapkan untuk mencapai
kondisi tersebut.
Ketika nasi sudah matang, maka Automatic Magic Jar akan
memberi kode berupa bunyi, dan keluarnya uap dari lubang penutupnya yang
menandakan nasinya udah matang
SOAL LATIHAN
1.Apakah yang dimaksud dengan sistem
kendali?
2.Sebutkan 3 kelebihan dari sistem
kendali?
3.Sebutkan 3 kekurangan dari sistem kendali?
4.Apakah yang dimaksud dengan aplikasi
sistem kendali terbuka (open loop)?
5.Apakah yang dimaksud dnegan sistem
kendali tertutup (close loop)?
6.Sebutkan 3 contoh sistem kendali close
loop?
7.Sebutkan 3 contoh sistem kendali dengan
open loop?
