BAB II LANDASAN TEORI
2.1
Umum Teknologi programmable logic controller dipakai untuk sistem yang
membutuhkan fleksibilitas yang tinggi, Peralatan terprogram ini menggunakan teknologi terintegrasi dari elektronika yang berfungsi sebagai pengolah sinyal dengan respon yang cepat. Sistem kendali PLC pertama kali dikembangkan dari komputer konvensioal pada akhir tahun 1960-an. Mula-mula PLC digunakan untuk mengganti logika Relay, namun dalam perkembangannya fungsi dari PLC dapat digunakan pada aplikasi yang lebih komplek. Hal ini disebabkan karena struktur PLC didasarkan pada struktur yang sama seperti struktur yang dipakai pada arsitek komputer, maka PLC tidak hanya mampu melakukan tugas pensaklaran Relay, tetapi juga dapat diaplikasikan pada logika pencacahan, penghitungan, perbandingan, dan pemrosessan dari sinyal analog. Sistem hard-wired digunakan untuk sistem dengan masukan dan keluaran yang terbatas atau sistem dengan pemrosesan data yang kecil. Sedangkan programmable logic controller (PLC) digunakan pada sistem yang membutuhkan pemrosesan sinyal dalam jumlah yang besar. Dalam pemilihan antara dua teknologi tersebut harus diperhatikan kriteria kelayakan dan kriteria optimalnya.
5
6
Kriteria menyelesaikan
kelayakan masalah
adalah yang
bagaimana
ada.
perangkat
Sedangkan
kriteria
tersebut optimal
dapat adalah
mengoptimalkan aspek-aspek yang berhubungan seperti biaya, faktor keamanan, efisiensi, dan kehandalannya. Keuntungan pemakaian PLC, dalam sistem otomasi antara lain : 1. Implementasi proyek lebih singkat. 2. Modifikasi lebih mudah, tanpa biaya tambahan. 3. Biaya dapat dikalkulasi dengan tepat. 4. Training lebih mudah dan cepat. 5. Desain dapat dirubah dengan mudah melalui software. 6. Perawatan mudah dan efisien. 7. Kehandalannya cukup tinggi. 8. Bersifat fleksibel dan multi-modul serta ukurannya yang compact dan praktis untuk di-install.
2.2
Pengertian PLC Berdasarkan NEMA ( The National Electrikal Manufactures Association )
ICS3-1978 Part.ICS3-304, PLC didefinisikan sebagai berikut : “PLC adalah piranti electronika digital yang menggunakan memori yang bisa diprogram sebagai penyimpan internal dari sekumpulan intruksi dengan mengimplementasikan
fungsi-fungsi
tertentu
seperti
logika,
skuensial,
pewaktu/timing, penghitungan/couting, dan aritmatika, untuk mengendalikan
7
berbagai jenis mesin ataupun proses melalui Input/Output (I/O) digital ataupun analog“ PLC merupakan sistem yang dapat memanipulasi, mengeksekusi, memonitor keadaan suatu proses pada laju yang sangat cepat, menerima masukan dan menghasilkan keluaran sinyal listrik untuk mengendalikan suatu system.
Gambar 2.1. Diagram Blok PLC
2.2.1 CPU (Central Processing Unit) CPU merupakan jantung dari PLC yang dapat menerima / membaca data input dari berbagai alat yang diterima pada PLC, dan kemudian akan mengeksekusi program yang dapat disimpan pada memori, dan mengirimkan data logika untuk dapat mengoperasikan output dengan tepat. Sebagian besar PLC pada CPU nya mempunyai battery cadangan yang dapat menjaga program agar
8
tidak terhapus apabila ada kegagalan pada power PLC. Battery tersebut dapat bertahan selama dua tahun, apabila tidak ada kerusakan yang sangat fatal.
2.2.2 Power Supply Power supply merupakan sumber tegangan, yang digunakan untuk memberikan supply tegangan untuk perangkat hardware (Input & Output PLC). Biasanya terdapat 2 sumber tegangan alternative, yaitu 12-24 Vdc & 100-240 Vac.
2.2.3 Memori Memori sistem digunakan oleh PLC untuk sistem kontrol proses. Selain berfungsi untuk menyimpan sistem operasi, juga digunakan untuk menyimpan program yang harus dijalankan, dalam bentuk biner , hasil terjemahan diagram tangga yang dibuat oleh pengguna atau pemrogram. Isi dari memori flash dapat berubah dan dihapus. Pemrograman PLC, biasanya dilakukan melalui kanal serial komputer yang bersangkutan. PLC menggunakan banyak jenis piranti memori yang mudah menguap dan tidak mudah menguap. Berikut ini adalah diskripsi yang digenerallisasikan dari beberapa tipe umum : 1. RAM (Random Acces Memory) dirancang sehingga informasi dapat ditulis atau dibaca oleh memori. Sebagian besar bagian pengontrol sekarang menggunakan CMOS-RAM dengan dukungan baterai untuk pemakai memori program. RAM
9
menyediakan sarana yang bagus untuk penciptaan dan pengubahan program dengan mudah. 2. ROM (Read Only Memory) dirancang sehingga informasi yang disimpan di memori hanya dapat dibaca dan dibawah situasi yang biasa, tidak dapat diganti. Informasi yang diperoleh pada ROM ditempatkan disana oleh pembuat untuk pengguanaan internal dan operasi dari PLC. 3. EPROM (Erasable Programmable Read-only Memory) suatu memori yang dapat membaca, dapat dihapus, dan dapat diprogram. Dirancang untuk dapat diprogram setelah seluruhnya dihapus dengan menggunakan sumber sinar Ultraviolet. 4. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-only Memory) suatu memori yang dapat membaca, dapat dihapus dan dapat diprogram secara listrik.
2.2.4 Input/Output ( I/O) Bagian I/O dari PLC terdiri dari modul input dan Output. Sistem I/O membentuk interface langsung dengan PLC. Peranti input seperti tombol-tekan, saklar pembatas, sensor, dan saklar pemilih yang dapat dihubungkan langsung pada tiap alamat-alamat yang dipergunakan. Sedangkan piranti outputnya dapat menggunakan motor , solenoid dan lampu indikator, yang langsung dihubungkan juga pada terminal masing-masing.
10
COM
00
PB M.Roller
01
02
03
PBM.Up/ PBEmergency Togle Stop Man/Auto Down
INPUTUNITCH0.00 04 05 06
Sensor
LsPosition LsPosition Up Down
07
08
09
10
11
Spare
Spare
Spare
Spare
Spare
Gambar 2.2. Contoh Wiring Input pada PLC
11
Gambar 2.3. Contoh Wiring Output pada PLC
Input-Output pada perancangan alat yang digunakan : Tabel.2.1 Input / Output NO.
Nama Part List
Fungsi
1.
PLC Omron
Sebagai control automasi
2.
Limit Switch
Untuk switch pembatas
3.
Motor DC
Untuk penggerak actuator
4.
Water Level Controller
Untuk memonitor level air
5.
Sensor
Untuk deteksi ada / tidak ada sampah
6.
Relay
Sebagai interlock system
12
7.
Selector Switch
Untuk memilih sistem Manual / Auto
8.
Push Button
Untuk trigger on / off
9.
Komputer / Laptop
Untuk monitor / edit program PLC
2.2.5. PLC yang digunakan antara lain : Pada Tugas Akhir ini penulis menggunakan PLC Omron dengan type CPM2A-20CDR-A , type ini memiliki pengertian yaitu : - CPM2A = Seri yang digunakan yang memiliki komunikasi serial dan peripheral - 20 = 20 I/O = 12 input dan 8 Output - C = CPU unit - D = Input sensor 12 – 24 VDC - R = Output Relay maximal 2 Ampere - A = Input power AC 220V
13
Gambar 2.4 PLC CPM2A-20CDR-A
Gambar 2.5 Bagian CPU Unit
14
Gambar 2.3. Type CPU PLC
Gambar 2.3 Type PLC CPM2A-Series
Gambar 2.6 Type PLC Omron
Gambar 2.6 Type PLC Omron
15
Gambar 2.7 Type Ekspansi PLC Omron
16
2.2.6. Software PLC yang digunakan Untuk software PLC omron ada dua software yang bisa digunakan : 1. Software SYSWIN , software ini merupakan produk lama. 2. Software CX-Program, software ini merupakan software terbaru omron. Penulis menggunakan software CX-Program karena lebih banyak fiturnya, dan bisa disimulasi tanpa menggunakan PLC.
Gambar 2.8. Software CX-Programmer
17
2.3
Relay Merupakan alat yang dioperasikan dengan listrik yang secara mekanis
mengontrol penghubungan rangkaian listrik. Relay adalah bagian yang penting dari banyak sistem pengontrolan alat, tegangan dan arus tinggi dengan sinyal kontrol tegangan arus rendah. Ketika arus mengalir melalui elektromagnet pada relay kontrol elekromekanis, medan magnet yang menarik lengan besi dari jangkar pada inti akan terbentuk akibatnya kontak pada jangkar dan kerangka relay terhubung. Relay dapat mempunyai kontak NO atau NC atau kombinasi keduanya.
Gambar 2.9. Internal Relay
2.4
Dioda
Dioda merupakan jenis komponen pasif. Dioda memiliki dua kaki/kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda . Dioda terbuat dari bahan semi konduktor tipe P dan semi konduktor tipe N yang di sambungkan.
Semi konduktor tipe P berfungsi sebagai Anoda dan semi konduktor tipe N berfungsi sebagai katoda. Pada daerah sambungan 2 jenis semi konduktor yang berlawanan ini akan muncul daerah deplesi yang akan membentuk gaya
18
barier.Gaya barier ini dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan sebagai break down voltage, yaitu tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor/penghantar arus listrik.
Dioda bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja, yaitu jika kutub anoda kita hubungkan pada tegangan + dan kutub katoda kita hubungkan dengan tegangan – (kita beri bias maju dengan tegangan yang lebih besar dari 0.7 volt) maka akan mengalir arus listrik dari anoda ke katoda (bersifat konduktor). Jika polaritasnya kita balik (kita beri bias mundur) maka arus yang mengalir hampir nol atau dioda akan bersifat sebagai isulator.
Karena sifat dioda yang bekerja sebagai konduktor jika kita beri bias maju dan bekerja sebagai isulator pada bias mundur, maka dioda sering digunakan sebagai penyearah (rectifier) arus bolak-balik. Contoh penggunaannya adalah pada rangkaian adaptor, DC power supply (Catu Daya DC) dsb.
-
Simbol Dioda :
Gambar 2.10. Simbol Dioda
19
-
Bentuk Fisik Dioda :
Gambar 2.11. Bentuk Fisik Dioda
2.4.1 Fungsi Dioda :
1. Penyearah, contoh : dioda bridge. 2. Penstabil tegangan (voltage regulator), yaitu dioda zener. 3. Pengaman /sekering. 4. Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas/membuang level sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu. 5. Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen dc kepada suatu sinyal ac. 6. Pengganda tegangan. 7. Sebagai indikator, yaitu LED (light emiting diode). 8. Sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier. 9. Sebagai sensor cahaya, yaitu dioda photo. 10. Sebagai rangkaian VCO (voltage controlled oscilator), yaitu dioda varactor.
20
2.4.2 Jenis Dioda :
1. Dioda standar
Dioda jenis ini ada dua macam yaitu silikon dan germanium. Dioda silikon mempunyai tegangan maju 0.6V sedangkan dioda germanium 0.3V. Dioda jenis ini mempunyai beberapa batasan tertentu tergantung spesifikasi. Batasan batasan itu seperti batasan tegangan reverse, frekuensi, arus, dan suhu. Tegangan maju dari dioda akan turun 0.025V setiap kenaikan 1 derajat dari suhu normal.
Sesuai karakteristiknya dioda ini bisa dipakai untuk fungsi-fungsi sebagai berikut:
o
Penyearah sinyal AC
o
Pemotong level
o
Sensor suhu
o
Penurun tegangan
o
Pengaman polaritas terbalik pada dc input
Contoh dioda jenis ini adalah 1N400x (1A), 1N5392 (1.5A), dan 1N4148 (500mA).
2. LED (light emiting diode)
Dioda jenis ini mempunyai lapisan fosfor yang bisa memancarkan cahaya saat diberi polaritas pada kedua kutubnya. LED mempunyai batasan arus
21
maksimal yang mengalir melaluinya. Diatas nilai tersebut dipastikan umur led tidak lama. Jenis led ditentukan oleh cahaya yang dipancarkan. Seperti led merah, hijau, biru, kuning, oranye, infra merah dan laser diode. Selain sebagai indikator beberapa LED mempunyai fungsi khusus seperti LED inframerah yang dipakai untuk transmisi pada sistem remote control dan opto sensor juga laser diode yang dipakai untuk optical pick-up pada sistem CD. Dioda jenis ini dibias maju (forward).
3. Dioda Zener.
Fungsi dari dioda zener adalah sebagai penstabil tegangan. Selain itu dioda zener juga dapat dipakai sebagai pembatas tegangan pada level tertentu untuk keamanan rangkaian. Karena kemampuan arusnya yang kecil maka pada penggunaan dioda zener sebagai penstabil tegangan untuk arus besar diperlukan sebuah buffer arus. Dioda zener dibias mundur (reverse).
4. Dioda photo.
Dioda photo merupakan jenis komponen peka cahaya. Dioda ini akan menghantar jika ada cahaya yang mauk dengan intensitas tertentu. aplikasi dioda photo banyak pada sistem sensor cahaya (optical). Contoh:pada optocoupler dan optical pick-up pada sistem CD. Dioda photo dibias maju (forward).
22
5. Dioda varactor.
Kelebihan dari dioda ini adalah mampu menghasilkan nilai kapasitansi tertentu sesuai dengan besar tegangan yang diberikan kepadanya. Dengan dioda ini maka sistem penalaan digital pada sistem transmisi frekuensi tinggi mengalami kemajuan pesat, seperti pada radio dan televisi. Contoh sistem penalaan dengan dioda ini adalah dengan sistem PLL (Phase lock loop), yaitu mengoreksi oscilator dengan membaca penyimpangan frekuensinya untuk kemudian diolah menjadi tegangan koreksi untuk oscilator. Dioda varactor dibias reverse
2.5
Transformator (Trafo) Transformator atau sering juga disebut trafo adalah komponen elektronika
pasif yang berfungsi untuk mengubah (menaikkan/menurunkan) tegangangan listrik bolak-balik (AC), bentuk dasar transformator adalah sepasang ujung pada bagian primer dan sepasang ujung pada bagian sekunder. Bagian primer dan skunder adalah merupakan lilitan kawat email yang tidak berhubungan secara elektris. Kedua lilitan kawat ini dililitkan pada sebuah inti yang dinamakan inti trafo. Untuk trafo yang digunakan pada tegangan AC frekuensi rendah biasanya inti trafo terbuat dari lempengan-lempengan besi yang disusun menjadi satu membentuk teras besi. Sedangkan untuk trafo frekuensi tinggi (digunakan pada rangkaian-rangkaian Radio Frequency/RF) menggunakan inti ferit (serbuk besi yang dipadatkan).
23
Pada penggunaannya trafo juga digunakan untuk mengubah impedansi, untuk trafo frekuensi rendah contohnya adalah trafo penurun tegangan (Step Down Trafo) yang digunakan pada peralatan-peralatan elektronik tegangan rendah, adaptor, pengisi batterai dan sebagainya. Trafo jenis ini jika pada bagian primernya kita hubungkan dengan tegangan AC misalnya 220 volt maka pada bagian skundernya akan mengeluarkan tegangan yang lebih rendah. Pada rangkaian tersebut trafo berfungsi untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala PLN yang 220 volt menjadi sebesar tegangan yang dibutuhkan peralatan tersebut agar dapat bekerja normal, misalnya 3 volt, 6 volt atau 12 volt dan sebagainya. Sementara itu trafo penaik tegangan (Step Up Trafo) adalah kebalikan dari step down trafo yaitu untuk menaikkan tegangan listrik AC. Sebuah trafo penurun tegangan bisa juga kita gunakan untuk menaikkan tegangan dengan membalik bagian primernya menjadi skunder dan bagian skunder menjadi primer, tentu dengan memperhatikan tegangan kerja trafo tersebut. Contoh penggunaan trafo penaik tegangan adalah pada rangkaian emergency light/lampu darurat yang menyala saat PLN padam dan UPS pada PC. Prinsip kerjanyanya adalah tegangan DC (searah) yang berasal dari batterai diubah menjadi tegangan AC (bolak-balik) lalu dinaikan menjadi 220 volt oleh trafo sehingga mampu menyalakan lampu atau PC di saat PLN padam. Secara prinsip trafo penurun tegangan adalah jumlah lilitan primernya lebih banyak dari pada jumlah lilitan skundernya. Sedangkan trafo penaik tegangan memiliki jumlah lilitan primer lebih sedikit dari pada jumlah lilitan skundernya. Jika dilihat dari besarnya ukuran kawat email yang digunakan, trafo
24
penurun tegangan memiliki ukuran kawat yang lebih kecil pada lilitan primernya. Sebaliknya trafo penaik tegangan memiliki ukuran kawat yang lebih besar pada lilitan primernya. Hal ini dikarenakan pada trafo penurun tegangan out put (keluaran) arus listriknya lebih besar, sedangkan trafo penaik tegangan memiliki out put arus yang lebih kecil. Sementara itu frekuensi tegangan pada in put dan out putnya tetap (tidak ada perubahan). Besarnya arus listrik yang bisa di supply oleh sebuah trafo biasanya juga dicantumkan misalnya 0.5 Amp, 1 Amp, 5 Amp dan sebagainya. Sesuaikan dengan kebutuhan jika membeli atau menggunakannya agar bisa berfungsi normal dan efisien.
2.6
Motor DC Motor listrik adalah aktuator yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanis. Salah satu jenis motor listrik ini adalah motor DC. Dikatakan motor DC karena sumber listriknya menggunakan sumber searah (direct current). Motor DC terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian yang diam (stator) dan bagian yang bergerak armature (rotor). Pada stator terdapat kumparan medan dan sikat. Pada rotor terdapat belitan jangkar dan komutator.
2.6.1 Prinsip Kerja Motor DC Motor DC bekerja berdasarkan hukum Ampere dan hukum Lorentz, yaitu: a. Di sekitar penghantar yang dialiri arus listrik akan timbul medan magnet.
25
b. Suatu penghantar yang dialiri arus listrik, jika berada pada medan magnet akan mengalami suatu gaya yang disebut gaya Lorentz. Hukum Ampere berlaku pada kumparan medan yang menghasilkan medan magnet, sedangkan hukum Lorentz berlaku pada belitan jangkar yang berada dalam medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan medan. Cara kerja motor DC akan lebih mudah dipahami dengan menggunakan diagram dasar yang menunjukan interaksi magnetis antara armature/rotor yang berputar dengan kumparan stator yang diam. Dari Gambar 2.9.(a) dapat dilihat terdapat sebuah magnet yang dipasang pada batang sehingga ia dapat berputar dengan poros di tengahnya. Kumparan medan berupa inti stator yang dililit sebuah kawat panjang yang mempunyai
dua ujung, yang atas dihubungkan
dengan kutub positif sumber tegangan dan yang bawah dihubungkan dengan kutub negatif. Aliran arus ini menyebabkan ujung atas koil menjadi kutub utara magnet dan ujung bawah koil menjadi kutub selatan magnet. Magnet yang dapat berputar tadi dianggap sebagai rotor / armature dan koil yang dililit kabel sebagai medan (stator). Arah panah menunjukkan arah putaran rotor.
26
Gambar 2.12. Putaran Rotor Pada Motor DC (a) Diagram magnetis yang menunjukkan operasi motor DC. (b) Magnet yang berputar ditarik karena memiliki kutub yang berbeda. (c) Magnet yang berputar sekarang disebut dengan koil armature, dan polaritasnya ditentukan oleh sikat dan komutator.
Dengan berputarnya rotor, mengakibatkan semakin lama kutub magnet rotor mendekat ke kutub medan yang berlawanan muatannya. Karena berbeda muatannya, maka akan saling tarik menarik. Tarikan tersebut makin lama makin kuat sampai saat kedudukan menjadi satu baris seperti ditunjukkan oleh Gambar 2.7 (b). Pada saat tersebut, rotor seperti terkunci, tidak bisa bergerak. Agar rotor dapat bergerak lagi, maka polaritas rotor tersebut harus dibalik. Karena saat ini rotor berupa magnet permanen, rotor tetap tidak bisa berputar lagi. Oleh karena itu, rotor harus diganti dengan kumparan (elektromagnetik), agar polaritasnya dapat
diganti-ganti, dan ditambahkan satu set
komutator untuk tetap
27
menghubungkan antara rotor dengan stator. Satu segmen komutator disediakan untuk satu terminal kumparan magnetik. Rotor mempunyai satu koil yang mempunyai dua terminal, maka komutator mempunyai dua segmen.
2.6.2 Pengaturan Motor DC Pada saat berputar, motor DC menghasilkan tegangan balik Eb. Besar tegangan balik ini berbanding lurus dengan kecepatan putar motor dc.
Eb k .φ.N Eb = tegangan lawan / back EMF (volt) k = konstanta motor φ = kuat fluks magnet (Wabber) N = kecepatan putar motor Sehingga rumus kecepatan dapat diturunkan dari persamaan di atas, yaitu: N
Eb k .φ
Dari persamaan kecepatan dapat diketahui, bahwa k mempunyai nilai yang konstan. Sehingga untuk mengatur kecepatan dapat digunakan parameter Eb dan φ. Pengaturan kecepatan motor dc dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu: a) Perubahan fluks magnet φ k .I f
b) Perubahan resistan jangkar
Eb Vs I a Ra. var
28
c) Perubahan tegangan masukan
Eb Vs.var I a Ra
2.7
Kapasitor Baterai handphone, lampu flash kamera adalah contoh penggunaan
kapasitor dari kehidupan sehari-hari. Alat-alat elektronik yang ada seperti TV, komputer, Laptop menggunakan kapasitor sebagai komponen penyusunnya.
2.7.1 Pengertian Kapasitor
Kapasitor
adalah
komponen
elektronika
yang
digunakan
untuk
menyimpan muatan listrik, dan secara sederhana terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik) tiap konduktor di sebut keping. Kapasitor atau disebut juga kondensator adalah alat (komponen) listrik yang dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik untuk sementara waktu. Pada prinsipnya sebuah kapasitor terdiri atas dua konduktor (lempeng logam) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator). Isolator penyekat ini sering disebut bahan (zat) dielektrik.
Zat dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua penghantar dapat digunakan untuk membedakan jenis kapasitor. Beberapa kapasitor menggunakan bahan dielektrik berupa kertas, mika, plastik cairan dan lain sebagainya.
29
2.7.2 Jenis Kapasitor
Jenis kapasitor menurut bahan dielektiknya antara lain :
1.
Kapasitor elektrolit
2.
Kapasitor tantalum
3.
Kapasitor Polister Film
4.
Kapasitor Poliprolyen elektrolit
5.
Kapasitor kertas
6.
Kapasitor mica
7.
Kapasitor kramik
8.
Kapasitor epoxy
9.
Kapasitor Variable
2.7.3 Fungsi Kapasitor
Fungsi kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah :
a. Mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, bila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan. b. Menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik. c. Memilih panjang gelombang pada radio penerima d. Sebagai filter dalam catu daya (power supply).
30
Kapasitor disimbolkan dengan
Gambar 2.13. Simbol kapasitor
2.8
Resistor Resistor ini banyak sekali digunakan diberbagai alat elektronika, resistor
tersebut bias berfungsi sebagai penghambat, penguat dan lain-lain.
2.8.1 Pengertian Resistor Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk memberikan hambatan terhadap aliran arus listrik. Dalam rangkaian listrik dibutuhkan resistor dengan spesifikasi tertentu, seperti besar hambatan, arus maksimum yang boleh dilewatkan dan karakteristik hambatan terhadap suhu dan panas. Resistor memberikan hambatan agar komponen yang diberi tegangan tidak dialiri dengan arus yang besar, serta dapat digunakan sebagai pembagi tegangan. Resistor adalah komponen
elektronik dua
saluran
yang
didesain
untuk
menahan arus listrikdengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya, berdasarkan hukum Ohm: Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat diboroskan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi.Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada
31
desain sirkuit, resistor harus cukup besar secara fisik agar tidak menjadi terlalu panas saat memboroskan daya. Ohm (simbol: Ω) adalah satuan SI untuk resistansi listrik, diambil dari nama George Simon Ohm. Biasanya digunakan prefix miliohm, kiloohm dan megaohm.
2.8.2 Fungsi Resistor Fungsi utama dari resistor adalah menahan arus listrik. Namun lebih jelasnya fungsi dari resistor sendiri adalah : 1. Pembagi arus 2. Penurun tegangan 3. pembagi tegangan 4. Penghambat aliran arus listrik Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan.
2.8.3 Penandaan resistor dan warna resistor Resistor
aksial
biasanya
menggunakan
pola
pita
warna
untuk
menunjukkan resistansi. Resistor pasang-permukaan ditandas secara numerik jika cukup besar untuk dapat ditandai, biasanya resistor ukuran kecil yang sekarang digunakan truserlalu kecil untuk dapat ditandai. Kemasan biasanya cokelat muda, cokelat, biru, atau hijau, walaupun begitu warna lain juga mungkin, seperti merah tua atau abu-abu.
32
Resistor awal abad ke-20 biasanya tidak diisolasi, dan dicelupkan ke cat untuk menutupi seluruh badan untuk pengkodean warna. Warna kedua diberikan pada salah satu ujung, dan sebuah titik (atau pita) warna di tengah memberikan digit ketiga. Aturannya adalah “badan, ujung, titik” memberikan urutan dua digit resistansi dan pengali desimal. Toleransi dasarnya adalah ±20%. Resistor dengan toleransi yang lebih rapat menggunakan warna perak (±10%) atau emas (±5%) pada ujung lainnya, Identifikasi empat pita, Identifikasi empat pita adalah skema kode warna yang paling sering digunakan. Ini terdiri dari empat pita warna yang dicetak mengelilingi badan resistor. Dua pita pertama merupakan informasi dua digit harga resistansi, pita ketiga merupakan pengali (jumlah nol yang ditambahkan setelah dua digit resistansi) dan pita keempat merupakan toleransi harga resistansi. Kadang-kadang pita kelima menunjukkan koefisien suhu, tetapi ini harus dibedakan dengan sistem lima warna sejati yang menggunakan tiga digit resistansi.
33
Tabel 2.2 Perhitungan angka berdasarkan warna resistor Nama
Gelang ke-1
Gelang ke-2
Gelang ke-3
Gelang ke-4
Gelang ke-5
Warna
(angka ke-1)
(angka ke-2)
(angka ke-3)
perkalian (x)
nilai toleransi
Hitam
-
0
0
100
-
Coklat
1
1
1
101
1%
Merah
2
2
2
102
2%
Orange
3
3
3
103
-
Kuning
4
4
4
104
-
Hijau
5
5
5
105
-
Biru
6
6
6
106
-
Ungu
7
7
7
107
-
Abu – Abu
8
8
8
108
-
Putih
9
9
9
109
-
Emas
-
-
-
10-1
-
Perak
-
-
-
10-2
-
2.9
IC Regulator IC Regulator banyak digunakan untuk rangkaian power supply,IC
Regulator digunakan untuk mengatur atau meregulasi, agar suatu tegangan menjadi tetap walaupun beban berubah dan tegangan input berubah. IC adalah rangkaian elektronik yang terdiri dari resistor, transistor,
34
kapasitor, yang dikemas dalam bentuk paket. Karena keterbatasannya, maka kapasitor bernilai besar tidak dapat di masukkan di dalam IC, sehingga harus dipasang di luar.
2.9.1 Pengertian IC Regulator
Sirkuit terpadu seri 78xx (kadang-kadang dikenal sebagai LM78xx) adalah sebuah keluarga sirkuit terpadu regulator tegangan linier monolitik bernilai tetap. Keluarga 78xx adalah pilihan utama bagi banyak sirkuit elektronika yang memerlukan catu daya teregulasi karena mudah digunakan dan harganya relatif murah. Untuk spesifikasi IC individual, xx digantikan dengan angka dua digit yang mengindikasikan tegangan keluaran yang didesain, contohnya 7805 mempunyai keluaran 5 volt dan 7812 memberikan 12 volt.
Keluarga 78xx adalah regulator tegangan positif, yaitu regulator yang didesain untuk memberikan tegangan keluaran yang relatif positif terhadap ground bersama. Keluarga 79xx adalah peranti komplementer yang didesain untuk catu negatif. IC 78xx dan 79xx dapat digunakan bersamaan untuk memberikan regulasi tegangan terhadap pencatu daya split.
IC 78xx mempunyai tiga terminal dan sering ditemui dengan kemasan TO220, walaupun begitu, kemasan pasang-permukaan D2PAK dan kemasan logam TO3 juga tersedia. Peranti ini biasanya mendukung tegangan masukan dari 3 volt di atas tegangan keluaran hingga kira-kira 36 volt, dan biasanya mempu pemberi
35
arus listrik hingga 1.5 Ampere (kemasan yang lebih kecil atau lebih besar mungkin memberikan arus yang lebih kecil atau lebih besar).
Contohnya : IC seri 78, IC seri 79, seperti IC 7805, 7812, 7912, 7918, STR, TEA 2261.
Gambar 2.14. IC Regulator
36
2.10
Saklar Pembatas (Limit Switch) Saklar ini dioperasikan secara mekanis artinya alat ini dikontrol oleh
faktor-faktor external, misalnya tekanan, sentuhan dan lain sebagainya. Saklar ini biasanya digunakan dalam industri, Limit Switch dirancang untuk beroperasi apabila batas yang sudah ditentukan sebelumnya sudah dicapai, dan saklar-saklar tersebut biasanya diaktifkan dengan sentuhan atau tekanan.
2.11
Photoelectric Sensor
Sensor Photoelectric Omron adalah sensor yang bekerja dengan prinsip seperti transistor sebagai saklar. Energi cahaya akan diubah menjadi suatu sinyal listrik. Sensor ini digunakan untuk deteksi, ada-tidaknya sampah di suatu tempat (Sebagai Trigger To PLC)
Tabel 2.3 Type Untuk Pemilihan Photoelectric Sensor
37
Tabel 2.4 Type Untuk Menentukan Specifikasi Photoelectric Sensor
38
Pemilihan Type Sensor : 1. Aturan Detect (Texture,Warna,Ukuran) 2. Tempat pemasangan sensor. 3. Specifikasi aturan detect object (Through beam,Retro reflective,Diffuse) 4. Jarak pantulan object. 5. Type output (Relay/Transistor) 6. Source AC/DC.
Jenis aturan pantulan object : 1. Through beam
(Receiver and reflector)
2. Retroreflective
(Reflector)
3. Diffuse reflective (Detect To Object)
Gambar 2.15. Photoelectric Sensor E3JK-DS30M2
39
2.12
Water Level Control (WLC)
Water Level Control atau yang sering disingkat dengan WLC atau rangkaian kontrol level air merupakan salah satu aplikasi dari rangkaian konvensional dalam bidang tenaga listrik yang di aplikasikan untuk memonitor level air. Disini akan terpasang LED, sebagai monitoring level Normal dan Siaga. Bila level air sudah menyentuh batas siaga maka LED warna merah dan buzzer akan menyala, sebagai peringatan ke operator dipintu air.
Water Level Control yang dipakai untuk simulasi alat ini adalah :
1. 61F-GP-N 220 Vac
(WLC)
2. PF113A-E
(Socket WLC)
40
Tabel 2.5 Type Untuk Pemilihan Water Level Control
Gambar 2.16. Water Level Controller 61F-GP-N 220 Vac
41
Tabel 2.6 Pemilihan Accessories Unit Water Level Control
42
Gambar 2.17. Wiring Water Level Controller 61F-GP-N
