WELCOME

This is not profesional blog. Just share and learn together. For optimum display please use google chrome browser. Thanks for visiting

Minggu, 28 Oktober 2012

Rangkaian Sandi 5 Digit Menggunakan Relay


Ide  pembuatan  rangkaian  sandi  5  digit  menggunakan  rangkaian  pengendali  elektromagnetik  (relay)  bermula  dari  salah  satu  software simulasi yang saya jumpai di internet. Software tersebut memperlihatkan
rangkaian  simulasi  pembuka  pintu  lift  dengan  sandi  yang  pengendalinya  menggunakan PLC (programmable logic control).

Dewasa  ini  sandi  untuk  mengoperasikan  peralatan  listrik  adalah  bukan  sesuatu  yang  asing  untuk  kita  jumpai  di masyarakat. Contoh  yang  paling mudah kita  temui adalah sandi untuk membuka program komputer.  Dalam kehidupan sehari-hari kita sudah biasa menggunakan sandi tersebut,  akan  tetapi  kebanyakan  dari  kita  hanya  bisa  menggunakan  tanpa  mengetahui  cara  kerja  dari  sandi  tersebut.  Maka  dengan  postingan tentang pembuatan  rangkaian sandi 5 digit menggunakan relay ini kita akan mengetahui secara  lebih terperinci mengenai cara kerja rangkaian sandi.


Pembuatan  rangkaian  ini  dimaksudkan  untuk  men-simulasikan  pembuka  pintu  lift  dengan  sandi  5  digit  menggunakan  rangkaian  listrik elektromagnetik  (relay)  sebagai  alat  bantu  pengendalinya. Karena  bersifat simulasi, rangkaian tersebut dibuat se-menarik dan se-simple mungkin agar cara kerja rangkaian mudah dipahami.


Sehubungan  telah  banyaknya  sistem  sandi  atau  password  yang  telah beredar  di  masyarakat,  baik  yang  menggunakan  sistem  mekanis,  sistem elektronika  maupun  dengan  PLC  (programmable  logic  control).  Maka, dengan  dibuatnya  rangkaian  sandi  5  digit menggunakan  relay  ini,  saya berharap  bisa  melengkapi  sistem  pembuatan  sandi  yang  telah  ada  di masyarakat. Disamping  itu,  setelah mempelajari  rangkaian  ini  diharapkan bisa  menerapkan  rangkaian  kontrol  listrik  menggunakan  relay  untuk
kebutuhan  lain,  khususnya  dalam  bidang  industri.  Setelah  mengetahui prinsip kerja dari rangkaian ini, saya berkeyakinan, seseorang akan lebih mudah  mempelajari  atau  bahkan  merakit  sendiri  rangkaian-rangkaian kontrol listrik untuk keperluan industri maupun yang lainnya.

Dengan adanya rangkaian ini penulis juga berharap, rangkaian ini bisa menjadi pembelajaran  awal bagi  seseorang yang  ingin mempelajari  sistem kontrol  PLC  (programmable  logic  control).  Karena  telah  diketahui bersama,  bahwa  rangkaian  relay  adalah  konsep  dasar  untuk  mempelajari PLC (programmable logic control).



I. Cara Pembuatan Rangkaian Sandi Menggunakan Relay

  a). Alat dan Bahan
Dalam pembuatan  rangkaian  sandi 5 digit, hal pertama yang harus  dilakukan  adalah  mempersiapkan  alat  dan  bahan,  adapun  alat  dan  bahan-nya adalah sebagai berikut :

Adapun bahan – bahannya adalah seperti yang ada pada gambar  dan tabel  di bawah ini :

b). Prinsip kerja Rangkaian
Pada  dasarnya  rangkaian  ini  hanya  mengeluarkan  1  output  yaitu  lampu.  Lampu  diartikan  sebagai  pintu  lift  yang  membuka atau menutup, ketika lampu menyala pintu lift dianggap membuka dan sebaliknya ketika lampu padam pintu lift dianggap  menutup. Untuk bisa menyalakan lampu tersebut kita harus menekan tombol  sebanyak  5  kali  dari  10  pilihan  tombol  sesuai  dengan  susunan kombinasi yang telah ditetapkan sebelumnya. Rangkaian  dapat  bekerja  sesuai  dengan  yang  kita  kehendaki  dengan  memanfaatkan  kontak  –  kontak  relai,  baik  kontak  NO  maupun  kontak NC. Kontak  –  kontak  tersebut  kita  rangkai  dari  satu  relai ke  relai  yang  lain hingga  akhirnya kita  dapatkan  suatu  rangkaian  sandi  5  digit  menggunakan  relai,  yang  aplikasinya selain  untuk  membuka  dan  menutup  pintu  lift  juga  dapat 
diaplikasikan  untuk  peralatan  lain  yang  akses  penggunaanya dibatasi  hanya  untuk  orang  –  orang  tertentu.  Misalnya,  untuk menyalakan mesin  industri, pembuka  pintu  ruangan perkantoran, 
pengamanan  tambahan  untuk  sepeda  motor,  mobil  dan  lain sebagainya. 
                                                               Gb. Analogi Rangkaian

c). Penempatan Tata Letak Komponen dalam Pembuatan Rangkaian
                                                     Gb. Tata Letak Komponen


d) Pengawatan Rangkaian
Setelah  komponen  terpasang  sesuai  dengan  rencana  lay  out/  tata  letak  komponen,  hal  selanjutnya  adalah  merakit  rangkaian  atau dengan kata lain connecting atau memberi pengawatan. 
 
 Gb. Single line diagram Rangkaian secara terpisah (dibagi 2)

            Gb.Single line diagram Rangkaian Secara Keseluruhan

Gb. Pengawatan Rangkaian secara terpisah (dibagi 2)

Gb. Pengawatan rangkaian tampak keseluruhan


Rangkaian pengunci 
Pada  gambar  single line diagram  maupun  gambar  pengawatan  diatas  terlihat adanya  rangkaian pengunci (latching). Tujuan  dari  rangkaian  pengunci  ini  adalah  apabila  input  yang tadinya  menutup  kemudian  telah  kembali  membuka  maka  relay akan  tetap  ON  (dalam  hal  ini  yang  dimaksud  input  adalah 
pushbutton NO). Gambar dibawah ini menunjukkan rangkaian pengunci. 

 Sesuai  dengan  sifat  dari  pushbutton  NO,  maka  kontaknya akan menutup/ mengalirkan  arus  listrik  ketika  ditekan,  dan  akan kembali  ke  posisi  membuka  (NO)  apabila  tombol  dilepaskan. 
Dengan  adanya  rangkaian  pengunci  seperti  gambar   tersebut diatas,  ketika  tombol  pushbutton  ditekan  relay  akan  menjadi bekerja  dan  akan  tetap    bekerja  meskipun  tombol  pushbutton dilepaskan.  Itu  bisa  terjadi  karena  kontak  pushbutton  diparalel dengan  kontak NO    relay, maka  ketika  pushbutton  ditekan  koil relay  menjadi  ter-energize,  semua  kontak  yang  ada  pada  relay tersebut berubah sifat, yang tadinya NO menjadi NC, yang tadinya NC  menjadi  NO.  Begitu  juga  dengan  kontak  NO  relay  yang 
diparalel  dengan  kontak  NO  pushbutton,  kontak  tersebut  akan selalu  mengalirkan  aliran  listrik  ke  koil  meskipun  tombol pushbutton  dilepaskan.  Kecepatan  aliran  listrik  lebih  cepat dibandingkan  dengan  kecepatan  tangan  melepaskan  tombol pushbutton,  inilah  yang  menyebabkan  rangkaian  listrik  tersebut 
dapat mengunci. 

Rangkaian reset 
Seperti  yang  telah  dibahas  sebelumnya,  bahwa  rangkaian pengunci  tidak  akan  off  apabila  tidak  adanya  switch  yang memutus aliran listrik ke rangkaian pengunci. Untuk tujuan itulah rangkain  reset  dibuat.  Dalam  rangkaian    sandi  5  digit menggunakan relay, apabila kita salah menekan kombinasi tombol 
maka  kita  dapat  menekan  tombol  reset  untuk  memasukkan kembali  kombinasi  angka  tombol  yang  baru.  Gambar  dibawah  ini  adalah  contoh  dari  rangkain  reset.
Gb. Rangkaian Reset

Rangkaian  kontrol  untuk  menentukan  kombinasi  tombol sandi 
Yang  paling  penting  dalam  pembuatan  rangkaian  sandi tersebut  adalah  rangkaian  kontrol  untuk  menentukan  kombinasi tombol. Kombinasi  tombol yang digunakan untuk menghidupkan 
output (lampu)  adalah   5-1-6-7-3 dari pilihan tombol 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10. Selain dari  susunan kombinasi  tombol  tersebut maka lampu tidak akan bisa menyala.  

Maka  logika  pemikiran  yang  pertama  adalah,  relay  selain angka  5-1-6-7-3  perakitannya  harus  di  NC-kan.  Seperti  yang terlihat pada gambar dibawah ini .





Gb. Single line diagram Rangkaian yang di NC kan.

Tujuan rangkaian NC tersebut adalah agar supaya ketika kita telah  menekan  kombinasi  tombol  yang  benar  kemudian  entah sengaja atau tidak sengaja menekan  lagi tombol diluar kombinasi angka yang telah ditetapkan, maka output rangkaian (lampu) akan mati. Contoh, ketika kita telah memasukkan kombinasi tombol 5-1-6-7-3 lalu kemudian kita masih menekan tombol 9, maka lampu yang  tadinya  sudah  menyala  akan  padam  kembali.  Hal  itu dimaksudkan  untuk  memperoleh  keakuratan  sandi  yang  telah dibuat, diluar dari kombinasi tombol yang telah ditetapkan output rangkaian (lampu) tidak akan menyala.

Logika  pemikiran  yang  selanjutnya  adalah  untuk mendapatkan  kombinasi  tombol  5-1-6-7-3  diperlukan  suatu rangkaian  berurutan.  Artinya  kontak  relay  nomor  1  baru  bisa mengeluarkan output apabila relay nomor 5 telah on, relay nomor 6  baru  bisa  mengeluarkan  output  apabila  relay  nomor  5  dan  1 telah on dan begitu seterusnya sampai urutan relay  terakhir yaitu relay  nomor  3.  Agar  didapat  suatu  rangkaian  berurutan  yang sistematis  tersebut  dibutuhkanlah  relay  bantu.  Gambar dibawah ini menunjukkan rangkaian yang dimaksud.
Gb. Single line diagram kontrol berurutan

Pada gambar rangkaian kontrol diatas dapat kita lihat, kontak NO relay digit pertama selalu  terhubung dengan kontak NC digit berikutnya. Contoh, kontak NO relay 5 tersambung dengan kontak NC relay 1 sebelum terhubung dengan koil relay bantu (relai 11). Hal  itu  dimaksudkan  supaya  kontak  NO  relay  5  dapat menghantarkan  listrik ke koil relay 11 apabila relay 1 belum  ter-energize (tombolnya belum ditekan).
Rangkaian  pengunci  pada  rangkaian  kontrol  berurutan tersebut  berfungsi  supaya  koil  relay  11  tetap  ter-energize meskipun kontak NC relay 1 telah membuka. Setelah relay 5 ter-energize,  relay  1  pun  harus  ter-energize  untuk  menghidupkan relay  12.  Begitu  seterusnya  sampai  ke  relay  bantu  14.  Setelah relay  14  ter-energize  baru  kemudian  kontak  NO  relay  3 menghantarkan listrik ke lampu (output rangkaian).

Foto rangkaian jadi tampak atas

Foto rangkaian jadi tampak bawah

Foto rangkaian jadi tampak samping






Copy right by : Teguh E S.



























»»  Baca Selengkapnya...

Jumat, 19 Oktober 2012

Motor Listrik (bag 2)

                                                Gb.Klasifikasi jenis utama motor listrik

Pada postingan yang terdahulu (Motor Listrik bag 1) kita telah membahas mengenai motor DC. Maka pada postingan kali ini kita akan membahas mengenai motor AC.


  • Motor AC
Motor AC atau motor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur
pada rentang waktu tertentu. Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan "rotor". Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor.

Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).


  • . Motor Sinkron


Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.

Gb. Motor Sinkron

Komponen utama motor sinkron adalah :
  •  Rotor. 
Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
  •  Stator.
 Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok.
Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003).

2. Motor Induksi
Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC.

Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar di bawah)
􀂃 Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:
- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel.     Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.
ô€‚ƒ Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat
Gb. Motor Induksi


  • Klasifikasi motor induksi

Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003):

ô€‚ƒ Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.

ô€‚ƒ Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.

  •  Kecepatan motor induksi

Motor induksi bekerja sebagai berikut. Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar.
Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/ slip ring motor”.

Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/geseran (Parekh,
2003):
  • Hubungan antara beban, kecepatan dan torque

Gambar 9 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang
sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003):
􀂃 Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torque yang rendah
(“pull-up torque”).
ô€‚ƒ Mencapai 80% kecepatan penuh, torque berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”)
dan arus mulai turun.
􀂃 Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torque dan stator turun ke nol.

                                  Gambar. Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC 3-Fase







Di kutip dari  : United Nations Environment Programme (UNEP)
                 www.energyefficiencyasia.org








»»  Baca Selengkapnya...

Dasar Perencanaan Pekerjaan Automation


Postingan  ini menguraikan tugas-tugas dasar yang terlibat dalam perencanaan sebuah proyek otomatisasi untuk (PLC). Berdasarkan contoh mengotomatisasi proses pencampuran industri, kita akan dipandu langkah demi langkah.

Ada banyak cara untuk merencanakan proyek otomatisasi, tetapi disini kita menggunakan satu contoh yaitu otomatisasi untuk mesin pencampur bahan. Prosedur dasar yang dapat Anda gunakan untuk setiap proyek diilustrasikan dalam gambar berikut.

  • Membagi proses ke dalam suatu task dan area
Sebuah proses otomasi terdiri dari sejumlah tugas individu (individual task). Dengan mengidentifikasi kelompok tugas terkait dalam proses dan kemudian mengelompokkan  ke dalam tugas yang lebih kecil, akan membuat menjadi lebih sederhana bahkan proses yang paling rumitpun dapat didefinisikan.

Contoh berikut adalah proses pencampuran industri dapat digunakan untuk menggambarkan bagaimana mengatur proses ke fungsional area dan tugas individu:

Setelah mendefinisikan proses yang akan dikendalikan, kemudian membagi proyek menjadi grup atau area yang terkait.

Masing masing kelompok dibagi menjadi tugas yang lebih kecil, pembagian tugas tugas itu diperlukan agar supaya proses tidak terlihat terlalu  rumit.

Dalam contoh  proses pencampuran industri kita dapat mengidentifikasi empat bidang yang berbeda (lihat tabel di bawah). Dalam contoh ini, daerah (area) untuk ingredients A berisi peralatan yang sama dengan daerah untuk ingredients B.


  • Mendeskripsikan Fungsi dari masing masing Area
Seperti yang disebutkan  di masing-masing area dan tugas dalam proses, Anda tidak hanya mendefinisikan operasi masing-masing area, tetapi juga berbagai elemen yang mengendalikan area tersebut termasuk:

           1.Listrik, mekanik, dan  input dan output logic untuk setiap tugas

           2. Interlocks dan dependensi antara tugas individu.

Proses blending sampel industri menggunakan pompa, motor, dan valve. Ini harus dijelaskan secara tepat untuk mengidentifikasi karakteristik operasi dan jenis Interlocks yang diperlukan selama operasi. Tabel berikut ini memberikan contoh deskripsi dari peralatan yang digunakan dalam proses pencampuran industri. (tabel sengaja di tampilkan dalam bentuk aslinya yaitu bahasa inggris supaya tidak terjadi perbedaan makna  yang di maksud-penulis).






  • Membuat Daftar IO
Setelah menulis deskripsi fisik setiap perangkat yang akan dikendalikan, tahap selanjutnya yaitu membuat daftar input dan output untuk setiap perangkat atau task area.
Diagram ini berhubungan dengan logic block yang akan di program.

  • Membuat diagram IO untuk Motor
Dua feed pump dan satu agitator digunakan untuk contoh proses pencampuran industri. Setiap motor dikendalikan oleh "blok motor" sendiri yang sama untuk semua tiga perangkat motor. Blok ini membutuhkan enam input: dua untuk start atau stop motor, satu untuk mereset tampilan pemeliharaan (maintenance), satu untuk sinyal respon motor (feed back motor run atau tidak), satu untuk timer sinyal respon yang harus diterima, dan satu untuk jumlah timer yang digunakan untuk pewaktu.

Blok logika juga memerlukan empat output: dua untuk menunjukkan status pengoperasian motor, satu untuk menunjukkan kesalahan (error), dan satu untuk menunjukkan bahwa motor memerlukan untuk di maintain.

Sebuah in / out juga diperlukan untuk mengaktifkan motor. Hal ini digunakan untuk mengendalikan motor tetapi pada saat yang sama juga untuk edit dan memodifikasi  program  "blok motor."



  • Membuat diagram IO untuk valves
Setiap valve dikendalikan oleh  "blok valve" nya sendiri yang sama untuk semua valve  yang digunakan. Blok logika memiliki dua masukan: satu untuk membuka valve dan satu untuk menutup valve. Di samping itu juga memiliki dua output: satu untuk menunjukkan bahwa valve telah terbuka dan yang lain untuk menunjukkan bahwa valve telah tertutup.

Blok ini memiliki in / out untuk mengaktifkan valve. Hal ini digunakan untuk mengontrol valve tetapi pada saat yang sama juga untuk edit dan modifikasi  program "blok valve."

  •  Menggambarkan Tampilan Operator yang di Perlukan
Setiap proses membutuhkan antarmuka operator yang memungkinkan  seseorang mengendalikan dalam proses. Bagian dari spesifikasi desain meliputi desain konsol operator.

Konsol juga termasuk lampu indikator untuk perangkat yang memerlukan maintenance dan emergency stop supaya proses tersebut dapat segera dihentikan. Konsol juga memiliki tombol reset untuk pemeliharaan tiga motor. 

  • Membuat Diagram Konfigurasi
Setelah Anda telah mendokumentasikan persyaratan desain, maka Anda harus menentukan jenis peralatan kontrol yang dibutuhkan untuk proyek tersebut.

Dengan menentukan modul yang akan  di gunakan, Anda juga menentukan struktur pengontrol yang dapat diprogram. Buat diagram konfigurasi menentukan aspek-aspek berikut:

Jenis CPU

Jumlah dan jenis I / O modul

Konfigurasi input dan output fisik

Gambar berikut mengilustrasikan contoh dari konfigurasi S7 untuk proses pencampuran industri.









Di kutip dari  : Instruction PLC Siemens
Translated by  : Teguh E S.
                 (dengan editan seperlunya tanpa mengurangi makna dan isi) 












»»  Baca Selengkapnya...

Kamis, 18 Oktober 2012

Kapasitor Daya

           Kapasitor daya merupakan suatu peralatan yang amat sederhana yaitu suatu peralatan yang terdiri dari dua pelat metal yang dipisahkan oleh dielektrik (bahan isolasi). Adapun bagian dari kapasitor daya yaitu kertas, foil dan cairan yang telah diimpregnasi, tidak ada bagian yang bergerak akan tetapi terdapat gaya yang bekerja sebagai fungsi dari medan listrik. Sistem penghantar biasanya terbuat dari aluminium murni atau semprotan logam. Sistem dielektriknya dapat dibuat dari kertas atau plastik dengan cairan perekat [1]. Besarnya energi atau beban listrik yang dipakai ditentukan oleh reaktansi (R), induktansi (L) dan capasitansi (C).
        Besarnya pemakaian energi listrik itu disebabkan karena banyak dan beraneka ragam peralatan (beban) listrik yang digunakan. Sedangkan beban listrik yang digunakan umumnya bersifat induktif dan kapasitif. Di mana beban induktif (positif) membutuhkan daya reaktif seperti trafo pada rectifier, motor induksi (AC) dan lampu TL, sedang beban kapasitif (negatif) mengeluarkan daya reaktif. Daya reaktif itu merupakan daya tidak berguna sehingga tidak dapat dirubah menjadi tenaga akan tetapi diperlukan untuk proses transmisi energi listrik pada beban. Jadi yang menyebabkan pemborosan energi listrik adalah banyaknya peralatan yang bersifat induktif. Berarti dalam menggunakan energi listrik ternyata pelanggan tidak hanya dibebani oleh daya aktif (kW) saja tetapi juga daya reaktif (kVAR). Penjumlahan kedua daya itu akan menghasilkan daya nyata yang merupakan daya yang disuplai oleh PLN [2].
Gb. segitiga daya

Dari Gambar di atas diperoleh bahwa perbandingan daya aktif (kW) dengan daya nyata (kVA)
dapat didefinisikan sebagai faktor daya (pf) atau Cos Ø.

Cos Ø = pf = P (kW) / S (kVA) (1)
P (kW) = S (kVA) . Cos Ø (2)

     Seperti kita ketahui bahwa harga Cos Ø adalah mulai dari 0 s/d 1. Berarti kondisi terbaik yaitu pada saat
harga P (kW) maksimum [ P (kW)=S (kVA) ] atau harga Cos Ø = 1 dan ini disebut juga dengan Cos Ø yang terbaik. Namun dalam kenyataannya harga Cos Ø yang ditentukan oleh PLN sebagai pihak yang mensuplai daya adalah sebesar 0,8. Jadi untuk harga Cos Ø < 0,8 berarti pf dikatakan jelek. Jika pf pelanggan jelek (rendah) maka kapasitas daya aktif (kW) yang dapat digunakan pelanggan akan berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan semakin menurunnya pf sistem kelistrikan pelanggan.
    Akibat menurunnya pf itu maka akan muncul beberapa persoalan sebagai berikut :
          a. Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi-rugi.
          b. Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR.
          c. Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan.

    Untuk memperbesar harga Cos Ø (pf) yang rendah hal yang mudah dilakukan adalah memperkecil sudut Ø sehingga menjadi Ø1 berarti Ø >Ø1. Sedang untuk memperkecil sudut Ø itu hal yang mungkin dilakukan
adalah memperkecil komponen daya reaktif (kVAR). Berarti komponen daya reaktif yang ada bersifat induktif harus dikurangi dan pengurangan itu bisa dilakukan dengan menambah suatu sumber daya reaktif yaitu berupa kapasitor. Proses pengurangan itu bisa terjadi karena kedua beban (induktor dan kapasitor) arahnya berlawanan akibatnya daya reaktif menjadi kecil. Bila daya reaktif menjadi kecil sementara daya aktif tetap maka harga pf menjadi besar akibatnya daya nyata (kVA) menjadi kecil sehingga rekening listrik menjadi berkurang.
Keuntungan lain mengecilnya daya reaktif adalah :
          • Mengurangi rugi-rugi daya pada sistem.
          • Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat

Proses Kerja Kapasitor
       Kapasitor yang akan digunakan untuk meperbesar pf dipasang paralel dengan rangkaian beban. Bila
rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan mengalir masuk ke kapasitor. Pada saat kapasitor penuh
dengan muatan elektron maka tegangan akan berubah. Kemudian elektron akan ke luar dari kapasitor dan
mengalir ke dalam rangkaian yang memerlukannya dengan demikian pada saat itu kapasitor membangkitkan
daya reaktif. Bila tegangan yang berubah itu kembali normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada saat kapasitor mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai daya reaktif ke beban. Keran beban bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-) akibatnya daya reaktif yang berlaku menjadi kecil [2].

     Rugi-rugi daya sebelum dipasang kapasitor :
Rugi daya aktif = I2 R Watt (3)
Rugi daya reaktif = I2 x VAR (4)



    Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor :
Rugi daya aktif = (I2 – Ic2) R Watt (5)
Rugi daya reaktif = (I2 – Ic2) x VAR (6)

Pemasangan kapasitor
     Kapasitor yang akan digunakan untuk memperkecil atau memperbaiki pf penempatannya ada
dua cara :
                   1. Terpusat kapasitor ditempatkan pada:
                                     a. Sisi primer dan sekunder transformator
                                     b. Pada bus pusat pengontrol
                   2. Cara terbatas kapasitor ditempatkan
                                     a. Feeder kecil
                                     b. Pada rangkaian cabang
                                     c. Langsung pada beban

Perawatan Kapasitor
       Kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki pf supaya tahan lama tentunya harus dirawat secara teratur. Dalam perawatan itu perhatian harus dilakukan pada tempat yang lembab yang tidak terlindungi dari debu dan kotoran. Sebelum melakukan pemeriksaan pastikan bahwa kapasitor tidak terhubung lagi dengan sumber. Kemudian karena kapasitor ini masih mengandung muatan berarti masih ada arus/tegangan listrik maka kapasitor itu harus dihubung singkatkan supaya muatannya hilang.
Adapun jenis pemeriksaan yang harus dilakukan meliputi :
1. Pemeriksaan kebocoran
2. Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor
3. Pemeriksaan isolator






Di kutip dari : Jurnal Rekayasa Elektrika FT. Univ Syiah Kuala Banda Aceh
Karangan oleh : Suriadi, Syahrizal dan Ronny Chandra









»»  Baca Selengkapnya...

Rabu, 17 Oktober 2012

Mengenal S7-200 Micro PLC


S7-200 adalah  mikro-programmable logic controller (PLC Micro) yang dapat mengontrol berbagai aplikasi otomasi. Gambar di bawah menunjukkan Micro PLC S7-200 tersebut. Sebuah desain yang kompak, dapat diupgrade, biaya murah, dan seperangkat instruksi yang powerful dari  Micro PLC S7-200 menjadikannya solusi sempurna untuk mengendalikan aplikasi kecil. Selain itu, berbagai macam ukuran CPU dan tegangan menyediakan Anda  fleksibilitas yang Anda butuhkan untuk memecahkan masalah otomatisasi Anda.
Gb. Micro PLC S7-200

Gambar di bawah memperlihatkan sistem Micro PLC S7-200, termasuk sebuah CPU S7-200, sebuah komputer, STEP 7-Micro/WIN programming software dan sebuah kabel komunikasi. Supaya dapat terhubung ke komputer, kamu harus menyediakan salah satu perangkat sebagai berikut :

1. PC/ PPI Kabel
2. Communications processor (CP) card dan kabel MPI (multi point interface)
3. MPI card. Sebuah kabel communications yang di lengkapi dengan MPI card.

  • Komponen Micro PLC S7-200
Sebuah micro PLC S7-200 terdiri dari  CPU sendirian atau dengan berbagai pilihan expansion module
Modul CPU S7-200  menggabungkan central processing unit (CPU), power supply, dan diskrit I / O poin menjadi satu perangkat kompak yang berdiri sendiri.

CPU (central processing unit)
  1. CPU mengeksekusi program dan menyimpan data untuk mengendalikan tugas otomatisasi atau
       proses.
  2. Catu daya menyediakan daya listrik untuk unit dasar dan untuk ekspansi setiap
       modul yang terhubung.
  3. Input dan output poin sistem kontrol: input memantau sinyal dari perangkat yang ada di lapangan (seperti                    
       sensor dan switch), dan  pengendalian output pompa, motor, atau perangkat lain.
   4.Port komunikasi memungkinkan Anda untuk menghubungkan CPU ke perangkat pemrograman atau
      perangkat lain. Beberapa CPU S7-200 memiliki dua port komunikasi.
  5. Lampu status memberikan informasi visual tentang modus CPU (RUN atau STOP), arus
      keadaan lokal I / O, dan indikator pendeteksi error jika terjadi kesalahan (error).

Gambar dibawah memperlihatkan perbedaan beberapa modul CPU PLC S7-200

Gb. CPU type 212

Gb. CPU type 214

Gb. CPU type 215 dan 216

Expansion Module
Modul CPU S7-200 menyediakan sejumlah lokal I / O. Penambahan ekspansi modul menyediakan tambahan I/ O. Seperti ditunjukkan dalam Gambar di bawah, ekspansi modul dilengkapi dengan konektor bus untuk menghubungkan ke basic unit.

Gb. CPU dengan expansion module



  • Wiring instalasi dengan tegangan AC
Berikut ini pedoman umum  untuk instalasi peng kabelan dengan tegangan AC. Lihat Gambar di bawah :
 1. Menyediakan saklar tunggal (1) yang memutus daya dari CPU, inputan dan semua output (beban) sirkuit.
 2. Menyediakan perangkat overcurrent (2) untuk melindungi pasokan daya CPU,  dan poin I/ O. Anda juga                                   
     dapat menambahkan fuse pada setiap titik keluaran untuk proteksi yang lebih tinggi.
     Proteksi eksternal overcurrent untuk inputan tidak diperlukan bila Anda menggunakan  supply 24 VDC
      (3) dari PLC Micro.
 3. Menghubungkan semua terminal S7-200 ke tanah (ground) terdekat  (4) untuk  menyediakan
      tingkat tertinggi kekebalan noise. Dianjurkan agar semua terminal ground terhubung ke satu titik.                                       

      gunakan kabel 14 AWG atau 1,5 mm2  untuk pengkabelan  ini.
 4. Supply DC dari basic unit dpt digunakan untuk inputan (5), ekspansi input (6), dan ekspansi coil relay (7)





Gb. wiring dengan tegangan 220 VAC

  • Wiring instalasi dengan tegangan DC

Untuk sistem teorinya tidak jauh berbeda dengan wiring instalasi AC di atas, yang membedakan adalah sumber tegangannya. Untuk lebih jelasnya dapat di lihat gambar di bawah ini : 
Gb. wiring dengan tegangan DC













Dikutip dari  : Instruction manual PLC Siemens S7-200
Translated by : Teguh E S. 
                (Dengan di edit seperlunya tanpa mengurangi makna dan isi)


»»  Baca Selengkapnya...

Motor Stepper



Prinsip kerja motor DC stepper sama dengan motor DC magnet permanent, yaitu pembangkitan medan magnet untuk memperoleh gaya tarik ataupun gaya lawan dengan menggunakan catu tegangan DC pada
lilitan / kumparannya. Motor DC magnet permanent menggunakan gaya lawan untuk menolak atau mendorong fisik kutub magnet yang dihasilkan, sedangkan pada motor DC stepper menggunakan gaya tarik
untuk menarik fisik kutub magnet yang berlawanan sedekat mungkin ke posisi kutub magnet yang dihasilkan oleh kumparan. Gerakan motor DC stepper terkendali, karena begitu kutub yang berlawanan tadi sudah tarik menarik dalam posisi yang paling dekat, gerakan akan terhenti dan di rem.


Lihat 2 gambar di bawah , jika kumparan mendapat tegangan dengan analogi mendapat logika “1”, maka akan dibangkitkan kutub magnet yang berlawanandengan kutub magnet tetap pada rotor. Sehingga posisi kutub magnet rotor akan ditarik mendekati lilitan yang menghasilkan kutub magnet berlawanan tadi. Jika langkah berikutnya, lilitan yang bersebelahan diberi tegangan, sedang catu tegangan pada lilitan sebelumnya dilepas, maka kutub magnet tetap pada rotor itu akan berpindah posisi menuju kutub magnet lilitan yang dihasilkan. Berarti telah terjadi gerakan 1 step. Jika langkah ini diulang terus- menerus, dengan memberikan tegangan secara bergantian ke lilitan-lilitan yang bersebelahan, maka rotor akan berputar.

Gb. prinsip kerja motor stepper untuk gerakan full step

Gb. prinsip kerja motor stepper untuk gerakan hal step


Logika perputaran rotor tersebut dapat dianalogikan secara langsung dengan data 0 atau 1 yang diberikan secara serentak terhadap semua lilitan stator motor. Hal ini sangat memudahkan bagi system designer dalam hal merancang putaran-putaran motor DC stepper secara bebas dengan mengatur bit-bit pada data yang dikirimkan ke rangkaian interface motor DC stepper tersebut.
Untuk motor DC stepper 4 fasa pada prinsipnya ada dua macam cara kerja , yaitu full step dan half step. Lihat table di bawah. Penjabaran formasi logika dalam table ini adalah untuk mewakili putaran penuh 360 deg relatif terhadap fasa dari motor. Motor DC stepper yang ada di pasaran sebagian besar melipatgandakan jumlah kutub magnet kumparannya dengan memperbanyak kumparan stator sejenis melingkar berurutan dalam konfigurasi penuh 360 deg riil terhadap poros rotor (dengan jumlah fasa tetap). Kondisi ini dilakukan untuk memperoleh efek riil putaran satu step yang lebih presisi, misalnya
3,6 deg / step atau 1,8 deg / step.


Gb. Formasi tegangan/ logika pada motor stepper

Untuk memperoleh efek cengkeraman yang lebih kuat, modus data yang diberikan pada mode full wave dapat dimanipulasi dengan memberikan double active bits pada setiap formasi (lihat tale di bawah).
Dengan cara ini torsi yang dihasilkan akan lebih besar. Namun demikian, penggunaan arus akan berlipat dua karena dalam satu saat yang bersamaan dua lilitanmendapatkan arus kemudi. Dalam aplikasinya,
sumber daya yang tersedia perlu diperhatikan.


Pada full step, suatu titik pada sebuah kutub magnet di rotor akan kembali mendapat tarikan medan magnet stator pada lilitan yang sama setelah step ke 4. berikutnya dapat diberikan lagi mulai dari step ke 1.
Untuk half step, setiap kutub magnet pada rotor akan kembali mendapatkan tarikan dari medan magnet lilitan yang sama setelah step ke 8. Berikutnya kembali mulai dari step 1.

Dengan melihat bahwa pergerakan motor DC stepper adalah berdasarkan perubahan logika pada input lilitan-lilitannya maka menjadi mudah bagi programmer untuk mengubah-ubah arah gerakan dan
kedudukan rotor pada posisi yang akurat. Hal ini salah satu keuntungan dari penggunaan motor DC stepper. Agar dapat membuat gerakan yang lebih presisi, biasanya jumlah batang magnet di rotor diperbanyak dan
lilitan dibuat berpasang-pasangan sesuai dengan posisi kutub magnet rotor. Cara lain adalah dengan menggunakan system gear pada poros rotor tanpa mengubah karakteristik motor DC steppernya.








Di kutip dari : Buku Dasar Automasi II, Karangan Agus Putranto, dkk.





»»  Baca Selengkapnya...