Universitas Negri Malang

Rabu, 30 April 2014

Perancangan Rangkaian Sistem Kendali Ketinggian Air Loop Tertutup

Hai sahabat blogger ...
Kali ini saya akan memposting  perancangan miniatur dari sistem kontrol ketinggian air...
Kira-kira seperti apa ya desain rangkaian elektronika sampai mekaniknya ??
Oke langsung aja Check it Out .... !!!

1. STEP 1
Okey
Pertama-tama agar sahabat  paham tentang dasar kerja dari sistem kendali mari kita pahami pengertian dari Sistem Kendali/kontrol itu Sendiri...
Sistem memiliki pengertian suatu objek (katakanlah objek) yang memiliki atau terdiri dari suatu komponen-komponen dimana komponen ini memiliki suatu fungsi tertentu, sehingga seluruh komponen tersebut bekerja sama untuk mencapai tujuan tertentu.
Sedangkan pengertian dari sistem kontrol/kendali adalah sebuah sistem dimana komponen-komponen tersebut dihubungkan sedemikian rupa sehingga membentuk sebuah konfigurasi sistem untuk mendapatkan tanggapan yang diinginkan.
Pada Project ini tentu sangat dianjurkan bagi sahabat blogger untuk mengerti rangkaian-rangkaian elektronika yang nantinya akan dihubungkan menjadi suatu sistem yang bekerja untuk satu tujuan tertentu.
2. STEP 2
Lanjut kelangkah berikutnya...
Setelah mengerti apa itu sistem kendali, kita langsung menuju ke rangkaian elektronika yang akan digunakan untuk membangun miniatur kendali ketinggian air ini.
Pada project ini kita akan menggunakan 3 rangkaian elektronika yaitu :
a. Rangkaian Summing Amplifier
Rangkaian Summing amplifier adalah rangkaian yang terdiri dari beberapa buah resistor dan sebuah IC Op-Amp (operasional amplifier) dimana komponen-komponen ini akan disusun atau digabung menjadi suatu sistem yang memiliki fungsi tertentu. Fungsi dari Summing Amplifier ini adalah sebagai penjumlah tegangan dari sensor pada tandon air yang akan kita atur ketinggian airnya nanti.
 IC Op-amp yang biasa dipakai pada Summing Amplifier ini sendiri adalah tipe IC LM741 dimana konfigurasi kaki/pin nya adalah pada gambar dibawah ini

                                                     Gambar Rangkaian Summing Amp

b. Rangkaian Komparator
Rangkaian Komparator adalah rangkaian elektronika yang terdiri dari potensiometer atau variable resistor dan sebuah IC Op-amp tipe LM324. rangkaian ini memiliki fungsi untuk membandingkan tegangan yang masuk pada kaki inverting (-) dan yang masuk pada kaki non inverting (+). Ketika masukan input pada kaki non inverting bernilai lebih besar dari input pada kaki inverting maka logika atau output dari gerbang op-amp adalah HIGH (1) dan sebaliknya jika inputan tegangan pada kaki inverting (-) lebih besar daripada kaki non-inverting maka logika output dari gerbang Op-amp adalah LOW (0).

                                                       Gambar konfigurasi LM324
c. Rangkaian Driver Motor
Rangkaian elektronika Driver motor ini adalah rangkaian yang berfungsi untuk pemggerak motor DC ke arah CW (Clock Wise) dan CCW (Counter Clock Wise). Pada rangkaian ini terdiri dari komponen Transistor dan resistor. Transistor yang digunakan adalah transistor NPN BD139 dan resistor 560 Ohm. Kerja motor driver ini menggunakan prinsip Transistor sebagai saklar. Ketika Basis pada transistor mendapatkan tegangan High maka arus akan mengalir dari colector ke emitor sebalikya jika kaki basis transistor tidak mendapatkan input High maka aliran arus dari colector menuju emitor akan terhambat/terputus.
Oke pada step sebelumnya sudah dijelaskan rangkaian elektronika yang kita butuhkan untuk membuat miniatur kendali ketinggian air. Mungkin para sahabat Blogger ada yang kurang paham dan bertanya "bagaimanakah nanti ketiga sistem rangkaian tersebut bisa mengatur ketinggian air ?"
Sebelum melangkah ke Step Selanjutnya ada baiknya saya paparkan bagaimana kerja ketiga rangkaian elektronika ini dalam mengatur ketinggian air. Pertama-tama dimulai dari rangkaian komparator yang membandingkan tegangan yang diatur oleh potensio dengan tegangan yang dideteksi oleh summing amplifier. Ketika Tegangan potensiometer lebih besar dari tegangan summing amplifier maka komparator Gerbang 1 (Salah satu gerbang) akan berlogika satu dan sinyal dari komparator tersebut akan di teruskan ke rangkaian driver motor sehingga driver motor ini akan berputar (CCW atau CW sesuai seting anda). Ketika motor berputar kita akan mendesain putaran motor tersebut akan membuka keran (valve) sehingga air mengalir ke tandon ke 2 (tandon yang akan diatur ketinggian airnya). Ketika air pada tandon ke dua mengenai plat sensor dari rangkaian summing amplifer Maka tegangan dari tembaga yang bertegangan VCC akan mengalirkan tegangan tersebut ke rangkaian penjumlah tegangan (summing amp) sehingga tegangan output dari summing amplifier ini berubah. Tegangan dari output summing amplifer ini akan diteruskan ke kaki komparator sehingga akan dibandingkan lagi besar tegangan dari summing ini dengan tegangan pada potensiometer. Ketika tegangan dari summing amp lebih besar dari tegangan yang diatur oleh potensio maka logika komparator akan berubah sehingga putaran motor driver juga berubah menutup valve. sehingga air akan dikendalikan pada ketinggian tertentu. Seperti itulah singkat penjelasan dari cara kerja ke tiga sistem ini.



Lalu Seperti apakah kira-kira bentuk fisik jadi nya miniatur sistem kendali ini ?
Tenang Sahabat Blogger , tentang desain mekanik nya sangat simpel karena menggunakan barang-barang bekas yang mungkin bisa kita temukan disekitar kita.
Untuk saat ini saya hanya membahas rangkaian elektronikanya,...
Tentang desain dari miniatur ini silakan sahabat membaca tulisan saya tentang "Desain Fisik Sistem kendali Ketinggian air "

Semoga tulisan saya bermanfaat bagi para web browser ...
apabila ada kritik dan saran silahkan anda post komentar ...
Terimakasih :)