Potensiometer
Merupakan sebuah resistor (tahanan) yang didalamnya terdapat kontak geser. Kontak geser tersebut digunakan sebagai pengatur tahanan misalnya dari nol hingga harga maksimum dalam servomekanis posisi potensiometer berfungsi untuk merubah posisi mekanis menjadi elektris, gerakan kontak geser dipengaruhi oleh putaran poros. Dapat dianggap bahwa masukan system adalah posisi poros acuan dan keluaran system adalah posisi poros keluaran.
r: perpindahan sudut poros acuan(radian)
c: perpindahan sudut poros keluaran
Untuk kontak geser berada di F tahanan berharga nol dan jika kontak geser berada di S tahanan maksimum.
Asumsikan potensiometer linier (tahanan persatuan panjang konstan)
Maka:
R/R_T =Ѳ/Ѳ_T
Ѳ=perpindahan sudut poros motor (radian)
Untuk arus di kontak geser = nol (tanpa beban)
Maka:
E_0/E_i =R/R_T =Ѳ/Ѳ_T
E_0=[Ѳ/Ѳ_T ] E_i
Resolusi (%) = [100/N] %
N= jumlah lilitan kawat
Jika arus di kontak geser ada(lilitan)
E_0/E_i =α/(1+α(1-α)R_p/R_l )
α= factor pembagi
R_l=beban
Resolver
Merupakan sebuah transduser yang umum digunakan dalam bidang navigasi, radar. Dalam hal ini perhitungan dalam bentuk trigonometri.
Pada dasarnya resolver menghasilkan keluaran listrik dalam bentuk fungsi trigonometri dari suatu sudut masukkan.
Contoh: induction resolver
LVDT (Linear Variable Differential Transformer)
Transduser ini digunakan untuk mengukur posisi. LVDT terdiri dari kumparan primer dan sekunder, dan kumparan ini dililitkan pada suatu tabug non magnetic (missal:aluminium). Di dalam tabung dapat digerakkan sebuah batang magnetic yang berhubungan ke posisi yang diukur.
Inductosyn
Transduser ini digunakan untuk mengukur posisi. Inductosyn merupakan bentuk linier dari resolver yang digunakan untuk mengukur posisi
Tachometer
Digunakan untuk mengukur putaran.
Contoh: tachometer arus bolak balik : Drag-Up tachometer
Accelerometer
Digunakan untuk mengukur percepatan dengan cara tidak langsung. Yang diukurnya adalah gaya yang diperlukan untuk mempercepat suatu massa tertentu.
Jenis-jenis accelerometer
Strain-gage accelerometer
Jenis ini dapat diekritasi dengan tegangan searah atau tegangan bolak-balik. Resolusi dari jenis ini adalah kontinu dan dapat mengukur gejala stritis dan dinamis.
Tipe potensiometer
Jenis ini menghasilkan tegangan keluaran yang besar sehingga tidak diperlukan penguatan, yang diperlukan hanya penyesuaian impedansi
Tiper Piezoeliktris (sensor)
Jenis ini banyak digunakan untuk mengukur getaran/frekuensi tinggi dan kejutan
Kelemahan dari tipe ini sangat tanggap terhadap kejutan-kejutan tinggi sehingga bias menimbulkan aplikasi pada tingkat tinggi yang dapat menimbulkan over voltage yang dapat menyebabkan data menjadi hilang pada saat itu.
Tipe inductif
Digunakan untuk mengukur kecepatan statis dan dinamis.
Strain-gage (regangan)
Digunakan untuk mengukur kondisi gaya atau beban dalam alat mesin, pipa,struktur dsb. Yang paling umum digunakan adalah resistance strain-gage yang terdiri dari sebuah serabut kawat halus (diameter dalam mils).
Strain-gage dalam penggunaannya ditempelkan pada permukaan yang akan di uji pada titik dimana tegangan geser (stress) diukur. Jika permukaan tersebut diregang oleh sebuah gaya, maka kawat strain-gage akan di regang dengan gaya yang sama kwalitas strain-gage dinyatakan oleh “gage factor”.
G=(ΔR⁄R)/(ΔL⁄L)
G : gage factor
ΔR∶perubahan tahanan
ΔL∶perubahan panjang
Factor G = 2 – 5
Thermometer resistif
Digunakan untuk mengukur termperatur perubahan termperatur dilihat berdasarkan perubahan nilai tahanan listrik dari sebuah logam (nikel, platima).
Termohopel
Digunakan untuk mengukur temperature berdasarkan perubahan temperature menjadi sinyal listrik.
Bekerja berdasarkan tegangan listrik yang dibangkitkan pada titik sambung dua buah logam yang tidak sama.
Tegangan termohopel diukur galvanometer.
Pengukuran
Pengukuran memegang peranan penting dalam sistem control. Informasi dari pengukuran akan menentukan aksi pengontrolan.
Sensor/transduser
Sensor : berhubungan langsung pada yang di ukur
Transduser : mengubah besaran fisis yang di ukur menjadi besaran fisis lain
Error Detektor
Ada transduser yang dilengkapi error detector
Error detector : mengukur kesalahan antara keluaran yang sebenarnya dengan yang diiginkan.
Power actuator (element control akhir)
Mengontrol energy ke system yang di control (motor listrik, katup, silinder hidrolik)
Mampy menggerakkan beban ke suatu harga yang diingikan.
Dalam system control jenis yang banyak digunakan
Roda gigi (gears)
Control valve (aliran fluida)
Amplifier
Ditempatkan diantara error detector dan keluaran. Dibutuhkan karena daya dari error detector kecil maka perlu dikuatkan.
Jenisnya:
Power amplifier (penguat daya)
Voltage amplifier (penguat tegangan)
Dalam system control jenis yang banyak digunakan:
Op-amp
Penjumlah (addition, summing)
Power amplifier
Transduser
Jenis :
Potensiometer (mengubah posisi mekanis menjadi sinyal-listrik).
Resolver (digunakan dalam bidag navigasi , radar)
Transduser mengukur posisi linier (mengukur pergeseran atau posisi)
Jenis:
LVDT (Linear Variable Differential transformer) pengukur posisi < 0,001 inci
Inductosyn (pengukur posisi)
Tachometer (menguat putaran)
Accelerometer (penguat percepatan)
Jenis:
Train-gage accelerometer (penguat gejala statis dan dinamis).
Type potensiometer (pergeseran farce summing member).
Type piezoelektis (penguat getaran frek tinggi dan shock/kejuatan)
Type inductif (penguat kecepatan statis dan dinamis)
Strain-gage (penguat kondisi gaya atau beban dalam alat-alat mesin, pipa, struktur)
Thermometer resistif (pengukur temperature)
Thermokopel (penguat temperature)
Sesuai fungsi pengontrolan secara menyeluruh, komponen system control dapat dibagi dalam 4 kelompok.
Gain ( amplifier)
Power amplifier = karena daya dari error detector kecil penempatan antara error detector dengan output.
Voltage amplifier (op amp)
Power Actuator (final control Element) : Bisa dengan
Motor listrik, Katup pengontrol, Pompa, Silinder hydraulic
Ke- 4 element tersebut harus mampu menggerakkan plant ke suatu harga yang diinginkan.
Sensor / transduser
Mengubah besaran fisis menjadi besaran listrik, missal:
Tekanan ke besaran listrik, Temperature ke besaran listrik, Flow ke besaran listrik
Posisi ke besaran listrik
Error Detektor
Beberapa transduser ada yang dilengkapi dengan error detector
Pembuatan model sistem control berbasis:
Diagram Blok
Signal flow graf (grafik aliran isyarat)
Persamaan matematis (hubungan matematis antara variable)
Komponen dan pemodelan system dengan diagram blok
Diagram blok adalah ringkasan, pernyataan grafis dari sebuah system fisik yang menggambarkan hubungan fungsional diantara komponen system.
Diagram blok terdiri dari :
Suatu konfigurasi 4 jenis element yang khusus: Blok, Titik penjumlahan, Titik lepas, Panah (aliran sinyal satu arah)
Model (konfigurasi) suatu system control berumpan balik
G1 , G2 dan H = fungsi transfer dari komponen-komponen
Contoh:
G_1=M/E atau M=G_1 E
Diagram blok
Blok dengan kaskade (seri)
Blok dengan kononik
