Tuliskan :
Nama : ………….
Kelas : ………………..
No. Absen : …………………..
Petunjuk :
kerjakan tugas ini , dan ketikkan di kolom komentar di bawah.
a. Limit Switch
Limit switch adalah suatu jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi gerakan dari bagian mesin yang menyentuh roller atau tuas dari limit switch tersebut sehingga kontak-kontak yang ada pada bagian dalamnya ikut bekerja. Kontak-kontak tersebut dihubungkan ke rangkaian kontrol elektropneumatik.
Gambar Limit Switch Elektronik
Apabila suatu bagian mesin menyentuh roller atau tuas dari limit switch maka limit switch tersebut akan mengeluarkan sinyal elektrik untuk mengendalikan suatu sistem. Limit switch ini biasa digunakan untuk memutuskan atau menyambungkan aliran arus pada rangkaian kontrol elektronik. Konstruksi dari limit switch dapat dilihat pada gambar berikut
Gambar Konstruksi Limit Switch
Kondisi limit switch tidak aktif (tuas rol tidak tertekan) kontak NO terbuka dan kontak NC tertutup. Jika rol tertekan dengan tekanan lebih besar daripada gaya pegas penahan tekanan, maka pengungkit menarik plat penghubung kontak ke atas sehingga kontak NO menjadi tertutup dan kontak NC menjadi terbuka. Bila tekanan pada rol hilang, maka pegas penahan tekanan kembali ke posisi semula dan pegas penahan kontak menekan plat penghubung kontak ke bawah sehingga posisi kontak kembali seperti semula. Cara kerja limit switch dapat dilihat pada gambar berikut.
Posisi tidak aktif (tuas rol tidak tertekan)
Posisi aktif (tuas rol tertekan)
gambar cara kerja limit switch
Sensor proximity berbeda dengan limit switch, sensor proximity bekerja tanpa kontak langsung dengan objeknya dan tanpa gerakan mekanik. Sehingga sakelar tersebut bisa bertahan lebih lama dan kinerjanya sangat handal. Jenis sakelar proksimitas dibedakan sebagai berikut.
1) Red Switch
Red switch adalah sakelar proksimitas yang bekerja secara kemagnetan, terdiri dari dua kontak yang diletakan di dalam tabung gelas berisi gas. Medan magnet yang menyebabkan kedua kontak tersebut terhubung sehingga dapat mengalirkan arus listrik.
2) Proximity Switch Inductif
Sensor proximity inductif terdiri dari oscilator (1), frekuensi modulasi (2) dan amplifier (3). Bila sumber tegangan dihubungkan, oscilator tersebut membangkitkan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi tinggi yang terinduksi di depan sensor. Sensor proximity inductif dapat digunakan untuk mendeteksi objek logam.
3) Proximity Switch Capasitif
Sensor proximity capacitif sama dengan Sensor proximity inductif terdiri dari osilator (1), frekuensi modulasi (2) dan amplifier (3). Bila sumber tegangan dihubungkan, oscilator RC tersebut membangkitkan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi tinggi yang terinduksi di depan sensor. Sensor proximity inductif dapat digunakan untuk mendeteksi objek non logam.
4) Proximity Switch Optic
Sensor proximity optic memanfaatkan sarana optik dan elektronik untuk mendeteksi suatu objek menggunakan cahaya inframerah. Light Emiting Diode (LED) digunakan sebagai
pembangkit cahaya inframerah dan foto transistor dimanfaatkan sebagai penerima. Sensor proximity optic dapat dibedakan menjadi tiga macam :
Ada beberapa jenis sensor tekanan yaitu (1) sensor tekanan dengan kontak mekanik, (2) sensor tekanan dengan switching electronic, (3) Sensor tekanan elektronik dengan sinyal output analog.
Sensor tekanan mekanik akan bekerja jika tekanan mengaktifkan permukaan silinder, jika tekanan melebihi gaya pegas, maka piston bergerak menghubungkan kontak listrik
Gambar Sensor Tekanan dan Simbolnya
Sensor tekanan elektrik adalah sensor yang berfungsi sebagai pengganti dari pergerakan suatu kontak mekanik. Dengan memanfaatkan sensor yang peka terhadap gaya atau tekanan, selanjutnya sinyal dari sensor tersebut diproses oleh suatu rangkaian elektronik. Simbol sensor tekanan dengan switching elektronik adalah sebagai berikut.
Gambar Simbol Sensor Tekanan Switching Electronic
Pada gambar berikut menunjukkan prinsip kerja sensor tekanan dengan piezoresistive
Gambar Piezoresistive
Relay adalah komponen untuk penyambung saluran dan pengontrol sinyal, yang kebutuhan energinya relatif kecil. Relay ini biasanya difungsikan dengan elektromagnet yang dihasilkan dari kumparan. Pada awalnya relay ini digunakan pada peralatan telekomuikasi yang berfungsi sebagai penguat sinyal. Tapi sekarang sudah umum didapatkan pada perangkat kontrol, baik pada permesinan ataupun yang lainnya.
Gambar Konstruksi Relay
beberapa kriteria, antara lain:
Cara kerja relay adalah sebagai berikut, Apabila pada lilitan dialiri arus listrik maka arus listrik tadi akan mengalir melalui lilitan kawat dan akan timbul medan magnet yang mengakibatkan pelat yang ada di dekat kumparan akan tertarik ataupun terdorong sehingga saluran dapat tersambung ataupun terputus. Hal ini tergantung apakah sambungannya NO atau NC. Bila tidak ada arus listrik maka pelat tadi akan kembali ke posisi semula karena ditarik dengan pegas. Berikut ini adalah tabel dari simbol relay.
Penunjukan angka pada relay mempunyai arti sebagai berikut.
Angka yang pertama menunjukkan urutan kontak sedangkan angka yang kedua selalu bernomor 3-4 untuk relay NO dan 1-2 untuk relay yang NC.
Keuntungan penggunaan relay
Kerugian penggunaan relay.
1) Timer Delay ON
Relay akan aktif setelah waktu setting-nya tercapai jika arus tetap mengalir, dan relay akan mati secara tiba-tiba jika arusnya hilang. Berikut ini adalah tabel simbol dari timer delay on.
2) Timer Delaly OFF
Relay akan aktif secara tiba-tiba jika arus mengalir dan relay akan mati setelah waktu setting-nya tercapai jika arusnya hilang. Berikut ini adalah tabel simbol dari timer delay on.
Rangkuman .
Komponen kontrol elektronik terdiri dari beberapa bagian, yaitu
Tugas :
Amati komponen-komponen kontrol elektronik, diskusikan dengan teman dalam kelompok mengenai
1) Sensor yang digunakan untuk mendeteksi gerakan dari bagian mesin dengan cara sentuhan adalah …
2) Sensor yang bekerja secara kemagnetan dan tanpa kontak langsung dengan benda yang dideteksi adalah …
3) Sensor yang menggunakan cahaya inframerah untuk mendeteteksi suatu objek adalah…
4) Relay akan aktif setelah waktu settingnya tercapai jika arus tetap mengalir, dan relay akan mati secara tiba-tiba jika arusnya hilang, adalah jenis relay…
5) Relay akan aktif secara tiba-tiba jika arus mengalir dan relay akan mati setelah waktu settingnya tercapai jika arusnya hilang, adalah jenis relay…
6) Perhatikan gambar berikut ! simbol gambar tersebut termasuk jenis relay…
7) Perhatikan gambar berikut ! simbol gambar tersebut termasuk jenis relay …
8) Perhatikan gambar berikut ! simbol gambar tersebut termasuk jenis kontak …
9) Perhatikan gambar berikut ! simbol gambar tersebut termasuk jenis kontak …
10) Perhatikan gambar berikut ! simbol gambar tersebut termasuk jenis kontak …
Lembar Kerja Siswa
Jawab : __________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
Jawab : __________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
Jawab : __________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
Jawab : __________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
Jawab : __________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
Sinyal yang dihasilkan keluaran rangkaian logika berlangsung pendek. Jika sinyal masukan dihilangkan, maka sinyal keluaran pun hilang. Untuk mendapatkan sinyal keluaran dalam waktu lama walaupun sinyal masukan dihilangkan maka sinyal keluaran harus disimpan. Rangkaian yang mempunyai fungsi tersebut disebut rangkaian pengunci atau rangkaian memori.
A. Rangkaian Pengunci
Gambar Rangkaian logika dengan pengunci
Realisasi rangkaian pengunci dominan ON dan dominan OFF dengan menggunakan komponen pneumatik sebagai berikut :
Rangkaian pengunci adalah rangkaian dengan memberi sinyal masukan dalam waktu pendek (pulsa) menghasilkan sinyal keluaran yang terus menerus. Mematikan sinyal keluaran dengan cara memberi sinyal lain pada rangkaian. Jadi pada rangkaian ini terdapat dua sinyal masukan yang masing-masing berfungsi sebagai ON dan OFF atau sebagai START dan STOP.
Rangkaian pengunci dominan ON adalah rangkaian pengunci apabila kedua sinyal masukan diberikan ke rangkaian dalam waktu bersamaan tetap menghasilkan sinyal keluaran. Dari rangkaian logika gambar 8.1a dapat disusun rangkaian pneumatik pengunci dominan ON seperti pada gambar 8.2. Keluaran H1 disambung seri dengan sinyal NOT masukan (S2) yang hasilnya dihubungkan ke masukan logika “ATAU”. Masukan “ATAU” lainnya berasal dari sinyal S1. Keluaran “ATAU” memproses keluaran H1.
Gambar Rangkaian pneumatik pengunci dominan ”ON”
Rangkaian pengunci dominan OFF adalah rangkaian pengunci apabila kedua sinyal masukan diberikan ke rangkaian dalam waktu bersamaan tidak mengeluarkan sinyal keluaran. Dari rangkaian logika gambar 8.1a. juga dapat disusun rangkaian pneumatik pengunci dominan OFF seperti pada gambar 8.3. Logika ATAU mendapat masukan dari sinyal masukan S1 dan sinyal keluaran H1.
Gambar Rangkaian pneumatik pengunci dominan ”OFF”
Hasil logika ATAU ini diseri dengan sinyal masukan NOT (S2). Hasil logika DAN ini memproses keluaran H1. Rangkaian pengunci dominan ON dan dominan OFF juga disimbolkan dalam satu rangkaian logika yang dikenal dengan SET–RESET. Gambar 7.149 adalah simbol logika nya.
Gambar Simbol a) dominan ON (SET) dan b) dominan OFF (RESET)
Rangkaian Memori Dengan Katup Memori Rangkaian memori dapat dilakukan dengan menggunakan katup yang daktifkan oleh pneumatik dan dikembalikan dengan pneumatik.
Gambar Katup memori
Gambar 8.5 adalah rangkaian memori untuk menjalankan silinder kerja ganda. Bila tombol 1S1 ditekan, maka katup 1V1 aktif dan silinder bergerak maju. 1S1 dilepas, silinder tetap bergerak keluar sampai mencapai posisi maksimum. Silinder kembali jika tombol lainnya 1S2 ditekan.
Gambar Rangkaian memori dengan katup memori
2. Siapkan sumber pneumatik dengan menghidupkan kompresor.
3. Siapkan komponen yang akan digunakan dengan daftar komponen sebagai berikut.
4. Operasikan kontrol silinder kerja tunggal sebagai berikut :
Merangkai Rangkaian Dominan OFF.
2. Siapkan sumber pneumatik dengan menghidupkan kompresor
3. Siapkan komponen yang akan digunakan dengan daftar komponen sebagai berikut.
4. Operasikan kontrol silinder kerja ganda sebagai berikut :
Fungsi Logika DAN
rangkaian kontrol menggunakan dua sinyal secara bersama-sama, maka dibutuhkan katup dua tekanan (twopressure valve), Katup dua tekanan juga disebut gerbang “DAN” karena mempunyai fungsi logika dasar “DAN”.
Fungsi DAN dapat diterjemahkan dalam bentuk tabel kebenaran seperti pada tabel 7.1. Pada tabel a dan b adalah masukan, sedangkan y adalah keluaran. Pada saat a dan b sama dengan nol (0), y sama dengan 0. Artinya pada saat itu a dan b tidak ada sinyal masukan, maka tidak ada hasil keluaran dari y. Keluaran akan ada (1) jika semua masukan bernilai 1 artinya ada masukan pada masukannya.
Rangkaian Fungsi DAN
Ada 3 kemungkinan untuk mendapatkan rangkaian fungsi DAN di dalam sistem pneumatik yaitu :
Pada rangkaian ini, fungsi DAN didapat dari dua katup atau lebih yang disambung secara seri seperti pada gambar 7.1. Pada rangkaian ini tidak ada tambahan komponen
Gambar 7.1 : Fungsi DAN melalui rangkaian seri
Keuntungan :
Kerugian :
. Fungsi DAN melalui katup 3/2 NO dengan pengaktifan udara
Rangkaian fungsi DAN melalui katup 3/2 NO dengan pengaktifan udara dijelaskan pada gambar 7.2 :
Gambar 7.2 : Fungsi DAN melalui katup 3/2 NO dengan pengaktifan udara
Keuntungan :
Kerugian :
Fungsi DAN melalui katup dua tekanan
Fungsi DAN dengan menggunakan katup dua tekanan diperlihatkan oleh gambar 7.3 berikut :
Gambar 7.3. Fungsi DAN melalui katup dua tekanan
Rangkaian fungsi DAN melalui katup dua tekanan seperti pada gambar 7.4 berikut :
Gambar 7.4 : Fungsi DAN melalui katup dua tekanan
Keuntungan :
Kerugian :
Rangkaian Gerbang AND dengan dua katub tekan atau lebih :
Fungsi Logika ATAU
Pada tabel a dan b adalah masukan, sedangkan y adalah keluaran. Pada saat a dan b sama dengan nol (0), y sama dengan 0. Artinya pada saat itu a dan b tidak ada sinyal masukan, maka tidak ada hasil keluaran dari y. Keluaran akan ada (1) jika salah satu atau semua masukan bernilai 1 artinya ada masukan pada masukannya.
Rangkaian Fungsi ATAU
Rangkaian pneumatik fungsi ATAU dapat terealisasi dengan menggunakan katup ganti / katup fungsi ATAU dengan simbol katup sebagai berikut :
Gambar 7.6. Fungsi ATAU
Gambar 7.7 adalah rangkaian kontrol silinder kerja tunggal yang dijalankan dari dua tempat yang berbeda.
Gambar 7.7. Rangkaian Fungsi ATAU
Fungsi atau untuk katub lebih dari dua
. Lembar Pekerjaan Peserta Didikih dari dua
. Merangkai Rangkaian Fungsi DAN
Siapkan gambar rangkaian sesuai perintah tugas dengan jalan melengkapi gambar kerja.
Langkah merangkai :
Langkah merangkai :
Langkah merangkai :
Langkah merangkai :
Langkah merangkai :
Berikut ini adalah diagram rangkaian elektropneumatik yang terdiri atas diagram rangkaian pneumatik dan diagram rangkaian elektrik . Perhatikan gambar di bawah ini.
Apabila push button switch S1 ( gambar bawah ) ditekan arus akan mengalir dari kutup positif (+24 V ) ke solenoid Y1. Solenoid bekerja mengubah posisi katup 1.1 hingga katup 1.1 membuka mengalirkan udara kempa ke silinder 1.0. Udara kempa mendorong piston bergerak maju. Apabila push button dilepas, arus terputus, solenoid tidak bekerja lagi dan pegas katup 1.1 kembali ke posisi semula dan akhirnya udara kempa keluar ke atmosfir. Piston kembali ke posisi semula oleh dorongan pegas.
Contoh 1. Gambar a dan b adalah contoh rangkaian elektropneumatik dengan memory-circuit dominan reset. Coba pelajari cara kerjanya dan apakah benar kedua rangkaian tersebut memang sama-sama dapat mengunci . Pelajari juga dimana letak perbedaannya.
Contoh 2. Rangkaian yang mendeteksi akhir langkah maju dan langkah mundur. S1 adalah saklar (switch ) yang tidak otomatis reset. S3 adalah switch normaly open ( NO ) yang pada posisi awal dalam keadaan operasi ( closed ) yang ditandai dengan tanda panah. Apabila S1 dan S2 dioperasikan terus rangkaian ini akan bekerja otomatis dan kontinyu. Langkah mundur lebih cepat karena adanya quick exhaust valve(1.01) sedang langkah maju diatur oleh flow control (1.02) . Perhatikan gambar di bawah ini.
Gambar Rangkaian yang mendeteksi akhir langkah maju dan langkah mundur.
Contoh 3. Rangkaian pada gambar di bawah ini menunjukkan bahwa terjadinya kontrol bergantung pada tercapainya tekanan pada PE converter (B1). Reed switch B2 akan tersambung (closed) apabila piston telah menjangkau medan magnet pada reed switch (posisi akhir langkah maju). Tetepi walaupun B2 telah tersambung , sedang B1 belum tersambung , arus bulum dapat mengalir ke coil relay K2 sehingga kontak relay K2 pun belum bekerja. Selama menunggu tekanan pada B1, batang torak tetap berada pada posisi depan.
Gambar Rangkaian menggunakan reed switch dan PE converter
2. Diagram Rangkaian dua aktuator
ontoh 1. Rangkaian pneumatik yang digunakan untuk memindahkan suatu benda kerja dari satu posisi ke posisi yang lain . Lihat gambar di bawah Sket posisi.
Urutan kerja dari actuator 1.0 (A) dan 2.0 (B) adalah: A+, B+, A-, B- . Urutan kerja ini dapat dilihat pada diagram step pemindahan (desplacement step diagram) gambar berikut.
Gambar Displacement step diagram
Bentuk diagram rangkaian untuk rangkaian pneumatik tersebut di atas adalah seperti gambar berikut ini. Perhatikan diagram ini dan analisis cara kerjanya.
Gambar di atas: Diagram SIRKIT elektropneumatik dengan urutan gerak : A+, B+, A-, B-
Rangkuman Sebelum membuat atau membangun aplikasi sistem kontrol elektropneumatik diperlukan suatu rancangan atau desain kontrol dengan membuat sketsa posisi,positional program,diagram layout pneumatik ,diagram sirkit elektrik,dan jika di rancang menggunakan desain kontrol berurutan maka diperlukan displacement diagram untuk mempermudah dalam membuat diagram sirkit elektrik.
untuk mempermudah dalam membuat diagram sirkit elektrik. Pengontrolan elektropneumatik mempunyai keuntungan berikut ini dibandingkan dengan kontrol pneumatik :
Pengontrolan-pengontrolan elektropneumatik telah diapilkasikan di Industri Modern dan aplikasi sistem kontrol pneumatik murni terbatas pada beberapa aplikasi khusus.
Evaluasi
………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………….
Buatlah desain dari mesin bor tersebut dengan langkah-langkah :
Catatan : Rangkaian diujicobakan pada software Fluidsim
Disain mesin modern peralatan produksi modern
Fluida
Karakteristik Positif Sistem Penumatik
1.Quantity : Tersedia di mana saja dan tak terbatas
2.Transportation : Mudah disalurkan melalui pipa
3.Storage : Dapat disimpan di dalam tanki atau botol
4.Temperature : Udara tidak sensitif terhadap fluktuasi suhu.
5. Explosion-proof : Udara tekan tidak menyebabkan terjadinya ledakan.
6.Cleanliness : Udara tekan sangat bersih tidak menimbulkan polusi.
7.Construction : Konstruksi komponen pnumatik relatif sederhana.
8.Speed : Udara tekan merupakan working medium yang mempunyai respon cepat [1-2 m/s]
Teori berkaitan dengan karakteristik udara
Dinamika dan Karakteristik Udara
Hukum-hukum alam yang mendasari penerapan fluid system untuk membangun mekanisasi dan manipulasi gerak adalah :
a. Hukum Boyle-Mariotte
P1 . V1 = P2 . V2
P1 / V2 = P2 / V1
Contoh Soal
Jika volume udara V1 = 1 m3 pada tekanan P1 = 100 kPa dimampatkan pada suhu konstan oleh sebuah gaya F2 pada volume V2 = 0,5 m3. Maka tekanan udara merubah menjadi, P2 = 200 kPa. Hitungan :
b. Hukum Charles-Gay Lussac
yaitu pada tekanan konstan, volume gas berbanding lurus dengan suhu absolutnya. Dalam formula matematika Hukum Charles menjadi seperti berikut :
(V1)(T2) = (V2)(T1)
(V1)/(V2) = (T1)/(T2)
Contoh Soal
C. Hukum Boyle-Gay Lussac
hubungan perubahan tekanan dan volume terhadap perubahan suhu, dinyatakan oleh boyle & Gay Lussac sebagai berikut:
Pada persamaan di atas perkalian antara tekanan dan volume dibagi dengan suhu absolutnya akan selalu konstan. Dari kenyataan tersebut maka di dapat proses dinamika udara dapat terjadi sebagai berikut:
1.Tekanan Tetap à Isobar berubah
2.Volume Tetap à Isochore berubah
3.Suhu Tetap à Isothermal berubah
Sistem pnumatik meliputi semua komponen mesin atau peralatan, yang beroperasi secara pneumatik atau menggunakan proses-proses pneumatik. Sistem dasar kendali pnumatik meliputi piranti penyedia sumber energi udara kempa yang terdiri dari kompresor udara, sistem filter udara, sistem pengering udara, dan sistem pengatur tekanan udara. elemen input untuk mengendalikan sistem, berupa katub tombol tekan (pushbutton valve) dan katub sensor. Selanjutnya berbagai jenis katub pengarah dan pengatur tekanan udara, dan yang terakhir berupa aktuator (cylinder).
SIMBOL-SIMBOL UMUM PENGGUNAAN UDARA BERTEKANAN DAN KATUP UDARA
2.1.3 Pneumatic Actuator
Actuators merupakan elemen aktivasi(powering element) di dalam sistem control pnumatik. Actuator melakukan banyak pekerjaan dalam hal membangkitkan berbagai pergerakan misalnya silinder dan motor pnumatik.
Ada tiga cara mengontrol actuator, yaitu:
Single Acting Cylinder
Single acting cylinder hanya dapat menghasilkan kerja dengan satu arah, sehingga tekanan udara hanya diperlukan dari satu arah. Untuk menggerakkan piston ke arahi sebaliknya digunakan pegas atau daya tekan dari luar.
konstruksi single acting cylinder.
Gambar 2.7 Control Single Acting Cylinder
Batang piston silinder kerja tunggal bergerak keluar pada saat silinder menerima udara bertekanan. Jika udara bertekanan dihilangkan, secara otomatis piston kembali lagi ke posisi awal.
Posisi Awal
Posisi awal didefinisikan sebagai posisi normal dari sistem. Semua bagian terhubung dan tombol tidak ditekan oleh operator. Udara bertekanan dari catu daya ditutup, piston masuk ke dalam oleh dorongan pegas kembali. Lubang masukan silinder dihubungkan ke lubang pembuangan melalui katup. Pengiriman bertekanan diputus oleh katup.
Tombol ditekan
Menekan tombol tekan berarti memindahkan posisi katup 3/2, melawan pegas katup.
Tombol dilepas
setelah tombol dilepas, maka pegas di katup mengembalikan katup ke posisi awal dan batang piston silinder kembali masuk. Jika tombol tekan diaktifkan lau dilepas sebelum silinder keluar penuh, piston masuk kembali secara langsung, maka ada hubungan langsung antara pengoperasian tombol tekan dan posisi silinder.
Tugas :
Penyaluran udara kempa untuk keperluan sistem pnumatik harus diperhitungkan secara cermat dan dipelihara dalam kualitas prima. Dalam prakteknya, jumlah dan kualitas udara yang akan dipampatkan merupakan suatu hal yang sangat penting. Udara yang terkontaminasi, masih banyak mengandung polutan, seperti partikel debu, sisa-sisa oli pelumas dan uap air (moisture) seringkali dapat menyebabkan terjadinya gangguan pada sistem pnumatik dan merusak komponen pnumatik. Oleh Karena itu, sistem pnumatik memerlukan penanganan udara kempa yang sangat presisi, melalui penyaringan (filtering) dan pengeringan (drying). Dengan sistem penyaringan yang cermat akan dapat mengatasi partikel debu dan kotoran lainnya. melalui sistem pengeringan yang baik, dapat mengurangi kandungan uap air yang terbawa masuk ke dalam kompressor
Untuk menyediakan continuing performance dari sistem kontrol pnumatik dan working element yang digunakannya, perlu ada jaminan bahwa udara kempa yang akan digunakan untuk sistem pnumatik harus memenuhi persyaratan teknis sebagai berikut:
Bila kondisi tersebut tidak dapat dipenuhi, maka keadaan yang lebih buruk atau degenerasi akan muncul lebih cepat. Sebagai dampaknya adalah terjadi down time pada sistem dan biaya pemeliharaan meningkat.
Pembangkitan udara kempa dimulai dari kerja kompresor udara. Udara kempa mengalir melalui berbagai komponen sebelum akhirnya mencapai elemen akhir yang merupakan elemen aktuasi (silinder atau motor pnumatik). Komponen berikut perlu dipertimbangkan ketika akan menyiapkan penyediaan udara kempa untuk keperluan sistem pnumatik, yaitu;
Upaya penyiapan udara kempa yang buruk dan seadanya, pasti akan cenderung menimbulkan malfunction dan mengakibatkan seal dan bagian-bagian bergerak cepat aus, oli masuk ke dalam katub, silencer terkontaminasi, korosi pada pipa, katub dan silinder, serta menguras pelumasan. Pada kasus kebocoran, maka pelepasan udara kempa yang terkontaminasi akan dapat mencemari produk (makanan).
Pada umumnya komponen pnumatik didisain menerima tekanan kerja normal antara 800 hingga 1000 kPa (8 – 10 bar). Pengalaman praktek menunjukkan, untuk alasan ekonomi, tekanan operasi sebesar 6 bar dapat digunakan. Biasanya rugi tekanan berkisar 10 hingga 50 kPa (0,1 – 0,5 bar) yang disebabkan oleh berbagai kondisi, misalnya adanya bengkokan pipa dan panjang pipa, tahanan pipa dan adanya kebocoran. Sehingga untuk mengatasi adanya kerugian tekanan, maka udara kempa yang tersimpan di dalam kompresor harus berikisar 6,5 – 7 bar.
Sistem pnumatik menggunakan udara kempa untuk menghasilkan gerakan mekanik. Untuk mengurangi adanya fluktuasi tekanan, dan memberikan jaminan kualitas penaluran udara kempa, dipasang sebuah reservoir (receiver tank). Kompresor mengisi reservoir yang disediakan sebagai storage tank. Ukuran diameter pipa distribusi udara harus dipilih sedemikian sehingga rugi tekanan tidak boleh melebihi 10 kPa (0,1 bar).
Dari berbagai piranti dalam sistem pnumatik, yang perlu mendapat perhatian lebih adalah compressor, Filter & dryer.
Tipe Kompresor Udara
Pemilihan tipe kompresor tergantung beberapa aspek, yaitu jumlah udara kempa yang harus disediakan, tekanan udara kempa, kualitas dan kebersihan udara kempa, serta tingkat kekeringan udara kempa.
Air Service Unit
Air service unit merupakan kombinasi dari beberapa komponen untuk memberikan jaminan kualitas udara kempa pada sistem pnumatik, terdiri dari 3 komponen, yaitu:
Compressed air filters adalah alat penyaring yang berfungsi mengambil atau memisahkan seluruh kontaminan dan uap air yang terkandung di dalam udara kempa yang dihasilkan oleh kompresor udara. Udara kempa dari kompresor yang masih mengandung uapair masuk ke filter bowl melalui guide slot. Partikel liquid dan partikel kotoran dipisahkan secara sentrifugal. Akibat adanya gaya centrifugal, maka seluruh liquid dan partikel debu dan kotoran lain akan terlempar keluar dan terkumpul di bagian bawah filter bowl. Selanjutnya udara kempa yang sudah bersih dari kontaminat, disalurkan ke sistem filter berikutnya yang disebut sintered filter. Sintered filter akan mengeluarkan partikel debu yang masih tersisa.
Pemeliharaan Filter
Tugas :
1. Perhatikan pernyataan : “Setiap fluida yang melalui sebuah saluran (pipa) dikatakan bahwa jumlah aliran yang melalui saluran yang berbeda-beda luas penampangnya akan selalu tetap sama pada setiap titik”. Berikan bukti secara konsep dan persamaan yang mendukung kebenaran pernyataan di atas.
2. Sebutkan minimal 5 (lima) keuntungan dan kerugian pemakaian pneumatik !
3. Hal-hal apa sajakah yang harus diperhatikan untuk mendapatkan udara yang berkualitas?
4.Untuk mempersiapkan udara bertekanan, elemen-elemen apa sajakah yang diperlukan?
5. Sebutkan jenis-jenis kompresor !.
6. Sebutkan kriteria pemilihan kompresor !
7.Kompresor jenis apa saja yang dapat menghasilkan udara bertekanan bebas minyak ?
Pengaturan kecepatan silinder yang dimaksudkan disini adalah :
Mengurangi Kecepatan Silinder :
Kecepatan silinder dapat dikurangi dengan memasang katup kontrol aliran. Untuk mengatur kecepatan silinder agar lebih lambat dapat menggunakan katup kontrol aliran satu arah.
Gambar Simbol, gambar potongan dan benda dari katup kontrol aliran satu arah
Ada dua kemungkinan pemasangan katup kontrol aliran satu arah :
Mengurangi Kecepatan Silinder Kerja Tunggal
Pada silinder kerja tunggal, pengurangan kecepatan gerakan maju hanya efektif dilakukan oleh pengaturan udara masuk. Pengurangan kecepatan silinder dilakukan dengan menggunakan katup kontrol aliran satu arah seperti pada gambar berikut ini.
Gambar Pengurang an Kecepatan Gerakan Maju
Gambar Pengurangan Kecepatan Gerakan Mundur
Pengurangan kecepatan gerakan maju dan mundur dengan pengaturan secara terpisah dilakukan seperti pada gambar di bawah ini :
Gambar Pengurangan kecepatan gerakan maju dan mundur
b) Mengurangi Kecepatan Silinder Kerja Ganda
Pada silinder kerja ganda memungkinkan melakukan pengaturan aliran udara masuk dan udara buangan untuk mengurangi kecepatan gerakan maju dan mundur. Katup buangan cepat dapat digunakan untuk menambah kecepatan maju maupun mundur. Pengurangan kecepatan silinder dengan pengaturan terpisah untuk gerakan maju dan mundur seperti gambar berikut :
Gambar Pengurangan kecepatan dengan mengatur udara buangan
Menambah Kecepatan Silinder
Menambah kecepatan silinder dengan menggunakan katup buangan – cepat. Pemasangan katup ini dekat dengan silinder, agar udara buangan cepat keluar dan kecepatan silinder bertambah. Gambar di bawah adalah simbol, potongan dan benda dari katup kontrol aliran satu arah.
Gambar Simbol, potongan dan benda dari katup buang cepat
Menambah Kecepatan Silinder Kerja Tunggal
Mempercepat kecepatan silinder kerja tunggal dilakukan dengan memasang katup buangan cepat di masukan lubang silinder kerja tunggal. Mempercepat hanya dapat dilakukan untuk gerakan mundur, sedangkan untuk gerakan maju tidak dapat dilakukan karena silinder kerja tunggal hanya mempunyai satu lubang udara masukan. Penambahan kecepatan gerakan mundur dapat dilakukan seperti gambar di bawah ini :
Gambar Penambahan kecepatan gerakan mundur
Menambah Kecepatan Silinder Kerja Ganda Pada silinder kerja ganda mempercepat kecepatan dapat dilakukan untuk gerakan maju atau mundur. Gambar di atas menunjukkan rangkaian untuk mempercepat kecepatan gerakan maju dan mundur.
Gambar Penambahan kecepatan gerakan maju
Gambar Penambahan kecepatan gerakan mundur
Rangkaian Pada Papan Peraga Untuk merealisasikan pengaturan kecepatan silinder seperti pada gambar – gambar di atas sampai diperlukan peralatan pneumatik sebagai berikut :
Komponen – komponen yang dipergunakan untuk merealisasikan kontrol pneumatik dapat dilihat pada tabel berikut :
Lembar Pekerjaan Peserta Didik.
Merangkai Rangkaian Pengaturan Kecepatan Silinder Kerja Tunggal.
1.Siapkan gambar rangkaian sesuai perintah tugas dengan jalan melengkapi gambar kerja
Praktekkan dengan software Fluidsim
Elemen Utama Elektropneumatik
a. Unit catu daya listrik
Unit catu daya listrik berfungsi :
b. Tombol tekan dan saklar kontrol
Kontak terbuka secara normal (Normaly Open), rangkaian terbuka apabila saklar ada pada posisi awalnya (tidak diaktuisikan), arus tidak mengalir ke beban. Rangkaian tertutup dengan menekan tombol tekan, arus mangalir ke beban. Ketika tombol dilepas, maka pegas akan mengembalikan saklar ke posisi awal
Gambar kontak terbuka secara normal
Kontak tertutup secara normal (Normaly Close), rangkaian tertutup apabila saklar ada pada posisi awalnya (tidak diaktuisikan), arus mengalir ke beban. Rangkaian terbuka dengan menekan tombol tekan, arus tidak mengalir ke beban. Ketika tombol dilepas, maka pegas akan mengembalikan saklar ke posisi awal
Gambar Kontak tertutup secara normal.
Tombol tekan dengan mengkombinasikan fungsi-fungsi kontak terbuka secara normal dan kontak tertutup secara normal dalam satu piranti. Perubahan kontak-kontak tersebut digunakan untuk menutup suatu rangkaian dan membuka rangkaian lainya dalam pengoperasian satu saklar
Gambar Kontak NO/NC
c. Sensor untuk mengukur penempatan pneumatik dan tekanan.
Pengontrolan elektropneumatik sensor biasanya digunakan untuk tujuan sebagai berikut :
d. Saklar batas (limit switch).
Saklar batas (limit switch) diaktuasikan ketika suatu bagian mesin atau benda-benda kerja sedang dalam posisi tertentu. Secara normal, aktuasi diberlakukan dengan suatu gerakan. Saklar batas (limit switch) akan menggantikan kontak-kontak pada dasarnya dihubungkan sebagaimana yang disyaratkan sebagai suatu kontak yang terbuka secara normal, kontak yang tertutup secara normal atau perubahan kontak.
Gambar Konstruksi dan sambungan saklar batas
e. Saklar proksimitas (proximity switch)
Berbeda dengan Saklar batas (limit switch), saklar proksimitas (proximity switch) bekerja tanpa kontak langsung dengan objeknya dan tanpa gerakan mekanik. Sehingga, saklar proksimitas (proximity switch) bisa berumur panjang dan kinerja saklar tersebut sangat handal. Jenis saklar proksimitas (proximity switch) dibedakan sebagai berikut :
Reed switch adalah saklar proksimitas yang bekerja secara kemagnitan, terdiri dari dua kontak yang diletakan didalam tabung gelas berisi gas. Medan magnit yang menyebabkan kedua kontak tersebut terhubung sehingga dapat mengalirkan arus listrik
Gambar Konstruksi dan sambungan Reed switch
Ada dua macam sensor elektronik sehubungan dengan polaritas dari tegangan output :
f. Saklar tekanan mekanik.
Saklar tekanan mekanik digerakan secara mekanik karena adanya tekanan yang bekerja terhadap suatu permukaan silinder. Bila tekanan yang bekerja tersebut melebihi kekuatan pegas dari pegas balik, maka piston akan bergerak dan menjalankan kontak saklar
g. Saklar tekanan elektrik.
Saklar tekanan elektrik adalah sebagai pengganti dari pergerakan suatu kontak mekanik. Dengan memanfaatkan sensor yang peka tehadap gaya atau tekanan, selanjutnya sinyal dari sensor tersebut diproses oleh suatu rangkaian elektronik
h. Relay dan kontaktor.
Relay adalah suatu saklar yang digerakkan secara elektromagnetik. Bila sumber tegangan diberikan pada kumparan selenoid, maka akan terbangkit suatu medan elektromagnetik yang menakibatkan tertariknya armatur ke inti kumparan. Armature tersebut menggerakkan kontak relai apakah menutup atau membuka sesuai dengan perancangannya. Pegas akan mengembalikan armatur ke posisi semula jika arus listrik yang mengalir ke kumparan tidak ada.
Gambar Konstruksi relay
Pada sistem kontak elektropneumatik, relay digunakan untuk fungsi-fungsi sebagai berikut :
Kontaktor
Kontaktor bekerjanya sama dengan relay. Ciri-ciri khusus dari kontaktor adalah :
Ciri-ciri lain untuk memungkinkan kontaktor menghubungkan arus lebih besar dari pada pada relay.
Gambar Kontruksi kontaktor
Kontaktor memiliki beberapa elemen kontak, biasanya empat sampai sepuluh. Kontaktor sama halnya dengan relay ada bermacam-macam jenis gabungan kontak, kontak normal tertutup, kontak normal terbuka, kontak perubahan, kontak bantu. Kontaktor yang dilengkapi dengan kontak-kontak utama dan bantu dinamakan kontaktor tenaga. Kontaktor digunakan untuk aplikasi sebagai berikut :
Dalam pengontrolan elektropneumatik, arus listrik dan daya yang dikontrol rendah, karena alasan ini hanya kontak bantu yang digunakan, sehingga kontaktor tenaga tidak digunakan.
Soal :
Belajar dengan Eksperimen 