Sistem Instrumentasi Elektronika.Pengontrol Sistem ElektronikaBlok diagramInput Sistem Pengontrol Elka :- Open Loop SistemSupaya out selalu sesuai dengan yang diinginkan, maka diperlukan kalibrasi secara kontinyu.Contoh :tank temperature open loop control- Close Loop System1TransduserPower Interface UnitControllerRangk.SupervisiOutputSetting pointoutin+-ProccesSet pointSteam inValveLiquid inLiquid outProcess+-Set pointin outContoh :RPSControllerMPower AmptermocoupleSet pointLiquid inSteam inMotor drivenvalveTransduser : Alat/deviceyangberfungsi merubahsatubentukenergi kebentuk enrgi lain, dengan melibatkan energi listrik.Type/class : - Transduser input : mengubah energi non listrik listrik- Transduser output :Mengubah energi listrik non listrikSensor : Peralatan yang dipakai untuk mendeteksi dan mengukur suatu besaran(magnitude) energi dan mengubahnya ke dalam besaran energi listrik(arus,tegangan)Proximity sensor : Mendeteksi keberadaan suatu benda objek (target) tanpa harus kontak fisik.- Merupakankomponensolid-state(IC) terbungkus kuat untukmengidari getaran, gangguan kimia, cairan, korosif.Type : * Induktive Proximity sensor OSCdetectoutObjectTargetlogamProbe lilitanGenerate ggm* Capasitive Proximity SensorPrinsip sama dengan yang inductive, tetapi probenya merupakan elektroda kepingkapasitor sehingga mampumenangkapobjek baik logam maupun non logam.2dAC Tergantung targetSensor Cahaya- Photo voltaic cell/solar cell- Photo Conductive Cell

- Photo ElectricVCCPhoto transistorTargetLEDSensor Hall-Efek Mendeteksi keberadaan objek magnet

+-Medan magnetOut teganganarus StorakSetiap1 putaran menghasilkan1 output pulsamagnetHall efect sensorPulsa output3PNLapisan PJika lapisan P menerima cahaya, ada perpindahan elektron dan hole muncul tegangan DC kecilJika menerima cahaya, resistansi mengecilJika tidak ada target, out tegangan = 0.Keberadaan target magnet menyebabkan perubahan posisi mayoritas electron out tegangan 0. Jawab : Resolusi sensor == 0,30/lilitan Resolusi poros =Maka poros dan potensio cocok dapat di pakai Sensor Posisi- LVDT (linear Variabel diferential transformer)Sekunder1Sekunder2Input PrimerInti yang dapat bergerak(up-down) - Ukuran : 0,05 in s/d 10 inchi.- Temperatur kerja-550 s/d 1500c- Akurasi linieritasnya bias sampai 0,25%sebagian untukukuran0.05 indapat mengukur sampai ketelitian 0.000125 in.- Amplitudo input : 3 s/d 15 Vrmsinput.- Frequensi60 s/d 2.5 khz- Potensiometer+ -PV+--PMoving ObjectP+-Moving ObjectParameter-parameter yang harus diperhatiakn pada sensor potensiometer1. Resolusi = Perbandingan daerah pengukuran maksimal dengan jumlah lilitan=2. Daya dissipasi Daya yang duserap oleh potensiometer.3. Pengaruh pembebanan yang mempegaruhi linieritas sensor.Contoh: Suatu poros roda yang bergerak (menggelinding) diharapkan memiliki resolusi gerakan setiap0 sudut rotasi sebesar 0.1 cm.4Sekunder 1 identik dengan sekunder 2 sehingga pada posisi center tegangan output masing-masing sekunder saling menghilangkan. Perubahan posisi inti menghasilkan peubahan induktansi mutual untuk masing-masing sekunder tegangan out tidak saling menghilangkan.Daerah ukur maxJumlah lilitanSyarat : resolusi poros P > resolusi sensorJawab : Resolusi sensor == 0,30/lilitan Resolusi poros =Maka poros dan potensio cocok dapat di pakai Jika poros roda ytersebut bergerak dengan sudut rotasi 2500yang setara dengan 0.8 dan dihubungkan dengan potensiometer yang dapat berputar max 3000, lilitan 1000 apakah cocok?0.8 m+- Suatu sensor potensio memiliki data-data nominal sbb:R = 150 Prated = 1W (kemampuan) ini akan turun 100 mw/0C untuk suhu > 600C)Thermal power =300C/W tegantung bahan (terdapat di data sheet) dapatkah potensio meter dipakai pada suhu 800C, tegangan 10v.Jawab: Pdissipasi = = = 667 mW daya yang diserapTemperatur potensiometer = 800 + Pdissipasi X = 800C + (0,667 x 30)0C= 1000C .> 600CDaya yang diijinkan :P = Prated (1000-600)(10 mW/ 0C)= 1W 400mW= 600mWKarena Pdissipasi > Ppermitted tidak bolehSensor UltrasonikPrinsip : Mengirimkan sinyal suara dan menerimanya lagi kemudian diukur waktunya.Kecepatan suara konstan sehingga diketahui jarak suatu target terhadap sensor.- Target dapat berupa : bahan padat, cair, tekstil, benda-benda kecil- Suara dapat memantul baik untuk semua target/object diatasSensor GayaStrain Gauge : Memanfaatkan elastisitas dan resistansi bahan (logam / konduktor).Rumus dasar :5Jawab : Resolusi sensor == 0,30/lilitan Resolusi poros =Maka poros dan potensio cocok dapat di pakai 30001000 lilitantan / 3125 , 0 1 , 08025000lili cm xcmRV2150102A1A212F2 1 >A1 < A2AR Resistansi : ohm = hambat jenis [ohm/m]Konstruksi Strain GaugeF FArah gaya F harus searah dengan kawat-kawat strain gaugeRR RE+-R +RFPengaruh Peletakan Strain Gauge terhadap perubahan R6 EAFE = modulus elastisitas / modulus Young1]1

2mNstressAFstrain xRRVout4 ,_

+ ,_

+ ,_

+ +xRRR R RxR R RxR R RR2 2( )( ) + + xR R RR R R R2 22 22 + xR RR0 2 4Anggap R 1Kompensasi drop tegangan di wireG2 = gain stage 2Rangkaian Zero dan Span Dengan Inverting Amplifiera1-(mx+b)a2+( mx+ b)Ros RfRiRcomp Vin+V-VR/2+- RR+V-V-+outinContoh : Dalamsistempengturan suhu,sensor menghasilkanteganganout 2.48V untuktemperatur minimal dan3.9Vuntuktemperatur maksimal. A/D Converter memiliki rangeinput 0-5Volt, rencanakanrangkaianZero& Span nya !Span :14ifinoutRRm VRRbosfVRRRRaosfinif .1VRRRRaosfinif+ .2b mx + ifRRm = Slope, gain, spanVRRbosf = Y intercept, offset, zero( )( )( ) ( ) ifin inout outRRV VV Vm min maxminmaxifRR 52 , 348 , 2 9 , 30 5Zero :PilihTentukan tegangan referensi V= -12 VoltRcomp = Ros // Ri // Rf = 62,9 KPilihR = 2,2 K (orde kilo) R/2 = 1,1 KV/I Converter untuk beban ditanahkan }2N3904Span100 KLOADi(ref )RaRbin100 K100 K100 KRs74112+15-15+-ILRLBeban maksimal diperoleh dengan syarat :Jika range in = 0 s/d 1Volt, Iout =4 mA s/d 20 mA, rencanakan V/I converter grounded loadJawab : Untuk in = 0V ; IL = 4 mA 4 mA . Rs= 0 - refin = 1V ; IL = 20 mA 20 mA . Rs= 1- ref - 16 mA Rs = -1Rs = = 62,5 15VRRRRaosfinif+ 2( )VRRVolt bbosf + 73 , 848 , 2 52 , 3 0 KKmRRK Rfif7 , 9352 , 3330330 (orde kilo)( ) VoltRKos73 , 8 12 .330 Ros = 454 K* Untuk IC V/I : XTR 110sref insLR RI 1 2VSat = Vout + 0,6karateristik IC-opamp Vsat >ILRL + Vout + 0,6Vsat = (in - ref) + 0,61V16 mAref=- 4 mA x 62,5= - 0,25 VoltPilih Ra = 3,3 k dan ~ = -15 volt Maka+VRa RbR6ref

25 , 0 ) 15 .(3 . 3 + k Rb Rb Rb = 55,9 pakai pot 100Beban max yan diijinkan Vsat > IL RL + 2-1 + 0,6Anggap Vsat = 13 volt RL < mAVsat206 , 0 1 2 + RL < mAIV V206 . 0 ) 25 . 0 ( 13 + RL < 568 I /V converter untuk beban ditanahkan BufferRcomp4-20mARLViRfRRVoutR/2+++---i min = 4 mA x RL i max = 20 mA x RLVout min dan Vout max tergantung kemampuan controller16V/ I Converter untuk beban mengapung (floating load)Dilengkapi dengan offset (span 8 zero)SPANZEROLOADRwireRwireIL+V-V+-RVR10K+V -VCref(A)(B)1M1MIininII(B)I(A)in (A) (B)Contoh : Untuk in = 0 s/d 5 Volt Iout = 4 mA s/d 20 mA Rencanakan V/I converter beban mengapungR = 25 , 156] 4 20 [ 20 5mA mAref = 2 x 156,25 x 20 mA 5 Volt = 1,25 Volt17[ ] ) ( ) ( 2) ( ) (A I B IA BR (Span)I(A) = arus min = 4mAI(B) = arus max = 20mATegangan referensi ref = 2RI(B) - (B)(Span)I /V Converter untuk beban mengapung RspanRiRiRfRfVout+V-V+-VZII+V-V-++-Contoh : Untuk I = 4 mA s/d 20 mA dan Vout=0s/d 10 Volt rencanakan I/V floating load Pilih Ri = 2,2 KAmbil Rf= 10 x Ri Rf = 22 KR span = 5 , 62) 4 20 ( 100 10mA mA Vz = 0V - Volt mAkk5 . 2 ) 5 , 62 )( 4 (2 , 222 18( )[ ]min max(min) 0 (max) 0I I xRRV VRV IxR xRRVifspanz spanifout+