Abstrak

Pada industri-industri besar, hampir semuanya menggunakan mesin-mesin dengan

teknologi modern. Teknologi modern tersebut kebanyakan menggunakan system control pada

pengopersiaannya. Pada mesin-mesin tersebut terdapat salah satu jenis kontroller otomatik yang

disebut on-off kontroller. On-off kontroller pada dasarnya merupakan sistem kontrol loop

tertutup. Dalam sistem kontrol ini, elemen penggerak hanya mempunyai dua posisi tetap, yang

dalam beberapa hal, benar-benar merupakan posisi on-off. Kontrol ini relatif murah dan

sederhana, dan karena itu banyak digunakan dalam sistem kontrol di industri dan rumah-rumah.

BAB II

PERCOBAAN I

MODUL INPUT-OUTPUT ON-OFF DISKRIT

2.1. Tujuan

Tujuan Percobaan Kontrol on-off adalah sebagai berikut. :

1. Mengetahui berbagai jenis input/output on-off diskrit

2. Memahami karakteristik jenis-jenis input/output on-off diskrit

2.2 DASAR TEORI

2.2.1 Indikator LED

LED (Light Emitting Diode) atau dioda pemancar cahaya adalah suatu

bahan padat sejenis dioda yang mengkonversi arus listrik menjadi cahaya. Dalam

penggunannya digunakan sebagai penanda berupa nyala lampu pijar. Strukturnya

juga sama dengan dioda, tetapi kemudian diketahui bahwa elektron yang melewati

sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya.

Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang dipakai

adalah gallium, arsenic, dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan

warna cahaya yang berbeda pula.

Gambar 2.1 Simbol LED

Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna

merah, kuning dan hijau. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan

menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu

diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi dayanya. Rumah

(casing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat,

bulat dan lonjong.

Karakteristik LED meyerupai karakteristik dioda pada umumnya, antara lain :

Karakteristik V-I yang sama dengan tegangan bias maju 1,4 volt.

Untuk mengeluarkan emisi cahaya harus diberi bias maju dengan range

arus antara 5-20 mA.

Memiliki tegangan breakdown antara 5-50 volt pada bias mundur.

2.2.1.1 Dioda

Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi-

konduktor.  Beranjak dari penemuan dioda, para ahli menemukan juga komponen

turunan lainnya yang unik. Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat

mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan

semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu

sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat

mengalir dari sisi P menuju sisi N.

Gambar 2.2 Simbol dan struktur dioda

Gambar di atas menunjukkan sambungan PN dengan porsi kecil yang

disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan

elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole

yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-

elektron yang siap untuk bebas bergerak ke sisi P. Lalu jika diberi bias positif,

dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka

elektron dari sisi N akan bergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau

elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena

ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan

terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.  

Gambar 2.3 Dioda dengan bias maju

Sebaliknya, apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu

dengan memberikan  bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat

polaritas tegangan lebih besar dari sisi P. Tidak akan terjadi perpindahan elektron

atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron

masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi

(depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.

Gambar 2.4 Dioda dengan bias mundur

Hal ini menyebabkan dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja.

Dengan tegangan bias maju yang kecil saja (beberapa volt diatas nol) dioda akan

menjadi konduktor. Ini disebabkan karena  adanya dinding deplesi (deplesion

layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah di

atas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari

bahan Germanium.

Gmbar 2.5 Grafik arus dioda

Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun

memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi

breakdown, ketika dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk

di lapisan deplesi.

2.2.1.3 Zener

Fenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan

komponen elektronika lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada

perbedaan sruktur dasar dari zener, melainkan mirip dengan dioda. Tetapi dengan

memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N, ternyata

tegangan breakdown dioda  bisa makin cepat tercapai. Jika pada dioda biasanya

baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada zener bisa terjadi pada

angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada zener yang memiliki tegangan Vz

sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya. 

Gambar 2.6 Simbol Dioda Zener

Ini adalah karakteristik zener yang unik. Jika dioda bekerja pada bias maju

maka zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias). 

2.2.1.4 Dioda Laser

Dioda laser adalah sejenis laser di mana media aktifnya sebuah

semikonduktor persimpangan P-N yang mirip dengan yang terdapat pada dioda

pemancar cahaya (LED). Dioda laser kadang juga disingkat LD atau ILD. Dioda

laser baru ditemukan pada akhir abad ini oleh ilmuwan Universitas Harvard.

Prinsip kerja dioda ini sama seperti dioda lainnya yaitu melalui sirkuit dari

rangkaian elektronika, yang terdiri dari jenis P dan N. Pada kedua jenis ini sering

dihasilkan 2 tegangan, yaitu:

1. biased forward, arus dihasilkan searah dengan nilai 0,707 untuk

pembagian v puncak, bentuk gelombang di atas ( + ).

2. backforward biased, ini merupakan tegangan berbalik yang dapat

merusak suatu komponen elektronika.

2.2.1.5 Aplikasi

Dioda banyak diaplikasikan pada rangkaian penyerah arus (rectifier)

power suplai atau konverter AC ke DC. Di pasaran banyak ditemukan dioda

seperti 1N4001, 1N4007 dan lain-lain. Masing-masing tipe berbeda tergantung

dari arus maksimum dan juga tegangan breakdown-nya.   Zener banyak digunakan

untuk aplikasi regulator tegangan (voltage regulator). Zener yang ada di pasaran

tentu saja banyak jenisnya tergantung dari tegangan breakdown-nya. Di dalam

datasheet biasanya spesifikasi ini disebut Vz (zener voltage) lengkap dengan

toleransinya, dan juga kemampuan disipasi daya.

Gambar 2.7 LED array

LED sering dipakai sebagai indikator yang  masing-masing warna bisa

memiliki arti yang berbeda. Menyala, padam dan berkedip juga bisa berarti lain.

LED dalam bentuk susunan (array) bisa menjadi display yang besar. Dikenal juga

LED dalam bentuk 7 segment atau ada juga yang 14 segment. Biasanya digunakan

untuk menampilkan angka numerik dan alphabet. 

2.2.2 Indikator Akustik (Buzzer)

Gambar 2.8 Rangkaian Buzzer

Indikator Akustik atau Buzzer terbuat dari elemen piezoceramic pada

suatu diafragma yang mengubah getaran/vibrasi suara menjadi gelombang suara.

Alat ini menggunakan resonansi untuk memperkuat intensitas suara.

Buzzer atau beeper memiliki dua tipe, yang pertama, resonator sederhana

yang disuplai sumber AC dan kedua melibatkan transistor sebagai micro-

oscillator yang membutuhkan sumber DC.

2.2.3 Relay

Relay merupakan switch yang dioperasikan secara listrik. Definisi ini tidak

membatasi cakupan antara solid state (semikonduktor) relay dan elektromagnetik

relay atau gabungan keduanya.

Gambar 2.9 Diagram Blok Relay

The National Association of Relay Manufacturers (NARM)

mendefinisikan Relay adalah sebuah alat kontrol listrik untuk membuka dan

menutup kontak-kontak listrik yang mempengaruhi operasi dari suatu alat lain

yang dikontrolnya dalam rangkaian yang sama atau rangkaian lain. Solid State

Relay (SSR) adalah suatu alat tanpa ada bagian yang bergerak yang mempunyai

fungsi seperti relay atau switch.

Elektromagnetik relay didefinisikan sebagai sebuah relay yang beroperasi

atau reset selama ada pengaruh elektromagnetik yang disebabkan oleh aliran arus

pada coil yang membuat beroperasinya kontak-kontak kontrol.

2.2.3.1 Jenis-jenis relay

Klasifikasi Relay OMRON berdasarkan fungsinya :

1. General Purpose relays

2. Power Relays

3. Special Purpose Relay

4. PCB Relay

Gambar 2.10 Jenis-jenis relay Omron – LY, MKS, G8P, G7L, G5S ,G5PA,

G5NB, G5SB, G2R

Power Relay digunakan bersama dengan socket, beroperasi pada arus DC

dan AC. Yang termasuk pada jenis ini adalah :

LY 1,2,3,4 (Menunjukkan banyaknya pole)

MK2P, 3P (2 pole dan 3 pole)

G7L (1 pole)

Perbedaan lain selain jumlah pole adalah ukuran (dimensi), bentuk casing,

dan kualitas.Beberapa aplikasi dari relay :

1. Untuk jenis power relay banyak digunakan pada mesin-mesin industri.

2. Untuk jenis PCB aplikasinya tergantung dari load yang akan digunakan.

Relay G5S banyak digunakan pada AC (air conditioner) dan kulkas.

Relay G5PA banyak digunakan pada radio, TV.

Relay G8P/G8PT banyak digunakan pada lampu-lampu mobil, mesin

cuci.

2.2.3.2 Konstruksi Relay

a. Coil

Material coil adalah tembaga yang mempunyai konduktivitas cukup tinggi

yang dilapisi dengan bahan isolator. Maksud dilapisi oleh isolator adalah untuk

menghindari terjadinya kontak antara tembaga karena lilitan coil ini digulung

(winding) satu sama lain.

Bahan coil yang digunakan terdiri dari kelas-kelas dari bahan isolator itu

sendiri (insulation grade).

Tabel 2.1 Kelas-kelas bahan isolator coil

Insulation

grade

Maximum permitted

Temperature

Representative winding material

(code)

A 1050 C Enameled copper wire (EW)

B 1200 C Polyurethane/copper wire (UEW)

C 1300 C Heat-resistant polyurethane

/copper wire (UEW-B)

Polyester/ copper wire (PEW)

b. Casing

Material dari casing itu sendiri terdiri dari bahan thermoplastik dan

thermosetting. Hal ini tergantung dari pemakaian konsumen, bila relay yang akan

digunakan akan beroperasi pada kondisi temperatur cukup tinggi, maka casing

relay harus dibuat dari material thermosetting yang cenderung mempunyai sifat

lebih tahan panas dari pada bahan thermoplastik.

Gambar 2.11 Casing relay

c. Armature

Armature dibuat dari besi lunak, dan yang sering dipakai dari silicon steel

atau permalloy.

Gambar 2.12 Armature

d. Yoke

Yoke dibuat dari bahan yang sama dengan armature.

Gambar 2.13 Yoke

e. Terminal

Terminal pada umumnya dibuat dari copper atau copper alloy.

Gambar 2.14 Terminal yang sudah dimasukan ke base

f. Contact

Untuk kebutuhan umum (general), contact biasa dibuat dari perak atau

perak paduan. Tetapi material contact juga disesuaikan menurut besar kecilnya

load.

PGS alloy (Platinum, gold, silver)

AgPd (Silver Palladium)

Ag (Silver)

(AgCdO) (Silver, Cadmium oxide)

AgNi (AglnSn)

(Silver, Indium, tin)

g. Core

Core pada umumnya dibuat dari besi lunak. Untuk membuat relay dapat

dialiri arus AC maka core diberi lapisan baja.

Gambar 2.15 Core

h. Socket Relay

Socket relay adalah tempat meletakkan relay. Terbuat dari plastik dan

berfungsi untuk memudahkan penggantian relay apabila terjadi kerusakan.

Gambar 2.16 Socket Relay

2.2.3.3 Prinsip kerja relay

Prinsip dasar relay dalam operasi adalah desain kontaktor dan motor

starter. Terdapat beberapa variasi dari solenoid yang secara prinsip digunakan

untuk pengoperasian relay. Struktur relay paling sederhana ditunjukkan pada

gambar 2.9

Pada dasarnya relay adalah set contact yang dikendalikan oleh coil. Coil

relai menggunakan prinsip elektromagnetik seperti pada solenoid. Ketika relay

diberi energi, akan timbul medan magnet yang menyebabkan armature tertarik ke

tengah coil. Dari gambar terlihat bahwa armature adalah bagian relay yang

menyebabkan contact bergerak dari posisi open ke posisi close. Begitu pula jika

relay tidak diberi energi, medan elektromagnetik lenyap, dan armature kembali ke

posisi semula yang berarti contact berpindah dari posisi close ke open.

Gambar 2.17 Struktur relay sederhana

Diagram electric relay ditunjukkan oleh gambar di bawah :

Coil circuit for relay

Gambar 2.18 Diagram elektrik relay

Hal yang perlu diperhatikan adalah coil disuplay oleh tegangan 12 V DC dan

beban di suplay tegangan 110 V AC. Dalam hal ini coil secara sederhana

bertindak sebagai operator untuk menarik contact ke posisi closed. Coil

membutuhkan arus yang relatif kecil untuk menghidupkan elektromagnet dan

menarik contact ke posisi closed.

2.2.4 Solenoida

Dalam suatu industri atau perangkat yang sering kita gunakan sehari-hari

kita bisa mengeset perangkat itu sesuai dengan keinginan kita yang biasanya di

inginkan otomatisasi sistem. Sistem kontrol itu sendiri berfungsi sebagai

pembanding antara harga sebenarnya dengan plant yang kita inginkan, salah satu

system controlling adalah system on-off yang salah satunya menggunakan

Solenoida

Pada dasarnya solenoide adalah piranti yang digunakan sebagai switch

dalam sistem kontrol, biasanya solenoide digunakan untuk memindahkan beban

secara mekanis. Jadi, alat ini digunakan untuk memindahkan beban secara

mekanis atau mempertahankannya, system yang digunakan adalah medan magnet,

semakin besar arus yang mengalir pada solenoida maka medan magnet akan

semakin besar dan pada batasan tertentu akan menarik switch yang terbuat dari

konduktor dan switch ini yang kemudian di manfaatkan dalam aplikasi kontrol on-

off.

2.2.4.1 Konstruksi solenoida

Suatu solenoid adalah suatu kumparan kawat panjang dengan suatu pola

seperti bentuk sekrup, yang pada umumnya dikelilingi oleh suatu bingkai baja dan

mempunyai suatu inti baja di dalam lilitan. Ketika ada aliran arus litrik solenoid

menjadi alat elektromagnetik, di mana tenaga elektris diubah jadi pekerjaan

mekanis.

Gambar 2.19 Pull Type Solenoid

Gambar 2.20 Push Type Solenoid

Inti suatu solenoid pada umumnya dibuat dari dua bagian, suatu penggiat

(pengisap/ spekulan ) yang dapat dipindahkan, dan suatu penghalang/penopang

atau inti akhir yang telah ditetapkan. Efisiensi suatu solenoid adalah suatu faktor

dari kekuatan mekanis alat, ketetapan magnetik dan bentuk wujud inti elektrik

yang meliputi bagian-bagian dari solenoid yang berupa pengisap/spekulan dan

perubahan/sarung.

Pengisap bebas bergerak yang terletak di pusat lilitan dipasang dengan

arah linier. Ketika coil diberi tenaga oleh arus listrik, suatu gaya magnetis akan

terbentuk antara pengisap/spekulan dan inti akhir, hal inilah yang menyebabkan

pengisap/spekulan itu dapat bergerak. Untuk memperoleh hasil solenoid yang

lebih baik maka harus digunakan bahan yang baik pula. Hal tersebut penting bagi

suatu solenoid untuk menghilangkan gaya magnetisnya ketika daya listrik

masukan dipindahkan, hal ini untuk memungkinkan pengisap/spekulan tersebut

untuk dapat kembali mulai lagi posisi aslinya ( posisi mula-mula ). Sedangkan

medan magnet sisanya disebut kemagnetan bersifat sisa (residual magnetism).

Material pemandu yang terletak di pusat dan penyepuhan

pengisap/spekulan harus dipilih untuk mendapatkan friksi minimum dan

pengausan rendah. Gelas, kaca, nilon, kuningan untuk pemandu dan nikel electro-

less atau fraksi lain yang mempunyai lapisan tipis sangat cocok untuk

pengisap/spekulan.

Desain dan pemilihan suatu solenoid memerlukan pengetahuan dasar

mekanik dan hubungan timbal baliknya dengan bidang elektrik. Dalam banyak

kesempatan hal tersebut penting untuk membuat trade offs antar berbagai

mekanik, elektrik, yang berkenaan dengan panas, akustis, dan sifat fisis. Desain

ini telah diatur untuk membantu kita di dalam pemilihan solenoid yang sesuai

dengan penggunaannya.

2.2.4.2 Jenis-jenis solenoida

Banyak jenis dan macam-macam solenid yang ada, diantaranya :

1. Tubular Solenoids, dapat bekerja pada tegangan AC dan DC.

Gambar 2.21 Tubular Solenoid

2. Open Frame, solenoid yang dapat bekerja pada tegangan AC dan

DC.

Gambar 2.22 Open Frame

3. Low Profil, solenoid yang dapat bekerja pada tegangan AC dan

DC.

Gambar 2.23 Low Profil

4. Hinged clapper, solenoid yang dapat bekerja pada tegangan AC

dan DC.

Gambar 2.24 Hinged clapper

5. Latching, solenoid hasil modifikasi dari jenis solenoid yang lain.

Gambar 2.25 Latching

6. Rotary

Gambar 2.26 Rotary

2.2.5 Hall-Effect Sensor

Sensor Hall Effect digunakan untuk mendeteksi kedekatan (proximity),

kehadiran atau ketidakhadiran suatu objek magnetis (yang) menggunakan suatu

jarak kritis. Pada dasarnya ada dua tipe Half-Effect Sensor, yaitu tipe linear dan

tipe on-off. Tipe linear digunakan untuk mengukur medan magnet secara linear,

mengukur arus DC dan AC pada konduktor dan fungsi-fungsi lainnya. Sedangkan

tipe on-off digunakan sebagai limit switch, sensor keberadaan (presence sensors),

dsb. Sensor ini memberikan logika output sebagai interface gerbang logika secara

langsung atau mengendalikan beban dengan buffer amplifier.

Gambar 2.27 Diagram Hall Effect

Keterangan gambar :

1. Elektron

2. Sensor Hall atau Elemen Hall

3. Magnet

4. Medan Magnet

5. Power Source

Gambar diagram hall effect tersebut tersebut menunjukkan aliran elektron.

Dalam gambar A menunjukkan bahwa elemen Hall mengambil kutub negatif pada

sisi atas dan kutub positif pada sisi bawah. Dalam gambar B dan C, baik arus

listrik ataupun medan magnet dibalik, menyebabkan polarisasi juga terbalik. Arus

dan medan magnet yang dibalik ini menyebabkan sensor Hall mempunyai kutub

negatif pada sisi atas.

Hall Effect tergantung pada beda potensial (tegangan Hall) pada sisi yang

berlawanan dari sebuah lembar tipis material konduktor atau semikonduktor

dimana arus listrik mengalir, dihasilkan oleh medan magnet yang tegak lurus

dengan elemen Hall. Perbandingan tegangan yang dihasilkan oleh jumlah arus

dikenal dengan tahanan Hall, dan tergantung pada karakteristik bahan. Dr. Edwin

Hall menemukan efek ini pada tahun 1879.

Hall Effect dihasilkan oleh arus pada konduktor. Arus terdiri atas banyak

beban kecil yang membawa partikel-partikel (biasanya elektron) dan membawa

gaya Lorentz pada medan magnet. Beberapa beban ini berakhir di sisi – sisi

konduktor. Ini hanya berlaku pada konduktor besar dimana jarak antara dua sisi

cukup besar.

Salah satu yang paling penting dari Hall Effect adalah perbedaan antara

beban positif bergerak dalam satu arah dan beban negatif bergerak pada

kebalikannya. Hall Effect memberikan bukti nyata bahwa arus listrik pada logam

dibawa oleh elektron yang bergerak, bukan oleh proton. Yang cukup menarik,

Hall Effect juga menunjukkan bahwa dalam beberapa substansi (terutama

semikonduktor), lebih cocok bila kita berpikir arus sebagai “holes” positif yang

bergerak daripada elektron.

Gambar 2.28 Pengukuran Tegangan Hall

Dengan mengukur tegangan Hall yang melalui bahan, kita dapat

menentukan kekuatan medan magnet yang ada. Hal ini bisa dirumuskan :

Dimana VH adalah tegangan yang melalui lebar pelat, I adalah arus yang

melalui panjang pelat, B adalah medan magnet, d adalah tebal pelat, e adalah

elektron, dan n adalah kerapatan elektron pembawa. Dalam keberadaan kekuatan

medan magnetik yang besar dan temperatur rendah, kita dapat meneliti quantum

Hall effect, yang dimana adalah kuantisasi tahanan Hall.

Dalam bahan ferromagnetik (dan material paramagnetik dalam medan

magnetik), resistivitas Hall termasuk kontribusi tambahan, dikenal sebagai

Anomalous Hall Effect (Extraordinary Hall Effect), yang bergantung secara

langsung pada magnetisasi bahan, dan sering lebih besar dari Hall Effect biasa.

Walaupun sebagai sebuah fenomena yang dikenal baik, masih ada perdebatan

tentang keberadaannya dalam material yang bervariasi. Anomalous Hall Effect

bisa berupa efek ekstrinsik bergantung pada putaran yang menyebar dari beban

pembawa, atau efek intrinsik yang dapat dijelaskan dengan efek Berry phase

dalam momentum space kristal.

Hall effect menghasilkan level sinyal yang sangat rendah dan

membutuhkan amplifikasi. Amplifier tabung vakum pada abad 20 terlalu mahal,

menghabiskan tenaga dan kurang andal dalam aplikasi sehari-hari. Dengan

pengembangan IC berharga murah maka Hall Effect Sensor menjadi berguna

untuk banyak aplikasi. Alat Hall Effect saat disusun dengan tepat akan tahan

dengan debu, kotoran, lumpur dan air. Sifat ini menyebabkan alat Hall Effect lebih

baik untuk sensor posisi daripada alat alternatif lainnya seperti sensor optik dan

elektromekanik.

Hall effect sensor sering dipakai untuk Split ring clamp-on sensor, Analog

multiplication, Power sensing, Position and motion sensing, Automotive ignition

dan fuel injection serta Wheel rotation sensing. Sensor ini banyak tersedia di

berbagai macam pabrik, dan digunakan untuk sensor-sensor yang bervariasi

seperti sensor aliran cairan, sensor power dan sensor tekanan.

2.2.6 Reflective-Opto Switch

Alat ini terdiri dari pasangan emitter/detektor pada tempat yang sama.

Emitter meradiasikan cahaya UV dan jika tidak ada halangan yang akan

memantulkan cahaya tersebut, maka tidak akan ada cahaya yang diterima oleh

detektor.

Jika objek pemantul (dengan warna/permukaan yang sesuai) dibuat

menghadap alat ini, detektor (photoresistor) mensaturasi output, sehingga

terbentuk sinyal logika.

Emitter dan detektor disesuaikan, di mana detektor mempunyai puncak

sensitivitas yang bersesuaian dengan panjang gelombang emitter.

Seberapa baik pendeteksian suatu objek tergantung pada :

Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh suatu sumber cahaya.

Kepekaan photodetector.

Jarak antara switch dari objek.

Kondisi cahaya dari lingkungan sekitar.

Kedudukan tegak lurus permukaan dari pantulan cahaya dengan

switch.

2.2.7 Proximity Switch Induktif

Alat ini diklasifikasikan sebagai berikut :

Bersumber daya AC atau DC.

2 terminal, di mana beban dihubungkan antara terminal satu dengan

sumber AC atau DC, sementara terminal lain merupakan GND.

terminal, dua terminal di antaranya adalah sumber tegangan dan GND,

sedangkan terminal lainnya adalah output beban yang dihubungkan

dengan sumber tegangan (tipe NPN ) atau ke GND (tipe PNP).

Alat ini terdiri dari suatu osilator, demodulator, trigger, dan switching

amplifier.

Alat ini beroperasi dengan prinsip transistor osilator yang operasinya

dumped ketika objek metal mendekati elemen yang beresonansi. Efisiensi

dumping effect ini tergantung dari tipe metal dan jarak.

Jika objek metal memasuki medan magnet kumparan osilator, arus pusar

akan diinduksi pada kumparan yang mengubah amplitudo osilasi. Demodulator

akan mengkonversi perubahan amplitudo menjadi sinyal DC yang akan

mengaktifkan trigger.

Keuntungan Penggunaan Proximity Switch induktif :

Tidak perlu ada kontak fisik secara langsung antara pemakai dengan

sistem.

Dapat bekerja di lingkungan dengan kondisi apapun.

Responnya berjalan dengan cepat.

Awet dan tahan lama.

Berikut merupakan petunjuk kontruksi bahan switch proximity yang baik :

Gambar 2.29 Petunjuk kontruksi bahan switch proximity

2.2.7.1 Aplikasi

Gambar 2.30 Aplikasi penggunaan Proximity Switch Induktif untuk Tank Level Control

Gambar 2.31 Aplikasi penggunaan Proximity Switch Induktif untuk Grinding Amount Detection

Gambar 2.32 Aplikasi Penggunaan Proximity Switch Induktif untuk Work Pierce Sorting.

2.2.7.2 DATA SHEET

Gambar. 2.33 Data Sheet Selection Guide

Gambar. 2.34 Data Sheet Proximity Switch Control

2.2.7.3 Kurva Karakteristik

Gambar 2.35 Karakteristik Proximity Switch Induktif.

Dari gambar 2.35 di atas, terlihat bahwa dengan ukuran objek yang sama,

besi memiliki jarak dari sensor yang paling jauh, kemudian berturut-turut diikuti

oleh baja, kuningan, alumunium, serta tembaga. Dari sini dapat disimpulkan

bahwa besi memiliki kerapatan molekul yang paling besar (paling rapat molekul-

molekulnya) dibandingkan dengan baja, kuningan, alumunium, serta tembaga.

2.3 PENGUJIAN ALAT

2.3.1 Alat dan Bahan

1. Modul input/output ON-OFF diskrit (modul B3510-L)

2. Multimeter digital 1 buah

3. Konektor 9 buah

4. Power supply +15 V dan variable 0-20 V (DC)

5. Penggaris

2.3.2 Cara Kerja

2.3.2.1 Indikator LED

1. Ukur sumber tegangan DC 0 sampai 20 Volt.

2. Berikan tegangan DC 0 sampai dengan 20 Volt di antara terminalnya

(+) dan (-) dengan 5 variasi tegangan.

3. Amati nyala lampu LED setiap kenaikan tegangan.

2.3.2.2 Indikator Akustik (Buzzer)

1. Ukur sumber tegangan DC 0 sampai 20 volt

2. Berikan tegangan DC 0 sampai dengan 20 Volt di antara

terminalnya (+) dan (-) dengan 5 variasi tegangan.

3. Amati kinerja buzzer setiap kenaikan tegangan

2.3.2.3 Relay

1. Ukur sumber tegangan DC 0 sampai 20 volt

2. Berikan tegangan DC 0 sampai dengan 20 Volt di antara terminal

kumparan, meningkat secara perlahan dengan 3 variasi tegangan.

3. Amati kondisi Relay.

4. Turunkan tegangan secara perlahan sampai release point.

5. Catat tegangan pada release point

2.3.2.4 Solenoida

1. Ukur tegangan DC 0-15 Volt.

2. Berikan Tegangan 0-15 Volt pada solenoida.

3. Amati kondisi solenoida.

2.3.2.5 Hall effect sensor

1 Membuat pengkoneksian seperti pada gambar

Soket B1 dihubungkan dengan ground

Menghubungkan soket B2 pada tegangan 0-20 V tegangan DC

untuk mengaktifan Hall Sensor

Soket B3 dihubungkan dengan tegangan positif 15 volt

Soket B4 adalah keluaran rangkaian, menhubungkan seperti

dalam modul rangkaian.

2 Mengamati kondisi sensor

3 Menghubungkan soket B2 pada tegangan DC 0 sampai 20 volt

4 Menaikkan tegangan secara perlahan sampai sensor aktif ( hidup / on )

kemudian mencatat tegangannya. Setelah itu, tegangan diturunkan

sampai sensor mati dan mencatat kembali tegangannya

5 Mengulangi sampai 3 kali

2.3.2.6 Reflective Opto-Switch

1. Buat pengkoneksian seperti pada gambar 2.49.

Perhatikan kontak/soket B5 dihubungkan ke GND pada

papan.

Kontak B6 adalah output yang di “pulled up” dengan +V.

2. Ukur tegangan Supply dengan tepat 15 V

3. Amati kondisi Indikator.

2.3.2.7 Proximity Switch Induktif

1. Buat pengkoneksian seperti pada gambar 2.50

Amati kontak B6 yang terhubungkan supply +V secara internal.

Amati kontak B7 sebagai output

2. Hubungkan beban antara kontak B8 dan B7

3. Ukur tegangan supply dengan tepat 15 V

4. Ukur jarak ON/OFF untuk masing-masing material.

5. Amati kondisi indikator.

2.3.3 Data Percobaan

a. Percobaan Indikator LED

Tabel 2.2 Data Percobaan Indikator LED

No Tegangan (volt) Kondisi Led

1 1,25 Mati

2 0,78 Redup

3 1,92 Terang

b. Percobaan Indikator Buzzer

Tabel 2.3 Data percobaan Indikator Akustik (Buzzer)

No Tegangan (volt) Kondisi Buzzer

1 1,25 Mati

2 3,99 Bunyi pelan

3 5,66 Bunyi keras

c. Percobaan Relay

Tabel 2.4 Data Percobaan Relay

No Tegangan naik (v) Kondisi relay Tegangan turun (v) Kondisi relay

1 7,54 On 1,72 Off

d. Percobaan Solenoida

Tabel 2.5 Data Percobaan Solenoida

No Tegangan (volt) Kondisi solenoid

1 4,04 On

2 4,26 On

e. Percobaan Hall Effect Sensor

Tabel 2.6 Data Percobaan Hall-Effect Sensor

No Tegangan Naik (volt) Kondisi Sensor Tegangan Turun (volt)Kondisi

Sensor

1 13,13 On 0,01 Off

2 13,14 On 0,01 Off

f. Percobaan Proximity Swich Induktif

Tabel 2.7 Data Percobaan Proximity Switch Induktif

No Bahan Jarak Kondisi indicator

1 Mild iron (besi) 6 mm On

2 Brass (kuningan) 3 mm On

3 Aluminium 2 mm On

g. Percobaan Reflective Opto-Switch

Tabel 2.8 Data Percobaan Reflective Opto Switch

No Bahan Tegangan Keluaran (volt) Jarak bahan Kondisi Buzzer

1 Putih 13,64 2,5 cm On

2 Ungu 13,64 2,5 cm On

3 Hitam 0 2,5 cm Off

2.4. ANALISA DAN PEMBAHASAN

2.4.1. Indikator LED

Gambar 2.36 Rangkaian percobaan Indikator LED

Pada gambar rangkaian di atas, diketahui bahwa arus DC sebesar 0-20 V

dialirkan ke dioda yang hanya dapat mengalirkan arus searah. Arus listrik yang

mengalir ini kemudian dikonversi oleh LED menjadi cahaya. LED (Light

Emitting Diode) atau dioda pemancar cahaya adalah suatu bahan padat sejenis

dioda yang mengkonversi arus listrik menjadi cahaya. Dalam penggunannya

digunakan sebagai penanda berupa nyala lampu pijar. Strukturnya juga sama

dengan dioda, elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi

berupa energi panas dan energi cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada

semikonduktor, doping yang dipakai adalah gallium, arsenic, dan phosporus. Jenis

doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Energi yang didapat oleh LED membentuk pasangan lubang elektron,

energi tersebut dilepaskan pada waktu elektron bergabung dengan lubang. Dalam

silikon dan germanium rekombinasi ini terjadi melalui perangkap-perangkap dan

energi yang dilepaskan tadi pindah ke kristal dalam bentuk panas. Ternyata dalam

semikonduktor yang lain seperti arsenida galium banyak rekomendasi langsung

terjadi tanpa bantuan perangkap dalam hal ini energi yang dilepaskan waktu

elektron jatuh dari pita konduksi ke pita valensi muncul dalam bentuk radiasi.

proses pembentukan cahaya bertambah dengan pertambahan arus yang

diinjeksikan dengan penurunan temperatur. Cahaya yang terbentuk akan terpusat

dekat dengan persambungan oleh karena sebagian besar dari pembawa berada

dalam jarak panjang difusi dari persambungan.

Tabel 2.9 Data Percobaan Indikator LED

No Tegangan (volt) Kondisi Led

1 1,25 Mati

2 0,78 Redup

3 1,92 Terang

Dari tabel 2.9 dapat diperoleh analisa bahwa semakin besar tegangan maka

sensor akan semakin aktif, dalam hal ini nyala indikator LED akan semakin

terang.

Fungsi Diode :

1. Sebagai penyearah arus

2. Sebagai pelipat tegangan

3. Sebagai Penetak tegangan

Fungsi Resistor :

1. Membangkitkan arus

2. Mengatur besarnya arus yang diinginkan

2.4.2 Indikator Akustik (Buzzer)

Gambar 2.37 Rangkaian percobaan indikator Buzzer.

Berdasarkan gambar percobaan di atas, buzzer mendapat supply tegangan

DC 20 V dihubungkan resistor dan kemudian diparalelkan dengan dioda zener.

Dioda Zener adalah dioda yang didesain dengan kemampuan membuang daya

yang memadai untuk dijalankan di daerah dadal (break down Region). Dioda

zener dapat digunakan sebagai acuan tegangan atau sebagai alat yang memberikan

tegangan tetap. Dioda akan mengendalikan tegangan beban terhadap perubahan

dalam arus beban dan terhadap perubahan sumber tegangan. Oleh karena di dalam

daerah dadal perubahan yang besar dalam arus dioda mengakibatkan perubahan

yang kecil dalam tegangan dioda selanjutnya bila arus beban dan sumber tegangan

berubah arus dioda akan menyesuaikan diri pada perubahan-perubahan ini untuk

mempertahankan tegangan beban yang hampir tetap.

Indikator Akustik atau Buzzer terbuat dari elemen piezoceramic pada

suatu diafragma yang mengubah getaran/vibrasi suara menjadi gelombang suara.

Alat ini menggunakan resonansi untuk memperkuat intensitas suara.

Buzzer atau beeper memiliki dua tipe : yang pertama, resonator sederhana

yang disuplai sumber AC dan kedua melibatkan transistor sebagai micro-

oscillator yang membutuhkan sumber DC.

Tabel 2.10 Data Percobaan Indikator Akustik (Buzzer)

No Tegangan (volt) Kondisi Buzzer

1 1,25 Mati

2 3,99 Bunyi pelan

3 5,66 Bunyi keras

Dari tabel 2.10 di atas menunjukkan hubungan searah antara tegangan dan

kondisi indikator akustik atau buzzer. Semakin besar tegangan input yang

diberikan maka semakin sensitif pula respon yang diberikan dalam percobaan kali

ini semakin besar getaran/vibrasi suara sehingga mengakibatkan semakin tinggi

pula bunyi yang dikeluarkan oleh indikator buzzer.

Fungsi Dioda Zener:

1. Membuang daya yang tidak diperlukan pada daerah break down

2. Sebagai acuan tegangan

3. Mengatur operasi rangkaian sehingga arus dan tegangan dapat

seimbang

4. Pada plant percobaan ini, sebagai alat pengaman untuk

menghindari terjadinya polaritas tegangan sumber yang terbalik

Fungsi Resistor :

1. Membangkitkan arus

2. Mengatur besarnya arus yang diinginkan

2.4.3 Relay

Gambar 2.38 Rangkaian percobaan Relay

Pada gambar di atas, dapat dijelaskan bahwa relay mendapat energi dari

power supply DC sebesar 20 V. Ketika relay diberi energi, akan timbul medan

magnet yang menyebabkan ammature tertarik ke tengah coil. Jika relay tidak

diberi energi, medan elektromagnetik lenyap, dan armature kembali ke posisi

semula yang berarti contact berpindah dari posisi close ke open.

Coil atau kumparan relay beroperasi pada tegangan DC 12 Volt. Kawat

tambaga pada kumparan memiliki koefisien temperature positif sehingga

cenderung menarik lebih sedikit ketika temperature naik.

Pemilihan relay yang sesuai kebutuhan harus memenuhi beberapa kriteria,

antara lain:

Perawatan yang minim

Mempunyari kemampuan untuk disambungkan kebeberapa saluran

secara independent

Mudah adaptasi/disesuaikan dengan tegangan operasi dan tegangan

tinggi

Kecepatan operasi tinggi, misalnya waktu yang diperlukan untuk

menyambungkan saluran singkat.

Relay mempunyai prinsip kerja apabila pada lilitan dialiri arus listrik maka

arus listrik tadi akan mengalir melalui lilitan kawat dan akan timbul medan

magnet( sesuai dengan hukum Oerstad )

Dan juga sesuai dengan hukum Biot-Savart yang menyatakan bahwa

kawat berarus akan menimbulkan induksi medan magnetik sebesar

dB = k ...................................................................... (2)

dimana;

K= Suatu tetapan r = jari-jari (meter)

i = Besarnya Arus dl = panjang kawat (meter)

= Sudut antara dl dan r B = Induksi magnetic (Weber)

Karena induksi medan magnet yang timbul itulah maka selanjutnya akan

timbul suatu gaya yang di timbulkan oleh medan magnet tersebut, yang

mengakibatkan pelat yang ada di dekat kumparan akan tertarik ataupun terdorong

sehingga saluran dapat tersambung ataupun terputus. Gaya tersebut dinamai

dengan gaya Lorentz yang di formulasikan :

F = il x B ....................................................................................... (3)

dimana;

F = Gaya Lorentz (Newton) l = panjang penghantar

i = Arus (Ampere) B = Induksi magnetic (Weber)

Relay memiliki karakteristik histeresis. Jika tegangan supply pada

kumparan meningkat secara perlahan (terjadi pada operasi tegangan 5-10 Volt)

kemudian tegangan pada kumparan diturunkan secara perlahan, maka tegangan

relay akan menurun 7,5 sampai 8,5 Volt.

Sekali dioperasikan, relay akan megubah karakteristik geometris rangkaian

magnetiknya (menurunkan kelentingan rangkaian magnetik). Oleh karena itu,

dibutuhkan arus yang lebih rendah untuk menjaga agar relay tetap bekerja

daripada arus yang dibutuhkan untuk membuat relay bekerja.

Tabel 2.11 Data Percobaan Relay

No Tegangan naik (v) Kondisi relay Tegangan turun (v) Kondisi relay

1 7,54 On 1,72 Off

Dalam pengunaannya relay mempunyai banyak keuntungan dan kerugian

yang diantaranya sebagai berikut:

Keuntungan:

1. Tidak mudah terganggu dengan adanya perubahan temperature

di sekitarnya

2. Mudah mengadaptasi bermacam-macam tegangan operasi

3. Mempunyai tahanan yang cukup tinggi pada kondisi tidak

kontak

4. Memungkinkan untuk menyambungkan beberapa saluran

secara independent

Selain itu relay juga mempunyai kerugian diantaranya sebagai berikut.

1. Bila diaktifkan, maka relai akan berberbunyi

2. Relay mempunyai kecepatan menyambung atau memutus

saluran terbatas.

3. Kontaktor bisa terpengaruh dengan adanya debu

2.4.4 Solenoida

Gambar 2.39 Rangkaian percobaan Solenoida

Dari rangkaian percobaan solenoida di atas, dapat dijelaskan bahwa

rangkaian dialiri arus listrik DC sebesar 0-20 V. Solenioda mempunyai dua

bagian, yaitu suatu penggiat (pengisap/ spekulan) yang dapat dipindahkan, dan

suatu penghalang/ penopang atau inti akhir yang telah ditetapkan. Pengisap bebas

bergerak yang terletak di pusat lilitan dipasang dengan arah linier. Ketika coil

diberi tenaga oleh arus listrik, suatu gaya magnetis akan terbentuk antara

spekulan/ pengisap dan inti akhir. Hal inilah yang menyebabkan pengisap itu

dapat bergerak.

Di lapangan kita bisa menemukan solenoid dengan arus searah (DC)

ataupun arus bolak balik (AC), sedangkan yang sering digunakan adalah Solenoid

DC. Solenoid DC secara konstruktif mempunyai inti yang pejal dan terbuat dari

besi lunak. Dengan demikian mempunyai bentuk yang simple dan kokoh. Selain

itu maksudnya agar diperoleh konduktansi optimum pada medan magnet. Bila ada

kelonggaran udara, tidak akan mengakibatkan kenaikan temperatur operasi,

karena temperatur operasi hanya akan tergantung pada besarnya tahanan

kumparan serta arus listrik yang mengalir.

Bila solenoid DC diaktifkan maka arus listrik yang mengalir meningkat

secara perlahan. Ketika arus listrik dialirkan ke dalam kumparan akan terjadi

elektromagnet. Selama terjadinya induksi akan menghasilkan gaya yang

berlawanan dengan tegangan yang digunakan. Bila solenoid dipasifkan maka

medan magnet yang pernah terjadi akan hilang dan dapat mengakibatkan tegangan

induksi yang besarnya bisa beberapa kali lipat dibandingkan dengan tegangan

yang ada pada kumparan. Tegangan induksi ini dapat mengakibatkan rusaknya

isolasi pada gulungan koil, selanjutnya bila hal ini terjadi terus akan terjadi

percikan api. Untuk mengatasi hal ini maka harus dibuat rangkaian yang meredam

percikan api, misalnya dengan memasang tahanan yang dihubungkan secara

paralel dengan induktansi. Sehingga bila terjadi pemutusan arus listrik, energi

akan tersimpan dalam bentuk medan magnet dan dapat hilang lewat tahanan yang

dipasang tadi.

Tabel 2.12 Data Percobaan Solenoida

No Tegangan (volt) Kondisi solenoid

1 4,04 On

2 4,26 On

Dari tabel 2.12 di atas dapat kita cari tegangan rata-rata untuk

menghidupkan solenoida, perhitungannya adalah sebagai berikut :

Perhitungan rata-rata tegangan yang digunakan untuk mengaktifkan

solenoida:

……………………………………. (6)

Dari percobaan diperoleh :

(4,04+4,26)/2= 4,15

Dari perhitungan di atas diperoleh hasil berbeda dari typical point yang

sebenarnya sebesar 10 Volt. Hal ini dikarenakan kekurang-presisian multimeter

dalam mengukur tegangan input dari power supply.

Keuntungan Solenoid DC dan Kerugian Solenoid DC

- Mudah pengoperasiannya

- Usianya lama

- Bunyi yang dihasilkan lemah

- Tenaga untuk mengoperasikan kecil

- Perlu peredam percikan api

- Terjadi tegangan tinggi saat pemutusan arus

- Waktu sambung lama

- Perlu adaptor bila yang dipakai tegangan AC

- Bagian yang kontak cepat aus.

2.4.5 Hall Effect Sensor

Sensor Efek Hall digunakan untuk mendeteksi kedekatan (proximity),

kehadiran atau ketidakhadirannya suatu obyek magnetis (yang) menggunakan

suatu jarak kritis. Pada dasarnya ada dua tipe Hall-Effect Sensor, yaitu tipe linear

dan tipe ON-OFF. Tipe linear digunakan untuk mengukur medan magnet secara

linear, mengukur arus DC dan AC pada konduktor. Sedangkan tipe ON-OFF

digunakan sebagai limit switch, sensor keberadaan (presence sensors). Sensor ini

memberikan logika output sebagai interface gerbang logika secara langsung atau

mengendalikan beban dengan buffer amplifier.

Gambar 2.40 Rangkaian percobaan Hall-Effect Sensor

Dari gambar rangkaian di atas dapat dijelaskan bahwa LED (Light

Emitting Diode) bekerja sebagai beban. Beban dihubung pararel dengan Hall-

Effect Sensor. Kemudian dari sensor menuju langsung ke ground sehingga

besarnya tegangan yang masuk ke beban sama dengan tegangan yang masuk ke

sensor. Dari tegangan yang masuk sensor langsung memberikan respon.

Tegangan dari power supply sebesar 0-20 volt DC kemudian diberi beban

berupa LED dan dihubungkan pararel dengan sensor Hall-Effect yang kemudian

memberikan respon terhadap input tegangan yang diterima.

Tabel 2.13 Data Percobaan Hall-Effect Sensor

No Tegangan Naik (volt) Kondisi Sensor Tegangan Turun (volt)Kondisi

Sensor

1 13,13 On 0,01 Off

2 13,14 On 0,01 Off

Pada percobaan Hall-Effect Sensor, perhitungan rata-rata tegangan naik

yang digunakan untuk menghidupkan Hall effect sensor :

Dari percobaan diperoleh :

(13,13+13,14)/2= 13,135

Sehingga rata-rata tegangan naik yang digunakan untuk menghidupkan

indikator led sebagai beban dari Hall effect sensor adalah 13,135 volt. Jadi dalam

percobaan ini Hall effect sensor memiliki tegangan on sebesar 13,135 volt.

Sementara tegangan turunnya

Dari percobaan diperoleh :

(0,01+0,01)/2= 0,01

Sehingga rata-rata tegangan turun yang digunakan untuk mematikan

indikator led sebagai beban dari Hall effect sensor adalah 0,01 volt. Jadi dalam

percobaan ini Hall effect sensor memiliki tegangan off sebesar 0,01 volt.

2.4.6 Reflective Opto-Switch

Gambar 2.41 Rangkaian percobaan Reflective Opto-Switch

Dari gambar rangkaian di atas switch yang digunakan adalah Replective

Opto Switch sedangkan bebannya adalah indikator akustik (buzzer). Tegangan

masuk ke dalam input sebesar 0-20 volt DC. Kemudian dihubungkan ke beban

dan dihubungkan dengan switch. Maka indikator akustik (buzzer) akan

memberikan respon terhadap switch yang dijalankan melalui media yang

bermacam-macam, dalam percobaan ini digunakan kertas hitam, kertas hijau dan

kertas putih. Sehingga diperoleh respon yang berbeda pula dari indikator buzzer.

Tabel 2.14 Data Percobaan Reflective Opto Switch

No Bahan Tegangan Keluaran (volt) Jarak Bahan Kondisi Buzzer

1 Putih 13,64 2,5 cm On

2 Ungu 13,64 2,5 cm On

3 Hitam 0 2,5 cm Off

Dari tabel 2.14 di atas dapat diperoleh analisa sebagai berikut : untuk

tegangan dan jarak bahan yang sama, kertas putih, baju biru tua, baju merah dan

kertas coklat memberikan respon untuk menswitch sensor (dalam percobaan di

atas indikator Buzzer). Sedangkan untuk kertas hitam switch tidak aktif. Hal ini

dikarenakan untuk bahan kertas hitam, cahaya UV yang dipancarkan dari emitter

tidak terpantul sehingga detektor tidak menerima cahaya. Akibatnya indikator

buzzer tidak memberikan respon.

2.4.7 Proximity Switch Induktif

Gambar 2.42 Rangkaian percobaan Proximity Switch Induktif

Pada percobaan di atas solenoida digunakan sebagai beban dan Proximity

Switch sebagai sensor sehingga soleinoid lebih efektif kerjanya. Sedangkan untuk

switchnya digunakan proximity. Untuk ketelitian sensor, diukur berdasarkan

material yang digunakan dalam proximity dalam percobaan di atas digunakan

besi, kuningan, dan alumunium. Dengan demikian dapat dibedakan tingkat

kesensitivitasan material tersebut. Perbandingan tingkat kesensitivitasan material-

material tersebut dapat kita lihat pada tabel 2.15.

Tabel 2.15 Data Percobaan Proximity Switch Induktif

No Bahan Jarak Kondisi indicator

1 Mild iron (besi) 6 mm On

2 Brass (kuningan) 3 mm On

3 Aluminium 2 mm On

Dari tabel 2.15 di atas dapat kita analisa bahwa untuk ketiga material di

atas (besi, kuningan dan alumunium), memerlukan jarak yang berbeda-beda untuk

menyalakan indikator. Semakin dekat jarak yang diperlukan, maka semakin

rendah kesensitivitasannya dalam hal ini kerapatan molekul yang dimiliki material

tersebut. Dari percobaan di atas sudah sesuai dengan hasil dengan kurva Typical

Characteritics of Proximity pada gambar 2.35.

Dari kurva Typical Characteristics of Proximity dapat dilihat bahwa

alumunium mempunyai kerapatan molekul paling kecil (paling longgar molekul-

molekulnya) di antara ketiga material di atas. Sedangkan besi mempunyai

kerapatan molekul paling besar di antara ketiganya. Hal ini pun sesuai dengan

kurva Typical Characteristics of Proximity pada gambar 2.43.

Gambar 2.43 Karakteristik Proximity Switch Induktif.

2.5 PENUTUP

2.5.1 Kesimpulan

1. Dari percobaan indikator LED dapat diperoleh kesimpulan bahwa

semakin besar tegangan maka sensor akan semakin aktif, dalam hal ini

nyala indikator LED akan semakin terang.

2. Dari percobaan indikator akustik menunjukkan hubungan searah antara

tegangan dan kondisi indikator akustik atau buzzer. Semakin besar

tegangan input yang diberikan maka semakin sensitif pula respon yang

diberikan dalam percobaan kali ini semakin besar getaran/vibrasi suara

sehingga mengakibatkan semakin tinggi pula bunyi yang dikeluarkan

oleh indikator buzzer.

3. Dari percobaan relay, hingga rata-rata tegangan naik yang digunakan

untuk menghidupkan relay adalah 7,16 Volt, sedangkan rata-rata

tegangan turun yang digunakan untuk mematikan relay adalah 1,652

Volt.

4. Pada percobaan solenoida, solenoida digunakan sebagai sensor terhadap

input tegangan yang masuk rangkaian. Besar tegangan rata-rata yang

digunakan untuk mengaktifkan solenoida sebesar 4,32 V.

5. Pada percobaan Half-Effect Sensor, LED digunakan sebagai beban dan

digunakan Sensor Hall-Effect sebagai sensor. Prinsip kerja Hall-Effect

Sensor menggunakan kutub-kutub magnet.

Tegangan naik yang di gunakan untuk menghidupkan Hall-Effect Sensor

sebesar 14,973 V. Sedangkan tegangan turun yang di gunakan untuk

mematikan indikator LED sebagai beban dari Hall-Effect Sensor sebesar

6,93 V.

6. Dari percobaan Reflective Opto-Switch, dapat disimpulkan, untuk

tegangan dan jarak bahan yang sama, kertas putih, baju biru tua, baju

merah, dan kertas coklat memberikan respon untuk menswitch sensor

(dalam percobaan di atas indikator Buzzer). Sedangkan untuk kertas

hitam switch tidak aktif. Hal ini dikarenakan untuk bahan kertas hitam,

cahaya UV yang dipancarkan dari emitter tidak terpantul sehingga

detektor tidak menerima cahaya. Akibatnya indikator buzzer tidak

memberikan respon.

7. Dari percobaan Proximity Switch Induktif, dapat disimpulkan bahwa

alumunium mempunyai kerapatan molekul paling kecil di antara ketiga

material di atas. Sedangkan besi mempunyai kerapatan molekul paling

besar di antara ketiganya.

2.5.2 Saran

1. . Untuk mendapatkan ketinggian intensitas suara yang diinginkan maka

perlu dilakukan pengaturan resonansi dengan menaikkan/ menurunkan

tegangan pada power supply.

2. Untuk menjaga agar relay tetap bekerja maka arus yang mengalir pada

relay perlu dijaga agar lebih rendah dari arus yang dibutuhkan untuk

membuat relay bekerja.

3. Hall-Effect sensor mempunyai 2 tipe yaitu tipe linear dan tipe on-off.

Kedua tipe tersebut mempunyai fungsi yang berbeda, oleh karena itu

perlu diperhatikan pemilihan tipe-tipe tersebut sesuai penggunaannya.

4. Agar Reflective Opto Switch dapat mendeteksi suatu obyek dengan baik,

maka perlu diperhatikan

a. Jarak switch dan objek yang disampaikan

b. Pantulan cahaya dari objek

c. Kondisi cahaya dari lingkungan sekitar

d. Kedudukan tegak lurus permukaan dari pantulan cahaya dengan

switch.

5. Agar solenoida memberi respon terhadap input maka perlu diperhatikan

tegangan yang masuk pada solenoida

DAFTAR PUSTAKA

1. Buku Petunjuk Praktikum Dasar Sistem Kontrol.

2. Millman, Jacob and C. Halkias. Elektronika Terpadu : (Integrated

Electronics) Rangkaian dan Sistem Analog dan Digital. Erlangga : Jakarta.

1997

3. www.electroniclab.com

4. id.wikipedia.org

5. www.elektroindonesia .com

6. Laporan Praktikum Dasar Sistem Kontrol tahun 2001/2002.