of 14 /14
RELAY A.DEFINISI RELAY Relay adalah suatu alat/komponen elektromekanik yang digunakan untuk mengoperasikan seperangkat kontak saklar, dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Dengan memanfaatkan lilitan atau coil (koil) berintikan besi yang dialiri arus listrik, tentunya akan menghasilkan medan magnet pada ujung inti besi apa bila koil dialiri arus listrik. Medan magnet/energi magnet tersebutlah yang digunakan untuk mengerjakan saklar nantinya.Relay terdiri dari 3 bagian utama, yaitu: 1. Common bagian yang tersambung dengan NC(dlm keadaan normal). 2. Koil (kumparan) Merupakan komponen utama relay yang digunakan untuk menciptakan medan magnet. 3. kontak terdiri dari NC dan NO Normally Closed (NC) => Normally Closed (NC) merupakan bagian sakelar relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) terhubung dengan common. => Normally Open (NO) Normally Open (NO) merupakan bagian sakelar relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) tidak terhubung dengan common. Tetapi Normally Open akan terhubung dengan common apabila relay diberi tegangan. B.FUNGSI RELAY Fungi atau kegunaan relai (relay) dalam dunia elektronika sebenarnya juga sama seperti dalam teknik listrik. Hanya saja kebanyakan relay yang digunakan dalam teknik elektronik adalah relay dengan voltase kecil seperti 6volt, 12volt, 24volt berbeda dengan teknik listrik yang memakai relai 220volt, 110volt. Namun ada juga dalam teknik elektronik yg memakai relai dg voltase tinggi. Walau ada perbedaan pemakaian voltase pada relay, sebenarnya relay memiliki fungsi/kegunaan yg sama yakni : sebagai alat pengganti saklar yang bekerja untuk mengontrol/membagi arus listrik ataupun sinyal lain ke sirkuit rangkaian lainnya. C.SIMBOL RELAY

Relay Dan Aktuator Piezoelektrik

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Fisika Instrumentasi

Text of Relay Dan Aktuator Piezoelektrik

Relaya.DEFINISI rELAY

Relay adalah suatu alat/komponen elektromekanik yang digunakan untuk mengoperasikan seperangkat kontak saklar, dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Dengan memanfaatkan lilitan atau coil (koil) berintikan besi yang dialiri arus listrik, tentunya akan menghasilkan medan magnet pada ujung inti besi apa bila koil dialiri arus listrik. Medan magnet/energi magnet tersebutlah yang digunakan untuk mengerjakan saklar nantinya.Relay terdiri dari 3 bagian utama, yaitu:

1. Common bagian yang tersambung dengan NC(dlm keadaan normal).2. Koil (kumparan) Merupakan komponen utama relay yang digunakan untuk menciptakan medan magnet.3. kontak terdiri dari NC dan NO Normally Closed (NC)

=> Normally Closed (NC) merupakan bagian sakelar relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) terhubung dengan common.=> Normally Open (NO) Normally Open (NO) merupakan bagian sakelar relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) tidak terhubung dengan common. Tetapi Normally Open akan terhubung dengan common apabila relay diberi tegangan.

b.FUNGSI RELAY

Fungi atau kegunaan relai (relay) dalam dunia elektronika sebenarnya juga sama seperti dalam teknik listrik. Hanya saja kebanyakan relay yang digunakan dalam teknik elektronik adalah relay dengan voltase kecil seperti 6volt, 12volt, 24volt berbeda dengan teknik listrik yang memakai relai 220volt, 110volt. Namun ada juga dalam teknik elektronik yg memakai relai dg voltase tinggi. Walau ada perbedaan pemakaian voltase pada relay, sebenarnya relay memiliki fungsi/kegunaan yg sama yakni : sebagai alat pengganti saklar yang bekerja untuk mengontrol/membagi arus listrik ataupun sinyal lain ke sirkuit rangkaian lainnya.

c.SIMBOL RELAY

d.BENTUK RELAY

e.CARA KERJA RELAY

Relay dapat bekerja karena adanya medan magnet yang digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan diberikan tegangan sebesar tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet pada kumparan karena adanya arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik saklar dari kontak NC ke kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegasakan menarik saklar ke kontak NC.

f.JENIS-JENIS RELAY

1. SPST Singel Pole Single Throw.2. SPDT Single PoleDouble Throw. Terdiri dari 5 buah pin, yaitu:(2) koil, (1)common, (1)NC, (1)NO.3. DPST Double Pole Single Throw. Setara dengan 2 buah saklar atau relay SPST.4. DPDT - Double Pole Double Throw. Setara dengan 2 buah saklar atau relay SPDT.5. QPDT Quadruple Pole Double Throw. Sering disebut sebagai Quad Pole Double Throw, atau 4PDT.Setara dengan 4 buah saklar atau Relay.6.SPDT atau dua buah relay DPDT. Terdiri dari 14 pin(termasuk 2 buah untuk koil).

Piezoelektrik

a.pengertian piezoelektrik

Piezoelektrikadalah suatu kemampuan yang dimiliki sebagiankristalmaupun bahan-bahan tertentu lainnya yang dapat menghasilkan suatuarus listrikjika mendapatkan perlakuantekanan.b.fitur aktuator piezoelektrikBahan keramik piezoelektrik yang digunakan dalam aktuator piezoelektrik menghasilkan energi listrik ketika mendapat energi mekanis (efek piezoelektrik) dan akan menghasilkan energi mekanik bila diberi energi listrik (efek piezoelektrik kebalikan) (Gambar 1).

Gambar 1

Aktuator piezoelektrik adalah devais yang menggunakan efek piezoelektrik kebalikan. Contohnya ketika tegangan 1000 volt diberikan pada keramik piezoelektrik dengan ketebalan 1 mm (1000 v/mm medan listrik), maka akan terjadi peregangan sekitar 1 mikro m pada bahan keramik tersebut. Dalam praktek peregangan ini terlalu kecil dengan tegangan yang terlampau tinggi. Untuk memperbesar peregangan/pergeseran maka perlu dibuat struktur tertentu.Untuk mengurangi tegangan penggerak aktuator piezoelektrik, dapat dilakukan dengan mengurangi ketebalan bahan piezoelektrik tersebut. Dengan mengurangi tebal keramik menjadi 0,5 mm akan membuat tegangan penggerak menurun menjadi 500 volt saja.

Gambar 2a

Gambar 2b(Gambar 2a) menunjukkan devais yang disebut aktuator piezoelektrik bimorph. Aktuator ini dibuat dengan cara membuat dua lapisan piezoelektrik dengan ketebalan beberapa ratus mikro meter dan diberi pelat diantaranya. Dengan memberikan tegangan penggerak pada aktuator ini akan menyebakan gerakan melengkung. Dengan struktur ini akan menghasilkan pergeseran yang cukup besar namun gayanya lebih kecil. Bentuk ini biasa digunakan dalam penyangga struktur dalam mekanisme penempatan dan biasanya tegangan penggeraknya beberapa ratus volt.(Gambar 2b) menunjukkan aktuator piezoelektrik multi layer. Aktuator ini dibuat dengan cara menyatukan lapisan-lapisan piezoelektrik yang tebalnya 100 mikrometer. Dengan aktuator piezoelektrik multi layer dihasilkan aktuator dengan tegangan penggerak yang lebih rendah, presisi, dan gaya geser yang tinggi serta respon yang cepat.c.aplikasi aktuator piezoelektrik

Aplikasi aktuator piezoelektrik dibandingkan dengan aktuator elektromagnetik mempunyai beberapa keuntungan dan kelemahan. Tabel 1 menunjukkan perbandingan aktuator piezoelektrik dan magnetik berdasar prinsipnya. Kelemahan dari aktuator piezoelektrik dari aktuator elektromagnetik adalah pergeseran yang kecil dan tegangan penggerak yang cukup tinggi. Namun dari kecilnya pergeseran itu diperoleh juga keuntungan yaitu presisi yang tinggi.

Gambar3Aktuator piezoelektrik multilayer dapat diaplikasikan dalam kontroller aliran dalam pembuatan semikonduktor yang memerlukan presisi yang sangat tinggi (Gambar 3). Ini adalah applikasi Aktuator piezoelektrik multilayer yang mula-mula diterapkan dalam proses industri.Penggunaan aktuator piezoelektrik multilayer untuk mengatur aliran memungkinkan untuk mengontrol aliran dengan lebih tepat dan lebih cepat dibanding katup elektromagnetik.Selanjutnya, aplikasi dalam fabrikasi semikonduktor menjadi semakin luas, termasuk dalam sistem exposure (pencahayaan) dalam tahun 1990 an (Gambar 4). Pergeseran kasar dilakukan dengan motor servo, sedangkan gerakan yang halus digunakan aktuator piezoelektrik. Sistem yang seperti ini kemudian banyak digunakan dalam sistem-sistem lain.

Gambar4

Pada tahun 1990 an, aktuator piezoelektrik juga digunakan dalam penepatan sumbu fiber optik (Gambar 5).Aplikasi aktuator piezoelektrik juga ditemukan dalam kamera digital. Dalam melakukan pemotretan kadang gambar yang dihasilkan menjadi kabur akibat getaran tangan kita waktu memotret. Kamera jaman sekarang sudah dapat mengantisipasi getaran tangat saat pengambilan gambar ini dengan mengaplikasikan aktuator piezoelektrik ini.

Prinsip kerja dari anti blurr ini adalah sebagai berikut: ketika kamera kita bergeser/bergoyang, gerakan ini akan disensor oleh gyro sensor. Bila gyrometer menangkap adanya getaran maka getaran ini akan diikuti oleh aktuator piezoelektrik yang juga akan menggerakkan CCD (Charge Coupled Device) yaitu perangkat yang tugasnya menangkap gambar. Dengan gerakan CCD ini maka bayangan yang ditangkap oleh CCD tidak lagi blurr dan gambar yang dihasilkan pun tidak lagi mengalami blurr. Namun demikian getaran yang dapat dikompensasi oleh aktuator ini juga terbatas.

Gambar5Penggunaan aktuator dalam kamera digital juga dialami dalam hal tegangan penggerak. Kamera digital biasanya menggunakan batterai yang tegangannya hanya 5 volt sedangkan tegangan penggerak untuk aktuator piezoelektrik biasanya ratusan volt. Hal ini bisa dipecahkan dengan membuat struktur bimorph dan atau dengan aktuator multilayer. Dewasa ini telah dapat dibuat aktuator multilayer dengan ukuran 0.3 x 0.3 x 1,2 mm dengan tegangan penggerak 5 volt. (photo 2)

Sistem Hidrolik

A.pengertian sistem hidrolikSistem hidrolik merupakan suatu bentuk perubahan atau pemindahan daya dengan menggunakan media penghantar berupa fluida cair untuk memperoleh daya yang lebih besar dari daya awal yang dikeluarkan. Dimana fluida penghantar ini dinaikan tekanannya oleh pompa pembangkit tekanan yang kemudian diteruskan ke silinder kerja melalui pipa-pipa saluran dan katup-katup. Gerakan translasi batang piston dari silinderkerja yang diakibatkan oleh tekanan fluida pada ruang silinder dimanfaatkan untuk gerak maju dan mundur.Dasar- dasar Sistem Hidrolik :

a. Hukum PascalPrinsip dasar sistem hidrolik berasal dari hukum pascal, dimana tekanan dalam fluida statis harus mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

1) Tekanan bekerja tegak lurus pada permukaan bidang.2) Tekanan disetiap titik sama untuk semua arah.3) Tekanan yang diberikan kesebagian fluida dalam tempat tertutup, merambat secara seragam ke bagian lain.

Sebagai contoh : gambar dibawah memperlihatkan dua buah silinder berisi cairan yang dihubungkan dan mempunyai diameter berbeda. Apabila beban W diletakan disilinder kecil, tekanan P yang dihasilkan akan diteruskan kesilinder besar (P = W\a, beban dibagi luas penampang silinder). Menurut hukum ini, pertambahan tekanan sebanding denganluas rasio penampang silinder kecil dan silinder besar, atau W = PA = wA/a.

b.komponen beserta fungsiSistem hidrolik ini didukung oleh 3 unit komponen utama, yaitu:1. Unit Tenaga, berfungsi sebagai sumber tenaga denganliquid/ minyak hidrolikPada sistem ini, unit tenaga terdiri atas: Penggerak mula yang berupa motor listrik atau motor bakar Pompa hidrolik, putaran dari poros penggerak mula memutar pompa hidrolik sehingga pompa hidrolik bekerja Tangki hidrolik, berfungsi sebagai wadah atau penampang cairan hidrolik Kelengkapan (accessories), seperti :pressure gauge, gelas penduga, relief valve

2. Unit Penggerak (Actuator), berfungsi untuk mengubah tenaga fluida menjadi tenaga mekanik Hidrolikactuatordapat dibedakan menjadi dua macam yakni: Penggerak lurus (linier Actuator) : silinder hidrolik Penggerak putar : motor hidrolik, rotary actuator

3. Unit Pengatur, berfungsi sebagai pengatur gerak sistem hidrolik.

Unit ini biasanya diwujudkan dalam bentuk katup atauvalveyang macam-macamnya akan dibahas berikut ini.3.1 Katup Pengarah (Directional Control Valve = DCV) Katup (Valve) adalah suatu alat yang menerima perintah dari luar untuk melepas, menghentikan atau mengarahkan fluida yang melalui katup tersebut.Contoh jenis katup pengarah: Katup 4/3 Penggeraklever, Katup pengarah dengan piring putar, katup dengan pegas bias. 3.2 Macam-macam Katup Pengarah Khusus 1) Check Valveadalah katup satu arah, berfungsi sebagai pengarah aliran dan juga sebagaipressure control(pengontrol tekanan) 2)Pilot Operated Check Valve, Katup ini dirancang untuk aliran cairan hidrolik yang dapat mengalir bebas pada satu arah dan menutup pada arah lawannya, kecuali ada tekanan cairan yang dapat membukanya.3) Katup Pengatur Tekanan, Tekanan cairan hidrolik diatur untuk berbagai tujuan misalnya untuk membatasi tekanan operasional dalam sistem hidrolik, untuk mengatur tekanan agar penggerak hidrolik dapat bekerja secara berurutan, untuk mengurangi tekanan yang mengalir dalam saluran tertentu menjadi kecil.Macam-macam Katup pengatur tekanan adalah:a.Relief Valve, digunakan untuk mengatur tekanan yang bekerja pada sistem dan juga mencegah terjadinya beban lebih atau tekanan yang melebihi kemampuan rangkaian hidrolik.b.Sequence Valve, berfungsi untuk mengatur tekanan untuk mengurutkan pekerjaan yaitu menggerakkan silinder hidrolik yang satu kemudian baru yang lain.c.Pressure reducing valve, berfungsi untuk menurunkan tekanan fluida yang mengalir pada saluran kerja karena penggerak yang akan menerimanya didesain dengan tekanan yang lebih rendah.d.Flow Control Valve, katup ini digunakan untuk mengatur volume aliran yang berarti mengatur kecepatan gerakactuator(piston).

Fungsi katup ini adalah sebagai berikut:untuk membatasi kecepatan maksimum gerakan piston atau motor hidrolikUntuk membatasi daya yang bekerja pada sistemUntuk menyeimbangkan aliran yang mengalir pada cabang-cabang rangkaian.Macam-macam dariFlow Control Valve:Fixed flow controlyaitu: apabila pengaturan aliran tidak dapat berubah-ubah yaitu melaluifixed orifice.Variable flow control yaitu apabila pengaturan aliran dapat berubah-ubah sesuai dengan keperluanFlow controlyang dilengkapi dengancheck valveFlow controlyang dilengkapi denganrelief valveguna menyeimbangkan tekanan

Menggambar Rancangan Rangkaian HidrolikSetelah kita pelajari komponen-komponen sistem hidrolik secara detail dan juga telah kita pelajari berbagai simbol dari setiap komponen sebagai bahasan tenaga fluida, demikian juga telah kita pelajari cara membaca diagram rangkaian (circuit diagram) maka akan kita mulai dengan cara mendesain (merancang) suatu rangkaian sesuai dengan yang kita kehendaki bila telah tersedia komponen-komponen sistem hidrolik.Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merancang rangkaian hidrolik adalah:Tujuan penggunaan rangkaianKetersediaan komponenKonduktor dan konektor yang digunakan macam apaTekanan kerja sistem hidrolik berapaRancangan rangkaian hidrolik perlu dituangkan dalam bentuk diagram rangkaian hidrolik dengan menggunakan simbol-simbol grafik, dengan bantuan simbol-simbol grafik para desainer dapat menuangkan pemikiran lebih mudah, lebih tenang sehingga dapat berkreasiSEOptimal mungkin.Cara membuat diagram rangkaian biasanya dengan membuat tata letak komponen sebagai berikut:Actuator diletakkan pada gambar yang paling atasUnit pengatur diletakkan di bawahnyaUnit tenaga diletakkan pada bagian paling bawahSetelah simbol-simbol komponen lengkap dalamlay out(tata letak) barulah digambar garis-garis penghubung sebagai gambar konduktor dengan garis-garis sesuai dengan macam konduktor yang digunakanc.contoh penggunaan hidrolikDianggap kecepatan tinggi, beban berat, beban berat dan rem cepat kendaraan berat, skema dari sistem hidrolik rem kekuatan penuh dikendalikan oleh katup rem dual diadopsi dalam sistem rem yang dapat mencapai rem kemudi dan rem untuk kendaraan muncul rekayasa. Model matematika nonlinear komponen untuk katup rem, silinder rem, pipa penghubung dan sebagainya ditetapkan dengan sistem daya rem hidrolik penuh.Pipa ganda kemudi dan rem rem parkir dibahas oleh eksperimen simulasi berdasarkan Matlab / Simulink.Hasil simulasi membuktikan rasionalitas untuk mengembangkan pipa ganda untuk sistem rem.

Pneumatic

a.pengertian pneumaticSolenoid valve pneumatic adalah katup yang digerakan oleh energi listrik, mempunyai kumparan sebagai penggeraknya yang berfungsi untuk menggerakan plunger yang dapat digerakan oleh arus AC maupun DC, solenoid valve pneumatic atau katup (valve) solenoida mempunyai lubang keluaran, lubang masukan dan lubang exhaust, lubang masukan, berfungsi sebagai terminal / tempat udara bertekanan masuk atau supply (service unit), lalu lubang keluaran, berfungsi sebagai terminal atau tempat tekanan angin keluar yang dihubungkan ke pneumatic, sedangkan lubang exhaust, berfungsi sebagai saluran untuk mengeluarkan udara bertekanan yang terjebak saat plunger bergerak atau pindah posisi ketika solenoid valve pneumatic bekerja.

b.prinsip kerjaPrinsip kerja dari solenoid valve/katup (valve) solenoida yaitu katup listrik yang mempunyai koil sebagai penggeraknya dimana ketika koil mendapat supply tegangan maka koil tersebut akan berubah menjadi medan magnet sehingga menggerakan plunger pada bagian dalamnya ketika plunger berpindah posisi maka pada lubang keluaran dari solenoid valve pneumatic akan keluar udara bertekanan yang berasal dari supply (service unit), pada umumnya solenoid valve pneumatic ini mempunyai tegangan kerja 100/200 VAC namun ada juga yang mempunyai tegangan kerja DC.

Gambar struktur fungsi solenoid valve pneumatic

Berikut keterangan gambar Solenoid Valve Pneumatic:

1. Valve Body2. Terminal masukan (Inlet Port)3. Terminal keluaran (Outlet Port)4. Terminal slot power suplai tegangan5. Kumparan gulungan (koil)6. Spring7. Plunger8. Lubang / exhaust

c.Cara kerja pneumatic

Kompressor diaktifkan dengan cara menghidupkan penggerak mula umumnya motor listrik. Udara akan disedot oleh kompresor kemudian ditekan ke dalam tangki udara hingga mencapai tekanan beberapa bar. Untuk menyalurkan udara bertekanan ke seluruh sistem (sirkuit pneumatik) diperlukan unit pelayanan atau service unit yang terdiri dari penyaring (filter), katup kran (shut off valve) dan pengatur tekanan (regulator).

Service unit ini diperlukan karena udara bertekanan yang diperlukan di dalam sirkuit pneumatik harus benar-benar bersih, tekanan operasional pada umumnya hanyalah sekitar 6 bar. Selanjutnya udara bertekanan disalurkan dengan bekerjanya solenoid valve pneumatic ketika mendapat tegangan input pada kumparan dan menarik plunger sehingga udara bertekanan keluar dari outlet port melalui selang elastis menuju katup pneumatik (katup pengarah/inlet port pneumatic). Udara bertekanan yang masuk akan mengisi tabung pneumatik (silinder pneumatik kerja tunggal) dan membuat piston bergerak maju dan udara bertekanan tersebut terus mendorong piston dan akan berhenti di lubang outlet port pneumatic atau batas dorong piston.