Open-Loop and Close-Loop (Dasar Sistem Kontrol)

TUGAS DASAR SISTEM KONTROL

“SISTEM KONTROL LOOP TERBUKA (OPEN-LOOP) DAN SISTEM KONTROL LOOP TERTUTUP (CLOSED-LOOP)”

                                  Nama    :    Rian Adi Wirawan

                                  NIM       :    21060112130134

                                  Kelas     :    C

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

1.     Sistem Kontrol Loop Terbuka (Open-Loop)

adalah suatu sistem yang keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol. Artinya, sistem kontrol terbuka keluarannya tidak dapat digunakan sebagai umpan balik dalam masukan.

Dalam suatu sistem kontrol terbuka, keluaran tidak dapat dibandingkan dengan masukan acuan. Jadi, untuk setiap masukan acuan berhubungan dengan operasi tertentu, sebagai akibat ketetapan dari sistem tergantung kalibrasi. Dengan adanya gangguan, system control open loop tidak dapat melaksanakan tugas sesuai yang diharapkan. System control open loop dapat digunakan hanya jika hubungan antara masukan dan keluaran diketahui dan tidak terdapat gangguan internal maupun eksternal. Contohnya adalah pemanggang roti, eskalator, dan traffic light (rambu-rambu lalu lintas).

(1) Pemanggang Roti/Toaster

Pemanggang roti hanya bekerja berdasarkan waktu, tidak ada umpan ballik apakah roti yang dipanaskannya sudah matang atau belum. Sehingga masukkan, dalam hal ini tingkat kematangan roti yang diinginkan bisa jadi akan berbeda dengan keluaran yang diharapkan. Potongan roti yang terlalu besar bisa menyebabkan roti yang dimasukkan kedalam pemanggang menjadi tidak matang. Namun roti yang tidak matang tersebut tetap saja menjadi keluaran dari mesin tersebut. Pemanggang roti tidak akan memanaskannya lagi hingga matang. Untuk lebih rincinya, sebagai berikut :

Toaster ini sangat sederhana dan  mudah dioperasikannya. Toaster atau pemanggang roti memiliki sistem yang cukup simpel. Pemanggang menggunakan radiasi infra merah untuk memanaskan sekerat roti. Saat sekerat roti diletakkan di dalam pemanggang, dan setelah dihubungkan dengan sumber, sebuah kumparan akan menjadi kemerahan dan memproduksi kawat nikrom. Radiasi ini akan mengeringkan dan membakar permukaan roti.

Pada umumnya, pemanggang menggunakan kawat nikrom untuk memproduksi radiasi ini, dan kawat nikrom ini membalut suatu lembaran yang terbuat dari mika. Kawat nikrom (nichrom) sendiri adalah perpaduan antara nikel dan krom.

Mengapa keduanya dipakai untuk menghasilkan radiasi?

Pertama, kawat nikrom memiliki resistansi elektrik yang tinggi dibandingkan tembaga, misalnya. Meskipun kawat nikrom yang digunakan cukup pendek, namun cukup untuk menaikkan suhu tinggi. Yang kedua, nikrom tidak mengoksidasi saat dipanaskan sehingga tidak mengalami pengaratan. Sebaliknya kawat besi, misalnya, akan mengalami pengaratan dengan cepat saat dipanaskan.

Alat pemanggang yang paling sederhana memiliki dua lembaran mika yang diselubungi nikrom, dan masingmasing dipisahkan oleh suatu slot berukuran satu inci. Kabel nikrom dapat langsung dihubungkan ke stop kontak.

Biasanya pemanggang memiliki dua fitur lain yaitu:

1.      Tray yang dilengkapi dengan semacam spiral (spring-loaded tray),

sehingga roti yang dipanggang langsung lembam keluar dari panggangan

2.      Pengatur waktu yang dapat mematikan pemanggang secara otomatis, kemudian melepaskan tray sehingga hasil panggangan dapat keluar.

(2) Eskalator

a.       Pendaratan/Landing

Floor plate rata dengan lantai akhir dan diberi engsel atau dapat dilepaskan untuk jalan ke ruang mesin yang berada di bawah floor plates. Comb plate adalah bagian antara floor plate yang statis dan anak tangga bergerak. Comb plate ini sedikit miring ke bawah agar geriginya tepat berada di antara celah-celah anak tangga-anak tangga. Tepi muka gerigi comb plate berada dibawah permukaan cleat.

b.      Landasan Penompang/Truss

Landasan penopang adalah struktur mekanis yang menjembatani ruang antara pendaratan bawah dan atas. Landasan penopang pada dasarnya adalah kotak berongga yang terbuat dari bagian-bagian bersisi dua yang digabungkan bersama dengan menggunakan sambungan bersilang sepanjang bagian dasar dan tepat dibawah bagian ujungnya. Ujung-ujung truss tersandar pada penopang beton atau baja.

Struktur peletakkan escalator pada lantai gedung

c.       Lintasan

Sistem lintasan dibangun di dalam landasan penopang untuk mengantarkan rantai anak tangga, yang menarik anak tangga melalui loop tidak berujung. Terdapat dua lintasan: satu untuk bagian muka anak tangga (yang disebut lintasan roda anak tangga) dan satu untuk roda trailer anak tangga (disebut sebagai lintasan roda trailer). Perbedaan posisi dari lintasan-lintasan ini menyebabkan anak tangga-anak tangga muncul dari bawah comb plate untuk membentuk tangga dan menghilang kembali ke dalam landasan penopang.

Sistem Pergerakan Eskalator

(3) Traffic Light

ATCS (Automatic Traffic Light Control System) telah digunakan pada kota-kota besar seperti Jakarta, Bandung, Surabaya untuk mencegah terjadinya kemacetan.

Tetapi meningkatnya jumlah kendaran menyebabkan ATCS berfungsi kurang optimal. Untuk itu dibuat sistem ATCS yang dapat bekerja menentukan lama penyalaan lampu hijau secara otomatis berdasarkan distribusi kepadatan. Sistem ini mengontrol lampu Lalu Lintas otomatis dengan menggunakan kamera berbasis mikrokontroller. Kamera digunakan sebagai pengamat kepadatan kendaraan pada suatu persimpangan. Hasil pengamatan diolah PC sehingga diperoleh persentase kepadatan pada tiap-tiap jalur.
Mikrokontroller bekerja menyalakan lampu lalu lintas secara default kontrol yaitu searah dengan arah jarum jam. Jika PC terkoneksi dengan mikrokontroller maka mikrokontroller mengirimkan informasi jalur mana yang lampu hijaunya akan menyala. Kemudian PC mengolah gambar persimpangan dan menentukan besarnya persentase kepadatan serta lama penyalaan lampu hijau untuk jalur yang telah ditentukan. Apabila tidak ada koneksi antara PC dan mikrokontroller maka lama penyalaan lampu hijau adalah 6 detik.

Persentase kepadatan pada tiap-tiap jalur juga dipengaruhi dari persimpangan sebelumnya yang terhubung pada tiap-tiap jalur secara simulasi. Sistem ini dapat bekerja menentukan lama penyalaan lampu hijau dengan persentase keberhasilan sebesar 100%. Pada umumnya arah perpindahan lampu lalu lintas dapat diatur sesuai dengan arah jarum jam (clockwise) atau berlawanan arah jarum jam (counter clockwise). Lampu lalu lintas bekerja secara bergantian pada tiap jalur sesuai dengan waktu yang sudah ditentukan dengan urutan menyala lampu hijau, lampu kuning dan lampu merah.

2.     Sistem Kontrol Loop Tertutup (Closed-Loop)

adalah sistem kontrol yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung pada aksi pengontrolan, Sistem kontrol lup tertutup juga merupakan sistem kontrol berumpan balik. Sinyal kesalahan penggerak, yang merupakan selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpan balik (yang dapat berupa sinyal keluaran atau suatu fungsi sinyal keluaran atau turunannya, diumpankan ke kontroler untuk memperkecil kesalahan dan membuat agar keluaran sistem mendekati harga yang diinginkan. Dengan kata lain, istilah “lup tertutup” berarti menggunakan aksi umpan – balik untuk memperkecil kesalahan sistem.

Gambar diatas menunjukkan hubungan masukan dan keluaran dari sistem kontrol lup tertutup. Jika dalam hal ini manusia bekerja sebagai operator, maka manusia ini akan menjaga sistem agar tetap pada keadaan yang diinginkan, ketika terjadi perubahan pada sistem maka manusia akan melakukan langkah – langkah awal pengaturan sehingga sistem kembali bekerja pada keadaan yang diinginkan. Contohnya adalah Lampu Taman, Lemari Es, dan Pendingin udara (AC).

(1)   Lampu Taman

Menurut saya, lampu itu termasuk kedalam loop tertutup karena memiliki kondisi eror sehingga harus adanya pengulangan agar kondisi yang diinginkan tercapai. Masukan yang diharapkan adalah cahaya yang redup agar sensor mengirim sinyal supaya lampu menyala tetapi apabila sensor tidak menangkap cahaya redup maka akan terjadi eror dan sensor harus mengulang sampai kondisi yang diinginkan tercapai, demikian pemaparan lampu taman yang masuk kedalam loop tertutup.

(2)   Lemari Es (Kulkas)

Pada kulkas, sensor suhu akan mendeteksi berapa suhu di dalam kulkas. Kemudian data tersebut akan dimasukkan ke controller yang nantinya mebuat set point berapa suhu yang diinginkan. Semisal, 5⁰ C. Lalu controller tersebut diteruskan Final Element (Akuatik) yang selanjutnya akan melakukan proses pendinginan hingga mencapai 5⁰. Pada kenyataannya, suhunya tidak mungkin pas 5⁰. Pada prosesnya, ketika suhu sudah mencapai <5⁰, maka proses akan berhenti. Ketika suhu >5⁰, proses akan mulai kembali. Hal itu terjadi berulang-ulang.

(3)   Pendingin Ruangan (AC)

Masukan dari sistem AC adalah derajat suhu yang diinginkan si pemakai. Keluarannya berupa udara dingin yang akan mempengaruhi suhu ruangan sehingga suhu ruangan diharapkan akan sama dengan suhu yang diinginkan. Dengan memberikan umpan balik berupa derajat suhu ruangan setelah diberikan aksi udara dingin, maka akan didapatkan kesalahan (error) dari derajat suhu aktual dengan derajat suhu yang diinginkan. Adanya kesalahan ini membuat kontroler berusaha memperbaikinya sehingga didapatkan kesalahan yang semakin lama semakin mengecil.

Sumber :

1.      http://wisnukusbandono.blogspot.com/2013/03/pengertian-open-loop-dan-close-loop.html

2.      http://insyaansori.blogspot.com/2013/02/sistem-kontrol-loop-terbuka-dan-sistem.html

3.      https://jawasipit.wordpress.com/category/uncategorized/