TUGAS KULIAH

KOMPONEN SISTEM KONTROL

“AKTUATOR PNEUMATIK”

Subianto (0922041)

Nelson Mandela Sitepu (0922043)

Innocentio Aloysius Loe (0922045)

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

2011

I. Pendahuluan

Pneumatik berasal dari kata dasar "pneu" yang berarti udara tekan dan "matik" yang

berarti ilmu atau hal-hal yang berhubungan dengan sesuatu; sehingga arti lengkap pneumatik

adalah ilmu/hal-hal yang berhubungan dengan udara bertekanan.

Dalam kaitannya dengan bidang kontrol, pemakaian sistem pneumatik sampai saat ini

dapat dijumpai pada berbagai industri: pertambangan, perkeretaapian, konstruksi,

manufaktur, robot, dan lain-lain.

II. Sistem Pneumatik

Sistem Pneumatik terdiri dari beberapa tingkatan yang mencerminkan perangkat keras dan aliran sinyal. Tingkatan tersebut dapat ditunjukkan dengan gambar sebagai berikut :

Gambar Aliran Sinyal Kontrol

Kompressor

Kompresor berfungsi untuk membangkitkan/menghasilkan udara bertekanan

dengan cara menghisap dan memampatkan udara tersebut kemudian disimpan di

dalam tangki udara untuk disuplai kepada pemakai (sistem pneumatik). Kompressor

dilengkapi dengan tabung untuk menyimpan udara bertekanan, sehingga udara dapat

mencapai jumlah dan tekanan yang diperlukan. Tabung udara bertekanan pada

Aktuator silinder

Valve

Kompresor

Relay

kompressor dilengkapi dengan katup pengaman, bila tekanan udaranya melebihi

ketentuan, maka katup pengaman akan terbuka secara otomatis.

Electromechanic Valve

Electromechanic Valve digunakan untuk mengatur ada-tidaknya aliran udara ke

aktuator pneumatik.

Electromechanic Valve menggunakan solenoid sebagai pengatur bukaan valve.

Jika solenoid diberi tegangan, maka akan timbul arus listrik sehingga terjadi induksi

elektromagnetik yang akan mengakibatkan gaya Lorentz. Valve yang terbuka

menyebabkan udara mengalir. Jika arus berhenti mengalir maka valve akan ditutup

kembali oleh gaya tolak pegas.

A- Input

B- Diafragma

C- Kamar tekanan

D- Pengangkat

E- Solenoid

F- Output

Ada beberapa jenis valve berdasarkan jumlah arah keluarannya misalnya valve one

way, two way, dan four way.

Valve one way hanya mempunyai satu arah keluaran saja.

Valve two way mempunyai dua arah keluaran saja.

Valve four way mempunyai empat arah keluaran.

Aktuator Silinder

Aktuator silinder adalah katup yang digunakan untuk menggerakkan beban

berat. Memiliki 2 type, single action dan double action. Single action dimana

pergerakan batang aktuator setengahnya dilakukan oleh pegas, sedangkan double

action dua pergerakan keluar dan kedalam sama-sama dilakukan oleh pneumatik.

Sistem single action, input di bagian belakang pneumatik akan mendorong

batang keluar. Jika udara pneumatik off maka batang kembali kebelakang dengan

pegas

Sistem double action, dua input pneumatik digunakan untuk mendorong batang

keluar dan kedalam

o

Berikut ini adalah tabel jenis-jenis silinder lengkap :

Ada jenis-jenis aktuator silinder yang dapat diatur berdasarkan jumlah udara yang

diberikan misalnya akuator ¼ step, ½ step, dan 1 step.

Akuator 1 step mempunyai arah gerakan maju-mundur maksimum.

Aktuator ½ step dapat bergerak dengan arah maju-mundur ½ dari panjang tabung

maksimumnya.

Aktuator ¼ step dapat bergerak dengan arah maju-mundur ¼ dari panjang tabung

maksimumnya.

III. Fischertechnik ROBOPneuVAC

Dalam percobaan digunakan kit Fischertechnik ROBOPneuVAC. Sistem pneumatik kit ini terdiri dari kompresor, electromagnetic valve, dan aktuator pneumatik.

Kompresor

Kompresor kit ini diisi menggunakan pergerakan motor DC 9V yang akan menggerakkan penghisap udara (vacuum suction apparatus). Gerakan penghisap udara ini sekaligus menghisap dan memompakan udara ke dalam kompresor.

Kompresor ini tidak dilengkapi katup pengaman, sehingga ketika udara di dalamnya terlalu penuh maka gerakan penghisap akan melambat.

Electromagnetic Valve

Electromagnetic Valve Fischertechnik membutuhkan tegangan 12 V DC agar dapat menghasilkan gaya Lorentz yang cukup untuk membuka valve, sehingga udara dari kompresor dapat dialirkan.

Pada percobaan ini gerakan electromagnetic valve dikontrol oleh rangkaian eksternal relay dengan rangkaian sebagai berikut :

Rangkaian ini digunakan untuk mengontrol gerakan dua electromagnetic valve. Jika push-button ditekan, maka solenoid relay menerima tegangan 5 V. Pada saat yang sama transistor akan menerima arus base melalui Rb sehingga transistor akan aktif, mengalirkan arus dari Collector ke Emitter. Solenoid relay menerima arus Collector yang cukup besar sehingga timbul gaya Lorentz untuk mengubah posisi kontak relay.

Dioda yang diparalel pada relay digunakan sebagai rangkaian proteksi arus berlebih pada transistor ketika periode transien transistor dari on ke off.

LED digunakan sebagai indikator aktif-tidaknya relay dengan resistor 330 ohm sebagai pembatas arus.

Aktuator Pneumatik

Aktuator pneumatik yang digunakan merupakan tipe single action, dengan bantuan pegas sebagai penggerak ke arah berlawanan.

IV. Proses Percobaan

1. Pertama diberikan tegangan 9 V DC pada motor DC yang dihubungkan ke vacuum

suction apparatus untuk memompakan udara ke kompresor.

2. Diberikan tegangan 9 V DC pada motor DC yang digunakan untuk menggerakan

conveyor belt.

3. Dua electromagnetic valve yang telah dihubungkan ke kompresor dihubungkan ke

rangkaian relay eksternal.

4. Push-switch ditekan sehingga electromagnetic valve 1 terbuka, mengakibatkan udara

menggerakkan aktuator pneumatik 1 sehingga plat pembatas terdorong.

5. Push-button ditekan sehingga electromagnetic valve 2 terbuka, mengakibatkan udara

menggerakkan aktuator pneumatik 2 sehingga objek terdorong ke conveyor belt.

Begitu push-button dilepas, udara berhenti mengalir dari valve 2 sehingga pegas

mendorong kembali silinder aktuator pneumatik 2.

6. Ketika push-switch dilepas, udara berhenti mengalir dari valve 1 sehingga pegas

mendorong kembali silinder aktuator pneumatik 1.

V. Kelebihan & Kekurangan Aktuator Pneumatik

Kelebihan :

Fluida mudah didapat dan ditransfer. Fluida dapat disimpan Viskositas fluida kecil sehingga gesekan dapat diabaikan. Aman terhadap kebakaran. Respon cepat Tidak peka terhadap suhuHigienis

Kekurangan :

Gangguan suara yang bising. Gaya yang ditransfer terbatas. Dapat terjadi pengembunan. Biaya energi tinggi

VI. Kesimpulan

1. Untuk menggerakkan aktuator pneumatik dibutuhkan cukup banyak peralatan

tambahan seperti kompresor dan electromagnetic valve. Hal ini berarti tambahan

biaya untuk desain sistem serta penggunaan daya yang cukup besar.

2. Dari percobaan terbukti bahwa respon aktuator pneumatik termasuk cepat. Meskipun

demikian aktuator pneumatik ROBOPneuVAC hanya dapat digunakan sebagai

kontroler On-Off saja.