BAB 4

Alat Pengendali Industri
 BAB I
PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakangMasalah
Keberhasilan suatu perusahaan dalam menjalankan kegiatan perindustriannya dapat ditinjau dari beberapa hal, seperti besarnya profit yang diperoleh dari hasil produksi, jumlah produksi yang stabil atau semakin meningkat yang berarti menunjukkan tingkat kepuasan konsumen terhadap produk yang dihasilkan, produktivitas yang optimal dari para pekerja yang menandakan kepuasan karena adanya proses timbal balik yang saling menguntungkan antara perusahaan dengan pekerja, keamanan pekerja dan proses produksi yang terkendali. Untuk mencapai keberhasilan tersebut, hal penting yang harus diperhatikan adalah sistem kerja ataupun sistem produksi dari perusahaan. Oleh karena itu diperlukan suatu perancangan sistem kerja dan produksi yang dapat mendukung keefektifan dan keefisienan dalam pelaksanaan proses produksi, sehingga dapat dicapai hasil yang optimal dan berkesinambungan sehingga dapat meningkatkanprovit perusahaan tersebut.
Salah satu point penting dalam perancangan sistem produksi adalah proses produksi yang aman dan terkendali. Dari sistem produksi yang aman dan terkendali, dapat dianalisis beberapa aspek seperti alat – alat produksi yang dirancang dengan mempertimbangkan keamanan dan kenyamanan para pekerja. Misalnya dengan menambahkan alat – alat pendukung lainnya yang berfungsi sebagai alat pengendali industri sehingga dapat mengurangi ketidakefisienan dalam sistem dan dapat meningkatkan keamanan untuk para pekerja. Selain itu dengan adanya alat pengendali industri, dapat mengurangi jumlah pekerja pada perusahaan tersebut sehingga dapat mengurangi biaya yang akan dikeluarkan oleh para perusahaan.
Beberapa uraian diatas erat kaitannya dengan mata kuliah Elektronika Industri yang telah kami pelajari. Sehingga dalam makalah ini akan dibahas mengenai alat pengendali industri.

1.2 Rumusan Masalah
Apa yang dimaksud dengan transducer?
Apa saja macam – macam transducer?
Apa yang dimaksud dengan sensor?
Apa saja macam – macam sensor?

1.3 Tujuan
Membahas mengenai apa yang dimaksud dengan transducer
Membahas mengenai bagaimana cara kerja transducer
Membahas mengenai apa yang dimaksud dengan sensor
Membahas mangenai bagaimana cara kerja sensor


1.4  Manfaat
Setelah membahas mengenai alat pengendali industri, manfaat dari pembuatan tugas akhir ini adalah diharapkan agar tugas akhir ini dapat digunakan sebaik baiknya dan dapat berguna bagi pihak – pihak yang membaca tugas akhir ini.

1.5 Batasan Masalah
Agar pembahasan dalam tugas akhir ini dapat terfokus, maka diberikan batasan masalah yaitu pembahasan hanya difokuskan pada alat pengendali industry yang berupa transducer dan sensor.

Bab II
Transduser

2.1  Pengenalan Transduser
            Transduser berasal dari kata “traducere” dalam bahasa Latin yang berarti mengubah. Sehingga transduser dapat didefinisikan sebagai suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain.
Transduser dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :
Input Transduser, yaitu transducer yang mengubah energy non-listrik menjadi eneri lisrtik.
Output Transduser, yaitu trasducer yang mengubah energy listrik menjadi energy non-listrik.    
2.2  Fungsi Transduser
            Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, transduser berfungsi sebagai pengubah suatu energy ke energy yang lainnya, contohnya mengubah energy mekanik, magnetic, panas, optik, ataupun kimia menjadi arus dan tegangan listrik.
Output dari transducer dapat digunakan untuk berbagai keperluan, yaitu :
-Ditampilkan (kepada manusia)
-Disimpan, untuk digunakan pada lain waktu
-Diproses lebih lanjut menggunakan metode statistik atau teknik data mining
-Digunakan sebagai umpan balik (feedback) pada sistem kendali kalang tertutup  (closed loop control system)

2.3   Macam – Macam Transduser
            Dari sisi pola aktivasinya, transduser dapat dibagi menjadi dua, yaitu :
Transduser pasif, yaitu transduser yang dapat bekerja bila mendapat energi tambahan dari luar.
Contohnya adalah thermistor. Untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik yaitu tegangan listrik, maka thermistor harus dialiri arus listrik. Ketika hambatan thermistor berubah karena pengaruh panas, maka tegangan listrik dari thermistor juga berubah.
11
Transduser aktif, yaitu transduser yang bekerja tanpa tambahan energi dari luar, tetapi menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri. Contohnya adalah termokopel. Ketika menerima panas, termokopel langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa membutuhkan energi dari luar.
22

2.4   Cara Kerja Transduser
            Untuk jenis transduser pertama, contohnya adalah thermistor. Untuk mengubah energy panas menjadi energy listrik yaitu dengan listrik, maka thermistor harus di aliri arus listrik. Ketika hambatan thermistor berubah karena pengaruh panas, maka tegangan listrik dari thermistor juga berubah. Adapun contoh untuk transduser jenis yang kedua adalah termo kopel. Ketika menerima panas, termo kopel langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa membutuhkan energy dari luar.

Bab III
Sensor

3.1  Pengenalan Sensor
            Sensor adalah alat yang dapat digunakan untuk mendeteksi dan sering berfungsi untuk mengukur magnitude sesuatu. Sensor adalah jenis transduser yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor biasanya dikategorikan melalui pengukur dan memegang peranan penting dalam pengendalian proses pabrikasi modern. Sensor memberikan ekivalen mata, pendengaran, hidung lidah dan menjadi otak mikroprosesor dari sistem otomatisasi industri.
3.2  Fungsi Sensor
            Secara umum, sensor berperan dalam mendeteksi gejala perubahan informasi sinyal dalam sistem kontrol, dan berfungsi sebagai umpan balik pada sebuah system kendali otomatis.
3.3   Macam – Macam Sensor
Sensor Proximity
Sensor proximity merupakan sensor atau saklar yang dapat mendeteksi adanya target jenis logam dengan tanpa adanya kontak fisik. Biasanya sensor ini tediri dari alat elektronis solid-state yang terbungkus rapat untuk melindungi dari pengaruh getaran, cairan, kimiawi, dan korosif yang berlebihan. Sensor proximity dapat diaplikasikan pada kondisi penginderaan pada objek yang dianggap terlalu kecil atau lunak untuk menggerakkan suatu mekanis saklar.
Sensor Magnet
Sensor Magnet atau disebut juga relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun uap.
Sensor Sinar
Sensor sinar terdiri dari 3 kategori. Fotovoltaic atau sel solar adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik, dengan adanya penyinaran cahaya akan menyebabkan pergerakan elektron dan menghasilkan tegangan. Demikian pula dengan Fotokonduktif (fotoresistif) yang akan memberikan perubahan tahanan (resistansi) pada sel-selnya, semakin tinggi intensitas cahaya yang terima, maka akan semakin kecil pula nilai tahanannya. Sedangkan Fotolistrik adalah sensor yang berprinsip kerja berdasarkan pantulan karena perubahan posisi/jarak suatu sumber sinar (inframerah atau laser) ataupun target pemantulnya, yang terdiri dari pasangan sumber cahaya dan penerima.
Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya. Perbedaan waktu antara gelombang suara dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis objek yang dapat diindera diantaranya adalah: objek padat, cair, butiran maupun tekstil.
Sensor Tekanan
Sensor tekanan – sensor ini memiliki transduser yang mengukur ketegangan kawat, dimana mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. Dasar penginderaannya pada perubahan tahanan pengantar (transduser) yang berubah akibat perubahan panjang dan luas penampangnya.
Sensor Kecepatan (RPM)
Proses penginderaan sensor kecepatan merupakan proses kebalikan dari suatu motor, dimana suatu poros/object yang berputar pada suatu generator akan menghasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan kecepatan putaran object. Kecepatan putar sering pula diukur dengan menggunakan sensor yang mengindera pulsa magnetis (induksi) yang timbul saat medan magnetis terjadi.
Sensor Penyandi ( Encoder )
Sensor Penyandi ( Encoder ) digunakan untuk mengubah gerakan linear atau putaran menjadi sinyal digital, dimana sensor putaran memonitor gerakan putar dari suatu alat. Sensor ini biasanya terdiri dari 2 lapis jenis penyandi, yaitu; Pertama, Penyandi rotari tambahan ( yang mentransmisikan jumlah tertentu dari pulsa untuk masing-masing putaran ) yang akan membangkitkan gelombang kotak pada objek yang diputar. Kedua, Penyandi absolut ( yang memperlengkapi kode binary tertentu untuk masing-masing posisi sudut ) mempunyai cara kerja sang sama dengan perkecualian, lebih banyak atau lebih rapat pulsa gelombang kotak yang dihasilkan sehingga membentuk suatu pengkodean dalam susunan tertentu.
Sensor Suhu
Terdapat 4 jenis utama sensor suhu yang umum digunakan, yaitu thermocouple (T/C)- lihat gambar 1.6, resistance temperature detector (RTD), termistor dan IC sensor. Thermocouple pada intinya terdiri dari sepasang transduser panas dan dingin yang disambungkan dan dilebur bersama, dimana terdapat perbedaan yang timbul antara sambungan tersebut dengan sambungan referensi yang berfungsi sebagai pembanding. Resistance Temperature Detector (RTD) memiliki prinsip dasar pada tahanan listrik dari logam yang bervariasi sebanding dengan suhu. Kesebandingan variasi ini adalah presisi dengan tingkat konsisten/kestabilan yang tinggi pada pendeteksian tahanan. Platina adalah bahan yang sering digunakan karena memiliki tahanan suhu, kelinearan, stabilitas dan reproduksibilitas. Termistor adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu negatif, karena saat suhu meningkat maka tahanan menurun atau sebaliknya. Jenis ini sangat peka dengan perubahan tahan 5% per C sehingga mampu mendeteksi perubahan suhu yang kecil. Sedangkan IC Sensor adalah sensor suhu dengan rangkaian terpadu yang menggunakan chipsilikon untuk kelemahan penginderanya. Mempunyai konfigurasi output tegangan dan arus yang sangat linear.
3.4    Komponen yang Terdapat dalam Sensor
Sensor Cahaya
LDR ( Light Dependent Resistor ) adalah sebuah resistor dimana nilai resistansinya akan berubah jika dikenai cahaya. Prinsip kerja dari LDR ini adalah Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya
Fotovoltaicatausel solar Adalah alat sensor sinar yang mengubah energy sinar langsung menjadi energy listrik.
Fotokonduktif adalah Energi yang jatuh pada sel fotokonduktif akan menyebabkan perubahan tahanan sel. Apabila permukaan alat ini gelap maka tahanan alat menjadi tinggi.
Phototransistor adalahsebuah transistor yang apabila dikenai cahaya akan mengalirkan electron sehingga akan terjadi penguatan arus seperti pada sebuah transistor.
Optocoupler adalah sebuah komponen kopling berbasis optik.
Sensor Suara
Microphone
Micropone adalah komponen elektronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik.
Sensor Suhu
NTC adalah komponen elektronika dimana jika dikenai panas maka tahanannya akan  naik.
PTC adalah komponen elektronika dimana jika terkena panas maka tahannany akan semakin turun.
3.5   Cara Kerja Sensor
            1. Sensor Cahaya
Prinsip kerja dari alat ini adalah mengubah energy dari foton menjadi Elektron. Idealnya satu foton dapat membangkitkan satu elektron. Sensor cahaya sangat luas penggunaannya, salah satu yang paling terkenal adalah LDR (Light dependent resistor).
2. Sensor Suara
Prinsip kerja sensor suara yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik
3. Sensor Suhu
Sensor suhu adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suhu menjadi besaran listrik

4. Sensor tekanan
Prinsip kerja dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. Kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang.

3.6   Kelebihan dan Kekurangan Sensor
            1. Sensor Proximity Switch
Sensor Proximity Switch umumnya dipakai untuk memonitoring peralatan yang berputar (Speed Monitor) selain itu juga digunakan untuk tujuan Safety (Proteksi) peralatan itu sendiri. Sensor Proximity Switch juga digunakan untuk memonitoring posisi bukaan pada gate. Contoh penggunaan: Speed Monitor Pada Belt Conveyor
a. Kelebihan :
- Sensor ini sering digunakan untuk mendeteksi atau memonitor alat-alat kerja yang berbahan logam.
- Memiliki jarak deteksi sensor yang bermacam – macam mulai dari 5-20mm tergantng besaran yang tertera pada sensor.
b. Kekurangan :
- Pengguanaannya masih terbatas pada alat atau mesin berbahan logam . Untuk non logam masih jarang ada.
2. Sensor Temperature
Dalam proses Pengukuran Temperature di dunia Industri khususnya di Industri Semen terdapat beberapa jenis sensor temperature yang bisa digunakan seperti sensor Thermocouple dan Sensor RTD. Sensor Thermocouple digunakan untuk memonitoring temperature dari proses produksi, biasanya yang memiliki temperature yang sangat tinggi. Contoh aplikasinya Monitoring Temperature di dalam Tanur (Kiln). Sedangkan Sensor Temperature tipe RTD digunakan untuk memonitoring temperature dari peralatan atau mesin, tujuannya untuk melindungi perlatan tersebut dari temperature yang berlebihan, contoh aplikasinya Monitoring Temperature Bearing Fan.
a. Kelebihan :
- Sensor ini sering digunakan untuk mendeteksi atau memonitor alat-alat kerja sehingga dapat dikontrol suhu dari alat tersebut guna menghindari terjadinya konsleting atau lainnya.
- Memiliki jangkauan deteksi sensor yang bermacam – macam mulai dari 3.000F-30.000F tergantng besaran yang tertera pada sensor.
3. Sensor Pressure
Sensor Pressure digunakan untuk mengukur dan memonitoring nilai tekanan yang terdapat pada system proses produksi, contohnya tekanan didalam Cyclone-cyclone Preheater. Ada juga yang digunakan untuk mengukur nilai tekanan yang dihasilkan dari aliran fluida (misalnya udara), contohnya Flowmeter pada fan-fan cooler.
a. Kelebihan :
- Fungsi  sensor ini adalah untuk mengubah tekanan menjadi induktasi.
- Sebagai pemantau cuaca yang sering berubah-ubah (dalam pengamatan cuaca)
b. Kekurangan :
- Keterbatasan dalam mengukur tekanan yang sangat kecil .
4. Sensor Level
Sensor Level digunakan untuk mengetahui level material (solid ataupun liquid) yang terdapat didalam tempat penyimpanan baik berupa silo, bin, storage material ataupun tempat penyimpanan lainnya.
a. Kelebihan :
- digunakan untuk mendeteksi suatu volume benda cair yang terdapat pada suatu tabung atau tangki penampungan seperti tangki air, tangki minyak dll.
5. Sensor Vibrasi
Sensor vibrasi digunakan untuk memonitoring besarnya nilai vibrasi dari suatu alat biasanya untuk tujuan safety dan proteksi terhadap peralatan itu sendiri
a. Kelebihan :
- Secara konseptual, sensor getaran berfungsi untuk mengubah besar sinyal getaran fisik menjadi sinyal getaran analog dalam besaran listrik dan pada umumnya berbentuk tegangan listrik.
-Dapat di aplikasikan ke banyak bidang seperti pemantau gempa bumi hingga di pabrik produksi.
6. Limit Switch
Limit switch merupakan sebuah saklar kontak yang didesain sedemikian rupa sehingga ketika terjadi kontak secara mekanik akan dikonversi menjadi sinyal elektrik.
a. Kelebihan :
-Sering diaplikasikan pada sensor pintu (door sensor)
-Mudah diaplikasikan pada banyak bidang
7. Load Cell
Load Cell atau sensor berat digunakan untuk mengetahui berat dari suatu objek yang diukur, misalnya berat material. Prinsip kerjanya sangat sederhana yakni mengubah gaya tekan menjadi sinyal elektrik
a. Kelebihan :
- Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain.
-Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil.
-Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek.
- Load Cell digunakan untuk mengukur berat material didalam Bin, selain itu juga load cell digunakan di jembatan timbang
8. Power Meter
Mungkin yang satu ini terbilang familiar. Alat yang satu ini digunakan untuk mengukur seberapa besar nilai tegangan dan arus dari suatu sistem, Bisa juga untuk mengetahui nilai Cos Pi dari sistem tersebut umumnya terdapat di panel-panel listrik.
a. Kelebihan :
-untuk mengukur dan mengamati nilai arus dan tegangan dari suatu Motor AC. untuk mengukur dan mengamati nilai arus dan tegangan dari suatu Motor AC.
-Pengguaannya luas di semua bidang
b. Kekurangan :
- Tidak semua Power meter dalam bentuk digital
9. Flow Meter
Flow Meter merupakan Sensor yang digunakan untuk mengetahui flow dari suatu material baik solid maupun liquid. Di Dunia Industri terdapat macam-macam jenis dari Sensor Flow ini. Untuk Yang Liquid biasanya menggunakan jenis Turbin, Elektromagnetic, VenturiMeter dan lain-lain. Sedangkan untuk Solid material biasanya digunakan dari kombinasi beberapa peralatan instrument yang dijadikan Flow Meter, contohnya Weigh Feeder.
Kelebihan :
-  mampu mengukur gerakan, atau laju aliran, dari volume tertentucairan dan mengekspresikan melalui sinyal listrik.
b. Kekurangan :
-Biasanya hanya dipakai pada industri produksi berskala menengah keatas.
10. Flame Detector
Flame Detector Merupakan peralatan instrumentasi yang digunakan untuk mendeteksi api biasanya menggunakan sebuah sensor optik untuk mendeteksi spektrum gelombang yang dihasilkan dari api.
a. Kelebihan :
-Mampu medeteksi adanya api sehingga dapat langsung ditangani
-Mencegah terjadinya kebakaran dengan adanya peringatan dari detector itu sendiri
-Dapat digunakan untk memantau bentuk api dalam industri yang memproduksi seperti semen dan logam .
Bab IV
Penutup

4.1   Kesimpulan
1. Transducer merupakan peralatan yang dapat mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Transducer dibagi menjadi 2 bagian, yaitu electric-input transducer (mengubah energi non-listrik menjadi energi listrik) dan electric-output transducer (mengubah energi listrik menjadi energi non-listrik)
2. Terdapat 2 macam transduser, yaitu transduser pasif (transduser yang dapat bekerja bila mendapat energi tambahan dari luar) dan transduser aktif (transduser yang bekerja tanpa tambahan energi dari luar, tetapi menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri).
3. Sensor merupakan peralatan yang digunakan untuk mendeteksi ataupun mengukur ukuran dari sesuatu.
4. Macam – macam sensor diantaranya yaitu :
a. Sensor Proximity
b. Sensor Magnet
c. Sonsor Sinar
d. Sensor Ultrasonik
e. Sensor Tekanan
f. Sensor Kecepatan (RPM)
g. Sensor Penyandi (Encoder)
h. Sensor Suhu