Apa itu Teknik Elektronika Industri

Kelaspinter.com – Perkembangan peralatan industri yang mengarah pada sistem otomisasi dengan basis elektronika, menuntut sarjana Teknik mampu memahami dan menganalisa komponen elektronika dan system pengendali. Pengenalan terhadap symbol dan diagram rangkaian, komponen-komponen elektronika, sistem pengendali dan sistem distribusi daya sangat penting untuk diketahui seorang engineer Teknik Industri.

Pada mata kuliah Elektronika Industri khususnya bagi mahasiswa Teknik Industri akan diberikan pengenalan mengenai konsep – konsep Elektronika sederhana, mempelajari teori dan perhitungan serta cara kerja dan aplikasi sederhana di dunia industri

Sebelum melangkah lebih jauh ada baik kita mengetahui tentang apa itu Elektronika Industri.

Elektronika industri adalah merupakan cabang ilmu elektronika yang mempelajari dengan perangkat elektronika daya seperti thyristor, SCR, penggerak AC / DC, meter, sensor, analyzer, multimeter, perekam data, relai, resistor, semikonduktor, transistor, amplifier, papan sirkuit frekuensi radio (RF), pengatur waktu, penghitung, dll.

Ini mencakup semua metode dan aspek dari: sistem kontrol, instrumentasi, mekanisme dan diagnosis, pemrosesan sinyal dan otomatisasi berbagai aplikasi industri. Bidang penelitian inti elektronika industri meliputi desain mesin tenaga listrik, pengkondisian daya, dan perangkat semikonduktor daya. Cakupan elektronik industri mempelajari tentang komponen listrik, seperti sekering listrik, relay, kapasitor, pengukur panel, sakelar batas dan berbagai macam semikonduktor hingga pengontrol logika terprogram (PLC) yang rumit dan penggerak motor.

Elektronik industri dapat menangani otomatisasi semua jenis proses industri kelistrikan dan mekanis modern. Beberapa peralatan khusus yang digunakan dalam elektronik industri, microcontroller dan robotika yang dikendalikan komputer atau mikroprosesor. Elektronik industri mencakup pula terhadap semua bahaya keselamatan dari masing-masing peralatan electronic.

Simbol-simbol Listrik

Simbol listrik digunakan untuk menyajikan komponen listrik dan elektronik industri dan dapat dibuat dengan tulisan cepat (shorthand). Penggunaan simbol tersebut cenderung membuat diagram rangkaian lebih sederhana, lebih mudah dibaca dan dimengerti. Pada sistem pengendali-industri simbol dan garis tersambung menunjukan bagaimana bagian-bagian dari rangkaian terhubung satu dengan yang lain. Tidak semua simbol listrik dan elektronik terstandarisasi.

Tabel berikut di bawah merupakan daftar singkatan yang umum digunakan di industri sekarang.

Keterangan gambar:

1.NO dan NC Utama

2.No Fuse Breaker

3.Air Circuit Breaker

4.Fuse

5.Resistance

6.Rectifier

7.Thyrifier

8.Shunt Capasitor

9.Reactor

10.CT Current Transformer

11.Power Transformer

12.AC Generator

13.Motor

14.Frequency meter

15.WATT meter

16.Ampere meter

17.Volt meter

18.Zero-Phase Sequence

19.Reactive Power meter

20.Magnetic Contactor

2. Diagram Tangga

  • Ladder Diagram adalah sebuah representasi skematis dari sirkuit elektrik. Terdapat dua buah jalur listrik yang terhubung ke sumber listrik, dan berbagai sirkuit terhubung diantaranya
  • Ladder diagram bukan merupakan representasi fisik. Komponen elektrik dan konduktor disusun berdasarkan fungsi elektriknya dalam sirkit, dan digambarkan secara skematis.
  • Tujuan dari ladder diagram untuk menyederhanakan pembacaan suatu sirkit elektrik.
  • Pada beberapa diagram, kita dapat melihat garis penghantar yang tebal dan tipis ( Lihat gambar di bawah ).
  • Garis tebal digunakan untuk penghantar yang membawa arus tinggi, misalnya line utama dan ujung-ujung motor.
  • Garis yang tipis digunakan untuk rangkaian pengendali misalnya saklar (switches) , pewanci (timer) dan relai.
  • Pada umumnya skema dapat dibagi menjadi 2 bagian pokok rangkaian daya ( Power circuit ) dan rangkaian Pengendali (Control circuit).
  • Tujuan pemisahan untuk memungkinkan proses pengontrolan mesin tanpa menggunakan peralatan yang berarus tinggi (kecuali kontaktor (penghubung) dan kabel).
  • Peralatan seperti kontaktor, motor ataupun beban lainnya yang berarus besar dapat dikontrol dengan menggunakan sistem kontrol yang hanya memerlukan tegangan dan arus kecil. Sirkit daya menyediakan daya buat motor, sedangkan sirkit kontrol menyediakan daya untuk sistem kontrol.

Diagram tangga adalah skema khusus yang biasa digunakan untuk mendokumentasikan sistem logika kontrol industri.

Mereka disebut diagram “tangga” karena menyerupai tangga, dengan dua rel vertikal (daya suplai) dan sebanyak “anak tangga” (garis horizontal) karena ada sirkuit kontrol untuk diwakili.

Jika kita ingin menggambar diagram tangga sederhana yang menunjukkan lampu yang dikendalikan oleh sakelar, akan terlihat seperti di bawah ini:

Penunjukan “L1” dan “L2” mengacu pada dua kutub dari suplai 120 VAC. L1 adalah konduktor “panas”, dan L2 adalah konduktor ground (“netral”). Penggambaran ladder diagram di atas untuk penyederhanaan dan gambar Transformator atau generator yang sebenarnya memasok daya ke sirkuit ini dihilangkan. Gambar yang sebenarnya seperti berikut di bawah.

Saklar dan Kontak Relai

Semua saklar dan kontak relai dapat diklasifikasikan sebagai normally open (terbuka dalam keadaan) dan normally closed (tertutup dalam keadaan normal). Posisi yang digambarkan pada diagram adalah karakteristik listrik dari tiap alat yang ditemui ketika dibeli atau tidak dihubungkan pada rangkaian apapun.

Berdasarkan fungsi kerjanya yang menghubungkan dan memutuskan, push button switch mempunyai 2 tipe kontak yaitu NC (Normally Close) dan NO (Normally Open).

  • NO (Normally Open), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya terbuka (aliran arus listrik tidak mengalir). Dan ketika tombol saklar ditekan, kontak yang NO ini akan menjadi menutup (Close) dan mengalirkan atau menghubungkan arus listrik. Kontak NO digunakan sebagai penghubung atau menyalakan sistem circuit (Push Button ON).
  • NC (Normally Close), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya tertutup (mengalirkan arus litrik). Dan ketika tombol saklar push button ditekan, kontak NC ini akan menjadi membuka (Open), sehingga memutus aliran arus listrik. Kontak NC digunakan sebagai pemutus atau mematikan sistem circuit (Push Button Off).

Untuk mengidentifikasi kumparan relai beberapa kontaknya kita memberi penamaan atau penomoran pada lingkaran kumparan itu (lihat gambar di bawah). Masing-masing kontak yang dioperasikan oleh kumparan ini mempunyai huruf atau huruf ditulis disamping simbol untuk kontak tsb.

Beban

Beban adalah alat listrik pada diagram garis atau tangga yang menggunakan daya listrik dari L1 ke L2 relai pengendali, kumparan (selenoid) . Dan lampu pilot adalah contoh beban. Paling tidak satu peralatan beban harus dimasukkan pada tiap anak tangga (rangkaian individual ) diagram, tanpa suatu alat beban, alat pengendali tidak akan merubah suatu rangkaian terbuka menjadi rangkaian hubung singkat antara L1 ke L2.

umumnya pada setiap satu garis rangkaian antara L1 dan L2 relai dipasang tidak boleh lebih dari satu beban. Apabila harus dipasang lebih dari satu beban pd diagram garis beban harus dihubungkan pararel, hal ini memastikan bahwa tegangan line penuh dari L1 ke L2 akan dirasakan tiap-tiap ujung beban.

Hubungan tambahan alat pengendali

Beban dioperasikan dengan alat pengendali misal saklar, tombol tekan, sakalar pembatas dan saklar tekanan. Alat pengendali dihubungkan antara L1 dan beban.semua alat tambahan pengendali STOP atau OFF harus dipasang seri. Semua tambahan alat pengendali START atau ON harus dipasang pararel seperti gambar berikut di bawah.

Keterangan gambar:

  1. Alat kontrol terhubung denganTepat diantara L1 dan beban
  2. Alat kontrol OFF tambahan dikawatkan seri
  3. Alat kontrol ON tambahan dikawatkan pararel

Diagram tangga menggunakan angka untuk membantu anda menemukan alat listrik, lokasi kawat yang telah diberikan nomor dan lokasi skematis. Tiap garis atau anak tangga diberi tanda (garis 1,2,3, dst) dimulai dari garis teratas dan dibaca kebawah.

Garis dapat didefinisikan sebagai lintasan lengkap dari L1 ke L2 yang berisi beban. Gambar berikut di bawah menggambarkan pemberian tanda tiap garis pada diagram dengan tiga garis terpisah. Angka yang dilingkari mengidentifikasikan garis pada gambar fisik.

Garis putus-putus menunjukan fungsi mekanis garis itu bukan penghantar listrik. Garis putus-putus tegak pada tombol tekan forward (searah putaran jarum jam) dan reverse (berlawanan arah jarum jam)menunjukan bahwa NC dan NO secara mekanis terhubung. Jadi dengan menekan tombol tersebut maka akan terbuka satu perangkat kontak dan menutup yang lainnya (lihat gambar di bawah).

Pertanahan untuk rangkaian pengendali yang disuplai dari rangkaian ditanahkan

Jika rangkaian pengendali disuplai dari rangkaian yang ditanamkan, pengendali harus dihubungkan juga. Sehingga bila terjadi sesuatu kecelakaan yang berkaitan dengan pertanahan pada rangkaian pengendali, tidak akan menjalankan motor atau membuat tombol tekan bekerja atau pengendalian tidak beroperasi. Oleh karena itu ada hubungan dengan tanah, pada rangkaian yang tidak ditanamkan akan memutuskan sekering transformator pengendali.

Pertanahan yang baik
Pertanahan yang tidak baik

3. DIAGRAM PENGAWATAN

Apakah yang disebut dengan Wiring diagram atau Diagram Pengawatan. Diagram pengawatan adalah representasi bergambar konvensional yang disederhanakan dari rangkaian listrik. Ini menunjukkan komponen sirkuit sebagai bentuk yang disederhanakan, dan koneksi daya dan sinyal antar perangkat.

Wirng Diagram menunjukkan hubungan sebenarnya atau koneksi aktual dan lokasi fisik dari semua bagian komponen pada rangkaian. Kumparan kontak, motor dan sejenisnya yang diperlihatkan pada posisi sebenarnya akan ditemui pada installasi.

Maka jenis diagram ini sangat membantu dalam menyambung alat dan melacak kawat-kawat dalam mencari kesalahan. Sering dijumpai pada penutup magnetik starter motor.

Untuk sirkuit yang kecil, akan lebih menguntungkan untuk menggunakan diagram fisik seperti ini dibandingkan dengan diagram skematis. Akan lebih mudah untuk mengidentifikasi lokasi terminal dan kabel dari diagram fisik.

Perbedaan antara Diagram Skematik dengan Wiring Diagram atau Diagram Pengawatan adalah sbb:

Diagram skema: diagram yang menggunakan garis untuk mewakili kabel dan simbol untuk mewakili komponen. Hal ini digunakan untuk menunjukkan bagaimana fungsi sirkuit.

Diagram pengkabelan (atau bergambar): representasi bergambar konvensional yang disederhanakan dari rangkaian listrik.

Gambar diagram pengawatan yang umum untuk starter motor

4. GAMBAR GARIS TUNGGAL DAN DIAGRAM BLOK

Diagram garis tunggal memungkinkan banyak penyederhanaan rangkaian dengan mengabaikan fungsi-fungsi pembantu. Gambar garis-tunggal seperti yang  ditunjukkan pada  gambar di bawah.

Dalam Power Engineering, diagram garis tunggal (SLD), juga kadang-kadang disebut diagram satu garis, adalah representasi simbolis dari sistem tenaga listrik tiga fase. Diagram satu garis memiliki aplikasi terbesar dalam studi aliran daya. Elemen listrik seperti pemutus sirkuit, transformator, kapasitor, bus bar, dan konduktor ditunjukkan dengan simbol skema standar.

Diagram garis tunggal sering dijumpai untuk menunjukkan pemutusan utama (major switching) dan disain roda gigi pemisah (swichgear) namun tujuannya Membuat susunan letak sesederhana mungkin.

Single line diagram digunakan untuk menunjukkan rating dan kapasitas peralatan listrik dan konduktor sirkuit serta perangkat proteksi.

Diagram Blok Sistem Kendali

Diagram blok adalah diagram suatu sistem di mana bagian-bagian atau fungsi utama diwakili oleh blok-blok yang dihubungkan oleh garis-garis yang menunjukkan hubungan blok-blok tersebut. Biasanya banyak digunakan dalam rekayasa dalam desain perangkat keras, desain elektronik, desain perangkat lunak, dan diagram alur proses.

Diagram blok biasanya digunakan untuk tingkat yang lebih tinggi, deskripsi yang kurang rinci yang dimaksudkan untuk memperjelas konsep keseluruhan tanpa memperhatikan detail implementasi. Bandingkan ini dengan diagram skema dan diagram tata letak yang digunakan dalam teknik listrik, yang menunjukkan rincian implementasi komponen listrik dan konstruksi fisik.

Diagram blok biasanya digunakan dalam rekayasa untuk merancang sistem baru atau untuk menggambarkan dan meningkatkan yang sudah ada. Strukturnya memberikan gambaran tingkat tinggi dari komponen sistem utama, peserta proses utama, dan hubungan kerja yang penting. Diagram blok terutama difokuskan pada input dan output dari suatu sistem.

Contoh 1. Diagram Block
Contoh 2. Diagram Block

Terima kasih, Semoga bermanfaat

Baca juga

Pengertian dan Contoh Soal Arus listrik, tegangan dan Daya pada rangkaian arus searah (DC)

Rumus dan pembahasan Soal Hukum Kirchhoff

Bentuk-bentuk rangkaian listrik arus searah (DC) serta analisa dan perhitungannya

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *