Sistem Kontrol Berbasis Mikroprosesor

PENGENALAN SISTEM KONTROL BERBASIS MIKROPROSESOR

          Pada pertemuan keduabelas untuk sesi sistem mikroprosesor kali ini kita lanjutkan dengan pembahasan tentang pengenalan sistem kontrol berbasis mikroprosesor. Pabrik atau industri modern saat ini sangat memerlukan kendali automatik, karena kendali automatik memegang peranan penting pada setiap proses dalam pabrik atau industri. Tujuan penerapan kendali automatik pada proses permesinan di industri modern adalah untuk :

- Peningkatkan produktivitas

- Peningkatkan ketelitian

- Kemudahan pengoperasian

- Pengurangan keterlibatan tenaga kerja (manusia)

- Keamanan pekerja

          Dengan kendali otomatis kualitas sebuah produk atau proses menjadi lebih baik, jumlah atau kuantitas produk menjadi lebih banyak dan lebih teliti, serta tenaga kerja lebih mudah bekerja dan lebih aman dari faktor bahaya resiko kerja. Sebuah sistem kendali dapat dibagi dalam empat bagian konstituen yaitu:

- Input

- Controller/Pengendali

- Processing

- Output

Gambar 1. Elemen Sebuah Sistem Kendali (Control)

1. Bagian Input

          Sinyal input biasanya dibangkitkan menggunakan sensor atau transduser. Sensor adalah sebuah piranti elektronik yang peka terhadap cahaya, suhu, frekuensi, impedansi listrik, atau tingkat radiasi dan menghasilkan sinyal untuk keperluan pengukuran atau peralatan kendali. Sensor bekerja mengkonversi besaran fisik menjadi sinyal listrik. Transduser didefinisikan sebagai piranti yang bekerja menerima suatu bentuk energi dari suatu sistem dan memancarkan kembali ke bentuk yang berbeda pada sistem lain.Data yang diperoleh dari input merupakan data hasil pengukuran. 

         Data tersebut digunakan sebagai data masukan pada kontroler dalam melakukan proses pengendalian. Bagian Input dari suatu sistem kendali berfungsi menyalurkan informasi besaran yang diukur ke bagian controller (Pengendali). Bergantung jenis transduser informasi yang dihasilkan dapat dalam bentuk discontinuous on/off (binary) atau continuous (analog) seperti Tabel 1 berikut ini :

Tabel 1. Jenis Transduser Pada Input

2. Bagian Controller

          Bagian ini merupakan bagian pokok pengolah sinyal masukan dari  bagian input, dan kemudian membangkitkan resultan aksi pada plant. Berdasarkan informasi dari input, sistem kendali otomatis membangkitkan sinyal tanggapan untuk control plant (peralatan yang dikontrol).Ada dua cara yang dapat digunakan untuk mengendalikan peralatan yaitu:

- Hard-wired control

- Programmable control

          Sistem kendali Hard-wired bekerja atas dasar fungsi yang tetap sedangkan kendali Programmable bekerja atas dasar program yang disimpan pada unit memori. Kendali Programmable menggunakan mikroprosesor sebagai komponen utama pengolah sinyal dan pengambil keputusan. Sistem kendali yang menggunakan mikroprosesor sebagai komponen utama pengolah sinyal disebut Sistem Kendali Berbasis Mikroprosesor.

          Dalam implementasinya sebuah mikroprosesor tidak dapat berdiri sendiri. Ia memerlukan unit memori dan unit I/O yang dibangun dalam suatu sistem yang disebut Sistem Mikroprosesor. Dalam perkembangan pemakaiannya sistem mikroprosesor diimplemtasikan dalam sebuah  rangkaian terintegrasi yang dikenal dengan sebutan Microcontroller. Secara diagram sistem kendali berbasis Mikroprosesor dapat digambarkan seperti gambar 2.

Gambar 2. Diagram Blok Sistem Kendali (Control) Berbasis Mikroprosesor

          Mikrokontroler disebut juga dengan komputer dalam satu chip adalah jenis peralatan elektronik yang bekerja berdasarkan program untuk tujuan yang sangat umum dan luas. Mikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor yaitu sebuah sistem yang memadukan mikroprosesor sebagai Central Processing Unit, Memori, dan Unit Input Output yang didesain dalam sebuah chip.

          Penggunaan Mikrokontroler sebagai alat kendali sangat memudahkan dan memberi keleluasaan dalam implementasi dan aplikasinya. Mikrokontroler dapat digunakan untuk aplikasi yang sangat variatif karena perubahan pengimplementasiannya cukup dilakukan dengan merubah data atau progam yang diberikannya.

3. Bagian Processing atau Plant

                  Sistem kendali harus dapat menjalankan proses yang diatur. Plant adalah seperangkat peralatan yang digunakan untuk melakukan suatu operasi tertentu. Obyek fisik dikendalikan menggunakan piranti seperti pompa, motor, relay, pistons, lampu display, dan sebagainya dalam sebuah sistem disebut plant.  Motor sebagai salah satu contoh bekerja mengkonversi sinyal listrik menjadi gerakan putar. Secara umum konverter listrik menjadi fisik disebut actuator.

Tabel 2. Jenis Peralatan Penggerak Output

4. Bagian Output

              Bagian output dari suatu sistem kendali adalah hasil dari proses pengendalian berdasarkan nilai acuan atau referensi yang ditetapkan. Dalam sistem kendali berbasis mikroprosesor keluaran hasil pengendalian dapat diukur melalui sensor atau transduser sehingga hasil pengukuran output dapat dibandingkan dengan nilai setting yang ditetapkan. Dalam sistem pendingin misalnya, suhu 18 derajat Celsius merupakan setting output yang harus dicapai oleh sistem kendali. Setelah melalui proses pengendalian hasil pada output diukur apakah sudah sama dengan nilai setting 18 derajat Celsius atau belum, selanjutnya bagian kontrol dapat melakukan langkah pengaturan sesuai dengan kebutuhannya.