sistem kendali terbuka/ open loop

1. 1. Sistem Kendali terbuka (Open Loop)
Seperti yang telah disebutkan diatas bahwa sistem kontrol loop terbuka adalah suatu sistem yang
keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol. Artinya, sistem kontrol terbuka
keluarannya tidak dapat digunakan sebagai umpan balik dalam masukkan.
Gambar 3. Sistem Kontrol Loop Terbuka
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, sistem control terbuka tidak dapat
melaksanakan tugas yang sesuai diharapkan. Sistem kontrol terbuka dapat digunakan hanya jika
hubungan antara masukan dan keluaran diketahui dan tidak terdapat gangguan internal maupun
eksternal.
Ciri – Ciri Sistem Kontrol Loop Terbuka :
1. Sederhana
2. Harganya murah
3. Dapat dipercaya
4. Kurang akurat karena tidak terdapat koreksi terhadap kesalahan
5. Berbasis waktu
Contoh Aplikasi Sistem Loop Terbuka :
1. Pengontrol lalu lintas berbasis waktu
2. Mesin cuci
3. Oven listrik
4. Tangga berjalan
5. Rolling detector pada bandara

2. Sistem Kontrol Loop Terbuka ( open loop )
M ARET 23, 2012 / KUKUHERIAWAN
Sistem loop terbuka menggunakan peralatan penggerak untuk mengontrol proses secara langsung
tanpa umpan balik. Pada sistem ini harga keluaran sistem tidak dapat dibandingkan terhadap harga
masukannya. Dengan kata lain variable yang dikontrol tidak dapat dibandingkan terhadap harga yang
diinginkan. Umumnya masukan sistem dipilih berdasarkan pengalaman.
Sistem loop terbuka mempunyai ciri – ciri, diantaranya :
1. Sederhana
2. Harganya murah
3. Dapat dipercaya
4. Dapat kurang akurat karena tidak terdapat koreksi terhadap kesalahan
5. Berbasis waktu
Pada Sistem kontrol loop terbuka, keluarannya tidak mempengaruhi sinyal output karena tidak ada
sinyal umpan balik ( feedback ). jadi pada sistem kontrol loop terbuka ini sinyal outputnya tidak
dapat digunakan sebagai perbandingan dengan sinyal inputnya. akibatnya adalah ketetapan atau
ketelitian dari sistem ini tergantung pada proses kalibrasi.
diagram dari open loop dapat dilihat dibawah ini:
Fungsi alih atau fungsi transfer dari sistem kontrol loop terbuka dapat dinyatakan seperti dibawah ini:
C(s) = G(s) x R(s)
C(s) / R(s) = G(s) ( Fungsi transfer )
Contoh dari sistem loop terbuka ini adalah :
1. Prinsip Kerja Mesin Cuci otomatis
Mesin cuci sudah menjadi kebutuhan sehari-hari di rumah tangga. Cara kerja mesin cuci ini sangat
sederhana dan mudah dipahami.
Mesin cuci digerakan oleh motor listrik satu fasa. Motor ini dapat bergerak dua arah untuk mengucek
pakaian saat di cuci. Motor dihubungkan ke bak cuci atau agitator dengan belt dan roda pemutar
(pully).

3. Mesin cuci ada yang pengisiannya dari depan, biasanya mesin cuci ini proses pencucian pakaian
sudah otomatis mulai dari tahap pencucian sampai pengeringan. Yang kedua mesin cuci yang
pengisiannya dari atas, ada yang otomatis ada juga yang tidak. Tapi pada prinsipnya cara kerja mesin
cuci baik yang manual maupun otomatis hampir sama.
1. Cara kerja Mesin Cuci :
Pertama pakaian kotor dimasukan kedalam drum atau bak mesin cuci. Kontrol (alat elektronik yang
mengatur semua pergerakan mesin cuci) akan mendeteksi berapa berat dari pakaian (dengan
mengetahui berapa beban motor), setelah berat pakaian diketahui kontrol akan mengatur level air,
waktu cuci, waktu bilas, waktu pengeringan, dan membuka katup air masuk (water inlet valve).
Setelah level air tercapai katup air masuk akan ditutup dan agitator mulai berputar untuk
menciptakan putaran air.
Bila kontrol telah mendeteksi waktu cuci habis, motor akan berhenti memutar agitator dan katup
buang pun dibuka sehingga air hasil pencucian dibuang keluar. Setelah air buangan di buang, drum
tempat pakaian akan berputar untuk membuang sisa-sisa air yang ada di dalam pakain.
Setelah itu katup bilas ditutup dan katup air masuk dibuka air pun masuk ke drum mesin cuci, bila
level sudah sampai katup air masuk pun ditutup dan mesin cuci pun mulai membilas. Jika waktu bilas
sudah habis, maka kontrol akan membuka katup buang dan air bilasan pun keluar. Setelah itu proses
pengeringan pun dilakukan dengan jalan memutar drum mesin cuci. Jika waktu pengeringan sudah
habis maka mesin cuci pun berhenti secara otomatis dan proses pencucian telah selesai.
1. Prinsip Kerja Pemanggang Roti / Toaster
Toaster merupakan salah satu alat rumah tangga yang digunakan untuk memanaskan roti sebagai
makanan pagi bagian bagi orang-orang tertentu.

4. 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 kawatl 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.
3. Prinsip Kerja Eskalator
1. 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.
2. Landasan penopang/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.

5. Struktur perletakan Eskalator pada lantai gedung
3. 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
Anak tangga (individual steps) dari Eskalator

6. 4. Prinsip Kerja 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.

7. 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.
5. Prinsip Kerja Oven Microwave
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar1, listrik dari stopkontak di dinding perjalanan melalui kabel
listrik dan masuk microwave oven melalui serangkaian sirkuit sekering perlindungan dan
keselamatan. Sirkuit ini termasuk berbagai sekering dan pelindung termal yang dirancang untuk
menonaktifkan oven dalam hal suatu arus pendek atau jika kondisi terlalu panas terjadi.
Jika semua sistem normal, listrik melewati ke sirkuit Interlock dan timer. Ketika kemudian pintu
oven ditutup, jalur listrik juga dibentuk melalui serangkaian switch Interlock keselamatan.Mengatur
timer oven dan memulai operasi memasak memperluas jalan ini tegangan untuk rangkaian kontrol.
Umumnya, sistem kontrol mencakup baik sebagai relay elektromekanis atau sakelar elektronik
disebut triac seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Merasa bahwa semua sistem yang “pergi,”
menghasilkan rangkaian kontrol sinyal yang menyebabkan relay atau triac untuk mengaktifkan,
sehingga menghasilkan jalur tegangan transformator tegangan tinggi. Dengan menyesuaikan rasio
on-off aktivasi sinyal ini, sistem kontrol dapat mengatur penerapan tegangan transformator tegangan
tinggi, dengan demikian mengendalikan rasio on-off dari tabung magnetron dan karena itu daya
output dari microwave oven. Beberapa model menggunakan relay power-kontrol cepat bertindak
dalam rangkaian tegangan tinggi untuk mengontrol output daya.

8. Pada bagian tegangan tinggi (Gambar 3), transformator tegangan tinggi bersama dengan dioda
khusus dan pengaturan kapasitor berfungsi untuk meningkatkan tegangan rumah tangga khas, dari
sekitar 115 volt, dengan jumlah yang sangat tinggi sekitar 3000 volt! Meskipun hal ini tegangan yang
kuat akan sangat tidak sehat – bahkan mematikan – bagi manusia, itu hanya apa yang tabung
magnetron perlu melakukan tugasnya – yaitu, untuk secara dinamis mengubah tegangan tinggi ke
bergelombang gelombang elektromagnetik energi memasak.
Energi gelombang mikro ditransmisikan ke saluran logam disebut Waveguide, yang feed energi
menjadi area memasak dimana menemukan pisau logam perlahan-lahan bergulir dari pisau
pengaduk. Beberapa model menggunakan jenis antena berputar sementara yang lain memutar
makanan melalui gelombang energi pada korsel bergulir. Dalam hal apapun, efeknya adalah merata
membubarkan energi gelombang mikro di seluruh wilayah di kompartemen memasak. Beberapa
gelombang langsung menuju makanan, yang lain memantul dari logam dinding dan lantai, dan,
berkat layar logam khusus, microwave juga mencerminkan dari pintu. Jadi, energi gelombang mikro
mencapai semua permukaan makanan dari segala arah.
Semua energi gelombang mikro tetap dalam rongga memasak. Ketika pintu dibuka, atau timer
mencapai nol, berhenti microwave energi – sama seperti mematikan tombol lampu berhenti cahaya
lampu
6. Sistem Pengaturan Temperatur Ruangan.
Untuk mendapatkan temperature yang diinginkan, operator menggunakan pengalamannya untuk
mengeset daya yang dibutuhkan sistem agar keluaran sistem yang berupa temperature ruangan
sebenarnya dengan temperature ruangan yang diinginkan. Hal tersebut dapat digambarkan dalam
bentuk diagram balok sebagai berikut :
7.
Sistem Pengaturan Permukaan Cairan dalam Tangki

9. Pada sistem tersebut diinginkan tinggi permukaan cairan, h, tetap walaupun fluida pada katub K-
1 berubah-ubah. Hal tersebut dapat dicapai dengan pengaturan secara manual pada katub K2 pada
waktu tertentu sesuai pengalaman operator. Sistem pengaturan ditunjukkan pada gambar berikut :
.
Sistem tersebut dapat digambarkan dengan diagram balok seperti terlihat pada gambar berikut :
8. Sistem
Pengatura
n Peluncur
Rudal
Pada sistem ini yang diinginkan adalah pengaturan sudut peluncur rudal sesuai dengan jarak atau
tujuan yang diinginkan. Dalam hal ini komando berupa sinyal dari potensiometer yang merupakan
sinyal untuk menggerakkan peluncur rudal. Sinyal control diperkuat sehingga dapat menggerakkan
motor yang terhubung dengan peluncur rudal.
Sistem pengaturan posisi sudut peluncur rudal digambarkan sebagai berikut :
Sedangkan diagram blok pengaturan posisi sudut peluncur rudal yaitu
Agar
posisi
sudut tersebut akurat, maka pada sistem loop terbuka tersebut harus memenuhi syarat-syarat
diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Peluncur rudal harus dikalibrasi secara tepat dengan referensi posisi sudut potensiometer.

10. 2. Karakteristik potensiometer, penguat, motor harus konstan.