PENGERTIAN DAN PERBEDAAN SISTEM HIDROLIK DAN PNEUMATIK

Transkripsi

1 PENGERTIAN DAN PERBEDAAN SISTEM HIDROLIK DAN PNEUMATIK Sistem Pneumatik adalah sebuah teknologi yang memanfaatkan udara terkompresi untuk menghasilkan efek gerakan mekanis. Karena menggunakan udara terkompresi, maka sistem pneumatik tidak dapat dipisahkan dengan kompresor, sebuah alat yang berfungsi untuk menghasilkan udara bertekanan tertentu. Sistem kerja pneumatik mirip dengan sistem hidrolik. Ada beberapa bagian komponen yang sedikit berbeda, namun seperti aktuator (motor dan silinder), filter, dan solenoid valve memiliki prinsip yang sama dengan sistem hidrolik. Perbedaan mendasar dari kedua sistem tersebut adalah fluida kerja yang digunakan, sistem hidrolik menggunakan fluida inkompresibel sedangkan pada sistem pneumatik menggunakan fluida kompresibel. Tekanan kerjanya juga pada range yang berbeda, jika sistem hidrolik bekerja pada tekanan 6,9-34 MPa, maka sistem pneumatik bekerja pada tekanan rendah KPa. Pada kebanyakan aplikasi, sistem hidrolik banyak digunakan seperti memindahkan beban yang berat, sebagai alat penekan dan pengangkat. Dalam industri banyak ditemui penggunaan sistem hidrolik pada alat-alat berat, seperti truk pengangkat (dump truck), mesin moulding, mesin press, forklift, crane, dan lain-lain. Pada saat ini penggunaan sistem hidrolik sudah dilengkapi dengan berbagai peralatan kontrol yang menunjang pengendalian dan ketepatan (presisi) dalam penggunaannya. Sistem Hidrolik adalah Suatu sistem yang memanfaatkan tekanan fluida sebagai power (sumber tenaga) pada sebuah mekanisme. Karena itu, pada sistem hidrolik dibutuhkan power unit untuk membuat fluida bertekanan. Kemudian fluida tersebut dialirkan sesuai dengan kebutuhan atau mekanisme yang diinginkan. Perbedaan antara sistem hidrolik dan pneumatik adalah sebagai berikut: Pada fluida kerja, sistem hidrolik menggunakan fluida cair bertekanan sedangkan pada pneumatik menggunakan fluida gas bertekanan. Sistem pneumatik umumnya menggunakan tekanan 4 7 kgf/cm2 dan menghasilkan output yang lebih kecil daripada sirkuit hidrolik, sehingga cocok untuk pekerjaan ringan. Sifat compressibility (mampu tekan) dari sirkuit hidrolik lebih besar daripada sirkuit pneumatic. Udara bertekanan memiliki resistansi (tahanan) kecil terhadap aliran dan dapat dijalankan dengan lebih tepat daripada tenaga hidrolik.

2 Sistem hidrolik sensitif terhadap kebocoran minyak, api dan kontaminasi. Sedangkan udara bertekanan tidak mempunyai masalah seperti itu jika sirkuitnya dirancang dengan baik. Udara bertekanan dihasilkan oleh kompresor yang umumnya dimiliki oleh pabrik, tetapi sistem hidrolik membutuhkan pompa. Batas temperatur yang mampu diterima oleh peralatan hidrolik C, sedangkan untuk pneumatik dapat dijalankan hingga 180 C. Kelebihan dari sistem hidrolik adalah : Memiliki tekanan kerja yang relatif lebih besar daripada sistem pneumatik, sehingga cocok untuk pekerjaan-pekerjaan berat. Kekurangan dari sistem hidrolik adalah : Fluida dari sirkuit yang tercemar oleh kotoran akan menyebabkan peralatan hidrolik menjadi lemah dan cepat rusak. Konstruksinya yang rumit dengan biaya yang mahal, serta kesulitan dalam pemeliharaan dan operasi. Fluida kerja tidak dapat bertahan pada temperatur operasi yang lebih tinggi. Contoh-contoh penggunaan sistem hidrolik: Dongkrak hidrolik Hydrostatic transmission, untuk menggerakkan peralatan konstruksi, kendaraan berat, mesin pertanian dan mentransmisikan tenaga ke aktuator tipe rotasi Komponen yang digunakan pada sistem hidrolik: Piston sebagai actuator. Pompa mengubah energi mekanis dari putaran poros menjadi energi fluida dan juga untuk menaikkan fluida kerja. Tangki menstabilkan sirkulasi tekanan minyak yang dikeluarkan pompa, menyimpan fluida bertekanan, menghindari pressure drop apabila sejumlah besar minyak dipakai dalam waktu singkat. Manometer (pressure gauge): mengukur tekanan kerja fluida pada saat piston melakukan langkah maju dan langkah mundur Hose Hose Couplers (penyambung hose)

3 Directional control valve (flow control valve) : Fungsi Katup Kendali Arah adalah untuk saling menghubungkan jalur-jalur hidrolik yang bervariasi satu terhadap yang lain, untuk menghubunghkan hubungan satu terhadap yang lain.

4 Sistem pneumatik adalah sebuah teknologi yang memanfaatkan udara terkompresi untuk menghasilkan efek gerakan mekanis. Karena menggunakan udara terkompresi, maka sistem pneumatik tidak dapat dipisahkan dengan kompresor, sebuah alat yang berfungsi untuk menghasilkan udara bertekanan tertentu. Sistem kerja pneumatik mirip dengan sistem hidrolik. Ada beberapa bagian komponen yang sedikit berbeda, namun seperti aktuator (motor dan silinder), filter, dan solenoid valve memiliki prinsip yang sama dengan sistem hidrolik. Perbedaan mendasar dari kedua sistem tersebut adalah fluida kerja yang digunakan, sistem hidrolik menggunakan fluida inkompresibel sedangkan pada sistem pneumatik menggunakan fluida kompresibel. Tekanan kerjanya juga pada range yang berbeda, jika sistem hidrolik bekerja pada tekanan 6,9-34 MPa, maka sistem pneumatik bekerja pada tekanan rendah KPa. Berikut mari kita bandingkan kelebihan sistem pneumatik daripada sistem hidrolik: 1. Sistem Pneumatik Sistem pneumatik memiliki desain sistem dan kontrol yang sederhana. Komponen umumnya sangat mudah penginstallannya dan sistem kontrolnya sederhana seperti halnya kontrol ON dan OFF. Memiliki reliabilitas tinggi karena sistem hidrolik berumur panjang dan budget perawatan yang rendah. Selain itu karena sifat gas yang kompresibel, maka ia tidak

5 mudah rusak akibat beban kejut. Gas akan menyerap gaya kejut tersebut, berbeda dengan fluida hidrolik yang secara langsung akan mentransfer gaya kejut tersebut. Gas terkompresi dapat disimpan untuk jangka waktu tertentu, sehingga dapat menggunakan mesin pneumatik untuk jangka waktu tertentu sekalipun supply listrik terputus. Lebih aman karena tidak mudah terbakar seperti sistem hidrolik. 2. Sistem Hidrolik Fluida liquid pada sistem hidrolik tidak menyerap gaya apapun yang dikenakan padanya. Sifatnya yang inkompresibel menyebabkan penggunaan pada beban kerja yang lebih besar dan bekerja pada gaya yang lebih besar pula. Fluida hidrolik yang inkompresibel juga meminimalisir gaya spring. Saat sistem hidrolik berhenti, tidak diperlukan proses pelepasan tekanan fluida karena saat sistem berhenti tekanan fluida pun juga sekaligus hilang, kecuali adanya penggunaan akumulator pada sistem.

6 JELASKAN TATA LETAK KOMPONEN DALAM DIAGRAM SIRKUIT Merencanakan tata letak komponen merupakan langkah awal dalam pembuatan suatu rangkaian yang tercetak di atas papan rangkaian atau disebut dengan PRT (papan rangkaian tercetak). Papan rangkaian tercetak merupakan jalur hubungan rangkaian elektronika yang terpasang pada suatu bahan alas. Pada papan rangkaian tersebut nantinya dipasang komponen elektronika. Papan rangkaian tercetak terbuat dari lembaran-lembaran tembaga yang sangat tipis sehingga memerlukan sebuah alas untuk menopangnya. Alas ini juga berlaku sebagai perangkat yang berguna untuk memasang komponen dari sebuah rangkaian lengkap. Jenis serta bentuk dari jalur rangkaian elektronika ini sangat bervariasi, tergantung dari keinginan orang yang merancang papan rangkaian tersebut. Pada PRT, cetakan yang tampak berupa lapisan tipis tembaga. Bentuk potongan tembaga ditentukan oleh tata letak atau artwork yang diperlukan untuk suatu rancangan rangkaian elektronika tertentu. Menyusun tata letak ini akan lebih mudah dilakukan di atas kertas terlebih dahulu. Untuk memperoleh tata letak komponen yang baik dan benar perhatikan ketentuan berikut ini : 1. Letak komponen rapi dan memenuhi syarat. 2. Letak komponen satu dengan yang lain harus berdekatan sesuai titik lubang. 3. Jarak antara komponen harus memenuhi syarat kerapian dan keselamatan komponen. 4. Diusahakan agar tidak ada dua komponen pada satu titik terminal. 5. Diusahakan tata letak menggunakan Printed Circuit Board (PCB) sekecil mungkin Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan tata letak adalah : 1. Diagram skematik dari rangkaian yang akan dibuat. 2. Jenis lapisan yang akan digunakan, lapisan tunggal (single layer) atau lapisan ganda (double layer). 3. Banyaknya komponen yang akan dipasang pada papan. Dalam merencanakan tata letak komponen dan jalur sambungan dapat digunakan beberapa pendekatan. Satu hal yang perlu diingat ketika membuat tata letak artwork adalah jarak antara saluran atau penghantar. Bila dua saluran sangat berdekatan maka bisa terjadi percikan listrik. Jarak antara lintasan konduktif tergantung pada besar selisih potensial antar lintasan tersebut. Bila tegangan makin besar maka jaraknyapun harus makin jauh, hubungan antara jarak antar lintasan dengan beda potensial antar lintasan dapat dilihat pada Tabel 1.

7 Tabel 1. Hubungan antara jarak antar lintasan dengan beda potensial antar lintasan. Tegangan antar penghantar Jarak minimum (puncak DC atau AC) (inchi) , , ,100 Di atas 500 0,002 per volt Untuk tegangan puncak AC atau DC 150 V jarak harus sekitar 0,025 inchi atau sekitar 0,65 mm. Bila tegangan antar lintasan mencapai 500 V, maka jaraknya harus lebih 0,100 inchi atau sekitar 2,5 mm. Untuk tegangan di atas 500 V, maka jarak harus ditambah 0,002 inchi setiap volt. Ukuran ini merupakan harga-harga minimum. Jarak lebih dari itu diperbolehkan asalkan tidak melebihi batas yang ditentukan. Merencanakan tata letak dengan ukuran yang sebenarnya atau 1 : 1, merupakan cara yang paling praktis. Salah satu cara yang paling lazim untuk membuat tata letak papan rangkaian (pola rangkaian)adalah dengan menggunakan kertas bergaris kotak-kotak (kertas grid) sebagai jiplakan. Kertas tersebut tersedia dengan jarak garis 0,05 ; 0,10 atau 0,125 inchi atau dapat juga dengan menggunakan milimeter blok. Kebanyakan rangkaian elektronik menggunakan kotak 0,10 inchi. Kotak-kotak tersebut dapat membantu dalam pembuatan artwork akhir. Gambar 13 merupakan contoh-contoh kertas grid. Caranya adalah dengan meletakkan kertas tipis di atas kertas kotak. Kertas ini digunakan untuk menggambar rangkaian secara kasar (tracing). Agar artwork tidak melebihi ukuran papan, maka harus dibuat garis pinggiran papan terlebih dahulu. Metoda Tata Letak Setiap komponen yang akan dipasang pada papan harus diberi ruangan yang cukup. Jamgan sampai kekurangan tempat. Cara terbaik untuk menghindari masalah ini adalah dengan menggunakan sekumpulan model komponen. Model model ini dapat dibuat sendiri dengan memakai guntingan-guntingan kertas yang agak tebal seperti ditunjukkan pada Gambar 14. Atau

8 dapat juga dengan menggambarkan model-model tersebut secara langsung, namun cara ini kurang praktis sebab tidak dapat dipindah-pindahkan seperti model guntingan kertas. Beberapa ukuran jenis komponen ditunjukkan pada Tabel 2. Perlu dicatat bahwa ukuran transistor dan kapasitor tergantung pada kapasitas serta rating-nya. Pada Tabel 6 diberikan ukuran ukuran yang umum terdapat dipasaran. Dengan ukuran ini perancang dapat menentukan berapa kotak diperlukan pada kertas grid untuk menempatkan sebuah komponen beserta dengan kaki-kakinya. Ketika memulai membuat tata letak papan rangkaian, penting diperhatikan bahwa komponen akan dipasang pada sisi (muka) sebaliknya dari rancangan kita. Hal ini penting terutama untuk komponen yang berpolaritas atau dengan pin-pin yang sudah tertentu seperti kapasitor, dioda transistor dan IC. Karena kaki-kakinya sudah tertentu, maka sebenarnya mudah sekali untuk melihatnya dari bawah. Tabel 2. Ukuran artwork untuk beberapa komponen elektronika Komponen Resistor ¼ W, dioda Resistor ½ W, dioda penyearah Kapasitor piring Elko berdiri Komponen lain Transistor IC DIP s/d 18 pin IC DIP lebih 18 pin Jarak 0,4 inchi (4 kotak) antar kaki 0,5 inchi (5 kotak) antar kaki 0,3 inchi (3 kotak) antar kaki 0,2 inchi (2 kotak) antar kaki Diukur 0,2 inchi (2 kotak) antar kaki 0,1 inchi (1 kotak) antar pin 0,3 inchi (3 kotak) antar baris 0,1 inchi (1 kotak) antar pin 0,6 inchi (6 kotak) antar baris Metoda lain yang juga cukup baik adalah menggunakan template (sablon), ditunjukkan pada Gambar 15. Sablon ini dapat digunakan untuk mengganti atau membuat modelmodel komponen. Metoda lain adalah dengan menggunakan komponen sesungguhnya. Pada metoda ini, sebelum memulai membuat rancangan tata letak, terlebih dahulu menyediakan semua komponen yang akan dipasang pada papan rangkaian. Setelah semua komponen terpasang pada tempatnya dan semua garis-garis penghubungnya sudah digambar, maka dapat dibuatartwork final pada sehelai kertas putih.

9 Beberapa perancang lebih suka menggunakan kertas tipis yang ditaruh di atas tempat meletakkan komponen yang telah dibuat. Setiap titik kaki komponen ditandai dan ditarik garisgaris penghubung. Jadi pada kertas tipis ini tidak terdapat gambar komponen, yang ada hanyalah gambar jalur-jalur penghubung. Dengan menggunakan cara ini perancang akan mudah untuk memperbaiki tata letak komponen bila diperlukan. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam perancangan tata letak ditunjukkan dalam Gambar 16. Jangan membuat artwork secara serampangan. Jaga format rancangan papan saluran dan bantalan agar tetap sederhana dan praktis. Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam merancang suatu tata letak komponen adalah sebagai berikut : 1. Menyediakan diagram skematik untuk rangkaian yang akan dibuat. 2. Menentukan komponen yang akan dipasang di luar papan rangkaian seperti transformator, kontrol, kapasitor variabel, fuse-holder dan sebagainya. 3. Menyusun rancangan sehingga hubungan masukkan berada pada satu ujung dan hubungan keluaran berada pada ujung lainnya. 4. Hubungan bersama (common) atau ground sedapat mungkin dilintaskan mengelilingi rancangan. 5. Setiap titik hubungan harus memiliki bantalan sendiri. Bantalan (pad) adalah bulatan kecil tempat melakukan penyolderan komponen. Jangan menempatkan dua komponen pada satu bantalan yang sama. 6. Saluran-saluran (lintasan penghantar) tidak boleh saling bersentuhan satu sama lain. Untuk menghindari hal ini bila perlu dilakukan rancangan ulang (rerouting). Tata letak Prosedur pembuatan tata letak suatu rangkaian adalah sebagai berikut : 1. Menandai komponen-komponen di luar papan Tahap ini dimulai dengan mengidentifikasi komponen. Buat tanda x untuk masingmasing komponen pada diagram skematik pada koneksi kaki yang terhubung ke komponen di luar papan. Pada Gambar 18, tampak komponen-komponen di luar papan telah ditandai x. 2. Membuat daftar komponen yang digunakan

10 Semua komponen yang akan dipergunakan dibuat dalam suatu daftar untuk mempermudah dalam menyiapkannya. 3. Membuat model-model dari komponen Untuk membuat model gunakan ukuran komponen yang sesungguhnya. memungkinkan penempatan komponen yang benar serta mencegah pada saat-saat terakhir ternyata tidak semua komponen dapat terpasang. Lingkaran ujung atau pinggir model komponen disediakan untuk tempat kaki-kakinya. Bantalan pada papan akan diletakkan pada titik ini. Lebih baik menggunakan model komponen daripada komponen yang sesungguhnya karena lebih mudah ditangani dan dipindah-pindahkan. 4. Menata model-model komponen. Model-model komponen diatur dengan arah yang sama dengan arah pada diagram skematik. Prosedur seperti ini mungkin sekali akan menghasilkan ukuran papan yang cukup besar. Bila anda sudah cukup puas dengan penempatan yang anda buat maka anda sudah boleh merancang saluran hubungan listriknya. Jika ruangan yang tersedia untuk membuat tata letak papan rangkaian sangat terbatas, salah satu cara menghemat ruang papan adalah dengan memasang beberapa komponen secara vertikal. Ini akan mengurangi ukuran papan keseluruhan (lihat Gambar 19). Dioda dan resistor dapat dengan mudah dipasang dalam bentuk radial maupun aksial. Ini Menggunakan model-model Model-model yang telah dibuat bisa diletakkan pada kertas penjiplak atau langsung pada kertas grafik (Gambar 20). Kegunaan kertas grafik ini adalah untuk membantu pembuatan tata letak komponen dan kawat penghubungnya. Letakkan model-model yang telah dipotong lebih dulu pada posisinya di atas kertas jiplak atau kertas grafik.

11 JELASKAN ATURAN TATA LETAK UNTUK MERANCANGDIAGRAM SIRKUIT DENGAN NOMOR AKTUATOR Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi kerja yangdimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem kontrol dan aktuator bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen kontrol terakhir.aktuator pneumatik dapat digolongkan menjadi 2 kelompok : gerak lurus dan putar. Aktuator yang berputar (ayun)simbol-simbol aktuator linear sebagai berikut :