Loop Terbuka dan Loop Tertutup pada Dasar Sistem Kendali

Sistem kendali dapat dikatakan sebagai hubungan antara komponen yang membentuk sebuah konfigurasi sistem, yang akan menghasilkan tanggapan sistem yang diharapkan. Jadi harus ada yang dikendalikan, yang merupakan suatu sistem fisis, yang biasa disebut dengan kendalian (plant).
Pada dasarnya system kendali terdiri atas beberapa komponen dasar, yaitu berupa masukan, proses pengendalian, dan keluaran.
Masukan dan keluaran merupakan variabel atau besaran fisis. Keluaran merupakan hal yang dihasilkan oleh kendalian, artinya yang dikendalikan; sedangkan masukan adalah yang mempengaruhi kendalian, yang mengatur keluaran. Kedua dimensi masukan dan keluaran tidak harus sama.
Hubungan dasar ketiga komponen ini ditunjukkan pada gambar ini :

Gambar 1. Komponen Dasar Sistem Kendali
Secara umum, tujuan sistem kendali adalah untuk mengendalikan keliaran berbagai masukan tertentu melalui unsure-unsure system kendali. Secara garis besar, system kendali dapat dibagi menjadi dua kategori :

1. Sistem Loop Terbuka (open loop system)
Sistem kendali loop terbuka atau umpan maju (feedforward control) umumnya mempergunakan pengatur (controller) serta aktuator kendali (control actuator) yang berguna untuk memperoleh respon sistem yang baik. Sistem kendali ini keluarannya tidak diperhitungkan ulang oleh controller. Suatu keadaan apakah plant benar-benar telah mencapai target seperti yang dikehendaki masukan atau referensi, tidak dapat mempengaruhi kinerja kontroler.

Gambar 2. Sistem Pengendalian Loop Terbuka
Contoh dari sistem kendali loop terbuka ini adalah mesin cuci. Cara kerjanya, pertama pakaian kotor dimasukan ke dalam 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.

Gambar 3. Bagian-bagian dari Mesin Cuci
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.
Pemanfaatan sistem kendali pada mesin cuci merupakan system kendali pada loop terbuka, dimana perendaman, pencucian, dan pembilasan dalam mesin cuci dilakukan atas basis waktu. Mesin ini tidak mengukur sinyal keluaran, yaitu tingkat kebersihan pakaian.
2. Sistem kendali loop tertutup (closed loop system)
Pada Sistem kendali loop tertutup (closed loop system) memanfaatkan variabel yang sebanding dengan selisih respon yang terjadi terhadap respon yang diinginkan. Sistem seperi ini juga sering dikenal dengan sistem kendali umpan balik. Aplikasi sistem umpan balik banyak dipergunakan untuk sistem kemudi kapal laut dan pesawat terbang. Perangkat sehari-hari yang juga menerapkan sistem ini adalah penyetelan temperatur pada almari es, oven, tungku, dan pemanas air.

Gambar 4. Sistem Pengendalian Loop Tertutup
Pada gambar di atas, bisa ilustrasikan apabila keluaran aktual telah sama dengan referensi atau masukan maka input kontroler akan bernilai nol. Nilai ini artinya kontroler tidak lagi memberikan sinyal aktuasi kepada plant, karena target akhir perintah gerak telah diperoleh. Sistem kendali loop terbuka dan tertutup tersebut merupakan bentuk sederhana yang nantinya akan mendasari semua sistem pengaturan yang lebih kompleks dan rumit. Hubungan antara masukan (input) dengan keluaran (output) menggambarkan korelasi antara sebab dan akibat proses yang berkaitan. Masukan juga sering diartikan tanggapan keluaran yang diharapkan.
Contoh dari sistem kendali loop tertutup ini adalah penyetelan temperatur pada almari es. Sistem kerja lemari es dimulai dari bagian kompresor sebagai jantung kulkas yang berfungsi sebagai tenaga penggerak. Pada saat dialiri listrik, motor kompresor akan berputar dan memberikan tekanan pada bahan pendingin. Bahan pendingin yang berwujud gas apabila diberi tekanan akan menjadi gas yang bertekanan dan bersuhu tinggi. Dengan wujud seperti itu, memungkinkan refrigerant mengalir menuju kondensor.
Pada titik kondensasi, gas tersebut akan mengembun dan kembali menjadi wujud cair, Refrigerant cair bertekanan tinggi akan terdorong menuju pipa kapiler. Dengan begitu refrigerant akan naik ke evaporator akibat tekanan kapilaritas yang dimiliki oleh pipa kapiler. Saat berada di dalam evaporator, refrigerant cair akan menguap dan wujudnya kembali menjadi gas yang memiliki tekanan dan suhu yang sangat rendah. Akibatnya, udara yang terjebak di antara evaporator menjadi bersuhu rendah dan akhirnya terkondensasi menjadi wujud cair. Pada kondisi yang berulang memungkinkan udara tersebut membeku menjadi butiran-butiran es. Hal tersebut terjadi pada benda atau air yang sengaja diletakkan di dalam evaporator.

Gambar 5. Bagan dari system kerja lemari es
Dokumen dapat diunduh di http://www.mediafire.com/view/dk057q6bude55rb/DSK_pengantar.pdf

Sumber: eviandrianimosy.blogspot.com , berita-iptek.blogspot.com , smkn1bulakamba.sch.id , k12008.widyagama.ac.id

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s