MEMELIHARA SENSOR TEKNIK MEKTRONIKA PDF

Preview

Summary

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Kode Modul Sub-Golongan Mekatronika C.282900.011.01 BAB I PENDAHULUAN A. TUJUAN UMUM Setelah mempelajari modul ini peserta diharapkan mampu memelihara sensor B. TUJUAN KHUSUS Adapun tujuan mempelajari unit kompetensi melalui buku informasi MEMELIHARA SENSORini guna m...

Description

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

Kode Modul C.282900.011.01

BAB I PENDAHULUAN

A. TUJUAN UMUM Setelah mempelajari modul ini peserta diharapkan mampu memelihara sensor

B. TUJUAN KHUSUS Adapun tujuan mempelajari unit kompetensi melalui buku informasi MEMELIHARA SENSORini guna memfasilitasi peserta sehingga pada akhir diklat diharapkan memiliki kemampuan sebagai berikut: 1.

Peserta diharapkan dapat menyiapkan aktivitas pekerjaan

2.

Peserta diharapkan dapat menyambungkan sensor

3.

Peserta diharapkan dapat men-setup sensor

4.

Peserta diharapkan dapat mengkondisikan kembali area kerja

5.

Peserta diharapkan dapat melaporkan hasil pemeliharaan dan pengesetan sensor

Judul Modul: Memelihara Sensor Buku Informasi - Versi2018

Halaman: 3 dari 62

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

Kode Modul C.282900.011.01

BAB II MENYIAPKAN AKTIVIAS PEKERJAAN

A. Pengetahuan yang diperlukan dalam menyiapkan aktivitas pekerjaan 1. Peralatan dan Perlengkapan K3 2. Peraturan dan Standar K3 Industri 3. Prosedur kerja perusahaan tentang pemeliharaan sensor 4. Prosedur kerja perusahaan tentang persiapan pekerjaan

B. Keterampilan yang diperlukan dalammenyiapkan aktivitas pekerjaan 1. Menggunakan peralatan K3 2.

Menerapkan prosedur pemeliharaan dan perbaikan

3.

Mampu bekerja dibawah pengawasan terbatas

4.

Menerapkan prosedur darurat

5.

Mampuberkomunikasidalamtimkerja,pihakmanajemen dan bagian lain yang terkait

C. Sikap kerja yang diperlukan dalam menyiapkan aktivitas pekerjaan Harus bersikap secara: 1. Cermat dan teliti dalam menyiapkan aktivitas pekerjaan 2. Taat asas dalam mengaplikasikan langkah-langkah, panduan, dan pedoman yang dilakukan dalam menyiapkan aktivitas pekerjaan 3. Berpikir analitis serta evaluatif waktu melakukan analisis.

Judul Modul: Memelihara Sensor Buku Informasi - Versi2018

Halaman: 4 dari 62

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

Kode Modul C.282900.011.01

Bahan Informasi menyiapkan aktivitas pekerjaan Dalam bekerja di dunia teknik seperti di industri, bengkel, laboratorium dan lain-lain sering kali di pertemukan dengan suatu keadaan yang berkaitan dengan sensor terintegrasi dengan controller. Controller sendiri di dunia industry terdapat berbagai macam bentuk seperti contohnya PLC, DCS, Mikrokontroller, Mikroprosesor dan lainlain. Perbedaan tipe controller berpengaruh terhadap karakteristik kerja input-output yang ada di dalamnya. Sebagai contoh PLC memiliki input/output digital 0-24 VDC, 012 VDC, 0-220 VAC sedangkan pada mikrokontroller maupun mikroprosesor input/output digital bekerja pada nilai 0 dan 5 VDC. Karakteristik tipe input/output controller yang digunakan perlu diperhatikan karena harus disesuaikan dengan jenis input sensor dan jenis output actuator yang sesuai. Dalam pembahasan buku ini mengarah pada pengecekan tipe jenis kontroler, jenis sensor, jenis actuator dan penyesuaian antara input sensor dan controller dengan menggunakan tranduser ataupun rangkaian pengkondisi sinyal serta terakhir penyesuaian output kontroler terhadap actuator dengan memilih ataupun mendesain driver yang tepat Menyiapkan data sheet Sensor Pemilihan Sumber Tegangan sensor Data sheet sensor perlu disiapkan karena setiap seri dari berbagai sensor memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Hal pertama yang harus kita perhatikan dari pemilihan tipe sensor adalah tipe input/output dari sensor

tersebut apakah output transistor,

output relay, tegangan kerja sensor, tegangan kerja input/output, dan lain-lain. Perhatikan contoh data sheet sensor di bawah ini:

Judul Modul: Memelihara Sensor Buku Informasi - Versi2018

Halaman: 5 dari 62

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

Kode Modul C.282900.011.01

Gambar Data sheet Sensor Sensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala – gejala atau sinyal – sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik dan sebagainya. Suatu peralatan yang memberitahukan kepada sistem kontrol tentang apa yang sebenarnya terjadi dinamakan sensor atau juga dikenal sebagai transduser. Sebagai contoh tubuh manusia mempunyai sistem sensor luar biasa yang memberitahukan kepada otak manusia secara terus menerus dengan gambar – gambar yang layak dan lengkap di sekitar lingkungan. Untuk sistem kontrol si pembuat harus memastikan parameter apa yang dibutuhkan untuk dimonitor sebagai contoh: posisi, temperatur, dan tekanan, kemudian tentukan sensor dan rangkaian data interface untuk melakukan perkerjaan ini. Sebagai contoh, kita ingin mengukur aliran cairan dalam suatu pipa dengan menggunakan flowmeter, atau kita ingin mengukur aliran secara tidak langsung denganmelihat seberapa lama cairan mengisi suatu tangki dengan ukuran tertentu. Kebanyakan sensor bekerja dengan mengubah beberapa parameter fisik seperti temperatur atau posisi ke dalam sinyal listrik. Ini sebabnya mengapa sensor juga dikenal sebagai transduser yaitu suatu peralatan yang mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Sensor dapat beroperasi baik dengan cara: • sentuhan (kontak), misalnya limit switch, sensor gaya, • tanpa sentuhan (kontak), misalnya hambatan cahaya, hambatan udara, detektor inframerah, sensor ultrasonik reflektif, sensor magnetik dll. Bahkan limit switch sederhana dapat diartikan sebagai sensor. Macam-macam Sinyal Keluaran Sensor Menurut jenis sinyal yang dikeluarkan terdapat 5 macam jenis sensor, yaitu kategori tipe A, B, C, D dan E. a. Tipe A, yaitu Sensor dengan sinyal output biner/digital, seperti: •

Proximity sensors, Pressure sensors, Filling level sensor, Bimetal sensor

Sensor ini dapat dihubungkan langsung ke PLC. b. Tipe B, yaitu:

Judul Modul: Memelihara Sensor Buku Informasi - Versi2018

Halaman: 6 dari 62

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

Kode Modul C.282900.011.01

Sensor dengan output denyut nadi (pulsa). Contoh: panjang Incremental dan sensor sudut putar c. Tipe C, yaitu: Sensor dengan output analog dan tanpa amplifier terintegrasi dan konversi elektronik, yang memberikan sinyal keluaran analog sangat kecil, tidak untuk evaluasi langsung (keluarannya berkisar beberapa millivolt). Sinyal yang akan dievaluasi membutuhkan sirkuit tambahan. Seperti: •

Piezoresistive atau piezoelectricsensor,

•

Pt-100- atau sel thermoelectric

•

Magnetoresistor dan Hallsensor

•

pH- dan conductivity measuring probes

•

Linear potentiometer

Aplikasi ini ada di mana-mana, dalam kasus produksi yang besar, pengguna dapat memilih solusi elektronik sendiri. d. Tipe D, yaitu: Sensor dengan output analog dan amplifier terintegrasi dan konversi elektronik memberikan sinyal keluaran yang dapat segera dievaluasi. Contoh: •

0 - 10 V

•

1- 5V

•

-5 - +5 V

•

0 - 20 mA

•

4 - 20 mA

•

-10 - +10 mA

e. Tipe E, yaitu: Sensor dan sistem sensor dengan output sinyal standar, misalnya RS-232-C, RS-422-A, RS-485 atau dengan antarmuka bus data seperti field bus (profibus, sensor – aktuator - bus). Sensor Binary dan Analog a. Sensor Binary

Judul Modul: Memelihara Sensor Buku Informasi - Versi2018

Halaman: 7 dari 62

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

Kode Modul C.282900.011.01

Sensor biner adalah sensor yang mengubah besaran fisik menjadi sinyal biner, sebagian besar sinyal listrik dengan status "ON" atau "OFF". Contoh dari sensor binary adalah: • katup dengan rol, sensor proksimiti, sensor tekanan, sensor level, sensor temperatur b. Sensor Analog Sensor analog adalah sensor yang mengubah besaran fisik menjadi sinyal analog, sebagian besar sinyal analog listrik seperti tegangan atau arus. Contoh sensor analog antara lain: • Sensor gaya, Sensor berat, Sensor tekanan, Sensor untuk torsi, Sensor aliran (untuk gas dan cairan),

Throughput sensors (for solid materials),

Filling level sensors , Sensors for temperature/other thermal values, Sensors for optical values, Sensors for electromagnetic values. Simbol-Simbol Komponen Listrik Berikut ini adalah simbol-simbol kontak listrik yang digunakan oleh sakelar pengendali dan sensor-sensor. Tabel 1. 1 Macam-macam simbol kontak

Komponen Kontak N/O

Keterangan Dalam keadaan normal kontak terbuka

Kontak N/C

Dalam keadaan normal kontak tertutup

Kontak Pemindah (Tukar)

Dalam keadaan normal, kontak berada pada posisi kanan atau kiri tergantung perintah terakhir yang mengoperasikannya.

Kontak pilih dengan 3 posisi 1-0–2

Kontak normal terbuka dengan 3 posisi 1 - 0 – 2

Kontak N/O dengan pengunci

Kontak normal terbuka bila diaktifkan menutup dan tidak akan kembali dengan sendiri (tidak reset otomatis).

Kontak N/C dengan pengunci

Kontak normal tertutup bila diaktifkan membuka dan tidak akan kembali dengan sendiri (tidak reset otomatis).

Judul Modul: Memelihara Sensor Buku Informasi - Versi2018

Simbol

Halaman: 8 dari 62

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

Komponen Kontak N/O aktif

Kode Modul C.282900.011.01

Keterangan

Simbol

Kontak normal terbuka dalam keadaan aktif.

Tabel 1. 2 Macam-macam simbol kontak yang dioperasikan dengan tangan (Manual) Komponen

Keterangan

Kontak N/O dioperasikan dengan tangan

Simbol umum Kontak N/O yang dioperasikan dengan tangan (otomatis reset)

Tombol tekan dengan kontak N/O

Ditekan tombol kerja (kontak terhubung), dilepas tombol kembali seperti semula

Kontak N/O dioperasikan dengan tangan

•

Simbol umum

•

Setelah dioperasikan, bila dilepas kontak tetap hubung.(tidak otomatis reset)

•

Fungsi sebagai sakelar

Sakelar tekan dengan kontak N/O

Ditekan sakelar bekerja (kontak terhubung), dilepas sakelar tetap bekerja

Sakelar putar dengan kontak N/O

Tidak diputar, tidak kembali ke posisi semula

Sakelar pilih 1-0-2

Sakelar dapat dioperasikan 3 posisi dengan cara memutar ke: •

1

0

2

posisi 0, posisi 1, posisi 2

Sakelar tarik dengan kontak N/C

Sakelar yang dioperasikan dengan cara menarik tombolnya. Bila tombol ditarik kontak terlepas (tidak hubung)

Tombol Tekan N/O, NC Seporos

Dua kontak N/O dan NC yang dioperasikan dengan 1 tombol bersama. Tombol ditekan, kontak N/O terhubung dan kontak N/C terputus.

Judul Modul: Memelihara Sensor Buku Informasi - Versi2018

Simbol

Halaman: 9 dari 62

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

Kode Modul C.282900.011.01

Tabel 1. 3 Macam-macam simbol kontak yang Dioperasikan Dengan Mekanik

Komponen

Keterangan

Kontak N/O dioperasikan dengan tuas rol (limit switch)

Bila ada benda kerja dari luar menyentuh tuas rol, maka kontak limit switch terhubung.

Kontak pemindah dioperasikan dengan tuas rol

Bila ada benda kerja dari luar menyentuh tuas rol, maka kontak limit switch berpindah hubungan nya

Judul Modul: Memelihara Sensor Buku Informasi - Versi2018

Simb ol

Halaman: 10 dari 62

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

Kode Modul C.282900.011.01

Tabel 1. 4 Macam-macam simbol sensor Komponen Keterangan Sensor akan bekerja bila ada magnet dekat dengan sensor tersebut.

Magnetic Proximity Sensor

Sensor akan bekerja bila ada logam dekat sensor tersebut dengan jarak tertentu.

Inductive Proximity Sensor

Sensor akan bekerja bila ada benda logam maupun non logam dekat sensor tersebut dengan jarak tertentu.

Capasitive Proximity Sensor

Optic Proximity Sensor

Sensor akan bekerja bila ada benda mengganggu jalannya sinar sensor tersebut.

Simbol +

+

+

+

-

Kriteria Pemilihan Sensor Proksimiti Ada 3 macam sensor yang sering digunakan dalam kontrol listrik yaitu:limit switch, pressure switch dan proximity switch, seperti pada gambar 1.10.

Limit switch

Pressure switch

Proximity switch

Gambar 1. 1Macam-macam sensor

Sangat berbeda dengan limit switch, proximity switch beroperasi tanpa sentuhan (non contact switching) dan tanpa gaya mekanik dari luar. Ada beberapa macam proximity switch yaitu : •

Reed switch

•

Induktive proximity switch

•

Capasitive proximity switch

•

Optical proximity switch

Keuntungan dari sensor proksimiti tanpa sentuhan adalah: •

penginderaan posisi geometris tepat dan otomatis

•

penginderaan benda dan proses tanpa sensuhan; tidak ada sentuhan antara sensor dan benda kerja,

Judul Modul: Memelihara Sensor Buku Informasi - Versi2018

Halaman: 11 dari 62

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

•

Kode Modul C.282900.011.01

karakteristik switching cepat; karena sinyal output dihasilkan secara elektronik, sensor yang bebas aus dan tidak membuat kesalahan pulsa.

•

sensor elektronik tidak mempunyai bagian yang bergerak yang dapat membuat kontak berkarat,

•

jumlah siklus switching tidak terbatas,

•

tersedia untuk digunakan dalam kondisi berbahaya (misalnya daerah dengan bahaya ledakan).

1.5.3 Simbol sensor proksimiti Simbol sensor proksimiti digambarkan seperti pada gambar 1.11, sedangkan untuk mengetahui jenis sensor proksimitinya dengan melihat tanda di dalam simbol tersebut. Tanda dari jenis sensor tersebut seperti berikut.

Gambar 1. 2 Simbol sensor proksimiti

Bila di dalam simbol sensor proksimiti terdapat tanda induktif maka jenis sensor tersebut adalah sensor proksimiti induktif. Identitas sensor proksimiti pada rangkaian listrik adalah : B (B1, B2, … ). 1.5.4 Kriteria Pemilihan Sensor Proksimiti Salah satu fungsi sensor adalah mendeteksi benda kerja. Benda kerja terbuat dari logam mudah dideteksi dengan menggunakan sensor proksimiti induktif jika jarak pensensorannya pendek yaitu berkisar antara 0,4 s.d 10 mm. Untuk jarak yang jauh lebih cocok dideteksi dengan sensor proksimiti optik jenis through-beam sensors. Sensor proksimiti kapasitif sesuai untuk mendeteksi semua benda baik logam maupun non logam tetapi dengan jarak yang relatif pendek seperti hanya sensor proksimiti induktif. Objek yang akan dideteksi oleh sensor proksimiti kapasitif harus dari volume minimum tertentu. Sensor proksimiti ultrasonik dan optical diffuse reflective proximity sensors dapat mendeteksi berbagai bahan yang berbeda Judul Modul: Memelihara Sensor Buku Informasi - Versi2018

Halaman: 12 dari 62

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

Kode Modul C.282900.011.01

dengan jarak yang lebih besar. Namun, mendeteksi benda dengan permukaan miring dapat menimbulkan masalah. Kriteria lebih lanjut untuk pemilihan sensor proksimiti adalah kondisi obyek yang akan dideteksi, persyaratan instalasi untuk sensor proksimiti dan faktor lingkungan yang harus diperhitungkan. Setelah semua persyaratan ini telah ditetapkan, sensor proksimiti yang sesuai dapat dipilih dari berbagai produk alternatif yang ditawarkan. a. Object material Obyek material yang akan dideteksi dari bahan berpenghantar listrik (konduktor) atau tidak (isolasi). Obyek dengan bahan konduktor seperti: • Baja, Nikel,

Baja tahan karat (Stainless), Chromium,

Brass,

Tembaga,

Aluminium,

Berlapis logam, bahan tidak menghantarkan listrik,

tergantung pada spesifik ketebalan lapisan, Grafit Obyek dengan bahan isolasi seperti: • Plastik, Kertas, Cardboard, kayu, Tekstil, Kaca Sifat bahan isolasi: • Transparan atau non-transparan secara optik •

Kemampuan refleks optik dari permukaan (menyerap untuk memantulkan)

•

Homogen, non-homogen (misalnya material komposit)

•

Porous, berserat

•

Padat, cair, material lepas

•

Dielektrikkonstan

Ukuran dan Bentuk: •

Ukuran struktur obyek yang dideteksi dan mungkin diklasifikasi untuk bentuk standar, misalnya blok, silinder, bola, kerucut.

b. Kondisi untuk mendeteksi benda-benda •

Sentuhan atau non-sentuhan,

•

Jarak antara sensor dan objek, mungkin dengan mempertimbangkan setiap toleransi yang mungkin terjadi dalam hal jarak, misalnya dalam kasusbenda bergerak.

•

Kecepatan dari objek atau waktu bergerak selama obyek ada atau downtime.

•

Tetap atau perubahan penginderaan, misalnya posisi obyekyang berbeda.

•

Jarak ke objek yang berdekatan, resolusi dari interogasi yang dibutuhkan.

Judul Modul: Memelihara Sensor Buku Informasi - Versi2018

Halaman: 13 dari 62

Modul Diklat Berbasis Kompetensi Sub-Golongan Mekatronika

•

Kode Modul C.282900.011.01

Jenis latar belakang atau area di bawah.

c. Kondisi Instalasi •

Tersedianya ruang kosong yang tersedia (jarak/volume) disekitar daerah penginderaan.

•

Diperlukan jarak minimum antara beberapa sensor yang berdekatan.

d.Pertimbangan lingkungan •

Suhu ruang

•

Pengaruh debu, kotoran, partikel, kelembaban, percikan air, jet air antara lain, melihat kelas perlindungan IP.

•

Pengaruh medan magnet atau listrik, misalnya dalam lingkungan pengelasan.

•

Pengaruh pancaran cahaya luar (pencahayaan yang khas dari ruangan).

•

Ruang dengan bahaya ledakan

•

Kebersihan lingkungan kamar

•

Kebutuhan ruang yang bersih atau steril untuk digunakan pada kemasan makanan atau dalam lingkungan medis.

•

Aplikasi dalam kondisi tekanan atau vakum tinggi.

e. Aplikasi keamanan •

Aplikasi di daerah dengan bahaya ledakan

•

Aplikasi untuk tujuan pencegahan kecelakaan

•

Aplikasi dimana peningkatan langkah-langkah keamanan yang diperlukan terhadap kerusakan

f. Pilihan / fitur sensor proksimiti •

Desain/tipe dengan spesifikasi ukuran

•

Suplai tegangan(DC, AC)

•

Jenis switch keluaran dan tipe pengaman rangkaian: ➢

Keluaran positip (PNP output)

➢

Keluaran negatip (NPN output)

➢

Pengaman hubung singkat

➢

Perlindungan polaritas terbalik

•

Sambungan : ka...