Mengenal Diagram Rangkaian Listrik

Dalam kegiatan desain engineering, maintenance ataupun troubleshooting, sangatlah essensial bagi seorang engineer atau teknisi, entah itu personel di  bidang kelistrikan ataupun di bidang lain (elektronika maupun telekomunikasi) untuk bisa mengerti ataupun  menguasai diagram rangkaian. Diagram rangkaian merupakan suatu gambar atau petunjuk tentang komponen apa yang ada  di dalam suatu rangkaian listrik, fungsinya dan hubungan antar rangkaian, sehingga diharapkan bila seorang engineer atau teknisi mengerti tentang diagram rangkaian tesebut, mereka akan lebih tepat dalam mendesain suatu rangkaian ataupun menganalisa gangguan terhadap suatu rangkaian.

 Secara umum diagram rangkaian dibedakan menjadi empat macam yaitu :

1)      Schematic diagram

2)      One_line diagram

3)      Block diagram

4)      Wiring diagram

Penjelasan :

Schematic diagram merupakan suatu gambar teknik yang menggambarkan suatu rangkaian dengan menggunakan symbol symbol listrik . dalam schematic diagram symbol symbol listrik tersebut dihubungkan dengan garis yang menggambarkan koneksi dan hubungan dari komponen komponen listrik di dalam rangkaian. Dengan menggunakan schematic diagram, cara kerja dari suatu system kelistrikan dapat diamati dari input sampai dengan outputnya

 

schematic diagram

      One line diagram menggambarkan suatu rangkaian dalam bentuk sebuah jalur gambar. One line diagram digunakan menggambarkan suatu rangkaian yang komplek dengan cara menyederhanakan gambar tersebut menjadi sebuah alur rangkaian, sehingga diharapkan dengan sebuah one-line diagram, pembacaan suatu system lebih mudah karena alur dalam one-line diagram tersebut mewakili dari sebuah system yang lebih rumit dan detail.

 

one line diagram

Block diagram menggambarkan suatu rangkaian dalam bentuk segmen segmen rangkaian menurut dengan fungsinya. Dengan menggunakan block diagram, akan lebih mudah membaca rangkaian karena block diagram memisahkan rangkaian tersebut berdasarkan cara kerjanya sehingga dalam pekerjaan troubleshooting akan mudah menemukan rangkaian yang bermasalah

 

block diagram

      Wiring diagram menggambarkan hubungan rangkaian secara detail, dari mulai simbol rangkaian sampai dengan koneksi rangkaian tersebut dengan komponen lain, sehingga akan mudah bagi kita untuk mengikuti alur sebenarnya dari sebuah rangkaian, karena digambarkan secara rinci dan lengkap.

 

wiring diagram

Dengan mengerti dan memahami keempat diagram rangkain tersebut, akan mudah bagi seseorang untuk membaca lebih dalam dan lebih luas lagi dari suatu rangkaian.

LISTRIK DINAMIS

Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak. cara mengukur kuat arus pada listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik. kuat arus pada rangkaian bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang keluar. sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung hambatan. Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan. pada rangkaian seri tegangan sangat tergantung pada hambatan, tetapi pada rangkaian bercabang tegangan tidak berpengaruh pada hambatan. semua itu telah dikemukakan oleh hukum kirchoff yang berbunyi "jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar". berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus × hambatan. Hambatan nilainya selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus. tegangan memiliki satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm.

Hukum Ohm 

 

Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak berakhir pada alat listrik. tetapi melingkar kernbali ke sumber arus. Pada dasarnya alat listrik bersifat menghambat alus listrik. Hubungan antara arus listrik, tegangan, dan hambatan dapat diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu saluran. Orang yang pertama kali meneliti hubungan antara arus listrik, tegangan. dan hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854) seorang ahli fisika Jerman. Hubungan tersebut lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm. Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami hambatan. Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R. beda potensial V, dan kuat arus I, hubungan antara R, V, dan I secara matematis dapat ditulis:

  Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui konduktor itu. Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk grafik seperti gambar di samping. Pada pelajaran Matematika telah diketahui bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis). Berdasarkan grafik, kemiringan garis adalah α = V/T Kemiringan ini tidak lain adalah nilai hambatan (R).

Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin besar. Artinya, jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar. bahan tersebut makin sulit dilewati arus listrik. Komponen yang khusus dibuat untuk menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat). Sebuah resistor dapat dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu. Jika dipasang pada rangkaian sederhana, resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus. Namun, jika dipasang pada rangkaian yang rumit, seperti radio, televisi, dan komputer, resistor dapat berfungsi sebagai pengatur kuat arus.

Dengan demikian, komponen-komponen dalam rangkaian itu dapat berfungsi dengan baik. Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom (campuran antara nikel, besi. krom, dan karbon). Selain itu, resistor juga dapat dibuat dari bahan karbon. Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara langsung dengan ohmmeter. Biasanya, ohmmeter dipasang hersama-sama dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut multimeter. Selain dengan ohmmeter, nilai hambatan resistor dapat diukur secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter.

Hambatan Kawat Penghantar

Berdasarkan percobaan di atas. dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu kawat penghantar 1. Sebanding dengan panjang kawat penghantar. artinya makin panjang penghantar, makin besar hambatannya, 2. Bergantung pada jenis bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat), dan 3. berbanding terbalik dengan luas penampang kawat, artinya makin kecil luas penampang, makin besar hambatannya. Jika panjang kawat dilambangkan ℓ, hambatan jenis ρ, dan luas penampang kawat A. Secara matematis, besar hambatan kawat dapat ditulis :

Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya. Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang. Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang penghantar, makin besar pula penurunan tegangan listrik.

Hukum Kirchoff

Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat kita pandang sebagai aliran air sungai. Jika sungai tidak bercabang, jumlah air di setiap tempat pada sungai tersebut sama. Demikian halnya dengan arus listrik.

Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff.

Maka diperoleh persamaan : I₁ + I₂ = I₃ + I₄ + I₅ I _masuk = I _keluar

Rangkaian Hambatan

Ø  Rangkaian Seri

Ø  Rangakaian Paralel

Rangkaian Seri

Berdasarkan hukum Ohm: V = IR, pada hambatan R₁ terdapat teganganV₁ =IR₁ dan pada hambatan R₂₂ = IR ₂. Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R₁ dan hambatan R_2, tegangan totalnya adalah V_AC = IR₁₂. terdapat tegangan V + IR Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka V_AC = IR₁ + IR₂ I R₁ = I(R₁ + R₂) R₁ = R₁ + R₂ ; R₁ = hambatan total Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri. Selanjutnya, R₁ ditulis R_s (R seri) sehingga R_s = R₁ + R_2n, dengan n = jumlah resistor. Jadi, jika beberapa buah hambatan dirangkai secara seri, nilai hambatannya bertambah besar. Akibatnya, kuat arus yang mengalir makin kecil. Hal inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara seri. Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri, nyalanya makin redup. Jika satu lampu mati (putus), lampu yang lain padam. +...+R

Rangakaian Paralel

Mengingat hukum Ohm: I = V/R dan I = I₁+ I₂, maka

  Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang), V _AB =V₁ = V₂ = V. Dengan demikian, diperoleh persamaan

Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel. Oleh karena itu, selanjutnya R_t ditulis R_p (R_p = R _paralel). Dengan demikian, diperoleh persamaan

Berdasarkan persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel, nilai hambatan total (R_p) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R₁ dan R₂). Oleh karena itu, beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan). Jika salah satu lampu mati (putus), lampu yang lain tetap menyala.

Referensi

• Erlangga
• Tiga Serangkai
• http://www.uoguelph.ca

 

Intruksi Dasar PLC

Programmable Logic Controller (PLC) merupakan suatu unit yang secara khusus dirancang untuk menangani suatu sistem kontrol otomatis pada mesin-mesin industri ataupun aplikasi lainnya. Di dalam CPU PLC dapat dibayangkan seperti kumpulan ribuan relay. tetapi bukan berarti di dalamnya terdapat banyak relay dalam ukuran yang sangat kecil melainkan di dalam PLC berisi rangkaian elektronika digital yang dapat difungsikan seperti contact NO dan contact NC relay. Bedanya dengan relay bahwa satu nomor contact relay (NO/NC) dapat digunakan berkali-kali untuk semua instruksi dasar selain instruksi OUTPUT. Jadi dapat dikatakan bahwa dalam suatu pemrograman PLC tidak diijinkan menggunakan output dengan contact yang sama. Untuk membuat rancangan/modifikasi suatu sistem langkah-langkah yang harus diperhatikan adalah :
Identifikasi permasalahan
Membuat peta alir
Membuat program dalam bentuk diagram ladder

Beberapa keuntungan penggunaan PLC adalah :
1. Kehandalan
2. Kebutuhan ruang yang lebih kecil
3. Dapat diprogram untuk aplikasi baru
4. Dapat melakukan lebih banyak fungsi
5. Lebih mudah diperbaiki
6. Relatif murah.

INTRUKSI – INTRUKSI DASAR PLC
Berikut ini adalah contoh sebagian perintah-perintah dasar pada PLC :
- Load
- Load not
- And
- And not
- Or
- Or not
- Out
- Out not
- Timer dan Counter

1. LOAD (LD)
Perintah ini digunakan jika urutan kerja suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu keadaan logika. Logika ini mirip dengan kontak relay NO.

Simbol :

2. LOAD NOT
Perintah ini digunakan jika urutan kerja sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logika. Logika ini mirip dengan kontak relay NC.

Simbol :

3. AND
Perintah ini digunakan untuk urutan kerja sistem kontrol yang lebih dari satu kondisi logika yang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan satu output. Logika ini mirip dengan kontak relay NO.

Simbol :

4. AND NOT
Perintah ini digunakan untuk urutan kerja sistem kontrol yang lebih dari satu kondisi logika yang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan satu output. Logika ini mirip dengan kontak relay NC.

Simbol :

5. OR
Perintah ini digunakan untuk urutan kerja sistem kontrol yang lebih dari salah satu kondisi logika yang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan satu output. Logika ini mirip dengan kontak relay NO.

Simbol :

6. OR NOT
Perintah ini digunakan untuk urutan kerja sistem kontrol yang lebih dari salah satu kondisi logika yang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan satu output. Logika ini mirip dengan kontak relay NC.

Simbol :

7. OUT
Jika kondisi logika terpenuhi, perintah ini digunakan untuk mengeluarkan satu output. Logika ini mirip dengan kontak relay NO

Simbol :

8. OUT NOT
Jika kondisi logika terpenuhi, perintah ini digunakan untuk mengeluarkan satu output. Logika ini mirip dengan kontak relay NC

Simbol :

9. TIMER (TIM) dan COUNTER (CNT)
Timer (TIM) dan Counter (CNT) Timer/Counter pada PLC berjumlah 512 buah yang bernomor TC 000 sampai dengan TC 511 (tergantung tipe PLC). Dalam satu program tidak boleh ada nomor Timer/Counter yang sama. Nilai Timer/Counter pada PLC bersifat menghitung mundur dari nilai awal yang ditetapkan oleh program, setelah mencapai angka nol maka contact NO timer/counter akan ON. Timer mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999 dalam bentuk BCD dan dalam orde 100 ms. Sedangkan untuk counter mempunyai orde angka BCD dan mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999.

Simbol TIMER : Keterangan :
Timer aktif bila kondisi eksekusi ON dan reset bila OFF. Pertama dieksekusi TIM mengukur SV dalam orde 0,1 detik.

Simbol COUNTER   Keterangan :


COMPARE –CMP(20)
Kegunaan :
Membandingkan Cp1 dan Cp2 dan hasil output ke GR, EQ dan LE flag dalam area SR
Range : Cp1 ; data ke-1 yang dibandingkan (IO, AR, DM, TC, LR, #)
Cp2 : data ke-2 yang dibandingkan (IO, AR, DM, TC, LR, #)

COMPARE-CMP (20)

DIFU(13)-diferentiate UP

DIFD (14)-Diferentiate Down

ADD (30)-BCD Add

SUB (31)-BCD Substract

ALAT PERCOBAAN :
1. PLC 1 UNIT
2. Komputer dan Program PLC
3. Kabel penghubung
4. Power supply
5. Lampu simulasi 24 volt


LANGKAH PERCOBAAN :

Contoh-1 Program sederhana
Berdasarkan gambar 7. jika diinginkan saklar (S1) berfungsi untuk menghidupkan lampu (L1) sedangkan saklar (S2) berfungsi untuk menghidupkan lampu (L2), maka bentuk diagram laddernya seperti gambar 8.

Pengujian Program
Untuk menguji apakah ladder yang dibuat sudah benar, maka perlu dilakukan pengujian sebagai berikut :
1. Pada menu Online, pilih DownLoad program, dan muncul kotak dialog konfirmasi download tersebut, dan pilih Yes.
2. Proses download program akan dilakukan sampai selesai, kemudian pilih tombol Yes jika sudah selesai.
3. Klik menu Online, pilih mode dan akan muncul kotak dialog mode operasi, pilih Run untuk menjalankan hasil program yang di download.
4. Berikan masukan dan amati keluarannya, apakah sesuai dengan keinginan.
5. Ulangi langkah 3 jika ingin merubah, membuat program baru.. saklar (S1) dilepas maka lampu (L1) akan mati, demikian juga dengan saklar (S1) jika saklar dilepas maka lampu (L2) mati. Bagaimana jika diinginkan agar lampu (L1) atau (L2) tetap menyala walau saklar (S1) atau saklar (S2) dilepas.

Gambar 9. ladder dengan latch
Contoh aplikasi fungsi Counter



Diagram di atas menunjukkan bahwa counter-000 mencacah sebanyak 5X jika diberi masukan (saklar S2 ditekan) yang terhubung dengan input 000.02 maka lampu akan menyala, jika saklar (S1) ditekan maka lampu akan mati (direset).

Contoh aplikasi fungsi Timer




pembahasan :
PLC merupakan sistem elektronika digital yang dirancang dapat mengendalikan mesin dan proses dengan mengimplementasikan fungsi nalar kendali sekuensial, operasi pewaktu (timer), pencacahan (counter), dan aritmatika.
Dalam praktikum ini menggunakan program diagram lader untuk membuat program yang akan dimasukan kedalam PLC untuk dijalankan.

Diagram Pengkawatan Sistem:



PROGRAM 1
Menghidupkan lampu dengan ketentuan :
S1 = L1 : ON
S2 = L2 : ON Hasil dari program disamping adalah :
Apabila S1 ON maka L1 = OFF
S1 OFF maka L1 = ON
S2 ON maka L2 = ON
S2 OFF maka L2 = OFF

Rangakaian PLC diatas digunakan untuk mengendalikan suatu sistem pengaturan lampu yang dikendalikan dengan menggunkan saklar.

PROGRAM 2
Program dibawah ini hampir sama dengan program 1
Hasil dari program disamping :
S1 ON maka L1 = ON
S2 ON maka L2 = ON

Rangakaian PLC diatas digunakan untuk mengendalikan suatu sistem pengaturan lampu yang dikendalikan dengan menggunkan saklar. Dimana setiap Saklar di ONkan maka lampu akan menyala atau ON.

PROGRAM 3
Program dibawah ini untuk mengendalikan beberapa Lampu dalam satu saklar.


Hasil dari program diatas adalah :
S1 ON maka L1 dan L2 Hidup ON
S2 ON maka L1 dan L2 Mati OFF

Program PLC diatas digunakan untuk mengendalaikan 2 lampu dengan sistem kendali atau pengontrol satu buah sakalar, yaitu S1 dan S2. Alamat program untuk S1 dan S2 berbeda yaitu 000.01 dan 000.02. sedangkan untuk keluaran juga berbeda. Dalam program terdapat 4 keluaran dengan alamat [ 010.000; 010.001; 010.002; 010.003 ].
Dalam Program PLC S1 dan S2 disebut dengan masukan, Sedangkan L1 dan L2 disebut dengan keluaran.
Flowchat program diatas adalah sebagai berikut :


PROGRAM 4
Program PLC berikut menggunakan perintah TIMER untuk digunakan sebagai waktu tunggu.

Hasilnya dari program disamping adalah :
S1 = ON, Timer 100 bcd, maka L1 ON
L2 OFF
S1 = OFF, Timer 000 bcd maka L1 OFF
L2 ON

Program PLC diatas menggunkan Timer yang digunkan sebagai waktu tunggu. Di dalam program PLC sudah disediakan perintah Timer yang mana kita harus mengisi berapa waktu tunggu yang diharapkan. Dalam program diatas Timer kita setting dengan #0100 artinya 100 bcd = digunakan untuk menunggu (delay) : 100 detik. Baru program tersebut akan menjalankan program selanjutnya.
Bila saklar S1 (00000) diaktifkan TIM000 mulai mencacah turun, selang waktu 10 detik lampu L1 (01000) menyala.
Flowchat program diatas :


PROGRAM 5
Program PLC berikut menggunakan perintah COUNTER yang digunkan untuk mencacah.

Hasilnya dari program disamping adalah :
S1 apabila diklik sebanyak 10X Maka setelah itu L1 dan L2 menyala
S2 digunakan untuk mereset.

Program PLC diatas menggunkan Counter yang digunakan untuk mencacah. Di dalam program PLC sudah disediakan perintah Counter yang mana kita harus mengisi berapa banyak cacah yang diharapkan. Dalam program diatas Counter kita setting dengan #0010 artinya 10 X cacahan. Dalam hasil program ini apabila S1 diklik sebanyak 10x maka L1 dan L2 akan menyala (ON).


KESIMPULAN

Dari Program PLC ini dapat disimpulkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Programmable Logic Controller (PLC) merupakan suatu unit yang secara khusus pengontrol berbasisi mikroprosesor yang memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi – instruksi dan untuk mengimplementasikan fungsi – fungsi semisal logika, sequencing, pewaktu (Timing), pencacahan (counting) dan aritmatika guna untuk mengontrol mesin – mesin dalam industri.
2. Beberapa keuntungan penggunaan PLC adalah :
• Kehandalan
• Kebutuhan ruang yang lebih kecil
• Dapat diprogram untuk aplikasi baru
• Dapat melakukan lebih banyak fungsi
• Lebih mudah diperbaiki
• Relatif murah.
• dapat mengendalikan sistem kontrol pada mesin-mesin industri secara
otomatis


DAFTAR PUSTAKA


Sumber Tulisan Aditia Romas
Terimakasih dan mohon maaf jika ada kesalahan
Diposkan.