AKTUATOR

AKTUATOR
Aktuator
•
Merupakan alat daya yang menghasilkan
masukan ke plant sesuai dengan sinyal kontrol
sedemikian sehingga sinyal umpan balik akan
berkaitan denga sinyal masukan acuan.
•
Keluaraan dari kontroller otomatis
dimasukkan ke aktuator misalnya motor, katup
pneumatik, motor hidrolik, atau motor listrik
Reff
output
penguat
aktuator
sensor
plant
Aksi Kontrol
Untuk kontroller otomatis klasik ada 6 aksi kontrol
yang sering digunakan :
•On-off
•Proporsional
•Integral
•Proporsional+integral
•Proporsional+differensial
•PID
On-off
u
e
u1
u2
Pada aksi kontrol aktuator yang digunakan
misalnya Relay, solenoid, dll
Proporsional
U(t) = Kp e(t)
E(s)
U(s)
Kp
Pada dasarnya setiap penguat dapat diatur
penguatannya
Integral
t
U( t )  Ki e( t )dt
0
U(s)
E(s)
Ki/S
Aksi kontrolnya dapat diubah pada laju
proporsional dari sinyal pembangkit kesalahan
e(t)
Proporsional + Integral
t
Kp
U(t )  Kp.e(t ) 
e(t )dt

Ti 0
U(s)
E(s)
Kp(1+Tis)/Tis
Proporsional + Differensial
de( t )
U( t )  Kp.e( t )  Kp.Td
dt
E(s)
U(s)
Kp(1+Tds)
PID
t
Kp
de( t )
U( t )  Kp.e( t ) 
e( t )dt  Kp.Td

Ti 0
dt
U(s)
E(s)
Kp(1+Tis+TiTds2)/Tis
Pengaruh Sensor Pada Unjuk
Kerja Sistem
Karena karakteristik dinamik dan statis
dari sensor yang memberikan nilai yang
sebenarnya dari variabel keluaran maka
sensor mempunyai peranan penting dalam
menentukan unjuk kerja sistem secara
keseluruhan
Sensor orde satu
U(s)
E(s)
kontroller
k/(Ts+1)
Sensor tak teredam orde dua
E(s)
U(S)
kontroller
C(s)
B(s)
k/((T1s+1)(T2s+1))
Sensor Teredam Orde dua
R(s)
C(s)
B(s)
k/22+2Ts+1
E(s)
U(s)
kontroller
BEBERAPA JENIS
AKTUATOR
Current to pressure
Dengan prinsip kerja
mengubah arus menjadi
tekanan.
Aktuator elektrik
• Solenoid
Merupakan alat yang
digunakan untuk
merubah sinyal listrk
menjadi gerakan
mekanik
Solenoid yang digunakan untuk merubah gear
PIZOELECTRIC ACTUATOR
Perubahan muatan
listrik
menyebabkan
deformasi
mekanik.
• Motor Listrik
Merupakan aktuator yang masukannya
sinyal listrik dan keluarannya adalah
putaran motor. Macamnya antara lain :
- motor DC
- motor AC
- motor stepper
Aktuator Pneumatik
Prinsip kerjanya
menggunakan
perbedaan tekanan
• Tahanan dan Kapasistansi sistem tekanan
Perubahan beda tekanan lbf / ft 2
R
perubahan laju aliran gas lb / sec
dP

dq
perubahan persediaan gas
C
perubahan tekanan gas
dm

dP
d
V
dP
Dengan:
C
= Kapasistansi
m= Berat gas
P
= tekanan gas
V
= Volume bejana

= berat jenis
Cara Kerja aktuator Pneumatik
Gaya yang dihasilkan adalah:
F
= (P1-P2) A
=P. A
P = Perbedaan tekanan
A
= luas diafragma
F
= gaya
Diperoleh pula:
X = A/k . P
Dengan:
X = pergerakan (m)
P = tekanan yang digunakan
A
= luas diafragma
k
= Konstanta pegas
Reverse Pneumatik Aktuator
Jenis ini akan
menggerakkan shaft
berlawanan dengan
tekanan yang diberikan
Relay Pneumatik
• Jika tekanan balik nozel bertambah maka
katup akan menutup Ps=Pc
• Jika tekanan balik nozel berkurang maka
katup membuka dan katup udara menutup
Pc kecil
Aktuator Hidrolik
Bila dibandingkan dengan
aktuator pneumatik ada beberapa
kelebihan dan kekurangan.
• Kelebihan
1. Fluida hidrolik bisa sebagai pelumas dan
pendingin.
2. Dengan ukuran kecil dapat
menghasilkan gaya/torsi besar
3. Mempunyai kecepatan tanggapan yang
tinggi
4. Dapat dioperasikan pada keadaan yang
terputus-putus
5. Kebocoran rendah
6. Fleksibel dalam desain
• Kekurangan
1. Daya hidrolika tidak siap tersedia
dibanding dengan daya listrik
2. Biaya sistem lebih mahal
3. Bahaya api dan ledakan ada
4. Sistem cenderung kotor
5. Mempunyai karakteristik redaman yang
rendah
Prinsip Kerja Aktuator Hidrolik
Tekanan hidrolik diberikan :
Ph= F1/A1
Ph= tekanan hidrolik (Pa)
F1= gaya piston (N)
A1= Luas penampang
piston (m2)
Gaya yang dihasilkan pada piston dua adalah:
Fw = Ph . A2
Fw = gaya kerja piston (N)
A2 = luasan piston2 (m2)
Sehingga gaya yang diberikan adalah:
A2
Fw 
F1
A1