Jalur kontrol dan lup kontrol

PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS MIKROPROSESOR
1. Konsep Dasar Mikroprosesor 2. Komunikasi I/O 3. Aplikasi Mikroprosesor pada Robot 4. Operator Gerak & Sensor	5. Diagnostik Awal Kerusakan Sistem 6. Identifikasi Gangguan pada Sistem Kontrol Robotik 7. Jalur Kontrol dan Lup Kontrol

Selain memahami faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja robot atau sistem berbasis mikroprosesor lainnya, maka perlu juga memahami prinsip kerja jalur kontrol dan lup kontrol robot, agar tindakan pemeliharaan dan perbaikan dapat dilakukan secara efisien.

Meng-identifikasi blok-blok fungsional

Kerusakan sebuah sistem kadangkala tidak terjadi pada komponen-komponen sistem, tetapi pada jalur-jalur kontrolnya. Langkah pertama yang harus dilakukan untuk melacak kerusakan ini ialah dengan meng-identifikasi blok-blok fungsional sistem. Jika blok ini tidak tersedia di dalam buku manual, maka teknisi perawatan dapat meminta bantuan pada seorang insinyur untuk membuat blok fungsional sistem berdasarkan informasi yang ada di dalam buku manual atau instructional book. Gambar 9.20 adalah salah satu contoh sistem pembangkit gelombang (Function Generator).

Sistem ini dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu:

1. Bagian Pembangkit Utama
2. Bagian Modulasi
3. Bagian Output

Output Generator Utama dapat dikontrol oleh Generator Modulasi, yang mempunyai rentang frekuensi antara 0.1 hingga 13 MHz, dan sweep yang dapat diatur dalam moda AM maupun FM.

Deskripsi diagram blok dasar
Generator Utama bekerja berdasarkan konversi tegangan ke frekuensi.

1. Blok pembangkit gelombang
   Gelombang Segitiga: Dibangkitkan oleh pengisian dan pengosongan kapasitor dari sebuah sumber arus konstan. Waktu yang diperlukan untuk pengisian dan pengosongan, kapasitor membentuk suatu siklus yang akan menentukan frekuensi.
   
   Gelombang Kotak: Output pembangkit gelombang segi-tiga dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan gelombang kotak. Output generator segi-tiga diumpankan ke-input komparator, yang berfungsi sebagai pembatas (limiter). Perubahan level gelombang segi-tiga pada input komparator akan menghasilkan gelombang kotak pada utput komparator.
   
   Gelombang Sinus: Gelombang sinus didapatkan dari gelombang segi-tiga yang dibentuk oleh rangkaian Diode dalam Sine Shaper. Rangkaian Diode akan berfungsi sebagai beban tidak linier, yang akan mengubah atenuasi input gelombang segi-tiga sesuai dengan levelnya.


2. Blok generator modulasi
   Generator Modulasi: Bagian ini dapat digunakan dalam beberapa moda:
   • Modulasi Frekuensi
   • Modulasi Amplitudo
   • Sweep
   • Pembangkitan Sinyal Letup (Burst)
   Moda sweep dan modulasi frekuensi digunakan untuk menentukan frekuensi dengan cara mengontrol tegangan output dari penguat Tuning (Tuning Amplifier). Dalam moda modulasi amplitudo, sinyal utama dilewatkan melalui modulator-penyeimbang (balanced modulator), lalu dicampur dengan sinyal termodulasi, untuk menghasilkan level modulasi yang dierlukan.


3. Blok out-put
   Penguat Output: Penguat output mempunyai dua jalur terpisah, yaitu untuk frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. Teknik ini akan menghasilkan rentang frekuensi yang lebar dan slew rate yang tingi, untuk mempertahankan kualitas gelombang kotak dan segi-tiga, tanpa dipengaruhi oleh stabilitas DC dan offset yang rendah. IC Op-Amp digunakan untuk frekuensi rendah, sementara kopel-AC digunakan untuk jalur frekuensi tinggi.
   
   Peredam Output (Output Attenuator): Bagian ini digunakan untuk mengurangi amplitudo output dengan faktor peredaman yang dapat di-pilih: 0 dB, 20 dB, 40 dB atau 60 dB.

Meng-identifikasi jalur kontrol sederhana

Setelah mengetahui fungsi blok yang ada pada sebuah sistem, langkah berikutnya ialah mengetahui jalur kontrol dari sistem tersebut.

1. Jalur kontrol linier
   Jalur kontrol linier merupakan sederet blok fungsi, dimana masing-masing hanya mempunyai sebuah input dan sebuah output. Blok-blok fungsi tsb dihubungkan secara seri, sehingga output sebuah blok akan menjadi input blok berikutnya. Gambar 9.21 adalah contoh sebuah kontrol linier untuk Gripper motor pada sebuah robot.
   
   
   
   
   Jalur sinyal kontrol dimulai dari sistem pewaktu (Timer). Pada saat catu daya diaktifkan, pembangkit sinyal (osilator) akan menghasilkan sinyal referensi dengan frekuensi sebesar 1024 Hz. Sinya ini diumpankan ke-rangkaian interrupt untuk menghasilkan sinyal interupsi (IRQ). Sinyal IRQ akan dikirimkan ke mikroprosesor, dan selanjutnya mikroprosesor akan memerintahkan penggerak motor melalui isolator optikal. Motor dapat bergerak mengikuti 4 pola-bit yang berbeda.


2. Metode pelacakan jalur kontrol
   Teknik pelacakan kerusakan jalur kontrol yang sering digunakan ialah dengan Membagi dan Mengurutkan ( Devided and Conquer). Sebagai contoh (ambil Gambar 9.21: Blok Diagram Gripper), lalu membagi blok fungsi menjadi dua bagian. Pelacakan dimulai dari bagian tengah. Periksa sinyal output di salah satu blok bagian kiri. Jika hasilnya baik, maka pindahkan pemeriksaan pada output blok disebelah kanan. Lakukan pemeriksaan sinyal outputnya. Jika hasilnya baik, lanjutkan ke blok sebelah kanan, dan demikian seterusnya. Jika pada suatu blok terdapat ketidak-sesuaian, maka keruskan terjadi pada blok tsb. Jika blok yang rusak telah dapat di-lokalisasi, lanjutkan dengan pemeriksaan rangkaian.
   
   Secara umum rangkaian dapat dibagi menjadi dua, yaitu: Rangkaian Analog dan Rangkaian Digital. Teknik pelacakan kerusakan untuk masing-masing rangkaian dapat dilihat (dipelajari) pada postingan artikel (Pelacakan Kerusakan Sistem Analog) dan (Pelacakan Kerusakan Sistem Digital).


3. Lup kontrol sederhana dan pemutusan lup
   Dalam sebuah lup kontrol, output suatu blok menjadi input blok berikutnya. Metode pelacakan kerusakan yang paling efektif ialah dengan pemutusan lup. Dengan metode ini, lup kontrol di-interupsi dan sinyal-nya dibuat simulasi. Setelah lup diputus menjadi jalur kontrol linier, metode Membagi dan Mengurutkan, akan dapat digunakan.

Pelacakan kerusakan jalur kontrol

Pada kenyataannya, jalur kontrol sistem yang ada dilapangan lebih kompleks daripada contoh pada Gambar 9.20. Secara prinsip, langkah yang harus dilakukan untuk pelacakan kerusakan jalur kontrol yang kompleks adalah sama dengan langkah untuk pelacakan kerusakan jalur kontrol sederhana, yaitu: pertama, dengan mengidentifikasi diagram blok fungsional sistem, lalu dilanjutkan dengan mengisolasi daerah kerusakan dengan metode yang telah dijelaskan pada posting-an sebelum ini, misalnya: dengan Membagi & Mengurutkan.