THERMOCOUPLETeman yang bekerja pada sebuah perusahaan jasa automation industri nanya untuk system control suhu di pabrik keramik tile itu seperti apa..
Sebagian tulisan aku ambil dari buku seni dan design elektronika yang aku buat acuan juga saat pernah membuat alat pengatur suhu terkendali (waktu masih sekolah)
Dewasa ini pengukuran dengan menggunakan besaran fisis sudah menjadi hal yang harus dilakukan, especialisasi untuk penggunaan pada fungsi – fungsi industri. Contohnya adalah pengukuran dengan menggunakan besaran-besaran fisis seperti temperature, tekanan (pressure) dan lainnya. Begitu pentingnya sehingga kebutuhan suatu alat pengubah dari besaran fisis ini menjadi data yang bisa di manupulasi secara elektronik menjadi suatu hal yang mutlak diperlukan. Pengubah besaran ini (atau yang biasa disebut TRANSDUCER) dewasa ini menjadi semakin berkembang sehingga menjadi semakin mudah di “baca” berkat teknologi converter analog to digital (ADC) . Teknologi ini akan mengubah besaran – besaran listrik analog yang di bangkitkan oleh alat –alat pengukur seperti probe, kemudian diolah oleh sebuah mikroproseor sehingga data yang dihasilkan akan digunakan untuk mengendalikan proses itu sendiri.
THERMOCOUPLESebuah thermocouple pada dasarnya adalah sebuah “junction”antara dua jenis logam yang berbeda yang akan membangkitkan tegangan yang kecil (mili volt) dengan impedansi sumber yang kecil, dengan koefisien kurang lebih 50 miliV/C. Dengan menggunakan campuran logam yang bermacam – macam akan memungkinkan jangkauan suhu yang luas dari -270 sampai +2500 celcius, dengan ketepatan yang bagus (0,5 – 2 celcius).
Dan karena sifat – sifat thermoelektrik dari logam logam ini sudah di ketahui / dipelajari dengan baik , maka adanya pencampuran dari jenis jenis logam untuk digunakan sebagai probe ini tidak lagi memerlukan kalibrasi.
Contoh rangkaian dasar thermocouple
Dari gambar di atas diketahui bahwa dengan menempelkan 2 jenis kawat logam yang berbeda sifatnya membentuk sebuah junction yang akan menghasilkan sebuah fungsi dasar dari thermocouple.
Rangkaian thermocouple memberikan tegangan yang tergantung pada suhu kedua sisi junction, artinya dapat dikatakan sebanding dengan beda antara suhu kedua sisi junction tersebut.
Berikut adalah table yang berisi daftar pilihan jenis thermocouple yang sudah dibakukan lengkap dengan sifat –sifatnya.
type thermocouple
Masalah yang sebenarnya terjadi dalam pengukuran ini adalah masalah tegangan referensi / acuan. Walaupun untuk thermocouple ini mengkalibrasi pada suhu ruangan (yang telah disetujui kebenarannya) tidak akan menyebabkan kesalahan yang cukup besar pada pengukuran suhu yang tinggi.
Ada cara yang lebih baik untuk mengatasi masalah referensi ini, yaitu menggunakan rangkaian sensor suhu, seperti rangkaian di bawah ini :
rangkaian sensor suhu dengan referensi
Keluaran arus berorde mikro amp yang dihasilkan oleh sensor suhu AD580 sama dengan suhu dalam derajat Kelvin Resistor. R1 dipilih berdasarkan koefisien dari table thermocouple type J, yaitu 51,5 miliVolt/C mengubah dari 1 miliVolt/C. Dan ada lagi R2 dan R3 yang berfungsi untuk mengurangkan offset AD580 sebesar 273 miliAmp pada 0 derajat Celcius (273,16 K). Intinya rangkaian ini sudah bisa dijadikan acuan kalibrasi berkat adanya sensor suhu dan pengubahan dari derajat Kelvin ke derajat celcius. ( sama dengan tugas mandiri yang pernah aku buat saat masih kuliah he he he……).
Sialnya, eh untungnya sekarang sudah banyak tersedia rangkaian instrumentasi yang di lengkapi bermacam – macam fitur counter, contact output maupun input yang dijual untuk kepentingan industri seperti keluaran dari ascon dan ero electric. Product ini sudah di lengkapi dengan standart yang baku untuk system kalibrasinya. Dengan kata lain jika “di anggap” ada penyimpangan pembacaan pada keluaran digitalnya kecurigaan bisa di persempit pada hal – hal teknisnya saja misalnya cable sudah jelek, junction thermocouple sendiri sudah rusak. Dengan kata lain, walaupun alat ini cukup (sangat) mahal tetapi terbayar pada sisi keakuratannya.
CALIBRATIONPada mesin – mesin industri keramik tile banyak menggunakan rangkaian pengindera suhu yang dirancang cukup modern sehingga menghasilkan keluaran temperature monitoring yang sudah HMI (Human Machine Integration). Walaupun secara system sudah modern, patut dicatat ada beberapa mesin yang masih menggunakan rangkaian referensi yang masih bisa diubah secara manual, sehingga pembacaan dari thermocouple menjadi tidak benar pada monitoringnya (padahal thermocouple dalam keadaan baik).
Hal ini bisa saja terjadi karena ketidak tahuan dari personal dilapangan (maintenance atau engineering) yang menganggap ke akuratan pembacaan bukan hal yang penting. Al hasil keluaran product yang di hasilkan tidak sesuai dengan harapan dari department lainnya.
Contoh rangkaian referensi yag ada di mesin Press dan horizontal drier keluaran Sacmi.
modul 16 input horisontal drier
kita lihat di card tersebut, yang ada lingkaran merah itu untuk mengubah referensi dari input thermocouple.
Solusi yang paling tepat adalah dengan melakukan calibration secara periodic pada alat – alat ini. Seperti kita ketahui kalibrasi adalah ( nanya dulu pada bagian
qa dan
ehs dulu ah..).
Jadi menurut teori kalibrasi adalah :
"Kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukan alat ukur dan bahan ukur dengan membandingkan terhadap standart ukurnya yang mampu ke standart nasional atau standar untuk satuan alat ukur"
Kalibrasi biasa dilakukan oleh suatu badan tertentu yang khusus menangani masalah ini.
Aku sendiri pernah melakukan kalibrasi
(tepatnya verifikasi) sendiri pada mesin – mesin ini sewaktu di curigai ada penyimpangan pembacaan pada temperature control pada mesin itu.
Caranya adalah dengan asumsi pada alat – alat temperature control yang sudah modern seperti buatan ascon atau eroelectronic yang sudah baku systemnya, bisa digunakan sebagai acuan. Sebelumnya kita test dulu alat ini pada suhu yang di setujui kebenarannya.
Dengan meng
“input“ kan thermocouple pada alat ini secara parallel dengan rangkaian referensi pada mesin yang dicurigai
(atau di switch secara bergantian kalau takut ada referensi atau distorsi yang mempengaruhi). Begitu ada perbedaan, kita lakukan pengesetan pada
trimer / resistor potentiometer yang ada pada rangkaian referensi ini, sehingga hasil keluaran suhu yang tertampil menjadi sama.
TEMPERATURE CONTROL ASCON DAN ERO ELECTRONICS
Ada cara lain yang lebih mahal untuk mengatasi masalah ini, mengingat rangkaian referensi ini bisa di set siapa saja, yaitu dengan mengganti dengan rangkaian temperature control yang cukup baku. Akan tetapi masalah yang dihadapi adalah kembali
masalah klasik dalam dunia elektronika yaitu masalah
komunikasi, protocol atau handshaking yaitu bisakah alat pengganti tersebut bisa berintegrasi dengan system yang sudah ada menjadi satu system yang terpadu pada keluarannya, sehingga tidak menjadi alat yang berdiri sendiri.
“Jadi kalau ada pertanyaan bisakah alat tersebut diganti dengan product yang saya jual, pertanyaan baliknya adalah bisakah alat anda terintegrasi dengan system yang ada.” Pasti bisa dengan melakukan perubahan sedikit di bagian tertentu dan tentunya lakukan percobaan simulasi.
SEMOGA BERMANFAAT
