2.3 SISTEM

D.  Sistem elektronik:

Hasil pembelajaran :

·         Menyenarai beberapa komponen yang terdapat dalam satu sistem elektronik.

·         Mengenalpasti beberapa komponen elektronik.

·         Memahami kefungsian beberapa komponen elektronik.

·         Menerangkan secara ringkas bagaimana satu sistem  elektronik berfungsi.

·         Memasang satu sistem elektronik mudah.

·         Merancang pembinaan satu sistem elektronik.

Sistem elektronik merupakan satu sistem lanjutan daripada sistem elektrik.  Dalam sistem elektronik lebih banyak komponen digunakan.  Komponen-komponen elektronik adalah lebih kompleks berbanding komponen elektrik.

Beberapa contoh komponen elektronik yang biasa adalah seperti dalam jadual di bawah.

Nama	Simbol	Fungsi
Transistor - NPN		Sebagai amplifier
- PNP		atau suis
Perintang		Menghadkan arus yang mengalir dalam litar.
LED		Memancarkan cahaya.
Penerus Litar Terkawal (SCR)		Sebagai suis kawalan automatik untuk arus terus dan arus ulangalik.
Buzzer		Menghasilkan bunyi
(IC)  Litar bersepadu / Litar terkamil		Menggabungkan beberapa transistor untuk menghasilkan fungsi yang baru
Multimeter		Menguji komponen
Induktor		Menghasilkan / menerima gelombang

Contoh litar elektronik

Setiap komponen elektronik mempunyai spesifikasi yang tersendiri.  Kebiasaannya spesifikasi komponen ini dipengaruhi oleh keperluannya di dalam litar elektronik seperti kuasa, saiz dan bilangan.

Di bawah ditunjukkan beberapa spesifikasi komponen elektronik.

Komponen	Spesifikasi unit
Perintang	Kadaran kuasa 1/8 , ¼, ½, 1, 2, 3, 4, 5   Watt Unit – ohm (W ), kiloohm (k W )
Kapasitor elektrolitik	Kadaran voltan Dari 3 volt sehingga 600V Unit – F (farad), m F (mikro farad)
Transistor	Saiz dan bahan binaan transistor dipengaruhi oleh kuasa dan voltan yang akan dikenakan ke atasnya. Contoh siri transistor: CS 9013 dan CS 9012
Diod	Saiz dan bahan binaannya juga dipengaruhi oleh kuasa dan voltan yang akan dikenakan ke atasnya. Contoh siri diod: IN4001, IN4041
Mentol dan buzzer	Kadaran kuasa yang diguna ialah Watt dan W

Transistor dan diod, nombor siri digunakan untuk mengenal fungsi komponen tersebut.  Manakala untuk perintang dan sesetengah kapasitor warna digunakan untuk memberi panduan mengenai nilai komponen tersebut. 

 

Kebiasaannya pada komponen kapasitor telah tertera nilai kapasitor tersebut.

Contoh:  16V 3300m F – kapasitor ini mempunyai had muatan maksima voltan

               ialah  16  volt  dan  3300  m F  ialah kuantiti cas yang boleh disimpan

               di dalam kapasitor tersebut.

Perintang (semikonduktor) menggunakan warna sepenuhnya kecuali perintang berkuasa tinggi (seramik) telah tertera nilai rintangannya.  Kaedah menentukan nilai rintangan suatu perintang adalah berpandukan kepada kod warna perintang piawai.

Terdapat empat jalur warna yang mempunyai nilai-nilai tersendiri dan hasil gabungan warna-warna ini adalah nilai perintang sebenar.  Rujuk jadual di bawah.

Warna	Nilai jalur pertama	Nilai jalur kedua	Nilai jalur ketiga (Pendarab)	Nilai toleransi
Hitam	0	0	100
Coklat	1	1	101	+ 1%
Merah	2	2	102	+ 2 %
Oren	3	3	103
Kuning	4	4	104	± 0.5%
Hijau	5	5	105
Biru	6	6	106
Unggu	7	7	107
Kelabu	8	8	108
Putih	9	9	109
Emas				+ 5%
Perak				+10%
Tiada warna				+20%

Contoh: Menentukan nilai perintang

                                                            1  2  3

1 - Coklat                  =          1

2 - Oren                     =          3

3 - Merah                  =          10²

Perak              =          +10%

Nilai rintangan         =          13 x 10² W   atau 1300 W atau 1.3 k W  dengan  tolerans  ± 10 %

Pengujian komponen elektronik dilakukan dengan menggunakan meter pelbagai (multi tester) samada digital atau pun analog. 

E.  Sistem kawalan

Hasil pembelajaran :

·           Menerangkan pengertian sistem kawalan.

·           Menerangkan secara ringkas fungsi setiap peringkat yang terdapat dalam sistem kawalan.

·           Menyenarai beberapa komponen yang terdapat dalam satu sistem kawalan mudah.

·           Menerangkan secara ringkas bagaimana satu sistem kawalan beroperasi.

·           Memasang dan menerangkan secara ringkas satu sistem kawalan mudah.

·           Membuat atur cara mudah pengawal logik boleh atur (PLC).

·           Menyatakan faktor yang perlu diambil kira semasa memilih sistem kawalan.

·           Mengkaji sistem kawalan yang terdapat dalam satu produk kegunaan harian.

Pengenalan

Sistem kawalan ialah satu bahagian dalam sesuatu alat yang mengawal kerja atau fungsi keseluruhan alat itu.  Secara amnya sistem kawalan terdiri daripada tiga bahagian iaitu

Input :

Merupakan sumber masukan maklumat atau program.

Contoh seperti papan kekunci, suis dan sensor.

Unit Pemprosesan :

Merupakan bahagian yang memproses maklumat atau program yang dimasukkan melalui input.   Pemproses boleh didapati dalam bentuk mekanikal, elektronik(analog) dan digital.

    

Pemproses mekanikal terdiri daripada gabungan komponen elektrik seperti geganti (relay) dan geganti pemasa (relay timer).

    

Pemproses digital pula menggunakan komponen elektronik berteknologi tinggi.  Contoh pemproses digital ialah PLC (Programmable Logic Control).

Contoh PLC (Programmable Logic Controller)

Output :

    

Terdiri daripada komponen elektrik  seperti motor, lampu, pembesar suara dan skrin.  Bahagian ini adalah bahagian terakhir dalam sesuatu sistem samada sistem mekanikal, elektrik atau elektronik.

Contoh sistem kawalan elektronik dan digital terdapat pada kit robot. Kit robot yang boleh diaturcara ialah contoh sistem kawalan digital.

Pemproses digital (PLC)

Contoh alat pemproses digital ialah PLC (Programmable Logik Controller) atau Pengawal Logik Boleh Aturcara.

PLC ialah satu alat hasil gabungan komponen-komponen elektrik, elektronik dan litar bersepadu untuk melakukan tugas-tugas tertentu yang diaturcara.

A.)  Asas operasi PLC

Memeriksa isyarat masukan (input) dari satu proses dan melaksanakan arahan logik (aturcara dalam ingatannya) pada isyarat masukan dan mengeluarkan isyarat keluaran untuk melaksanakan proses yang lain.

B.) Kelebihan PLC

a)    Reka bentuk dan ubahsuai sistem kawalan lebih mudah dilakukan melalui program.

b)    Keboleharapan tinggi kerana menggunakan komponen elektronik.

c)    Mudah diantaramukakan (interface) dengan sistem lain atau komputer (pertukaran maklumat).

d)    Saiznya kecil.

e)    Tahan lasak, tidak menghasilkan bunyi, tahan terhadap kelembapan dan gegaran.

C.) Perbandingan pemproses mekanikal dan digital

	Mekanikal	PLC
Peranti masukan	Suis Limit suis Sensor	Suis Limit suis Sensor
Pengawal	Relay Timer	Aturcara yang telah diprogramkan ke dalam PLC
Peranti Keluaran	Motor Solenoid Lampu	Motor Solenoid Lampu

Sistem pemproses mekanikal

Sistem pemproses digital

Fungsi

a.)    Peranti masukan dan keluaran

        Menyediakan penyambungan atau hubungan dengan kelengkapan alatan yang hendak dikawal.

b.)      Pengawal

Mengandungi  unit pemproses pusat,  ingatan, geganti, pemasa dan pembilang dalaman dalam kuantiti tertentu mengikut jenis PLC.

Unit pemprosesan pusat adalah sistem yang berkemampuan untuk membuat dan melaksana semua arahan dan keputusan, logik dan fungsi matematik serta menyelia semua isyarat masukan dan keluaran.

Ingatan adalah tempat aturcara disimpan.  Dalam PLC terdapat dua jenis ingatan iaitu ingatan aturcara dan ingatan data.

c.)       Bekalan kuasa untuk pengawal dan isyarat keluaran.

Contoh peranti masukan seperti   komputer, papan kekunci (console) dan contoh peranti keluaran ialah lampu, motor dan relay.

            Peranti masukan                                                     Peranti keluaran

Bahagian dalam PLC

Rajah blok binaan PLC

D.)  Aturcara PLC

Asas pengaturcaraan PLC

Simbol dan komponen setaranya.

Aturcara PLC boeh dibuat dengan dua cara. 

a)    Menggunakan komputer dengan perisian khas yang disertakan bersama PLC.  Kaedah yang diguna ialah “ladder diagram”.  Contoh program menggunakan “ladder diagram” seperti di bawah.

Suis X0 ( peranti masukan) diguna untuk menghidupkan  dua keluaran iaitu Y0 dan Y1.

b.)  Menggunakan “console”  dengan kaedah kod mnemonik (boolean).

Contoh kod mnemonik bagi program yang sama di atas.

0     ST  X   0

1     OT  Y  0

2     ST  X   0

3     OT  Y  0

E.)      Arahan-arahan yang terdapat dalam PLC adalah seperti dalam jadual di bawah.

Contoh-contoh aturcara “ladder diagram” yang menggunakan arahan pemasa dan pembilang  seperti di bawah.

Aturcara menggunakan pembilang

Cara berfungsi:

Apabila suis X0 dihidupkan sebanyak 100 kali (bergantung kepada nilai “K”),  lampu Y0 akan dihidupkan.

Untuk memulakan semula aturcara ini, suis X1 perlu ditekan sekali.

Aturcara menggunakan pemasa

Cara berfungsi:

Apabila suis X0 dihidupkan,  lampu Y1 hanya akan menyala selepas 100 saat.  Ini ditentukan nilai “K” pada pemasa dan jenis pemasa “TMY”.

Aturcara yang menggunakan geganti khas

Cara berfungsi.

Suis X0 “on” lampu Y0 akan menyala 0.002 saat dan padam 0.002 saat.  Ini akan berterusan sehinggalah suis X0 di “off” kan.  Masa lampu menyala dan padam bergantung kepada jenis geganti khas.  Dalam cntoh di atas untuk geganti R901B ia menyala dan pada dalam masa 0.02 saat, untuk R901c pula ialah 0.2 saat.

Selain daripada yang disebutkan di atas, terdapat banyak lagi fungsi dan arahan yang boleh dilaksanakan oleh PLC dan ini dijelaskan di dalam manual PLC.