Sistem Elektronik Dan Tata Cara Kendali Elektronika

Sistem Elektronik merupakan interkoneksi fisik komponen, atau bagian, yang menghimpun banyak sekali jumlah isu secara bersamaan. Ini dijalankan dengan santunan perangkat input seumpama sensor, yang menanggapi dengan cara tertentu kepada isu ini dan kemudian memakai energi listrik dalam bentuk agresi output untuk mengendalikan proses fisik atau melaksanakan berbagai macam operasi matematika pada sinyal.

Tetapi metode kendali elektronik juga sanggup dianggap selaku proses yang merubah satu sinyal menjadi sinyal lain sehingga menyediakan respons metode yang diinginkan. Kemudian kita sanggup menyampaikan bahwa metode elektronik sederhana berisikan input, proses, dan output dengan variabel input ke metode dan variabel output dari metode keduanya merupakan sinyal.

Ada banyak cara untuk merepresentasikan sebuah sistem, misalnya: secara matematis, deskriptif, gambar, atau skematis. Sistem elektronik biasanya direpresentasikan secara skematis selaku serangkaian blok dan sinyal yang saling bermitra dengan setiap blok memiliki set input dan output sendiri.

Akibatnya, bahkan metode kendali elektronik yang paling rumit pun sanggup direpresentasikan dengan kombinasi blok sederhana, dengan setiap blok berisi atau mewakili komponen perorangan atau sub-sistem lengkap. Representasi dari metode elektronik atau metode kendali proses selaku sejumlah blok atau kotak yang saling bermitra dipahami selaku "representasi diagram blok".

Representasi Blok Diagram Sistem Elektronik Sederhana

Sistem Elektronik memiliki Input dan Output dengan output yang dihasilkan oleh pemrosesan input. Juga, sinyal input sanggup membuat proses berganti atau itu sendiri sanggup membuat operasi metode berubah. Oleh lantaran itu input (s) ke metode merupakan "penyebab" dari perubahan, sedangkan langkah-langkah yang dihasilkan yang terjadi pada output metode lantaran penyebab ini hadir disebut "efek", dengan imbas menjadi konsekuensi dari penyebabnya.

Dengan kata lain, metode elektronik sanggup digolongkan selaku "sebab akibat" di alam lantaran ada relasi eksklusif antara input dan outputnya. Analisis metode elektronik dan teori kendali proses biasanya didasarkan pada analisis Sebab dan Akibat ini.

Makara misalnya dalam metode audio, mikrofon (perangkat input) membuat gelombang bunyi diubah menjadi sinyal listrik mudah-mudahan amplifier menguatkan (suatu proses), dan pengeras bunyi (perangkat output) menciptakan gelombang bunyi selaku imbas didorong oleh penguat sinyal listrik.

Tetapi metode elektronik tidak perlu operasi yang sederhana atau tunggal. Ini juga sanggup menjadi interkoneksi dari beberapa sub-sistem yang seluruhnya melakukan pekerjaan bareng dalam metode keseluruhan yang sama.

Sistem audio kami sanggup misalnya, melibatkan koneksi pemutar CD, atau pemutar DVD, pemutar MP3, atau akseptor radio yang seluruhnya merupakan beberapa input ke amplifier yang serupa yang pada gilirannya mendorong satu atau lebih set stereo atau tipe home theatre surround speaker.

Tetapi metode elektronik tidak sanggup cuma kumpulan input dan output, itu mesti "melakukan sesuatu", bahkan jikalau itu cuma untuk mengawasi sakelar atau untuk menyalakan "ON" lampu. Seperti yang kita tahu bahwa sensor merupakan perangkat input yang mendeteksi atau merubah pengukuran dunia nyata menjadi sinyal elektronik yang selanjunya sanggup diproses. Sinyal-sinyal listrik ini sanggup dalam bentuk tegangan atau arus dalam sebuah rangkaian. Perangkat musuh atau output disebut Aktuator, yang merubah sinyal yang diproses menjadi beberapa operasi atau aksi, biasanya dalam bentuk gerakan mekanis.

Jenis Sistem Elektronik

Sistem elektronik beroperasi pada sinyal waktu kontinu (CT) atau sinyal waktu diskrit (DT). Sistem waktu kontinu merupakan metode di mana sinyal input didefinisikan di sepanjang kontinu waktu, seumpama sinyal analog yang “terus” dari waktu ke waktu menciptakan sinyal waktu kontinu.

Tapi sinyal kontinu-waktu juga sanggup bermacam-macam dalam besarnya atau periodik di alam dengan rentang waktu T. Akibatnya, metode elektronik waktu kontinu condong menjadi metode analog murni yang menciptakan operasi linier dengan sinyal input dan output yang dirujuk selama periode waktu tertentu.

Misalnya, suhu ruangan sanggup digolongkan selaku sinyal waktu kontinu yang sanggup diukur antara dua nilai atau titik setel, misalnya dari hambar ke panas atau dari Senin sampai Jumat. Kita sanggup mewakili sinyal waktu kontinu dengan cara memakai variabel independen untuk waktu t, dan di mana x(t) disini mewakili sinyal input dan y(t) disini mewakili sinyal output selama periode waktu t.

Secara umum, sebagian besar sinyal yang ada di dunia fisik yang sanggup kita gunakan condong merupakan sinyal waktu kontinu. Misalnya, tegangan, arus, suhu, tekanan, kecepatan, dll.

Di segi lain, metode waktu-diskrit merupakan metode di mana sinyal input tidak kontinu melainkan urutan atau serangkaian nilai sinyal yang diputuskan dalam titik waktu "diskrit". Ini menciptakan output waktu-diskrit yang biasanya direpresentasikan selaku urutan nilai atau angka.

Umumnya sinyal diskrit diputuskan cuma pada interval diskrit, nilai atau titik yang berjarak sama dalam waktu. Makara misalnya, suhu kamar diukur pada jam 1 siang, jam 2 siang, jam 3 sore dan jam 4 sore tanpa memperhatikan suhu kamar kasatmata di antara titik-titik ini di katakanlah, 1:30 siang atau pada 2:45 siang.

Namun, sinyal waktu kontinu, x(t) sanggup direpresentasikan selaku himpunan sinyal diskrit cuma pada interval diskrit atau "momen dalam waktu". Sinyal diskrit tidak diukur kepada waktu, melainkan diplot pada interval waktu diskrit, di mana n merupakan interval pengambilan sampel. Akibatnya sinyal waktu diskrit biasanya dilambangkan selaku x(n) mewakili input dan y(n) mewakili output.

Kemudian kita sanggup mewakili sinyal input dan output dari sebuah metode selaku x dan y masing-masing dengan sinyal, atau sinyal itu sendiri diwakili oleh variabel, t, yang biasanya merupakan waktu untuk metode kontinu dan variabel n, yang mewakili nilai integer untuk metode diskrit seumpama yang ditunjukkan.

Sistem waktu-kontinu dan Waktu-diskrit

Interkoneksi Sistem Elektronik

Interkoneksi salah satu faktor sederhana dari metode elektronik dan representasi blok-diagram yakni mereka sanggup dihubungkan bareng dalam kombinasi paralel atau seri untuk menciptakan metode elektronik yang jauh lebih besar.

Banyak metode nyata yang lebih besar dibangun memakai interkoneksi dari beberapa sub-sistem dan dengan memakai diagram blok untuk mewakili setiap subsistem, kita sanggup membangun representasi grafis dari seluruh metode yang dianalisis.

Ketika subsistem digabungkan untuk membentuk rangkaian seri, output keseluruhan pada y(t) akan setara dengan perkalian dari sinyal input x(t) seumpama yang ditunjukkan di saat subsistem tersebut mengalir bersama.

Sistem Elektronik Terhubung Seri

Untuk metode waktu kontinu seri yang terhubung, sinyal output y(t) dari subsistem pertama, "A" menjadi sinyal input dari subsistem kedua, "B" yang outputnya menjadi input dari subsistem ketiga, "C" dan seterusnya lewat rantai seri memberi A x B x C, dll.

Kemudian sinyal input orisinil diturunkan lewat metode seri terkoneksi, jadi untuk dua subsistem terhubung seri, output tunggal ekuivalen akan sama dengan perkalian sistem, yaitu, y(t) = G₁(s) x G₂(s). Di mana G merupakan fungsi transfer dari subsistem.

Perhatikan bahwa perumpamaan "Fungsi Transfer" dari sebuah metode merujuk dan didefinisikan selaku relasi matematis antara input dan output sistem, atau output/input dan risikonya menggambarkan sikap sistem.

Juga, untuk metode seri terkoneksi, urutan di mana operasi seri dijalankan tidak masalah sehubungan dengan sinyal input dan output sebagai: G₁(s) x G₂(s) sama dengan G₂(s) x G₁(s). Contoh dari rangkaian terhubung seri sederhana sanggup menjadi satu mikrofon yang memberi penguat dibarengi oleh speaker.

Sistem Elektronik Terhubung Paralel

Untuk metode waktu kontinu terhubung paralel, setiap subsistem menerima sinyal input yang sama, dan output masing-masing dijumlahkan bareng untuk menciptakan output keseluruhan, y (t). Kemudian untuk dua subsistem yang terhubung paralel, output tunggal yang setara akan menjadi jumlah dari dua input individual, yaitu, y (t) = G₁(s) + G₂(s).

Contoh dari rangkaian terhubung paralel sederhana sanggup berupa beberapa mikrofon yang dimasukkan ke dalam meja pencampur yang pada gilirannya mengumpankan metode amplifier dan speaker.

Sistem Umpan Balik (feedback) Elektronik

Interkoneksi penting yang lain dari metode yang dipakai secara luas dalam metode kontrol, merupakan "konfigurasi umpan balik". Dalam metode umpan balik, sebagian kecil dari sinyal output merupakan "umpan balik" dan disertakan atau dikurangkan dari sinyal input asli.

Hasilnya merupakan bahwa output metode secara terus-menerus merubah atau memperbarui inputnya dengan tujuan merubah respons sebuah metode untuk mengembangkan stabilitas. Sistem umpan balik juga biasa disebut selaku "Sistem Loop Tertutup" seumpama yang ditunjukkan.

Sistem Umpan Balik (feedback) Loop Tertutup

Sistem umpan balik banyak dipakai dalam sebagian besar desain metode elektronik gampang untuk menolong menstabilkan metode dan mengembangkan kontrolnya. Jika loop umpan balik menghemat nilai sinyal asli, loop umpan balik dipahami selaku "umpan balik negatif". Jika loop umpan balik memperbesar nilai sinyal asli, loop umpan balik dipahami selaku "umpan balik positif".

Contoh dari metode umpan balik sederhana sanggup menjadi metode penghangat yang dikendalikan secara termostatis di rumah. Jika rumah terlalu panas, putaran umpan balik akan merubah "OFF" metode penghangat untuk menjadikannya lebih dingin. Jika rumah terlalu dingin, putaran umpan balik akan mengaktifkan "ON" metode penghangat untuk menjadikannya lebih hangat. Dalam hal ini, metode berisikan metode pemanas, suhu udara, dan loop umpan balik yang diatur secara termostatis.

Fungsi Transfer Sistem Elektronik

Setiap subsistem sanggup direpresentasikan selaku blok sederhana dengan input dan output seumpama yang ditunjukkan. Secara umum, input ditetapkan sebagai: θi dan output sebagai: θo. Rasio output lebih dari input mewakili gain, ( G ) dari subsistem dan risikonya didefinisikan sebagai: G = θo/θi

Dalam hal ini, G mewakili Fungsi Transfer dari metode atau subsistem. Ketika membahas metode elektronik dalam hal fungsi transfernya, operator kompleks, s digunakan, maka persamaan untuk gain ditulis ulang sebagai: G(s) = θo(s)/θi(s)

Ringkasan Sistem Elektronik

Kita sudah menyaksikan bahwa Sistem Elektronik sederhana berisikan input, proses, output, dan kemungkinan umpan balik (feedback). Sistem elektronik sanggup direpresentasikan memakai diagram blok yang saling bermitra di mana garis antara setiap blok atau subsistem mewakili fatwa dan arah sinyal lewat sistem.

Blok diagram tidak mesti mewakili metode tunggal yang sederhana namun sanggup mewakili metode yang sungguh kompleks yang dibentuk dari banyak subsistem yang saling berhubungan. Subsistem ini sanggup dihubungkan bareng dalam seri, paralel atau kombinasi keduanya tergantung pada fatwa sinyal.

Kita juga sudah menyaksikan bahwa sinyal dan metode elektronik sanggup bersifat kontinu atau diskrit dan sanggup analog, digital atau keduanya. Loop Umpan-balik sanggup dipakai dipakai untuk mengembangkan atau menghemat kinerja metode tertentu dengan menyediakan stabilitas dan kendali yang lebih baik. Kontrol merupakan proses menciptakan variabel metode mematuhi nilai tertentu, yang disebut nilai referensi.

Dalam panduan selanjutnya ihwal Sistem Elektronik, kita akan menyaksikan jenis metode kendali elektronik yang disebut Sistem Loop Terbuka yang menciptakan sinyal output, y(t) menurut nilai input di sekarang ini dan dengan demikian tidak memonitor outputnya atau menciptakan pembiasaan menurut keadaan outputnya.