Perbedaan Sensor 0-10V dengan 4-20mA

Perbedaan Sensor 0-10v dengan 4-20mA

Dalam dunia industri terdapat berbagai macam peralatan yang mengharuskan semuanya berjalan secara otomatis, Hal tersebut tentu membutuhkan suatu alat yang mampu sebagai trigger untuk perputaran suatu siklusnya.Disini diperlukan peran sebuah sensor yang dapat mendeteksi tentang apa yang terjadi pada suatu sistem tersebut.

Sensor memililki peran yang vital di kondisi ini mengingat beberapa hal tidak dapat diselesaikan secara baik dan tanpa error oleh manusia yang disini kita analogikan sebagai operator suatu sistem.Contohnya pada tempat tempat yang membayakan manusia itu sendiri jika dipaksakan terus menerus maka akan terjadi ketidakproduktivitasan dalam pemanfaatan waktu sebuah produksi.

Di dunia ini secara umum kita mengenal ada 2 jenis Sensor berdasar pada sifatnya yaitu :

1.Sensor Digital 

2.Sensor Analog

Sebelumnya admin pernah membahas tentang contoh dari sensor digital yaitu Sensor Proximity

Baca : Fungsi dan cara kerja sensor proximity

Dan untuk sensor Analognya admin pernah membahas tentang Sensor RTD 

Baca : Fungsi dan Cara kerja Sensor RTD

Khusus di kesempatan kali ini kita akan mencoba mengulas tentang Sensor Analog , Tapi mungkin alangkah lebih baik jika kita sepakati dulu definisi sensor yang akan kita bahas agar tidak terdapat ketimpangan informasi.

Sensor adalah sebuah alat yang banyak digunakan untuk mendeteksi perubahan baik itu besaran secara fisik dan kejadian pada suatu lingkungan.Besaran fisik disini dapat berupa suhu,kelembapan,pressure atau tekanan.Ketika sebuah sensor mendeteksi sebuah inputan maka selanjutnya ia akan berusaha untuk mengkonversi inputan tersebut menjadi sebuah Outputan yang mudah dimengerti oleh manusia.

Konversi disini dapat dilakukan dengan berbagai macam cara dapat melalui sensor itu sendiri ataupun dengan cara menyalurkan nilai output secara elektronik dan ditampilkan dalam bentuk informasi yang mudah dipahami.Disini peran PLC dan HMI serta pengontrol bekerja.

Baca Juga :  Apa itu HMI ? 
Baca Juga :  Apa itu PLC ?

Sensor Analog

Sensor Analog disini dapat kita definisikan sebagai suatu sensor yang mengeluarkan sinyal output secara terus menerus atau kontinu , tentu saja nilai keluaran yang dihasilkan oleh sensor analog ini sebanding dengan pengukuran.

Sensor Analog yang tersedia di parasan biasanya mempunyai keluaran berupa Tegangan atau Arus.Untuk tegangan bisa pada rentang 0-10V ,-10V - +10V,0-5V dan untuk Arus bisa 0-20mA,4-20mA ,semua spesifikasi tersebut biasanya ditampilkan pada nameplatenya,katakanlah disini Flowmeter maka kita tinggal mencari nameplatenya atau datasheetnya sesuai dengan nomor seri atau typenya.

Lalu , Apa Perbedaan Sensor 0-10V dan 4-20mA ?

Perbedaan paling dasar antara keduanya adalah jika 0-10V menggunakan tegangan untuk mengirimkan signal data sedangkan 4-20mA menggunakan arus untuk mengirimkan signal data.Hal yang perlu kita ketahui terkadang ada beberapa alat yang hanya memungkinkan kita menggunakan sensor dengan tipe tegangan.

Lebih umum, Sensor dengan menggunakan tegangan sebagai pengirim signal merupakan sensor yang paling umum kita jumpai.Oleh karena itu bilamana terjadi suatu masalah kita tidak perlu repot – repot mencari, pasti banyak yang menjual.Brand nya pun cukup banyak di pasaran contohnya Omron dan Autonics.

Kemudahan TroubleSolving,Troublesolving atau kemampuan untuk mengatasi suatu  gangguan kerusakan atau error memang sangat diperlukan untuk beberapa kondisi,Salah satu keunggulan daripada sensor dengan 0-10V adalah kemudahan untuk mengukur nilai suatu sensor untuk dijadikan analisa.

Hal tersebut dikarenakan sesuai dengan prinsip pengukuran suatu tegangan yang hanya dengan mempararelkan alat ukur ke sumber.Tentu ini berkebalikan jika kita menggunakan sebuah Sensor 4-20mA karena kita harus mengukur secara seri dengan.Walaupun di pasaran sudah tersedia alat portable untuk mengukur sensor 4-20mA.

Tidak kebal Noise,Sensor 0-10V akan sangat terganggu dengan yang namanya noise,noise bisa berasal dari VFD,Relay ataupun Motor Listrik.Dengan adanya gangguan tersebut maka hasil pembacaan dari sensor tidak presisi.Sebagian dari solusi yang bisa kita lakukan yaitu memasang sebuah Noise Filter.

Tegangan Jatuh ,Sensor dengan tegangan sebagai pengirim signal tentu akan menemui masalah jika letak antara Sensor dengan ruang pengontrol jauh.Hal ini sesuai dengan bunyi Hukum OHM bahwa “Tegangan sama dengan kuat arus dikalikan dengan Resistansi atau hambatan”.

Hambatan disini tentu saja ada pada kabel penghantar yang kita gunakan,karena setiap kabel mempunyai hambatan jenis sendiri sendiri dan pasti anda sudah paham akan hal ini.Solusi dari mengatasi Tegangan jatuh ini kita dapat menggunakan penghantaran 3-Wire atau 4-Wire,tentu ini akan sangat memakan banyak biaya yang kita keluarkan.

Apa itu penghantar 3-Wire ,4-Wire ?

Instalasi kabel pada sensor sebenarnya terbagi menjadi 3 jenis 2-Wire,3-Wire,4-Wire ,Wire disini adalah banyaknya kabel yang sensor tersebut miliki.Perbedaan dari ketiga jenis tersebut yaitu :

2-Wire artinya si sensor hanya memiliki 2 Kabel keluaran sehingga antara kabel untuk power dan kabel untuk mengirimkan data menjadi satu.Jika kita hubungkan dengan sebuah PLC maka 2-Wire Sensor mempunyai sumber tegangan yang sama dengan PLC.

3-Wire artinya si sensor mempunyai 3 Kabel keluaran , kabel pertama biasanya dihubungkan dengan power +24V dari power supply lain ,kabel kedua dihubungkan dengan -Power supply PLC ,data -ke PLC dan kabel ketiga untuk data +ke PLC.

4-Wire artinya sensor memiliki 4 Kabel keluaran, 2 kabel difungsikan untuk transmisi data dan 2 Kabel berikutnya digunakan untuk Power dari sensor tersebut.

Bagaimana dengan Sensor 4-20mA ?

Sensor dengan menggunakan arus untuk mengrimkan signal akan banyak memiliki kelebihan.Hal yang mendasari ini adalah bunyi Hukum Kirchof yang pertama yaitu “Arus Total yang masuk melalui suatu titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan arus total yang keluar dari titik percabangan tersebut.”

Dari pernyataan ini kita bisa tarik sebuah kesimpulan bahwa transmisi data dengan menggunakan arus lebih bagus karena tidak ada yang namanya arus jatuh .Selain itu 4-20mA sensor juga cukup menggunakan 2-Wire , tentu ini lebih irit kabel bukan?.

Untuk lingkungan yang mempunyai Noise tinggi Sensor 4-20mA lebih direkomendasikan dibandingkan dengan Sensor 0-10V.Sensor 4-20mA juga bagus untuk deteksi error suatu alat , 4 mA menunjukan alat tidak bekerja , dan bila lebih dari 20mA atau kurang dari 4mA bisa dipastikan sensor tersebut error atau rusak.

Direkomendasikan juga untuk lingkungan yang termasuk dalam kategori Hazardous area karena dengan arus 20mA tidak cukup untuk membuat sebuah percikan api yang membahayakan area tersebut.

Pertimbangan daya yang digunakan serta letak sensor dengan ruang pengontrol bisa menjadi alasan kita memilih sensor tipe 4-20mA ini.Alasan lain kita bisa mengacu pada ISA-50.00.01-1975 (R2012) mengenai “Compatibility of Analog Signals for Electronic Industrial Process Instruments“, men-standard-kan sinyal untuk arus listrik sebesar 4-20mA.

Walaupun begitu mungkin dalam beberapa kondisi kita akan menemukan bahwa harga sensor berbasis 4-20mA lebih sedikit mahal dibandingkan dengan sensor berbasis 0-10V , Semua itu tertutupi dengan kehandalannya.

Kesimpulan

 

Dari penjelasan singkat diatas kita dapat menyimpulkan bahwa :

1.Sensor 4-20mA lebih bagus dibandingkan dengan 0-10V alasannya karena transmisi data menggunakan sensor 4-20mA lebih tahan terhadap noise dan juga lebih bagus dalam merepresentasikan 0-100% skala nilai variabel suatu proses.

2.Dalam menentukan sensor yang mau kita pakai kita perlu tahu lebih dahulu tentang jarak antara sensor dengan pengontrol,Kondisi lingkungan serta kemampuan pengontrol yang digunakan.Ini perlu agar kita dapat menggunakan alat yang tepat pada kondisi yang tepat.

3.Untuk mendapatkan nilai yang presisi antara pembacaan sensor dengan keadaan yang ada di lapangan sebaiknya kita melakukan kalibrasi secara berkala bisa sebulan sekali,ataupun bahkan setahun sekali, terutama ini ditujukan pada sistem yang memerlukan tingkat keakuratan yang tinggi seperti minyak dan gas.

Sekian pembahasan singkat mengenai “Perbedaan Sensor 0-10V dengan 4-20mA” ,bilamana ada kesalahan dalam penulisan saya mohon maaf, dan bila berkenan untuk memberikan kritik dan saran tentang tulisan ini.Semoga ini bisa bermanfaat bagi kita semua.

Sumber Referensi 

1.https://teknikelektronika.com/pengertian-sensor-jenis-jenis-sensor/

2.https://www.jasaservis.net/memahami-loop-signal-instrument-4-20ma/.html

3.https://bangunpane.blogspot.com/2010/05/arus-4-20-ma.html

4.https://www.metroid.net.au/engineering/analog-signal-types-4-20ma/

5.https://www.teknisiinstrument.com/2014/04/13/mengapa-4-20ma/

6.https://sharenotenel.blogspot.com/2015/07/mengapa-memilih-sinyal-4-20-ma.html

7.http://id.cncontactor.com/info/3-minutes-let-you-know-why-the-standard-signal-23834243.html