1

SISTEM

MK Konsep Teknologi

SISTEMSISTEM = JALINAN DARI BERBAGAI BAGIAN YANG BERINTERAKSI

SISTEM DITANDAI DENGAN MASUKAN DAN KELUARAN

MK Konsep Teknologi

2

CONTOH-2 :

MASUKAN SISTEM KELUARAN

suhu airmakanan ikanIkan muda daripembibitan

peternakanikan

ikan untuk dijual

Dalam hal ini : SISTEM = PETERNAKAN IKAN

SISTEMCONTOH-1 :

MASUKAN SISTEM KELUARAN

Penekananpedal gas mobil kecepatan

Dalam hal ini : SISTEM = MOBIL

MK Konsep Teknologi

SISTEM==============================================================MASUKKAN DAPAT JUGA BERBENTUK ABSTRAK (BUKAN BENDA FISIK)

Misalnya dalam contoh peternakan ikan di atas :• Program panen ikan -------- > berapa kali panen pertahun,

bertepatan dengan musim apa, dst• Cara penangkapan -------- > menggunakan alat/metoda apa

berapa hari dilakukan, dst

------------------------------------------------------------------------------------------------------------BAGAIMANA DAPAT MEMBEDAKAN MASUKAN DAN KELUARAN?

Masukan ----- > Sebab (eksitasi, penggerak, instruksi, sasaran/kriteria)

Keluaran ----- > Akibat (respons)

==============================================================

MK Konsep Teknologi

3

SISTEMUNTUK SISTEM YANG SAMA, MASUKAN DAN KELUARAN DAPAT BERBEDA KARENA TERGANTUNG PADA MASALAH YANG INGIN DITINJAU

Contoh :

Kecepatanmobil

Mobil danjalan

Pemakaianbahan bakar

Jumlahbahan bakar

Mobil danjalan

Jarak yang ditempuh

MK Konsep Teknologi

SISTEM

MENGAPA PERLU MEMPELAJARI SISTEM?

UNTUK MEMAHAMI SISTEM :- Bagaimana hubungan antara masukan dan keluaran TOTAL- Bagaimana hubungan antara masukan dan keluaran masing-

masing sub sistem- Bagaimana keluaran suatu subsistem menjadi masukan

subsistem lainnya- Mendapatkan gambaran menyeluruh (overview) yang jelas- Memperkirakan kemungkinan dimana dapat timbul “masukan

gangguan”

MK Konsep Teknologi

4

SISTEM

BERDASARKAN ITU :Dapat mengadakan perubahan untuk memperoleh keluarantotal yang dikehendaki (menyempurnakan performansi sistem)

CONTOH PENYEMPURNAAN PERFORMANSI (UNTUK KERJA, PENAMPILAN) :

- mempertinggi produksi ikan- menghemat pemakaian bahan bakar mobil- mempertinggi kecepatan mobil

MK Konsep Teknologi

SISTEMPERANAN MODEL DALAM MEMPELAJARI SISTEM :- Dengan pemodelan masalah diwakili oleh diagram kotak yang mempunyai

masukan dan keluaran- Hubungan antara masukan dan keluaran dinyatakan secara matematis

CONTOH PENTINGNYA MODEL DALAM MEMPELAJARI SISTEM :

ProyekT waktu (hari) penyelesaian proyek

N jumlah pekerja

Model grafisperubahan N terhadap T

N

T

N1 N2

T1

T2

MK Konsep Teknologi

5

50

SISTEM

N

T

LEBIH LANJUT :

Proyek saat ini berjalan dengan40 pekerja, kemudian proyekdiinginkan selesai dalam 50 hari

N

T

40

60C

50

60

40 4533Jika Model A yang tepat, harusditambahkan 5 pekerjaJika Model B yang tepat, jumlahpekerja harus dikurangi 7 orang

A B

-------------------------------------------------------------------------------------------------BERARTI MODEL ITU PENTING DALAM PENDEKATAN SISTEM

-------------------------------------------------------------------------------------------------

MK Konsep Teknologi

SISTEMSISTEM DAPAT MENJADI LEBIH KOMPLEKSMisalnya :

PENGAMATAN POSISI MOBIL PENGEMUDI PENEKANAN

PEDAL GAS

KECEPATAN MOBIL

MOBIL DAN JALAN

POSISI BARU MOBIL

ROUTE PERJALANAN

Diagram kotak suatu sistem dapat merupakan rangkaian seri, paralel, atau gabungan seri dan paralel (misalnya pengemudi secara simultanmenekan pedal gas sambil memutar kemudi, setelah itu melakukangerakan tunggal memindahkan tuas persneling)

MK Konsep Teknologi

6

SISTEMCONTOH : SISTEM PENYEJUK UDARA (AC)

4 5 6 7

3

1 2

1 = SUHU RUANGAN YANG DIKEHENDAKI2 = SUHU RUANGAN YANG SEBENARNYA3 = TERMOMETER DI DALAM TERMOSTAT4 = PENGUKUR PERBEDAAN SUHU5 = SAKELAR UNTUK MENYALAMATIKAN MOTOR PENYEJUK6 = MOTOR PENYEJUK UDARA7 = BAGIAN EVAPORATOR DARI PENYEJUK UDARA BESERTA RUANGANNYA

MK Konsep Teknologi

SISTEMSEMAKIN LENGKAP DAN TELITI PENGGAMBARAN SISTEM, SEMAKIN MUDAH USAHA PENYEMPURNAAN PERFORMANSINYA

BAGAIMANA MENGGAMBARKAN SISTEM DENGAN LENGKAP DAN TELITI ITU ?

PETUNJUK• Sistem berfungsi untuk apa? (untuk pendinginan, pemindahan posisi,

kecepatan tinggi, dll)• Apakah masukan dan keluaran penting?• Bagaimana keluaran ditentukan oleh masukan?

KEMUDIAN UNTUK MENYEMPURNAKAN PERFORMANSI :• Bagaimana mengubah hubungan masukan dan keluaran?• Apakah masukan dapat dikontrol?

MK Konsep Teknologi

7

SISTEMCATATAN TENTANG MASUKAN DAN KELUARAN :- Tidak selalu sesuatu yang diberikan/dimasukkan itu merupakan

masukan sistem- Tidak selalu sesuatu yang dihasilkan merupakan keluaran sistem- Yang benar adalah : KELUARAN = SASARAN YANG DITINJAU

MASUKAN = PENYEBABNYA- CONTOH :

Kecepatan mobil Mobil dan jalan Kebutuhan bahan bakar

Jumlah penduduk ? Pangan yang dikonsumsi

- Tidak selalu sistem hanya mempunyai satu masukan dan satu keluaran- Sering dijumpai : sistem mempunyai banyak masukan dan banyak

keluaran (multi input multi output)

MK Konsep Teknologi

SISTEM

==============================================================

RINGKASAN1. SISTEM = JALINAN BAGIAN-BAGIAN YANG

BERINTERAKSI2. SISTEM DITANDAI OLEH MASUKAN DAN KELUARAN3. ANALISIS SISTEM BERGUNA UNTUK

MENYEMPURNAKAN PERFORMANSI SISTEM4. SISTEM PERLU DIGAMBARKAN DENGAN LENGKAP

DAN TELITI==============================================================

MK Konsep Teknologi

8

SISTEM

BEBERAPA SISTEM DASAR : - SCALOR- ADDER- INTEGRATOR- DLL

BANYAK DIJUMPAI DALAM BERBAGAI SISTEMMERUPAKAN KOMPONEN PENTING DALAM KOMPUTER ANALOG

MK Konsep Teknologi

SISTEM

SCALORKELUARAN SAMA DENGAN SUATU KONSTANTA KALI MASUKAN

MASUKANX

SCALORK

KELUARANY

Y = K.X

MK Konsep Teknologi

9

SISTEM

ADDERKELUARAN MERUPAKAN PENJUMLAHAN DARI DUA/LEBIH MASUKAN

MASUKANX

ADDER KELUARANY

Y = X + U

MASUKANU

MK Konsep Teknologi

SISTEMCONTOHMencari IQ rata-rata dari 500 mahasiswa baru berdasarkan syaratpenerimaan yaitu yang diterima hanya mereka dengan IQ = 120 dan IQ = 105

jumlah mahasiswadengan IQ 105

ADDER IQ rata-rata

SCALOR105/500

jumlah mahasiswadengan IQ 120

SCALOR120/500

MK Konsep Teknologi

10

SISTEM

INTEGRATORKELUARAN MERUPAKAN INEGRASI DARI MASUKAN, ATAU MASUKAN MERUPAKAN LAJU PERUBAHAN DARI KELUARAN

MASUKANX INTEGRATOR

KELUARANY

Y = ∫ X.dt + Y0Y0 = harga awal Y

Y0

MK Konsep Teknologi

SISTEM

CONTOH 1 : PENGISIAN RESERVOIR

Penambahan airQ (liter/detik) INTEGRATOR

Volume awalpada jam 8 pagi

volume air dalamreservoir V

MK Konsep Teknologi

11

SISTEM

CONTOH 2 : PERCEPATAN, KECEPATAN DAN POSISI MOBIL

percepatan INTEGRATOR

kecepatan awal

kecepatan INTEGRATOR

posisi awal

posisi

MK Konsep Teknologi

SISTEM

CONTOH 3 : KEPENDUDUKAN

Pertambahan pendudukpertahun (p)

INTEGRATOR

P0 = 160 jutapada 1984

Jumlah penduduk(Populasi = P)

P = P0 + p

MK Konsep Teknologi

12

SISTEMSISTEM YANG TIDAK SEDERHANA :KEPENDUDUKAN

Perubahan disebabkan oleh : KELAHIRANKEMATIANIMIGRASIEMIGRASI

JUMLAH KELAHIRAN

ADDER POPULASI(P)

JUMLAH KEMATIAN

P0

-1

MK Konsep Teknologi

SISTEM

SISTEM YANG TIDAK SEDERHANA :KEPENDUDUKAN

KELAHIRAN PER TAHUN

ADDER POPULASI(P)

KEMATIAN PER TAHUN

P0

-1

INTEGRATOR

INTEGRATOR

MK Konsep Teknologi

13

SISTEM

ADDER PI - E

P0

-1

INTEGRATOR

INTEGRATOR

INTEGRATOR

M

LIP

NP

L = angka kelahiranM = angka kematian

I = imigrasi per tahunE = emigrasi per tahun

MK Konsep Teknologi

SISTEM

ADDERP-1INTEGRATOR

M

POLUSI(PENCEMARAN)

PERSEDIAAN MAKANAN

LEBIH LANJUT LEBIH RUMIT

MK Konsep Teknologi

14

SISTEM DAN

UMPAN BALIK

MK Konsep Teknologi

15

ARTIHubungan dari beberapa kejadian yang berbeda dan kadang-kadangdalam suatu cara yang rumit (complicated), mereka saling mempengaruhi

KATA KUNCIhubungan, kejadian-kejadian, rumit, saling pengaruh

CIRI SISTEMBeberapa sebab berbeda bersama-sama mempengaruhi akibatkeseluruhan dan memberikan hasil akhir

Masukan/Input = PenyebabKeluaran/Output = Hasil Akhir

MK Konsep Teknologi

SISTEM DENGAN UMPAN BALIK

SISTEM TERBUKA (OPEN LOOP SYSTEM)

INPUTELEMEN

KENDALI

ELEMEN

SISTEM

OUTPUT

SISTEM DENGAN UMPAN BALIK

INPUT ELEMENSISTEM

OUTPUTE = I - OERROR/

SIMPANGAN

O Umpan balik

Pemroses Sinyal

MK Konsep Teknologi

16

Contoh sistem yang menggunakan umpan balik :

MK Konsep Teknologi

SISTEM DENGAN UMPAN BALIK

INPUT ELEMENSISTEM

OUTPUTE = I - OERROR/

SIMPANGAN

O Umpan balik

Pemroses Sinyal

Pemroses sinyal = komparator / pembanding

• Umpan balik merupakan ciri khas dari sistem yang mempunyaisasaran, pengaturan/pengendalian

• Umpan balik digunakan sebagai sinyal yang mengendalikan/mengatur sistem

• Error digunakan sebagai sinyal penggerak pengendalian

MK Konsep Teknologi

17

SISTEM DENGAN UMPAN BALIK

INPUT Skalor100

OUTPUT

X errorX-(Y/10)

Y/10

pembanding

Bila sistem berfungsi dengan baik, maka akan diperoleh output:

Skalor10

110

Y

Y = 1000(X-(Y/10)) = 1000X – 100Y

101Y = 1000X Y = (1000/101)X ≈ 10X

penguat

Seandainya penguatan berkurang sebesar 10% (penguatan tinggal 900 kali), maka akan diperoleh output sebesar

Y = 900(X-(Y/10)) = 900X – 90Y

91Y = 900X Y = (900/91)X ≈ 10X

Tampak disini bahwa output tidak terpengaruh !!

MK Konsep Teknologi

Cobalah dihitung berapa besarnya penurunan penguatan, pada saat output Y berkurang 10% (artinya Y = 9X) !

Jawab :

Y = G(X-(Y/10))9X = G(X-(9X/10)) = GX – 0,9X = 0.1GXG = 90

SISTEM DENGAN UMPAN BALIK

INPUT Skalor100

OUTPUT

X errorX-(Y/10)

Y/10

pembanding

Skalor10

110

Y

penguat

MK Konsep Teknologi

18

PENGENDALIAN SISTEM TERHADAP GANGGUAN LUAR

SISTEM TANPA UMPAN BALIK

Skalor2

input X adder

2X

Skalor102X+U

gangguanU

20X+10U

output Y

Sistem dirancang sebagai penguat dengan konstanta penguat 20 artinyabila diberikan input sebesar X, diharapkan output adalah : Y = 20 XTetapi karena adanya gangguan luar sebesar U terhadap sistem, makaotuput yang dihasilkan adalah : Y = 20 X + 10 U

MK Konsep Teknologi

Skalor2

PENGENDALIAN SISTEM TERHADAP GANGGUAN LUAR

SISTEM DENGAN UMPAN BALIK

INPUT SkalorA

OUTPUTX

(1)

BY

pembanding

ADDER

SkalorB

Y

gangguan U

Skalor100

(2) (3) (4) (5)

(1) error = X – BY(2) A (X – BY)(3) 2A (X – BY)(4) 2A (X – BY) + U(5) Y = 20 (A (X - BY)) + 10U

20 A 10= X + U

1 + 20 AB 1 + 20 AB

MK Konsep Teknologi

19

Bila diinginkan pengaruh gangguan ditekan sampai 1/40 kali dibandingkandengan saat sistem tidak menggunakan umpan balik, maka:

1 + 20 AB = 40 dan A / (1 + 20 AB) = 1

artinya : A = 40 dan 1 + 20 AB = 40, jadi B = (39/800)sehingga :

Y = 20 X + (1/40) 10 U

Skalor2

PENGENDALIAN SISTEM TERHADAP GANGGUAN DI DALAM SISTEM (INTERNAL) KOMPENSASI OTOMATIS

SISTEM DENGAN UMPAN BALIK

SkalorA

OUTPUT

(1)

pembanding

ADDER

SkalorB

Y

gangguan U

Skalor100

(2) (3) (4) (5)

INPUTX

BY

MK Konsep Teknologi

PENGENDALIAN SISTEM TERHADAP GANGGUAN DI DALAM SISTEM (INTERNAL) KOMPENSASI OTOMATIS

SISTEM TANPA UMPAN BALIK

Rawan terhadap kelemahan internal

Diinginkan bila diberikan input sebesar X, akan diperoleh output Y = 10XBila penguat G mengalami penurunan sebesar 10%, artinya bilai G = 9, maka diperoleh output Y = 9X

jadi output juga turun sebesar 10%

PenguatG = 10

InputX

OutputY

MK Konsep Teknologi

20

UMPAN BALIK NEGATIF DAN POSITIFUmpan Balik Negatif

Bila O dijumlahkan pada I, akan terjadi umpan balik positifE membesar dikuatkan diumpanbalikkan meledak

(membesar tidak terkendali)

Umpan Balik Positif

Input errorE = I - O

Output sistem

+

-

Input errorE = I + O

Output sistem

+

+

MK Konsep Teknologi

SISTEM DENGAN UMPAN BALIK DIPERLAMBAT (DELAY)

Perlambatan tidak disengaja

- kelambatan mengindera output- kelambatan mengirim sinyal ke komparator

dapat berakibat fatal

Contoh :- mencampur air panas dan dingin ke dalam bath tube- dropping beras BULOG ke pasar untuk menurunkan harga

Perlambatan disengaja

untuk mendapatkan output yang berubah dengan input yang sama

INPUTKOMPARATOR

OUTPUTPROSES

PERLAMBATAN

sinyal error

MK Konsep Teknologi

21

KETIDAKSTABILAN DALAM SISTEM BERUMPANBALIK

Disamping beberapa keberhasilan sistem berumpanbalik seperti yang telahdiuraikan di muka, ada hal-hal yang bersifat negatif, seperti:- sistem menjadi lebih rumit- ada kemungkinan sistem menjadi tidak stabil

Contoh :Lintasan mobil pada tikungan

Kemudi kurang membelok(under steering)

Kemudi terlalu membelok(over steering)

Ledakan bom hidrogen

Ledakan populasi cecak di Bermuda, yang semula digunakan untukmengatasi gangguan nyamuk

MK Konsep Teknologi

PEMANFAATAN SISTEM DENGAN UMPAN BALIK

MEMBUAT OUTPUT SAMA DENGAN INPUTContoh :

Error = input – output O = K(I – O)O = KI – KOO + KO = KIO (K + 1) = KI

O = { K / (K + 1) } I

Bila K >>>, maka O ≈ I

INPUTI PEMBANDING

OUTPUTOSKALOR K

ERRORI - O

Umpan Balik

MK Konsep Teknologi

22

Masalah penetapan produksi

harga rata-rata sepatu

yang diinginkan

komparator

harga sepatuyang

sebenarnyapasarerror jumlah

pabrikjumlahproduksi

v acuan v kendaraanmesin dan elementransmisi

v error pedal gas

speedometerangka

(km/jam)sumbu putaran

roda

Pengendalian kendaraan

MK Konsep Teknologi

Tugas :

Gambarkan sistem di dalam masalah :

a) Penetapan harga minyak diorganisasi OPEC

b) Penetapan IP kelulusanmahasiswa/i

MK Konsep Teknologi