Forward-Reverse Motion Using H-Bridge

This is the fundamental forward-reverse motion using H-bridge.

A 12VDC motor is normally rotating in single rotary direction. However we can make it rotate in clockwise and counter clockwise direction.

The key for this forward-motion control is the H-bridge.

MAM
Industrial Automation Laboratory,
FKMP, UTHM

Latih tubi penyelesaian rekabentuk sistem menggunakan elektro pneumatik

Dapatkan litar elektro pneumatik dan rajah pneumatik untuk setiap kajian kes di bawah;


Kes 1:

Satu silinder pneumatik dua tindakan digunakan untuk mengapit sticker pada fabrik dalam satu proses lekat panas. Dua suis perlu ditekan serentak untuk menggerakkan satu silinder pneumatik tersebut. Setelah melakukan apitan selama 10 minit, silinder pneumatik tersebut akan kembali ke posisi asal. Nilai voltage adalah 12V.


Kes 2:

Satu sensor digunakan untuk mengesan kehadiran kotak. Setelah kotak dikesan, satu silinder pneumatik dua tindakan akan menolak kotak tersebut ke atas pallet kayu. Silinder tersebut akan kembali ke posisi asal setelah kotak tersebut ditolak sepenuhnya. Semasa kotak itu ditolak, lampu amaran berwarna merah akan menyala.


Kes 3:

Dua sensor digunakan untuk mengesan aras air dalam tangki. Sensor 1 digunakan untuk kesan aras air maksima dan satu lagi sensor digunakan untuk kesan aras air minima. Sekiranya sensor 1 aktif, pam akan berhenti. Sekiranya sensor 2 aktif, pam akan aktif untuk tingkatkan aras air dalam tangki. Anggap semua input dan output menggunakan nilai voltage yang sama iaitu 24V, 2A.


Kes 4:

Merujuk kepada kes 3 di atas, semua sensor gunakan 12V manakala pam dijana oleh bekalan elektrik sebanyak 24V.


Kes 5:

Dua suis ditekan untuk menggerakkan satu silinder sebanyak 20 kali. Setelah itu silinder tersebut akan berhenti.


Kes 6:

Tiga proximity sensor digunakan untuk memastikan komponen yang perlu dimesin terletak pada jig dengan betul sebelum proses pemesinan dilakukan. Setelah ketiga-tiga sensor kesan kedudukan yang betul, lampu merah akan menyala dan spindle yang membawa mata alat (contoh; end mill) akan diturunkan oleh silinder pneumatik untuk mulakan proses pemesinan. Proses pemesinan akan berlangsung selama 8minit. Setelah itu, spindle akan diangkat ke posisi asal.


Kes 7:

Satu sensor capacitive digunakan untuk kira putaran takal pam air (water pump pulley). Sekiranya takal tersebut telah berputar sebanyak 100 kali, maka pintu sluis (sluice door) yang mengawal air akan terbuka. Sebaliknya pintu sluis tersebut akan tertutup. Semasa pintu tersebut tutup, lampu hijau menyala. Semasa pintu tersebut dibuka, lampu kuning akan menyala.


MAM
Pensyarah,
FKMP, UTHM

Kes-kes penyelesaian permasalahan kejuruteraan menggunakan teknik elektro pneumatik

Merujuk kepada langkah-langkah penyelesaian masalah yang melibatkan sistem elektro mekanikal automatik yang telah diposkan sebelum ini, berikut adalah beberapa contoh penyelesaian masalah menggunakan teknik elektro pneumatik. Penyelesaian sistem tersebut di terjemahkan dalam bentuk litar elektro pneumatik.

Kes 1 (Mudah):

Satu suis ditekan untuk menggerakkan satu silinder pneumatik dua tindakan. Satu suis lain akan ditekan untuk kembalikan silinder ke kedudukan asal. Semua komponen gunakan 9V.

Penyelesaian:

1. Kenal pasti komponen yang terlibat: 2 suis 1 silinder pneumatik dua tindakan.
2. Tentukan jumlah I/O (input & output):
     
     Input    : 1 x Suis ON, 1 x suis OFF
     Output : Bergantung kepada strategi. Satu silinder boleh digerakkan menggunakan DCV yang dikawal oleh satu solenoid atau dua solenoid. Katakan 2 solenoid dipilih, maka bilangan output adalah 2.

3. Tentukan turutan operasi (operation sequence):
 
    1. Suis 1 ---------> Solenoid keluar (extend)
    2. Suis 2 ---------> Solenoid kembali (return)

4. Lukis litar berdasarkan sequence di atas:
 

    1. Umum diketahui litar perlu dimulakan dengan buat satu garis lurus di bahagian atas sebagai sumber elektrik positif dan satu garis lurus di bawah sebagai sumber common (kembali/negatif). Simbol input berkaitan perlu dilukis di bahagian atas dan semua simbol output dilukis di bahagian bawah.

    2. Merujuk kepada sequence, lengkapkan litar dengan melukis simbol input ____ akan disambungkan kepada output ____. Mulakan dari kiri ke kanan. Tindakan seperti ini bermaksud anda membuat satu loop demi satu loop litar elektrik. Hasilnya adalah seperti dalam Rajah 1 di bawah.

Rajah 1

Kes 2 (Sederhana):

Pelabuhan Nelayan Marang, Terenganu, Malaysia

Bagi mengatasi permintaan yang tinggi dalam masa yang singkat terhadap 'Ikan Celup Tepung' (ICT) yang amat terkenal di Terengganu, teknik menggoreng secara automatic deep fry diperlukan oleh pengusaha ICT. Proses dimulakan dengan meletakkan ICT ke dalam jaring dan suis ON ditekan untuk mulakan rendaman ICT dalam minyak panas. Setelah ICT digoreng selama 5 minit, jaring akan terangkat untuk toskan minyak panas dari ICT yang siap digoreng. Selaku jurutera mekanikal, anda diminta oleh pengusaha ICT tersebut untuk merekabentuk sistem yang diperlukan.

Penyelesaian:

1. Kenal pasti komponen yang terlibat. Anda sendiri tentukan sama ada perlu penggerak jenis apa dan apa-apa suis atau pengesan yang terlibat. Senarai hardware ini akan mempengaruhi operation sequence dan litar yang dilukis.

Katakanlah anda pilih 1 silinder pneumatik dua tindakan, satu suis sebagai suis ON dan satu TIMER kerana masa menggoreng perlu ditentukan. Mungkin satu limit switch diperlukan untuk pastikan TIMER mula kira masa apabila ICT telah terendam sepenuhnya.

2. Tentukan jumlah I/O (input & output):
   
     Input    : 1 x suis ON, 1 x limit switch, 1 x TIMER contactor.
     Output : 2 solenoid (Ext. cylinder & Ret. cylinder) dan TIMER coil.

3. Tentukan turutan operasi (operation sequence):

    1. Suis 1                    ---------> Solenoid rendam diaktifkan (ikan direndam dalam minyak panas)
    2. Limit Switch        ---------> TIMER coil mula kira (set pada 5 minit)
    3. TIMER contactor -----------> Solenoid kembali diaktifkan (ICT diangkat ke atas)

4. Lukis litar berdasarkan sequence di atas:

Merujuk kepada sequence di atas, lukis litar elektro pneumatik seperti Rajah 2 di bawah.

Rajah 2

PENTING:
1. Jika nilai voltage tidak diberikan, ANDA SENDIRI tentukan nilai voltage tersebut. Nilai voltage tersebut PERLU ADA.
2. Semua simbol perlu dilukis dengan betul. Piawai yang digunakan di FKMP ialah IEC 60617.
3. Penamaan setiap simbol perlu ada. Sekiranya terdapat simbol berulang seperti contactor relay dan solenoid, penamaan simbol amat penting untuk membezakan setiap komponen mengikut sequence.

"JIKA SEORANG DOKTOR TERSALAH POTONG SATU URAT SARAF, HANYA PESAKIT ITU YANG TERIMA AKIBATNYA. JIKA SEORANG JURUTERA TERSALAH PASANG SATU WAYAR, AKIBATNYA MELIBATKAN BANYAK JIWA......" saya gunakan ayat yang diubahsuai dari guru kejuruteraan saya dalam kelas 'Jurutera dan Masyarakat', tahun 2000. Fikir-fikirkanlah.


Sekian, harap contoh ini dapat berikan manfaat kepada semua. Amin.

MAM
Pensyarah,
FKMP, UTHM

Mekanisma Asas Pengisian Cecair Botol

Video berikut menunjukkan mekanisma asas pengisian cecair ke dalam botol. Silinder yang digunakan akan mewakili buka-tutup injap untuk pengaliran cecair. Satu sensor digunakan untuk mengesan kehadiran botol dan silinder akan buka injap untuk pengisian. Masa pengisian disetkan menggunakan pemasa (timer). Penentuan masa pengisian bergantung kepada isipadu botol. Injap yang diwakili oleh silinder akan tertutup setelah masa yang disetkan tamat.

Ihsan kelas elektro pneumatik, semester 2, sesi 2014_15.

MAM

Pensyarah,

FKMP, UTHM

Penting! Langkah-langkah untuk membentuk sistem automatik

(Important! Steps to develop Automatic System)

Sistem automatik bukan sahaja digunakan pada sesebuah mesin malah juga digunakan dalam kawalan proses pembuatan, pemasangan produk, pengujianan bahan, kawalan keselamatan dan lain-lain aplikasi. Untuk membangunkan sistem automatik tersebut, saya dapat simpulkan kepada beberapa langkah utama iaitu;

1. Tentukan keperluan mekanisma (Determine the mechanism requirement)
2. Senaraikan semua penggerak dan penderia yang digunakan (List all the utilized actuators and sensors)
3. Berdasarkan senarai penggerak dan penderia, kenalpasti bilangan input dan output untuk sistem tersebut. (Referring to the list of the actuators and sensors, identify the number of input and output for the system)
4. Tentukan turutan operasi (Determine the operation sequence)
5. Terbitkan program atau litar pendawaian (Derive program or wiring circuit)
6. Pasang dan ujilari sistem (Install and test run the system)

Akan tetapi langkah-langkah ini hanya dapat dilihat sebagai satu panduan umum jika tidak disertai dengan pengalaman praktikal. Pendek kata, kena buat, baru lebih faham. Ilmu mesti disertakan dengan amal. Kepercayaan dan keyakinan akan terbit setelah ilmu tersebut diamalkan. Selain itu tidak ketinggalan juga akhlak yang baik (atau istilah modennya etika dan disiplin) diperlukan untuk kesempurnaan kejayaan. Allahu'alam.

Mesin suntikan beracuan (injection molding) saya yang pertama, hasil usaha bersama Mohamad Syakirin Zakaria dan Shahril Nazri. Video oleh Shahril Nazri.

MAM
Pensyarah,
FKMP, UTHM

Kawalan terus tanpa wayar - Bahagian I

Berikut adalah salah satu contoh kawalan terus tanpa wayar. Satu silinder dua tindakan dikawal secara manual dengan menggunakan Alat Kawalan Jauh Playstation dan pengawal kawalan jauh PSC28A. Klik di sini untuk link Youtube.

MAM
Pensyarah,
FKMP, UTHM

BDA 18301 - Rubrik matriks untuk penilaian projek elektro pneumatik

Berikut adalah rubrik matriks untuk penilaian projek elektro pneumatik, BDA 18301.

Asas Mekanisme Proses Lekat Panas Automatik

Video dibawah adalah contoh pergerakan secara turutan yang boleh digunakan untuk proses lekat panas dalam sistem pembungkusan. Pemanas boleh dipasang pada hujung silinder pneumatik dwi tindakan tersebut. Bahan yang dibungkus akan jatuh dari atas dan sebaik sahaja dua silinder tersebut memanjang sepenuhnya, pemanas akan melekatkan plastik pembungkus yang tersedia melitupi bahan yang jatuh tersebut. Ini adalah contoh sistem asas yang menggunakan alat bantuan pengajaran, di mana komponen asal seperti yang dilihat dalam industri telah diubahsuai untuk memudahkan pelajar membuat pendawaian. Pendawaian menggunakan komponen asal bagi satu sistem yang lengkap memerlukan kemahiran dan semestinya untuk membentuk kemahiran tersebut, pelajar perlukan lebih masa. Klik di sini untuk video dalam Youtube.

Berikut pula adalah gambaran keseluruhan sistem. Teknik yang digunakan adalah elektro pneumatik sepenuhnya. Oleh itu kelihatan banyak wayar digunakan dan pengendali perlu mahir dalam membuat pendawaian. Sekiranya pengawal (controller) digunakan, pendawaian yang rumit seperti dibawah boleh dipermudahkan.

MAM
Pensyarah,
FKMP, UTHM

Perancangan Pengajaran dan Pembelajaran Elektro pneumatik BDA 18301

Berikut adalah perancangan pengajaran dan pembelajaran kursus elektro pneumatik BDA 18301 untuk seksyen di bawah seliaan saya. Pelajar mempunyai masa selama 2 jam bagi setiap sesi pembelajaran berpandu di makmal dan  3 jam untuk pembelajaran kendiri.

Hari #1:

Pengenalan kepada automasi

Pengenalan kepada asas elektro pneumatik

Pengenalan kepada asas litar, pendawaian dan aplikasi fungsi AND & OR 

Pendawaian suis had (limit switch) dan penderia (sensor)

Hari #2:

Pengenalan kepada relay dan litar penahan (holding circuit)

Pendawaian litar penahan menggunakan relay

Undian tajuk projek untuk setiap kumpulan. Projek adalah secara berkumpulan.

Hari #3:

Pengenalan dan pendawaian pemasa (timer) dan pengira (counter)

Merekabentuk litar untuk penyelesaian masalah projek di bawah seliaan pensyarah.

Membuat pendawaian sistem dan mengujilari sistem yang dipasang.

Laporan lengkap tapi ringkas (seperti dalam kertas arahan) dihantar seminggu kemudian.