Pengukuran ketinggian fluida pada control valve membutuhkan nilai yang akurat dan presisi. Instrumen yang dirancang pada artikel ini digunakan untuk mengetahui seberapa tepat limit switch yang digunakan sebagai indikator control valve pada titik-titik tertentu. Teknik kalibrasi otomatis ini diimplementasikan pada control valve di Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi. Perangkat ini menggunakan development board Arduino Due sebagai pengolah data dan memodifikasi sinyal data vernier caliper atau jangka sorong untuk mengukur bukaan valve. Lapisan LCD TFT digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran dan kalibrasi.
Prototipe Kalibrator Limit Switch
Inti kerja dari perangkat ini adalah development board Arduino Due dengan CPU SAM3X8E 32BIT ARM Cortex-M3 digunakan sebagai pengolah data. Pengukuran jarak valve dilakukan dengan menempatkan jangka sorong digital pada valve. Jangka sorong ini memiliki data keluaran digital. Terdapat 2 pinout yaitu D+ untuk output clock, dan D- untuk data pengukuran berupa sinyal digital tinggi dan rendah. Daya caliper digital ini disuplai oleh pin 5V dari development board Arduino Due. Terdapat 10 limit switch yang juga disuplai dengan tegangan 24 V dari adaptor. Perangkat ini disuplai adaptor 24V / 5A. Pemilihan spesifikasi adaptor ini mengikuti spesifikasi peralatan lapangan yang biasa digunakan di site-plant. Deteksi setiap limit switch dilakukan dengan menggunakan rangkaian optocoupler isolator DSR-IR4P yang memiliki tegangan input 24V dan tegangan output 5V. Modul isolator optocoupler ini memiliki 4 channel, sehingga dibutuhkan 3 modul untuk menangani 10 unit limit switch. Penggunaan isolator ini dimaksudkan untuk mengamankan rangkaian board mikrokontroler dari efek kejut yang berasal dari adaptor.
Metode dan Hasil
Perangkat kalibrator limit switch ini ditempatkan pada control valve. Mulut jangka sorong digital terpasang ke valve untuk menentukan jarak bukaan valve pada setiap perubahan logika dari ke-sepuluh limit switch. Modifikasi jangka sorong digital dilakukan baik secara elektrik maupun mekanis. PCB pada caliper digital ini memiliki 4 pinout yang dapat digunakan untuk membaca dari perangkat eksternal. 4 pin ini terdiri dari VCC, GND, D+, dan D-. Empat pinout terhubung ke Arduino. Untuk koneksi ini, juga dibuat jack audio 3,5 mm 4 channel. Modifikasi mekanis juga dilakukan agar sambungan kabel antara digital caliper dan Arduino Due dapat kokoh dan aman dari guncangan. Dudukan konektor cetak 3 dimensi terpasang pada wadah jangka sorong digital.
Tampilan UI berisi jarak baca jangka sorong dan status hidup/mati dari setiap limit switch. Indikator nilai jarak menunjukkan nilai sebenarnya di lapangan, hal ini untuk keperluan pengamatan langsung. Sedangkan nilai jarak pada status on dan off pada masing-masing indikator limit switch menunjukkan pada jarak berapa limit switch berubah status dari off ke on dan sebaliknya. Hal tersebut digunakan untuk mengamati keakuratan limit switch dalam mendeteksi level fluida.
Hasil penelitian ini menyimpulkan bahwa alat kalibrator limit switch berhasil dibuat dengan tingkat akurasi 99%. Hasil semua pengukuran dilakukan dan ditampilkan setiap 67 milidetik, sehingga data setiap buka tutup limit switch adalah aktual. Sebaliknya, dengan adaptor 24 VDC/5A untuk port listrik 220 VAC, perangkat ini sangat andal digunakan di bidang Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi atau Geotermal Uap. Tampilan UI memudahkan pengguna untuk mengamati nilai jarak aktual dan perubahan logika dari setiap limit switch yang dipasang pada control valve.
Penulis: Prisma Megantoro, ST. MEng.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://beei.org/index.php/EEI/article/view/3031/2167 atau https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85107292659&origin=resultslist
P. Megantoro, A. Latif, B. Aji Pramudita, and P. Vigneshwaran, “Automatic limit switch calibrator for control valve at steam turbine of a geothermal power plant,” Bull. Electr. Eng. Informatics, vol. 10, no. 3, pp. 1245–1251, 2021, doi: 10.11591/eei.v10i3.3031.
