i

TEKNIK PENGENDALIAN

INSTRUMEN LOGAM

Jilid 2 Untuk Kelas XI Semester 4

Teknik Instrumentasi Logam

Buku Mata Pelajaran SMK Bidang Keahlian Teknologi Dan Rekayasa

Program Keahlian Teknik Instrumentasi Industri Paket Keahlian Teknik Instrumentasi Logam

ii

PENULIS

iii

KATA PENGANTAR

Kurikulum 2013 dirancang untuk memperkuat kompetensi siswa dari sisi pengetahuan, keterampilan dan sikap secara utuh. Proses pencapaiannya melalui pembelajaran sejumlah mata pelajaran yang dirangkai sebagai suatu kesatuan yang saling mendukung pencapaian kompetensi tersebut.

Buku ini disusun untuk dipergunakan dalam proses pembelajaran pada mata pelajaran Teknik Pengendalian Instrumen Logam yang merupakan Mata Pelajaran Paket Keahlian Teknik Instrumentasi Logam, Program Keahlian Teknik Instrumentasi Industri, Bidang Keahlian Teknologi Dan Rekayasa, Sekolah Menengah Kejruan. Dalam penyusunannya Buku ini terdiri dari Dua jilid, dimana jilid 1 dipergunakan untuk pembelajaran siswa di kelas XI semester Tiga, jilid 2 dipergunakan untuk pembelajaran siswa di kelas XI semester Empat.

Sesuai dengan konsep Kurikulum 2013, buku ini disusun mengacu pada pembelajaran menggunakan pendekatan saintifik untuk menemukan konsep yang sedang dipelajar melalui deduksi. Karenanya siswa diusahakan ditumbuhkan

kreatifitasnya melalui bimbingan oleh guru. Materi Pembuatan Komponen Instrumen Logam disusun secara terpadu dan utuh, sehingga setiap pengetahuan, keterampilan dan sikap yang diajarkan, pembelajarannya harus dilanjutkan sampai membuat siswa kompeten sehingga menjadi landasan yang kuat untuk melanjutkan proses pembelajaran pada mata pelajaran paket keahlian. Pada akhirnya diharapkan siswa menyadari bahwa berbagai upaya dan teknologi yang dicipta manusia memiliki limit keterbatasan, sedangkan Tuhan Yang Maha Esa adalah maha sempurna. Siswa sebagai makhluk dapat mensyukuri terhadap potensi yang diberikan Tuhan kepadanya dan anugerah alam semesta yang dikaruniakan kepadanya melalui pemanfaatan yangbertanggung jawab.

Buku ini menjabarkan usaha minimal yang harus dilakukan siswa untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan yang dipergunakan dalam Kurikulum 2013, siswa diberanikan untuk mencari dari sumber belajar lain yang

tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Peran guru sangat penting untuk meningkatkan dan menyesuaikan daya serap siswa dengan ketersediaan kegiatan pada buku ini. Guru dapat memperkayanya dengan kreasi dalam bentuk kegiatan- kegiatan lain yang sesuai dan relevan dengan kompetensi keahian yang ditekuni siswa serta kondisi lingkungan sekolah.

Sebagai edisi pertama, buku ini sangat terbuka dan terus dilakukan perbaikan dan penyempurnaan. Untuk itu, kami mengundang para pembaca memberikan kritik,

saran dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan pada edisi berikutnya. Atas kontribusi tersebut, kami ucapkan terima kasih. Mudah-mudahan kita dapat memberikan yang terbaik bagi kemajuan dunia pendidikan dalam rangka mempersiapkan generasi seratus tahun Indonesia Merdeka (2045).

................, November 2013

iv

DAFTAR ISI

Sampul Muka

Halaman Francis

Kata Pengantar

Daftar Isi

Peta Kedudukan Bahan Ajar

Glosarium

Bab 1 Pendahuluan

A. Deskripsi

B. Prasyarat

C. Petunjuk Penggunaan

D. Tujuan Akhir

E. Kompetensi Inti Dan Kompetensi Dasar

F. Cek Kemampuan Awal

Bab 2 Pengendalian dengan Mikroprosesor

Deskripsi

Tujuan Pembelajaran

Peta Konsep

Rencana Belajar Siswa

Uraian Materi

A. Sejarah Mikroprosesor

B. Teknologi Mikroprosesor

C. Penggunaan Mikroprosesor

i

ii

iii

iv

viii

ix

2

2

3

5

6

8

10

11

11

12

13

13

19

20

Diunduh dari BSE.Mahoni.com

v

D. Arsitektur Mikroprosesor

E. Operasi Dasar Mikroprosesor

F. Perkembangan Mikroprosesor

G. Flow Cart Pada Sistim Mikroprosesor

H. Blok Diagram Mikroprosesor

I. Programmable Peripheral Interface (PPI) 8255

J. I/O Serial

Rangkuman

Evaluasi

Bab 3 PENGENDALIAN DENGAN MIKROKONTROLER

Deskripsi

Tujuan Pembelajaran

Peta Konsep

Rencana Belajar Siswa

Uraian Materi

A. Sejarah Mikrokontroller

B. Jenis-jenis Mikrokontroller

1. Keluarga MCS51

2. AVR

3. PIC

Evaluasi

Bab 4 SISTEM KONTROL DALAM BESARAN PROSES Deskripsi

Tujuan Pembelajaran

Peta Konsep

22

27

29

33

37

41

46

57

59

62

63

63

64

65

65

69

69

69

70

131

133

134

134

vi

Rencana Belajar Siswa

Uraian Materi

A. Pengantar Sistem Kontrol

B. Prinsip Sistem Kontrol

C. Klasifikasi Sistem Kontrol

D. Karakteristik Sistem Kontrol Otomatik

E. Aplikasi Sistem Kontrol

F. Alat Bantu untuk Mempelajari Sistem Kontrol

G. Besaran dan Besaran Digital

H. Alat Pengendali Industri

Rangkuman

Evaluasi

Bab 5 MEDAN MAGNET DAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK Deskripsi

Tujuan Pembelajaran

Peta Konsep

Rencana Belajar Siswa

Uraian Materi

A. Medan Magnet

B. Gaya Magnet (Gaya Lorentz)

C. Sifat Kemagnetan Suatu Bahan

D. Elektromagnetik dan Induksi Elektromagnetik

E. Prinsip Kerja dan Karakteristik Komponen Elektromagnetik

1. Kontaktor

2. Transformator

3. Solenoid

4. Aktuator

135

136

136

137

140

142

143

143

144

151

182

184

187

188

188

189

190

190

195

198

199

208

208

214

226

232

vii

5. Motor Stepper

6. Motor Brushless Direct Current( BLDC)

7. Rotor

8. Time Delay Relay (TDR)

Rangkuman

Evaluasi

Bab 6 RELAY DAN MOTOR LISTRIK Deskripsi

Tujuan Pembelajaran

Peta Konsep

Rencana Belajar Siswa

Uraian Materi

A. Relay

1. Prinsip Kerja dan Simbol Relay

2. Jenis-jenis Relay

3. Relay sebagai Pengendali

B. Motor Listrik

1. Jenis motor Listrik

2. Motor DC / Arus Searah

3. Jenis-Jenis Motor DC / Arus Searah

4. Motor AC / Arus Bolak-Balik

5. Jenis-Jenis Motor AC / Arus Bolak-Balik

Rangkuman

Evaluasi

Daftar Pustaka

233

243

244

245

248

250

255

256

256

257

258

258

259

260

263

266

268

268

270

273

274

280

281

367

viii

Peta kedudukan bahan ajar ini merupakan diagram,yang

menunjukan tahapan atau tata urutan pencapaian kompetensi yang

diajarkan dan dilatihkan kepada siswa, dalam kurun waktu yang

dibutuhkan.

Dengan membaca peta kedudukan bahan ajar ini, dapat dilihat

urutan logis pembelajaran Bidang Keahlian Teknologi Dan RekayasaProgram

KeahlianTeknik Instrumentasi Industri. Guru dan siswa dapat

menggunakanBuku Teks Bahan Ajar Siswa ini, sesuai dengan urutan

pada diagram ini.

Peta Kedudukan Bahan Ajar

Simulasi

Digital

Teknik

Kelistrikan dan Elektronika

Teknik Dasar

Instrumentasi

C.2 Dasar Program Keahlian

Teknik Instrumentasi

Logam

Kontrol Proses

Kontrol Mekanik

C.3 Paket Keahlian

Fisika Kimia Gambar Teknik

C.1 Dasar Bidang Keahlian

ix

Sistem : kombinasi beberapa komponen yang bekerja secara bersama-

sama dan membentuk suatu tujuan tertentu.

Proses (alamiah) : suatu urutan operasi yang kontinu atau suatu

perkembangan yangdicirikan leh urutan perubahan

secara perlahan yang terjadi tahap demi tahap dengan

cara yang relatif tetap dan memberikan suatu hasil atau

akhir

Proses (artifisial) : operasi yang dilakukan secara berkesinambungan

yang terdiridari beberapa aksi yang dikendalikan atau

pergerakan yang secara sistematikdiarahkan pada suatu

hasil atau akhir.

Plant : dapat berupa bagian suatu peralatan yang berfungsi secara

bersama-sama untuk membentuk suatu operasi tertentu.

Gangguan : suatu sinyal yang cenderung mempengaruhi (secara acak)

nilai output suatu sistem: gangguan internal dan

eksternal.

Sistem kendali umpan balik (feedback control system) : siste