Patent-ku

1) No. Paten : P00200800750 Status : terdaftar

Deskripsi Paten

Aparatus Pengontrol Digital PID (Proporsional Integral Derivatif) Tracking Multiguna dengan Fasilitas Logging Data dan Komunikasi Ethernet

Bidang Teknik Invensi

Invensi ini berkaitan dengan suatu aparatus pengontrol PID (P:Proporsional, I:Integral, D:Derivative) dan data logger (aparatus yang dapat melakukan pengambilan dan penyimpanan data disertai dengan keterangan waktu), lebih khususnya berkaitan dengan suatu aparatus yang didalamnya mempunyai dua atau lebih dari dua pengontrol PID digital yang dapat digunakan pada sistem kontrol proses dan/atau sistem kontrol motor dimana kedua atau lebih dari dua pengontrol PID dalam aparatus tersebut dapat digunakan secara terpisah dan/atau bersamaan dalam bentuk konfigurasi kalang tunggal dan/atau kalang bertingkat (kaskade) dengan masing-masing pengontrol PID tersebut menggunakan algoritma penalaan pengontrol digital PID tracking respon model yang diinginkan dan juga dilengkapi fasilitas logging (pengambilan dan penyimpanan disertai keterangan waktu) data serta komunikasi data melalui ethernet.

Latar Belakang Invensi

Diperkirakan lebih dari 90% alat pengontrol pada dunia industri masih menggunakan alat pengontrol PID karena kehandalan dan kestabilannya dan juga diperkirakan sudah lebih dari 100 paten yang terdaftar di beberapa negara mengenai invensi yang berhubungan dengan pengontrol digital PID. Mulai dari pengontrol digital PID sederhana yang konvensional sampai ke pengontrol digital PID kompleks dengan pembahasan yang rumit sehingga dapat dioperasikan otomatis dan adaptif dengan menyesuaikan kondisi sistem yang akan dikendalikan. Namun dari semua alat yang dipakai di dunia industri dan hasil penelusuran dari paten-paten sebelumnya, masih belum ada yang mempunyai fungsi sebagai suatu alat pengontrol PID tracking respon model yang diinginkan dengan fasilitas logging data dan komunikasi data melalui ethernet.

Secara spesifik, paten yang sudah ada dan yang sangat mendekati dengan invensi ini terdapat dalam paten Amerika Serikat No. 4.539.633 dengan judul invensi “Digital PID Process Control Apparatus” dimana telah diajukan alat pengontrol digital PID yang mempunyai fasilitas fungsi penalaan otomatis parameter PID dengan menggunakan RELS (Recursive Estimation Least Square) untuk mengikuti model respon yang diinginkan dalam persamaan transformasi Z. Terdapat perbedaan mengenai algoritma penalaan parameter PID tracking dan tidak terdapat fasilitas logging data dan juga komunikasi ethernet.

Demikian juga dalam paten aplikasi Amerika Serikat No. US 2008/0162053 A1 dengan judul invensi “Electronic Device for Recording, Storing, and Processing Measured Data, Particularly a Data Logger” dimana telah diajukan sebuah aparatus data logger yang membaca dan menyimpan data temperatur, kelembaban, dan akselerasi dimana datanya dapat dikeluarkan dalam bentuk PDF. Algoritma pengontrol PID tracking dan komunikasi ethernet tidak dijelaskan dalam paten ini.

Demikian juga dalam paten Amerika Serikat No. 7.117.079 dengan judul invensi “Apparatus and Method for Simultaneous Monitoring, Logging, and Controlling of an Industrial Process” dimana telah diajukan suatu alat dan metoda mengenai pengamatan, pengambilan dan penyimpanan data serta pengendalian dalam suatu proses industri. Dalam paten ini lebih menitikberatkan pada sistem logging data terutama untuk pemonitoran dan pengambilan serta penyimpanan data pada sensor yang dikhususkan untuk motor bakar dan buangan motor bakar. Untuk sistem komunikasi data menggunakan ethernet dan algoritma pengontrol PID tracking tidak dibahas detail dalam paten ini.

Selanjutnya juga terdapat pada paten Amerika Serikat 7.162.510 dengan judul invensi “Communication System for a Control System Over Ethernet and IP Networks” dimana telah diajukan sistem komunikasi pada suatu sistem kontrol dengan menggunakan jaringan ethernet dan protokol internet. Namun dalam paten ini hanya menjelaskan secara sistem dan tidak dijelaskan mengenai aparatus yang ada dalam sistem tersebut.

Penjelasan mengenai keempat paten AS yang telah disebutkan sebelumnya diatas masih terdapat perbedaan dengan invensi yang diajukan ini. Terutama dalam invensi ini lebih menitikberatkan pada aparatus pengontrol PID menggunakan algoritma penalaan PID tracking yang dapat melakukan tracking terhadap respon model yang diinginkan serta dilengkapi dengan algoritma dan metoda gabungan pengontrol PID dengan fasilitas logging data dan komunikasi ethernet.

Dalam hal implementasi, invensi ini menggunakan seperangkat elektronik berbasis mikroprosesor atau mikrokontroler untuk melakukan dua atau lebih dari dua perhitungan pengontrol PID digital dimana algoritma penalaan parameter PID tracking dilakukan terpisah dengan menggunakan perangkat lunak komputer untuk melakukan pemodelan dan analisis sistem. Dalam invensi ini juga dilengkapi dengan fasilitas logging data dari hasil pengontrol PID dan/atau I/O yang disediakan untuk disimpan dalam suatu alat penyimpan data dan dapat diambil datanya melalui komunikasi ethernet. Keunggulan aparatus ini dibandingkan dengan paten-paten sebelumnya adalah aparatus ini dapat digunakan secara luas sebagai alat pengontrol atau pengendali jarak jauh (telekontrol) pada sistem kontrol proses dan/atau sistem kontrol motor menggunakan komunikasi ethernet dan/atau sebagai alat pengukuran jarak jauh (telemeter) dengan menggunakan komunikasi ethernet dimana kedua fungsi telekontrol dan/atau telemeter tersebut juga dilengkapi fasilitas logging data menggunakan alat penyimpan data berkapasitas besar berupa MMC (Multi Media Card) dan/atau SD (Secure Digital) Card.

Ringkasan Invensi

Tujuan dari invensi ini adalah untuk membuat aparatus yang didalamnya mempunyai dua atau lebih dari dua pengontrol PID digital yang dapat digunakan pada sistem kontrol proses dan/atau sistem kontrol motor dimana kedua atau lebih dari dua pengontrol PID dalam aparatus tersebut dapat digunakan secara terpisah dan/atau bersamaan dalam bentuk konfigurasi kalang tunggal dan/atau kalang bertingkat (kaskade) dengan masing-masing pengontrol PID tersebut menggunakan algoritma penalaan pengontrol digital PID tracking respon model yang diinginkan dan juga dilengkapi fasilitas logging (pengambilan dan penyimpanan disertai keterangan waktu) data serta komunikasi data melalui ethernet.

Invensi ini diwujudkan dalam bentuk seperangkat alat elektronik yang terdiri dari perangkat keras yang meliputi mikroprosesor atau mikrokontroler, antarmuka sinyal digital, antarmuka sinyal analog, catudaya, tombol daya, alat penyimpan data berupa MMC (Multi Media Card) dan/atau SD (Secure Digital) Card, pencacah waktu dan tanggal otomatis, pengubah serial ke ethernet, tombol-tombol pilihan, dan LCD peraga.

Agar dapat beroperasi, alat ini juga dilengkapi dengan perangkat lunak yang disimpan di dalam mikroprosesor atau mikrokontroler yang didalamnya dapat melakukan perhitungan dua atau lebih dari dua pengontrol PID digital yang dapat digunakan pada sistem kontrol proses dan/atau sistem kontrol motor dimana kedua atau lebih dari dua pengontrol PID dalam aparatus tersebut dapat digunakan secara terpisah dan/atau bersamaan dalam bentuk konfigurasi kalang tunggal dan/atau kalang bertingkat (kaskade) dengan masing-masing pengontrol PID tersebut menggunakan algoritma penalaan pengontrol digital PID tracking respon model yang diinginkan dan juga dilengkapi fasilitas logging (pengambilan dan penyimpanan disertai keterangan waktu) data serta komunikasi data melalui ethernet. Selain itu, perangkat lunak yang disimpan di dalam mikroprosesor atau mikrokontroler juga dilengkapi dengan kemampuan membaca sinyal digital tegangan listrik dan sinyal analog tegangan dan/atau arus listrik standard industri serta dapat mengeluarkan sinyal kontrol dalam bentuk sinyal PWM dan/atau sinyal analog tegangan dan/atau arus listrik standard industri.

Baca selengkapnya download disini

2) No. Paten : P00200800751 Status : terdaftar

Deskripsi Paten

APARATUS DAN METODE STABILISASI Pengarahan MANDIRI Pada Sistem Pan-Tilt atau Sistem Azimut-Elevasi

Bidang Teknik Invensi

Invensi ini berkaitan dengan suatu aparatus dan metode stabilisasi pengarahan, lebih khususnya berkaitan dengan suatu aparatus dan metode stabilisasi pengarahan pada sistem pan-tilt atau azimut-elevasi dimana alat ini hanya memanfaatkan penggerak motor dari sistem pan-tilt atau azimut-elevasi itu sendiri untuk menstabilkan gangguan sudut pengarahan disebabkan oleh adanya gangguan pada landasan sistem.

Latar Belakang Invensi

Alat dan/atau sistem stabilisasi pada sistem pan-tilt atau azimut-elevasi yang sudah ada saat ini secara garis besar terdiri dari 2 macam yaitu, yang pertama berupa seperangkat damper atau pegas dan/atau berupa pendulum pemberat yang dipasang sedemikian rupa pada bagian bawah landasan sistem pan-tilt untuk meredam goncangan atau mengembalikan posisi landasan ke posisi sebelumnya dan yang kedua berupa seperangkat tuas penggerak dengan menggunakan penggerak motor atau hidrolik atau pneumatik yang dipasang sedemikian rupa pada bagian bawah landasan untuk menstabilkan landasan dengan cara menyeimbangkan level landasan terhadap permukaan bumi dengan menggunakan sensor giroskop sebagai pendeteksinya.

Invensi yang akan dikemukakan ini memperbaiki kelemahan yang ada pada cara yang kedua dimana pada sistem ini masih menggunakan mekanisme penggerak yang dipasang pada bagian bawah landasan untuk menstabilkan gangguan landasan.

Secara spesifik dari sistem stabilisasi cara yang kedua, ada dalam paten Amerika Serikat No. 4.828.376 dengan judul invensi “Triaxis Stabilized Platform” dimana telah diajukan metode stabilisasi landasan dengan menggunakan tiga buah motor servo yang terdiri dari motor roll, motor pitch dan motor yaw dan dibuat mekanisme sedemikian rupa untuk menyeimbangkan landasan dari masing-masing gangguan landasan roll-pitch-yaw yang dideteksi oleh gimbal giroskop.

Kemudian juga ada dalam paten Amerika Serikat No. 5.124.938 dengan judul invensi “Gyroless Platform Stabilization Techniques” dimana maksud gyroless disini adalah mendeteksi gangguan roll-pitch-yaw tanpa menggunakan sensor giroskop melainkan menggunakan sensor akselerometer linier dan/atau akselerometer angular. Gangguan roll-pitch-yaw ini masing-masing distabilkan menggunakan motor roll-pitch-yaw dan hasil umpan balik resolver diubah menjadi sinyal digital ke posisi sudut dan kecepatan sudut masing-masing motor roll-pitch-yaw.

Demikian juga dalam paten Amerika Serikat No. 5.922.039 dengan judul invensi “Actively Stabilized Platform System” dimana telah diajukan metode stabilisasi landasan dengan menggunakan dua buah motor yaitu motor roll dan motor pitch yang dipasang dengan mekanisme sedemikian rupa pada bagian bawah landasan untuk mengatasi gangguan pada landasan. Sistem ini tidak menggunakan gimbal giroskop, tetapi menggunakan tiga buah inklinometer dua poros untuk menggantikan sensor gimbal giroskop dan sistem ini tidak menggunakan motor yaw untuk stabilisasi landasan.

Selanjutnya juga dapat ditemui dalam paten Amerika Serikat No. 6.611.622 dengan judul invensi “Autonomous, Self Leveling, Self Correcting Stabilized Platform” dimana telah diajukan metode stabilisasi landasan dengan menggunakan dua buah motor servo yang dibuat sedemikian rupa yang masing-masing motor ditempatkan pada masing-masing tumpuan tuas dalam sistem tumpuan kaki tiga yang salah satu tumpuan bersifat statis untuk menyeimbangkan level landasan atau dalam bentuk dua poros motor yang disusun secara ortogonal sehingga memberikan stabilisasi landasan dalam dua dimensi. Sistem ini juga menggunakan sensor gerak seperti sensor kecepatan gerak, sensor giroskop, giroskop serat optik, dan sensor yang lainnya untuk mendeteksi gerakan landasan.

Kelemahan dari keempat paten Amerika Serikat yang telah disebutkan sebelumnya diatas masih membutuhkan banyak mekanisme mekanik, penggerak, dan alat elektronik yang harus dipasang pada bagian bawah landasan sehingga memakan waktu pengerjaan, biaya yang relatif mahal, sistem menjadi relatif berat, relatif memakan ruang sistem, dan relatif membutuhkan konsumsi daya yang besar.

Untuk mengatasi kelemahan tersebut, maka pada invensi ini digunakan teknik stabilisasi gangguan landasan dengan hanya memanfaatkan penggerak pan-tilt atau azimut-elevasi untuk mengkompensasi kesalahan pengarahan yang disebabkan oleh adanya gangguan landasan. Teknik stabilisasi ini hanya menggunakan seperangkat elektronik berbasis mikroprosesor atau mikrokontroler dimana gangguan roll-pitch-yaw yang dideteksi menggunakan sensor gerak seperti sensor kecepatan gerak, sensor giroskop, giroskop serat optik, akselerometer linier dan/atau angular dan sensor yang lainnya untuk mendeteksi gerakan landasan yang kemudian ditransformasikan ke dalam bentuk persamaan kompensasi sudut pan-tilt atau azimut-elevasi. Jika dibandingkan dengan paten sebelumnya, maka pada invensi ini dinyatakan cukup praktis karena tanpa menggunakan mekanisme mekanik dan penggerak tambahan sehingga relatif murah, relatif ringan, bentuk relatif kecil, daya yang relatif kecil, relatif responsif, relatif stabil, dan bisa langsung dipasang pada sistem pan-tilt atau sistem azimut-elevasi yang sudah ada dengan kemudahan integrasi dan penggunaannya.

Ringkasan Invensi

Tujuan dari invensi ini adalah untuk mengkompensasi kesalahan dan menstabilkan pengarahan pada sistem pan-tilt atau azimut-elevasi yang disebabkan oleh adanya gangguan landasan dengan hanya memanfaatkan penggerak pan-tilt atau azimut-elevasi sebagai stabilisatornya. Alat stabilisasi pengarahan ini dapat diaplikasikan pada sistem pengarahan kamera digital, sistem pengarahan kamera video, sistem pengarahan antena, sistem pengarahan bidikan senjata berat, sistem pengarahan sinar laser, sistem peluncuran roket, dan lain sebagainya yang mempunyai mekanisme sistem pan-tilt atau azimut-elevasi.

Invensi ini diwujudkan dalam bentuk seperangkat aparatus stabilisasi elektronik yang terdiri dari perangkat keras yang meliputi sensor roll, sensor pitch dan sensor yaw yang berupa sensor kecepatan sudut, sensor giroskop, giroskop serat optik, akselerometer linier dan/atau angular, giroskop elektrik mikro dan sensor yang lainnya untuk mendeteksi gerakan landasan serta antarmuka sinyal digital, antarmuka sinyal analog, mikroprosesor atau mikrokontroler, catudaya, komunikasi serial dan LCD peraga.

Agar dapat beroperasi, aparatus ini juga dilengkapi dengan perangkat lunak yang disimpan di dalam memori mikroprosesor yang didalamnya mempunyai kemampuan melakukan perhitungan kompensasi gangguan roll-pitch-yaw yang kemudian ditransformasikan ke dalam bentuk persamaan sudut pan-tilt atau azimut-elevasi dan dapat melakukan perhitungan kontroler pergerakan PID tracking masing-masing motor pan-tilt atau azimut-elevasi. Selain itu perangkat lunak yang disimpan di dalam mikroprosesor atau mikrokontroler juga dilengkapi dengan kemampuan membaca sensor-sensor penggerak pan-tilt seperti resolver, encoder, potensiometer, dsb. dan dapat mengeluarkan sinyal dalam bentuk sinyal kontrol PWM serta sinyal kontrol analog.

Baca selengkapnya download disini