Memahami 4–20 mA Current Loop dengan Resistor Beban ke Voltage
Salah satu metode paling andal dan umum digunakan dalam sistem otomasi industri untuk mengirim sinyal analog adalah 4–20 mA current loop. Gambar di bawah memberikan ilustrasi yang jelas tentang bagaimana sistem ini bekerja, khususnya dalam integrasi dengan Analog Input PLC dan penggunaan resistor beban. Mari kita bahas lebih lanjut!
🔧 Apa itu 4–20 mA Current Loop?
4–20 mA current loop adalah metode transmisi sinyal analog di mana nilai sinyal diwakili oleh arus listrik dalam rentang 4 hingga 20 miliampere (mA). Arus ini mengalir dalam satu loop tertutup antara transmitter (biasanya sensor) dan receiver (seperti PLC atau DCS).
Keunggulan:
- Tahan gangguan karena arus tidak terpengaruh oleh noise elektromagnetik.
- Deteksi kerusakan kabel: Arus 0 mA menunjukkan kegagalan (putus/korsleting), karena sinyal valid minimum adalah 4 mA.
🔌 Komponen dalam Diagram
Mari kita lihat komponen utama dalam diagram:
- Transmitter
Sensor yang mengubah variabel fisik (tekanan, suhu, dll.) menjadi sinyal arus (4–20 mA). - Power Supply (+ dan -)
Biasanya 24 VDC yang menyediakan daya untuk loop. - Resistor Beban (Load Resistor)
Digunakan untuk mengubah arus menjadi tegangan agar bisa dibaca oleh input analog (PLC). - Analog Input PLC
Menerima sinyal tegangan hasil dari arus yang melalui resistor beban.
⚡ Peran Resistor Beban dalam Konversi Arus ke Tegangan
Karena input analog PLC biasanya membaca tegangan (V), maka perlu konversi dari sinyal arus ke tegangan menggunakan hukum Ohm:
V=I×R
Contoh dalam gambar:
✅ Jika menggunakan resistor 250 Ohm:
- Arus 4 mA → 4 mA × 250 Ω = 1 VDC
- Arus 20 mA → 20 mA × 250 Ω = 5 VDC
- Sehingga, input analog membaca 1 hingga 5 VDC.
✅ Jika menggunakan resistor 500 Ohm:
- Arus 4 mA → 4 mA × 500 Ω = 2 VDC
- Arus 20 mA → 20 mA × 500 Ω = 10 VDC
- Input analog membaca 2 hingga 10 VDC.
Pemilihan resistor harus disesuaikan dengan rentang input tegangan yang bisa diterima oleh PLC.
🛠️ Tips Desain dan Penerapan
- Gunakan resistor presisi agar hasil konversi tegangan akurat.
- Periksa kompatibilitas input analog PLC (apakah 1–5 V, 2–10 V, atau langsung 4–20 mA).
- Pastikan loop tertutup dan tidak ada koneksi terputus.
- Jangan lupa untuk grounding sistem dengan benar untuk menghindari gangguan.
📚 Kesimpulan
Sistem 4–20 mA current loop adalah metode transmisi sinyal analog yang handal dalam lingkungan industri. Penggunaan resistor beban yang tepat memungkinkan sinyal ini untuk dikonversi menjadi tegangan yang bisa dibaca oleh PLC. Memahami hubungan antara arus, tegangan, dan resistor sangat penting untuk memastikan integrasi sensor dan sistem kontrol berjalan dengan baik.
