Low pass frequency adalah frequency dari signal dimana amplitude mendapat redaman sebesar 6dB oleh low pass filter. Contoh: Low pass filter dengan redaman 6dB/octave dan low pass frequency 1KHz, mendapat redaman sebesar 6dB pada 1KHz, 12dB pada 2KHz dst. Satuan dB dinyatakan sebagai 20 X Log(Vo/Vi), jadi gain -6dB adalah sekitar 1/2 = 0.5 .

Tanya – Sebastian

Rekan-rekan sekalian,

Saat ini saya sedang mendesain sistem PLC dimana requirement-nya mengacu pada API RP 554 tentang Process Instrumentation & Control edisi September 1995.

Di sana tercantum bahwa pada diskrit input modul, sinyal input harus dikondisikan dengan ‘low pass filter’. Setelah saya berdiskusi dengan beberapa vendor PLC, tidak satupun yang bisa memastikan bahwa produk diskrit input modul mereka memiliki ‘low pass filter’.

Sebenarnya apakah yang dimaksud ‘low pass filter’ dalam standard tersebut (API RP 554)? Apakah mengacu pada rangkaian elektronik low pass filter ataukah suatu mekanisme lain yang berfungsi sebagai ‘low pass filter’? Mohon pencerahannya.

Tanggapan 1 – febri wardana

Pak Sebastian,

Sekadar share saja, kalau merujuk ke document AB : Publication 1756-UM058C-EN-P – March 2001, page 144 menggambarkan rangkaian sederhana dari module diskrit input tiap channel sbb :

In0———Resistor——Resistor——————————————-

| | Photo Diode

Capacitor Resistor (dstnya)

| |

Gnd0——diode———————————————————-

Apakah ini berarti sudah ada low pass filter ? Kemudian di AB juga ada time delay configurable utk menambah delay scan time selain dari program/tasknya sendiri.

Tanggapan 2 – andri ansyah

Dear all,

Kalo dari fungsinya Resistor dan capacitor yang di paralel itu sebagai low pass filter, mungkin ada yg mengkoreksi atau menambahkan..?

Tanggapan 3 – Waskita Indrasutanta

Sebastian dan rekan-rekan,

‘Low pass filter’ pada rangkaian discrete input (DI) diperlukan karena seringnya terjadi ‘ringing’ akibat unmatched impedance dari field wiring sampai kedua ujung DI dan field switch terminals, sehingga timbul signal reflection. Dalam hal ini, low pass filter berfungsi untuk membuang ‘ringing’ dari discrete signal sebenarnya.

Pada umumnya DI circuit sudah dilengkapi dengan low pass filter dan umumnya dengan fixed low pass frequency (ada yang membuat dengan adjustable frequency), akan tetapi karena kebutuhan beberapa aplikasi proses yang membutuhkan response time cepat, low pass frequency dibuat cukup tinggi agar fast respond time bisa tercapai. Akibatnya, apabila ringing frequency berada dibawah low pass frequency, masih bisa lolos dan ditangkap oleh DI sebagai beberapa kali open/close.

Apabila setiap perubahan status dari DI diterima sebagai beberapa kali open/close (atau terjadi ringing), bisa diatasi dengan beberapa cara:

1. Menambah low pass filter dengan rangkaian RC (Resistor dan Capacitor) sebagai signal conditioner, atau

2. Mengkonfigurasikan ‘ON/OFF Delay Timer’ (untuk aplikasi normally OPEN/CLOSE respectively) pada ladder untuk DI yang terjadi ringing.
‘ON Delay Timer’ adalah Timer Block yang baru memberikan output ON setelah status ON berlangsung selama ‘timer setting’; demikian pula berlaku sebaliknya untuk ‘OFF Delay Timer’ Block. Cara #2 lebih umum dilakukan karena delay time adalah adjustable (melalui konfigurasi) dan tidak perlu menambah komponen.

ON/OFF Delay Timer ini juga sering digunakan untuk men-supress Alarm yang hanya terjadi sebentar dan secara proses masih dianggap aman. Misalnya kalau alarm condition yang terjadi kurang dari 5 second tidak perlu di-alert, maka dipasangkan ON/OFF Delay Timer dengan setting 5 seconds.

Untuk kedua cara diatas, respond time requirements dari proses perlu diperhatikan. Apabila dengan menambahkan kedua hal diatas menyebabkan respond time requirement tidak terpenuhi, tepaksa harus menggunakan matched impedance wiring agar tidak terjadi reflection.

Tanggapan 4 – Muhammad Padli

Terima kasih atas penjelasannya Pak…

Maksud Bapak dengan ‘…low pass frequency dibuat cukup tinggi agar fast respond time bisa tercapai…’ maksudnya apa pak ya? Apakah maksudnya Fc diset lebih besar ?

Sepanjang yang saya ketahui DI yang hanya mengenal dua keadaan ON/OFF bekerja berdasarkan perbedaan voltage. Dalam sistem yang umum.. 0 volt / 220 volt… atau 0 volt / 24 vdc. Saya belum mengerti keterkaitannya dengan frequency signal. Jika yang dibahas adalah Analog Input (AI).. saya sangat bisa memahami karena range-nya yang sangat lebar. Mohon penjelasannya.

Tanggapan 5 – Waskita Indrasutanta

Low pass frequency adalah frequency dari signal dimana amplitude mendapat redaman sebesar 6dB oleh low pass filter. Contoh: Low pass filter dengan redaman 6dB/octave dan low pass frequency 1KHz, mendapat redaman sebesar 6dB pada 1KHz, 12dB pada 2KHz dst. Satuan dB dinyatakan sebagai 20 X Log(Vo/Vi), jadi gain -6dB adalah sekitar 1/2 = 0.5

Seandainya sebuah DI 24VDC dengan low pass filter (6dB/octave dan low pass frequency 1KHz) dan ON State voltage 12VDC, maka respond time akan berada diatas 1 msec (1/1000Hz).

Benar bahwa secara ideal DI hanya mempunyai ON State (logical 1) dan OFF State (logical 0), tetapi pada kenyataanya (apalagi dengan low pass filter) signal tidak sesaat itu juga berubah dari ‘0’ ke ‘1’ (atau sebaliknya), melainkan berubah menurut bentuk exponential atau dengan perkataan lain ada jeda waktu untuk mencapai ‘ON State voltage’ (atau sebaliknya ‘OFF State voltage) dari DI. Umumnya ON State voltage berada dibawah Vs (Voltage source) dan diatas ‘OFF State voltage’; sedangkan ‘OFF State voltage’ berada diatas nol dan dibawah ‘ON Stage voltage’.

Tanggapan 6 – andi_jkt_75 Jakarta

Mas Padli,

Disebabkan mode operasi yang dikehendaki adalah digital (on-off), oleh sebab itu input yang berulang (higher frequency) yang bisa disebabkan oleh sinyal noise (dari sumber tegangan yang tidak ideal misalnya) atau pun memang inputnya berubah berulang-ulang dengan cepat (misalnya terjadi osilasi), harus difilter (tidak perlu direspon oleh PLC). Jadi input-input yang berulang (‘higer frequency’) tersebut tidak dilewatkan atau difilter dengan memasang low pass filter. Masalahnya dengan memasang filter tersebut akan muncul delay untuk input normal (on-off). Sehingga time constant dari filter R-C (yang terkait dengan cut-off frequency) harus dipertimbangkan agar selain melakukan filtering, juga tidak menimbulkan delay yang terlalu besar.