Sensor suhu yang lazim digunakan pada control dua posisi adalah bimetallic strip, mercury switch, dan bulb-and-capillary atau remote bulb sensor. Sensor humiditas yang digunakan pada control elektrik beroperasi secara mekanik menggunakan bahan higroskospis seperti rambut kuda atau pita nilon yang akan berubah panjangnya bila kandungan uap air berubah. Electric differential pressure sensor lazimnya menggunakan bourdon tube atau teknologi diafragma untuk mengoperasikan kontak yang digunakan pada system dua posisi, dan floating control. Kontrol elektrik seringkali digunakan untuk control modulasi tekanan, karena tekanan merupakan variable yang berubah cepat dan biasanya memerlukan sinyal fast-acting. Demikian juga flow status sensor biasanya merupakan sakelar dua posisi.

Gambar 1.18 Bimetal Strip Switch

Gambar 1.18 memperlihatkan tipikal sakelar otomatis dengan bimetal strip. Bimetal strip terdiri dari dua jenis logam yang mempunyai muai panjang berbeda, sehingga ketika suhu naik maka bimetal strip akan melengkung.

Gambar 1.19 Mercury switch

Gambar 1.19 memperlihatkan tipikal sakelar otomatis dengan tabung mercury. Mercury switch terdiri dari tabung yang berisi zat mercury yang diikat dengan spiral bimetal ditengah sehingga dapat bergerak bebas mengikuti gerakan spiral bimetal. Pada salah satu sisi tabung dipasang dua konduktor sebagai sakelar ketika terkena zat mercury.

Gambar 1.20 memperlihatkan tipikal thermoswitch yang terdiri dari bulb yang berisi gas, membran yang bergerak bebas karena pengaruh tekanan dari pegas dan tekanan bulb, kontak sakelar yang dioperasikan oleh gerakan membran. Ketika suhu bulb masih rendah konatk sakelar menutup karena tekanan pegas, ketika suhu bulb naik, maka gas akan menekan membrane sehingga akan membuka kontak sakelar.

Gambar 1.20 Bulb & Capillary switch

Kontrol elektrik yang diterapkan pada sistem refrigerasi dan tata udara adalah kontrol dua posisi, yang menggunakan thermostat, humidistat, atau pressurestat, di mana variable terkontrol dideteksi dan dibandingkan dengan set point untuk mengaktifkan kontak sakelar. Gambar 1.21 memperlihatkan diagram ladder untuk mengontrol sistem pemanas ruang.

Gambar 1.21 memperlihatkan contoh bagaimana mendisain kontrol Dua-posisi dan kontrol modulasi yang sederhana. Pada baris jaringan pertama, sebuah cooling thermostat (kontak thermostat akan menutup jika suhu naik di atas set point) dipasang untuk mengontrol motor fan atau koil starter. Koil Starter adalah koil solenoid dari suatu kontaktor. Koil Starter digunakan pada sistem kontrol ini jika daya motor lebih dari ½ HP. Jika kontak thermostat menutup karena mendeteksi adanya keanikan suhu di atas set point, maka fan atau starter coil mendapat catu tegangan dari thermostat maka motor fan akan beroperasi. Jika suhu turun kembali di bawah set point maka kontak thermostat terbuka dan motor fan berhenti beroperasi.

Gambar 1.21 Sistem Pemanasan Ruang Sederhana

Pada garis network kedua, sebuah floating controller digunakan untuk mengontrol sebuah penggerak damper atau penggerak katub (valve actuator). Jika floating controller mendeteksi nilai variable terkontrol di atas nilai set point, maka upper contact menutup sehingga akan membuka (open) damper atau katub. Aktuator penggerak damper atau katub akan membuka dan menutup secara penuh pada panjang langkah tertentu, biasanya memerlukan waktu 10 hingga 90 detik. Jika variable terkontrol di bawah set point, maka lower contact menutup, menggerakkan damper atau katub untuk ke posisi tertutup (closed). Jika variable terkontrol berada dalam rentang differential dari controller-nya, maka kontak floating controller akan berada pada posisi netral, sehingga damper atau katub tetap berada pada posisi terakhir.

Air conditioner jenis paket produksi lama biasanya menggunakan system control berbasis elektromekanik, tetapi saat ini beberapa unit baru telah menggunakan system kontrol elektronik (analog electronic control) atau digital control. Dalam banyak kasus, peralatan tersebut menggunakan system kontrol dua posisi atau step control logic karena sumber pendinginan (cooling source) dan sumber pemanasan (heating source) lazimnya diaktifkan secara On/Off. Misalnya, katub gas pada furnace atau kompresor pada unit ekspansi langsung (direct expansion cooling). Jika yang diperlukan hanya dua posisi logika, maka pengontrolan yang diterapkan berbasis waktu dan sakelar`thermal (thermostat). Beberapa produk baru telah dilengkapi dengan modulating thermostat, built-in humidity control, dan modulating control dengan Variable frequency drive (VFD) dan atau reheat control.

Gambar 1.22 Unit Paket dengan Electric Control

Tipikal kontrol elektromekanik yang diterapkan pada unit tata udara jenis paket (packaged air conditioner) dengan dua step control, yaitu cooling action dan heating action, diperlihatkan dalam Gambar 1.22. Terlihat dalam gambar, adanya heat anticipator (HA) dan cool anticipator (CA) dalam bentuk sebuah resistan dari elemen pemanas yang dihubungkan secara seri, sehingga ia hanya bekerja sesuai proses yang sedang berlangsung apakah cooling action atau heating action. Cooling anticipation resistor terhubung seri sehingga ia hanya aktif (on) pada saat cooling stage off, dan proses yang berlansung adalah proses pendinginan (cooling action). Coling resistor berdampak pada operasi thermostat sehingga dapat bekerja lebih cepat. Dalam hal ini, anticipation heater resistor mematikan proses heating lebih cepat sedang cooling anticipator resistor mematikan proses cooling lebih cepat.

Step control dilaksanakan dengan menggunakan multi-stage controller, biasanya diterapkan dengan menggunakan two-position controller secara seri dengan sensor yang sama. Biasanya jumlah stepping dapat dua atau tiga step. Bila diperlukan lebih banyak step (misalnya pada kasus pengontrolan multi-step refrigeration compressor), biasanya menggunakan stepping switch, seperti diperlihatkan dalam Gambar 1.23. Stepping switch terdiri dari sekelompok cam penggerak kontak sakelar yang disusun sedemikian sehingga operasi setiap cam berurutan tergantung pergerakan stepping switch. Camshaft digerakkan oleh motor, yang dikontrol oleh modulating controller. Sehingga, stepping switch mengubah modulating controller menjadi step controller. Pengaturan Angular posisi cam memungkinkan unit ini menutup kontak sekali kejadian pada setiap waktu tertentu, sehingga operasi penutupan kontak berlangsung secara berurutan dengan jeda waktu tertentu.

Gambar 1.23Stepping switch