7/22/2019 55158425-inverter

1/24

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 INVERTER

KualitasInvertermerupakan penentu dari kualitas daya yang dihasilkan oleh

suatu sistem. Inverter berfungsi merubah tegangan DC baterai atau rangkaian

rectifier-charger menjadi tegangan AC, sinyal atau gelombang output berbentuk

kotak setelah melalui pembentukan gelombang dan rangkaianfilter. Tegangan output

yang dihasilkan harus stabil baik amplitudo tegangan maupun frekuensinya.

Inverteryang digunakan secara umum ada dua macam yaitu :

1. Inverterdengan frekuensi dengan tegangan konstan atau CVCF (Constant

Voltage Constant Frequency). Pada umumnya Inverter ini digunakan

untuk peralatan-peralatan elektronika atau peralatan listrik satu fasa.

2. Inverter dengan frekuensi dan tegangan berubah-ubah. Pada umumnya

Inverterini digunakan pada pemakaian khusus seperti pada motor listrik

tiga fasa dengan sumber tegangan DC.

Inverter satu fasa segi empat adalah suatu Inverter yang bentuk sinyal atau

gelombang keluarannya adalah segi empat (kotak).Invertersatu fasa ada 2 jenis yaitu

Inverter segi empat setengah jembatan (Inverter setengah gelombang) dan Inverter

segi empat jembatan penuh (Invertergelombang penuh).

2.1.1Rangkaian InverterSetengah Gelombang

Inverter setengah gelombang dapat dijelaskan melalui gambar 2.1 di bawah

ini:

7/22/2019 55158425-inverter

2/24

5

Gambar 2. 1 : (a) InverterSetengah Jembatan Satu Fasa (b) Grafik tegangan

(Samson DMS,2005)

Saklar S1 dan S2 ON-OFF bekerja secara bergantian. Pada saat S1 ON arus

mengalir dari E/2 (+) S1 beban B-A E/2 (-), sedangkan S2 dalam keadaan

terbuka. Pada waktu S2 ON sedangkan S1 terbuka, maka arus dari E/2 (+) beban A-

B S2 E/2 (-). Dengan demikian dalam satu periode ini beban merasakan adanya

arus yang mengalir dalam dua arah (bolak-balik). Di mana pada gambar 2.1 (b) dapat

dilihat bentuk grafik tegangan beban A-B.Besarnya tegangan pada beban adalah :

Veff2

=T

1 dtV

2

=T

12

0

)2/(E2dt

Veff2

=2

1(E/2)

2(2 )

Veff2 = E/22

Jadi :

Veff = E/2 .........................................................................(2.1)

V

t

E

2

E

2S1 ON S2 ON

(b)

Ket :

S1 = SaklarSS2 = Saklar

7/22/2019 55158425-inverter

3/24

6

Jika saklar S1 dan S2 diganti dengan suatu saklar elektronik yang dapat

memenuhi kriteria di atas, minsalnya dengan dua buah Mosfet. Maka rangkaian

Invertersegi empat setengah jembatan dapat dilihat pada gambar 2.2 sebagai berikut :

Gambar 2.2 InverterSegi Empat Setengah Jembatan dengan Menggunakan

Saklar Elektronik (Samson DMS,2005)

2.1.2 Rangkaian InverterGelombang Penuh

Rangkaian Inverterjembatan gelombang penuh satu fasa dapat dijelaskan

melalui gambar 2.3 berikut ini :

Gambar 2.3 (a) Rangkaian InverterSegi Empat Jembatan Penuh

(b) Grafik Gelombang Keluaran(Samson DMS,2005)

V

t

E

-E

S1, S2 ON S3, S4 ON

S1-S4 = Saklar

7/22/2019 55158425-inverter

4/24

7

Prinsip kerja dari Inverter segi empat jembatan penuh ini adalah sebagai

berikut :

Pada saat S1, S2 ON dan S3, S4 OFF, maka arus akan mengalir dari sumber

tegangan E (+) S1 - beban S2 E(-). Pada saat saklar S3, S4 ON dan S1, S2 OFF,

maka arus akan mengalir dari sumber tegangan E(+) S3 beban S4 E(-).

Dengan demikian untuk satu perioda ini beban dialiri arus dalam dua arah (arus

bolak-balik).

Jika saklar S1, S2, S3 dan S4 diganti dengan komponen (saklar) elektronik

yang memenuhi kriteria di atas, misalnya sebuah transistor, maka Invertersegi empat

jembatan penuh dapat dilihat pada gambar 2.4 berikut :

E

- +

Beban

Q2

Q4

Q1

Q3-

+

Gambar 2. 4 Rangkaian InverterSegi Empat Jembatan Penuh Menggunakan

Saklar Elektronik(Samson DMS,2005)

Dapat di buat rumus sebagai berikut:

Veff2

=T

1dttV

2

0

2)(

= T

1

0E2 dt + dtE

2

0

2

= 21

ET

+ E2, 2 2E

7/22/2019 55158425-inverter

5/24

8

=

2

2 2E

= E2

Veff2

= E2

Jadi :

Veff = E............................................................................. (2.2)

2.2 PENYEARAH (RECTIFIER)

Penyearah adalah alat yang digunakan untuk mengubah sumber arus bolak-

balik (AC) menjadi sinyal sumber arus searah (DC). Umumnya penyearah digunakan

untuk mengisi baterai yang mendapat suplai tegangan AC dari PLN. Rangkaian

penyearah banyak menggunakan transformator step down yang digunakan untuk

menurunkan tegangan sesuai dengan ouput yang diinginkan.

Penyearah dibedakan menjadi 2 jenis, penyearah setengah gelombang dan

penyearah gelombang penuh. Adapun penyearah yang digunakan dalam perancangan

tugas akhir ini adalah penyearah gelombang penuh jembatan dioda.

Gambar 2.5 memperlihatkan bentuk rangkaian dari penyearah gelombang

penuh. Dimana pada saat terinal A dari transformator positif arus menuju dioda D2,

beban dan dioda D3 untuk setengah gelombang pertama selanjutnya untuk setengah

gelombang berikutnya terminal B akan positif sehingga arus mengalir melalui dioda

D4, beban dan D1.

AC

T1

A

B

D1 D2

D3 D4

Beban

Gambar 2.5 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Jembatan

7/22/2019 55158425-inverter

6/24

9

2

a. Gelombang tegangan Input

2

b. Gelombang Tegangan Output

Gambar 2.6 Bentuk Gelombang Penyearah Gelombang Penuh Jembatan

Untuk penyearah gelombang penuh, tegangan arus searah yang dihasilkan :

VmVdc

2

... (2.3)

Arus searah yang dihasilkan :

Tegangan efektifnya :

2

VmVrms ... (2.4)

7/22/2019 55158425-inverter

7/24

10

Dan arus efektifnya :

2

ImIrms ... (2.5)

2.3 MOSFET

Metal Oxida Semiconductor Field effect Transistor atau MOSFET memiliki

sebuah sumber, gerbang dan saluran. Akan tetapi gerbang diisolasi oleh saluran. Oleh

karena itu arus gerbang lebih kecil dari pada JFET. MOSFET kadang-kadang disebut

IGFET, yang merupakan kepanjangan dari insulated gate FET.

Ada dua jenis MOSFET yaitu :

a. Depletion enhanchement MOSFET (DE MOSFET)

b. Enhanchement MOSFET (E MOSFET)

Di luar pengaplikasiannya DE MOSFET jarang digunakan, yang sering

digunakan adalah E MOSFET, secara luas digunakan dalam kedua macam rangkaian

baik diskret maupun terpadu. Dalam rangkaian diskret, kegunaan utamanya adalah

pensaklaran daya, yang mengubah arus besar menjadi hidup dan mati. Dalam

rangkaian terpadu, kegunaannya adalah dalam pensaklaran digital proses dasar di

belakang komputer modern. DE MOSFET adalah semacam MOSFET yang dapat

beroperasi dengan depletion action (aksi pengosongan) dan enhanchement action

(aksi peningkatan). E MOSFET adalah semacam MOSFET yang beroperasi dengan

enhanchement action (aksi peningkatan) saja. Sesuai dengan kanalnya DE MOSFET

dapat dibedakan menjadi DE MOSFET kanal P dan kanal N, begitu juga dengan

E MOSFET kanal P dan kanal N.

7/22/2019 55158425-inverter

8/24

11

2.3.1 Cara Kerja DE MOSFET dan E MOSFET

Gambar 2.7 Rangkaian kerja DE MOSFET ( Malvino, 2003)

Merupakan rangkaian kerja DE MOSFET kanal N, dengan tegangan positif

maupun negatif yang diberikan pada gate tidak akan menyebabkan adalah metal

oxida antara gate dan saluran. Bila gate diberi tegangan negatif, maka muatan negatif

pada gate ini akan menolak elektron-elektron yang ada pada saluran, sehingga arus

drain ID akan berkurang. Pada tegangan gate tertentu, semua elektron bebas pada

saluran akan terusir, sehingga menyebabkan tidak mengalirnya arus drain ID. Karena

itu operasi tegangan gate negatif disebut depletion action (aksi pengosongan). Bila

gate diberi tegangan positif, maka muatan positif ini akan menarik eklekron-elektron

bebas pada saluran antara gate dan substrat. Hal ini akan meningkatkan arus drain ID,

karena itu operasi ini dinamakan enhanchement action (aksi peningkatan). Karena itu

MOSFET ini dapat beroperasi dengan depletion action dan enhanchement action,

maka MOSFET ini dikatakan DE MOSFET (Depletion EnhanchementMOSFET).

Gambar 2.8 Rangkaian kerja E MOSFET ( Malvino 2003)

7/22/2019 55158425-inverter

9/24

12

Cara kerja rangkaian E MOSFET adalah Substrat (St) menutup seluruh

jalan (saluran) antara Source (S) dan Drain (D). E MOSFET ini adalah sejenis

MOSFET yang hanya berkerja dengan aksi peningkatan saja. Pada saat VGS = nol,

tidak ada drain ID yang mengalir walaupun VDD ada tegangannya, karena bahan P

tidak mempunyai pembawah muatan. Apabilah gate diberi tegangan positif yang

cukup besar, maka akan mengalirlah arus drain ID. Bila gate mendapat tegangan

positif maka akan terinduksi yang ada pada bahan P tersebut. Selanjutnya bila

tegangan positif pada gate dinaikkan hingga mencapai suatu harga tertentu, maka

elektron-elektron bebas akan membentuk lapisan tipis yang berfungsi sebagai

pembawa muatan yang mengakibatkan arus drain ID naik.

2.3.2 Drain-Source dalam Hambatan

Ketika E-MOSFET dibiaskan di daerah ohmic, E-MOSFET sama dengan

hambatan RDS(on). Hampir semua lembar data akan menampilkan nilai dari hambatan

ini pada arus saluran dan tegangan gate-source spesifik. Gambar 2.8 menunjukkan

ide ini. Ada titik Qtest pada daerah ohmic kurva VGS= VGS(on). Pabrik mengukur ID(on)

dan VDS(on)pada titik Qtes. Dari sini, pabrik menghitung nilai RDS(on) menggunakan

definisi berikut:

)(

)(

onD

onDS

DSI

VR ..............................................................................(2.21)

Gambar 2.9 Pengukuran RDS(on) (Malvino2003)

7/22/2019 55158425-inverter

10/24

13

Tabel 2.1 E-MOSFET sinyal kecil (Malvino2003)

Peranti VGS(th)V VGS(on)V ID(on) RDS(ON) ID(max) PD(max)

VN2406L 1,5 2,5 100mA 10 200mA 350mW

BS107 1,75 2,6 20mA 28 250mA 350mW

2N7000 2 4,5 75mA 6 200mA 350mW

VN10LM 2,5 5 200mA 7,5 300mA 1W

MPF930 2,5 10 1A 0,9 2A 1W

IRFD120 3 10 600mA 0,3 1,3A 1W

2.3.3 Pembiasan di Daerah Ohmic

Dalam Gambar 2.29 a, arus jenuh saluran pada rangkaian adalah:

D

DDsatD

R

VI )( ............................................................................(2.22)

Dan tegangan cut off saluran adalah VDD. Gambar 2.90b menunjukan garis

beban DC di antara arus jenuh ID(sat) dan tegangan cut off VDD. Ketika VGS = 0, titik

Q berada pada batas bahwa dari garis beban DC. Ketika VGS = VGS(on), titik Q pada

batas atas dari garis baban. Ketika Q berada di bawah titik Qtest, seperti ditunjukkan

Gambar 2.29b, alat dibiaskan di daerah ohmic. Dengan cara lain, E-MOSFET

dibiaskan di daerah ohmic ketika memenuhi persyaratan:

)()( onDsatD II ketika )(onGSGS VV ........................................(2.23)

(a) (b)

Gambar 2.10 ID(sat) lebihkecil ID(on) dengan VGS = VGS(on) memastikan kejenuhan.

(Malvino2003)

7/22/2019 55158425-inverter

11/24

14

Persamaan ini memberikan kita tahu apakah E-MOSFET sedang beroperasi

di daerah aktif atau daerah ohmic. Melihat rangkaian E-MOSFET, ketika dapat

menghitung ID(sat). jika ID(sat) lebih kecil dari ID(on) ketika VGS = VGS(on), kita

akan mengetahui bahwa alat dibiaskan di daerah ohmic dan ini sama dengan

hambatan kecil.

2.4 SILICON CONTROLLED RECTIFIER ( SCR )

Silicon Controlled Rectifier disingkat SCR komponen yang tersusun dari

empat lapis bahan semi konduktor (Four Layers Diode). SCR termasuk dalam

keluarga thyristor (Thyratron-Transistor), bahan dasar thyristor ini adalah dari silicon

dengan pertimbangan jauh lebih tahan panas dibandingkan dengan bahan germanium.

Thyristor banyak digunakan sebagai alat pengendali tegangan atau daya yang tinggi

dengan kemampuan yang tinggi. SCR mempunyai tiga buah elektroda, yaitu Anoda,

Katoda danGate dimana anoda berpolaritas positif dan kathoda berpolaritas negatif

sebagai layaknya sebuah dioda penyearah (rectifier). Kaki Gate juga berpolaritas

positip.

Konstruksi dasar dan simbolnya digambarkan seperti gambar 2.6 berikut,

Gambar 2.11 Kontruksi dasar dan Simbol SCR

7/22/2019 55158425-inverter

12/24

15

Karakteristik V I SCR :

SCR dapat mengalirkan arus hanya pada satu arah yakni jika VA > VK serta

bisa diatur sudut penyalaannya dengan mengatur tegangan gatenya.

Gambar 2.12 Karakteristik V I SCR

Pada daerah pemblokiran maju, bila tegangan maju ditambah maka arus bocor

hamper tidak berubah hingga pelipat gandaan pembawa muatan oleh adanya

breakdown avalanche setelah keadaan dilampaui arus di dalam SCR yang

mempunyai nilai cukup besar hingga loop gain = 1, pada keadaan ini SCR

berkonduksi jika VA berada pada nilai tertentu, yang disebut arus bertahan (holding

current). Bila arus anoda turun di bawah nilai arus bertahan SCR akan kembali pada

pemblokiran maju.

Pada keadaan pemblokiran mundur SCR berprilaku seperti dua dioda

dipasang seri (terpanjar mundur).

Pada keadaan VA > VK penambahan harga IG akan memperkecil daerah

pemblokiran, untuk IG yang cukup besar bisa mengakibatkan SCR berperilaku seperti

dioda terpanjar maju.

7/22/2019 55158425-inverter

13/24

16

2.5 TRANSFORMATOR

Transformator adalah suatu alat yang dapat mengubah nilai tegangan AC

selain itu transformator juga dapat menaikan dan menurunkan tegangan AC menurut

output yang diperlukan oleh pencatu daya. Transformator bekerja berdasarkan prinsip

induksi. Sebuah transformator terdiri atas dua kumparan kawat yang terisolasi yang

dililitkan mengelilingi kepingan-kepingan inti besi lunak. Kumparan input disebut

kumparan primer sedangkan kumparan output disebut kumparan sekunder. Tegangan

bolak-balik dihubungkan pada input dari kumparan primer. Tegangan output yang

dibutuhkan muncul pada ujung-ujung kumparan sekunder. Pada transformator ideal

daya pada sisi primer dan sekunder adalah sama.

P2

= P1

............................................................................... ................ (2.6)

Atau

V2I2 = V1I1 .......................................................................................... (2.7)

Kita dapat menyusun kembali persamaan tersebut

1

2

2

1

V

V

I

I ..............................................................................................(2.8)

Tetapi persamaan 2.8 mengakibatkan V2/V1 =N2/N1 sehingga

1

2

2

1

NN

II ......................................................................................... .....(2.9)

Efesiensi Transformator

Efesiensi dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara daya keluaran

(output) dengan daya masukan (input).

%100_

_x

masukanDaya

KeluaranDaya .. ................................................ .(2.10)

Dalam masukan ialah daya keluaran + rugi-rugi

Pin = Pout + P rugi........................................................................ .(2.11)

Atau: Pout = Pin+ P rugi......................................................................... .(2.12)

7/22/2019 55158425-inverter

14/24

17

Jadiin

rugiin

P

PP x 100%................................................................................. (2.13)

Adapun Kontruksi dan simbol dari transformator ditunjukkan pada gambar 2.12

dibawah ini :

(a)

(b)

Gambar 2.13 (a) Kontruksi dan (b) Simbol Transformator.

Bila kawat pada kumparan sekunder lebih banyak dari pada kumparan primer,

maka tegangan output lebih besar dari pada tegangan input. Ini yang disebut

7/22/2019 55158425-inverter

15/24

18

transformator step-up atau penaik tegangan. Bila lilitan kawat pada kumparan primer

lebih banyak dari pada kumparan sekunder, maka tegangan output akan lebih kecil

dari pada tegangan input. Ini yang disebut dengan transformator step-down atau

penurun tegangan.

2.6 BATERAI

2.6.1 Pengertian Baterai

Baterai adalah salah satu alat yang mampu mengubah energi kimia yang

terdapat didalam bahan aktifnya secara langsung, menjadi energi listrik dengan jalan

reaksi elektro kimia. saat beterai digunakan maka energi kimia tersebut diubah

menjadi energi listrik. Baterai yang digunakan sebagai sumber tenaga utama tegangan

DC mempunyai tegangan sebesar 12 VDC. Adapun simbol baterai ditunjukkan pada

gambar 2.13 dibawah ini :

Gambar 2.14 Simbol Baterai

Kapasitas baterai menyatakan berapa lama kemampuan untuk memberikan

aliran listrik pada tegangan tertentu yang dinyatakan dalam Ampere Hour (AH).

Kapasitas baterai tergantung pada jumlah rancangan dan ukuran sel, elekrolit dan cara

pengisian. Banyaknya energi yang dapat diberikan oleh setiap baterai yang terisi

penuh juga tergantung pada beberapa variable seperti laju pengosongan, temperature,

dan berat jenis elektrolit. Sebagai contoh untuk baterai dengan kapasitas arus 45

Ampere Hour (AH), maka baterai tersebut dapat mencatu erus 45 Ampere selama 1

jam atau 1 Ampere selama 45 jamAdapun kapsitas baterai dinyatakan sebagai berikut :

Q = I x t ........................................................................................ (2.13)

7/22/2019 55158425-inverter

16/24

19

Dimana :

Q = Kapasitas baterai dengan satuan AH.

I = Arus pengisian atau arus pemakaian dengan satuan Ampere.

t = waktu pengisian atau pemakaian dengan satuanHour.

Menurut penggunaan baterai terdiri dari 2 jenis yaitu :

1. Baterai Primer adalah baterai yang sangat sulit sekali bila dilakukan pengisian

kembali secara listrik,. oleh karena itu baterai ini hanya bias dipakai satu kali dan

tidak bias dipakai kembali. Banyak sekali diantara baterai-baterai primer ini yang

menggunakan elektrolit yang dipisahkan oleh absorbent atau bahan pemisah,

baterai ini dinamakan sel kering. Contoh dari baterai primer ini adalah baterai

alkaline, mercuri dan lainnya.

2. Baterai sekunder adalah baterai-baterai yang bisa dilakukan pengisian kembali

secara elektirk setelah baterai tersebut kosong. Penggunaan baterai sekunder ini

lebih ekonomis dan praktis, karena dapat dilakukan pengisian kembali seperti

semula. Cara pengisian baterai dilakukan dengan mengalirkan arus DC ke baterai

tersebut. Baterai jenis ini merupakan suatu alat yang bisa menyimpan energi

listrik dan dikenal dengan accumulator.

2.6.2 Accumulator

Accumulator adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses

elektrokimia yang revesibel (dapat berbalikan) dengan efisiensi yang tinggi. Yang

dimaksud dengan proses elektrokimia revesibel, adalah didalam baterai dapat

berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan),

dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia pengisian kembali dengan

cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus

listrik dalam arah ( polaritas ) yang berlawanan didalam sel.

Adapun konstruksi accumulator ditunjukkan oleh Gambar 2.15

7/22/2019 55158425-inverter

17/24

20

Gambar 2.15 Konstruksi akumulator

Bagian-bagian akumulator timah hitam dan fungsinya sebagai berikut :

1. Rangka, berfungsi sebagai rumah akumulator.

2. Kepala kutub positif, berfungsi sebagai terminal kutub positif.

3. Penghubung sel, berfungsi untuk menghubungkan sel-sel.

4. Tutup Ventilasi, berfungsi menutup lubang sel.

5. Penutup, berfungsi untuk menutup bagian atas akumulator.

6. Plat-plat, berfungsi sebagai bidang pereaktor.

7. Plat negatif, terbuat dari Pb, berfungsi sebagai bahan aktif akumulator.

8. Plat positif, terbuat dari PbO2, berfungsi sebagai bahan aktif akumulator.

9. Ruang sedimen, berfungsi untuk menampung kotoran.

10. Plastik pemisah, berfungsi untuk memisahkan plat positif dan negatif.

11. Sel-sel.

Tiap sel accumulator ini terdiri dari dua macam elektroda yang berlainan,

yaitu elektroda positif dan elektroda negative yang dicelupkan dalam suatu larutan

kimia.

Berikut prinsip kerja accumulator secara sederhana dapat dilihat pada gambar 2.16

dibawah ini :

7/22/2019 55158425-inverter

18/24

21

(a) (b)

Gambar 2.16 (a) Proses Pengosongan (Discharge); (b) Proses Pengisian (Charge)

a. Proses pengosongan (discharge) pada sel berlangsung menurut skema Gambar

2.15.(a). Bila sel dihubungkan dengan beban maka, elektron mengalir dari anoda

melalui beban ke katoda, kemudian ion-ion negatif mengalir ke anoda dan ion ion

positif mengalir ke katoda.

b. Pada proses pengisian (charge)menurut skema Gambar 2.15.(b) diatas adalah bila

sel dihubungkan dengan power supply maka elektroda positif menjadi anoda dan

elektroda negatif menjadi katoda dan proses kimia yang terjadi adalah sebagai

berikut:

1). Aliran elektron menjadi terbalik, mengalir dari anoda melalui power suplai

ke katoda.

2). Ion-ion negatif mengalir dari katoda ke anoda

3). Ion-ion positif mengalir dari anoda ke katoda

Jadi reaksi kimia pada saat pengisian (charging) adalah kebalikan dari saat

pengosongan (discharging)

7/22/2019 55158425-inverter

19/24

22

2.7 Metode Charge Discharge

Baterry (accumulator) merupakan salah satu komponen yang sangat penting

untuk memberikan suplai tenaga terutama pada sepeda motor listrik, untuk itu perlu

perhatian khusus agar penggunaan atau pemanfaatan baterai dapat secara maksimum.

Dengan teknik proses charge discharge maka sebuah baterai dapat dimanfaatkan

secara maksimum bahkan dengan teknik ini diperkirakan waktu operasi dari baterry

akan lebih lama.

Penelitian atau percobaan tentang charge discharge telah menghasilkan banyak

sekali metode yaitu antara lain:

Proses charge discharge dengan arus konstan Dari model ini didapat

kesimpulan bahwa proses charge discharge akan berakhir ketika waktu yangtelah diset terlampaui atau apabila kapasitas baterai (accumulator) yang

ditentukan telah terpenuhi.

Proses charge discharge dengan daya konstan Charge dengan daya konstan

dilakukan ketika tegangan naik dan arus turun, proses ini berakhir ketika set

time terpenuhi atau tegangan pada baterai terpenuhi. Sedangkan discharge

dengan daya konstan ketika tegangan baterai turun dan arus naik dan

dischargeberakhir saat set time terlampaui atau tegangan beban terpenuhi.

Proses charge dengan arus konstan ketika tegangan terminal lebih rendah dari

pada tegangan charge

Proses discharge dengan resistansi konstan ketika tegangan baterai turun dan

arus juga turun.

Untuk mengetahui waktu dalam proses pengisian accumulator, dapat

menggunakan perhitungan dibawah ini

- Lamanya pengisian Arus (fauzi, 2007)

Ta = Ah ...........................................................................(2.14)

A

Keterangan :

Ta = Lamanya pengisian arus (jam).

7/22/2019 55158425-inverter

20/24

23

Ah = Besarnya kapasitas accumulator(Ampere hours).

A = Besarnya arus pengisian ke accumulator(Ampere).

- Lama Pengisian Daya

Td = energiAh ..............................................................(2.15) energiA

keterangan :

Td = Lamanya pengisian energi (jam).

energi Ah = Besarnya energi yang didapat dari perkalian Ah dengan

besar teganganaccumulator(Watt hours).

energi A = Besarnya energi yang didapat dari perkalian A dengan

besar teganganaccumulator(VA)

2.8 RELAY

Relay merupakan piranti elektronik yang telah digunakan dalam penerapan

yang sangat luas. Relay adalah suatu elemen kontrol penting dalam beberapa aplikasi

pada industri. Pada pokoknya relay digunakan sebagai alat penghubung suatu

rangkaian. Fungsi relay adalah untuk memutuskan atau menghubungkan suatu kontak

elektronik. Relay terdiri dari atas dua bagian yaitu kontak dan koil. Kontak-kontak

pada relay digerakkan secara tidak langsung menggunakan prinsip konversi

elektromekanik, yakni dengan cara mengalirkan arus listrik pada bagian koilnya.

Bagian koil dapat dialiri arus searah ataupun arus bolak-balik, tergantung jenis relay

yang digunakan.

Relay pengendali elektronik mekanis rangkaian pengendali elektronik

mekanis atau dalam istilah asing sering disebut EMR (an electronic mecanical relay),

merupakan suatu saklar mekanis. Relay jenis ini berfungsi untuk menghubungkan

rangkaian beban ON atau OFF dengan memberi arus listrik pada bagian koilnya,

yang kemudian akan membuka atau menutup kontak pada rangkaian.

Relaybiasanya mempunyai suatu kumparan (koil) tetapi mempunyai beberapa

kontak, model sebuah relay dapat dilihat pada gambar 2.16.

7/22/2019 55158425-inverter

21/24

24

Gambar 2.17Relay elektromagnet dengan 1 kontak NO dan 1 kontak NC

Dari gambar 2.10. dapat dilihat bahwa relay ini berisi kontak diam dan kontak

bergerak. Kontak ditunjukkan denganNormally open (NO) dan normally Close (NC).

Jika bagian koil dari relay dialiri arus listrik maka kontak NO akan menutup

sedangkan kontak NC akan membuka, posisi kontak tersebut akan tetap selama arus

listrik tetap mengalir pada bagian koil. Kontak akan kembali ke posisi normalnya jika

arus listrik pada koil diputus.

2.9 DIODADioda adalah komponen elektronika yang bersifat setengah penghantar

(semikonduktor), berarti dioda hanya dapat mengalirkan arus listrik dari satu arah saja

dan menghentikan arus listrik dari arah yang berlawanan.

Dioda tersusun dari bahan semikonduktor tipe P dan semikonduktor tipe N.

Pada dioda itu bahan semikonduktor tipe P dinamakan anoda sedangkan bahan

semikonduktor tipe N dinamai dengan katoda. Simbol dioda dapat dilihat pada

gambar 2.17. sebagai berikut:

Gambar 2.18. Simbol dioda

Katoda

Anoda

7/22/2019 55158425-inverter

22/24

25

Jika anoda yang terdapat pada dioda dihubungkan dengan kutub positif

sumber arus, sedangkan katodanya dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus,

maka mengalirlah arus listrik dengan sempurna. Dapat dilihat pada gambar 2.18 a.

Jika anoda dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus sedangkan katodanya

dengan kutub positif, maka tidak ada arus yang mengalir atau arus mengalir sangat

lemah sekali. Dapat dilihat pada gambar 2.8 b.

(a) (b)

Gambar 2.19. (a). Dioda dengan tegangan maju,

(b). Dioda dengan tegangan mundur

2.9.1 Karakteristik Dioda

Didalam penggunaan dioda ada beberapa hal yang harus diingat yaitu jatuh

tegangan dalam arah maju, biasanya berharga kecil yaitu 0,7 V untuk dioda silikon

dan 0,3 V untuk diodagermanium. Jika tegangan dioda melebihi harga tersebut, arus

dioda akan bertambah dengan cepat.

Karakteristik dioda menunjukkan bahwa dioda menghantar dengan mudah

dalam arah maju dan bekerja sebagai penghantar buruk dalam arah sebaliknya, jadi

bila digunakan secara tepat suatu dioda akan bekerja sebagai penghantar searah. Hal

ini dapat dilihat pada karakteristik dioda dala gambar 2.19

P N

P N

7/22/2019 55158425-inverter

23/24

26

Gambar 2.20. Karakteristik Dioda

2.10 Light Emiting Dioda (LED)

Light Emiting Dioda (LED) adalah komponen yang dapat memancarkan

cahaya. LED merupakanproduk temuan lain setelah dioda dan strukturnya sama

dengan dioda. Bahan dasar yang digunakan dalam pembuatan LED adalah bahan

Galium Arsenida (GaAs) atau Galium Arsenida Phospida (GaAsP) atau juga Galium

Phospida (GaP), bahan-bahan ini memancarkan cahaya dengan warna yang berbeda-

beda. Bahan GaAs memancarkan cahaya infra-merah, Bahan GaAsP memancarkan

cahaya merah atau kuning, sedangkan bahan GaP memancarkan cahaya merah atau

hijau. Bentuk fisik dan Simbol dioda LED ini ditunjukkan pada gambar 2.20 di

bawah ini :

Gambar 2.21 Bentuk fisik dan Simbol LED

80

60

40

20

0,2

0,3

0,4

0,5

0,3 0,72550

V (Volt)

I (Ampere)

G S

Reverse

7/22/2019 55158425-inverter

24/24

27

Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus

maksimum, dan dayanya. Cashingdan bentuk fisik LED juga bermacam-macam ada

yang bulat, persegi empat dan juga lonjong.

2.11 Dioda Zener

Dioda zener adalah dioda yang dirancang khusus untuk beroperasi pada

tagangan mundur. bentuknya sama dengan dioda biasa. Sifat dioda zener sama

dengan dioda biasa, hanya saja dioda zener dapat menghantar walau dalam keadaan

bias mundur yang rendah. Simbol dioda zener ditunjukkan pada gambar 2.21

dibawah ini :

Gambar 2.22 Simbol Dioda Zener

Prinsip kerja doida zener yaitu dioda akan menghantar apabila tegangan

sebesar tegangan tembusnya telah tercapai atau lebih. tetapi akam menyumbat bila

tegangan kurang dari tegangan tembusnya.