KEGIATAN BELAJAR 1

PENGENDALI PERMUKAAN AIR(WATER LEVEL CONTROL)

Lembar InformasiPada lembar kegiatan belajar 1 ini, akan dilakukan

percobaan/praktikum pengendali tinggi permukaan air, yang terdiridari rangkaian pengendali tinggi permukaan air dan sensor.

Pengendali permukaan air (water level control) adalah suatu

piranti listrik yang berguna sebagai pengatur tinggi rendahnya

permukaan air. Alat ini menggunakan komponen elektronika daya

SCR dan transistor, serta dilengkapi dengan tiga buah elektroda

yang berfungsi sebagai sensor untuk tinggi rendahnya permukaan

air. Dengan tiga sensor elektroda tersebut maka motor listrik akan

1

M

Water

bekerja pada saat kondisi permukaan air minimum (rendah) dan

maksimum (tinggi) secara otomatis.

Gambar 1. Rangkaian Pengendali Permukaan Air

Peralatan ini relatif aman karena hanya menggunakan

tegangan arus searah (DC) 12 volt, dan memerlukan arus listrik

yang relatif kecil. Peralatan ini cocok digunakan sebagai level control

pada bak penampungan air pada rumah tangga, karena air

merupakan penghantar listrik yang mempunyai tahanan 98 kilo

ohm.

Percobaan dilakukan dengan cara mengukur arus dantegangan pada rangkaian pengendali permukaan, yaitu pada kaki-kaki transistor dan SCR sesuai dengan Tabel yang telah disediakan.

Lembar KerjaAlat dan bahan :

1. Resistor 1 K ohm 1 buah

2

2. Transistor BC 547.. 2 buah

3. SCR SS3288.. 1 buah

4. Relay 12 volt.... 1 buah

5. Dioda 1N 4001... 4 buah

6. Motor pompa listrik 125 W/220 V 1 buah

7. Multimeter/VTVM.1 buah

8. Fuse 2 ampere 1 buah

9. Sumber tegangan DC 12 volt...1 buah

10. Transformator 220/12 V 500mA.1 buah

11. Plat sebagai elektroda... .secukupnya

12. Kabel penghubung dan air .secukupnya

Kesehatan dan Keselamatan Kerja :1. Gunakan pakaian praktik !.

2. Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar

kegiatan belajar !.

3. Jangan memberikan tegangan pada rangkaian melebihi batas

yang ditentukan n!.

4. Hati-hati dalam melakukan praktik.

Langkah Kerja1. Siapkanlah alat dan bahan yang digunakan untuk percobaan

ini !.

2. Periksalah rangkaian pengatur permukaan air sekali lagi,

pastikan tidak ada komponen yang hubung singkat !.

3. Rangkailah skema seperti dalam Gambar 1 dengan benar,

tanpa menghubungkan dengan sumber tegangan baik DC

maupun AC terlebih dahulu !.

3

4. Cek/ukurlah dahulu sumber tegangan DC 12 volt dan AC 220

volt, kemudian tes dengan voltmeter Q1 dan Q2 dan SCR

masih baik atau tidak !.

5. Tuangkan air ke dalam tangki hingga menyentuh sensor S3.

Jika motor listrik ON berarti rangkaian ini baik dan berarti pula

Q2 ON, apabila sebaliknya cek kembali rangkaian pada kaki-

kaki transistor dan SCR !.

6. Lakukan pengukuran-pengukuran untuk Q2 ON, SCR OFF,

dan Q1 OFF seperti Tabel 1 dan 2 berikut !.

Tabel 1. Pengisian Bak Air Sampai dengan S3 Besaran

Komponen

VCE

(V)

VEB

(V)

VRE

(V)

Ic1(Ma)

Ib(mA)

Ic2(mA)

Kondisi

(ON/OFF)

Q1 Q2

Tabel 2. Pengaruh SCR Pada Pengisian Bak Air Sampai dengan

S3 Besaran

Komponen

VAK

(V)

VAG

(V)

VKG

(V)

IA(Ma)

Ig(mA)

Komdisi

(ON/OFF)

SCR

7. Tuangkanlah air ke dalam tangki hingga permukaannya

menyentuh sensor S2. Motor harus tetap dalam kondisi ON,

sedang kondisi Q1 dan Q2 masing-masing terjadi perubahan

yang belum begitu berarti. Selanjutnya lakukanlah

pengukuran untuk kaki-kaki transistor Q1 dan Q2 seperti yang

diminta pada Tabel 3.

Tabel 3. Pengisian Bak Air Sampai dengan S2

4

Besaran

Komponen

VCE(V)

VEB(V)

VRB(V)

VRE(V)

IC(mA)

IB(mA)

IE(mA)

Kondisi

(ON/OFF)

Q1Q2

8. Tuangkanlah lagi air ke dalam tangki hingga permukaannya

menyentuh sensor S1. Motor harus dalam kondisi OFF, SCR

ON dan Q1 ON !.

9. Lakukanlah pengukuran-pengukuran untuk Q1 ON, Q2 OFF,

dan SCR ON seperti Tabel 4 dan 5 berikut.

Tabel 4. Mematikan Motor. Besaran

Komponen

VCE

(V)

VEB

(V)

VRE

(V)

Ic1(ma)

Ib(mA)

Ic2(mA)

Kondisi

(ON/OFF)

Q1 Q2

Tabel 5. Pengaruh SCR Pada Saat Mematikan Motor. Besaran

Komponen

VAK

(V)

VAG

(V)

VKG

(V)

IA(Ma)

Ig(mA)

Kondisi

(ON/OFF)

SCR

10. Kosongkanlah air dari tangki perlahan-lahan (seolah-olah

dipakai lewat kran). Catatlah hal-hal yang terjadi saat

permukaan air melalui sensor S1, S2 dan sampai pada sensor

S3 !.

11. Hentikanlah kegiatan dan kembalikan semua peralatan ke

tempat semula. Kemudian simpulkan secara keseluruhan

5

percobaan tadi, khususnya berdasarkan data seperti Tabel 1,

2, 3, 4 dan 5.

Lembar Latihan1. Bagaimanakah prinsip kerja dari pengendali permukaan

tersebut, jelaskan menurut pengamatan yang anda lakukan

selama praktik !

2. Apakah syarat yang menentukan hidup dan matinya SCR

pada rangkaian water level control tersebut ?

3. Jelaskan fungsi Q1 dan Q2 dari rangkaian water level control ?

6

KEGIATAN BELAJAR 2

PENGISIAN BATERAI OTOMATIS

MENGGUNAKAN SCR

Lembar Informasi

Pada lembar kegiatan belajar ini, akan dipraktikkan pengisianbaterai secara otomatis menggunakan SCR.

Penggunaan SCR dalam pengisian batarei otomatisdioperasikan sebagai saklar otomatis yang dapat menghidupkan danmemutuskan arus pada saat pengisian baterai sudah penuh.Pengisian baterai ini dapat digunakan untuk mengisi baterai dengantegangan 12 volt.

7

Lampu 2

Lampu 1

X

X

Gambar 2. Rangkaian Pengisi Baterai Otomatis

Pengisian baterai secara otomatis dapat memantau keadaanbaterai saat mengisi dan memutuskan arus pada saat baterai telahterisi penuh. Lampu indikator L2 menyala saat terjadi pengisianbaterai dan bila baterai telah penuh lampu L2 mati.

Dari rangkaian di atas dapat digunakan untuk mengisi bateraiNICAD atau akumulator. Dalam rangkaian ini juga digunakankomponen transistor jenis BC 157, dimana komponen ini jugadifungsikan sebagai saklar .

Lembar KerjaAlat dan Bahan

1. SCR SS 3288. 1 buah2. Dioda BY 126.. 3 buah3. Saklar SPST 1 buah4. R1 5 . 1 buah5. R2 33 ... 1 buah6. R3 1 K.. 1 buah7. R4 470 . 1 buah8. R5 2.2 K 1 buah9. Tr1, Tr2 BC 157... 2 buah10. Potensiometer 10 K/5%. 1 buah11. C 1000 F/25V... 1 buah12. Lampu 12 v.. 2 buah13. Lampu indikator 220 V AC .. 1 buah14. Trafo CT 1A 220V/20V.. 1 buah15. Baterai / akumulator 12 V.. 1 buah16. Ampermeter. 1 buah17. Voltmeter. 1 buah

8

Kesehatan dan Keselamatan Kerja1. Gunakan pakaian praktikum !.2. Bacalah dan pahami petunjuk praktikum setiap lembar

kegiatan belajar !.3. Gunakan peralatan dengan hati-hati !.4. Jangan memberikan sumber tegangan sebelum rangkaian

disetujui instruktur5. Hati-hati melakukan praktikum !.

Langkah Kerja 1. Siapkan alat dan bahan yang digunakan !.2. Periksal semua alat dan bahan sebelum digunakan dan

pastikan semua alat dan bahan dalam keadaan baik !.3. Buat rangkaian seperti Gambar 2 !.4. Laporkan rangkaian yang telah dirangkai kepada instruktur

sebelum dihubungkan ke sumber tegangan !.5. Setelah rangkaian disetujui, hubungkan rangkaian dengan

sumber tegangan 220 V dengan menutup saklar S !.6. Sebelum baterai / akumulator dipasang, ukurlah tegangan

dan arus pada Tabel 6 !.

Tabel 6. Baterai / Akumulator Belum Di pasang

Pengukuran Tegangan Pengukuran Arus Simpul

2 3( Volt )

Simpul 2 9

( Volt )

Simpul 3 9

( Volt )

Simpul 0 9

( Volt )

Simpul2

( mA )

Simpul 5

( mA )

Simpul 7

( mA )

Simpul 9

( mA )

7. Aturlah besarnya potensiometer Vr hingga tegangan padasimpul 4 dan 9 besarnya 12 volt !.

8. Pasanglah baterai / akumulator pada tempatnya, jangansampai posisi terminal baterai polaritasnya terbalik.

9. Pada saat pengisian baterai ukurlah tegangan dan arus sertamasukan data tersebut ke Tabel 7.

9

Tabel 7. Baterai / Akumulator Saat Pengisian

Pengukuran Tegangan Pengukuran Arus Simpul

2 3( Volt )

Simpul 2 9

( Volt )

Simpul 3 9

( Volt )

Simpul 0 9

( Volt )

Simpul2

( mA )

Simpul 5

( mA )

Simpul 7

( mA )

Simpul 9

( mA )

10. Setelah lampu L2 mati ukurlah besarnya tegangan dan aruspada Tabel 8 !.

Tabel 8. Baterai / Akumulator Saat Terisi Penuh

Pengukuran Tegangan Pengukuran Arus Simpul

2 3( Volt )

Simpul 2 9

( Volt )

Simpul 3 9

( Volt )

Simpul 0 9

( Volt )

Simpul2

( mA )

Simpul 5

( mA )

Simpul 7

( mA )

Simpul 9

( mA )

11. Lepaskanlah dan kembalikan semua alat dan bahanpraktikum ketempat semula, kemudian buat kesimpulan darikegiatan belajar ini.

Lembar Latihan 1. Apakah yang terjadi bila arus pada simpul 3 tidak mencapai

arus gate (Ig) ?2. Jelaskan bagaimana agar SCR off pada rangkaian pengisi

baterai !3. Apa yang terjadi pada simpul 3 - 6 bila tidak ada tegangan ?

10

KEGIATAN BELAJAR 3

SCR SEBAGAI SAKLAR

PENGAMAN ELEKTRONIK

Lembar Informasi

SCR sebagai saklar dapat dipergunakan sebagai proteksiarus yang mengalir ke beban lampu ataupun motor listrik.Pengaturan ini dapat dilakukan dengan memanfaatkan rangkaianumpan balik (feed back) yang menghubungkan keluaran SCR kegate SCR. Beban maksimum yang dapat ditanggung SCRtergantung pada karakteristik dari SCR tersebut serta penyulutanyang dilakukan pada gate SCR.

Umpan balik tersebut tidak dapat langsung dihubungkandengan gate SCR karena tegangan keluaran yang dihasilkankeluaran SCR terlampau besar untuk menyulut gate SCR, sehinggaperlu tambahan rangkaian agar SCR tidak rusak. Gambar 3.merupakan pemakaian SCR sebagai proteksi khususnya proteksiterhadap arus lebih.

11

X

Gambar 3. SCR Sebagai Saklar Pengaman Elektronik

Sumber tegangan pada rangkaian langsung dari jala-jala PLN

220 Volt. Tegangan tersebut langsung diseri dengan beban lampu

dan SCR. Selanjutnya untuk rangkaian pengendali diperlukan

penyearahan tegangan dari penyearahan jembatan (bridge diode)

D1-D4. Rangkaian pengendali SCR terdiri dari Q1 dan Q2. Apabila

beban yang ditanggung SCR terlampau besar, rangkaian pengendali

bekerja dan SCR berada pada kondisi OFF. Besar arus maksimum

yang dapat ditanggung SCR dapat ubah-ubah dengan pengatur

VR1.

Lembar KerjaAlat Dan Bahan :

1. SCR SN104.... 1 buah

2. Dioda BY 127.... 4 buah

3. Dioda 1N4001.... 2 buah

12

4. Transistor BC 157 dan BC 157.. @1

buah

5. Capasitor 500F/250 Volt.. 1 buah

6. Resistor 10 K/10W, 220 , 0,5 , @1

buah

7. Resistor 470 2 buah

8. Potensiometer 50 K 1 buah

9. Lampu (15W, 25W, 40W, 60W) .. 1 buah

10. Voltmeter DC dan Amperemeter 1 buah

11. Sumber daya AC 220 Volt.. 1 unit

Kesehatan Dan Keselamatan Kerja1. Periksalah terlebih dahulu semua komponen aktif maupun

pasif sebelum digunakan !.2. Bacalah dan pahami petunjuk pratikum pada lembar kegiatan

belajar!.

3. Hati-hati dalam penggunaan peralatan pratikum!.

Langkah Kerja1. Siapkan Gambar rangkaian serta alat dan bahan yang

diperlukan pada rangkaian SCR sebagai saklar pengamanelektronik !.

2. Rakitlah rangkaian seperti Gambar 3 dan periksakan hasil

rangkaian pada instruktur !.

3. Sebelum mulai praktik, aturlah VR1 pada kondisi dari nilai

maksimalnya.

4. Setelah dinilai benar hubungkan dengan sumber tegangan

AC 220 Volt.

13

5. Pada praktikkum pertama, gunakan beban lampu 25W dan

aktifkan saklar ON/OFF !.

6. Aturlah VR1 hingga diperoleh arus pengaturan (setting) untuk

beban lampu 25W !.

7. Setelah diperoleh arus setting pada beban lampu 25W,

lakukanl pengamatan pada simpul pengukuran dan catatlah

hasil pengamatan pada Tabel 9 !.

8. Untuk pengukuran arus, simpul pengukuran yang diamati

adalah:

Simpul No. 3

Simpul No. 8

Simpul No. 10

Sedangkan pengukuran tegangan, simpul pengukuran yang

diamati adalah:

Simpul No. 2 s/d No.0

9. Tambahkan beban berupa lampu 15W yang dipasang pararel

dengan lampu 25W.

10. Amatilah perubahan yang terjadi pada rangkaian dan catatlah

hasil pengamatan pada Tabel 10 !

11. Lakukan kembali langkah No. 5 s/d No. 10 untuk beban

lampu 40W dan 60W, serta masukkan data pengamatan pada

Tabel 9 dan 10 !.

12. Jika telah selesai semua maka lepaskan sumber AC dari

rangkaian dan kembalikan semua alat dan bahan ke tempat

semula.

14

Tabel 9. Kondisi Sesuai Rating Beban

Pengukuran BebanLampu

I1 (ampere)

(3)

I2(ampere)

(8)

I3(ampere)

(10)

V(volt)(0-2)

KondisiRangkaian(ON/OFF)

25 W40 W60 W

Tabel 10.Kondisi Beban Beban Lebih

Pengukuran BebanLampu

I1(ampere)

(3)

I2(ampere)]

(8)

I3(ampere)

(10)

V(volt)(0-2)

KondisiRangkaian(ON/OFF)

25 W + 15 W40 W + 15 W60 W +15 W

Lembar Latihan1. Jelaskan prinsip kerja rangkaian ?2. Jelaskan fungsi transistor Q1dan Q2 pada rangkaian saklar

pengaman otomatis ?

15

KEGIATAN BELAJAR 4

KENDALI MOTOR POMPA 1 FASA

MENGGUNAKAN THERMISTOR

Lembar Informasi

Pemakaian motor arus bolak-balik 1 fasa banyak digunakan

dalam kehidupan sehari-hari dibandingkan dengan motor arus

searah. Pengontrolan pun sekarang sudah banyak ragamnya dari

mulai pengaturan putaran sampai pada proteksinya.

Untuk kegiatan belajar 4 ini akan dibahas tentang pengaturan

putaran motor arus bolak-balik 1 fasa (motor pompa 1 fasa 125 watt)

dengan mengatur tegangan masukan dan variasi nilai resistansi

pada thermistor. Seperti pada Gambar 4 di bawah ini

16

L 100 WX PTC

Variac

M

Gambar 4. Rangkaian Kendali Motor 1 Fasa

Rangkaian di atas bertujuan mengatur putaran motor pompa

listrik dengan menggunakan TRIAC sebagai saklar yang

menghubungkan sumber tegangan dengan beban (pompa). Pada

rangkaian ini juga menggunakan thermistor jenis positive

temperature coefecien (PTC).

Seharusnya PTC ditempelkan pada rangka pompa, namun

dalam simulasi ini PTC didekatkan pada sumber panas dari lampu

pijar yang dapat diatur tegangannya menggunakan variac.

Lembar Kerja

Alat dan bahan :1. TRIAC Q4004. 1 buah

2. DIAC 2 buah

3. Variabel Resistor 10K.. 1 buah

17

4. C1 dan C2 100nF/100V.. 2 buah

5. C3 100F/100V. 1 buah

6. PTC 3K. 1 buah

7. Resistor 100K.. 1 buah

8. Lampu pijar 100W/220V ... 1 buah

9. Motor pompa listrik 125 Watt 1 unit

10. Variac 0-250 V 1 unit

11. Multitester .. 1 buah

12. Ampermeter ac 0-1000mA . 3 buah

13. Kabel penghubung.. secukupnya

Kesehatan dan Keselamatan Kerja

1. Gunakanlah pakaian praktik !

2. Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada lembar

kegiatan belajar!

3. Gunakanlah peralatan sesuai dengan fungsinya !

4. Janganlah memberi sumber tegangan pada rangkaian

melebihi batasnya !

5. Berhati-hatilah dalam melakukan praktik !

Langkah Kerja

1. Lakukan pengukuran resistansi PTC !

Resistansi PTC =

2. Buatlah rangkaian seperti pada Gambar 4, sebelumnya ingat

bahwa PTC harus ditempelkan pada lampu pijar !

3. Aturlah VR1 pada posisi maksimum dan jika telah disetujui oleh

instruktur maka hubungkan variac dengan sumber AC 220V !

18

4. Aturlah tegangan keluaran variac sebesar 100V, lakukan

pengukuran tegangan pada simpul 0-2 !

5. Lakukan pengaturan variabel resistor (VR1) guna memperoleh

putaran awal motor yang akan dikendalikan, dan catat besarnya

nilai tegangan gate pada simpul 5-6 !

6. Setelah itu lakukan pengukuran arus katoda-anoda pada simpul

3, arus gate pada simpul 6 dan arus beban pada simpul 2 !.

7. Amatilah yang terjadi pada motor ketika lampu pijar menyala dan

masukkan semua hasil pengukuran pada masing-masing simpul

pengukuran pada Tabel 11 !

8. Lakukan kembali untuk tegangan keluaran variac 125V, 150V,

175V, 200V dan 220V serta masukkanlah semua datanya pada

Tabel 11, lakukan pula pengukuran putaran motor (n) !

9. Jika telah selesai semua, maka minimumkan tegangan keluaran

variac hingga 0V kemudian lepaskan sumber AC dari rangkaian

10. Lakukan kembali pengukuran PTC dalam keadaan panas !

Resistansi PTC =

11. Bongkar rangkaian dan kembalikan semua alat serta bahan ke

tempat semula

Tabel 11. Kendali Motor Pompa 1 FasaTeg. (Volt) Arus (mA) n

(rpm)Kondisi Motor ( ON / OFF )

Vs (0-2) Vg (5-6) Iload (2)) IA-K (3) Ig (6)

100125

19

150175200220

Lembar Latihan

1. Jelaskan prinsip kerja dari rangkaian pada Gambar 4. !

2. Apakah yang terjadi jika PTC diganti dengan NTC ?

20

KEGIATAN BELAJAR 5

KENDALI MOTOR DC

MENGGUNAKAN MODULASI LEBAR PULSA

(PULSE WIDTH MODULATION)

Lembar Informasi

PWM (pulse width modulation) banyak dipergunakan pada

berbagai keperluan sistem kendali khususnya pada penyulutan

SCR/Thyristor. Hal ini mengingat kualitas penyulutan yang

dihasilkan jauh lebih baik dibandingkan dengan penyulutan yang

hanya mempergunakan komponen R/C. Prinsip utama dari sebuah

pengendali dengan PWM yaitu adanya gelombang pembawa

(carrier) serta gelombang referensi. Kedua gelombang tersebut

dipadukan sedemikian hingga hasil paduan tersebut menghasilkan

satu gelombang yang dapat dipergunakan untuk penyulutan

SCR/Thyristor.

21

Gambar 5. Pengendali Putaran Motor DC dengan PWM

22

UNIT PWM

M

Unit PWM pada Gambar 5 memanfaatkan IC 555 yang

biasanya digunakan pada rangkaian pewaktu (timer) sebagai

komponen aktif dan beberapa komponen pasif lainnya. IC 555

sebagai PWM dapat menghasilkan gelombang kotak (pulsa) yang

lebar pulsanya dapat dikendalikan. Hasil keluaran gelombang kotak

(pulsa) tersebut dapat diperoleh dari pin No.3 Sedangkan untuk

pengendaliannya dapat diperoleh di pin No 2.

Lembar Kerja

Alat Dan Bahan

1. SCR BT 120 (equivalent).. .. 1 buah

2. IC NE 555 .. 1 buah

3. Potensiometer 1M.. 1 buah

4. Dioda 1N 4148 .. 2 buah

5. Dioda 1N 4001 .. 1 buah

6. Kapasitor 10 nF .. ..... 1 buah

7. Resistor 470. 1 buah

8. Osiloskop ...... 1 buah

9. Multimeter 1 buah

10. Motor universal 110 V (motor pada mesin jahit) 1 buah

Kesehatan Dan Keselamatan

1. Gunakan pakaian praktik !

23

2. Periksalah terlebih dahulu semua komponen aktif maupun

pasif sebelum dipergunakan!

3. Bacalah dan pahami petunjuk pratikum pada lembar kegiatan

belajar!

4. Hati-hatilah dalam menggunakan peralatan pratikum!

Langkah Kerja

1. Siapkan modul kegiatan belajar 5 dan sediakan alat dan

bahan yang dibutuhkan!

2. Rangkailah unit PWM seperti pada Gambar 5!

3. Kalibrasilah terlebih dahulu osiloskop dan alat ukur yang akan

dipergunakan !

4. Periksakan rangkaian yang selesai dirakit kepada Instruktur.

Apabila telah disetujui, mulailah melakukan pengamatan dan

pengukuran pada tiap-tiap bagian pada Tabel 12 berikut ini :

Tabel 12. Kondisi Pengaturan Motor

Simpul pengukuran Bentuk gelombangVpp

(volt)

Vrms

(Volt)keterangan

0-10-2N-PN-3

5. Carilah bentuk gelombang yang paling bagus, gambarlah dan

catat hasil pengukuran pada langkah 4 !.

6. Masukkan data pengamatan pada Tabel 12 !.

7. Lakukan seperti pada langkah 4 dengan mengatur VR1 !

8. Catatlah hasil pengukuran dan pengamatan bentuk

gelombang pada langkah 7 !.

9. Lakukan seperti pada langkah 6 !

24

Lembar Latihan

1. Apakah yang terjadi pada keluaran, apabila C1 pada Gambar

5 divariasi dengan kapasitor 1pF, 1nF, 1F, 10F? jelaskan!

2. Apakah yang terjadi pada keluaran dan pengaruhnya pada

motor apabila VR1 diputar?

25

LEMBAR EVALUASI

A. Pertanyaan

1. Buatlah rangkaian kendali motor DC sehingga memiliki kondisi sebagai berikut :

Putaran motor dapat diatur dengan menggunakan PWM

Motor memiliki proteksi terhadap beban lebih

2. Jelaskan prinsip kerja rangkaian yang telah anda buat !

B. Kriteria Kelulusan

No KriteriaSkor

(1-10)Bobot Nilai Ket.

1 Aspek Kognitif3

Syarat lulus :2 Kebenaran rangkaian 2

26

Nilai minimal 703 Langkah kerja dan

kecepatan kerja

1

4 Perolehan data, analisis

data dan interpretasi

3

5 Keselamatan Kerja 1

LEMBAR JAWABAN LATIHAN

KEGIATAN BELAJAR 11. Prinsip kerja dari pengendali permukaan (level control) adalah

sebagai berikut :

a. Proses pengisian :

Pada saat bak belum terisi air, maka Q2 ON karena

adanya arus bias dari resistor 1 k, sehingga relay akan

bekerja dan motor listrik ON. Sedangkan kondisi SCR

dan Q1 masih OFF

Setelah air menyentuh sensor S2, kondisi Q1 ON, dan

Q2 masih tetap ON sehingga motor listrik masih terus

dalam kondisi ON.

Pada saat air telah menyentuh sensor S1, maka SCR

dan Q1 ON, dengan demikian simpul 0 dan 4

27

terhubung singkat, sehingga Q2 OFF karena tidak

mendapat arus bias, maka motor listrik akan OFF.

b. Proses pengosongan :

Pada saat air menyentuh sensor S1 maka motor masih

dalam kondisi OFF, karena SCR dan Q1 ON, dengan

demikian simpul 0 dan simpul 4 terhubung singkat,

sehingga Q2 OFF karena tidak mendapat arus bias.

Setelah air sampai ke sensor S2 maka Q1 ON, SCR

OFF dan Q2 dalam kondisi ON, sehingga relay akan

bekerja, dan motor listrik akan ON.

Jadi motor listrik dalam kondisi OFF setelah air menyentuh

sensor S1, dan akan ON kembali pada saat air menyentuh

sensor S2, karena pada saat tersebut Q2 telah ON, sehingga

motor akan ON (jadi sebelum air sampai ke sensor S3, motor

telah ON kembali).

2. Syarat yang menentukan hidup dan matinya SCR adalah.

SCR hidup (menghantarkan) jika :

a) Terdapat beda potensial antara anoda dan katodanya.

(0,6 Volt).

b) Ada arus gate saat tegangan positif anoda ke katoda

(0,5 mA).

c) SCR akan mengantarkan jika diberikan tegangan DC.

SCR mati (memutuskan) jika anoda atau katoda diputus

Khusus untuk Gambar 1, ON-nya SCR dipengaruhi oleh

elektroda sensor S1 dan transistor 1 (Q1) yang juga

dipengaruhi oleh elektroda sensor S2.

3. Fungsi dari Q1 dan Q2 adalah sebagai berikut :

Fungsi Q1 adalah sebagai saklar untuk mematikan dan

menghidupkan SCR.

28

Fungsi Q2 adalah sebagai saklar untuk mengaktifkan relay.

KEGIATAN BELAJAR 21. SCR tidak dapat mengalirkan arus dari anoda ke katode

karena arus gate (Ig) yang diberikan pada rangkaian ini tidak

mencapai batas arus terendah dari arus gate SCR.

2. Dengan memberikan arus gate SCR yang berlawanan dengan

polaritas dari arus gate, sehingga penyulutan arus gate pada

SCR dibawah arus gate yang telah ditentukan. Pada

rangkaian ini dengan memanfaatkan arus pengosong

kapasitor C 1000 F yang melawan arus pengisian pada saat

baterai / akumulator penuh.

3. Bila tidak ada tegangan maka proses penyulutan SCR tidak

terjadi karena rangkaian ini merupakan rangkaian penyulut

SCR dengan memanfaatkan arus pengosongan kapasitor dan

juga penentu waktu penyulutan

KEGIATAN BELAJAR 31. Secara umum prinsip kerja dari rangkaian pengaman

elektronik otomatis adalah sebagai berikut :

Pada saat sumber diaktifkan arus akan mengalir ke beban

lampu dan R3. VR1 yang telah disetting awal akan bekerja

mendeteksi perubahan arus pada R3. Jika terjadi beban lebih

maka arus akan cenderung mengalir ke beban lampu dan

arus yang mengalir pada R3 akan menjadi kecil. Dengan

adanya perubahan arus pada R3 maka terjadi perbedaan nilai

29

arus pada VR1 dengan R3. Hal ini menyebabkan Q1 dan Q2mengaktifkan SCR agar mati (OFF).

2. Peranan transistor Q1 dan Q2 pada Gambar 3 adalah sebagai

komperator antara tegangan yang diatur dari VR1 dengan R5.

Apabila terjadi arus lebih (over load) yang melewati SCR,

maka terjadi drop tegangan pada R3. Hal tersebut

mengakibatkan transistor Q1 dan Q2 bekerja untuk meng-off-

kan SCR.

KEGIATAN BELAJAR 41. Pengaturan putaran motor arus bolak-balik mensyaratkan

adanya keseimbangan pada setiap pengaturan antara

tegangan dan frekuensi (V/F) yang berbanding lurus terhadap

arus daya magnet dan torsi motor. Pada rangkaian diatas

putaran motor pompa dilakukan dengan mengatur tegangan

masukan yang berarti sudah tidak sesuai dengan persyaratan

diatas. Akibatnya arus daya magnet semakin kecil dan torsi

motor juga mengalami penurunan,

sehingga motor tidak mampu lagi memikul beban yang sama

pada kondisi normal.

2. Untuk komponen NTC yang bersifat negatif maksudnya jika

temperatur naik maka nilai resistansinya akan turun

sehinggga arus akan naik jika difungsikan untuk

menggantikan PTC tentu saja akan memiliki sifat

kebalikannya. Kala motor dalam keadaan panas TRIAC akan

terus ON dan pengaturan arus picuan gate lebih pada VR1 .

30

KEGIATAN BELAJAR 5Bentuk gelombang yang benar :

Simpul pengukuran 0-1

Simpul pengukuran 0-2

Simpul pengukuran N-P

Simpul pengukuran N-3

31

12

0 4321t (ms)

V (Volt)

0

12

4321t (ms)

V (Volt)

t (ms)

V (Volt)

0 4321

1. Q1 menentukan frekuensi pembawa (carrier) unit PWM

pada penyeberangan nol jaringan. IC 555 menghasilkan

pulsa penyulutan pada SCR berdasarkan pulsa masukan

dari C1. Semakin besar nilai C1 maka frekuensi pembawa

semakin kecil dan semakin kecil nilai C1 semakin besar

frekuensi pembawa yang dibangkitkan. Perubahan nilai

frekuensi pembawa mempengaruhi frekuensi pulsa

keluaran.

2. Apabila VR1 diatur maka lebar pulsa pada keluaran IC 555

berubah semakin lebar/sempit, karena VR1 berfungsi

menetapkan periode waktu agar keluaran IC 555 tetap

tinggi. Pada saat keluaran IC 555 rendah (OFF), gate

pada SCR disulut, sehingga SCR mengalirkan arus listrik.

Semakin lama waktu OFF pada IC 555 maka sudut

penyulutan SCR semakin lebar dan arus yang mengalir

semakin besar sehingga putaran motor semakin cepat.

32

12

0 4321t (ms)

V (Volt)

Pembahasan Lembar Evaluasi

1. Gambar rangkaian yang ekivalen adalah sebagai berikut

33

Unit PWM

Unit pengaman

M

PTC

2. Prinsip kerja rangkaian :

Unit PWM berfungsi untuk mengendalikan putaran motor.

Putaran motor tersebut dikendalikan dengan mengatur VR1.

Apabila motor beroperasi terus menerus maka hal ini

menyebabkan meningkatnya rugi-rugi panas pada motor

tersebut. Jika panas yang terjadi akibat rugi-rugi tersebut

terlalu besar maka PTC akan bekerja dengan peningkatan

resistivitasnya sehingga rangkaian pengaman yang dibangun

oleh Q1 aktif kemudian menjalankan relay sehingga tegangan

sumber unit PWM terputus. Karena unit PWM tidak

terhubung dengan sumber tegangan maka SCR tidak aktif.

Hal ini menyebabkan motor tidak berputar dan panas motor

berkurang. PTC kembali pada nilai hambatan awal sehingga

unit pengaman tidak aktif dan unit PWM aktif kembali.

Daftar Pustaka

S.B Dewan, G.R. Sleman, A Straughen, Power Semi Conductor

Drives, A willey Interscience Publication, Toronto 1984

Daniel W Hart, Introduction To Power Electronics, Practice Hall

International. Inc, Toronto 1993

M.H Rashid, Elektronika Daya Jilid I, PT Prenhallindo, Jakarta

1999

Dedy Rusmandi, Aneka Hobby Elektronika II, Pionir Jaya,

Bandung 1999

.., 303 Rangkaian Elektronika, Elex Media Komputindo,

Jakarta 1989

34

35