mengoperasikan mesin produksi dengan kendali elektronik

Modul PTL OPS 005 (2) A 1

SEKOLAH MENENGAH KEJURUANBIDANG KEAHLIAN KETENAGA LISTRIKKAN

PROGRAM KEAHLIAN PEMANFAATAN ENERGI LISTRIK

MENGOPERASIKAN MESIN PRODUKSI DENGAN KENDALI ELEKTRONIK

KODE MODULPTL OPS 005 (2) A Milik Negara

Tidak Diperdagangkan

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUANDIREKTORAT JENDERAL MANAJEMEN PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL 2005

S

220V AC

B

A

Motor 1 Fasa Kapasitor

0.1uF2.7K

33K250K

9.1K

100K

Triac- +

Run

StartCA

SCR


SEKOLAH MENENGAH KEJURUANBIDANG KEAHLIAN KETENAGA LISTRIKKAN

PROGRAM KEAHLIAN PEMANFAATAN ENERGI LISTRIK

MENGOPERASIKAN MESIN PRODUKSI DENGAN KENDALI ELEKTRONIK

Tim Penyusun:1. Tatang Sumitra2. Drs. Suyanto3. Ngatimin, S. Pd4. Drs. Jaka Suprapta

Tim Fasilitator:1. Triasmono2. Drs. Edy Burnawi

KODE MODULPTL OPS 005 (2) A Milik Negara

Tidak Diperdagangkan

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUANDIREKTORAT JENDERAL MANAJEMEN PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL 2005


KATA PENGANTAR

Puji Syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan

karuniaNya, sehingga kami dapat menyusun bahan ajar modul interaktif dan

modul manual. Adapun modul manual terdiri atas bidang-bidang dan program-

program keahlian kejuruan yang berkembang di dunia kerja baik instansi maupun

perusahaan. Tahun Anggaran 2005 telah dibuat sebanyak 300 modul manual

terdiri atas 9 (sembilan) bidang keahlian dan 32 (tiga puluh dua) program keahlian

yaitu: Bisnis dan Manajemen (Administrasi Perkantoran dan Akuntansi),

Pertanian (Agroindustri pangan dan nonpangan, Budidaya Tanaman, Budidaya

Ternak Ruminansia, Pengendalian Mutu), Seni Rupa dan Kriya (Kriya Kayu,

Kriya Keramik, Kriya Kulit, Kriya Logam Kriya Tekstil), Tata Busan, Teknik

Bangunan (Gambar Bangunan, Teknik Konstruksi Baja dan Alumunium, Teknik

Konstruksi Batu Beton, Tekni Industri Kayu), Teknik Elektronika (Teknik Audio

Vidio, Teknik Elektronika Industri), Teknik Listrik (Pemanfaatan Energi Listrik,

Teknik Distribusi, Teknik Pembangkit Ketenagalistrik-kan), Teknik Mesin

(Mekanik Otomotif, Pengecoran Logam, Teknik Bodi Otomotif, Teknik Gambar

Mesin, Teknik Pembentukan, Teknik Pemeliharaan Mekanik Industri, Teknik

Pemesinan), Teknologi Informasi dan Komunikasi (Multimedia, Rekayasa

Perangkat Lunak, Teknik Komputer dan Jaringan), dan program Normatif Bahasa

Indonesia.

Modul ini disusun mengacu kepada Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia

(SKKNI), Kurikulum Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Edisi 2004 dengan

menggunakan pendekatan pembelajaran berbasis kompetensi (Competency

Based Training/CBT). Diharapkan modul-modul ini digunakan sebagai sumber

belajar pokok peserta pendidikan dan pelatihan (Diklat) Kejuruan khususnya SMK

dalam mencapai standar kompetensi kerja yang diharapkan dunia kerja.

Penyusunan modul dilakukan oleh para tenaga ahli kejuruan dibidangnya terdiri

atas para Guru SMK, para Widyaiswara Pusat Pengembangan Penataran Guru

(PPPG) lingkup Kejuruan dengan para nara sumber dari berbagai perguruan


Tinggi, para praktisi Balai Latihan dan Pengembangan Teknologi (BLPT) dan

unsure dunia usaha dan industri (DU/DI), dan berbagai sumber referensi yang

digunakan baik dari dalam dan luar negri. Modul dilakukan melalui beberapa tahap

pengerjaan termasuk validasi dan uji coba kepada para peserta Diklat/Siswa di

beberapa SMK.

Sesuai perkembangan paradigma yang selalu terjadi, Direktorat Pembinaan

Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan

Menengah beserta para penulis dan unsure terlibat, menerima masukan-masukan

konstruktif dari berbagai pihak khususnya para praktisi dunia usaha dan

industri, para akademis, dan para psikologis untuk dihasilkannya Sumber Daya

Manusia (SDM) tingkat menengah yang handal. Pada kesempatan baik ini kami

sampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada

berbagai pihak terutama tim penyusun modul, para nara sumber dan fasilitator,

serta para editor atas dedikasi dan pengorbanan waktu, tenaga, dan pemikiran

untuk dihasilkannya modul ini.

Semoga modul ini bermanfaat bagi kita semua, khususnya peserta Diklat SMK

atau praktisi yang sedang mengembangkan bahan ajar modul SMK.

Jakarta, Desember 2005

a.n. Direktur Jenderal Manajemen

Pendidikan Dasar dan Menengah

Direktur Pembinaan Sekolah

Menengah Kejuruan

Dr. Joko Sutrisno, MM

NIP 131415680


DAFTAR ISI

Kata Pengantar .............................................................................. i

Daftar Isi ....................................................................................... iii

Peta Kedudukan Modul ................................................................... vi

Daftar Judul Modul ......................................................................... vii

Mekanisme Pemelajaran ................................................................. ix

Glosary ......................................................................................... x

BAB.I PENDAHULUAN....................................................................... 1

A. Deskripsi .............................................................................. 1

B. Prasyarat.............................................................................. 1

C. Petunjuk Penggunaan Modul ................................................. 1

D. Tujuan Akhir......................................................................... 3

E. Kompetensi .......................................................................... 4

F. Cek Kemampuan................................................................... 8

BAB.II PEMELAJARAN ....................................................................... 9

A. Rencana Belajar Peserta Diklat........................................ 9

B. Kegiatan Belajar................................................................ 10

Kegiatan Belajar 1. Transistor.......................................... 10

a. Tujuan Kegiatan Pemelajaran ........................................... 10

b. Uraian Materi .................................................................. 10

c. Rangkuman ..................................................................... 15

d. Tugas.............................................................................. 15


e. Tes Formatif .................................................................... 15

f. Lembar Kerja .................................................................. 16

Kegiatan Belajar 2. Silicon Controlled Rectifier (SCR) dan Uni

Junction Transistor (UJT) .......... 27


b. Uraian Materi................................................................... 27

c. Rangkuman .................................................................. 38

d. Tugas ............................................................................ 39

e. Tes Formatif .................................................................... 39

f. Lembar Kerja .................................................................. 39

Kegiatan Belajar 3. Diac, Triac dan Quadrac................... 49


b. Uraian Materi................................................................... 49

c. Rangkuman ..................................................................... 52

d. Tugas.............................................................................. 52

e. Tes Formatif .................................................................... 52

f. Lembar Kerja .................................................................. 53

Kunci Jawaban Tes Formatif.................................................... 64

A. Kegiatan Belajar 1 ................................................................... 64

B. Kegiatan Belajar 2 ................................................................... 65

C. Kegiatan Belajar 3 ................................................................... 66

BAB.III EVALUASI ............................................................................. 68

A. Tes Tertulis........................................................................ 68


B. Tes Praktek........................................................................ 68

Kunci Jawaban Tes Tertulis ..................................................... 70

Lembar Penilaian Tes Praktek ................................................. 72

BAB.IV PENUTUP ................................................................................ 76

DAFTAR PUSTAKA............................................................................... 77

Modul PTL OPS 005 (2) A viii

DIAGRAM PENCAPAIAN KOMPETENSI

Diagram ini menunjukan tahapan atau tata urutan kompetensi yang diajarkan dan dilatihkan kepada peserta didik dalam kurun

waktu yang dibutuhkan serta kemungkinan multi exit – multi entry yang dapat diterapkan.

PTL.HAR.011

PTL.KON.002

PTL.KON.001

PTL.HAR.009

PTL.HAR.003

PTL.OPS.002PTL.OPS.001

PTL.KON.006

PTL.KON.007

PTL.KON.008

PTL.HAR.005PTL.HAR.001

PTL.HAR.026PTL.HAR.006PTL.HAR.002

PTL.OPS.003

PTL.HAR.004

PTL.HAR.008

PTL.OPS.006

PTL.OPS.005

TAMATANSMK

PTL.OPS.004

PTL.HAR.007

PTL.HAR.01208LETAK

KEDUDUKAN MODUL


DAFTAR JUDUL MODUL

Keterangan:

PTL.KON.001(1).Melaksanakan persiapan pekerjaan awal

PTL.KON.002(1).Menyiapkan bahan kebutuhan kerja

PTL.HAR.001(1). Melakukan pekerjaan dasar perbaikan peralatan listrik

rumah tangga

PTL.KON.004(1).Memasang dan membongkar steiger/scaffolding

PTL.KON.006(1).Memasang neon sign (aplikasi khusus)

PTL.KON.007(1).Memasang sistem perpipaan dan saluran

PTL.KON.008(1).Memasang dan menyambung sistem pengawatan

PTL.OPS.001(2).Mengoperasikan peralatan pengalih daya tegangan rendah

PTL.OPS.003(2).Mengoperasikan gen set

PTL.OPS.004(1). Mengoperasikan mesin produksi dengan kendali

elektromekanik

TPL.HAR.002(1).Melakukan pekerjaan dasar perbaikan motor Listrik

PTL.HAR.003(1). Melakukan pekerjaan dasar perbaikan rambu cahaya

(Illumination Sign)


PTL.HAR.006(1).Melilit dan membongkar kumparan

PTL.HAR.009(1).Memelihara panel listrik

PTL.OPS.002(2).Mengoperasikan peralatan pengalih daya tegangan tinggi

PTL.OPS.005(2) Mengoperasikan mesin produksi dengan kendali

elektronik

PTL.OPS.006(2).Mengoperasikan mesin produksi dengan kendali PLC

PTL.HAR.004(1). Melakukan pekerjaan dasar perbaikan peralatan penunjang

(operasional support)

PTL.HAR.005(1). Merakit dan menguraikan komponen listrik/elektronika

pada peralatan rumah tangga

PTL.HAR.007(1). Merakit dan mengurai komponen elektronika pada rambu

cahaya

PTL.HAR.008(1). Merakit dan mengurai komponen listrik/elektronika pada

sarana penunjang (operasional support)

PTL.HAR.011(1). Merawat dan memperbaiki peralatan pengalih daya

tegangan rendah

PTL.HAR.012(1). Memelihara dan memperbaiki peralatan listrik sistem

kendali dan rangkaian terkait

PTL.HAR.026(1). Memelihara dan memperbaiki peralatan listrik pada mesin-

mesin listrik


MEKANISME PEMELAJARAN

Untuk mencapai penguasaan modul ini dilakukan melalui alur mekanisme pemelajaran sebagai berikut:

Y

Y

T

START

Lihat Petunjuk Penggunaan Modul

Lihat Kedudukan Modul

Nilai ≥ 7

Modul berikutnya/Uji

Kompetensi

Kegiatan Belajar 1

Kegiatan Belajar n

KerjakanEvaluasi

Nilai ≥ 7

KerjakanCek Kemampuan

T


GLOSARY

ISTILAH KETERANGAN

JunctionTitik sambungan, titik pertemuan anatara dua jenis

bahan yang berbeda

Saturasi

Keadaan dari suatu transistor yang mengalami suatu

kejenuhan atau jika diumpamakan sebagai sakelar

dalam keadaan menutup (ON)

Cut off

Keadaan dari suatu transistor, dimana transistor

tersebut tidak dapat mengalirkan arus, jika

diumpamakan sakelar dalam keadaan membuka

(OFF)

Latching

Pengancing pintu, istilah ini dipakai pada dua buah

transistor yang dihubungkan sedemikian rupa yang

jika salah satu transistor tsb bekerja, maka kedua

transistor tsb saling memperkuat.

KomplemenDua buah komponen yang mempunyai sifat-sifat

yang sama dan saling berhubungan

Cascade

Air terjun melewati batu-batu, dua buah komponen

yang saling bekerja sama sehingga dapat

mengalirkan arus

Triggering

Picu, penyulutan (memberikan arus) pada salah satu

elektroda (kaki) pada komponen, maka komponen

tsb akan bekerja.

Break Over System

Cara mengalirkan arus pada suatu komponen dengan

menaikkan tegangan pada komponen tsb sampai

mencapai tegangan jatuhnya

Elektron valensi Elektron yang ada di kulit terluar pada suatu atom


ISTILAH KETERANGAN

Low-Current Drop-Out

System

Memperkecil arus pada salah satu transistor sehingga

transistor yang lainnya tidak dapat bekerja, istilah ini

dipakai pada dua buah transistor yang bekerja

sebagai latching

Holding CurrentArus genggam, arus yang harus diperahankan apada

suatu SCR, supaya komponen tsb terus bekerja

Blocked Tidak dapat menghantarkan arus (OFF)

ConductKomponen dalam keadaan bekerja atau mengalirkan

arus

Homopolar Non-polar atau tidak memepunyai polaritas

ChipPecahan halus, cakera kecil, beberapa komponen

yang sudah digabungkan

DopeMemberi campuran pada salah satu bahan

semikonduktor

Conductivity Modulation Menghantarkan, mengalirkan modulasi

Relaxion OscilatorPelemahan getaran, sifat-sifat UJT yang biasanya

digunakan penyulut pada SCR

EkuivalenPengganti, suatu komponen diumpamakan/diganti

dengan rangkaian yang lain

ReverseKebalikan, pemberian polaritas pada suatu komponen

dengan polaritas yang salah (terbalik)

Saw-ToothGigi gergaji, salah satu bentuk gelombang yang

biasanya oleh UJT

Frekuensi Banyaknya gelombang dalam satu detiknya

Konstanta Tetap, harga dari suatu besaran yang tidak berubah


BAB. IPENDAHULUAN

A. Deskripsi

Modul dengan judul Mengoperasikan Mesin Produksi dengan Kendali

Elektronik merupakan kelanjutan dari modul PTL. KON.007 dan PTL.KON.008,

pada program keahlian pemanfaatan energi listrik/ bidang keahlian Ketenaga

Listrikan, kurikulum edisi 2004.

Modul mengoperasikan mesin produksi dengan kendali elektronik diberi kode

modul PTL OPS 005 (2) A. Modul ini berisikan system pengendali yang

menggunakan peralatan elektronik, kemudian dimanfaatkan pada mesin

produksi sehingga cara mengoperasikan mesin produksi akan lebih aman dan

praktis.

Setelah menguasai modul ini peserta DikLat memiliki pengetahuan,

keterampilan, dan sikap bagaimana cara mengendalikan mesin produksi

dengan menggunakan kendali elektronik.

B. Prasyarat

Modul ini merupakan modul yang menunjang pada modul PTL.HAR.007 dan

PTL.HAR.01208.

C. Petunjuk Penggunaan Modul

1. Petunjuk bagi Peserta DikLat

Sebelum mempelajari materi pada bahan ajar ini, ada beberapa hal yang

perlu diperhatikan:

a. Memahami tujuan pembelajaran system dengan kompetensi yang harus

dicapai.

b. Membaca tahap demi tahap seluruh materi yang disajikan.


c. Materi bahan modul ini bersifat konsep dasar system pengendali

elektronik, yang pelaksanaan prakteknya dapat dilakukan diruangan

praktek sedangkan untuk pengembangannya dapat dilakukan di

industri.

d. Untuk meyakinkan pemahaman materi bahan ajar ini, peserta DikLat

harus menyelesaikan semua tugas pada lembaran tugas di akhir modul

ini dan diserahkan pada guru pembimbing secara individu/

perseorangan.

e. Jika nilai hasil belajar kurang dari 80% Anda belum berhasil dan harus

mengulang lagi seluruh materi pada kegiatan belajar tersebut.

f. Jika melaksanakan kegiatan praktek ikutilah prosedur petunjuk yang

ditentukan pada lembar kerja dan bertanyalah pada guru pembimbing

setiap ada kesulitan.

2. Petunjuk bagi Guru Pembimbing

Guru pembimbing berperan sebagai motivator, evaluator, serta administator

sebagai berikut:

a. Membantu siswa/peserta DikLat dalam melaksanakan proses belajar.

b. Membimbing siswa/peserta DikLat melalui tugas-tugas pelatihan yang

dijelaskan dalam tahap belajar.

c. Membantu siswa/peserta DikLat dalam memahami konsep-konsep teori

maupun praktek melalui dialog/tanya jawab.

d. Membantu siswa/peserta DikLat untuk menambah wawasan melalui

pengalaman membaca buku-buku referensi atau melalui nara sumber

dari luar sekolah misal dari DUDI.

e. Merencanakan dan melaksanakan penilaian serta menyiapkan

perangkatnya.

f. Menjelaskan tentang kompetensi yang harus dikuasai serta

merencanakan pembelajaran selanjutnya.


g. Mencatat pencapaian kemajuan siswa.

D. Tujuan Akhir

Pada akhir pembahasan/pembelajaran peserta didik diharapkan dapat:

1. Menggambar rangkaian mesin produksi dengan kendali elektronik.

2. Menjelaskan cara kerja rangkaian mesin prodiksi dengan kendali elektronik.

3. Mengidentifikasikan komponen pada rangkaian mesin produksi dengan

kendali elektronik.

4. Membuat rangkaian kendali mesin produksi dengan kendali elektronik

5. Mengoperasikan mesin produksi dengan kendali elektronik.

6. Membuat laporan mengoperasikan mesin produksi dengan kendali

elektronik.


E. Kompetensi

KOMPETENSI : Mengoperasikan mesin produksi dengan kendali elektronik

KODE : PTL.OPS.005(2).A

DURASI PEMELAJARAN : 40 Jam @ 45 menit

A B C D E F GLEVEL KOMPETENSI KUNCI

1 1 1 1 1 1 1

KONDISI KINERJA

Dalam melaksanakan kompetensi ini harus didukung dengan tersedianya:

Kebijakan yang berlaku diperusahan harus dipatuhi

Peralatan dan sarana yang terkait untuk pelaksanaan harus disediakan

Dalam melakukan pekerjaan ini harus diperhatikan SOP yang berlaku ditempat kerja serta peraturan keselamatan kerja

yang berlaku diperusahaan harus dipatuhi

MATERI POKOK PEMELAJARANSUB KOMPETENSI KRITERIA KINERJA LINGKUP BELAJAR

SIKAP PENGETAHUAN KETERAMPILAN

Mempersiapkan operasi

mesin produksi dengan

kendali elektronik

Peralatan yang berkaitan

dengan pengoperasian

di-identifikasi masing-

masing fungsinya sesuai

SOP

Diagram kerja dan sistem

kelistrikan dipahami

berdasar-kan standar

Meliputi jenis pengasutan

motor listrik sebagai

peng-gerak mesin

produksi

Mengikuti standar K3

dalam pengoperasian

pengoperasian mesin

produksi dengan kendali

elektro mekanik

Mengkoordinasikan per-

siapan pengoperasian


Memahami SOP peng-

operasian mesin


elektro-nik

Mengidentifikasi komponen

pengoperasi-an mesin


elektronik

Mempersiapkan pekerja-an

pengoperasian mesin


elektronik

Memeriksa komponen

pengoperasian mesin


elektronik




praktis

Tombol dan indikator

operasi diidentifikasi

sesuai dengan diagram

dan urutan operasi

Kebijakan dan prosedur K3

dipahami

kendali elektro mekanik

kepada pihak lain yang

berwenang

Memahami fungsi

komponen pengopera-

sian mesin produksi

dengan kendali

elektronik

Memahami diagram kerja

dan sistem kelistrikan

Memahami urutan operasi


kendali elektronik

Memahami kebijakan dan

prosedur K3 peng-

operasian mesin


elektronik

Melaksanakan operasi Personel yang berwenang

di-koordinasi untuk

meyakinkan bahwa

pelaksanaan persiapan

terkoordinasi secara

efektif dengan pihak lain

yang ter-kait

Tombol atau indikator yang

berkaitan dengan

operasi dipersiapkan

sesuai SOP



peng-gerak mesin

produksi

Melakukan koordinasi

persiapan

pengoperasian dengan

pihak lain yang

berwenang

Mengidentifikasi gambar

rangkaian kendali

elektronik sesuai

dengan rencana kerja

Mengidentifikasi bahan dan

perlengkapan kerja

pemeliharaan kendali

elektonik

Mengidentifikasi perleng-

kapan dan lokasi kerja

pemeliharaan kendali

Menyiapkan tombol dan

indikator pengoperasian


kendali elektronik

Mengoperasikan mesin


elektronik




Operasi dilaksanakan

sesuai deskripsi/urutan

kerja pada SOP

elektronik

Mengidentifikasi lokasi dan

keselamatan kerja pada

pekerjaan pemeli-

haraan kendali

elektronik

Memilih bahan dan spare

part kendali Elektronik

Mengamati dan menangani

masalah operasi

Gangguan yang berkaitan

dengan penyimpangan

operasi diidentifikasi,

dengan memperhatikan

toleransi yang

ditetapkan sesuai

instruksi manual

Penyimpangan yang

teriden-tifikasi

penyebabnya ditentu-

kan alternatif

penanggulang-annya

Alternatif penyelesaian

masalah dikonsultasikan

dengan pihak terkait di

tempat kerja

Pemecahan masalah

ganggu-an dilaksanakan



peng-gerak mesin

produksi

Mengkonsultasikan

alternatif pemecahan

masalah gangguan pada

pihak terkait

Menganalisa gangguan

pada pengoperasian


kendali elektronik

Memahami cara meng-atasi

gangguan pada

pengoperasian mesin


elektronik

Mengatasi gangguan pada

pengoperasian mesin


elektronik




sampai dengan

gangguan diselesai-kan

Membuat laporan

pengoperasian

Laporan dibuat sesuai

dengan format dan

prosedur yang

ditetapkan oleh

perusahaan.

Format laporan

disimpan/diarsipkan

sesuai prosedur yang

ditetapkan



peng-gerak mesin

produksi

Mengikuti prosedur pem-

buatan laporan

Mengikuti prosedur pe-

nyimpanan/

pengarsipan laporan

Memahami cara mem-buat

laporan pengopera-sian


kendali elektronik

Membuat laporan

pengoperasian mesin


elektonik


F. Cek Kemampuan

Pelajari dan coba jawab pertanyaan–pertanyaan dibawah ini secara lengkap!

Jika merasa telah menguasai dan mampu, Anda bisa langsung mengajukan uji

kompetensi assessor internal atau eksternal melalui guru pembimbing.

1. Tuliskan 2 fungsi transistor?

2. Gambarkan symbol transistor jenis PNP dan NPN?

3. Apakah yang dimaksud transistor dalam keadaan saturasi?

4. Jelaskan bagaimana cara menentukan kaki basis pada transistor?

5. Gambarkan symbol dari sebuah SCR?

6. Jelaskan bagaimana cara menentukan kaki gate pada SCR?

7. Tuliskan 3 macam type SCR yang Anda ketahui?

8. Singkatan dari apakah UJT?

9. Gambarkan symbol TRIAC lengkap dengan notasi dari ketiga kakinya?

10.Apakah fungsi dari DIAC?


BAB. II PEMELAJARAN

A.Rencana Belajar Peserta DikLat

Kompetensi : A. Mengoperasikan mesin produksi dengan kendali

elektronik.

Sub Kompetensi : A.1. Mempersiapkan operasi mesin produksi dengan

kendali elektronik.

A.2. Melaksanakan operasi.

A.3. Mengamati dan menangani masalah operasi

A.4. Membuat laporan pengoperasian.

Jenis Kegiatan Tanggal WaktuTempat

Belajar

Alasan

Perubahan

Tanda

Tangan


B.Kegiatan Belajar Peserta Diklat

KEGIATAN BELAJAR 1. Transistor

a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran

Setelah mempelajari kegiatan pembelajaran 1, peserta DikLat akan dapat:

1. Menjelaskan susunan bahan dan symbol transistor.

2. Mejelaskan cara kerja transistor sebagai switch.

3. Mengidentifikasi komponen-komponen pada pengendali beban

menggunakan transistor.

4. Memahami dasar kerja latching.

b. Uraian materi

1. Susunan Bahan dan Symbol Transistor

Kata transistor berasal dari dua kata transfer dan resistor ini

menandakan bahwa transistor ialah alat yang dapat memindahkan daya

dari suatu rangkaian ke rangkaian lain. Pada saat berfungsi sebagai

resistor non linear, transistor yang paling digunakan adalah junction

transistor, yang akan dibahas dalam job ini. Gambar di bawah ini

merupakan susunan bahan dari transistor.

P N PNP N

Kolektor Emitter

Base Base

Emitter Kolektor

Gambar 1a. Transistor PNP Gambar 1b. Transistor NPN


Transistor junction sama sederhananya dengan dioda junction. Seperti

terlihat pada gambar 1a & 1b, transistor junction terbentuk dari dua

cara menempatkan lempeng bahan type-N.

Diantara bahan type-P atau lempeng bahan type-P atau diantara bahan

lempeng type-N. Setelah itu dua kali terpasang pada dua sisi dan satu

kaki di sisi lainnya. Untuk membuat hubungan dengan rangkaian luar.

Jika emitter dan kolektor terbuat dari bahan type-N, maka disebut

transistor NPN. Jika emitter dan kolektor terbuat dari bahan tipe-P maka

disebut transistor PNP. Keduanya digunakan pada system pengontrolan.

Kolektor

Emitter

Base

Emitter

Base

Kolektor

Gambar1c. Simbol Transistor PNP Gambar 1d. Simbol Transistor NPN

Transistor bekerja berdasarkan arus basis yang masuk pada junction

jika basis diberi arus positif atau negatif sesuai dengan jenisnya, maka

emitter dan kolektor akan konduk dan dapat memberikan arus pada

beban.

2. Transistor sebagai Switch

a. Kondisi CUT-OFF Transistor

Gambar2a. dibawah ini memperlihatkan transistor yang dirangkai

sedemikian rupa (rangkaian Common-Emitter), dimana tahanan

beban RL dianggap terhubung seri dengan lainnya.

Tegangan total yang terdapat pada ujung-ujung rangkaian seri ini

sama dengan tegangan catunya (UCC) dan diberi notasi UR dan UCE.


RLIC.RL=0

Uce=Ucc

RLIC.RL=Ucc

Uce=0IB

RL RL

Gambar 2a. Rangkaian Commen – Emitter

Menurut hukum Kirchoff:

UCC = UCE + UR

Arus kolektor IC mengalir melalui RL dan drop tegangannya adalah

IC.RL sehingga

UCC = UCE + IC . RL

Misalkan basis memperoleh bias negatif (reverse) yang Sedemikian

besar sehingga memutuskan (cut-off) arus kolektor, dan untuk

keadaan ini arus kolektor sama dengan nol.

IC . RL = 0 sehingga UCC = UCE

Bila transistor kita anggap sebagai switch, maka pada keadaan ini

switch tersebut akan ada dalam keadaan terbuka (OFF).

b. Kondisi Saturasi Transistor

Bila sekarang basis diberi bias arus maju (forward) sampai pada titik

dimana seluruh tegangan UCC muncul sebagai drop tegangan pada

RL, maka pada keadaan ini dapat ditulis:

IC . RL = UCC

Dari persamaan:

UCC = IC . RL + UCE


UCE = UCC – IC . RL

Karena IC . RL = UCC maka UCC – IC . RL = 0

dan UCE = 0

Dengan demikian bila IC diperbesar pada suatu titik dimana seluruh

tegangan UCC muncul pada RL, maka tidak tersisa tegangan pada

kolektor. Keadaan seperti ini dikatakan kondisi saturasi (jenuh) dari

transistor tersebut. Dan jika transistor dianggap sebagai sakelar

(switch), maka pada kondisi ini switch tersebut dalam keadaan

tertutup (ON).

c. Dasar Latching

Dua buah transistor dari tipe PNP dan NPN dikatakan komplement

jika mempunyai karakteristik yang serupa.

Gambar 2c & 2d. memperlihatkan cara menghubungkan transistor

yang komplementer tadi sedemikian rupa sehingga membentuk

rangkaian Cascade.

TR1

TR2Picu

+ Ucc

RL

TR1

TR2

Gambar 2 c. Gambar 2d.


Rangkaian ini bila diberi catu daya sedemikian rupa seperti yang

terlihat pada gambar 2c & 2d, dan dimana basis dalam keadaan

terbuka serta dengan suatu kancing (latch).

Dalam keadaan demikian ini transistor tidak bekerja (cut-off), atau

sama saja dengan switch dalam keadaan terbuka.

Dengan mengabaikan arus bocor, maka dapat dikatakan IC = 0.

Salah satu cara guna menutup latch ini adalah dengan system

penyulutan (triggering) pada elektroda basis dari salah satu

transistor tersebut. Misal trigger positif diberikan pada basis dari Q2

ini berarti emitter basis Q2 memperoleh forward bias dan Q2 mulai

menghantar. Karena kolektor Q2 dihubungkan langsung dengan basis

Q1 maka Q1 memperoleh input dan selanjutnya akan memberikan

penguatan sehingga timbul IC pada Q1 dan arus ini merupakan input

bagi Q2 dan akan diperkuat lagi oleh Q2 tersebut.

Proses penguatan ini berlangsung terus sehingga transistor-

transistor tersebut mencapai keadaan saturasi, dan dalam keadaan

saturasi ini transistor akan merupakan rangkaian hubung singkat

sehingga tegangan pada latch akan sama dengan nol dan arus yang

mengalir adalah:

IC = UCC

RL

Guna menutup latch tersebut dapat juga dilakukan dengan memberi

trigger negatif pada basis Q1 yang mana akan menyebabkan forward

bias pada Q1.

Cara lain adalah dengan memberi tegangan UCC sedemikian besar

sehingga melampaui tegangan break-down dari dioda kolektor salah

satu dari transistor tersebut. Dengan terjadinya break-down ini,

maka timbul kolektor yang akan diterima basis transistor berikutnya

dan diperkuat dan cara ini disebut sebagai “Break Over System”.


Guna membuka latch tersebut ada beberapa cara, yaitu:

Mengurangi tegangan catu UCC sehingga arus beban berkurang.

Memperbesar nilai RL atau sama sekali mencabutnya.

c. Rangkuman

Transistor selain digunakan sebagai penguat juga dapat digunakan sebagai

switch yang disebut Switch Statis.

Switch statis berbeda dengan switch/sakelar manual atau sakelar

elektromagnetik dimana pada sakelar manual atau saklar elektromagnetik

hanya mengenal dua keadaan yaitu ON dan OFF.

Pada transistor selain beban dapat dijalankan dan dimatikan juga dayanya

dapat diatur dengan mengatur arus yang masuk ke basis dari transistor

tersebut. Pengaturan arus basis tersebut dapat dilakukan dengan

menggunakan potensiometer atau tahanan sebagai Drop Devider.

d. Tugas

1. Buat gambar rangkaian pengontrolan pintu garasi menggunakan

trasistor dengan sensor cahaya!

2. Bawalah lima buah trasistor lengkap dengan jenis dan spesifikasinya!

e. Tes Formatif

1. Jelaskan bagaimana cara memberi penyulutan pada trasistor jenis PNP?

2. Apakah yang akan terjadi jika kaki basis transisor jenis NPN diberi

polaritas negatif?

3. Gambar dan jelaskan dua buah trasistor yang digunakan sebagai

latching?

4. Apakah yang membedakan antara transistor jenis PNP dengan transistor

jenis NPN?


5. Apakah keuntungan pengontrolan beban menggunakan transistor

dibandingkan sakelar mekanik?

f. Lembar Kerja

1. Pengaturan Putaran Motor Menggunakan Transistor

a. Alat dan Bahan

1) Power Supplay 12V/ 3A ……………………………………. 1 buah

2) Transistor C 1060 ……………………………………………. 1 buah

3) Potensiometer 100KΩ/1W …………………………………. 1 buah

4) Tahanan 10KΩ/5W……………………………………………. 1 buah

5) Motor DC 12V …………………………………………………. 1 buah

6) Kabel Penghubung……………………………………………. secukupnya

b. Keselamatan Kerja

1) Pergunakan peralatan dan kompenen lain dengan baik!

2) Periksalah peralatan dan kompenen sebelum digunakan.

3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan pada saat membuat

dan membongkar rangkaian pengawatan.

4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja!

c. Langkah Kerja

1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!

2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 1a.

3) Yakinkan sakelar (S) pada posisi OFF dan potensiometer pada

tahanan maximum!


S

10K

100KTR

Motor DC

12V+

Gambar 1a. Pengaturan Putaran Motor menggunakan Transistor

4) Gerakkan sakelar (S) pada posisi ON! Apakah yang terjadi pada

motor? Ukur tegangan yang jatuh pada:

a) Motor

b) Emiter – Kolektor

c) Emitter – Basis

5) Atur potensiometer pada tahanan ½ maximum! Apakah yang

terjadi pada motor? Ukur tegangan pada:

a) Motor

b) Emitter – Kolektor


6) Atur potensiometer pada tahanan minimum! Apakah yang terjadi

pada motor? Ukur tegangan pada:

a) Motor

b) Emitter – Kolektor


7) Dengan mengatur tahanan potensiometer. Apakah putaran

motor dapat diatur? Jelaskan!

8) Dari hasil pengukurani langkah 2.4. s/d 2.6. Masukan pada tabel

1a.

9) Matikan sakelar (S). Lepaskan semua rangkaian! Kembalikan

semua peralatan pada tempat semula!


Tabel 1a.

Tegangan padaPotensiometer

Motor E - B E - K

Keadaan

Motor

Maximum

½ Maximum

Minimum

2. Membalik Arah Putaran Motor DC Menggunakan Transistor

a. Alat dan Bahan

1) Transformator CT, 220V/12V, 3A ………………………. 1 Buah

2) Dioda IN4002 …………………………………………………. 4 Buah

3) Transistor A 971 ………………………………………………. 2 Buah

4) Tahanan 1KΩ…………………………………………........... 1 Buah

5) Tahanan 1.5KΩ ………………………………………………. 2 Buah

6) Kapasitor 470μF………………………………………………. 2 Buah

7) Motor DC 12V …………………………………………………. 1 Buah


1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.

2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!


rangkaian pengawatan!

4) Ikuti langkah kerja!


c. Langkah Kerja


2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 1b.

3) Yakinkan sakelar SPDT pada posisi OFF!

4) Masukan sumber AC.! Apakah yang terjadi pada motor?

5) Gerakkan sakelar SPDT pada posisi 1! Amati arah putaran motor?

Ukur tergangan pada:

a) Emitter – Kolektor Transistor 1

b) Emitter – Kleoktor Transistor 2

c) Motor

220VAC

MCB

220V CT

D1

D4

12V

12V

D2

D3

1K

1.5K

1.5K

Motor DC

TR1

TR2

470uF/50V

470uF/50V

1

2

OFF

++

Gambar 1b. Membalik Putaran Motor DC Menggunakan Transistor

6) Gerakkan sakelar SPDT pada posisi OFF, sampai motor berhenti

berputar!

7) Gerakan sakelar SPDT pada posisi 2! Amati arah putaran motor!

Ukur tegangan pada:

a) Emiter – Kolektor Transistor 1

b) Emiter – Kolektor Transistor 2

c) Motor

8) Gerakkan sakelar SPST pada posisi OFF, dan lepaskan sumber

AC!

9) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb!


10) Dari data hasil pengukuran masukan pada table 1b.

11) Lepaskan semua rangkaian! Kembalikan alat pada tempat

semula!

Tabel 1b.

Tegangan pada Emitter -

KolektorSakelar SPDT

TR1 TR2

Tegangan

pada Motor

Arah

putaran

Motor

OFF

POSISI 1

POSISI 2

3. Pengontrolan Start pada dua buah Motor secara Berurutan

a. Alat dan Bahan

1) Transformator 220V/12V, 3A ............................. 1 Buah

2) Dioda IN4002………………………………………………… 4 Buah

3) Kapasitor 470μF/50V ……………………………………… 1 Buah

4) Kapasitor 500 μF/50V ……………………………………. 1 Buah

5) Transistor 2N404 …………………………………………… 1 Buah

6) Relay 12VDC …………………………………………………. 2 Buah

7) Potensiometer 1M/1W ……………………………………. 1 Buah

8) Potensiometer 100 KΩ……………………………………. 1 Buah

9) Tahanan 27 KΩ ……………………………………………… 1 Buah

10) Tahanan 150 Ω ……………………………………………… 1 Buah

11) Tahanan 47 Ω………………………………………………… 1 Buah

12) Switch SPDT………………………………………………….. 1 Buah

13) Motor Universal 220V/75W……………………………… 1 Buah

14) Motor Shaded Pole 220V/25W ………………………… 1 Buah

15) Kabel Penghubung ………………………………………… secukupnya







4) Ikuti langkah kerja!

c. Langkah Kerja

1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.

2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 1c.

3) Yakinkan sakelar (S) pada posisi OFF, potensiometer 1 pada

tahanan minimum dan potensiometer 2 pada tahanan ¼

maximum, siapkan sebuah AVO meter pada range 50VDC dimana

jack positif dari AVO meter terhubung pada kaki kolektor dan jack

negatif AVO meter pada negatif sumber tegangan (tegangan

pada CR2).

L2L1

1A

MotorUniversal

CR1 CR2

Bridge Diode

Trafo12VAC

MotorShaded Pole

TR

500uF/50V

47

150

P2100K

P11M

27K

S

470uF/ 50V

220V AC

CR1 CR2

+

+

Gambar 1c. Pengontrolan Start Pada Dua Buah Motor Secara Berurutan


4) Gerakkan sakelar (S) pada posisi ON! Pada saat sakelar (S) ON,

lakukan pengamatan pada gerakan jarum meter, dan dengan

menggunakan stop watch catat selisih waktu start dari motor

shaded pole dengan motor universal!

5) Matikan sakelar (S)! Atur potensiometer 1 pada tahanan

minimum dan potensiometer 2 pada tahanan maximum! Ulangi

langkah 3.3 s/d 3.4.

6) Matikan sakelar (S)! Atur potensiometer 1 pada tahanan

maximum dan potensiometer 2 pada tahanan minimum! Ulangi

langkah 33 s/d 3.4

7) Matikan sakelar (S), dan lepaskan sumber tegangan gantilah

kondensator 500µF/50V (C2), dengan kapasitor 1100µF/50V!

8) Ulangi langkah 3.3 s/d 3.6. Masukan data hasil pengukuran

pada table 1e.

9) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb.

Tabel 1c.

Potensiometer

(1)

Potensiometer

(2)Kapasitor

Penundaan

Waktu

Maximum 14 Maximum 500F

Minimum Maximum 500F

Maximum Minimum 500F

Minimum Mzximum 1100F

Minimum 14 Maximum 1100F

Minimum Minimum 1100F


4. Pengontrolan Level Air Secara Otomatis

a. Alat dan Bahan

1) Tranformator 220V/12V,3A …………………………….. 1 Buah

2) Motor induksi 3 Fasa, 2HP, 220V……………………… 1 Buah

3) Tangki air ……………………………………………………… 1 Buah

4) Sekering, 10A………………………………………………… 3 Buah

5) MCB 1 Fasa, 3A …………………………………………….. 1 Buah

6) Kontaktormagnit 220V, 10A …………………………… 1 Buah

7) Relay 12V, 2NO, 2NC……………………………………… 2 Buah

8) Transistor 2N1008 ………………………………………… 1 Buah

9) Sakelar Pelampung………………………………………... 1 Buah

10) Elektroda/ Level Kontrol ……………………………… 1 Buah

11) Lampu Indikator ……………………………………….. … 3 Buah

12) Over Load, 2A ………………………………………… …. 1 Buah

13) Dioda IN5402……………………………………………….. 1 Buah

14) Dioda IN4003 …………………………………………….. 4 Buah

15) Tahanan 220Ω/1W ………………………………………. 1 Buah

16) Potensiometer, 200Ω/1W …………………………….. 1 Buah

17) Sakelar SPST ………………………………………………. 1 Buah




3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan, pada saat membuat

rangkaian pengawatan.

4) Lakukan percobaan sesuai langkah kerja!


c. Langkah Kerja


2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 1d.

3) Yakinkan sakelar SPST pada posisi OFF, tangki air dalam keadaan

kosong,potensiometer pada posisi ½ maximum dan jarak kedua

elektroda 10 Cm!

4) Gerakkan sakelar SPST pada posisi ON! Apakah yang terjadi pada

motor pompa air (motor 3 fasa)? Ukur tegangan pada

a) Transistor

b) Relay 1

c) Relay 2

d) Kontaktormagnit

5) Masukan air ke dalam tangki sampai permukaan air menyentuh

sakelar pelampung (batas minimum), sehingga kontaknya

terdorong ke atas. Apakah yang terjadi pada motor pompa? Ukur

tegangan pada:

a) Transistor

b) Relay 1

c) Relay 2

d) Kontaktormagnit

6) Masukan kembali air ke dalam tangki sampai permukaan air

menyentuh elektroda (batas maximum). Apakah yang terjadi

pada motor pompa? Ukur tegangan pada:

a) Transistor

b) Relay 1

c) Relay 2

d) Kontaktormagnit


S

Batas Minimum

MCB

LevelControl

Tangki Air

BridgeDiode

Saklar

Pelampung

Batas Maxi-mum Relay 2

CR2

CR2NONC

TR2N1008

D1

200

-+220V AC

220V/ 2W

Hijau

NO CR2

12V

CR1

220V/ 2W

Kuning

220V/ 2W

Merah

95 97

96 98

R S T

Relay 1CR1

OL

Motor

3 Fasa

K

Gambar 1d. Pengontrolan Level Air Secara Otomatis.

7) Kosongkan air sampai permukaan air tidak menyentuh elektroda!

Apakah yang terjadi pada motor pompa? Ukur tegangan pada:

a) Transistor

b) Relay 1

c) Relay 2

d) Kontaktor


8) Kosongkan air sampai permukaan air tidak menyentuh sakelar

pelampung! Apakah yang terjadi pada motor? Ukur tegangan

pada:

a) Transistor

b) Relay 1

c) Relay 2

d) Kontaktormagnit

9) Data hasil pengukura dari langkah 3.4 s/d 3.7 masukan pada table

1d.

10)Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb.

Tabel 1d.

KeadaanTangki

Air

Tegangan

pada Relay 1

Tegangan

pada Relay 2

Tegangan pada

Emiter-Kolektor

Keadaan

Motor 3Fasa

Kosong

Batas

Minimum

Batas

Maximum

Batas

Minimum


KEGIATAN BELAJAR 2. Silicon Controlled Rectifier (SCR)

dan Uni Junction Transistor (UJT)


Setelah mempelajari kegiatan belajar 2, peserte DikLat akan dapat:

1. Menjelaskan susunan fisis dan prinsip kerja SCR.

2. Mejelaskan cara kerja SCR sebagai switch.

3. Mengidentifikasi komponen-komponen pada pengendali beban

menggunakan SCR.

4. Memahami cara memberi peyulutan pada SCR.

5. Menjelaskan cara kerja rangkaian pengedali menggunakan SCR

6. Memahami dasar kerja dan fungsi UJT.

7. UJT sebagai relaxation oscillator.

b. Uraian Materi

1. Susunan Fisis dan Prinsip Kerja SCR

Pengembangan elektronika akhir-akhir ini maju dengan sangat pesat

setelah ditemukan beberapa jenis rumpun Solid State diantaranya

Transistor. Dioda, UJT, dll.

Beberapa laboratorium elektronika berusah menemukan suatu jenis

Solid State yang dapat dipergunakan untuk mengendalikan daya listrik

sebagai pengganti tabung air raksa yang biasa dikenal dengan nama

THYRATRON. Ternyata keinginan ini telah dicapai dengan ditemukannya

apa yang disebut ”THYRISTOR”

Nama telah diambil dari gabungan Thyaratron dan Transistor. Pada

tahun 1957 Thyristor telah direproduksi dan telah dipasarkan pula.

Thyristor dibuat dari susunan bahan silicon dan sifat-sifatnya yang

hampir mirip dengan silicon rectifier juga dengan dioda 4 lapis.

Keistimewaan dari Thyristor dibanding dengan silicon rectifier, adanya


tambahan elektroda yang disebut Gate. Gate ini merupakan tempat

dimana Thyristor dikendalikan (controlled) karena itu Thyristor juga

disebut “Silicon Controlled Rectifier” disingkat menjadi SCR. Pada saat

sekarang ini penggunaan SCR sangat luas karena SCR dapat

mengendalikan arus listrik yang cukup besar dan dapat pula

dipergunakan langsung untuk jaringan arus tukar (AC). Penggunaan

yang nyata pada saat sekarang ini adalah untuk switching daya listrik

yang besar yang dapat mengendalikan pengaturan beban putaran motor

listrik, pengaturan alat pemanas listrik, pengatur lampu penerangan,

relay dan alat-alat alarm yang sangat peka. Bahkan dalam industri-

industri sekarang ini SCR digunakan sebagai sarana pelengkap automat

yang menggantikan alat-alat yang sangat peka.

A

K

G

A

K

G

Gambar 1.1a. Susunan Fisis SCR Gambar 1.1b. Symbol SCR

a. Sifat-Sifat SCR

1) Dalam keadaan gate tidak diberikan picu (trigger), SCR tidak

menghantrakan arus, istilahnya dalam keadaan demikian ini

“OFF” atau “Blocked”. Hal ini dapat dipersamakan (antara anoda

dan katoda) dengan switch dalam keadaan terbuka.

2) Apabila tegangan picu (meskipun hanya sesaat) diberikan pada

gate, maka SCR akan menghantar atau “ON”. Jadi, SCR akan

bekerja sebagai silicon dioda biasa yang dapat menghantar arus


pada jurusan dari anoda ke katoda, akan tetapi ”blocked” pada

jurusan yang sebaliknya.

3) Sewaktu SCR telah “ON”, kemudian secara mendadak tegangan

positif pada gate kita putuskan, maka SCR tetap ON. Jelasnya

untuk membuat SCR dapat ON cukup dengan memberikan

tegangan positif dalam waktu yang pendek karena da;am

pemakain tegangan (DC), SCR akan bekerja terus-menerus

seperti halnya silicon rectifier biasa bahkan kita dapat melakukan

pengendalian SCR dengan memberikan pulse positif pada

gatenya.

4) Hubungan antara gate dan katoda pada SCR bersifat seperti

dioda silicon, sehingga antara gate dan katoda berimpedansi

rendah pada rah forward (conduct). Pengendalian tegangan gate

dibutuhkan antara 1-2 volt saja dengan arus gate beberapa puluh

miliampere, tegangan dan arus ini sudah cukup untuk membuat

SCR yang berkemampuan menghantar arus sebesar beberapa

puluh ampere (arus anoda-katoda).

5) Apabila SCR telag dalam keadaan ON, cara untuk meng-OFF kan

kembali tak dapat dilakukan melalui gate, melainkan kita harus

menurunkan besarnya arus anoda-katoda sampai batas dibawah

nilai Ih “holding current” (nilai mendekati nol). Apabila sekarang

SCR digunakan untuk keperluan arus tukar AC, kita tak mendapat

kesulitan sebab setiap setengah periode positif akhir, tegangan

arus AC akan menurun dan kemudian nol sahingga SCR secara

otomtis OFF dengan sendirinya.

Dalam pemakain SCR dapat dipergunakan oleh pemakai/beban.

Rangkaian untuk keperluan tersebut dapat mempergunakan DC

maupun AC.


b. Sistim picu gate

Sebagaimana telah dibahas sebelumnya, bahwa Thyristor

merupakan kompenen break over, khususnya SCR dan triac adalah

kompenen break over yang tinggi tegangan konduknya, tetapi

dengan mengatur melalui sinyal picu yang diberikan pada gate,

sehinggga dengan tegangan yang kecil komponen tsb dapat

mengalirkan arus (konduk).

Di dalam rangkaian kenverter AC, Thyristor merupakan komponen

utama melalui pengontrolan lebar sudut konduk (conduction angle)

atau sudut penundaan picu (firing delay angle).

Rangkaian dasar SCR dan Triac beban dan sumber tegangan

diperlihatkan pada gambar 1.3b. dan gambar 1.3c. memperlihatkan

sudut konduk SCR 120o maka sudut picunya 60o dan bila sudut

konduknya 45o, sudut picunya 135o.

Selanjutnya gambar 1.2e. memperlihatkan sudut konduk dan sudut

picu.

AC Load AC

LoadSCR

TriacPemicu

Pemicu

Gambar 1.3a. Rangkain Dasar Pengontrol dengan SCR dan Triac


UAK UAK

60o 135o

t t

URL URL

120o 45o

Gambar 1.3b. Sudut Konduk dan Sudut Penyalaan pada Rangkian SCR

UTriac UTriac

= 150o = 60o

= 30o

=120o

Gambar 1.2c. Sudut Konduk dan Sudut Penyalaan pada Rangkaian Triac


Pengaturan sudut konduk/sudut picu dilakukan melalui pengaturan

sinyal picu, pengatur ini dapat dilaksanakan dengan 2 sistem:

a) Dengan mengatur besarnya arus picu (IG) yang diberikan pada

gate. Makin besar IG makin rendah UBRF sehingga makin lebar

sudut konduk atau maakin sempit sudut picunya.

b) Dengan mengatur waktu (saat) diberikannya sudut picu. Dalam

hal ini besarnya IG agar UBRF ~ 0 volt langsung dipenuhi, hanya

waktu pemberian picunya diatur, makin awal datangnya sinyal

picu makin lebar sudut konduknya dan sebaliknya makin tertunda

sinyal picu maikn sempit sudut konduknya.

Di dalam praktek pada umumnya menggunakan cara ke-2 dan sinyal

picunya menggunakan sinyal berbentuk pulsa atau tegangan tajam

(spike voltage).

2. UNI JUNCTION TRANSISTOR (UJT)

a. Symbol dan Konsrtuksi dari UJT

UJT disimbolkan sebagai gambar 2.1a. dan konsrtuksinya

diperlihatkan pada gambar 2.1b. dimana sebatang bahan

semikonduktor silicon di-dop ringan dengan unsur dari golongan 5

sehingga menjadi tipe N. Ujung batang ini menjadi B1 dan B2 dengan

nilai resistansi antara B1 dan B2 cukup besar kira-kira 10KΩ.

Kira-kira ditengah-tengah batang B1 dan B2 diberikan dope agak

berat dari unsur golongan 3 sehingga terbentuk tipe P yang

berfungsi sebagai emitter (E).

Rangkian ekuivalen dari UJT yang sederhana dapat dilihat pada

gambar 2.1c.

Antara emitter ke persambungan (junction) basis tampak sebagai

sebuah PN dioda. Tahanan antara basis RBB dari batang silicon tipe

N, merupakan dua buah resistor RB1 dan RB2.


Jika ada arus yang mengalir dari emitter ke basis 1 dan UJT akan

“ON” dimana RB1 nilainya kan turun secara tajam.

B1

B2

E E

B1

B2

P N

Gambar 2.1a. Gambar 2.1b.

Symbol dari UJT Konstruksi dari UJT

Nilai tahanan RB1 akan berubah-ubah tergantung dari besarnya arus

emitter yang mengalir.

+-

E

B2

B1

RB1

RB2

UBB

Up

Gambar 2.1c. Rangkaian Ekuivalen dari UJT

Sejak terjadi penghantaran, RB1 merupakan fungsi dari arus emitter,

variasi tahahan RB1 disebabkan oleh perubahan arus emitter dan

dalam hal ini disebut sebagai “Conductivity Modulation”.


Jika tidak terdapat aliran arus emitter IE tegangan UAB1 dari titik A ke

B1 dapat ditulis sebagai berikut:

RB1

UAB1 = UBB x RB1 + RB2

= UBB x RB1 = ไ UBB

RBB

Dimana : UBB adalah tegangan antara basis

RB1 adalah tahanan basis 1

RBB adalah tahanan antara basis, dan

ไ adalah instrinsic standar off ratio UJT = RB1

RBB

Harga ไ terletak antara 0.51 sampai 0.81. Jika tegangan bias UE

lebih rendah dari UBB, maka junction emitter ke basis adalah reverse

bias dan pada keadaan ini arus emitter tidak mengalir kecuali arus

bocornya saja.

Jika pemberian tegangan UE lebih besar daripada ไ UBB, junction

emitter ke basis 1 adalah forward bias dan arus emitter akan

mengalir.

Karakteristik konduktivitas emitter adalah sebagai berikut:

Jika IE naik, tegangan emitter ke basis 1 turun dan dapat dilihat pada

gambar 2.1d.


UP IP

VALLEY

UV POINT Saturasi

IEO IV UEB1

EMITTER CURRENT

Gambar 2.1d. Karakteristik Konduktivitas Emitter

Pada daerah sebelah kiri dari UP, emitter ke basis adalah reverese

bias dan pada saat ini tidak ada arus emitter dan daerahnya disebut

daerah cut-off.

Pada daerah sebelah kanan dari UP, emitter ke basis adalah forward

bias dan IE mengalir. Daerah sebelah kanan dari UV disebut daerah

saturasi.

Tegangan puncak UP memenuhi persamaan:

UP = ไ UBB + UD dimana UD = ± 0.70

Dari persamaan tersebut tampak bahwa UP tergantung pada

tegangan antara basis UBB dan pada tegangan forward yang

melewati dioda emitter ke basis.

Stabilisasi UP dapat dicapai dengan cara memasang R2 seri pada

base 2 seperti yang terlihat pada gambar 2.1e.


Us

R2

R1

+

Gambar 2.1e. Stabilisasi UP dapat dicapai dengan cara

memasang R2 seri pada Base 2

Dalam rangkaian ini R1, RBB dan R2 merupakan pembagi tegangan.

Dalam hal ini agar UJT dapat “ON” maka tegangan UE harus

menyamai UP dan IE juga harus lebih besar daripada IP-nya.

b. UJT Sebagai Relaxation Oscilator

Dalam gambar 2.2a. memperlihatkan UJT yang dihubungkan sebagai

Relaxion Oscilator dimana rangkaian ini dapat membangkitkan

bentuk gelombang tegangan UB1 yang dapat digunakan sebagai

pemicu gate sebuah SCR.

Us

R2

R1

A

B

C1

R3

UEUB1

S

+

+

UB1

Gambar 2.2a. Relaxation Oscilator UJT

Prinsip kerja rangkaian ini adalah:

Jika sakelar (S) ditutup maka sumber akan melayani rangkaian

tersebut. CE mulai diisi secara eksopnensial lewat RE sehingga


mencapai tegangan U1. Tegangan yang mengisi CE adalah tegangan

UE yang digunakan emitter UJT.

Jika CE sudah diisi sehingga mencapai UP maka UJT akan “ON”

tahanan RB1 akan turun dengan cepat.

Pulsa tajam dari arus IE mengalir dari emitter ke basis 1 dan

merupakan arus pengosongan dari CE.

Jika tegangan CE jatuh mendekati 2 volt maka UJT akan “OFF” dan

periode ini akan berulang.

Bentuk gelombang pada gambar diatas merupakan tegangan gigi

gergaji (saw-tooth) dan dibangkitkan pada pengisian CE dan pulsa

output UB1 dibangkitkan lewat R1.

UB1 adalah pulsa yang digunakan untuk memicu SCR. Frekuensi dari

Oscilator ini tergantung pada konstanta waktu CE.RE dan pada

karakteristik UJT-nya.

Untuk R1 = 100Ω perioda dari oscillator T dapat diambil dengan

rumus pendekatan:

T = 1 = RE.CE ln 1

1 - ไ f

untuk ไ = ± 0.60

T = RE.CE

Jadi, FRO.UJT = 1

RE.CE

Gambar 2b.2. dibawah ini memperlihatkan contoh penggunaan Relaxion

Oscilator dalam rangkaian pengontrol SCR.


DC FULL WAVE

C1

B1

B2

R3

R2P1 SCR

UJTZ1

R1

+

LOAD

Gambar 2b.2. Pengontrol SCR dengan UJT

c. Rangkuman

SCR disebut juga dioda empat lapis, berpungsi sebagai pengontrol juga

sebagai penyearah jika digunakan untuk mengontrol tegangan AC.

SCR mempunyai tiga kaki atau tiga elektroda yang diberi notasi anoda,

katoda dan gate. Kaki gate pada SCR berfungsi sebagai pengatur arus yang

akan mengalir dari anoda ke katoda, dengan mengatur arus dapat

mengatur daya pada beban juga dapat diatur dengan cara megatur sudut

kerja dari SCR tsb. Penguturan sudut keja dari SCR dapat dilakukan dengan

menggunakan tahanan, kapasior atau UJT.


d. Tugas

1. Berikan dua buah SCR lengkap dengan spesifisinya?

2. Buat gambar rgkaian pengaturan cahaya lampu menggunakan SCR

dengan penyulutan UJT?

e. Tes Formatif

1. Apakah singkatan dari SCR?

2. Terbuat dari apakah bahan SCR itu?

3. Gambarkan symbol SCR lengkap dengan notasi kaki-kakinya?

4. Tuliskan dua fungsi dari SCR?

5. Jelaskan! Bagaimana kerja SCR jika digunakan untuk mengontrol

tegangan DC?

6. Apakah yang dimaksud dengan holding current?

7. Jelaskan! Bagaimana cara memberikan penyulutan pada kaki-kaki SCR?

8. Jelaskan! Kenapa SCR jika digunakan untuk mengontrol tegangan DC,

dengan sekali trigger SCR akan terus bekerja?

9. Gambarkan simbol dari UJT?

10. Jelaskan! Keuntungan penyulutan menggunakan UJT pada SCR?

f. Lembar Kerja

1. Mengoperasikan Motor Universal menggunakan SCR dengan

tegangan AC

a. Alat dan Bahan

1) SCR, TIC101 D ………………………………………………… 1 Buah

2) Tahanan 10 KΩ………………………………………………… 1 Buah

3) Potensiomeer 1KΩ/ 5W……………………………………… 1 Buah

4) Sakelar SPST 250 V/ 3A …………………………………… 1 Buah

5) Motor universal 220V………………………………………… 1 Buah


6) MCB, 2A ………………………………………………………… 1 Buah

7) Kabel penghubung …………………………………………… secukupnya






4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja.

c. Langkah Kerja


2) Buat gambar ranngkaian seperti gambar 2a.

220V AC

B

A

SCR

Motor Universal

MCB

33K

33K5.6K

1

2

S

1K

Gambar 2a. Mengoperasikan Motor Universal menggunakn SCR dengan

Tegangan AC

3) Yakinkan sakelar (S) pada posisi OFF dan tahanan

potensiometer pada tahanan maximum (posisi” B”)!

4) Gerakkan sakelar (S) pada posisi 1, kemudian masukan sumber

AC. Apakah yang terjadi pada motor! Amati putaran motor! Ukur

tegangan pada:


a) Anoda – Katoda ( VDC )

b) Motor ( VDC )

5) Gerakkan sakelar (S) pada posisi OFF! Sampai motor berhenti

berputar, kemudian gerakan sakelar (S) pada posisi 2!. Apakah

yang terjadi pada motor, Amati putaran motor (bandingkan

putaran motor tsb dengan putaran pada langkah 3.4) Jelaskan?

Ukur tegangan pada:

a) Anoda – Katoda (VAC)

b) Motor (VAC).

6) Lepaskan sumber AC, juga pengawatan pada rangkaian!

7) Kembalikan alat-alat pada tempat semula!

8) Buat kesimpulan dari hasil percoban tsb.

2. Mengoperasikan Motor Universal menggunakan SCR dengan

Tegangan DC Gelomgang Penuh

a. Alat dan Bahan

1) SCR, TIC101 D ………………………………………………… 1 Buah

2) Dioda, IN5404 ………………………………………………… 4 Buah

3) Kapasitor 500V/250V………………………………………… 1 Buah

4) Tahanan 10KΩ/5W …………………………………………… 1 Buah

5) Potensiometer 1KΩ/5W …………………………………… 1 Buah

6) Sakelar SPST, 250V/3A……………………………………… 1 Buah

7) Motor universal 220V………………………………………… 1 Buah

8) MCB 2A …………………………………………………………… 1 Buah

9) Kabel penghubung …………………………………………… secukupnya








c. Langkah Kerja


2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 2b.

500uF/250V

Motor Universal

5.6K

S100K

33K

1KA

B

220V AC

2A

SCR

+-+

Gambar 2b. Mengoperasikan Motor Universal menggunakan SCR dengan

tegangan DC Gelombang Penuh.

3) Yakinkan sakelar SPST pada posisi OFF dan tahanan

potensiometer pada tahanan maximum (posisi “B”)!

4) Masukan sumber 220V AC, Gerakan sakelar SPST pada posisi ON!

Apakah yang terjadi pada motor! Amati putaran motor dan ukur

tegangan pada:

a) Anoda – Katoda. ( VDC)

b) Motor. ( VDC )

5) Gerakan sakelar SPST pada posisi OFF! Apakah yang terjadi pada

motor? Jelaskan! Ukur tegangan pada:

a) Anoda – Katoda ( VDC ).

b) Motor. ( VDC ).

6) Lepaskan sumber AC 220V dan pengawatannya! Kembalikan

semula peralatan pada tempat semula .


7) Masukan data hasil percobaan pada table 2b.


Tabel 2b.

Tegangan PadaPosisi

Sakelar SPST Anoda-Katoda MotorKeadaan Motor

ON

OF

ON

3. Pengontrolan Permukaan Air Secara Otomatis

a. Alat dan Bahan

1) Trafo step down 220V/12V, 1A …………………………. 1 Buah

2) Dioda IN4001 ………………………………………………… 4 Buah

3) Transistor BC 547 …………………………………………….. 1 Buah

4) SCR SS3288…………………………………………………….. 1 Buah

5) Relay 12V DC ………………………………………………….. 1 Buah

6) Motor kapasitor 125W/220V` …………………………… 1 Buah

7) Fuse 2A …………………………………………………………… 1 Buah

8) Tahanan 1KΩ …………………………………………………… 1 Buah

9) Kapasitor 470µF/25V ………………………………………… 1 Buah

10)Plat sebagai elektroda ……………………………………… Secukupnya

11)Kabel penghubung …………………………………………… Secukupnya







4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja.!

c. Langkah Kerja


2) Buat rangkaian seperti gambar 3c.

Water

S3

S2

S1

220V AC

Fuse2A

S

Relay 12 V

D1-D4IN4001

1K

Q2BC547

Q1BC547

SCR

Trafo220V/12V/1A

Motor

10uF/25V

220V12V

+

Gambar 3c. Pengontrolan Permukaan Air secara Otomatis

3) Yakinkan sakelar (S) pada posisi OFF dan tangki air dalam

keadaan kosong.!

4) Masukan sumber AC 220V, Gerakan sakelar (S) pada posisi ON.!

Apakah pada motor? Jelaskan! Dengan menggunakan AVO meter

pada skala 50V DC. Ukur tegangan pada:

a) Transistor 1.

b) Transistor 2.

c) SCR.

d) Relay.

470F


5) Masukan air ke dalam tangki sampai permukaan air menyentuh

elektroda 1! Apakah motor berputar? Jelaskan! Ukur tegangan

pada:

a) Transistor 1.

b) Transistor 2.

c) SCR.

d) Relay.


menyentuh elektroda 2! Jelaskan! Apakah motor berputar? Ukur

tegangan pada:

a) Transistor 1.

b) Transistor 2.

c) SCR.

d) Relay.


menyentuh elektroda 3! Apakah yang terjadi pada motor?

Jelaskan! Ukur tegangan pada:

a) Transistor 1.

b) Transistor 2.

c) SCR.

d) Relay.

8) Kosongkan air di dalam tangki sampai permukaan air tidak

menyentuh elektroda 3! Apakah yang terjadi pada mtor?

Jelaskan!

9) Lepaskan sumber AC dan pengawatan pada rangkaian, dan

kembalikan alat-alat pada tempat semula!

10)Dari data hasil pengukuran masukan pada table 3h.

11)Buat kesimpulan dari percobaan tsb!


Tabel 3c.

Keadaan Air Tegangan

Pd TR 1

Tegangan

Pd TR 2

Tegangan

Pd SCR

Tegangan

Pd Relay

Keadaan

Motor

Kosong

Menyentuh elektroda 1

Menyentuh Elektroda 2

Menyentuh Elektroda 3

4. Pengaturan Putaran Motor AC menggunakan SCR

a. Alat dan Bahan

1) SCR, GE – C30B……………………………………………….. 1 Buah

2) Dioda, 3A ………………………………………………………… 4 Buah

3) Kapasitor 0,1μF ……………………………………………….. 1 Buah

4) Tahanan 100KΩ/5W …………………………………………. 1 Buah

5) Tahanan 33KΩ/5W……………………………………………. 1 Buah

6) Tahanan 9.1K ……………………………………………….. 1 Buah

7) Tahanan 2.7 K ………………………………………………. 1 Buah

8) Potensiometer 250 KΩ/5W ……………………………….. 1 Buah

9) Sakelar SPST, 250V/…………………………………………. 1 Buah

10)Motor universal 220V ……………………………………….. 1 Buah

11) Ampere meter 0 – 5A …………………………………….. 1 Buah

12) Fuse, 2A ……………………………………………………….. 1 Buah

13) Kabel penghubung ………………………………………….. Secukupnya








c. Langkah Kerja


2) Buat gambar rangkaian percobaan seperti gambar 2d.

3) Yakinkan sakelar (s) pada posisi OFF dan tahanan potensiometer

pada tahanan maximum (posisi “B”)!

S

220V AC

B

A

Motor 1 Fasa Kapasitor

0.1uF2.7K

33K250K

9.1K

100K

Triac- +

Run

StartCA

Gambar 2d. pengaturan Putaran Motor AC menggunakan SCR

4) Masukkan sumber 220 AC dan gerakan sakelar (s) pada posisi

ON! Apakah yang terjadi pada motor? Ukur tegangan pada:

1) Anoda – Katoda (VDC)

2) Motor (VAC)

3) Gate – Katoda (VDC)

4) Arus beban

5) Atur potensiometer pada ½ maximum! Apakah yang terjadi pada

motor? Ukur tegangan pada:

a) Anoda – Katoda (VDC)

SCR


b) Motor ( VAC )

c) Gate – Katoda ( VDC )

d) Arus beban

6) Atur potensiometer pada tahanan minimum (posisi “A”)! Apakah

yang terjadi pada motor? Ukur tegangan pada:

a) Anoda – Katoda (VDC)

b) Motor (VAC)

c) Gate – Katoda (VDC)

d) Arus beban

7) Dari data hasil percobaan, masukan pada table 2d.

8) Lepaskan sumber 220V AC, kembalikan alat-alat pada tempat

semula.

9) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb.!

Tabel 2d.

Posisi

Potensiometer

Tegangan

Pd A - K

Tegangan

Pd Motor

Tegangan

Pd G - K

Arus

Beban

Keadaan

Motor

Minimum

½ Maximum

Maximum


KEGIATAN BELAJAR 3. Diac, Triac, Quadrac


Setelah mempelajari kegiatan belajar 3, peserta DikLat akan dapat:

1. Menjelaskan susunan fisis dan simbol Diac.

2. Mejelaskan fungsi dari Diac.

3. Menjelaskan susunan fisi dan symbol Triac.

4. Menjelaskan fungsi Triac.

5. Memahami cara memberi peyulutan pada Triac.

6. Mengidentifikasi komponen-komponen pada pengendali

beban menggunakan Diac dan Triac.

7. Menjelaskan cara kerja rangkaian pengedali menggunakan Diac dan

Triac.

8. Menjelaskan apa yang dimaksud dengan Quadrac.

b. Uraian Materi

1. Diac

Kecuali SCR, masih banyak kompenen-kompenen elektronika yang

lainnya yang termasuk dalam keluarga Thyristor. Diantaranya yang

paling banyak digunakan adalah DIAC, TRIAC, dan QUADRAC.

Komponen-kompenen tersebut bekerja atas dasar prinsip kerja dioda 4

lapis dan SCR.

Susunan fisis DIAC merupakan dua buah dioda 4 lapis yang digabung

secara paralel terbalik.

DIAC adalah piranti elektronik yang termasuk jenis dari bi-directional

thyristor disebut juga sebagai trigger dioda.

Rangkaian ekuivalen dari DIAC dapat digambarkan seperti gambar 1a.

dan juga dapat dianggap sebagai susunan dua buah lacth seperti

terlihat pada gambar 1b.


A K

K A

T1

T2

T1

T2

Gambar 1a. Gambar 1b.

DIAC tidak mempunyai polaritas atau dianggap sebagai homopolar atau

juga non-polar sehingga dalam penggunaannya sangat mudah.

Untuk mengetahui prinsip kerja DIAC maka kita anggap DIAC tersebut

diberi catu daya dengan polaritas seperti yang terlihat pada gambar

1.1a. Bila tegangan yang diberikab pada DIAC menyamai atau melewati

tegangan Break Over-nya maka lacth sebelah kiri akan menutup dan

arus akan mengalir demikian jika sebaliknya, maka latch yang sebelah

kanan akan menutup. Untuk membuka kembali latch tersebut adalah

dengan cara mengurangi arus latch sehingga dibawah ini nilai holding

currentnya (Ih).

Symbol Diac adalah seperti terlihat pada gambar 1.1c.

T2

T1

Gambar 1.1c. Symbol Diac


2. Triac

Susunan fisis TRIAC merupakan gabungan dari dua buah SCR yang

terpasang secara paralel terbalik. Rangkaian ekuivalen TRIAC

sebagaimana terlihat pada gambar 1.2a.

TRIAC dapat ditrigger dengan menberikan arus gate positif atau negatif.

TRIAC disimbolkan seperti terlihat pada gambar 1.2b.

G

T2

T1

T2

Gate

T1

Gambar 1.2a. Rangkaian Ekuivalen TRIAC Gambar 1.2b. Simbol TRIAC

Efek arus gate pada tegangan Braek Over sebuah TRIAC adalah sama

seperti pada SCR.

Pada umumnya rangkaian pengontrol dengan TRIAC lebih ekonomis dan

menguntungkan untuk pengaturan daya arus bolak-balik. Dengan

mengatur arus gate, maka daya AC pada beban dapat diatur besar

kecilnya dan karena tegangan sumber AC tidak perlu disearahkan

terlebih dahulu, maka rangkainnya jauh lebih sederhana dibandingkan

dengan SCR.

3. QUADRAC

QUADRAC adalah gabungan antara TRIAC dan DIAC yang dibuat dalam

satu chip sehingga lebih efisien dalam penggunaannya. Simbolnya

digambarkan seperti terlihat pada gambar 3a. Sedangkan contoh dari

QUADRAC sepertterlihat pada gambar 3b. dimana QUADRAC


mempunyai tiga buah terminal yaitu Main terminal 1, Main Terminal 2

dan Gate.

c. Rangkuman

DIAC merupakan piranti elektronik yang susunan fisisnya merupakan dioda

empat lapis yang tersambung secara paralel terbalik. DIAC tergolong pada

komponen bi-directional yang dapat mengalirkan dari dua arah yang

berfungsi sebagai trigger(penyulut) pada TRIAC.

TRIAC merupakan keluarga thyristor, yang berfungsi sebagai alat

pengendali (pengontrol) yang mengalirkan arus dari dua arah, untuk itu

TRIAC banyak digunakan untuk mengontrol tegangan arus bolak-balik.

Beban yang dikontrol menggunakan TRIAC dapat diatur dayanya dengan

cara mengatur arus gatenya.

Gabungan dari Triac dengan Diac yang sudah kemas dalam satu chip

disebut QUADRAC.

d. Tugas

1. Berikan 3 buah contoh DIAC lengkap dengan spesifikasinya?

2. Berikan 2 buah contoh TRIAC lengkap dengan spesifikasinya?

3. Berikan 2 buah contoh QUADRAC lengkap dengan spesifikasinya?

e. Tes Formatif

1. Gambarkan susunan fisis dan symbol TRIAC?

2. Apakah fungsi Triac?

3. Jelaskan,Bagaimana cara mengatur daya pada beban yang dikontrol

dengan TRIAC?

4. Apakah fungsi dari DIAC?

5. Apakah yang dimaksud dengan komponen bi-directional?


6. Apakah perbedaan antara TRIAC dengan SCR, jika digunakan untuk

mengontrol tegangan A

7. Apakah keuntungan beban yang kontrol menggunakan TRIAC jika

dibandingkan dengan SCR?

8. Apakah yang disebut dengan QUADRAC?

f. Lembar Kerja

1. Pengontrolan Putaran Motor Menggunakan Triac Dengan

Sensor Cahaya

a. Alat dan bahan

1) Triac Pic 123 …………………………………………………… 1 Buah

2) Potensiometer 50Ω/5W …………………………………… 1 Buah

3) Transformator 220V/6V, 1A ……………………………… 1 Buah

4) Motor 1 Fasa, 125W, 220V AC …………………………… 1 Buah

5) Sakelar SPST 250V,2A ……………………………………… 1 Buah

6) LDR 10KΩ………………………………………………………… 1 Buah

7) Lampu 12V/2W ………………………………………………… 1 Buah

8) Kabel penghubung …………………………………………… Secukupnya







c. Langkah Kerja


2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 3a.


S

220V AC

220V

LDR

Motor 1 Fasa KapasitorStart

Run

12V100KA

B

C

P S

Triac33K

33K

Gambar 3a. Pengaturan Putaran Motor Menggunakan Triac Dengan

Sensor Cahaya.

3) Yakinkan sakelar SPST pada posisi OFF, Masukan sumber AC

220V dan atur potensiometer sampai motor tidak berputar!

Dengan menggunakan AVO meter, ukur tegangan:

a) T1 – T2.

b) Motor.

4) Tutup permukaan LDR. Apakah yang terjadi pada motor! Ukur

tegangan pada:

a) T1 – T2.

b) Motor.

5) Gerakan sakelar SPST pada posisi ON! Sinari permukaan LDR

dengan lampu! Apakah yang terjadi pada motor.! Ukur tegangan

pada:

a) T1 – T2.

b) Motor.

6) Dengan cara mendekatkan dan menjauhkan cahaya lampu pada

permukaan LDR, Apakah yang terjadi pada putaran motor?

7) Lepaskan sumber AC 220V dan pengawatan pada rangkaian!

8) Kembalikan peralatan pada tempat semula!



2. Pengontrolan Dua Buah Motor Secara Berganian

(Interlocking)

a. Alat dan bahan

1) Triac Q4004L3 ............................................. 1 Buah

2) Potensiometer 250KΩ/5W............................. 1 Buah

3) Transistor 2N235 ......................................... 1 Buah

4) Transistor 2N204 ......................................... 1 Buah

5) Kapasitor 500μF/250V .................................. 1 Buah

6) SCR S4003LS3 ............................................ 1 Buah

7) Dioda IN15401 ............................................ 1 Buah

8) Tahanan 4.7KΩ/5W ...................................... 1 Buah

9) Tahanan 3.3KΩ/5W ...................................... 1 Buah

10) Tahanan 68KΩ/5W....................................... 1 Buah

11) Tahanan 47KΩ/5W....................................... 1 Buah

12) Motor Universal220V .................................... 1 Buah

13) Motor Shaded Pole 220V............................... 1 Buah

14) Fuse 2A ...................................................... 1 Buah

15) Sakelar SPST 250V/2A.................................. 1 Buah

16) Kabel penghubung ....................................... Secukupnya




3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan, pada saat

membuat rangkaian pengawatan.



c. Langkah Kerja


2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 3b!

Gambar 3b. Pengontrolan dua buah motor secara bergantian

3) Yakinkan sakelar SPST pada posisi OFF dan atur potensiomete

pada posisi di tengah – tengah!

4) Masukan sumber AC 220V! Apakah yang terjadi pada motor

universal dan motor shaded pole! Ukur tegangan pada:

a) Triac (VAC).

b) SCR (VAC).

c) Motor universal (VAC).

d) Motor shaded pole. (VAC)

5) Atur potensiometer pada posisi “A”! Motor manakah yang

berputar! Ukur tegangan pada:

a) Triac (VAC).

b) SCR (VDC).

c) Motor universal (VDC).

d) Motor shaded pole. (VAC).

2A

D1

MotorShaded Pole

TriacTR2TR1SCR220V

AC MotorUniversal

68K

C47K

250K

3.3K4.7K

S

A B

100K

-

Fuse

+


6) Atur potensiometer pada posisi “B”! Motor manakah yang

berputar! Ukur tegangan pada:

a) Triac (VAC).

b) SCR (VAC).

c) Motor universal (VAC).

d) Motor shaded pole (VAC).

7) Dengan mengatur potensiometer, Apakah kedua motor dapat

bekerja secara bersamaan? Apakah nama sistim pengontrolan

tsb?

8) Lepaskan sumber AC 220V dan pengawatan pada rangkaian!

9) Kembalikan alat – alat pada tempat semula!

10)Dari data hasil percobaan masukan pada table 3b.

11)Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb!

Tabel 3b.

Posisi

Potensiometer

Tegangan

Pada SCR

Tegangan

Pada Triac

Tegangan

pada Motor

Universal

Tegangan pada

Motor Shade Pole

Keadaan

Motor

Di tengah – te

ngah

A

B


3. Pengereman Dinamik dan Pengontrolan Putaran Pada Motor

Shaded Pole

a. Alat dan Bahan

1) Transformator 1 phasa 220V/12V, 1A .............. 1 Buah

2) Dioda IN5401 ................................................ 4 Buah

3) Sakelar DPDT 250V/3A ................................... 1 Buah

4) Relay 12V DC ................................................. 1 Buah

5) Triac PIC123 .................................................. 1 Buah

6) Diac GE – X13 ................................................ 1 Buah

7) Kapasior 500μF/50V ....................................... 1 Buah

8) Kapasitor 0.1μF .............................................. 1 Buah

9) Potensiometer 20KΩ/5W ................................. 1 Buah

10)Tahanan 10 KΩ .............................................. 1 Buah

11)Tahanan 270 Ω/1W ........................................ 1 Buah

12)Tahanan 220Ω/W ........................................... 1 Buah

13)Diada IN5501................................................. 1 Buah

14)Motor Shaded Pole 220V ................................. 1 Buah

15)Kabel Penghubung.......................................... Secukupnya







c. Langkah Kerja


2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 3c.


12V

220V AC

33K

2.7K

33K20K

220 220

0.1uF

500uF/50V

220V 12V +-P S

Motor Shaded Pole

Run

OFFBrake A

B

TriacDiac

+

CR

Gambar 3c. Pengereman Dinamik Dan Pengaturan Putaran Motor

Shaded Pole.

3) Yakinkan sakelar DPDT pada posisi OFF dan potensiometer

pada posisi “B”! Masukan sumber 220V AC. Apakah yang


a) Triac.

b) Motor.

c) Relay.

4) Gerakan sakelar DPDT pada posisi “B”! Apakah yangterjadi

pada motor? Ukur tegangan pada:

a) Triac.

b) Motor.

c) Relay.

5) Atur potensiomeer pada posisi ½ maximum! Apakah yang


a) Triac.


b) Motor.

c) Relay.

6) Atur potensiometer pada posisi “A”! Apakah yang terjadi pada

motor? Ukur tegangan pada:

a) Triac.

b) Motor.

c) Relay

7) Pada saat sakelar DPDT posisi “B”, pada putaran motor cepat.

Gerakan sakelar DPDT pada posisi OFF! Catat waktu yang

diperlukan sampai putaran motor berhenti?

8) Pada saat sakelar DPDT posisi “B” dan putaran motor cepat.

Gerakan sakelar DPDT pada posisi “A” Catat waktu yang

diperlukan sampai putaran motor berhenti! Apakah putaran

motor berhenti lebih cepat. Jelaskan!

9) Gerakan sakelar DPDT pada posisi OFF, lepaskan sumber

220V AC dan pengawatan pada rangkaian!


4. Pengontrolan Phase Gelombang Penuh Pada Motor Induksi.

a. Alat dan Bahan

1) Dioda 1N5060 ................................................ 5 Buah.

2) Triac Q4004L4................................................ 1 Buah.

3) SCR C106D .................................................... 1 Buah.

4) UJT 2N2646 ................................................... 1 Buah.

5) Zener Dioda Z4X16 ......................................... 1 Buah.

6) Potensiometer 100K/1W.................................. 1 Buah.

7) Kapasitor 0,1μF .............................................. 2 Buah.

8) Tahanan 15K/5W............................................ 2 Buah.

9) Tahanan 470Ω................................................ 1 Buah.


10)Tahanan 47Ω ................................................. 1 Buah.

11)Tahanan 10Ω ................................................. 1 Buah.

12)Tahanan 22Ω ................................................. 1 Buah.

13)Tahanan 100Ω................................................ 1 Buah.







c. Langkah Kerja


2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 3d.

100K

24x16 D6

D5

0.14F

100

2210

0.14F47

470

D1

D4D3

D2

B

A

15K

IN5060

15K

Triac

SCR

UJT

220V AC

Motor Induksi

S

Gambar 3d. Pengontrolan phase Gelombang Penuh pada Motor induksi.

3) Yakinkan sakelar (S) pada posisi OFF dan tahanan

potensiometer pada tahanan maximum (posisi “B”)!


4) Masukan sumber AC dan gerakan sakelar (S) pada posisi ON!

Apakah yang terjadi pada motor? Dengan menggunakan AVO

meter pada skala 120V DC. Ukur tegangan pada:

a) Gate - Katoda

b) SCR ( Anoda – Katoda ).

c) Triac ( T1 – T2 ).

d) Motor.

5) Dengan menggunakan oscilooscope. Ukur bentuk gelombang

pada

a) Gate – Katoda.

b) Anoda – Katoda.

c) T1 – T2.

d) Motor.

6) Atur potensiometer pada posisi ½ maximum.! Ukur tegangan

pada

a) Gate – Katoda.


c) T1 – T2.

d) Motor.


pada

a) Gate – Katoda.


c) T1 – T2.

d) Motor.

8) Atur potensiometer pada tahanan minimum (posisi “A”)! Ukur

tegangan pada:

a) Gate – Katoda.



c) T1 – T2.

d) Motor.


pada

a) Gate – Katoda.


c) T1 – T2.

d) Motor.

10)Gerakan sakelar (S) pada posisi OFF dan lepaskan sumber

tegangan AC 220V. Lepaskan pengawatan pada rangkaian.



KUNCI JAWABAN

TES FORMATIF

A. Kegiatan Belajar 1

1. Cara memberi penyulutan pada transistor PNP adalah:

a. Emiter harus mendapatkan polarias positif.

b. Basis harus mendapatkan polaritas negatif.

c. Kolektor harus mendapatkan polaritas lebih negatif

2. Transistor tidak akan mengalirkan arus dari emitter ke kolektor

3. Gambar dua buah transistor yang bekerja sebagai latching

TR2

TR1

+ Ucc

Cara kerja dua buah transistor yang bekerja Sebagai laching adalah:

Jika transistor 2 diberi trigger positif, berarti emiter transistor2

mendapatkan forward bias dan transistor2 mulai bekerja karena

transistor 2 terhubung langsung dengan kolektor transistor 2 dengan basis

transistor1 maka transist juga Akan bekerja yang akan memberikan

penguatan pada transistor 2

4. Yang membedakan dari kedua jenis transistor, yaitu susunan bahannya,

sehingga cara memberikan penyulutan pada kedua transistor tsb menjadi

berbeda.

5. Daya beban dapat diatur dari nol sampai maximal.


B. Kegiatan Belajar 2

1. SCR singkatan dari Silicon Controlled Rectifier.

2. SCR terbuat dari bahan silicon.

3. Simbol SCR

A

KG

4. Dua fungsi SCR adalah:

a. Sebagai switch/pengontrol.

b. Sebagai penyearah/rectifier.

5. Jika SCR digunakan untuk mengontrol tegangan DC, SCR akan terus

konduk dengan sekali trigger.

6. Holding current adalah arus genggam atau arus yang harus dipertahankan

supaya SCR terus bekerja.

7. Cara memberikan penyulutan pada SCR yaitu:

a. Anoda harus mendapatkan polaritas positif.

b. Katoda harus mendapatkan polaritas negatif.

c. Gate harus mendapatkan polaritas positif.

8. Tegangan DC merupakan tegangan yang tidak berubah-ubah dan besar

tegangan tsb selalu sama di atas daerah holding current, dengan demikian

ma ka, SCR dengan sekali trigger akan terus kunduk/bekerja.

9. Simbol UJT


10.Gambar rangkaian pengaturan cahaya lampu

P1B2

B1

UJT

C1

Z1

R3

R2

R1

SCRDC FULL WAVE

+

C. Kegiatan Belajar 3

1. Susunan fisis dan symbol Triac.

G

T2

T1

T2

Gate

T1

2. Fungsi TRIAC adalah sebagai pengontrol (pengendali).

3. Beban dipasang seri dengan terminal (TI) atau terminal (T2). Daya pada

beban dapat dikontrol dengan mengatur arus yang masuk gatenya.

4. DIAC merupakan piranti elektronik yang tidak mempunyai polaritas dan

berfungsi sebagai penyulut pada gate TRIAC.

5. Bi-directional artinya komponen yang dapat melalukan arus dari dua arah.

6. SCR merupakan komponen elektronik yang dapat melalukan arus hanya

satu arah saja, hampir sama dengan sebuah dioda. Jika beban dikontrol

oleh SCR, maka tegangan yang jatuh pada beban merupakan tegangan DC


setengah gelombang. Sedangkan jika beban dikontrol menggunakan

TRIAC, tegangan yang jatuh pada beban masih merupakan tegangan

arus bolak-balik.

7. Beban yang dikontrol menggunakan Triac dayanya hampir tidak mengalami

perubahan sedangkan jika menggunakan Scr daya pada beban akan

berkurang.

8. QUADRAC merupakan gabungan dari DIAC dan TRIAC yang sudah dikemas

dalam satu chip.


BAB. III

EVALUASI

A. TES TERTULIS

Jawablah pertanyaan berikut ini dengan singkat dan jelas!

1. Tuliskan dua fungsi transistor?

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan switch statis?

3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan keadaan cut off pada transisor?

4. Jelaskan apa yang disebut dengan laching?

5. Tuliskan persamaan tegangan kondisi saturasi pada transistor?

6. Tuliskan 3 komponen yang tergolong pada keluarga thyristor?

7. Jelaskan kenapa SCR jika digunakan untuk mengontrol tegangan DC

dengan sekali triger, SCR akan terus konduk?

8. Jelaskan bagaimana bekerjanya SCR yang dipicu menggunakan UJT?

9. Buat gambar rangkaian pengaturan cahaya lampu mengunakan SCR?

10.Apakah keuntungan pengontrolan beban menggunakan Triac

dibandingkan dengan SCR?

B. TES PRAKTEK

Buat rangkaian pengontrolan motor induksi 3 fasa, 2HP, 220V/380V;∆/Y, yang

dikontrol menggunakan TRIAC, disulut oleh SCR dan UJT mengunakann sensor

cahaya dengan urutan kerja sbb:

1. Jika LDR disinari maka motor 3 induksi 3 fasa akan bekerja.

2. Jika permukaan LDR ditutup maka motor induksi 3 fasa akan mati.

3. Dalam keadaan stand by, hanya lampu hijau yang menyala.


4. Dalam keadaan beroperasi, hanya lampu merah yang menyala

5. Jika terjadi over load, hanya lampu kuning yang menyala.

Rangkaian pengontrolan ini dilengkapi dengan dua pengaman, yaitu

Sikering (MCB) dan over load. Tentukan besarnya sikering dan over load

sehingga motor akan aman jika terjadi gangguan.


KUNCI JAWABAN

Tes Tertulis

1. Dua fungsi transistor adalah:

a. Merupakan alat yang berfungsi sebagai penguat.

b. Merupakan alat/komponen yang berfungsi sebagai pengontrol (switch

statis).

2. Switch statis adalah dimana switch tsb pada saat ON maupun OFF tidak

ada bagian yang bergerak dari alat tsb.

3. Yang dimaksud dengan kondisi cut off pada transistor adalah dimana tran

sistor tsb tidak dalam mengalirkan arus dari emiter ke kolektor atau

jikadiumpamakan sakelar dimana sakelar tsb dalam keadaan membuka (off).

4. Yang dimaksud dengan Laching disebut juga kancing, adalah dua buah

transistor yang dihubungkan sedemikian rupa yang jika salah satu transistor

tsb diberi penyulutan maka akan terjadi aliran arus dari kedua transistor tsb.

5. Persamaan tegangan pada trasistor dalam keadaan saturasi adalah :

IC . RL = UCC, dari persamaan UCC = IC . RL + UCE

UCE = UCC – IC . RL

Karena :

IC . RL = UCC, maka UCC – IC . RL = 0

Dan UCE = 0.

6. Komponen-komponen Yang termasuk keluarga Thyristor adalah :

a. SCR.

b. Triac.

c. Quadrac.

7. Tegangan DC adalah tegangan yang setiap saat harganya sama (DC murni),

jika SCR di gunakan untuk mengontrol tegangan DC maka arus genggam


(holding Current) harganya akan selalu di bawah harga arus/tegangan DC tsb

(tegangan DC tidak mengalami harga nol). Untuk itu jika SCR digunakan untuk

mengontrol tegangan DC dengan sekali triger maka SCR akan terus konduk.

8. Jika SCR dipicu menggunakan UJT, tegangan/arus yang dikeluarkan oleh UJT

kemudian masuk pada gate SCR. Bentuk tegangan/arus yang masuk tsb

berupa gigi gergaji sehingga sudut kerja SCR akan lebih kecil, dengan demikian

maka daya pada beban akan lebih besar.

9. Rangkaian pengaturan cahaya lampu menggunakan SCR.

10.Keuntungan pengontrolan beban menggunakan TRIAC dibandingkan SCR

adalah tegangan/arus yang jatuh pada beban akan tetap berupa arus bolak-

balik sedangkan jika menggunakan SCR maka tegangan yang jatuh pada

beban akan menjadi DC ½ gelombang.


Lembar Penilaian Tes PraktekNama Peserta :

No. Induk :

Program Keahlian :

Nama Jenis Pekerjaan :

PEDOMAN PENILAIAN

No. Aspek PenilaianSkor

Maks.

Skor

PerolehanKeterangan

1 2 3 4 5

Perencanaan

1.1. Persiapan alat dan bahan

1.2. Membaca gambar rangkaian

5

5

I

Sub total 10

II Proses ( Sistematika & Cara Kerja )

2.1. Penempatan komponen /Alat

2.2. Pengawatan rangkaian kontrol.

2.3. Pengawatan rangkaian tenaga.

2.4. Penggunaan alat ukur.

5

10

10

5

Sub total 30

Hasil Kerja.

3.1. Rangkaian pengendali.

3.2. Rangkaian tenaga.

3.3. Kerapihan & tata letak komponen.

3.4. Hasil pengukuran.

15

15

5

5

111

Sub total 40

Sikap Kerja.

4.1. Penggunaan alat.

4.2. Keselatan kerja.

5

5

1V

10


Laporan

6.1. Sistimatika penyusunan laporan

6.2. Kelengkapan bukti fisik

4

6

Sub total 10

VI

Total 100

KRITERIA PENILAIAN

No. Aspek Penilaian Kriteria Penilaian Skor

I Perencanaan

1.1. Persiapan alat dan bahan

1.2. Membaca gambar rangkaian.

Alat dan bahan disiapkan sesuai

kebutuhan

Alat dan bahan disiapkan tidak

sesuai kebutuhan.

Menjelaskan cara kerja rangkai

an dengan benar.

Tidak dapat menjelaskan cara

kerja rangkaian dengan benar

5

1

5

1

II Proses (Sistematika & Cara

kerja )

2.1. Penempatan komponen.

2.2. Pengawatan rangkaian

pengontrol.

Komponen ditempatkan pada

tempat yang benar.

Komponen ditempatkan pada

tempat yang salah.

Pengawatan rangkaian kontrol

dibuat dengan benar.

Pengawatan rangkaian kontrol

5

1

10

2


2.3. Pengawatan rangkaian tenaga

2.4. Penggunaan alat ukur.

salah.

Pengawatan rangkaian tenaga

dibuat dengan benar.

Pengawatan rangkaian tenaga

dibuat salah.

Alat ukur digunakan dengan

benar.

Alat ukur digunakan dengan cara

yang salah.

10

2

5

1

III Hasil Kerja.

3.1. Rangkaian pengontrol

3.2. Rangkaian tenaga.

3.3. Kerapihan & tata letak

komponen

3.4. Hasil pengukuran.

Cara kerja rangkaian kontrol

benar.

Cara kerja rangkaian kontrol

salah.

Cara kerja rangkaian tenaga

benar.

Cara kerja rangkaian tenaga

salah

Komponen ditata dengan rapih.

Komponen ditata tidak rapih.

Hasil pengukuran benar.

Hasil pengukuran salah.

15

3

15

3

5

1

5

1


V Sikap/Etos Kerja

5.1. Tanggung jawab

5.2. Ketelitian

5.3. Inisiatif

5.4. Kemandirian

Membereskan kembali alat dan

bahan yang dipergunakan

Tidak membereskan alat dan

bahan yang dipergunakan

Tidak banyak melakukan

kesalahan kerja

Banyak melakukan kesalahan

kerja

Memiliki inisiatif bekerja

Kurang/tidak memiliki inisiatif

kerja

Bekerja tanpa banyak diperintah

Bekerja dengan banyak

diperintah

2

1

3

1

3

1

2

1

VI Laporan

6.1. Sistimatika penyusunan

laporan

6.2. Kelengkapan bukti fisik

Laporan disusun sesuai

sistimatika yang telah ditentukan

Laporan disusun tanpa sistimatika

Melampirkan bukti fisik hasil

penyusunan

Tidak melampirkan bukti fisik

4

1

6

2


BAB. IV PENUTUP

Setelah menyelesaikan modul ini, maka Anda berhak untuk mengikuti tes praktik

untuk menguji kompetensi yang telah dipelajari. Dan apabila Anda dinyatakan

memenuhi syarat kelulusan dari hasil evalusi dalam modul ini, maka Anda berhak

untuk melanjutkan ke topik/modul berikutnya.

Mintalah pada pengajar/instruktur untuk melakukan uji kompetensi dengan sistem

penilaiannya dilakukan langsung dari pihak dunia industri atau asosiasi profesi

yang berkompeten apabila Anda telah menyelesaikan suatu kompetensi tertentu.

Atau apabila Anda telah menyelesaikan seluruh evaluasi dari setiap modul, maka

hasil yang berupa nilai dari instruktur atau berupa porto folio dapat dijadikan

sebagai bahan verifikasi bagi pihak industri atau asosiasi profesi.

Kemudian selanjutnya hasil tersebut dapat dijadikan sebagai penentu standard

pemenuhan kompetensi tertentu dan bila memenuhi syarat Anda berhak

mendapatkan sertifikat kompetensi yang dikeluarkan oleh dunia industri atau

asosiasi profesi.


DAFTAR PUSTAKA

1. B.K SIXSMITH, J.E, FUNDAMENTALS OF ELECTRICAL CONTROL.

2. FARDO AND PATRICK, ELECTRICAL POWER SYSTEMS.

3. MC INTYRE, ELECTRICAL MOTOR CONTROL FUNDAMENTAL THIRD

EDITION.

4. MORRIS TISCHLER, BS, MA, INSTRUCTION MANUAL FOR INDUSTRIAL MOTOR

CONTROL ELEKTRONIC AIDS, INC.

5. ROBERT ROSENBERG, ELECTRICAL MOTOR REPAIR, SECOND EDITION.

6. ELMER S. McKEE. PH.D. INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMS.

7. D. R. Grafhan dan J. C. Hey. SCR MANUAL FIFTH EDITION.

8. TECH/ ECA ASIA–PACIFIC EDITION, UP– TO – DATE WORRDS, TRANSISTOR–

DIODA, THYRISTOR & IC’S

mengoperasikan mesin produksi dengan kendali elektronik

Documents