Teknik Ketenagalistrikan (Materi Bidang Studi)

MODUL PLPG

TEKNIK INSTALASI TENAGA LISTRIK

KONSORSIUM SERTIFIKASI GURU dan

UNIVERSITAS NEGERI MALANG Panitia Sertifikasi Guru (PSG) Rayon 115

2013

KATA PENGANTAR

Buku ajar dalam bentuk modul yang relatif singkat tetapi komprehensif ini

diterbitkan untuk membantu para peserta dan instruktur dalam melaksanakan kegiatan

Pendidikan dan Latihan Profesi Guru (PLPG). Mengingat cakupan dari setiap bidang atau

materi pokok PLPG juga luas, maka sajian dalam buku ini diupayakan dapat membekali

para peserta PLPG untuk menjadi guru yang profesional. Buku ajar ini disusun oleh para

pakar sesuai dengan bidangnya. Dengan memperhatikan kedalaman, cakupan kajian, dan

keterbatasan yang ada, dari waktu ke waktu buku ajar ini telah dikaji dan dicermati oleh

pakar lain yang relevan. Hasil kajian itu selanjutnya digunakan sebagai bahan perbaikan

demi semakin sempurnanya buku ajar ini.

Sesuai dengan kebijakan BPSDMP-PMP, pada tahun 2013 buku ajar yang

digunakan dalam PLPG distandarkan secara nasional. Buku ajar yang digunakan di

Rayon 115 UM diambil dari buku ajar yang telah distandarkan secara nasional tersebut,

dan sebelumnya telah dilakukan proses review. Disamping itu, buku ajar tersebut

diunggah di laman PSG Rayon 115 UM agar dapat diakses oleh para peserta PLPG

dengan relatif lebih cepat.

Akhirnya, kepada para peserta dan instruktur, kami sampaikan ucapan selamat

melaksanakan kegiatan Pendidikan dan Latihan Profesi Guru. Semoga tugas dan

pengabdian ini dapat mencapai sasaran, yakni meningkatkan kompetensi guru agar

menjadi guru dan pendidik yang profesional. Kepada semua pihak yang telah membantu

kelancaran pelaksanaan PLPG PSG Rayon 115 Universitas Negeri Malang, kami

menyampaikan banyak terima kasih.

Malang, Juli 2013 Ketua Pelaksana PSG Rayon 115

Prof. Dr. Hendyat Soetopo, M. Pd NIP 19541006 198003 1 001

Penyusun Sudarsono

Bidang Keahlian Teknik Instalasi TenagaListrik

MODUL PLPG

Penyusun

TIM

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2013

Kata Pengantar

Puji syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan

karunia-Nya, sehingga kami dapat menyusun bahan ajar modul manual untuk

Bidang Keahlian Teknik Listrik, khususnya Program Keahlian Teknik Instalasi

Teaga Listrik.

Sumber dan bahan dari pembuatan modul ini adalah sebagian besar

diambilkan dari bahan ajar pokok Kurikulum SMK Edisi 2005, oleh karena

peserta diklat pada umumnya adalah guru-guru yang mengajar di SMK. Modul ini

diharapkan digunakan sebagai sumber belajar pokok oleh peserta diklat untuk

mencapai komptensi kerja standar yang diharapkan dunia kerja.

Kami mengharapkan saran dan kritik dari para pakar di bidang psikologi,

praktisi dunia usaha dan industri, dan pakar akademik sebagai bahan untuk

melakukan peningkatan kualitas modul. Diharapkan para pemakai berpegang pada

azas keterlaksanaan, kesesuaian, dan fleksibelitas dengan mengacu pada

perkembangan IPTEKS pada dunia kerja dan potensi SMK serta dukungan kerja

dalam rangka membekali kompetensi standar pada peserta diklat.

Demikian, semoga modul ini dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya

peserta diklat SMK Bidang Keahlian Teknik Instalasi Listrik, atau praktisi yang

sedang mengembangkan bahan ajar modul SMK.

Padang, Mei 2013

Penyusun

iv

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ………………………………………………………… i

KATA PENGANTAR....................................................................................... iii

DAFTAR ISI ………………………………………………………………… iv

Modul 01 Memahami Dasar-dasar dan Menerapkan Pengukuran Komponen Elektronika .........................................................

1

Modul 02 Menganalisis Rangkaian Listrik............................................ 39

Modul 03 Merawat dan Memperbaiki Peralatan Rumah Tangga Listrik 65

Modul 04 Pengendali Elektromagnetik ................................................... 99

Modul 05 Mengoperasikan Sistem Pengendali Elektronik ...................... 123

1

A. Objektif

1. Menjelaskan konsep dasar elektronika.

2. Menjelaskan simbol komponen elektronika.

3. Menjelaskan sifat-sifat komponen elektronika pasif.

4. Menggambar karakteristik komponen elektronika.

5. Menjelaskan peralatan alat ukur komponen elektronika.

6. Melakukan pengukuran komponen R.

7. Melakukan pengukuran komponen C.

8. Melakukan pengukuran komponen L.

9. Menjelaskan hasil pengukuran.

B. Uraian Materi

1. Pengertian Semikonduktor

a. Struktur Atom Semikonduktor

Prinsip dasar semikonduktor merupakan elemen dasar dari

komponen elektronika seperti dioda, transistor dan sebuah Integrated

Circuit (IC). Disebut semi atau setengah konduktor, karena bahan ini

memang bukan konduktor murni. Bahan- bahan logam seperti tembaga,

besi, timah disebut sebagai konduktor yang baik, sebab logam memiliki

susunan atom yang sedemikian rupa, sehingga elektronnya dapat

bergerak bebas. Sebenarnya atom tembaga dengan lambang kimia Cu

memiliki inti 29 ion (+) dikelilingi oleh 29 elektron (-). Sebanyak 28

elektron menempati orbit-orbit bagian dalam membentuk inti yang

disebut nucleus.

Elemen terkecil dari suatu bahan yang masih memiliki sifat-sifat

kimia dan fisika yang sama adalah atom. Suatu atom terdiri atas tiga

1 Memahami Dasar-dasar dan

Menerapkan Pengukuran Komponen

Elektronika

2

partikel dasar, yaitu: neutron, proton, dan elektron. Dalam struktur atom,

proton dan neutron membentuk inti atom yang bermuatan positip dan

sedangkan elektron-elektron yang bermuatan negatif mengelilingi inti.

Elektron-elektron ini tersusun berlapis-lapis. Struktur atom dengan model

Bohr dari bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan adalah

silikon dan germanium.

Seperti pada gambar 1 atom silikon mempunyai elektron yang yang

mengelilingi inti sebanyak 14 dan atom germanium 32 elektron. Pada

atom yang seimbang (netral) jumlah elektron dalam orbit sama dengan

jumlah proton dalam inti. Muatan listrik sebuah elektron adalah: - 1.602-

19 C dan muatan sebuah proton adalah: + 1.602

-19 C.

Elektron yang terdapat pada lapisan terluar disebut elektron valensi.

Atom silikon dan germanium masing mempunyai empat elektron valensi.

Oleh karena itu baik atom silikon maupun atom germanium disebut juga

dengan atom tetra-valent bervalensi empat (tetra-valent). Empat elektron

valensi tersebut terikat dalam struktur kisi-kisi, sehingga setiap elektron

valensi akan membentuk ikatan kovalen dengan elektron valensi dari

Gambar 1. Struktur Atom (a) Silikon; (b) Germanium

3

atom-atom yang bersebelahan. Struktur kisi-kisi Kristal silikon murni

dapat digambarkan secara dua dimensi seperti pada gambar 2 guna

memudahkan pembahasan.

Meskipun terikat dengan kuat dalam struktur Kristal, namun bisa

saja elektron valensi tersebut keluar dari ikatan kovalen menuju daerah

konduksi apabila diberikan energi panas. Bila energi panas cukup kuat

untuk memisahkan elektron dari ikatan kovalen maka elektron tersebut

menjadi bebas dan disebut dengan elektron bebas. Pada suhu ruang

terdapat kurang lebih 1.5 x 1010

elektron bebas dalam 1 cm3 bahan silikon

murni (intrinsik) dan 2.5 x 1013

elektron bebas pada germanium.

Semakin besar energi panas yang diberikan semakin banyak jumlah

elektron bebas yang keluar dari ikatan kovalen, dan hal ini menyebabkan

konduktivitas bahan meningkat.

b. Semikonduktor Tipe N

Suatu kristal Silikon yang murni, dimana setiap atomnya adalah

atom Silikon saja, disebut sebagai semikonduktor intrinsik. Untuk

kebanyakan aplikasi, tidak terdapat pasangan elektron-hole yang cukup

Gambar 2. Struktur Kristal Silikon dengan Ikatan Kovalen

4

banyak di dalam suatu semikonduktor intrinsik untuk dapat

menghasilkan arus yang berguna. Doping adalah penambahan atom-atom

impuritas pada suatu kristal untuk menambah jumlah elektron maupun

hole. Suatu kristal yang telah di dop disebut semikonduktor ekstrinsik.

Untuk memperoleh tambahan elektron pada jalur konduksi, diperlukan

atom pentavalent. Atom pentavalen ini juga disebut sebagai atom donor.

Setelah membentuk ikatan kovalen dengan tetangganya, atom pentavalen

ini mempunyai kelebihan sebuah elektron, yang dapat beredar pula pada

jalur konduksi, seperti pada Gambar 3. Sehingga terbentuk jumlah

elektron yang cukup banyak dan jumlah hole yang sedikit. Keadaan ini

diistilahkan dengan elektron sebagai pembawa mayoritas dan hole

sebagai pembawa minoritas. Semikonduktor yang di-doping seperti ini

disebut dengan semikonduktor type-n.

Oleh karena atom antimoni (Sb) bervalensi lima, maka empat

elektron valensi mendapatkan pasangan ikatan kovalen dengan atom

silikon sedangkan elektron valensi yang kelima tidak mendapatkan

pasangan. Oleh karena itu ikatan elektron kelima ini dengan inti menjadi

Gambar 3. Struktur Kristal Semikonduktor (Silikon) Tipe N

Si

Si

Si Si Si

Si Si

Si Sb

atom

antimoni

(Sb)

elektron

valensi

kelima

5

lemah dan mudah menjadi elektron bebas. Karena setiap atom depan ini

menyumbang sebuah elektron, maka atom yang bervalensi lima disebut

dengan atom donor. Dan elektron “bebas” sumbangan dari atom dopan

inipun dapat dikontrol jumlahnya atau konsentrasinya.

Meskipun demikian bahan silikon tipe n ini mengandung elektron

bebas (pembawa mayoritas) yang cukup banyak, namun secara

keseluruhan Kristal ini tetap netral karena jumlah muatan positip pada

inti atom masih sama dengan jumlah keseluruhan elektronnya. Pada

bahan tipe n disamping jumlah elektron bebasnya meningkat, ternyata

jumlah holenya (pembawa minoritas) menurun. Hal ini disebabkan

karena dengan bertambahnya jumlah elektron bebas, maka kecepatan

hole dan elektron ber-rekombinasi (bergabungnya kembali elektron

dengan hole) semakin meningkat. Sehingga jumlah holenya

menurun.Level energi dari elektron bebas sumbangan atom donor

digambarkan pada gambar 4. Jarak antara pita konduksi dengan level

energi donor sangat kecil yaitu 0.01 eV untuk germanium dan 0.05 eV

untuk silikon. Sehingga pada suhu ruang semua elektron donor dapat

mencapai pita konduksi dan menjadi elektron bebas.

Bahan semikonduktor tipe n dapat dilukiskan seperti pada Gambar 5.

Karena atom-atom donor telah ditinggalkan oleh elektron valensinya

pita valensi

pita konduksi

Eg = 0.67eV (Ge); 1.1eV (Si)

level energi donor

energi

0.01eV (Ge); 0.05eV (Si)

Gambar 4. Diagram Pita Energi Semikonduktor Tipe N

6

(yakni menjadi elektron bebas), maka menjadi ion yang bermuatan

positip. Sehingga digambarkan dengan tanda positip. Sedangkan

elektron bebasnya menjadi pembawa mayoritas. Dan pembawa

minoritasnya berupa hole.

c. Semikonduktor Tipe P

Apabila bahan semikonduktor murni (intrinsik) didoping dengan

bahan impuritas (ketidak-murnian) bervalensi tiga, maka akan diperoleh

semikonduktor tipe p. Bahan dopan yang bervalensi tiga tersebut

misalnya boron, galium, dan indium. Struktur kisi-kisi kristal

semikonduktor (silikon) tipe p adalah seperti Gambar 6.

Karena atom dopan mempunyai tiga elektron valensi, dalam Gambar

6 adalah atom Boron (B) , maka hanya tiga ikatan kovalen yang bisa

dipenuhi. Sedangkan tempat yang seharusnya membentuk ikatan

kovalen keempat menjadi kosong (membentuk hole) dan bisa ditempati

oleh elektron valensi lain. Dengan demikian sebuah atom bervalensi tiga

akan menyumbangkan sebuah hole. Atom bervalensi tiga (trivalent)

disebut juga atom akseptor, karena atom ini siap untuk menerima

elektron. Seperti halnya pada semikonduktor tipe n, secara keseluruhan

kristal semikonduktor tipe n ini adalah netral. Karena jumlah hole dan

elektronnya sama. Pada bahan tipe p, hole merupakan pembawa muatan

Gambar 5. Bahan Semikonduktor Tipe N

7

mayoritas. Karena dengan penambahan atom dopan akan meningkatkan

jumlah hole sebagai pembawa muatan. Sedangkan pembawa

minoritasnya adalah elektron.

Level energi dari hole akseptor dapat dilihat pada Gambar 7. Jarak

antara level energi akseptor dengan pita valensi sangat kecil yaitu sekitar

0.01 eV untuk germanium dan 0.05 eV untuk silikon. Dengan demikian

hanya dibutuhkan energi yang sangat kecil bagi elektron valensi untuk

menempati hole di level energi akseptor. Oleh karena itu pada suhur

ruang banyak sekali jumlah hole di pita valensi yang merupakan

pembawa muatan.

Bahan semikonduktor tipe p dapat dilukiskan seperti pada Gambar 8.

Karena atom-atom akseptor telah menerima elektron, maka menjadi ion

yang bermuatan negatif. Sehingga digambarkan dengan tanda negatif.

Pembawa mayoritas berupa hole dan pembawa minoritasnya berupa

elektron.

Gambar 6. Struktur Kristal Semikonduktor (Silikon) Tipe P

8

2. Kode Warna dan Huruf pada Resistor

a. Kode Warna Resistor

Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk

menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah :

1 M (mega ohm) = 1000 K (kilo ohm) = 106 (ohm) yang merupakan

satuan nilai resistansi dari sebuah resistor. Resistor diberi lambang huruf

R, sedangkan gambar simbolnya dari rangkaian listrik adalah :

atau

Gambar 9. Simbol Resistor

pita valensi

pita konduksi

Eg = 0.67eV (Ge); 1.1eV (Si)

level energi akseptor

energi

0.01eV (Ge); 0.05eV (Si)

Gambar 7. Diagram Pita Energi Semikonduktor Tipe P

Gambar 8. Bahan Semikonduktor Tipe P

- -

-

-

-

- - -

pembawa minoritas

pembawa mayoritas ion akseptor

9

Kode warna pada resistor menyatakan harga resistansi dan

toleransinya. Semakin kecil harga toleransi suatu resistor adalah semakin

baik, karena harga sebenarnya adalah harga yang tertera harga

toleransinya. Misalnya suatu resistor harga yang tertera = 100

mempunyai toleransi 5%, maka harga sebenarnya adalah:

Harga resistor = 100 – (5% x 100) s/d 100 + (5% x 100)

= 95 s/d 105 .

Terdapat resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5 gelang warna

seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 10. Resistor dengan 4 Gelang dan 5 Gelang Warna.

Tabel 1. Kode Warna pada Resistor 4 Gelang

Warna

Gelang 1

(Angka

pertama)

Gelang 2

(Angka kedua)

Gelang 3

(Faktor

pengali)

Gelang 4

(Toleransi/%)

Hitam - 0 1 -

Coklat 1 1 10 1

Merah 2 2 102

2

Oranye 3 3 103 3

Kuning 4 4 104 4

Hijau 5 5 105 5

Biru 6 6 106 6

Ungu 7 7 107 7

Abu-abu 8 8 108 8

Putih 9 9 109 9

Emas - - 10-1

5

1 2 3 4 1 2 3 4 5

10

Perak - - 10-2

10

Tanpa

warna

- - 10-3

20

Arti kode warna pada resistor 5 gelang adalah :

Gelang 1 = Angka pertama

Gelang 2 = Angka kedua

Gelang 3 = Angka ketiga

Gelang 4 = Faktor pengali

Gelang 5 = Toleransi

b. Kode Huruf Resistor

Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya adalah

resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan keramik/porselin, seperti

terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 11. Resistor dengan Kode Angka dan Huruf

Arti kode angka dan huruf pada resistor ini adalah sebagai berikut :

- 82 k 5% 9132 W

82 k berarti besarnya resistansi 82 k (kilo ohm)

5% berarti besarnya toleransi 5%

9132 W adalah nomor serinya

- 5 W 0,02 J

5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt

0,22 berarti besarnya resistansi 0,22

J berarti besarnya toleransi 5%

- 5 W 22 R J

5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt

5W

22RJ

11

22 R berarti besarnya resistansi 22

J berarti besarnya toleransi 5%

- 5 W 1 k J

5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt

1 k berarti kemampuan besarnya resistansi 1 k

J berarti besarnya toleransi 5%

- 5 W R 1 k

5 W berarti kemampuan daya resistor sebesar 5 watt

RIK berarti besarnya resistansi 1 k

c. Kode Angka dan huruf pada Kapasitor

Kapasitor atau kondensator adalah suatu komponen listrik yang dapat

menyimpan muatan listrik. Kapasitas kapasitor diukur dalam F (Farad) =

10-6

F (mikro Farad) = 10-9

nF (nano Farad) = 10-12

pF (piko Farad).

Kapasitor elektrolit mempunyai dua kutub positif dan kutub negatif

(bipolar), sedangkan kapasitor kering misal kapasitor mika, kapasitor

kertas tidak membedakan kutub positif dan kutub negatif (non polar).

Simbol kapasitor dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 12. Simbol Kapasitor

Bentuk sebenarnya dari kapasitor dapat dilihat pada gambar di bawah

ini. Arti kode angka dan huruf pada kapasitor dapat dilihat pada tabel di

bawah ini.

+ –

12

Tabel 2. Kode Angka dan Huruf pada Kapasitor

Kode

angka

Gelang 1

(Angka pertama)

Gelang 2

(Angka kedua)

Gelang 3

(Faktor pengali)

Kode huruf

(Toleransi/%)

0 - 0 1 B

1 1 1 10 C

2 2 2 102

D

3 3 3 103 F = 1

4 4 4 104 G = 2

5 5 5 105 H = 3

6 6 6 106 J = 5

7 7 7 107 K = 10

8 8 8 108 M = 20

9 9 9 109

Contoh :

1) kode kapasitor = 562 J 100 V artinya : besarnya kapasitas = 56 x

102

pF = 5600 pF; besarnya toleransi = 5%; kemampuan tegangan

kerja = 100 Volt.

2) Kode kapasitor = 100 nJ artinya : besarnya kapasitas = 100 nF;

besarny atoleransi = 5%.

3) Kode kapasitor : 100 F 50 V artinya = besarnya kapasitas = 100

F; besarnya tegangan kerja = 50 Volt.

d. Kodel Warna pada Kapasitor

Cara membaca kode warna pada kapasitor dapat melihat tabel 3,

dibawah ini :

Gambar 13. Kode Warna pada Kapasitor

ABCDE

13

Keterangan :

A = gelang 1 = Angka pertama

B = gelang 2 = Angka kedua

C = gelang 3 = Angka ketiga

D = gelang 4 = Toleransi

E = gelang 5 = Tegangan kerja

Tabel 3. Kode Warna pada Kapasitor

Warna Gelang 1

(Angka)

Gelang 2

(Angka)

Gelang 3

(Pengali)

Gelang 4

(Toleransi)

Gelang 5

(Tegangan Kerja)

Hitam - 0 1 - - -

Coklat 1 1 10 1 - -

Merah 2 2 102

2 250 V 160 V

Jingga 3 3 103 3 - -

Kuning 4 4 104 4 400 V 200 V

Hijau 5 5 105 5 - -

Biru 6 6 106 6 630 V 220 V

Ungu 7 7 107 7 - -

Abu-abu 8 8 108 8 - -

Putih 9 9 109 9 - -

3. Induktor L

Induktor adalah komponen listrik yang digunakan sebagai beban

induktif. Simbol induktor dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 14. Simbol Induktor

Kapasitas induktor dinyatakan dalam satuan H (Henry) = 100mH (mili

Henry). Kapasitas induktor diberi lambang L, sedangkan reaktansi induktif

diberi lambang XL.

14

XL = 2 . f . L (ohm). …………...............… (1)

dimana :

XL= reaktansi induktif ()

= 3,14

f = frekuensi (Hz)

L = kapasitas induktor (Henry)

Beban induktor antara lain adalah :

- Kumparan kawat yang harganya dapat dibuat tetap atau tidak tetap.

Induktor yang harganya tidak tetap yaitu Dekade Induktor dan Variabel

Induktor.

- Motor-motor listrik, karena memiliki lilitan kawat.

- Transformator, karena memiliki lilitan kawat.

Pada induktor terdapat unsur resistansi (R) dan induktif (XL) jika

digunakan sebagai beban sumber tegangan AC. Jika digunakan sebagai beban

sumber tegangan DC, maka hanya terdapat unsur R saja. Dalam sumber

tegangan AC berlaku rumus :

Z = V ……………........................................................... (2)

I

Z2

= R2 + XL

2

XL2 = Z

2 – R

2

XL =

Keterangan

Z = Impedansi ()

R = Tahanan ()

V = Tegangan AC (Volt)

XL = Reaktansi induktif ()

I = Arus (Ampere)

15

Dari persamaan (2) jika sumber tegangan AC (V) dan arus (I)

diketahui, maka Z dapat dihitung. Dari persamaan (3), jika R diketahui, maka

XL dapat dihitung. Dari persamaan (1) jika f diketahui, maka L dapat

dihitung.

4. Karakteristik Dioda Semikonduktor

a. Dioda Semikonduktor

Dioda semikonduktor dibentuk dengan cara menyambungkan semi-

konduktor tipe p dan tipe n. Pada saat terjadinya sambungan (junction) p

dan n, hole-hole pada bahan p dan elektron-elektron pada bahan n disekitar

sambungan cenderung untuk berkombinasi. Hole dan elektron yang

berkombinasi ini saling meniadakan, sehingga pada daerah sekitar

sambungan ini kosong dari pembawa muatan dan terbentuk daerah

pengosongan (depletion region).

ion akseptor ion donor

- -

-

-

-

- - -

+ +

+

+

+

+ +

+

elektron dan hole berkombinasi

tipe p tipe n

(a)

- -

-

-

-

- - -

+ +

+

+

+ +

+

+

+ -

+

+

+

+

-

-

-

-

daerah pengosongan

tipe p tipe n

(b)

Gambar 15. Struktur Dioda Semikonduktor

(a) Pembentukan Sambungan;

(b) Daerah Pengosongan;

16

Oleh karena itu pada sisi p tinggal ion-ion akseptor yang bermuatan

negatif dan pada sisi n tinggal ion-ion donor yang bermuatan positip.

Namun proses ini tidak berlangsung terus, karena potensial dari ion-ion

positip dan negatif ini akan mengahalanginya. Tegangan atau potensial

ekivalen pada daerah pengosongan ini disebut dengan tegangan

penghalang (barrier potential). Besarnya tegangan penghalang ini adalah

0.2 untuk germanium dan 0.6 untuk silikon. Lihat Gambar 14.

b. Bias Mundur (Reverse Bias)

Bias mundur adalah pemberian tegangan negatif baterai ke terminal

anoda (A) dan tegangan positip ke terminal katoda (K) dari suatu dioda.

Dengan kata lain, tegangan anoda katoda VA-K adalah negatif (VA-K < 0).

Gambar 15 menunjukkan dioda diberi bias mundur.

Karena pada ujung anoda (A) yang berupa bahan tipe p diberi

tegangan negatif, maka hole-hole (pembawa mayoritas) akan tertarik ke

kutup negatif baterai menjauhi persambungan. Demikian juga karena pada

ujung katoda (K) yang berupa bahan tipe n diberi tegangan positip, maka

elektron-elektron (pembawa mayoritas) akan tertarik ke kutup positip

baterai menjauhi persambungan. Sehingga daerah pengosongan semakin

lebar, dan arus yang disebabkan oleh pembawa mayoritas tidak ada yang

mengalir.

Gambar 16. Dioda Diberi Bias Mundur

- - -

-

- -

- -

+ +

+

+

+ +

+

+

+ - +

+

+

+ -

- -

-

daerah pengosongan

tipe p tipe n

+

+ +

+ -

- -

-

A K

- +

A

K

Is

17

Sedangkan pembawa minoritas yang berupa elektron (pada bahan

tipe p) dan hole (pada bahan tipe n) akan berkombinasi sehingga mengalir

arus jenuh mundur (reverse saturation current) atau Is. Arus ini dikatakan

jenuh karena dengan cepat mencapai harga maksimum tanpa dipengaruhi

besarnya tegangan baterai. Besarnya arus ini dipengaruhi oleh temperatur.

Makin tinggi temperatur, makin besar harga Is. Pada suhu ruang, besarnya

Is ini dalam skala mikro-amper untuk dioda germanium, dan dalam skala

nano-amper untuk dioda silikon.

c. Bias Maju (Foward Bias)

Apabila tegangan positip baterai dihubungkan ke terminal Anoda

(A) dan negatifnya ke terminal katoda (K), maka dioda disebut

mendapatkan bias maju (foward bias). Dengan demikian VA-K adalah

positip atau VA-K > 0. Gambar 16 menunjukan dioda diberi bias maju.

Dengan pemberian polaritas tegangan seperti pada Gambar 11, yakni

VA-K positip, maka pembawa mayoritas dari bahan tipe p (hole) akan

tertarik oleh kutup negatif baterai melewati persambungan dan

berkombinasi dengan elektron (pembawa mayoritas bahan tipe n).

Demikian juga elektronnya akan tertarik oleh kutup positip baterai untuk

melewati persambungan. Oleh karena itu daerah pengosongan terlihat

semakin menyempit pada saat dioda diberi bias maju. Dan arus dioda

yang disebabkan oleh pembawa mayoritas akan mengalir, yaitu ID.

Gambar 17. Dioda Diberi Bias Maju

- - -

-

- -

- -

+ +

+

+

+ +

+

+

+ -

daerah pengosongan

tipe p tipe n

+

+

+

-

-

-

A K

- +

A K

ID

18

Sedangkan pembawa minoritas dari bahan tipe p (elektron) dan dari

bahan tipe n (hole) akan berkombinasi dan menghasilkan Is. Arah Is dan

ID adalah berlawanan. Namun karena Is jauh lebih kecil dari pada ID,

maka secara praktis besarnya arus yang mengalir pada dioda ditentukan

oleh ID.

d. Kurva Karakteristik Dioda

Hubungan antara besarnya arus yang mengalir melalui dioda dengan

tegangan VA-K dapat dilihat pada kurva karakteristik dioda (Gambar 17).

Gambar 17 menunjukan dua macam kurva, yakni dioda germanium

(Ge) dan dioda silikon (Si). Pada saat dioda diberi bias maju, yakni bila

VA-K positip, maka arus ID akan naik dengan cepat setelah VA-K

mencapai tegangan cut-in (V). Tegangan cut-in (V) ini kira-kira sebesar

0.2 Volt untuk dioda germanium dan 0.6 Volt untuk dioda silikon.

Dengan pemberian tegangan baterai sebesar ini, maka potensial

penghalang (barrier potential) pada persambungan akan teratasi, sehingga

arus dioda mulai mengalir dengan cepat.

ID (mA)

Ge Si

Si Ge

VA-K (Volt) Is(Si)=10nA

Is(Ge)=1A

0.2 0.6

Gambar 18. Kurva Karakteristik Dioda

19

Bagian kiri bawah dari grafik pada Gambar 17 merupakan kurva

karakteristik dioda saat mendapatkan bias mundur. Disini juga terdapat

dua kurva, yaitu untuk dioda germanium dan silikon. Besarnya arus jenuh

mundur (reverse saturation current) Is untuk dioda germanium adalah

dalam orde mikro amper dalam contoh ini adalah 1 A. Sedangkan untuk

dioda silikon Is adalah dalam orde nano amper dalam hal ini adalah 10 nA.

Apabila tegangan VA-K yang berpolaritas negatif tersebut dinaikkan

terus, maka suatu saat akan mencapai tegangan patah (break-down)

dimana arus Is akan naik dengan tiba-tiba. Pada saat mencapai tegangan

break-down ini, pembawa minoritas dipercepat hingga mencapai

kecepatan yang cukup tinggi untuk mengeluarkan elektron valensi dari

atom. Kemudian elektron ini juga dipercepat untuk membebaskan yang

lainnya sehingga arusnya semakin besar. Pada dioda biasa pencapaian

tegangan break-down ini selalu dihindari karena dioda bisa rusak.

Hubungan arus dioda (ID) dengan tegangan dioda (VD) dapat

dinyatakan dalam persamaan matematis yang dikembangkan oleh W.

Shockley, yaitu:

keterangan:

Id = arus dioda (amper)

Is = arus jenuh mundur (amper)

e = bilangan natural, 2.71828...

VD = beda tegangan pada dioda (volt)

n = konstanta, 1 untuk Ge; dan 2 untuk Si

VT = tegangan ekivalen temperatur (volt)

Harga Is suatu dioda dipengaruhi oleh temperatur, tingkat doping

dan geometri dioda. Dan konstanta n tergantung pada sifat konstruksi dan

parameter fisik dioda. Sedangkan harga VT ditentukan dengan persamaan:

Id = Is [e(VD/n.VT)

- 1]

20

𝑉𝑇 =𝑘𝑇

𝑞

keterangan:

k = konstanta Boltzmann, 1.381 x 10-23

J/K

(J/K artinya joule per derajat kelvin)

T = temperatur mutlak (kelvin)

q = muatan sebuah elektron, 1.602 x 10-19

C

Pada temperatur ruang, 25 oC atau 273 + 25 = 298 K, dapat dihitung

besarnya VT yaitu:

(1.381 x 10-23

J/K)(298K)

VT =

1.602 x 10-19

C

= 0.02569 J/C

26 mV

Harga VT adalah 26 mV.

Sebagaimana telah disebutkan bahwa arus jenuh mundur, Is,

dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti: doping, persambungan, dan

temperatur. Namun karena dalam pemakaian suatu komponen dioda,

faktor doping dan persambungan adalah tetap, maka yang perlu mendapat

perhatian serius adalah pengaruh temperatur.

5. Penggunaan Dioda Semikonduktor

a. Penyearah Setengah Gelombang

Dioda semikonduktor banyak digunakan sebagai penyearah.

Penyearah yang paling sederhana adalah penyearah setengah gelombang,

yaitu yang terdiri dari sebuah dioda. Melihat dari namanya, maka hanya

21

setengah gelombang saja yang akan disearahkan. Gambar 18 menunjukkan

rangkaian penyearah setengah gelombang.

Rangkaian penyearah setengah gelombang mendapat masukan dari

skunder trafo yang berupa sinyal ac berbentuk sinus, vi = Vm Sin t

(Gambar 18 (b)). Dari persamaan tersebut, Vm merupakan tegangan

puncak atau tegangan maksimum. Harga Vm ini hanya bisa diukur dengan

CRO yakni dengan melihat langsung pada gelombangnya. Sedangkan

pada umumnya harga yang tercantum pada skunder trafo adalah tegangan

efektif. Hubungan antara tegangan puncap Vm dengan tegangan efektif

(Veff) atau tegangan rms (Vrms) adalah:

Tegangan (arus) efektif atau rms (root-mean-square) adalah tegangan

(arus) yang terukur oleh voltmeter (amper-meter). Karena harga Vm pada

umumnya jauh lebih besar dari pada V (tegangan cut-in dioda), maka

pada pembahasan penyearah ini V diabaikan.

Prinsip kerja penyearah setengah gelombang adalah bahwa pada saat

sinyal input berupa siklus positip maka dioda mendapat bias maju

sehingga arus (i) mengalir ke beban (RL), dan sebaliknya bila sinyal input

berupa siklus negatif maka dioda mendapat bias mundur sehingga tidak

mengalir arus. Bentuk gelombang tegangan input (vi) ditunjukkan pada (b)

dan arus beban (i) pada (c) dari Gambar 19.

Vm

Veff = Vrms = = 0.707 Vm

2

22

Arus dioda yang mengalir melalui beban RL (i) dinyatakan dengan:

.

Resistansi dioda pada saat ON (mendapat bias maju) adalah Rf, yang

umumnya nilainya lebih kecil dari RL. Pada saat dioda OFF (mendapat

bias mundur) resistansinya besar sekali atau dalam pembahasan ini

dianggap tidak terhigga, sehingga arus dioda tidak mengalir atau i = 0.

Arus yang mengalir ke beban (i) terlihat pada Gambar (c) bentuknya

sudah searah (satu arah) yaitu positip semua. Apabila arah dioda dibalik,

maka arus yang mengalir adalah negatif. Frekuensi sinyal keluaran dari

Vm

Im =

Rf + RL

vi

i RL

vd

masukan

sinyal ac

(a)

Gambar 19. Penyearah Setengah Gelombang (a) Rangkaian;

(b) Tegangan Skunder Trafo; (c) Arus Beban

vi

0 2

Vm

(b)

0 2

i

Im Idc

(c)

i = Im Sin t ,jika 0 t (siklus positip)

i = 0 ,jika t 2 (siklus negatip)

23

penyearah setengah gelombang ini adalah sama dengan frekuensi input

(dari jala-jala listrik) yaitu 50 Hz. Karena jarak dari puncak satu ke

puncak berikutnya adalah sama.

Bila diperhatikan meskipun sinyal keluaran masih berbentuk

gelombang, namun arah gelombangnya adalah sama, yaitu positip

(Gambar c). Berarti harga rata-ratanya tidak lagi nol seperti halnya arus

bolak-balik, namun ada suatu harga tertentu. Arus rata-rata ini (Idc) secara

matematis bisa dinyatakan:

𝐼𝑑𝑐 =1

2𝜋 𝑖

2𝜋

0

𝑑𝜔𝑡

Untuk penyearah setengah gelombang diperoleh:

𝐼𝑑𝑐 =1

2𝜋 𝐼𝑚𝜋

0

𝑑𝜔𝑡

𝐼𝑑𝑐 =𝐼𝑚

𝜋= 𝑜, 318 𝐼𝑚

Tegangan keluaran dc berupa turun tegangan dc pada beban adalah:

Vdc = Idc.RL

𝑉𝑑𝑐 =𝐼𝑚 .𝑅𝑙

𝜋

Karena harga tahanan dalam Rf jauh lebih kecil dari RL, yang berarti

pengaruh Rf dapat ditiadakan, sehingga:

Vm = Im.RL

Sehingga:

𝑉𝑑𝑐 =𝑉𝑚

𝜋= 𝑜, 318 𝑉𝑚

Apabila penyearah bekerja pada tegangan Vm yang kecil, untuk

memperoleh hasil yang lebih teliti, maka tegangan cut-in dioda (V) perlu

dipertimbangkan, yaitu:

𝑉𝑑𝑐 =𝑉𝑚

𝜋= 𝑜, 318 (𝑉𝑚 − 𝑉𝛾)

24

Dalam perencanaan rangkaian penyearah yang juga penting untuk

diketahui adalah berapa tegangan maksimum yang boleh diberikan pada

dioda. Tegangan maksimum yang harus ditahan oleh dioda ini sering

disebut dengan istilah PIV (peak-inverse voltage) atau tegangan puncak

balik. Hal ini karena pada saat dioda mendapat bias mundur (balik) maka

tidak arus yang mengalir dan semua tegangan dari skunder trafo berada

pada dioda. Bentuk gelombang dari sinyal pada dioda dapat dilihat pada

Gambar 19. PIV untuk penyearah setengah gelombang ini adalah 𝑃𝐼𝑉 =

𝑉𝑚.

Bentuk gelombang sinyal pada dioda seperti Gambar 19 dengan

anggapan bahwa Rf dioda diabaikan, karena nilainya kecil sekali

dibanding RL. Sehingga pada saat siklus positip dimana dioda sedang ON

(mendapat bias maju), terlihat turun tegangannya adalah nol. Sedangkan

saat siklus negatif, dioda sedang OFF (mendapat bias mundur) sehingga

tegangan puncak dari skunder trafo (Vm) semuanya berada pada dioda.

b. Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT

Rangkaian penyearah gelombang penuh ada dua macam, yaitu

dengan menggunakan trafo CT (center-tap = tap tengah) dan dengan

sistem jembatan. Gambar 20 menunjukkan rangkaian penyearah

gelombang penuh dengan menggunaka trafo CT.

Terminal skunder dari Trafo CT mengeluarkan dua buah tegangan

keluaran yang sama tetapi fasanya berlawanan dengan titik CT sebagai

Gambar 20 Bentuk Gelombang Sinyal pada Dioda

25

titik tengahnya. Kedua keluaran ini masing-masing dihubungkan ke D1

dan D2, sehingga saat D1 mendapat sinyal siklus

positip maka D1 mendapat sinyal siklus negatif, dan sebaliknya.

Dengan demikian D1 dan D2 hidupnya bergantian. Namun karena arus i1

dan i2 melewati tahanan beban (RL) dengan arah yang sama, maka iL

menjadi satu arah (20 c).

i1

RL i2 masukan

sinyal ac

Vi

Vi

D1

D2

iL

VL

Gambar 21. (a) Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan Trafo

CT; (b) Sinyal Input; (c) Arus Dioda dan Arus Beban

0 2

i1

Im

0 2

i2

Im

iL

Im

0 2

Idc

(c)

(a)

(b)

vi

0 2

V

m

26

Terlihat dengan jelas bahwa rangkaian penyearah gelombang penuh

ini merupakan gabungan dua buah penyearah setengah gelombang yang

hidupnya bergantian setiap setengah siklus. Sehingga arus maupun

tegangan rata-ratanya adalah dua kali dari penyearah setengah gelombang.

Dengan cara penurunan yang sama, maka diperoleh:

𝐼𝑑𝑐 =2𝐼𝑚

𝜋= 0,636 𝐼𝑚

dan

𝑉𝑑𝑐 = 𝐼𝑑𝑐.𝑅𝑙 =2 𝐼𝑚.𝑅𝑙

𝜋

Apabila harga Rf jauh lebih kecil dari RL, maka Rf bisa diabaikan,

sehingga:

𝑉𝑑𝑐 = 2𝑉𝑚

𝜋= 0,636 𝑉𝑚

Apabila penyearah bekerja pada tegangan Vm yang kecil, untuk

memperoleh hasil yang lebih teliti, maka tegangan cut-in dioda (V) perlu

dipertimbangkan, yaitu:

𝑉𝑑𝑐 = 0,636 (𝑉𝑚 − 𝑉𝛾)

Tegangan puncak inverse yang dirasakan oleh dioda adalah sebesar

2Vm. Misalnya pada saat siklus positip, dimana D1 sedang hidup (ON)

dan D2 sedang mati (OFF), maka jumlah tegangan yang berada pada dioda

D2 yang sedang OFF tersebut adalah dua kali dari tegangan skunder trafo.

Sehingga PIV untuk masing-masing dioda dalam rangkaian penyearah

dengan trafo CT adalah PIV=2 Vm

c. Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan

Penyearah gelombang penuh dengan sistem jembatan ini bisa

menggunakan sembarang trafo baik yang CT maupun yang biasa, atau

bahkan bisa juga tanpa menggunakan trafo. rangkaian dasarnya adalah

seperti pada Gambar 21.

27

Prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh sistem jembatan

dapat dijelaskan melalui Gambar 21. Pada saat rangkaian jembatan

mendapatkan bagian positip dari siklus sinyal ac, maka (Gambar 21b):

- D1 dan D3 hidup (ON), karena mendapat bias maju

- D2 dan D4 mati (OFF), karena mendapat bias mundur

Sehingga arus i1 mengalir melalui D1, RL, dan D3.

Sedangkan apabila jembatan memperoleh bagian siklus negatif,

maka (Gambar 21 c):

- D2 dan D4 hidup (ON), karena mendapat bias maju

- D1 dan D3 mati (OFF), karena mendapat bias mundur

Gambar 22. Penyearah Gelombang Penuh dengan

Jembatan (a) Rangkaian Dasar; (b) Saat Siklus

Positip; (c) Saat Siklus Negatip; (d) Arus Beban

28

Sehingga arus i2 mengalir melalui D2, RL, dan D4.

Arah arus i1 dan i2 yang melewati RL sebagaimana terlihat pada

Gambar 21 b dan c adalah sama, yaitu dari ujung atas RL menuju ground.

Dengan demikian arus yang mengalir ke beban (iL) merupakan

penjumlahan dari dua arus i1 dan i2, dengan menempati paruh waktu

masing-masing (Gambar 21 d).

Besarnya arus rata-rata pada beban adalah sama seperti penyearah

gelombang penuh dengan trafo CT, yaitu: Idc = 2Im/ = 0.636 Im. Untuk

harga Vdc dengan memperhitungkan harga V adalah:

𝑉𝑑𝑐 = 0,636(𝑉𝑚 − 2𝑉𝛾)

Harga 2V ini diperoleh karena pada setiap siklus terdapat dua buah

dioda yang berhubungan secara seri.

Disamping harga 2V ini, perbedaan lainnya dibanding dengan trafo

CT adalah harga PIV. Pada penyearah gelombang penuh dengan sistem

jembatan ini PIV masing-masing dioda adalah:

𝑃𝐼𝑉 = 𝑉𝑀

6. Dioda Semikonduktor Sebagai Pemotong (clipper)

Rangkaian clipper (pemotong) digunakan untuk memotong atau

menghilangkan sebagian sinyal masukan yang berada di bawah atau di atas

level tertentu. Contoh sederhana dari rangkaian clipper adalah penyearah

setengah gelombang. Rangkaian ini memotong atau menghilangkan

sebagian sinyal masukan di atas atau di bawah level nol.

Secara umum rangkaian clipper dapat digolongkan menjadi dua,

yaitu: seri dan paralel. Rangkaian clipper seri berarti diodanya

berhubungan secara seri dengan beban, sedangkan clipper paralel berarti

diodanya dipasang paralel dengan beban. Sedangkan untuk masing-

masing jenis tersebut dibagi menjadi clipper negatif (pemotong bagian

negatif) dan clipper positip (pemotong bagian positip). Dalam analisa ini

diodanya dianggap ideal.

29

Petunjuk untuk menganalisa rangkaian clipper seri adalah sebagai

berikut:

a) Perhatikan arah diode.

- Bila arah dioda ke kanan, maka bagian positip dari sinyal input

akan dilewatkan, dan bagian negatif akan dipotong (berarti clipper

negatif).

- bila arah dioda ke kiri, maka bagian negatif dari sinyal input akan

dilewatkan, dan bagian positip akan dipotong (berarti clipper

positip)

b) Perhatikan polaritas baterai (bila ada)

c) Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol pada level baterai (yang

sudah ditentukan pada langkah 2 di atas)

d) Batas pemotoyngan sinyal adalah pada sumbu nol semula (sesuai

dengan sinyal input)

Rangkaian clipper seri positip adalah seperti Gambar 22 dan

rangkaian clipper seri negatif adalah Gambar 23.

VB

Vi Vo

D

R

L

vi

Vm

m -VB

vO

VB

Vi Vo

D

R

L

+V

B

vO

Gambar 23. Rangkaian Clipper Seri Positif

30

Petunjuk untuk menganalisa rangkaian clipper paralel adalah sebagai

berikut:

1. Perhatikan arah dioda.

- bila arah dioda ke bawah, maka bagian positip dari sinyal input akan

dipotong (berarti clipper positip)

- bila arah dioda ke atas, maka bagian negatif dari sinyal input akan

dipotong (berarti clipper negatif)

2. Perhatikan polaritas baterai (bila ada).

3. Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol sesuai dengan input.

4. Batas pemotongan sinyal adalah pada level baterai.

Rangkaian clipper paralel positip adalah seperti Gambar 25 dan

rangkaian clipper paralel negatif adalah Gambar 26.

VB

Vi Vo

D

R

L

VB

Vi Vo

D

R

L

vO

-VB

vO

+VB

Gambar 24. Rangkaian Clipper Seri Negatip

vi

Vm

m

31

vi

Vm

m

+V

B

vO R

VB

Vi Vo

D

vi

Vm

m

R

VB

Vi Vo

D

R

VB

Vi Vo

D +V

B

vO

-VB

vO

Gambar 26 Rangkaian Clipper Paralel Negatip

R

VB

Vi Vo

D

-VB

vO

Gambar 25. Rangkaian Clipper Paralel Positip

32

7. Dioda Semikonduktor Sebagai Penggeser (clamper)

Rangkaian Clamper (penggeser) digunakan untuk menggeser suatu

sinyal ke level dc yang lain. Rangkain Clamper paling tidak harus

mempunyai sebuah kapasitor, dioda, dan resistor, disamping itu bisa pula

ditambahkan sebuah baterai. Harga R dan C harus dipilih sedemikian rupa

sehingga konstanta waktu RC cukup besar agar tidak terjadi pengosongan

muatan yang cukup berarti saat dioda tidak menghantar. Dalam analisa ini

dianggap didodanya adalah ideal.

Sebuah rangkaian clamper sederhana (tanpa baterai) terdiri atas

sebuah R, D, dan C terlihat pada Gambar 26.

Gambar 26 (a) adalah gelombang kotak yang menjadi sinyal input

rangkaian clamper (b). Pada saat 0 - T/2 sinyal input adalah positip sebesar

vi

+V

0 T/2 T

-V

C

D R

Vi Vo

Vo

0 T/2 T

-2V

C

+ -

R

+

V

-

Vo

C

+ -

R

-

V

+

Vo

(a) (b) (c)

(d) (e)

Gambar 27. Rangkaian Clamper Sederhana

33

+V, sehingga Dioda menghantar (ON). Kapasitor mengisi muatan dengan

cepat melalui tahanan dioda yang rendah (seperti hubung singkat, karena

dioda ideal). Pada saat ini sinyal output pada R adalah nol (Gambar d).

Kemudian saat T/2 - T sinyal input berubah ke negatif, sehingga dioda

tidak menghantar (OFF) (Gambar e). Kapasitor membuang muatan sangat

lambat, karena RC dibuat cukup lama. Sehingga pengosongan tegangan ini

tidak berarti dibanding dengan sinyal output. Sinyal output merupakan

penjumlahan tegangan input -V dan tegangan pada kapasitor -V, yaitu sebesar

-2V (Gambar c). Terlihat pada Gambar 26 c bahwa sinyal output merupakan

bentuk gelombang kontak (seperti gelombang input) yang level dc nya sudah

bergeser kearah negatif sebesar -V. Besarnya penggeseran ini bisa divariasi

dengan menambahkan sebuah baterai secara seri dengan dioda. Disamping

itu arah penggeseran juga bisa dinuat kearah positip dengan cara membalik

arah dioda. Beberapa rangkaian clamper negatif dan positip dapat dilihat

pada Gambar 27.

Gambar 28. Rangkaian Clamper Negatip dan Positip

C

D R

Vi Vo

V

B

Vo

0 T/2 T

2V

V

B

C

D R

Vi Vo

V

B

Vo

2V

0 T/2 T

V

B

34

8. Transistor dan Penggunaannya

Transistor merupakan peralatan yang mempunyai 3 lapis N-P-N atau

P-N-P. Dalam rentang operasi, arus kolektor IC merupakan fungsi dari arus

basis IB. Perubahan pada arus basis IB memberikan perubahan yang diperkuat

pada arus kolektor untuk tegangan emitor-kolektor VCE yang diberikan.

Perbandingan kedua arus ini dalam orde 15 sampai 100.

Simbol untuk transistor dapat dilihat pada Gambar 28a dan Gambar

28b. berikut ini.

Gambar 29a. dan 29b. Simbol Transistor Daya

Sedangkan karakteristik transistor dapat digambarkan seperti gambar

berikut ini.

Gambar 30. Karakteristik Transistor Daya

35

Salah satu cara pemberian tegangan kerja dari transistor dapat

dilakukan seperti pada Gambar 30. Jika digunakan untuk jenis NPN, maka

tegangan Vcc-nya positif, sedangkan untuk jenis PNP tegangannya negatif.

Gambar 31. Rangkaian Transistor

Arus Ib (misalnya Ib1) yang diberikan dengan mengatur Vb akan

memberikan titik kerja pada transistor. Pada saat itu transistor akan

menghasilkan arus collector (Ic) sebesar Ic dan tegangan Vce sebcsar Vce1.

Titik Q (titik kerja transistor) dapat diperoleh dari persamaan sebagai berikut :

Persamaan garis beban = Y = Vce = Vcc – Ic x RL

Jadi untuk Ic = 0, maka Vce = Vcc dan

untuk Vce = 0, maka diperoleh Ic = Vcc/RL

Apabila harga-harga untuk Ic dan Ice sudah diperoleh, maka dengan

menggunakan karakteristik transistor yang bersangkutan, akan diperoleh titik

kerja transistor atau titik Q.

Pada umumnya transistor berfungsi sebagai suatu switching (kontak

on-off). Adapun kerja transistor yang berfungsi sebagai switching ini, selalu

berada pada daerah jenuh (saturasi) dan daerah cut off (bagian yang diarsir

pada Gambar 24). Transistor dapat bekerja pada daerah jenuh dan daerah cut

off-nya, dengan cara melakukan pengaturan tegangan Vb dan rangkaian pada

basisnya (tahanan Rb) dan juga tahanan bebannya (RL). Untuk mendapatkan

36

on-off yang bergantian dengan periode tertentu, dapat dilakukan dengan

memberikan tegangan Vb yang berupa pulsa, seperti pada Gambar 31.

Gambar 32. Pulsa Trigger dan Tegangan Output Vce

Apabila Vb = 0, maka transistor off (cut off), sedangkan apabila

Vb=V1 dan dengan mengatur Rb dan R1 sedemikian rupa, sehingga

menghasilkan arus Ib yang akan menyebabkan transistor dalam keadaan

jenuh. Pada keadaan ini Vce adalah kira-kira sama dengan nol (Vsat = 0.2

volt). Bentuk output Vce yang terjadi pada Gambar 31. apabila dijelaskan

adalah sebagai berikut (lihat Gambar 31 dan Gambar 32) :

1. Pada kondisi Vb = 0, harga Ic = 0, dan berdasarkan persamaan loop :

Vcc+ IcR1 + Vce= 0, dihasilkan Vce= +Vcc

2. Pada kondisi Vb = V1, harga Vce= 0 dan Iv = I saturasi

Untuk mendapatkan arus Ic, (I saturasi) yang cukup besar pada

rangkaian switching ini, umumnya RL didisain sedemikian rupa sehingga RL

mempunyai tahanan yang kecil.

37

LEMBAR LATIHAN

1. Jelaskan pengertian dari bahan semikonduktor!

2. Apa arti dari elektron valensi?

3. Apa yang dimaksud dengan semikonduktor intrinsik?

4. Sebutkan beberapa contoh semikonduktor bervalensi tiga!

5. Bagaimanakah rumus mencari harga reaktansi induktif (XL) ?

6. Bagaimankah rumus mencari harga impedansi (Z) ?

7. Suatu induktor diberi sumber tegangan AC 100 Volt, arus yang mengalir

1 Ampere, jika diukur dengan Ohmmeter, induktor tersebut berharga 99

. Jika frekuensi sumber 50 Hz, berapakah kapasitas induktansi L.?

8. Apa arti kode warna resistor 5 gelang.?

9. Apa arti kode warna resistor 4 gelang.?

10. Apa arti kode 82 k 5% 9132 W pada resistor.?

11. Apa arti kode 5 W 22 R J pada resistor.?

12. Apa arti kode pada kapasitor: 562 J 100 V?

13. Apa arti kode pada kapasitor: 100 nJ?

14. Apa arti kode pada kapasitor: 10 F 50 V?

15. Apa arti kode pada kapasitor: 104 k 100 V?

16. Bagaimana dioda semikonduktor dibentuk?

17. Bagaimana arus pada dioda yang diberi bias mundur?

18. Bagaimana arus pada dioda yang diberi bias maju?

19. Sebutkan macam-macam penggunaan dioda semikonduktor !

20. Jelaskan prinsip kerja penyearah setengah gelombang !

21. Jelaskan prinsip kerja penyearah gelombang penuh dengan

trafo CT!

22. Jelaskan prinsip kerja penyearah gelombang penuh sistem

jembatan!

38

DAFTAR PUSTAKA

Boylestad and Nashelsky. (1992). Electronic Devices and Circuit Theory, 5th ed.

Engelwood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc.

Floyd, T. (1991). Electric Circuits Fundamentals. New York: Merrill Publishing

Co.

Herman DS. (1996). Elektronika: Teori dan Penerapan. Yogyakarta: FPTK IKIP

Yogyakarta.

Malvino, A.P. (1993). Electronic Principles 5th Edition. Singapore: McGraw-

Hill, Inc.

Milman & Halkias. (1972). Integrated Electronics: Analog and Digital Circuits

and Systems. Tokyo: McGraw-Hill, Inc.

Savant, Roden, and Carpenter. (1987). Electronic Circuit Design: An Engineering

Approach. Menlo Park, CA: The Benjamin/Cummings Publishing

Company, Inc.

Stephen, F. (1990). Integrated devices: discrete and integrated. Englewood Cliffs,

NJ: Prentice-Hall, Inc

39

A. Objektif

1. Mendeskripsikan konsep rangkaian listrik

2. Menganalisis rangkaian listrik arus searah

3. Menganalisis rangkaian listrik arus bolak-balik

4. Menganalisis rangkaian kemagnetan

B. Uraian Materi

1. Dasar Listrik Arus Bolak Balik (AC)

a. Tegangan dan Arus Listrik Bolak-Balik

Arus bolak-balik (AC/alternating current) adalah arus

listrik dimana besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik.

Berbeda dengan arus searah dimana arah arus yang mengalir tidak

berubah-ubah dengan waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-

balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang

memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Suatu bentuk

gelombang tegangan listrik olak-balik dapat digambarkan seperti pada

gambar 1 di bawah ini.

Gambar 33. Bentuk Gelombang Tegangan Listrik Bolak-Balik.

2 Menganalisis Rangkaian Listrik

40

Pesamaan tegangan sesaat

tVtT

VftVv mmm ωππ sin2

sin2sin =

==

Dimana

v = Tegangan sesaat

Vm = Tegangan Maksimum

ƒ = Frekuensi = 1/t (Hz)

T = Periode = waktu untuk satu gelombang

ω = kecepatan sudut = 2πƒ = 2π/T = radian perdetik.

Frekuensi dalam listrik AC merupakan banyaknya gelombang yang

terjadi dalam satu detik. Jika waktu yang diperlukan oleh satu gelombang

disebut periode (T) maka.

Tf

1= atau f

T1=

jika generator mempunyai P kutub dan berputar sebanyak N kali

dalam satu menit, maka frekuensi mempunyi persamaan

120

PNf =

P = Jumlah kutub generator

N = Jumlah putaran permenit (rpm).

b. Sudut Fase dan Beda Fase

Dalam rangkaian listrik arus bolak-balik sudut fase dan beda fase

akan memberikan informasi tentang tegangan dan arus. Sedangkan beda

fase antara tegangan dan arus pada listrik arus bolak-balik memberikan

informasi tentang sifat beban dan penyerapan daya atau energi listrik.

Dengan mengetahui beda fase antara tegangan dan arus dapat diketaui sifat

beban apakah resistif, induktif atau kapasitif.

41

c. Tegangan Efektif dan Arus Efektif

Tegangan listrik arus bolak – balik yang diukur dengan multimeter

menunjukan nilai tegangan efektif. Nilai tegangan dan arus efektif pada

arus bolak – balik menunjukan gejala yang sama seperti panas yang timbul

jika dilewati arus searah :

2

MaksimumTegangan Efektif =Tegangan

= 0.707 Tegangan Maksimum

Ief =

2

mak I

= 0.707 Imax

d. Respon Elemen

1) Resistor dalam arus bolak – balik.

Rangkaian yang terdiri dari sebuah sumber tegangan bolak–

baliik dan sebuah resistor seperti Gambar 2 di bawah

Gambar 34. Rangkaian R, Bentuk Phasor, dan

Bentuk Gelombang Pada AC

V = Vm Sin ωt

i = Im Sin ωt

VR

IR

V = Vm Sin ωt

~

R

42

Persamaan tegangan sumber

V(t) = Vm Sin ωt

Persamaan tegangan pada Resistor R

v = i R

v = tegangan sesaat

i = arus sesaat

R = resistansi

Sehingga i = R

tωSin Vm

i = Im Sin ωt

Pada beban resistor murni tegangan dan arus mempunyai fasa sama

(sefase).

Daya sesaat ( p )

P = vi = Vm Sin ωt .Im Sin ωt = Vm Im Sin 2 ωt

= )t 2 Cos - 1 ( 2

Im Vm ω

= 2

t2 Cos Im Vm -

2

ImVm ω

Untuk satu gelombang nilai rata – rata

0 t 2 Cos 2

Im Vm =ω

Sehingga daya

P = 2

Imx

2

Vm

2

ImVm =

P = V I watt

V = Tegangan Efektif

I = Arus Efektif

2) Induktor murni dalam arus bolak – balik

43

Bila tegangan bolak – balik dipasang pada induktor murni

seperti, maka induktor menghasilkan ggl yang melawan sumber yang

besarnya

V = Ldt

di

L

Gambar 35. Rangkaian L dan Bentuk Pashor Pada AC.

Tegangan Sumber

v = Vm Sin ωt

sehingga:

Vm Sin ωt = Ldt

di

)2

t(SinL

Vm i

)tCos(L

Vm i

tSinL

Vm i

dt tSinL

Vmdi

π−ωω

=

ω−ω

=

ω=

ω=

∫

Arus sesaat ( i ) maksimum Im = L

Vm

ωjika )

2 -t (Sinπω mempunyai

nilai 1maka persamaan arus pada Induktor menjadi

I = Im )2

-t (Sinπω

VL

IL

~

v = Vm Sin ωt

44

Arus ketinggalan dengan sudut 2

π atau 90o .

Daya Sesaat:

Bentuk gelombang tegangan dan arus pada induktor dapat

dilihat dalam Gambar 4 berikut ini.

Gambar 36. Bentuk Gelombang Tegangan dan Arus Pada Induktor

P = vi

= Vm Im Sin ωt )2

-t (Sinπω

p = daya sesaat

Daya Untuk seluruh siklus

P = - 0 dt t2Sin2

ImVm 2

0

=ω∫π

Dari persamaan di atas dapat dijelaskan bahwa induktor murni

tidak menyerap daya listrik hanya menyimpan energi listrik sesaat

dalam jumlah terbatas.

3) Kapasitor dalam arus bolak – balik

Rangkaian yang terdiri dari sebuah sumber tegangan bolak –

baliik dan sebuah kapasitor seperti Gambar 5 di bawah.

V = Vm Sin ωt

I = Im )2

-t (Siπωn

45

IC

VC

Gambar 37. Rangkaian C dan Bentuk Phasor Pada AC

Tegangan sumber mempunyai persamaan

v = Vm tSinω

Muatan pada kapasitor

q = Cv

q = Muatan pada plat kapasitor

C = Kapasitansi kapasitor

V = Beda potensial/tegangan

Persamaan Arus

)2

t (Sin Im i

)2

t(SinC1/

Vm

t Cos Vm C dt

tsindCvVm

dt

dCv

dt

dq i

π+ω=

π+ωω

=

ωω=

ω=

==

Dari persamaan tersebut terlihat bahwa arus mendahului

tegangan dengan sudut 2

π atau 900

Daya:

Daya sesaat pada kapasitor ( p )

P = vi

i

~ v = Vm tSinω

46

= Vm tSinω )2

t ( SinImπ+ω

= Vm Im tSinω 2,158

400

Z

V

fase

fase =

=2

1 Vm Im tSinω

daya untuk seluruh siklus

P = 2

1 Vm Im 0dt t2Sin

2

0

=ω∫π

Dari persamaan di atas dapat dilihat bahwa kapasitor tidak

menyerap daya listrik

Karakteristik tegangan dan arus dari ketiga elemen pasif

tersebut dapat dilihat dalam Tabel 1 berikut .

Tabel 1. Karakteristik tegangan dan arus R, L, dan C

Elemen Sudut fasa arus

Dan tegangan Diagram

Impedansi

R

L

C

Sefasa (sama fasa)

Arus tertinggal 900 atau

½ π

Arus mendahului

tegangan 900 atau ½ π

R

XL= ωL = 2π

XC = π

=ω 2

1

C

1

B A

φ

V = Vm Sin ωt

i = Im Sin ωt

π 2

i

π 2

v

47

2. Rangkaian Seri Arus Bolak Balik Beban Resistor dan Induktor

Sebuah resistor R ohm dan Induktor L henry diseri dan

dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan arus bolak – balik seperti

Gambar 6 di bawah ini.

B

O A

Gambar 38. Rangkaian Dengan Beban R dan L

Drop tegangan seperti terlihat pada ∆ OAB . Drop tegangan pada R

= VR digambarkan oleh vektor OA, dan drop tegangan pada L = VL

digambarkan oleh vektor AB. Tegangan Sumber V merupakan jumlah

secara vektor dari VR dan VL

2L

2

2L

22L

2

2L

2R

XR

V I

XRI)IX()IR(V

VVV

+=

+=+=

+=

Besaran 2L

2 XR + disebut impedansi ( Z ) dari rangkaian, yaitu :

Z2 = R2 + XL2

Dari gambar di atas terlihat bahwa arus ketinggalan terhadap

teganagn dengan sudut ∅ adalah :

tg∅ = sitanresis

sitanreak

R

L

R

X L =ω=

~

VR VL

48

a. Daya (P):

Daya rata-rata yang diserap rangkaian RL merupakan hasil kali V

dengan komponen I yang searah V

P = V I Cos ∅

Cos ∅ disebut faktor daya rangkaian

Daya = Volt Ampere (VA) x Faktor Daya

Watt = VA x Cos ∅

Jika daya dala kilowatt maka

KW = K VA x Cos ∅

P = VI Cos ∅ = VI x (R/Z)

= V/2 x I x P

= I2 R

P = I2 R watt

b. FAKTOR DAYA (Pf = Power Faktor)

Faktor daya dapat dirumuskan

1) Kosinus beda fase antara arus dan tegangan.

2) Z

R

impedansi

resistansi =

3) kVA

kW

VA

W

Ampere.Volt

watt ==

Sehingga

Pf = Cos ∅ = kVA

kW

VA

W

Z

R ==

Jika digambarkan dengan segitiga daya seperti ditunjukkan oleh

Gambar 9 berikut ini.

Gambar 39. Segitiga Daya

49

Hubungan ke tiga jenis daya adalah sebagai berikut :

S2 = P2 + Q2

kVA 2 = kW2 + k VAR2

kW = kVA Cos ∅

kVAR =k VA Sin ∅

c. Beban Resistor dan Kapasitor

Sebuah resistor R dan kapasitor C dihubungkan seri dan diberi

tegangan bolak-balik, seperti ditunjukkan oleh gambar 10.

R C

V

Gambar 40. Rangkaian RC Seri dan Diagram Phasornya.

VR = I R = drop tegangan pada R (fasa sama dengan nol).

VC = I XC= drop tegangan pada C (ketinggalan terhadap I dengan

sudut π/2)

XC = reaktansi kapasitif (diberi tanda negatif) karena arah VC

pada sudut negatif Y

~

Z

XC

R

¬

I VR VC

I ¬

VR I

V

50

2C

2

2C

22C

2

2C

2R

XR

V I

XRI)IX((IR)V

VVV

+=

+=−+=

+=

Z2 = R2 + XC2 disebut impedensi rangkaian.

Dari gambar di atas terlihat bahwa I mendahului V dengan sudut ¬

di mana

tg ¬ = R

X - C

Jika tegangan sumber dinyatakan dengan

V = Vm tSinω

Maka arus dalam rangkaian R – C seri dapat dinyatakan dengan

I = Im sin (ωt + ¬ )

d. Beban R – L – C Seri

Sebuah rangkaian seri R-L-C diberi tegangan V seperti Gambar 11di

bawah ini.

Gambar 41. Gambar R-L-C Seri

VR = I R = drop tegangan pada R sefasa dengan arus I

VL = I XL = drop tegangan pada L mendahului I dengan sudut 90 °

VC = I XC = drop tegangan pada C ketinggalan dengan sudut 90 °

V = tegangan sumber yang merupakan jumlah secara vektor

~

I VR

VC I

I

VC

51

dari VR, VL dan VC, seperti terlihat dalam Gambar 12 berikut ini.

Perhatikan gambar 12 berikut ini.

¬ ¬

Gambar 42. Diagram Phasor Tegangan

V = 2CLR )V(VV −+

Z = 2CL

2 )X(XR −+

= 22 XR +

Beda fasa antara tegangan dan arus :

Tg ¬ = R

X

R

)X - (X CL =

Sedangkan faktor daya :

Cos ¬ = 2

CL2 )X(X R

R

Z

R

−+=

Jika sumber tegangan diberikan

V = Vm tSinω

Sehingga arus mempunyai persamaan :

I = Im sin (ωt ± ¬ )

Tanda negatif bila arus ketinggalan terhadap tegangan, XL > XC

atau beban bersifat induktif.

XL – XC VL – VC

VR -VC

V Z

R

XC

52

TSaudara positif bila arus mendahului tegangan, XL < XC atau

beban bersifat kapasitif.

e. Resonansi RLC Seri.

Resonansi pada rangkaian RLC seri terjadi jika besarnya reaktansi

sama dengan nol. Hal ini terjadi bila nilai XL = XC. Frekuensi saat

terjadinya resonansi disebut fo, maka :

XL = XC

2πfoL = foC2

1

π

fo = LC2

1

π

f. Faktor Kualitas ϑϑϑϑ

Faktor kualitas dalam rangkaian seri RLC adalah tegangan

magnetisasi saat rangkaian berresonansi.

Pada saat resonansi, besarnya arus maksimum :

Im = R

V

Nilai Tegangan pada induktor atau kapasitor = Im XL

Nilai Tegangan sumber adalah V = Im R

Jadi tegangan magnetisasi dinyatakan sebagai berikut :

R

foL2

R

X

RI

X I L

m

Lm π==

Faktor kualitas

ϑ = R

foL2 π di mana fo =

LC2

1

π

Sehingga

ϑ = )C

L(

R

1

53

Faktor kualitas juga dapat didefinisikan dalam bentuk :

ϑ = 2π perioda 1 dalam diserap yang energi

disimpan yang maksimal energi

Sedangkan lebar band :

β = 0

0

ϑω

3. Rangkaian Paralalel Arus Bolak Balik

Dalam rangkaian arus bolak-balik apabila beban dihubungkan paralel

maka untuk menganalisis rangkaian tersebut dapat diselesaikan dengan

beberapa cara, antara lain :

a. Metode Vektor.

Misalkan rangkaian yang terhubung paralel terdiri dari dua cabang

seperti ditunjukkan pada gambar 15 di bawah ini

Gambar 43. Rangkaian AC dengan Beban Terhubung Paralel.

Dari cabang A diperoleh persamaan sebagai berikut :

Z1 = 2L

2 XR +

I1 = 2L

21 XR

V

Z

V

+=

Cos ∅1 = 1

1

Z

R atau ∅1 = Cos –1(

1

1

Z

R)

A

C

B

I2 – R2

54

Dari cabang B diperoleh persamaan :

Z2 = 2L

2 XR +

I2 = 2C

22 XR

V

Z

V

+=

Cos ∅1 = 2

2

Z

R atau ∅1 = Cos –1(

2

2

Z

R)

Pada cabang A vektor arus tertinggal terhadap tegangan dengan sudut

∅1. Sedang pada cabang B vektor arus mendahului tegangan dengan sudut

∅2 dan arus I merupakan jumlah vektor dari I1 dan dapat dijelaskan dengan

menggunakan gambar 16 berikut ini.

Gambar 44. Gambar Vektor Rangkaian RLC Paralel.

Vektor arus I1 dan I2 mempunyai komponen ke sumber X (komponen

aktif) dan komponen ke sumber Y (komponen reaktif).

Jumlah komponen aktif arus I1 dan I2 = I1 Cos ∅1 + I2 Cos ∅2

Jumlah komponen reaktif = I2 Sin ∅2 – I1 Sin ∅1

Sehingga besarnya arus total I dinyatakan dengan persamaan;

I = 212

2221 )1SinI2SinI()CosI1 Cos I ( Φ−Φ+Φ+Φ

Sedangkan sudut fase antara vektor tegangan V dan arus I dinyatakan dalam

bentuk persamaan;

221

121

CosI1 Cos I

1SinI2SinItg

Φ+ΦΦ−Φ

=Φ −

I2

∅2

∅1

I1

V

55

b. Metode Admitansi.

Model rangkaian seperti gambar 17 dapat dianalisis dengan metode

admintansi sebagai berikut;

Gambar 45. Rangkaian dengan Beban Paralel.

Z1 = 2L

21 XR + Y1 =

1Z

1= 2

121 )b(g −+

Z2 = 22L

22 XR + Y1 =

2Z

1= 2

222 )b(g −+

Z3 = 2C

2 XR + Y1 = 3Z

1

1= 2

323 )b(g +

Y = Y1 + Y2 + Y3

Z = Y

1

c. Resonansi Pada Rangkaian Paralel

Jika rangkaian paralel dihubungkan dengan sumber tegangan yang

frekuensinya berubah-ubah, maka pada frekuensi tertentu komponen arus

reaktif jumlahnya akan nol. Pada kondisi ini rangkaian disebut beresonansi.

Perhatikan Gambar 18 berikut ini.

C

R1

R2

L1

L2

R3

56

Gambar 46. Rangkaian RLC Paralel dan Diagram Phasor.

Rangkaian beresonansi saat IC - IL Sin ∅ = 0

IL Sin ∅ = IC

IL = Z

V Sin ∅

= Z

X L

IC = CX

V

Z

Vx

Z

X L = CX

V atau XL x XC = Z2

XL = ωL dan Xc = C

1

ω maka

C

L

ωω

= Z2

R

C IC

L I

I

∅1

IC

I2 Sin∅1 IL

V

IL Cos ∅1

∅1

Z

R

X

57

C

L = R2 + XL

2

= R2 + (2πf0L)2

2πf0 = 2

2

L

R

LC

1 − sehingga f0 = π2

12

2

L

R

LC

1 −

Jika R diabaikan maka freakuensi resonansi menjadi

f = π

=ω 2

1

C

1sama seperti Resonansi Seri.

4. Rangkaian Tiga Fasa

a. Tegangan dan Arus pada Hubungan Bintang ( Y )

Tegangan sistem tiga fase hubungan bintang terdiri dari empat

terminal salah satunya titik nol. Urutan fase ada yang menyebut RST , a b c ,

atau fase I , II , III. Dalam hubungan bintang sumber tegangan tiga fase

ditunjukkan oleh Gambar 20 di bawah ini.

Gambar 47. Diagram Phasor Sambungan Bintang

Sedangkan VRS = VR - VS

VST = VS - VT

VTR = VT - VR

Disebut dengan tegangan line ( vl )

VL = Vfase x 3

Berdasarkan gambar phasor di atas

fase

angan dengan tegdisebut Vdan VV

012VV

120- VV

0 VV

TS R,

0efT

0efS

efR

+∠=

∠=

∠=

VR

VTR

VT

VS

VST

VRS

N

58

0 LST

0 LTR

0 LRS

900 V V

150 V V

30 V V

∠=

∠=

∠=

Jika sumber tiga fase hubungan bintang dihubungkan dengan beban

seimbang, sambungan bintang dapat digamabarkan sebagai berikut ( Gambar

21).

Gambar 48. Hubungan Bintang dengan Beban Seimbang

Pada Hubungan Y – Y

VL = Vf x 3 I = If

Pada beban seimbang IR + IS + IT = I N = 0

Daya total L f

L f

f f

II 3

VV

cosIV X 3 P

==

φ=

sehingga P = φcosV 3 L LV

b. Arus dan Tegangan pada Sambungan Segitiga ( )

Sambungan segitiga dapat ditunjukkan oleh gambar 22 di bawah.

IR

IN

IS

IT

R

N

S

T

59

Gambar 49. Sambungan Segitiga.

Pada sambungan segitiga

Tegangan line = tegangan fase

VL = Vf

Arus line = 3 arus fase

IL = 3 If

Jika beban seimbang besar arus line akan sama

I1 = I2 =I3 =IL

tetapi sudut fase berbeda 1200 listrik.

c. Daya pada sambungan segitiga

Daya setiap fase

φ= cosIVP fff

Daya total

φ=

==

φ=

cosIV 3P

maka 3

II VV karena

cosIV x 3P

ff

L fL f

ff

I1 = IR - IS

I3 = IT – IR

I2 = IS– IT IT

IR

IS

60

LATIHAN

1. Hitunglah banyak putaran generator setiap detik bila diketahui sebuah

pembangkit listrik tenaga air ( PLTA ) mempunyai generator dengan 20

kutub, untuk menghasilkan frekuensi 50 Hz !

2. Hitunglah penunjukan voltmeter dari suatu tegangan bolak – balik

gelombang sinus yang menunjukan 200 volt puncak - puncak jika dilihat

CRO !

3. Hitunglah arus yang mengalir pada lampu dan tahanan lampu bila lampu

pijar 220 – 230 volt, 100 watt dipasang pada tegangan 225 volt. !

4. Sebuah kompor listrik 225 volt, 900 watt mempunyai elemen pemanas 5

m. hitunglah arus dan tahanan elemen. Jika elemen pemanas putus,

kemudian disambung sehingga panjangnya menjadi 4,8 m. hitunglah besar

tahanan, arus dan daya kompor yang dipasang pada tegangan 225 volt !

5. Hitunglah arus dan daya yang diserap oleh kapasitor, jika dua buah

kapasitor 60 µF dan 40 µF diseri dan dipasang pada tegangan 220 V, 50

HZ !.

6. Sebuah kumparan mempunyai resistansi 80 Ω dan induktor 0,192 H

dipasang pada tegagan 225 V, 50 H. Hitunglah :

a. Arus yang mengalir

b. Faktor daya

c. Daya aktif, reaktif dan daya semu.

7. Sebuah rangkaian seri jika dihubungkan dengan tegangan 100 V DC

menyerap daya 500 W jika dihubungkan dengan 100 V AC, 50 Hz

menyerap daya 200 watt. Hitung besar resistensi dan induktansi.

8. Sebuah kapasitor 10 µF diseri dengan resistor 120 Ω dan dipasang pada

tegangan 100 V, 50 Hz.

Hitunglah :

a. Arus

b. Beda fasa antara arus dan tegangan.

c. Daya yang diserap

61

9. Hitunglah besar R dan C dari suatu rangkaian seri R – c yang dihubungkan

dengan tegangan 125 V, 60 Hz. Arus yang mengalir 2,2 A dan daya yang

diserap 96,8 watt !

10. Hitunglah besar C agar lampu pijar 750 watt,100 V mendapat tegangan

yang sesuai, bila lampu tersebut digunakan pada tegangan 230 V, 60 Hz

diseri dengan kapasitor. !

11. Hitunglah kapasitansi kapasitor, induktansi, dan resistansi, jika diketahui

sebuah resistor, kapasitor dan induktor variabel diseri dan dihubungkan

dengan sumber tegangan 200 V, 50 Hz. Arus maksimum 314 mA dan

tegangan pada kapasitor 300 V !

12. Sebuah kumparan mempunyai resistansi 8 Ω dan induktansi 0,0191 H

diparalel dengan kapasitor 398 µF dan resistansi 6 Ω serta dihubungkan

dengan tegangan 200 V, 50 Hz.

Hitunglah:

a. Arus masing-masing cabang.

b. Daya masing-masing cabang

c. Arus total

d. Sudut fase antara arus dan tegangan

1,8 Ω

398 F

200 V, 50 Hz

6 Ω

0,019 H

62

13. Hitunglah arus total dan faktor daya dari rangkaian di bawah ini !

14. Hitunglah frekuensi resonansi dari sebuah induktor yang mempunyai

induktansi 0,25 H dan resistansi 50 ohm dan di paralel dengan kapasitor 4

µF?

15. Bagaimanakah hubungan antara tegangan phasa dengan tegangan line dari

data yang diperoleh ?

16. Bagaimanakah hubungan antara arus phasa dengan arus line untuk

percobaan di atas ?

17. Sumber tegangan tiga fase hubungan bintang dengan tegangan line 400 V

dihubungkan dengan beban seimbang sambungan bintang yang setiap fase

terdiri dari R = 40 Ω dan XL = 30 Ω.

Hitunglah :

a. Arus line

b. Total daya yang diserap

18. Tiga buah kumparan yang sama masing–masing mempunyai resistansi 20

Ω dan indukatansi 5 H

a. Hitunglah arus dan daya yang diserap jika kumparan disambung

bintang dan dihubungkan dengan tegangan tiga fase dengan tegangan

line 400 V, 50 Hz. !

b. Hitunglah arus dan daya yang diserap jika kumparan disambung

segitiga.

c.

3 Ω

6 Ω

100 V

8 Ω

4 Ω

63

19. Suatu sumber tegangan mempunyai persamaan sebagai berikut v =

311 sin 314 t. jika sumber tegangan tersebut diukur dengan multimeter,

berapa besar tegangan yang ditunjukkan multimeter ?

20. Hitunglah arus dari sumber tegangan v = 311 sin 314 t yang dihubungkan

dengan tahanan 100 ohm serta tentukan beda fase antara arus dan

tegangan.

21. Hitunglah arus yang mengalir dan beda fase antara arus dengan tegangan

dari sumber tegangan v = 311 sin 314 t yang dihubungkan dengan

kapasitor 3,25 µF !

22. Sebuah sumber tegangan v = 100 sin 314 t diberi beban kapasitor, arus

yang mengalir 0,4 ampere, hitunglah kapasitansi dari kapasitor !

23. Sebuah kumparan mempunyai resistansi 10 ohm dan induktansi 0,125 H.

Jika kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan 220 V, 25 Hz.

Hitunglah impedansi, arus yang mengalir, dan daya yang diserap serta

faktor daya !

24. Hitunglah resistansi dan induktansi sebuah kumparan yang dihubungkan

dengan tegangan 250 v, 50 Hz dan mengalirkan arus 10 A serta faktor

daya 0,8 !

25. Sebuah rangkaian seri terdiri dari R = 10 Ohm, L == 100mH/π, C = 500

µF/π. Hitunglah

a. Arus yang megalir jika diberi tegangan 100 V, 50 Hz.

b. Faktor daya rangkaian.

c. Frekuensi yang menghasilkan resonansi.

26. Rangkaian seri terdiri dari R = 15 ohm, L = 4 H dan C = 25µF.

Dihubungkan dengan tegangan 230 V. Hitunglah!

a. Frekuensi resonansi

b. Arus pada saat resonansi

64

27. Hitunglah arus total dan faktor daya dari rangkaian di bawah ini !

28. Sebuah sumber tiga fase yang mempunyai tegangan 400 V dihubungkan

dengan beban tiga fase hubungan bintang yang tiap fase terdiri dari R =

4Ω dan XL = 3 Ω. Hitunglah arus jaringan dan daya yang diserap !

DAFTAR PUSTAKA

Edminister, Joseph A, Ir Soket Pakpahan, Teori dan soal-soal Rangkaian Listrik,

Erlangga, Jakarta, 1988.

Hayat, William H, Kemmerly, Jack E, Pantur Silaban PhD, Rangkaian Listrik jilid

I, Erlangga, Jakarta 1982.

Hayat, William H, Kemmerly, Jack E, Pantur Silaban PhD, Rangkaian Listrik jilid

II, Erlangga, Jakarta 1982.

Theraja, Fundamental of Electrical Enginering and Electronics, S Chand & Co

(PUT) LTD, New Delhi, 1976.

5 Ω

8 Ω

200 V, 50 Hz

6 Ω

2 Ω

65

A. Objektif

1. Memahami jenis peralatan rumah tangga listrik yang menggunakan alat

pemanas

2. Memahami prosedur perawatan peralatan rumah tangga listrik

menggunakan alat pemanas listrik

3. Memahami jenis peralatan rumah tangga listrik yang menggunakan motor

listrik.

4. Memahami prosedur perawatan peralatan rumah tangga listrik

menggunakan motor listrik

5. Merawat peralatan rumah tangga listrik yang menggunakan alat pemanas

dan motor

6. Memahami data sheet komponen peralatan rumah tangga yang

menggunakan alat pemanas dan motor listrik.

7. Memahami cara perbaikan peralatan rumah tangga listrik.

8. Memperbaiki peralatan rumah tangga listrik yang menggunakan alat

pemanas dan motor listrik.

9. Memeriksa hasil perbaikan menggunakan alat ukur multimeter.

10. Melakukan uji fungsi hasil perbaikan

B.Uraian Materi

1. Peralatan Dasar untuk Perbaikan Peralatan Rumah Tangga Listrik.

Untuk pekerjaan perbaikan peralatan, Saudara hanya memerlukan

peralatan yang sederhana, peralatan mekanik dan listrik. Alat ini tidak mahal,

mudah disiapkan, dan mudah menggunakannya; Saudara dapatmemiliki dan

menyiapkannya di bengkel Saudara. Ada beberapa perlengkapan yang sangat

3 Merawat dan Memperbaiki

Peralatan Rumah Tangga Listrik

66

njlimet dibutuhkan untuk reparasi yang komplek, dan perlengkapan ini mahal

tetapi itu gambaran untuk jangka panjang. Untuk banyak pekerjaan,

bagaimanapun, peralatan sederhana sudahlah memadai.

Belilah peralatan perbaikan peralatan Saudara karena Saudara

membutuhkannya, jika Saudara belum memilikinya. Keperluan yang

sederhana. Pertama,Saudara akan memerlukan pemilihan obeng yang

berkualitas baik minimal 3 ukuran untuk obeng stSaudarar, dan sebuah obeng

jenis - Phillips. Tang kombinasi berhidung panjang juga vital. Saudara juga

membutuhkan palu sebuah palu genggam, baik kunci sekrup yang dapat

distel, dan satu set kunci sok, pompa minyak, perlengkapan pisau, dan lampu

gangguan

Beberapa perlengkapan listrik sederhana juga diperlukan pengepas

patron, tang pengupas kabel dan alatsolder,jumper, dan tahanan lilitan kawat

20 k/2W, untuk bekerja pada motor kapasitor.

Tahanan tidak mahal dan banyak didapat di toko alat-alat TV. Semua

peralatan listrik Saudara harus terisolasi dengan tangan. Untuk bekerja

dengan peralatan kecil, Saudara membutuhkan peralatan yang sama; Saudara

juga membutuhkan obeng yang lebih kecil. Tang kombinasi circlip, untuk

membuka penahan clip pada rakitan gear, adalah berguna, tetapi tidak harus;

obeng akan sering dipakai untuk hal yang sejenis. Bahanyang dibutuhkan

untuk bekerja pada peralatan kecil termasuk tahanan-minyak panas,

digunakan untuk peralatan yang menghasilkan panas, minyak-gear silikon,

diperoleh pada tempatreparasi peralatan; dan pembersih kontak listrik, dapat

diperoleh di tempat reparasi peralatan dan suplier peralatan listrik. Saudara

juga membutuhkan kertas gosok yang sangat baik (No. 0000), steel wool

untuk membersihkan kotak kontak listrik, dan kain pembersih.

2. Peralatan untuk Pengetesan Listrik

Banyak reparasi peralatan yang juga memerlukan pengetesan listrik

untuk mendiagnose permasalahan secara teliti. Minimal 80% dari waktu akan

67

Saudara gunakan untuk menemukan titik kesalahan peralatan dengan bantuan

‘tabel pencari kesalahan’ pada bagian lain, dan hasilnya dipakai untuk

mereparasi. Tetapi 20% dari waktu yang lain, Saudara perlukan 1 dari 3

piranti tes kelistrikan untuk menentukan letak kesalahan: sebuah tester

tegangan, tester sambungan, atau sebuah AVO (Amper-Volt-Ohm meter).

Dengan perlengkapan ini Saudara harus dapat menjelaskan bahwa arus listrik

mengalir melewati bagian peralatan yang Saudara diagnosis

ketidakfungsiannya. Contoh peralatan AVO meter bias dilihat pada gambar

dibawah :

Gambar 50. Piranti testing AVO meter dan kelengkapannya.

a. Pengetes (Tester) Tegangan.

Tester tegangan adalah alat yang paling sederhana dari ketiga jenis

alat ini. Alat ini terdiri dari lampu neon kecil dengan dua sambungan kawat

yangterisolasipadabagian bawah dari rumah (lampu) ; setiap ujung kawat

terdapat sebuah logam probe-tes. Tester tegangan ini digunakan dengan

hidupnya arus, untuk menentukan adakah arus yang mengalir melalui kawat

tester

tegangan

tester

sambungan

AVO Meter

68

dan untuk mengetes kelayakan pembumian. Kadang-kadangjuga digunakan

untuk mengetahui apakah tegangan yang ada memadai. Carilah tester yang

mempunyai daerah kerja (range tegangan) di atas 500 volt.

Untuk menggunakan tester tegangan, tempelkan atau sambungkan

salah satu probe pada kawat dan probe yang lain untuk kabel yang berbeda.

Jika komponen sedang menerima listrik, lampu di dalam bola akan memijar;

jika lampu tidak memijar, kesalahan ada di titik ini. Sebagai contoh, jika

Saudara mencurigai bahwa kotak-kontak ada kesalahan, masukkan salah satu

probe tester ke dalam lubang KK, dan probe yang lain masuk dalam lubang

KK yang lain. Lampu tester akan segera menyala, jika tidak, KK mungkin

rusak. Untuk melanjutkan tes KK, keluarkan KK dari tembok. Tempatkan

salah satu probe tester pada sambungan terminal sekrup dan probe yang lain

pada terminal sekrup yang lain. Jika bola pijar tester menyala, Saudara tahu

bahwa KK tidak berfungsi lagi ada arus mengalir ke KK, tetapi aliran tidak

melewati KK untuk menyediakan daya ke peralatan. Jika lampu tidak

menyala, tidak ada arus yang masuk ke KK. Masalahnya mungkin sekering

putus atau CB trip, atau kawat mungkin terputus atau kerusakan di belakang

KK.

b. Pengetes (Tester) Sambungan.

Tester sambungan, pada pokoknya adalah alat diagnosis untuk

perbaikan beberapa peralatan, terdiri dari sebuah baterai di dalam bodi,

dengan sebuahprobe-testerhubungke salah satu ujung akhir pada rumah

baterai dan kawat tes dengan sebuah kepala kekang dihubungkan pada

ujungnya. Tester sambungan ini digunakan dengan kondisi arus mati, untuk

menentukan kembali komponen listrik yang masih baik dan dimana letak

kegagalan fungsinya.

Untuk menggunakan tester sambungan, steker tidak diperlukan dan

lepaskan saja untuk mendapatkan pengetesan pada komponen.

69

Kekang-pengikat tester ke salah satu kawat atau disambungkan pada

komponen dan tempelkan (sambungkan)probe ke kawat yang lain. Jika

komponen menerima aliran listrik dari tester, tester akan menyala atau

berdengung; rangkaian terhubung. Jika tester tidak menyala atau berdengung,

atau jika reaksinya hanya sesaat, komponen rusak.

c. Ampere-Volt-Ohm mater (AVO meter).

Tester tegangan dan tester sambungan sudah memadai untuk berbagai

pekerjaan diagnosis, dan alat-alat itu tidak mahal. Tetapi untuk reparasi dan

pencari kesalahanperalatanyang agak berat,Saudaraharus memiliki

AVO meter, juga dikenal sebagai Multimeter. AVO berdaya baterai

dan digunakan dengan arus dalam kondisi mati (off). Alat ini digunakan

untuk mengecek aliran (sambungan) suatu penghantar atau komponen dan

mengukur arus listrik dari 0-250V AC/DC yang mengalir melalui penghantar

atau komponen.

Alat ini digunakan dengan memasukkan tes-lead, pada kedua ujung

probe. Tombol pengaturatau switch diatur untuk pengukuran sambungan pada

skala yang diinginkan, biasanya ohm; jarum menunjukkan arah arus mengalir

melalui komponen yang dites.

Alat ukur AVO meter secara khusus digunakan untuk pengetesan

peralatan, sebab dia digunakan saat power mati; tak ada bahaya listrik saat

menggunakannya. AVO meter mendapatkaninformasiyanglebih akurat, dalam

banyak hal, daripada tester sambungan, oleh karenanya AVO lebih baik untuk

pengetesan banyak komponen. Belajar membaca AVO adalah sangat mudah,

dan pabrik pembuatnya telah melengkapi dengan instruksi operasinya.

3. Komponen-komponen Dasar

Bagaimanapun kompleksnya komponen-komponenyang ada,

peralatan memiliki komponen listrik dasar yang sama penghantar listrik,

steker dan kabelnya, berbagai sakelar, sensor, dan elemen-elemen

70

Semua komponen ini dapat tidak berfungsi, dan sering kita lihat

bahwa kerusakan total dalam suatu peralatan adalah karena gangguan pada

komponen-komponen yang sangat sederhana. Untuk kasus ini, adalah penting

untuk diketahui bagaimana komponen listrik dasar ini bekerja, mengapa

mereka rusak, dan bagaimana memperbaikinya atau menggantinya. Dengan

informasi ini, diharapkan dapat menangani banyak permasalahan peralatan

yang sangat sederhana, dengan sedikit usaha dan tantangan.

a. Kabel Power dan Kabel Steker

Banyak peralatan yang rusak yang sesungguhnya adalah aus, kabel

power yang terentang atau steker yang kurang panjang untuk membuat

kontak listrik yang baik. Pastikan operasi aman Saudara dapat memeriksa

semua kabel peralatan untuk permasalahan yang terjadi secara periodik, dan

mengganti kabel yang meregang atau inti kabel yang putus. Jika Saudara

curiga bahwa kabelnya rusak, lepaskan kabel dari peralatan dan periksalah

dengan tester sambungannya. Jepitkan ujung kontak tester ke dalam steker,

dan tempelkan probe pada salah satu dari kedua kawat atau jika kabel di

dalam steker, masukkan probe dalam salah satu dari kedua lubang ujung akhir

kabel dari peralatan. Jika tester berbunyi atau menyala, pindahkan ke kawat

yang lain atau lubang yang lain, dan teslah kembali. Ulangi prosedur ini

untuk mengetes ujung kontak yang lain pada steker. Jika tester menyala atau

berbunyi pada setiap titik pengetesan, kabel tidak rusak; jika tidak nyala atau

tidak bunyi pada beberapa titik, kabel atau steker ada gangguan. Saudara

dapat menemukan titik kesalahan dengan memotong kabel pada ujungnya dan

lakukan pengetesan. Jika sekarang tester menyala/berbunyi pada setiap titik,

steker adalah bagian yang rusak. Komponen rusak kabel atau steker, atau

keduanya dapat diganti.

b. Penggantian Kabel Snur.

Penggantian kabel snur pada peralatan, peralatan daya, dan juga

perlengkapan lainnya biasanya merupakan pekerjaan yang mudah. Beberapa

71

kabel snur khusus dapat dibeli satu set lengkap, dengan steker pada salah satu

ujungnya dan terminal penghubung khusus pada ujung yang lain. Secara

umum, kabel dapat disusun dengan sebuah steker yang terpisah, kabel snur

secukupnya, dan mungkin terminal penghubung yang cocok. Kompor listrik

dan seterika, sebagi contoh, menggunakan kabel snur set lengkap; gergaji

meja dan mixermenggunakan kabel snur dengan susunan yang umum.

Pastikan selalu bahwa Penggantian kabel yang sudah tua/usang harus

dilakukan kabel yang baru yang sejenis.

Seringkali merupakan bagian yang sulit dari pekerjaan ini adalah

mencoba untuk menentukan titik sambungan dengan peralatan sehingga

Saudara dapat melepas kabel snur yang sudah usang dan menggantinya

dengan yang baru. Kadang-kadang setiap kali Saudara harus melepaskan

tutup kotak sambungan, seperti pada pompa air. Dalam hal yang lain, seperti

pengering rambut yang kecil, unitnya sendiri adalah bagian terpisah yang

harus membongkar peralatan sebelum Saudara dapat menemukan terminal

sambungannya. Dalam hampir setiap kasus, kabel snur diklem pada suatu

tempat dengan sebuah klem atau piranti penjepit-suai. Untuk melepas kabel,

kendorkan terminal sekrup atau dengan menekan bagian penghubung-tekan,

lepaskan klem atau piranti penjepit, lalu lakukan penggantian kabel snur yang

baru. Jika Saudara merusakkan piranti penjepit pada saat melepaskannya,

gantilah dengan yang baru yang sejenis.

Pada beberapa perlengkapan, ujung akhir kabel dibelitkan melingkar

terminal skrup, dan pembuatan sambungan baru adalah mudah. Berhati-

hatilah mengupas isolasi kabel bagian luar bukan isolasi bagian dalam kira-

kira sepanjang 3 inci pada ujung kabel. Kemudian, dengan pengupas kabel,

kupas kira2 0.5 inci dari ujung pada setiap kabel. Pilinlah inti setiap kabel

yang sudah terkupas, kencangkan, masukkan dalam lubang kontak. Lepaskan

terminal sekrup dan belitkan setiap inti kabel dan ikatkan melingkar sekrup;

kemudian kencangkan sekrup seperlunya. Hubungkan kabel pada ujung

72

peralatan untuk kabel yang baru dengan cara yang sama pada sambungan

kabel yang lama.

Dalam beberapa peralatan, solderan terminal sambungan untuk kabel

yang lama mungkin diklem, dan Saudara harus mengganti terminal yang lebih

baik untuk kabel yang baru. Terminal yang diperlukan ini ada beberapa jenis,

dan alatnya disebut ‘staker’ atau ‘crimper’. Saudara dapat memperoleh alat

ini di suplier automotiv atau listrik. Dalam beberapa hal, terminal mungkin di

solder dengan ujung konduktor. Saudara dapat menggantinya dengan terminal

sambungan solderan.

b. Penggantian Steker.

Jika hanya steker peralatan yang rusak, Saudara dapat mengganti

dengan steker baru pada kabel power yang lama. Steker laki2 dengan 2 ujung

kontak dan sebuah kontak PE, masukkan ke dalam KK. Steker perempuan

(rumah steker) sering digunakan pada ujung kabel snur (power) dari

peralatan, mempunyai lubang-lubang terminal pada bilah kontaknya. Steker

laki2 biasanya dapat diambil per bagian sehingga Saudara dapat mengambil

sekrupterminal. Steker perempuan mungkin diikat dengan paku keling atau

dengan sekrup; sekrup pengikat steker dapat diambil secara terpisah, tetapi

keling-pengikat steker tidak dapat diperbaiki. Jika steker tidak berfungsi,

buka steker, jika mungkin, dan cek untuk meyakinkan kawat penghantar telah

terikat dengan baik pada terminal sekrup steker. Jika kawat lepas, ikatkan

pada terminal sekrup. Ini mungkin sudah dapat memecahkan permasalahan;

jika belum, steker dapat diganti.

73

Gambar 51. Steker dengan 2 kawat, tali penguat diikat dengan kabel bagian dalam

Gambar 52. Detail dari Steker

sepatu kabel

ring

ujung

sambungan

kontak

rumah cetak

74

Untuk mengikatkan pada steker jantan yang baru, masukkan ujung

kabel dengan membuka steker terlebih dahulu, dan menariknya 5 atau 6

inci. Berhati-hati mengupas isolasi luar bukan isolasi kabel yang dalam kira-

kira 3 inci, kemudian, dengan pengupas kabel, kupas sekitar 1/2 inci dari

ujung pada setiap kabel penghantar. Pilin bagian inti yang terlepas dari setiap

kabel, kencangkan, masukkan ke dalam lubang kontak. Setelah pemilinan

ujung penghantar, talikan simpul penguat dengan kawat bagian dalam dari

kabel snur.

Pada steker dengan 2 kawat, lilitkan setiap kawat melingkari

‘prong’dan kencangkan terminal sekrup. Lilitkan ujung kawat telanjang

melingkupi terminal sekrup, dan kencangkan sekrup. Jika sekrup berbeda

warna (metal), hubungkan kabel putih ke sekrup putih, dan kabel hitam ke

sekrup kuning. Pada steker dengan 3 kawat, gunakan teknik yang sama untuk

menghubungkan setiap kabel ke terminal sekrup. Hubungkan kabel PE (hijau-

kuning) ke terminal sekrup hijau. Jika kabel telah terlindungi secarabaik pada

terminal sekrup, pasangkan isolator karton di atas bilah kontak steker. Jika

steker mempunyai klem jenis selongsong, klemlah melingkari kabel secara

pas.

c. Gasket

Semua peralatan yang menggunakan air atau mengerjakan pekerjaan

dingin dan beberapa yang mengerjakan panas mempunyai gasket, biasanya di

pintu. Gasket berfungsi 2 hal: menjaga kebocoran air dan udara, dan

menambah efisiensi peralatan. Jika gasket rusak, harus diganti sesegera

mungkin. Untuk menentukan kembali gasket yang rusak, periksalah untuk

yang retak dan sobek. Gasket terasa seperti bunga karang; jika gasket sudah

terlalu keras, gantilah. Mengganti gasket yang rusak dengan yang baru dan

dibuat khusus untuk peralatan; jangan menggunakan yang umum, darisemua

jenis gasket.

75

Ada 2 jenis dasar gasket, dipasang rata dan dipasang beralur. Gasket

pasangan-rata diamankan (dikunci) ke pintu oleh serentetan sekrup atau

kekang (clip), atau pemegang di suatu tempat oleh keping (bantalan) penguat

atau sebuah plat. Gasket pasangan -alur dicekam (dipegang) oleh pasak

penguat; pemasak khusus atau alat gasket membuat pekerjaan pemasangan

menjadi lebih mudah. Gunakan semen gasket untuk memasang jenis gasket

yang lain, seperti yang direkomendasikan oleh pabrik.

Pertama, lepaskan gasket yang sudah usang. Jika gasket adalah

pasangan alur, tariklah dengan hati-hati dari alurnya; jika pasangan-rata,

lepaskan pengunci, bantalan penguat, atau plat untuk memunculkan gasket.

Bersihkan daerah yang dilewati gasket dengan air panas dan cairandetergen,

atau, bila perlu dengan spirtus mineral. Keringkan pintu dan kemudian pasang

gasket yang baru, haluskandi setiap tempat, masukkan pada tempatnya dan

permudahlah di setiap pojok yang melingkar; gunakan semen gasket jika

dikhususkan oleh pabriknya. Jika Saudara sedang memasang gasket pasangan

pasangan-alur, tekan masuk pada tempatnya dengan alat pemasak. Yakinkan

bahwa gasket berada pada posisi yang baik dan halus, dengan tanpa terdapat

bagian yang menonjol atau melekuk ke bawah. Akhirnya, gantilah pengunci

atau bantalan penguat atau plat dan kuncilah. Keluarkan sisa2 semen gasket

dengan spirtus mineral; hati-hati jangan sampai merusak cat peralatan.

d. Pengawatan

Banyak pekerjaan perbaikan peralatan termasuk pengawatan

hubungan kabel secara terpisah atau bergabung pada pemasangan kabel untuk

komponen listrik baru. Pengawatan kelistrikan di dalam peralatan mungkin

dihubungkan dalam satu atau beberapa cara, termasuk di dalamnya hubungan

dasar dengan terminal sekrup, terminal tekan-masuk, dan kadang2 terminal

sepatu kabel jenis selongsong. Kawat mungkin juga disambung dengan

penghubung solder. Komponen yang mempunyai banyak pengawatan timer

pencuci, dalam hal ini, yang mengontrol beberapa putaran operasi sering

76

disambungkan dalam suatu pengawatan, sekelompok kabel dimasukkan

dalam selongsong plastik.

Setiap jenis sambungan kawat harus dibuat baik saat Saudara

memasang komponen baru, untuk setiap kabel terpisah dan setiap kabel pada

kelompok. Sebelum Saudara menyambung beberapa kabel dalam peralatan,

yakinkan bahwa Saudara tahu bagaimana mengikatnya; jika Saudara

memasang komponen yang baru, ikatlah kabel dengan cara yang sama.

e. Sakelar

Sakelar bekerja untuk membuat hubungan dari penghantar pada

rangkaian kelistrikan. Jika peralatan dimasukkan ke Kotak Kontak, berarti

menghubungkan ke jaringan listrik yang tersedia, dalam hal ini daya listrik

mengalir melewati penghantar dalam rangkaian dan ke peralatan listrik.

Ketika sakelar ON/OFF peralatan dihidupkan, penghantar pada peralatan

digerakkan masuk dan terhubung dengan penghantar jaringan, dan aliran

listrik melalui sakelar untuk menjalankan/ mengaktifkan peralatan listrik.

Arus mengalir dalam rangkaian tertutup melalui peralatan, kembali melalui

sakelar dan ke jaringan. Komponen dasar peralatan yang lain sebenarnya

sejenis atau variasi dari sakelar reoshtat, thermostat, solenoid, dan timer,

sebagai contoh, semua adalah sakelar atau sakelar sekunder. Komponen-

komponen ini bekerja di dalam peralatan, menggerakkan motor listrik,

membuka dan menutup katup, elemen kontrol panas, dan menghidupkan

bagian yang berbeda pada peralatan hingga putaran yang berbeda, seperti

halnya pembilas dan putaran kipas pada mesin cuci. Ada beberapa jenis

sakelar tombol tekan, toggle, rockers, slides (sorong/geser), sakelar alir, dsb.

77

Gambar 53. Pemasangan Kabel Power Pada Terminal

Gambar 54. Cara menghubngkan Kabel listrik di dalam

peralatan rumah tangga listrik

terminal

tekan-

masuk

celah

pemuncul

kawat

ujung

kupasan

kabel

78

Semua sakelar membuat kontak listrik di dalam rumah mekaniknya,

dan kesalahan sakelar dapat disebabkan oleh permasalahan dengan kontaknya

atau rumahnya. Ketika sakelar tidak berfungsi, putarlah pada posisi ÓN’ dan

telitilah jika kontak digerakkan masuk ke posisi hingga kotak kontak

menyentuh. Jika kotak kontak tidak beroperasi dengan baik, jika kotak kontak

tidak bekerja dengan baik, rumah sakelar adalah rusak, dan sakelar harus

diganti. Jika kerja mekanik sakelar baik, kontaknya mungkin kotor atau

bengkok; jika sakelar mempunyai terminal sekrup, ini dapat dibersihkan. Jika

kontaknya kotor atau terkorosi, bersihkan dengan amril kayu, dan kemudian

dengan kain halus; jika kontak belum lurus, luruskan dengan berhati-hatilah

hingga kembalipada tempatnya.Kencangkan terminal sekrup yang dilepas.

Jika kontak atau sekrup terkorosi berat, sakelar harus diganti.

Untuk menentukan lagi apakah suatu sakelar dapat bekerja dengan

baik, bongkarlah peralatan untuk mendapatkan sakelarnya, dan teslah dengan

tester aliran atau AVO, setlah pada skala Rx1. Dengan steker peralatan

terlepas, kaitkan kekang (clip) tester pada salah satu colok dengan sakelar dan

tempatkan probe pada terminal yang lain; atau tempelkan probe AVO pada

setiap terminal. Hidupkan sakelar. Jika sakelar berfungsi, tester aliran akan

menyala atau berbunyi, dan akan menghentikan sinar atau bunyi jika sakelar

dimatikan; atau AVO akan terbaca tak terhingga. Jika tester tak menyala atau

berbunyi, atau AVO tidak menunjukkan harga yang lebih tinggi dari nol,

sakelar rusak, dan harus diganti. Beberapa sakelar mungkin akan

menunjukkan harga pembacaan yang lebih tingi dari nol, seperti yang

terdapat dalam setiap peralatan. Gunakan sakelar yang baru dari jenis yang

sama untuk mengganti sakelar yang lama, dan pasangkan pada tempatnya

dengan cara yang sama.

f. Thermostat

Thermostat adalah sakelar yang mengontrol suhu, dalam komponen

pemanas atau piranti pendingin. Thermostat digunakan di dalam peralatan

79

dengan menggunakan kekang-bimetal, cakram-bimetal, atau suatu tempat

yang berisi gas untuk mengontrol kontak listrik. Kerusakan pada thermostat

kekang-bimetal dan cakram-bimetal dapat diganti. Thermostat isi gas

kadang2 dapat diperbaiki secara profesional; dimana perbaikan adalah

mungkin tetapi kebanyakan sedikit lebih mahal daripada menggantinya.

Untuk menentukan kembali sebuah thermostat masih berfungsi,

bongkarlah peralatan untuk mengambil thermostat, dan testlah dengan tester

aliran atau dengan AVO yang distel pada skala Rx1. Dengan melepas steker

peralatan, kaitkan kekang tester pada salah satu lead ke thermostat dan

tempelkan probe ke yang lain; atau tempelkan salah satu probe pada setiap

terminal AVO. Tester aliran harus menyala atau berbunyi; atau AVO akan

terbaca nol. Putar ke bawah pengungkit (dial) dari pengontrol suhu; Saudara

akan melihat titik kontak membuka pada thermostat. Thermostat akan

menghentikan nyala atau bunyi jika kontak dibuka. Jika thermostat rusak,

gantilah dengan yang baru dari jenis yang sama.

g. Piranti Sakelar Kontrol

Banyak peralatan yang memiliki beberapa fungsi, seperti halnya

bermacam putaran pada pencuci atau bagian pencuci. Peralatan ini bekerja

otomatis; pertama sakelar ON/OFFhidup, komponen sakelar di dalam

peralatan, mengontrol panas, air atau aliran minyak, putaran motor, dan juga

yang lain. Yang lebih penting dari piranti ini, digunakan untuk

mengoperasikan sakelar, tuas, dan katup secara otomatis, juga solenoid2 relai

dan elemen sensor.

h. Elemen Pemanas

Elemen pemanas bekerja sangat sederhana. Tidak seperti konduktor,

elemen pemanas terbuat dari logam dengan tahanan listrik yang tinggi,

biasanya paduan nikel-chrome yang disebut nichrome. Jika arus mengalir

80

melalui elemen, tahanan yang tinggi ini mencegahnya dari aliran yang mudah

(cepat); aliran ini akan bekerja pada elemen, dengan kerja ini akan

menghasilkan panas. Jika arus mati, elemen secara perlahan menjadi dingin.

Ada 3 jenis elemen pemanas: kawat, pita, dan batang.

Untuk mengecek lagi apakah elemen pemanas masih berfungsi,

bongkarlah peralatan dan dapatkan elemen, lalu teslah dengan tester aliran

atau AVO, set pada skala Rx1. Dengan steker terlepas, jepitlah clip tester

pada terminal elemen pemanas dan tempelkan probe pada terminal yang lain;

atau jepitkan salah satu clip AVO pada setiap terminal. Jika elemen berfungsi

tester akan menyala atau berbunyi; atau AVO akan membaca dari 15-30 .

Jika tester tidak menyala atau berbunyi, atau AVO membaca lebih tinggi dari

30 , elemen adalah rusak, dan harus diganti. Jika Saudara menggunakan

tester aliran bagaimanapun lihat dengan teliti pada tester, terutama jika

elemen jenis light-up beberapa elemen pemanas mempunyai faktor tahanan

yang tinggi sekali, dan sinar yang dihasilkan hanya sinar yang redup atau

bunyi yang lemah. Reaksi ini bukan berarti bahan elemen rusak, tetapi bahan

itu merubah arus menjadi panas yang efisien.

Gambar 55.Pengukuran Tahanan dari Rangkaian Kelistrikan

Elemen Pemanas

81

2. Pemeliharaan dan Perbaikan Motor Listrik pada Peralatan Rumah

Tangga Listrik.

Tergantung pada bagaimana pekerjaan-pekerjaan itu harus

diselesaikan, peralatan mungkin memiliki satu atau beberapa jenis motor.

Peralatan-peralatankecilbiasanya digerakkan olehmotor universal, ataudimana

daya yang kecil diperlukan, dengan motor shaded-pole atau motor sinkron.

Peralatan-peralatan besar biasanya digerakkan oleh motor fase-belah (split-

phase) atau motor kapasitor.

Motor DC digunakan untuk peralatan kecil yang menggunakan baterai

sebagai sumber tenaga. Motor-motor universal dan DC mempunyai dua buah

takal( blok ) arangyangdisebutsikat,yang berfungsi sebagai kontak listrik.

Motor-motor yang lain tidak mempunyai sikat; yaitu motor-motor induksi,

dimana rotor lilit digerakkan di dalam lempeng tetap yang disebut stator.

Motor-motor bersikat dua dan motor-motor induksi digerakkan oleh gaya

elektromagnit yang dibangkitkan oleh arus listrik yang melaluinya.

Antara ukuran dan daya motornya, motor-motor peralatan biasanya

saling tergantung dari waktu pemakaiannya. Saudara dapat memperpanjang

umurnyadanmeningkatkanefisiensikerjanya dengan cara melumasi dan

menjaga kebersihannya dengan baik. Peralatan-peralatan yang berpenggerak

motor harus digunakan secara baik, artinya jangan sekali-kali membebaninya

terlalu berlebih, jangan menyalahgunakannya, dan jangan mengabaikan

permasalahan hingga menjadi lebih parah.

Ada beberapa prinsip dasar untuk mengoperasikan motor penggerak di

dalam sebuah peralatan:

Selalu menyambungkan peralatan pada sumber daya yang memadai;

peralatan dengan tegangan kerja 220V-240V harus dihubungkan ke

kotak-kontak (KK) 220V-240V. Jika KK untuk kebanyakan peralatan

tidak digrounding, gunakan steker adapter-grounded untuk mengground-

kan peralatan.

82

Jangan pernah menggunakan peralatan kecil yang kondisinya basah, atau

mengoperasikan beberapa peralatan sedang tangan Saudara basah. Jika

peralatan besar seperti pencuci atau pengering, dalam keadaan basah,

jangan mengoperasikannya atau mencoba untuk mencabut stekernya.

Selesaikan motor secara profesional terlebih dahulu sebelum Saudara

kembali menggunakan peralatan tersebut.

Jangan pernah membebani terlalu berlebih pada peralatan. Kelebihan

beban menyebabkan operasi tidak efisien dan pemanasan lebih terjadi

pada motor, dan dapat menyebabkan pemakaian yang terlalu lebih. Jika

motor mati karena beban lebih, kurangi beban sebelum menstart ulang

peralatan.

Pemeliharaan reguler (tetap) dapat mencegah banyak permasalahan

pada motor. Untuk mencegah panas lebih dan gangguan, sedotlah rumah

motor secara periodik untuk menghilangkan debu dan kotoran lain. Yakinkan

bahwa sirkulasi udara ke motor memadai, setidak-tidaknya setiap 1 tahun

minyakilah motor jika terdapat atau memiliki tempat minyak dengan minyak

motor non detergent no. 30 (tidak semua jenis minyak). Prosedur untuk

kekhususan peralatan, lihat detail berikut:

a. Motor Universal

Motor-motor ini terdiri dari sebuah rotor yang dinamakan armatur,

dengan kumparan kawat lilitnya, dan silinder putaran yang disebut

komutator,dengan jalur ( alur )yangsalingberbalikanpada bahan penghantar

dan bukan penghantar. Armatur dan komutator keduanya terletak pada poros

motor. Pada setiap sisi komutator, sikat arang membawa arus dari rangkaian.

Ketika sikat arang menekan komutator, armatur dimagnetisasi dan berputar.

Kebanyakan motor universal juga mempunyai kipas pendingin pada ujung

poros belakangnya. Motor universal digunakan dalam peralatan-peralatan

dengan ukuran kecil hingga menengah; motor-motor ini memberikan daya

yang kuat pada putaran rendah maupun tinggi. Motor universal dapat

83

beroperasi pada sumber AC ataupun DC. Kecepatannya dikontrol oleh

tekanan, kontrol tap-medan, penyearah, atau regulator, atau dengan gerakan

fisik pada gerakan sikat arang dari armatur.

Motor universal kebanyakan diminyaki dan ditutup secara tetap oleh

pabrik pembuatnya, dan tidak membutuhkan perhatian lebih lanjut. Beberapa

motor universal, bagaimanapun, mempunyai bak pelumas yang tertutup,

biasanya ditunjukkan dengan ‘oil’, pada ujung poros motor. Motor jenis ini

harus diminyaki setiap 6 bulan, atau menurut instruksi pabrik pembuatnya.

Angkat setiap penutup bagian dan gunakan setetes atau dua tetes minyak

nondetergen no. 30 (tidak semua jenis minyak).

Banyak motor universal yang tidak berfungsi disebabkan oleh

berkurangnya bagian bawah sikat arang, batang lunak pada sikat yang

menyempurnakan kontak listrik untuk komutator motor. Jika sikat-sikat ini

menjadi aus, motor akan memercikkan bunga api pada waktu bekerja, dan

kontak listrik menjadi tidak sempurna. Saudara dapat memecahkan

permasalahan ini dengan mengganti sikat-sikat tersebut dengan yang baru..

84

Gambar 56. Konstruksi Rinci dari Motor Universal

Sikat dapat diperiksa secara visual atau diuji dengan tester

sambungan, periksalah bentuk rupanya, angkat sekrup yang memegangnya,

dan pegas sikat di dalam pemegang sikat pada sisi komutator. Sekrup akan

muncul dari lubang sekrup; putarlah motor untuk mengeluarkan sikat. Ujung-

ujung sikat harus dilekukkan sesuai bentuk komutator; jika sudah aus pada

bagian bawahnya, sikat yang masih baru adalah diperlukan. Periksalah sikat

arang dengan tester sambungan, keluarkan ujung kawat motor dari rangkaian.

TSaudarailah kawat yang Saudara putuskan, sehingga Saudara akan dapat

rumah roda

gigi

lubang

minyak

poros

motor

bodi motor

armatur

pemegang

sikat pegas

Sikat

arang

kipas

komutator

85

menyambungnya kembali dengan baik. Kaitkan clip tester pada salah satu

ujung motor dan tempelkan probe pada ujung yang lain, tester harus menyala

atau berbunyi. Putar poros motor secara perlahan, pertahankan tester pada

posisinya. Jika tester tidak menyala atau berbunyi, atau jika tester berkedip

saat Saudara memutar poros motor, sikat harus diganti.

Gantilah sikat arang yang sudah aus dan rusak per-nya dengan yang

baru yang dibuat khusus untuk motor; informasi model (nomor dan buatan)

tertera pada name-plate motor yang tersembunyi, atau menyatu pada logam

bodi motor. Jika Saudara tidak menemukan informasi model, ambil sikat

yang sudah usang lengkap dengan per-nya, bawalah ke toko suku cadang

peralatan untuk meyakinkan bahwa Saudara membawa jenis yang tepat.

Masukkan per dan sikat yang baru ke dalam pemegang sikat, ganti rakitan

sikat, dan amankan sikat baru dengan sekrup yang berada pada pemegang

sikat yang lama.

b. Motor Shaded-Pole

Motor induksi sederhana ini terdiri dari rotor silinder yang berputar di

dalam inti stator, dengan lilitan kawat tembaga pada salah satu sisi stator.

Arus mengalir melalui coil ini dan membuat medan magnitdi dalam stator dan

mulai memutar rotor. Motor shaded-pole memberikan daya yang sangat kecil,

motor ini digunakan pada peralatan-peralatan kecil seperti halnya, kipas angin

kecil. Motor bekerja pada sumber AC. Motor shaded-pole bekerja dengan

seksama, kecepatan putarnya konsisten sehingga disebut motor sinkron;

motor ini digunakan di dalam jam, pengatur waktu, dan peralatan-peralatan

yang sejenis dimana faktor akurasi menjadi sangat penting dan kekuatan

tenaga tidak dibutuhkan.

Motor shaded-pole dan motor sinkron tidak memerlukan perawatan

kecuali pembersihan, seperti detail di bawah. Banyak ketidakfungsian

(kerusakan) disebabkan oleh gangguan belitan stator, dan dapat diatasi

dengan mengganti coil yang baru yang sejenis. Untuk mengganti coil, buka

86

sekrup pada bingkai motor dan buka penopang pada bingkai. Putuskan coil

yang lama dan keluarkan. Akhirnya masukkan coil baru dan sambungkan

dengan cara yang sama pada sambungan coil lama. Jika bingkai motor

dikeling ada beberapa coil menjadi tidak berharga untuk diganti, bahkan

gantilah peralatan.

Gambar 57. Konstruksi Motor shaded-pole

3. Seterika Listrik dengan Penyemprot Uap

Seterika listrik digunakan untuk melicinkan/menghaluskan pakaian

agar dapat lebih rapi dipakai, umumnya setelah dicuci dan dikeringkan.

Terkadang lipatan-lipatan pakaian cukup sulit untuk dihilangkan sehingga

memerlukan sedikit air untuk membasahi bagian yang terlipat, terlebih untuk

bahan-bahan dari wol. Pada saat-saat seperti ini kehadiran seterika dengan

penyemprot uap sangat diperlukan.

rotor poros

motor

lilitan

kumparan

pemotong

bayangan

87

Bagian utama seterika listrik meliputi: elemen pemanas, plat

dasar/alas (sole plate), besi pemberat, tutup, pemegang, terrminal dan kabel

penghubung

Seterika memerlukan adanya panas untuk memudahkan dalam

melicinkan pakaian tersebut. Tenaga panas ini diperoleh dari tenaga listrik.

Tegasnya, tenaga listrik diubah menjadi tenaga panas. Tinggi panas yang

diproduksi tergantung dari besar daya yang dipakai. Sebagai sumber panas,

digunakan elemenpemanas. Elemen pemanas dipasang antara plat dasar

denganbesi pemberatnya. Panas yang dihasilkan oleh elemen pemanas secara

konduksi ( dihantarkan )kepada plat dasarnya yang dibuat dari logam yang

segera akan menjadipanas pula. Elemen pemanas dalam seterika dengan

penyemprot uaptidak hanya dipakai untuk meningkatkan panas pada sole

plate; tetapi juga mendidihkan air, sehingga uap dapat dikeluarkan dari

lubang-lubang dalam sole-plate tersebut.

Gambar 58. Bagian-bagian Seterika Listrik Sederhana

tangkai

pemegang kabel

penghubung

kontak

tusuk

plat

dasar

penutup

tangkai

elemen

pemanas terminal

baut

besi

pemberat

88

Elemen pemanas kawat spiral

dengan selongsong pelindung

tuangan

Elemen pemanas yang dililit pada

lembaran mika

Gambar 59. Bentuk Elemen Pemanas untuk Seterika Listrik

terminal

batu

tahan

api

kawat

nikelin mika

terminal

89

Gambar 60. Bagian-bagian Seterika Secara Utuh

plat

dasar

pengatur

suhu

baut

jarak

pelat

tSaudara

tutup

belakang

jepitan untuk me-

ringankan kabel

mekanik guling

lampu

sinyal

cakra pilih kabel

elemen

pemanas

lampu

indikator

90

Gambar 61. Seterika Listrik Memakai Penyemprot Uap

Plat dasar dibuat dari logam tahan karatatau dilapisi dengan bahan

tahan karat, agar tidak mengotori atau merusakkan bahan yang diseterika.

Pemegang seterika dibuat dari bahan isolasi bakelit atau ebonit; ada juga yang

dibuatdari kayu.Hubungan dengan kabel penghubung ke terminal elemen

pemanas dilakukan melalui tusuk kontak atau secara langsung.

Ada dua macam elemen pemanas yang biasa dipakai, yaitu kawat

nichrom bentuk pita yang dililitkan pada lembaran mika; dibentuk serupa

bentuk sole plate, sehingga panasnya merata, serta kawat nichrom dililit

spiral dan dimasukkan dalam selongsong/pipa sebagai pelindungnya. Untuk

menyekat kawat dari logam pelindung, kawat spiral dilapis/dibungkus oksida

tangkai

pemegang

tombol

penyemprot uap

tuas pengatur

suhu

indikator

daftar

pemakaian

panas

plat

dasar

uap

91

magnesium yang merupakan bahan isolasi. Elemen ini dipakai untuk

tegangan 110V - 220V dengan daya berkisar antara 250 - 750 watt.

Thermostat, adalah alat pengatur suhu, berfungsi memutuskan dan

menyambungkan rangkaian seterika listrik dengan sumber arusnya.

Bekerjanya otomatik sesuai dengan pengaturan kita. Salah satu jenis

thermostat seperti nampak dalam gambar di bawah.

a. Cara bekerjanya thermostat adalah sebagai berikut:

Mula-mula seterika kita hubungkan dengan sumber tegangan,

kemudian tombol pengatur panas ditempatkanpada suatu kedudukan tertentu.

Setelah seterika bekerja dan suhu telah melampaui batas suhu yang

ditetapkan, thermostat membuka kontak-kontaknya dan arus listrik tidak

mengalir lagi. Kemudian jika suhu telah turun di bawah batas penetapannya,

thermostat akan menutup kontak-kontaknya lagi.

Memutar tombol pengatur panas pada dasarnya mengatur tekanan

pegas. Hal ini akan menentukan jarak/jauhnya bilah thermostat membengkok

sebelum kontak-kontaknya membuka dan berarti pekerjaan ini menetapkan

suhu yang dikehendaki.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemakaian seterika dengan

penyemprot uap. Untuk menjaga agar seterika tidak lekas rusak, terutama

dengan adanya air yang digunakan sebagai bahan pembuat uap, perlu

ditetapkan syarat-syarat pemakaiannya, yaitu:

Paling baik digunakan air suling (air destilata).

Jika terpaksa menggunakan air yang mengandung mineral dan alkali,

air perlu didihkan terlebih dahulukemudian disaring dengan kain

bersih.

92

Selesai pemakaian air harus dituang sampai habis. Pasang seterika

untuk beberapa saat agar sisa-sisa airyang mungkin masih ada dapat

menjadi kering sama sekali.

Bacalah petunjuk-petujuk khusus dari setiap alat yang dikeluarkan oleh

pabrik pembuatnya.

b. Bagian-bagian Seterika Listrik yang Mudah Rusak

Untuk memudahkan atau mempercepat dalam mencari kesalahan atau

kerusakan, perlu mengetahui bagian-bagian yang mudah rusak dari suatu

peralatan. Dengan demikian upaya perbaikannya juga dapat lebih dipercepat.

Jika kita akan memperbaiki suatu peralatan, maka kita akan memeriksa

bagian-bagian yang mudah rusak terlebih dahulu, baru kemudian bagian yang

lain jika peralatan belum dapat bekerja dengan baik.

Bagian-bagian seterika listrik yang mudah rusak antara lain:

1) Elemen pemanas, hal ini dapat terjadi karena biasanya dipakai secara

berlebihan, misalnya pada seterika yang tidak memakai pengatur panas.

Atau terjadi kerusakan pada termostat sehingga tidak berfungsi dengan

baik. Ada kemungkinan juga salah pemakaian tegangan, terutama seterika

yang baru dibeli/dipakai. Kejadian-kejadian diatas dapat mengakibatkan

kawat elemen rusak/putus, isolasi mika rusak sehingga dapat

menyebabkan terjadinya hubung badan.

2) Kawat penghubung, kerusakan ini dapat terjadi misalnya, karena:

Salah satu atau kedua-dua kawat putus akibat sering terpuntir waktu

menggunakannya atau dilipat-lipat waktu menyimpannya. Lebih

mudah rusak yang berisolasi karet, sedang yang berisolasi plastik

lebih tahan.

Kabel terlalu kecil yang berakibat menjadi terlalu panas jika

digunakan. Isolasi menjadi rusak, dapat menyebabkan kabel hubung

pendek.

93

Letak sumber tegangan/stop kontak yang tidak sesuai dengan

pemakaian, berakibat kabel selalu terpuntir. Seharusnya bagi orang

yang biasa bekerja dengan tangan kanan, sumber tegangan dipasang di

sebelah kanan pemakai. Bagi orang kidal letak stop kontak di sebelah

kiri.

Kabel yang memang sudah terlalu tua.

3) Terminal, yang dimaksud dengan terminal adalah tempat

persambungan antara ujung kawat elemen pemanas dengan kabel

penghubung dari sumber arus. Terminal ini ada dua macam,

sambungan langsung dan yang melalui tusuk kontak. Kerusakan

terjadi karena

Panas yang berlebihan, terminal menjadi hangus.

Porselen tusuk kontaknya pecah atau pegas/penjepit hangus atau

meregang sehingga tidak akan terjadi kontak hubungan yang baik.

4) Tusuk kontak (pada kabel penghubung), porselinnya pecah sebab sering

jatuh. Sambungan kabelnya putus/terlepas karena sewaktu mencabut tusuk

kontak yang ditarik kabelnya, seharusnya tusuk kontaknya.

5) Termostat, ialah pengatur panas. Termostat ini dapat rusak, jika pemakai

kurang mentaati aturan pemakaiannya. Pemakai seharusnya bekerja untuk

bahan-bahan yang tipis dan lunak, kemudian meningkat ke bahan yang

lebih tebal dan keras. Dengan demikian pengaturan panasnya mula2 dari

tingkat yang rendah ke tingkat yang lebih tinggi.

c. Cara Mencari Kesalahan dan Perbaikannya

Untuk mencapai hasil yang sebaik-baiknya dalam memperbaiki

kesalahan suatu peralatan, memerlukan keterampilan khusus.

Keterampilan ini dapat ditunjang dengan menggunakan metode-metode

yang benar, terutama dalam mencari kesalahan. Tegasnya, perbaikan akan

94

dapat dilaksanakan secara efisien jika kesalahannya telah diketahui;

kesalahan akan dapat cepat diketahui jika digunakan cara2 yang benar.

Pemeriksaan hubungan terbuka, gunakan AVO, setlah pada skala

Rx1k. Cabutlan tusuk kontak peralatan dari sumbernya. Ukurlah pada

ujung2 dari tusuk kontak peralatan dengan AVO. Jika AVO

menunjukkan harga tak terhingga, berarti rangkaian terbuka, tetapi

jika AVO menunjukkan harga tertentu hingga beberapa kilo, berarti

ada lingkaran arus tertutup. Harus terjadi rangkaian tertutup jika

pengatur panas seterika diputarkan.

Pemeriksaan hubungan badan, gunakan AVO, setlah pada skala Rx1.

Cabut tusuk kontak peralatan dari sumbernya. Ukurlah antara salah

satu ujung2 kontak pada steker dengan bodi peralatan. Jika AVO

menunjukkan harga tak terhingga, berarti tidak terjadi hubung badan,

tetapi jika AVO menunjukkan harga tertentu, berarti terjadi kontak

dengan badan peralatan. Seterika harus dibongkar untuk meneliti

penyebab terjadinya hubung badan.

d. Perbaikan seterika listrik dengan penyemprot uap

Setiap kali selesai menggunakan seterika dengan penyemprot uap, sisa

air yang ada harus dibuang hingga tuntas. Kemudian memasukkan tusuk

kontaknya pada KK lagi selama beberapa saat, sehingga bagian dalam

seterika menjadi kering sama sekali. Kalau air yang digunakan sebagai

pengisi seterika air suling/air lunak (aquades) tidak perlu dikhawatirkan

tentang pengendapan mineral dalam seterika tersebut. Tetapi jika digunakan

air berat atau air leding yang belum dipanaskan, mineral akan mengendap

dalam seterika. Banyaknya endapan mineral yang terjadi tergantung dari

berat/air (bersih air). Dalam hal ini seterika memerlukan pemeliharaan

dengan membersihkan bagian dalam tangki air dan lubang-lubang jalan uap

secara teratur. Kalau tidak akan cepat terjadi penutupan lubang2 uap,

95

sehingga penyemprot uap tidak berfungsi lagi. Untuk menghindari

kemungkinan terjadinya pengendapan, dianjurkan untuk menggunakan air

suling atau setidak-tidaknya air leding yang sudah didihkan kemudian

didinginkan. Sebelum dimasukkan ke dalam seterika sebaiknya disaring

terlebih dahulu.

Cara pembersihannya dapat dilakukan sbb:

Buatlah campuran air dengan cuka dalam perbandingan 1:1.

Masukkan campuran tersebut ke dalam seterika. Panaskan seterika 150

selama 0,5 jam. Setelah seterika menjadi dingin kembali buanglah air

tersebut. Seterika perlu dibilas dengan air bersih beberapa kali. Terakhir,

panaskan seterika sehingga sisa air hilang sama sekali.

Cara membersihkan bagian yang lain dari sistim penyemprot uap:

e. Bongkar seterika, sesuai prosedur.

f. Lepaskan bagian-bagian yang perlu dan tabirnya (screen).

g. Keroklah hingga bersih endapan yang ada.

h. Bersihkan tabir dan alirkan air melalui pipa2 saluran sampai benar2 bersih,

tidak tersumbat.

i. Setelah selesai dan kering semuanya, pasang kembali sebaagi semula

(gantilah gasket bila perlu). Dalam memasang gasket ini harus tepat pada

tempatnya dan tabir dapat melekat padanya.

96

Tabel Pencarikesalahan Seterika Listrik

Permasalahan Kemungkinan

Penyebab

Pemecahan

Seterika tidak

bekerja

1. Tidak ada

tegangan

2. Kabel tusuk

kontak rusak

3. Elemen rusak

4. Termostat lepas

kontak

1. Periksa kabel power, tusuk

kontak, dan kotak-kontak

2. Periksa kabel; jika rusak,

gantilah

3. Periksa dengan ohm-meter;

jika rusak,

4. gantilah

5. Periksa termostat,

mekanisme kontaknya,

6. jika rusak, gantilah.

Badan bertegangan Kabel

penghubung

rusak

Isolasi elemen

pemanas rusak

Periksa kabel; jika rusak,

gantilah

Periksa elemen pemanasnya,

tambal kerusakan isolasinya

dengan gibs atau ganti dengan

yang baru

Pengatur panas

tidak berfungsi

1. Termostat rusak 1. Periksa termostat; jika rusak,

gantilah

LATIHAN

Jawablah beberapa pertanyaan berikut ini dengan jelas!

1. Besaran-besaran listrik apa sajakah yang dapat diketahui dengan

menggunakan AVO meter?

2. Sebuah kabel power disinyalir rusak, diduga kabel ataupun sambungan di

dalam steker putus. Untuk memperoleh kepastian putusnya dimana,

Saudara akan memilih alat ukur (tester) apa?

3. Diantara stop kontak yang ada di bengkel kita, ketika digunakan untuk

mencatu sebuah mixer (catatan: mixer kondisinya baik), namun mixer

tidak bekerja. Jika kita ingin mengecek ada tidaknya tegangan pada stop

97

kontak tanpa harus tahu besarnya nilai tegangan, Saudara akan memilih

alat tester apa?

4. Komponen dasar peralatan yang bekerja berdasarkan perubahan suhu,

berarti komponen tersebut memanfaatkan prinsip kerja apa? Apa nama

komponen tersebut?

5. Komponen dasar yang terbuat dari kawat tahanan, mis. nichrom, disebut

apa? Energi apa yang dihasilkan?

6. Motor-motor jenis apa sajakah.yang lazim dipakai sebagai penggerak

peralatan kecil listrik rumah tangga ? Sebutkan.

7. Motor-motor jenis apa sajakah.yang lazim dipakai sebagai penggerak

peralatan besar listrik rumah tangga ? Sebutkan.

8. Sebutkan sifat-sifat menonjol dari motor universal !

9. Sebutkan pula sifat-sifat menonjol dari motor shaded-pole !

10. Pada motor-motor universal, kerusakan yang sering terjadi pada

komponen sikat arang. Apa sebenarnya fungsi sikat arang pada motor

tersebut ?

11. Motor shaded-pole dikategorikan sebagai motor sinkron. Mengapa ?

12. Terangkan prinsip kerja seterika listrik secara umum.

13. Sebutkan bagian-bagian utama sebuah seterika listrik biasa maupun

dengan penyemprot uap.

14. Untuk mendapatkan uap pada seterika listrik dengan penyemprot uap,

dilakukandengan cara mendidihkan air. Komponen apa yang melakukan

tugas ini?

15. Ada berapa macam elemen pemanas seterika yang Saudara ketahui?

Jelaskan.

16. Terangkan apa fungsi thermostat di dalam seterika otomatis?

17. Apa sajakah yang perlu diperhatikan di dalam menggunakan seterika

dengan penyemprot uap? Jelaskan.

98

18. Sebutkan bagian-bagian seterika listrik yang mudah rusak !

19. Sebutkan kemungkinan penyebab dan bagaimana pemecahannya jika bodi

seterika listrik menjadi bertegangan.

20. Lengkapilah gambar berikut dengan membubuhkan nama-nama komponen

pada kotak yang masih kosong.

DAFTAR PUSTAKA

Billy and James price, 1983, Centrall Heating and Air Conditioning Repair

Guiede, tab Books Inc.

BSN, 2000, Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000, Yayasan PUIL, Indonesia.

H.R.Ris, 1990, Elektrische Installationen Und Apparate, Aarau, Schweiz.

Rubini, Hadi Siswanto, 1982, Alat Rumah Tangga Listrik, Depdikbud.

Weber Louis, 1981, Apliance Repairs made Easy, Beckman House, New York

Yosep Eiselt, 1984, Fehler Suche in Electrichen Anlage Und Geraten, Plaum

Verlag, Munchen

99

A. Objektif

1. Menjelaskan prinsip kerja sistem kendali elektromagnetik

2. Mengoperasikan sistem pengendali elektromagnetik

3. Menjelaskan data operasi sistem kendali elektromagnetik

4. Mengoperasikan mesin produksi dengan sistem pengendali

elektromagnetik

5. Melakukan tindakan pengamanan pada operasi sistem kendali

elektromagnetik yang mengalami gangguan

B. Uraian Materi

1. Diagram Dasar Rangkaian Pengendali

Menurut peraturan umum sistem ketenagalistrikan semua elemen

penghubung digambarkan dalam kedudukan tidak bekerja (normal),

kecuali rangkaian yang menggunakan sensor elevasi air atau kontak

pelampung digambarkan sesuai kedudukan yang diinginkan.

Gambar 62. Kotak Kotak

Kode huruf pengenal ditempatkan disamping kiri atau disebelah

atas simbol komponen dan untuk penomorannya dituliskan disamping

kanannya.

4 Sistem Pengendali Elektro Magnetik

100

TABEL 1. Kode huruf pengenal dan fungsinya

Kode Fungsi Penggunaan Contoh

L Line penghantar fase Jaringan L1, L2, L3

N Line penghantar nol Jaringan N

F Alat pengaman MCB, Termorelai, Sekring F1, F2, F3

FI Pengaman arus bocor ELCB FI

S Pemutus, penghubung Sakelar, tombol tekan atau

bentuk sakelar lainnya.

S1, S2, S3

H Sinyal, indikator atau

alarm

Lampu pilot, sirine H1, H2, H3

K Kontaktor, relai Kontak utama, kontak

bantu

K1, K2, K3

A Fungsi bantu Kontaktor bantu, relai

bantu

KA, K1A,

K3A

M Fungsi utama Kontaktor utama, relai

utama

KM, K2M,

K3M

T Dengan tunda waktu Relai waktu KT, K2T,

K3T

Susunan diagram rangkaian dan komponen pengendali.

Diagram rangkaian sedapat mungkin digambarkan dengan satu

garis yang tegak lurus antara penghantar fase di atas dan penghantar nol di

bawah, sedangkan sumber tegangan selalu digambarkan disebelah kiri.

101

Diagram rangkaian:

S

H

(+) Penghantar fase

(S) Kontak atau tombol

(H) Beban lampu

(-) Penghantar nol.

(=) Sumber listrik dari baterai (accu).

Untuk menggambarkan sakelar, tombol dan kontak-kontak agar

selalu dibuat dalam satu garis lurus (perhatikan dan bandingkan contoh

penggambaran rangkaian pengendali yang salah dan gambar yang benar

berikut di bawah ini).

a) Gambar yang salah.

S1

S2

L

K

H

K1

K2

K3

N

Kesalahan dalam penggambaran :

Kontaktor K mesti terletak di

bawah kontak K1.

Kontak K2 mesti digambar

membuka dari kiri ke kanan

(seperti kontak tombol S2) dan

segaris dengan kontak-kontak

lainnya.

Kontak K3 mesti digambar

tegak lurus dan segaris dengan

kontak-kontak lainnya.

Lampu H mesti digambar

diantara baris kontak K1

dengan line penghantar nol

(N).

102

b) Gambar yang benar.

S1

L

K H

K3

N

S2

K1

K2

Keterangan :

(L) Penghantar fase dibaris

atas.

(S1, S2) Tombol tekan OFF,

ON.

(K2, K3) Kontak-kontak yang

digambarkan sebaris dengan

tombol S2 atau lainnya dan K1

digambarkan dalam baris yang

lain sebelum beban (K, H).

(K, H) Sebagai beban

digambarkan diantara baris

kontak-kontak dan penghantar

nol (N).

(N) Penghantar nol dibaris

ditempatkan paling bawah.

Gambar 63. Skema Rangkaian Pengendali yang salah dan yang benar

Disamping susunan diagram rangkaian dan komponen rangkaian

pengendali yang benar, untuk memudahkan dan mengetahui “ jumlah kontak

bantu NO dan NC dari kontaktor atau relai yang digunakan pada rangkaian

pengendali ” perlu dituliskan kembali dalam kolom bawah masing-masing

kontaktornya (lihat contoh gambar berikut).

103

K1

N

S2

K2

K1 K1

K2 H

K2

NO NC

1 1

NO NC

2 -

Keterangan :

Gambar rangkaian

sistem pengendali

digambarkan disebelah

atas pengantar nol.

Kontak NO dan NC

yang digunakan masing-

masing kontaktor K1

dan K2 dicantumkan di

bawah pengantar nol.

Gambar 64. Cara Penulisan Jumlah Kontak Bantu NO dan NC

Macam-macam Diagram

Macam-macam diagram pada dasarnya dapat dibedakan :

a) Diagram satu garis.

Diagram satu garis penggambarannya relatif sederhana karena pada

dasarnya merupakan rangkaian gambar simbol, tidak terlalu detail dan banyak

digunakan untuk gambar pedoman pelaksanaan di lapangan sehingga hanya

terdiri dari garis-garis besar dari instalasi yang dipasang.

104

3x380/220 V~

F1

M

3~

F2

K1

Gambar 65. Cara Penulisan diagram satu garis

Gambar diagram kerja / pengawatan sangat jarang digunakan dalam

aplikasi dilapangan karena dalam penggambarannya dibuat secara lengkap.

Gambar ini merupakan gabungan antara rangkaian utama dan pengendali.

Satu hal yang merupakan elemahan dari penggambaran ini adalah jika

kemungkinan terdapat kesalahan akan menyulitkan orang yang melakukan

koreksi, sebab tidak ada yang baku dan bersifat lebih bebas. Perlu diketahui

bahwa untuk keperluan yang mendesak memahami diagram kerja ini akan

membutuhkan waktu relatif lama.

105

Gambar 66. Diagram Pengawatan Rangkaian Kontrol Motor

b) Diagram lintasan / aliran

Diagram lintasan / aliran ini paling banyak digunakan untuk

menggambar rangkaian instalasi yang didalamnya merupakan gambar detail

dari diagram satu garis karena didalam diagram lintasan / aliran dapat dibuat

rangkaian utama dan rangkaian pengendali secara terpisah. Masing-masing

rangkaian yang berbeda digambarkan dari kiri rangkaian utama dan disebelah

kanannya rangkaian pengendali serta semua elemennya diberi kode huruf

pengenal atau penomoran yang sudah dibakukan.

106

F1

M

3~

F2

K1

L1

L2

L3

N

PE

Rangkaian Utama Rangkaian Pengendali

S0

L

K1

N

S1

F3

F2

K1

Gambar 67. Diagram Utama dan Rangkaian Pengendali Kontrol Motor

2. Skema Simbol Rangkaian Pengendali

Untuk memahami skema simbol rangkaian pengendali dengan

baik, dapat menggunakan beberapa cara sebagai berikut :

1. Menyebutkan skema simbol rangkaian pengendali seperti yang

tersebut dalam kolom keterangan tabel dari nomor 1 s/d 72.

2. Menggunakan skema simbol rangkaian pengendali untuk

perencanaan instalasi listrik.

3. Menggambarkan skema simbol rangkaian pengendali dalam

bentuk rangkaian utama atau rangkaian pengendali.

4. Membaca simbol, gambar rangkaian pengendali.

107

Sekema Simbol

Didalam perencanaan suatu sistem nstalasi listrik digunakan beberapa simbol

seperti ditunjukkan dalam tabel berikut :

No. Simbol IEC Simbol Lain Keterangan

1. atau

atau

Kontak Normal

Terbuka (NO) Normaly

Open.

2.

atau

Kontak Normal

Tertutup NC (Normaly

Close)

3.

atau

Kontak Pengubah

dengan pemutusan

4.

a) b)

a) Kontak dengan

penutupan awal

b) Kontak dengan

pembukaan awal

5.

Kontak pengubah dua

jalan dengan pembuka

ditengah

6.

Operasi manual

(simbol umum)

7.

Operasi manual dengan

memutar

8.

Operasi manual dengan

menekan

9.

Operasi manual dengan

pukulan

misal . Emergency

10.

Operasi manual dengan

kunci

108

11.

Operasi manual dengan

disentuh, misal. rol

12.

Kunci Mekanik

13.

Keling Mekanik

14.

Roda tangan yang dapat

ditutup

15.

Tombol (simbol

umum).

16.

a) b)

a

a) Tombol tekan NO

b) Tombol tekan NC

17.

Saklar putar NO/NC

seporos

18.

Sakelar tekan NO/NC

seporos

19.

Saklar satu kutub

dengan empat posisi.

20.

atau

atau TDC

Penutup dengan

gerakan kontak tertunda

tunda hubung.

21.

atau TDO

Pembuka dengan

gerakan kontak

tertunda, tunda buka/

lepas.

109

110

22.

atautdo

Penutup dengan

gerakan kontak

tertunda , tunda buka /

lepas

23. atau

atau atauTDC

Pembuka dengan

gerakan kontak tertunda

, tunda hubung.

24.

Saklar pengapung NO.

Sakelar pengapung NC.

25.

a) b)

a) b)

a) Kontak penutup

saklar limit.

b) Kontak pembuka

saklar limit.

26.

Saklar limit dengan

kontrol mekanik pada

kedua arah dan dua

rangkaian terpisah.

27.

P >P >

Saklar limit dengan

kontrol tekanan

mekanik NO dan NC.

28.

a) b)

Pemutus termis suatu

termorelay.

a) Kontak penutup

b) Kontak pembuka

111

29.

Pemutus

elektromagnetis.

Contoh : MCB.

30.

Pengaman arus bocor

tanah (ELCB).

31.

Miniatur Circuits

Breaker (MCB).

32.

atau

Fuse

Zekering.

33.

Pemisah dengan

zekering.

34.

Pemisah tiga kutub.

35.

Pengaman zikering.

36.

Saklar beban tiga kutub.

37.

a) Bagian kontrol

termis pemutus arus

lebih satu kutub.

112

b) Bagian kontrol

termis pemutus arus

lebih tiga kutub.

38.

1 3 5

2 4 6

Pemutus dengan termal

– relai.

39.

Saklar tiga kutub

dengan pelayanan

elektromagnetik dan

pengaman termis fasa

tiga .

40.

I> I> I>

Saklar tiga kutup

dengan pengaman

termis pemutus arus

lebih dan pengaman

maxsimun termis fasa

tiga.

41.

Simbol umum

kumparan kontaktor /

relai

42.

Kumparan suatu

kontaktor / relai.

43.

Kumparan relai dengan

kerja tunda (timer).

44.

Kumparan dengan dua

lilitan paralel

113

45.

AND Gate

46.

OR Gate

47.

NAND Gate

48.

NOR Gate

49.

Set / Reset Flip flop

50.

Dioda Led

51.

Dioda Zenner

52.

Transistor NPN

53.

Transistor PNP

54.

(A) (K)

Dioda

55.

Penyearah sistem

jembatan (bridge)

56.

Weker

57.

Sirine

114

58.

Horn

59.

Bel

60.

Lampu, simbol umum

61.

Lampu indikator

62.

Lampu tabung (TL)

63.

Potensiometer

64.

Tahanan dengan kontak

- kontak cabang tetap

65. atau

Transformator dengan

kumparan terpisah

66. atau

Auto transformator

67. atau

Transformator arus

(current transfomer)

68. G

Simbol Generator,

simbol umum.

69.

a) Motor arus bolak

balik (MABB).

115

M

~

M

=

a) b)

b) Motor arus searah

(MAS).

70.

M

3 ~

Motor arus bolak balik

dengan rotor sangkar , 3

ujung kumparan pada

stator hubung bintang

atau segitiga

71.

M

3~

Motor arus bolak balik

dengan kumparan rotor,

3 ujung kumparan pada

stator dan 3 ujung

kumparan rotor yang

dapat diasut

72.

M

3 ~

Motor arus bolak balik

dengan rotor sangkar,

ujung kumparan pada

stator untuk tipe motor

kumparan terpisah.

Catatan: Dikutip dari buku Instalasi Listrik Industri

116

3. Pengaman Arus Lebih.

Kontaktor dibedakan menjadi 2 (dua) bagian :

a. Kontaktor utama

b. Kontaktor bantu

Kode angka yang terdapat pada kontaktor:

Masukan kontaktor utama biasanya dihubungkan dengan nomor

kode terminal 1, 3, 5 atau L1, L2, L3 dan untuk keluarannya melalui

nomor kode terminal tersendiri yaitu 2, 4, 6 atau T1, T2, T3.

Nomor kode terminal berikut ini untuk menunjukkan jenis normal

kontaknya, yaitu untuk kontak NC atau NO pada kontaktor utama maupun

kontaktor bantu

Misalnya dengan angka satuan 1, 2, 3, 4 (lihat contoh berikut) :

21 Angka satuan satu dan dua menunjukkan jenis kontak

yang tertutup dalam keadaan normal (NC)

22 line

13

14

Angka satuan tiga dan empat menunjukkan jenis

kontak yang normalnya membuka (NO).

Kontak bantu yang dimiliki kontaktor utama biasanya tertera pada

tabel data kontaktor tersebut, yaitu ditulis dengan angka 01 artinya

terdapat satu kontak bantu NC dan atau dengan angka 10 yaitu terdapat

satu kontak bantu NO. Untuk lebih jelasnya kontak NO ditunjukkan pada

angka puluhannya sedangkan kontak NC dilihat pada angka satuannya.

117

a. Pemilihan kontaktor

Pemilihan kontaktor harus memperhatikan beberapa hal berikut ini :

a) Tegangan kerja.

b) Besarnya daya.

c) Kemampuan hantar arus (kontaknya).

d) Jumlah kontak bantu yang dimiliki.

b. Pemilihan relai termal yang harus memperhatikan :

a) Kemampuan hantar arus (KHA).

b) Tegangan kerja nominal.

c) Nilai nominal arus beban lebih (seting arus beban lebih).

Termorelai hanya mempunyai kontak bantu saja dan diagram kontak-kontak

termorelai digambarkan seperti berikut :

Kontak nomor 95 96 disebut kontak pembuka (NC)

Kontak nomor 97 98 disebut kontak penutup (NO)

Kontak nomor 95 – 96 – 98 disebut kontak tukar (NO/NC)

Gambar 68. Konstruksi KontaktorMagnit dan SistemPenomoranTerminal

a. Konstruksi TOR

9896

9597

98

95

96

b. Diagram kontak-kontak

118

Berikut rangkaian kontaktor dengan thermal relay

Konstruksi Kontaktor dan TOR

1 3 5

2 4 6

95

96

97

98

A1

A2

Diagram kotak kontak pada Kontaktor

Magnit

Gambar 69. Konstruksi Relai Termal dan SistemPenomoranTerminal

c. Penulisan kode

Penulisan kode pada kontaktor utama dan termo relai dapat diartikan

sebagai berikut :

CA 3 - 12 - .. V .. - 10 + CT 3 / 0,16 A

Kontaktor

Fungsiutama

Konstruksi 3

Kemampuan

hantar arus (A)

Tegangan

kerja kontak (V)

NO

Kontak bantu : NC

Termorelai

konstruksi 3

Seting

arus maksimum

119

d. Gambar rangkaian kontaktor dengan termal relai.

L

Rangkaian Utama Rangkaian Pengendali

S0

S1

F2

F2

K1

F1

L1

L2

L3

N

K1

N

K1

F3

M

3~PE

Gambar 70. Diagram fungsi kerja kontaktor K1 terhadap S0 dan S1

Komponen Posisi Fungsi Kerja Komponen

S0 : Tombol

Stop

S1 : Tombol

On

K1 : Kontaktor

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3

1

0

1

0

1

0

120

e. Pengendalian Kontak Permanen dan Tombol Tekan

1) Rangkaian pengendali kontak permanen.

S1 K1

H1K1

S2 K1

H2

P

N

2) Rangkaian pengendali tombol tekan.

F0

F1

L

N

Gambar 71. Pengendalian Kontak Permanen dan Tombol Tekan

121

LATIHAN

1. Jelaskan empat hal penting untuk memilih kontaktor magnetik ?

2. Jelaskan tiga hal penting yang anda ketahui untuk memilih Termal relai.?

3. Jelaskan jenis kontak bantu pada diagram kontak termorelai di bawah ini !

9896

9597

98

95

96

4. Gambarkan diagram rangkaian kontaktor dengan relai termal dan lengkapilah

sistem penomoran terminalnya !.

5. Jelaskan arti penulisan kode pada kontaktor utama dan relai termal berikut ini

!

CA 3 - 12 - .. V .. - 10 + CT 3 / 0,16 A

Termorelai

konstruksi 3

a) .....

b) .....

c) .....

d) .....

e) .....

122

6. Buat Rangkaian modul yang tersedia sesuai gambar rangkaian.

7. Aktifkan rangkaian dan isilah tabel kebenaran di bawah ini sesuai hasil

percobaan.

TABEL 1 : Kebenaran rangkaian pengendali kontak permanen.

NO Posisi Saklar Kondisi Lampu Keterangan

S1 S2 Lp 1 Lp 2

1

2

3

4

ON

ON

OFF

OFF

ON

OFF

ON

OFF

………..

………..

………..

………..

…………

…………

…………

…………

………………………

……………………….

TABEL 2 : Kebenaran rangkaian pengendali tombol tekan.

NO Tombol start Tombol stop Kondisi Kondisi Lampu

S2 S3 S0 S1 Kontaktor H1 H2 H3

1

2

3

4

5

OFF

OFF

ON

ON

Beban

OFF

ON

OFF

ON

Lebih

menutup

menutup

menutup

menutup

menutup

menutup

menutup

menutup

menutup

menutup

……………………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………..

………………………………………………..

………………………………………………..

123

8. Rangkaian Pengunci

a. Gambar Rangkaian Pengendali

S0

S1

S2

L

N

H2H1K1 K2

K1K2

K2K1

b. Buatlah rangkaian sesuai dengan gambar kerja di atas !

c. Aktifkan rangkaian dan isilah tabel kebenaran sesuai hasil percobaan.!

TABEL. Kebenaran rangkaian pengunci

NO Tombol Tekan Kontaktor Magnet /

Lampu

Keterangan

So S1 S2 K1 / L1 K2 / L2

1

2

_

_

x

_

_

x

……………

……………

……………

……………

x = tekan

sesaat

ON = kerja /

menyala

3

4

x

_

_

_

_

x

……………

……………

……………

……………

OFF = tidak

menyala

5

6

_

x

x

_

_

_

……………

……………

……………

……………

7 _ x x …………… …………… Tekan

bersamaan

123

A. Objektif

1. Menjelaskan prinsip pengoperasian sistem pengendali elektronik.

2. Merencanakan rangkaian kendali elektronik sederhana.

3. Membuat rangkaian kendali elektronik sederhana.

4. Mengoperasikan sistem kendali elektronik.

5. Menjelaskan data operasi sistem kendali elektronik.

6. Melakukan tindakan pengamanan pada sistem kendali elektronik yang

mengalami gangguan.

B. Uraian Materi

1. Pengenalan PLC

Di dalam teknik pengendali dibedakan menjadi dua jenis pengendali :

1. Pengendali terprogram dengan pengawatan:

a. program tetap melalui pengawatan

b. program tidak tetap melalui sakelar pilih

2. Pengendali terprogram yang tersimpan dengan PLC :

a. Program tersimpan yang dapat diprogram bebas melalui RAM

(Random Access Memory).

b. Program tersimpan yang programnya tidak dapat diubah-ubah melalui

ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable Read Only

Memory), EPROM (Eraseable Programmable Read Only Memory).

Pengendali terprogram tetap dengan pengawatan dapat dioperasikan

melalui komponen-komponen relai, magnetik kontaktor dan rangkaian

elektronik. Kontak hubung-tutup dari komponen-komponen tersebut yang

melakukan kerja rangkaian pengendali. Melalui kontak-kontak relai

5 Mengoperasikan Sistem Pengendali Elektronik

124

hubungan seri - paralel rangkaian pengendali dibuat. Fungsi pengendali dapat

dihasilkan melalui pengawatan dari komponen-komponen tersebut.

S1 S2

S3

S4

K1

K1 K1

H1

ElemenInput

ElemenProses

ElemenOutput

Elemen Input : Tombol tekan S1, S2, S3, S4 Elemen Proses : Relay K1 Elemen Output : Lampu H1

Sambungan antara elemen-elemen tersebut melalui pengawatan.

Gambar 72. Rangkaian Sistem Pengendali Dengan Pengawatan

Pada pengendali terprogram dengan PLC, fungsi pengendali tidak

tergantung dari pengawatannya. Elemen input ( tombol tekan, sensor ) dan

elemen output dihubungkan ke peralatan PLC. Hubungan elemen input dan

output tidak dilakukan dengan pengawatan tetapi melalui pemrograman

dengan peralatan pemrogram komputer atau peralatan khusus.

S1 S2

H1

ElemenInput

ElemenProses

ElemenOutput

S3 S4

Elemen Input : Tombol tekan S1, S2, S3, S4 Elemen Proses : PLC Elemen Output : Lampu H1

Sambungan antara elemen-elemen input dan output tidak melalui pengawatan, tetapi melalui program.

Gambar 73. Pengendali Dengan PLC

125

Programmable logic controller (PLC) yang pertama telah

dikembangkan oleh para insinyur General Motor pada tahun 1968, saat mana

perusahaan menemukan jalan buntu untuk mencari pengganti sistem kontrol

relai yang sangat komplek. Sehingga ditetapkan bahwa sistem kontrol baru ini

(PLC) harus memenuhi beberapa persyaratan yang sekaligus merupakan

keuntungannya, yaitu sebagai berikut:

1. Pemrograman sederhana

2. Perubahan program tanpa harus merubah sistem (tidak ada perubahan

instalasi di dalamnya)

3. Lebih kecil, lebih murah dan lebih stabil dari pada hubungan sistem

kontrol relai

4. Sederhana, biaya perawatan murah

Perkembangan berikutnya difokuskan di dalam sistem yang

memungkinkan sambungan dilakukan secara sederhana untuk sinyal-sinyal

biner. Ketentuan-ketentuan seperti bagaimana sinyal-sinyal dihubungkan

adalah menjadi bagian tugas di dalam program kontrol. Dengan sistem

kontrol baru ini menjadi mungkin untuk pertama kali merencanakan sinyal-

sinyal pada layar dan menyimpan di dalam penyimpan elektronik.

Sejak itu, tiga dekade telah dilewati, hingga kemajuan yang sangat

pesat telah dilakukan di dalam pengembangan elektronik mikro, seperti

halnya pada PLC. Misalnya, bagaimana mengoptimalkan program tanpa

harus kuawatir dengan kapasitas memori yang terbatas. Sekarang hal ini

menjadi sesuatu yang sangat mudah untuk diatasi.

Selain itu jangkauan fungsinya telah berkembang sangat pesat.

Limabelas tahun yang lalu, visualisasi proses, dan proses analog dengan

menggunakan PLC sebagai kontrol dianggap sebagai suatu impian. Sekarang,

pendukung dari fungsi-fungsi ini telah menyatu dengan banyak PLC.

126

2. Area Penggunaan PLC

Setiap sistem atau mesin mempunyai sebuah pengontrol. Tergantung

pada jenis teknologi yang digunakan, media kontrol dapat dibagi dalam

pengontrol pneumatik, hidrolik, listrik, dan elektronik. Seringkali, gabungan

dari teknologi yang berbeda juga digunakan. Selanjutnya, perbedaan dipilah

antara pemrograman dengan pengawatan (hard-wired programmable),

sebagai contoh: pengawatan pada mesin listrik atau komponen-komponen

elektronik) dan PLC (pemrograman kontrol logika).

Pemrograman dengan pengawatan digunakan terutama dalam hal, jika

beberapa pemrograman ulang oleh pemilik alat selalu dilakukan berulangkali

dan jenis-jenis pekerjaan tertentu dikembangkan dengan pengontrol khusus.

Jenis penggunaan pengontrol seperti ini ditemukan di dalam mesin cuci

otomatis, video kamera, mobil-mobil.

Bagaiymanapun, jika ukuran pekerjaan tidak memerlukan

pengembangan pengontrolan secara khusus atau jika pemakai memiliki

kecakapan untuk membuat atau merubah program secara bebas, atau men-set

timer (pewaktu) dan counter (penghitung), maka menggunakan pengontrol

umum, dimana program ditulis ke dalam sebuah memori elektronik, adalah

pilihan yang lebih disukai. PLC menampilkan seperti halnya pengontrol

umum. Dia dapat digunakan untuk aplikasi yang berbeda-beda dan melalui

program disambung di dalam memori penyimpannya.

127

Gambar 74. Contoh penerapan PLC

Tugas pokok PLC meliputi membuat sambungan sinyal-sinyal input

melalui program tertentu dan jika ‘benar’, akan disambungkyan ke saluran

output. Bentuk-bentuk aljabar Boolean adalah dasar matematis untuk operasi

ini, dimana diterima secara tepat dua keadaan yang ditetapkan pada salah satu

variabel: “0” atau “1”. Jadi sebuah output hanya dapat memberikan dua

keadaan ini. Misalnya, sambungan motor bagaimanapun harus dapat di-on-

kan (“1”) atau di-off-kan (“0”), yaitu melalui kontrol.

Fungsi ini telah menciptakan yang disebut PLC: Programmable

Logic Controller, yakni sifat-sifat input/output adalah sejenis dengan kontrol

elektromagnit atau kontrol katup pneumatik; hanya saja program disimpan di

dalam memori elektronik.

Bagaimanapun, tugas-tugas pada PLC mampu melipatgandakan

dengan cepat: fungsi timer dan counter, setting dan resetting memori maupun

fungsi-fungsi matematika. Keperluan-keperluan yang harus dipenuhi oleh

PLC terus melaju sejalan dengan berkembangnya penggunaan PLC dan

pengembangannya di dalam teknologi otomasi. Sebagai contoh, yakni

visualisasi keadaan mesin sebagaimana halnya program kontrol yang sedang

dijalankan, melalui layar atau monitor. Demikian halnya pengontrolan, yaitu

fasilitas untuk mengunci proses kontrol atau, untuk mencegah orang lain yang

128

tidak berkepentingan. Pada saat yang sama, hal tersebut menjadi sesuatu yang

sangat diperlukan untuk menyambungkan dan mengharmoniskan sistem-

sistem terpisah yang dikontrol dengan PLC melalui teknologi otomasi.

Dengan demikian sebuah komputer dapat melayani beberapa sistem PLC.

Jaringan beberapa PLC dengan komputer master dilakukan melalui

interfase untuk komunikasi khusus. Untuk itu beberapa PLC yang baru dibuat

kompatibel secara terbuka dengan sistem rel (bus) standar, seperti Profibus

untuk DIN 19 425. Sehingga memungkinkan penambahan kapasitas kerja

yang sangat besar pada pengembangan PLC.

Pada akhir tahun tujuhpuluhan, input dan output berbentuk biner, saat

ini diperluas dengan penambahan input dan output analog (pengukuran gaya,

setting kecepatan, sistem posisioning servo-teknik). Pada saat yang sama,

perolehan atau perbandingan nilai penentu/aktual memungkinkan sinyal

analog sebagai output dan sebagai hasilnya terwujudlah fungsi teknik kontrol

otomatis, daerah yang sangat luas inilah cakupan PLC (Programmable Logic

Controller).

PLC saat ini dipasarkan dengan fasilitas untuk diadaptasi sesuai

permintaan pasar seperti halnya keluesan untuk dimungkinkan cocok dengan

berbagai jenis aplikasi. Misalnya, PLC mini sekarang tersedia dengan

beberapa I/O, juga tersedia PLC yang lebih besar dengan 28 atau 256 I/O.

Gambar 75. Contoh PLC CPU S5-95U Dengan internal & external I/O

129

Beberapa PLC dapat diperluas dalam arti menambahkan modul/unit

I/O, analog, posisioning dan komunikasi. PLC khusus untuk keperluan teknik

penyelamatan, untuk tugas pelayaran atau pertambangan. PLC sekarang juga

dapat memproses beberapa program secara simultan (multitasking).

Akhirnya, PLC yang ada di Industri dipadukan dengan komponen-komponen

otomasi yang lain. Dengan demikian di desain agar dapat digunakan pada

daerah aplikasi yang lebih luas.

3. Bentuk Dasar PLC Istilah ‘programmable logic controller’ oleh IEC 1131, Bag. 1

didefinisikan sebagai berikut:

“Sebuah sistem elektronik yang dioperasikan secara digital, dirancang

untuk digunakan di lingkungan industri, menggunakan memori yang dapat

diprogram untuk menyimpan instruksi-instuksi pemakainya secara internal

seperti halnya logika, urutan (sequencing), pewaktu (timing), dan aritmatika,

guna mengontrol mesin melalui input dan output digital atau analog dari

berbagai jenis mesin atau proses. PC dan sambungan peripheral keduanya

dirancang sedemikian rupa sehingga dapat dengan mudah diintegrasikan ke

dalam sistem kontrol industri dan digunakan secara mudah di dalam semua

fungsi-fungsi yang diinginkannya”.

Saat ini, PLC merupakan bagian tak terpisahkan dari proses otomasi.

Gambar 3.1 berikut mengilustrasikan susunan rangkaian otomasi dengan

PLC. Sistem kontrol diperlihatkan secara sederhana, merupakan penerapan

PLC tanpa jaringan.

130

Gambar 76. Otomasi melalui PLC

Komponen-komponen dasar pada sistem kontrol meliputi:

1. Programmable logic controller (PLC)

Dengan ini, kita mengetahui modul-modul elektronik melalui semua

sistem atau fungsi-fungsi mesin yang dikontrol, dialamati dan diaktifkan

di dalam urutan logika.

2. Sensor-sensor

Komponen-komponen ini ditempatkan secara langsung pada sistem

mesin yang dikontrol, dan kondisi aktual dari sensor-sensor ini

dikomunikasikan melalui PLC.

3. Aktuator

Komponen-komponen ini ditempatkan secara langsung pada sistem atau

mesin yang dikontrol dan selanjutnya PLC akan merubah atau

mempengaruhi status maupun juga proses teknis.

4. PC atau Piranti Pemrograman

Ini digunakan untuk membuat program logika pada sistem atau mesin

yang dikontrol dan untuk mentransfer ke memori PLC. Pada saat yang

sama, alat-alat pemrograman ini juga digunakan sebagai pendukung

untuk pengetesan program PLC dan perintah pada pengontrol.

5. Unit Display dan Kontrol

131

Dengan ini, Saudara dapat memonitor atau mempengaruhi operasi pada

sistem atau mesin.

Komponen-komponen sistem Programmable Logic Controller

Sebuah PLC tidak lebih dari sebuah komputer yang didesain secara

khusus untuk tugas-tugas pengontrolan tertentu. Komponen terpenting pada

sistem kontrol adalah PLC dan programnya. Gambar 3.2 berikut

mengilustrasikan komponen-komponen sistem sebuah PLC.

Gambar 77. Komponen-komponen sistem PLC

PLC disambungkan ke sistem yang dikontrol melalui modul-modul

input dan output. Sistem yang dikontrol memberikan sinyal-sinyal input

(kebanyakan biner) melalui sensor-sensor ke modul-modul input. Sinyal ini

diproses di dalam sebuah unit pemrosesan utama, yaitu komponen utama dari

PLC. Untuk formulasi standar IEC, dikenal sebagai “central control unit”

(CCU). ‘Spesifikasi’ untuk pemrosesan sinyal-sinyal didefinisikan di dalam

program PLC. Hasil pemrosesan dikeluarkan pada aktuator sistem melalui

modul output.

Jadi fungsi sebuah modul input adalah untuk mengkonversikan sinyal-

sinyal masukan ke dalam sinyal-sinyal yang dapat diproses oleh PLC dan

membawanya ke unit pusat kontrol. Tugas sebaliknya dilakukan oleh modul

output. Sinyal PLC ini dikonversi ke dalam sinyal-sinyal yang cocok untuk

aktuator.

132

Pemrosesan sinyal-sinyal aktual dilakukan di dalam CPU sesuai

dengan program yang tersimpan di dalam memori.

4. Program PLC Program PLC terdiri dari instruksi-instruksi urutan logika. Program

kontrol disimpan di dalam penyimpan khusus, penyimpan elektronik yang

dapat dibaca, disebut penyimpan program PLC. RAM khusus

yang disuply sebuah battery digunakan selama pengembangan program,

dengan demikian isi rogram dapat diubah secara cepat.

Program PLC dapat dibuat dalam beberapa cara: melalui jenis

perintah assembler dalam “statement list”, dalam tingkatan yang lebih tinggi,

orientasi masalah bahasa seperti halnya kalimat terstruktur atau dalam bentuk

flow chart sebagaimana digambarkan oleh chart fungsi. Di Eropa,

penggunaan blok diagram fungsi yang didasarkan pada chart fungsi dengan

simbol-simbol grafik untuk gerbang logika inilah yang banyak digunakan. Di

Amerika, ‘ladder diagram’ adalah bahasa yang lebih disukai oleh para

penggunanya.

Setelah penugasan dan pengontrol bebas dari error-fungsi, maka

sebaiknya dilakukan pengiriman program PLC pada memori yang hanya

dapat dibaca, tanpa dapat dihapus, sebagai contoh EPROM. Jika program

dijalankan, ini akan diproses di dalam siklus secara kontinu.

5. Sinyal-sinyal input Sinyal-sinyal input muncul pada PLC melalui sensor-sensor. Sinyal-

sinyal ini berisi informasi tentang status sistem yang dikontrol. Hal ini

dimungkinkan untuk sinyal-sinyal input biner, digital, dan analog.

Sebuah PLC hanya dapat menyimpan dan mengeluarkan sinyal-sinyal

listrik. Dengan alasan ini, sinyal-sinyal bukan listrik harus dikonversikan ke

dalam sinyal listrik dengan sensor-sensor. Contoh sensor: tombol tekan,

sakelar, limit switch, sensor proximity.

Sinyal-sinyal output mempengaruhi sistem yang dikontrol. Sinyal-

sinyal dapat dikeluarkan dalam bentuk sinyal biner, digital, atau analog.

133

Sinyal output diperkuat ke dalam sinyal-sinyal kontak melalui aktuator atau

dikonversikan ke dalam sinyal-sinyal dalam bentuk energi yang lain. Contoh

aktuator adalah: lampu, buzzer, bel, kontaktor, silinder dengan katup

solenoid, motor-motor stepper.

6. Hubungan Antar Modul Tergantung pada bagaimana unit pusat kontrol dihubungkan ke

modul-modul input dan output, pemisahan dapat dibuat antara PLC-PLC

compact (modul input, unit pusat kontrol dan modul output di dalam satu

kemasan) atau PLC-PLC modular (per modul).

PLC-PLC modular memang disusun secara terpisah. Modul-modul

diperlukan untuk aplikasi praktis, selain daripada itu modul-modul I/O digital,

termasuk modul analog, posisioning (pengaturan posisi) dan komunikasi –

dapat dimasukkan di dalam sebuah rak, dimana modul-modul secara terpisah

dapat dihubungkan melalui sebuah sistem bus/rel. Desain jenis ini juga

dikenal sebagai teknologi berantai. Dua contoh PLC modular diperlihatkan

dalam gambar di atas. Ini mewakili seri PLC modular yang sudah terkenal

oleh AEG Modicon dan seri terbaru S7-300 oleh Siemens.

Bentuk PLC card adalah jenis khusus dari PLC modular,

dikembangkan hingga beberapa tahun terakhir. Dengan jenis ini, nomor pada

modul-modul PCB secara terpisah distandarkan kemasannya. Festo FPC 405

adalah contoh dari desain jenis ini.

Gambar 78. PLC Compact (Mitsubishi FXO), PLC Modular

Siemens s7-300), PLC Plug-in Cards (Festo FPC 405)

134

Bentuk hardware PLC harus dibuat sedemikian rupa sehingga PLC

dapat bertahan dalam lingkungan industri seperti halnya tingkatan sinyal,

panas, kelembaban, fluktuasi arus sumber listrik, dan pengaruh-pegaruh

mekanik.

7. Struktur PLC

Dengan sistem komputer, perbedaan secara umum adalah terletak

pada hardware (perangkat keras), firmware (perangkat tetap), dan software

(perangkat lunak). Tetapi secara prinsip pokok PLC menggunakan struktur

yang sama dengan komputer mikro. Gambar 4.1 menggambarkan struktur

dasar sebuah komputer mikro.

Hardware terdiri dari piranti teknologi aktual, seperti PCB (printed

circuit boards), modul-modul terintegrasi, kabel-kabel, batery, kotak rumah.

Firmware adalah bagian dari software, dimana secara permanen

dipasang dan disediakan oleh pabrik pembuat PLC. Ini termasuk sistem dasar

rutin, digunakan untuk starting processor setelah power dihidupkan.

Disamping itu, ada sistem operasi dalam kasus PLC, dimana secara umum

disimpan di dalam ROM (Read Only Memory) yaitu sebuah penyimpan yang

hanya dapat dibaca atau didalam EPROM (Eraseable Program Read Only

Memory) dengan media penyimpan ini program lama dapat dimungkinkan

untuk dihapus dengan sinar ultraviolet

Gambar 79. Bentuk dasar sebuah komputer mikro

135

.Software digunakan untuk memprogram PLC, ditulis oleh pemakai

PLC. Program biasanya dipasang didalam RAM, random access memory,

dimana program secara mudah dapat dimodifikasi.

Hardware PLC – seperti pada kebanyakan sistem mikro komputer

sekarang – berdasarkan pada sistem bus. Sebuah sistem bus adalah sejumlah

jalur listrik dibagi ke dalam addres, data, dan jalur kontrol. Jalur address

digunakan untuk memilih address pada sambungan bus dan jalur data untuk

mengirim informasi yang diperlukan. Jalur kontrol diperlukan untuk

mengaktifkan bus yang benar juga sebagai transmitter atau pengirim (sender).

Kebanyakan bus yang disambungkan ke sistem bus adalah microprocessor

dan memori. Memori dapat dibagi ke dalam memori untuk firmware dan

memori untuk program dan data. Tergantung pada struktur PLC, modul-

modul input dan output dihubungkan ke common bus tunggal atau – dengan

bantuan interface bus ke bus I/O eksternal. Teristimewa dalam hal sistem

PLC modular yang lebih panjang, bus I/O eksternal biasa digunakan.

Akhirnya, hubungan/sambungan diperlukan untuk piranti pemrograman

atau PLC, sekarang lebih banyak dalam bentuk interface serial.

136

Latihan

1. Sebutkan jenis-jenis pengendali yang Saudara ketahui !

2. Jelaska perbedaan antara pengendali terprogram dengan pengawatan dan

pengendali yang tersimpan dengan PLC dari segi penyambungannya ?

3. Jelaska beberapa macam elemen dalam pengendali terprogram?

4. Jelaskan keuntungan menggunakan PLC

5. Perhatikan gambar berikut! Tandai dan kelompokkan setiap komponen

rangkaian, termasuk dalam elemen yang mana ?

S1

S2

K1

K1 K1

H1

6. Sebutkan jenis-jenis media kontrol yang Saudara ketahui.?

7. Dimanakah pemrograman dengan pengawatan digunakan?

8. Dimanakah pemrograman dengan PLC digunakan?

9. Apa tugas pokok PLC?

10. Bagaimanakah definisi PLC menurut IEC 1131?

11. Sebutkan komponen-komponen dasar pada sistem kontrol!

12. Sebutkan komponen-komponen dasar dari PLC!

13. Sebutkan jenis-jenis sinyal input!

14. Jelaskan beberapa cara pemrograman PLC?

15. Jelaskan bagaimana pengisolasian listrik dilakukan antara sinyal-sinyal

sensor/aktuator dan PLC?

16. Sebutkan letak perbedaan sistem komputer dengan PLC! dan jelaskan!

137

17. Gambarkan dan jelaskan blok diagram bentuk dasar dari sebuah

mikrokomputer !