Merakit Sistem Pengendali
-
Upload
arif-rustianto -
Category
Documents
-
view
8.551 -
download
19
description
Transcript of Merakit Sistem Pengendali
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
MODUL :
SISTEM PENGENDALI
ELEKTRONIKA
KLS. XII EI
DISUSUN OLEH :
ARIF RUSTIANTO, S.Pd.T
NIP. 19760925 200801 1 006
DINAS PENDIDIKAN PEMUDA DAN OLAH RAGA
KABUPATEN GUNUNGKIDUL
SMKN 3 WONOSARI
TAHUN 2010
Tgl. Diperiksa Paraf
SMK TEKNOLOGI
Untuk Kalangan sendiri
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
BAB. I PENDAHULUAN
A. Deskripsi
Diktat Sistem Pengendali Elektronik ini berisikan system pengendali yang
menggunakan peralatan elektronik, kemudian dimanfaatkan pada mesin produksi
sehingga cara mengoperasikan mesin produksi akan lebih aman dan praktis.
Setelah menguasai modul ini peserta DikLat memiliki pengetahuan, keterampilan,
dan sikap bagaimana cara mengendalikan mesin produksi dengan menggunakan
kendali elektronik.
B. Petunjuk Penggunaan Modul
1. Petunjuk bagi Peserta DikLat
Sebelum mempelajari materi pada bahan ajar ini, ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan:
a. Memahami tujuan pembelajaran system dengan kompetensi yang harus
dicapai.
b. Membaca tahap demi tahap seluruh materi yang disajikan.
c. Materi bahan modul ini bersifat konsep dasar system pengendali
elektronik, yang pelaksanaan prakteknya dapat dilakukan diruangan
praktek sedangkan untuk pengembangannya dapat dilakukan di industri.
d. Untuk meyakinkan pemahaman materi bahan ajar ini, peserta DikLat harus
menyelesaikan semua tugas pada lembaran tugas di akhir modul ini dan
diserahkan pada guru pembimbing secara individu/ perseorangan.
e. Jika nilai hasil belajar kurang dari 80% Anda belum berhasil dan harus
mengulang lagi seluruh materi pada kegiatan belajar tersebut.
f. Jika melaksanakan kegiatan praktek ikutilah prosedur petunjuk yang
ditentukan pada lembar kerja dan bertanyalah pada guru pembimbing
setiap ada kesulitan.
2. Petunjuk bagi Guru Pembimbing
Guru pembimbing berperan sebagai motivator, evaluator, serta administator
sebagai berikut:
a. Membantu siswa/peserta DikLat dalam melaksanakan proses belajar.
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
b. Membimbing siswa/peserta DikLat melalui tugas-tugas pelatihan yang
dijelaskan dalam tahap belajar.
c. Membantu siswa/peserta DikLat dalam memahami konsep-konsep teori
maupun praktek melalui dialog/tanya jawab.
d. Membantu siswa/peserta DikLat untuk menambah wawasan melalui
pengalaman membaca buku-buku referensi atau melalui nara sumber dari
luar sekolah misal dari DUDI.
e. Merencanakan dan melaksanakan penilaian serta menyiapkan
perangkatnya.
f. Menjelaskan tentang kompetensi yang harus dikuasai serta merencanakan
pembelajaran selanjutnya.
g. Mencatat pencapaian kemajuan siswa.
C. Tujuan Akhir
Pada akhir pembahasan/pembelajaran peserta didik diharapkan dapat:
1. Menggambar rangkaian mesin produksi dengan kendali elektronik.
2. Menjelaskan cara kerja rangkaian mesin prodiksi dengan kendali elektronik.
3. Mengidentifikasikan komponen pada rangkaian mesin produksi dengan
kendali elektronik.
4. Membuat rangkaian kendali mesin produksi dengan kendali elektronik
5. Mengoperasikan mesin produksi dengan kendali elektronik.
6. Membuat laporan mengoperasikan mesin produksi dengan kendali elektronik.
D. Cek Kemampuan
Pelajari dan coba jawab pertanyaan–pertanyaan dibawah ini secara
lengkap!
Jika merasa telah menguasai dan mampu, Anda bisa langsung mengajukan uji
kompetensi assessor internal atau eksternal melalui guru pembimbing.
1. Tuliskan 2 fungsi transistor?
2. Gambarkan symbol transistor jenis PNP dan NPN?
3. Apakah yang dimaksud transistor dalam keadaan saturasi?
4. Jelaskan bagaimana cara menentukan kaki basis pada transistor?
5. Gambarkan symbol dari sebuah SCR?
6. Jelaskan bagaimana cara menentukan kaki gate pada SCR?
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
7. Tuliskan 3 macam type SCR yang Anda ketahui?
8. Singkatan dari apakah UJT?
9. Gambarkan symbol TRIAC lengkap dengan notasi dari ketiga kakinya?
10. Apakah fungsi dari DIAC?
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
BAB. II PEMELAJARAN
A. Rencana Belajar Peserta DikLat
Jenis Kegiatan Tanggal Waktu Tempat
Belajar
Alasan
Perubahan
Tanda
Tangan
B. Kegiatan Belajar Peserta Diklat
KEGIATAN BELAJAR 1. Transistor
a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran
Setelah mempelajari kegiatan pembelajaran 1, peserta DikLat akan dapat:
1. Menjelaskan susunan bahan dan symbol transistor.
2. Mejelaskan cara kerja transistor sebagai switch.
3. Mengidentifikasi komponen-komponen pada pengendali beban
menggunakan transistor.
4. Memahami dasar kerja latching.
b. Uraian materi
1. Susunan Bahan dan Symbol Transistor
Kata transistor berasal dari dua kata transfer dan resistor ini
menandakan bahwa transistor ialah alat yang dapat memindahkan daya
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
dari suatu rangkaian ke rangkaian lain. Pada saat berfungsi sebagai
resistor non linear, transistor yang paling digunakan adalah junction
transistor, yang akan dibahas dalam job ini. Gambar di bawah ini
merupakan susunan bahan dari transistor.
Kolektor Emitter
Base Base
Emitter Kolektor
Gambar 1a. Transistor PNP Gambar 1b. Transistor NPN
Transistor junction sama sederhananya dengan dioda junction. Seperti
terlihat pada gambar 1a & 1b, transistor junction terbentuk dari dua cara
menempatkan lempeng bahan type-N.
Diantara bahan type-P atau lempeng bahan type-P atau diantara bahan
lempeng type-N. Setelah itu dua kali terpasang pada dua sisi dan satu
kaki di sisi lainnya. Untuk membuat hubungan dengan rangkaian luar.
Jika emitter dan kolektor terbuat dari bahan type-N, maka disebut
transistor NPN. Jika emitter dan kolektor terbuat dari bahan tipe-P maka
disebut transistor PNP. Keduanya digunakan pada system pengontrolan.
Gambar1c. Simbol Transistor PNP Gambar 1d. Simbol Transistor NPN
Transistor bekerja berdasarkan arus basis yang masuk pada junction jika
basis diberi arus positif atau negatif sesuai dengan jenisnya, maka emitter
dan kolektor akan konduk dan dapat memberikan arus pada beban.
P N PNP N
Kolektor
Emitter
Base
Emitter
Base
Kolektor
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
2. Transistor sebagai Switch
a. Kondisi CUT-OFF Transistor
Gambar2a. dibawah ini memperlihatkan transistor yang dirangkai
sedemikian rupa (rangkaian Common-Emitter), dimana tahanan beban
RL dianggap terhubung seri dengan lainnya.
Tegangan total yang terdapat pada ujung-ujung rangkaian seri ini sama
dengan tegangan catunya (UCC) dan diberi notasi UR dan UCE.
Gambar 2a. Rangkaian Commen – Emitter
Menurut hukum Kirchoff:
UCC = UCE + UR
Arus kolektor IC mengalir melalui RL dan drop tegangannya adalah IC.RL
sehingga
UCC = UCE + IC . RL
Misalkan basis memperoleh bias negatif (reverse) yang Sedemikian
besar sehingga memutuskan (cut-off) arus kolektor, dan untuk keadaan
ini arus kolektor sama dengan nol.
IC . RL = 0 sehingga UCC = UCE
Bila transistor kita anggap sebagai switch, maka pada keadaan ini
switch tersebut akan ada dalam keadaan terbuka (OFF).
b. Kondisi Saturasi Transistor
Bila sekarang basis diberi bias arus maju (forward) sampai pada titik
dimana seluruh tegangan UCC muncul sebagai drop tegangan pada RL,
maka pada keadaan ini dapat ditulis:
IC . RL = UCC
RLIC.RL=0
Uce=Ucc
RLIC.RL=Ucc
Uce=0IB
RL RL
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Dari persamaan:
UCC = IC . RL + UCE
UCE = UCC – IC . RL
Karena IC . RL = UCC maka UCC – IC . RL = 0
dan UCE = 0
Dengan demikian bila IC diperbesar pada suatu titik dimana seluruh
tegangan UCC muncul pada RL, maka tidak tersisa tegangan pada
kolektor. Keadaan seperti ini dikatakan kondisi saturasi (jenuh) dari
transistor tersebut. Dan jika transistor dianggap sebagai sakelar
(switch), maka pada kondisi ini switch tersebut dalam keadaan tertutup
(ON).
c. Dasar Latching
Dua buah transistor dari tipe PNP dan NPN dikatakan komplement jika
mempunyai karakteristik yang serupa.
Gambar 2c & 2d. memperlihatkan cara menghubungkan transistor yang
komplementer tadi sedemikian rupa sehingga membentuk rangkaian
Cascade.
Gambar 2 c. Gambar 2d.
Rangkaian ini bila diberi catu daya sedemikian rupa seperti yang
terlihat pada gambar 2c & 2d, dan dimana basis dalam keadaan
terbuka serta dengan suatu kancing (latch).
Dalam keadaan demikian ini transistor tidak bekerja (cut-off), atau
sama saja dengan switch dalam keadaan terbuka.
TR1
TR2
Picu
+ Ucc
RL
TR1
TR2
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Dengan mengabaikan arus bocor, maka dapat dikatakan IC = 0. Salah
satu cara guna menutup latch ini adalah dengan system penyulutan
(triggering) pada elektroda basis dari salah satu transistor tersebut.
Misal trigger positif diberikan pada basis dari Q2 ini berarti emitter basis
Q2 memperoleh forward bias dan Q2 mulai menghantar. Karena
kolektor Q2 dihubungkan langsung dengan basis Q1 maka Q1
memperoleh input dan selanjutnya akan memberikan penguatan
sehingga timbul IC pada Q1 dan arus ini merupakan input bagi Q2 dan
akan diperkuat lagi oleh Q2 tersebut.
Proses penguatan ini berlangsung terus sehingga transistor-transistor
tersebut mencapai keadaan saturasi, dan dalam keadaan saturasi ini
transistor akan merupakan rangkaian hubung singkat sehingga
tegangan pada latch akan sama dengan nol dan arus yang mengalir
adalah:
IC = UCC
RL
Guna menutup latch tersebut dapat juga dilakukan dengan memberi
trigger negatif pada basis Q1 yang mana akan menyebabkan forward
bias pada Q1.
Cara lain adalah dengan memberi tegangan UCC sedemikian besar
sehingga melampaui tegangan break-down dari dioda kolektor salah
satu dari transistor tersebut. Dengan terjadinya break-down ini, maka
timbul kolektor yang akan diterima basis transistor berikutnya dan
diperkuat dan cara ini disebut sebagai “Break Over System”.
Guna membuka latch tersebut ada beberapa cara, yaitu:
Mengurangi tegangan catu UCC sehingga arus beban berkurang.
Memperbesar nilai RL atau sama sekali mencabutnya.
c. Rangkuman
Transistor selain digunakan sebagai penguat juga dapat digunakan sebagai
switch yang disebut Switch Statis.
Switch statis berbeda dengan switch/sakelar manual atau sakelar
elektromagnetik dimana pada sakelar manual atau saklar elektromagnetik
hanya mengenal dua keadaan yaitu ON dan OFF.
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Pada transistor selain beban dapat dijalankan dan dimatikan juga dayanya
dapat diatur dengan mengatur arus yang masuk ke basis dari transistor
tersebut. Pengaturan arus basis tersebut dapat dilakukan dengan
menggunakan potensiometer atau tahanan sebagai Drop Devider.
d. Tugas
1. Buat gambar rangkaian pengontrolan pintu garasi menggunakan trasistor
dengan sensor cahaya!
2. Bawalah lima buah trasistor lengkap dengan jenis dan spesifikasinya!
e. Tes Formatif
1. Jelaskan bagaimana cara memberi penyulutan pada trasistor jenis PNP?
2. Apakah yang akan terjadi jika kaki basis transisor jenis NPN diberi
polaritas negatif?
3. Gambar dan jelaskan dua buah trasistor yang digunakan sebagai latching?
4. Apakah yang membedakan antara transistor jenis PNP dengan transistor
jenis NPN?
5. Apakah keuntungan pengontrolan beban menggunakan transistor
dibandingkan sakelar mekanik?
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
f. Lembar Kerja
1. Pengaturan Putaran Motor Menggunakan Transistor
a. Alat dan Bahan
1) Power Supplay 12V/ 3A……………………………………. 1 buah
2) Transistor C 1060……………………………………………. 1 buah
3) Potensiometer 100KΩ/1W…………………………………. 1 buah
4) Tahanan 10KΩ/5W…………………………………………….1 buah
5) Motor DC 12V………………………………………………….1 buah
6) Kabel Penghubung…………………………………………secukupnya
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan kompenen lain dengan baik!
2) Periksalah peralatan dan kompenen sebelum digunakan.
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan pada saat membuat dan
membongkar rangkaian pengawatan.
4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja!
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 1a.
3) Yakinkan sakelar (S) pada posisi OFF dan potensiometer pada
tahanan maximum!
Gambar 1a. Pengaturan Putaran Motor menggunakan Transistor
4) Gerakkan sakelar (S) pada posisi ON! Apakah yang terjadi pada
motor? Ukur tegangan yang jatuh pada:
a) Motor
b) Emiter – Kolektor
c) Emitter – Basis
S
10K
100K
TR
Motor DC
12V+
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
5) Atur potensiometer pada tahanan ½ maximum! Apakah yang terjadi
pada motor? Ukur tegangan pada:
a) Motor
b) Emitter – Kolektor
c) Emitter – Basis
6) Atur potensiometer pada tahanan minimum! Apakah yang terjadi
pada motor? Ukur tegangan pada:
a) Motor
b) Emitter – Kolektor
c) Emitter – Basis
7) Dengan mengatur tahanan potensiometer. Apakah putaran
motor dapat diatur? Jelaskan!
8) Dari hasil pengukurani langkah 2.4. s/d 2.6. Masukan pada tabel 1a.
9) Matikan sakelar (S). Lepaskan semua rangkaian! Kembalikan
semua peralatan pada tempat semula!
Tabel 1a.
Potensiometer Tegangan pada Keadaan
Motor Motor E - B E - K
Maximum
½ Maximum
Minimum
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
2. Membalik Arah Putaran Motor DC Menggunakan Transistor
a. Alat dan Bahan
1) Transformator CT, 220V/12V, 3A………………………. 1 Buah
2) Dioda IN4002………………………………………………….4 Buah
3) Transistor A 971 ……………………………………………….2 Buah
4) Tahanan 1KΩ…………………………………………........... 1
Buah
5) Tahanan 1.5KΩ………………………………………………. 2
Buah
6) Kapasitor 470μF……………………………………………….2 Buah
7) Motor DC 12V………………………………………………….1 Buah
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.
2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan pada saat membuat
rangkaian pengawatan!
4) Ikuti langkah kerja!
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 1b.
3) Yakinkan sakelar SPDT pada posisi OFF!
4) Masukan sumber AC.! Apakah yang terjadi pada motor?
5) Gerakkan sakelar SPDT pada posisi 1! Amati arah putaran motor?
Ukur tergangan pada:
a) Emitter – Kolektor Transistor 1
b) Emitter – Kleoktor Transistor 2
c) Motor
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Gambar 1b. Membalik Putaran Motor DC Menggunakan Transistor
6) Gerakkan sakelar SPDT pada posisi OFF, sampai motor berhenti
berputar!
7) Gerakan sakelar SPDT pada posisi 2! Amati arah putaran motor!
Ukur tegangan pada:
a) Emiter – Kolektor Transistor 1
b) Emiter – Kolektor Transistor 2
c) Motor
8) Gerakkan sakelar SPST pada posisi OFF, dan lepaskan sumber
AC!
9) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb!
10) Dari data hasil pengukuran masukan pada table 1b.
11) Lepaskan semua rangkaian! Kembalikan alat pada tempat semula!
Tabel 1b.
Sakelar SPDT
Tegangan pada Emitter -
Kolektor Tegangan
pada Motor
Arah
putaran
Motor TR1 TR2
OFF
POSISI 1
POSISI 2
220VAC
MCB
220VCT
D1
D4
12V
12V
D2
D3
1K
1.5K
1.5K
Motor DC
TR1
TR2
470uF/50V
470uF/50V
1
2
OFF
++
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
3. Pengontrolan Start pada dua buah Motor secara Berurutan
a. Alat dan Bahan
1) Transformator 220V/12V, 3A ............................. 1 Buah
2) Dioda IN4002…………………………………………………4 Buah
3) Kapasitor 470μF/50V……………………………………… 1 Buah
4) Kapasitor 500 μF/50V……………………………………. 1 Buah
5) Transistor 2N404……………………………………………1 Buah
6) Relay 12VDC………………………………………………….2 Buah
7) Potensiometer 1M/1W……………………………………. 1 Buah
8) Potensiometer 100 KΩ……………………………………. 1 Buah
9) Tahanan 27 KΩ………………………………………………1 Buah
10) Tahanan 150 Ω………………………………………………1 Buah
11) Tahanan 47 Ω…………………………………………………1 Buah
12) Switch SPDT…………………………………………………..1 Buah
13) Motor Universal 220V/75W……………………………… 1 Buah
14) Motor Shaded Pole 220V/25W………………………… 1 Buah
15) Kabel Penghubung………………………………………secukupnya
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.
2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan pada saat membuat
rangkaian pengawatan!
4) Ikuti langkah kerja!
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 1c.
3) Yakinkan sakelar (S) pada posisi OFF, potensiometer 1 pada
tahanan minimum dan potensiometer 2 pada tahanan ¼ maximum,
siapkan sebuah AVO meter pada range 50VDC dimana jack positif
dari AVO meter terhubung pada kaki kolektor dan jack negatif AVO
meter pada negatif sumber tegangan (tegangan pada CR2).
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Gambar 1c. Pengontrolan Start Pada Dua Buah Motor Secara Berurutan
4) Gerakkan sakelar (S) pada posisi ON! Pada saat sakelar (S) ON,
lakukan pengamatan pada gerakan jarum meter, dan dengan
menggunakan stop watch catat selisih waktu start dari motor shaded
pole dengan motor universal!
5) Matikan sakelar (S)! Atur potensiometer 1 pada tahanan minimum dan
potensiometer 2 pada tahanan maximum! Ulangi langkah 3.3 s/d 3.4.
6) Matikan sakelar (S)! Atur potensiometer 1 pada tahanan maximum
dan potensiometer 2 pada tahanan minimum! Ulangi langkah 33 s/d
3.4
7) Matikan sakelar (S), dan lepaskan sumber tegangan gantilah
kondensator 500µF/50V (C2), dengan kapasitor 1100µF/50V!
8) Ulangi langkah 3.3 s/d 3.6. Masukan data hasil pengukuran pada
table 1e.
9) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb.
Tabel 1c.
Potensiometer
(1)
Potensiometer
(2) Kapasitor
Penundaan
Waktu
Maximum 14 Maximum 500F
Minimum Maximum 500F
Maximum Minimum 500F
Minimum Mzximum 1100F
Minimum 14 Maximum 1100F
Minimum Minimum 1100F
L2L1
1A
MotorUniversal
CR1 CR2
Bridge Diode
Trafo12VAC
MotorShaded Pole
TR
500uF/50V
47
150
P2100K
P11M
27K
S
470uF/ 50V
220V AC
CR1 CR2
+
+
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
4. Pengontrolan Level Air Secara Otomatis
a. Alat dan Bahan
1) Tranformator 220V/12V,3A…………………………….. 1 Buah
2) Motor induksi 3 Fasa, 2HP, 220V……………………… 1 Buah
3) Tangki air………………………………………………………1 Buah
4) Sekering, 10A…………………………………………………3 Buah
5) MCB 1 Fasa, 3A……………………………………………..1 Buah
6) Kontaktormagnit 220V, 10A…………………………… 1 Buah
7) Relay 12V, 2NO, 2NC………………………………………2 Buah
8) Transistor 2N1008………………………………………… 1 Buah
9) Sakelar Pelampung………………………………………... 1 Buah
10) Elektroda/ Level Kontrol ……………………………… 1 Buah
11) Lampu Indikator ……………………………………….. … 3 Buah
12) Over Load, 2A ………………………………………… …. 1 Buah
13) Dioda IN5402………………………………………………..1 Buah
14) Dioda IN4003 …………………………………………….. 4 Buah
15) Tahanan 220Ω/1W ………………………………………. 1 Buah
16) Potensiometer, 200Ω/1W …………………………….. 1 Buah
17) Sakelar SPST ………………………………………… 1 Buah
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.
2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan, pada saat membuat
rangkaian pengawatan.
4) Lakukan percobaan sesuai langkah kerja!
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 1d.
3) Yakinkan sakelar SPST pada posisi OFF, tangki air dalam keadaan
kosong,potensiometer pada posisi ½ maximum dan jarak kedua
elektroda 10 Cm!
4) Gerakkan sakelar SPST pada posisi ON! Apakah yang terjadi pada
motor pompa air (motor 3 fasa)? Ukur tegangan pada
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
a) Transistor
b) Relay 1
c) Relay 2
d) Kontaktormagnit
5) Masukan air ke dalam tangki sampai permukaan air menyentuh
sakelar pelampung (batas minimum), sehingga kontaknya terdorong
ke atas. Apakah yang terjadi pada motor pompa? Ukur tegangan
pada:
a) Transistor
b) Relay 1
c) Relay 2
d) Kontaktormagnit
6) Masukan kembali air ke dalam tangki sampai permukaan air
menyentuh elektroda (batas maximum). Apakah yang terjadi pada
motor pompa? Ukur tegangan pada:
a) Transistor
b) Relay 1
c) Relay 2
d) Kontaktormagnit
Gambar 1d. Pengontrolan Level Air Secara Otomatis.
S
Batas Minimum
MCB
Level
Control
Tangki Air
BridgeDiode
Batas Maxi-mum Relay 2
CR2
CR2
NONC
TR2N1008
D1
200
-+
220V
AC
220V/ 2W
Hijau
NO CR2
12V
CR1
220V/ 2W
Kuning
220V/ 2W
Merah
95 97
96 98
R S T
Relay 1CR1
OL
Motor
3 Fasa
K
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
7) Kosongkan air sampai permukaan air tidak menyentuh elektroda!
Apakah yang terjadi pada motor pompa? Ukur tegangan pada:
a) Transistor
b) Relay 1
c) Relay 2
d) Kontaktor
8) Kosongkan air sampai permukaan air tidak menyentuh sakelar
pelampung! Apakah yang terjadi pada motor? Ukur tegangan pada:
a) Transistor
b) Relay 1
c) Relay 2
d) Kontaktormagnit
9) Data hasil pengukura dari langkah 3.4 s/d 3.7 masukan pada table
1d.
10) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb.
Tabel 1d.
KeadaanTangki
Air
Tegangan
pada Relay
1
Tegangan
pada Relay 2
Tegangan pada
Emiter-Kolektor
Keadaan
Motor
3Fasa
Kosong
Batas Minimum
Batas
Maximum
Batas Minimum
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
KEGIATAN BELAJAR 2. Silicon Controlled Rectifier (SCR) dan
Uni Junction Transistor (UJT)
a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran
Setelah mempelajari kegiatan belajar 2, peserte DikLat akan dapat:
1. Menjelaskan susunan fisis dan prinsip kerja SCR.
2. Mejelaskan cara kerja SCR sebagai switch.
3. Mengidentifikasi komponen-komponen pada pengendali beban
menggunakan SCR.
4. Memahami cara memberi peyulutan pada SCR.
5. Menjelaskan cara kerja rangkaian pengedali menggunakan SCR
6. Memahami dasar kerja dan fungsi UJT.
7. UJT sebagai relaxation oscillator.
b. Uraian Materi
1. Susunan Fisis dan Prinsip Kerja SCR
Pengembangan elektronika akhir-akhir ini maju dengan sangat pesat
setelah ditemukan beberapa jenis rumpun Solid State diantaranya
Transistor. Dioda, UJT, dll.
Beberapa laboratorium elektronika berusah menemukan suatu jenis Solid
State yang dapat dipergunakan untuk mengendalikan daya listrik sebagai
pengganti tabung air raksa yang biasa dikenal dengan nama
THYRATRON. Ternyata keinginan ini telah dicapai dengan ditemukannya
apa yang disebut ”THYRISTOR”
Nama telah diambil dari gabungan Thyaratron dan Transistor. Pada tahun
1957 Thyristor telah direproduksi dan telah dipasarkan pula.
Thyristor dibuat dari susunan bahan silicon dan sifat-sifatnya yang hampir
mirip dengan silicon rectifier juga dengan dioda 4 lapis. Keistimewaan dari
Thyristor dibanding dengan silicon rectifier, adanya tambahan elektroda
yang disebut Gate. Gate ini merupakan tempat dimana Thyristor
dikendalikan (controlled) karena itu Thyristor juga disebut “Silicon
Controlled Rectifier” disingkat menjadi SCR. Pada saat sekarang ini
penggunaan SCR sangat luas karena SCR dapat mengendalikan arus
listrik yang cukup besar dan dapat pula dipergunakan langsung untuk
jaringan arus tukar (AC). Penggunaan yang nyata pada saat sekarang ini
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
adalah untuk switching daya listrik yang besar yang dapat mengendalikan
pengaturan beban putaran motor listrik, pengaturan alat pemanas listrik,
pengatur lampu penerangan, relay dan alat-alat alarm yang sangat peka.
Bahkan dalam industri-industri sekarang ini SCR digunakan sebagai
sarana pelengkap automat yang menggantikan alat-alat yang sangat peka.
Gambar 1.1a. Susunan Fisis SCR Gambar 1.1b. Symbol SCR
a. Sifat-Sifat SCR
1) Dalam keadaan gate tidak diberikan picu (trigger), SCR tidak
menghantrakan arus, istilahnya dalam keadaan demikian ini “OFF”
atau “Blocked”. Hal ini dapat dipersamakan (antara anoda dan
katoda) dengan switch dalam keadaan terbuka.
2) Apabila tegangan picu (meskipun hanya sesaat) diberikan pada
gate, maka SCR akan menghantar atau “ON”. Jadi, SCR akan
bekerja sebagai silicon dioda biasa yang dapat menghantar arus
pada jurusan dari anoda ke katoda, akan tetapi ”blocked” pada
jurusan yang sebaliknya.
3) Sewaktu SCR telah “ON”, kemudian secara mendadak tegangan
positif pada gate kita putuskan, maka SCR tetap ON. Jelasnya
untuk membuat SCR dapat ON cukup dengan memberikan
tegangan positif dalam waktu yang pendek karena da;am pemakain
tegangan (DC), SCR akan bekerja terus-menerus seperti halnya
silicon rectifier biasa bahkan kita dapat melakukan pengendalian
SCR dengan memberikan pulse positif pada gatenya.
4) Hubungan antara gate dan katoda pada SCR bersifat seperti dioda
silicon, sehingga antara gate dan katoda berimpedansi rendah pada
rah forward (conduct). Pengendalian tegangan gate dibutuhkan
antara 1-2 volt saja dengan arus gate beberapa puluh miliampere,
A
K
G
A
K
G
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
tegangan dan arus ini sudah cukup untuk membuat SCR yang
berkemampuan menghantar arus sebesar beberapa puluh ampere
(arus anoda-katoda).
5) Apabila SCR telag dalam keadaan ON, cara untuk meng-OFF kan
kembali tak dapat dilakukan melalui gate, melainkan kita harus
menurunkan besarnya arus anoda-katoda sampai batas dibawah
nilai Ih “holding current” (nilai mendekati nol). Apabila sekarang
SCR digunakan untuk keperluan arus tukar AC, kita tak mendapat
kesulitan sebab setiap setengah periode positif akhir, tegangan arus
AC akan menurun dan kemudian nol sahingga SCR secara otomtis
OFF dengan sendirinya.
Dalam pemakain SCR dapat dipergunakan oleh pemakai/beban.
Rangkaian untuk keperluan tersebut dapat mempergunakan DC
maupun AC.
b. Sistim picu gate
Sebagaimana telah dibahas sebelumnya, bahwa Thyristor merupakan
kompenen break over, khususnya SCR dan triac adalah kompenen
break over yang tinggi tegangan konduknya, tetapi dengan mengatur
melalui sinyal picu yang diberikan pada gate, sehinggga dengan
tegangan yang kecil komponen tsb dapat mengalirkan arus (konduk).
Di dalam rangkaian kenverter AC, Thyristor merupakan komponen
utama melalui pengontrolan lebar sudut konduk (conduction angle) atau
sudut penundaan picu (firing delay angle).
Rangkaian dasar SCR dan Triac beban dan sumber tegangan
diperlihatkan pada gambar 1.3b. dan gambar 1.3c. memperlihatkan
sudut konduk SCR 120o maka sudut picunya 60o dan bila sudut
konduknya 45o, sudut picunya 135o.
Selanjutnya gambar 1.2e. memperlihatkan sudut konduk dan sudut
picu.
AC Load AC
LoadSCR
TriacPemicu
Pemicu
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Gambar 1.3a. Rangkain Dasar Pengontrol dengan SCR dan Triac
AK UAK
60o 135o
t t
URL URL
120o 45o
Gambar 1.3b. Sudut Konduk dan Sudut Penyalaan pada Rangkian SCR
UTriac UTriac
= 150o = 60o
= 30o
=120o
Gambar 1.2c. Sudut Konduk dan Sudut Penyalaan pada Rangkaian Triac
Pengaturan sudut konduk/sudut picu dilakukan melalui pengaturan
sinyal picu, pengatur ini dapat dilaksanakan dengan 2 sistem:
a) Dengan mengatur besarnya arus picu (IG) yang diberikan pada gate.
Makin besar IG makin rendah UBRF sehingga makin lebar sudut
konduk atau maakin sempit sudut picunya.
b) Dengan mengatur waktu (saat) diberikannya sudut picu. Dalam hal
ini besarnya IG agar UBRF ~ 0 volt langsung dipenuhi, hanya waktu
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
pemberian picunya diatur, makin awal datangnya sinyal picu makin
lebar sudut konduknya dan sebaliknya makin tertunda sinyal picu
maikn sempit sudut konduknya.
Di dalam praktek pada umumnya menggunakan cara ke-2 dan sinyal
picunya menggunakan sinyal berbentuk pulsa atau tegangan tajam
(spike voltage).
2. UNI JUNCTION TRANSISTOR (UJT)
a. Symbol dan Konsrtuksi dari UJT
UJT disimbolkan sebagai gambar 2.1a. dan konsrtuksinya diperlihatkan
pada gambar 2.1b. dimana sebatang bahan semikonduktor silicon di-
dop ringan dengan unsur dari golongan 5 sehingga menjadi tipe N.
Ujung batang ini menjadi B1 dan B2 dengan nilai resistansi antara B1
dan B2 cukup besar kira-kira 10KΩ.
Kira-kira ditengah-tengah batang B1 dan B2 diberikan dope agak berat
dari unsur golongan 3 sehingga terbentuk tipe P yang berfungsi
sebagai emitter (E).
Rangkian ekuivalen dari UJT yang sederhana dapat dilihat pada
gambar 2.1c.
Antara emitter ke persambungan (junction) basis tampak sebagai
sebuah PN dioda. Tahanan antara basis RBB dari batang silicon tipe N,
merupakan dua buah resistor RB1 dan RB2.
Jika ada arus yang mengalir dari emitter ke basis 1 dan UJT akan “ON”
dimana RB1 nilainya kan turun secara tajam.
Gambar 2.1a. Gambar 2.1b.
Symbol dari UJT Konstruksi dari UJT
B1
B2
E E
B1
B2
P N
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Nilai tahanan RB1 akan berubah-ubah tergantung dari besarnya arus
emitter yang mengalir.
Gambar 2.1c. Rangkaian Ekuivalen dari UJT
Sejak terjadi penghantaran, RB1 merupakan fungsi dari arus emitter,
variasi tahahan RB1 disebabkan oleh perubahan arus emitter dan dalam
hal ini disebut sebagai “Conductivity Modulation”.
Jika tidak terdapat aliran arus emitter IE tegangan UAB1 dari titik A ke B1
dapat ditulis sebagai berikut:
RB1
UAB1 = UBB x RB1 + RB2
= UBB x RB1 = ไ UBB
RBB
Dimana : UBB adalah tegangan antara basis
RB1 adalah tahanan basis 1
RBB adalah tahanan antara basis, dan
ไ adalah instrinsic standar off ratio UJT = RB1
RBB
Harga ไ terletak antara 0.51 sampai 0.81. Jika tegangan bias UE lebih
rendah dari UBB, maka junction emitter ke basis adalah reverse bias
dan pada keadaan ini arus emitter tidak mengalir kecuali arus bocornya
saja.
Jika pemberian tegangan UE lebih besar daripada ไ UBB, junction emitter
ke basis 1 adalah forward bias dan arus emitter akan mengalir.
Karakteristik konduktivitas emitter adalah sebagai berikut:
+
-
E
B2
B1
RB1
RB2
UBB
Up
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Jika IE naik, tegangan emitter ke basis 1 turun dan dapat dilihat pada
gambar 2.1d.
UP IP
VALLEY
UV POINT Saturasi
IEO IV UEB1
EMITTER CURRENT
Gambar 2.1d. Karakteristik Konduktivitas Emitter
Pada daerah sebelah kiri dari UP, emitter ke basis adalah reverese bias
dan pada saat ini tidak ada arus emitter dan daerahnya disebut daerah
cut-off.
Pada daerah sebelah kanan dari UP, emitter ke basis adalah forward
bias dan IE mengalir. Daerah sebelah kanan dari UV disebut daerah
saturasi.
Tegangan puncak UP memenuhi persamaan:
UP = ไ UBB + UD dimana UD = ± 0.70
Dari persamaan tersebut tampak bahwa UP tergantung pada tegangan
antara basis UBB dan pada tegangan forward yang melewati dioda
emitter ke basis.
Stabilisasi UP dapat dicapai dengan cara memasang R2 seri pada base
2 seperti yang terlihat pada gambar 2.1e.
Gambar 2.1e. Stabilisasi UP dapat dicapai dengan cara memasang
R2 seri pada Base 2
Us
R2
R1
+
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Dalam rangkaian ini R1, RBB dan R2 merupakan pembagi tegangan.
Dalam hal ini agar UJT dapat “ON” maka tegangan UE harus menyamai
UP dan IE juga harus lebih besar daripada IP-nya.
b. UJT Sebagai Relaxation Oscilator
Dalam gambar 2.2a. memperlihatkan UJT yang dihubungkan sebagai
Relaxion Oscilator dimana rangkaian ini dapat membangkitkan bentuk
gelombang tegangan UB1 yang dapat digunakan sebagai pemicu gate
sebuah SCR.
UB1
Gambar 2.2a. Relaxation Oscilator UJT
Prinsip kerja rangkaian ini adalah:
Jika sakelar (S) ditutup maka sumber akan melayani rangkaian
tersebut. CE mulai diisi secara eksopnensial lewat RE sehingga
mencapai tegangan U1. Tegangan yang mengisi CE adalah tegangan
UE yang digunakan emitter UJT.
Jika CE sudah diisi sehingga mencapai UP maka UJT akan “ON”
tahanan RB1 akan turun dengan cepat.
Pulsa tajam dari arus IE mengalir dari emitter ke basis 1 dan merupakan
arus pengosongan dari CE.
Jika tegangan CE jatuh mendekati 2 volt maka UJT akan “OFF” dan
periode ini akan berulang.
Bentuk gelombang pada gambar diatas merupakan tegangan gigi
gergaji (saw-tooth) dan dibangkitkan pada pengisian CE dan pulsa
output UB1 dibangkitkan lewat R1.
Us
R2
R1
A
B
C1
R3
UEUB1
S
+
+
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
UB1 adalah pulsa yang digunakan untuk memicu SCR. Frekuensi dari
Oscilator ini tergantung pada konstanta waktu CE.RE dan pada
karakteristik UJT-nya.
Untuk R1 = 100Ω perioda dari oscillator T dapat diambil dengan rumus
pendekatan:
T = 1 = RE.CE ln 1
1 - ไ f
untuk ไ = ± 0.60
T = RE.CE
Jadi, FRO.UJT = 1
RE.CE
Gambar 2b.2. dibawah ini memperlihatkan contoh penggunaan Relaxion
Oscilator dalam rangkaian pengontrol SCR.
Gambar 2b.2. Pengontrol SCR dengan UJT
DC FULL
WAVE
C1
B1
B2
R3
R2P1 SCR
UJTZ1
R1
+
LOAD
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
c. Rangkuman
SCR disebut juga dioda empat lapis, berpungsi sebagai pengontrol juga
sebagai penyearah jika digunakan untuk mengontrol tegangan AC.
SCR mempunyai tiga kaki atau tiga elektroda yang diberi notasi anoda,
katoda dan gate. Kaki gate pada SCR berfungsi sebagai pengatur arus yang
akan mengalir dari anoda ke katoda, dengan mengatur arus dapat mengatur
daya pada beban juga dapat diatur dengan cara megatur sudut kerja dari
SCR tsb. Penguturan sudut keja dari SCR dapat dilakukan dengan
menggunakan tahanan, kapasior atau UJT.
d. Tugas
1. Berikan dua buah SCR lengkap dengan spesifisinya?
2. Buat gambar rgkaian pengaturan cahaya lampu menggunakan SCR
dengan penyulutan UJT?
e. Tes Formatif
1. Apakah singkatan dari SCR?
2. Terbuat dari apakah bahan SCR itu?
3. Gambarkan symbol SCR lengkap dengan notasi kaki-kakinya?
4. Tuliskan dua fungsi dari SCR?
5. Jelaskan! Bagaimana kerja SCR jika digunakan untuk mengontrol
tegangan DC?
6. Apakah yang dimaksud dengan holding current?
7. Jelaskan! Bagaimana cara memberikan penyulutan pada kaki-kaki SCR?
8. Jelaskan! Kenapa SCR jika digunakan untuk mengontrol tegangan DC,
dengan sekali trigger SCR akan terus bekerja?
9. Gambarkan simbol dari UJT?
10. Jelaskan! Keuntungan penyulutan menggunakan UJT pada SCR?
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
f. Lembar Kerja
1. Mengoperasikan Motor Universal menggunakan SCR dengan
tegangan AC
a. Alat dan Bahan
1) SCR, TIC101 D…………………………………………………1 Buah
2) Tahanan 10 KΩ…………………………………………………1 Buah
3) Potensiomeer 1KΩ/ 5W………………………………………1 Buah
4) Sakelar SPST 250 V/ 3A…………………………………… 1 Buah
5) Motor universal 220V…………………………………………1 Buah
6) MCB, 2A…………………………………………………………1 Buah
7) Kabel penghubung…………………………………………secukupnya
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.
2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan, pada saat membuat
rangkaian pengawatan.
4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja.
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2) Buat gambar ranngkaian seperti gambar 2a.
Gambar 2a. Mengoperasikan Motor Universal menggunakn SCR dengan
Tegangan AC
220V AC
B
A
SCR
Motor Universal
MCB
33K
33K
5.6K
1
2
S
1K
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
3) Yakinkan sakelar (S) pada posisi OFF dan tahanan potensiometer
pada tahanan maximum (posisi” B”)!
4) Gerakkan sakelar (S) pada posisi 1, kemudian masukan sumber
AC. Apakah yang terjadi pada motor! Amati putaran motor! Ukur
tegangan pada:
a) Anoda – Katoda ( VDC )
b) Motor ( VDC )
5) Gerakkan sakelar (S) pada posisi OFF! Sampai motor berhenti
berputar, kemudian gerakan sakelar (S) pada posisi 2!. Apakah
yang terjadi pada motor, Amati putaran motor (bandingkan putaran
motor tsb dengan putaran pada langkah 3.4) Jelaskan? Ukur
tegangan pada:
a) Anoda – Katoda (VAC)
b) Motor (VAC).
6) Lepaskan sumber AC, juga pengawatan pada rangkaian!
7) Kembalikan alat-alat pada tempat semula!
8) Buat kesimpulan dari hasil percoban tsb.
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
2. Mengoperasikan Motor Universal menggunakan SCR dengan
Tegangan DC Gelomgang Penuh
a. Alat dan Bahan
1) SCR, TIC101 D…………………………………………………1 Buah
2) Dioda, IN5404…………………………………………………4 Buah
3) Kapasitor 500V/250V…………………………………………1 Buah
4) Tahanan 10KΩ/5W……………………………………………1 Buah
5) Potensiometer 1KΩ/5W…………………………………… 1 Buah
6) Sakelar SPST, 250V/3A………………………………………1 Buah
7) Motor universal 220V…………………………………………1 Buah
8) MCB 2A…………………………………………………………1 Buah
9) Kabel penghubung…………………………………………secukupnya
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.
2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan, pada saat membuat
rangkaian pengawatan.
4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja!
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 2b.
Gambar 2b. Mengoperasikan Motor Universal menggunakan SCR dengan
tegangan DC Gelombang Penuh.
3) Yakinkan sakelar SPST pada posisi OFF dan tahanan
potensiometer pada tahanan maximum (posisi “B”)!
500uF/
250V
Motor Universal
5.6K
S100K
33K
1K
A
B
220V AC
2A
SCR
+-
+
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
4) Masukan sumber 220V AC, Gerakan sakelar SPST pada posisi ON!
Apakah yang terjadi pada motor! Amati putaran motor dan ukur
tegangan pada:
a) Anoda – Katoda. ( VDC)
b) Motor. ( VDC )
5) Gerakan sakelar SPST pada posisi OFF! Apakah yang terjadi pada
motor? Jelaskan! Ukur tegangan pada:
a) Anoda – Katoda ( VDC ).
b) Motor. ( VDC ).
6) Lepaskan sumber AC 220V dan pengawatannya! Kembalikan
semula peralatan pada tempat semula .
7) Masukan data hasil percobaan pada table 2b.
8) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb!
Tabel 2b.
Posisi Sakelar
SPST
Tegangan Pada Keadaan Motor
Anoda-Katoda Motor
ON
OF
ON
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
3. Pengontrolan Permukaan Air Secara Otomatis
a. Alat dan Bahan
1) Trafo step down 220V/12V, 1A …………………………. 1 Buah
2) Dioda IN4001…………………………………………………4 Buah
3) Transistor BC 547……………………………………………..1 Buah
4) SCR SS3288……………………………………………….…..1 Buah
5) Relay 12V DC…………………………………………………..1 Buah
6) Motor kapasitor 125W/220V`…………………………….. 1 Buah
7) Fuse 2A…………………………………………………….……1 Buah
8) Tahanan 1KΩ……………………………………………………1 Buah
9) Kapasitor 470µF/25V……………………………………………1 Buah
10) Plat sebagai elektroda…………………………….………Secukupnya
11) Kabel penghubung…………………………………………Secukupnya
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.
2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan, pada saat membuat
rangkaian pengawatan.
4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja.!
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2) Buat rangkaian seperti gambar 3c.
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Gambar 3c. Pengontrolan Permukaan Air secara Otomatis
3) Yakinkan sakelar (S) pada posisi OFF dan tangki air dalam keadaan
kosong.!
4) Masukan sumber AC 220V, Gerakan sakelar (S) pada posisi ON.!
Apakah pada motor? Jelaskan! Dengan menggunakan AVO meter
pada skala 50V DC. Ukur tegangan pada:
a) Transistor 1.
b) Transistor 2.
c) SCR.
d) Relay.
5) Masukan air ke dalam tangki sampai permukaan air menyentuh
elektroda 1! Apakah motor berputar? Jelaskan! Ukur tegangan
pada:
a) Transistor 1.
b) Transistor 2.
c) SCR.
d) Relay.
6) Masukan kembali air ke dalam tangki sampai permukaan air
menyentuh elektroda 2! Jelaskan! Apakah motor berputar? Ukur
tegangan pada:
a) Transistor 1.
b) Transistor 2.
c) SCR.
d) Relay.
Water
S3
S2
S1
220V AC
Fuse2A
S
Relay 12 V
D1-D4
IN4001
1K
Q2BC547
Q1BC547
SCR
Trafo
220V/12V/1A
Motor
10uF/
25V
220V12V
+
470F
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
7) Masukan kembali air ke dalam tangki sampai permukaan air
menyentuh elektroda 3! Apakah yang terjadi pada motor? Jelaskan!
Ukur tegangan pada:
a) Transistor 1.
b) Transistor 2.
c) SCR.
d) Relay.
8) Kosongkan air di dalam tangki sampai permukaan air tidak
menyentuh elektroda 3! Apakah yang terjadi pada mtor? Jelaskan!
9) Lepaskan sumber AC dan pengawatan pada rangkaian, dan
kembalikan alat-alat pada tempat semula!
10) Dari data hasil pengukuran masukan pada table 3h.
11) Buat kesimpulan dari percobaan tsb!
Tabel 3c.
Keadaan Air
Teganga
n
Pd TR 1
Teganga
n
Pd TR 2
Teganga
n
Pd SCR
Teganga
n
Pd Relay
Keadaa
n
Motor
Kosong
Menyentuh elektroda 1
Menyentuh Elektroda 2
Menyentuh Elektroda 3
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
4. Pengaturan Putaran Motor AC menggunakan SCR
a. Alat dan Bahan
1) SCR, GE – C30B………………………………………………..1 Buah
2) Dioda, 3A…………………………………………………………4 Buah
3) Kapasitor 0,1μF………………………………………………..1 Buah
4) Tahanan 100KΩ/5W………………………………………….1 Buah
5) Tahanan 33KΩ/5W…………………………………………….1 Buah
6) Tahanan 9.1K………………………………………………..1 Buah
7) Tahanan 2.7 K……………………………………………….1 Buah
8) Potensiometer 250 KΩ/5W……………………………….. 1 Buah
9) Sakelar SPST, 250V/………………………………………….1 Buah
10) Motor universal 220V……………………………………….. 1 Buah
11) Ampere meter 0 – 5A …………………………………….. 1 Buah
12) Fuse, 2A ………………………………………………………..1 Buah
13) Kabel penghubung…………………………………………Secukupnya
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.
2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan, pada saat membuat
rangkaian pengawatan!
4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja!
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2) Buat gambar rangkaian percobaan seperti gambar 2d.
3) Yakinkan sakelar (s) pada posisi OFF dan tahanan potensiometer
pada tahanan maximum (posisi “B”)!
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Gambar 2d. pengaturan Putaran Motor AC menggunakan SCR
4) Masukkan sumber 220 AC dan gerakan sakelar (s) pada posisi ON!
Apakah yang terjadi pada motor? Ukur tegangan pada:
1) Anoda – Katoda (VDC)
2) Motor (VAC)
3) Gate – Katoda (VDC)
4) Arus beban
5) Atur potensiometer pada ½ maximum! Apakah yang terjadi pada
motor? Ukur tegangan pada:
a) Anoda – Katoda (VDC)
b) Motor ( VAC )
c) Gate – Katoda ( VDC )
d) Arus beban
6) Atur potensiometer pada tahanan minimum (posisi “A”)! Apakah
yang terjadi pada motor? Ukur tegangan pada:
a) Anoda – Katoda (VDC)
b) Motor (VAC)
c) Gate – Katoda (VDC)
d) Arus beban
7) Dari data hasil percobaan, masukan pada table 2d.
8) Lepaskan sumber 220V AC, kembalikan alat-alat pada tempat
semula.
9) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb.!
S
220V AC
B
A
Motor 1 Fasa Kapasi tor
0.1uF2.7K
33K250K
9.1K
100K
Triac- +
Run
StartC
A
SCR
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Tabel 2d.
Posisi
Potensiometer
Tegangan
Pd A - K
Tegangan
Pd Motor
Tegangan
Pd G - K
Arus
Beban
Keadaan
Motor
Minimum
½ Maximum
Maximum
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
KEGIATAN BELAJAR 3. Diac, Triac, Quadrac
a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran
Setelah mempelajari kegiatan belajar 3, peserta DikLat akan dapat:
1. Menjelaskan susunan fisis dan simbol Diac.
2. Mejelaskan fungsi dari Diac.
3. Menjelaskan susunan fisi dan symbol Triac.
4. Menjelaskan fungsi Triac.
5. Memahami cara memberi peyulutan pada Triac.
6. Mengidentifikasi komponen-komponen pada pengendali
beban menggunakan Diac dan Triac.
7. Menjelaskan cara kerja rangkaian pengedali menggunakan Diac dan Triac.
8. Menjelaskan apa yang dimaksud dengan Quadrac.
b. Uraian Materi
1. Diac
Kecuali SCR, masih banyak kompenen-kompenen elektronika yang
lainnya yang termasuk dalam keluarga Thyristor. Diantaranya yang paling
banyak digunakan adalah DIAC, TRIAC, dan QUADRAC. Komponen-
kompenen tersebut bekerja atas dasar prinsip kerja dioda 4 lapis dan SCR.
Susunan fisis DIAC merupakan dua buah dioda 4 lapis yang digabung
secara paralel terbalik.
DIAC adalah piranti elektronik yang termasuk jenis dari bi-directional
thyristor disebut juga sebagai trigger dioda.
Rangkaian ekuivalen dari DIAC dapat digambarkan seperti gambar 1a.
dan juga dapat dianggap sebagai susunan dua buah lacth seperti terlihat
pada gambar 1b.
A K
K A
T1
T2
T1
T2
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Gambar 1a. Gambar 1b.
DIAC tidak mempunyai polaritas atau dianggap sebagai homopolar atau
juga non-polar sehingga dalam penggunaannya sangat mudah.
Untuk mengetahui prinsip kerja DIAC maka kita anggap DIAC tersebut
diberi catu daya dengan polaritas seperti yang terlihat pada gambar 1.1a.
Bila tegangan yang diberikab pada DIAC menyamai atau melewati
tegangan Break Over-nya maka lacth sebelah kiri akan menutup dan arus
akan mengalir demikian jika sebaliknya, maka latch yang sebelah kanan
akan menutup. Untuk membuka kembali latch tersebut adalah dengan cara
mengurangi arus latch sehingga dibawah ini nilai holding currentnya (Ih).
Symbol Diac adalah seperti terlihat pada gambar 1.1c.
Gambar 1.1c. Symbol Diac
2. Triac
Susunan fisis TRIAC merupakan gabungan dari dua buah SCR yang
terpasang secara paralel terbalik. Rangkaian ekuivalen TRIAC
sebagaimana terlihat pada gambar 1.2a.
TRIAC dapat ditrigger dengan menberikan arus gate positif atau negatif.
TRIAC disimbolkan seperti terlihat pada gambar 1.2b.
T2
T1
G
T2
T1
T2
Gate
T1
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Gambar 1.2a. Rangkaian Ekuivalen TRIAC Gambar 1.2b. Simbol TRIAC
Efek arus gate pada tegangan Braek Over sebuah TRIAC adalah sama
seperti pada SCR.
Pada umumnya rangkaian pengontrol dengan TRIAC lebih ekonomis dan
menguntungkan untuk pengaturan daya arus bolak-balik. Dengan
mengatur arus gate, maka daya AC pada beban dapat diatur besar
kecilnya dan karena tegangan sumber AC tidak perlu disearahkan terlebih
dahulu, maka rangkainnya jauh lebih sederhana dibandingkan dengan
SCR.
3. QUADRAC
QUADRAC adalah gabungan antara TRIAC dan DIAC yang dibuat dalam
satu chip sehingga lebih efisien dalam penggunaannya. Simbolnya
digambarkan seperti terlihat pada gambar 3a. Sedangkan contoh dari
QUADRAC sepertterlihat pada gambar 3b. dimana QUADRAC mempunyai
tiga buah terminal yaitu Main terminal 1, Main Terminal 2 dan Gate.
c. Rangkuman
DIAC merupakan piranti elektronik yang susunan fisisnya merupakan dioda
empat lapis yang tersambung secara paralel terbalik. DIAC tergolong pada
komponen bi-directional yang dapat mengalirkan dari dua arah yang berfungsi
sebagai trigger(penyulut) pada TRIAC.
TRIAC merupakan keluarga thyristor, yang berfungsi sebagai alat pengendali
(pengontrol) yang mengalirkan arus dari dua arah, untuk itu TRIAC banyak
digunakan untuk mengontrol tegangan arus bolak-balik. Beban yang
dikontrol menggunakan TRIAC dapat diatur dayanya dengan cara mengatur
arus gatenya.
Gabungan dari Triac dengan Diac yang sudah kemas dalam satu chip disebut
QUADRAC.
d. Tugas
1. Berikan 3 buah contoh DIAC lengkap dengan spesifikasinya?
2. Berikan 2 buah contoh TRIAC lengkap dengan spesifikasinya?
3. Berikan 2 buah contoh QUADRAC lengkap dengan spesifikasinya?
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
e. Tes Formatif
1. Gambarkan susunan fisis dan symbol TRIAC?
2. Apakah fungsi Triac?
3. Jelaskan,Bagaimana cara mengatur daya pada beban yang dikontrol
dengan TRIAC?
4. Apakah fungsi dari DIAC?
5. Apakah yang dimaksud dengan komponen bi-directional?
6. Apakah perbedaan antara TRIAC dengan SCR, jika digunakan untuk
mengontrol tegangan A
7. Apakah keuntungan beban yang kontrol menggunakan TRIAC jika
dibandingkan dengan SCR?
8. Apakah yang disebut dengan QUADRAC?
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
f. Lembar Kerja
1. Pengontrolan Putaran Motor Menggunakan Triac Dengan Sensor
Cahaya
a. Alat dan bahan
1) Triac Pic 123……………………………………………………1 Buah
2) Potensiometer 50Ω/5W…………………………………… 1 Buah
3) Transformator 220V/6V, 1A……………………………… 1 Buah
4) Motor 1 Fasa, 125W, 220V AC…………………………… 1 Buah
5) Sakelar SPST 250V,2A……………………………………… 1 Buah
6) LDR 10KΩ…………………………………………………………1 Buah
7) Lampu 12V/2W…………………………………………………1 Buah
8) Kabel penghubung…………………………………………Secukupnya
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.
2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan, pada saat membuat
rangkaian pengawatan.
4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja!
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 3a.
Gambar 3a. Pengaturan Putaran Motor Menggunakan Triac Dengan
Sensor Cahaya.
S
220V AC
220V
LDR
Motor 1 Fasa KapasitorStart
Run
12V100K
A
B
C
P S
Triac33K
33K
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
3) Yakinkan sakelar SPST pada posisi OFF, Masukan sumber AC
220V dan atur potensiometer sampai motor tidak berputar! Dengan
menggunakan AVO meter, ukur tegangan:
a) T1 – T2.
b) Motor.
4) Tutup permukaan LDR. Apakah yang terjadi pada motor! Ukur
tegangan pada:
a) T1 – T2.
b) Motor.
5) Gerakan sakelar SPST pada posisi ON! Sinari permukaan LDR
dengan lampu! Apakah yang terjadi pada motor.! Ukur tegangan
pada:
a) T1 – T2.
b) Motor.
6) Dengan cara mendekatkan dan menjauhkan cahaya lampu pada
permukaan LDR, Apakah yang terjadi pada putaran motor?
7) Lepaskan sumber AC 220V dan pengawatan pada rangkaian!
8) Kembalikan peralatan pada tempat semula!
9) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb!
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
2. Pengontrolan Dua Buah Motor Secara Berganian (Interlocking)
a. Alat dan bahan
1) Triac Q4004L3 ............................................. 1 Buah
2) Potensiometer 250KΩ/5W ............................. 1 Buah
3) Transistor 2N235 ......................................... 1 Buah
4) Transistor 2N204 ......................................... 1 Buah
5) Kapasitor 500μF/250V .................................. 1 Buah
6) SCR S4003LS3 ............................................ 1 Buah
7) Dioda IN15401 ............................................ 1 Buah
8) Tahanan 4.7KΩ/5W ...................................... 1 Buah
9) Tahanan 3.3KΩ/5W ...................................... 1 Buah
10) Tahanan 68KΩ/5W ....................................... 1 Buah
11) Tahanan 47KΩ/5W ....................................... 1 Buah
12) Motor Universal220V .................................... 1 Buah
13) Motor Shaded Pole 220V ............................... 1 Buah
14) Fuse 2A ...................................................... 1 Buah
15) Sakelar SPST 250V/2A .................................. 1 Buah
16) Kabel penghubung ....................................... Secukupnya
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.
2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan, pada saat membuat
rangkaian pengawatan.
4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja!
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 3b!
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Gambar 3b. Pengontrolan dua buah motor secara bergantian
3) Yakinkan sakelar SPST pada posisi OFF dan atur potensiomete
pada posisi di tengah – tengah!
4) Masukan sumber AC 220V! Apakah yang terjadi pada motor
universal dan motor shaded pole! Ukur tegangan pada:
a) Triac (VAC).
b) SCR (VAC).
c) Motor universal (VAC).
d) Motor shaded pole. (VAC)
5) Atur potensiometer pada posisi “A”! Motor manakah yang
berputar! Ukur tegangan pada:
a) Triac (VAC).
b) SCR (VDC).
c) Motor universal (VDC).
d) Motor shaded pole. (VAC).
6) Atur potensiometer pada posisi “B”! Motor manakah yang
berputar! Ukur tegangan pada:
a) Triac (VAC).
b) SCR (VAC).
c) Motor universal (VAC).
d) Motor shaded pole (VAC).
7) Dengan mengatur potensiometer, Apakah kedua motor dapat
bekerja secara bersamaan? Apakah nama sistim pengontrolan
tsb?
8) Lepaskan sumber AC 220V dan pengawatan pada rangkaian!
2A
D1
Motor
Shaded Pole
TriacTR2TR1SCR220V
AC Motor
Universal
68K
C
47K
250K
3.3K4.7K
S
A B
100K
-
Fuse
S1
+
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
9) Kembalikan alat – alat pada tempat semula!
10) Dari data hasil percobaan masukan pada table 3b.
11) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb!
Tabel 3b.
Posisi
Potensiometer
Tegangan
Pada
SCR
Tegangan
Pada
Triac
Tegangan
pada Motor
Universal
Tegangan pada
Motor Shade
Pole
Keadaan
Motor
Di tengah – te
ngah
A
B
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
3. Pengereman Dinamik dan Pengontrolan Putaran Pada Motor
Shaded Pole
a. Alat dan Bahan
1) Transformator 1 phasa 220V/12V, 1A .............. 1 Buah
2) Dioda IN5401 ................................................ 4 Buah
3) Sakelar DPDT 250V/3A ................................... 1 Buah
4) Relay 12V DC ................................................. 1 Buah
5) Triac PIC123 .................................................. 1 Buah
6) Diac GE – X13 ................................................ 1 Buah
7) Kapasior 500μF/50V ....................................... 1 Buah
8) Kapasitor 0.1μF .............................................. 1 Buah
9) Potensiometer 20KΩ/5W ................................. 1 Buah
10) Tahanan 10 KΩ .............................................. 1 Buah
11) Tahanan 270 Ω/1W ........................................ 1 Buah
12) Tahanan 220Ω/W ........................................... 1 Buah
13) Diada IN5501 ................................................. 1 Buah
14) Motor Shaded Pole 220V ................................. 1 Buah
15) Kabel Penghubung .......................................... Secukupnya
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.
2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan, pada saat membuat
rangkaian pengawatan.
4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja!
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 3c.
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Gambar 3c. Pengereman Dinamik Dan Pengaturan Putaran Motor Shaded
Pole.
3) Yakinkan sakelar DPDT pada posisi OFF dan potensiometer
pada posisi “B”! Masukan sumber 220V AC. Apakah yang terjadi
pada motor? Ukur tegangan pada:
a) Triac.
b) Motor.
c) Relay.
4) Gerakan sakelar DPDT pada posisi “B”! Apakah yangterjadi
pada motor? Ukur tegangan pada:
a) Triac.
b) Motor.
c) Relay.
5) Atur potensiomeer pada posisi ½ maximum! Apakah yang terjadi
pada motor? Ukur tegangan pada:
a) Triac.
b) Motor.
c) Relay.
6) Atur potensiometer pada posisi “A”! Apakah yang terjadi pada
motor? Ukur tegangan pada:
a) Triac.
b) Motor.
12V
220V AC
33K
2.7K
33K20K
220 220
0.1uF
500uF/50V
220V 12V +-P S
Motor Shaded Pole
Run
OFFBrake
A
B
Triac
Diac
+
CR
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
c) Relay
7) Pada saat sakelar DPDT posisi “B”, pada putaran motor cepat.
Gerakan sakelar DPDT pada posisi OFF! Catat waktu yang
diperlukan sampai putaran motor berhenti?
8) Pada saat sakelar DPDT posisi “B” dan putaran motor cepat.
Gerakan sakelar DPDT pada posisi “A” Catat waktu yang
diperlukan sampai putaran motor berhenti! Apakah putaran
motor berhenti lebih cepat. Jelaskan!
9) Gerakan sakelar DPDT pada posisi OFF, lepaskan sumber 220V
AC dan pengawatan pada rangkaian!
10) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb!
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
4. Pengontrolan Phase Gelombang Penuh Pada Motor Induksi.
a. Alat dan Bahan
1) Dioda 1N5060 ................................................ 5 Buah.
2) Triac Q4004L4 ................................................ 1 Buah.
3) SCR C106D .................................................... 1 Buah.
4) UJT 2N2646 ................................................... 1 Buah.
5) Zener Dioda Z4X16 ......................................... 1 Buah.
6) Potensiometer 100K/1W .................................. 1 Buah.
7) Kapasitor 0,1μF .............................................. 2 Buah.
8) Tahanan 15K/5W ............................................ 2 Buah.
9) Tahanan 470Ω ................................................ 1 Buah.
10) Tahanan 47Ω ................................................. 1 Buah.
11) Tahanan 10Ω ................................................. 1 Buah.
12) Tahanan 22Ω ................................................. 1 Buah.
13) Tahanan 100Ω ................................................ 1 Buah.
b. Keselamatan Kerja
1) Pergunakan peralatan dan komponen lain dengan baik.
2) Periksalah peralatan dan komponen sebelum digunakan!
3) Matikan terlebih dahulu sumber tegangan, pada saat membuat
rangkaian pengawatan.
4) Lakukan pekerjaan sesuai langkah kerja!
c. Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2) Buat rangkaian percobaan seperti gambar 3d.
Gambar 3d. Pengontrolan phase Gelombang Penuh pada Motor induksi.
100K
24x16 D6
D5
0.14F
100
2210
0.14F47
470
D1
D4D3
D2
B
A
15K
IN5060
15K
Triac
SCR
UJT
220V AC
Motor Induksi
S
S1
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
3) Yakinkan sakelar (S) pada posisi OFF dan tahanan
potensiometer pada tahanan maximum (posisi “B”)!
4) Masukan sumber AC dan gerakan sakelar (S) pada posisi ON!
Apakah yang terjadi pada motor? Dengan menggunakan AVO
meter pada skala 120V DC. Ukur tegangan pada:
a) Gate - Katoda
b) SCR ( Anoda – Katoda ).
c) Triac ( T1 – T2 ).
d) Motor.
5) Dengan menggunakan oscilooscope. Ukur bentuk gelombang
pada
a) Gate – Katoda.
b) Anoda – Katoda.
c) T1 – T2.
d) Motor.
6) Atur potensiometer pada posisi ½ maximum.! Ukur tegangan
pada
a) Gate – Katoda.
b) Anoda – Katoda.
c) T1 – T2.
d) Motor.
7) Dengan menggunakan oscilooscope. Ukur bentuk gelombang
pada
a) Gate – Katoda.
b) Anoda – Katoda.
c) T1 – T2.
d) Motor.
8) Atur potensiometer pada tahanan minimum (posisi “A”)! Ukur
tegangan pada:
a) Gate – Katoda.
b) Anoda – Katoda.
c) T1 – T2.
d) Motor.
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
9) Dengan menggunakan oscilooscope. Ukur bentuk gelombang
pada
a) Gate – Katoda.
b) Anoda – Katoda.
c) T1 – T2.
d) Motor.
10) Gerakan sakelar (S) pada posisi OFF dan lepaskan sumber
tegangan AC 220V. Lepaskan pengawatan pada rangkaian.
11) Buat kesimpulan dari hasil percobaan tsb!
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
KUNCI JAWABAN
TES FORMATIF
A. Kegiatan Belajar 1
1. Cara memberi penyulutan pada transistor PNP adalah:
a. Emiter harus mendapatkan polarias positif.
b. Basis harus mendapatkan polaritas negatif.
c. Kolektor harus mendapatkan polaritas lebih negatif
2. Transistor tidak akan mengalirkan arus dari emitter ke kolektor
3. Gambar dua buah transistor yang bekerja sebagai latching
Cara kerja dua buah transistor yang bekerja Sebagai laching adalah:
Jika transistor 2 diberi trigger positif, berarti emiter transistor2 mendapatkan
forward bias dan transistor2 mulai bekerja karena transistor 2 terhubung
langsung dengan kolektor transistor 2 dengan basis transistor1 maka transist
juga Akan bekerja yang akan memberikan penguatan pada transistor 2
4. Yang membedakan dari kedua jenis transistor, yaitu susunan bahannya,
sehingga cara memberikan penyulutan pada kedua transistor tsb menjadi
berbeda.
5. Daya beban dapat diatur dari nol sampai maximal.
B. Kegiatan Belajar 2
1. SCR singkatan dari Silicon Controlled Rectifier.
2. SCR terbuat dari bahan silicon.
3. Simbol SCR
TR2
TR1
+ Ucc
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
4. Dua fungsi SCR adalah:
a. Sebagai switch/pengontrol.
b. Sebagai penyearah/rectifier.
5. Jika SCR digunakan untuk mengontrol tegangan DC, SCR akan terus konduk
dengan sekali trigger.
6. Holding current adalah arus genggam atau arus yang harus dipertahankan
supaya SCR terus bekerja.
7. Cara memberikan penyulutan pada SCR yaitu:
a. Anoda harus mendapatkan polaritas positif.
b. Katoda harus mendapatkan polaritas negatif.
c. Gate harus mendapatkan polaritas positif.
8. Tegangan DC merupakan tegangan yang tidak berubah-ubah dan besar
tegangan tsb selalu sama di atas daerah holding current, dengan demikian ma
ka, SCR dengan sekali trigger akan terus kunduk/bekerja.
9. Simbol UJT
10. Gambar rangkaian pengaturan cahaya lampu
A
KG
P1B2
B1
UJT
C1
Z1
R3
R2
R1
SCRDC FULL WAVE
+
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
C. Kegiatan Belajar 3
1. Susunan fisis dan symbol Triac.
2. Fungsi TRIAC adalah sebagai pengontrol (pengendali).
3. Beban dipasang seri dengan terminal (TI) atau terminal (T2). Daya pada beban
dapat dikontrol dengan mengatur arus yang masuk gatenya.
4. DIAC merupakan piranti elektronik yang tidak mempunyai polaritas dan
berfungsi sebagai penyulut pada gate TRIAC.
5. Bi-directional artinya komponen yang dapat melalukan arus dari dua arah.
6. SCR merupakan komponen elektronik yang dapat melalukan arus hanya
satu arah saja, hampir sama dengan sebuah dioda. Jika beban dikontrol oleh
SCR, maka tegangan yang jatuh pada beban merupakan tegangan DC
setengah gelombang. Sedangkan jika beban dikontrol menggunakan TRIAC,
tegangan yang jatuh pada beban masih merupakan tegangan
arus bolak-balik.
7. Beban yang dikontrol menggunakan Triac dayanya hampir tidak mengalami
perubahan sedangkan jika menggunakan Scr daya pada beban akan
berkurang.
8. QUADRAC merupakan gabungan dari DIAC dan TRIAC yang sudah dikemas
dalam satu chip.
G
T2
T1
T2
Gate
T1
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
BAB. III
EVALUASI
A. TES TERTULIS
Jawablah pertanyaan berikut ini dengan singkat dan jelas!
1. Tuliskan dua fungsi transistor?
2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan switch statis?
3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan keadaan cut off pada transisor?
4. Jelaskan apa yang disebut dengan laching?
5. Tuliskan persamaan tegangan kondisi saturasi pada transistor?
6. Tuliskan 3 komponen yang tergolong pada keluarga thyristor?
7. Jelaskan kenapa SCR jika digunakan untuk mengontrol tegangan DC dengan
sekali triger, SCR akan terus konduk?
8. Jelaskan bagaimana bekerjanya SCR yang dipicu menggunakan UJT?
9. Buat gambar rangkaian pengaturan cahaya lampu mengunakan SCR?
10. Apakah keuntungan pengontrolan beban menggunakan Triac dibandingkan
dengan SCR?
B. TES PRAKTEK
Buat rangkaian pengontrolan motor induksi 3 fasa, 2HP, 220V/380V;∆/Y, yang
dikontrol menggunakan TRIAC, disulut oleh SCR dan UJT mengunakann sensor
cahaya dengan urutan kerja sbb:
1. Jika LDR disinari maka motor 3 induksi 3 fasa akan bekerja.
2. Jika permukaan LDR ditutup maka motor induksi 3 fasa akan mati.
3. Dalam keadaan stand by, hanya lampu hijau yang menyala.
4. Dalam keadaan beroperasi, hanya lampu merah yang menyala
5. Jika terjadi over load, hanya lampu kuning yang menyala.
Rangkaian pengontrolan ini dilengkapi dengan dua pengaman, yaitu Sikering
(MCB) dan over load. Tentukan besarnya sikering dan over load sehingga motor
akan aman jika terjadi gangguan.
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
KUNCI JAWABAN
Tes Tertulis
1. Dua fungsi transistor adalah:
a. Merupakan alat yang berfungsi sebagai penguat.
b. Merupakan alat/komponen yang berfungsi sebagai pengontrol (switch statis).
2. Switch statis adalah dimana switch tsb pada saat ON maupun OFF tidak ada
bagian yang bergerak dari alat tsb.
3. Yang dimaksud dengan kondisi cut off pada transistor adalah dimana tran sistor
tsb tidak dalam mengalirkan arus dari emiter ke kolektor atau jikadiumpamakan
sakelar dimana sakelar tsb dalam keadaan membuka (off).
4. Yang dimaksud dengan Laching disebut juga kancing, adalah dua buah transistor
yang dihubungkan sedemikian rupa yang jika salah satu transistor tsb diberi
penyulutan maka akan terjadi aliran arus dari kedua transistor tsb.
5. Persamaan tegangan pada trasistor dalam keadaan saturasi adalah :
IC . RL = UCC, dari persamaan UCC = IC . RL + UCE
UCE = UCC – IC . RL
Karena :
IC . RL = UCC, maka UCC – IC . RL = 0
Dan UCE = 0.
6. Komponen-komponen Yang termasuk keluarga Thyristor adalah :
a. SCR.
b. Triac.
c. Quadrac.
7. Tegangan DC adalah tegangan yang setiap saat harganya sama (DC murni), jika
SCR di gunakan untuk mengontrol tegangan DC maka arus genggam (holding
Current) harganya akan selalu di bawah harga arus/tegangan DC tsb (tegangan
DC tidak mengalami harga nol). Untuk itu jika SCR digunakan untuk mengontrol
tegangan DC dengan sekali triger maka SCR akan terus konduk.
8. Jika SCR dipicu menggunakan UJT, tegangan/arus yang dikeluarkan oleh UJT
kemudian masuk pada gate SCR. Bentuk tegangan/arus yang masuk tsb berupa
gigi gergaji sehingga sudut kerja SCR akan lebih kecil, dengan demikian maka
daya pada beban akan lebih besar.
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
9. Rangkaian pengaturan cahaya lampu menggunakan SCR.
10. Keuntungan pengontrolan beban menggunakan TRIAC dibandingkan SCR
adalah tegangan/arus yang jatuh pada beban akan tetap berupa arus bolak-balik
sedangkan jika menggunakan SCR maka tegangan yang jatuh pada beban akan
menjadi DC ½ gelombang.
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
Lembar Penilaian Tes Praktek
Nama Peserta :
No. Induk :
Program Keahlian :
Nama Jenis Pekerjaan :
PEDOMAN PENILAIAN
No. Aspek Penilaian Skor
Maks.
Skor
Perolehan Keterangan
1 2 3 4 5
I Perencanaan
1.1. Persiapan alat dan bahan
1.2. Membaca gambar rangkaian
5
5
Sub total 10
II Proses ( Sistematika & Cara Kerja )
2.1. Penempatan komponen /Alat
2.2. Pengawatan rangkaian kontrol.
2.3. Pengawatan rangkaian tenaga.
2.4. Penggunaan alat ukur.
5
10
10
5
Sub total 30
111 Hasil Kerja.
3.1. Rangkaian pengendali.
3.2. Rangkaian tenaga.
3.3. Kerapihan & tata letak komponen.
3.4. Hasil pengukuran.
15
15
5
5
Sub total 40
1V Sikap Kerja.
4.1. Penggunaan alat.
4.2. Keselatan kerja.
5
5
10
VI Laporan
6.1. Sistimatika penyusunan laporan
6.2. Kelengkapan bukti fisik
4
6
Sub total 10
Total 100
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
KRITERIA PENILAIAN
No. Aspek Penilaian Kriteria Penilaian Skor
I Perencanaan
1.1. Persiapan alat dan bahan
1.2. Membaca gambar rangkaian.
Alat dan bahan disiapkan sesuai
kebutuhan
Alat dan bahan disiapkan tidak
sesuai kebutuhan.
Menjelaskan cara kerja rangkai
an dengan benar.
Tidak dapat menjelaskan cara
kerja rangkaian dengan benar
5
1
5
1
II Proses (Sistematika & Cara kerja
)
2.1. Penempatan komponen.
2.2. Pengawatan rangkaian
pengontrol.
2.3. Pengawatan rangkaian tenaga
2.4. Penggunaan alat ukur.
Komponen ditempatkan pada
tempat yang benar.
Komponen ditempatkan pada
tempat yang salah.
Pengawatan rangkaian kontrol
dibuat dengan benar.
Pengawatan rangkaian kontrol
salah.
Pengawatan rangkaian tenaga
dibuat dengan benar.
Pengawatan rangkaian tenaga
dibuat salah.
Alat ukur digunakan dengan
benar.
Alat ukur digunakan dengan cara
yang salah.
5
1
10
2
10
2
5
1
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
III Hasil Kerja.
3.1. Rangkaian pengontrol
3.2. Rangkaian tenaga.
3.3. Kerapihan & tata letak
komponen
3.4. Hasil pengukuran.
Cara kerja rangkaian kontrol
benar.
Cara kerja rangkaian kontrol
salah.
Cara kerja rangkaian tenaga
benar.
Cara kerja rangkaian tenaga
salah
Komponen ditata dengan rapih.
Komponen ditata tidak rapih.
Hasil pengukuran benar.
Hasil pengukuran sa
15
3
15
3
5
1
5
1
V Sikap/Etos Kerja
5.1. Tanggung jawab
5.2. Ketelitian
5.3. Inisiatif
5.4. Kemandirian
Membereskan kembali alat dan
bahan yang dipergunakan
Tidak membereskan alat dan
bahan yang dipergunakan
Tidak banyak melakukan
kesalahan kerja
Banyak melakukan kesalahan
kerja
Memiliki inisiatif bekerja
Kurang/tidak memiliki inisiatif
kerja
Bekerja tanpa banyak diperintah
Bekerja dengan banyak
diperintah
2
1
3
1
3
1
2
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
1
VI Laporan
6.1. Sistimatika penyusunan
laporan
6.2. Kelengkapan bukti fisik
Laporan disusun sesuai
sistimatika yang telah ditentukan
Laporan disusun tanpa
sistimatika
Melampirkan bukti fisik hasil
penyusunan
Tidak melampirkan bukti fisik
4
1
6
2
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
BAB. IV PENUTUP
Setelah menyelesaikan modul ini, maka Anda berhak untuk mengikuti tes praktik
untuk menguji kompetensi yang telah dipelajari. Dan apabila Anda dinyatakan
memenuhi syarat kelulusan dari hasil evalusi dalam modul ini, maka Anda berhak
untuk melanjutkan ke topik/modul berikutnya.
Mintalah pada pengajar/instruktur untuk melakukan uji kompetensi dengan sistem
penilaiannya dilakukan langsung dari pihak dunia industri atau asosiasi profesi yang
berkompeten apabila Anda telah menyelesaikan suatu kompetensi tertentu. Atau
apabila Anda telah menyelesaikan seluruh evaluasi dari setiap modul, maka hasil
yang berupa nilai dari instruktur atau berupa porto folio dapat dijadikan sebagai
bahan verifikasi bagi pihak industri atau asosiasi profesi.
Kemudian selanjutnya hasil tersebut dapat dijadikan sebagai penentu standard
pemenuhan kompetensi tertentu dan bila memenuhi syarat Anda berhak
mendapatkan sertifikat kompetensi yang dikeluarkan oleh dunia industri atau
asosiasi profesi.
Sistem Pengendali Elka/ EI/ Arif Rustianto, S.Pd.T
DAFTAR PUSTAKA
1. B.K SIXSMITH, J.E, FUNDAMENTALS OF ELECTRICAL CONTROL.
2. FARDO AND PATRICK, ELECTRICAL POWER SYSTEMS.
3. MC INTYRE, ELECTRICAL MOTOR CONTROL FUNDAMENTAL THIRD
EDITION.
4. MORRIS TISCHLER, BS, MA, INSTRUCTION MANUAL FOR INDUSTRIAL
MOTOR CONTROL ELEKTRONIC AIDS, INC.
5. ROBERT ROSENBERG, ELECTRICAL MOTOR REPAIR, SECOND EDITION.
6. ELMER S. McKEE. PH.D. INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMS.
7. D. R. Grafhan dan J. C. Hey. SCR MANUAL FIFTH EDITION.
8. TECH/ ECA ASIA–PACIFIC EDITION, UP– TO – DATE WORRDS,
TRANSISTOR– DIODA, THYRISTOR & IC’S