UNIT I UJT-SCR PHASE CONTROL Bab I. Tujuan Percobaan 1. Mengetahui karakteristik UJT-SCR phase control. 2. Memahami bentuk gelombang tegangan pada keluaran tegangan penyulut. 3. Dapat menyimpulkan hasil percobaan. Bab II. Alat dan Bahan 1. Penyedia daya unit KL-51001. 2. Isolation transformer KL-58002. 3. Modul KL-53005. 4. Osiloskope. Bab III. Dasar Teori Setiap alat semi konduktor dengan hambatan negative karakteristik dapat digunakan sebagai suatu alat yang mencetuskan hambatan. Gambar di atas menunjukkan beberapa 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
UNIT I
UJT-SCR PHASE CONTROL
Bab I. Tujuan Percobaan
1. Mengetahui karakteristik UJT-SCR phase control.
2. Memahami bentuk gelombang tegangan pada keluaran tegangan penyulut.
3. Dapat menyimpulkan hasil percobaan.
Bab II. Alat dan Bahan
1. Penyedia daya unit KL-51001.
2. Isolation transformer KL-58002.
3. Modul KL-53005.
4. Osiloskope.
Bab III. Dasar Teori
Setiap alat semi konduktor dengan hambatan negative karakteristik dapat digunakan
sebagai suatu alat yang mencetuskan hambatan. Gambar di atas menunjukkan
beberapa aplikasi dasar alat yang mencetuskan hambatan sering digunakan untuk SCR
atau TRIAC.
Pergeseran fase sirkit yang hampri bias dipastikan untuk menghadapi di dalam
kendali tahap menjadi UJT relaksasi osilator. Gambar di bawah menunjukkan UJT
relaksasi sirkuit getaran mengingatkan bahwa frekuensi goyangan ditentukan oleh
nilai-nilai pemilihan waktu unsur RT dan CT atau f = 1/RTCT. Voltase bentuk
gelombang di emitter VE adalah suatu sawtooth gelombang dan pada satu dasar VB1
adalah suatu nilai positif dari pulsa train yang ditunjukkan pada gambar (b) di bawah.
1
Pulsa train dihubungkan pada gerbang SCR untuk mengendalikan keluaran kepada
beban. Untuk operasi yang lebih baik, kita perlu melakukan catatan sebagai berikut:
1. Waktu constant RTCT menetukan sudut SCR. Terapan waktu RTCT sebanding dengan
sudut SCR dan berbanding terbalik dengan beban.
2. Arus IBB yang kecil mengalir melalui R1 akan menghasilkan suatu penurunan voltase
IBB x R1 ketika UJT pada keadaan off state.
3. Untuk menghindari mencetuskan SCR selama UJT dalam keadaan mati. Nilai R1
harus dibatasi pada suatu cakupan yang sesuai.
4. R2 adalah nilai untuk ganti rugi temperature.
Nilai maksimum R1 gerbang dapat menentukan nilai gerbang minimum yang
mencetuskan nilai voltase SCR dan IBB. Pada gambar (a) di atas hubungan persamaan
matematikanya adalah:
R1 (max) = VGK
(min)/IBB
Di dalam praktek, R1 dan R2 yang bernilai tetap 100 ohm.
rBB>>R1+R2:IBB-VBB/rBB
R1(mac)"VGK
2
(min) (rBB)/VBB
Gambar (a) di atas menunjukkan suatu UJT-SCR half-wave tahap pengendalian sirkit.
Resistor RD dan dioda zener D1 mengatur arus bolak-balik untuk memelihara suatu
perbaikan potensi VZ untuk UJT relaksasi osilator. Bentuk grlombang di dalam sirkit
ditunjukkan pada gambar (b) di atas. Ringkasan operasinya adalah sebagai berikut:
1. Dioda zener D1 mengeluarkan perbaikan arus dc untuk UJT relaksasi osilator dan
melindungi UJT.
2. Emiter voltase adalah suatu gelombang sawtooth dan voltase pada B1 adalah suatu
pulsa trains, lihat gambar (b) di atas.
3. Bandingkan bentuk gelombang VE, VB1, dan VLOAD, kita lihat varisai dari RT, varisai
dari perioda relaxation oscillator, sehingga sudut fase dari triggering akan bervarisai.
4. Ketika SCR dicetuskan ke kondisi separuh siklus positif, voltase penyedia daya untuk
sirkit UJT akan diturunkan menjadi potensial yang sangat kecil. Karena pulsa
pencetus tidak terjadi di dalam porsi sisa separuh siklus.
3
5. Ketika SCR dalam keadaan off, arus pada dioda zener masih mengalir sepanjang
beban dan RD, arus zener dikecilkan dengan menambahkan nilai RD, dapat dituliskan:
RD>>RLOAD.
Rangkaian Tahap Pengaturan AC
Gambar di atas menunjukkan tahapan sirkit control UJT-SCR yang digunakan di
dalam eksperimen ini. Jembatan penyearah, D1 ke D4 menyediakan sutu pulsa DC
4
membentuk 18V tegangan AC. Dioda zener (ZD1) mengapit pulsa DC pada 12V
untuk osilator relaksasi. Resistor R1 melidungi zener dari over current yang merusak.
Ketika tidak ada gerbang pencetus pada gerbang SCR, SCR akan dalam kondisi off
state sehingga lampu mati. Jika UJT relaksasi osilator beroperasi, pulsa yang ada akan
memicu SCR ke kondisi pada kondisi masing-masing positif separuh siklus, begitu
arus mengalir sepanjang lampu. Beban daya dikendalikan oleh sudut SCR. Singkatnya
beban daya berbanding terbalik dengan perioda dalam memicu pulsa.
Bab IV. Langkah Percobaan
1. Amatilah bentuk tegangan pada keluaran tegangan penyulut, titik E (Osilator
Relaksasi) titik keluaran UJT sebagai pulsa penyulutan dan tegangan keluaran SCR.
Ulangi langkah tersebut untuk beberapa penyulutan berbeda.
2. Catat perubahan tegangan pada beberapa penyulutan: 180, 135, 90, 45, 0.
5
Bab V. Data Percobaan
A. Bentuk tegangan pada tegangan penyulut, titik E (Osilator Relaksasi) titik keluaran
UJT sebagai pulsa penyulutan dan tegangan keluaran SCR.
B. Bentuk perubahan tegangan pada beberapa sudut penyulutan
NoSudut penyulutan
derajat (0)
Tegangan Keluaran
Volt (DC)Ketrangan
1 180 0 Lampu Mati
2 135 11 Sangat redup
3 90 29 Lampu redup
4 45 80 LampuTerang
5 0 0 Lampu Mati
6
Bab VI. Analasisa Data
Besar perubahan tegangan berbanding terbalik dengan besar sudut penyulutan.
Semakin kecil sudut penyulutan maka semakin besar tegangan keluaran. Hal ini akan
mempengaruhi redup terang cahaya lampu. Semakin besar tegangan keluaran maka
semakin terang cahaya lampu dan tegangan keluaran dari rangkain ini adalah DC
karena menggunakan penyulutan SCR.
Bab VII. Kesimpulan
Setiap bahan semikonduktor dengan hambatan negative karakteristik dapat digunakan
sebagai suatu alat yang mencetuskan hambatan. Beberapa aplikasi dasar alat yang
mencetuskan hambatan sering digunakan untuk SCR atau TRIAC.
7
UNIT II
KARAKTERISTIK DIAC dan TRIAC
Bab I. Tujuan Percobaan
1. Dapat mengetahui karakteristik DIAC dan TRIAC.
2. Dapaat memahami betuk tegangan pada penyulutan TRIAC.
3. Dapat menyimpulkan hasil percobaan.
Bab II. Alat dan Bahan
1. Penyedia daya unit KL-51001.
2. Isolasi Trafo KL-58002.
3. Modul KL-53006.
4. Osciloscope.
Bab III. Dasar Teori
A. TRIAC Sakelar Sirkuit Stasis
TRIAC sangat cocok untuk penggunaan sakelar arus AC. Sakelar kendali
digunakan untuk menyediakan tegangan pemicu kepada gerbang TRIAC.
Ketika tombol diatur pada posisi 1, arus gebang mengalir melalui R untuk
memicu TRIAC agar bekerja. Selama TRIAC bekerja, arus gerbang dihalangi
dengan sakelar tombol untuk memposisikan ke posisi 2 TRIAC akan tinggal
pada posisinya sampai akhir separuh siklus sumber arus AC.
8
RC penekanan jaringan dapat juga disebut penghubung sirkit sumber paralel
dengan MT2-MT1 dan digunkan untuk mencegah kerusakan terhadap dv/dt
yang berlebihan pada induktif.
Sirkit pada gambar di atas adalah suatu sirkit sakelar hipotesis untuk
menunjukkan bahwa isyarat gerbang yang sesuai harus berlaku untuk gerbang
terminal pada MT2. Acuan untuk sirkit ada pada gambar di bawah.
1. Pada setengah gelombang positif dari arus AC, isyarat pemicu ke terminal B
harus positif untuk mengaktifkan TRIAC.
2. Pada setengah gelombang negative dari arus bolak-balik, isyarat pemicu ke
terminal B harus negatif untuk mengaktifkan TRIAC.
9
Pada gambar di bawah menunjukkan sirkit gerbang TRIAC yang didasari oleh
dua dioda dan sebuah variable resistor. D1 dan D2 digunakan untuk
mengendalikan polaritas tegangan pada gerbang positif dan negatif untuk
diterapkan pada tegangan AC yang berturut-turut. Resistor digunakan untuk
mengendalikan gerbang arus dan gerbang TRIAC dan karenanya firing dan
kondisi sudut dapat dikendalikan.
1. Selama setengah gelombang positif diterapkan, arus positif melalui D1 dan
R1 untuk mengaktifkan gerbang TRIAC.
2. Selama setengah gelombang negative diterapkan, arus negative melalui D1
dan R1 untuk mengaktifkan gerbang TRIAC.
3. Besarnya R1 menentukan jumlah dari sudut firing 0F dan sudut kondisi 0C
dari TRIAC, lihat bentuk gelombang arus beban.
4. Ketika R1 diputar kearah ke kanan, 0F berubah lebih besar dan 0C lebih
kecil.
5. Ketika R1 diputar kearah ke kiri, 0F menjadi lebih kecil dan 0C menjadi
lebih besar.
B. Tahap Dasar Pengendalian Sirkit DIAC-TRIAC
Gambar di bawah menunjukkan DIAC-TRIAC tahap dasar pengendalian sirkit
, tahap pengendalian sirkit digunakan untuk mengendalikan sudut firring pada
TRIAC.
10
Pada gambar di bawah menujukkan bentuk gelombang tegangan di dalam
sirkit. Gambar di atas, tegangan VC tertinggal dibelakang tegangan masukan.
Ketika VC mencapai tegangan puncak dari DIAC (+VP atau –VP), DIAC dan
TRIAC dipasang. Arus AC dikirimkan pada beban yang pada area yang
diarsir.
Ringkasan operasi dari sirtkit gambar di atas sebagai berikut:
1. Muataan kapasitor C1 malalui resistor R1 yang mana C1 diubah melalui
TRIAC dan DIAC.
2. Untuk mengaktifkan TRIAC, ini sangat diperlukan untuk menaikkan
muatan C1 di atas tegangan breakover dari DIAC, +VP dan –VP.
3. Jika waktu konstan R1, C1 meningkat karena penyesuaian R1 sudut firring
OF akan membesar dan sudut konduksi akan mengecil. Pada keadaan ini
daya dikirimkan ke beban yang lebih kecil.
11
4. Kebalikannya, jika waktu konstan R1, C1 mengecil karena penyesuaian
R1 sudut firring OF akan mengecil dan sudut konduksi akan membesar,
pada keadaan ini daya dikirimkan pada beban yang lebih besar.
5. E2 dan C2 membentuk sirkit snubber untuk menghindari dv/dt yang
berlebihan.
6. Sirkit ini sering digunakan sebagai sirkit pengontrol cahaya.
7. Kerugian yang ada di dalam sirkit gambar di atas disebut fenomena
histeresis yang ditunjukkan pada gambar di bawah.
Fenomena Histeresis Pada Sirkuit Di Atas
1. Tingkatan tegangan +Vp dan –Vp menghadirkan besar picu dari DIAC.
Bentuk gelombang Vc1 adalah tegangan kapasitor tanpa histeresis.
2. Ketika R dibuat sangat kecil, tingkat muatan C1 berubah sangat cepat. Ini
disebabkan karena perbedaan tegangan inisial kapasitor dimulai dari separuh
gelombang dan pada saat itu DIAC memicu TRIAC pada tingkat masukan
yang berbeda.
3. Fenomena histeresis mengakibatkan tegangan beban yang tidak setangkup
ketika ditampilkan.
12
Untuk suatu beban yang memberi hambatan seperti lampu, ditunjukkan pada
gambar (a) di bawah. Fenomena histeresis menjadi terpisah.
1. Kapan R1 diatur pada beban tinggi untuk mengendalikan lampu di dalam penerangan
yang sangat lemah, mematikan daya. Jika daya dipasang kembali, TRIAC tidak akan
dipasang dan akibatnya lampu mati. R1 harus disesuaikan lagi untuk mengaktifkan
TRIAC.
2. Ketika lampu terang sedang meningkat secara perlahan, pada suatu titik spesifide
terang lampu akan meningkat tiba-tiba. Oleh karena itu tidak bisa dikendalikan
dengan lembut.
Ada banyak cara untuk meningkatkan fenomena histeresis. Sirkit pada gambar di atas
adalah suatu cara sederhana. 10K ohm resistor digunakan untuk menghindari beban
resistor berkurang menjadi nol ketika menyesuaikan R. sutu jaringan RC tambahan
dihubungkan kepda DIAC untuk meluaskan pemecatan waktu.
13
Gambar Rangkaian Percobaan
Gambar di atas menunjukkan sirkit yang digunakan di dalam eksperimen. Kita akan
menggunakan sirkit yang bagian atas untuk melaksanakan pengukuran karakteristik
DIAC dan TRIAC. Karakteristik DIAC dan TRIAC telah menjadi pengenalan secara
detil. Resistor variable (VR2) digunakan untuk mengubah tegangan DC ke gerbang
TRIAC untuk merencakan kurva V-1. D1 dan C1 digunakan untuk menyediakan
suatu tegangan DC kepada DIAC dari tegangan 36-Vac. VR1 akan mengendalikan
muatan ke kapasitor C2.
Sirkit yang lebih rendah adalah DIAC-TRIAC tahap pengendalian sirkit. Sirkit ini
mempunyai suatu kerugian fenomena histeresis. R9 dan C4 digunakan untuk
meningkatkan efek.
Bab IV. Langkah Percobaan
1. Hubungkanlah suplai 110Vac persediaan dari penyedia daya unit KL-51001 KL-
58002 ke modul KL-53006. 36Vac disediakan dengan menghubungkan dua 18 Vac
secara urut.
14
2. Memasukkan penghubung dengan menyambungkan posisi 2 dan 3. osiloskop diatur
ke X-Y mode. menghubungkan CH1 masuk ke arus AC terminal 0V , GND pada
terminal beban yang yang lain R2, dan CH2 dimasukkan ke terminal AC36V. Atur
3. scope Kontrol untuk menandai adanya karakteristik V-I pada tampilan scope dan
gambar dalam tabel di bawah ini.
4. Dari kurva V-I, DIAC VBO= volt, tegangan antara dua kutub positip= Volt.
5. Matikanlahlah sumber daya. Pindahkan penghubung dari posisi 1 dan masukkan
pada posisi 4. Nyalakan sumber daya. Ukurlah dan rekam tegangan kapasitor C1
menggunakan multimeter.
Vc1 = Volt.
6. Atur VR1 ke midposition. Gunakanlah osciloscope, ukuran dan rekam bentuk
gelombang tegangan yang melewati kapasitor C2 di dalam tabel yang ada di bawah
poin 9.
7. Dari tabel yang ada di bawah point 9, DIAC Vp= volt; Vv= volt.
8. Pindahkan penghubung pada posisi 1 dan masukkan pada posisi 5. hubungkanlah Dc
12V dari unit penyedia daya ke Modul KL-53006
9. Atur scope ke X-Y mode, hubungkan GND ke Triac terminal T2, CH1 masuk ke
terminal beban yang lain R7 dan CH2 masuk ke Triac terminal T1. Aturlah scope
control untuk mengetahui karakteristik kurva V-I dan gambar dalam tabel yang ada di
bawah point 2.
10. Putar VR2, amati dan rekam perubahan karakteristik V-I.
15
11. Merencanakan dua V-I kurva untuk VBO = 0 volt dan VBO = 10V volt
12. Hubungkan AC110V dari unit penyedia daya ke modul KL-53006. pindahkan
penghubung posisi 5 dan masukkan pada posisi 9. Putar VR3 amati dan rekam
perubahan terang lampu.
Atur VR3 ke midposition. Gunakan Osiloskope, ukur dan rekam bentuk gelombang
tegangan kapasitor C3 dan TRIAC2 T2 pada tabel di atas.
13. Pindahkan penghubung dari posisi 9dan sambungkan pada posisi posisi 7 dan 10,
putar VR3. Amati dan rekam perubahan terang lampu. Atur VR3 ke midposition.
Gunakanlah osiloskop, ukur dan rekam bentuk gelombang tegangan kapasitor C3 dan
TRIAC T2 pada tabel di bawah.
16
14. Pindahkan penghubung dari posisi 7 dan 10 dan sambungkan pada posisi 6 dan 11.
Putar VR3, amati dan kedua perubahan terang lampu. Hasil langkah 11, menjadi
histeresis phenomenon improved? Atur VR3 ke midposition. Gunakanlah osiloskop,
ukur dan rekam bentuk gelombang tegangan kapasitor C3 dan Triac2 T2 pada tabel di
bawah.
17
Bab V. Data Percobaan
A. Bentuk tegangan pada penyulutan TRIAC.
B. Bentuk perubahan tegangan pada beberapa sudut penyulutan
N
o
Sudut penyulutan
(derajat)
Tegangan
Keluaran Volt
(AC)
Ketrangan
1 180 0 Mati
2 135 11Sangat
Redup
3 90 29 Redup
4 45 80 Terang
18
5 0 0 Mati
Bab VI. Analisa Data
Bentuk tegangan keluaran dari rangkain ini adalah AC, karena dilakukan dengan
penyulutan TRIAC. Tegangan keluaran bertanding terbalik dengan besar sudut
penyulutan. Semakin kecil suatu penyulutan, maka semakin besar keluaran tegangan
AC-nya dan akan mempengaruhi kondisi lampu. Semakin besar tegangan keluaran
maka semakin terang cahaya lampu.
Bab VII. Kesimpulan
Dari hasil pratek yang didapat, DIAC dan TRIAC sangat bermanfaat dalam
kehidupan sehari- hari, misalnya dapat digunakan sebagai lampu belajar yang dapat
diatur intensitas cahayanya. Selain itu TRIAC dapat juga digunakan sebagai sakelar
arus AC otomatis.
19
UNIT III
MOTOR STARTING AND SPEED CONTROL WITH DIAC-TRIAC
Bab I. Tujuan Percobaan
1.Memahami perubahan tegangan pada beberapa sudut penyulutan serta kecepatan
putar motor universal.
2.Dapat menyimpulkan hasil percobaan.
Bab II. Alat dan Bahan
1.Power Supply KL-51001
2.Trafo Isolasi KL-58002
3.Modul Motor KL-58001
4.Modul KL-53007
5.Osiloskop
6.Multimeter
Bab III. Dasar Teori
Gambar di atas menunjukkan suatu DIAC-TRIAC sirkit pengendalian sederhana
kelajuan gelombang penuh untuk suatu motor universal.
Tegangan Breakover DIAC adalah antara 18 dan 35V. Ketika tegangan kapasitor
menjangkau DIAC tegangan breakover, DIAC mengirimkan suatu pulsa tegangan
20
kepada gerbang TRIAC. TRIAC melakukan penerapan tegangan ke motor. Pada
ujung masing-masing half-cycle TRIAC memotong aliran anoda yang ikut dan
menahan level arus. Karena motor universal adalah suatu beban induktif. Aliran
anoda akan sungguh-sungguh mengalir sepenuhnya sampai bidang dengan bidangnya.
arus mengalir sepanjang jangkar-motor dan voltase ke seberang kombinasi medan-
jangkar ditunjukkan pada gambar di bawah.
Beban Tegangan dan Arus Bentuk Gelombang Dalam Sirkuit
Sirkit Snubber.C2-R2 suppresion jaringan, digunakan untuk melindungi TRIAC
terhadap kerusakan dari dv/dt yang berlebihan di dalam beban induktif. Salah satu
karakteristik yang menyangkut motor universal adalah bahwa kecepatan berkurang
ketika beban eksternal meningkat. Sirkit gambar di bawah umpan balik arus
digunakan untuk memelihara kecepatan suatu motor universal yang tetap di atas
keseluruhan cakupan beban.
Pengaturan Kecepatan Tinggi Torsi Motor Dengan Arus Umpan Balik
Pada gambar di atas, dioda D1 dan D2 bersama dengan SCRS Q1 dan Q2 membentuk
penuh gelombang penyearah jembatan untuk menyediakan arus jangkar untuk motor.
21
Arus jangkar juga mengalir sepanjang umpan balik resistor RF.Kita mengasumsikan
tegangan AC diterapkan pada terminal A pada saat tegangan sinusoidal pada kondisi
nol dengan positif keserongan SCRS Q1 dan Q2 saat kondisi mati. Dioda D1, D2,
D3 dan D4 membentuk suatu penyearah jembatan gelombang penuh untuk
menyediakan tegangan DC untuk sirkit pemicu. Resistor R1 dan dioda zener D5
membentuk pengatur tegangan. Resistor R2 dan R3, Capcitor C1 dan UJT Q3
menjadikan relaksasi osilator UJT yang baik. Muatan Kapasitor C1 melalui D4, R!,
R2, D2, dan jangkar motor sirkit,. Ketika muatan kapasitor C1 menuju tegangan firing
UJT. UJT Q3 bekerja, Arus mengalir sepanjang D6 untuk memicu SCR Q1. Ketika
Q1 bekerja, tegangan yang tersuplai ke sirkit picu tidaklah cukup tinggi untuk
menyimpan pengatur dioda zener D5. Kapasitor C1 akan memuat nilai penurunan
voltase ke seberang RF dan memperbaiki sisa dari arus tegangn half-cycle. Pada ujung
half-cycle, SCR akan padam ketika aliran anoda jatuh sesuai dengan tegangan yang
dikehendaki untuk memelihara prasikapnya. VAC pada terminal B sekarang menjadi
positif berkenaan dengan terminal A. Arus palung melalui D3, R1, dan R2 akan
memuat C1 ke arah tegangan firing UJT, tetapi sinus C1 akan siap dimuatkan ke