Top Banner

of 24

Lap Elektro Acara 2

Jun 04, 2018

Download

Documents

Welcome message from author
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
  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    1/24

    LAPORAN PRAKTIKUM

    ELEKTRONIKA

    SIMULASI RANGKAIAN PENYEARAH DAN FILTER MENGGUNAKAN

    EWB (ELECTRONIC WORKBENCH)

    Oleh:

    Freddy G!"#"!

    A$H%$$%&'

    KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

    UNIERSITAS ENDERAL SOEDIRMAN

    FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO

    *%$*

    I+ PENDAHULUAN

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    2/24

    A+ L","r Bel"-"!.

    Dalam praktikum ini yang akan dibahas adalah mengenai penyusunan suatu

    rangkaian penyearah. Berbicara mengenai penyusunan rangkaian tentu dibutuhkan

    efisiensi alat dan waktu. Pada umumnya yang dimaksud dengan rangkaian penyearah

    adalah rangkaian yang berfungsi untuk menjadikan gelombang yang mempunyai

    lebih dari satu arah menjadi gelombang satu arah. Dari situlah kita dapat mengatur

    efisiensi arus yang mengalir dalam rangkaian.

    Tentu hal tersebut menjadi salah satu yang melatar belakangi diperlakukannya

    praktikum ini. Di lain hal praktikum ini sangat bermanfaat bagi mahasiswa yang

    mengampu pendidikan teknik, baik itu teknik elektro ataupun teknik pertanian.

    Karena dalam penggunaan suatu rangkaian listrik yang memiliki gelombang yang

    banyak, tentu dapat mengganggu komponen lain. Dari situlah dibutuhkan rangkaian

    penyearah.

    B+ T/"!

    1. engenal lingkungan kerja !"B #.1$.

    $. ampu membuat dan menganalisa rangkaian menggunakan program !"B

    #.1$.

    II+ TINAUAN PUSTAKA

    !lectronic "orkBench %!"B& merupakan salah satu program !lectrical

    'omputer (ided )imulation yang digunakan untuk menghitung besarnya nilai*nilai

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    3/24

    dalam rangkaian elektronika.Dengan menggunakan program ini,kita dapat melakukan

    perancangan dan uji rangkaian elektronika analog dan digital menggunakan fituristik

    yang ada antara lain source,basic,transistor,diode,dan lain*lain.

    !"B biasa di gunakan untuk pengujian+ simulasi dan eksperimen terhadap

    cara kerja rangkaian elektronika+listrik. rangkaian tersebut untuk mengetahui apakah

    dapat berjalan dengan baik. !"B terdiri dari Menu Reference, Sources, Basic,

    Diodes, Transistors, Analog ICs, Mixed ICs, DigitalICs, Indicators dan masih banyak

    lagi.enu digit mendiskripsikan tentang gerbang logika seperti and,or,nand dan lain*

    lain.pemakai software ini sudah memahami pengetahuan elektronika sehingga mudah

    untuk penggunaannya. Keuntungan menggunakan software ini adalah anda tidak

    perlu lagi mengeluarkan dana untuk percobaan eletronika yang akan membuang

    waktu dan uang karena software ini anda bisa dengan mudah mengetahui hasilnya

    dengan cepat. simulasi yang dilakukan dengan menggunakan !"B adalah simulasi

    yang menghasilkan keluaran yang ideal. aksudnya keluaran yang tidak terpengaruh

    oleh faktor*faktor ketidakidealan seperti gangguan %dikenal dengan noise dalam

    elektronika& seperti halnya gangguan yang sering terjadi pada rangkaian listrik yang

    sebenarnya %nyata&. )oftware ini menggunakan sistem GUI (Graphic User Interface

    seperti halnya "indows sehingga pemakai software yang sudah memahamipengetahuan dasar elektronika akan mudah menguasai penggunaan software ini.

    !"B menggabungkan sejumlah instrumen, seperti osiloskop dan generator fungsi.

    Dalam praktikum ini !"B akan digunakan untuk mensimulasikan pembuatan

    rangkaian penyearah. Berikut sedikit penjelasan mengenai rangkaian penyearah

    P!-!(/(0 %/!'T2!/&

    Tegangan arus searah biasanya dibutuhkan untuk mengoperasikan peralatanelektronik, misalnya pesawat amplifier, peralatan kontrol elektronik, peralatan

    komunikasi dan sebagainya. 'atu daya arus searah %D'& dapat dipeloreh dari batere

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    4/24

    atau dari sumber daya listrik $$3+$43 5olt (c #3 06 yang dirubah menjadi arus

    searah melalui rangkaian penyearah %rectifier&.

    7 jenis penyearah gelombang sinyal, yaitu

    1. Penyearah gelombang setengah

    $. Penyearah gelombang penuh %dengan trafo center tapped&

    7. Penyearah gelombang penuh tipe jembatan

    Penggunaan dioda yang paling dasar adalah sebagai penyearah arus bolak*

    balik jala*jala menjadi arus searah pada suatu sumber tegangan D', seperti catu daya.

    )uatu analisa pendekatan untuk suatu penyearah dengan filter ' Tegangan. pada

    rangkaian penyearah gelombang penuh diperoleh sebesar

    dimana 5p adalah magnituda tegangan puncak sinyal (' yang disearahkan dan

    tegangan ripple 5r sebesar

    dengan f frekuensi sinyal (' jala*jala yang digunakan, ' kapasitansi filter dan /

    beban pada rangkaian penyearah dan filter.

    8ntuk catu daya tegangan ideal %D' murni&, tegangan ripple harus bernilai

    nol. Keadaan ini dapat diperoleh bila %i& nilai resistansi / beban adalah tak hingga

    dan %ii& nilai kapasitansi ' sangat besar %tak hingga&. -ilai resistansi resistansi beban

    tak hingga berarti rangkaian tanpa beban %beban terbuka&. Dengan demikian untuk

    keadaan praktis hal yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan kapasitansi '

    yang besar. -ilai kapasitansi ' yang besar akan memberikan tegangan ripple yang

    kecil. Dalam percobaan ini akan dilakukan pengamatan pengaruh nilai kapasitansi

    dan resistansi beban terhadap tegangan ripple.

    )ebuah catu tegangan ideal juga seharusnya tidak mengalami degradasi

    tegangan outputnya bila mendapat beban yang berarti catu tegangan ideal dapat

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    5/24

    dimodelkan dengan sumber tegangan. Pada kenyataannya catu tegangan seperti ini

    selalu mengalami degradari dengan naiknya arus beban. Perilaku seperti ini dapat

    dimodelkan dengan /angkaian The9enin berupa hubungan seri sumber tegangan dan

    resistansi output. Besaran resistansi output ini menentukan berapa degradasi tegangan

    yang diperoleh. 8ntuk rangkaian penyearah gelombang penuh besar resistansi output

    efektif dapat dihitung :$;

    Besaran lain yang dapat digunakan untuk menunjukkan perilaku yang sama adalah

    faktor regulasi tegangan 5/. Besaran ini tidak bersatuan dan didefinisikan sebagai

    dimana 5nladalah tegangan tanpa beban dan 5fladalah tegangan beban penuh. -ilai

    regulasii tegangan 5/ yang kecil menunjukkan sumber tegangan yang lebih baik.

    Pada rangkaian penyearah, sistem penyearah menghasilkan arus gelombang

    searah masih terdapat pulsa gelombang bolak balik )ecara umum peralatan elektronik

    membutuhkan sumber arus searah %D'& yang halus atau lebih rata.

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    6/24

    B+ Pr01edr Pr"-,2-3

    1. 'ara menginstall software !lectronic "orkBench %!"B& #.1$

    Pada file software !lectronic "orkBench %!"B& #.1$ terdapat difile setup,

    kemudian didouble click pada file setup. ditentukan tempat !lectronic "orkBench

    %!"B& #.1$ untuk di install yaitu di '>Program 2iles>!"B #.1$&, kemudian diclick

    yes atau ok. ditunggu proses loading yang dilakukan hingga succes, kemudian diclick

    start menu, diclick all programs, dan dipilih !lectronic "orkBench, kemudian

    digunakan.

    $. Penggunaan !lectronic "orkBench %!"B& #.1$ secara singkat

    (da tiga cara dasar yang digunakan dalam !lectronic "ork Bench %!"B&

    #.1$ yaitu cara pemakaian alat ukur yang disediakan, pemakaian komponen

    elektronika %mencakup komponen aktif dan pasif serta sumber sinyal atau sumber

    tegangan& dan pembentukan rangkaian listrik. Pemakaian alat ukur setelah membuka

    !lectronic "ork Bench %!"B& #.1$, terdapat tiga toolbar menu atau menubar

    %barisan toolbar file, edit ? toolbar @gambarA new, open ? dan toolbar komponen dan

    alat ukur&.Pada barisan terakhir, diklik toolbar yang paling kanan, kemudian dipilih

    alat ukur yang ingin digunakan %osiloskop atau multimeter&, simbol osciloscop atau

    multimeter didrag ke bawah %ke layar putih&. Pada tombol osiliskop terdapat empat

    titik kecil yang bisa dipakai yaitu channel ( dan B serta dua node ground. 8ntuk

    merubah time+di9 dan 9olt+di9 seperti yang dilakukan pada osiloskop. Tampilan

    windows kecil akan muncul , nilai time+di9 dan 9olt+di9 diisi sesuai yang diinginkan

    ataupun diubah dengan hal*hal yang lain. Penggunaan multimeter juga hampir sama

    dengan osiloskop. simbol multimeter didrag , diklik dua kali untuk mengubah modus

    pengukuran %pengukuran arus, tegangan ataupun hambatan&.

    7. Pemakaian komponen elektronika

    Pada barisan terakhir,mulai dari toolbar @gambarA yang kedua sampai toolbar

    @gambarA yang ketigabelas adalah toolbar yang berisi simbol komponen.Pada

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    7/24

    praktikum elektronika dasar ini, praktikan hanya cukup memakai toolbar yang kedua

    sampai toolbar kelima.ulai dari toolbar kedua sampai yang kelima, ada simbol

    komponen seperti simbol resistor,kapasitor,dioda,op*amp,batere,graund dan lain*lain.

    'ara memakai komponen ini hampir sama dengan pemakaian alat ukur.8ntuk

    mengubah nilai komponen dilakukan dengan cara double click komponen tersebut

    lalu isi nilai komponen yang diinginkan pada tempat yang tersedia. %)imbol sinyal

    generator ada pada toolbar yang paling kanan atau toolbar alat ukur&.

    4. Pembentukan rangkaian listrik

    )etelah mengambil beberapa komponen yang diinginkan untuk membentuk

    suatu rangkaian listrik, kaki*kaki dari suatu simbol ke simbol lainnya perlu

    disambung. Penyambungan kaki dapat dilakukan dengan mengarahkan pointer

    mouse di ujung kaki simbol, hingga ujung kaki simbol berwarna terang, kemudian

    diklik dan ditahan mouse, ditujukan di ujung kaki simbol yang ingin disambungkan

    sampai ujung kaki simbol tersebut berwarna terang dan mouse dilepas. Kedua

    komponen akan tersambung dengan suatu simbol kawat penghantar.

    #. )imulasi

    )etelah tiga hal tadi dikuasai, rangkaian listrik sudah dapat dibentuk. )etelah

    rangkaian listrik dan alat ukur di pasang pada bagian yang akan di ukur %biasanya

    input dan output&, praktikan memulai simulasi dengan menekan simbol saklar yang

    terletak di pinggir kanan atas %klik tanda untuk - dan klik tanda untuk 22

    simulasi ? tanda P(8)! bisa juga digunakan terutama untuk mencatat nilai&.

    8sahakan windows kecil alat ukur tetap terbuka, supaya grafik hasil pengukuran

    dapat di baca.

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    8/24

    I+ HASIL DAN PEMBAHASAN

    A+ H"12l

    1 C2

    13 C2

    #3 C2

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    9/24

    133 C2

    $33 C2

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    10/24

    #33 C2

    1333 C2

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    11/24

    $333 C2

    B+ Pe34"h"1"!

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    12/24

    Dalam kaitannya dengan praktikum simulasi rangkaian penyearah ini, ada

    komponen*komponen penting yang perlu digunakan. Komponen tersebut antara lain

    resistor, transformator, dioda, kapasitor+kondensator, 9oltmeter, oscilloscope, dan

    sumber arus ('.

    Berikut adalah fungsi*fungsi dari komponen tersebut

    $+ S34er "r1 AC

    )umber arus (' pada simulasi tersebut berfungsi sebagai pemasok atau

    pemberi tegangan atau arus untuk rangkaian tersebut.

    *+ Tr"!150r3",0r6Tr"50

    Transformator merupakan alat untuk menaikkan atau menurunkan arus atau

    tegangan. Bisa juga disebut trafo. Trafo mempunyai kumparan primer dan kumparan

    sekunder yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan arus dan tegangan

    tersebut.

    Transformator atau trafo ada dua jenis, yaitu

    1. Trafo )tep*8p

    Trafo step*up berfungsi untuk menaikkan tegangan ('. Trafo step*up

    memiliki lilitan pada kumparan sekunder lebih banyak daripada kumparan Primer,

    begitu juga dengan tegangannya, tegangan pada tegangan sekunder lebih besar

    daripada tegangan primer.

    $. Trafo )tep*Down

    Trafo step down berfungsi untuk menurunkan tegangan . Trafo )tep*Down

    memiliki jumlah lilitan pada kumparan sekunder lebih sedikit daripada kumparan

    Primer, dan tegangan sekunder lebih kecil dari tegangan primer.

    Dalam elektronika lilitan primer dilambangkan dengan -p, lilitan sekunder

    dilambangkan dengan -s, tegangan primer dilambangkan dengan 5p, tegangan

    sekunder dilambangkan dengan 5s. Trafo memiliki perbandingan seperti ini

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    13/24

    5p5s -p-s

    )imbol dari trafo adalah seperti ini

    Dimana ada tegangan maka akan ada arus, arus primer dan arus sekunder akan

    berbalik dengan tegangan primer dan sekunder pada trafo.

    Transforamator atau Trafo dibagi menjadi tiga jika dilihat dari frekuensi kerjanya,

    yaitu

    1. Trafo 02 %0igh 2reEuency&, yaitu trafo frekuensi tinggi yang biasa digunakanuntuk osilator frekuensi tinggi.

    $. Trafo 2 %edium 2reEuency&, yaitu trafo yang dipakai pada frekuensi

    menengah.

    7. Trafo =2 %=ow 2reEuency&, yaitu trafo yang dipakai pada frekuensi rendah.

    Trafo juga jika dilihat dari bentuknya ada $, yaitu

    1. Trafo tipe cangkang, tipe ini dibuat untuk tegangan rendah dan sedang.

    $. Trafo tipe inti, tipe ini dibuat untuk tegangan yang sangat tinggi disalah satukumparannya.

    7+ D20d"

    Dioda adalah sambungan bahan p*n yang berfungsi sebagai penyearah. Diode

    terbuat dari bahan semi konduktor %bahan pokoknya germanium& yang saling

    dipertemukan. Bahan tipe*p menjadi sisi anoda, sedangkan bahan tipe*n menjadi

    katoda.

    Ga!"ar# Dioda dan s$!"ol dioda

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    14/24

    Fenis dioda, berdasarkan fungsinya ada # %lima& jenis diode sebagai berikut

    1. Dioda 0ubungan

    Dioda ini dapat mengalirkan arus atau tegangan yang besar hanya satu arah.

    Dioda ini biasa digunakan untuk menyearahkan arus dan tegangan. Dioda ini

    memiliki tegangan maksimal dan arus maksimal, misalnya Dioda tipe 1-4331 ada $

    jenis yaitu yang berkapasitas 1(+#35 dan 1(+1335. )imbol dioda hubungan sama

    dengan simbol dioda kontak titik.

    $. Dioda Gener

    Dioda Gener adalah dioda yang bekerja pada daerah breakdown atau pada

    daerah kerja re9erse bias. Dioda ini banyak digunakan untuk pembatas tegangan.Tipe dari dioda 6ener dibedakan oleh tegangan pembatasnya. isalnya 1$ 5, ini

    berarti dioda 6ener dapat membatasi tegangan yang lebih besar dari 1$ 5 atau

    menjadi 1$ 5.

    7. Dioda Pemancar 'ahaya %=!D&

    =!D adalah kepanjangan dari =ight !mitting Diode %Dioda Pemancar

    'ahaya&. Dioda ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar 1,H 5

    dengan arus 1,# m(. =!D banyak digunakan sebagai lampu indikator dan peraga

    %display&.

    4. Dioda 2oto %foto9oltaic&

    Dioda ini digunakan untuk mengubah energy cahaya menjadi energy listrik

    searah.

    #. Dioda =aser

    Dioda ini digunakan untuk membangkitkan sinar laser taraf rendah, cara

    kerjanya mirip =!D.

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    15/24

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    16/24

    + Re121,0r

    /esistor atau yang biasa disebut tahanan atau pengahambat, adalah suatu

    komponen elektronik yang memberikan hambatan terhadap perpindahan electron

    %muatan negati9e&. /esistor atau disingkat dengan huruf I/J. )atuan resistor adalah

    ohm, yang diambil dari nama yang menemukannya adalah

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    17/24

    Temperature 'oefficient& adalah resistor yang nilainya akan bertambah besar bila

    temperature menjadi dingin.

    4. =D/ % =ight Dependent /esistor&

    =D/ adalah jenis resistor yang berubah*ubah hambatannya karena pengaruh cahaya.

    Bila cahaya gelap, nilai tahanannya semakin besar, sedangkan bila cahayanya terang

    nilainya menjadi semakin kecil.

    ;+ 0l,3e,er

    5oltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik.

    Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuran

    alat 9oltmeter berkali*kali lipat.

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    18/24

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    19/24

    Pada praktikum ini, yang akan dicari tahu adalah bagaimana peran kapasitor

    dan bagaimana 5ac maupun 5dc, dan 5ripple dengan melihat grafik yang di buat

    oleh oscilloscope. Pada percobaan pertama diperoleh hasil sebagai berikut

    Dengan demikian bisa dibaca bahwa dari percobaan pertama tidak bisa

    membuat grafik hubungan antara perubahan nilai kapasitor terhadap 5ac, 5dc, dan

    5ripple. -amun tidak semua praktikan mengalami hal yang sama. )etelah diteliti

    ternyata, perbedaan itu disebabkan oleh adanya sambungan yang terputus pada

    rangkaian seperti ground yang bawah, ketidaksesuaian pengaturan seperti pada ('

    9oltage source properties,9oltmeter properties, dan yang perlu diedit lagi yaitu pada

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    20/24

    nilai Trafonya. aka setelah dilakukan pembenahan atau pengeditan pengaturannya

    diperoleh hasil sebagai berikut

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    21/24

    Grafik hubungan antara nilai kapasitor dengan Vac , Vdc ,

    Vripple :

    Dari tabel dan grafik hasil pengamatan diatas menunjukan bahwa semakin

    tinggi nilai kapasitor maka

    * )emakin rendah nilai 5('

    * )emakin tinggi nilai 5D'

    * )emakin rendah 5ripple

    I -ilai kapasitor berbanding terbalik dengan nilai 5(' dan 5ripple, namun

    ,berbanding lurus dengan 5D'.JDari hasil simulasi menunjukkan , semakin besar

    kapasitornya maka grafik merah pada oskiloskop akan semakin berada diatas dan

    lurus.

    Pada praktikum ini, ada kendala yang membuat praktikan sedikit kesulitan.

    aitu ada beberapa laptop yang tidak bisa mensimulasikan rangkaian, walaupun

    settingnya sudah sesuai. Kemudian ketika trafo diatur dari default menjadi 13to1

    kebanyakan praktikan mengalami hal yang sama, yaitu terjadi error. 0al ini

    dikarenakan kesalahan urutan pemasangan rangkaian merah. 0arusnya dari

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    22/24

    oscilloscope disambung langsung ke dioda, kemudian diikuti dengan disambungnya

    rangkaian kapasitor, resistor, 9oltmeter 1 dan 9oltmeter $ secara berurutan pada

    rangkaian merah tersebut. )etelah itu sudah bisa dicoba dengan trafo 13to1.

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    23/24

    + KESIMPULAN DAN SARAN

    A+ Ke1239l"!

    1. /angkaian penyearah adalah rangkaian yang berfungsi untuk menjadikan

    gelombang yang mempunyai lebih dari satu arah menjadi gelombang satu

    arah., disini ada komponen yang harus digunakan, yaitu /esistor, berfungsi

    sebagai hambatan arus listrik. Trafo berfungsi untuk menurunkan tegangan

    awal. Diode berfungsi sebagai penyearah gelombang. Kapasitor sebagai

    penyimpan muatan listrik dan dapat mengosongkan isi muatan kapasitor itusendiri. 5oltmeter digunakan untuk mengukur tegangan yang keluar.

    scilloscope berfungsi untuk melihat grafik, sumber arus (' berfungsi untuk

    memberikan tegangan ('.

    $. 2ilter, merupakan rangkaian untuk memproses fluktuasi penyearahan yang

    dapat menghasilkan keluaran tegangan D' yang lebih rata.

    7. -ilai kapasitor yang dihasilkan berbanding terbalik dengan nilai 5ac dan

    5ripple, namun ,berbanding lurus dengan 5dc.

    4. Dalam proses simulasi pembuatan rangkaian penyearah, urutan pemasangan

    sangat penting karena berpengaruh terhadap hasil dari percobaan.

    B+ S"r"!

    Dalam proses praktikum, asisten sudah mengantarkan materi dengan sangat

    baik. -amun alangkah baiknya lagi apabila asisten menjelaskan bagaimana aplikasi

    rangkaian penyearah dalam bidang pertanian. )elain itu alangkah baiknya lagi apabila

  • 8/13/2019 Lap Elektro Acara 2

    24/24

    fasilitas lebih di lengkapi, agar praktikan yang belum mempunyai laptop dapat

    melakukan praktikum dengan bebas %tidak gabung dengan teman yang bawa laptop&

    DAFTAR PUSTAKA

    !dy Burnawi , 'atu Daya , PPP