Top Banner

of 17

LAPORAN ELEKTRO ACARA 2

Jul 20, 2015

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

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Banyak faktor penting yang harus dikuasai untuk memahami cara kerja sebuah sistemrangkaian elektronik secara menyeluruh. Faktor-faktor tersebut diantaranya adalah pemahaman notasi dan sismbol-simbol elektronik, karakteristik dan cara kerja setiapkomponen elektronika, pemahaman membaca skema elektronik, dan pemahaman terhadap hukum Ohm dan Hukum Kirchoff baik di dalam rangkaian seri maupun rangkaian paralel. Dengan penguasaan materi pokok tersebut, kita dapat dengan mudah memahami dan menjelaskan cara kerja sebuah sistem elektronika melalui sebuah rangkaian nyata, skema elektronik, atau hanya berupa rangkaian virtual seperti dalam sebuah software simulasi elektronik. Bukan hanya itu, melalui proses penganalisaan yang benar, kita dapat merekayasa menjadi sebuah rangkaian elektronik baru dengan fungsi yang berbeda. Perancangan dan penganalisaan sebuah rangkaian elektronik dapat dilakukan melalui perakitan sementara pada Project Board (Bread Board). Setelah benarbenar berhasil, rangkaian prototype tersebut dapat diterapkan pada sebuah PCB (Printed Circuit Board). Cara lain untuk melakukan perancangan dan penganalisaan sebagai sebuah penelitian elektronika ketika membuat rangkaian baru atau sekedar rekayasa dapat dilakukan melauiprogram simulasi elektronik. Hal ini memungkinkan penghematan biaya dengan menghindari kemungkinan kerugian jika terjadi kerusakan komponen. Salah satu software simulasi elektronik sederhana untuk merancang dan menganalisa rangkaian elektronik adalah EWB (Electronic WorkBench). Dengan program ini kita dapat membuat rangkaian eletronika dengan member nilai-nilai dan tipe setiap komponen elektronika dan menghubungkan komponenkomponen tersebut menjadi sebuah sistem elektronik seperti rangkaian nyata.

B. Tujuan

1. Mengenal lingkungan kerja EWB 5.12. 2. Mampu membuat dan menganalisa rangkaian menggunakan program EWB 5.12

II. TINJAUAN PUSTAKA

Pada umunya yang dimaksud dengan rangkaian penyearah adalah rangkaian yang berfungsi untuk menjadikan gelombang yang mempunyai lebih dari satu arah menjadi gelombang satu arah. Sebagai contoh sinyal yang berbentuk sinusoidal dan mempunyai dua arah gelombang, yaitu arah dari kutub positif ke negative dan arah dari negatf ke positif, kemudian dijadikan gelombang yang mempunyai satu arah saja dengan menggunakan rangkaian penyearah. Untuk menyearahkan gelombang biasanya digunakan dioda, Ada dua metode untuk yang digunakan yaitu metode penyearah setengah gelombang (Half-Wave Rectifier) dan penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier). I. Rangkaian penyearah Setengah Gelombang

Gambar rangkaian penyearah setengah gelombang | Half-wave Rectifier

Rangkaian di atas merupakan rangkaian penyearah yang menggunakan satu buah dioda. Sesuai dengan prinsip dasar dioda, idealnya dioda akan berfungsi seperti seuatas kawat pada saat diberi bias maju dan berfungsi bagaikan saklar terbuka pada saat diberi bias mundur. Maksud dari bias maju adalah apabila pada terminal anodanya (pangkal dari symbol panah) diberi catu positif kemudian terminal katodanya (ujung symbol panah) diberi catu negative. Intinya arus listrik bisa mengalir apabila searah dengan arah panah, sedangkan jika berlawanan dengan arah panah maka arus tidak bisa mengalir. Jika kita perhatikan gambar gelombang pada osiloscope di atas, gelombang masukan adalah gelombang yang berada di bagian bawah, sedangkan gelombang keluaran adalah yang pada bagian atas. Pada saat siklus positif tegangan yana jatuh pada terminal output idealnya adalah sama dengan tegangan supply, atau tegangan supply 0,7 V (Dioda silicon) serta tegangan supply 0,3 V (Dioda germanium). Hal ini terjadi karena dioda diberi bias maju sehingga arus listrik akan melewati dioda bagaikan seutas kawat. Sedangkan pada saat siklus negative, tegangan output hampir sama dengan 0 volt dikarenakan dioda diberi bias mundur (bias reverse) sehingga dioda bekerja bagaikan kawat yang terputus atau saklar yang terbuka. Sesuai dengan hukum pembagi tegangan, maka tegangan yang jatuh pada terminal yang terbuka atau tahanan yang tak terhingga adalah sama dengan tegangan supply. Jika semua tegangan jatuh pada dioda maka tegangan yang jatuh pada terminal output atau beban 10 Kohm adalah 0 volt. II. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh

Gambar rangkaian penyearah gelombang penuh | Full-wave Rectifier

Berbeda dengan rangkaian penyearah setengah gelombang, pada rangkaian penyearah gelombang penuh semua siklus akan dimanfaatkan sebagai gelombang keluaran. Pada rangkaian penyearah setengah gelombang, siklus negative dari tegangan AC input dipotong atau tidak dimanfaatkan sama sekali. Sedangkaan pada penyearah gelombang penuh siklus negative dari sinyal input tetap diloloskan dengan menggunakan dioda yang lain. Biasanya untuk rancangan power supply kebanyakan digunakan penyearah gelombang penuh. Untuk prinsip kerjanya rangkaian ini sama saja dengan rangkaian setengah gelombang, perbedaanya adalah penambahan 3 buah dioda untuk bisa meloloskan arus listrik dari kedua siklus. Coba perhatikan dua buah gelombang pada layar osiloscope, gelombang pada bagian atas adalah tegangan output sedangakan gelombang pada bagian bawah adalah tegangan AC input. Jika kita lihat, pada saat siklus positif tegangan yang jatuh adalah sama dengan input dan juga pada saat siklus negative amplitudo tegangan juga sama dengan tegangan input, hanya saja nilai potensialnya dibalik dari negative menjadi positif. Lihat juga cara kerja kapasitor, teori dasar dioda dan teori dasar kapasitor.

III. METODOLOGI

A. Alat dan Bahan

1. Program EWB 5.12 2. Laptop

B. Cara Kerja

1. Cara menginstall EWB 5.12: Peng-install-an software ini cukup mudah. Cari source (sumber/file setup) dari EWB 5.12 ini, lalu double click pada file set up. Tentukan tempat tujuan EWB diinstall (misalnya C:\Program Files\EWB 5.12), lalu klik OK. Tunggu proses selesai, lalu ke startmenu buka programselectronic workbenchEWB 5.12. EWB siap dipakai.

2. Penggunaan EWB secara singkat: Umumnya, ada tiga hal yang perlu dikuasai oleh pemakai baru EWB yaitu cara pemakaian alat ukur yang disediakan, pemakaian komponen elektronika (mencakup komponen aktif, pasif dan sumber sinyal / sumber tegangan) dan pembentukan rangkaian. Pemakaian alat ukur setelah anda menjalankan EWB, anda akan melihat tiga toolbar menu (barisan toolbar file, edit ; toolbar gambar new, open ; dan toolbar komponen dan alat ukur). Pada barisan terakhir, klik toolbar yang paling kanan. Lalu pilih alat ukur yang ingin dipakai (osiloskop atau multimeter), drag simbol osiloskop atau multimeter ke bawah (layar putih). Pada symbol osiloskop ada empat titik kecil yang bisa dipakai yaitu channel A dan B serta dua node ground. Untuk mengubah time/div dan volt/div seperti yangbiasa dilakukan pada osiloskop yang nyata, klik dua kali symbol osiloskop. Tampilan windows kecil akan muncul dan anda dapat mengisi nilai time/div, volt/div yang diinginkan ataupun mengubah hal-hal yang lain. Penggunaan multimeter juga

hampir sama dengan osiloskop. Drag simbol multimeter, klik dua kali untuk mengubah modus pengukuran (pengukuran arus, tegangan ataupun hambatan).

3. Pemakaian komponen elektronika: Pada barisan terakhir, mulai dari toolbar gambar yang kedua sampai toolbar gambar yang ke tigabelas adalah toolbar yang berisi simbol komponen. Pada praktikum elektronika dasar ini. Anda hanaya cukup memakai toolbar yang kedua sampai toolbar kelima. Mulai dari toolbar kedua sampai kelima, ada simbol komponen seperti simbol resistor, kapasitor, dioda, op-amp, batere, ground, dll. Cara memakai komponen ini hampir sama dengan pemakaian alat ukur. Untk mengubah besar nilai komponen yang diinginkan pada tempatyang disediakan. (simbol sinyal generator ada pada toolbar yang paling kanan/ toolbar alat ukur).

4. Pembentukan rangkaian: Setelah mengambil beberapa komponen yang diinginkan untuk membentuk suatu rangkaian listrik, anda perlu menyambung kaki-kaki dari satu simbol ke simbol lainnya. Penyambungan kaki dapat dilakukan dengan: arahkan mouse pointer ke ujung kaki simbol, usahakan ujung kaki simbol berwarna terang, lalu klik kanan dan tahan mouse, tujukan ke ujung kaki simbol yang ingin disambung sampai ujung kaki simbol tersebut berwarna terang dan lepas mouse. Kedua komponen akan tersambung dengan suatu simbol kawat penghantar

5. Simulasi: Setelah tiga hal tersebut dikuasai, rangkaian listrik sudah dapat dibentuk. Setelah rangkaian listrik plus alat ukur dipasang pada bagian yang akan diukur (biasanya input dan output), anda dapat melakukan simulasi dengan menekan simbol saklar yang terletak di pinggir kanan atas (klik tanda I untuk on simulasi dan klik tanda O untuk off simulasi; tanda pause bisa juga digunakan terutama untuk mencatat nilai). Usahakan windows kecil alat ukur tetap terbuka, supaya grafik hasil pengukuran dapat dibaca.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Gambar 1. Rangkaian DC

Gambar 2. Rangkaian DC dengan kapasitor 1myu F

Gambar 3. Rangkaian DC dengan kapasitor 10 my F

B. Pembahasan

Komponen-komponen yg di gunakan dalam software ini yaitu:

1. Resistor adalah komponen elektronika berjenis pasif yang mempunyai sifat menghambat arus listrik Satuan nilai dari resistor adalah ohm, biasa disimbolka . Resistor dibagi menjadi dua kategori, yaitu: fixed resistor (tetap) dan variable resistor (berubah-ubah). Resistor yang terbuat dari karbon terdiri dari kode warna yang menunjukan besarnya nilai dari hambatan itu sendiri.

Resistor Tetap

Standar

AS dan Jepang

Eropa

Gambar 4. Simbol dari fixed resistor

Resistor Variabel Standar AS dan Jepang Eropa

Gambar 5. Simbol dari variable resistor

2. Osiloskop adalah alat ukur yang di gunakan untuk memetakan atau membaca sinyal listrik maupun frekuensi. Osiloskop di gunakan dalam pengukuran rangkaian elektronik seperti stasiun pemancar radio, TV, atau dalam kegunaan memonitor frekuensi elektronik seperti di rumah sakit dan untuk kegunaankegunaan lainnya.

3. AC Voltage Sour, prinsip kerjanya adalah apabila suatu kumparan di lewati magnit secara terus menerus, maka pada kumparan, akan timbul tegangan listrik, yang besar tegangan tersebut dari nol, menuju positif, positif, menuju nol, menuju negatif, negatif, menuju nol dan seterusnya, merupakan bentuk sinus.

Untuk di Indonesia, kecepatan magnitnya dibuat sedemikian rupa, sehingga tegangan sinusnya berulang sebanyak 50 kali dalam satu detik atau 50 Hz. Generator ini bisa digerakkan dengan mesin bensin, mesin diesel, angin, air, uap, gas dan sebagainya. Salah satu contoh tegangan AC yang paling berasal dari generator pabrik yang berbentuk besar atau generator portable yang banyak dijual di toko-toko peralatan listrik yang saat ini cukup laku, karena listrik PLN nya yang sering mati. Bisa juga yang berasal dari dinamo sepeda, hanya tegangan dan frekuensinya berubah-ubah tergantung seberapa kencang kita mengayuh sepedanya.

Gambar 6. Simbol AC Voltage Source

4. Ohmmeter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur hambatan suatu komponen, seperti resistor, dan hambatan kawat penghantar. Tidak seperti ampermeter dan voltmeter, ohmmeter dapat bekerja sesuai dengan fungsinya jika pada alat tersebut terdapat sumber tegangan, misalnya batere. 5. Dioda adalah komponen aktif bersaluran dua (dioda termionik mungkin memiliki saluran ketiga sebagai pemanas). Dioda mempunyai dua elektroda aktif dimana isyarat listrik dapat mengalir, dan kebanyakan dioda digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda varikap (Variable Capacitor/kondensator variabel) digunakan sebagai kondensator terkendali tegangan. Sifat kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik menyearahkan.

Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan

arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada transmisi cairan. Dioda adalah piranti non-linier karena grafik arus terhadap tegangan bukan berupa garis lurus, karena adanya potensial penghalang. Ketika tegangan diode lebih kecil dari tegangan penghambat tersebut maka arus diode akan lebih kecil, ketika tegangan dioda melebihi potensial penghalang arus dioda akan naik lebih cepat. Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur diode tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N.

Gambar 7. Simbol Dioda

6. Voltmeter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan pada ujung-ujung komponen elektronika yang sedang aktif, seperti kapasitor aktif, resistor aktif, dll. Selain itu, alat ini juga bisa digunakan untuk mengukur beda potensial suatu sumber tegangan, seperti batere, catu daya, aki, dll. Voltmeter dapat dibuat dari sebuah galvanometer dan sebuah hambatan eksternal Rx yang dipasang seri. Adapun tujuan pemasangan hambatan Rx ini tidak lain adalah untuk meningkatkan batas ukur galvanometer, sehingga dapat digunakan untuk mengukur tegangan yang lebih besar dari nilai standarnya. 7. Kapasitor merupakan salah satu komponen yang terpenting dalam elektronika. Karena mempunyai sifat dapat menyimpan muatan listrik, dapat menahan arus searah, dan dapat melewatkan atau meneruskan arus bolak balik. Kapasitor banyak penerapannya pada rangkaian listrik. Kapasitor digunakan untuk menyetel sirkuit radio dan untuk memuluskan jalan arus terrektifikasi yang berasal dari sumber tenaga listrik. Kapasitor dipakai untuk mencegah adanya bunga api pada waktu sebuah rangkaian yang mengandung induktansi tibatiba dibuka. Efisiensi tranmisi daya arus bolak-balik sering dapat dinaikan dengan menggunakan kapasitor besar. Kapasitansi C sebuah kapasitor

didefinisikan sebagai perbandingan besar muatan Q pada salah satu konduktornya terhadap besar beda potensial Vab anatara kedua konduktor tersebut : C = Q / Vab Maka berdasarkan definisi ini, satuan kapasitansi ialah satu coulomb per volt atau ( 1 C V-1 ). Kapasitansi sebesar 1 coulomb per volt disebut 1 farad.

Gambar 8. Simbol kapasitor

8. Tranformator adalah alat atau komponen elektronika yang berfungsi menurunkan atau menaikkan arus listrik dengan cara menginduksi arus listrik melalui GGL yang muncul di dalam kumparan / lilitan primer yang kemudian diteruskan kelilitan sekunder yang berfungsi juga sebagai output tranformator. Type transformator ada bermacam-macam. Namun secara umum dibagi dua yaitu: Step Down= berfungsi menurunkan tegangan listrik Step Up = berfungsi menaikkan tegangan listri

Arus yang keluar dari transformator masih berupa arus AC yang sudah diturunkan tegangannya. Untuk menghasilkan arus DC yang baik, diperlukan sebuah regulator atau penyearah gelombang listrik. Rangkaian ini dapat menggunakan Dioda rectifier dan transistor. Kemudian diperhalus menggunakan kapasitor.

Rangkaian penyearah berfungsi untuk menjadikan gelombang yang mempunyai lebih dari satu arah menjadi gelombang satu arah. Sebagai contoh sinyal yang berbentuk sinusoidal dan mempunyai dua arah gelombang, yaitu arah dari kutub positif ke negative dan arah dari negatf ke positif, kemudian dijadikan gelombang yang mempunyai satu arah saja dengan menggunakan rangkaian penyearah. Untuk menyearahkan gelombang biasanya digunakan dioda,

Dari hasil yang ditunjukan osiloscope, kurva input (sinyal AC, hitam) dan output (Sinyal DC, merah) dapat dibedakan dengan mudah. Pada sinyal AC, kurva hitam bergerak pada bidan positif dan negative. Sedangkan pada sinyal DC, kurva merah hanya berada pada sisi positif saja. Dari voltmeter juga terlihat besar tegangan AC dan DC berbeda.

Tabel perubahan kapasitor Capasitor Vac 1 F 10 F 50 F 100 F 200 F 500 F 1000 F 2000 F Vdc Vripple 2,8 2 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 0,05

1,056 0,846 0,668 1,816 0,229 2,624 0,114 2,650 0,057 2,738 0,024 2,760 0,012 2,761 0,006 2,761

1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1 F 10 F 50 F 100 F 200 F 500 F 1000 2000 F FGrafik hubungan antara perubahan nilai kapasitor terhadap Vac

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1 F 10 F 50 F 100 F 200 F 500 F 1000 F 2000 F

Grafik hubungan antara perubahan nilai kapasitor terhadap Vdc

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1 F 10 F 50 F 100 F 200 F 500 F 1000 F 2000 F

Grafik hubungan antara perubahan nilai kapasitor terhadap Vripple

Dari tabel dan ketiga grafik di atas, dapat diketahui hubungan antara besar kapasitor dengan tegangan AC, DC dan tegangan ripple. Semakin besar kapasitansi kapasitor, tegangan keluaran AC semakin kecil, tegangan keluaran DC semakin besar, dan Vripple semakin kecil. Vripple yang kecil menunjukan kestabilan keluaran tegangan DC. Semakin kecil Vripple, semakin stabil. Kendala-kendala yang di alami dalam praktikum kali ini adalah kurangnya alat praktikum dalam hal ini adalah leptop, kurangnya pengetahuan cara menggunakan software EWB dan kurangnya tenaga asisten jika di banding jumlah praktikan yang mengikuti praktikum.

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

1. EWB 5.12 adalah sebuah aplikasi yang biasa diguankan para master

elektronika untuk membuat skema rangkaian elektronika.2. Rangkaian penyearah adalah rangkaian penyearah untuk menyearahkan

gelombang biasanya digunakan pada dioda.

3. Semakin besar kapasitansi kapasitor, tegangan keluaran AC semakin kecil,

tegangan keluaran DC semakin besar, dan Vripple semakin kecil. Vripple yang kecil menunjukan kestabilan keluaran tegangan DC. Semakin kecil Vripple, semakin stabil.

B. Saran

Terima kasih praktikan ucapkan kepada asisten dan praktikan mohon maaf apabila ada kelakuan dan sikap praktikan atas kesalahan ketika praktikum. Untuk kesempatan praktikum berikutnya, waktu pelaksanaan praktikum hendaknya lebih ditertibkan agar lebih efisien.untuk para asdosnya untuk mempertahankan dan meningkatkan lagi kinerjanya dan disaat menerangkan jangan terlalu cepat.

DAFTAR PUSTAKA

Malvino,Albert paul.2002.Prinsip-prinsip Elektronika.Jakarta Salemba Teknika Millan,Jacob.1992.Mikro Elektronika System Digital Dan Rangkaian Anolog. Jakarta: Erlangga Milman dan Halkias.1997.Elektronika Terpadu rangkaian dan system analog dan digital jilid 1.Jakarta: Erlangga Lab.Dasar Teknik Elektro.2007.Electronic Workbench 5.12.Laboratorium Elektronika dan zinstrumentasi-Departemen Fisika-ITB Sendra,adel.1990.Rangkaian Mikro Elektronika. Jakarta: Erlangga