BAB I
44
BAB IPENDAHULUAN
1. LATAR BELAKANG Di dunia migas terdapat salah satu bidang
instrumentasi elektronika yang menjadi suatu bidang yang sangat di
pentingkan dalam pengendalian migas. Instrumentasi adalah suatu
Ilmu yang mempelajari tentang pengunaan peralatan atau instrument
untuk mengukur dan mengatur suatu besaran baik kondisi fisis maupun
kimianya. Atau dapat di artikan juga dengan pengertian Instrument
adalah: sebuah peralatan yang merupakan bagian dari system
controller dan juga sebagai pelaksana pengontrolan di dalam sebuah
proses line
2. TUJUAN PENULISANAdapun tujuan dari penulisan karya ilmiah ini
adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah pengantar teknik
instrumentasi dan memberikan pemahaman mengenaialat-alat apa saja
yang ada di bidang instrumentasi, sehingga pembaca dapat mengetahui
apa saja yang harus di pahami dalam bidang instrumentasi
elektronika migas.3. RUANG LINGKUP MASALAH Ruang lingkup yang
dibahas penulis adalah memperkenalkan alat-alat di dalam bidang
instrumentasi.
IIPEMBAHASANPengertian ResistorResistor adalah komponen
elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran
listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana
fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk
salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif.
Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan
dilambangkan dengan simbol Omega (). Sesuai hukum Ohm bahwa
resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir
melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki
nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang
mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor
tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian
elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan
dalam kemasan resistor tersebut.Resistor dalam suatu teori dan
penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan
dengan huruf R. Kemudian pada desain skema elektronika resistor
tetap disimbolkan dengan huruf R, resistor variabel disimbolkan
dengan huruf VR dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang
disimbolkan dengan huruf VR dan POT.Kapasitas Daya
ResistorKapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum
yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya
resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan
kapasitas daya dalamsatuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik
besar. Menentukan kapasitas daya resistor ini penting dilakukan
untuk menghindari resistor rusak karena terjadi kelebihan daya yang
mengalir sehingga resistor terbakar dan sebagai bentuk efisiensi
biaya dan tempat dalam pembuatan rangkaian elektronika.Nilai
Toleransi ResistorToleransi resistor merupakan perubahan nilai
resistansi dari nilai yang tercantum pada badan resistor yang masih
diperbolehkan dan dinyatakan resistor dalam kondisi baik. Toleransi
resistor merupakan salah satu perubahan karakteristik resistor yang
terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai toleransi
resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi
kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2%
(resistor2%), resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%)
dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%).Nilai toleransi
resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan kode
warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi
5% maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas
atau dengan kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar.
Resistor yang banyak dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan
resistor 1%.Jenis-jenis Resistor Berdasarkan jenis dan bahan yang
digunakan untuk membuat resistor dibedakan menjadi resistor kawat,
resistor arang dan resistor oksida logam atau resistor metal
film.1. Resistor Kawat (Wirewound Resistor)Resistor kawat atau
wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat dengan bahat
kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor ditentukan
dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada
umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar.2. Resistor Arang
(Carbon Resistor)
Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang
dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon
ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual
belikan. Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan
kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2
Watt dan 3 Watt.3. Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor)
Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor
metal film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida
logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film
ini dapat ditemui dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik
resistor metal film ini mirip denganresistor kabon hanya beda warna
dan jumlah cicin warna yang digunakan dalam penilaian resistor
tersebut. Sama seperti resistorkarbon, resistor metal film ini juga
diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt,
1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan untuk keperluan
pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer.Kemudian
berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis
yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap
(Variable Resistor)1. Resistor tetap(Fixed Resistor)Resistor tetap
merupakan resistor yang nilai resistansinya tidap dapat diubah atau
tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian
elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian
elektronika. Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis,
seperti : Metal Film Resistor Metal Oxide Resistor Carbon Film
Resistor Ceramic Encased Wirewound Economy Wirewound Zero Ohm
Jumper Wire S I P Resistor Network
2. Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)Resistor tidak tetap
atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu : Pontensiometer,
tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya secara
langsung karena telah dilengkapi dengan tuas kontrol. Potensiometer
terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan Potensiometer
Logaritmis Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang
membutuhkan alat bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya.
Pada umumnya resistor jenis ini disebut dengan istilah Trimer
Potensiometer atau VR Thermistor, yaitu tipe resistor variable
yangnilairesistansinya akan berubah mengikuti suhu disekitar
resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu NTC dan PTC. Untuk
lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam artikel yang lain. LDR
(Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai
resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR
tersebut.Jenis-jenis resistor tetap dan variable diatas akan
dibahas lebih detil dalam artikel yang lain.Menghitung Nilai
ResistorNilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode
huruf pada resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan
dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan
kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan
dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daaya besar dan
resistor variable.Kode Warna ResistorCicin warna yang terdapat pada
resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari cicin warna
yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti dan nilai
dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu :
1. Resistor dengan 4 cincin kode warnaMaka cincin ke 1 dan ke 2
merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor
pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi
resistor.2. Resistor dengan 5 cincin kode warnaMaka cincin ke 1, ke
2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4
merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan
nilai toleransi resistor.3. Resistor dengan 6 cincin warnaResistor
dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5
cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6
menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang
diijinkan untuk resistor tersebut.Kode Huruf ResistorResistor
dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah
karenanilia resistansi dituliskan secara langsung. Pad umumnya
resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan
penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor.
Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi
resistor.
Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi : R, berarti x1 (Ohm) K,
berarti x1000 (KOhm) M, berarti x 1000000 (MOhm)Kode Huruf Untuk
Nilai Toleransi : F, untuk toleransi 1% G, untuk toleransi 2% J,
untuk toleransi 5% K, untuk toleransi 10% M, untuk toleransi
20%Dalam menentukan suatu resistor dalam suatu rangkaian
elektronika yang harus diingat selain menentukan nilai
resistansinya adalah menentukankan kapasitas daya dan toleransinya.
Hal ini berkaitan dengan harga jual resistor dipasaran dan luas
area yang dibutuhkan dalam meletakan resistor pada rangkaian
elektronika. Untuk jenis-jenis resistor keperluan khusus dan
resistor dengan karakteristik khusus akan dibahas dalam artikel
lainFungsi-fungsi ResistorFungsi-fungsi Resistor di dalam Rangkaian
Elektronika diantaranya adalah sebagai berikut : Sebagai Pembatas
Arus listrik Sebagai Pengatur Arus listrik Sebagai Pembagi Tegangan
listrik Sebagai Penurun Tegangan listrik
KAPASITORKapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan
Kondensator (Condensator) adalah Komponen Elektronika Pasif yang
dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan
kapasitansinya adalah Farad. Satuan Kapasitor tersebut diambil dari
nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 ~ 1867) yang berasal
dari Inggris. Namun Farad adalah satuan yang sangat besar, oleh
karena itu pada umumnya Kapasitor yang digunakan dalam peralatan
Elektronika adalah satuan Farad yang dikecilkan menjadi pikoFarad,
NanoFarad dan MicroFarad.Konversi Satuan Farad adalah sebagai
berikut :1 Farad = 1.000.000F (mikro Farad)1F = 1.000nF (nano
Farad)1F = 1.000.000pF (piko Farad)1nF = 1.000pF (piko
Farad)Kapasitor merupakan Komponen Elektronika yang terdiri dari 2
pelat konduktor yang pada umumnya adalah terbuat dari logam dan
sebuah Isolator diantaranya sebagai pemisah. Dalam Rangkaian
Elektronika, Kapasitor disingkat dengan huruf C.Jenis-Jenis
KapasitorBerdasarkan bahan Isolator dan nilainya, Kapasitor dapat
dibagi menjadi 2 Jenis yaitu Kapasitor Nilai Tetap dan Kapasitor
Variabel. Berikut ini adalah penjelasan singkatnya untuk
masing-masing jenis Kapasitor :KAPASITOR NILAI TETAP (FIXED
CAPACITOR)Kapasitor Nilai Tetap atau Fixed Capacitor adalah
Kapasitor yang nilainya konstan atau tidak berubah-ubah. Berikut
ini adalah Jenis-jenis Kapasitor yang nilainya Tetap :
Nama KomponenGambarSimbol
Kapasitor Keramik(Ceramic Capacitor)
Kapasitor Polyester(Polyester Capacitor)
Kapasitor Kertas(Paper Capacitor)
Kapasitor Mika(Mika Capacitor)
Kapasitor Elektrolit(Electrolyte Capacitor)
Kapasitor Tantalum(Tantalum Capacitor)
Kapasitor Keramik (Ceramic Capasitor)Kapasitor Keramik adalah
Kapasitor yang Isolatornya terbuat dari Keramik dan berbentuk bulat
tipis ataupun persegi empat. Kapasitor Keramik tidak memiliki arah
atau polaritas, jadi dapat dipasang bolak-balik dalam rangkaian
Elektronika. Pada umumnya, Nilai Kapasitor Keramik berkisar antara
1pf sampai 0.01F.Kapasitor yang berbentuk Chip (Chip Capasitor)
umumnya terbuat dari bahan Keramik yang dikemas sangat kecil untuk
memenuhi kebutuhan peralatan Elektronik yang dirancang makin kecil
dan dapat dipasang oleh Mesin Produksi SMT (Surface Mount
Technology) yang berkecepatan tinggi.Kapasitor Polyester (Polyester
Capacitor)Kapasitor Polyester adalah kapasitor yang isolatornya
terbuat dari Polyester dengan bentuk persegi empat. Kapasitor
Polyester dapat dipasang terbalik dalam rangkaian Elektronika
(tidak memiliki polaritas arah)Kapasitor Kertas (Paper
Capacitor)Kapasitor Kertas adalah kapasitor yang isolatornya
terbuat dari Kertas dan pada umumnya nilai kapasitor kertas
berkisar diantara 300pf sampai 4F. Kapasitor Kertas tidak memiliki
polaritas arah atau dapat dipasang bolak balik dalam Rangkaian
Elektronika.Kapasitor Mika (Mica Capacitor)Kapasitor Mika adalah
kapasitor yang bahan Isolatornya terbuat dari bahan Mika. Nilai
Kapasitor Mika pada umumnya berkisar antara 50pF sampai 0.02F.
Kapasitor Mika juga dapat dipasang bolak balik karena tidak
memiliki polaritas arah.Kapasitor Elektrolit (Electrolyte
Capacitor)Kapasitor Elektrolit adalah kapasitor yang bahan
Isolatornya terbuat dari Elektrolit (Electrolyte) dan berbentuk
Tabung / Silinder. Kapasitor Elektrolit atau disingkat dengan ELCO
ini sering dipakai pada Rangkaian Elektronika yang memerlukan
Kapasintasi (Capacitance) yang tinggi. Kapasitor Elektrolit yang
memiliki Polaritas arah Positif (-) dan Negatif (-) ini menggunakan
bahan Aluminium sebagai pembungkus dan sekaligus sebagai terminal
Negatif-nya. Pada umumnya nilai Kapasitor Elektrolit berkisar dari
0.47F hingga ribuan microfarad (F). Biasanya di badan Kapasitor
Elektrolit (ELCO) akan tertera Nilai Kapasitansi, Tegangan
(Voltage), dan Terminal Negatif-nya. Hal yang perlu diperhatikan,
Kapasitor Elektrolit dapat meledak jika polaritas (arah)
pemasangannya terbalik dan melampui batas kamampuan
tegangannya.Kapasitor TantalumKapasitor Tantalum juga memiliki
Polaritas arah Positif (+) dan Negatif (-) seperti halnya Kapasitor
Elektrolit dan bahan Isolatornya juga berasal dari Elektrolit.
Disebut dengan Kapasitor Tantalum karena Kapasitor jenis ini
memakai bahan Logam Tantalum sebagai Terminal Anodanya (+).
Kapasitor Tantalum dapat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi
dibanding dengan tipe Kapasitor Elektrolit lainnya dan juga
memiliki kapasintansi yang besar tetapi dapat dikemas dalam ukuran
yang lebih kecil dan mungil. Oleh karena itu, Kapasitor Tantalum
merupakan jenis Kapasitor yang berharga mahal. Pada umumnya dipakai
pada peralatan Elektronika yang berukuran kecil seperti di
Handphone dan Laptop.
KAPASITOR VARIABEL (VARIABLE CAPACITOR)Kapasitor Variabel adalah
Kapasitor yang nilai Kapasitansinya dapat diatur atau berubah-ubah.
Secara fisik, Kapasitor Variabel ini terdiri dari 2 jenis yaitu
:VARCO (Variable Condensator)VARCO (Variable Condensator) yang
terbuat dari Logam dengan ukuran yang lebih besar dan pada umumnya
digunakan untuk memilih Gelombang Frekuensi pada Rangkaian Radio
(digabungkan dengan Spul Antena dan Spul Osilator). Nilai
Kapasitansi VARCO berkisar antara 100pF sampai 500pFTrimmerTrimmer
adalah jenis Kapasitor Variabel yang memiliki bentuk lebih kecil
sehingga memerlukan alat seperti Obeng untuk dapat memutar Poros
pengaturnya. Trimmer terdiri dari 2 pelat logam yang dipisahkan
oleh selembar Mika dan juga terdapat sebuah Screw yang mengatur
jarak kedua pelat logam tersebut sehingga nilai kapasitansinya
menjadi berubah. Trimmer dalam Rangkaian Elektronika berfungsi
untuk menepatkan pemilihan gelombang Frekuensi (Fine Tune). Nilai
Kapasitansi Trimmer hanya maksimal sampai 100pF.FUNGSI
KAPASITORFungsi Kapasitor dalam Rangkaian ElektronikaPada Peralatan
Elektronika, Kapasitor merupakan salah satu jenis Komponen
Elektronika yang paling sering digunakan. Hal ini dikarenakan
Kapasitor memiliki banyak fungsi sehingga hampir setiap Rangkaian
Elektronika memerlukannya.Dibawah ini adalah beberapa fungsi
daripada Kapasitor dalam Rangkaian Elektronika : Sebagai Penyimpan
arus atau tegangan listrik Sebagai Konduktor yang dapat melewatkan
arus AC (Alternating Current) Sebagai Isolator yang menghambat arus
DC (Direct Current) Sebagai Filter dalam Rangkaian Power Supply
(Catu Daya) Sebagai Kopling Sebagai Pembangkit Frekuensi dalam
Rangkaian Osilator Sebagai Penggeser Fasa Sebagai Pemilih Gelombang
Frekuensi (Kapasitor Variabel yang digabungkan dengan Spul Antena
dan Osilator)
INDUKTOR Induktor merupakan komponen Elektronika Pasif yang
sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika, terutama pada
rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi Radio. Induktor atau
dikenal juga dengan Coil adalah Komponen Elektronika Pasif yang
terdiri dari susunan lilitan Kawat yang membentuk sebuah Kumparan.
Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan Medan Magnet jika dialiri
oleh Arus Listrik. Medan Magnet yang ditimbulkan tersebut dapat
menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat. Dasar dari
sebuah Induktor adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday.Kemampuan
Induktor atau Coil dalam menyimpan Energi Magnet disebut dengan
Induktansi yang satuan unitnya adalah Henry (H). Satuan Henry pada
umumnya terlalu besar untuk Komponen Induktor yang terdapat di
Rangkaian Elektronika. Oleh Karena itu, Satuan-satuan yang
merupakan turunan dari Henry digunakan untuk menyatakan kemampuan
induktansi sebuah Induktor atau Coil. Satuan-satuan turunan dari
Henry tersebut diantaranya adalah milihenry (mH) dan microhenry
(H). Simbol yang digunakan untuk melambangkan Induktor dalam
Rangkaian Elektronika adalah huruf L.Nilai Induktansi sebuah
Induktor (Coil) tergantung pada 4 faktor, diantaranya adalah :
Jumlah Lilitan, semakin banyak lilitannya semakin tinggi
Induktasinya Diameter Induktor, Semakin besar diameternya semakin
tinggi pula induktansinya Permeabilitas Inti, yaitu bahan Inti yang
digunakan seperti Udara, Besi ataupun Ferit. Ukuran Panjang
Induktor, semakin pendek inductor (Koil) tersebut semakin tinggi
induktansinya.Konstruksi induktor Sebuah induktor biasanya
dikonstruksi sebagai sebuah lilitan dari bahan penghantar, biasanya
kawat tembaga, digulung pada inti magnet berupa udara atau bahan
feromagnetik. Bahan inti yang mempunyai permeabilitas magnet yang
lebih tinggi dari udara meningkatkan medan magnet dan menjaganya
tetap dekat pada induktor, sehingga meningkatkan induktansi
induktor. Induktor frekuensi rendah dibuat dengan menggunakan baja
laminasi untuk menekan arus eddy. Ferit lunak biasanya digunakan
sebagai inti pada induktor frekuensi tingi, dikarenakan ferit tidak
menyebabkan kerugian daya pada frekuensi tinggi seperti pada inti
besi. Ini dikarenakan ferit mempunyai lengkung histeresis yang
sempit dan resistivitasnya yang tinggi mencegah arus eddy. Induktor
dibuat dengan berbagai bentuk. Sebagian besar dikonstruksi dengan
menggulung kawat tembaga email disekitar bahan inti dengan
kaki-kali kawat terlukts keluar. Beberapa jenis menutup penuh
gulungan kawat di dalam material inti, dinamakan induktor
terselubungi. Beberapa induktor mempunyai inti yang dapat diubah
letaknya, yang memungkinkan pengubahan induktansi. Induktor yang
digunakan untuk menahan frekuensi sangat tinggi biasanya dibuat
dengan melilitkan tabung atau manik-manik ferit pada kabel
transmisi. Induktor kecil dapat dicetak langsung pada papan
rangkaian cetak dengan membuat jalur tembaga berbentuk spiral.
Beberapa induktor dapat dibentuk pada rangkaian terintegrasi menhan
menggunakan inti planar. Tetapi bentuknya yang kecil membatasi
induktansi. Dan girator dapat menjadi pilihan alternatif.
Jenis-jenis Induktor (Coil)Berdasarkan bentuk dan bahan
inti-nya, Induktor dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya
adalah : Air Core Inductor Menggunakan Udara sebagai Intinya Iron
Core Inductor Menggunakan bahan Besi sebagai Intinya Ferrite Core
Inductor Menggunakan bahan Ferit sebagai Intinya Torroidal Core
Inductor Menggunakan Inti yang berbentuk O Ring (bentuk Donat)
Laminated Core Induction Menggunakan Inti yang terdiri dari
beberapa lapis lempengan logam yang ditempelkan secara paralel.
Masing-masing lempengan logam diberikan Isolator. Variable Inductor
Induktor yang nilai induktansinya dapat diatur sesuai dengan
keinginan. Inti dari Variable Inductor pada umumnya terbuat dari
bahan Ferit yang dapat di putar-putarJenis-Jenis Lilitan Induktor:
1. Lilitan ferit sarang-madu, yaitu dengan cara dililit
saling-silang bertujuan mengurangi efek kapasitansi yang
terdistribusi. 2.2. Lilitan inti-toroid, adalah lilitan sederhana
dengan bentuk silinder agar tercipta medan magnet dgn kutup utara
dan selatan
Fungsi Induktor (Coil) dan AplikasinyaFungsi-fungsi Induktor
atau Coil diantaranya adalah dapat menyimpan arus listrik dalam
medan magnet, menapis (Filter) Frekuensi tertentu, menahan arus
bolak-balik (AC), meneruskan arus searah (DC) dan pembangkit
getaran serta melipatgandakan tegangan.Berdasarkan Fungsi diatas,
Induktor atau Coil ini pada umumnya diaplikasikan : Sebagai Filter
dalam Rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi Transformator
(Transformer) Motor Listrik Solenoid Relay Speaker
MicrophoneInduktor sering disebut juga dengan Coil (Koil), Choke
ataupun Reaktor.
TRANSFORMATOR
Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan
dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik
ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan
berdasarkan prinsip induksi-elektromagnet. Transformator digunakan
secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika.
Penggunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan
terpilihnya tegangan yang sesuai, dan ekonomis untuk tiap-tiap
keperluan misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman
daya listrik jarak jauh.Fungsi transformator untuk keperluan
tegangan atau suatu transformator di ubah,ada beberapa fungsi
transformator antara lain : Digunakan untuk pengiriman tenaga
listrik Untuk mengadakan pengukuran dari besaran listrik Untuk
memisahkan rangkaian yang satu dengan yang lain Untuk memberikan
tenaga pada alat tertentu. Untuk menyesuaikan tegangan.
Dalam bidang elektronika, transformator digunakan antara lain:
sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban; untuk
memisahkan satu rangkain dari rangkaian yang lain; dan untuk
menghambat arus searah melalukan atau mengalirkan arus
bolak-balik.Berdasarkan frekuensi, transformator dapat
dikelompokkan menjadi: Frekuensi daya, 50 sampai 60Hz Frekuensi
pendengaran, 50Hz sampai 20kHz Frekuensi radio, diatas 30kHz. Dalam
bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkan
menjadi: Transformatror daya Transformatror distribusi
Transformatror pengukuran, yang terdiri dari atas transformator
arus dan Transformator tegangan
PRINSIP KERJA TRANSFORMATORTransformator bekerja berdasarkan
prinsip kerja induksi elektromagnetik. Dimana apabila terjadi suatu
perubahan fluks magnet pada kumparan primer, maka akan diteruskan
ke kumparan sekunder dan menghasilkan suatu gaya gerak listrik
(ggl) induksi dan arus induksi. Nah,agar selalu terjadi perubahan
fluks magnet, maka arus yang masuk (input) ini harus berupa arus
bolak balik (AC).Di dalam perkembangannya terdapat bermacam-macam
jenis transformator atau trafo dan mempunyai berbagai fungsi,
diantaranya : Trafo ( Transformator ) Adaptor Trafo ( Transformator
) IF ( Frekuensi Menengah ) Trafo Step Up / Step Down Trafo OT (
Out Put )Berikut ini contoh fungsi transformator yang diaplikasikan
dalam kehidupan sehari-hari : Trafo step up, Fungsi transformator
ini digunakan untuk menaikkan tegangan AC, trafo jenis ini dipakai
dalam rangkaian-rangkaian pembangkit tegangan pada perangkat
elektronika seperti trafo inverter monitor LCD, trafo inverter TV,
dll. Trafo step-down adalah kebalikannya, fungsi transformator ini
untuk menurunkan tegangan AC, contoh pemakaiannya pada adaptor.
Autotransformator = hanya terdiri suatu lilitan yang berlanjut
secara listrik,dengan sadapan tengah. Autotransformator variable =
tegangan sekunder lebih banyak biasanya sadapan tengahnya bisa
diubah-ubah. Transformator pulsa = transformator yang di desain
khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa. Transformator
isolasi Transformator 3 fasa
DIODADiodaadalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari
persambungan (junction) P-N.Sifat diodayaitu dapat menghantarkan
arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada tegangan
balik.Diodaberasal dari pendekatan kata dua elektroda yaitu anoda
dan katoda.Dioda semikonduktorhanya melewatkan arus searah saja
(forward), sehingga banyak digunakan sebagai komponen penyearah
arus. Secara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah
katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang
mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan
menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup.FUNGSI DIODA1.
Sebagai penyearah, untuk dioda bridge2. Sebagai penstabil tegangan
(voltage regulator), untuk dioda zener3. Pengaman / sekering4.
Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas / membuang level
sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu.5.
Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen DC
kepada suatu sinyal AC6. Sebagai pengganda tegangan.7. Sebagai
indikator, untuk LED (light emiting diode)8. Sebagai sensor panas,
contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier9. Sebagai sensor
cahaya, untuk dioda photo10. Sebagai rangkaian VCO (voltage
controlled oscilator), untuk dioda varactor
JENIS DIODA1. Dioda standarDioda jenis ini ada dua macam yaitu
silikon dan germanium. Dioda silikon mempunyai tegangan maju 0.6 V
sedangkan dioda germanium 0.3 V. Dioda jenis ini mempunyai beberapa
batasan tertentu tergantung spesifikasi. Batasan batasan itu
seperti batasan tegangan reverse, frekuensi, arus, dan suhu.
Tegangan maju dari dioda akan turun 0.025 V setiap kenaikan 1
derajat dari suhu normal.Sesuai karakteristiknya dioda ini bisa
dipakai untuk fungsi-fungsi sebagai berikut:1. Penyearah sinyal
AC2. Pemotong level3. Sensor suhu4. Penurun tegangan5. Pengaman
polaritas terbalik pada DC inputContoh dioda jenis ini adalah
1N400x (1A), 1N5392 (1.5A), dan 1N4148 (500mA).
2. LED (light emiting diode)Dioda jenis ini mempunyai lapisan
fosfor yang bisa memancarkan cahaya saat diberi polaritas pada
kedua kutubnya. LED mempunyai batasan arus maksimal yang mengalir
melaluinya. Diatas nilai tersebut dipastikan umur led tidak lama.
Jenis led ditentukan oleh cahaya yang dipancarkan. Seperti led
merah, hijau, biru, kuning, oranye, infra merah dan laser diode.
Selain sebagai indikator beberapa LED mempunyai fungsi khusus
seperti LED inframerah yang dipakai untuk transmisi pada sistem
remote control dan opto sensor juga laser diode yang dipakai untuk
optical pick-up pada sistem CD. Dioda jenis ini dibias maju
(forward).3. Dioda ZenerFungsi dari dioda zener adalah sebagai
penstabil tegangan. Selain itu dioda zener juga dapat dipakai
sebagai pembatas tegangan pada level tertentu untuk keamanan
rangkaian. Karena kemampuan arusnya yang kecil maka pada penggunaan
dioda zener sebagai penstabil tegangan untuk arus besar diperlukan
sebuah buffer arus. Dioda zener dibias mundur (reverse).4. Dioda
photoDioda photo merupakan jenis komponen peka cahaya. Dioda ini
akan menghantar jika ada cahaya yang mauk dengan intensitas
tertentu. aplikasi dioda photo banyak pada sistem sensor cahaya
(optical). Contoh : pada optocoupler dan optical pick-up pada
sistem CD. Dioda photo dibias maju (forward).5. Dioda
varactorKelebihan dari dioda ini adalah mampu menghasilkan nilai
kapasitansi tertentu sesuai dengan besar tegangan yang diberikan
kepadanya. Dengan dioda ini maka sistem penalaan digital pada
sistem transmisi frekuensi tinggi mengalami kemajuan pesat, seperti
pada radio dan televisi. Contoh sistem penalaan dengan dioda ini
adalah dengan sistem PLL (Phase lock loop), yaitu mengoreksi
oscilator dengan membaca penyimpangan frekuensinya untuk kemudian
diolah menjadi tegangan koreksi untuk oscilator. Dioda varactor
dibias reverse6. Dioda SCR SCR (Silicon Control Rectifier)
merupakan jenis dioda yang difungsikan sebagai pengendali. SCR yang
disebut juga dengan nama Tyiristor ini termasuk dalam
semikunduktor, pengenadli SCR dikenal dengan nama Gate (dalam
bahasa Indonesia berarti "Gerbang").
KARAKTERISTIK DIODA1. Bias Maju DiodaAdalah cara pemberian
tegangan luar ke terminal diode. Jika anoda dihubungkan dengan
kutub positif batere, dan katoda dihubungkan dengan kutub negative
batere, maka keadaan diode ini disebut bias maju (forward bias).
Aliran arus dari anoda menuju katoda, dan aksinya sama dengan
rangkaian tertutup. Pada kondisi bias ini akan terjadi aliran arus
dengan ketentuan beda tegangan yang diberikan ke diode dan akan
selalu positif.2. Bias Mundur DiodaSebaliknya bila anoda diberi
tegangan negative dan katoda diberi tegangan positif, arus yang
mengalir jauh lebih kecil dari pada kondisi bias maju. Bias ini
dinamakan bias mundur (reverse bias) pada arus maju diperlakukan
baterai tegangan yang diberikan dengan tidak terlalu besar maupun
tidak ada peningkatan yang cukup significant.
Sebagai karakteristik dioda, pada saat reverse, nilai tahanan
diode tersebut relative sangat besar dan diode ini tidak dapat
menghantarkan arus listrik. Nilai-nilai yang didapat, baik arus
maupun tegangan tidak boleh dilampaui karena akan mengkibatkan
rusaknya dioda.
TRANSISTOR
Pengertian transistorberasal dari perpaduan dua kata, yakni
transfer yang artinya pemindahan dan resistor yang berarti
penghambat. Dengan demikian transistor dapat diartikan sebagai
suatu pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi
penghantar pada suhu atau keadaan tertentu.Transistor ditemukan
pertama kali oleh William Shockley, John Barden, dan W. H Brattain
pada tahun 1948. Mulai dipakai secara nyata dalam praktik mereka
pada tahun 1958. Transistor termasuk komponen semi konduktor yang
bersifat menghantar dan menahan arus listrik.Ada 2 jenis transistor
yaitu transistor tipe P N P dan transistor jenis N P N. Transistor
NPN adalah transistor positif dimana transistor dapat bekerja
mengalirkan arus listrik apabila basis dialiri tegangan arus
positif. Sedangkan transistor PNP adalah transistor negatif,dapat
bekerja mengalirkan arus apabila basis dialiri tegangan
negatif.
Fungsi transistorsangatlah besar dan mempunyai peranan penting
untuk memperoleh kinerja yang baik bagi sebuah rangkaian
elektronika. Dalam dunia elektronika,fungsi transistorini adalah
sebagai berikut: Sebagai sebuah penguat (amplifier). Sirkuit
pemutus dan penyambung (switching). Stabilisasi tegangan
(stabilisator). Sebagai perata arus. Menahan sebagian arus.
Menguatkan arus. Membangkitkan frekuensi rendah maupun tinggi.
Modulasi sinyal dan berbagai fungsi lainnya.Dalam rangkaian analog,
transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog
ini meliputi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat
sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor
digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa diantara
transistor dapat juga dirangkai sedemikian rupa sehinggafungsi
transistormenjadi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen
lainnya.Transistor sebagai penguat arusFungsi lain dari transistor
adalah sebagai penguat arus. Karena fungsi ini maka transistor bisa
dipakai untuk rangkaian power supply dengan tegangan yang di set.
Untuk keperluan ini transistor harus dibias tegangan yang konstan
pada basisnya, supaya pada emitor keluar tegangan yang tetap.
Biasanya untuk mengatur tegangan basis supaya tetap digunakan
sebuah dioda zener.Transistor sebagai PenguatSalah satu fungsi
Transistor yang paling banyak digunakan di dunia Elektronika Analog
adalah sebagai penguat yaitu penguat arus, penguat tegangan, dan
penguat daya. Fungsi komponen semikonduktor ini dapat kita temukan
pada rangkaian Pree-Amp Mic, Pree-Amp Head, Mixer, Echo, Tone
Control, Amplifier dan lain-lain.Common BasePenguat Common Base
digunakan sebagai penguat tegangan. Pada rangkaian ini Emitor
merupakan input dan Collector adalah output sedangkan Basis
di-ground-kan/ditanahkan.Sifat-sifat Penguat Common Base Isolasi
input dan output tinggi sehingga Feedback lebih keci. Cocok sebagai
Pre-Amp karena mempunyai impedansi input tinggi yang dapat
menguatkan sinyal kecil. Dapat dipakai sebagai penguat frekuensi
tinggi. Dapat dipakai sebagai buffer.
Penguat Common EmitorPenguat Common Emitor digunakan sebagai
penguat tegangan. Pada rangkaian ini Emitor
di-ground-kan/ditanahkan, Input adalah Basis, dan output adalah
Collector.Sifat-sifat Penguat Common Emitor Signal output berbeda
phasa 180 derajat. Memungkinkan adanya osilasi akibat feedback,
untuk mencegahnya sering dipasang feedback negatif. Sering dipakai
sebagai penguat audio (frekuensi rendah). Stabilitas penguatan
rendah karena tergantung stabilitas suhu dan bias
transistor.Penguat Common CollectorPenguat Common Collector
digunakan sebagai penguat arus. Rangkaian ini hampir sama dengan
Common Emitor tetapi outputnya diambil dari Emitor. Input
dihubungkan ke Basis dan output dihubungkan ke Emitor. Rangkaian
ini disebut juga dengan Emitor Follower (Pengikut Emitor) karena
tegangan output hapir sama dengan tegangan input.Sifat-sifat
Penguat Common Collector Signal output dan sigal input satu phasa
(tidak terbalik seperti Common Emitor). Penguatan tegangan kurang
dari 1 (satu). Penguatan arus tinggi (sama dengan HFE transistor).
Impedansi input tinggi dan impedansi output rendah sehingga cocok
digunakan sebagai buffer.Prinsip kerja TransistorTransistor dibuat
dengan tiga lapis semikonduktor. Dapat dibuat lapisan PNP ataupun
lapisan NPN. Dengan demikian kita mengenal 2 macam transistor,
yaitu transistor PNP dan transistor NPN sesuai dengan jenis
penyusunnya.
JENIS-JENIS TRANSISTORJenis-Jenis Transistordan cara kerja
transistor pada umumnyadibagi menjadi dua jenis yaitu; Transistor
Bipolar(dwi kutub)dan Transistor Efek Medan(FET Field Effect
Transistor). Transistor BipolarTransistor Bipolar adalah jenis
transistor yang paling banyak di gunakan padarangkaian
elektronika.Jenis-Jenis Transistorini terbagi atas 3 bagian
lapisanmaterial semikonduktor yang terdiri dari dua formasi lapisan
yaitu lapisan P-N-P(Positif-Negatif-Positif)dan lapisan
N-P-N(Negatif-Positif-Negatif). Sehingga menurut dua formasi
lapisan tersebut transistor bipolar dibedakan kedalam dua jenis
yaitu transistor PNP dan transistor NPN. Masing-masing dari ketiga
kakijenis-jenis transistorini di beri namaB(Basis), K(Kolektor),
dan E(Emitor).Fungsi transistorbipolar ini adalah sebagaipengatur
arus listrik(regulator arus listrik), dengan kata lain transistor
dapat membatasi arus yang mengalir dari Kolektor ke Emiter atau
sebaliknya(tergantung jenis transistor, PNP atau NPN).
Transistor Efek Medan Transistor Efek Medan(FET Field Effect
Transistor)merupakan jenis transistor yang juga memiliki 3 kaki
terminalyang masing-masing diberi
namaDrain(D),Source(S),danGate(G).Cara kerja transistor ini
adalahmengendalikan aliran elektron dari
terminalSourcekeDrainmelalui tegangan yang diberikan pada
terminalGate. Perbedaan antara transistor bipolar dan transistor
FET adalahjika transistor bipolar mengatur besar kecil-nya arus
listrik yang melalui kaki Kolektor ke Emiter atau sebaliknya
melalui seberapa besar arus yang diberikan pada kaki Basis,
sedangkan pada FET besar kecil-nya arus listrik yang mengalir
padaDrainkeSourceatau sebaliknya adalah dengan seberapa besar
tegangan yang diberikan pada kakiGate. Selain di gunakan sebagai
penguat, transistor digunakansebagai saklar.Caranya adalahdengan
memberikan arus yang cukup besar pada basis transistor hingga
mencapai titik jenuh. Pada kondisi seperti ini kolektor dan emitor
bagai kawat yang terhubung atau saklar tertutup, dan sebaliknya
jika arus basis teramat kecil maka kolektor dan emitor bagai saklar
terbuka.FUNGSI TRANSISTOR Fungsi transistoradalah sebagaisebagai
penguat, sebagai sirkuit pemutus dan
penyambung(switching),stabilisasi tegangan, modulasi
sinyal.Transistor mempunyai 3 jenis yaitu :1.Uni Junktion
Transistor(UJT)2.Field Effect Transistor(FET)3.MOSFET1. Uni
Junktion Transistor (UJT)Uni Junktion Transistor(UJT)adalah
transistor yang mempunyai satu kaki emitor dan dua basis. Kegunaan
transistor ini adalah terutama untuk switch elektronis. Ada Dua
jenis UJT ialah UJT Kanal N dan UJT Kanal P.
2. Field Effect Transistor (FET)Beberapa Kelebihan FET
dibandingkan dengan transistor biasa ialah antara lain penguatannya
yang besar, serta desah yang rendah. Karena harga FET yang lebih
tinggi dari transistor, maka hanya digunakan pada bagian-bagian
yang memang memerlukan.Bentuk fisik FET ada berbagai macam yang
mirip dengan transistor. Jenis FET ada dua yaitu Kanal N dan Kanal
P. Kecuali itu terdapat pula macam FET ialah Junktion FET(JFET)dan
Metal Oxide Semiconductor FET(MOSFET).3. MOSFETMOSFET(Metal Oxide
Semiconductor FET)adalah suatu jenis FET yang mempunyai satu Drain,
satu Source dan satu atau dua Gate. MOSFET mempunyai input
impedance yang sangat tinggi. Mengingat harga yang cukup tinggi,
maka MOSFET hanya digunakan pada bagian bagian yang benar-benar
memerlukannya. Penggunaannya misalnya sebagai RF amplifier pada
receiver untuk memperoleh amplifikasi yang tinggi dengan desah yang
rendah. Dalam pengemasan dan perakitan dengan menggunakan MOSFET
perlu diperhatiakan bahwa komponen ini tidak tahan terhadap
elektrostatik, mengemasnya menggunakan kertas timah, pematriannya
menggunakan jenis solder yang khusus untuk pematrian MOSFET.
Seperti halnya pada FET, terdapat dua macam MOSFET ialah Kanal P
dan Kanal N.
THYRISTORPengertian Thyristor Istilah Thyristor berasal dari
tabung Thyratron-Transistor, dimana dengan perkembangan teknologi
semikonduktor, maka tabung-tabung elektron yang bentuknya relatip
besar dapat digantikan oleh tabung-tabung transistor yang berukuran
jauh lebih kecil tanpa mengurangi kemampuan operasionalnya.
Thyristor adalah suatu bahan semikonduktor terdiri dari Dioda Lapis
Empat (Four Layers Diode) dengan susunan P-N-P-N junction. Sehingga
thyristor ini dapat disebut juga sebagai PNPN Dioda. Bahan dasar
thyristor ini adalah dari silicon dengan pertimbangan jauh lebih
tahan panas dibandingkan dengan bahan germanium. Struktur Thyristor
Ciri-ciri utama dari sebuah thyristor adalah komponen yang terbuat
dari bahan semiconductor silicon. Walaupun bahannya sama, tetapi
struktur P-N junction yang dimilikinya lebih kompleks dibanding
transistor bipolar atau MOS. Komponen thyristor lebih digunakan
sebagai saklar (switch) ketimbang sebagai penguat arus atau
tegangan seperti halnya transistor.Struktur dasar thyristor adalah
struktur 4 layer PNPN seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah
ini.. Jika dipilah, struktur ini dapat dilihat sebagai dua buah
struktur junction PNP dan NPN yang tersambung di tengah seperti
pada gambar-1b. Ini tidak lain adalah dua buah transistor PNP dan
NPN yang tersambung pada masing-masing kolektor dan base.
BAGIAN-BAGIAN DARI THYRISTOR1. SCRSCR merupakan saklar elektronik
yang bisa mengendalikan arus AC atau DC. Bahwa untuk membuat
thyistor ON adalah dengan memberi arus tigger lapisan p yang dekat
dengan katoda yaitu dengan membuat kaki gate pada thyristor PNPN.
Karena letak nya yang dekat dengan katoda bisa juga pin gate ini di
sebut pin gate katoda(chatoda gate). SCR dalam banyak literature
disebut thyristor saja.2. TRGER SCRMelalui kaki (pin) gate tersebut
memungkinkan komponen ini di trigger menjadi ON,yaitu dengan
memberi arus gate.Cara untuk membuat reverse SCR Cara membuat SCR
menjadi off tersebut adalah dengan menurunkan tegangan anoda katoda
ke titik nol. Karena inilah SCR/thyristor pada umum nya tidak cocok
digunakan untuk aplikasi DC. Komponen ini lebh banyak digunakan
untuk aplikasi tegangan AC,dimana SCR bisa off pada saat gelombang
tegangan AC berada di titik nol.
JENIS-JENIS THYRISTOR
Thyristor dibuat hampir seluruhnya dengan proses
difusi.Thyristor dapat secara umum diklasifikasikan menjadi
sembilan kategori:
1. Phase control thyristor (SCR)2. Fast-switching
thyristor(SCR)3. Gate-turn-off thyristor (GTO)4. Bidirectional
triode thyristor(TRIAC)5. Reverse-conducting thyristor (RCT)6.
Static induction thyristor (SITH)7. Light-activated
silicon-controlled rectifier (LASCR) 8. FET-controlled
thyristor(FET-CTH)9. MOS-controlled thyristor (MCT)
1. Phase-Control Thyristor (Kontrol Phase Thyristor)
Thyristor type ini secara umum beroperasi pada line-frequency
dan dimatikan dengan komutasi natural. Turn off time tq, berada
dalam orde 50 sampai 100 s. Alat ini sangat cocok untuk aplikasi
pensaklaran kecepatan rendah yang dikenal sebagai thyristor
konverter. Karena terbuat dari silikon yang dikontrol maka
thyristor ini disebut silicon-controlled rectifier (SCR).Dalam
keadaan on, VT, bervariasi disekitar 1,15 V untuk devais 600 V
hingga 2,5 V untuk devais 4000 V; dan untuk thyristor 5500 A, 1200
V, sekitar 1,25 V.
2. Fast-Switching Thyristor
Biasanya thyristor ini digunakan pada penerapan teknologi
pensaklaran kecepatan tinggi dengan forced-commutation. Thyristor
jenis ini memiliki waktu turn off yang cepat, umumnya dalam 5
sampai 50 s bergantung pada daerah tegangannya. Tegangan jatuh
forward pada keadaan on bervarasi kira-kira seperti fungsi invers
dari trun off time tq, dikenal juga sebagai thyristor
inversi.Thyristor ini memiliki dv/dt yang tinggi biasanya 1000 V/s
dan di/dt sebesar 1000 /s. Turn off yang cepat akan sangat penting
untuk mengurangi berat dan ukuran dari komponen rangkaian reaktif.
Thyristor ini memiliki kemampuan blocking yang sangat terbatas
kira-kira 10 V, biasanya dikenal asymmetrical thyristor (ASCR).
3. Turn Off Thyristor
Alat ini dihidupkan dengan memberi sinyal gerbang positif. GTO
memiliki beberapa keuntungan dibandingkan SCR; (1) turn-off yang
cepat, memungkinkan komponen commulating pada forced-commutation,
yang menghasilkan pengurangan biaya, berat dan volume; (2)
pengurangan usikan akustik dan elektromagnetik karena hilangya
commutation chokes; (3) trun-off yang cepat, memungkinkan frekuensi
pensaklaran yang tinggi; dan (4) meningkankan efisiensi
converter.Pada aplikasi daya rendah , GTO memiliki keuntungan
dibandingkan bipolar transistor: (1) kemampuan bloking tegangan
yang lebih tinggi; (2) rasio arus puncak yang dapt dikontrol dengan
arus rata-rata yang tinggi; (3) rasio atus surge puncak terhadap
arus terhadap arus rata-rata tinggi, umumnya 10 : 1 ; (4) penguatan
keadaan on tinggi (arus anode/arus gerbang), umumnya 600; dan (5)
durasi sinyal gerbang sinyal pulsa pendek.
Controllable peak on-state current ITGQ adalah nilai puncak dari
arus keadaan on, yang dapat dimatikan oleh control gerbang.Dengan
CS adalah kapasitansi snubber.
4. Bidirectional Triode Thyristor
TRIAC dapat bersifat konduktifdalam dua arah. Karena itu TRIAC
merupakan devais bidirectional, terminalnya tidak dapat ditentukan
sebagai anode/katode. Dalam prakteknya sensitivitas bervariasi
antara satu kuadran dengan kuadran lain, dan TRIAC biasanya
beroperasi di kuadran I+ (tegangan) dan arus gerbang positif) atau
kuadran III- (tegangan dan arus gerbang negative).
5. Reverse-Conducting ThyristorSuatu RCT dapat dipandangi
sebagai suatu kompromi antara karakteristikdevais dan kebutuhan
dari rangkaian RCT dapat dianggap sebagai suatu thyristor dengan
built-in mode antipapralel. Tegangan forward blocking bervariasi
antara 400 samapi dengan 2000 V dan rating arus maju bergerakhingga
500 A. Tegangan blocking reverse biasanya sekitar 30 sampai dengan
40 V.
6. Static Induction Thyristor
Karakteristik dari SITH mirip dengan karakteristik dari MOSFET.
SITH biasanya dihidupkan dengan memberikan tegangan gerbang
positif. SITH merupakan devais pembawa muatan minoritas.SITH
memiliki kecepatan switching yang tinggi denagn kemampuan dv/dt dan
di/dt yang tinggi. Waktu switchingnya berada pada orde 1 sampai 6
s. Rating tegangan mencapai 2500 V dan rating arus dibatasi 500 A.
devais ini sangat sensitive terhadap proses produksi, ganguan kecil
dapat megakibatkan perubahan besar pada karakteristiknya.
7. Light-Activated Silicon-Controlled Rectifier
Devais ini dihidupkan dengan memberikan radiasi langsung pada
wafer silicon. Pasangan electron-hole yang terbentuk selama proses
radiasi menghasilkan arus trigger pada pengaruh medan
elektris.LASCR digunakan untuk pemakaian arus dan tegangan yang
tinggi dan kompensasi daya reaktif statis. LASCR menediakan isolasi
elektris penuh antara sumber cahaya pen-trigger dan devais
switching dari converter daya, dengan potensial mengambang
tinggi.
8. FET-Controlled Thyristor
Devais FET CTH merupakan kombinasi MOSFET dan thyristor secara
parallel. Jika tegangan tertentu diberikan pada gerbang MOSFET,
biasanya 3 V, arus pen-tringger dari thyristor akan bangkit secara
internal. FET-CTH memiliki kecepatan switching tinggi.
9. MOS-Controlled Thyristor
MOS-Controlled Thyristor (MCT) mengkombinasikan sifat-sifat
regeneratif thyristor dan struktur gerbang MOS. Karena strukturny
NPNP anode berlaku sebagai terminal acuan relatif terhadap semua
sinyal gerbang yang diberikan. Diasumsikan bahwa MCT berada dalam
keadaaan blocking state dan tegangan negatif VGAdiberikan. Kanal p
(layer inversion) dibentuk dalam material n-doped, yang
mengakibatkan hole-hole mengalir secara lateral dari emiter.
MCT dapat beroperasisebagai devais yang dikontrol oleh gerbang
jika arusnya lebih kecil dari arus maksimum yang dapat dikontrol.
Usaha untuk membuat MCT off pada arus yang melebihi nilai itu akan
menyebabkan kerusakan pada devais. Untuk nilai arus yang tinggi,
MCT harus dimatikan seperti thyristor biasa. Lebar pulsa gerbang
tidak kritis untuk arus devais yang lebih kecil. Untuk arus besar,
lebar pulsa turn off harus lebih besar dari pulsa turn-off harus
lebih besar.
SCR, TRIAC dan DIACThyristor berakar kata dari bahasa Yunani
yang berarti pintu. Dinamakan demikian barangkali karena sifat dari
komponen ini yang mirip dengan pintu yang dapat dibuka dan ditutup
untuk melewatkan arus listrik. Ada beberapa komponen yang termasuk
thyristor antara lain: PUT (programmable uni-junction transistor)
UJT (uni-junction transistor ) GTO (gate turn off switch) photo SCR
dan sebagainya.Namun pada kesempatan ini, yang akan kemukakan
adalah komponen-komponen thyristor yang dikenal dengan sebutan SCR
(silicon controlled rectifier), TRIAC dan DIAC.
STRUKTUR THYRISTOR
Ciri-ciri utama dari sebuah thyristor adalah komponen yang
terbuat dari bahan semiconductor silicon. Walaupun bahannya sama,
tetapi struktur P-N junction yang dimilikinya lebih kompleks
dibanding transistor bipolar atau MOS. Komponen thyristor lebih
digunakan sebagai saklar (switch) ketimbang sebagai penguat arus
atau tegangan seperti halnya transistor.Struktur dasar thyristor
adalah struktur 4 layer PNPN seperti yang ditunjukkan pada
gambar-1a. Jika dipilah, struktur ini dapat dilihat sebagai dua
buah struktur junction PNP dan NPN yang tersambung di tengah
seperti pada gambar-1b. Ini tidak lain adalah dua buah transistor
PNP dan NPN yang tersambung pada masing-masing kolektor dan
base.Jika divisualisasikan sebagai transistor Q1 dan Q2, maka
struktur thyristor ini dapat.Terlihat di sini kolektor transistor
Q1 tersambung pada base transistor Q2 dan sebaliknya kolektor
transistor Q2 tersambung pada base transistor Q1.Ib, yaitu arus
kolektor adalah penguatan dari arus base.Rangkaian transistor yang
demikian menunjukkan adanya loop penguatan arus di bagian tengah.
Dimana diketahui bahwa Ic = Jika misalnya ada arus sebesar Ib yang
mengalir pada base transistor Q2, maka akan ada arus Ic yang
mengalir pada kolektor Q2. Arus kolektor ini merupakan arus base Ib
pada transistor Q1, sehingga akan muncul penguatan pada arus
kolektor transistor Q1. Arus kolektor transistor Q1 tidak lain
adalah arus base bagi transistor Q2. Demikian seterusnya sehingga
makin lama sambungan PN dari thyristor ini di bagian tengah akan
mengecil dan hilang. Tertinggal hanyalah lapisan P dan N dibagian
luar.Jika keadaan ini tercapai, maka struktur yang demikian tidak
lain adalah struktur dioda PN (anoda-katoda) yang sudah dikenal.
Pada saat yang demikian, disebut bahwa thyristor dalam keadaan ON
dan dapat mengalirkan arus dari anoda menuju katoda seperti
layaknya sebuah dioda.
Jika pada thyristor ini kita beri beban lampu dc dan diberi
suplai tegangan dari nol sampai. yang terjadi pada lampu ketika
tegangan dinaikan dari nol adalah lampu akan tetap padam karena
lapisan N-P yang ada ditengah akan mendapatkan reverse-bias (teori
dioda). Pada saat ini disebut thyristor dalam keadaan OFF karena
tidak ada arus yang bisa mengalir atau sangat kecil sekali. Arus
tidak dapat mengalir sampai pada suatu tegangan reverse-bias
tertentu yang menyebabkan sambungan NP ini jenuh dan hilang.
Tegangan ini disebut tegangan breakdown dan pada saat itu arus
mulai dapat mengalir melewati thyristor sebagaimana dioda umumnya.
Pada thyristor tegangan ini disebut tegangan breakover Vbo.SCR
Telah dibahas, bahwa untuk membuat thyristor menjadi ON adalah
dengan memberi arus trigger lapisan P yang dekat dengan katoda.
Yaitu dengan membuat kaki gate pada thyristor PNPN Karena letaknya
yang dekat dengan katoda, bisa juga pin gate ini disebut pin gate
katoda (cathode gate). Beginilah SCR dibuat dan simbol SCR
digambarkan seperti gambar-4b. SCR dalam banyak literatur disebut
Thyristor saja.Melalui kaki (pin) gate tersebut memungkinkan
komponen ini di trigger menjadi ON, yaitu dengan memberi arus gate.
Ternyata dengan memberi arus gate Ig yang semakin besar dapat
menurunkan tegangan breakover (Vbo) sebuah SCR. Dimana tegangan ini
adalah tegangan minimum yang diperlukan SCR untuk menjadi ON.
Sampai pada suatu besar arus gate tertentu, ternyata akan sangat
mudah membuat SCR menjadi ON. Bahkan dengan tegangan forward yang
kecil sekalipun. Misalnya 1 volt saja atau lebih kecil lagi. Pada
gambar tertera tegangan breakover Vbo, yang jika tegangan forward
SCR mencapai titik ini, maka SCR akan ON. Lebih penting lagi adalah
arus Ig yang dapat menyebabkan tegangan Vbo turun menjadi lebih
kecil. Pada gambar ditunjukkan beberapa arus Ig dan korelasinya
terhadap tegangan breakover. Pada datasheet SCR, arus trigger gate
ini sering ditulis dengan notasi IGT (gate trigger current). Pada
gambar ada ditunjukkan juga arus Ih yaitu arus holding yang
mempertahankan SCR tetap ON. Jadi agar SCR tetap ON maka arus
forward dari anoda menuju katoda harus berada di atas parameter
ini.Sejauh ini yang dikemukakan adalah bagaimana membuat SCR
menjadi ON. Pada kenyataannya, sekali SCR mencapai keadaan ON maka
selamanya akan ON, walaupun tegangan gate dilepas atau di short ke
katoda. Satu-satunya cara untuk membuat SCR menjadi OFF adalah
dengan membuat arus anoda-katoda turun di bawah arus Ih (holding
current). Pada gambar-5 kurva I-V SCR, jika arus forward berada
dibawah titik Ih, maka SCR kembali pada keadaan OFF. Berapa besar
arus holding ini, umumnya ada di dalam datasheet SCR.Cara membuat
SCR menjadi OFF tersebut adalah sama saja dengan menurunkan
tegangan anoda-katoda ke titik nol. Karena inilah SCR atau
thyristor pada umumnya tidak cocok digunakan untuk aplikasi DC.
Komponen ini lebih banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi
tegangan AC, dimana SCR bisa OFF pada saat gelombang tegangan AC
berada di titik nol.Ada satu parameter penting lain dari SCR, yaitu
VGT. Parameter ini adalah tegangan trigger pada gate yang
menyebabkan SCR ON. Kalau dilihat dari model thyristor tegangan ini
adalah tegangan Vbe pada transistor Q2. VGT seperti halnya Vbe,
besarnya kira-kira 0.7 volt. sebuah SCR diketahui memiliki IGT = 10
mA dan VGT = 0.7 volt. Maka dapat dihitung tegangan Vin yang
diperlukan agar SCR ini ON adalah sebesar :Vin = Vr + VGTVin =
IGT(R) + VGT = 4.9 voltGambar-6 : Rangkaian SCR
TRIAC
Boleh dikatakan SCR adalah thyristor yang uni-directional,
karena ketika ON hanya bisa melewatkan arus satu arah saja yaitu
dari anoda menuju katoda. Struktur TRIAC sebenarnya adalah sama
dengan dua buah SCR yang arahnya bolak-balik dan kedua gate-nya
disatukan. Simbol TRIAC ditunjukkan pada gambar-6. TRIAC biasa juga
disebut thyristor bi-directional.
TRIAC bekerja mirip seperti SCR yang paralel bolak-balik,
sehingga dapat melewatkan arus dua arah.Pada datasheet akan lebih
detail diberikan besar parameter-parameter seperti Vbo dan -Vbo,
lalu IGT dan -IGT, Ih serta -Ih dan sebagainya. Umumnya besar
parameter ini simetris antara yang plus dan yang minus. Dalam
perhitungan desain, bisa dianggap parameter ini simetris sehingga
lebih mudah di hitung.DIACKalau dilihat strukturnya seperti
gambar-8a, DIAC bukanlah termasuk keluarga thyristor, namun prinsip
kerjanya membuat ia digolongkan sebagai thyristor. DIAC dibuat
dengan struktur PNP mirip seperti transistor. Lapisan N pada
transistor dibuat sangat tipis sehingga elektron dengan mudah dapat
menyeberang menembus lapisan ini. Sedangkan pada DIAC, lapisan N di
buat cukup tebal sehingga elektron cukup sukar untuk menembusnya.
Struktur DIAC yang demikian dapat juga dipandang sebagai dua buah
dioda PN dan NP, sehingga dalam beberapa literatur DIAC digolongkan
sebagai dioda.
Sukar dilewati oleh arus dua arah, DIAC memang dimaksudkan untuk
tujuan ini. Hanya dengan tegangan breakdown tertentu barulah DIAC
dapat menghantarkan arus. Arus yang dihantarkan tentu saja bisa
bolak-balik dari anoda menuju katoda dan sebaliknya. Kurva
karakteristik DIAC sama seperti TRIAC, tetapi yang hanya perlu
diketahui adalah berapa tegangan breakdown-nya.Simbol dari DIAC
adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar-8b. DIAC umumnya
dipakai sebagai pemicu TRIAC agar ON pada tegangan input tertentu
yang relatif tinggi. Contohnya adalah aplikasi dimmer lampu .
SENSORSensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk
mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari
perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika,
energi kimia, energi biologi, energi mekanik dan sebagainya.Sensor
merupakan jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran
mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan
arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat
melakukan pengukuran atau pengendalian. Beberapa jenis sensor yang
banyak digunakan dalam rangkaian elektronik antara lain sensor
cahaya, sensor suhu, dan sensor tekananContoh ;Camera sebagai
sensor penglihatan,Telinga sebagai sensor pendengaran,Kulit sebagai
sensor peraba,LDR (light dependent resistance) sebagai sensor
cahaya, dan lainnya.Sesuai dengan fungsi sensor sebagai pendeteksi
sinyal dan meng-informasikan sinyal tersebut ke sistem berikutnya,
maka peranan dan fungsi sensor akan dilanjutkan oleh transduser.
Karena keterkaitan antara sensor dan transduser begitu erat maka
pemilihan transduser yang tepat dan sesuai juga perlu diperhatikan.
Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik
berfungsi mengubah besaran fisik (misalnya : temperatur, gaya,
kecepatan putaran) menjadi besaran listrik yang proposional. Sensor
dalam teknik pengukuran dan pengaturan ini harus memenuhi
persyaratan-persyaratan kualitas yakni:1. LinieritasKonversi harus
benar-benar proposional, jadi karakteristik konversi harus
linier.2. Tidak tergantung temperaturKeluaran konverter tidak boleh
tergantung pada temperatur di sekelilingnya, kecuali sensor suhu.3.
KepekaanKepekaan sensor harus dipilih sedemikian, sehingga pada
nilai-nilai masukan yang ada dapat diperoleh tegangan listrik
keluaran yang cukup besar.4. Waktu tanggapanWaktu tanggapan adalah
waktu yang diperlukan keluaran sensor untuk mencapai nilai akhirnya
pada nilai masukan yang berubah secara mendadak. Sensor harus dapat
berubah cepat bila nilai masukan pada sistem tempat sensor tersebut
berubah.5. Batas frekuensi terendah dan tertinggiBatas-batas
tersebut adalah nilai frekuensi masukan periodik terendah dan
tertinggi yang masih dapat dikonversi oleh sensor secara benar.
Pada kebanyakan aplikasi disyaratkan bahwa frekuensi terendah
adalah 0Hz.6. Stabilitas waktuUntuk nilai masukan (input) tertentu
sensor harus dapat memberikan keluaran (output) yang tetap nilainya
dalam waktu yang lama.7. HisterisisGejala histerisis yang ada pada
magnetisasi besi dapat pula dijumpai pada sensor. Misalnya, pada
suatu temperatur tertentu sebuah sensor dapat memberikan keluaran
yang berlainan.Empat sifat diantara syarat-syarat dia atas, yaitu
linieritas, ketergantungan pada temperatur, stabilitas waktu dan
histerisis menentukan ketelitian sensor.Jenis sensor secara garis
besar bisa dibagi menjadi 2 jenis yaitu :1. Sensor fisika adalah
sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hokum-hukum
fisika. Yang termasuk kedalam jenis sensor fisika yaitu:
Sensor cahaya Sensor suara Sensor suhu Sensor gaya Sensor
percepatan2.Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu
zat kimia dengan cara mengubah besaran kimi menjadi besaran
listrik. Biasanya ini melibatkan beberapa reaksi kimia. Yang
termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu : Sensor PH Sensor Gas
Sensor oksigen Sensor Ledakan dllDalam sistem pengukuran dikenal
tiga jenis sensor, diantaranya :1. Sensor Thermal, yaitu sensor
yang bekerja berdasarkan adanya perubahan suhu dari suatu objek.
Setiap sensor suhu memiliki temperatur kerja yang berbeda, untuk
pengukuran suhu disekitar kamar yaitu antara -35oC sampai 150oC,
dapat dipilih sensor NTC, PTC, transistor, dioda dan IC hibrid.
Untuk suhu menengah yaitu antara 150oC sampai 700oC, dapat dipilih
thermocouple dan RTD. Untuk suhu yang lebih tinggi sampai 1500oC,
tidak memungkinkan lagi dipergunakan sensor-sensor kontak langsung,
maka teknis pengukurannya dilakukan menggunakan cara radiasi. Untuk
pengukuran suhu pada daerah sangat dingin dibawah 65oK = -208oC (
0oC = 273,16oK ) dapat digunakan resistor karbon biasa karena pada
suhu ini karbon berlaku seperti semikonduktor. Untuk suhu antara
65oK sampai -35oC dapat digunakan kristal silikon dengan kemurnian
tinggi sebagai sensor.Contohnya resistance temperature detector
(RTD), thermocouple, IC LM-35.2. Sensor Mekanik, yaitu sensor yang
bekerja berdasarkan adanya gerak mekanik dari suatu objek. Semua
gerak mekanis tersebut pada intinya hanya terdiri dari tiga macam,
yaitu gerak lurus, gerak melingkar dan gerak memuntir. Gerak
mekanis disebabkan oleh adanya gaya aksi yang dapat menimbulkan
gaya reaksi. Contohnya: potensiometer, linear variable differential
transformer (LVDT), strain gauge, piezoelectric.3. Sensor Optik,
yaitu sensor yang bekerja berdasarkan besaran fisis berupa cahaya
(intensitas). Contohnya photovoltaic, photodiode detector, light
dependent resistant (LDR). Di dalam percobaan sensor dan pengukuran
ini, kita akan menggunakan ketiga jenis sensor tersebut di atas.
Untuk jenis sensor thermal kita akan menggunakan IC LM 35. Untuk
sensor mekanik, kita akan menggunakan potensiometer baik
potensiometer geser maupun potensiometer putar. Sedangkan untuk
sensor optik, kita menggunakan photodiode.
Secara umum berdasarkan fungsi dan penggunaannya dan paling
sering ditemui di industri-industri, sensor dapat dikelompokan
menjadi 4 bagian yaitu : Sensor Temperature
(Panas/Suhu/Thermal)Sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala
perubahan panas/temperatur/suhu pada suatu dimensi benda/ruang
tertentu. Sensor Level Sensor yang digunakan untuk mendeteksi
tinggi/rendah atau naik/turun suatu level fluida dalam bejana,
tangki (wadah) tertentu.
Sensor Pressure (Tekanan)Sensor yang digunakan untuk mendeteksi
gejala perubahan pressure/tekanan fluida/udara/gas pada suatu
ruang, bejana, tangki, pipa dll.
Sensor Flow (Aliran) Sensor yang digunakan untuk mendeteksi
aliran/flow atau jumlah fluida dalam pipa.
TRANDUCERTransducer (Transduser) adalah suatu alat yang dapat
mengubah suatu bentuk energi ke bentuk energi lainnya.
Bentuk-bentuk energi tersebut diantaranya seperti Energi Listrik,
Energi Mekanikal, Energi Elektromagnetik, Energi Cahaya, Energi
Kimia, Energi Akustik (bunyi) dan Energi Panas. Pada umumnya, semua
alat yang dapat mengubah atau mengkonversi suatu energi ke energi
lainnya dapat disebut sebagai Transduser (Transducer).Jenis-jenis
TransducerBerdasarkan Fungsinya,Transduser terbagi menjadi 2 jenis
yaitu Transduser Input dan Transder Output. Hampir semua perangkat
Elektronika terdapat kedua jenis Transduser tersebut. Berikut ini
adalah Blok Diagram sederhana dari Transduser Input ke Transduser
Output.
Transduser Input (Input Transducer)Transduser Input merupakan
Transduser yang dapat mengubah energi fisik (physical energy)
menjadi sinyal listrik ataupun Resistansi (yang kemudian juga
dikonversikan ke tegangan atau sinyal listrik). Energi fisik
tersebut dapat berbentuk Cahaya, Tekanan, Suhu maupun gelombang
suara. Seperti contohnya Mikropon (Microphone), Mikropon dapat
mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik yang dapat
dihantarkan melalui kabel listrik. Transduser Input sering disebut
juga dengan Sensor.Berikut ini beberapa Komponen Elektronika
ataupun perangkat Elektronika yang digolongkan sebagai Transduser
Input. LDR (Light Dependent Resistor) mengubah Cahaya menjadi
Resistansi (Hambatan) Thermistor (NTC/PTC) mengubah suhu menjadi
Resistansi (Hambatan) Variable Resistor (Potensiometer) mengubah
posisi menjadi Resistansi (Hambatan) Mikropon (Microphone) mengubah
gelombang suara menjadi sinyal listrikTransduser Output (Output
Transducer)Transduser Output merupakan Transduser yang dapat
mengubah sinyal listrik menjadi bentuk energi fisik (Physical
Energy). Seperti contohnya Loudspeaker, Loudspeaker mengubah sinyal
listrik menjadi Suara yang dapat di dengar oleh manusia. Transduser
Output sering disebut juga dengan istilah Actuator.Beberapa
Komponen Elektronika atau Perangkat Elektronika yang digolongkan
sebagai Transduser Output diantaranya adalah sebagai berikut : LED
(Light Emitting Diode) mengubah listrik menjadi Energi Cahaya Lampu
mengubah listrik menjadi Energi Cahaya Motor mengubah listrik
menjadi Gerakan (motion) Heater mengubah listrik menjadi Panas
Loudspeaker mengubah sinyal listrik menjadi SuaraPenggabungan
Transduser Input dan OutputBanyak Perangkat Elektronika yang kita
pergunakan saat ini adalah gabungan dari Transduser Input dan
Transduser Output. Dalam Perangkat Elektronika yang dimaksud ini
terdiri dari Sensor (Transduser Input) dan Actuator (Transduser
Output) yang mengubah suatu bentuk Energi menjadi bentuk energi
lainnya dan kemudian mengubahnya lagi menjadi bentuk energi yang
lain. Seperti contohnya Pengukur Suhu Badan (Termometer) yang
mengkonversikan atau mengubah suhu badan kita menjadi sinyal
listrik (Transduser input = Sensor Suhu) kemudian diproses oleh
Rangkaian Elektronika tertentu menjadi Angka atau Display yang
dapat dibaca oleh kita (Transduser Output = Display).Aplikasi
TransduserBerdasarkan Aplikasinya, Transduser dapat dibagi menjadi
beberapa jenis, diantaranya adalah :1. Transducer Electromagnetic,
seperti Antenna, Tape Head/Disk Head, Magnetic Cartridge.2.
Transducer Electrochemical, seperti Hydrogen Sensor, pH Probes.3.
Transducer Electromechanical, seperti Rotary Motor, Potensiometer,
Air flow sensor, Load cell.4. Transducer Electroacoustic, seperti
Loadspeaker, Earphone, Microphone, Ultrasonic Transceiver.5.
Transducer Electro-optical, seperti Lampu LED, Dioda Laser, Lampu
Pijar, Tabung CRT.6. Transducer Thermoelectric, seperti komponen
NTC dan PTC, Thermocouple.
2. Klasifikasi Transduser *) Self generating transduser
(transduser pembangkit sendiri)Self generating transduser adalah
transduser yang hanya memerlukan satu sumber energi.Contoh: piezo
electric, termocouple, photovoltatic, termistor, dsb.Ciri
transduser ini adalah dihasilkannya suatu energi listrik dari
transduser secara langsung. Dalam hal ini transduser berperan
sebagai sumber tegangan.*) External power transduser (transduser
daya dari luar)External power transduser adalah transduser yang
memerlukan sejumlah energi dari luar untuk menghasilkan suatu
keluaran.Contoh: RTD (resistance thermal detector), Starin gauge,
LVDT (linier variable differential transformer), Potensiometer,
NTC, dsb.Tabel berikut menyajikan prinsip kerja serta pemakaian
transduser berdasarkan sifat kelistrikannya.Tabel 1. Kelompok
TransduserParameter listrik dan kelas transduserPrinsip kerja dan
sifat alatPemakaian alat
Transduser Pasif
PotensiometerPerubahan nilai tahanan karena posisi kontak
bergeserTekanan, pergeseran/posisi
Strain gagePerubahan nilai tahanan akibat perubahan panjang
kawat oleh tekanan dari luarGaya, torsi, posisi
Transformator selisih (LVDT)Tegangan selisih dua kumparan primer
akibat pergeseran inti trafoTekanan, gaya, pergeseran
Gage arus pusarPerubahan induktansi kumparan akibat perubahan
jarak platPergeseran, ketebalan
Transduser Aktif
Sel fotoemisifEmisi elektron akibat radiasi yang masuk pada
permukaan fotemisifCahaya dan radiasi
PhotomultiplierEmisi elektron sekunder akibat radiasi yang masuk
ke katoda sensitif cahayaCahaya, radiasi dan relay sensitif
cahaya
TermokopelPembangkitan ggl pada titik sambung dua logam yang
berbeda akibat dipanasiTemperatur, aliran panas, radiasi
Generator kumparan putar (tachogenerator)Perputaran sebuah
kumparan di dalam medan magnit yang membangkitkan
teganganKecepatan, getaran
PiezoelektrikPembangkitan ggl bahan kristal piezo akibat gaya
dari luarSuara, getaran, percepatan, tekanan
Sel foto teganganTerbangkitnya tegangan pada sel foto akibat
rangsangan energi dari luarCahaya matahari
Termometer tahanan (RTD)Perubahan nilai tahanan kawat akibat
perubahan temperaturTemperatur, panas
Hygrometer tahananTahanan sebuah strip konduktif berubah
terhadap kandungan uap airKelembaban relatif
Termistor (NTC)Penurunan nilai tahanan logam akibat kenaikan
temperaturTemperatur
Mikropon kapasitorTekanan suara mengubah nilai kapasitansi dua
buah platSuara, musik,derau
Pengukuran reluktansiReluktansi rangkaian magnetik diubah dengan
mengubah posisi inti besi sebuah kumparanTekanan, pergeseran,
getaran, posisi
SENSOR TEMPERATURESensor Suhu atau Temperature Sensors adalah
suatu komponen yang dapat mengubah besaran panas menjadi besaran
listrik sehingga dapat mendeteksi gejala perubahan suhu pada obyek
tertentu. Sensor suhu melakukan pengukuran terhadap jumlah energi
panas/dingin yang dihasilkan oleh suatu obyek sehingga memungkinkan
kita untuk mengetahui atau mendeteksi gejala perubahan-perubahan
suhu tersebut dalam bentuk output Analog maupun Digital. Sensor
Suhu juga merupakan dari keluarga Transduser.Contoh
peralatan-peralatan listrik maupun elektronik yang menggunakan
Sensor Suhu diantaranya seperti Thermometer Suhu Ruangan,
Thermometer Suhu Badan, Rice Cooker, Kulkas, Air Conditioner
(Pendingin Ruangan) dan masih banyak lagi.Jenis-jenis Sensor Suhu
(Temperature Sensors)Saat ini, terdapat banyak jenis Sensor Suhu
dengan karakteristik yang berbeda-beda sesuai dengan aplikasinya.
Berikut ini beberapa jenis Sensor Suhu yang sering ditemukan dalam
rangkaian elektronika ataupun peralatan listrik beserta penjelasan
singkatnya :1. ThermostatThermostat adalah jenis Sensor suhu Kontak
(Contact Temperature Sensor) yang menggunakan prinsip
Electro-Mechanical. Thermostat pada dasarnya terdiri dari dua jenis
logam yang berbeda seperti Nikel, Tembaga, Tungsten atau aluminium.
Dua Jenis Logam tersebut kemudian ditempel sehingga membentuk
Bi-Metallic strip. Bi-Metallic Strip tersebut akan bengkok jika
mendapatkan suhu tertentu sehingga bergerak memutuskan atau
menyambungkan sirkuit (ON/OFF).Thermostat sering digunakan pada
peralatan listrik seperti Oven, Seterika dan Water
Heater.2.ThermistorThermistor adalah komponen elektronika yang
nilai resistansinya dipengaruhi oleh Suhu. Thermistor yang
merupakan singkatan dari Thermal Resistor ini pada dasarnya terdiri
dari 2 jenis yaitu PTC (Positive Temperature Coefficient) yang
nilai resistansinya akan meningkat tinggi ketika suhunya tinggi dan
NTC (Negative Temperature Coefficient) yang nilai resistansinya
menurun ketika suhunya meningkat tinggi.Thermistor yang dapat
mengubah energi listrik menjadi hambatan ini terbuat dari bahan
keramik semikonduktor seperti Kobalt, Mangan atau Nikel Oksida yang
dilapisi dengan kaca.Keuntungan dari Thermistor adalah sebagai
berikut : Memiliki Respon yang cepat atas perubahan suhu. Lebih
murah dibanding dengan Sensor Suhu jenis RTD (Resistive Temperature
Detector). Rentang atau Range nilai resistansi yang luas berkisar
dari 2.000 Ohm hingga 10.000 Ohm. Memiliki sensitivitas suhu yang
tinggi.Kekurangan Termistor Tidak linier Range pengukuran suhu yang
sempit Rentan rusak Memerlukan supply daya Mengalami self
heatingThermistor (PTC/NTC) banyak diaplikasikan kedalam peralatan
Elektronika seperti Voltage Regulator, sensor suhu kulkas,
pendeteksi kebakaran, Sensor suhu pada Otomotif, Sensor suhu pada
Komputer, sensor untuk memantau pengisian ulang Baterai pada
ponsel, kamera dan Laptop.
3. Resistive Temperature Detector (RTD)Resistive Temperature
Detector atau disingkat dengan RTD memiliki fungsi yang sama dengan
Thermistor jenis PTC yaitu dapat mengubah energi listrik menjadi
hambatan listrik yang sebanding dengan perubahan suhu. Namun
Resistive Temperature Detector (RTD) lebih presisi dan memiliki
keakurasian yang lebih tinggi jika dibanding dengan Thermistor PTC.
Resistive Temperature Detector pada umumnya terbuat dari bahan
Platinum sehingga disebut juga dengan Platinum Resistance
Thermometer (PRT).Keuntungan dari Resistive Temperature Detector
(RTD) Rentang suhu yang luas yaitu dapat beroperasi di suhu -200C
hingga +650C. Lebih linier jika dibanding dengan Thermistor dan
Thermocouple Lebih presisi, akurasi dan stabil.Kekurangan
Resistance Temperature Detector (RTD) Harga RTD mahal Memerlukan
supply daya Resistansi yang rendah Tahanan absolut yang rendah
Mengalami self heating4. Thermocouple (Termokopel)Thermocouple
adalah salah satu jenis sensor suhu yang paling sering digunakan,
hal ini dikarenakan rentang suhu operasional Thermocouple yang luas
yaitu berkisar -200C hingga lebih dari 2000C dengan harga yang
relatif rendah. Thermocouple pada dasarnya adalah sensor suhu
Thermo-Electric yang terdiri dari dua persimpangan (junction) logam
yang berbeda. Salah satu Logam di Thermocouple dijaga di suhu yang
tetap (konstan) yang berfungsi sebagai junction referensi sedangkan
satunya lagi dikenakan suhu panas yang akan dideteksi. Dengan
adanya perbedaan suhu di dua persimpangan tersebut, rangkaian akan
menghasilkan tegangan listrik tertentu yang nilainya sebanding
dengan suhu sumber panas.Rumus beda potensial kedua ujung
logamKeuntungan Thermocouple adalah sebagai berikut : Memiliki
rentang suhu yang luas Tahan terhadap goncangan dan getaran
Memberikan respon langsung terhadap perubahan suhu.Kekurangan
Thermcouple Tidak linier Tegangan output rendah Memerlukan tegangan
referensi Kurang Stabil Kurang SensitifSelain jenis-jenis Sensor
suhu diatas, Sensor Suhu atau Temperature Sensor juga dapat
dibedakan menjadi dua jenis utama berdasarkan Hubungan fisik Sensor
suhu dengan Obyek yang akan dirasakan suhunya. Berikut ini adalah 2
jenis utama tersebut.5. BimetalBimetal adalah sensor suhu yang
terbuat dari 2 buah lempengan logam yang berbeda koefesien muainya
yang direkatkan menjadi satu. Bimetal merupakan sensor suhu yang
sangat populer, ini dikarenakan penerapannya yang mudah dan
sederhana. Bimetal sering kita jumpai pada setrika listrik dan
dimmer. Dalam aplikasinya, sensor ini digunakan sebagai saklar,
yang bisa dipakai secara Normally Open (NO) atau Normally Close
(NC).
Bila suatu logam dipanaskan maka akan terjadi pemuaian, besarnya
pemuaian tergantung dari jenis logam dan tingginya temperatur kerja
logam tersebut. Bila dua lempeng logam saling direkatkan dan
dipanaskan, maka logam yang memiliki koefisien muai lebih tinggi
akan memuai lebih panjang sedangkan yang memiliki koefisien muai
lebih rendah memuai lebih pendek. Oleh karena perbedaan reaksi muai
tersebut maka bimetal akan melengkung kearah logam yang muainya
lebih rendah.Dalam aplikasinya bimetal dapat dibentuk menjadi
saklar Normally Closed (NC) atau Normally Open (NO).Cara kerja
sensor ini sangat sederhana, jika bimetal terkena panas maka logam
akan membengkok dan akan memutus/menyambungkan arus listrik6. IC
Sensor SuhuIC Sensor adalah sensor suhu dengan rangkaian terpadu
yang menggunakan chipsilikon untuk kelemahan penginderanya.
Mempunyai konfigurasi output tegangan dan arus yang sangat
linear.Kelebihan IC Sensor Suhu Output paling linier Perubahan
level output yang tinggi Harga murahKekurangan IC Sensor Suhu
Temperatur kerja dibawah 200 0C (T < 200 0C) Memerlukan supply
daya Respon time yang lambat Mengalami self heating Konfigurasi
terbatasSalah satu jenis IC sensor suhu adalah IC sensor suhu tipe
LM35.IC sensor suhu LM 35 ini memiliki output yang linier dan
bekerja dengan tegangan 5 volt DC. IC sensor suhu LM 35 sering
digunakan sebagai pengindera temperature atau suhu ruangan.Dalam
menentukan sensor suhu sebaiknya kita tau objek atau medan/tempat
sensor suhu bekerja sehingga kita dapat menentukan ukuran fisik dan
jenis sensor suhu yang tepat.Contact Temperature SensorSensor Suhu
jenis contact adalah Sensor suhu yang memerlukan kontak (hubungan)
Fisik dengan objek yang akan dirasakan perubahan suhunya. Sensor
suhu jenis ini dapat digunakan untuk memantau suhu benda padat,
cair maupun gas.Non-Contact Temperature SensorSensor Suhu jenis
Non-Contact adalah Sensor suhu yang dapat mendeteksi perubahan suhu
dengan menggunakan konveksi dan radiasi sehingga tidak memerlukan
kontak fisik langsung dengan obyek yang akan diukur atau dideteksi
suhunya.7.Thermo bulbBekerja berdasar pada prinsip suatu cairan,
volumenya berubah sesuai temperatur. Cairan yang diisikan terkadang
alkohol yang berwarna, cairan metalik yang disebut merkuri,
keduanya memuai bila dipanaskan dan menyusut bila didinginkan. Ada
nomor disepanjang tuba gelas yang menjadi tanda besaran
temperatur.
SENSOR LEVELLevel sensor adalah sensor yang digunakan untuk
mendeteksi ketinggian dari suatu aliran baik berupa bahan liquid,
lumpur, powder maupun biji-bijian. Fungsi level sensor pada
dasarnya adalah memberikan informasi baik berupa data maupun sinyal
karena adanya perubahan ketinggian matrial baik didalam tanki, silo
ataupun tempat terbuka dikarena adanya aliran dari matrial
tersebut.Pengukuran ketinggian atau level ini bisa dilakukan secara
terus menerus sesuai dengan perubahan ketinggian dari fluida maupun
untuk mengukur ketinggian dari matrial pada titik tertentu baik itu
pada level terendah, level menegnah maupun level puncak dengan
menggunakan level sensor
Ada beberapa jenis level sensor didasrkan pada cara kerja yaitu
:
1. Level Sensor untuk mendeteksi titik ketinggian dari matrial
solid yang mengalir secara kontinyu baik berupa biji-bijian maupun
powder Vibrating pointial solid Rotating paddle Admittance-type2.
Level Sensor untuk mendeteksi titik ketinggian dari matrial Liquid
Pulse-Wave Ultrasonic (Non Invasive) Magnetic and mechanical
floatlevel measurement Pneumaticlevel measurement Conductivelevel
measurement
3. Level Sensor untuk mengukur keduaanya yaitu untuk mendeteksi
titik ketinggian dan memonitor matrial solid dan liquidSensors
Ultrasonic level sensor Capacitance level sensor Optical interface
level sensor Microwave level sensor
4. Level Sensor untuk mengukur level dari liquid secara kontinyu
Magnetostrictive level measurement Resistive chainlevel measurement
Hydrostatic pressurelevel measurement Air bubblerlevel measurement
Gamma raylevel measurementPengukuran level dapat dilakukan dengan
bermacam cara antara lain dengan : pelampung atau displacer
gelombang udara Resistansi Kapasitif ultra sonic Optic Thermal
Tekanan sensor permukaan dan RadiasiPemilihan sensor yang tepat
tergantung pada situasi dan kondisi sistem yang akan di sensor.1.
DisplacerCara yang paling sederhana dalam penyensor level cairan
adalah dengan menggunakan pelampung yang diberi gagang.Pembacaan
dapat dilakukan dengan memasang sensor posisi misalnya
potensiometer pada bagian engsel gagang pelampung.Cara ini cukup
baik diterapkan untuk tanki-tanki air yang tidak terlalu
tinggi.
2. TekananUntuk mengukur level cairan dapat pula dilakukan
menggunakan sensor tekanan yang dipasang di bagian dasar dari
tabung. Cara ini cukup praktis, akan tetapi ketelitiannya sangat
tergantung dari berat jenis dan suhu cairan sehingga kemungkinan
kesalahan pembacaan cukup besar.
Sensor TekananCairan dengan berat jenis diketahui dan
tetapSedikit modifikasi dari cara diatas adalah dengan cara
mencelupkan pipa berisi udara kedalam cairan. Tekanan udara didalam
tabung diukur menggunakan sensor tekanan, cara ini memanfaatkan
hukum Pascal. Kesalahan akibat perubahan berat jenis cairan dan
suhu tetap tidak dapat diatasi.
3. OptikPengukuran level menggunakan optic didasarkan atas sifat
pantulan permukaan atau pembiasan sinar dari cairan yang
disensor.Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk penyensoran
menggunakan optic yaitu:1. Menggunakan sinar laser2. Menggunakan
prisma3. Menggunakan fiber optik3.1 Sinar LaserSinar laser dari
sebuah sumber sinar diarahkan ke permukaan cairan, kemudian
pantulannya dideteksi menggunakan detector sinar laser. Posisi
pemancar dan detector sinar laser harus berada pada bidang yang
sama.Detektor dan umber sinar laser diputar. Detektor diarahkan
agar selalu berada pada posisi menerima sinar. Jika sinar yang
datang diterima oleh detektor, maka level permukaan cairan dapat
diketahui dngan menghitung posisi-posisi sudut dari sudut detektor
dan sudut pemancar.
3.2 Fiber OptikTeknik ini menggunakan prinsip pemantulan dan
pembiasan sinar.Jika fiber optic diletakan di udara, sinar yang
dimasukan ke fiber optic dipantulkan oleh dinding fiber optic,
sedangkan bila fiber optic telanjang dimasukan ke air, maka dinding
fiber optic tidak lagi memantulkan sinar.
SENSOR FLOW
Sensor aliran adalah alat untuk merasakan laju aliran
fluida,atau Sensor yang digunakan untuk mendeteksi aliran/flow atau
jumlah fluida dalam pipa. Biasanya sensor aliran adalah elemen
penginderaan yang digunakan dalam flow meter, atau aliran logger,
untuk merekam aliran cairan. Seperti yang terjadi untuk semua
sensor, akurasi mutlak pengukuran memerlukan fungsi untuk
kalibrasi.Ada berbagai macam sensor aliran dan aliran meter,
termasuk beberapa yang memiliki baling-baling yang didorong oleh
cairan, dan dapat mendorong potensiometer putar, atau perangkat
sejenis.Sensor aliran lain didasarkan pada sensor yang mengukur
transfer panas yang disebabkan oleh media bergerak. Prinsip ini
umum untuk MIKROSENSOR untuk mengukur aliran.Arus meter berhubungan
dengan perangkat yang disebut velocimeters yang mengukur kecepatan
cairan yang mengalir melalui mereka. Berbasis laser interferometri
sering digunakan untuk pengukuran aliran udara, tetapi untuk
cairan, sering kali lebih mudah untuk mengukur aliran. Pendekatan
lain adalah metode berbasis Doppler untuk pengukuran aliran. Hall
sensor efek juga dapat digunakan, pada katup flapper, atau
baling-baling, untuk merasakan posisi baling-baling, seperti
pengungsi akibat aliran fluida.
Macam-macam Sensor Aliran Fluida ( Flow Sensor )A.Sensor Aliran
Berdasarkan Perbedaan Tekanan :1. Orifice2. Pipa Ventury3. Flow
Nozle4. Pipa Pitot5. Rota MeterB.Sensor Aliran Berdasarkan
cara-cara Thermal :1. Anemometer kawat panas2. Teknik perambatan
panas3. Teknik Penggetaran4. Flowmeter Radio Aktif5. Flowmeter
Elektromagnetis6. Flowmeter Ultrasonic*) Orifice PlateSensor aliran
Orifice Plate merupakan salah satu jenis sensor yang digunakan
untuk mengukur aliran fluida dengan konsep pengukuran perbedaan
tekanan. Alat ukur dengan Sensor Aliran Orifice Plate terdiri dari
pipa dimana dibagian dalamnya diberi pelat berlubang lebih kecil
dari ukuran diameter pipa. Sensor tekanan diletakan disisi pelat
bagian inlet (P1) dan satu lagi dibagian sisi pelat bagian outlet
(P2). Jika terjadi aliran dari inlet ke outlet, maka tekanan P1
akan lebih besar dari tekanan outlet P2. Keuntungan utama dari
Orfice plate ini adalah dari : Konstruksi sederhana Ukuran pipa
dapat dibuat persis sama dengan ukuran pipa sambungan. Harga
pembuatan alat cukup murah Output cukup besar Kerugian menggunakan
Orfice plate adalah : Jika terdapat bagian padat dari aliran
fluida, maka padat bagian tersebut akan terkumpul pada bagian pelat
disisi inlet. Jangkauan pengukuran sangat rendah Dimungkinkan
terjadinya aliran Turbulen sehingga menyebabkan kesalahan
pengukuran jadi besar karena tidak mengikuti prinsip aliran
Laminer.
Sinar laserPenerimaPemancarAliran fluidaP2P1Tidak memungkinkan
bila digunakan untuk mengukur aliran fluida yang bertekanan
rendah.
*)Pipa Ventury
P1 > P2ppnbP1P2Aliran Fluida Bentuk lain dari pengukuran
aliran dengan beda tekanan adalah pipa venture.Pada pipa venture,
pemercepat aliran fluida dilakukan dengan cara membentuk corong
sehingga aliran masih dapat dijaga agar tetap laminar.Sensor tekana
pertama (P1) diletakkan pada sudut tekanan pertama dan sensor
tekanan kedua diletakkan pada bagian yang plaing menjorok ke
tengah.Pipa venturi biasa dipergunakan untuk mengukur aliran
cairan.
*) Flow NozzleTipe Flow Nozzle menggunakan sebuah corong yang
diletakkan diantara sambungan pipa, sensor tekanan P1 dibagian
inlet dan P2 dibagian outlet. Tekanan P2 lebih kecil dibandingkan
P1. Sensor jenis ini memiliki keunggulan dibanding venture dan
orifice plate yaitu:1. Masih dapat melewatkan padatan2. Kapasitas
aliran cukup besar3. Mudah dalam pemasangan
P1 > P2P24. Tahan terhadap gesekan fluida5. Beda tekanan yang
diperoleh lebih besar daripada pipa venturi
FLOWMETER RADIO AKTIFFlowmeter Radio Aktif adalah salah satu
perangkat untuk mengukur aliran fluida menggunakan metode radio
aktif untuk mengetahui aliran fluida dalam suatu pipa. Teknik
pengukuran aliran zat cair dengan radio aktif adalah dengan
menembakkan partikel netron dari sebuah pemancar radio aktif. Pada
jarak tertentu kearah outlet, dipasang detector. Bila terjadi
aliran, maka akan terdeteksi adanya partikel radio aktif, jumlah
partikel yang terdeteksi pada selang tertentu akan sebanding dengan
kecepatan aliran fluida. Teknik lain yang masih menggunakan teknik
radio aktif adalah dengan cara mencampurkan bahan radio aktif
kedalam fluida kemudian pada bagian-bagian tertentu dipasang
detector. Teknik ini dilakukan bila terjadi kesulitan mengukur
misalnya karena bahan aliran terdiri dari zat yang berada pada
berbagai fase. Teknik radio aktif ini juga biaa dipergunakan pada
pengobatan yaitu mencari posisi pembuluh darah yang macet bagi
penderita kelumpuhan
Gambar Flowmeter Dengan Metode Radiasi Nuklir
Dari gambar diatas terlihat jelas secara teknis proses
pengukuran aliran fluida dalam suatu pipa menggunakan metode radio
aktif. Pada gambar ilustrasi flowmeter menggunakan metode radiasi
nuklir diatas partikel neutron ditembakan pada aliran fluida
kemudian pada bagian pipa yang lain diletakan detektor untuk
mendeteksi adanya muatan ion akibat radiasi. Jumlah muatan ion yang
terdeteksi oleh detektor pad bagin pipa tersebut akan dibandingkan
dengan dengan jumlah neutron yang ditembakan, jumlah ion yang
akibat radiasi yang terdeteksi ini sebanding dengan kecepatan
alairan fluida yang mengalir pada pipa tersebut.Electromagnetic
Flow MeterElektromagnetic Flowmeter merupakan jenis Flow Meter
merupkan jenis flow meter yang mempunyai populasi tertinggi untuk
flowmeter yang digunakan untuk mengukur fluid baik berupa air
ataupun cairan lainnya baik alirannya corosive, kotor dan lumpur.
Karena pemakaiannya yang banyak sebagian besar para produsen flow
meter mempunyai produk jenis elektromagnetic Flow
MeterElectromagnetic flowmeter yang paling banyak digunakan dalam
aplikasi pengukuran airan air dan limbah dan chemical. Sebagian
besar Aplikasi dari pemakaian Electromagnetic Flowmeter adalah
untuk dunia industri seperti Industri Makanan, Minuman, Farmasi,
Perhotelan, dan pengolahan limbah karena harus menggunakan
flowmeter yang memenuhi persyaratan sanitasi.Electromagnetic
FlowMeter banyak dipakai pada aplikasi pengukuran liquid yang
berupa cairandan lumpur, yang mempunyai sifat penghantar listrik
(electrically conductor) dimana komponen utama dari flowmeter
electromagnetic adalah berupa tabung flow (unsur utama) yang
dipasang kumparan listrik baik didalam tabung maupun di luar flow
tube.Presure Drop di Flow Meter electromagnetic adalah sama seperti
halnya aliran liquid yang melalui pipa panjang, hal ini dikarenakan
tidak adanya bagian yang bergerak atau hambatan untuk flow.
Voltmeter posisinya ada yang dipasang langsung pada tabung
flowmeter yang biasa disebut dengan sistem local atau bisa juga
dipasang ditempat lain yang dihubungkan dengan kabel sesuai dengan
kondisi lapangan dimana ini sering disebut dengan sistem
remote.Magnetic Flowmeter pada prnsipnya menggunakan Hukum Faraday
tentang induksi elektromagnetik. Menurut prinsip ini, ketika medium
konduktif melewati medan magnet yang kemudian menghasilkan
tegangan. Tegangan ini berbanding lurus dengan kecepatan medium
konduktif, kerapatan medan magnet, dan panjang konduktor. Dalam
Hukum Faraday, ketiga nilai tersebut dikalikan secara bersama sama
beserta dengan konstan, untuk menghasilkan besarnya tegangan. Oleh
karena itu, cairan yang diukur oleh flowmeter electromagnetic harus
bersifat sebagai conductor electric.Magnetic Flowmeter memiliki
keunggulan utama bahwa flowmeter electromagnetic ini dapat mengukur
cairan konduktif dan cairan korosif dan lumpur, dan akurasi
pengukuran flow cukup akurat.Keterbatasan utama untuk Magnetic
Flowmeter adalah tidak dapat mengukur hidrokarbon (yang
nonconductive), dan karenanya tidak banyak digunakan dalam minyak
dan gas serta industri pengolahan.
Ultrasonic Flow MeterUltrasonic flow meter adalah flow meter
yang dalam pengukurannya berdasarkan pada velocity dari fluid baik
liquid maupun gas dengan menggunakan prisip kerja dari
ultrasound.Ultrasonic flow meter (UFM) merupakan meter jenis
inferensial (mengukur secara tidak langsung) yang menentukan
kecepatan alir cairan (liquid flow rate) dengan mengukur waktu
transit pulsa suara frekuensi tinggi (high-frequency sound pulses)
yang melintasi pipa aliran.
Ultrasonic transit time flow meter menggunakan transduser
akustik (acustic transducer) yang dapat mengirim dan menerima pulsa
akustik frekwensi tinggi. Transduser akustik ditempatkan pada kedua
sisi pipa sedemikian hingga pulsa akustik bergerak melintasi pipa
dalam arah diagonal.Ultrasonic flow meter ada juga yang menggunakan
jumlah transduser lebih dari 1 pasang, hal ini biasanya digunakan
untuk mendapatkan jumlah lintasan yang banyak sehingga diperoleh
lebih banyak informasi mengenai distribusi kecepatan aliran fluida
pada pipa (flow profile) dengan tujuan meningkatkan akurasi
ultrasonic flow meter.Pengukuran flow rate dengan menggunakan
metoda ultrasonic flow meter melibatkan beberapa bagian peralatan
sesuai dengan fungsi dan tujuan seperti alatpengirim (transmitter)
dan penerima (receiver) untuk frekuensi akustik. Padaelemen
pengirim, transducer berfungsi mengubah tegangan listrik
frekuensitinggi menjadi getaran kristal (akustik). Sedangakan pada
elemen penerima,transducer mengubah getaran kristal (akustik)
menjadi sinyal listrik.Berdasarkan metode installasi Ultrasonic
Flow Meter dapat digolongkan ke dalam dua jenisyaitu 1. Clamped-on
dimana instalasinya ditempatkan di luar pipa2. Inline dimana
Instalasinya ditempatkan bersatu dengan pipa menggunakanflanges3.
Insertion dimana metode ini hampir sama dengan model
inlineKeunggulan dari Ultrasonic Flow Meter :1. Tidak ada
penghalang di lintasan aliran, sehingga tidak ada pressuredrop.2.
Tidak ada part bergerak (moving parts), sehingga tidak ada bagian
parts yang aus yang menyebabkan maintenance costrendah.3. Model
multi sensor mempunyai ketelitian lebih tinggi4. Dapat digunakan
untuk mengukur flow fluida yang korosif dan slurry.5. Tersedia
Model portable yang cocok untuk di bawah kemana mana untuk analisa
dan diagnosa di lapangan.6. Untuk model clamp on jika diaplikasikan
pada ukuran pipa yang besar diatas 10 inchi akan lebih ekonomis
dibandingkan dengan jenis flowmeter lainnya.Kelemahan :1. Biaya
pengadaan awal : tinggi2. Model single path (one-beam) tidak sesuai
untuk pengukurankecepatan aliran (flow velocity) yang bervariasi di
atas rangeReynolds numbers.3. Untuk pengukuran pada ukuran kecil
harganya sangat tinggi.
SENSOR TEKANAN (Pressure Sensor)
Sensor tekananadalah sensor untuk mengukur tekanan suatu zat.
Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per
satuan luas (A).Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur
kekuatan dari suatu cairan atau gas,atau Sensor yang digunakan
untuk mendeteksi gejala perubahan pressure/tekanan fluida/
udara/gas pada suatu ruang, bejana, tangki, pipa dll. Prinsip kerja
darisensor tekananini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi
sinyal listrik. Ukuran Tegangan didasarkan pada prinsip bahwa
tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang.
Prinsip Kerja Sensor TekananPerubahan tekanan pada kantung
menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga mengakibatkan
perubahan induksi magnetik pada kumparan. Kumparan yang digunakan
adalah kumparan CT (center tap), dengan demikian apabila inti
mengalami pergeseran maka induktansi pada salah satu kumparan
bertambah sementara induktansi pada kumparan yang lain berkurang.
Kemudian pengubah sinyal berfungsi untuk mengubah induktansi
magnetik yang timbul pada kumparan menjadi tegangan yang
sebanding.Faktor lingkungan yang mempengaruhi kinerja sensor:
Keadaan cuaca yang tidak menentu Keadaan Suhu pada suatu lingkungan
Tekanan sekitar sensor Umur dari komponen sensor tersebutAplikasi
Sensor TekananSensor tekanan dapat diaplikasikan pada: Motor bensin
Pesawat terbang Pengukur tekanan ban Pengukur tinggi suatu cairan
ketinggian, pesawat terbang, roket, satelit, balon udara dll
JENIS-JENIS SENSOR Bourdon Tubes Bourdon Tube Spiral Bourdon
Hallux (Helical) Diafraghma Bellows Semiconductor Pressure Sensors
Bourdon Tubes*)