RANGKAIAN PENGATUR SUHU(Makalah Elektronika dan
Instumentasi)
Disusun Oleh:
1. Ajeng Ayu Puspasari(1115041001)2. Diah Rosalina(1115041011)3.
Fitria Yenda Elpita(1115041018)4. M. N. Hidayat (1115040126)5. Muh.
Iqbal I.(1115041032)6. Siti Sumartini(1115041045)7. Yeni Ria
Wulandari(1115041047)
JURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMPUNG2013
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat karunia-Nya lah
kami dapat menyelesaikan penyusuna makalah Elektronika dan
Instrumentasi mengenai rangkaian charger.
Makalah ini dibuat untuk mengenal alat-alat elektronika yang
terlibat dalam pembuatan rangkaian charger ini. Dan juga untuk
mencoba menjelaskan cara kerja dari rangkaian charger tersebut.
Kami mengucapkan banyak terimakasih kepada Koordinator
Laboratorium Elektronika yang telah membimbing dan mengajari secara
rinci dalam pembuatan rangkaian tersebut dan tak lupa pula
terimakasih kami ucapkan untuk dosn pembimbing mata kulian
Elektronika dan Instrumentasi kami Bapak Ir. Azhar,M.T. dalam
proses pembuatan rangkain ini.
Kami menyadari bahwa kami masih perlu bimbingan yang lebih dalam
pembuatan makalah ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi
pembacanya dan sebagai referensi untuk belajar mahasiswa
khususnya.
Bandarlampung, 21 Desember 2014
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA PENGANTARDAFTAR ISII. JUDUL ALAT.. II. TUJUAN PEMBUATAN
ALATIII. DASAR TEORI...IV. ALAT DAN BAHANV. RANGKAIAN PERCOBAANVI.
PROSEDUR PERCOBAANVII. CARA KERJA ALAT
DAFTAR PUSTAKALAMPIRAN
I. JUDUL ALATRangkaian Pengatur SuhuII. TUJUAN PEMBUATAN
ALATAdapun tujuan dilakukannya pembuatan alat ini adalah sebagai
berikut:1. Mahasiswa dapat mengenal komponen-komponen elektronika
2. Mahasiswa dapat menjelaskan cara kerja rangkaian yang dibuatIII.
DASAR TEORIAlat pengatur suhu adalah suatu alat yang digunakan
untuk mengetahui berapa suhu yang ada disekitarnya. Alat tersebut
akan menyala ketika suhu lingkungan naik hingga mencapai suhu yang
ditentukan.Komponen yang dipakai untuk rangkaian pengatur suhu
adalah sebagai berikut:1. Trafo Step Down adalah alat yang
berfungsi untuk mentransfer energi listrik dari sirkuit listrik
satu ke sirkuit listrik lainnya melalui dua konduktor secara
induktif. Konduktor listrik dalam trafo berupa gulungan-gulungan
(kumparan trafo itu sendiri), yakni kumparan pertama (primer) dan
kumparan kedua (sekunder). Sebuah trafo terdiri dari 1 inti ( yang
berbahan besi berlapis) dan dua buah kumparan (primer dan
sekunder). Yang kami gunakan disini adalah trafo step down yang
berfungsi untuk menurunkan tegangan AC. Prinsip kerja trafo terdiri
atas dua:1. Arus listrik dapat mencitakan medan magnet atau prinsip
elektromagnetik2. Bahwa medan magnet yang berubah-ubah di dalam
kumparan kabel atau kawat akan secara otomatis mengubah aliran
magnetik yang diciptakannya. Perubahan aliran magnetik ini kemudian
menginduksi tegangan pada kumparan yang keduaTrafo yang sempurna
memiliki cara kerja dimana arus listrik yang dihasilkan dari
kumparan pertama menghasilkan medan magnet. Kumparan pertama dan
kedua pada trafo meliliti inti dari trafo tersebut. Inti trafo
terbuat dari material yang dapat menyerap medan magnet misalnya
besi sehingga hamper seluruh aliran magnetic dari kumparan pertama
bisa mengalir lancar ke kumparan kedua 2. Jembatan dioda yang
digunakan adalah diode silicon. Mempunyai karakteristik atau
sifat:1. Bentuk fisiknya kecil2. Sering dipakai dalam rangkaian
adaptor sebagai perata arus dan sebagai saklar electron.3. Tahan
terhadap arus besar maksimal 150 A4. Tahan terhadap tegangan tinggi
maksimal 1000 VDioda ini memiliki 2 terminal kaki. 3. Kapasitor
elektrolit adalah sebuah alat yang digunakan untuk menyimpan muatan
listrik yang terdiri dari dua terminal yang memiliki kutub positif
dan negatif.4. Kapasitor non polar digunakan untuk menyimpan muatan
listrik yang terdiri dari dua terminal yang tidak memiliki yang
penamaannya tergantung pada jenis bahan yang digunakan.5. Regulator
tegangan berguna untuk menstabilkan tegangan yang masuk yang
memiliki tiga terminal.6. Transistor adalah alat semikondutor yang
berfugsi semacam keran listrik dimana berdasarkan arus inputnya
memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit
sumber. Pada umumya transistor memiliki 3 terminal yaitu Collector,
Basis dan Emittor. Tegangan ata arus yang dipasang di satu
terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui terminal
lainnya. Transistor berfungsi sebagai sebuah penguat, sirkuit
pemutus dan penyambung, stabilisasi tegangan, perata arus, penahan
arus, penguat arus, membangkitkan frekuensi rendah maupun tinggi
dan sebagai pemodulasi signal.7. Resistor adalah komponen
elektronik dua kutub untuk menahan arus listrik dengan memproduksi
tegangan listrik diantara kedua kutubnya. Resistor digunakan
sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik.
Karakteristik utama dari resistor adalah resistansi dan daya
listrik yang dapat dihantarkan. Nilai resistansi yang terdapat pada
resistor dapat diketahui dari gelang warna pada badan resistor.8.
Thermistor adalah sebuah resistor yang nilai resistansinya berubah
terhadap perubahan suhu. Thermistor yang digunakan tipe NTC, dimana
resistansi akan menurun apabila suhunya semakin meningkat.9. LED
(Light Emitting Diode) adalah komponen elektronik yang mengalirkan
arus DC satu arah dari anoda ke katoda. Komponen ini memiliki lampu
kecil yang akan menyala apabila komponen tersebut dialiri arus.10.
Papan tembaga (PCB) berfungsi sebagai pengganti kabel-kabel
penghubung pada rangkaian.11. Conector (Terminal Blok) berfungsi
sebagai penghubung antara kabel yang digunakan sebagai media keluar
masuknya arus listrik.12. Relay merupakan komponen elektronik yang
berfungsi sebagai saklar dan bekerja seperti kontaktor magnet.
Didalam relay terdapat koil atau kumparan yang mengililingi sebuah
besi. Selain itu terdapat juga besi yang bergerak diluar kumparan
tersebut. Apabila kumparan tersebut dialiri listrik maka besi yang
berada dikumparan tersebut akan menjadi magnet dan menarik besi
yang berada diluar kumparan menuju inti besi dalam kumparan.
Sehingga, saat kedua besi tersebut bersentuhan tegangan arus
listrik akan mengalir.13. Op-Amp (operational amplifier). Merupakan
sebuah alat yang memiliki banyak fungsi, salah satunya sebagai
penguat sinyal. Op-amp memiliki dua input yakni, input inverter dan
non-inverter. Jika tegangan dikedua input sama maka tak ada
tegangan keluar. Apabila salah satu tegangan input lebih besar
makan akan ada tegangan keluar.
IV. ALAT DAN BAHANAdapun alat dan bahan yang digunakan untuk
membuat rangkaian charger ini adalah sebagai berikut:1. Trafo Step
Down 220 V// 24 V. 2 Amp2. Jembatan dioda 1N40073. Kapasitor
elektrolit 1000 mikrofarrad 25 V dan 1 mikrofarrad4. Kapasitor non
polar 100 milifarrad 25V5. Regulator tegangan LM78126. Transistor
2N39047. Dioda 1N40028. LED9. Resistor 22 kOhm, 3.9 kOhm, dan 5.6
MOhm.10. Potensio meter 50 kOhm11. Kabel AC12. Papan tembaga
(PCB)13. Conector (Terminal Blok)14. Thermistor15. Op-amp LM39916.
Stud Spacer PCB
V. RANGKAIAN PERCOBAANBerikut ini adalah rangkaian percobaan
yang dilakukan adalah sebagai berikut:1. Rangkaian Skema
Charger
2. Layout Rangkaian
VI. PROSEDUR PERCOBAAN
Adapun prosedur percobaan yang harus dilakukan untuk membuat
rangkaian ini adalah sebagai berikut:1. Menggambarkan skema
rangkaian pada software PCB Express2. Mencetak layout rangkaian
pada kertas foto3. Membersihkan papan tembaga dengan amplas untuk
mendapatkan papan tembaga yang halus dan bersih4. Menempelkan print
out layout pada papan tembaga kemudian disetrika selama 15 menit.5.
Melepaskan print out layout sehingga tinta thinnner tertinggal di
papan tembaga.6. Melarutkan FeCl3 dengan air hangat secukupnya
(dapat merendam papan tembaga).7. Mencelupkan papan tembaga ke
dalam larutan FeCl3 selama 15 menit.8. Mengangkat papan tembaga
dari larutan FeCl3 kemudian membersihkan sisa-sisa tinta thinner
yang masih tertinggal sehingga pola layout rangkaian terbentuk di
papan tembaga.9. Mengebor titik-titik tempat menancapkan komponen
pada papan tembaga.10. Menancapkan komponen-komponen pada lubang
yang telah di bor.11. Menyolder kaki-kaki komponen menggunakan
timah.12. Memotong sisa-sisa kaki komponen dengan alat pemotong.13.
Menyambungkan kabel-kabel yang terkait pada rangkaian tersebut.14.
Memasang stud pada papan tembaga15. Menguji kesesuaian tegangan
dari setiap komponen pada rangkaian menggunakan multitester.
VII. CARA KERJA ALATAlat ini digunakan untuk mengatur suhu
disekitar alat tersebut. Cara kerja alat ini yaitu dimulai dari
menyambungkan kabel Ac pada rangkaian ke sumber listrik lalu arus
mengalir dari sumber listrik rumah ke rangkaian. Lalu arus mengalir
ke trafo sebesar 220 V, trafo mendapatkan tegangan dari sumber
listrik sebesar 220 V berupa arus AC. setelah diproses pada trafo
tersebut tegangannya turum menjadi 12 V. Proses pada trafo ini
yaitu arus masuk dari sumber listrik ke kumparan primer sehingga
kumparan tersebut bergerak dan menghasilkan medan magnet. Medan
magnet tersebut menuju inti besi yang ada di tengah 2 kumparan
tersebut lalu meuju ke kuparan sekunder yang membuat inti besi
tersebut menginduksi kumparan sekunder. Sehingga tegangan dari 220
V turun menjadi 12 V karena adanya beda jumlah lilitan. Dalam kasus
ini jumlah lilitan ada kumparan primer lebih banyak daripada jumlah
lilitan pada kumparan sekunder sehingga tegangan dapat turun.
Setelah itu arus meuju jembatan dioda, pada jembatan dioda sisi
sebelah kiri dihubungkan dengan trafo 12 V dan sisi sebelah kirinya
dihubungkan dengan trafo 0 V. Arus masuk dari trafo 12 V diteruskan
dengan dioda penyearah menuju kapasitor polar. Pada kapasitor
polar, muatan disimpan setelah penuh muatan tersebut kembali lagi
ke trafo sehingga netral dan di teruskan kembali dengan dioda
penyearah sehingga arus yang mengalir pada kapasitor konstan karena
ada pengembalian muatan yang menetralkan muatan tersebut. Di
jembatan dioda tersebut tegangan AC berubah menjadi tegangan DC
sehingga muatan yang tersimpan di kapasitor berupa muatan DC yang
merupakan arus searah. Pada kapasitor gelombang sinyal yang
dihasilkan arus tersebut dihaluskan sehingga dapat masuk pada
komponen selanjutnya.Kemudian arus mengalir ke regulator, kerja
regulator ialah menstabilkan tegangan. Arus yang dikeluarkan dari
trafo belum benar-benar 12V. sehingga saat arus keluar dari
regulator tegangannya menjadi 12V yang stabil. Selanjutnya, arus
mengalir ke kapasitor elektrolit dan kapasitor non polar yang
disusun parallel. Tujuan penyusunan kapasitor parallel ini agar
muatan yang tersimpan cukup besar.Dari kapasitor arus mengalir ke
thermistor dan resistor tetap 22 kOhm. Keduanya disusun seri
sehingga menghasilkan pembagi tegangan yang kemudian mengalir ke
input non-inverting pada op-amp. Untuk input inverting arus
mengalir melalui potensio meter kemudian masuk ke input inverting.
Op-amp disini berfungsi sebagai komparator. Nilai tegangan di input
inverting bergantung pada pembagi tegangan dan tegangan supply.
Sehingga, apabila nilai tegangan input non-inverting lebih besar
dari tegangan input inverting maka tegangan keluar op-amp sama
dengan nilai tegangan +supply (12 V). sebaliknya, apabila tegangan
non-inverting lebih kecil dari tegangan inverting maka tegangan
keluar op-amp sama dengan nilai tegangan supply (0 V).Tegangan
keluaran op-amp mengalir ke basis transistor pnp, sehingga arus
dapat mengalir dari emitor ke collector. Kemudian arus mengaliri
relay dan menghidupkan LED yang menandakan alat telah menyala.
LAMPIRAN
GAMBAR RANGKAIAN CHARGER