Praktik dimmer digital satu fase

Praktikum Triac satu fase mempergunakan sistem praktik yang berbeda dari sistem ElettronicaVeneta. Sistem Triac adalah sistem yang dibangun sendiri oleh beberapa mahasiswa terdahulu yang belajar di laboratorium elektronika daya. Sistem penyakelaran dengan Triac ini disimpan di dalam kotak mika bening seperti pada gambar berikut.

Gambar 1.

Untuk melatih HOTS, maka perlu dilakukan kegiatan yang mendekati pola PBL (project based learning) atau PBL (problem based learning). Meskipun tidak persis mengikuti keduanya, namun kegiatan praktik ini mengadopsi beberapa unsur dari kedua kerangka belajar itu agar dapat lebih mendekati harapan bahwa perguruan tinggi vokasi memiliki keunggulan dalam hal melatih mahasiswa berpikir, bila dibandingkan dengan tingkat SMK. Upaya ini tentu dengan tetap memperhatikan ‘kenyataan lapangan’ tentang titik awal mula para praktikan.

Berbeda dengan beberapa praktik lainnya, dalam praktik ini para praktikan diajak berpikir dan mulai melihat pola pertanyaan yang penting diajukan untuk dapat memperoleh pemahaman secara mandiri berdasarkan ilmu pengatahuan yang (bahkan sudah) baku. Justru dengan praktik yang sederhana ini diharapkan mahasiswa praktikan di level perguruan tinggi vokasi mampu mengembangan kemandirian berpikir mekipun masih dengan panduan dan pembatasan lingkup.

Beberapa pertanyaan yang bisa diajukan misalnya:

  1. Apakah perbedaan antara firing angle dengan conduction angle?
  2. Apakah ada hubungan antara pengaturan waktu tunda pemicuan/sudut pemicuan (firing angle) dengan bentuk signal yang tampak di oscilloscope?
  3. Apakah ada pengaruh nyata dari besar sudut pemicuan terhadap luas wilayah di bawah kurva di oscilloscope?
  4. Apakah nilai tegangan dari jala-jala PLN berpengaruh terhadap luas wilayah di bawah kurva yang ditampilkan di oscilloscope?
  5. Apakah ada hubungan antara tegangan listrik dari PLN dengan nilai yang terukur di DMM (digital multimeter)?
  6. Apakah perubahan sudut pemicuan menyebabkan perubahan nilai tegangan r.m.s. yang diukur pada beban?
  7. Apakah perubahan nilai firing angle menyebabkan perubahan derajat terang cahaya pada beban berupa lampu pijar?
  8. Apakah ada hubungan antara waktu penundaan pemicuan dengan hasil pengukuran pada lux meter?
  9. Apakah hasil pengukuran lux meter sama persis dengan hasil pengukuran pada aplikasi Science Journal?
  10. Jika terdapat perbedaan antara lux meter dengan Science Journal, apakah selisihnya tetap? Apakah perbandingannya tetap?
  11. …dan seterusnya…

Selain anda dapat menyusun sendiri pertanyaan-pertanyaan seperti pada contoh di atas, anda bisa juga menyusun pertanyaan-pertanyaan yang walaupun terkesan remeh dan ‘konyol’ tetapi bisa membantu pemahaman anda terhadap korelasi dan kausalitas. Hal ini penting karena korelasi dan kausalitas adalah dua hal penting di bidang sains, rekayasa, dan teknologi. Beberapa pertanyaan yang terkesan ‘lucu’ misalnya:

  1. Apakah hari dan bulan pelaksanaan praktikum berpengaruh pada hasil pengujian?
  2. Apakah apa warna pakaian teman di sebelah kanan anda berpengaruh pada nilai pengukuran?
  3. Apakah berdasarkan pengujian berulang kali, memang terbukti bahwa merk laptop yang dipergunakan menentukan hasil pengukuran?
  4. Berdasarkan pengalaman anda, apakah menurut anda jenis makanan yang anda makan tadi pagi akan menentukan besarnya nilai yang ditunjukkan oleh DMM?

 

Selain menyusun pertanyaan untuk memahami sudut pemicuan, besar nilai tegangan listrik,  dan pencahayaan, praktikan berkesempatan untuk menyusun pertanyaan mengenai penggunaan alat ukur multimeter. Bisa diperhatikan apa perbedaan antara DMM TrueRMS dengan DMM yang non TrueRMS, saat melakukan pengukuran nilai tegangan listrik pada beban yang aliran arus listriknya dikendalikan oleh Triac. Di lab, Fluke 179 adalah alat ukur yang merupakan TrueRMS. Sedangkan untuk Sanwa, tipe CD772 memang adalah tipe true rms tetapi tipe CD771 bukan merupakan tipe yang merupakan tipe berkemampuan true rms. Untuk praktik ini, memang sengaja mempergunakan Fluke 179 dan CD771.


 Gambar 2.

Di Gambar 2, posisi awal operasi saat sudut pemicuan maksimal (energi yang ‘disalurkan’ minimal). 


 Gambar 3.

Gambar 3, menunjukkan tampilan intensitas cahaya lampu pada saat posisi sudut pemicuan di pertengahan.

 


Gambar 4.

 Gambar 4 merupakan tampilan saat sudut pemicuan paling kecil. Energi yang diterima lampu adalah yang paling besar.


Gambar 5.

Untuk percobaan Triac, perangkat instrumen oscilloscope perlu dioperasikan pada mode cursor. Silakan di baca di halaman ini.

 

Gambar 6.

 

Gambar 7.

 


Gambar 8.

 

Gambar 9.

 

Gambar 10.

 

Gambar 11.

 

Gambar 12.

 

Gambar 13.

 

 

Gambar 14.
 
 
 

 

 

 

Gambar 15.

 

 

 

Gambar 16.

 


Gambar 17.

 

 

Gambar 18.
 

 

 


Gambar 19.

 

 

 


Gambar 20.

 

 

 


Gambar 21.

 

 


Gambar 22.

 


Gambar 23.

 

 

 

 

Penggunaan modul pengendali untuk praktik SCR

Pengaturan parameter operasi pada modul praktikum di Laboratorium Elektronika Daya 2 (Power Electronics Laboratory) agak berbeda dengan praktikum pada semester sebelumnya. Jika pada waktu lalu pengaturan tidak dilakukan pada modul pengendali, itu disebabkan karena praktikum mempergunakan diode sebagai komponen aktif utama. Pada rangkaian penyearah yang mempergunakan diode, sudut pemicuan tidak dapat diatur. Diode akan otomatis menghantar pada saat syarat batas tegangan maju dipenuhi.

Tampilan LCD pada kotak pengendali M1R seperti yang terlihat pada Gambar 1 agak berbeda bila dibandingkan dengan tampilan di LCD pada praktikum Lab Elda 1 semester sebelumnya. Misalnya pada Job 1, praktikan dapat mengatur besarnya sudut pemicuan (firing angle) yang di kotak M1R ini disebut sebagai spark.

Sebagaimana layaknya ATM atau oscilloscope digital GW INSTEK GDS-2104A, pengaturan operasi dilakukan dengan tombol/rotary encoder yang berada di samping atau di bawah tampilan. Misalnya di Gambar 1, pengaturan hidup mati penyakelaran pada kotak diatur dengan menekan tombol bundar di samping kanan indikator, ON+ atau OFF- . Sudut pemicuan (firing angle bukan conduction angle) diatur dengan mempergunakan rotary encoder di bawah indikator besar sudut (di Gambar 1 bernilai 180°).

Gambar 1.

Pada Gambar 1 terlihat bahwa kondisi sistem berada dalam posisi OFF. Untuk praktikum SCR dan Triac, pastikan di awal saat sistem OFF sudut pemicuan berada pada posisi sudut 180°. Dengan cara ini diharapkan penyakelaran berada pada saat energi di sistem yang disakelar berada pada posisi paling rendah. Setelah pengaturan sudut selesai, hidupkan penyakelaran seperti yang terlihat di Gambar 2.

Gambar 2. SCR:ON

 

Gambar 3.

Ikuti petunjuk praktikum/isian di tabel yang anda telah terima. Selesaikan proses praktikum secara benar.

Gambar 4.

Gambar 5. Firing angle 

Setelah sampai pada pengukuran di sudut 0° seperti di Gambar 4, maka langkah berikutnya adalah mengembalikan sudut pemicuan ke 180° sebelum mematikan penyakelaran sistem. Kembali seperi di Gambar 1.

Untuk mematikan sistem secara keseluruhan, lakukan langkah urut mundur seperti yang sudah disampaikan pada pengarahan.

Save

Penggunaan kursor untuk praktik Triac

Pengaturan oscilloscope untuk dapat melaksanakan praktikum.

Penggunaan kursor di oscilloscope diperlukan di Laboratorium Elektronika Daya untuk beberapa kegiatan praktikum. Salah satunya adalah untuk penggunaan di praktik sistem penyakelaran beban AC dengan Triac. Berikut ada cara pengaturan oscilloscope untuk keperluan tersebut. Silakan dibaca, diulangi, dan dipahami sebelum mencoba di ruang lab.

Tahap pengaturan awal yang penting di instrumen GW INSTEK GDS-2104A untuk percobaan pengendalian beban dengan Triac adalah pengaturan pemicuan. Perhatikan tipe pemicuan (trigger) dan pastikan sudah benar sesuai untuk percobaan ini, yaitu dengan sumber (source) AC Line. Lihat urut-urutan seri Gambar 01 berikut ini:

Gambar 01.a. Tampilan awal oscilloscope.

 

Gambar 01.b.

Di Gambar 01.b. dapat dilihat sumber pemicuan adalah CH1, ini perlu disesuaikan dengan cara diganti. Perhatikan Gambar 01.c di bawah ini. Jika lupa bagimana memunculkan mode triggering silakan mengacu di Gambar 9 di halaman ini. Tekan tombol Menu di kolom trigger.

Gambar 01.c.

 

Gambar 01.d.

Gambar 01.d. menunjukkan tampilan saat kanal 1 (CH1) diaktifkan. Terlihat mode coupling untuk kanal juga sudah berada di posisi yang benar, yaitu di mode DC. Dengan demikian maka sinyal AC dan DC akan dilewatkan masuk untuk diukur dan ditampilkan oleh oscilloscope. Hanya saja posisi vertikal kanal 1 tidak berada pasa posisi sentral, tidak di level 0 volt, melainkan masih di level -200.000 mV. 

Gambar 01.e.

Di Gambar 01.e. posisi tampilan sinyal untuk kanal 1 sudah berada di titik tengah tampilan, yaitu 0.000 volt.

Gambar 01.f.

Di Gambar 01.f. terlihat gelombang sinus dari  tegangan listrik PLN yang sudah diturunkan. Posisi pemicuan sudah sesuai di mode AC Line (tidak terlihat di gambar).

Gambar 01.g. Sumber pemicuan.

Di Gambar 01.g. dapat dilihat bahwa sumber pemicuan sudah di posisi pilihan AC Line. Apa pun variasi bentuk sinyal sinusoida dari tegangan PLN, pengaturan pemicuan masih tetap berada di AC Line.

 

Gambar 02. Gelombang sinusioda

Di Gambar 02, diperlihatkan tampilan awal tanpa adanya penggunaan kursor (cursor).

Gambar 03. Memunculkan cursor.

Untuk dapat memuncuklan kursor (garis vertikal) silakan menekan tombol mode cursor satu kali. Ingat, hanya satu kali saja. Jika belum mengetahui letak persis tombonya silakan mengacu di Gambar 9 di halaman ini. di tahap ini tidak penting bagaimana posisi/jarak antar kursor di awal, yang penting pengaturan kursor sudah bisa ditampilkan.

Gambar 04. 

Di Gambar 04 terlihat bagaimana kursor 1 digeser ke arah kiri hingga berada di posisi crossing seperti di gambar. Pastikan bahwa posisi tampilan gelombang pada kanal 1 (Ch1) berada di posisi 0 V. Tekan tombol Ch1 untuk memasuki mode pengaturan kanal 1, lalu lihat apakah posisi tampilan sinyal sudah berada pada posisi 0 V.

Untuk dapat menggeser kursor, gunakan knob Variable (lihat Gambar 9 di halaman ini), putarlah ke arah kiri atau ke arah kanan. Jika tidak ada kursor yang bergeser padahal anda sudah melakukan pemutaran knob, maka kemungkinan anda sudah pernah berpindah ke pengaturan lain. Solusinya, anda kemungkinan perlu untuk menekan kembali tombol Cursor sebelum kembali mencoba mengubah posisi kursor dengan cara memutar knob Variable.

Gambar 05. 

Gambar 05 menunjukkan bagaimana kursor yang paling kiri (kursor 1) dikunci di posisinya. Sehingga dalam mode ini hanya kursor 2 yang dapat digeser (diubah posisinya). Cara untuk melakukan penguncian posisi kursor ini adalah dengan menekan tombol di bawah indikator “H Cursor”. Untuk mengunci posisi kursor 1, cukup tekan satu kali saja.

Gambar 06. 

Di Gambar 06 terlihat bahwa posisi kursor 2 digeser ke arah kanan sehingga berada tepat di akhir satu periode gelombang sinus dari tegangan PLN. Untuk contoh ini, dikarenakan frekuensi dari tegangan sinus PLN tepat sebesar 50 Hz, maka periodenya pun tepat sebesar 20 mS. Terdapat tampilan  Δ 20.0mS di bagian kiri atas tampilan oscilloscope, yang menunjukkan selisih (jarak) antara dua kursor dalam mS.

Cara di Gambar 05 dan Gambar 06 adalah salah satu cara untuk dapat mengukur satu periode sinyal sinus. Cara lain adalah dengan langsung mengatur agar kursor 2 dan kursor 1 dipisahkan dengan tentang waktu 20 mS. Cara ini tidak perlu (memperhatikan) sinyal input yang hendak diukur. Cara ini umumnya dapat dilakukan dengan agak sedikit lebih cepat. Tetapi anda nantinya masih perlu memperhatikan posisi crossing yang sesungguhnya dari sinyal PLN yang anda ukur. Hasilnya tidak selalu tepat 20 mS, bisa lebih atau bisa kurang.

Gambar 07. 

Anda bisa melakukan penyesuaian posisi lebih lanjut seperti di Gambar 07. Misalnya anda perlu menggeser agar posisi titik crossing sinyal berada tepat di titik vertikal 0 volt. Kedua kursor bergerak bersamaan dengan jarak yang tetap antar keduanya.

Gambar 08. 

Jika di Gambar 07 pengukuran dilakukan untuk menunjukkan rentang jarak dalam waktu (detik/seconds/milli-seconds) maka di Gambar 08 ditunjukkan bahwa jarak antar kedua kursor juga bisa ditampilkan dalam Hz (frekuensi). Tekan satu kali di tombol di bawah display H Unit untuk dapat menggeser tampilan dari mode S ke Hz.

Gambar 09. 

 Di Gambar 09, tampilan diubah ke mode %, sedangkan posisi kursor masih tetap di posisinya semula (tidak diubah). Di bagian kiri atas tampilan tedapat keterangan Δ 99.7%. Padahal seharusnya kita memerlukan nilai 100% untuk jarak antara kedua kursor ini. Maka penanda tersebut bisa disesuaikan dengan menekan tombol di bawah indikator “Set Cursor Positions As 100%“. Sebagai catatan, kita bisa memilih jarak/posisi kursor mana saja untuk jarak yang dianggap 100%. Tetapi ‘kebetulan’ untuk percobaan ini yang dianggap sebagai posisi 100% adalah jarak dengan rentang 20 m dari posisi kursor 2 ke kursor 1. Tampilan setelah disesuaikan akan seperti di Gambar 10, dengan tampilan indikator sebesar  Δ 100%.


Gambar 10. 

 

Gambar 11. 

Di Gambar 11, terlihat bahwa pengukuran dilakukan dalam mode derajat (°).  Sebagaimana diketahui untuk sebuah gelombang sinusioda, satu periode adalah 360°. Sedangkan di tampilan masih sebesar Δ 359°. Untuk memperbaikinya tekan tombol di bawah tulisan “Set Cursor Positions As 360°“. Hasilnya akan seperti di Gambar 12.

Gambar 12. 

Gambar 13. 

Setelah pengaturan untuk posisi awal sebagai acuan (kursor 1 sebagai 0 mS/0°) dan posisi akhir kursor 2 ( 20 mS/360°) ditetapkan, maka berikutnya anda dapat melakukan pengaturan berikutnya untuk dapat mengukur sudut pemicuan. Misalnya di Gambar 14 adalah contoh di mana posisi kursor 2 digeser ke arah kiri dan ditempatkan di posisi 180°, yang juga merupakan posisi setangah gelombang sinus.

Gambar 14. 

Gambar 15. 

Gambar 15 menunjukkan posisi kursor 2 di 90° dari kursor 1, ditunjukkan dengan indikator Δ 90°. Posisi yang sama juga merupakan posisi 5 mS dari kursor 1 ( Δ 5.00ms), yang ditampilkan di Gambar 16.

Gambar 16. 

Gambar 17. 

Gambar 17 menunjukkan posisi kursor yang sama dengan Gambar 15 dan Gambar 16.

 

Gambar 18.

Gambar 18 adalah tampilan dari gelombang tegangan salah satu dimmer dengan bentuk gelombang sinus yang tidak ideal. Prinsip penggunaan kursor yang telah dipelajari sebelumnya masih tetap berlaku sama.

Gambar 19. Satu periode, 360°.

 

Gambar 20. 

Gambar 20 menunjukkan hasil sudut pemicuan di sekitar 90°, tepatnya 93,6°. Kursor 1 di sebelah kiri tidak diubah posisinya, dikunci di tempatnya dan dipergunakan sebagai acuan pengukuran sudut pemicuan dengan kursor 2.

Gambar 21. 

Di Gambar 21, nilai 93,6° itu sebanding dengan penundaan sebesar Δ 5,20 mS.

Di pengaturan kursor untuk oscilloscope ini terdapat dua mode. Yang pertama adalah kursor vertikal seperti pada langkah-langkah pada kotak sebelum kotak ini. Yang kedua adalah mode dengan kursor vertikal. Gambar 22 menunjukkan mode kursor yang pertama, sama seperti pengerjaan sebelumnya.

Gambar 22. 

Mode yang kedua adalah kursor dengan garis vertikal dan horizontal. Seperti yang terlihat di Gambar 23 berikut ini. Cara untuk mengaksesnya adalah dengan menekan sekali lagi pada tombol Cursor (sehingga total penekanan ada dua kali). Untuk menghilangkan kursor, keluar dari mode kursor, maka tekan tombol sekali lagi (total ada tiga kali penekanan). Sehingga jika seandainya anda tidak sengaja menekan tombol Cursor sehingga masuk pada mode kedua, anda bisa memperbaikinya dengan cara menekan tombol itu lagi.

Gambar 23. 

 

Sumber belajar:
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

 

Save