BAB 5 ELEKTRONIK DAYA

Materi : Transistor

Pengertian Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.

Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.

Cara Kerja Transistor

Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, Bipolar Junction Transistor (BJT atau transistor bipolar) dan Field Effect Transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda.

Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.

FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.

Jenis-Jenis Transistor

Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:

• Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
• Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain
• Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.
• Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
• Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
• Maximum frekuensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain
• Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain

Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor

BAB 4 ALAT PENGENDALI INDUSTRI

Materi : Saklar yang Dioperasikan Secara Manual

        Saklar yang dioperasikan secara manual adalah saklar yang dikontrol dengan tangan. Saklar togel (pada gambar 4-3) adalah contoh saklar yang dioperasikan secara manual. Jenis penghubungan atau susunan kontak ditetapkan dengan singkatan sesuai. Batas kerja listrik dinyatakan dengan tegangan dan arus interupsi maksimum; harga tersebut tidak boleh dilampaui. Saklar yang dirancang untuk bekerja dengan 5A tidak akan bertahan lama pada rangaian yang harus memutuskan 10A. Ukuran kerja untuk ac dan dc juga tidak sama untuk suatu saklar.

       Berikut adalah contoh dari saklar-saklar yang dioperasikan secara manual :

• Saklar Togel

gambar 4-1

• Saklar Geser

gambar 4-2

• Saklar DIP (Dual In-Line Package)

gambar 4-3

• Saklar Rotari

BAB 2 DIAGRAM LISTRIK INDUSTRI

         Diagram tangga (diagram garis atau dasar) adalah skema penyajian rangkaian listrik. Pada skema ini, dua garis ppower dihubungkan dengan sumber daya dan berbagai rangkaian terpasang di antaranya seperti anak tangga pada tangga. Perhatikan bahwa diagram tangga adalah skema penyajian dari rangkaian,bukan penyajian fisik. Komponen-komponen listrik dan penghantar disusun menurut fungsi listrik pada rangkaian , yaitu secara skematis. Penyederhanaan adalah tujuan dari skema tata letak diagram tangga. Keruwetan diagram dapat dikurangi dengan menunjukan setiap rangkaian sebagai suatu garis vertikal tunggal.

gambar 2-1

        Perhatikan bahwa diagram tangga adalah skema penyajian dari rangkaian, bukan penyajian fisik. Komponen-komponen listrik dan penghantar disusun menurut fungsi listrik pada rangkaian yaitu, secara skematis. Penyerdehanaan adalah tujuan dari skema tata letak diagram tangga. Keruwetan diagram dapat dikurangi dengan menunjukkan setiap rangkaian sebagai suatu garis vertikal tunggal.

Pada beberapa diagram anda dapat melihat garis penghantar yang tebal dan yang tipis (gambar di bawah ini). Garis tebal digunakan untuk penghantar yang membawa arus itnggi, misalnya Lin utama dan ujung-ujung motor ac. Garis yang tipis digunakan untuk rangkaian pengendali misal saklar, timer dan relai. Penghantar dapat bersebrangan satu sama lain tetapi tidak membuat kontak listrik; ini disajikan dengan garis saling menyilang dengan tanpa diberi titik. Penghantar membuat kontak disajikan oleh titik tebal pada sambungan.

     Semua saklar dan kontak relai dapat diklasifikasikan sebagai normally open dan normally closed. Posisi yang digambarkan pada diagram adalah karakteristik listrik dari tiap alat yang akan ditemui ketika dibeli dan tidak dihubungkan pada rangkaian apapun. Dalam hal ini menunjukkan pada posisi off-the-shelf. Ini perlu diketahui sebab dapat juga menyajikan pososo tidak mendapatkan energi (de-energized) suatu rangkaian. Posisi ini menunjuk pada posisi komponen ketika rangkaian mendapat energi,  atau tanpa power pada rangkaian. Pengertian penting dari referensi ini sering digunakan sebagai titik awal pada analisis operasi rangkaian.

  Untuk mengidentifikasi kumparan relai dan beberapa kontaknya, kita memberi huruf pada lingkaran kumparan ini.

       Beban adalah alat listrik pada diagram garis atau tangga yang menggnakan listrik dari L1 ke L2. Relai pengendali, kumparan (solenoid), dan lampu pilot adalah contoh-contoh beban. Paling tidak satu peralatan beban harus dimasukkan pada tiap anak tangga (rangkaian individual) diagram. Tanpa suatu alat beban, alat pengendali itu akan merubah suatu rangkaian terbuka menjadi rangkaian hubung singkat antara L1 ke L2.

     Semua beban mempunyai satu sisi yang terhubung ke L2 seperti gambar di bawah ini. Umumnya, pada setiap satu garis rangkaian antara L1 ke L2 dipasang tidak lebih dari satu beban. Apabila harus dipasang lebih dari satu beban pada diagram garis itu, beban harus dihubungkan secara paralel. Hal ini untuk memastikan bahwa tegangan line penuh dari L1 ke L2 akan dirasakan pada tiap-tiap ujung beban. Jika beban dihubungkan seri tidak satupun beban akan menerima tegangan line penuh yang diperlukan untuk operasi sempurna.

    Anda dapat mengingat bahwa pada rangkaian seri tegangan yang dipakai dibagi antara masing-masing beban. Pada rangkaian paralel tegangan antara masing-masing cabang sama dan nilainya sama dengan tegangan yang diberikan.beban operasional dengan alat pengendali misal saklar, tombol tekan, saklar pembatas, dan saklar tekanan. Alat pengendali dihubungkan antara L1 dan beban. Semua tambahan alat pengendali STOP atau OFF harus dipasang seri. Semua tambahan alat pengendali START atau ON harus dipasang paralel.  Gambar dibawah ini

      Ladder diagram menggunakan angka untuk membantu anda menemukan alat listrik, lokasi kawat yang telah diberi nomor, dan lokasi skematis. Tiap garis atau anak tangga tanda (garis 1,2,3,dst) dimulai dari garis teratas dan dibaca kebawah. Garis dapat didefenisikan sebagai lintasan lengkap dai L1 ke L2 yang berisi beban. Gambar dibawah ini menggambarkan pemberian tanda tiap garis pada diagram garis dengan tiga garis terpisah. Angka yang dilingkari mengidentifikasikan garis pada gambar fisik; anda tidak akan mendapatkan angka tersebut dimanapun pada panel listrik.

gambar 2-2

      Pada umumnya skema dapat dibagi menjadi dua bagian pokok : rangkaian daya dan rangkaian pengendali. Tujuan mempunyai rangkaian daya dan rangkaian pengendali adalah untuk menyediakan adalah untuk menyediakan pengendali dari mesin tanpa menggunakan alat (misal kontaktor dan pengawatan) dan harus membutuhkan banyak ampere. Dengan menggunakan alat seperti kontaktor, kita dapat mengendalikan motor ac atau beban yang lain yang menarik ampere dalam jumlah besar dengan sistem pengendali yang dapat menggunakan tegangan lebih rendah dan ampere yang jauh lebih kecil. Rangkaian daya memperlengkapi daya utama dan daya untuk motor ac sedangkan rangkaian pengendali memperlengkapi pengendali.

gambar 2-3

        Masing-masingkontak yang dioperasikan oleh kumparan ini akan mempunyai huruf kumparan atau huruf-hurf yang ditulis disamping simbol untuk kontak tersebut. Kadang-kadang jika ada beberapa kontak yang dioperasikan oleh suatu kumparan, angka akan ditambahkan pada huruf untuk menunjukkan nomor kontak. Meskipun ada arti yang baku dari huruf-huruf tersebut, diagram umumnya menyediakan daftar kunci untuk menunjukkan arti huruf-huruf itu; umumnya huruf-huruf itu diambil dari nama alat.

gambar 2-4

gambar 2-5

         Nomor-nomor tersebut digunakan sebagai pertolongan dalam membaca diagram. Nomor-nomor tersebut bersesuaian dengan nomor-nomor pengenal kawat pada ladder diagram. Jadi, pada garis 3 (gambar dibawah ini) anda dapat melihat tiga nomor kawat; 1,6 dan 2.

Referensi : Petruzella, Frank D.1996.Elektronik Industri.Yogyakarta:Andi

                     http://industrielektric.blogspot.com/2012/04/diagram-tangga-ladder-diagram.html

BAB 1 KESELAMATAN INDUSTRI

Materi : Keselamatan di Tempat Kerja

                 Keselamatan menjadi faktor yang semakin penting pada lingkungan kerja. Industri listrik, pada khususnya, menempatkan keselamatan sebagai prioritas yang tidak dapat ditawar sebab merupakan sifat dasar yang membahayakan untuk kelangsungan bisnis

gambar 1-1

               Data statistik menunjukan bahwa 98% dari semua kecelakaan dapat dihindarkan (tidak perlu terjadi). Dengan banyaknya kesempatan untuk membuat penyempurnaan, setiap orang dapat memberikan sumbangan untuk dapat mengurangi kecelakaan. Penyebab utama kecelakaan diakibatkan oleh faktor kesalahan manusia sebesar 88% dan kegagalan bahan sebesar 10%.

                Pada tahun 1970, kongres pemerintah USA membentuk badan peraturan yang disebut keselamatan pekerjaan dan administrasi kesehatan (the Occupational Safety and Health Administration = OSHA) . OSHA membuat patokan-patokan yang mengatur keselamatan kerja pada perusahaan pabrik, memeriksa perusahaan-perusahaan untuk  meyakinkan apakah mereka mengikuti peraturan keselamatan kerja, serta menginspeksi dan memberi pengakuan terhadap produk-produk yang aman

                Warna – warna berikut telah disyahkan oleh OSHA untuk memberi tanda peringatan dan bahaya tertentu :

·      Merah digunakan untuk menandai :

 Alat dan perlemgkapan perlindungan bahaya kebakaran

 Tabung yang dapat dibawa kemana-mana yang berisi cairan yang mudah dibakar

 Tombol dan saklrat stop untuk keadaan darurat

·      Kuning digunakan untuk menandai :

 Perhatian dan bahaya fisik

 Tabung bekas-buang untuk bahan yang mudah meledak dan mudah terbakar

 Perhatian erhadap starting, penggunaan atau pemindahan perlengkapan yang menjalani  perbaikan

 Titik starting atau sumber daya mesin

·     Oranye digunakan untuk menandai :

 Bahaya radiasi

·     Hijau digunakan untuk menandai :

 Pengamanan

 Lokasi perlengkapan pertolongan pertama pada kecelakaan (selain perlengkapan biaya  kebakaran)

Pakaian keselamatan

gambar 1-2

                Pakaian yang dipakai pada waktu bekerja sangat perlu untuk keselamatan seseorang. Pakaian yang cocok harus dipakai untuk tiap tempat pekerjaan dan aktivitas kerja khusus (gambar 1-1). Hal-hal berikut harus diperhatikan :

1.    Topi yang kuat, sepatu pengamanan dan kacamata harus dipakai pada tempat-tempat dimana dianjurkan.

2.    Alat pengaman penutup telinga harus dipakai pada tempat-tempat yang bising.

3.    Pakaian harus pas-sempit untuk menghindari bahaya yang mengakibatkan terjerat pada mesin yang berputar.

4.    Permata logam seharusnya tidak dipakai selama bekerja pada rangkaian yang berarus  : emas dan perak adalah penghantar listrik yang bagus

5.    Rambut panjang harus diikat atau dipangkas kalau bekerja sekitar mesin.

Referensi : Petruzella, Frank D.1996.Elektronik Industri.Yogyakarta:Andi

BAB 12 PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) + Video

Materi : Sistem Bilangan dan Kode


Pada dasarnya, PLC bekerja dengan bilangan biner pada satu bentuk atau yang lain, ini digunakan untuk menyajikan berbagai kode atau kuantitas.

gambar 12-1

Sistem desimal 

sistem desimal yang paling umum memiliki basis 10. Basis sistem bilangan menentukan bilangan total dari berbagai simbol atau digit yang digunakan oleh sistem itu.

gambar 12-2

cara menghitung dengan sistem desimal adalah dari sebelah kanan,lalu angka yang ada di kalikan dengan angka 10(karena basisnya 10) yang dimana angka 10 itu dipangkatkan sesuai urutan angkanya dimulai dari 0.

Sistem Biner

Sistem bilangan biner (basis 2) adalah basis dari semua sistem digital. Dua keadaan muncul pada alat digital, keadaan ON, yang menyajikan satu (1) dan kondisi OFF, yang merupakan perwakilan dari nol (0). Kondisi ON pada rangkaian hampir sama dengan tegangan suplai, dan kondisi OFF hampir sama dengan tegangan nol atau tanah.

gambar 12-3

cara perhitungan dalam sistem biner ini adalah hampir sama seperti perhitungan sistem desimal yang dimulai dari angka sebelah kanan.namun bedanya dalam sistem biner ini angka tersebut dikalikan angka 2(karena basisnya 2) yang dipangkatkan sesuai urutan angkanya dimulai dari nol.

pengubahan sistem bilangan desimal menjadi biner :

gambar 12-4

Sistem Bilangan Oktal

Sistem bilangan oktal ini adalah sistem basis delapan, sering digunakan pada mikro prosesor,komputer, dan sistem pengontrol yang dapat diprogram sebab bit8-kata membuat byte dari informasi yang dapat dialamatkan oleh pemakai PLC atau pemogram.

gambar 12-5

pengubahan dari bilangan oktal ke bilangan desimal dihitung dari angka sebelah kanan. Kemudian angka tersebut dikalilak 8 (karena basisnya 8) yang dipangkatkan sesuai dengan urutan angka tersebut berada.

Sistem Bilangak Heksadesimal

Sistem bilangan heksadesimal (HEX) menyediakan bahkan notasi yang lebih singkat dibandingkan oktal. Heksadesimal menggunakan basis 16, dan memakan 16 digit; angka bilangan 0 sampai 9 dan huruf A sampai F, dengan A sampai F disubtitusi untuk masing-masing angka 10 sampai 15.

gambar 12-6

Berikut adalah video mengenai materi sistem bilangan dan kode

Sistem Bilangan dan Kode


Referensi : Frank D.1996.Elektronik Industri.Yogyakarta:Andi

BAB 3 TRANSFORMATOR DAN SISTEM DISTRIBUSI DAYA

Materi : Distribusi di Dalam Pabrik     

   Di dalam pabrik, sistem pengisian listrik diperlukan untuk mengirimkan energi dengan aman menuju lokasi dari tiap-tiap potong peralatan tanpa ada komponen yang mengalami pemanasan lebih, atau penurunan tegangan yang tidak bisa diterima. Pengawatan hubungan di dalam bangunan dapat dibagi menjadi bagian-bagian sebagai berikut :

1. Tempat masuk Servis

• Bagian ini termasuk penghantar untuk mengirim energi dari sistem suplai listrik dan tempat-tempat yang dilayani.
• Penghantar yang berakhir di ujung dekat titik-masuk menuju gedung pada perlengkapan servis.
• Pada pabrik atau tempat wilayah yang luas, daya listrik biasanya disuplai oleh utility listrik pada level tegangan-menengah. Diperlukan substation unit dengan transfomator untuk menurunkan tegangan pada level pemakaian.

Gambar 1.3 Low Voltage Unit Substation

     2. Pengisi

• Bagian ini termasuk penghantar untuk mengalirkan energi dari tempat perlengkapan servis ke alat arus-lebih pada rangkaian cabang akhir, untuk melindungi tiap bagian perlengkapan pemakaian.
• Pengisi utama bermula dari lokasi perlengkapan servis, dan sub pengisi bermula pada papan panel atau pusat distribusi pada tempat lain, selain lokasi perlengkapan servis.

     3. Rangkaian Cabang

• Bagian ini termasuk penghantar untuk mengalirkan energi dari titik alat ke arus-lebih akhir ke perlengkapan pemakaian.
• Masing-masing pengisi, sub pengisi dan penghantar rangkaian cabang pada gilirannya memerlukan perlindungan arus-lebih yang dikoordinasikan sendiri dengan baik dalam bentuk pemutus rangkaian atau saklar yang diberi sekering

    

     Kode Listrik Nasional (NEC) berisi tabel daftar kapasitas ampere untuk jenis-jenis ukuran penghantar, isolasi dan keadaan operasi yang memperoleh pengakuan. Tabel tersebut adalah sumber informasi yang praktis tentang untuk instalasi rangkaian terntentu. Tabel 1-1 adalah daftar kapasitas ampere dari kawat tembaga.

tabel 1-1 kapasitas ampere kawat tembaga

Ukuran Kawat	Tidak lebih dari tiga penghantar dalam saluran, kabel atau dipendam langsung di dalam tanah		Penghantar tunggal dalam udara bebas
	Tipe TW	Tipe RH, RWH, THW	Ttpe TW	Tipe RH, RHW, THW	Weather-proof
	A	B	C	D	E
14 12 10 8 6 4 2 1/0 2/0 3/0	15 20 30 40 55 70 95 125 145 165	15 20 30 50 65 85 115 150 175 200	15 20 30 60 80 105 140 195 225 260	15 20 30 70 95 125 170 230 265 310	30 40 55 103 130 163 219 297 344 401

V­­_drop = I x R _wire

Dimana,                V­­_drop           =  Pengukuran tegangan dalam volt (V)

                                I               =  Arus dalam ampere (A)

                                R _wire          =  Tahanan kawat dalam ohm (Ω)

                Arus yang mengalir melalui pengantar juga menyebabkan kerugian daya yang merupakan akibat dari tahanan pengantar. Rugi daya dalam penghantar = kuadrat dari arus dikalikan dengan tahanan kawat.

P = I² R_kawat

Dimana,               P               = Daya dalam Watt (W)

                                I           = Arus dalam Ampere (A)

                                R_kawat   = Tahanan kawat dalam ohm (Ω)

    

       Semua penghantar yang dipasang pada gedung harus dilindungi, biasanya dengan memasangnya di dalam "raceways" . Raceways memperlengkapi ruangan penyangga, perlindungan mekanik untuk penghantar dan memperkecil kemungkinan bahaya kejutan listrik dan kebakaran. 

1. Saluran 

• Ada yang jenis logam dan ada yang bukan logam
• Penghantar memanjang harus disangga dengan benar dan mempunyai cukup titik masuk ( akses) untuk menyiapkan pemasangan penghantar
• saluran harus cukup besar untuk menampung sejumlah penghantar, biasanya pada 40% rasio pengisian

2. Baki kabel

• baki kabel digunakan untuk menyangga kabel pengisi, dimana sejumlah kabel disalurkan dari lokasi yang sama
• baki kabel terdiri atas penghantar pengisi yang kuat, yang disalurkan terus pada baki kabel.

3. Rel impedansi-rendah

• rel digunakan pada gedung untuk pengisi arus-tinggi
• rel pengumpul terdiri dari batang-batang rel tertutup pada duk (duct) yang diberi ventilasi

4. Stop kontak rel kumpul

• rel kumpul digunakan untuk sistem distribusi udara atau overhead
• rel kumpul stop kontak memperlengkapi daya dengan tap off untuk perelengkapan pemakaian.

     Papan saklar adalah sebagaian dari perlengkapan listrik pada block yang luas dari daya listrik, diberikan dari gardu induk dan dibagi-bagi menjadi block-block yang lebih kecil untuk distribusi ke seluruh bangunan. Gardu unit adalah bagian dari distribusi tegangan rendah. 

    Papan panel adalah almari distribusi yang dipasang pada dinding yang berisi sekelompok pemutus rangkaian atau alat perlindungan sekering untuk penerangan , stop kontak yang cocok, atau rangkaian cabang distribusi daya. Papan panel biasanya disuplai dari papan saklar dan membagi sistem distribusi daya menjadi bagian -bagian yang lebih kecil.

Gambar 1.2 papan panel

Referensi : Frank D.1996.Elektronik Industri.Yogyakarta:Andi