KONTROL KECEPATAN MOTOR DC BERBASIS LOGIKA FUZZY MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER

KONTROL KECEPATAN MOTOR DC BERBASIS LOGIKA FUZZY

MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER 

 

Oleh : Sodikin Susa’at (Widyaiswara Madya VEDC Malang)

Artikel: Elektronika Industri

 

Edisi: Desember 2014 – Februari 2015

 


Abstrak 

Pada Artikel hasil penelitian eksperimen ini dibahas tentang kontrol kecepatan motor dc berbasis logika fuzzy menggunakan mikrokontroler 8-bit. Mikrokontroler yang digunakan adalah: 68HC11F1 sebagai sistem Kontroler Logika Fuzzy mempunyai 2-input: error (e) dan delta-error(de) yang merupakan penyimpangan kecepatan putaran motor yang telah dikonversikan kedalam tegangan dc  0-5V analog atau untuk 8-bit (0-255). Output kontrol digunakan untuk menggontrol plant motor DC penguat medan terpisah (separately excited dc motor) yang dilengkapi konverter ac/dc yang direpresentasikan secara “black box” dengan asumsi gain linier. Selanjutnya diimplementasikan sebagai obyek yang dikontrol adalah plant tiruan kedalam Komputer Personal melalui saluran Tx RS-232 dikirim sebagai aksi kontrol (Vo) yang diumpan balikkan untuk dibandingkan dengan tegangan referensi (Vr) melalui saluran Rx RS-232.Algoritma  error(e) dan delta-error(de) diproses oleh mikrokontroler 8-bit 68HC11F1 (0-255) berbasis logika fuzzy yang didasarkan atas 7x7 rule base fungsi keanggotaan dengan teori Min-Max Mamdani. Hasil uji eksperimen dalam artikel ini menunjukkan dengan input referensi (setting point) 2V, waktu sampel (sampling time)4000ms(T1) dan 300ms(T2), interval 100 ms dan gain=8.5 diperoleh sinyal output diskrit pada settling time antara 0-34ms dengan amplitudo 1.99V daerah steady state atau ={(2.00-1.99)*100%}/2 = 0.5% dari steady state.

Kata kunci : logika fuzzy, membership function, mikrokontroler 8-bit, steady state.

 I. PENDAHULUAN

Untukperancangan kontroler pada peralatan industri yang menggunakan mesin-mesin listrik diperlukan sistem kontrol yang memadai, andal dan efisien dalam penggunaan komponen hardware dan software. Solusi jawaban dari masalah ini salah satunya adalah sistem Kontroler berbasis logika fuzzy menggunakan mikrokontroler 8-bit [5, 8, 9].

Dalam artikel hasil penelitian eksperimen ini disimulasikan hasil respon dari kontroler logika fuzzy (KLF) dengan obyek yang dikontrol berupa plant motor DC penguat medan terpisah menggunakan Matlab sebagai pra-desain dalam meyakinkan perancangan sistem KLF di mikrokontroler 8-bit. Pra-desain disimulasikan beberapa karakteristik respon diantaranya respon plant kondisi open- dan closed-loop.

Menggapa dipilih kontroler berbasis logika fuzzy dan motor DC sebagai plant Dipilihnya Kontroler berbasis Logika fuzzy karena Kontroler Logika Fuzzy telah dibuktikan pada penelitian sebelumnya antara lain : “Kontrol Kongesti pada Jaringan ATM menggunakan Fuzzy Leaky Bucket” [3].  Kemudian pada penelitian lain : “Pembelajaran Mandiri untuk Kontroler Logika Fuzzy pada Simulasi Motor Induksi” [1].

Kontroler logika fuzzy adalah suatu kontrol yang dipercaya keandalannya oleh beberapa peneliti sebelumya karena dalam perancangan kontrolnya input/output bisa didesain dengan secara linguitik, sehingga lebih mendekati kondisi ril yang sebenarnya.

Motor DC secara penggunaan adalah motor yang serbaguna, banyak digunakan di industri (misalnya : mesin pelipat baja “steel mills”, penggerak dari alat penarik “traction” dan pengangkat barang berat dan alat derek “crane”, ‘hoist”)[4, 9].

 Artikel ini pada prinsipnya menguraikan bagaimana plant dengan KLF dirancang menggunakan mikrokontroler 8-bit dari hasil penelitian eksperimen yang telah dilaksanakan. Secara  prinsip sistem  kontrol dan  struktur sistem sambungan Mikrokontroller seperti gambar 1.1 dan gambar 1.2 berikut.

 

Gambar 1.1 Diagram blok sistem FLC menggunakan Mikrokontroler 

 

Gambar 1.2   Sistem Sambungan Unit Mikrokontroller (MCU) dengan Lptop/Komputer

 

II. MOTOR DC

Motor DC yang dikontrol sebagai plant adalah motor DC  penguat medan terpisah (separately excited DC motor) yag dilengkapi dengan konverter dan diasumsikan mempunyai gain linier =1, dalam bentuk “black box”.

 Persamaan model matematik fungsi alih Laplace dari motor DC diperoleh seperti persamaan (1.1), dan gambar rangkaian ekivalen motor DC bisa dilihat pada gambar (1.3) berikut.

 

 Gambar 1.3 Model  ekivalen Motor DC dengan gain Konverter (Kc=1) plant

 

Motor ini kemudian dijadikan sebagai model tiruan yang dimasukkan ke PC, dengan cara persamaan (1.1) yang bersifat kontinyu diubah menjadi persamaan diskrit seperti pada persamaan (1.2).

Data motor berdasarkan studi literatur diperoleh J=0.01kg.m2; B=0.1Nms; Kb=km=0.01Nm/A;  Ra=1W; La=0.5H . Sehingga model matematik fungsi  alih plant  antara kecepatan w(s)  terhadap tegangan referensi Vr(s) adalah [7]:

 

 

 

III. KONTROLER LOGIKA FUZZY

 

            Kontroler Logika Fuzzy sangat pesat perkembangannya dalam aplikasi kontrol, sampai menjarah keperalatan-peralatan rumah tangga seperti mesin cuci, kulkas,  microwave dan lain sebagainya. Pada dekade tahun 1974 Prof. Ebrahim Mamdani dalam penelitiannya :”Suceeded to apply fuzzy logic for  control in practice” [2].

             Pemrosesan algoritma Kontroler Logika Fuzzy  (KLF) menggunakan rule  base fungsi keang-gotaan dari variabel input error (e) dan delta error (de) dilakukan oleh mikrokontroler 8-bit dalam hal ini 68HC11F1 menggunakan bantuan “software” fuzzy for Lemps  dan Lempswin untuk program “down load”dengan asembler. Algoritma fuzzy menggunakan rule matrik 7x7 fungsi keangggotaan antara lain NB(Negative-Big), NM(Negative Medium), NS(Nega-tive Small), Z(Zero), PS(Positive Small), PM(Positive Medium) dan PB(Positive Big) seperti Mac Vicar-Whelan (Tabel 1.1) berikut ini.

 Tabel 1. Rule  base Fungsi keanggotaan  error (e) dan delta error (de).

 

NBe

NMe

NSe

ZEe

PSe

PMe

PBe

NBd

NBc

NBc

NBc

NBc

NMc

NSc

ZEc

NMd

NBc

NBc

NBc

NMc

NSc

ZEc

PSc

NSd

NBc

NBc

NMc

NSc

ZEc

PSc

PMc

ZEd

NBc

NMc

NSc

ZEc

PSc

PMc

PBc

PSd

NMc

NSc

ZEc

PSc

PMc

PBc

PBc

PMd

NSc

ZEc

PSc

PMc

PBc

PBc

PBc

PBd

ZEc

PSc

PMc

PBc

PBc

PBc

PBc

 
 

IV. IMPLEMENTASI DAN SIMULASI

           Gambar 1.4 berikut hasil implementasi dan simulasi Kontrol Kecepatan Motor DC berbasis Logika fuzzy menggunakan Mikrokontroler 8-bit 68HC11F1 dengan amplitudo  input 0-2V sebagai setting point yang  diskala dengan putaran motor 0-1200 rpm.

Penskalaan dan konversi dari putaran (w) menjadi tegangan (V) ini harus dilakukan, karena mikrokontroler hanya dapat menera input tegangan. Hasil simulasi ditunjukkan grafik output diskrit dengan input step 0-2V time sampling 4300ms, terbagi dalam T1=4000ms dan T2=300ms.

Output kontrol  dicapai hampir 1.99V pada waktu mencapai 34ms hampir masuk daerah steady state.

 

V. KESIMPULAN

Dengan input tipe step amplitudo referensi =2V sampling time=4300ms,T1=4000ms, gain=8.5 dan T2=300ms, interval time=100ms, diperoleh sinyal output kontrol sistem diskrit dengan setling time 0 sampai dengan 34ms, hampir mencapai steady state sekitar 1.99V atau =(2-1.99)x100%/2 steady state =0.5% steady state.

  

V. DAFTAR  PUSTAKA

[1].EraPurwanto, Mauridhi HP, Tutus Wibowo: “Pembelajaran Mandiri untuk Kontroler Logika fuzzy pada Simulasi Motor Induksi”. Makalah 2, hal. C1-28.

[2].Jason T. Teeter, Mo-Yuen Chow and James J. Brickley Jr. : “A Novel Fuzzy Friction Compensation Approach to Improve the Performance of  a DC Motor Control System”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.43, No.1,  February 1996.

[3].Mauridhi Hery P., Ida Bagus GWS, Suwadi : “Kontrol Kongesti pada Jaringan ATM menggunakan Fuzzy Leaky Bucket”, Majalah Ilmiah Fakultas Teknik UGM, Edisi No.3 Th.XXIV, Agustus 2002.

[4].Mohammad NUH, Dr.Ir,DEA., Son Kuswadi Ir., “Elektronika Terapan”, Diktat Politeknik Elektronika ITS Surabaya 1998.

[5].Motorola: “MC68HC11 Technical Data”, “Technical Summary 8-Bit Microcontro-llers”, and “MC68HC11F1 Programming Reference Guide”, Motorola, Inc., USA 1991.

[6] Muhammad H. Rashid : “Power Electronics, Circuits, Devices, and Applications”, Printice Hall, India 1997.

[7]. P.C Sen: “Thyristor DC Drives”, John Wiley & Sons, Inc., Canada 1981.

[8]. Pierre Guillemin : “Fuzzy Logic Applied to Motor Control”, IEEE Transactions on Industry Application Vol.2, No.1, January/February 1996.

 [9]. Tarun Gupta, R.R Boudreaux, R.M. Nelms and John Y. Hung : “Implementation of  a Fuzzy  Controller for DC-DC Converters Using an Inexpensive 8-Bit Microcontro-ller”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.44, No.5, October 1997.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 VII. LAMPIRAN
 

 Menentukan Fungsi Keanggotaan dari system input/output dan Fuzzy-dan DeFuzzy-fikasi  pada  Mikrokontroler 68HC11F1 menggunakan software FUZZYLEMPS

 

 1. Menentukan Input/Output FLC menggunakan FUZZY LEMPS untuk 68HC11
 
 2. Menentukan Fungsi keanggotaan Error,d-Error KLF 68HC11F1

 



 
 

3. Menentukan Fungsi keanggotaan Output kontrol KLF 68HC11F1


 

4. Cara Mendefinisikan 7x7 Aturan Fungsi keanggotaan KLF 68HC11F1

 

5. Cara Menetukan Alamat PORT data KLF 68HC11F1 (File Fuzzy)

 
6. Contoh Program utama Assembler yang dihasilkan dari up-load pada Mikrokontroller             68HC11F1
 
 
7. Contoh Program bagian Assembler yang dihasilkan dari up-load pada RS 232                         Mikrokontroller 68HC11F1dengan laptop sebagai plant.
 
 

8. Hasil Print out FLC menggunakan Mikrokontroler 68HC11F1

 
 

Liquid Crystals (LC) dan Liquid Crystals Display (LCD)

Liquid Crystals (LC) dan Liquid Crystals Display (LCD)

Oleh: Abdul Mukti
Widyaiswara Departemen Elektro PPPPTK BOE Malang

 

 

Abstrak

Liquid Crystals dan Liquid Crystals Display ada di mana-mana. LC dan LCD diimplementasikan  dalam semua jenis perangkat layar termasuk monitor komputer dan layar laptop, TV, jam, dan sistem navigasi. Setiap pixel dalam sebuah monitor dibentuk dari susunan lapisan kristal cair dan dikendalikan oleh medan elektromagnetik. Medan elektromagnetik mengubah orientasi kristal cair, selanjunya mempengaruhi seberapa banyak cahaya dapat diteruskan melalui lapisan tersebut, sehingga dapat menghasilkan gambar yang terlihat pada layar.

Kata kunci: Liquid Crystals Display, monitor, pixel, medan elektromagnetik.

 

Pendahuluan

Liquid Crystals Display diterjemahkan menjadi tampilan kristal cair. Setiap hari secara tidak sengaja atau disengaja kita bekerja atau berhubungan dengan benda yang bernama Liquid Crystal Display disingkat LCD , seperti TV, monitor dll. Namun pernahkah terpikirkan oleh kita, atau sekedar bertanya dalam benak , apa itu LCD ? Apakah bedanya antara Liquid Crystals Display ( LCD ) dengan Liquid Crystals (LC)?

 

Sejarah singkat Liquid Crystals

Liquid crystals atau kristal cair. Mana ada kristal cair, bukankah seharusnya kristal itu berwujud padat ? Molekul-molekul benda padat tersebar secara teratur dan posisinya tidak berubah-ubah, sedangkan molekul-molekul zat cair letak dan posisinya tidak teratur karena dapat bergerak acak ke segala arah. Sifat-sifat kristal padat, akan meleleh cepat. Pada titik lebur suhu tetap konstan  sampai semua padatan mencair. Pada 1888, Frederick Reinitzer, seorang ahli botani Austria menemukan sifat-sifat universal. Dia mempelajari suatu senyawa benzoat kolesterol organik. Senyawa ini ternyata menjadi cair keruh pada 145 oC dan menjadi cairan bening pada 179 oC . Fase cair keruh disebut kristal cair. Fase ini dapat mengalir seperti cairan, dan memiliki sifat seperti cairan yaitu viskositas. Cairan keruh mempunyai sifat menyerupai kristal yaitu bersifat optis.

Beberapa puluh tahun kemudian, para ilmuwan menunjukkan bahwa kristal cair jika dirangsang oleh muatan listrik eksternal dapat mengubah sifat cahaya yang melewati kristal. Prototipe awal LCD dibuat pada tahun 1960 -1970, namun hasilnya tidak  terlalu stabil untuk produksi masal. Kondisi ini baru berubah ketika seorang peneliti Inggris mengusulkan suatu bahan yang disebut sebagai kristal cair stabil atau bifenil.

 

Penggunaan konsep Liquid Crystals

 Selanjutnya berdasarkan konsep “kristal cair” ini, maka dikembangkan beberapa alat penting, diantaranya adalah :

 

       1.Sensor Temperatur

Sensor temperatur menerapkan konsep difraksi cahaya. Difraksi merupakan peristiwa pelenturan cahaya, karena adanya penghalang, misal celah kisi. Sebagaimana halnya kristal padat, kristal cairpun dapat melenturkan cahaya. Ketika sebuah gelombang cahaya putih direfleksikan, oleh kristal cair ditampilkan menjadi berwarna. Perubahan teperatur mempengaruhi perubahan jarak antar lapisan molekul kristal cair. Dengan demikian perubahan warna cahaya mencerminkan perubahan temperatur yang sesungguhnya. Sebuah contoh untuk sensor temperatur yaitu thermometer seperti Gambar 1 di bawah. Jika thermometer (warna hitam) ini diletakkan di dahi seseorang, thermometer akan berubah warna tergantung pada temperatur dari orang tersebut. Resolusi sensor temoeratur dalam kisaran 0,1 oC. Thermometer ini lebih aman daripada thermometer merkuri dalam pipa kaca.

Gambar 1. Thermometer Liquid Crystals
(http://www.flickr.com)

 

2. Detektor Hot spot

Kristal cair digunakan untuk mencari titik kesalahan atau sumber panas dalam perangkat listrik. Alat ini dengan mudah dapat mendeteksi sumber titik dari 1 mW, bahkan dalam kondisi optimal dapat mendeteksi perubahan panas sebesar 10 μW. Sebuah IC dilapisi dengan lapisan tipis kristal cair ,jika panas lingkungan naik 10 sampai 100 μW , spot akan langsung menjadi hitam, dan hot spot segera terdeteksi.


3. Alat Medikal

Kristal cair  ini digunakan untuk mencari lokasi vena, arteri, infeksi dan tumor. Prinsip dasarnya adalah bahwa bagian-bagian tubuh lebih hangat daripada jaringan sekitarnya. Dokter spesialis menggunakan teknik thermografi untuk mendeteksi penyumbatan di vena dan arteri. Sebagai contoh mendeteksi tumor payudara. Ketika lapisan kristal cair dioleskan pada permukaan payudara, tumor muncul sebagai daerah panas yang berwarna biru. Teknik ini telah berhasil dalam diagnosis dini kanker payudara.

 

4. Perangkat Elektronik / Listrik

Kristal cair  banyak digunakan sebagai tampilan perangkat elektronik atau listrik seperti jam digital, kalkulator, laptop, monitor, Oscillografis ,TV dlsb. Perangkat ini beroperasi karena temperatur, tekanan dan medan magnetik yang mempengaruhi ikatan molekul di dalam kristal cair.

 

5. Pemisahan Kromatografi

Kromatografi adalah suatu teknik pemisahan molekul berdasarkan perbedaan pola pergerakan antara fase gerak dan fase diam untuk memisahkan komponen (berupa molekul) yang berada pada larutan. Pada pemisahan kromatografi, kristal cair digunakan sebagai pelarut.

 

6. Pencitraan Optik

Selkristal cair ditempatkan di antara dua lapisan foto konduktor. Cahaya dilewatkan pada foto konduktor, sehingga meningkatkan konduktivitas material.Kondisi ini menyebabkan medan listrik berkembang dalam kristal cair sesuai dengan intensitas cahaya. Arus  listrik dapat dialirkan melalui elektroda, selanjutnya memungkinkan merekam gambar. Teknologi ini masih dalam proses pengembangan.

 

Prinsip kerja LCD

 TV LCD dan Monitor LCD berwarna hari ini memiliki struktur sandwich seperti gambar di bawah ini :

  Gambar 2. Struktur Lapisan Sandwich

 

Gambar 3. Monitor Liquid Crystals Display
(http://www.itechnews.net)

 

Cahaya akan terpolarisasi, pada saat ia menembus panel P. Cahaya menerobos masuk pada semua lapisan, ketika arus listrik tidak mengalir, dan cahaya akan memantul di cermin K, kemudian keluar kembali. Lapisan M dan O adalah dua buah elektroda kecil berbentuk segiempat yang ditempatkan pada lapisan gelas. Lapisan N adalah lapisan liquid crystals (kristal cair) yang sangat sensitif terhadap arus listrik. Saat  elektroda M dan O dialiri arus, lapisan N meneruskan arus listrik, cahaya terus menuju panel L dengan polarisasi sesuai panel P. Polarisasi panel L berbeda 90o terhadap panel P, perbedaan ini bersifat menghalangi cahaya, dengan demikian cahaya tidak dapat menembus terus. Bayangan gelap berbentuk segiempat berukuran sama besar dengan elektroda O, akan terlihat pada layer, kondisi ini disebabkan oleh cahaya yang tidak dapat lewat. Pada bagian proses ini cahaya tidak dipantulkan oleh cermin K. Tombol on/off LCD memanfaatkan sifat  unik lapisan sandwich ini, yaitu  langsung  bereaksi pada saat ada arus  listrik . Namun demikian sistim ini masih membutuhkan sumber cahaya dari luar. Personal Komputer dan notebook biasanya dilengkapi dengan lampu fluorescent yang diletakkan di atas, samping, dan belakang sandwich LCD supaya dapat menyebarkan cahaya sehingga merata dan menghasilkan tampilan yang seragam di setiap bagian layar.

 

Kesimpulan

Berdasarkan penelitian dan pengembangan yang kontinyu para ahli menemukan bahwa liquid crystals dapat dijadikan sebagai media tampilan (display ) elektronik seperti yang kita kenal saat ini, misal tampilan jam, TV , monitor komputer dan lain sebagainya. LCD atau tampilan kristal cair adalah salah satu produk dari proses pengembangan kristal cair. Kristal cair merupakan suatu obyek penelitian yang kesempatannya masih terbuka lebar. Siapapun berhak menghasilkan temuan-temuan baru yang lebih canggih dan berguna bagi masyarakat.

 

Referensi

http://flickr.com
http://www.acceleratedanalysis.com/LC_hotspotdetection_procedure.html
http://www.yohanessurya.com/download/penulis/Teknologi_20.pdf
http://lcdpanal.blogspot.com/2008/04/liquid-crystal-was-discovered-by.html
http://EzineArticles.com/?expert=Myra_Zafar
http://www.mse.umd.edu/whatismse/liquidcrystals.html

Kerja Sama Antar Lembaga Menjadi Pisau Tajam Departemen Elektronika dalam Memajukan Sistim Pendidikan di Indonesia

Kerja Sama Antar Lembaga Menjadi Pisau Tajam Departemen Elektronika dalam Memajukan Sistim Pendidikan di Indonesia

 

 Dr. Miftahu Soleh, M.Sc

Widyaiswara PPPPTK BOE Malang

email: solehvedc@gmail.com

 

ABSTRAK

Permendikbud nomor 41 tahun 2012 tentang Organisasi dan Tata Kerja Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK) pasal 2 dan 3 menyatakan bahwa PPPPTK mempunyai tugas melaksanakan pengembangan dan pemberdayaan pendidik dan tenaga kependidikan sesuai dengan bidangnya. Dalam melaksanakan tugasnya PPPPTK menyelenggarakan fungsi: (a) penyusunan program pengembangan dan pemberdayaan pendidik dan tenaga kependidikan; (b) pengelolaan data dan informasi peningkatan kompetensi pendidik dan tenaga kependidikan; (c) fasilitasi dan pelaksanaan peningkatan kompetensi pendidik dan tenaga kependidikan; (d) pelaksanaan kerja sama di bidang pengembangan dan pemberdayaan pendidik dan tenaga kependidikan; (e) evaluasi program dan fasilitasi peningkatan kompetensi pendidik dan tenaga kependidikan; dan (f) pelaksanaan urusan administrasi PPPPTK.

PPPPTK sebagai institusi pusat pengembangan pendidik dan tenaga kependidikan dalam melaksanakan tugasnya menyusun program pengembangan dan pemberdayaan serta melaksanakan peningkatan kompetensi pendidik dan tenaga kependidikan harus memperhatikan kebutuhan riil di masyarakat yang senantiasa terus meningkat mengikuti perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dengan demikian pelaksanaan kerja sama antar lembaga menjadi suatu keniscayaan yang harus dilakukan.

Departemen Elektronika dalam menjalankan fungsinya mengusung Visi menjadi Unit Kerja yang mampu menggerakkan perubahan di era globalisasi bagi pendidikan dan pelatihan kejuruan kompetensi keahlian teknik elektronika, teknik instalasi tenaga listrik dan otomasi industri di Indonesia sesuai standar internasional. Sedangkan misi yang dikembangkan adalah sebagai berikut: (1) Melatih pendidik dan tenaga kependidikan, tenaga industri dan masyarakat dengan pengetahuan dan ketrampilan kejuruan dan pembuatan teaching aid (Software dan Hardware) untuk kompetensi keahlian teknik elektro; (2) Melaksanakan sistem sertifikasi dan uji kompetensi materi pneumatik; (3) Melaksanakan teaching factory untuk menciptakan kompetensi pendidik  dan tenaga kependidikan sesuai kebutuhan industri; (4) Berperan aktif dalam pengembangan institusi pendidikan dan pelatihan yang ada di pemerintah daerah, industri dan masyarakat.

 

Pendahuluan

Departemen Elektronika terdiri dari 3 program studi, yaitu: (1) Program studi Mekatronik dengan kepala program studi Drs. Agus Salim, MT; (2) Program studi Elektronika Industri dengan kepala program studi Ahmad Rofiq, ST, MT; (3) Elektronika Komunikasi dengan kepala program studi Drs. Rugiyanto, MT. Disamping itu departemen Elektronika juga memiliki workshop yang digunakan untuk melaksanakan kegiatan pengembangan berbagai model teaching aid.

Kegiatan dilihat dari tempat pelaksanaannya, ada kegiatan yang dilaksanakan di dalam area PPPPTK BOE Malang (in the job training), tetapi ada pula kegiatan yang dilaksanakan di luar area PPPPTK BOE Malang, misalnya di sekolah, di industri atau di tempat dimana peserta didik bekerja (on the job training).

 

Melatih Pendidik dan Tenaga Kependidikan, Tenaga Industri dan Masyarakat

Kegiatan Departemen Elektronika untuk melatih pendidik dan tenaga kependidikan dilaksanakan dengan tujuan meningkatkan (upgrade) dan menyesuaikan kompetensi dengan perkembangan IPTEK terkini (update) dengan pembiayaan dari anggaran DIPA. Rata-rata frekuensi penyelenggaraan Diklat di setiap program studi antara 2-3 kali per tahun.

 

Gambar 1. Diklat Kompetensi Elektronika Analog

 

Jumlah peserta diklat setiap kelasnya rata-rata 12 orang, sehingga jumlah guru yang dapat menikmati program ini masih sangat terbatas.

Kegiatan pendidikan dan pelatihan (Diklat) di Departemen Elektronika diselenggarakan dengan pola berbasis Mapping Kompetensi. Calon peserta diklat dapat memilih kompetensi apa yang diminati dan di level yang mana, setelah yang bersangkutan melakukan evaluasi diri secara on-line. Struktur diklat disusun berdasarkan spektruk Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar ditambah dengan beberapa kompetensi yang bersifat pengembangan pada Bidang Studi Keahlian Teknologi dan Rekayasa.

Periode tahun 2013 Departemen Elektronika akan menyelenggarakan Diklat Kompetensi dengan mata diklat Instalasi Penerangan dan Tenaga Listrik Bangunan Sederhana, Elektropneumatik, Pengoperasian PLC, Sistim Mikroprosesor dan Mikrokontroller, Teknik Pemrograman Mikrokontroller, Teknik Pemrograman Mikroprosessor, dan Teknik Elektronika Analog yang terbagi dalam 9 kelas. Durasi diklat ditempuh selama 100 JP. Disamping diklat untuk para pendidik (guru), departemen elektro juga menyelenggarakan diklat untuk para tenaga kependidikan (teknisi, dll).

Setiap diklat kompetensi diakhiri dengan Uji Kompetensi (UK) dengan penilaian pada aspek pengetahuan (knowledge), sikap (attitude) dan keterampilan (skill). Peserta uji kompetensi yang dianggap kompeten jika lulus pada ketiga aspek yang diujikan. Bagi peserta yang kompeten akan diberikan Sertifikat Kompetensi yang dapat dimaknai bahwa yang bersangkutan telah kompeten dan kepadanya diberikan hak untuk mengajar kompetensi tersebut. Sertifikat UK dikeluarkan oleh Lembaga Uji Kompetensi Guru (LUKG) PPPTK BOE Malang.

Departemen Elektronika juga menyelenggarakan diklat kompetensi bagi masyarakat luas yang membutuhkan. Beberapa masyarakat dunia industri yang pernah ikut ambil bagian antara lain dari PT Unilever Tbk, PT INKA, PT Medco, PT Multistrada, PT Holchim, PT Semen Gresik, PT Schulman, PT Bentoel, KONSUIL, Perum Jasa Tirta, dll. Diklat di industri dimaksudkan untuk meningkatkan kompetensi para teknisi agar dapat menjalankan tugas sesuai jobdes yang diberikan. Disamping itu hasil diklat juga digunakan sebagai dasar penentuan jenjang karir mereka. Keuntungan bagi departemen elektro adalah para WI/instruktur dapat meng-update keilmuan dan keterampilannya dengan perkembangan teknologi terkini yang ada di industri.

 

Gambar 2. Training Basic Techniques Teknisi PT Unilever, Tbk

 

Melaksanakan sistem sertifikasi dan uji kompetensi

Sertifikasi kompetensi adalah proses pemberian sertifikasi kompetensi yang dilakukan secara sistematis dan obyektif melalui uji kompetensi yang mengacu pada standar kompetensi kerja baik yang bersifat nasional maupun internasional. Dengan memiliki sertifikasi kompetensi  maka seseorang akan mendapatkan bukti pengakuan tertulis atas kompetensi yang dikuasainya.

Berdasarkan UU Jasa Konstruksi No. 18 Th. 1999 dan Perpres No. 8 Th. 2012, dinyatakan bahwa tenaga kerja yang melaksanakan pekerjaan keteknikan yang bekerja pada pelaksana konstruksi harus memiliki sertifikat keterampilan dan keahlian kerja. PPPPTK BOE Malang menjadi salah satu tempat untuk uji keterampilan yang diselenggarakan oleh sebuah Badan Sertifikasi Keterampilan (BSK) yang mendapat akreditasi dari Lembaga Pengembangan Jasa Konstruksi Nasional (LPJKN).

Departemen Elektronika bekerjasama dengan asosiasi kelistrikan, seperti Persatuan Kontraktor Listrik Nasional (PAKLINA), Asosiasi Kontraktor Ketenagalistrikan Indonesia (AKLINDO), Asosiasi Perusahaan Kontraktor Elektrikal dan Mekanikal Nasional (APKENAS), dll menyelenggarakan uji keterampilan bidang kelistrikan. Sertifikat keterampilan dikeluarkan oleh LPJKN.

Departemen Elektronika bekerjasama dengan PT. Festo juga menyelenggarakan uji sertifikasi di bidang otomasi industri yang meliputi kompetensi keahlian kontrol pneumatik, kontrol elektropneumatik, PLC, dan mekatronik. Sertifikat keterampilan dikeluarkan oleh PT. Festo.

 

Gambar 3. Uji keterampilan bidang kelistrikan

 

Melaksanakan teaching factory

Kerja sama antar lembaga (KAL) yang dilaksanakan Departemen Elektronika meliputi kerjasama di bidang pendidikan bagi pendidik dan tenaga kependidikan, instruktur, pengembangan model pendidikan, pengembangan model teaching aid, jasa konsultansi, dan lain-lain. Teaching factory merupakan salah satu bentuk kerja sama dengan masyarakat untuk mengembangkan alat bantu mengajar yang diperuntukkan bagi para pendidik di sekolah maupun para instruktur diklat di industri. Teaching factory juga menjadi arena pembelajaran bagi para siswa SMK yang sedang melaksanakan program PSG (Pendidikan Sistim Ganda) atau prakerin.

Dalam rangka untuk menciptakan kompetensi pendidik  dan tenaga kependidikan sesuai kebutuhan industri, maka Departemen Elektronika menyelenggarakan training bagi guru-guru untuk merencanakan dan membuat sendiri alat bantu pengajaran (teaching aid) yang berupa trainer di bidang elektronika dan kelistrikan.

 

Gambar 4. Training pembuatan teaching aid

 

Berperan aktif dalam pengembangan institusi pendidikan dan pelatihan yang ada di pemerintah daerah, industri dan masyarakat

Departemen Elektronik menjadi tempat training center (TC) bagi para kandidat yang dipersiapkan mengikuti lomba skill, mulai dari tingkat nasional (LKS), Asia Tenggara (ASEAN-Skill Competition), hingga tingkat dunia (WorldSkill Competition). Beberapa bidang lomba yang dilatihkan antara lain Mechatronics, Mobile Robotic, Electrical Installation, Electronics Application. Disamping menjadi tempat TC bagi para kandidat lomba ASEANSkill dan WorldSkill, Departemen Elektronika juga menjadi tempat TC bagi peserta lomba Tukang Listrik yang diselenggarakan oleh PT Semen Gresik.

 

Gambar 5. Pemusatan Latihan bidang lomba Mechatronics

 

Pasca mempersiapkan peserta lomba di even WorldSkill Competition, tahap selanjutnya adalah menjadi Expert lomba hingga tingkat dunia yang ditugaskan kepada para Widyaiswara/Instruktur di Departemen Elektronika. Tugas sebagai expert pada event WorldSkill disamping sebagai pembimbing lomba, juga harus bersiap menjadi juri pada lomba tersebut.

 

Gambar 6. WordlSkill Competition bidang lomba Mechatronics 2013 di Leipzig, Jerman

 

Departemen Elektronik  bekerjasama dengan Akademi Angkatan Laut (AAL) menyelenggarakan kegiatan praktik dan pembimbingan tugas akhir bagi para kadet. Mahasiswa AAL yang terlibat  adalah mereka yang sudah berada pada semester akhir. Di akhir kegiatan praktik, ada proyek yang menjadi contoh aplikasi dari teori yang dipelajarinya.

 

Gambar 7. Kegiatan praktik labbagi para kadet AAL

 

Exchange Student (Mahasiswa Jerman)

Salah satu bentuk kerjasama antar lembaga yang dilakukan oleh Departemen Elektronika adalah berupa Joint Program VEDC Malang dengan EST Tettnang, Jerman. Mahasiswa EST tingkat akhir mengembangkan projek (sesuai permintaan Departemen Elektronika) di Malang selama maksimum 6 bulan, bisa dikerjakan secara individu maupun berkelompok.

Proyek terbaru dikerjakan oleh 3mahasiswa membuat proyek akhir di PPPPTK BOE Malang, yang dibimbing oleh Bp. Akhmad Rofiq, yaitu: (1) Infoterminal sistem yang dipasang pada departemen Listrik & Elektronika,dikerjakan oleh Daniel Dreher dan Felix Bohna; serta (2) Pembuatan Model Pembelajaran sistem pengukuran sensor posisi yang bisa diprogram,dikerjakan oleh Alaxander Sterk. Di akhir pengerjaan proyek, dipresentasikan di depan sivitas akademika PPPPTK BOE Malang, dan diuji langsung oleh 2 dosen pembimbing dari EST Tettnang.

 

Gambar 8. Presentasi TA mahasiswa magang dari EST Tettnang, Jerman

 

SMK Indonesia

Salah satu bentuk kerjasama antar lembaga yang dilakukan oleh Departemen Elektronika adalah mendukung dilaksanakannya  program SMK Indonesia. SMK Indonesia adalah sekolah model dalam bentuk joint program SMK Indonesia diprakarsai oleh VEDC Malang bersama empat SMK di Malang, yaitu SMKN 5 Malang, SMKN 8 Malang, SMKN 12 Malang dan SMKN 1 Singosari, yang menjadi sekolah rujukan dalam pelaksanaan kurikulum 2013. Beberapa prinsip penyelenggaraan SMK Indonesia adalah pembelajaran berbasis kerja, borderless system, penajaman karakter, lulusan dengan sertifikasi kompetensi industri, berorientasi kerja dan kompetisi tingkat regional dan internasional.

Departemen Elektronika bekerjasamadengan SMKN 8 Malangmembuka paket keahlian Teknik Mekatronika. Di SMK Indonesia, siswa akan diajak lebih banyak praktek langsung ke masyarakat,dengan komposisi pembelajaran 50% teori dan 50% praktek. Selain membekali siswa dengan akademik, SMK Indonesia juga memberikan bekal pendidikan karakter dengan menggandeng Rindam. Model joint program diharapkan akan terjadi optimalisasi sumberdaya, baik pendanaan, SDM, sarana dan prasarana. Implementasi SMK Indonesia di VEDC Malang ini merupakan perpaduan program diklat peningkatan kompetensi guru dengan program pembelajaran dan pengajaran peserta didik SMK yang dapat menghasilkan performance guru sekaligus peserta didik dalam satu program (Suwarno, Malang Post, 21.08.2013).

 

Gambar 9. Rancangan proses pembelajaran SMK Indonesia program keahlian Teknik Mekatronika yang diakhiri dengan uji sertifikasi industri

 

Pengembangan Kurikulum SMK 2013

Departemen Elektronika berpartisipasi dalam mengembangkan kurikulum SMK 2013 bekerjasama dengan Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (PSMK) untuk bidang studi keahlian (BSK) Teknologi dan Rekayasa dengan program studi keahlian (PSK) Teknik Elektronika yang terdiri dari paket keahlian (PK) Teknik Elektronika Audio Video, Teknik Elektronika Industri, Teknik Elektronika Komunikasi, Teknik Mekatronika, dan Teknik Ototronik, serta BSK Teknologi Informasi dan Telekomunikasi dengan PSK Teknik Telekomunikasi yang meliputi PK Teknik Transmisi Telekomunikasi, Teknik Suitsing dan Teknik Jaringan Akses.

Ruh pengembangan kurikulum SMK 2013 antara lain adalah konstruksi membangun kompetensinya lebih dipertegas. Penguasaan kompetensi keterampilan di-drive oleh kompetensi religius dan sosial sebagai dasar membangun karakter. Standar Kompetensi Lulusan (SKL) di-break down dalam Kompetensi Inti (KI) dan Kompetensi Dasar (KD). KD dilengkapi dengan uraian materi dan indikator kemudian menjadi dasar penyusunan silabus. Bersasarkan silabus inilah para guru membuat Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP).

RADIO PANCAR ULANG / REPEATER (RPU)

RADIO PANCAR ULANG / REPEATER (RPU)

 

Oleh : Nurhadi Budi Santosa, M.Pd.

 Widyaiswara PPPPTK BOE Malang

 

Abstrak

 

Radio Pancar Ulang (RPU) atau Repeater adalah satu perangkat komunikasi yang berguna untuk  memperluas daerah jangkauan komunikasi antar peralatan komunikasi mobile semisal Handy Transceiver (HT). RPU dibuat untuk mempermudah komunikasi antara beberapa orang atau banyak orang dalam suatu komunitas. RPU biasanya dipasang di tempat yang tinggi, sehingga diharapkan bisa menjangkau daerah yang lebih luas.

Sebelum merakit sebuah RPU, alangkah baiknya menentukan dulu frekuensi kerja dari RPU tersebut, baik Input (penerimanya) maupun Output (pemancarnya).

COR merupakan satu perangkat / interface yang penting dalam membangun sebuah RPU. COR berguna untuk menjembatani antara perangkat penerima dan pemancarnya.

Cavity Filter berguna untuk menyaring frekuensi yang diinginkan dan menekan atau menghilangkan frekuensi yang tidak diinginkan.Antena berfungsi sebagai perangkat untuk menerima dan memancarkan sinyal RPU.

Kabel transmisi adalah kabel yang digunakan untuk menyalurkan sinyal dari antena ke radio penerima, atau sebaliknya menyalurkan sinyal radio dari perangkat pemancar ke antena.

 

Kata Kunci :Radio Pancar Ulang (RPU), Cavity Filter, COR

 

Pengantar

Radio Pancar Ulang (RPU) atau Repeater adalah satu perangkat komunikasi yang berguna untuk  memperluas daerah jangkauan komunikasi antar peralatan komunikasi mobile semisal Handy Transceiver (HT) dari yang berjarak pendek hanya beberapa kilometer (Km) menjadi puluhan kilometer.

 RPU dibuat untuk mempermudah komunikasi antara beberapa orang atau banyak orang dalam komunitas bersangkutan yang berjarak puluhan kilometer bahkan sampai ratusan kilometer hanya dengan menggunakan peralatan komunikasi HT yang digenggam atau RIG yang dipasang di kendaraan. Dengan demikian RPU sangat berguna sekali dalam kelancaran komunikasi antar anggota dalam komunitas tersebut.

 RPU biasanya dipasang di tempat yang tinggi, sehingga diharapkan bisa menjangkau daerah yang lebih luas. RPU dapat dipasang di atas gedung bertingkat kalau di perkotaan, atau dapat juga dipasang di gunung-gunung yang masih terjangkau dengan listrik PLN. RPU dapat juga dipasang di pegunungan yang belum ada aliran listrik PLN. Sebagai sumber dayanya menggunakan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), dengan demikian RPU tetap dapat beroperasi. Hanya saja penggunaan PLTS akan menambah biaya operasional RPU itu sendiri, karena PLTS masih mahal harganya.

 

Membangun RPU

             Ilustrasi komunikasi dengan menggunakan Repeater / RPU seperti gambar dibawah.

 

 

 Gambar 1. Ilustrasi Komunikasi dengan RPU

 

Dari gambar diatas terlihat bagaimana komunikasi terjalin antar anggota komunitas RPU tersebut. Ada yang mempergunakan HT, Base station dan kendaraan yang sedang bergerak. Masing-masing antar mereka bisa berkomunikasi walaupun jaraknya jauh dengan bantuan RPU.

Gambaran penggunaan RPU (Repeater) untuk mobil bergerak dan penggunaan frekuensi kerja RPU seperti terlihat dibawah ini.

 

 Gambar 2. Penggunaan RPU pada mobil

 

Untuk membangun sebuah RPU dibutuhkan beberapa komponen pendukung, antara lain :

 

1. Bagian penerima. Dapat berupa HT maupun RIG

2. Bagian Pemancar. Dapat juga dari HT maupun RIG

3. COR (Carrier Operated Relay)

4. Filter (Cavity Filter)

5. Antena

6. Kabel transmisi

7. Power Supply

8. Tower atau tiang antena

 

 Sebelum merakit sebuah RPU, alangkah baiknya menentukan dulu frekuensi kerja dari RPU tersebut, baik Input (penerimanya) maupun Output (pemancarnya). Hal ini penting untuk menentukan perangkat yang dipakai. Disini termasuk juga pemilihan band VHF maupun UHF.

 Sebagai contoh RPU yang dibangun di PPPPTK/VEDC Malang, menggunakan frekuensi kerja 156,880 MHz (sebagai Pemancarnya) dan 159,410 MHz (sebagai penerimanya). Ke dua frekuensi ini memiliki selisih 2,530 MHz, dengan konfigurasi duplek +. Penentuan frekuensi ini juga penting untuk menseting antena nantinya.

 

1.     Bagian penerima

 Pada bagian penerima di  RPU VEDC ini menggunakan perangkat RIG Kenwood TM 241. Pemilihan ini didasarkan atas pengalaman bahwa perangkat ini memiliki kepekaan yang tinggi. Sedangkan untuk membangun  RPU dibutuhkan perangkat dengan kepekaan (sensitifitas) dan selektifitas yang tinggi. Gambar perangkat TM241SQ seperti gambar dibawah.

 

 Gambar 3. Rig TM 241

  

2.     Bagian Pemancar

 Pada bagian pemancar di RPU VEDC menggunakan perangkat RIG Alinco DR135. Pemilihan perangkat ini didasarkan pada harga yang relatif murah dan daya yang sudah cukup untuk mencakup area jangkauan komunikasi yang diinginkan. Gambar perangkat DR135 seperti berikut.

 

 Gambar 4. Rig DR 135

 

3.     COR (Carrier Operated Relay)

 COR merupakan satu perangkat / interface yang penting dalam membangun sebuah RPU. COR berguna untuk menjembatani antara perangkat penerima dan pemancarnya. Suara yang diterima di penerima akan diumpankan ke pemancarnya. Sementara untuk menghidupkan pemancarnya disaat bersamaan ada sinyal masuk ke penerima, menggunakan sinyal carrier dari IF penerima lewat COR yang dimaksud. Contoh rangkaian COR seperti berikut.

 

 Gambar 5. Rangkaian COR

 

4.     Filter (Cavity Filter)

 Filter yang dimaksud disini adalah Cavity Filter, yang berguna untuk menyaring frekuensi yang diinginkan dan menekan atau menghilangkan frekuensi yang tidak diinginkan. Sehingga frekuensi-frekuensi yang diinginkan saja yang dapat melewati filter ini. Dengan kata lain filter ini disebut Band Pass Filter (BPF). Dengan pemasangan filter ini diharapkan frekuensi dari pemancar RPU tidak mengganggu sinyal penerimaan di penerima RPU. Demikian juga sinyal-sinyal liar yang ada di udara tidak mengganggu sinyal penerimaan pada penerima RPU. Bentuk Cavity filter seperti dibawah.

 

 Gambar 6. Cavity Filter

 

 5.      Antena

 Antena berfungsi sebagai perangkat untuk menerima dan memancarkan sinyal RPU. RPU yang umum yang tidak menggunakan duplexer menggunakan 2 buah antena. Untuk penerima dan untuk pemancarnya. Hal pokok yang harus diperhatikan dalam memilih antena adalah gain (penguatan) antena, model antena dan matching antena.

 Gambar dibawah menunjukkan contoh antena yang di pakai untuk RPU.

 

 Gambar 7. Antena model Telex

 

6.      Kabel Transmisi

 Kabel transmisi adalah kabel yang digunakan untuk menyalurkan sinyal dari antena ke radio penerima, atau sebaliknya menyalurkan sinyal radio dari perangkat pemancar ke antena. Kabel transmisi disini dapat menggunakan kabel RG8 yaitu kabel standar RF yang sudah cukup untuk digunakan dalam membangun RPU. Gambar kabel RG8 seperti dibawah ini.

 

  Gambar 8. Kabel RG8

 

 7.     Power Supply

 Power Supply adalah perangkat yang berfungsi menyediakan sumber daya untuk RPU. Yang perlu diperhatikan di power supply ini adalah tegangan dan arusnya, yang mumpuni untuk men-supply RPU. Biasanya dibutuhkan tegangan power supply 13,8V dengan arus 30A. Ini sudah cukup untuk membuat RPU bekerja dengan maksimal. Gambar power supply seperti berikut.

 Gambar 9. Power Supply Linier

 

8.     Tower atau Tiang Antena

 Tower atau tiang antena sangat berperan penting dalam membangun RPU. Semakin tinggi antena dapat di tempatkan, maka semakin jauh juga jangkauan RPU nya. Semakin rendah antena maka jangkauan RPU juga akan semakin terbatas.

 Dibutuhkan biaya yang besar jika RPU ditempatkan di perkotaan, karena membutuhkan tiang antena yang tinggi. Namun demikian tiang antena juga dapat ditempatkan di atas gedung bertingkat.

 

Kesimpulan

 Radio Pancar Ulang (RPU) terbukti sangat berperan sekali dan sangat besar gunanya untuk berkomunikasi, terutama untuk koordinasi sata ada kegiatan-kegiatan yang melibatkan banyak orang. Komunikasi akan lebih lancar dan biaya yang murah, karena tidak membutuhkan pulsa sebagaimana jika menggunakan alat komunikasi lain semisal memakai Handphone (HP).

 Walaupun demikian menggunakan RPU tetap mempunyai kelemahan-kelemahan, antara lain jangkauan yang terbatas, masing-masing anggota harus membawa perangkat komunikasi genggam (HT), keterbatasan sumber daya di HT (baterai) jika digunakan terus-menerus akan cepat habis.

 

DAFRTAR PUSTAKA

 

1.    ARRL Amateur Radio. 2001. The ARRL Hand Book For Radio Amateurs. Newington. USA.

 

2.    ARRL Amateur Radio. 2003. The ARRL Antenna Book. Newington. USA.

 

Kusmiadi, Tatang, Drs. 2013. Pelatihan Telematika Senkom Polri. Makalah tidak diterbitkan. Malang.

INDUKTOR

3.4 INDUKTOR

 

ABSTRAKSI

Induktor adalah salah-satu komponen elektronik yang dibentuk dari bahan kawat tembaga di lilit sehingga membentuk gulungan dengan berbagai bentuk sesuai dengan koker yang ditempatinya. Ada beberapa macam Bentuk koker atau Kern dibuat disesuaikan dengan keperluanya. Untuk frekuensi sedang dengan ker ferit fero magnetic untuk frekuensi rendah dengan kern besi dan untuk frekuensi tinggi dengan inti udara dapat ditentukan  nilainya melalui suatu pengukuran dan perhitungan. Untuk pengukuran harus menggunalan RLC meter , untuk perhitungan nilai induktansi harus melibatkan sumber tegangan dan diseri dengan resistor agar terjadi suatu resonansi atau dengan menkombinasikan komponen pasif kapasitor. Untuk menentukan jumlah lilitan juga dapat merujuk pada table lilitan per centimeter , masih ada juga beberapa parameter lain yang harus diperhitungkan untuk mengetahui nilai induktansi ini diantaranya: jumlah gulungan, luasan penampang coil, panjang kawat dan diameter kawat , hal ini sangan banyak gunanya dalam pembuatan rangkaian elektronika yang diterapkan untuk pembangkit frekuensi dan transformasi energy .

Kata kunci: induktansi , magnetik, fluksi.

 

 

3.4.1 Definisi dan perhitungan dari Inductansi

 

Sebuah kumparan  memiliki induktansi diri dari 1 Henry ketika tingkat perubahan arus di dalamnya 1 ampere per detik menginduksi dari ggl 1 volt.

 Perhitungan induktansi dari kumparan untuk tingkat ketelitian resonan tidak mudah untuk dicapai karena beberapa pertimbangan teoritis tidak sepenuhnya diterapkan dalam praktik misalnya bahwa hubungan fluksi dengan semua berubah atau permeabilitas relatif konstan. Namun, untuk panjang solenoid berinti udara setidaknya lima kali diameter induktansi dapat dihitung dalam waktu sekitar 10%

Inductance, 

 

       dimanaμ0 =permeabilitasdari udara bebas (4πx10-7 henry/metre)

                     N = jumlah gulungan

                   A = luas penampang dari coil dalam Metre persegi

                     = panjang coil dalam metres.

Contoh:

Berapa perkiraan nilaiinduktansi dari solenoid berinti udara Panjang 12 cm. dan Diameter 2 cm., gulungan kawat tertutup dengan jumlah 2000 lilitan?

                   Inductanse, 

                                        

 

Ketika perhitungan inti diperbesaradalah menjadi lebih sulit karena permeabilitasintiμr relatif bervariasi dengan kerapatan fluksi, dan sangat sulit jika inti tidak tertutup, yaitu ada udara-jalan yang relatif lama dalam sirkuit magnetik.

Namun demikian, untuk inti tertutup, beberapa gagasan tentang induktansi dapat diperoleh dengan memperluas rumus di atas: dengan estimasi permeabilitas relatif rata-rata sehingga

                          dimana  μr adalah rata-rata permeabilitas relatif

                                                                           rata-rata jalur inti

 

3.4.2 Konstrucsi Dari Inductor Berinti Udara

 

Resistor dan kapasitor biasanya berlimpah di banyak di bengkel, baik baru dan bekas dan sering berguna untuk orang lain dapat membuat nilai tertentu dari dua atau lebih. Induktor, di sisi lain jarang ada dalam jumlah besar yang letak warna-kode banyak /5 gelang, mereka biasanya dibuat sesuai pesanan untuk tujuan tertentu. Dalam bagian ini oleh karena itu, lebih menekankan ditempatkan pada konstruksi rumah meskipun tidak mungkin untuk mengatasi subjek panjang lebar karena ini akan membutuhkan sebuah buku lengkap tentang hal itu sendiri dan bahkan salah satu telah diterbitkan dalam seri ini (desain No.160 "Coil nya dan Konstruksi manual ")

 

Untuk kemungkinan ketidakakuratan kecil yang tak terelakkan yang menyusup ke konstruksi rumah itu adalah ide yang baik untuk angin pada beberapa putarandihitung lebih dari yang akan diperlukan dan dibandingkan bersantai sampai hasil yang diinginkan diperoleh. Pengukuran induktansi dibahas dalam bagian 6.2.3

 

Sebagian besar ketidaktelitian contoh di bagian sebelumnya muncul dari fakta bahwa fluks ternyata karena pada akhir kumparan tidak dipotong sebagai banyak berubah lain seperti yang terjadi di pusat, sehingga kontribusi diri induktansi yang lebih rendah.

Karena bentuk kumparan itu mempengaruhi induktansi jauh dan perlu untuk membangun faktor ke dalam rumus untuk ini

Banyak upaya telah dikeluarkan dalam memproduksi formula untuk penampangkumparan silang lingkaran dan dari beberapa orang yang ada, dua layak disebutkan di sini:   

         (1)    dimana L = Inductance

                                                    N = Jumlah lilitan

                                                    d = diameter dari coil(Rapat ke

                                                    pusat dari kawat) dalam inchi

                                                    l =  panjang dari gulungan dalam inci

 

Dalam istilah metrik ini menjadi:           

                        dimana d dan l dalam centimetres

 

Rumus kedua diterbitkan adalah

              (2)       dimana r = radius luar kumparan

                                                          dalam inci

                                                          l = panjang dari gulungan dalam inci

 

                   dalam hal metrik dan menggantikannya d untuk r ini menjadi:

 

                          dimana d dan l dalam centimetres.

 

Ini akan diamati bahwa dua formula ini hanya berbeda sedikit dalam koefisien d di penyebut.

 

Formula yang menarik yang ditawarkan di sini adalah salah satu yang memperhitungkan lebih besar dari fakta bahwa efek dari rasio l / d pada induktansi berikut hukum pendekatan eksponensial:

(1)  jika l / d berada dalam kisaran 0,3-1

       dimana d dan l dalamcentimetre

             

 

                                                    dimana L dalam microhenry

 

(1)    jika l/d berada dalam kisaran 1.2 – 8.0

       

                   dimana d dan l dalamcentimetre

                     dimana L dalam microhenry

 

Contoh:

Coil induktansi 200μh diperlukan, disarankan di atas bekas lingkaran abaut berdiameter 1,5 cm dan panjang 5 cm. mungkin jika kumparan seperti itu, bagaimana seharusnya lilitan itu ?

                 Sehingga rumusnya (2) digunakan.

              

             

 

 

 

       
   

 

 

 

 

 

 

Nominal

DiamBare

mm

Lilitan/cm(min)

 

Nominal

DiamBare

mm

Lilitan/cm(min)

 

Grade 1

Grade 2

Grade 3

 

Grade 1

Grade 2

Grade 3

2.000

4.8

4.7

4.6

 

0.500

18.3

17.6

16.9

1.900

5.0

5.0

49

 

0.450

20.2

19.4

18.6

1800

5.3

5.2

5.1

 

0.400

22.6

21.7

20.7

1.700

5.6

5.5

5.4

 

0.355

25.3

24.2

23.0

1.600

5.9

5.8

5.7

 

0.315

25.3

24.2

23.0

1.500

6.3

6.2

6.1

 

0.315

28.4

27.0

25.6

1400

6.8

6.6

6.5

 

0.280

31.8

29.9

28.3

1.320

7.2

7.0

6.9

 

0.250

35.2

33.2

31.3

1.250

7.5

7.4

7.2

 

0.224

39.1

36.8

24.5

1.180

8.0

7.8

7.6

 

0.200

43.5

40.8

38.3

1.120

8.4

8.2

8.0

 

0.180

47.9

45.1

42.2

1.060

8.8

8.7

8.5

 

0.160

53.5

50.3

47.0

1.000

9.4

9.1

8.9

 

0.140

60.2

56.8

52.9

0.950

9.9

9.6

9.3

 

0.125

67.1

62.9

58.5

0.900

10.4

10.1

9.8

 

0.112

74.6

69.9

64.5

0.850

11.0

10.7

10.4

 

0.100

82.6

77.5

70.9

0.800

11.6

11.3

11.0

 

0.090

90.9

85.5

78.1

0.750

12.4

12.0

11.7

 

0.080

102.0

95.2

86.2

0.710

13.0

12.7

12.3

 

0.071

113.6

105.3

Φ

0.630

14.6

14.2

13.7

 

0.063

128.2

117.6

Φ

0.560

16.4

15.8

15.2

 

0.050

161.3

147.1

Φ

                   

                        Table 3.10 LLilitan Per Centimetre untuk enamelkawat tembaga

 

Jika kawatemail itu sendiri digunakan berkelok-kelok panjang 5 cm, kemudian dari Tabel 3.10 kawat yang akan cocok 0.180 mm yang dengan tingkat 1 isolasi udara menjadi 47,9 putaran per cm, dengan demikian 227 ternyata akan menempati 4.74 cm.

 

3.4.3 Induktor Dengan Inti Magnetic

Teorinya sederhana, yaitu induktansi dari kumparan dengan inti magnetik induktansi dari kumparan yang sama dengan inti udara dikalikan dengan permeabilitas relatif dari inti magnetik. Namun dalam prakteknya, perhitungan induktansi diri dengan alasan karena kesulitan  akurasi inti untuk permeabilitas relatif tidak konstan, tergantung seperti halnya pada kerapatan fluks yang itu sendiri tergantung pada saat ini, yaitu saat / fluks hubungan tidak linier . perhitungan juga dapat diambil dari celahudara kecil dalam inti tapi ini benar-benar menjadi sulit jika celahudara adalah selama, yaitu inti terbuka seperti misalnya dengan kumparan pada batang ferit. Namun demikian, asalkan bentuk untuk permeabilitas relatif rata-rata dari sirkuit magnetik lengkap dapat diperoleh, maka perkiraan induktansi dihitung seperti diatas:.

 

Untuk mengambil Gab/celah udara diperhitungkan itu yang diperlukan untuk menghitung total reluktances dari rangkaian magnetik lengkap dengan menambahkan bersama reluktance individu Gab/celah udara dan inti magnetik atas dasar bahwa dari jalur reluktance (S) jalur homogen diberikan oleh

                               dimana  = panjang jalur

                                              A = Luas jalur

                                              Μ = permeability dari garis tengah (= 0 for air)

 

dan reluctancetotal

                   ST = S1 + S2 + - - - -=

 

Olehkarena induktansi berbanding terbalik dengan reluktance, perbandingan dapat dibuat dari induktansi dari kumparan dan inti magnetik dengan atau tanpa celah udara (S). Penyebab lebih lanjut ketidak tepatan dengan formula ini adalah bahwa tidak semua fluks yang dihasilkan dalam inti magnetik mengalir tepat di seberang celah udara.

 

Namun rumus memang memberikan titik awal yang dapat diikuti oleh "mempersingkat dan mencoba dengan jalan pintas" kerja untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.

 

3.4.4 Kombinasi / hubunganSeries dan Parallel

 

Kombinasi induktansi secara seri atau paralel cenderung diperlukan di bengkel karena induktor biasanya dililit sesuai kebutuhan. Namun, hubungan rumus yang mudah disajikan karena mereka bentuknya identik dengan yang untuk resistensi misalnya

Series        L = L1 + L2 + L3 + - - -

                   Dimana L adalah induktansi gabungan individu

                  induktansi L1, L2, L3 dll

Parallel       

 

Dan hanya untuk dua inductaces secara paralel

                   

 

Dan untuk itu, meskipun tidak berlabel, tabel 3.5, 3.6 dan 3.7 berlaku sepenuhnya hanya dengan mensubstitusi L untuk R jika tidak L dalam microhenrys, milihenrys atau henrys.

 

Rumus ini hanya berlaku ketika induktor individu tidak memiliki copling bersama, yaitu diantarasalah satu lilitan tidak memotong medan magnet. Ketika hal ini terjadi, berlaku bagian 3.4.6.

 

3.4.5 Constanta waktu

 

Jika tegangan V konstan, diaplikasikan untuk kombinasi rangkaian resistansi R dan induktansi L sebagai Gambar. 3.18, maka saat ini arus akan mengambil bentuk naik eksponensial 0 pada saat penerapan V dengan nilai maksimum V / R selama periode waktu tertentu, untukkapasitor bentuknya seperti yang ditunjukkan oleh Gambar.3.14.

                       dimana I adalah nilaiakhir saat stabil

  

 

 

        Gambar. 3.-18 Arus dalam Rangkaian LR

 

Kesamaan penumpukan arus di induktansi dengan pasti terjadi penumpukan tegangan kapasitor , banyak prinsip yang dikembangkan dalam bagian 3.3.6, untuk itu berlaku dan tidak diduplikasi dalam bagian ini.

 Tegangan perlawanan R, (vR) = ix R dan karena mengikuti hukum eksponensial yang sama yaitu juga mengikuti kurva pertumbuhan.

Namun, karena tegangan (vL) di induktansi L adalah sama dengan V-vR. Kemudian sebagai VR meningkat, VL jatuh dan bahkan               VL = Ve-Rt/L diberikan kurva peluruhan seperti yang ditunjukkan pada gambar .3.15.

Dalam hal ini, ekspresi R / L dikenal sebagai konstanta waktu (τ).

dengan R dalamohms, L dalam henry, τ dinyatakan dalam detik.

Curves seperti pada Gambar. 3.16 dan 3.17 dapat ditarik untuk setiap rangkaian LR menggunakan τ = L/R.

 

Jika, setelah kondisi keadaastabil telah tercapai, yaitu saat ini arustelah mencapai maksimum I, votage V akan dihapus dan digantikan oleh hubungan singkat, runtuh medan magnet dan dengan demikian pengendalian arus kembali melalui R dan hubungan singkat, saat ini jatuh sebagai energi yang tersisa dalam penurunan medan magnet, sekarang memberikan kurva peluruhan dalam bentuk

          I = Ie-Rt/L

dan untuk tegangan pada resistansi, VR

 

3.4.6 InductanceMutual

 

Ketika dua kumparan yang lengkap kemagnetannya, mereka memiliki mutual induktansijika induktansisi 1 henry perubahan arus pada tingkat 1 ampere per detik dalam satu kumparan menginduksi ggl 1 volt padayang lain.

Jika semua fluks dari suatu coil dihubungkandengan semua lilitan yang lainnya maka perubahan dari copling maksimum mutual induktansi M diberikan oleh.

          .M2 = L1L2  

     dimana L1 dan L2 adalahinductansidari kedua coil.

 

Kondisi ini tidak mungkin dicapai dalam praktek dan copling koefisien k digunakan untuk menunjukkan tingkat copling, diperoleh dari rasio M untuk   ie.

 

          

 

Dengan dua kumparan ditambah sedekat mungkin, k dapat mencapai nilai 0,98-0,99 sedangkan bila kumparan yang sepenuhnya terpisah, k = 0 dalamradio gulungan ber inti udara, k biasanya kurang dari 0,5.

 

Ketika dua kumparan L1 dan L2 dengan sendirinya dihubungkan secara seri, nilai hubunganiniinduktansi L1 + L2 ± 2M

Tergantung pada cuaca mereka berada di penambahanseri atau aposisi.

Istilah 2M timbul dari kenyataan bahwa kedua ciri kumparan dilakukan dalam pengukuran mutual induktansi  (lihat Bagian 6.2.3)

 

Refferensi:

Bernad Babani (publishing)LTD Thegrampians, Stepherds Brush Road

London W6 7NF England

 

 

Copyright 2019. Powered by Humas. PPPPTK BOE MALANG