Kelas XI_smk_teknik-pemeliharaan-dan-perbaikan-sistem-elekt_1

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogf. Garis strip-strip hitam pada - Rangkaian osilator horizontal, bia- layer yang tak dapat hilang. sanya kapasitor elektrolit yang sudah kering (terlihat kusam / pecah). - Pada TV yang baru jarang dijumpai, biasanya disebabkan komponen yang sudah termakan umur.Sofyan, 2004 - Rangkaian sinkronisasi, rangkaian buffer video dan rangkaian AGC. Bia-Gambar 6.87: Strip Hitam Tidak sanya kapasitor elektrolit yang keringDapat Hilang dari Raster Meskipun atau dioda yang bocor.Sinkronisasi Telah Disetel.g.Sebagian gambar tergeserhorisontal. Sofyan, 2004Gambar 6.88: Tergeser Horizontalh. Gambar bergerak terus ke - Rangkaian osilator vertikal. TV yang atas / ke bawah baru terjadi akibat kapasitor keramik- nya bocor. Sofyan, 2004-Gambar 6.89: Rolling Ke Atas /Bawahi. Garis hitam miring dan ber- - Rangkaian pemisah sinkronisasi, rang gerak ke atas / ke bawah kaian penguat sinkronisasi, rangkaian terus. AGC dan rangkaian penghapus noise. Sofyan, 2004Gambar 6.90: Garis Hitam Bergerak Terus. 237

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogj. Gambar menyempit - Rangkaian output catu daya, rang- kaian defleksi horisontal dan kum- paran yoke. Sofyan, 2004 Sofyan, 2004 Gambar 6.91: Menyempit Kiri / Kanan Gambar 6.92: Daerah Horisontalk. Pelebaran Horisontal - Potensio pengontrol lebar hori- sontal, rangkaian catu daya dan tegangan anoda CRT. Sofyan, 2004 - Potensio Vsize dan Vline dan Gambar 6.93: Gambar Melebar rangkaian defleksi vertical (tran- sistornya).l. Pemendekan tinggi gambar Sofyan, 2004 - Rangkaian defleksi vertikal, poten- sio pengatur vertikal atau elko Gambar 6.94: Gambar Memendek yang sudah kering.m. Gambar memanjang vertikal Sofyan, 2004Gambar 6.95: Gambar Memanjang 238

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogn. Kontras gambar rendah - Rangkaian mixer sampai ke rang- kaian penguat video. Gambar 6.96: Perbedaan Terang dan Gelap Kurang Jelaso. Muncul garis miring atau pola - Interferensi dari luar, seperti pe- jala pada gambar. mancar radio berada didekatnya. Jauhkan antenna dari sumber frekuensi gangguan. Sofyan, 2004 Gambar 6.97: Garis Miring Tipisp. Gambar TV tampak biru / merah / hijau / cyan / kuning saja. - Rangkaian RGB (harga resistor membesar / transistor rusak), coba atur Vr pada RGB atau CRT.Gambar 6.98:Warna Gambar Ada Yang Hilang. 239

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogq. Gambar bagus tapi tak ada suara. - Rangkaian audio antara IF audio dan speakerr. Gambar pada layar tidak jelas tapi - Rangkaian video detector rusak masih berwarna; suara normalGambar 6.99: Gambar Tak Jelas Tapi Warna Masih Adas. Gambar pada layar bergulung ketengah searah sumbu horizontal; - Rangkaian vertikal, biasanya ka-suara normal. pasitornya.Gambar 6.100: Gambar Sebagian Melipat Arah Vertikal 240

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogt. Gambar pada layar tidak jelas; - Penguat video rusak, biasanyawarna buram; suara normal transistornya.Gambar 6.101:Gambar dan Warna Tak Jelasu. Gambar pada layar hitam-putih; - Penguat warna rusak, biasanyasuara normal transistornya.Gambar 6.102: Gambar Tak Berwarnav. Gambar pada layar rusak; suara - Penguat akhir video rusak. normalGambar 6.103: Gambar Tak Ada 241

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogw. Raster ada berbintik-bintik, gam- - Rangkaian tuner ada yang rusak bar hilang dan suara mendesis - Rangjkaian AGC tak bekerja (hilang).Gambar 6.104: Raster Berbintik-BintikSedangkan untuk antena TV yang perlu diperhatikan adalah sebagaiberikut:x Antena TV yang berada diluar rumah mempunyai batas umur tertentu karena terkena hujan dan panas setiap waktu. Jadi jika sudah rapuh harus tetap diganti.x Jika terjadi gambar TV buram, coba putar dan arahkan antena sambil dilihat gambar di TV sampai gambar jelas kembali.x Jika tetap buram coba periksa kenektor pada antena yang terhubung ke kabel menuju TV, kebanyakan pasti korosi dan harus dibersihkan dengan ampelas.x Tak ada penanganan khusus dari antena, yang terpenting adalah hubungan kabel ke konektor antena dan kabel ke konektor TV harus bagus benar, sehingga gambar yang dihasilkan pada TV bagus.Seperti juga pada bagian perbaikan penguat, maka perbaikan pada TVpun harus membuat laporan perbaikan yang nantinya dapat digunakansebagai masukan para teknisi reparasi lainnya. Salah satu lembaranisiannya adalah sebagai berikut:LAPORAN PERBAIKAN TELEVISIJenis / Merk Televisi :Tipe :Tanggal masuk :Tanggal keluar :No Jenis Kerusakan Perbaikan/Penggantian Keterangan 242

Pelacakan Kerusakan Sistem Analog6.5. Rangkaian IC Linear dan KasusnyaKata linier dipakai untuk menguraikan kelas-kelas rangkaian dan ICyang terutama memberikan tanggapan terhadap sinyal-sinyal analogdibandingkan terhadap sinyal - sinyal digital. Sinyal analog adalahsinyal yang variabel dan oleh karena itu dapat mengambil tiap nilaidiantara beberapa limit yang didefinisikan. Suatu contoh yang baikdari suatu sistem analog adalah penguatan tegangan kecil yang di-bangkitkan oleh sebuah termokopel pada suatu level yang cukup un-tuk memberikan suatu indikasi suhu pada gerakan meter 1 mA.Sebuah IC linier, dalam hal ini sebuah op-amp, dipakai seperti diper-lihatkan di gambar 6.105 untuk menaikan tegangan keluar termoko-pel. Pada saat suhu yang diukur oleh termokopel bervariasi, terjadisuatu perubahan kecil di tegangan termokopel, dimana ini tidak laindari suatu sinyal analog. Amplifier, yang dioperasikan di daerah lini-ernya, menaikkan tegangan termokopel memakai suatu faktor pengu-atan tetap yang tergantung dari perbandingan resistor-resistor umpanbalik. Selanjutnya, indikasi meter ini dapat dikalibrasi terhadap suhu. I L R1  R2 x 1 Vm R1 R5R6 : : :: : : Gambar 6.105: Penguat termokopel Sebuah Rangkaian AnalogBagaimanapun juga, IC jenis linier tidak harus di operasikan di dae-rah liniernya saja, dan sebagai contohnya op-amp dapat dipakaiuntuk menghasilkan osilasi-osilasi gelombang segi 4 (square) danlain sebagainya yang akan dibahas pada bagian kasus.Banyak pembuat komponen elektronika yang membuat daftar tipe-tipe rangkaian berikut ini dibawah nama linier :- Op-amp dan pembanding (Comparator)- Penguat video dan penguat pulsa- Penguat frekuensi audio dan penguat frekuensi radio- Regulator 243

Pelacakan Kerusakan Sistem Analog- Phase locked loops (PLL)- Timer- Pengganda (Multiplier)- Konverter analog ke digital- Generator bentuk gelombangJadi yang berhubungan dengan rangkaian linear itu sangat luas, olehkarena itu akan diperhatikan pada beberapa tipe rangkaian yanglebih populer saja. IC yang paling banyak dipergunakan adalah op-amp (operational amplifier) dengan begitu banyak tipe-tipe berbedayang tersedia di pasaran.6.5.1. Prinsip - prinsip Dasar Op-ampPada dasarnya sebuah op-amp IC merupakan sebuah d.c coupleddifferensial amplifier dengan penguatan yang amat besar. Simbol diGambar 6.106 menunjukkan tersedianya dua buah terminal masukan.Terminal pertama disebut masukan non inverting, diberi tanda + , ter-minal kedua adalah terminal inverting, diberi tanda -. Penguatan te-gangan loop terbuka Avol adalah 100 dB (100.000 dalam perbanding-an tegangan), sehingga hanya dibutuhkan suatu masukan differensialkecil untuk mendapatkan suatu perubahan masukan yang besar.Yang dimaksud dengan differensial adalah suatu sinyal yang meng-akibatkan suatu beda fraksi sebesar 1 milivolt diantara dua hubunqanmasukan. Sebagai contoh, jika masukan inverting adalah 0 volt danlevel masukan non inverting dibuat + 0,1 mV; maka keluaran akanpositif mendekati + l0V. Jika level masukan non inverting dibuat - 0,1mV; keluarannya akan menjadi - 10 V. Dengan cara yang sama bilamasukan non inverting 0 volt dan masukan inverting dibuat + 0,1 mV,keluaran akan menjadi -10 V. Amplifier memberikan tanggapan bedategangan diantara dua masukan dan jika beda ini nol, keluarannyajuga seharusnya mendekati nol. Jadi Op-amp harus disediakan te-gangan suplai tegangan positif dan negatif, sehingga keluarannyadapat berayun-ayun disekitar nol.Karakteristik transfernya diperlihatkan di gambar 5.2.b Gambar inimenunjukkan bahwa, jika (V1 - v2) positif, keluarannya juga akan po-sitif. Keluaran ini akan jenuh jika (V1 – V2) mencapai sekitar +0,1 mV.Begitu juga, jika (VI - V2) negatif , keluarannya akan negatif.Karakteristik ini telah digambarkan melalui nol pada titik dimana V1 =V2. Dalam praktek, selalu timbul offset, dan untuk itu perlu ditambah-kan sebuah potensiometer untuk \"trim out\" atau menolkan (null)setiap tegangan off set ini. Hal ini akan didiskusikan belakangan.salah satu tolak ukur kualitas op-amp adalah CMRR ( Common ModeRejection Ratio). Dimana:CMRR = penguatan diferrensial / pengutan common mode 244

Pelacakan Kerusakan Sistem Analog Masukan VS + invertingKeuntungan utama dari penata- +an diferrensial adalah jika sinyal-sinyal yang polaritasnya sama keluaranditerapkan pada kedua masuk-an, maka sinyal-sinyal ini secara Masukan nonefektif akan saling menghilang- invertingkan dan hasil keluarannya akanamat kecil. Sinyal-sinyal seperti Vs -ini disebut ”Common mode” . + 12 VOp-amp dengan CMRR tinggidapat dipakai untuk mengukur V2 + Vosinyal diferrensial kecil yang me- V1 0Vnyertai suatu sinyal common Avolmode sebesar seperti halnya pa-da kasus sinyal-sinyal elektro 0 V - 12 Vdiagram yang berasal dari duabuah elektroda-elektroda ini MASUKAN DIFFERENSIAL = V1 – V2mempunyai amplitudo sekitar 1 (a)mV, tetapi bagaimanapun jugakedua elektroda ini bisa me- Voltngandung sinyal common modeyang biasanya sekitar 0.1 V +Vs 12 Jenuhpada frekuensi jalur daya. Op- 10amp dengan CMRR tinggi men-dekati dan memperkuat sinyal 8differensial da membuang sinyalcommon mode. 6Sedangkan penguatan loop ter-tutup semata-mata tergantung 4pada nilai-nilai komponen loop 2umpan balik dan karena hal inidapat dibuat resistor-resistor de- - mV 0.2 0.1 + mVngan toleransi kecil, penguatan 2 0.1 0.2 ( V1-V2)dari sistem penguat (amplifier)dapat diatur secara akurat. Cara 4penerapan umpan balik negatifditunjukkan di gambar 6.107.a 6s/d d. Disini ditunjukkan empatrangkaian penting yang paling 8sering digunakan, sedangkanyang lainnya pengembangan da- 10ri rangkaian-rangkaian ini. -Vs 12 (b) Gambar 6.106: Simbol Op - amp dan Karakteristik Perpindahannya. 245

Pelacakan Kerusakan Sistem Analog + Vs Vo 0V R2 I R1 + IinVin R3 - Vs 0V (a) penguat inverting (b) penguat non inverting Penguat tegangan -R2/R1 Penguat tegangan R1+R2/R1Impedansi masukan = R1 impedansi masukan = Rin Ao/Ac(c) penguat differensial (d) voltage followerPenguat tegangan = R2 (V2-V1)/R1 Penguat tegangan R1+R2/R1Biasanya, R1=R3, R2=R4 impedansi masukan = sangat tinggi Impedansi keluaran = amat rendahGambar 6.107: Metoda-Metoda untuk Menerapkan Umpan Balik Negatif pada Suatu Op- Amp. 246

Pelacakan Kerusakan Sistem AnalogKarakteristik-karakteristik unjuk kerja utama dari sebuah op-amp, adalah :a) Penguatan tegangan loop terbuka AVOL : penguatan differensial frekuensi rendah tanpa adanya penerapan umpan balik.b) Resistansi input Rin : resistansi yang dipasang secara langsung pa- da terminal-terminal masukan pada kondisi loop terbuka. Nilai untuk IC bipolar adalah 1Mohm selanjutnya untuk tingkat masukan FET mungkin lebih besar dari 1021 ohm.c) Tegangan off-set masukan : untuk masukan-masukan yang kedua- nya ditanahkan, idealnya keluaran dari op-amp seharusnya adalah nol. Bagaimanapun juga karena adanya sedikit ketidak tepatan te- gangan bisa di rangkaian masukan, timbul tegangan off-set. Nilai dari off-set masukan differensial ini adalah sekitar 1 MV kebanyakan op- amp yang modern dilengkapi dengan sarana untuk membuat off-set ini menjadi nol.d) CMRR : perbandingan antara penguat differensial dengan penguatan common mode, yaitu kemampuan penguat (amplifier) untuk membuang (reject) sinyal-sinyal common mode.e) Supply Voltage Rejection ratio : jika diterapkan suatu masukan tenaga (step) secara mendadak, pada suatu op-amp, keluarannya tidak akan mampu memberikan tanggapan secara cepat. Akan tetapi, keluarannya akan berpindah ke nilai baru pada suatu laju yang uni- form (seragam). Hal ini disebut slew rate limiting, yang mempenga- ruhi laju maksimum dari perubahan tegangan pada keluaran peralat- an tersebut. Slew rate ini bervariasi antara 1 volt/u sec (741) hingga 35 volt/sec (signetic NE 531 lihat gambar 6.108.) Gambar 6.108: Op-Amp Slew Rate Limitingg) Bandwith daya penuh : frekuensi sinyal maksimum dimana dapat ditemukan ayunan keluaran tegangan penuh.h) Ayunan tegangan penuh : ayunan keluaran puncak, direfensikan terhadap nol, yang dapat ditemukan. 247

Pelacakan Kerusakan Sistem AnalogBeberapa Op-Amp yang tersedia dipasaran diberikanparameter-parameternya seperti pada tabel 6.5.Tabel 6.5: Parameter-Parameter Op-Amp dan KarakteristiknyaTipe Komponen 741 NE 531 709 FETinput NE 536Daerah tegangan 3V ke 18V 5V ke 22V 9V ke 6V kesupply 18V 22VTegangan 30V 15V 5V 30Vmasukandifferensial Indefinite Indefinite 5 sec Indefinitemaksimum 106 dB 100 dBTenggang waktu 2M 96 dB 93 dB 1014hubung singkatkeluaran 20 M 250 KPenguatantegangan loopterbuka AvolResistansimasukanTegangan offset 1mV 2mV 2mV 30mVmasukan 90 dB 100 dBdiffernsial 90 dB 80 dBCMRRLaju slew (slew 1 V/usec 35 V/usec 12 6 V/usecrate) 10 kHz 500 kHz V/usec 100 kHz 13V 10VBandwidth daya -penuh 15V 14VAyunantegangankeluaranJenis 709 juga membutuhkan komponen-komponen luar untuk memberi-kan kompensasi frekuensi dan untuk mencegah terjadinya osilasi-osilasiyang tidak diharapkan.Kebanyakan dari masalah-masalah ini telah dapat diatasi pada rancang-an op-amp IC generasi berikutnya. Tipe 741 dan NE 531 adalah tipe yangdiproteksikan terhadap hubung singkat dan disediakan kemampuan untukmembuat tegangan offset menjadi nol dan tidak mempunyai masalahlatch-up.Tanggapan frekuensi untuk op-amp 741 diperlihatkan di gambar 6.109.Dapat dilihat bahwa pada 10 kHz, penguatan loop terbuka turun menjadi 248

Penguatan tegangan loopPelacakan Kerusakan Sistem Analog terbuka40 dB (100 sebagai suatu perbandingan tegangan) dan pada 100 kHzpenguatan loop terbuka akan turun menjadi 20 dB. Gambar 6.109:Tanggapan Frekuensi Op-Amp 741Tipe 741 mempunyai komponen-komponen kompensasi frekuensi dalamuntuk mencegah osilasi yang tidak diinginkan, dan hal ini mengakibatkanpenguatan untuk menjadi turun. Jika dibutuhkan bandwidth daya yanglebih lebar, dapat dipakai motorola MC 1741S atau silicon general SG471S mempunyai bandwidth daya penuh pada 200 kHz.6.5.2. Kasus Pada Rangkaian Op-AmpDiberikan dua kasus rangkaian dengan menggunakan Op-Amp dibawahini:1. Generator Gelombang Kotak (lihat gambar 6.110): Op-Amp dapat digunakan sebagai pembangkit gelombang kotak kare- na memiliki nilai penguatan lingkar terbuka yang sangat tinggi dan tersedianya masukan beda (diffrerential inputs). Bila suatu catu daya digunakan pada rangkaian, dan kapasitor C belum mengalami pengi- sian, maka keluaran Op-Amp akan bersaturasi pada kondisi saturasi level positifnya(Vsat+). Sebagian dari tegangan keluaran ini akan diumpan kembali kemasuk- an non-inverting melalui R2 dan R1. Tegangan pada masukan non- inverting akan menjadi: 249

Pelacakan Kerusakan Sistem Analog V  Vsat  . R1 R1  R2Selama tegangan pada terminal inverting lebih kecil dari V+. Makakeluarannya akan tetap pada level saturasi positif. Akan tetapi, pengi-sian C melalui R akan menyebabkan kenaikan tegangan pada termi-nal inverting. Bila tegangan tersebut menjadi lebih besar dari leveltegangan pada terminal non-inverting, keluaran Op-Amp akanberubah menjadi tegangan saturasi negatif (Vsat -). Tegangan padaterminal non-inverting sekarang polaritasnya berlawanan danmenjadi: V  Vsat - . R1 R1  R2 +9 V S4 RV2 R3 D1 50 k 22 k IN914 R4 D2 22k 2 7 6 IN914 - 3 741 Out +4 R2 82k SW1 2 1 3 25k RV1 C2 -9 V 1 μF C3 R1 0.1 μF 1k5 Gambar 6.110: Generator Gelombang KotakSekarang terjadi pengosongan kapasitor melalui R, hingga te-gangannya turun menuju Vsat-. Pada saat tegangan kapasitor padaterminal non-inverting sama dengan tegangan pada terminal inverting,maka keluaran Op-Amp akan kembali ke level positif lagi. Hal ini akanterjadi berulang-ulang sehingga rangkaian ini akan menghasilkangelombang kotak. RC akan menentukan frekuensi gelombang yangdihasilkan, sedangkan R1 dan R2 akan menentukan titik pensaklaran(dari Vsat+ ke Vsat- atau sebaliknya). Perubahan SW1 dan RV1 250

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogmenentukan besarnya frekuensi selain dari R1 dan R2, dirumuskansebagai berikut: 1 f= 2RC Ln (1 + 2R1 / R2)Dari hasil perhitungan dan uji coba rangkaian akan didapat frekuensi-frekuensi sebagai berikut (kondisi RV1 minimum dan maksimum):Posisi SW1 Frekuensi1 2 Hz sampai 20 Hz2 20 Hz sampai 200 Hz3 200 Hz sampai 2 KHzSedangkan RV2 digunakan untuk merubah mark-to-space ratio(perbandingan besarnya pulsa positip dan periode pulsa) atau dalamdigital dikenal dengan duty-cycle.Kasus dari rangkaian diatas adalah:x Tak terjadi osilasi pada outputnya, hanya ada tegangan saturasipositip = 8 Volt.Jawabannya: Rangkaian tak berosilasi karena R atau C nyaterbuka, dan karena kondisinya saturasi + maka kaki 3 IC mendapatinput besar terus, jadi ada yang terbuka Kaki RV1 menuju R1nya.x Tak terjadi osilasi pada outputnya, hanya ada tegangan saturasinegatif = - 8Volt.Jawabannya: Sama dengan kasus pertama hanya yang terbukasekarang Kaki tengah dari RV1, sehingga kaki 3 IC tak mendapatinput sedikitpun, maka outputnya pasti negatif.x Perubahan RV2 menyebabkan terjadinya perubahan frerkuensiyang besar dalam setiap selang, tetapi hanya terjadi perubahanyang kecil pada mark-to-space ratio.Jawabannya: RV2 seharusnya tak mempengaruhi perubahanfrekuensi saat normalnya, dan kerja RV2 ini dibantu oleh D1/D2serta R3 dan R4 saat mengisi dan mengosongka kapasitor. Karenamasih berfungsi walaupun fungsinya berubah, tapi rangkaian takada yang terbuka. Jadi pasti ada yang hubung singkat, dantentunya pastilah D3 atau D4 yang hubung singkat.x Bila R2 berubah berharga besar, maka frekuensi-frekuensi akan tetap berharga besar pada setiap selang.2. Function Generator Frekuensi Rendah:Generator fungsi merupakan osilator yang meghasilkan secarabersamaan gelombang segitiga, kotak dan sinus (lihat gambar 6.111).Rangkaian ini menggunakan dua Op-Amp, yang menghasilkan outputfrekuensi rendah. IC1 dihubungkan dengan C1 sebagai integrator, danIC1 sebagai rangkaian komparator. Jika output IC2 positif menujuoutput level positif saturasi. Bagian level positif akan muncul pada titikpengukuran 2 (TP2) karena merupakan pembagi tegangan yangdibangun R4 dan R5. Jika R5 bernilai 1K8 maka level pada TP2berkisar +700mV. Karena input non-inverting IC1 dihubungkan keground, input inverting seharusnya juga mendekati ground. Oleh 251

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogkarena itu, C1 akan diisi melalui R1 dengan arus sekitar 10PA. outputIC1 menjadi negatif seiring C1 diisi dan karena arus mengisi melalui R1hampir konstan, nilai perubahan output IC1 adalah linear. (non-polar)C1 1μF Triangle R3 100k + 6V R6 6k8 2 7 R2 + 6V - Square 6 3+ 3 741 7 Sine + 4 Tp1 6 2 741 47k - - 6V 4 IC1 - 6V IC 2 R1 R4 68k 8k2 Tp2 R5 D3 D1 2k5 D4 R7 (set frequency) 18k D2 all IN914 Gambar 6.111: Fuction Generator Frekuensi RendahKetika tegangan dititik pengukuran 1 (TP1), output IC1 melebihi levelyang cukup mengakibatkan pin3 IC2 menjadi dibawah nol, output IC2akan menjadi negatif. Perhatikan bahwa IC2 mempunyai umpanbalikpositif melalui R3, sehingga ketika pin 3 lebih positif daripada pin 2maka output akan positif, tetapi ketika pin 3 lebih negatif dari pin 2maka output akan negatif.Karena penguatan Op-Amp 100.000 aksi perubahan menjadi sangatcepat. Level pada titik pengukuran 1 (TP1) yang memberi trigger padakomparator IC2 ditentukan oleh R3 dan R2. Karena output IC2 tegang-an saturasi positif sekitar +4V, ketika TP1 sekitar –2V pin 3 akanmenjadi dibawah nol dan output IC2 akan berubah negatif.Dengan output IC2 pada –4V, TP2 juga berubah negatif menjadi –700mV. Pengisian arus untuk C1 sekarang berbalik dan TP1 menjadipositif. Ketika level pada TP1 mencapai sekitar +2V, komparator ber-ubah lagi dan prosesnya berulang. Waktu untuk C1 untuk mengisi dari–2V menjadi +2V adalah waktu untuk setengah gelombang osilator.Untuk mendapatkan harga pendekatan pada waktu tersebut, dapatdigunakan rumus :Q = CVJika kapasitor diisi dengan arus konstan 252

Pelacakan Kerusakan Sistem AnalogIdt = Cdvdt = CdV IDengan C = 1uF, I = 10uA dan dV = perubahan tegangan yang terjadipada kapasitor = 4 Volt. 1x106 x4dt 10x106= 0,4 detikperioda T = 2t = 0,8 detikfrekuensi F 11 1,25Hz T 0,8Frekuensi sebenarnya dari operasi tergantung pada beberapa faktorseperti tegangan saturasi IC2, toleransi C1 dan toleransi resistor.Dengan membuat R5 preset frekuensi dapat diatur menjadi 1Hz.Output segitiga diubah menjadi gelombang sinus dengan dioda D1,D2, D3, D4. R6 dan R7 berfungsi sebagai pembagi tegangan yangdapat mengakibatkan output melalui R7 menjadi 3 Vpp.Bagaimanapun juga dioda konduksi ketika bias maju dengan 500mVdan menghasilkan gelombang sinus dengan amplitudo 2Vpp. Ini me-rupakan pengubah segitiga ke sinus dan menghasilkan distorsi yangagak tinggi. R5 dapat diatur untuk mendapatkan hasil yang optimal.Kasus rangkaian di atas adalah:x Frekuensi dari rangkaian akan menuju tinggi kira-kira 66,5 Hz danfrekuensi tak dapat di atur.Jawabannya: Yang mengatur frekuensi adalah R5, jadi kalau sam-pai frekuensi tak dapat di atur olehnya maka tentunya R5 terbukakaki tengahnya, sehingga frekuensi masih ada.x Terjadi distorsi pada gelombang sinus positipnya, sedangkangelombang yang lainnya normal.Jawabannya: gelombang sinus terjadi karena adanya dioda-dioda dan R6 serta R7. Karena hasilnya cacad bagian positipnya berarti pembagi tegangan ada yang tak beres, yaitu R7 nya terbuka.x Terjadi gelombang seperti digambarkan di bawah ini pada outputsinusnya, output yang lain tak masalah. Jawabannya: yang menyebabkan gelombang sinus bagian po- sitipnya rusak pastilah dioda yang anodanya mengarah ke yang lebih positip, jadi pastilah D3 atau D4 terbuka.x Jika D1 terhubung singkat , maka output gelombang sinusakan distorsi, dan gelombangnya mendekati ½ gelombang positip saja. 253

Pelacakan Kerusakan Sistem Analog6.5.3. IC TimerPada saat ini tersedia sejumlah be- adalah tinggi, memaksa transistorsar rangkaian timer monolitik dipa- pembuang (discharge) menjadi onsaran, tetapi mungkin yang paling dan membuat keluaran tetap da-banyak dikenal adalah 555, 556 lam keadaan rendah.dan ZN 1034 E. Rangkaian-rang- Ketiga tahanan dalam Rl, R2 dan R3kaian waktu (timing circuits) adalah sebesar 5 k ohm membentuk suaturangkaian-rangkaian yang akan rantai pembagi tegangan sehinggamenyediakan suatu perubahan ke- timbul tegangan sebesar 2/3 Vcc pa-adaan dari keluaran setelah suatu da masukan inverting dari pembagiselang waktu yang telah ditentukan (comparator) 1 dan tegangan sebe-sebelumnya. sar 1/3 Vcc pada masukan non -Sudah barang tentu, hal ini meru- inverting dari pembanding 2. Ma-pakan gerak dari suatu multivibra- sukan pemacu ini dihubungkan ketor monostabil. Rangkaian-rangkai- Vcc melalui sebuah resistor luar,an diskrit dapat dirancang dengan sehingga masukan pembanding 2mudah untuk memberikan waktu menjadi rendah. Keluaran-keluarantunda (dari beberapa mikro detik dari kedua pembanding mengontrolhingga beberapa detik), akan tetapi keadaan dari flip-flop dalam. Tanpabiasanya untuk dapat memberikan adanya penerapan pulsa pemacu,waktu tunda yang amat panjang keluaran Q akan tinggi dan hal iniperlu dipakai peralatan mekanik. IC akan memaksa transistor pembuangtimer 555, yang pertama-tama ter- dalam untuk konduksi.sedia pada tahun 1972, mengijin- Pin 7 akan ada pada keadaan te-kan penggunaannya untuk penun- gangan hampir 0 volt, dan kapasitordaan yang cukup akurat ataupun C akan tercegah untuk diisi. Padaosilasi-osilasi dari mikro detik hing- saat yang sama, keluarannya akanga beberapa menit, sedangkan ZN menjadi rendah. Pada saat diterap-1034 E dapat diset untuk memberi- kan pulsa pemacu negatif, keluarankan waktu tunda hingga beberapa dari pembanding 2 akan menjadibulan. tinggi untuk sesaat dan menyetelOperasi dasar 555 dapat dime- flip-flop. Keluaran Q menjadi rendah,ngerti dengan mudah dengan cara transistor pembuang menjadi off danmemperhatikan gambar 6.112. keluarannya diswitch menjadi tinggiUntuk operasi monostabil, ke Vcc. Kapasitor waktu luar C seka-komponen waktu luar RA dan C di rang dapat diisi melalui RA, sehinggahubungkan seperti pada gambar. tegangan yang melewati kapasitorTanpa adanya penerapan pulsa ini akan naik secara eksponensial kepemacu, keluaran Q dari flip-flop Vcc. Pada saat tegangan ini mencapai 2/3 Vcc, 254

Pelacakan Kerusakan Sistem Analog 8 Pin Package GND 1 8 Vcc (+5V to -5V) Trigger 7 Discharge Output 2 6 Threshold 3 5 Control Reset 4 Vcc 85 Connect to Vcc Control When not required 4 RESETRA R1 5K Comparator 6 Threshold 1 R2 Comparator R Trigger 5K 2 Flip-Flop Pulse SQ 7 DischargeC Output Trigger 2 Load shown stage Output 3 connected in 0V 0V current source GND mode RL Gambar 6.112: Timer 555. 255

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogkeluaran dari pembanding 1 akan pin 5 dapat mengganggu levelmenjadi tinggi dan menyetel ulangflip-flop dalam. Transistor buang dc. yang dibentuk oleh resistor-akan terhubung dan dengan cepatmembuang muatan kapasitor waktu, resistor dalam. Pada penerapan-dan pada saat itu pula keluaranakan diswitch ke nol. penerapan timing normal jikaLebar pulsa keluaran tpw adalahsama dengan waktu yang diperlukan tidak ada modulasi yang dibu-oleh kapasitor luar untuk mengisidari nol ke 2/3 Vcc, tpw = 1,1 CRA . tuhkan, pin 5 biasanya diambilNilai RA ini dapat berkisar antara 1K ohm hingga (1,3 Vcc) M ohm. ke tanah melalui kapasitor 0,01Dengan kata lain, jika dipakai te-gangan suplai sebesar 10 V, nilai VF. Hal ini mencegah terjadinyaRA minimum adalah 1 K ohn ataumaksimum 13 M ohm. Dalam prak- pengangkatan/pengambilan ke-tek, dipergunakan nilai tengah an-tara 50 K ohm. hingga 1 M ohm, bisingan (noise) yang dapatkarena penggunaan nilai-nilai inicenderung untuk memberikan hasil mempengaruhi waktu timing.terbaik. Keluaran 555 menswitchantara hampir nol (0,4 V) hingga Salah satu hal penting menge-sekitar 1 volt di bawah Vcc denganwaktu naik dan turun sebesar 100 nai 555 adalah bahwa waktundetik. Beban ini dapat dihubung-kan dari keluaran ke tanah atau relatif tidak tergantung padadari keluaran ke Vcc. Hubungan per-tama dikenal sebagai mode sumber perubahan-perubahan tegang-arus dan hubungan kedua dikenalsebagai pembuang arus (current an suplai. Hal ini disebabkansink). Pada kedua situasi ini, dapatdiakomodasikan arus beban hingga oleh ketiga resistor dalam yang200 mA.Kedua pin masukan lainnya juga menetapkan perbandingan daridisediakan. Pin 4, terminal re-set, dapat dipakai untuk mengin- level threshold dan levelterupsi timing dan menyetelulang (reset) keluaran dengan pemacu pada 2/3 Vcc dan 1/3penerapan suatu pulsa negatif.Pin 5, disebut kontrol, dapat di-- Vcc. Perubahan dari waktupakai untuk memodifikasi timingmemodulasi waktu tunda. tunda terhadap tegangan suplaiTegangan yang diterapkan ke adalah 0,1 per volt. Sebagai tambahan, stabilitas suhu dari rangkaian mikro mencapai nilai terbaik pada 50 ppm per °C. Jadi, akurasi dan stabilitas penun- daan waktu amat tergantung pada kualitas komponen-komponen waktu luar RA dan C. Kapasitor- kapasitor elektrolitik mungkin harus dipergunakan bagi penundaan jangka panjang/lama, tetapi arus bocor haruslah cukup rendah. Demikian juga, karena toleransi dari kapasitor-kapasitor elektrolitik cukup besar (-20% + 50%), bagian dari resistor waktu mungkin harus merupakan suatu preset untuk memungkinkan penundaan dapat disetel secara cukup akurat. 256

Pelacakan Kerusakan Sistem AnalogContoh dari sebuah 555 yang dipergunakan sebagai timer 10 detik yangsederhana diperlihatkan di gambar 6.113. Gambar 6.113: Timer 10 Detik Menggunakan 555Penekanan tombol start membuat pin.2, pemicu masukan menjadi0 V. Output akan menjadi tinggi dan LED akan menjadi on.Selanjutnya C1 akan diisi dari 0 V hingga mencapai +Vcc. Setelah 10detik, tegangan yang melewati C1 mencapai 6 V(2/3 Vcc) dan 555akan direset, keluarannya akan kembali ke keadaan rendah.Kasusnya:x ranqkaian gagal berfungsi dengan gejala bahwa keluaran selalu tetap dalam keadaan rendah. Penyelesaiannya adalah : suatu daftar dari kesalahan-kesalahan yang mungkin memberikan gejala ini adalah : a) Rangkaian catu daya yang menuju IC terbuka. b) Kegagalan dari rangkaian pemicu, yaitu terbukanya kontak switch rangkaian atau terbukanya hubungan rangkaian ke pin 2 dari IC. c) Kegagalan didalam IC 555 itu sendiri. d) Rangkaian dari pin 3 ke beban terbuka.x Jika C1, kapasitor timing atau hubungan-hubungannya merupakan rangkaian terbuka, penundaan waktu akan menjadi amat singkat, tetapi penekanan switch start akan mengakibatkan keluaran menjadi tinggi, dan keluaran ini akan tetap tinggi selama switch start tetap dalam posisi seperti itu. Penyelesaiannya adalah: Untuk menentukan lokasi kesalahan, perlu dilakukan langkah-lanqkah pemeriksaan berikut: 1. Periksa tegangan catu daya dengan menggunakan voltmeter pada IC diantara pin 8 dan pin 1. 2. Selidiki rangkaian pemacu. Penekanan switch start akan mengakibatkan pin 2 turun dari suatu nilai positif ke 0 V. Karena 257

Pelacakan Kerusakan Sistem Analog pemacu dari 555 ini amat sen- filter dan sebuah osilator pengon- sitif, sehingga meter ke pin 2 trol tegangan (VCO). dapat mengakibatkan timer VCO ini merupakan sebuah osi- untuk menjadi on. Hal ini saja lator yang frekuensinya akan ber- dapat merupakan suatu indi- variasi dari nilai bebasnya (free kasi bahwa ada yang salah running value) ketika diterapkan pada rangkaian switch start suatu tegangan d.c. Analisa ten- dan bahwa kesalahan tidak tang PLL tidak akan dilakukan di- terletak pada IC. buku ini. Tanpa adanya penerapan 3. Periksa keluaran antara pin 3 sinyal masukan, tegangan keluar- dan pin 1 IC. an akan nol dan VCO akan bekerja 4. Periksa apakah pin 4, reset, bebas pada suatu frekuensi yang positif (Vcc) dan apakah pin 5 telah ditetapkan oleh komponen sebesar 2/3 Vcc. luar R1C1. Suatu kesalahan seperti R1 yang Jika diterapkan suatu sinyal ma- merupakan rangkaian terbuka sukan dari frekuensi fl, rangkaian akan berakibat di keluaran, sekali pembanding fasa membandingkan dipicu akan tetap tinggi. Hal ini fasa dan frekuensi dari sinyal yang disebabkan Cl tidak lagi mempu- masuk dengan fasa dan frekuensi nyai jalur pengisian ke Vcc. yang berasal dari VCO. Suatu te- Dengan kesalahan ini, rangkaian gangan error dibandingkan dimana akan disetel ulang (reset) dengan tegangan ini sebanding dengan se- cara menekan S2. Gejala yang lisih antara kedua frekuensi ini. serupa akan terjadi jika jalur pcb, Error ini diperkuat dan difilter oleh atau pengawatan dari C1 ke pin 6 sebuah sinyal frekuensi rendah. dan 7 menjadi terbuka, kecuali Error ini diumpan kembali ke jika tegangan yang melewati C1 masukan VCO dan memaksa VCO akan naik secara positif. Perlu untuk membalik frekuensinya se- dicatat bahwa jika pengukuran hingga sinyal error atau sinyal se- tegangan dibuat melewati C1 lisih ini berkurang. atau pada pin-pin 6 dan 7, perlu Jika frekuensi masukan fl cukup dipergunakan meter yang impe- dekat pada fo, maka VCO akan dansinya tinggi. mensinkronkan operasinya pada sinyal masuk. Dengan kata lain,Beberapa IC linier lain yang telah VCO mengunci frekuensi ma-dibicarakan di pendahuluan seperti sukan.regulator-regulator dan konverter- Begitu sinkronisasi ini dilakukan,konverter analog ke digital akan frekuensi VCO menjadi hampirdidiskusikan di bab lain. Salah satu identik dengan frekuensi masuk-pertimbangan penting adalah PLL an kecuali untuk suatu beda(Phase Locked Loop). Pada da- fasa yang kecil. Beda fasa yangsarnya PLL ini (Gambar 6.114) kecil ini diperlukan, sehinggamerupakan suatu sistem umpan dihasilkan suatu keluaran d.cbalik yang terdiri dari sebuah yang membuat agar frekuensidetektor fasa, sebuah low pass VC1 sama dengan frekuensi masukan. 258

Pelacakan Kerusakan Sistem AnalogJika frekuensi masukan atau fa- diwakili oleh frekuensi 1300 Hz.sa masukan sedikit berubah, Di pemancar (transmitter), level-keluaran d.c akan mengikuti pe- level logik diterapkan ke suaturubahan ini. Oleh karena itu, se- VCO untuk memaksa keluaranbuah PLL dapat dipakai sebagai agar menggeser frekuensinya.sebuah modulator FM atau tele- Penerima (receiver) merupakanmetri FM, dan untuk penerima PLL yang mengenai frekuensi-FSK. FSK menjaga adanya fre- frekuensi masukan dan selan-kuensi shift keying dan meru- jutnya memproduksi suatu per-pakan suatu metoda yang dipa- geseran level d.c pada keluar-kai untuk mentransmisikan data annya. Sebuah penerima FSKyang menggunakan modulasi yang menggunakan PLL IC 565frekuensi dari pembawa (car- diperlihatkan di Gambar 6.114.rier). Level logik 0 akan menjadi Hal ini dimaksudkan untuk me-satu frekuensi, katakanlah 1700 nerima dan mendekode sinyal-Hz, sedangkan logik 1 akan sinyal FSK 1700 Hz dan 1300HzGambar 6.114: PLL DasarKeluaran dari PLL, yang berupa bertingkat tinggi untuk sinyalsuatu level tegangan yang ter- 1300 Hz dan keluaran bertingkatgantung dari frekuensi masukan, rendah untuk sinyal 1700 Hz.dilewatkan melalui sebuah filter Laju pemberian sinyal, yaitu lajuRC tiqa tingkat untuk menge- perubahan antara dua frekuensiluarkan frekuensi pembawa. yang kuat, maksimum adalahSuatu IC pembanding A710 150 Hz.memberikan suatu keluaran 259

Pelacakan Kerusakan Sistem AnalogGambar 6.115: Penerima / Dekoder FSKKarakteristik - karakteristik x Teganqan logik Threshold : tegangan pada keluaran darirangkaian IC linier yang pembanding yang mana pembebanan rangkaian logikpenting: mengubah keadaan digital- nya.x Arus Bias Masukan : harga rata-rata antara dua buah x Level keluaran negatif : arus masukan. tegangan keluaran d.c ne- gatif dengan pembandingx Arus offset masukan : nilai dalam keadaan jenuh oleh absolut dari selisih antara suatu masukan diferensial dua arus masukan yang ma- yang sama besar atau lebih na keluarannya akan diken- besar dari tegangan yang dalikan lebih tinggi atau lebih dispesifikasikan. rendah dari tegangan yang dispesifikasikan. x Arus bocor keluaran : arus pada terminal keluaran de-x Tegangan offset masukan : ngan teqangan keluaran nilai absolut dari tegangan dalam suatu daerah tertentu diantara terminal-terminal ma dan kendali masukan yang sukan yang dibutuhkan untuk sama besar atau lebih besar membuat tegangan keluaran dari suatu nilai yang dibe- menjadi lebih besar atau le- rikan. bih kecil dari tegangan yang dispesifikasikan. x Resistansi keluaran : resistansi yang diukur dix Daerah teganqan masukan: terminal keluaran dengan daerah tegangan pada level keluaran d.c berada terminal-terminal masukan pada tegangan threshold (common mode) dimana logik. diterapkan spesifikasi- spesifikasi offset. 260

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogx Arus buang keluaran : arus ketika arus berada pada negatif maksimum yang da- level logik nol. pat diberikan oleh pemban- ding. x Level keluaran strobe : teganqan keluaran dc, takx Level keluaran positif : tergantung pada kondisi-kon- level tegangan keluaran disi masukan, dengan te- tinggi dengan suatu beban gangan pada terminal strobe tertentu dan kendali masuk- yang sama besar atau lebih an yang sama besar atau kecil dari keadaan rendah lebih besar dari suatu nilai yang dispesifikasikan. yang dispesifikasikan. x Tegangan ON strobe :x Konsumsi daya : daya yang tegangan maksimum pada dibutuhkan untuk mengope- terminal strobe yang dibu- rasikan pembanding tanpa tuhkan untuk memaksa kelu- beban keluaran. Daya akan aran pada keadaan tinggi bervariasi terhadap level yang dispesifikasikan. sinyal, tetapi dispesifikasikan sebagai maksimum untuk x Teqanqan OFF strobe : seluruh daerah dari kondisi- tegangan minimum pada ter- kondisi sinyal keluaran. minal strobe yang akan men- jamin bahwa tegangan ini ti-x Waktu tanggap : selang dak akan melakukan inter- (interval) antara penerapan ferensi terhadap cara kerja dari suatu fungsi tangga pembanding. (step) masukan dan waktu ketika keluaran melewati te- x Waktu batas strobe : waktu gangan threshold logik. yang dibutuhkan keluaran Fungsi tangga (step) untuk naik hingga tegangan masukan mengendalikan treshold logik setelah diken- pembanding dari beberapa dalikan dari nol menjadi level tegangan masukan awal logik satu. yang jenuh pada suatu level masukan yang dibutuhkan x Arus suplai : arus yang untuk membawa keluaran dibutuhkan dari suplai positif dari kejenuhan kepada te- atau negatif untuk mengope- gangan treshold logik. Ekses rasikan pembanding tanpa ini dikatakan sebagai tegang- adanya beban keluaran. Da- an yang berlebihan (over- ya akan bervariasi terhadap drive). tegangan masukan, tetapi daya ini dispesifikasikanx Tanggapan jenuh : level adalah maksimum bagi selu- tegangan keluaran rendah ruh daerah kondisi-kondisi dengan kendali masukan tegangan masukan. yang sama besar atau lebih besar,dari suatu nilai yang x Penguatan teganqan : dispesifikasikan. perbandingan antara peru- bahan tegangan keluaranx Arus strobe : arus yang terhadap tegangan masukan keluar dari terminal strobe di bawah kondisi-kondisi yang dinyatakan bagi 261

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogresistansi sumber dan resis- yang dinyatakan bagi sumbertansi beban. (Rs) dan resistansi beban (RL).x Bandwidth : frekuensi yang x Arus offset masukan : selisihmana penguatan tegangan di- arus-arus pada kedua terminal- kurangi menjadi 1/ 2 dari nilai terminal masukan ketika kelu- arannya adalah nol. frekuensi rendah. x Tegangan offset masukan :x CMRR (Common Mode Reje- tegangan yang harus diterap- ction Ratio) : perbandingan an- kan diantara terminal-terminal tara daerah tegangan common masukkan melalui dua buah mode masukan dengan peru- resistansi yang sama besar un- bahan puncak ke puncak dite- tuk mendapatkan tegangan ke- gangan offset masukan untuk luaran nol. daerah tersebut. x Resistansi masukan :x Distorsi harmonik : perbandingan dari perubahan perbandingan dari distorsi har- di tegangan masukan terhadap monik yang didefinisikan perubahan di arus masukan sebagai seperseratus dari pada salah satu masukan de- perbandingan rms (root mean ngan masukan lainnya dita- square) dari harmonik-harmo nahkan (grounded). nik terhadap fundamental. Distorsi Harmonik = x Daerah teqangan masukan : daerah teqangan di terminal-  V22  V32  V42 ....... 1/ 2 100% terminal masukan dimana V1 amplifier bekerja dalam batas- batas spesifikasinya.dimana : Vl = amplitudo dari x Penquatan tegangan sinyal fundamental besar : perbandingan antaraV2, V3, V4= amplitudo rms dari ayunan tegangan keluaran tertiap harmonik. hadap perubahan di teqanganx Arus bias masukan : nilai ra- masukan yang dibutuhkan un- ta-rata dari kedua arus masuk- tuk mengendalikan keluaran an. dari nol menjadi tegangan ini.x Daerah tegangan common- x Impedansi keluaran : mode masukan : daerah te- perbandingan antara tegang gangan pada terminal-terminal an keluaran terhadap arus masukan yang mana amplifier keluaran di bawah kondisi- dioperasikan. Catat bahwa kondisi yang dinyatakan bagi spesifikasi-spesifikasi tidak resistansi sumber (Rs) dan dijamin pada seluruh daerah resistansi beban (RL). common-mode, kecuali dinyatakan secara spesifik. x Laju slew (slew rate) : lajux Impedansi masukan : batas dalam (internally perbandingan antara tegangan limited) dari perubahan-peru- masukan terhadap arus masuk- bahan di tegangan keluaran an di bawah kandisi-kondisi dengan suatu fungsi tangga (step) beramplitudo besar 262

Pelacakan Kerusakan Sistem Analog yang diterapkan pada ma- x Ayunan tegangan keluaran: sukan. ayunan tegangan keluaran puncak, direferensikan kex Arus suplai : arus yang nol, yang dapat diturunkan dibutuhkan dari catu daya tanpa adanya clipping. untuk mengoperasikan am- plifier dalam keadaan tanpa x Drift suhu tegangan offset : beban dan keluaran berada laju drift rata-rata dari di tengah-tengah suplai. tegangan offset untuk suatu variasi termal dari suhux Tanqgapan transien : kamar ke ekstrim suhu yang tanggapan fungsi tangga diindikasikan. (step) loop tertutup dari am- plifier (penguat) di bawah x Power supply rejection : kondisi-kondisi sinyal kecil. perbandingan antara peru- bahan ditegangan offsetx Unity-gain bandwidth : masukan dengan perubahan daerah frekuensi dari d.c. ke di tegangan catu daya yang frekuensi dimana penguatan menghasilkannya. loop terbuka dari amplifier bergerak menuju satu. x Waktu setting : waktu diantara pengawalan fungsix Penquatan tegangan : tangga (step) masukan dan perbandingan antara tegang- waktu pada saat tegangan an keluaran terhadap te- keluaran telah menetap de- gangan masukan di bawah ngan suatu band error yang kondisi-kondisi yang dispesifikasikan dari tegang- dinyatakan bagi resistansi an keluaran akhir. sumber (Rs) dan resistansi beban (RL).x Resistansi keluaran : resistansi sinyal kecil yang terlihat pada keluaran de- ngan tegangan keluaran yang mendekati nol.6.6. TransformatorTRANSFORMATOR dapat meng- Gambar 6.116.ubah energi listrik menjadi tegang- Rangkaian Trafo 1 Fasaan dan arus.Transformator 1 fasa; terdiri dari 2belitan kawat penghantar dlm 1 intiberbahan magnet atau bahan ygdapat dimagnetisasi; inti biasanyaterdiri dari bbrp lapis 263

Pelacakan Kerusakan Sistem AnalogArus AC pada ilitan input Arah(lilitan primer) memberi- utamakan energi. Io dEnergi tersebut akanmengalir melalui inti mag- V1 V1i V2i V2net. Kerapatan magnet a-kan berubah sesuai de- Arahngan perubahan frekuensi penyebarandan tegangan input.Pada sisi output (lilitan se- medankunder) akan terdapat te-gangan induksi yang Primer Sekundemempunyai frekuensi sa-ma dg tegangan inputnya. Gambar 6.117. Trafo 1 Fasa Tanpa BebanTrafo dengan tegangan terbukaTrafo dalam keadaan terbuka (tanpa beban) bersifat seperti lilitan(induktor) dengan induktifitas sangat besar. Pada kondisi ini, trafo ti-dak memiliki arus output yang mengalir pada beban (krn beban ter-buka).Tegangan terbuka; adalah te- Vo = 4,44.B.AFe.f.Ngangan pada sisi output ketikatrafo tanpa beban. Vo = tegangan terbuka pada outputTegangan induksi pada output B = kerapatan magnetdapat dihitung melalui persamaan AFe = luas penampang besiutama trafo dengan asumsi bah- f = frekuensi jala-jalawa tegangan terbuka linier terha- N = jumlah lilitandap kenaikan jumlah lilitan.Pemindahan tegangan dan arus pada trafoDengan asumsi: tidak ada rugi-rugi pada trafo (trafo ideal), makapemindahan tegangan dan arus dapat menggunakan persamaanberikut:V1 | N1 V1V2 N2 a= V2I2 N1 I2 | a=I1 N2 I1 264

Pelacakan Kerusakan Sistem Analog Z1 N12 a= Z1 Z2 | Z2 N22Keterangan:V1 = Tegangan inputV2 = Tegangan outputN1 = Lilitan primerN2 = Lilitan sekundera = Transfer ratioI1 = Arus pada lilitan primerI2 = Arus pada lilitan sekunderZ1 = Impedansi lilitan primerZ2 = Impedansi lilitan sekunder Rangkumanx Catu daya terstabil dapat menggunakan sistem regulator atau sistem tersaklar.x Banyak spesifikasi catu daya yang harus diketahui untuk persiapan kita melakukan perbaikan.x Sistem distribusi atau pengawatan dari catu daya sangat menentukan hasil keluarannya, jadi harus hati-hati dalam pelaksanaannya.x Catu daya teregulasipun harus tetap mempunyai pengaman, sehing- ga rangkaian yang dicatu tidak menjadi rusak bila terjadi kerusakan pada catu dayanya.x Catu daya teregulasi dengan menggunakan sebuah IC lebih sederha- na, sehingga kalau ada kerusakan lebih mudah diatasinyax Catu daya yang disaklar biasanya digunakan untuk mencatu arus be- sar pada tegangan rendah atau menengah.x Penguat adalah suatu peralatan dengan masukan sinyal yang kecil dapat dipergunakan untuk mengendalikan daya output yang besar.x Panguat terdiri dari beberapa kelas operasi, yaitu : A, B, AB dan C yang masing-masing dipakai pada keperluannya sendiri-sendiri.x Spesifikasi penguat yang penting adalah : Penguatan, respon freku- ensi, impedansi input / output, output daya, efisiensi dan sensitivitas.x Macam-macam distorsi pada penguat: distorsi amplitudo, distorsi frekuensi, distorsi crossover, distorsi phasa dan distorsi intermodulasi. 265

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogx Derau yang terjadi pada penguat adalah: derau termal, derau shot dan derau flicker.x Pada penguat stereo rangkaian kanal kiri dan kanan semuanya sama yang terdiri dari penguat awal, pengatur nada dan penguat daya. Ma- sing-masing mempunyai tipe kerusakan yang berbeda dan penangan yang berbeda pula.x Telekomunikasi terjadi karena ada penerima dan pemancarnya, baik pada radio maupun TV.x TV berwarna mempunyai dua blok besar yaitu blok audio (untuk sua- ra) dan blok video (untuk gambar).x Blok video pada TV adalah :penala, IF, detektor video, penguat video, AGC, dan defleksi vertikal / horisontal.x Perbaikan TV dapat diketahui dari gejala kerusakan yang terjadi pada TV tersebut, dan kita menentukan fungsi mana yang tidak bekerja. Soal latihan Bab 61. Sebutkan dua macam unit daya dan beri contoh penggunaannya!2. Sebutkan dua metode pokok yang digunakan untuk menghasilkan te- gangan searah (DC)!3. Gambarkan blok diagram regulator seri dan terangkan kerjanya seca- ra singkat!4. Sebutkan macam-macam pengaman dalam rangkaian catu daya re- gulator seri5. Apakah keuntungannya menggunakan IC μA 723 A sebagai catu da- ya teregulasi?6. Sebutkan macam-macam catu daya yang tersaklar!7. Gambarkan blok diagram catu daya yang disaklar bagian primernya dan terangkan kerjanya secara singkat!8. Sebutkan kelas-kelas penguat dan dimana mempergunakannya !9. Apa yang kamu ketahui efisiensi dan sensitivitas pada sebuah pengu- at itu ?10. Sebuah penguat mempunyai distorsi frekuensi tinggi yang dikuatkan. Apa maksudnya ?11. Tuliskan bagian dari sistem audio stereo dan terangkan fungsinya !12. Apakah kegunaan rangkaian penala dan AGC pada sebuah TV ?13. Pada blok mana dipisahkan antara sinyal audio dan sinyal video pada rangkaian TV ? Tugas KelompokDengan membentuk 4 anak perkelompok bukalah penutup belakang se-buah TV yang ada pada laboratorium elektronika sekolah anda (hati-hatijangan masukan tegangan AC pada TV tersebut ada tegangan tingginya).Catatlah / gambarlah bentuk PCB secara garis besar dan tuliskan bagian- 266

Pelacakan Kerusakan Sistem Analogbagian komponen yang penting yang ada pada blok diagram sebuah TV,misalnya: bagian horisontal ada pembangkit tegangan tinggi yaitu trafoplyback dan seterusnya. Diskusikan juga dengan instruktur anda ! 267

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industri7. PELACAKAN KERUSAKAN ALAT KONTROL INDUSTRI7.1. Pengetahuan Peralatan KontrolSeperti pada kasus TV, hi-fi, dan cell mengubah variasi cahayaperalatan digital, harus dimengerti menjadi variasi arus listrik dll.hal-hal yang mendasar dan bebera- Bagian kendali dari sistem beker-pa aspek istimewa dari kendali dan ja pada sinyal input agar mengha-instrumentasi industri jika diinginkan silkan sebuah output yang diken-mencari kerusakannya. Semua ken- dalikan. Output ini berupa sebuahdali dan instrumentasi di industri me- indikator meter atau dapat pulamiliki dasar-dasar karakteristik yang berupa suatu bentuk dari sebuahsama. Seperti blok diagram yang gerakan fisik (physical action).ditunjukan dalam gambar 7.1, yang Dalam kasus dari sistem pengaturterdiri dari sebuah input, bisa sebu- panas, gerakan fisik ini berartiah sensor atau transduser, sebuah menghidupkan pemanas. Dalamkendali atau bagian fungsional, dan kasus photoelectric cell, yang ma-sebuah output atau aktuator. na dapat merasakan hilangnya sinar siang, tegangan yang diatur Input akan digunakan untuk mengge- rakan relay untuk menghidupkan Kendali lampu dalam ruangan. Oleh kare- na itu, dapat dilihat bahwa bebe- output rapa jenis dari aktuator atau ele- men output dibutuhkan. Karena Gambar 7.1: Dasar Sistem Kendali. fungsi kendali tersebut bekerja secara listrik, maka elemen out-Perlengkapan input memiliki bebe- put ini harus mampu mengubahrapa karakteristik fisik seperti: energi listrik menjadi beberapa● Gerakan parameter-parameter fisik seperti● Temperatur yang telah disebutkan sebelum-● Cahaya nya. Khususnya, sebuah solenoid● Kelembaban atau motor digunakan untuk me-● Tekanan udara ngubah arus listrik menjadi me-● Aliran air dan magnet yang kemudian men-● Perubahan kimia dsb. jadi gerakan mekanik. SistemBesaran fisik tersebut selalu diubah yang input dan outputnya dihu-menjadi analog listrik dan alat yang bungkan oleh fungsi kendalimelakukan perubahan tersebut dina- dapat disebut sebuah sistemmakan transduser. servo.Contohnya: thermostat adalah alatpengatur panas, tachometer menya-takan kecepatan putaran, dan photo- 268

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol IndustriDua sistem servo dasar adalah: • Sistem servo open-loop: sistem kendali tanpa ada feed back dari output ke inputnya. Contoh dari sistem open- loop adalah kendali waktu lampu lalu lintas. Outputnya ditentukan hanya oleh waktu. Gambar 7.2: Contoh Sistem Open Loop.● Sistem closed-loop: sistem kendali dengan feedback dari output menuju ke input. Sebuah contoh dari sebuah sistem servo sederhana ditunjukan pada gambar 7.3 yang menggambarkan pengatur kecepatan yang konstan untuk beberapa jenis drum. Tachometer Kontrol kecepatanWalter, 1983, 250 Gambar 7.3: Sistem Kendali Closed-Loop.Potensiometer pengatur kecepatan digunakan untuk menentukan nilaireferensi dari differensial amplifier (elemen control) yang mengendalikanmotor. Dalam contoh ini, transdusernya adalah tachometer yang manamenghasilkan tegangan yang tergantung dari kecepatan drum. Selamaoutput tachometer dan tegangan referensi adalah sama, tegangan kon-stan akan terus disupply ke motor. Jika drum menurunkan kecepatannyauntuk beberapa alasan, penurunan output tachometer akan menyebab-kan differensial amplifier mengambil arus lebih banyak pada motor yangmana akan cenderung untuk mempercepat drum hingga kecepatannyakembali pada level yang diinginkan. Elemen feedback disini dapat diper-timbangkan sebagai tachometer, sementara motor sudah jelas sebagaiaktuator. 269

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol IndustriJenis-jenis motor dan karakteristik operasinya dapat dilihat pada gambardan tabel di bawah ini.Walter, 1983, 252 Gambar 7.4: Model dan Tipe MotorTabel 7.1: Karakteristik Operasi dari Model-Model MotorREFEREN PERPU KONTROL KARAKTERISTIK APLIKASI KHUSUSSI TIPE & TARAN KECEPATAN OPERASI Pompa, banGAMBAR AWAL berjalan, kumparanParalel Menengah Kontrol Kecepatan kertas dan kawatD.C. Tegangan teratur, daya Mengatur roda gaya(A) atau konstan atau Kipas angin, Thyratron perputaran pendingin, peralatan konstan yang beroperasiD.C Tinggi Biasanya Keteraturan dengan bateraiCampuran tidak kecepatan dalam(B) digunakan batas yang kecil, kecepatannya tinggi tetapi bergantianMedan PM Rendah TransistorD.C. atau tabung(C) daya 270

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol IndustriSeri D.C. Sangat Thyratron, Kecepatan dan Kendaraan,atau A.C. tinggi resistor seri, efisiensi tinggi kran, reactor peralatan (D) kejenuhan tangan, kegunaan umumA.C. awal Sangat Reactor Daerah control Kompresor,kapasitor tinggi kejenuhan kecepatan pompa, terbatas ketika pendingin (E) perputaran mendapat Kipas angin,Kerja Rendah Biasanya tegangan pendingin,kapasitor tidak pompa(mundur) digunakan Variasi sentrifugal kecepatan sangat (F) besar dengan bebanPhasabanyak Tergantung Reactor Tersedia dalam 6 Motor industri pada tipe kejenuhan, tujuan umum (G) yang resistor kelas dalam digunakan digunakan ketika karakteristik sumber daya utama untuk penampilan mesin-mesin beratPenolakan Sangat Biasanya Kenaikan arus Pompa, tinggi tidakawal , digunakan awal tinggi kompresor, Sangatinduksi rendah ban berjalanbekerja(H)Kutub Biasanya Relative tidak Kipas angin, tidak efisien, tetapi pendingintertutup (I) digunakan harganya murah SystemServo Tinggi Penguat Control akurasi posisi, (J) daya, reactor melewati lilitan computer kejenuhan control khusus Jam,Sinkron Rendah pewaktu, (K) Tidak ada Kecepatan pendingin, konstan kipas angina, tergantung pada kompresor jumlah dari kutub dan frekuensi garisWalter, 1983, 252 271

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol IndustriDimanapun ketidaksempurnaan Walter, 1983, 253motor perlu dicurigai. Kita tahubahwa ohmmeter hanya meme- Gambar 7.5: Macam-Macam Kontak Relayriksa apakah lilitan open atau dan Bentuk Relay.short. Sebagian dari lilitan yangshort pada sebuah motor adalahsering muncul dan tidak dapatdicek oleh ohmmeter. Perlu diingatbahwa bagian listrik motor dapatrusak jika ada sesuatu yang salahpada bagian mekanik. Contohnya,jika batang motor bengkok, lilitanakan dengan mudah terbakar.Setelah motor, salah satu kompo-nen yang paling banyak menggu-nakan peralatan elektro-mekanikdalam kendali industri adalahrelay. Relay mempunyai variasiyang luas, yaitu konfigurasi, ukur-an, dan rating daya kontak. Dalammencek relay, kita hanya membu-tuhkan sebuah ohmmeter untukmenentukan apakah solenoid coildalam keadaan short atau opendan apakah kontaknya putus atautidak. Sebagai referensi, gambar7.5 terdiri dari penyusunan kontakrelay dan tata namanya. Beberaparelay hanya memiliki “normallyopen”, relay yang lain memilikicampuran. Beberapa relay berope-rasi pada AC, beberapa juga bero-perasi pada DC. Beberapa darikontak relay adalah tipe “make-before-break” dan beberapa relaylainnya menggunakan susunankebalikannya. Kontak relay sendiridapat diperbaiki, sekurang-kurang-nya secara berkala. Ketika kontakrelay sedikit berkarat, maka dapatdibersihkannya dengan ampelas.Karena relay bukan barang mahal,mengganti dengan relay yang baruadalah metode yang sering dilak-sanakan untuk memperbaikimasalah. 272

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol IndustriDalam gambar 7.6 menunjukan daftar dari tipe yang berbeda daritransduser, aktuator, dan kendali yang seringkali ditemukan dalam kontrolindustri dan peralatan instrumentasi.Transduser Aktuator KendaliMekanik : Solenoid Relay Motor Penguat magnetSaklar pembatas Actuator Penguat daya Phneumatic Generator fungsi(DC) Hidroulik Sekering Saklar elektronikPotensiometer (DC)Kapasitif (AC)Induktif (AC)Trafo beda (AC)suhu :Bimetalik (DC / AC)Thermistor (DC /AC)Thermostat (DC /AC)Photoelektrik :Fotoresistif (AC)Fotovoltage (DC /AC)Kelembaban :Rambut (DC / AC)saluran air (DC /AC)film (DC / AC)tekanan air :diafragma (DC / AC)katup burdot(DC/AC)aliran cairan :venture (AC)ultrasonic (AC)turbin (AC)kimia :perubahan ion (aruskecil →AC/chopper)aksi batere (aruskecil →AC/rangk.Chopper)Walter, 1983, 253 Gambar 7.6: Tabel Elemen-Elemen Kendali Industri. 273

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industri7.2. Cara pengukurannya sbb: Pemeriksaan ● Pengukuran sinyal input AC Sinyal Input Dan Output (keluaran dari transduser) lebih baik menggunakan osi-Langkah-langkah yang dilakukan: loskop (impedansi tinggi) un- tuk melihat frekuensi, ampli- Baca buku petunjuk tudo dan distorsi serta tidak (manual instruksi) untuk membebani rangkaian yang tahu kerja & elemen dasar ada. alat. ● Pengukuran sinyal input DC dari output transduser mem- Tipe sensor / transduser butuhkan probe impedan- si tahu maka tahu sinyal tinggi dan sebuah meter yang sangat sensitif (milivolt / keluarannya yang benar mikrovolt). ● Mengukur sinyal output sole- Tahu aktuator noid dan motor biasanya se- yang kitar 5 sampai beberapa ra- tusan volt, yang dapat diukur digunakan oleh voltmeter standar. Untuk maka tahu mengetahui apakah tegangan hasil sinyal tersebut AC atau DC sesuai output yang dengan motor berdasarkan tabel pada Gambar 3. Untuk benar menghasilkan gerak linier pa- da solenoid, membutuhkan pulsa AC atau DC. ● PhneumatiK dan hidraulik pada dasarnya merupakan keran udara atau zat cair dan gas yang dikendalikan oleh solenoid yang membuka / menutup (tak ada yang harus diperbaiki elektroniknya pada bagian ini). PERHATIKANDidapat bagian Jika tegangan yang tepatperalatan yang dimasukkan ke solenoid dan keran tidak bekerja, rusak untuk maka semua aktuator harus diganti. dibetulkan 274

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industri7.3. Menggunakan Teknik SYMPTON- FUNCTION (Gejala Fungsi)● Keyakinan untuk menentukan dengan baik yang mana gejala dan yang mana fungsi.● Troubleshooting sistem servo merupakan bagian yang sangat khusus.Dalam perbaikan pesawat TV, gejalanya dapat dilihat pada layar ataudidengar pada speaker. Dalam peralatan digital, gejala-gejalanya dapatditentukan pada hasil akhirnya. Kesulitannya, ketika umpan balik diperha-tikan, akan lebih sukar untuk menentukan mana yang gejala dan manayang rusaknya.Contoh pertama diilustrasikan oleh gambar 7.7 sebagai tangki pencam-pur dalam pabrik pembuatan makanan. Penguat Penggerak Motor ServoMotor Penggerak Motor Penggerak Katup 1 Katup 2PembandingSinyal Dan KontrolWalter, 1983, 257Gambar 7.7: Kendali Elektronik Untuk Sebuah Tangki Pencampur.Kerja dari sistem ini adalah sbb:● Ada dua cairan yang akan dicampur. Setiap cairan datang dari tangki penyimpan yang berbeda dan dipompa melalui pipa yang berbeda panjang dan diameternya kedalam tangki pencampur.● Aliran cairan yang melalui pipa dikendalikan pada setiap kasus de-- ngan keran yang dikendalikan oleh motor.● Jika diinginkan untuk cairan yang sama dalam galon per menit dialir- kan pada kedua pipa, output dari pada flowmeter 1 harus sama dengan output flowmeter 2. Sebuah pembanding sinyal dan bagian kontrol membandingkan kedua tegangan bersamaan untuk aliran dari cairan melalui kedua pipa. 275

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industri● Jika tegangan dari flowmeter ada yang mengalir melalui (pengukur aliran) menjadi besar, pipa. motor servo mendrive penguat ● Dengan mengaplikasikan fung- yang tersambung kekatup driver si gejala, kita bisa mengurangi motor no.1 akan mengaktifkan kerusakan pada bagian pe- motor untuk memutar katup bagi- ngendali pipa no.2. Ingatlah an bawah. Jika meter 2 menun- bahwa hanya penggerak motor jukkan keluaran yang berlebihan, katub no.1 yang memiliki ke- katup yang dikontrol motor 2 cenderungan untuk tertutup. akan dimatikan. Ingat juga bahwa kerusakan ini hanya terlihat setelah peralatan● Pengaturan spesifik level sinyal dioperasikan beberapa saat. flowmeter maksimum dan mini- Troubleshooter yang berpenga- mum dilakukan oleh pembagi si- laman dengan segera mengi- nyal. Tanpa batasan, sebuah ke- dentifikasi masalah temperatur. naikan dalam penguatan servo Sebuah kerusakan yang biasa- bisa menyebabkan katup yang nya hanya terlihat setelah peri- digerakkan motor no.1 memati- ode kerja yang cukup. kan atau benar-benar menutup. Pemeriksaan visual dari sirkuit Ketika ini dibandingkan dengan ● pada pembanding sinyal dan flowmeter no.2, penguat servo ini alat pengendali, terutama mo- akan mematikan atau menutup tor servo yang mendrive ampli- katup no.2, dalam waktu singkat fier, mungkin menyatakan over- kedua katup dapat ditutup secara heat pada resistor atau petun- menyeluruh. juk lainnya. Dengan memotong, kita bisa● Porsi pengaturan tegangan re- menghilangkan flowmeter 1 ferensi elektronik , adalah sama ● atau flowmeter 2 sebagai seperti input kontrol kecepatan sumber kerusakan. Keduanya untuk penguat beda dalam gam- tidak akan panas dan bahkan bar 7.3 , untuk mencegah jika salah satunya panas, hal menutup atau pembukaan katup ini tidak akan menyebabkan yang berlebihan. motor mendrive katup no.1 dan no.2. Kerusakan pada bagianKerusakan yang terjadi: tersebut akan menyebabkanDriver motor katub no.1 mempunyai kerusakan keduanya. Jikakecenderungan untuk menutup pembanding itu sendiri tidakaliran dalam pipa setelah peralatan seimbang, maka akan cende-dioperasikan selama beberapa jam. rung menutup salah satu valveMotor penggerak katub no.2 bekerja dan membuka penuh valvedengan baik. lainnya. Kita sudah tahu bahwa motor yang mendrive valveLangkah-langkah yang dilakukan: no.2 bekerja dengan baik. Ini● Kesulitannya yaitu sirkuit yang tidak terlihat seperti motor men- drive valve dengan sendirinya, mengendalikan aliran melalui pipa no.1. Karena kerusakan ini kedua pipa tertutup di ujungnya. Kita tidak bisa memeriksa output dari kedua flowmeter sejak tidak 276

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industri sebuah kombinasi elektro-mekanik gagal dalam hal ini. Dalam berba- gai hal, posisi dari valve dikendalikan oleh motor servo yang digerak- an oleh penguat penggerak.● Yang paling mungkin untuk dicurigai tanpa melakukan test lebih detail lagi yaitu penguat penggerak motor servo ke valve no.1.Contoh kedua adalah sebuah alat pengendali ketebalan kabel sepertiterlihat pada gambar 7.8 yang menunjukkan dalam bentuk skematiksederhana sebuah sistem kontrol ketebalan untuk mesin penarik kabel.Walter, 1983, 259 Gambar 7.8: Sistem Pengendali Ketebalan Kabel.Kerja dari sistem ini adalah sbb:● Kabel ditarik melalui die menggunakan penggulung yang digerakkan oleh sebuah motor.Torsi dari motor ini dikendalikan oleh tegangan DC yang diperoleh melalui thyratron rectifier dari tegangan AC.● Alat ukur ketebalan untuk mengukur kabel, timbul dari die yaitu dife- rensial transformator transduser dengan daya yang sama 60 Hz te- gangan AC yang diberikan ke plat thyiratron. Amplitudo output AC dari transduser berbanding lurus dengan ketebalan kabel. Transduser mendrive amplifier sehingga melengkapi tegangan tembak pada thyratron.● Jika kabelnya terlalu tebal, moving arm (lengan bergerak) dari transduser menarik inti besi menuju transformer, dan ini meningkatkan tegangan kontrol yang diberikan ke amplifier. Akibatnya ini mening- katkan tegangan kontrol grid dari thyratron dan juga jumlah tegangan DC yang diberikan ke motor, sehingga motor bisa memutar gulungan lebih cepat, dan ini membuat kabel lebih tipis.● Sinyal referensi yang masuk ke kontrol amplifier adalah untuk men- set ketebalan kabel yang diinginkan.Langkah-langkah yang dilakukan:● Bagaimanapun, sistem tidak mengendalikan ketebalan kabel. Dapat disimpulkan bahwa thyratron dan kontrol amplifier harus bekerja dengan baik, ketika setting referensi mengubah kecepatan motor. Walau transduser kurang baik ataupun transduser tidak mendapat sinyal dari transformator. 277

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industri● Kita tahu bahwa kerusakan mekanik lebih mudah daripada kerusakan elektronik, jadi yang pertama kita lihat yaitu fix arm dan moving arm dari transduser itu sendiri. Moving arm harus dapat bergerak bebas.● Kenyataannya, kumpulan debu tampak pada batang moving arm sehingga hanya bisa digerakkan dengan tenaga yang cukup kuat (dengan obeng). Per yang berfungsi untuk mendorong moving arm ke atas mungkin telah kehilangan kekuatannya. Dalam keadaan ter- tentu, membersihkan batang moving arm dan mengganti per dapat menyelesaikan masalah ini tanpa pekerjaan elektronik sama sekali.7.4. Pembatasan SIGNAL- TRACING● Metoda Signal-Tracing kurang cocok dan tak dianjurkan diterapkan pada sistem servo loop tertutup karena akan menjadi rumit / lambat / kaku pemeriksaannya dan harus tahu betul diagram rangkaiannya.● Harus tersedia peralatan ukur yang presisi karena harus dapat untuk mengukur bermacam-macam level tegangan dari yang sangat kecil (output transduser) sampai yang besar (output penguat) serta tak membebani rangkaian tersebut.● Harus tersedia manual sistem tersebut serta data book dari kompo- nen yang digunakan untuk melihat data input / output sebuah kom- ponen.● Lebih cocok untuk sistem loop terbuka, sistem digital, TV, HIFI dll. yang perubahan sinyalnya sederhana.7.5. Menggunakan Teknik Resistansi Tegangan● Jarang digunakan di dalam perbaikan instrumentasi dan kendali in- dustri. Walaupun sudah diketahui bagian dari peralatan, bagaimana- pun juga tidak boleh mengukur tegangan dan resistansi tanpa mem- punyai data book yang sangat rinci dari pabrik, karena sistem kendali industri selalu memperlakukan tingkatan daya yang berubah-ubah. Ini berarti pengukuran tegangan hanya boleh ditampilkan dengan instru- ment yang berbeda.● Sebelum memulai pengukuran, perhatikan secara seksama data ma- nufakturnya untuk kondisi dimana seharusnya pengukuran dimulai.● Pertimbangan terpenting yang lainnya adalah impedansi peralatan. Jika sudah ditetapkan pada data manufaktur, yakinkan bahwa meter mengikuti data yang ada pada data manufaktur untuk tidak makin membebani peralatan tersebut.● Kebanyakan tranduser mempunyai impedansi yang rendah, tetapi ketika impedansi tinggi output menggunakan meter yang salah dapat mengurangi beban sirkuit. Hati-hati terhadap tranduser yang menggu- nakan bridge, jika anda menghubungkan meter yang impedansinya rendah pada bridge, maka sistem menjadi tidak stabil dan mengha- silkan pembacaan yang salah (gambar 7.9) 278

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol IndustriWalter, 1983, 262 Gambar 7.9: Strain Gauge Bridge.● Pengetesan bridge ini secara sederhana dengan mengukur resistansi DC pada setiap kaki biasanya bernilai 100 Ohm. Ketika bebannya maksimum maka akan ada penurunan kecil (2-3 Ohm) pada bridge dan ini akan sulit dideteksi oleh Ohmmeter, maka dengan menggu- nakan penguatan differrential amplifier dalam keadaan tanpa be- ban dan beban penuh perbedaaan sinyal output akan menunjukkan apakah bridge bekerja dengan baik atau tidak.● Memang dalam teknik Resistansi-Tegangan tak banyak mengguna- kan peralatan ukur, hanya cukup sebuah multimeter saja. Tetapi disini harus dipilih sebuah multimeter yang sesuai dengan yang diinginkan.● Penggunaan lain pada kendali industri adalah tegangan dan penguat daya. Intinya, sebenarnya ini sama jenisnya dengan penguat AC yang ditemukan pada penguat audio dan peralatan Hi-Fi. Untuk itu, maka saat ditemukan rangkaian kendali industri yang berisi penguat tegang- an atau penguat daya, maka ketika dicoba dicari kerusakannya maka lakukan langkah-langkah seperti yang sudah dibahas pada Bab 6 pada buku ini. 279

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industri7.6. Mencari Kerusakan Komponen● Jika peralatan menggunakan pe-nguat tabung (gambar 7.10), ma-ka mengganti tabung satu per-satu, merupakan langkah-lang-kah yang patut dillakukan, kare-na pada beberapa tabung elek-tron, pengetes tabung / tubetester tidak dapat digunakan.● Beberapa dari tabung ini cukup Gambar 7.10: Peralatan Dengan Tabung. mahal dan jika diganti denganyang baru, kerusakan sirkuit ataurangkaian dapat menyebabkantabung itu rusak lagi. Sebelum Data Entrymengambil resiko, pertama-tamaharus mengukur tegangan, seti-daknya pada elemen pengendalipada tabung.● Dalam sistem kendali industri,rangkaian elektroniknya dapatdisambungkan pada modul PC(gambar 7.11) dan kemudianmemungkinkan menggantikan Bagian Pemprosesseluruh modul. Karena perala-tannya mahal, kebanyakan pa-brik yang menggunakan kontrol Gambar 7.11: Sistem Komputerisasi.elektronik juga menyimpan sukucadang termasuk supply danmodul PC.● Sambungan-sambungan (soket)gambar 7.12 suku cadang sa-ngat berguna untuk trouble-shooting. Relay khususnya, se-ring disambungkan dengan so-ket, sehingga kapanpun dicurigaibahwa relay mengalami keru-sakan, maka tinggal menggan-tinya.● Jika tidak satupun bagian elek- Gambar 7.12. Macam-Macam Soket.tronik mengalami kegagalan, ma-ka teslah kabel dan konektor de-ngan ohmmeter.● Transformer lebih sering me-ngalami kegagalan dalam perala- 280

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industri tan industri. Pastikan untuk Gambar 7.13: Contoh Sistem Kontrol di mengecek lapisan, kabel dan Industri. isolasi atau daerah sekitar transformer.7.7 Masalah Utama yang Ditemukan Dalam Kontrol● Dalam sistem penyeimbang elektronik, strain gauge paling sering mengalami kegagalan.● Dalam pabrik kimia, khususnya yang menggunakan bahan kimia yang dapat menyebabkan korosi / karat, maka kegagalan yang sering muncul adalah perkaratan pada komponen elektronik, ko- neksi, grounding.● Dalam peralatan peredam pa- nas, menggunakan tabung daya untuk membangkitkan energi yang dibutuhkan. Tabung ini me- miliki keterbatasan umur sehing- ga menjadi sumber masalah yang sering muncul.● Transduser mekanik lebih cen- derung mengalami kegagalan daripada transduser photoelek- trik. Kerusakan transduser tem- peratur relative jarang.● Pada aktuator solenoid lebih sering gagal daripada motor, dan keduanya baik aktuator phneu- matik maupun aktuator hidrolik sering mengalami kerusakan pada katubnya tapi bukan pada bagian solenoid. Kapanpun relay digunakan sering menjadi sum- ber masalah, karena relay me- ngendalikan arus yang lebih be- sar pada industri.● Kerusakan mekanis lebih sering terjadi daripada kerusakan elek- tronik, karena getaran mekanik, gesekan, perkaratan, pengikisan, 281

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industridebu, hilangnya tekanan per danefek lainnya yang merusaknya.7.8. Metoda TerakhirUntuk TROUBLE-SHOOTING Kontrol Industri● Catatlah, semua bagian yang te- lah diganti, semua perubahanyang telah dilakukan, dan semuapengukuran yang telah dikerja-kan.● Lihatlah terlebih dahulu manu- Gambar 7.14: Mencatat Apa Yang Telah facturer’s manual dengan teliti, Diganti. lihatlah diagram blok yang asli, perhatikan lagi tiap fungsi dari peralatan, dan lihatlah bagaima- na hubungannya dengan per- alatan saat ini.● Menyadari adanya kemungkinan bahwa salah satu modul peng-ganti adalah rusak juga, makagantilah kembali setiap part pengganti dengan part sebenarnya,satu demi satu. Setelah semuadipasang, lakukan pengecekankembali pada sistem apakah ke- Gambar 7.15: Gunakan Manual Book Yangrusakan masih ada atau pergan- Benar.tian part telah memperbaikinya.● Dengan menggunakan manual book yang benar, buatlah peme- riksaan visual pada tiap bagian sirkuit pada tiap bagian dari per- alatan (gambar 7.16). Lalu, periksalah apakah hasil test pa- da peralatan sama dengan spe- sifikasi yang ditunjukkan oleh manual hand book. Dengan testyang tepat, lihatlah apakah andabisa menyamakan tiap tegangandan nilai pengukuran yang ditun-jukkan oleh manual book. Gambar 7.16: Tes kondisi alat. 282

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industri● Cobalah untuk mengatur kondi ● Tidak peduli sesulit apapunsi test-load dan periksalah ha- sebuah pekerjaan troublesilnya kembali terhadap nilai shooting, ingat bahwa peralatanpada buku manual. Jika per - sebelumnya bekerja dengan baikalatan beroperasi dibawah kon dan karena itu harus dapatdisi test-load, pastikan kondisi diperbaiki. Jika seseorang dapatfull-load berada di bawah kon- membuat peralatan tersebutdisi yang sebenarnya juga. bekerja, maka anda bisa mem-● Ceklah kembali hubungan me- buatnya bekerja kembali.kanik (gambar 7.17). Batangberputar dapat bergerak bebassaat tidak ada beban ataupada kecepatan rendah, tapimungkin mengalami gesekansaat terdapat beban atau saatberputar pada kecepatan ting-gi. Ingat kerusakan mekaniklebih mudah terjadi dari padakerusakan elektronik.● Periksalah tegangan power Gambar 7.17: Pengecekan Ulang dansupply saat seluruh alat beker- Pemeriksaan Tegangan Catu.ja, seharusnya tak ada penu-runan tegangan. Untuk sumbertengangan 117 Volt AC, batasterendah biasanya 105 voltdimana peralatan dapat beker-ja pada tingkat ini. Unjuk ker-janya kurang baik dan kontrolakurasinya mungkin hilangkarena tegangan referensinyatidak dikalibrasi.● Mengidentifikasi setidaknya Gambar 7.18: Pengukuran Untuk Identifikasi pada bagian mana kerusakan Kerusakan.terjadi dan cobalah untukmengisolasi komponen-kom-ponen tersebut yang bisa me-nyebabkan komponen lainnyatidak bisa bekerja dengan baik(gambar 7.18).● Mungkin kita perlu mengukurbeberapa komponen sepertiresistor dan kapasitor, dan me-mastikan bahwa nilainya masihtepat pada rangkaian-rangkai- Gambar 7.19: Bekerjalah Dengan Teliti.an penentu / teliti. 283

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industri7.9. Contoh Kasus.Sebagai contoh sebuah pengendali dengan sistem open loop diberikanpada gambar 7.20, merupakan rangkaian pengendali kecepatan motorDC. +12 V R5 Rv1 R10 30K 1K R1 220 Tr4 R7 E11 Tr2 TIP34A 1K R3 2,2K C3 3,9K BFX88 C1 220 R6 0,1 uF Tr1 R1210uF R2 1K BC108 820 1W 100K Dz D3 D1 6A UJT 5,1V 1N914 penyearah C4 0,1uF TIS43 14 11 10 R8 D2 OFF SW1 3 SN74121N 2,2K 1N914 M C2 ON 4 Monostable 1 22nF 12V 4A 57 dc motor R4 Tr3 82 BFX85 R9 R14 4,7K 4,7K 0V Gambar 7.20: Pengendali Kecepatan Motor DCMengapa harus rangkaian elektronika untuk pengendalian kecepatanmotor ini ? Mengapa tidak hanya menggunakan sebuah potensiometersaja untuk mengendalikan kecepatan motor dengan cara merubahtegangan yang masuk ke motor?Tentunya ada argumentasi yang sangat mendasar dan penting untukdiketahui mengapa tidak menggunakan sebuah potensiometer saja untukmengatur kecepatan sebuah motor dc, yaitu:• Karena jika menggunakan potensiometer maka saat putaran lambat (dengan menurunkan tegangannya) motor akan kehilangan dayanya, sehingga kalau diberi beban akan berhenti.• Juga banyak daya yang hilang pada potensio tersebut walau saat putarannya lambat sekalipun.• Untuk itu maka perlu rangkaian elektronika , selain itu saat ini sebagian besar pengendalian diindustri menggunakan rangkaian elektronika karena mempermudah semua pekerjaan diindustri.Cara kerja rangkaian di atas adalah: Pengendalian kecepatan motor rangkaian di atas dengan menggunakan rangkaian saklar elektronik PWM (Pulse Width Modulation), yang pada prinsipnya saklar diseri dengan motor. Jika kecepatan putaran motor ingin rendah maka saklar hanya hidup sebentar kemudian mati secara berulang ulang (lebih panjang waktu matinya dari pada waktu hidupnya) sehingga kecepatan putaran motor menjadi pelan tetapi pemberian tegangannya tak diturunkan sama sekali sehingga tenaga motor tetap ada. Dan jika kecepatan motor ingin tinggi maka saklar elektronik ini akan lebih lama hidupnya dari pada matinya sehingga motor berputar lebih cepat lagi. 284

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol IndustriRangkaian UJT didapat sebagai Ketika keluaran monostabilrangkaian osilator yang mengha- rendah, Tr1 menjadi mati dansilkan pulsa positif dengan freku- mematikan Tr2 juga. Sedang-ensi 400 Hz dan ini sebagai ma- kan Tr3 sekarang menjadisukan kerangkaian berikutnya. konduk dengan arus basis di-Rangkaian berikutnya adalah dapat dari R12 dan ini mem-rangkaian monostabil dengan buat Tr4 disaklar konduk pe-menggunakan IC digital 74121, nuh dengan arus basis dida-yang boleh dikata cukup stabil pat dari R13.untuk menghasilkan pulsa keluar- Bagian akhir adalah saklaran pada pin 1 (keluaran Ō dari IC). daya, yaitu sebuah transistorLebar pulsa bagian negatif dari Tr4 seperti diterangkan diatas.monostabil ini dapat diatur oleh Saat Tr4 konduk penuh motorpotensiometer Rv1. Lebar pulsa- hampir menerima tegangannya dapat diatur dari 0,1 ms +12 V sedangkan arus yangsampai kira-kira 2 ms, jika Rv1 lewat tergantung besar kecil-diputar searah jarum jam. Operasi nya perioda pulsa. Pada sisimonostabil ini dapat dicegah de- naik / turun dari pulsa, Tr4ngan membuat pin 3 dan 4 IC ter- mati tetapi D3 konduk, hal inisebut diberi logik 1, dengan cara untuk membatasi adanya per-SW1 di off kan sehingga keluaran ubahan arus transient terha-monostabil itu bertahan pada kon- dap motor.disi tinggi (motor berhenti berpu- Dari keterangan cara kerja diatas,tar). SW1 ini sebagai kontrol ON- tentunya didapat beberapa halOFF dari motor. yang harus diperhatikan, sehing-Pulsa dari monostabil diberikan ke ga saat ada suatu kasus kerusak-rangkaian driver, yang terdiri dari an segera dapat ditangani karenatiga buah transistor yaitu Tr1, Tr2 sudah diketahui betul bagian ma-dan Tr3. Tujuan dari rangkaian na yang rusak. Itulah yang dike-driver ini adalah untuk memastikan hendaki setiap para teknisi saatbahwa Tr4 disaklar secara cepat menghadapi suatu kasus keru-antara dua keadaan yang mungkin sakan segera mengetahui penye-baik pada kondisi on penuh (satu- bab kerusakannya dan segerarasi) atau off penuh (cut off). Ini menentukan daerah mana yangsangat perlu sehingga disipasi da- tak beres serta menemukan kom-ya saat mensaklaran terjadi dijaga ponen mana yang rusak untuk di-tetap rendah. Ketika keluaran mo- perbaiki. Untuk itu tentunya tekni-nostabil tinggi, Tr1 konduk dan si harus lebih dahulu mengetahuikolektornya akan rendah. Dalam rangkaian yang akan diperbaiki-kondisi ini Tr3 tetap mati karena nya sehingga dengan mudahpemberian arus basisnya dihindari ditemukan penyebabnya.melalui D1 sampai kolektor Tr1. Beberapa hal yang perlu diper-Pada waktu yang sama Tr2 kon- hatikan dari rangkaian di atasduk, untuk memastikan Tr4 tetap adalah :mati dengan basisnya dihubung-kan ke emiternya melalui Tr2. 285

Pelacakan Kerusakan Alat Kontrol Industri Tes paling cepat adalah bagian monostabilnya terlebih dahulu. Kapan saja monostabil membuat Posisikan SW1 pada kondisi motor berputar atau berhenti ? off, seharusnya putaran motor Motor berputar jika SW1 posisi berhenti tetapi ternyata tetap on, potensiometer diputar searah berputar maksimum. Maka jarum jam (akan makin cepat), ukurlah tegangan keluaran dari dan keluaran dari monostabil monostabil tersebut, kalau tak saat rendah (logik 0). Sedang- rusak monostabil tersebut ma- kan sebaliknya motor berhenti ka tegangan keluarannya akan berputar saat SW1 off, potensio- tinggi (di atas 2 Volt), jika di ba- meter pada kondisi minimum wah 2 Volt berarti rangkaian (berlawanan dengan arah jarum monostabil ini rusak. Jika ren- jam), dan keluaran monostabil dah kerusakan yang mungkin: tinggi (logik 1). Potensio terbuka, atau R5 ter- Transistor-transistor mana saja buka, atau Dz1 hubung singkat, yang bekerja (konduk) saat atau R7 terbuka. motor berputar dan sebaliknya ? Langkah berikutnya adalah Saat motor berputar maka tran- mengecek bagian drivernya, sistor yang konduk adalah Tr3 yaitu kolektor dari Tr3, seha- dan Tr4, sedangkan kondisi Tr1 rusnya tegangan dititik ini dan Tr2 adalah mati (cut off). adalah 12 Volt saat SW1 off . Ingat Tr1 dan Tr3 adalah tran- Jika tidak 12 Volt, biasanya ka- sistor jenis NPN sedangkan tran- lau rusak pasti tegangan disini sistor Tr2 dan Tr4 adalah jenis sangat kecil, tapi bila terukur PNP, yang saat konduknya besar (12 Volt) berarti Tr3 tak membutuhkan masukan pada bermasalah. basis yang berbeda (lihat Bab 4). Langkah terakhir adalah pe- Keluaran UJT adalah sebuah ngecekan transistor saklar da- pulsa 400Hz yang merupakan ya (Tr4), yang otomatis pasti rangkaian osilator. inilah yang menjadi masalah-Karena pada rangkaian ini keluar- nya, dan biasanya kerusakan-annya berupa putaran kecepatan nya adalah hubung singkat an-motor, tentunya kasus yang didapat tara emiter dan kolektor padadilapangan hanya yang berhubung- Tr4. Memang transistor akhiran dengan motor tersebut dan itu adalah transistor yang palinghanya ada tiga saja, yaitu: rawan untuk rusak, karena ker-a) Motor berputar dengan ja dari transistor ini hampir se- kecepatan maksimum dan tak lalu maksimum terus sehingga dapat dikendalikan. selalu panas. Jadi memangb) Motor tak berputar sama sekali harus menggunakan pendingin untuk semua keadaan. pada Tr4 tersebut.c) Motor berputar lambat dan tak Sedang rangkaian UJT tidak dapat dikendalikan. perlu kita lihat, karena begitu Tr4 diganti dan putaran bisaUntuk kasus a dapat dijelaskan diatur berarti osilator bagus.demikian: 286