Kelas X_SMK_teknik-pemeliharaan-dan-perbaikan-sistem-elektr_1

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanPada Gambar 2.16 diberikan contoh lembaran spesifikasi sebuah kom-ponen potensiometer adalah:GC Loveday,1980, 6Gambar 2.16: Spesifikasi potensiometerPerlu dicatat bahwa maksud lembar spesifikasi di atas adalah untuk me-nunjukkan dengan jelas tentang pemakaiannya, batas maksimum mutlak,dan batas data kelistrikan penting lainnya, sehingga komponen ini dapatdigunakan dengan benar. Contoh di atas hanya untuk memberikan ilus-trasi format yang biasanya dijumpai.Untuk menilai spesifikasi komponen selengkapnya, cara yang terbaik a-dalah mencari sumber dari buku data pabrik yang bersangkutan. Dalambuku data ini selalu terdapat informasi yang penting dan berguna. 41

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanTerlepas dari masalah harga, kita harus memperhatikan semua aspekyang berikut ini:1. Dimensi fisik : yaitu panjang, diameter, bentuk kawat penyambung dan bentuknya sendiri.2. Rentangan resistansi : nilai maksimum dan minimumnya.3. Toleransi seleksi : nilai seleksi maksimum dan minimum dari resis- tor, misalnya ± 2 %, ± 5 %, ± 10 % atau ± 20 % .4. Rating daya : daya maksimum dalam watt yang dapat didisipasikan biasanya dinyatakan pada temporatur 70° C (komersial), 125° (militer).5. Koefisien temperatur : perubahan resistansi menurut temperatur di- nyatakan dalam bagian-bagian per sejuta (ppm) per °C. Oleh karena \"koefisien\" menunjukan bahwa terjadi fungsi linier, maka istilah karak- teristik sekarang lebih disukai.6. Koefisien tegangan : perubahan resistansi menurut tegangan yang terpasang dinyatakan dalam ppm per volt.7. Tegangan kerja maksimum : tegangan maksimum yang dapat dipa- sangkan pada ujung-ujung resistor.8. Tegangan breakdown : tegangan maksimum yang dapat dipasang diantara badan resistor dan menyentuh konduktor luar, yaitu tegangan breakdown dari pelapis yang mengisolasi resistor itu.9. Resistansi penyekat (insulation resistance): resistansi dari pelapis yang mengisolasi.10 Stabilitas umur pembebanan : perubahan resistansi setelah waktu operasi yang disebutkan, dengan beban penuh pada 70° C. Waktu operasi biasanya diambil 1000 jam.11 Shelf stability : perubahan resistansi selama disimpan biasanya di- nyatakan untuk 1 tahun.12 Range temperatur kerja : nilai-nilai ini minimum dan maksimum yang diizinkan untuk temperatur ambient.13 Temperatur permukaan maksimum : nilai temperatur maksimum dan minimum yang diizinkan untuk badan resistor, kadang-kadang disebut \"HOT SPOT TEMPERATURE\".14 Noise : noise (desah) kelistrikan vang disebabkan oleh tegangan yang terpasang yang menekan resistor dinyatakan μ v/y15 Klasifikasi kelembaban : perubahan resistansi dalam mengikuti sua- tu temperatur standar yang tinggi dan test siklus waktu kelembaban. Perubahan itu harus berada dalam limit tertentu.16 Efek penyolderan : perubahan resistansi yang diakibatkan oleh test penyolderan standar.Setelah melihat berbagai parameter yang harus diperhatikan, maka sa-ngatlah berguna untuk membandingknn berbagai tipe resistor yang seca-ra fisik kira-kira ukurannya sama. Ini ditunjukkan pada tabel 2-1. Angka-angka yang diberikan disitu adalah contoh-contoh dalam kebanyakan hal,terlepas dari beberapa nilai maksimum. 42

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanDengan mempelajari tabel, nyatalah bahwa resistor untuk aplikasi yangprofesional harus jenis rnetal oxide atau metal glaze (cermet), karena re-sistor-resistor jenis itu mempunyai rentangan resistansi yang lebar, stabi-litas yang baik, dan koefisien temperatur yang rendah.Untuk aplikasi yang khusus, perancang harus Iebih mendalami spesifikasikhusus dari tipe komponen, tetapi jelas menguntungkan jika kita mempu-nyai data pendek seperti pada tabel karena hal ini membantu kita dalammempersempit daerah pemilihan untuk mendapatkan komponen yangbenar.Tabel 2.1: Perbandingan Jenis-Jenis yang Umum dari Resistor Kegunaan Umum GeneralResistor Carbon Carbon Metal Metal PurposeType Composition Film Oxide Glaze Wire- WoundRange 10 to 22 M 10 - 2 M 10 -1 M 10 - 1 M 0.25 -10 KToleransi ± 10 % ±5% ±2% ±2% ±5%Rating Daya 250 mW 250 mW 500 mW 500 mW 2.5 WKestabilan 10 % 2 % 1 % 0.5 % 1%BebanTeg. Max. 150 V 200 V 350 V 250 V 200 VR Penyekat 109 1010 1010 1010 1010Tegangan 500 V 500 V 1 KV 500 V 500 VBreakdownKoefisien 2000 ppm/V 100 10 ppm/V 10 ppm/V 1 ppm/V ppm/Vb - 55 oC s/dTegangan - 40 oC s/d - 40 oC s/d - 55 oC s/d - 55 oC s/d + 185 oC + 150 oC + 150 oC ± 200 ppm/oCDaerah ± 100temp.ambang + 105 oC + 125 oC ± 250 ppm/oC ± 1200 ppm/oC ±1200 ppm/oCKoefisien ppm/oCTemperaturNoise 1 K 2 μV/V 1 μV/V 0.1 μV/V 0.1 μV/V 0.01 μV/V 10 M 6 μV/VEfek 2% 0.5 % 0.15 % 0.15 % 0.05 %PenyolderanShelf life 5 % max 2 % max 0.1 % max 0.1 % max 0.1 % max1 year 4 % max 1 % 1% 0.1 %Damp heat 15 % max95% RHGC Loveday,1980, 8Langkah-langkah yang diperlukan dalam memilih komponen yang benaradalah sebagai berikut :a. Tentukan secara definitif aplikasinya: keperluannya untuk apab. Buatlah daftar untuk persyaratan:seperti dimensi, nilai, toleransi dsb.c. Ceklah lembar data singkat untuk mendapatkan tipe yang cocok.d. Perhatikan batas-batas lainnya yang mungkin: ada tidaknya, harga dll.e. Ceklah spesifikasi komponen yang lengkapf. Evaluasi 43

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.2.3. Spesifikasi Gambar 2.17: Contoh Alat Ukur Perlengkapan Gambar 2.18: Contoh Sumber DayaFormat standard dari spesifikasi Gambar 2.19: Contoh Alat Komunikasisuatu perlengkapan elektronika Gambar 2.20: Contoh Pengolah Dataadalah : Gambar 2.21: Contoh Elektonik Konsumen1. Diskripsi dan nomor tipe Gambar 2.22: Contoh Sistem Kontrol Sebuah catatan singkat yang menyatakan dengan jelas apa yang hahraursusdikedrijkaekrajankaonleh oinlesh- tinrusmtruemn eintu diatun mdaaknsudmaapklsikuad- saipnlyikaa.sinya.2. Data kelistrikan(a) Karakteristik prinsip, misalnya Output, taraf tegangan, Frekuensi, Impedansi, Rentangan, Akurasi, Distorsi, Karakteristik temperatur.(b) Kebutuhan daya Sumber tegangan: 120 V atau 240 vovlot lat c, afac,sa ftausnaggatlu, nfrgegkaul-, efrneskiue5n0siH5z0 sHazmpsaaim6p0ai H6z0 dHez- dngeanngadnayday2a5025W0 aWtt.att.3. Data lingkungan Rentangan temperatur kerja, Kelembaban, Klasifikasi, Test getaran, Angka untuk MTBF.4. Data mekanik Dimensi, Bobot.Beberapa perlengkapan elektronika yang dipakai secara umumdapat diklasifikasikan sbb (lihatgambar disamping):● Instrumen ukur elektronika● Instrumen pembangkit sinyal● Sumber-sumber daya● Perlengkapan komunikasi● Instrumen pengolah data● Elektronika konsumen● Sistem kontrol 44

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanTabel 2.2: Contoh Spesifikasi sebuah Catu Daya dan Multimeter Digital(A) Stabilished D.C. Brench (B) Digital Multimeter 3½ digits Power Supply Type Parameter of Function Typical value Parameter of function Typical value Output Voltage Output current 0 to 50 V Ranges: 200 mV to 1 KV Load regulation 1 A max d.c. and a.c. Line regulation 0.02 % zero voltages 200 μA to 1 A Ripple and Noise to full load d.c. and a.c. 200 to 20 M Output impedance Temperature 0.01 % for 10 % Current ± 0.3 % of reading coefficient ± 1 digit Current limit Mains change Resistance 5 mV pk-pk Accuracy (90 days) ± 0.5 % of readingGC Loveday,1980, 13 d.c. ± 1 digit 10 M at 1 KHz ± 0.01 % per 0C ± 0.2 % of reading ± 1 digit a.c. 110 % of full load 0.5 sec 3 sec Resistance ± 300 ppm/0C Response time d.c. 10 M in a.c. parallel with 100 Temperature coeff. pF Input impedancePenting untuk memiliki pemahaman yang baik tentang berbagai istilahdan pernyataan-pernyataan dalam sebuah spesifikasi, apalagi saatmembeli sebuah instrumen baru yang tidak begitu dikenal. Jikalau adakeraguan arti dari beberapa spesifikasi, mintalah penjelasan dari pabrikatau pergunakanlah buku petunjuk spesifikasi standar dari instrumentersebut. Tidak ada untungnya dengan berpura-pura sudah mengerti.2.2.4. Spesifikasi TesDalam sebuah industri elektronika tentunya tak luput dari pengetesanperalatan yang diproduksi, dan ini dilakukan oleh ahli tes pada bagianperbaikan. Untuk itu tentunya diperlukan sebuah informasi carapengetesan suatu peralatan dengan menggunakan spesifikasi tes. Definisi Spesifikasi Tes:adalah informasi yang diperlukan oleh bagian test, perbaikan, atau ahli-ahli instalasi agar mereka dapat mencek apakah instrumen atau sistimmemenuhi standar penampilan yang dipersyaratkan.Spesifikasi test tentunya merupakan dokumen yang perlu pemahaman,ini mencakup semua aspek dari karakteristik instrumen, hal-hal yangharus dicek, disetel, diukur, dan direkam (dicatat). 45

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanLembaran standar untuk menu- Yang penting lagi seorang ahli tesliskan spesifikasi tes yang logis harus menjaga keselamatan kerja,tentang test dan penyetelan seba- menjaga instrumen-instrumen tesgai berikut : dan mempunyai catatan-catatan.(a) Judul, nomor tipe instrumen, 2.2.5.Kalibrasi Peralatan nomor seri, spesifikasi, tang- Kebijakan pemeliharaan tipe tertentugal pengeluaran(b) Daftar perlengkapan test yang suatu sistem dapat mencakup pro-diperlukan untuk melaksana- gram detail tentang kalibrasi ulang dan langkah-langkah pencegahankan test(c) Pemeriksaan kesinambungan, lainnya.isolasi, dan resistansi (dengan Yang dimaksud kalibrasi ulangdaya dipadamkan)(d) Penyetelan taraf sinyal dan te- adalah menseting kembali peralatangangan, pengukuran, dan pen- yang sudah dipakai selama periodecatatan-pencatatan mengenai atau waktu tertentu dengan caramasing-masing perakitan sub. membandingkan peralatan yangBeberapa dari test-test ini sama dan masih standar, sehinggamungkin dapat dilakukan sebe- alat tersebut dapat berjalan normallum test akhir. (catu daya kembali. Kalibrasi ulang merupakan jenis pe-hidup).(e) Test penampilan sistem dan meliharaan untuk mempertahankan keandalan kerja peralatan sesuaiinstrumen(f) Burn - in test (kadang-kadang kelasnya. Hal ini dilakukan karena adanya penyimpangan dari batasdisebut SOAK TEST).Untuk menjamin agar unit produksi toleransi spesifikasi peralatan terse-memenuhi semua aspek penam- but. Kalibrasi sangat penting dilaku-pilan produksi yang telah disetujui, kan untuk instrumen ukur, misalnyamerupakan tugas para ahli test itu. osiloskop, digital multi-meter, alat-Untuk itu diperlukan suatu ketram- alat ukur elektronik kedokteran danpilan dalam pengukuran dan men- lain-lain. Karena adanya penyim-cari gangguan dengan cepat. Bila pangan spesifikasi bisa mengakibat-beberapa bagian dari instrumen kan penyimpangan saat pengukur-yang tidak bekerja sesuai dengan an, serta bila dibiarkan akan mem-spesifikasi, maka ahli test itu harus buat alat ukur tersebut rusak. Untukmenemukan sebab dari kesalahan kalibrasi ulang biasanya tidak adasecepat mungkin dan kemudian komponen yang diganti dan dilaku-menyerahkan instrumen itu, atau kan dalam interval waktu yang ter-bagian rakitan itu kepada bagian tentu (maksimum 1 tahun sekali)produksi untuk diperbaiki. Disam- pada setiap peralatan (terutama per-ping pengukuran dan mencari alatan ukur).gangguan, ahli itu harus mencatatdata yang diperlukan dengan telitidari instrumen yang ditest. Gambar 2.23: Kalibrasi Hal Yang Penting. 46

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.3. Keandalan dan Kegagalan2.3.1.PendahuluanKalian pasti sudah mengetahui, bahwa setiap peralatan elektronika sete-lah beberapa waktu akan mengalami kemunduran kinerja atau bahkanmengalami kerusakan, karena tidak ada peralatan yang dapat bekerjasecara sempurna sepanjang waktu, meskipun kualitas dan teknologinyacanggih. Misalnya satelit membutuhkan keandalan sangat tinggi sehinggasampai batas waktu yang ditentukan tetap bekerja dengan baik, karenakerusakan pada satelit akan sangat kesulitan untuk mereparasinya danmembutuhkan biaya yang sangat tinggi. Tetapi tetap saja satelit tersebutharus diganti dengan yang baru setelah batas waktunya sebelum keru-sakan itu terjadi, sehingga semua jenis komunikasi tak terganggu. Kualitas adalah kemampuan suatu item agar memenuhi spesifikasinya, sedangkan keandalan merupakan pengembangan dari kualitas terhadap waktu.Keandalan dan kualitas suatu pera- Dalam hal ini item berarti kompo-latan akan mempengaruhi usia kerja nen, instrumen atau sistem.alat tersebut. Suatu peralatan elek- Angka keandalan tidak dapat di-tronika yang dibuat dengan memper- ramalkan tanpa mengkhususkantahankan faktor kualitas akan berope- waktu dan kondisi operasinya.rasi dengan baik dalam jangka waktu Hal-hal lebih rinci yang menyang-yang lebih lama daripada suatu alat kut keandalan akan dibahas padasistem yang dikerjakan dengan ku- sub-bab tersendiri pada buku ini.rang memperhatikan faktor kualitas. Untuk mengetahui gambaranUntuk dapat meramalkan seberapa yang lebih lengkap, karena kean-jauh keandalan suatu alat, maka dalan sangat erat hubungannyadefinisi tentang keandalan itu sendiri dengan kegagalan, maka perluharus diketahui. Keandalan adalah disimak suatu definisi kegagalan.kemampuan suatu item untuk melak- Kegagalan adalah akhir kemam-sanakan suatu fungsi yang dipersya- puan suatu item untuk melaksa-ratkan dibawah suatu kondisi yang nakan fungsi yang dipersyarat-ditentukan dalam periode waktu ter- kan.tentu. 47

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanDari dua defenisi tersebut diatas, maka dapat dilihat hubungan antarakeandalan dan kegagalan. Bila suatu item menunjukkan penurunankeandalannya, maka ini menunjukkan adanya gejala kegagalan.Tahap kegagalan Cepat tidaknya suatu peralatan me- masuki tahap ini tergantung padaAda tiga tahap kegagalan selama cara pemeliharaan peralatan sela-usia pakai suatu peralatan. ma digunakan. Misalnya, jika telah diketahui suatu komponen telah ha-Tahap pertama disebut dengan bis masa pakainya, maka sebaik-kegagalan dini (infant mortality), nya komponen cepat diganti sebe-yakni kegagalan peralatan sesaat lum menyebabkan kegagalan padasetelah alat tersebut dibuat dan peralatan tersebut.dikirimkan ke pelanggan. Kegagal-an selama tahap ini disebabkan Hubungan antara usia peralatanoleh kerusakan komponen yang dengan laju kegagalan dapat dilihattelah dipasang pada peralatan ter- pada Gambar 2.24sebut. Biasanya kondisi operasialat tidak berlangsung lama. Pera- LAJU KEGAGALAN Kegagalan Kegagalanlatan biasanya masih berada dalam Dini Karenagaransi perusahaan dan perbaikan Usiamenjadi tanggung jawab perusa-haan. Penyebab lain dari kegagal- BURN IN Kegagalan WAKTUan yang terlalu dini adalah kesalah- Normalan perancangan yang terlalu meni-tikberatkan pada satu bagian dari USIA KERJAperalatan tersebut. Hal ini hanyamungkin terjadi pada produk yang Gambar 2.24: Hubungan Usiabaru dirancang dan ketidakmam- Peralatan Dan Laju Kegagalanpuan perusahaan menyelesaikansemua kelemahan produk tersebut.Tahap kedua adalah kegagalannormal usia kerja peralatan. Lajukegagalan pada waktu tersebutadalah paling rendah.Tahap ketiga adalah periode suatuperalatan mengalami laju kegagal-an paling tinggi, yang disebabkanoleh usia kerja alat sudah berakhir.Selama waktu ini, semua tampaksalah. Gambar 2.25: Semua Peralatan Harus Dipelihara 48

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan Gambar 2.26:Tingkat Kegagalan Contoh Gagal Sebagian warna Sebagian hijaunya hilang. Tingkat Kegagalan Gambar 2.27: Contoh Menyeluruh Gagal Menyeluruh TV mati total. Kegagalan Sebagian atau Parsial adalah kegagalan akibat adanya deviasi karakteristik atau parameter di luar batas spesifikasi, tapi ti- dak sampai mengurangi fungsi alat secara menyeluruh. Contohnya : generator fungsi yang masih dapat menghasilkan sinyal, tapi freku- ensinya tidak sesuai dengan posisi batas ukurnya, TV yang hilang warna hijaunya dll. Kegagalan Menyeluruh atau Total disebabkan oleh adanya deviasi karakteristik atau parameter diluar batas spesifikasi sehingga secara menyeluruh mengurangi fungsi peralatan. Contohnya generator fung- si yang tidak dapat menghasilkan seluruh bentuk gelombang, TV yang tak mau hidup dll.Penyebab kegagalanKegagalan salah pemakaian adalah kesalahan yang disebabkan olehpemakaian di luar batas kemampuan komponen atau alat tersebut.Contohnya: multimeter yang digunakan untuk mengukur tegangan AC te-tapi dipasang pada posisi tegangan DC.Kelemahan yang ada dalam item (komponen, peralatan ataupunsistem) walaupun dioperasikan dalam batas kemampuannya dapat jugamenjadi penyebab kegagalan. Contohnya multimeter yang sedangdigunakan untuk mengukur tegangan, tiba- tiba rusak walaupun pema-kaiannyba sudah benar. 49

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan Waktu kegagalanWaktu kegagalan dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :ƒ Kegagalan tiba-tiba, yakni kegagalan yang tidak dapat diduga me- lalui pengujian sebelumnya. Contohnya: TV yang sedang diopera- sikan dan tiba- tiba rusak tanpa sebab yang jelas.ƒ Kegagalan bertahap, yakni kegagalan yang dapat diduga melalui pengujian sebelumnya. Contohnya: TV pada bagian volumenya mu- lai derau saat dibesarkan atau dikecilkan potensio volumenya.Kombinasi KegagalanKegagalan fatal (catastrophic) = kegagalan tiba-tiba + menyeluruh.Contohnya : TV yang sedang dioperasikan dan tiba- tiba rusak sendiri.Kegagalan degadrasi = kegagalan bertahap + tidak menyeluruh(sebagian), contohnya: TV yang volumenya mulai derau saat dibesar-kan atau dikecilkan potensio volumenya.2.3.2. Faktor yang Mempengaruhi KeandalanKeandalan suatu alat atau instrumen elektronik tidak lepas dari faktoryang mempengaruhinya selama siklus hidup peralatan. Siklus hiduptersebut, dapat dibagi menjadi empat tahap, yakni :Perancangan dan Pengembangan Produksi Penyimpanan dan Transportasi Operasi 50

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanSecara lebih detailnya untuk mencapai target keandalan yang diinginkandilakukan langkah-langkah sebagai berikut :Rancangan: Pembelian komponenPemilihan komponen secara besar-besaran.Analisis tekanan dan Pemeriksaan barang-barangkegagalan yang datang.Tata letak komponen Penyimpanan komponenTest prototipe Manufaktur Ketrampilan dan keterlibatan tenaga kerja. Skema training. Alat-alat dan perlengkapan Lingkungan kerja. Pemeriksaan dan testUmpan Umpan BalikBalik Pengepakan Penyimpanan Transportasi.Umur OperasiLingkungan operasiPenjagaan dalam operasiKebijaksanaan pemeliharaan 51

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan Tahap Perancangan ● Pengujian prototipe secara dan Pengembangan menyeluruh dilakukan untuk melihat, apakah rancanganPada tahap ini harus sudah disiapkan tersebut sudah memenuhikeandalan yang ingin dicapai, sehing- spesifikasi keandalan danga pada langkah berikutnya para ahli rujuk kerja yang telah diten-rancang akan diarahkan untuk men- tukan.capai target.Adapun pekerjaan pada tahap ini Produksimeliputi: ● Komponen harus terjamin● Merancang rangkaian menentu- baik dan disimpan sesing- kan tata letak komponen, dan kat mungkin. Untuk jumlah menguji prototype secara menye- yang kecil dapat dilakukan luruh. pemeriksaan seluruhnya. Tetapi untuk jumlah yang● Merancang rangkaian dan me- besar, pemeriksaan dapat milih komponen yang tepat, se- dilakukan dengan mengam- hingga tidak akan ada penitik-be- bil contoh produk (sample) ratan hanya pada salah satu dan dengan metode analisis komponen saja. Untuk memilih statistik. komponen yang tepat, dilakukan pemeriksaan setiap komponen a- ● Kerjasama dan ketrampilan tas peluang kegagalannya dalam karyawan. Setiap karyawan, rangkaian yang dirancang. pembuat alat, ahli produksi Langkah ini disebut Analisis dan metode, operator pera- Kesalahan dan Titik-Berat. kitan, ahli test dan pemerik- saan membentuk mata ran-● Menentukan tata letak komponen, tai produksi dan dapat mem- perakitan dan panel-panelnya. bantu menghasilkan produk Pemasangan komponen hendak- berkualitas. nya dilakukan dengan hati-hati a- gar tidak mengalami tekanan me- ● Kerangka pelatihan yang kanis dan panas yang berlebihan. baik akan menjamin karya- wan mampu menggunakan● Pengaruh lingkungan dimana alat teknik produksi dengan be- tersebut akan dioperasikan, harus nar dan lebih efektif. diperhitungkan dan harus dibuat proteksi untuk melawannya. ● Peralatan produksi sesuai Langkah proteksi ini mencakup standart yang disyaratkan, penutupan yang rapat, penekanan dan dipelihara dengan baik. dengan udara dingin, pemasang- an anti getar atau pemasangan senyawa isolasi. 52

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan● Kondisi lingkungan kerja atau ● Peralatan test otomatis dapatperakitan yang nyaman, seperti digunakan untuk memeriksaventilasi udara yang baik, pene- alat hubung singkat atau ter-rangan yang baik, temperatur buka pada jalur rangkaian.ruang yang nyaman untuk pe- Soak test perlu dilakukan bilakerja dan alat, serta bebas debu instrument dioperasikan padauntuk menjamin kondisi yang temperatur yang diubah–nyaman. ubah, dan siklus temperatur akan membantu mengenali komponen–komponen yang lemah.Penyimpanan dan Transportasi● Metode penyimpanan akan mempengaruhi keandalan ope- rasi instrumen tersebut.● Metode pengepakan harus diperhitungkan dalam spesifikasi keandalan. Pengepakan harus dapat melindungi instrumen dari korosi dan bahaya kerusakan mekanis, temperatur pe- nyimpanan dan tingkat kelembaban harus selalu dikontrol.● Transportasi pada saat dijual, instrument harus diangkut dan hal ini akan mengalami getaran, kejutan mekanis, perubahan temperatur, kelembapan dan tekanan. Harus dikhususkan.Operasi ● Kondisi lingkungan yang cocok. ● Cara pengoperasian yang benar. Petunjuk ope- rasi yang ditulis dengan baik harus dapat men- jamin bahwa tidak akan ada kesalahan pema- kaian. 53

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.3.3.Pertimbangan Biaya Keandalan BIAYA PRODUKSI Setelah beberapa tahun kemu- dian, biaya operasi dan peme- BIAYA MODAL liharaan sering kali melebihi biaya modal, karena untuk BIAYA OPERASI mempertahankan keandalan & diperlukan biaya yang sangat tinggi. PEMELIHARAAN Hubungan antara biaya dan keandalan dapat dilihat pada Gambar 2.28 a dan 2.28 b. Biaya Biaya Pemilikan Biaya Biaya Total Total Operasi Titik TitikBiaya Produksi Biaya Harga BeliTeren Desain Teren dah dah Perbaikan Dalam Garansi Perawatan Dsb Keandalan Optimum Keandalan Keandalan Optimum Keandalan GC Loveday,1980, 22 ab Gambar 2.28: a. Biaya Manufaktur Terhadap Keandalan b. Biaya Pemilikan Terhadap KeandalanGambar 2.28a memperlihatkan pada biaya terendah (breakdown cost)sepanjang pembuatan, jika keandalan diperbaiki, biaya produksi danperancangan naik, sementara biaya perbaikan dan penggantian gratisselama garansi turun. Perlu dicatat, bahwa grafik tersebut mempunyaititik biaya terendah. Dengan kata lain, suatu pabrik yang memproduksiproduk dengan keandalan rendah mungkin akan mudah tersisih dalambisnis, karena biaya yang harus dikeluarkan untuk menghasilkan produksecara total akan sangat tinggi. Gambar 2.28.b merupakan jumlah daribiaya pembelian dan biaya perawatan. Biaya tersebut akan menurundengan semakin baiknya keandalan. Grafik biaya pemilikan total jugamempunyai titik minimum, walaupun titik tersebut berada di sebelahkanan titik biaya minimum manufaktur. Jadi, pelanggan akan lebihmemilih keandalan yang lebih baik dengan membayar harga untukkeandalan tersebut daripada mengharapkan suatu pabrik untukmenyediakan instrumen yang andal. 54

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.3.4.Peluang Keandalan 2.3.5.Kecepatan KegagalanBelajar tentang keandalan pada ha-kekatnya adalah belajar kegagalan DEFINISIkomponen dan sistem. Mengapa Kecepatan kegagalan / FRkomponen harus gagal? Jawabnya (FAILURE RATE) adalah ba-tentu saja, semua barang buatan nyaknya kegagalan per banyak-manusia mempunyai batas umur. nya jam komponen.Apapun barangnya, lama kelamaanakan menyebabkan barang atau Kecepatan kegagalan (Failurekomponen mengalami kegagalan Rate / FR) dari komponen dapat/kerusakan. ditemukan dengan mengoperasi kan sejumlah besar komponenPada peralatan elektronik, tekanan- dalam suatu periode yang lamatekanan yang menyebabkan kega- dan mencatat kegagalan yanggalan adalah: terjadi. Periode awal kecepatan kegagalan yang tinggi dikenal de- Kondisi operasi rancangan ngan istilah Burn-in atau Early Failure, yang diikuti dengan suatu ● Penggunaan tegangan periode dimana kecepatan kega- galan menuju nilai yang hampir dan arus. konstan. Periode ini dikenal seba- gai Ramdom Failure Period atau ● Disipasi daya. Useful Life. Disini kegagalan akan menjadi acak, karena suatu yang ● Tekanan mekanis yang kebetulan saja. Dengan menggu- nakan laju kegagalan sepanjang disebabkan oleh metode periode Useful Life, dapat dibuat suatu ramalan keandalan dengan yang telah ditetapkan. menggunakan teori kemungkinan. Bila pengujian dilanjutkan di atas Kondisi lingkungan periode useful life, maka derajat kecepatan kegagalannya akan ● Temperatur tinggi atau naik, gagal satu persatu karena proses usia, ini disebut periode rendah. wear out. ● Siklus temperatur, kelem- Variasi kecepatan kegagalan me nurut waktu ditunjukkan secara. baban yang tinggi. grafis pada Gambar 2.24. Karena ● Getaran dan kejutan me- bentuknya seringkali disebut \"bathtub curve\". kanis. ● Tekanan rendah atau tinggi. ● Lingkungan yang menim- bulkan karatan, radiasi debu, serangan serangga atau jamur. 55

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanTabel 2.3 berikut ini hanya merupakan suatu pedoman yang menun-jukkan laju kegagalan dari komponen elektronik yang sering digunakan.Tabel 2.3 : Kecepatan Kegagalan (FR) komponenKomponen Tipe Kecepatan kegagalanKapasitor (x 10-6/h) PaperResistor Polyester 1 Ceramic 0.1Hubungan Electrolytic (1. foil) 0.1 Tantalum (solid) 1.5Semikonduk Carbon composition 0.5-tor (Si) Carbon film 0.05 Metal film 0.2Komponen Oxide film 0.03lilitan Wire-wound 0.02Saklar Variable 0.1Lampu & Solder 3indikator Crimped 0.01Valves Wrapped 0.02 Plug and sockets 0.001 0.05 Diodes (signal) Diodes (regulator) 0.05 Rectifiers 0.1 Transistor < 1 Watt 0.5 > 1 Watt 0.08 Digital IC (plastic 0.8 DIL) 0.2 Linear IC(plastic DIL) 0.3 Audio inductors R.F. coils 0.5 Power transformers 0.8 (each winding) (per contact) 0.4 0.1 Filament LED 5 0.1 (Thermionic) 5GC Loveday,1980, 25 56

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.3.6. M T T F & M T B F Definisi MTBF (Mean Time Between Definisi Failures) adalah lamanya pe-MTTF (Mean Time To Fail) adalah makaian suatu sistem sampailamanya pemakaian komponen dicapai kegagalansampai dicapai kegagalan Rumusnya:Rumusnya: FR(rangkaian) = FR(A) + FR(B) + FR(C) FR(rangkaian) = . 1 Maka: MTTF = ——— MTBF(rangkaian) = 1/ FR Catatan: MTBF digunakan untuk item yang dapat diperbaiki, seperti instrumen dan sistem. Catatan: Sebagai contoh: MTTF ini untuk item-item yang tidak dapat direparasi, seperti Suatu rangkaian mempunyai komponen. komponen : 4 resistor karbon film, 2 kapasitor elektrolit, 2 LEDSebagai contoh: dan 2 transistor < 1 Watt, maka:Sebuah resistor karbon film, dari ta- FR(rangkaian) = ( 0,8 + 3 + 0,2 +bel FR didapat = 0,2 x 10 –6 / jam, 0,16) x 10-6/ jam = 4,16 x 10-6/jammaka akan didapat umur komponentersebut : Jadi:MTTF = 1 / FR = 1 / 0,2 x 10-6 M T B F = 1 / 4,16 x 10-6 / jam = 5 x 106 jam = 208333,3 hari = 240384,615 jamHal ini menunjukkan usia yang sa- = 10016 hari.ngat panjang untuk sebuah kompo-nen yang berdiri sendiri (belum me- Jadi kalau sudah dalam rangkai-nyatu dalam sebuah rangkaian). an maka tingkat kegagalan / ke- rusakan akan jauh lebih kecil dibandingkan kegagalan sebuah komponen saja. 57

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.3.7.Hukum Eksponen 1 0.8 Keandalan 0.6 0.4Hubungan antara keandalan (R) danlaju kegagalan sistem ( ) dituliskan 0.2dengan persamaan : Waktu(t) R = e- t m 2m 3m Gambar 2.29: Grafik R terhadap tDengan: Sebagai contoh, suatu sistemt = waktu operasi (jam) radar angkatan laut mempunyai = kecepatan kegagalan sistem adalah jumlah dari semua estimasi MTBF 10.000 jam. Be- kegagalan komponen (per jam); rapa peluang keberhasilan untuke = basis logaritma,R = keandalan dalam waktu t. waktu misi 100, 2000 dan 5000Maksud dari rumus itu ialah, bahwa jam?peluang dari tidak adanya kegagalansistem dalam waktu t merupakan Untuk: =0,99fungsi eksponensial dari waktu terse- t =100 jam, R =e-0,01but. Dengan kata lain, makin lamasistem dioperasikan, keandalannya (99%)akan menjadi berkurang dan peluang t = 2000 jam, R = e-0,2 = 0,819kegagalannya akan naik. (81.9%)Peluang kegagalan (Q) =1–R =1-e- t t = 5000 jam, R = e–0,5 = 0,607Karena MTBF atau m = 1/ maka (60.7%)R = e-t/m Jadi R tak mungkin berharga 1Gambar 2.29 berikut menunjukkan karena itu berarti tak pernahgrafik R terhadap t yang terbagi da-lam interval m, menunjukkan bila t = gagalm, yakni waktu operasi sama denganMTBF, peluang keberhasilan operasi Beberapa cara untuk memperakan turun mendekati 0.37 atau 37%.Hanya bila waktu operasi relatif lebih baiki Keandalan ( R ) adalahpendek daripada MTBF, makakeandalan menjadi tinggi. dengan : ● Derating : mengoperasikan kompo- nen dibawah batas maksi- mumnya. Contohnya: menggunakan resistor ½ Watt untuk rangkaian yang sebenarnya hanya butuh resistor ¼ Watt. 58

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan● Redundancy: Untuk menghitung Keandalan ( R ) Menyambungkan suatu unit ke jika dua unit / sistem masing-ma- unit yang lain yang sama fung- sing keandalannya Rx dan Ry sinya, sehingga kalau yang sa- terpasang: tu gagal yang lain akan me- ● Paralel : ngambil alih fungsinya. Biasa- nya unit ini terpasang secara X parallel. Ada dua cara redundancy: Y Aktif : bila suatu unit stand by hidup mengikuti suatu kega- Rxy = Rx + Ry – Rx.Ry atau galan. Contohnya: UPS ter- Qxy = Qx . Qy, dimana pasang pada komputer, lampu Qx = 1- Rx. darurat AC yang selalu siap ● Seri : menyala apabila tegangan AC mati dll. XY Rxy = Rx . RyGambar 2.30: UPS Sebuah Contohnya :Redudancy Aktif Sebuah catu daya, osilator dan penguat, semua digunakan dalamPasif :bila elemen-elemennya suatu sistem sederhana dipasangbersekutu membagi beban seri. Hitung keandalan masing-atau melaksanakan fungsinya masing unit dan sistem untuk pe-secara terpisah. Contohnya : riode operasi 1000 jam, jika MTBFgenerator pada gedung per- nya 20.000 jam, 100.000 dankantoran yang tersedia tapi ti- 50.000 jam.dak dijalankan dan tidak oto-matis. Jawab: keandalan catu daya untuk 1000 jam adalah R p = e-t/m = e-0.05 = 0.95 Keandalan osilator R o = e-t/m = e-0.01 = 0.99 Keandalan penguat R a = e-t/m = e-0.02 = 0.98 Karena unit-unit dipasang secara seri, maka keandalan seluruh sis- tem:Gambar 2.31: Masalah Karena Redu- Rs = Rp x Ro x Radancy Pasif = 0,95 x 0.99 x 0,98 = 0.922 Jadi keandalan sistem adalah 92 2% untuk 1000 jam operasi 59

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.3.8. Efek Lingkungan Terhadap KeandalanSebagaimana telah diketahui, kondisi lingkungan dimana suatuinstrumen atau sistem bekerja akan mempengaruhi keandalansistem tersebut. Hal ini benar, sepanjang instrumen tersebut sedangdioperasikan (aktif), tidak dioperasikan (statis) atau dalam keadaantersimpan. Dalam kenyataan, bila tidak dioperasikan efeklingkungan mungkin juga akan merusak, karena tidak terdapatpembangkit panas pada sistem tersebut.Efek lingkungan utama yang berhubungan dengan kehandalan suatu itemadalah: Tekanan yang Getaran Mekanik berubah ubah dan Kejutan Elemen ITEM: komponen / Temperatur-diatmosfer yang sistem/ instrument/ temperatur ekstrim bersifat peralatan Radiasi sinar teta mengoksidasi dan sinar X Serangan jamur Taraf dan insek kelembaban tinggiGambar 2.32: Efek Lingkungan Yang Mempengaruhi Keandalan 60

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanSecara garis besar diberikan Tabel 2.4 efek lingkungan terhadap suatu“ITEM” dan tindakan desain yang dapat dilakukan, adalah sebagaiberikut:Tabel 2.4: Efek lingkungan terhadap item.LINGKUNGAN EFEK UTAMA TINDAKAN DESAINTemperaturtinggi ● Melampaui batas ● Heatsink dan venti- daya dari kompo- lasi udara yangTemperatur nen ditiupkanrendah ● Pemuaian dan ● Memilih komponenSiklus menjadi lunak. Pe dengan pemuaiantemperatur ristiwa kimia naik: kecil dan karak- tak awet teristik temp. rendah ● Pergeseran, kere- ● Pemanasan dengan gasan, kehilangan temperatur yang ter- penguatan dan kontrol. Pemilihan efisiensi bahan yang benar. ● Tekanan berat / ● Penundaan termal kegagalan yang besarKelembaban ● Mengurangi ● Gunakan isolasi ygGetaran / resistansi, isolasi, tidak menyerap air,kejutan perkaratan, jamur gunakan silicon, silicon gel. ● Memperlemah ● Bingkai anti getar, baut baut kawat ring per, pernis penghubung, dllTekanan turun ● Turunnya tegang- ● Jarak konduktor an jatuh antara konduktor dinaikkan kontak - kontak dan dijaga dari debu dan kotoran 61

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.3.9. Availability ( Keberadaan )Setiap perlengkapan / sistem diinginkan dapat dipakai secara maksimum,kegagalan / kerusakan rendah dan waktu reparasi (down type) pendek. Avaliability = MTBF / (MTBF + MTTR)MTTR ( Mean Time To Adalah waktu rata rata yang Repair ) dipergunakan untuk reparasi. Lokasi instrument / sistem yang berhubungan dengan fasilitas servisAda tidaknya Faktor - faktor Ketrampilansuku cadang yang teknisi servis mempengaruhi MTTR Ada tidaknya instrumen-instrumen diagnosis 62

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.4. Metoda-Metoda Pelacakan Kerusakan2.4.1. PendahuluanKalian tahu bahwa banyak teknik pencarian kerusakan dapat diterapkandalam bidang elektronika. Teknik tersebut antara lain: pengujian kompo-nen, pemeriksaan input output tiap blok. Metoda lain yaitu melakukansendiri dengan memeriksa input dan output dari tiap blok fungsi. Metodamanakah yang baik? Itu tergantung pada jenis kerusakan sistem yangsedang diamati. Yang penting diperhatikan adalah bagaimana mencarikerusakan secara efisien (cepat dan tepat) karena disini berlaku Waktuadalah Uang.2.4.2.Cara Memilih Metoda Gambar 2.33: Waktu Adalah Uang yang Tepat Ketika pemilik suatu hi-fi setMetoda yang dipilih untuk mencari mengatakan alat tidak berfungsikerusakan akan dapat menentukanefisiensi kerja. Anda harus berusaha dengan baik, ini sangat minimmencari sebanyak mungkin kerusa-kan atau ketidakberesan itu sendiri. informasinya.Untuk menghemat waktu, ada baiknyabila kita menanyakan kepada orang Maka untuk memperjelas masa-yang mengetahui adanya gangguanpada alat tersebut, melalui beberapa lahnya dilakukan langkah perta-pertanyaan seperti ditunjukkan padaTabel 2.5 berikut ini. nyaan sbb:Tabel 2.5: Pertanyaan ● Saat bagaimana alat tidak1. Apakah yang sebenarnya salah ?2. Bagaimana ciri fisik rusaknya? bekerja dengan baik atau3. Apakah selalu terjadi demikian ?4. Jika memang benar, pada bagian mana yang tidak kondisi bagaimana? baik? Misal salah satu kanal5. Adakah penyalahgunaan? (getar- sistem stereo lebih lemah an, goncangan, panas, dll)6. Apakah kerusakkan terjadi secara dibanding yang lain. Ini akan tiba-tiba atau berangsur-angsur ? mempersempit masalah7. Apakah kerusakkan terjadi selama hingga menuju kesalah satu pengoperasian perlengkapan ?8. Apakah kerusakkan terlihat penguat kanal untuk diukur. mempengaruhi fungsi yang lain ? ● Pertanyaan kedua bertujuan9. Adakah keterangan-keterangan untuk memfokuskan kesa- tambahan ?10. Adakah orang yang telah menco- lahan. Pada contoh diatas, ba memperbaikinya ? kita menanyakan pada pemi- lik apakah dia telah mencoba mengatur volume, 63

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan pengatur loudness, tone control, ngaruhi bagian lainnya. Mi- atau balance. salnya, gangguan pada catu● Pertanyaan ketiga bertujuan un- daya (filter yang kurang baik) tuk mengetahui apakah kerusa- akan mempengaruhi bagian kan tersebut terjadi secara terus lain. menerus atau kadang-kadang ● Pertanyaan kesembilan akan saja, apakah tergantung penga- membantu kita untuk menen ruh luar. Apakah rusaknya total. tukan lokasi kerusakan, de-● Pertanyaan keempat, untuk me ngan menambahkan detail ngetahui dalam kondisi bagaima- dari alat tersebut misalnya na kerusakan itu muncul. Sering- cacat gambar pada TV ada kali kerusakan terjadi pada saat lah sejenis dengan operasi terjadi getaran, suhu tinggi, men- sebuah pembersih vakum dapat kejutan (terjatuh, terben- (vacum cleaner). tur) atau beberapa efek lainnya. ● Akhirnya, pertanyaan kese-● Pertanyaan kelima yaitu bantuan puluh adalah untuk mengatasi kita untuk mengetahui apakah kerusakan. kerusakan hanya tampak setelah Penggunaan teknik yang cocok jatuh, terkena getaran (saat diba- untuk masalah tertentu sangat wa dengan mobil), terkena suhu efisisen dalam proses trouble- terlalu tinggi dll. shooting. Ada beberapa teknik yang bisa digunakan :Gambar 2.34:Teliti Dahulu Sebelum Bekerja 9 Symptom-function : untuk● Pertanyaan keenam, membantu mengisolir kerusakan pada kita untuk menemukan apakah bagian tertentu. kerusakan tersebut disebabkan oleh usia atau kerusakan tiba- 9 Signal-tracing : untuk me- tiba. nemukan blok tertentu pe- nyebab kegagalan pemakai-● Pertanyaan ketujuh, untuk me- an. ngetahui apakah kerusakan ter- jadi pada saat alat / sistem ter- 9 Metoda tegangan dan sebut beroperasi atau mati. hambatan untuk mengisolasi kerusakan komponen atau● Pertanyaan kedelapan, Kadang- daerah rangkaian tertentu. kadang kerusakan pada salah satu fungsi juga dapat mempe- 9 Metoda Half-splitting: untuk rangkaian dengan blok-blok tersusun seri. 9 Metoda Pemutusan Lup: untuk sistem lup tertutup pa- da industri-industri. 9 Metoda substitusi: mencoba menyolderkan komponen yang sama pada bagian yang rusak. 64

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.4.3. Kapan dan Pada Gambar 2.36a, ditunjukkan se- Bagaimana jumlah masukan yang berbeda menu- ju satu keluaran (konvergensi). Con-Menggunakan tohnya: sistem HI-FI lengkap.Teknik Symptom- Tentu saja anda dapat mengisolasi kerusakan secara efektif, bila andaFunction. tahu masukan mana yang tidak me-Symptom-function (fungsi gejala) nunjukkan adanya gejala keluaran.sudah digunakan dalam kehidu- MASUKANpan sehari-hari.Contoh, saat kita menyalakan KELUARANlampu belajar dan tidak menyala MASUKAN(gejalanya) maka yang diperiksa(fungsinya) adalah:- Kabel powernya terhubung atau MASUKAN terputus,- Lampunya mati atau hidup,- jika masih tidak menyala mung- kin switchnya tidak bekerja de- Gambar 2.36a: Multi masukan-satu keluaranngan baik dan seterusnya.Dengan melihat gejala kerusa- MASUKAN KELUARANkannya, dapat diperkirakan jenis KELUARANdan letak kerusakan alat terse-but KELUARANDengan mengetahui prinsip kerja Gambar 2.36b: Satu masukan-multi keluaranalat dan berdasarkan pengama-tan kerja alat, memungkinkan Gambar 2.36b menunjukkan prinsipdiketahui kerusakannya, tanpa kerja alat dengan satu masukan danmenggunakan alat ukur dan tan- mempunyai beberapa keluaran yangpa melakukan pengukuran. berbeda (divergensi). Contohnya: TV berwarna. Disini anda juga dapat mengisolasi kerusakan secara efektif dengan me- ngamati keluaran mana yang bekerja dan tidak bekerja.Gambar 2.35:Mengamati GejalaKerusakan 65

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.4.4. Kapan dan Pada beberapa peralatan elektro- Bagaimana nik, pemberian sinyal dari luar ini Menggunakan Teknik tidak selalu diperlukan, terutama bila sinyal yang seharusnya adaSignal-Tracing. pada peralatan tersebut dapat de- ngan mudah diketahui. Metode iniGambar 2.37 menggambarkan prin- disebut dengan metode signal-sip dari sinyal-tracing pada suatu pe- tracing pasif. Misalnya: memerik-nguat sederhana.Generator sinyal sa sebuah catu daya sepertidengan hambatan dalam RG mem- Gambar 2.38 berikut ini:berikan sinyal input pada penguat,dan dapat dilihat apakah penguatakan menguatkan sinyal DC, audio,video atau IF. Amplitudo dari sinyalinput yang terukur pada Vi ketikadiukur pada impedansi input R1.Output dari penguat terukur oleh Voketika diukur pada beban resistor RL Walter, 1983, 27 Gambar 2.38: Metoda Signal Tracing Pasif Vi Sebuah Catu DayaWalter, 1983,26 ● Tegangan jala-jala diukur de- ngan voltmeter AC pada stopGambar 2.37: Sinyal-Tracing Sebuah kontak dinding, pada sekring, dan pada saklar. Bila ada tega-Penguat Sederhana ngan AC 220 V pada ujung pri- mer transformator, maka da-pat● Dengan membandingkan pem- dipastikan, bahwa plug, kabel, sekring dan saklar dalam kondi-bacaan Vi dan Vo, kita dapat me- si baik. Sinyal AC pada sekunder trafonentukan penguatannya. Metoda dapat diukur pada masing-ma- sing sisi (sekunder trafo adaini disebut juga Metoda Input- CT) terhadap ground. Bila ada tegangan pada sekunder trafoOutput / Metoda Output-Input. yang besarnya sesuai, maka dapat dipastikan bahwa trafo● Dengan merubah amplitudo ke- dalam keadaan baik. Selanjutnya, gunakan saklarluaran dari generator sinyal, kita ● meter pada skala DC. Ukur te-dapat melihat apakah penguat gangan pada C1 dan pada C2. bila tidak ada tegangan DC pa-linear didaerah sinyal input. da C1 maupun C2 berarti kapa- sitor tersebut terhubung sing-● Dengan variasi impedansi beban kat. Bila lilitan L terbuka, maka hanya ada tegangan DC padaRL, kita dapat melihat apakah pe- C1, tetapi tak ada pada C2.nguatan linear terhadap peruba-han beban.● Dengan merubah frekuensi ge-nerator sinyal, kita dapat menen- ●tukan respon frekuensi dari pe-nguat.Dengan pengaturan yang sederha-na ini, karakteristik yang penting daripenguat dapat diukur dengan sistemsignal-tracing, pada amplitudo danfrekuensi, dari input ke output pe-nguat. 66

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan Bila C1 dan C2 terbuka (putus), atau bila penyearah CR1 dan CR2 ter- buka, atau keduanya terhubung-singkat, maka tegangan DC yang ter- ukur tidak benar. Dalam kondisi seperti itu, perlu dilakukan penguk- ran resistansi untuk memastikan komponen yang rusak.● Cara kedua merupakan kebalikan dari cara pertama, yakni dimulai dari pengukuran tegangan DC pada kapasitor C2, dilanjutkan dengan pengukuran tegangan DC pada kapasitor C1 dst. Hasilnya sama saja karena pengukuran hanya menggunakan voltmeter saja.Contoh berikut ini sebuah radio FM yang blok diagramnya ditunjukkan pa-da Gambar 2.39 tidak bekerja. Pemeriksaan catu daya dan tegangan pa-da kondisi statis rangkaian telah dilakukan. Kerusakan ada di daerah an-tara antenna dan penguat audio. Pada metoda pasif, sinyal normal diang-gap telah ada atau diketahui. Akan tetapi, karena antenna dan tuning(yang dianggap dapat memberikan sinyal normal ke sistem) berada di da-lam sistem itu sendiri, maka harus diberikan sinyal dari luar sebagai si-nyal normal dan menggunakan speaker sebagai indikator sinyal. Cara inidisebut metoda signal-tracing aktif atau injeksi sinyal.RF Tuner IF Amp FM Audio Detektor Amp Sinyal Generator Walter, 1983, 28Gambar 2.39: Metode Signal-Tracing Aktif Radio FM Cara PertamaCara pertama:● Generator sinyal dihubungkan ke tuner RF, dan antena dilepas; gene- rator sinyal dan tuner diatur pada frekuensi yang sama. Bila tidak ter- dengar sesuatu apapun di loudspeaker, pindahkan generator sinyal pada titik A. ubah frekuensi sinyal generator pada frekuensi 10.7 MHz (Standar untuk radio FM). Bila sekarang terdengar suara (tone dari sinyal generator), ini berarti kerusakan ada pada bagian RF tuner.● Bila tidak terdengar sesuatu, pindahkan sinyal generator pada kelua- ran penguat tengah (IF amplifier), yakni pada titik B. Pada titik ini, am- plitudo sinyal generator harus dinaikkan untuk mengkompensasi pe- nguatan dari penguat tengah.● Di titik C, sinyal normal berupa sinyal audio. Karena itu, sinyal genera- tor yang dimasukkan melalui titik ini harus pada frekuensi audio.● Pada titik D sinyal generator seharusnya cukup kuat untuk mengge- rakkan loudspeaker. Loudspeaker dapat diuji dengan memeriksa te- gangan pada driver amplifier dan menguranginya sesaat dengan re- sistor yang sesuai antara tegangan dan ground. Hal ini harus meng- hasilkan suara klik pada loudspeaker. 67

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan RF IF Amp FM AudioTuner Detektor Amp Sinyal GeneratorWalter, 1983,29Gambar 2.40: Metode Signal- Tracing Aktif Radio FM Cara KeduaCara kedua:● Pemeriksaan dilakukan dari speaker menuju ke tuner. Untuk menen- tukan apakah mengguna-kan cara pertama atau kedua dapat dilaku- kan pemeriksaan awal. Misalnya, dengan menghubung-singkat masu- kan kepenguat audio dengan ground, dengan menggunakan obeng atau ujung klip. Hal ini harus menghasilkan bunyi klik pada loud- speaker, bila loudspeaker dan penguat audio bekerja dengan baik.● Bila tidak terdengar suara, maka cara kedua merupakan pilihan ter- baik, karena kerusakan pasti ada di antara loudspeaker dan penguat audio.● Bila terdengar bunyi klik, anda masih dapat meneruskan pemeriksaan dengan cara kedua mulai titik C, atau dengan cara pertama, karena keduanya mempunyai peluang kecepatan pemeriksaan yang sama. KESIMPULAN:Metoda signal-tracing memerlukan sinyal masukan pada daerah yangdicurigai dan dapat diukur keluarannya dengan teliti. Signal-tracing sela-lu memerlukan sedikitnya satu peralatan test dan pada umumnya dua.2.4.5. Metoda Tegangan dan Hambatan● Pada umumnya pengukuran tegangan dan resistansi dilakukan untuk memeriksa jaringan atau komponen yang dicurigai rusak. Pengukuran tegangan memerlukan peralatan dengan kondisi ON, sedangkan pengukuran resistansi dilakukan pada saat peralatan dalam kondisi OFF.● Biasanya diagram rangkaian dan lembar data menunjukkan tegangan yang diperlukan untuk kondisi operasi normal pada titik tes tertentu. Dengan melakukan pengukuran seperti itu, biasanya lokasi kerusakan pada jaringan dan komponen dapat diketahui.● Pengukuran resistansi merupakan satu metoda yang sangat berman- faat untuk memeriksa komponen elektronika. Suatu pengukuran resis- tansi sederhana dapat digunakan untuk meyakinkan kesinambungan pengawatan, pendekatan nilai yang benar dari transformator, induktor, lilitan sebagaimana pendekatan nilai pada kapasitor ukuran besar. 68

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan● Mayoritas resistor digunakan 2.4.6. Metoda Half-pada peralatan elektronik adalahtipe komposisi karbon dan mere- Splitting (Pemisa-ka cenderung untuk berubah ni- han Bagianlainya karena usia dan panas. Tengah)Ketika ini sering terjadi mungkin pengukuran tahanan resistor ● Metoda ini cocok digunakan atau komponen lain pada rang- untuk rangkaian dengan blok- kaian, harus meyakinkan de- blok yang seri (memanjang) ngan pemeriksaan pada gambar karena akan menjadi sangat rangkaian. Impedansi paralel ti- cepat saat mencari kerusakan- dak memberikan suatu pengu- nya. Misalnya: rangkaian gene- kuran yang salah, ketika suatu rator fungsi, pemancar / pene- resistor bertambah besar ham- rima radio dsb. batannya maupun terbuka, ten- tu relatif sederhana untuk me- ● Langkahnya: dimulai dari bagi- nentukan ini. an tengah sistem, dan berturut-Teknik Tegangan dan Hambatan turut pada setiap bagian tengahsering digunakan dimanapun sete- dari setengah bagian sistemlah teknik symptom-function menun- yang telah dipisah sampai dite-juk pada rangkaian atau komponen mukan kerusakannya.tertentu sebagai sumber kerusa-kan, atau ketika suatu teknik signal- Contohnya: rangkaian dengan blok-blok sbb:tracing telah melokalisir suatu keru- 123 4sakan dengan cara ini. KESIMPULAN: 5678 Metoda Tegangan dan Ham- batan digunakan untuk me- Gambar 2.42:8 Blok Sub Sistem Tersusun nunjukkan dengan tepat suatu Seri komponen atau kerusakan rangkaian dan pada umumnya - Cek keluaran blok 4, jika beker- memerlukan data perusahaan ja baik, berarti blok 1 sampai untuk nilai-nilai komponen dan dengan 4 tak ada masalah. tegangan. 123 44Gambar 2.41: Data Perusahaan 4 blok pertama tak masalah Jika tak bekerja, maka cek ke- luaran blok 2 (tengah-tengah blok 1 – 4), jika bagus berarti cek keluaran blok 3 dan bagus berarti blok 4 rusak. - Cek Keluaran blok 8, jika be- kerja baik, berarti blok 5 sam- pai dengan blok 8 tak ada ma- salah. 69

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan 55 66 77 88 -4 blok terakhir tak ada masalah Gambar 2.43: Kerusakan Radio Cocok Dengan Metoda Half-Splitting.Jika tak bekerja, maka cek kelu-aran blok 6 (tengah-tengah blok1 – 4), jika bagus berarti cek ke-luaran blok 7 dan bagus berartiblok 8 rusak.2.4.7. Metoda Pemutusan Lup● Sistem atau subsistem elektronik dengan umpan-balik sangat sulit di- lacak kerusakannya tanpa memutus lup. Tegangan DC yang sesuai atau sinyal harus diinjeksikan pada titik, tempat lup diputus.● Tegangan dan sinyal yang melalui rangkaian seharusnya dapat digu- nakan untuk memonitor kesalahan.● Tegangan atau sinyal yang diinjeksikan dapat diubah untuk melihat perubahan respon rangkaian dari keadaan normal.● Biasanya lup diputus pada titik tempat sinyal dengan daya kecil se- hingga dapat diinjeksikan dengan baik.Teknik ini dapat digunakan misalnya pada sebuah PLL (phase lock loop),seperti Gambar 2.44. PPeemmbbaaggi i Frferekkueennssi i OOssiillaatotor r Pepmembbaannddining g Filftileterr Lloololsos VVCCOORreeffeerreensni si Ffaassaa Bbaawwaahh Keluaran Pembanding Injeksi Tegangan DC Keluaran peFmabsaanding fasa injeksi tegavnagraianbDeCl variabelGambar 2.44: Contoh Pemutusan Lup.Catu daya dan keluaran osilator referensi seharusnya diperiksa dahulusebelum lup diputuskan. Dalam hal ini keluaran seharusnya tidak normalatau tidak stabil atau hilang, sehingga anda dapat memastikan, bahwaVCO tidak bagus. Selanjutnya dapat anda lakukan pemutusan lup padatitik yang sesuai.Jadi pemutusan lup disini belum tentu bagian umpan baliknya, tapi dicaridi daerah sinyal kecil yang mudah di suntik dengan peralatan yang ada. 70

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.4.8. Metoda Substitusi ● Bila komponen yang diganti mempunyai tipe khusus, mi-● Dalam metoda ini biasanya diper- salnya transformator, coil- lukan penyolderan atau pengganti deflection yoke, dan kompo- an komponen sebagai tahap akhir nen khusus lain, maka perlu dari proses pelacakan kerusakan. dicari komponen pengganti yang benar-benar sesuai● Ada dua tahap pokok dalam meto- (tak ada ekivalennya). da substitusi yang harus dilakukan, yakni gunakan komponen peng- 2.5. Analisa ganti yang benar dan hubungkan secara benar pada rangkaian. Problem Solving● Sebelum melakukan penggantian, Metoda yang telah diuraikan di atas sangat cocok untuk melo-disarankan untuk melakukan pe- kalisasi kerusakan yang bersi- fat spesifik, hubung-singkat,meriksaan dengan metoda lain, se- terputus atau kerusakan kom- ponen. Akan tetapi, bila andaperti yang telah diuraikan sebelum- menghadapi sistem elektronik yang kompleks atau kerusakannya, sehingga yakin komponen yang berulang, cara tersebut di atas belum cukup. Anda perlumana yang mengalami kerusakan. cara atau metoda yang lebih canggih / teliti lagi sbb:● Lakukan pengukuran tegangan Analisis kesalahanuntuk meyakinkan apakah tega- Analisis sinyal Analisis logikangan yang seharusnya ada me- Diagnosa rutinmang benar-benar ada. Diagnosa dengan program komputerPemeriksaan tegangan yang dila- Gambar 2.45:Rangkaian Makinkukan pada komponen gabungan Komplek Analisis Makin Rumit.resistor dan kapasitor, akan dapatmenunjukkan apakah keduanya rusak atau hanya salah satu saja.● Dalam praktek, biasanya anda sa-ngat sulit mencari pengganti kom-ponen berupa IC, transistor dandioda yang sama persis dengankomponen yang diganti. Untuk me-ngatasi hal ini, anda perlu mencaridata ekivalen tipe IC, transistor a-tau dioda pada buku petunjuk se-mikonduktor. 71

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanDua metode pertama dapat dipakai TIDAK TEREGULASI Q1 TEREGULASIuntuk semua tipe sistem; tiga meto- DC DCde terakhir itu terbatas untuk sistem R1 R2digital dan dapat dipakai khusus un- R3tuk macam-macam komputer digital. Q2 R42.5.1. Analisis Kegagalan D R5Metode analisis kegagalan diguna- Walter, 1983, 40kan ketika kegagalan berulang padasuatu rangkaian dan menekankan Gambar 2.47: Contoh Analisis Kesalahanpada penyebab kerusakan dari pa- pada Regulator DCda kerusakan komponen / perang-kat itu sendiri. ● Untuk transistor daya, kega-Tiga langkah pentingnya adalah: galan seringkali disebabkan oleh arus yang berlebih, dan Analisis cara kerja rangkaian panas yang bertambah. Melakukan pengukuran ● Arus berlebih, terjadi karena hubung singkat atau kelebihan Mempelajari data produk beban pada output DC regula- si. kombinasi dari R2 dan dio-Contoh yang paling sederhana ada- da D akan mengcut offkan Q2lah rangkaian dasar regulator DC dan juga Q1. sehingga tega-seperti ditunjukkan pada Gambar 2- ngan DC regulasi akan menuju20, yang terdiri dari sebuah transis- level bawah. Jadi arus lebihtor daya Q1 sebagai pengontrol a- karena kelebihan beban sa-rus DC. ngat kecil kemungkinannya.Q1 selalu mengalami kerusakan se-telah diganti dua kali. ● Melakukan pengukuran arusBagaimana harus menyelidiki dan melalui Q1, temperatur pen-bagaimana komponen tersebut se- dingin / Q1 , serta nilai resis-lalu rusak ? tansi setiap resistor. Secara cepat analisis akan dapat me- nunjukkan bahwa ripel tega- ngan AC yang ada pada DC mungkin merupakan salah sa- tu factor penyebab beban lebih Q1. Singkatnya, dalam meng- analisis kerusakan pada regu- lator DC seperti Gambar 2.47 tersebut harus dipertimbang- kan semua aspek rangkaian karakteristik Q1 dan Q2 untuk mencari penyebab kerusakan yang sering terjadi pada Q1.Gambar 2.46: Kebingungan Awal Bencana 72

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.5.2. Analisis Sinyal 2.5.3. Analisis Logika● Metoda analisis sinyal dapat mem- ● Analisis logika terbatas un- bantu dalam membuat analisis, bi- tuk rangkaian digital dan la sinyal yang anda amati dapat dapat menangani analisis memberikan petunjuk tentang loka- dari yang paling sederhana, si kerusakan. Metode ini biasanya pengujian bit-per-bit untuk memerlukan sebuah osiloskop me- Test-Word dan dengan mori, atau peralatan lain yang da- menggunakan peralatan pat menvisualisasikan sinyal. otomatis penganalisis logi- ka. Metoda ini mengguna-Gambar 2.48: Analisis Sinyal Tanpa Alat Bantu kan sinyal digital satu danAkan Membingungkan nol, untuk menentukan fungsi logika yang menga- lami kerusakan. Gambar 2.49 menunjukkan contoh apa yang dapat dilaku- kan dengan analisis logi- ka.Contohnya ditemui pada pengujian pe- a. 8-Bit Shift Registerrekam kaset video (VCR). Pada pesa-wat video rumah, mungkin akan sulit TEST WORD Amenentukan , bagian yang tidak benarkerjanya bila hasil rekaman tidak ber- Input 10101010warna.Kemungkinan penyebabnya adalah: P.In/P.Out 1 0 1 0 1 0 1 0● Transmisi dari studio yang rusak .● Alat perekam yang rusak sehingga S.In/P.Out 1 0 1 0 1 0 1 0 TEST WORD B TEST WORD C tidak dapat merekam gambar de- ngan sempurna. 01010101 11111111● Ataukah kerusakan terletak pada penerima TV kita. 01010100 11111110● Bila pesawat penerima TV bekerja dengan baik, maka dapat direkam 01010101 11111111 sinyal tes dari masukan video pe- rekam, dan menampilkannya ber- b. Output Paralel Dengan Input sama-sama dengan keluaran video perekam. Dapat dianalisa perbeda- Parallel Dan Seri. an sinyal masukan dan keluaran bila perekam itu sendiri bekerja de- Walter, 1983, 45 ngan baik. Sinyal tes terekam akan dapat memberikan petunjuk sebe- Gambar 2.49: Contoh Analisis Logika rapa jauh kerusakan VCR. Pada Shift Register. 73

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan● Register 8 bit (Gambar 2.49a) ini 2.5.4. Diagnosa Rutindata masukannya dapat dimasuk-kan secara seri maupun parallel. ● Diagnosa rutin adalah bagianKeluarannya selalu paralel. program tes-diri komputer● Gambar 2.49b menunjukkan test dan dapat dipanggil untukword masukan dan hasilnya. Test- membuat pemeriksaan seca-word tersebut dapat dimasukkan ra cepat pada bagian sistemsecara seri atau paralel. Pada test- komputer. Harus diketahuiword A LSB-nya nol, test-word A bagian atau peripheral yangtampak benar, baik dimasukkan harus dites agar dapat dipilihsecara seri maupun paralel. diagnosa rutin yang tepat.● Pada test-word B, yang mempu-nyai LSB 1, tampak ada kesalahanpada LSB keluarannya, bila datamasukan dimasukkan secara para-lel, tetapi akan benar bila data ma-sukan dimasukkan secara seri.● Test-word C yang semua terdiridari logic 1, tampak benar kelua-rannya, bila data masukan dima-sukkan secara seri, sedangkan biladata masukan dimasukkan secara Gambar 2.51: Tes-diri Komputerparalel, maka data keluarannyaakan tampak salah (lihat LSB-nya). ● Diagnosa rutin juga dapatMelalui analisis logika di atas, an- mengetahui bagian dasar darida dapat mengatakan secara u- sistem komputer yang mengamum, bahwa kerusakan terjadi pa- lami gangguan. Diagnosa ru-da rangkaian gerbang masukan tin hanya dapat dibuat padaparallel, di bagian LSB. Sebuah lo- sistem yang minimum mem-gika nol yang salah dapat terjadi punyai sebuah mikroprosesorbila data dimasukkan ke register 8- yang dapat diprogram. bit. Pada Bab 10 Gambar 10.1 me-● Jadi IC 8 bit register ini rusak bagi- nunjukkan blok diagram sebuahan LSB, kalau bagian LSB ini me- komputer yang terdiri dari unitrupakan IC sendiri mala dapat di- pengolah pusat (CPU), berupaganti bagian LSB saja. sebuah IC tersendiri dan sebuah port masukan / keluaran (I/O). Semua bagian yang terhubung dengan bus eksternal adalah pe- ripheral, sedangkan bus ekster- nal itu sendiri adalah berupa sa- luran parallel yang berasal dari I/O yang dihubungkan ke setiap peripheral. Bus ini membawa in-Gambar 2.50: Analisis Dengan Logika formasi dari CPU ke peripheral a- tau sebaliknya. 74

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanPada contoh kali ini akan dibahas kerusakan CD–ROM yang paling se-ring dijumpai, yaitu CD-ROM tak dapat membaca. Semua ini terlepas darimedia disk yang sedang digunakan, jadi disk dianggap bagus. MemangCD-ROM yang digunakan dalam jangka waktu yang lama akan menye-babkan pembacaan data tersendat-sendat, bahwa ini disebabkan sema-kin melemahnya kerja optic, yang mengakibatkan CD-ROM tersebut tidakdapat membaca disk dengan baik. Bila dimasukkan disk pada CD-ROM,CPU akan mengeluarkan pesan secara seri pada CD-ROM, yang padagilirannya akan memeriksa semua pengontrol CD-ROM. Dapat diperiksagangguan pada CD-ROM dengan membentuk diagnosa rutin pada CPU.CPU akan mengirim pesan–pesan pada CD-ROM untuk melakukanlangkah berikut : Apakah Optik Kalibrasi trimpot optik CD-ROM Ya untuk mempercepat Melemah ? putaran disk Tidak Tidak Periksa IC regulator, sekring pembatas arus dan Regulator bekerja ? komponen disekitar regulator Ya Buffer dan Tidak Cek IC pengontrol pengontrol dan buffer bekerja ? Ya Ya TidakBagus Motor disk Ganti motor disk CD-ROM bagus ? Gambar 2.52: Diagram Alir Tes-Diri CD-ROMCPU akan mencatatnya dan akan memberhentikan pemeriksaan pada ti-tik-titik tersebut, dan itu tak membutuhkan waktu yang lama. 75

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan 2.5.5. Diagnosa dengan Perlu diingat bahwa diag- nosa ini dapat digunakan Program Komputer bila sebagian besar elemen komputer berfungsi dengan● Program diagnosa komputer digu- baik. nakan untuk mengetest semua ba- gian komputer dan membantu me- nentukan hardware atau software yang rusak. Self-test program ini dapat digunakan hanya jika bebe- rapa bagian essential pada kom- puter seperti power supply, CPU, bus dan memories device (disc) yang memegang test program ber- operasi secara benar. Gambar 2.54:Elemen Komputer Masih BerfungsiGambar 2.53: Program Diagnosa Komputer ● CPU harus menerima catu daya yang sesuai, sistem● Semua komputer dilengkapi de- clock dan timingnya harus ngan sejumlah program. Beberapa bekerja serta bus harus ber- diantaranya diperlukan dalam sis- fungsi dengan baik. Bila sa- tem dan disebut dengan operating lah satu dari bagian pokok system. Beberapa diantara sistem tersebut tidak bekerja, ma- operasi berfungsi untuk pemelha- ka tidak mungkin program raan, seperti mereset register, diagnosa ini dapat diguna- membersihkan memori sementara, kan. dan melakukan track secara umum pada pengoperasian komputer. ● Dan bila ini yang terjadi, maka anda perlu mengguna● Sekarang ini banyak dijumpai pro- kan cara sederhana seperti gram komputer untuk mendiagno- dijelaskan pada bagian se- sa kerusakan, baik kerusakan pro- belumnya (6 cara pertama). gram software maupun kerusakan Disamping itu anda masih fisik komputer dan komponen, mi- selalu membutuhkan buku salnya program untuk memeriksa petunjuk melacak kerusa- IC TTL, transisitor, printer dan kan dari pabrik. lain-lain. Gambar 2.55: Keberhasilan Ada Ditangan Anda 76

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.6. Pengujian Vcc Komponen Aktif Vrc dropPengujian yang akan dilakukan disinisebagian besar adalah pengujian saat sada tegangan kerja (pada suatu rang-kaian), sehingga jika ada kerusakan Vcepada suatu rangkaian, tidak tergesa- Risesgesa melepas solderan suatu kompo- shortnen tapi bisa dilakukan pengukuranterlebih dahulu untuk meyakinkannya.2.6.1. Dioda. Daniel L. Metzger, 1981, 465● Tegangan maju dioda silicon, ger- Gambar 2.56(a): Hubung singkatmanium, Schottky, tunel, dan ze- antara basis ke emiterner harusnya tidak lebih dari 1,1V menyebabkan tegangan kolektor(dalam rangkaian). Tetapi bila lebih menjadi naik dan sama dengandari nilai tersebut menandai ada- VCC dan VRC turun ke nol, kecualinya dioda terbuka, yang harus di- jika transistor dibiaskan secaralepaskan, diuji, dan diganti. normal pada cut off.● Jika suatu dioda mengalirkan arus Vcctetapi drop tegangan dioda nol a-tau hanya beberapa milivolt, berarti Rcdioda hubung singkat. Pindahkan,uji, dan ganti.● Dioda penyearah yang hubungsingkat dapat merusak dioda lain ,kapasitor filter, dan trafo daya, ma- shortka harus dicek sebelum memberi-kan catu daya. VRE drop Daniel L. Metzger, 1981, 4652.6.2. Transistor● Transistor yang menunjukkan te-gangan maju basis-emitter lebihdari 1,1V (basis positif untuk NPN,basis negatif untuk PNP) mempu- Gambar 2.56(b): Jika beban ko-nyai junction base-emitter yang lektor mempunyai resistansiterbuka dan harus diganti. yang mendekati nol, arus turun● Transistor yang telah melewati ta- pada resistor emiter. Hubunghap pengetesan dapat diputuskan singkat antara B-E menyebab-bahwa transistor tersebut dalam kan VRE turun, kecuali jika tran-keadaaan baik. Cara pengetesan- sistor dibiaskan secara normalnya sbb: pada cut off. 77

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan VccShort VRC Gambar 2.56(c): Jika dua transistor diparalel, ke- drops dua-duanya harus dioff- kan untuk mengamati tu- Short runnya VRC.Daniel L. Metzger, 1981, 465 Small Signal Gambar 2.56(d): Jika tran- RB Vcc Vcc sistor dihentikan pemberian 1mA RC bias-nya dan VC = VCC, resis- tor ditambahkan dari VCC ke High power RB basis untuk mengonkan transistor . Hitung R untuk Vcc memastikan bahwa IB< 1 mA untuk sinyal yang kecil dan RB 100mA IB< 100 mA untuk transistor daya. Penambahan RB VCE menyebabkan VC turun. drops Vcc Daniel L. Metzger, 1981, 465 1. Rise Gambar 2.56(e): Jika basis diatur 2.Drop secara langsung oleh transistor, maka diperlukan meng-off-kan Q1 sebelum Q2 dapat diuji oleh meto- da ( a) atau ( d).Short Short 1 2 VccDaniel L. Metzger, 1981, 465Gambar 2.56(f): Pada rangkaian 100: 0.1PFtransistor aktif, sinyal kolektor 1 Vp-pterbalik dari sinyal basis walaupun distorsi. Jika penurunan te- Daniel L. Metzger, 1981, 465gangan kolektor ketika teganganbasis naik, dan sebaliknya, padadasarnya transistor berfungsi.Sedangkan pengetesan transistor tanpa bias dapat dilihat pada BAB 4 78

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.6.3. FET ● Tes beda phase dapat digu- nakan Gambar 2.56 (f) .● Kerusakan FET seringkali ditan- dai dengan adanya tegangan ● Junction FET dapat dites di- gate yang tidak normal. luar rangkaian dengan ohm Pentrigeran gate ditentukan dari meter antara gate dan source jaringan resistif yang sederhana (R kecil pada satu polaritas dan tegangan yang diharapkan dan R besar jika sebaliknya). dapat dihitung, karena untuk FET Dengan menghubung singkat yang baik memiliki IG = 0 (arus kan gate-source, resistansi pada gate = 0), seperti yang di- beberapa ratus ohm antara tunjukkan pada Gambar 2.57. drain-source, polaritas mana- Jangan lupa efek beban pada pun. meter. Deviasi yang besar dari VG yang diinginkan menunjukkan ● FET insulated-gate dapat di- arus gate mengalir. Jika FET periksa untuk substratesource tersebut merupakan FET insu- dan untuk resistansi gate- lated-gate, itu artinya FET terse- source. Resistansi drain- but rusak. Hal itu terjadi jika sam- source (gate dihubungkan ke bungan pada FET rusak, atau source) harus berkisar dari diberi trigger maju pada gate- beberapa ratus ohm untuk source. Periksa tegangan VGS jenis depletion dan tak hingga 0.6V. untuk jenis enhancement. +20 V 2.6.4. S C R 100: +18 V ● SCR yang ON harus menun-100: jukkan tegangan 0,1V hingga IG 1,5V antara anoda dan kato- danya atau ketika konduksiRin = 100: 15 V anoda-katoda positif. SCR dc rusak hubung singkat bila te- gangannya mendekati nol. VG = 18V 50: 6V 150: ● VGK seharusnya tidak pernah di atas +1,2V saat ada tega- VG 0f 15V-shorted gate ngan kerja. Jika terjadi, ber- arti gate rusak terbuka. Daniel L. Metzger, 1981, 468 ● Terjadinya hubung singkatGambar 2.57: Pengetesan FET antara gate-katoda menye- babkan SCR tetap ditrigger, melewatkan tegangan positif dari anoda-katoda seperti pa- da gambar 2.58. Jika tega- ngan positif tidak muncul saat diberi sinyal sinus antara ano- da dan katodanya, berarti be- ban terbuka atau SCR yang hubung singkat. 79

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan CRO me Kan sebentar colok pada a- nunjukkan noda (tanpa terlepas dari ½ gel. + anodanya) ke gate, maka penunjukan Ohmmeter akan Short kecil (beberapa puluh Ohm).Daniel L. Metzger, 1981, 468 2.6.5. U J TGambar 2.58: Pengetesan SCR ● Biasanya rusak karena te- gangan emiter tidak dapat● Dengan Ohmmeter seharusnya mencapai tingkat penembak- SCR menunjukkan hubungan se- an atau karena rangkaian perti sebuah dioda antara gate- pengisian memberi terlalu katoda (satu polaritas hambatan- banyak arus sehingga UJT nya kecil dan sebaliknya), dan menahannya. hambatan amat besar (terbuka) untuk kedua polaritas anoda-ka- ● Sebaiknya kaki emiter tidak toda. Lihat gambar 2.59. disolder dan ukur VC seperti yang ditunjukkan pada gam- bar 2.60. Jika tegangan ter- sebut tidak lebih dari 0,85VB2 periksa rangkaian pengisian dan C. Selanjutnya, hubung- kan milliameter dari C ke B1. Jika arus melebihi spesifikasi arus lembah UJT, maka rangkaian pengisian membe- ri banyak arus, sehingga UJT on. VccSelalu besar untuksemua polaritasOhmmeter Hubungan I dioda vGambar 2.59: Pengetesan SCR denganOhmmeterDengan Ohmmeter dapat juga di- Daniel L. Metzger, 1981, 468 osilatorlakukan sebagai berikut: polaritas+ Ohmmeter ke anoda SCR dan Gambar 2.60: Rangkaiansatunya lagi ke katoda menunjuk- sebagai pengetes UJT.kan harga besar sekali, kemudiandalam kondisi demikian hubung- 80

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan2.7. Pengecekan dan 470: 100.: 47.: 0.01PF 0.01PF Pengujian Rangkaian G2.7.1. Pengujian Daniel L. Metzger, 1981, 469 Kesinambungan Gambar 2.61: Alat Tester● Sejumlah masalah dapat diketahui Kesinambungan Dengan Audio dengan pemeriksaan jalur PCB me- miliki resistansi mendekati nol. A 1.: B 1.8.: C Ohmmeter dengan skala Rx1 dapat digunakan untuk ini. +5 V +4 V +2.2 V● Dengan alat penguji yang dapat di- + 200: dengar seperti gambar 2.61 mata dapat terus mengawasi rangkaian. 5V Gunakan penunjuk jarum untuk me- nembus lapisan oksida yang mem- - bentuk isolator, dan pastikan bahwa instrumen yang diuji sedang mati. 0V +1 V +2 VBerikut adalah beberapa kemungkinan F 1.: E 1.: Dtempat-tempat untuk kerusakkan ke-sinambungan : a. Rangkaian seri normal dan9Dua ujung kabel (konduktor atau ko- tegangan ke ground nektor yang patah). A 1.: B 1.8.: C9Kaki IC dan jalur rangkaian pada +2.5 V +2.5 V +5 V PCB menjadikan koneksi yang tidak 200: baik, terutama jika IC menggunakan + soket. +2.5 V9Dua ujung jalur yang panjang dan ti- 5V 1.: D pis pada PCB.9Kontak saklar atau relay yang di am - atau bergerak (kontak saklar yang bengkok, patah atau berkarat). 0 V +2.5 V2.7.2. Hubung Singkat dan F 1.: E Terbuka b. Rangkaian di hubung singkat menunjukkan tidak ada teganganGambar 2.61(a) sampai (c) menunjuk- yang melewati elemen yangkan distribusi tegangan pada rangkai- dihubung singkatan seri di bawah keadaan normal,kondisi hubung singkat, dan terbuka. A B C● Untuk mengetrace rangkaian seri +5 V +5 V +5 V yang hubung singkat atau terbuka, + 0 V +5 V dengan osiloskop atau voltmeter dari ED ground ke A, gerakkan ke B, C, D, 5V E, dan F. Tegangan yang menge- Break drop hingga menuju tegangan nol - diamati pada titik F. 0V F c. Rangkaian terbuka mendrop semua tegangan yang melewati rangkaian yang diputus 81

VoltPrinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanJika tidak ada drop tegangan melalui beberapa elemen hingga teganganyang masuk didrop, mungkin ada suatu retakan di rangkaian, antara Ddan E pada gambar 2.61(c).● Gambar 2.61.d: menunjukkan tegangan yang menghasilkan daya pa- da resistansi. Resistor yang ditemukan untuk mendissipasikan daya yang lebih, maka menjadi hubung singkat. Dissipasi resistor daya yang kurang dari ¼ nilai dayanya kemungkinan besar adalah rangkai- an yang terbuka. 500 200 100 50 20 10W 10 1W 5 1/4W 2 1 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k Resistansid. Grafik Untuk Menentukan Daya Resistor Secara Cepat.Jika satu atau lebih elemen memiliki te gangan yang kecil / nol , maka di-curigai hubung singkat, tapi tak berlaku untuk :9Elemen sekering, thermistor dan koil menunjukkan tegangan drop yang sangat kecil, karena mempunyai resistansi sangat rendah.9Resistor yang bernilai kecil akan me ngedrop tegangan yang kecil, tapi nilai pada range 100: biasanya diguna kan secara seri pada input dan output amplifier frekuensi tinggi untuk men cegah osilasi. Hal ini me- nunjukkan ti dak ada tegangan drop pada frekuensi sinyal dan dc. Resistor decoupling catu daya (gambar 2.62) pada range 100: hingga 1K: juga menunjukkan tidak adanya drop pada dc.Gambar 2.62: Rs Sebagai Resistor Decoupling Pada Catu Daya 82

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan9Resistor tertentu tidak ada tegangan di bawah kondisi sinyal tertentu tetapi menunjukkan tegangan di bawah kondisi yang lain. Misalnya: re- sistor emiter pada penguat daya komplementary-simetris (gambar 2.63) atau penguat pushpull kelas B tidak ada drop, tapi akan menge-drop pada tegangan satu volt atau lebih pada sinyal penuh.Gambar 2.63: Re Pada Penguat Komplementary-Simetris Schmitt trigger, one shot, dan flip-flop (gambar 2.64) akan menunjuk- kan tidak ada drop yang melewati resistor kolektor ketika drop hampir sebesar VCC melewati yang lainnya.Gambar 2.64: Rc Pada Flip-Flop 83

Prinsip Pelacakan Kerusakan / KegagalanRangkumanx Bagian pemeliharaan sangat diperlukan untuk: o Menjaga agar peralatan tetap dalam kondisi kerja yang baik o Menjaga kelangsungan suatu perusahaan o Ikut berperan mencapai keuntungan yang diharapkan oleh perusahaan.x Pemeliharaan harus direncanakan dengan baik, tapi juga harus ditunjang dengan ketrampilan sumber daya manusia dan kelengkapan peralatan.x Pengetahuan spesifikasi sangat penting untuk membuat dalam hal membuat suatu alat atau menjaga alat tersebut, sehingga dihasilkan suatu alat yang cukup handal dan kita bisa memeliharanya dengan baik serta benar.x Kalibrasi ulang suatu peralatan perlu dilakukan terhadap peralatan ukur, untuk mencegah kerusakan atau kesalahan ukur alat tersebut tadi, kalibrasi ulang dimaksudkan untuk menigkatkan keandalan juga.x Keandalan adalah kemampuan suatu item untuk melaksanakan suatu fungsi yang disyaratkan (tanpa kegagalan) di bawah kondisi yangditentukan dalam periode waktu tertentu.x Kegagalan adalah akhir kemampuan suatu item untuk melaksanakanfungsi yang disyaratkan.x Laju Kegagalan (FR) = Jumlah kegagalan (per jam) Jumlah jam komponenx MTTF (Mean Time To Failure) ini menunjukan lamanya pemakaian kom- ponen sampai dicapai kegagalan, MTTF ini untuk item yang tidak dapat direparasi.x MTTF = 1 / FR (jam)x MTBF (Mean Time Between Failure) menunjukan lamanya pemakaian suatu sistem dan biasanya untuk item yang dapat direparasi.x MTBF = 1 / FR total (jam)x Apabila berlaku kecepatan kegagalan yang konstan yaitu kegagalan- kegagalannya random, maka berlaku rumus: R = e-t/m atau R = e- t Dimana R = keandalan / reliabilitas, m = MTBF dan = FR total Ketidak reliabilitasannya Q = 1 - R = 1 - e-t/m.x Hukum Hasilkali Reliabilitas. Untuk unit-unit yang berada pada posisiseri, kegagalan dari satu bagian berarti kegagalan seluruh sistem. Rs = RX . Ry .......Rnx Redudancy : dipergunakan untuk memperbaiki reliabilitas sistem dengan menempatkan secara paralel. Rp = 1-Qp Dengan Qp adalah ketidak reliabilitasan sistem paralel 84

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan Qp = QA . QB ......... Qn Untuk hal yang khusus, dua buah unit paralel: Rp = RX + Ry - Rx . Ryx Faktor-faktor yang rnempenqaruhi Reliabilitas: Rancangan dan pengembangan: pemilihan komponen, derating, tata letak mekanik, tes prototipe. Produksi: ketrampilan, kerjasama dan pelatihan tenaga kerja, perlengkapan pruduksi, lingkungan kerja yang nyaman (ventilasi dan penerangan), peralatan tes otomatis . Penyimpanan dan pengiriman: pengepakan, penyimpanan dan cara pengiriman. Operasi: kondisi lingkungan yang cocok, cara pengoperasian yang benar.x Lingkungan yang mempengaruhi keandalan : temperatur, tekanan, kelembaban, oksidasi, getaran / kejutan, radiasi sinar, jamur dan insek.x Avaliability (keberadaan) = MTBF / (MTBF + MTTR)x Banyak metoda untuk melacak kerusakan dari yang paling sederhana sampai suatu sistem yang komplek, dan ini harus dipilih secara tepat sehingga kecepatan dan tingkat keberhasilannya tinggi.x Pengujian komponen aktif secara sederhana harus dapat kita lakukan, demikian juga untuk pengujian dan pengecekan terbuka atau hubung singkatnya suatu rangkaian. Soal latihan Bab 21. Apakah perbedaan perbedaan pemeliharaan dengan perbaikan? Beri contohnya!2. Sebutkan pentingnya pemeliharaan di suatu industri!3. Sebutkan pentingnya pemeliharaan disuatu tempat pelayanan umum!4. Sebutkan keuntungan pemeliharaan yang direncanakan, beri contoh nyata!5. Sebutkan langkah-langkah pemeliharaan yang terpogram!6. Apakah spesifikasi itu?7. Sebutkan pentingnya kita mengetahui spesifikasi suatu peralatan ukur bila kita sebagai: a. perusahaan. b. pembeli.8. Sebutkan pentingnya kita menetahui kalibrasi untuk suatu peralatan ukur dan beri contohnya!9. Apa yang dimaksud dengan kalibrasi ulang itu!10. Sebuah pesawat televise yang sedang beroperasi/bekeria, tiba-tiba suaranya hilang, tetapi gambar masih tampak normal. Setelah diperiksa ternyata IC pada bagian penguat audionya rusak. Termasuk jenis kegagalan apakah kejadian tersubut diatas dilihat dari: 85

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalan a. Tingkat Kegagalan. b. Sebab kegagalan. c. Waktu kegagalan11. Apa yang saudara ketahui tentang a. Keandalan b. Kegagalan catastrophic c. MTBF d. Random Failure Period12. Keandalan tiga buah unit peralatan masing-masing sbb: Ra = 0,75 ; Rb = 0,9 ; Rc = 0,85. Carilah keandalan total, bila masing-masing dihubungkan seperti gambar di bawah ini:13. Hitung MTBF suatu unit elektronika yang terdiri dari komponen- komponen sebagai berikut :14. Sebuah instrumen elektronik mempunyai laju kegagalan total (FR total) = 2.5 x 10-6 per jam. Hitung MTBF dan keandalannya bila dioperasikan 10.000 jam.15. Sebutkan macam-macam metoda mencari kerusakan yang anda ketahui!16. Jelaskan dengan singkat apa perbedaan metode aktif dan pasif signal tracing. Berikan masing-masing satu contoh!17. Sebutkan langkah-langkah praktis mencari kerusakan tanpa menggunakan alat ukur!18. Bila anda mempunyai alat pembagi frekuensi yang terdiri dari blok- blok frekuensi yang berurutan, metode apa saja yang paling sesuai 86

Prinsip Pelacakan Kerusakan / Kegagalanuntuk mencari kerusakannya bila alat ini mengalami gangguan ataukerusakan ?19. Suatu rangkaian sistem pengaturan kecepatan motor otomatismempunyai blok diagram sebagai berikut :Tegangan Penguatreferensi + dan - Kontrol motor UMPAN BALIK Tacho generator Bila terjadi kerusakan pada alat, misalnya alat tiba-tiba tidak bekerja, langkah apa yang paling tepat untuk mendeteksi kerusakan, sebelum langkah-langkah perbaikan ditempuh?20. Apa maksud pemeriksaan kondisi statis? Kapan hal ini harus dilaku- kan?21. Jelaskan kapan anda menggunakan metoda dibawah ini untuk men- cari kerusakan, dan apa syaratnya, sebutkan bila ada. a. Metoda membandingkan b. Metoda resistansi dan tegangan c. Metoda analisis kesalahan d. Metoda analisis logika e. Metoda diagnosa rutin Tugas KelompokCobalah buat beberapa kelompok dalam satu kelas (misal 5 anak perke-lompok) dan kerjakanlah bahan-bahan di bawah ini.1. Jika anda mendapati sebuah kapasitor elektrolit, tuliskan apa saja spesifikasi yang anda ketahui tentang kapasitor tersebut.2. Amatilah peralatan-peralatan elektronik disekitar anda, catatlah beberapa peralatan tersebut (minimum 5 buah). Menurut anda manakah yang lebih andal? Mengapa? Manakah pula peralatan yang memerlukan biaya perawatan lebih besar untuk memperoleh kualitas yang sama ?3. Carilah peralatan elektronik disekitar anda terutama yang tidak berfungsi dengan baik. Buatlah daftar untuk mengidentifikasi kerusakannya. Kemudian tulislah langkah apa saja yang akan anda lakukan untuk mencari kerusakan, alat apa saja yang anda perlukan. Konsultasikan dengan instruktur atau pembimbing praktikum. 87

Mengenali Kerusakan Komponen Elektronika 3. MENGENALI KERUSAKAN KOMPONEN ELEKTRONIKA3.1. PendahuluanJika anda memahami dengan baik tentang komponen dan keterbatasan-keterbatasannya ini adalah bagian yang penting dalam mencarikerusakan rangkaian elektronika. Misalnya: mengetahui bahwa padaumumnya sangat tidak mungkin sebuah resistor dari jenis manapunmempunyai kerusakan sambung singkat, sehingga bila ada kecurigaankerusakan sambung-singkat tak perlu lagi mencek resistor-resistor padarangkaian tersebut. Segi lain yang perlu diperhatikan, bahwa banyakkerusakan komponen disebabkan oleh kesalahan pemakaian (orangnya),diperkirakan 40% kerusakan karena salah pemakaian biasanya disebabkan saat mengoperasikan komponen diluar batas kemampuan komponen tersebut atau penanganan yang buruk pada komponen.3.2. Resistor Tetap Ada juga nilai dan toleransi re-Berbagai tipe resistor tetap sistor dicetak pada badan resis-meliputi : tor kadang-kadang dinyatakan SENYAWA langsung, misalnya 1,82k 1% KARBON (1820 ohm ± 1%) atau dalam FILM bentuk kode seperti 1821 F. KARBONRESISTOR OKSIDA LOGAM METAL GLASE GULUNGAN KAWATGambarnya dapat dilihat pada Gambar 3.1: Jenis-Jenis ResistorGambar 3.1.Jenis film-logam, Tetapoksida logam, atau cermet (me- Nilai diatas 100 ohm, ditunjuk-tal glase) banyak dipilih dalam kan tiga buah digit diikuti olehpemakaian, karena tipe-tipe itu digit ke empat yang menyata-mempunyai stabilitas yang baik, kan banyaknya nol yang meng-dalam penyimpanan maupun ikutinya. Untuk nilai-nilai diba-dalam kondisi beroperasi. wah 100 ohm huruf R menyata-Perhatikan bahwa resistor-resis- kan titik desimal dengan semuator yang toleransi 5, 10, atau digit signifikan. Sesudah kodetoleransi 20% diberi kode warna nilai, ditambahkan sebuah hurufdengan dua ban signifikan, dii- untuk menyatakan toleransi :kuti oleh sejumlah bannol (atau F = ±1%, G = ±2%, J = ±5%,pelipat desimal) dan ban tole- K = ±10%, M = ±20%ransi (lihat tabel 3.1). 88

Mengenali Kerusakan Komponen ElektronikaContohnya: 6804 M = 6.8 M ohm ± 20%R 33 M = 0.33 ohm ± 20% 2202 K = 22000 ohm ± 10%4701 F = 4700 ohm ± 1%Tabel 3.1: Signifikasi Angka-Angka Warna Umum Resistor Pengali Toleransi Singkatan Resistor Resistor Warna 1 MIL EIA EIA 10 3HITAM 102 resistor resistor MIL- EIACOKLAT 103 STD huruf alternatifMERAH 104 (±)% (±)% BlkORANGE 105 BLK Brn BKKUNING 106 20 BRN Red BRHIJAU 107 11 RED Orn R,RDBIRU 22 ORN Yel O,ORUNGU 10-1 YEL Grn YABU- 10-2 0,5 GRN Blu GN,GABU 0,25 BLU Vio BLPUTIH 0,1 VIO VEMAS 0,05 GraPERAK GY GY 55 Wht 10 10 WHT Gld WH,W (a) Sil SILPemasangan resistor dan perhi- 3.3 Kegagalan-tungannya adalah: Kegagalan pada Resistor Tetap• Dipasang seri: Setiap resistor ketika beroperasi a- R1 R2 kan mendisipasikan dayanya. Kena- Rs = R1 + R2 ikan temperatur yang disebabkan o- leh daya yang didisipasikan akan• Dipasang paralel: maksimum ditengah-tengah badan resistor, ini disebut “Hot spotR1 temperature”. Harus ditekankan disini, bahwa re- R2 sistor pada umumnya menunjukkan 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 kecepatan kegagalan yang rendah atau resistor itu sangat dapat dian-• Pada Hukum Ohm dan dalkan (reliable). pembagi tegangan: Kegagalan dan penyebab-penye- babnya terdapat dalam tabel 3.2.I R1 R2 VI = V / (R1 + R2)VR1 = R1.V / (R1 + R2) 89

Mengenali Kerusakan Komponen ElektronikaTabel 3.2: Kegagalan-Kegagalan Pada Resistor-Resistor TetapTipe Resistor Kegagalan Kemungkinan PenyebabKomposisi karbon Berubah membesar ● Perubahan karbon atau zat pengikat di bawah pengaruh panas, tegangan atau kelem- baban. ● Penyerapan udara lembab menyebabkan pembengkak- an, dan menjadikan pertikel- partikel karbon untuk memi- sahkan diri . Sirkit terputus ● Panas berlebih membakar tengah-tengah resistor. ● Tekanan-tekanan mekanik menyebabkan retak-retak pa- da resistor. ● Kap-kap ujungnya terlepas karena montase yang buruk pada papan. ● Kawat putus karena pem- bengkokan yang berulang- ulang.`Resistor-resistor Sirkit terputus ● Film terkelupas karena tem-film.(karbon, oksida peratur tinggi atau teganganlogam,film logam, tinggi.metal glase) ● Lapisan film tergores atau ter- kikis ketika di fabrikasi. ● Pada nilai-nilai resistansi yang tinggi (lebih besar 1 mega ohm) spiral resistan si- nyal harus tipis dan kare- nanya kegagalan sirkit terbu- ka lebih besar kemung- kinannya. ● Kontak-kontak ujungnya bu- ruk. Biasanya disebabkan o- leh tekanan mekanik karena montase yang jelek pada sirkit.Wire wound (resis- Sirkit terputus ● Keretakan kawat, terutamator kawat) bila digunakan kawat kecil , karena ketidakmurnian me- nyebabkan keretakan. ● Perkaratan kawat yang dise babkan oleh elektrolitis yang ditimbulkan oleh udara lem- bab yang terserap. ● Kegagalan sambungan-sam- bungan yang dilas. 90