Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Penyusunan Alat Peraga untuk Matakuliah Elektronika Daya

PENYUSUNAN ALAT PERAGA UNTUK MATAKULIAH ELEKTRONIKA
DAYA

oleh
Robby Wijaya Wiminto
NIM : 612006005

Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektronika
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga

Oktober 2012

INTISARI
Karena belum adanya alat peragaan praktikum mata kuliah Elektronika daya
yang dapat digunakan sebagai aplikasi mata kuliah Elektronika Daya di Fakultas
Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana, tugas akhir ini

bertujuan untuk membuat alat peraga untuk aplikasi mata kuliah Elektronika Daya.
Pedoman praktikum yang disusun terdiri atas enam topik peragaan, yaitu
Rangkaian Pemicu SCR dengan Menggunakan Rangkaian RC (Penyearah Setengah
Gelombang dan Penyearah Gelombang Penuh), Rangkaian Osilasi Pencuplik,
Pemicuan SCR dengan menggunakan UJT (Penyearah Setengah Gelombang dan
Gelombang Penuh), Rangkaian Pemicuan Digital, Pengendali Tegangan AC dengan
Menggunakan TRIAC dan DIAC, Penyearah Gelombang Penuh Fasa Tunggal, dan
topik untuk tugas tancang : Step-Down Chopper .
Peragaan praktikum yang dibuat bertujuan agar para praktikan dapat
memahami aplikasi-aplikasi dari mata kuliah Elektronika daya.

iii

ABSTRACT
Due to the lack of modeling tools practicum courses in Power Electronics that
can be uses as an application course Power Electronics in Fakultas Teknik
Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana, this thesis aims to
make props for applications subject Power Electronics.
Guidelines compiled practicum consists of six topic modeling, ie


RC

Triggering Circuit (Half Wave Rectifier and Full Wave Rectifier), Oscillation
Chopper Circuit, UJT Triggering of SCR (Half Wave Rectifier and Full Wave
Rectifier), Digital Firing Circuit, AC Voltage control by using TRIAC and DIAC,
Single Phase Full Wave Rectifier, and topic for design task : Step-Down Chopper .
Demonstration lab made intended for the practitioner to understand the
applications of Power Electronic courses.

iv

KATA PENGANTAR
Terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa karena dengan Rahmat dan
Karunia-Nya dalam memberikan semua yang terbaik kepada penulis, sehingga dapat
menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat kelulusan dari Fakultas Teknik Elektronika
dan Komputer UKSW.
Semua usaha yang penulis lakukan tentu tidak akan berarti tanpa doa,
bantuan, dorongan serta bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan
ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya.
Ayah dan Ibu yang tak pernah lelah memenuhi semua kebutuhan penulis

selama kuliah maupun selama skripsi, selalu setia membimbing dan mendoakan
penulis. Dan Boby Gunarso Wiminto (612005018), kakak penulis yang telah
membantu dalam pembuatan tugas akhir.
Bapak Budihardja Murtianta dan Bapak F. Dalu Setiadji atas kesabaran dan
telah meluangkan waktu dalam membimbing dan memberikan arahan pada
pengerjaan skripsi ini.
Seluruh tenaga pengajar FTEK UKSW yang telah memberikan bekal ilmu dan
bimbingan kepada penulis selama mengikuti perkuliahan di UKSW.
Mas Wicak, Mbak Tien, Mbak Rista, Mbak Nitri, Pak Bambang, Pak Harto,
Pak Harry, Pak Budi segenap laboran yang telah membantu selama kuliah dan
pengerjaan skripsi.
Johan, Teddy, Adi, Budi, Arief, Anthony, dan yang lain sebagai teman
penyemangat penyelesaian tugas akhir ini.
Dan teman-teman lain yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam skripsi
ini, oleh sebab itu kritik dan saran yang membangun dari para pembaca sangat
diharapkan. Semoga penulisan skripsi inidapat bermanfaat bagi kita semua.
Salatiga, 2012

Penulis

v

DAFTAR ISI

INTISARI.................................................................................................................. ..iii
ABSTRACT .............................................................................................................. ..iv
KATA PENGANTAR ................................................................................................ ...v
DAFTAR ISI ............................................................................................................. .vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ ..ix
BAB I.

PENDAHULUAN............................................................................. ...1
1.1.

Tujuan.................................................................................... ...1

1.2.

Latar Belakang ...................................................................... ...1


1.3.

Spesifikasi ............................................................................ ...4

1.4.

Sistematika Penulisan............................................................ ...5

BAB II.

DASAR TEORI ................................................................................ ...6

BAB III.

PERAGAAN ..................................................................................... .13
3.1.

Rangkaian Pemicu Thyristor dengan Menggunakan Rangkaian
RC


(Penyearah

Setengah

Gelombang

dan

Penyearah

Gelombang penuh). ............................................................... .13
3.1.1. Tujuan........................................................................ .13
3.1.2. Gambar Rangkaian dan Langkah Percobaan ............ .13
3.2.

Rangkaian Osilasi Pencuplik................................................. .14
3.2.1. Tujuan........................................................................ .14
3.2.2. Gambar Rangkaian dan Langkah Percobaan ............ .15

3.3.


Rangkaian Pemicu Thyristor dengan Menggunakan UJT..... .15
3.3.1. Tujuan........................................................................ .15
3.3.2. Gambar Rangkaian dan Langkah Percobaan ............ .16

3.4.

Rangkaian Pemicuan Digital ................................................. .17
3.4.1. Tujuan........................................................................ .17
3.4.2. Gambar Rangkaian dan Langkah Percobaan ............ .18

3.5.

Rangkaian Pengendali Tegangan AC dengan Menggunakan
vii

Kombinasi TRIAC-DIAC ..................................................... .18
3.5.1. Tujuan........................................................................ .18
3.5.2. Gambar Rangkaian dan Langkah Percobaan ............ .19
3.6.


Penyearah Kendali Gelombang Penuh Fasa Tunggal ........... .19
3.6.1. Tujuan........................................................................ .19
3.6.2. Gambar Rangkaian dan Langkah Percobaan ............ .20

3.7.

Tugas Rancang ...................................................................... .20

3.7.1. Tujuan.................................................................................... .20
BAB IV.

HASIL PERCOBAAN DAN ANALISIS ......................................... .21
4.1.

Rangkaian Pemicu Thyristor dengan Menggunakan Rangkaian
RC

(Penyearah


Setengah

Gelombang

dan

Penyearah

Gelombang penuh) ................................................................ .21
4.2.

Rangkaian Osilasi Pencuplik................................................. .30

4.3.

Rangkaian Pemicu Thyristor dengan Menggunakan UJT .... .34

4.4.

Rangkaian Pemicuan Digital ................................................. .47


4.5.

Rangkaian Pengendali Tegangan AC dengan Menggunakan
Kombinasi TRIAC-DIAC ..................................................... .50

BAB V.

4.6.

Penyearah Kendali Gelombang Penuh Fasa Tunggal ........... .55

4.7.

Tugas Rancang ...................................................................... .59

KESIMPULAN ................................................................................. .65

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ .68
LAMPIRAN ................................................................................................................69


viii

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.

Rangkaian Komutasi Alami.

Gambar 2.2.

Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh.

Gambar 2.3.

Rangkaian dasar UJT.

Gambar 2.4.

Rangkaian setara TRIAC dengan menggunakan Thyristor.

Gambar 2.5.

Rangkaian setara DIAC dengan menggunakan dioda.

Gambar 3.1.

Penyearah Setengah Gelombang dengan Pemicuan menggunakan

Rangkaian RC.
Gambar 3.2.

Penyearah Gelombang Penuh dengan Pemicuan menggunakan

Rangkaian RC.
Gambar 3.3.

Rangkaian Osilasi Pencuplik.

Gambar 3.4.

Rangkaian Pemicu Thyristor dengan Menggunakan UJT (Penyearah

Setengah Gelombang).
Gambar 3.5.

Rangkaian Pemicu Thyristor dengan Menggunakan UJT (Penyearah

Gelombang Penuh).
Gambar 3.6.

Rangkaian Pemicu Digital.

Gambar 3.7.

Rangkaian pengendali AC dengan mengombinasikan TRIAC-DIAC.

Gambar 3.8.

Rangkaian penyearah kendali gelombang penuh fasa tunggal.

Gambar 4.1.

Tegangan Keluaran Kondisi Potensiometer Minimum Penyearah

Setengah Gelombang (Topik 1).
Gambar 4.2.

Tegangan

Keluaran Kondisi

Potensiometer Tengah Penyearah

Setengah Gelombang (Topik 1).
Gambar 4.3.

Tegangan Keluaran Kondisi Potensiometer Maksimum Penyearah

Setengah Gelombang (Topik 1).
Gambar 4.4.

Tegangan Thyristor Kondisi Potensiometer Minimum Penyearah

Setengah Gelombang (Topik 1).
Gambar 4.5.

Tegangan Thyristor Kondisi Potensiometer Tengah

Setengah Gelombang (Topik 1).

ix

Penyearah

Gambar 4.6.

Tegangan Thyristor Kondisi Potensiometer Maksimum Penyearah

Setengah Gelombang (Topik 1).
Gambar 4.7.

Tegangan keluaran resistor beban dan tegangan thyristor yang

diharapkan (Topik 1).
Gambar 4.8.

Tegangan keluaran Kondisi Potensiometer Minimum Penyearah

Gelombang Penuh (Topik 1).
Gambar 4.9.

Tegangan

keluaran

Kondisi

Potensiometer Tengah

Penyearah

Gelombang Penuh (Topik 1).
Gambar 4.10. Tegangan keluaran Kondisi Potensiometer Maksimum Penyearah
Gelombang Penuh (Topik 1).
Gambar 4.11. Tegangan Thyristor Kondisi Potensiometer Minimum Penyearah
Gelombang Penuh (Topik 1).
Gambar 4.12. Tegangan Thyristor Kondisi Potensiometer Tengah

Penyearah

Gelombang Penuh (Topik 1).
Gambar 4.13. Tegangan Thyristor Kondisi Potensiometer Maksimum Penyearah
Gelombang Penuh (Topik 1).
Gambar 4.14. Tegangan keluaran resistor beban dan tegangan thyristor yang
diharapkan (Topik 1).
Gambar 4.15. Tegangan DC dan tegangan resistor beban yang diharapkan (Topik 2).
Gambar 4.16. Rangkaian Pembangkit Pulsa (Topik 2).
Gambar 4.17. Gelombang pulsa yang merupakan keluaran rangkaian gambar 4.13.
Gambar 4.18. Rangkaian Penghasil Gelombang Kotak (Topik 2).
Gambar 4.19. Gelombang keluaran pada resistor beban (Topik 2).
Gambar 4.20. Rangkaian Penghasil Pulsa (Topik 3).
Gambar 4.21. Tegangan V1g (Topik 3).
Gambar 4.22. Tegangan V2g (Topik 3).
Gambar 4.23. Tegangan VB1g (Topik 3).
Gambar 4.24. Rangkaian pemicuan thyristor (Topik 3).
Gambar 4.25. Tegangan keluaran resistor beban dan tegangan thyristor penyearah
x

gelombang penuh dan penyearah setengah gelombang yang diharpakan (Topik 3).
Gambar 4.26. Tegangan resistor beban saat potensiometer minimum (Topik 3).
Gambar 4.27. Tegangan resistor beban saat potensiometer ditengah-tengah (Topik 3).
Gambar 4.28. Tegangan resistor beban saat potensiometer maksimum (Topik 3).
Gambar 4.29. Tegangan thyristor saat potensiometer minimum (Topik 3).
Gambar 4.30. Tegangan thyristor saat potensiometer ditengah-tengah (Topik 3).
Gambar 4.31. Tegangan thyristor saat potensiometer maksimum (Topik 3).
Gambar 4.32. Tegangan resistor beban saat potensiometer minimum (Topik 3).
Gambar 4.33. Tegangan resistor beban saat potensiometer ditengah-tengah (Topik 3).
Gambar 4.34. Tegangan resistor beban saat potensiometer maksimum (Topik 3).
Gambar 4.35. Tegangan thyristor saat potensiometer minimum (Topik 3).
Gambar 4.36. Tegangan thyristor saat potensiometer ditengah-tengah (Topik 3).
Gambar 4.37. Tegangan thyristor saat potensiometer maksimum (Topik 3).
Gambar 4.38. Tegangan thyristor yang diharapkan (Topik 4).
Gambar 4.39. Rangkaian Timer . (Topik 4)
Gambar 4.40. Tegangan keluaran timer dengan frekuensi 200 Hz. (Topik 4)
Gambar 4.41. Tegangan SCR dengan frekuensi timer 200 Hz. (Topik 4)
Gambar 4.42. Tegangan keluaran timer dengan frekuensi 100 Hz. (Topik 4)
Gambar 4.43. Tegangan SCR dengan frekuensi timer 100 Hz. (Topik 4)
Gambar 4.44. Tegangan keluaran resistor beban dan tegangan TRIAC yang
diharapkan (Topik 5).
Gambar 4.45. Tegangan resistor beban saat potensiometer minimum (Topik 5).
Gambar 4.46. Tegangan resistor beban saat potensiometer ditengah-tengah (Topik 5).
Gambar 4.47. Tegangan resistor beban saat potensiometer maksimum (Topik 5).
Gambar 4.48. Tegangan TRIAC saat potensiometer minimum (Topik 5).
Gambar 4.49. Tegangan TRIAC saat potensiometer ditengah-tengah (Topik 5).
Gambar 4.50. Tegangan TRIAC saat potensiometer maksimum (Topik 5).
Gambar 4.51. Tegangan keluaran resistor beban yang diharapkan. (Topik 6)
Gambar 4.52. Tegangan kapasitor (Topik 6).
xi

Gambar 4.53. Tegangan resistor beban saat potensiometer minimum (Topik 6).
Gambar 4.54. Tegangan resistor beban saat potensiometer minimum (Topik 6).
Gambar 4.55. Tegangan resistor beban saat potensiometer ditengah-tengah (Topik 6).
Gambar 4.56. Tegangan resistor beban saat potensiometer maksimum (Topik 6).
Gambar 4.57. Rangkaian Step-Down Chopper .

xii