PLC Cara Mengkonversi Diagram Wiring ke Ledder Diagram

 
Diagram Ladder atau diagram tangga adalah skema khusus yang biasa digunakan untuk mendokumentasikan sistem logika kontrol di lingkungan industri. Disebut “tangga” karena mereka menyerupai tangga, dengan dua rel vertikal kanan – kiri (power supply) dan banyak “anak tangga” (garis horizontal) yang mewakili rangkaian kontrol.

Gambar di atas yang menampilkan bagaimana sebuah rangkaian listrik sederhana ditulis menggunakan diagram ladder. Gambar (a) sebelah kiri menunjukkan rangkaian untuk menyalakan atau mematikan sebuah motor listrik. Kita dapat menggambar ulang rangkaian pada gambar kiri ini dengan cara yang berbeda, yaitu menggunakan dua garis vertikal untuk mewakili rel daya input dan menambahkan kontak dan relay di antara mereka. Gambar (b) sebelah kanan menunjukkan hasilnya. Kedua sirkuit memiliki saklar seri dengan relay yang akan mengkatifkan motor saat saklar ditutup. Jika terdapat belasan atau puluhan rangkaian seperti ini, maka akan lebih jelas menggambarkan menyerupai tangga.Untuk menggambar ladder ada beberapa hal yang menjadi acuan dasar, di antaranya adalah sebagai berikut:
1.      Pada diagram ladder, garis vertikal sebelah kiri bisa kita analogikan sebagai sisi positif dari sumber tegangan, sedangkan garis vertikal sebelah kanan adalah sisi negative dari sumber tegangan. Arus listrik akan mengalir dari kiri ke kanan melalui rangkaian logika pada setiap baris.2.      Setiap baris mewakili satu rangkaian logika proses control.3.      Cara membaca diagram ini adalah dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah.4.      Saat PLC diaktifkan, proses scanning berkerja pada semua baris program sampai selesai. Dimulai dari kiri ke kanan baris paling atas, lalu turun ke baris di bawahnya kemudian dilanjutkan dari kiri ke kanan seterusnya hingga ujung kanan baris terbawah. Proses ini sering disebut dengan cycle dan waktu yang diperlukan untuk 1 kali proses adalah cycle time atau scan time.5.      Setiap baris umumnya harus dimulai dengan input dan diakhiri setidaknya oleh 1 buah output. Seperti yang sudah kita bahasa pada artikel – artikel sebelumnya, input yang akan memberi perintah pada PLC melalui kontak, sedangkan output memberi perintah/mengendalikan perangkat yang dihubungkan pada PLC.6.      Input dan output diidentifikasi berdasarkan alamatnya, setiap penamaan alamat tergantung dari produsen PLC. Alamat ini yang akan digunakan sebagai penyimpanan kondisi pada memori PLC.7.      Beberapa kontak dapat muncul lebih dari satu kali pada baris – baris berbeda, mereka akan aktif secara bersamaan jika memiliki alamat yang sama. Tetapi tidak demikian dengan output atau relay yang disebelah kiri. Mereka hanya boleh ditulis 1 kali.

KONTAK DAN RELAY PADA LADDER DIAGRAMKontak umumnya berfungsi sebagai penyambung atau pemutus arus listrik. Seperti halnya sakelar, Kontak memiliki 2 kondisi utama, yaitu NO (Normally Open) dan NC (Normally Closed). Kontak NO dalam kondisi belum diaktifkan dalam keadaan terbuka, sedang NC dalam keadaan tertutup. Dalam progam PLC dengan Ladder diagram, kontak sebagai penyambung atau pemutus logika program ke sisi sebelah kanannya.
Coil/Relay pada Ladder secara umum sama dengan relay fisik yang telah kita bahas pada komponen kendali industry. Dalam program PLC, relay umumnya disimbolkan dengan bentuk bulatan. Contoh kontak dan relay dalam diagram Ladder adalah sebagai berikut:

Gambar di atas adalah kontak dari Input dengan alamat 0.00 yang digunakan untuk mengendalikan relay 1.00 dan 1.01. Baris pertama adalah kontak NO sedangkan baris kedua adalah Kontak NC. Dalam kondisi Input belum diaktifkan, kontak NC sudah tersambung sehingga menyalakan relay 1.01. Saat Input diaktifkan, maka yang terjadi adalah :
Saat ini Relay 1.00 aktif karena Kontak 0.00 diaktifkan. Dari gambar dapat diketahui apabila relay dengan nama tertentu dikatifkan, maka semua kontak dengan nama yang sama akan aktif, dalam hal ini semua kontak pada relay 1.00 akan aktif.Rangkaian kontrol konvensional dan konversi ke PLC (wiring PLC)

Contoh rangkaian kontrol konvensional dan konversi ke PLC (wiring PLC) merupakan lanjutan seri belajar PLC. Langsung saja :Secara sederhana untuk merubah rangkaian konvensional ke plc memiliki konsep dasar sebagai berikut :Rangkaian sederhana :


Bila saklar ditekan maka lampu akan menyala karena ada arus akan mengalir ke beban.

Jika digambarkan dalam wiring plc akan menjadi sebagai berikut :
Dan apabila dirubah dalam bentuk ladder diagram PLC dapat dilihat sebagai berikut. Misalnya dalam plc omron.

    



    



Input switch dihubungkan pada PLC pada alamat 0.01 kondisi awal yaitu N0 (normally open) . Saat swith diaktifkan  maka akan menyebabkan input 0.01 berubah menjadi NC. Dan mengaktifkan coil relay internal plc yaitu alamat 200.00. Saat coil internal relay internal pada alamat 200.00 on maka akan mengkatifkan contactnya dari NO menjadi NC. Saat menjadi NC maka akan mengaktifkan coil pada alamat 100.00 yang dihubungkan langsung dengan lampu. Dan membuat lampu tersebut on atau menyala.Berikut contoh lainnya yaitu untuk mengontrol motor 3 phase :

Saat  Push Button (PB1) ditekan maka akan terjadi aliran arus dan mengakibatkan coil pada magnetic contactar (Mg) aktif dan membuat contact pada magnetic contactor (Mg) yang tadinya N0 berubah menjadi NC. Contact pada Mg diparalel dengan PB1 untuk self holding maksudnya saat PB1 dilepas maka arus akan tetap mengalir dari contact pada magnetic contactar(Mg) ke coil magnetic contact sehingga terus menerus on. Saat coil pada Mg on maka membuat contact Mg yang terhubung dengan motor 3 phase yang tadinya N0/tidak terhubung berubah menjadi NC dan menyebabkan motor 3 phase menyala.  Dan motor 3 phase akan terus on sampai coil pada Mg tidak aktif yaitu ketika Push Button 2 ditekan (yang kondisi awalnya NC atau terhubung menjadi NO atau tidak terhubung) sehingga memutuskan arus dari contac Mg yang diparalel dengan PB dengan coil Mg. Saat coil Mg tidak aktif maka contact yang terhubung dengan Motor 3 phase juga tidak aktif dan motor akan berhenti berputar.
Dari rangkaian diatas misalnya dimasukkan dalam wiring PLC akan menjadi sebagai berikut (misalnya PLC yang dipakai adalah PLC Omron CPM1A dengan sebelumnya menentukan input dan outputnya:
Inputnya : PB1 dan PB2Outputnya : 1 Mg (magnenic contactor)Keterangan :PB1 : Push Button 1 untuk start : addres 0.01PB2 : Push Button 2 untuk stop addres 0.02Outputnya : 1 Magnetic Contactor dengan address 100.00 yang contact-contactnya dihubungkan dengan motor 3 phaseDan apabila dirubah dalam bentuk ladder diagram PLC dapat dilihat sebagai berikut. Misalnya dalam plc omron CPM1A.






Saat PB1 ditekan maka output Mg on dan contact Mg juga on 







Saat PB1 ditekan output tetap on karena self holding (contact Mg diparelel dengan PB1 On)






Mg off saat PB2 ditekan sekali kemudian dilepas

Referensi :

https://www.musbikhin.com/contoh-rangkaian-kontrol-konvensional-dan-konversi-ke-plc-wiring-plc-seri-belajar-plc/

Read More

Pembahasan Uninterruptible Power Supply (UPS)

Uninterruptible Power Supply (UPS)

Pengertian UPS       Uninterrutible Power Supplies (UPS) yang juga dikenal dengan istilah “uninterruptible power source” adalah perangkat ektronik yang mampu menyediakan cadangan listrik sementara ketika arus listrik utama terputus. UPS mampu memberikan perlindungan hampir seketika saat terjadi pemutusan sumber listrik. Perangkat UPS ini dapat digunakan untuk melindungi segala jenis alat elektronik yang sensitif terhadap ketidakstabilan arus dan tegangan listrik.
     Penyimpangan daya seperti adanya gangguan listrik dapat menyebabkan dampak yang parah pada beban yang sensitif atau penting dalam sistem kelistrikan. Sistem Uninterruptible power supplies atau disingkat UPS dapat diandalkan dalam mengalirkan daya ke beban yang sensitif tanpa terputus dan memiliki kualitas daya yang tinggi sehingga dampak tersebut dapat dikurangi. Selama gangguan listrik terjadi, UPS menyediakan daya cadangan menjaga sistem peralatan listrik pada beban untuk tetap berjalan dalam waktu yang cukup lama, sehingga sistem peralatan listrik pada beban tersebut dapat dimatikan secara normal. Sistem UPS secara khusus diperlukan di tempat – tempat di mana energi listrik sering terjadi pemadaman (Adel Nasiri, 2011: 627).
Fungsi dan Cara Kerja UPS1. Dapat memberikan energi listrik sementara ketika terjadi kegagalan daya pada listrik utama.2. Memberikan kesempatan waktu yang cukup untuk segera menghidupkan genset sebagai pengganti listrik utama.3. Memberikan kesempatan waktu yang cukup untuk segera melakukan back up data dan mengamankan [[sistem operasi] (OS) dengan melakukan shutdown sesuai prosedur ketika listrik utama padam.4. Mengamankan sistem komputer dari gangguan-gangguan listrik yang dapat mengganggu sistem komputer baik berupa kerusakan software, data maupun kerusakan hardware.5. UPS secara otomatis dapat melakukan stabilisasi tegangan ketika terjadi perubahan tegangan pada input sehingga tegangan output yang digunakan oleh sistem komputer berupa tegangan Yang stabil.6. UPS dapat melakukan diagnosa dan management terhadap dirinya sendiri sehingga memudahkan pengguna untuk mengantisipasi jika akan terjadi gangguan terhadap sistem.7. User friendly dan mudah dalam installasi.8. User dapat melakukan kontrol UPS melalui jaringan LAN dengan menambahkan beberapa accessories yang diperlukan.9. Dapat diintegrasikan dengan jaringan internet.10. Notifikasi jika terjadi kegagalan dengan melakukan setting software UPS management
Blok Diagaram UPS dan Cara kerjanyaDalam UPS, sarana penyimpanan energi (Energy Storage), umumnya adalah baterai. Terdapat dua pengubah tegangan, yaitu penyearah (Rectifier) dan Inverter. Penyearah (Rectifier) merupakan pengubah tegangan masukan AC menjadi tegangan DC yang umumnya dapat menggunakan rangkaian catu daya DC. Catu daya DC tersebut bertugas mengisi energi listrik ke dalam baterai (Energy Storage). Sedangkan Inverter, memberikan fungsi menghasilkan tegangan keluaran berupa tegangan AC dari masukan sumber tegangan DC yang dihasilkan oleh baterai untuk penggunaan kebutuhan beban (Critical Load).
            Blok filter diperlukan jika beban merupakan motor induksi AC. Saat pemadaman listrik terjadi, energi listrik yang tersimpan dari baterai (Energy Storage) memberikan energi ke beban (Critical Load) secara terus menerus sampai energi dari baterai melemah. Tingkat lama penggunaan UPS dalam mensuplai energi ke beban tergantung dari ukuran kapasitas baterai yang digunakan.
Komponen – Komponen UPS1. Catu Daya DC (Rectifier)Sumber masukan catu daya DC memiliki tegangan yang relatif tinggi, digunakanlah sebuah transformator step-down dengan rasio lilitan yang sesuai untuk mengkonversi ke tegangan rendah. Keluaran AC darisisi sekunder transformator kemudian disearahkan dengan menggunakan dioda-dioda penyearah (rectifier), menghasilkan output DC yang masih kasar (DC berdenyut). Output ini kemudian dihaluskan dengan kapasitor yang dirangkai sedemikian rupa dan kemudian difilter sebelum disalurkan ke sebuah rangkaian yang akan mengatur/menstabilkan tegangan agar output ini tetap berada dalam keadaan yang relatif konstan dan teratur.
2. BateraiBaterai aki atau bisa disebut dengan aki adalah sebuah alat yang dapat menyimpan energi (umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia. Fungsi Aki adalah seebagai alat untuk menghimpun tenaga listrik (dipakai pada mesin mobil dsb), penghasil dan penyimpan daya listrik hasil reaksi kimia, dan peranti untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga kimiaatau sebaliknya.
Menurut Aslimeri (2008: 37) Baterai aki atau accumulator adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel  (dapat berbalikan) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah didalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia,pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah ( polaritas ) yang berlawanan didalam sel
2.1 Prinsip Kerja Baterai Secara Umuma. Proses discharge pada sel berlangsung menurut skema Gambar 2.10(a). Bila sel dihubungkan dengan beban, maka elektron mengalir dari anoda melalui beban ke katoda, kemudian ion-ion negatif mengalir ke anoda dan ion-ion positif mengalir ke katoda.b. Pada proses pengisian menurut skema Gambar 2.10(b), adalah bila sel dihubungkan dengan catu daya maka elektroda positif menjadi anoda dan elektroda negative menjadi katoda dan proses kimia yang terjadi adalah sebagai berikut :1. Aliran elektron menjadi terbalik, mengalir dari anoda melalui power suplai ke katoda.2. Ion-ion negatif mengalir dari katoda ke anoda.3. Ion-ion positif mengalir dari anoda ke katoda.Jadi reaksi kimia pada saat pengisian (charging) adalah kebalikan dari saat pengosongan (discharging) (Aslimeri.dkk, 2008: 37-38).
3. InverterInverter adalah rangkaian listrik yang digunakan untuk mengubah tegangan searah (DC) menjadi tegangan bolak-balik (AC) (A.E. Fitzgerald, 1985: 394). Inverter sebagai pengubah DC ke AC, pada umumnya output yang dikeluarkan berupa satu fasa dan tiga fasa. Terdapat dua jenis inverter. Jenis inverter yang inputnya adalah sumber tegangan DC dikenal sebagai inverter VSI (voltage-source inverters), sedangkan jenis inverter yang inputnya adalah sumber arus DC dikenal sebagai inverter CSI (currentsource inverters). Pada prakteknya, inverter yang lebih sering digunakan adalah VSI, sedangkan CSI penggunaannya terbatas pada kontrol motor AC dengan daya yang sangat besar (Attila Karpati, 2002: 200).
3.1 Prinsip Kerja InverterPrinsip kerja inverter secara sederhana dapat dijelaskan dengan menggunakan saklar mekanik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.13 dibawah ini.Bila kedudukan S1 dan S2 pada A, beban L mendapat tegangan positif, dan sebaliknya jika S1 dan S2 pada B, beban L mendapat tegangan positif dari arah yang berlainan. Dengan demikian jika pemindahan saklar S1 dan S2 secara bergantian akan menghasilkan tegangan bolak-balik, dengan amplitudo ditentukan oleh besarnya sumber, frekuensi ditentukan oleh perpindahan saklar.
Bentuk gelombang tegangan keluaran inverter ideal adalah sinusoidal. Namun dalam prakteknya bentuk gelombang keluaran inverter tidak sinusoidal dan mengandung harmonisa. Seiring dengan dinamika perkembangan teknologi dalam elektronika daya, sering dilakukan penelitian-penelitian untuk memperbaiki kualitas daya yang dihasilkan oleh inverter. Salah satunya adalah dengan menggunakan teknik pensaklaran dengan sinyal PWM (Pulse Width Modulation).
Macam – Macam UPS1. UPS Off-LinePada UPS Off-Line rectifier dan inverter berada dalam satu unit. Dalam keadaan gangguan, switch akan berpindah sehingga suplai daya dari suplai utama terblok. Akibatnya akan mengalir arus DC dari baterai menuju inverter.
Prinsip Kerja UPS Off-Line:- Pada saat UPS mendapat supply dari sumber listrik utama, output UPS langsung dari sumber listrik utama.- Pada saat sumber listrik utama mati atau diluar range yang telah ditentukan UPS bekerja dari inverter (Pengubah listrik DC dari Battere menjadi Listrik AC 220).- Perpindahan dari supply listrik ke supply batere tersebut terdapat waktu pindah (transfer time) +/- 2ms - 4ms yang dapat mengakibatkan komputer restart, hal ini jarang terjadi tetapi masih ada resiko komputer restart
Diagram Blok UPS Off-Line2. UPS On-LinePada UPS jenis ini terdapat 1 rectifier dan 1 inverter yang terpisah. Dalam keadaan gangguan, suplai daya ke rectifier akan diblok sehingga akan ada arus DC dari baterai ke inverter yang kemudian diubah menjadi AC.           Prinsip Kerja UPS On-line- UPS akan bekerja selalu dari inverter baik UPS bekerja dari sumber listrik utama maupun sumber listrik utama mati (UPS bekerja dari battere).
- Pada system online ini pada umumnya terdapat converter AC to DC sebagai pengganti batere pada saat UPS bekerja dari sumber listrik utama. Jadi perpindahan itu terjadi dari converter ke batere atau sebaliknya.- Inverternya tetap bekerja untuk mensupplay tegangan AC 220 pada output UPS. Sehingga tidak ada transfer time pada saat perpindahan dari sumber listik utama ke batere atau sebaliknya.
Diagram Blok UPS On-Line

REFERENSI:

https://www.academia.edu/27969265/Makalah_Uninterruptible_Power_Supply_UPS

http://doddyangryawan.blogspot.com/2010/09/uninteruptible-power-supply-ups.html

Read More

ALAT UKUR DAN PENGUKURAN

Pembahasan Lengkap Alat Ukur dan Pengukuran

Klasifikasi Alat Ukur Listrik

A. Klasifikasi Alat Ukur Listrik Berdasarkan Sistem Kerjanya

Berdasarkan sistem kerjanya alat ukur listrik dapat digolongkan menjadi tiga, yaitu alat ukur penunjuk (Indicating Instruments), alat ukur pencatat (Recording Instruments), dan alat ukur penjumlah (Integrating Instruments).

      1.Alat Ukur Penunjuk (Indicating Instruments)

           Alat ukur penunjuk adalah alat ukur yang langsung menunjukkan besaran yang diukur, biasanya menggunakan jarum penunjuk. Tetapi sekarang ada pula yang tidak menggunakan jarum penunjuk yaitu alat ukur digital. Banyak alat ukur yang termasuk kategori ini, misalnya Voltmeter, Amperemeter.

      2.Alat Ukur Pencatat (Recording Instruments)

            Alat Ukur Pencatat adalah alat ukur yang mencatat secara terus menerus besaran yang diukur selama periode waktu yang ditentukan. Pada alat ini terdapat pena dan gulungan kertas yang berputar. Pena tersebut akan bergerak sebanding dengan besaran listrik yang diukur sehingga perubahannya tercatat secara kontinyu. Sebagai contoh adalah recording voltmeter yang terdapat pada gardu induk yang mencatat fluktuasi tegangan yang terjadi.

    

     3.Alat Ukur Penjumlah (Integrating Instruments)

              Alat ukur penjumlah adalah alat ukur yang mengukur jumlah total energi listrik yang dikonsumsi oleh suatu rangkaian dalam periode waktu tertentu. Energi yang diukur ini sebenarnya merupakan perkalian antara daya aktif dengan waktu. Kilo Watt Hour meter (kWh meter) merupakan contoh dari alat ukur jenis ini.

B. Klasifikasi Alat Ukur Listrik Berdasarkan Prinsip Kerjanya

    Menurut prinsip kerja dan konstruksi dari pada alat ukur listrik dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

      1. Alat ukur kumparan putar magnet permanen (PMMC).

      2. Alat ukur besi putar.

      3. Alat ukur elektro dinamis.

      4. Alat ukur elektro statis.

      5. Alat ukur induksi.

      6. Alat ukur berdasarkan efek panas.

      1. Alat ukur kumparan putar

              Alat ukur kumparan putar adalah alat pengukur yang bekerja atas dasar adanya suatu kumparan listrik, yang ditempatkan pada medan magnet, yang berasal dari suatu magnet pemanen. Alat ukur jenis ini tidak terpengaruh magnet luar, karena telah memiliki medan magnet yang kuat terbuat dari logam alnico yang berbentuk U. Arus yang dialirkan melalui kumparan akan menyebabakan kumparan tersebut berputar. Alat ukur kumparan putar adalah alat ukur yang dipakai untuk arus searah.

                                                                                                                                                                                                               

Gambar. Prinsip Kerja Alat Ukur Kumparan Putar

                

                Alat ukur ini konstruksinya terdiri dari sebuah kumparan (coil) yang dapat bergerak atau berputar bebas yang ditempatkan dalam medan magnet permanen. Jarum penunjuk diletakkan pada kumparan putarnya. Konstruksi alat ukur kumparan putar terdiri dari permanen magnet, kumparan putar dengan inti besi bulat, jarum penunjuk terikat dengan poros dan inti besi putar, skala linear, dan pegas spiral rambut, serta pengatur posisi nol (Gambar 8.13). Torsi yang dihasilkan dari interaksi elektromagnetik sesuai persamaan :

                    Dari persamaan di atas, komponen B, A dan N adalah konstan, sehingga torsi berbanding lurus dengan arus mengalir ke kumparan putar. Data alat ukur kumparan putar dengan dimensi 31/2 in, arus 1 mA, simpangan skala penuh 100 derajat memiliki A : 1,72 cm2, B : 2.000 G(0,2 Wb/m2, N: 84 lilit, T : 2,92 × 10–6 Nm R kumparan putar: 88Ω, disipasi daya: 88 μW.

Untuk pengukuran listrik AC alat ukur kumparan putar ditambahkan komponen tambahan, yaitu diode bridge sebagai penyearah AC ke DC.

Gambar. Meter kumparan putar dengan diode penyearah

                      Tahanan seri RV untuk mendrop tegangan sehingga batas ukur dan skala pukuran sesuai. Sehingga tahanan total RT = RV + R. Multimeter menggunakan kumparan putar sebagai penggerak jarum penunjuknya.

2. Alat ukur besi putar

               Alat ukur dengan prinsip kerja besi putar atau disebut juga sistem elektromagnet adalah sesuatu alat ukur yang mempunyai kumparan tetap dan besi yang berputar. Konstruksi dari alat ukur ini terdiri dari kumparan tetap dan sepasang besi lunak mudah mengalami demagnetisasi, besi lunak tersebut ditempatkan dalam ruang antara kumparan tetap dimana besi lunak yang satu ditempatkan menempel dengan kumparan tetap sedang besi lunak yang lain berhubungan dengan sumbu as dari jarum penunjuk sehingga dapat berputar/bergerak bebas.

Gambar. Prinsip kerja besi putar

     Cara kerja :

                    Bila ada arus yang mengalir pada kumparan maka ruangan tersebut akan ada medan magnet yang mengakibatkan kedua besi lunak tersebut demagnetisasi dan bersifat sebagai magnet permanen. Pasangan besi lunak tersebut mempunyai sepasang kutub yang sama sehingga kutubkutub yang sejenis akan tolak menolak dan besarnya penyimpangan tergantung dari besarnya arus yang lewat pada kumparan.

      Alat ukur jenis besi putar mempunyai karakteristik sebagai berikut:

      - Dapat digunakan untuk pengukuran arus searah maupun bolak balik.

      - Mempunyai ketelitian yang rendah.

- Untuk mengukur arus yang sedang dan besar.

- Sederhana dan kuat dalam konstruksi

      3. Alat ukur elektrodinamik

        Konstruksi terdiri dari kumparan putar dan kumparan tetap, medan magnet dibangkitkan oleh kumparan tetap yang mempunyai bagian dua gulungan yang dipasang pararel satu sama lain sedang rangkaian elektrisnya dari kedua kumparan tersebut terhubung seri atau pararel.

Gambar Diatas. Prinsip kerja elektrodinamik

                  Alat ukur elektrode memiliki dua jenis belitan kawat, yaitu belitan kawat arus yang dipasang, dan belitan kawat tegangan sebagai kumparan putar terhubung dengan poros dan jarum penunjuk. Interaksi medan magnet belitan arus dan belitan tegangan menghasilkan sudut penyimpangan jarum penunjuk sebanding dengan daya yang dipakai beban:

       P = V · I · cos θ

      Alat ukur elektrodinamik memiliki karakterustik sebagai berikut:

- Dapat digunakan pada pengukuran arus listrik bolak-balik maupun searah

- Mempunyai ketelitian yang tinggi

- Pemakaian dayanya tinggi

- Biasa digunakan pada Wattmeter

4. Alat ukur elektrostatis

             Alat ukur ini bekerja atas dasar gaya elektrostatis sebagai akibat interaksi antara dua elektroda yang mempunyai beda potensial.

Gambar. Prinsip kerja elektrostatis

      Cara kerja :

                  Bila tegangan yang akan diukur ditempatkan diantara elektroda tetap dan elektroda berputar maka pada elektroda putar akan mendapatkan momen putar yang sebanding dengan V2 elektroda ini dibuat sedemikian sehingga didapatkan skala rata. Momen yang menyebabkan elektroda putar bergerak didapat dari medan elektrostatis yang terjadi diantara kedua keping elektroda yang berttindak sebagai kondensator. Alat ukur ini untuk mengukur tegangan yang tinggi.

      5. Alat ukur Induksi

              Alat ukur ini terdiri dari piringan logam yang dapat berputar pada porosnya dan dua buah kumparan tetap. Alat ukur induksi memiliki sistem perputaran sederhana dan kokoh. Disamping itu,mudah untuk dibuat sebagai alat ukur sengan sudut penunjukkan yang lebar.

Gambar Diatas. Prinsip kerja induksi.

Cara Kerja :

Bila kumparan induksi dilalui arus maka akan timbul medan magnet bolak-balik sehingga menimbulkan arus putar pada piringan logam dan akan membangkitkan pula medan magnet sehingga interkasi kedua medan magnet ini akan menimbulkan momen putar/gerak pada piringan logam.

 Alat ukur jenis induksi mempunyai karakteristik sebagai berikut:

- Mempunyai konstruksi yang sederhana dan kokoh

- Mudah dibuat dengan skala pembacaan yang lebar

- Tidak terlalu berpengaruh oleh medan magnet luar

- Menyerap daya yang besar

- Hanya dapat digunakan pada pengukuran arus bolak-balik

6. Alat ukur kawat panas

      Alat ukur kawat panas ini terdiri dari sebuah kawat lurus yang panjang yang terdiri dari campuran logam platina dan iridium, yang bekerja dengan memanfaatkan konsep pemuaian.

      Cara kerja :

                    Jika sepotong kawat logam dialiri arus listrik yang cukup besar, kawat tersebut akan menjadi panas, oleh sebab itu akan memuai (menjadi lebih panjang). Pemuaian tersebut digunakan untuk mengerakkan jarum petunjuk.             Pada gambar berikut terlihat sepotong kawat logam campuran dari logam platina dan iridium yang direntangkan pada A-B, pada waktu tidak ada arus (i = 0) jarum petunjuk tepat di angka 0.

                      Jika kita alirkan arus searah dari A ke B sehingga kawat A – B menjadi memuai dan lebih panjang, ternyata jarum tidak menunjuk 0, tetapi menyimpang kearah kanan. Hal ini disebabkan karena kawat A – B menjadi lebih panjang dan ditarik oleh pegas sehingga memutar poros jarum. Baik arus searah tersebut mengalir dari A – B maupun dari B ke A jarum tetap menyimpang kearah kanan.

C. Klasifikasi Alat Ukur Listrik Berdasarkan Sistem Pengukurannya

1. Alat Ukur Analog

Alat ukur listrik analog merupakan alat ukur generasi awal dan sampai saat ini masih digunakan. Bagiannya banyak komponen listrik dan mekanik yang saling berhubungan. Bagian listrik yang penting adalah, magnet permanen, tahanan meter, dan kumparan putar. Bagian mekanik meliputi jarum penunjuk, skala dan sekrup pengatur jarum penunjuk.

Gambar Diatas. Komponen alat ukur listrik analog

           Mekanik pengatur jarum penunjuk merupakan dudukan poros kumparan putar yang diatur kekencangannya (Gambar 3.9). Jika terlalu kencang jarum akan terhambat, jika terlalu kendor jarum akan mudah goncang. Pengaturan jarum penunjuk sekaligus untuk memposisikan jarum pada skala nol meter.

Gambar. Dudukan poros jarum penunjuk

Alat ukur analog memiliki komponen putar yang akan bereaksi begitu mendapat sinyal listrik. Cara bereaksi jarum penunjuk ada yang menyimpang dulu baru menunjukkan angka pengukuran. Atau jarum penunjuk bergerak ke angka penunjukan perlahan-lahan tanpa ada penyimpangan. Untuk itu digunakan peredam mekanik berupa pegas yang terpasang pada poros jarum atau bilah sebagai penahan gerakan jarum berupa bilah dalam ruang udara (Gambar3.10). Pada meter dengan kelas industri baik dari jenis kumparan putar maupun jenis besi putar seperti meter yang dipasang pada panel meter banyak dipakai peredam jenis pegas.

Gambar Diatas. Pola penyimpangan jarum meter analog

     Bentuk skala memanjang saat kini jarang ditemukan. Bentuk skala melingkar dan skala kuadran banyak dipakai untuk alat ukur voltmeter dan ampermeter pada panel meter.

    

Gambar. Jenis skala meter analog

2. Alat Ukur Digital

Alat ukur digital saat sekarang banyak dipakai dengan berbagai kelebihannya, murah, mudah dioperaikan, dan praktis. Multimeter digital mampu menampilkan beberapa pengukuran untuk arus miliamper, temperatur °C, tegangan milivolt, resistansi ohm, frekuensi Hz, daya listrik mW sampai kapasitansi nF.

 Gambar. Tampilan penunjukan digital

                Pada dasarnya data /informasi yang akan diukur bersifat analog. Blok diagram alat ukur digital terdiri komponen sensor, penguat sinyal analog, analog to digital converter, mikroprosesor, alat cetak, dan display digital (Gambar. Tampilan Penunjuk DIgital). Sensor mengubah besaran listrik dan non elektrik menjadi tegangan, karena tegangan masih dalam orde mV perlu diperkuat oleh penguat input.

      Sinyal input analog yang sudah diperkuat, dari sinyal analog diubah menjadi sinyal digital dengan (ADC) analog to digital akan diolah oleh perangkat PC atau mikroprosessor dengan program tertentu dan hasil pengolahan disimpan dalam sistem memori digital. Informasi digital ditampilkan dalam display atau dihubungkan dicetak dengan mesin cetak. Display digital akan menampilkan angka diskrit dari 0 sampai angka 9 ada tiga jenis, yaitu 7-segmen, 14-segmen dan dot matrik 5 x 7 (Gambar disamping). Sinyal digital terdiri atas 0 dan 1, ketika sinyal 0 tidak bertegangan atau OFF, ketika sinyal 1 bertegangan atau ON.

______________________________________

_________________________________

____________________________

____________________

____________

   Cara Kerja Multitester

Alat ukur multitester merupakan suatu alat yang didalam pengoperasian alat tersebut terdapat multi atau lebih dari satu besaran yang dapat diukur. Adapun besaran yang biasa terdapat dalam alat ukur multitester adalah Voltmeter, Ampermeter, Ohm meter, dan besaran lainya yang bisa diintegrasikan kedalam alat tersebut. Multitester memiliki dua jenis tampilan pembacaan, multitester Analog dan multitester Digital. Pada multitester analog display pembacaan menggunakan jarum sedangkan untuk multitester digital pada display pembacaan menggunakan angka yang langsung dapat dibaca.

Voltmeter memiliki dua jenis pengukuran, voltmeter untuk arus listrik searah dan voltmeter listrik arus bolak – balik. Prinsip dasar penggunaanya mudah dilakukan hanya saja yang perlu diperhatikan adalah penggunaan voltmeter untuk mengukur arus searah. Polaritas probe harus diperhatikan, pada probe warna merah mewakili kutub positif sedangkan probe warna hitam untuk kutub negatif.

 Adapun bagian – bagian multitester adalah sebagai berikut :

1.    Display berfungsi untuk menunjukan hasil pengukuran.

2.    Range Selector berfungsi untuk memilih jenis besaran yang akan diukur.

3. Probe berfungsi untuk menghantarkan nilai beban ke alat ukur.

Cara Kerja Wattmeter

                     Daya listrik diukur dengan menggunakan alat wattmeter. Ala ini adalah jenis elektrodynamik. Terdiri atas sepasang kumparan tetap, yang dikenal dengan sebutan kumparan arus, dan sebuah kumparan yang dapat bergerak disebut dengan kumparan potensial. Kumparan tetap dibuat oleh beberapa lilitan secara komparatif konduktor yang besar. Kumparan potensial terdiri atas banyak lilitan kawat. Lilitan ini dipasangkan pada sebuah shaft, dibawa didalam bearing, jadi dapat dililitkan diluar kumparan stasioneri. Kumparan yang dapat bergerak membawa sebuah jarum yang bergerak diatas skala pembacaan yang tepat. Pir kumparan spiral memegang jarum pada posisi nol. Kumparan arus (kumparan stasionary) pada wattmeter dihubungkan seri dengan sebuah rangkaian (beban), dan kumparan potensial (kumparan yang bergerak) dihubungkan lurus segaris. Pada saat garis arus mengalir melalui kumparan arus pada wattmeter, medan diatur mengelilingi kumparan.

                    Kekuatan medan ini proporsional pada garis arus dan didalam phasa yang bersamanya. Kumparan potensial wattmeter pada umumnya memiliki resistor dengan nilai resistansi yang tinggi dihubungkan secara seri. Hal ini bertujuan untuk membuat rangkaian kumparan potensial, arus adalah proporsional dan didalam phasa dengan tegangan jala – jala.

                  Gaya penggerak wattmeter berasal dari medan kumparan arus dan medan kumparan potensial. Gaya bereaksi di kumparan bergerak pada beberapa saat (tergantung pada putaran) proporsional mempunyai nilai saat itu juga pada arus jala – jala dan tegangan.

          Wattmeter terdiri atas dua rangkaian, salah satu akan menyebabkan kerusakan jika arus terlalu banyak melaluinya. Kenyataan ini akan diutamakan menekankan didalam permasalahan wattmeter, karena pembacaan alat tidak menyediakan informasi ke pengguna bahwa kumparan telah menjadi sangat panas. Jika sebuah ampermeter atau voltmeter kelebihan beban, pointer akan menunjukan melebihi batas atas dari skala.

                   Didalam wattmeter, kedua arus dan rangkaian potensial dapat membawa seperti sebuah kelebihan beban yang isolasinya terbakar, dan masih pointer mungkin hanya bagian dari skala. Hal ini dikarenakan posisi pointer tergantung pada factor daya rangkaian sebaik pada tegangan dan arus. Jadi, sebuah factor daya yang rendah pada rangkaian akan memberikan pembacaan yang sangat rendah pada wattmeter walaupun ketika arus dan rangkaian potensial diberikan batas keamanan maksimum. Nilai keamanan ini pada umumnya diberikan pada alat. Sebuah wattmeter selalu dengan jelas dinilai, tidak dalam watt tetapi dalam volt dan amper.

CARA PEMERIKSAAN

1. Pemeriksaan Tegangan Listrik Arus DC dan Arus AC

    a. Alat  : Digital Voltmeter DC / AC

    b. Langkah Kerja Voltmeter DC :      

      1) On-kan alat ukur.

      2) Arahkan selecto ke posisi Volt DC.

      3)Gunakan probe warna merah untuk memeriksa bagian rangkaian yang memiliki polaritas positif (+).

      4)Gunakan probe warna hitam untuk memeriksa bagian rangkaian yang memiliki polaritas negative (-).

      5) Jika polaritas terbalik maka pembacaan akan berharga negative (-).

      6) Baca hasil pengukuran dan catat.

      7) Untuk lebih jelas perhatikan pada gambar dibawah.

 Pada gambar diatas diberikan contoh pengukuran tegangan

           bateray 9 Volt DC.

   

    c. Langkah Kerja Voltmeter AC:

    1) On-kan alat ukur.

    2) Arahkan selector ke posisi Volt AC.

    3) Posisi probe tidak perlu memperhatikan kutub polaritas, boleh

        terbalik posisinya.

    4) Baca hasil pengukuran dan catat

    5) Untuk lebih jelas perhatikan pada gambar disamping.

Pada gambar diatas diberikan contoh pengukuran stop kontak tegangan listrik PLN sebesar 220 volt AC.

Pada multitester terdapat besaran Amper, pada besaran ini memungkinkan multitester dapat digunakan untuk melakukan pengukuran arus listrik pada beban. Ada dua jenis arus listrik yaitu arus listrik bolak – balik atau AC dan arus listrik searah atau DC. Ada dua metode yang digunakan pada pemeriksaan arus listrik. Metode pertama multitester digunakan sebagai jembatan sehingga arus listrik mengalir melalui satu rangkaian tertutup.

Arus yang mengalir pada beban  keluar masuk melalui perantara alat ukur tersebut. Pada metode kedua menggunakan clamp atau penjepit. Rangkaian listrik yang tertutup cukup dijepitkan clamp meter tersebut pada bagian yang akan diukur arus listriknya, biasanya pada kabel yang menuju beban.

Pada clamp meter pada alat penjepitnya merupakan trafo CT (Current Transformator). Trafo ini biasa digunakan sebagai pengukuran arus listrik pada panel – panel listrik. pembacaan dapat langsung dilakukan pada panel tanpa harus membawa alat ukur terpisah.

d.   Langkah Kerja Ampermeter DC:

Metoda Pertama Menggunakan Clamp Meter Amper Meter DC

1) On-kan alat ukur.

2) Arahkan posisi selector ke Ampermeter DC.

3) Kalungkan clam ke posisi kabel yang akan diukur arus listriknya.

4) Baca hasil pengukuran dan catat.

5) Untuk lebih jelas perhatikan pada gambar dibawah. Pada gambar dibawah diberikan contoh pengukuran arus listrik DC pada mesin DC.

Metoda Kedua Menggunakan Multitester Amper Meter DC

1)On-kan alat ukur.

2) Arahkan posisi selector ke Ampermeter DC.

3) Posisikan probe positif (+) ke beban.

4)Dari beban arahkan konektor atau kabel menuju sumber listrik pada kutub positif (+).

5) Pada sumber listrik negative (-) pasang probe negative (-).

6) Baca hasil pengukuran dan catat.

7)Untuk lebih jelas perhatikan pada gambar dibawah. Pada gambar diberikan contoh pengukuran arus listrik DC pada lampu pijar.

e.   Langkah Kerja Ampermeter AC

1)On-kan alat ukur.

2) Arahkan posisi selector ke Ampermeter AC.

3) Kalungkan clam ke posisi kabel yang akan diukur arus listriknya.

4) Baca hasil pengukuran dan catat.

5)Untuk lebih jelas perhatikan pada gambar dibawah. Pada gambar dibawah diberikan contoh pengukuran arus listrik AC pada mesin AC 3 fasa.

Contoh Penggunaan Tang Ampermeter AC

f. Langkah Kerja Wattmeter

1) Masukan kabel fasa input 380 Vac pada masing – masing fasa R, S, T diterminal wattmeter.

2) Hubungkan terminal fasa output 380 Vac menuju beban fasa R, S, T. Sebagai contoh beban yang digunakan adalah motor AC 3 fasa.

3) Untuk lebih jelasnya perhatikan ilustrasi pada gambar.

REFERENSI

UPS dan Solar Cell. 2019. Dasar Teori Pemahaman Alat Ukur dan Pengukuran [ONLINE] tersedia di: http://mrrobiansyah.blogspot.com/2019/06/alat-ukur-dan-pengukuran.html.

Read More