MENGENAL SOLAR CELL SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF

Umum.



Kebutuhan akan energi yang terus meningkat dan semakin menipisnya cadangan minyak bumi memaksa manusia untuk mencari sumber-sumber energi alternatif. Negara-negara maju juga telah bersaing dan berlomba membuat terobosan-terobosan baru untuk mencari dan menggali serta menciptakan teknologi baru yang dapat menggantikan minyak bumi sebagai sumber energi. Semakin menipisnya persediaan energi dan juga ketergantungan pada salah satu jenis energi dimana hingga saat ini pemakaian bahan bakar minyak sangat besar sekali dan hampir semua sektor kehidupan menggunakan bahan bakar ini, sementara itu bahan bakar minyak merupakan komoditi ekspor yang dominan untuk pendapatan negara.



Dalam upaya pencarian sumber energi baru sebaiknya memenuhi syarat yaitu menghasilkan jumlah energi yang cukup besar, biaya ekonomis dan tidak berdampak negatif terhadap lingkungan. Oleh karena itu pencarian tersebut diarahkan pada pemanfaatan energi matahari baik secara langsung maupun tidak langsung dengan menggunakan panel sel surya yang dapat merubah energi matahari menjadi energi listrik yang dinamakan solar cell.



Solar cell merupakan suatu panel yang terdiri dari beberapa sel dan beragam jenis. Penggunaan solar cell ini telah banyak di gunakan di negara-negara berkembang dan negara maju dimana pemanfaatannya tidak hanya pada lingkup kecil tetapi sudah banyak digunakan untuk keperluan industri sehingga energi matahari dapat dijadikan sebagai sumber energi alternatif.



Energi matahari mempunyai banyak keuntungan dibandingkan dengan energi lain. Keuntungan yang dapat diperoleh adalah jumlahnya cukup besar, kontinyu, tidak menimbulkan polusi, terdapat dimana-mana dan tidak mengeluarkan biaya.




Klasifikasi Energi Matahari.

Solar Energy Panel dari NASA National Aeronautic and Space Administration) tahun 1997 mengklasifikasikan penggunaan energi matahari ke dalam dua sistem koleksi yaitu sistem koleksi alamiah dan sistem koleksi teknologi. Dari pengklasifikasian diatas untuk koleksi alamiah yaitu air, angin, bahan bakar organik dan perbedaan temperatur lautan sedangkan untuk koleksi teknologi terdapat dua aplikasi utama dari energi matahari yaitu produksi listrik (fotovoltaik) dan produksi panas thermal.

Fotovoltaik digunakan untuk mengkonversikan intensitas radiasi matahari menjadi energi listrik. Energi panas dihasilkan juga dari radiasi matahari dan dapat dikumpulkan atau dipusatkan dengan pengumpul (kolektor). Energi panas ini biasanya digunakan untuk kolektor matahari, pompa-pompa pemanas dan lain-lain.



Radiasi Surya.

Intensitas radiasi matahari akan berkurang oleh penyerapan dan pemantulan oleh atmosfer saat sebelum mencapai permukaan bumi. Ozon di atmosfer menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek ( ultraviolet ) sedangkan karbondioksida dan uap air menyerap sebagian radiasi dengan panjang gelombang yang lebih panjang ( infra merah ). Selain pengurangan radiasi bumi langsung ( sorotan ) oleh penyerapan tersebut, masih ada radiasi yang dipancarkan oleh molekul-molekul gas, debu dan uap air dalam atmosfer.



Ada tiga macam cara radiasi matahari/surya sampai ke permukaan bumi yaitu :

a. Radiasi langsung ( Beam / Direct Radiation ).

Adalah radiasi yang mencapai bumi tanpa perubahan arah atau radiasi yang diterima oleh bumi dalam arah sejajar sinar datang.



b. Radiasi hambur ( Diffuse Radiation ).

Adalah radiasi yang mengalami perubahan akibat pemantulan dan penghamburan.



c. Radiasi total ( Global Radiation ). Adalah penjumlahan radiasi langsung dan radiasi hambur.

Misalnya data untuk suatu permukaan miring yang menghadap tanah tertutup salju serta menerima komponen radiasi karena pemantulan harus dirinci dulu kondisi

saljunya yaitu sifat pantulannya ( Reflektansi ). Karena itu radiasi total pada suatu permukaan bidang miring biasanya dihitung.





Sel Surya.



Sel surya terbuat dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan negatif. Tiap sel surya biasanya menghasilkan tegangan 0,5 volt. Sel surya merupakan elemen aktif ( Semikonduktor ) yang memanfaatkan efek fotovoltaik untuk merubah energi surya menjadi energi listrik.



Pada sel surya terdapat sambungan ( junction ) antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing-masing diketahui sebagai semikonduktor jenis “P” ( positif ) dan semikonduktor jenis “N” ( negatif ).

Semikonduktor jenis-N dibuat dari kristal silikon dan terdapat juga sejumlah material lain ( umumnya posfor ) dalam batasan bahwa material tersebut dapat memberikan suatu kelebihan elektron bebas.



Elektron adalah partikel sub atom yang bermuatan negatif, sehingga silikon paduan dalam hal ini disebut sebagai semikonduktor jenis-N ( Negatif ). Semikonduktor jenis-P juga terbuat dari kristal silikon yang didalamnya terdapat sejumlah kecil materi lain ( umumnya boron ) yang mana menyebabkan material tersebut kekurangan satu elektron bebas. Kekurangan atau hilangnya elektron ini disebut lubang ( hole ). Karena tidak ada atau kurangnya elektron yang bermuatan listrik negatif maka silikon paduan dalam hal ini sebagai semikonduktor jenis-P ( Positif ).





Prinsip Kerja Sel Surya.

Susunan sebuah solar cell, sama dengan sebuah dioda, terdiri dari dua lapisan yang dinamakan PN juction. PN junction itu diperoleh dengan jalan menodai sebatang bahan semikonduktor silikon murni ( valensinya 4 ) dengan impuriti yang bervalensi 3 pada bagian sebelah kiri, dan yang di sebelah kanan dinodai dengan impuriti bervalensi 5.

Sehingga pada bagian kiri terbentuk silikon yang tidak murni lagi dan dinamakan silikon jenis P, sedangkan yang sebelah kanan dinamakan silikon jenis N. Di dalam silikon murni terdapat dua macam pembawa muatan listrik yang seimbang. Pembawa muatan listrik yang positip dinamakan hole, sedangkan yang negatip dinamakan elektron. Setelah dilakukan proses penodaan itu, di dalam silikon jenis P terbentuk hole ( pembawa muatan listrik positip ) dalam jumlah yang sangat besar dibandingkan dengan elektronnya. Oleh karena itu di dalam silikon jenis P hole merupakan pembawa muatan mayoritas, sedangkan elektron merupakan pembawa muatan minoritas. Sebaliknya, di dalam silikon jenis N terbentuk elektron dalam jumlah yang sangat besar sehingga disebut pembawa muatan mayoritas, dan hole disebut pembawa muatan minoritas.



Di dalam batang silikon itu terjadi pertemuan antara bagian P dan bagian N. Oleh karena itu dinamakan PN junction. Bila sekarang, bagian P dihubungkan dengan kutub positip dari sebuah batere, sedangkan kutub negatipnya dihubungkan dengan bagian N, maka terjadi hubungan yang dinamakan "forward bias".

Dalam keadaan forward bias, di dalam rangkaian itu timbul arus listrik yang disebabkan oleh kedua macam pembawa muatan. Jadi arus listrik yang mengalir di dalam PN junction disebabkan oleh gerakan hole dan gerakan elektron. Arus listrik itu mengalir searah dengan gerakan hole, tapi berlawanan arah dengan gerakan elektron. Sekedar untuk lebih menjelaskan, elektron yang bergerak di dalam bahan konduktor dapat menimbulkan energi listrik. Dan energi listrik inilah yang disebut sebagai arus listrik yang mengalir berlawanan arah dengan gerakan elektron.
Tapi, bila bagian P dihubungkan dengan kutup negatip dari batere dan bagian N dihubungkan dengan kutub positipnya, maka sekarang terbentuk hubungan yang dinamakan "reverse bias". Dengan keadaan seperti ini, maka hole ( pembawa muatan positip ) dapat tersambung langsung ke kutub positip, sedangkan elektron juga langsung ke kutub positip. Jadi, jelas di dalam PN junction tidak ada gerakan pembawa muatan mayoritas baik yang hole maupun yang elektron. Sedangkan pembawa muatan minoritas (elektron) di dalam bagian P bergerak berusaha untuk mencapai kutub positip batere. Demikian pula pembawa muatan minoritas ( hole ) di dalam bagian N juga bergerak berusaha mencapai kutub negatip. Karena itu, dalam keadaan reverse bias, di dalam PN junction ada juga arus yang timbul meskipun dalam jumlah yang sangat kecil ( mikro ampere ). Arus ini sering disebut dengan reverse saturation current atau leakage current ( arus bocor ).

Ada yang menarik dalam keadaan reverse bias itu. Bila suhu PN juction tsb dinaikkan ternyata dapat memperbesar arus bocor yang timbul itu. Berarti bila diberi energi (panas), pembawa muatan minoritas di dalam PN junction bertambah banyak. Karena cahaya itu merupakan salah satu bentuk energi, maka bila ada cahaya yang menimpa suatu PN junction dapat juga menghasilkan energi yang cukup untuk menghasilkan pembawa muatan. Gejala seperti ini dinamakan fotokonduktif. Berdasarkan gejala fotokonduktif itu maka dibuat komponen elektronik fotodioda dari PN junction itu.
Dalam keadaan reverse bias, dengan memperbesar intensitas cahaya yang menimpa fotodioda dapat meningkatkan aras arus bocornya. Arus bocor dapat juga diperbesar dengan memperbesar tegangan batere (tegangan reverse), tapi penambahan arus bocornya itu tidak signifikan. Bila batere dalam rangkaian reverse bias itu dilepas dan diganti dengan beban tahanan, maka pemberian cahaya itu dapat menimbulkan pembawa muatan baik hole maupun elektron. Jika iluminasi cahaya itu ditingkatkan, ternyata arus yang timbul semakin besar. Gejala seperti ini dinamakan photovoltaic. Cahaya dapat memberikan energi yang cukup besar untuk memperbesar jumlah hole pada bagian P dan jumlah elektron pada bagian N. Berdasarkan gejala photovoltaic ini maka dapat diciptakan komponen elektronik photovoltaic cell. Karena biasanya matahari sebagai sumber cahaya, maka photovoltaic cell sering juga disebut solar cell (sel surya) atau solar energy converter.

Jadi sel surya itu pada dasarnya sebuah foto dioda yang besar dan dirancang dengan mengacu pada gejala photovoltaic sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan daya yang sebesar mungkin. Silikon jenis P merupakan lapisan permukaan yang dibuat sangat tipis supaya cahaya matahari dapat menembus langsung mencapai junction. Bagian P ini diberi lapisan nikel yang berbentuk cincin, sebagai terminal keluaran positip. Di bawah bagian P terdapat bagian jenis N yang dilapisi dengan nikel juga sebagai terminal keluaran negatip.



Untuk mendapatkan daya yang cukup besar diperlukan banyak sel surya. Biasanya sel-sel surya itu sudah disusun sehingga berbentuk panel, dan dinamakan panel photovoltaic (PV). PV sebagai sumber daya listrik pertama kali digunakan di satelit. Kemudian dipikirkan pula PV sebagai sumber energi untuk mobil, sehingga ada mobil listrik surya. Sekarang, di luar negeri, PV sudah mulai digunakan sebagai atap atau dinding rumah. Bahkan Sanyo sudah membuat PV yang semi transparan sehingga dapat digunakan sebagai pengganti kaca jendela. Sel surya di Indonesia sudah mulai banyak dimanfaatkan, terutama sebagai energi penerangan di malam hari. Juga sudah dilakukan uji coba untuk membuat mobil tenaga surya. Sekarang, pemerintah sedang memikirkan untuk mengembangkan pemanfaatan sel surya ke daerah-daerah transmigrasi.



Daya Dan Efisiensi.

Sebelum mengetahui daya sesaat yang dihasilkan kita harus mengetahui energi yang diterima, dimana energi tersebut adalah perkalian intensitas radiasi yang diterima dengan luasan dengan persamaan :

E = Ir x A

dimana :

Ir = Intensitas radiasi matahari ( W/m2)

A = Luas permukaan (m2)



Sedangkan untuk besarnya daya sesaat yaitu perkalian tegangan dan arus yang dihasilkan oleh sel fotovoltaik dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

P = V x I

dimana :

P = Daya (Watt),

V = Beda potensial (Volt)

I = Arus (Ampere)



Radiasi surya yang mengenai sel fotovoltaik dengan menggunakan alat pyranometer adalah dalam satuan mV sehingga harus dikonversikan menjadi W/m2 , persamaan yang digunakan adalah :

Ir (mV)

(W/m2)

Efisiensi yang terjadi pada sel surya adalah merupakan perbandingan daya yang dapat dibangkitkan oleh sel surya dengan energi input yang diperoleh dari sinar matahari. Efisiensi yang digunakan adalah efisiensi sesaat pada pengambilan data.

Output





Sehingga efisiensi yang dihasilkan :

P

dimana:

Efisiensi (%)

Ir = Intensitas radiasi matahari (Watt/m2)

P = Daya listrik (Watt)

A = Luasan sel surya (m2)



Apabila pengguna menginginkan tegangan maupun arus yang lebih besar, maka panel solar cell dapat dirangkai secara seri atau paralel maupun kombinasi keduanya. Bila panel dirangkai seri maka tegangan yang naik tetapi bila dirangkai paralel maka arus yang naik.





Penyimpanan Arus Listrik.

Setelah mendapatkan output dari solar cell yang berupa arus listrik dapat langsung digunakan untuk beban yang dimanfaatkan. Tetapi juga arus listrik tersebut dapat digunakan sebagai pengisian dengan cara disimpan ke dalam baterai agar dapat dipergunakan pada saat yang diperlukan khususnya pada malam hari karena tidak adanya sinar matahari.

Apabila solar cell tersebut digunakan untuk penyimpanan ke baterai, maka besarnya tegangan yang dihasilkan harus diatas spesifikasi baterai tersebut. Misalnya baterai yang digunakan adalah 12 Volt, maka tegangan yang dihasilkan solar cell harus diatas 12 Volt untuk dapat melakukan pengisian.

Sebaiknya sebelum melaksanakan pengisian sebaiknya baterai dalam keadaan kosong karena arus yang masuk akan dapat terisi dengan maksimal. Satuan kapasitas suatu baterai adalah Ampere jam ( Ah ) dan biasanya karakteristik ini terdapat pada label suatu baterai. Misalnya suatu baterai dengan kapasitas 10 Ah akan terisi penuh selama 10 jam dengan arus output solar cell sebesar 1 Ampere.





Kesimpulan.

Berdasarkan hasil pengolahan data serta grafik-grafik yang telah dihasilkan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

a) Besarnya intensitas radiasi matahari dipengaruhi oleh cuaca cerah atau tidak ada awan/bayangan yang menghalangi cahaya langsung matahari yang sampai kepermukaan bumi. Intensitas radiasi matahari akan mempengaruhi parameter-parameter lain yaitu energi, daya dan efisiensi.

b) Solar cell memanfaatkan cahaya langsung dari matahari yang dirubah menjadi energi listrik. Apabila dalam keadaan digunakan, salah satu cell ditutup maka daya akan turun.



Saran.

a) Kemiringan panel agar bervariasi untuk mengetahui kemiringan panel yang cocok untuk menghasilkan daya solar cell yang lebih baik. Atau kemiringan panel mengikuti pergerakan matahari ( tracking ), karena sudut masuk matahari yang baik adalah tegak lurus terhadap permukaan panel.

b) Daya yang di hasilkan solar cell selain disimpan ke baterai, ke depannya digunakan langsung menggerakkan beban misalnya sepeda motor bahkan mobil.

Diagram Tangga (Ladder) Dasar untuk PLC

Sebuah diagram tangga atau Iadder diagram terdiri dari sebuah garis menurun ke bawah sisi kiri dengan garis-garis bercabang ke kanan. Garis yang ada di sebelah sisi kiri disebut sebagai palang bis (bus bar), sedangkan garis-garis cabang (the branching lines) adalah baris instruksi atau anak tangga. Sepanjang garis instruksi ditempatkan berbagai macam kondisi yang terhubungkan ke instruksi lain di sisi kanan. Kombinasi logika dari kondisi-kondisi tersebut menyatakan kapan dan bagaimana instruksi yang ada di sisi kanan tersebut dikerjakan.

Gambar 1. Contoh Diagram tangga

Sebagaimana ditunjukkan pada gambar 1 tersebut, sepanjang garis instruksi bisa bercabang-cabang lagi kemudian bergabung lagi. Garis-garis pasangan vertikal (seperti lambang kapasitor) itulah yang disebut kondisi. Pasangan garis vertikal yang tidak ada garis diagonalnya disebut sebagai Normal Terbuka – Normally Open atau NO serta terkait dengan instruksi LOAD (LD), AND atau OR. Sedangkan pasangan garis vertikal yang ada garis diagonal-nya dinamakan Normal Tertutup – Normally Close atau NC serta terkait dengan instruksi-instruksi LD NOT, AND NOT atau OR NOT. Angka-angka yang terdapat pada masing-masing kondisi di gambar 1 tersebut merupakan bit operan instruksi. Status bit yang berkaitan dengan masing-masing kondisi tersebut yang menentukan kondisi eksekusi dari instruksi berikutnya.

Instruksi LOAD (LD) dan LOAD NOT (LD NOT)

Kondisi pertama yang mengawali sembarang blok logika di dalam diagram tangga berkaitan dengan instruksi LOAD (LD) atau LD NOT. (LD NOT). Masing-masing instruksi ini membutuhkan satu baris kode mnemonik. Contoh untuk instruksi ini ditunjukkan pada gambar 2.

Gambar 2. Contoh instruksi LD dan LD NOT

Sebagaimana ditunjukkan pada gambar 2, karena hanya instruksi LOAD atau LD NOT saja yang ada di garis instruksi (instruction line), maka kondisi eksekusi untuk instruksi yang di sebelah kanan-nya adalah ON jika kondisi-nya ON. Untuk contoh diagram tangga tersebut, instruksi LD (yaitu untuk normal terbuka), kondisi eksekusi akan ON jika IR000.00 juga ON; sebaliknya, untuk instruksi LD NOT (yaitu untuk normal tertutup), kondisi eksekusi akan ON jika IR000.00 dalam kondisi OFF.

Instruksi AND dan AND NOT

Jika terdapat dua atau lebih kondisi yang dihubungkan secara seri pada garis instruksi yang sama, maka kondisi yang pertama menggunakan instruksi LD atau LD NOT dan sisanya menggunakan instruksi AND atau AND NOT. Pada gambar 3 ditunjukkan sebuah penggalan diagram tangga yang mengandung tiga kondisi yang dihubungkan secara seri pada garis instruksi yang sama dan berkaitan dengan instruksi LD, AND NOT dan AND. Dan sama seperti sebelumnya, masing-masing instruksi tersebut membutuhkan satu baris kode mnemonik.

Gambar 3. Contoh penggunaan AND dan AND NOT
Instruksi yang digambarkan paling kanan sendiri (gambar 3) akan memiliki kondisi eksekusi ON jika ketiga kondisi di kiri-nya semuanya ON, dalam hal ini IR000.00 dalam kondisi ON, IR010.00 dalam kondisi OFF dan LR00.00 dalam kondisi ON.

Instruksi AND dapat dibayangkan akan menghasilkan ON jika kedua kondisi yang terhubungkan dengan instruksi ini dalam kondisi ON semua, jika salah satu saja dalam kondisi OFF, apalagi dua-duanya OFF, maka instruksi AND akan selalu menghasilkan OFF juga.

Instruksi OR dan OR NOT

Jika dua atau lebih kondisi dihubungkan secara paralel, artinya dalam garis instruksi yang berbeda kemudian bergabung lagi dalam satu garis instruksi yang sama, maka kondisi pertama terkait dengan instruksi LD atau LD NOT dan sisanya berkaitan dengan instruksi OR atau OR NOT. Pada gambar IV.6 ditunjukkan tiga buah kondisi yang berkaitan dengan instruksi LD NOT, OR NOT dan OR. Sekali lagi, masing-masing instruksi ini membutuhkan satu baris kode mnemonik.

Gambar 4. Contoh penggunaan OR dan OR NOT

Blok instruksi ini akan memiliki kondisi ekskusi ON jika cukup salah satu dari ketiga kondisi dalam keadaan ON, misalnya IR000.00 dalam kondisi OFF, IR0100.00 dalam kondisi OFF atau LR00.00 dalam kondisi ON.

Dalam hal ini instruksi OR dapat dibayangkan akan selalu menghasilkan kondisi eksekusi ON jika salah satu saja dari dua atau lebih kondisi yang terhubungkan dengan instruksi ini dalam kondisi ON.

Membangun Jaringan LAN

Komponen utama jaringan lokal LAN
Apa sebenarnya yang membentuk jaringan komputer? Jawabannya jelas, komputer. Tapi bagaimana komputer-komputer tersebut saling terhubung? Ada dua macam, perangkat keras (peripheral) dan perangkat lunak (software).

MEMBANGUN JARINGAN LOKAL LAN

Komponen utama jaringan lokal LAN

Apa sebenarnya yang membentuk jaringan komputer? Jawabannya jelas, komputer. Tapi bagaimana komputer-komputer tersebut saling terhubung? Ada dua macam, perangkat keras (peripheral) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras yang dimaksud di sini mencakup
network interface card (NIC),
hub,
switch dan bridge,
router,
kabel
perangkat lunak OS

Perangkat lunak yang jelas dibutuhkan adalah sistem operasi jaringan. Tulisan untuk pemula ini bertujuan menjelaskan apa dan bagaimana masing-masing perangkat keras yang telah disebutkan di atas.

Sebagai gambaran awal, Anda bisa melihat diagram yang melengkapi tulisan ini untuk mengetahui posisi setiap komponen. Komponen standar sebuah jaringan sederhana adalah Network interface card, hub dan kabel. Dengan ketiga komponen ini, Anda sudah bisa membuat suatu jaringan komputer !

Network Interace Card

Network interface card adalah kartu — maksudnya papan elektronik — yang ditanam pada setiap komputer yang terhubung ke jaringan. Beberapa komputer desktop yang dijual di pasaran saat ini sudah dilengkapi dengan kartu ini. Saat Anda membeli komputer, Anda bisa menanyakan penjualnya apakah pada komputer sudah dipasangkan NIC. Jika belum Anda bisa meminta penjualnya untuk memasangkan, atau Anda bisa membelinya dan memasangnya sendiri.

Ada banyak macam kartu jaringan. Ada tiga hal yang harus Anda perhatikan dari suatu NIC
tipe kartu,
jenis protokol
tipe kabel yang didukungnya.

Ada dua macam tipe kartu, yaitu PCI dan ISA. Sebagai sedikit penjelasan, pada komputer ada beberapa slot (tempat menancapkan kartu) yang disebut expansion slot. Slot-slot ini saat Anda membeli komputer sengaja dibiarkan kosong oleh pembuat komputer agar Anda bisa meningkatkan kemampuan komputer Anda dengan menambahkan beberapa kartu — misalnya, kartu suara (untuk membuat komputer “bersuara bagus”), kartu video (untuk membuat tampilan layar komputer lebih bagus), kartu SCSI (untuk membuat komputer bisa berkomunikasi dengan perangkat berbasis SCSI), atau network interface card (untuk membuat komputer bisa berkomunikasi dengan komputer lain dalam jaringan). Ada dua tipe slot yang banyak dijumpai pada komputer-komputer yang beredar di pasaran, yaitu slot PCI dan slot ISA. Jika Anda membuka kotak (casing) komputer Anda, di bagian belakang Anda bisa melihat ada dua deret slot. Slot PCI biasanya adalah yang berwarna putih, slot ini lebih pendek dibandingkan slot PCI. Slot PCI mendukung kecepatan I/O (input/output) yang lebih tinggi. Di pasaran, biasanya harga kartu berbasis PCI lebih mahal.

Dari sisi protokol, jenis protokol yang saat ini paling banyak digunakan adalah Ethernet dan Fast Ethernet. Ada beberapa protokol lain, tetapi kurang populer, yaitu Token Ring, FDDI, dan ATM. Dua protokol terakhir cenderung digunakan pada jaringan besar sebagai backbone (jaringan tulang punggung yang menghubungkan banyak segmen jaringan yang lebih kecil). Ethernet mendukung kecepatan transfer data sampai 10Mbps, sedangkan Fast Ethernet mendukung kecepatan transfer data sampai 100Mbps. Jika memilih untuk menggunakan protokol Ethernet, Anda harus membeli kartu Ethernet. Demikian juga jika Anda telah memilih Fast Ethernet. Namun saat ini juga ada kartu combo yang mendukung Ethernet maupun Fast Ethernet. Kartu combo bisa mendeteksi sendiri berapa kecepatan yang sedang digunakan pada jaringan. Jika saat ini Anda memilih menggunakan Ethernet, tetapi Anda telah merencanakan untuk suatu saat nanti memerlukan kecepatan transfer yang lebih tinggi — sehingga memerlukan Fast Ethernet tak salah jika Anda memilih kartu combo. Dari sisi harga, kartu Ethernet saat ini boleh dibilang sudah sangat murah.

Dari sisi kabel, ada beberapa tipe kabel yang digunakan banyak orang, yaitu:
UTP (unshielded twisted pair),
coaxial,
fiber optik.

Yang paling banyak dipilih orang adalah UTP, karena murah, kemampuannya memadai dan pemasangannya cenderung lebih mudah. Kabel coaxial (mirip dengan kabel televisi) dulu banyak digunakan orang, tetapi saat ini boleh dibilang sudah hampir tak dilirik. Fiber optik merupakan kabel paling mahal (dari sisi instalasi maupun harga per meter), tetapi kemampuannya mendukung kecepatan transfer data paling bagus. Pemasangan kabel fiber optik paling rumit, karena itu mahal.

Dalam memilih NIC, Anda harus menyesuaikan dengan tipe kabel yang telah/akan Anda pasang. Port/colokan untuk kabel UTP berbentuk mirip dengan kabel telepon tetapi sedikit lebih besar, port ini dikenal sebagai RJ-45. Ada beberapa kartu yang mendukung dua atau lebih tipe kabel. Namun jika Anda hanya akan menggunakan satu tipe kabel, pilihlah kartu yang mendukung satu tipe kabel saja karena harganya akan jauh lebih murah.

Satu hal lagi, jika Anda menggunakan komputer portabel (notebook), untuk berkoneksi ke jaringan Anda menggunakan kartu PCMCIA. Bentuk kartu ini mirip kartu kredit, tetapi sedikit tebal. Kartu ini dimasukkan ke port PCMCIA yang ada pada setiap notebook. Jika untuk komputer desktop sudah tersedia banyak pilihan kartu untuk protokol Fast Ethernet, untuk PCMCIA pilihan mereknya masih sedikit sehingga harganya sangat mahal. Jika pada komputer desktop tidak ada kartu kombinasi antara kartu jaringan dengan kartu modem, pada PCMCIA kombinasi ini justru menjadi salah satu favorit. Dengan kombinasi ini, Anda menghemat penggunaan slot PCMCIA dengan hanya menggunakan satu slot untuk dua kegunaan: modem dan jaringan. Saat ini hampir semua NIC yang beredar di pasaran sudah mendukung Plug-n-Play (NIC secara otomatis dikonfigurasi tanpa intervensi pengguna), tetapi ada baiknya Anda pastikan bahwa NIC yang Anda beli memang mendukung PnP.

Beberapa product yang ada dipasaran saat ini antara lain:
3com
accton
dlink

Kabel

Kabel merupakan komponen penting dalam jaringan. Kabellah yang membuat data bisa mengalir di jaringan — kecuali jika Anda menggunakan jaringan tanpa kabel (wireless). Jangan sampai Anda memilih kabel berkualitas jelek, walaupun harganya murah. Ada beberapa alasan untuk hal ini, di antaranya adalah:
Investasi untuk kabel biasanya hanya dilakukan sekali pada saat awal instalasi jaringan.
Kabel jaringan cenderung disembunyikan di balik dinding atau di bawah lantai. Jika Anda menggunakan kabel bermutu rendah dan suatu saat ditemukan ada masalah pada kabel, maka usaha untuk membongkar dan memasang kembali kabel akan jauh lebih mahal dibandingkan harga yang Anda bayar untuk mendapatkan kabel kualitas bagus yang tak merepotkan.

Seperti sudah disebutkan sebelumnya, ada tiga jenis kabel yang dikenal orang. Jenis kabel yang banyak dipilih orang — terutama untuk jaringan kecil — saat ini adalah UTP. Beberapa perusahaan/lembaga yang cukup kaya memang cenderung memilih kabel fiber optik, karena dukungan untuk pengembangan ke depan yang lebih bagus. Ada pula beberapa pengguna yang hanya menggunakan kabel fiber optik untuk backbone dan menggunakan UTP pada segmen-segmen jaringannya.

Namun memilih UTP mungkin paling masuk akal jika jaringan Anda tak terlalu besar — ingat masih banyak komponen lain yang perlu Anda beli. Dari sisi pemasangan, UTP bisa dibilang paling tak merepotkan, Anda bisa memasangnya sendiri dengan hanya sedikit pengalaman. Jadi jika sekarang Anda sedang bersiap membangun jaringan, rasanya pilihan paling tepat adalah menggunakan kabel UTP. Kabel fiber optik akan lebih masuk akal jika digunakan pada backbone, nanti jika jaringan Anda sudah semakin besar dan ban banyak segmen yang harus saling terhubung.

Beberapa product yang ada dipasaran saat ini antara lain:
Lucent
Belden
amp

Hub

Secara sederhana, hub adalah perangkat penghubung. Pada jaringan bertopologi star, hub adalah perangkat dengan banyak port yang memungkinkan beberapa titik (dalam hal ini komputer yang sudah memasang NIC) bergabung menjadi satu jaringan. Pada jaringan sederhana, salah satu port pada hub terhubung ke komputer server. Bisa juga hub tak langsung terhubung ke server tetapi juga ke hub lain, ini terutama terjadi pada jaringan yang cukup besar. Hub memiliki 4 - 24 port plus 1 port untuk ke server atau hub lain. Sebagian hub — terutama dari generasi yang lebih baru — bisa ditumpuk (stackable) untuk mendukung jumlah port yang lebih banyak. Jumlah tumpukan maksimal bergantung dari merek hub, rata-rata mencapai 5 - 8. Hub yang bisa ditumpuk biasanya pada bagian belakangnya terdapat 2 port untuk menghubungkan antar hub.

Dari sisi pengelolaan ada dua jenis hub, yaitu
manageable hub
unmanageable hub.

Manageable hub adalah hub yang bisa dikelola melalui software biasanya menggunakan browser IE — sedangkan unmanageable hub tak bisa. Satu hal yang perlu diingat, hub hanya memungkinkan pengguna untuk berbagi (share) jalur yang sama. Kumpulan hub yang membentuk jaringan hub disebut sebagai “shared Ethernet.” Pada jaringan terbagi seperti itu, setiap anggota hanya akan mendapatkan persentase tertentu dari bandwidth jaringan yang ada. Misalkan hub yang digunakan adalah Ethernet 10Mbps dan pada jaringan tersebut tersambung 10 komputer, maka secara kasar jika semua komputer secara bersama mengirimkan data, bandwidth rata-rata yang bisa digunakan oleh masing-masing anggota jaringan tersebut hanyalah 1Mbps. Nah bagaimana pula jika penggunanya hanya sendirian ?

Pada jaringan bertopologi bus, ada juga perangkat sejenis hub — namanya repeater. Sesuai namanya, repeater bekerja memperkuat sinyal agar data bisa mencapai jarak yang lebih jauh.

Beberapa product yang ada dipasaran saat ini antara lain:
3com hub office connect
cisco catalyst
allied telesyn
nexus

Bridge & Switch

Bridge adalah perangkat yang berfungsi menghubungkan beberapa jaringan terpisah. Bridge bisa menghubungkan tipe jaringan berbeda (seperti Ethernet dan Fast Ethernet) atau tipe jaringan yang sama. Bridge memetakan alamat Ethernet dari setiap node yang ada pada masing-masing segmen jaringan dan memperbolehkan hanya lalu lintas data yang diperlukan melintasi bridge. Ketika menerima sebuah paket, bridge menentukan segmen tujuan dan sumber. Jika segmennya sama, paket akan ditolak; jika segmennya berbeda, paket diteruskan ke segmen tujuannya. Bridge juga bisa mencegah pesan rusak untuk tak menyebar keluar dari satu segmen.

Switch yang dimaksud di sini adalah LAN switch. Switch adalah perluasan dari konsep bridge. Ada dua arsitektur dasar yang digunakan pada switch, yaitu :
cut-through
store-and-forward.

Switch cut-through memiliki kelebihan di sisi kecepatan karena ketika sebuah paket datang, switch hanya memperhatikan alamat tujuannya sebelum meneruskan ke segmen tujuan. Switch store-and-forward, kebalikannya, menerima dan menganalisa seluruh isi paket sebelum meneruskannya ke tujuan. Waktu yang diperlukan untuk memeriksa satu paket memakan waktu, tetapi ini memungkinkan switch untuk mengetahui adanya kerusakan pada paket dan mencegahnya agar tak mengganggu jaringan. Dengan teknologi terbaru, kecepatan switch store-and-forward ditingkatkan sehingga mendekati kecepatan switch cut-through. Di pasaran Anda juga bisa memilih switch hibrid yang menggabungkan arsitektur cut-through dan store-and-forward.

Dengan switch, Anda mendapatkan keuntungan karena setiap segmen jaringan memiliki bandwidth 10Mbps penuh, tidak terbagi seperti pada “shared network.” Dengan demikian kecepatan transfer data lebih tinggi. Jaringan yang dibentuk dari sejumlah switch yang saling terhubung disebut “collapsed backbone.” Saat ini banyak orang memilih menggunakan jaringan Ethernet 10Mbps pada segmen-segmennya dan Fast Ethernet 100Mbps pada koneksi ke server. Untuk keperluan ini digunakan switch 10/100 yang biasanya memiliki beberapa (4-24) port 10Mbps untuk koneksi ke komputer klien dan 1 port 100Mbps ke komputer server.

Product sejenis ini adalah:
3comm superstack, corebuilder
cisco catalyst
dlink

Router

Router bekerja dengan cara yang mirip dengan switch dan bridge. Perbedaannya, router menyaring (filter) lalu lintas data. Penyaringan dilakukan bukan dengan melihat alamat paket data, tetapi dengan menggunakan protokol tertentu. Router muncul untuk menangani perlunya membagi jaringan secara logikal bukan fisikal. Sebuah IP router bisa membagi jaringan menjadi beberapa subnet sehingga hanya lalu lintas yang ditujukan untuk IP address tertentu yang bisa mengalir dari satu segmen ke segmen lain. Anda mungkin bingung dengan definisi di atas, tetapi untuk mudah diingat, Anda menggunakan router ketika akan menghubungkan jaringan komputer ke jaringan lain. Jaringan ini bisa berupa jaringan pribadi (LAN/WAN) atau jaringan publik (Internet).

Product sejenis ini adalah:
Cisco
3com

Sensor Suhu LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC.

pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :

VLM35 = Suhu* 10 mV

Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .

Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan. Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35.

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2.

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.

4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

mikrokontroler

Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang dikerjakan.


Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer.

Sistem Input Komputer
Piranti input menyediakan informasi kepada sistem komputer dari dunia luar. Dalam sistem komputer pribadi, piranti input yang paling umum adalah keyboard. Komputer mainframe menggunakan keyboard dan pembaca kartu berlubang sebagai piranti inputnya. Sistem dengan mikrokontroler umumnya menggunakan piranti input yang jauh lebih kecil seperti saklar atau keypad kecil.
Hampir semua input mikrokontroler hanya dapat memproses sinyal input digital dengan tegangan yang sama dengan tegangan logika dari sumber. Level nol disebut dengan VSS dan tegangan positif sumber (VDD) umumnya adalah 5 volt. Padahal dalam dunia nyata terdapat banyak sinyal analog atau sinyal dengan tegangan level yang bervariasi. Karena itu ada piranti input yang mengkonversikan sinyal analog menjadi sinyal digital sehingga komputer bisa mengerti dan menggunakannya. Ada beberapa mikrokontroler yang dilengkapi dengan piranti konversi ini, yang disebut dengan ADC, dalam satu rangkaian terpadu.

Sistem Output Komputer
Piranti output digunakan untuk berkomunikasi informasi maupun aksi dari sistem komputer dengan dunia luar. Dalam sistem komputer pribadi (PC), piranti output yang umum adalah monitor CRT. Sedangkan sistem mikrokontroler mempunyai output yang jauh lebih sederhana seperti lampu indikator atau beeper. Frasa kontroler dari kata mikrokontroler memberikan penegasan bahwa alat ini mengontrol sesuatu.
Mikrokontroler atau komputer mengolah sinyal secara digital, sehingga untuk dapat memberikan output analog diperlukan proses konversi dari sinyal digital menjadi analog. Piranti yang dapat melakukan konversi ini disebut dengan DAC (Digital to Analog Converter).

CPU (Central Processing Unit)
CPU adalah otak dari sistem komputer. Pekerjaan utama dari CPU adalah mengerjakan program yang terdiri atas instruksi-instruksi yang diprogram oleh programmer. Suatu program komputer akan menginstruksikan CPU untuk membaca informasi dari piranti input, membaca informasi dari dan menulis informasi ke memori, dan untuk menulis informasi ke output.
Dalam mikrokontroler umumnya hanya ada satu program yang bekerja dalam suatu aplikasi. CPU M68HC05 mengenali hanya 60 instruksi yang berbeda. Karena itu sistem komputer ini sangat cocok dijadikan model untuk mempelajari dasar dari operasi komputer karena dimungkinkan untuk menelaah setiap operasi yang dikerjakan.

Clock dan Memori Komputer
Sistem komputer menggunakan osilator clock untuk memicu CPU mengerjakan satu instruksi ke instruksi berikutnya dalam alur yang berurutan. Setiap langkah kecil dari operasi mikrokontroler memakan waktu satu atau beberapa clock untuk melakukannya.
Ada beberapa macam tipe dari memori komputer yang digunakan untuk beberapa tujuan yang berbeda dalam sistem komputer. Tipe dasar yang sering ditemui dalam mikrokontroler adalah ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Access Memory). ROM digunakan sebagai media penyimpan program dandata permanen yang tidak boleh berubah meskipun tidak ada tegangan yang diberikan pada mikrokontroler. RAM digunakan sebagai tempat penyimpan data sementara dan hasil kalkulasi selama proses operasi. Beberapa mikrokontroler mengikutsertakan tipe lain dari memori seperti EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory).

Program Komputer
Program digambarkan sebagai awan karena sebenarnya program adalah hasil imajinasi seorang programmer. Komponen utama dari program adalah instruksi-instruksi dari instruksi set CPU. Program disimpan dalam memori dalam sistem komputer di mana mereka dapat secara berurutan dikerjakan oleh CPU.

Sistem Mikrokontroler
Setelah dipaparkan bagian-bagian dari suatu sistem komputer, sekarang akan dibahas mengenai mikrokontroler. Digambarkan sistem komputer dengan bagian yang dikelilingi oleh garis putus-putus. Bagian inilah yang menyusun mikrokontroler. Bagian yang dilingkupi kotak bagian bawah adalah gambar lebih detail dari susunan bagian yang dilingkupi garis putus-putus. Kristal tidak termasuk dalam sistem mikrokontroler tetapi diperlukan dalam sirkuit osilator clock.
Suatu mikrokontroler dapat didefinisikan sebagai sistem komputer yang lengkap termasuk sebuah CPU, memori, osilator clock, dan I/O dalam satu rangkaian terpadu. Jika sebagian elemen dihilangkan, yaitu I/O dan memori, maka chip ini akan disebut sebagai mikroprosesor.

Mikrokontroler keluarga MCS51 di dalamnya mempunyai rangkaian osilator (Build in). orang sering menggunakan osilator sebagai sumber detak mikrokontroller dengan kristal 12 MHz. Sumber detak (clock) ini yang menentukan besarnya atau kecepat siklus mesin yang di perlukan guna membaca setiap satu perintah.

Satu siklus mesin akan menjalankan satu perintah mikrokontroler, tidak menutup kemungkinan satu perintah membutuhkan dua siklus mesin. Apabila digunakan kristal 12 MHz, maka waktu yang diperlukan setiap satu siklus mesin adalah 1 udetik, seperti pada gambaran berikut :

Frekuensi kristal = 12 MHz

t = 1 / f

t = 1 / 12 MHz

= 8,333333333-8

t = 8,333333333-8 x 1000000

= 0,083333333 udetik

sehingga satu periode gelombang kotak

periode = 0,083333333 / 2

= 0,04166 udetik

satu siklus mesin terbagi menjadi 6 kelompok dengan setiap satu kelompok membutuhkan dua periode gelombang kotak, maka satu siklus mesin adalah :

satu siklus mesin = 0,083333333 x 2 x 6

= 1 udetik

Jenis-Jenis Motor DC

Berdasarkan sumber arus penguat magnetnya, motor DC dapat dibedakan atas :

a. Motor DC penguat terpisah, bila arus penguat magnet diperoleh dari sumber DC diluar motor

b. Motor DC dengan penguat sendiri, bila arus penguat magnet berasal dari motor itu sendiri

Berdasarkan hubungan lilitan penguat magnet terhadap lilitan jangkar motor DC dengan penguat sendiri dapat dibedakan :

- Motor shunt

- Motor seri

- Motor kompon

Pada pemilihan (penggunaan) motor DC harus disesuaikan dengan karakteristik dan konstruksi dari mesin.

Motor shunt

Motor shunt mempunyai kecepatan yang hampir konstan. Pada tegangan jepit (u) konstan, motor shunt mempunyai putaran hampir konstan walaupun terjadi perubahan beban. Perubahan kecepatan hanya sekitar 10 %. Misalnya untuk pemakaian kipas angin, blower, pompa centrifugal, elevator, pengaduk, mesin cetak, dan juga untuk pengerjaan kayu dan logam.


Motor Seri

Pada motor seri dapat memberi moment yang besar pada waktu start dengan arus start yang rendah. Juga dapat memberi perubahan kecepatan/beban dengan arus yang kecil dibandingkan dengan motor tipe lain, akan tetapi kecepatan menjadi besar bila beban rendah atau tanpa beban dan hal ini sangat berbahaya. Dengan mengetahui sifat ini dapat dipilih motor seri untuk daerah perubahan kecepatan yang luas, misalnya untuk traksi, pengangkat dan lain-lain.



Motor Kompon

Motor kompon mempunyai sifat diantara motor seri dan shunt, tergantung mana yang kuat lilitannya (kumparan seri atau shunt-nya) namun pada umumnya mempunyai moment start yang besar, sehingga seperti pada motor seri perubahan kecepatan sekitar 25 % terhadap kecepatan tanpa beban. Misalnya untuk pemakaian pompa plunger, pemecah, bulldozer, elevator dan lain-lain.

AVR (Automatic Voltage Regulator)

Artikel kali ini erat kaitannya dengan artikel mengenai sistem eksitasi karena prinsip kerja dari AVR adalah mengatur arus penguatan ( excitacy)pada exciter.
Sistem pengoperasian Unit AVR (Automatic Voltage Regulator) berfungsi untuk menjaga agar tegangan generator tetap konstan dengan kata lain generator akan tetap mengeluarkan tegangan yang selalu stabil tidak terpengaruh pada perubahan beban yang selalu berubah-ubah, dikarenakan beban sangat mempengaruhi tegangan output generator.

Prinsip kerja dari AVR adalah mengatur arus penguatan (excitacy) pada exciter. Apabila tegangan output generator di bawah tegangan nominal tegangan generator, maka AVR akan memperbesar arus penguatan (excitacy) pada exciter. Dan juga sebaliknya apabila tegangan output Generator melebihi tegangan nominal generator maka AVR akan mengurangi arus penguatan (excitacy) pada exciter. Dengan demikian apabila terjadi perubahan tegangan output Generator akan dapat distabilkan oleh AVR secara otomatis dikarenakan dilengkapi dengan peralatan seperti alat yang digunakan untuk pembatasan penguat minimum ataupun maximum yang bekerja secara otomatis.


Gambar 1. Diagram sistem eksitasi.

AVR dioperasikan dengan mendapat satu daya dari permanen magnet generator (PMG) sebagai contoh AVR dengan tegangan 110V, 20A, 400Hz. Serta mendapat sensor dari potencial transformer (PT) dan current transformer (CT).


Gambar 2. Diagram AVR.

Bagian-bagian pada unit AVR

a. Sensing circuit
Tegangan tiga phasa generator diberikan pada sensing circuit melewati PT dan 90R terlebih dahulu, dan tegangan tiga phasa keluaran dari 90R diturunkan kemudian disearahkan dengan rangkaian dioda, dan diratakan oleh rangkaian kapasitor dan resistor dan tegangan ini dapat diatur dengan VR (Variable Resistant). Keuntungan dari sensing circuit adalah mempunyai respon yang cepat terhadap tegangan output generator.

Output tegangan respon berbanding lurus dengan output tegangan Generator berbanding lurus seperti ditinjukkan pada Gambar 3.


Gambar 3. Grafik hubungan sensing tegangan terhadap output of Generator

b. Comparative amplifier
Rangkaian comparative amplifier digunakan sebagai pembanding antara sensing circuit dengan set voltage. Besar sensing voltage dengan set voltage tidak mempunyai nilai yang sama sehingga selisih/rentang besar tegangan tersebut. Selisih tegangan disebut dengan error voltage. Ini akan dihilangkan dengan cara memasang VR (variable resistance) pada set voltage dan sensing voltage.

c. Amplifier circuit
Aliran arus dari D11, D12, dan R34 adalah rangkaian penguat utama atau penguatan tingkat terendah. Keluaran dari comparative amplifier dan keluaran dari over excitation limiter (OEL) adalah tegangan negative dan dari tegangan negative kemudian pada masukan OP201. Ketika over excitation limiter (OEL) atau minimum excitation limiter (MEL) tidak operasi maka keluaran dari comparative amplifier dikuatkan oleh OP201 dan OP301 masukan dari OP301 dijumlahkan dengan keluaran dari dumping circuit. OP401 adalah Amplifier untuk balance meter hubungan antara tegangan masuk dan tegangan keluaran dari OP201 dan OP401 diperlihatkan pada bagan berikut.


Gambar 4. Rangkaian Amplifier

d. Automatic manual change over and mixer circuit
Rangkaian ini disusun secara Auto-manual pemindah hubungan dan sebuah rangkaian untuk mengontrol tegangan penguatanmedan generator. Auto-manual change over and mixer circuit pada operasi manual pengaturan tegangan penguatan medan generator dilakukan oleh 70E, dan pada saat automatic manual change over and mixer circuit beroperasi manual maka AVR (automatic voltage Rregulator) belum dapat beroperasi. Dan apabila rangkaian ini pada kondisi auto maka AVR sudah dapat bekerja untuk mengatur besar arus medan generator.

e. Limited circuit
Limited circuit adalah untuk penentuan pembatasan lebih dan kurang penguatan (excitation) untuk pengaturan tegangan output pada sistem excitacy, VR125 untuk pembatas lebih dari keluaran terminal C6 dan VR126 untuk pembatas minimal dari keluaran terminal C6.

f. Phase syncronizing circuit
Unit tyristor digunakan untuk mengontrol tegangan output tyristor dengan menggunakan sinyal kontrol yang diberikan pada gerbang tyristor dengan cara mengubah besarnya sudut sinyal pada gerbang tyristor. Rangkaian phase sinkronisasi berfungsi untuk mengubah sudut gerbang tyristor yang sesuai dengan tegangan output dari batas sinkronisasi dan juga sinyal kontrol yang diberikan pada tyristor di bawah ini terdapat gambar sinkronisasi.

g. Thyristor firing circuit
Rangkaian ini sebagai pelengkap tyristor untuk memberikan sinyal kontrol pada gerbang tyristor.

h. Dumping circuit
Dumping circuit akan memberikan sensor besarnya penguatan tegangan dari AC exciter dan untuk diberikan ke amplifier circuit dengan dijadikan feed back masukan terminal OP301.

i. Unit tyristor
Merupakan susunan dari tyristor dan dioda. Dan juga menggunakan fuse (sekring) yang digunakan sebagai pengaman lebur dan juga dilengkapi dengan indikator untuk memantau kerja dari tyristor yang dipasang pada bagian depan tyristor untuk tiap phase diberikan dua fuse yang disusun pararel dan ketika terjadi kesalahan atau putus salah satunya masih dapat beroperasi.

j. MEL (minimum excitacy limiter)
MEL (minimum eksitasi limiter) yaitu untuk mencegah terjadinya output yang berlebihan pada generator dan adanya penambahan penguatan (excitacy) untuk meningkatkan tegangan terminal generator pada level konstan. Rangkaian ini digunakan untuk mendeteksi operasional dari generator yaitu dengan mendeteksi keluaran tegangan dan arus pada generator. Rangkaian inijuga digunakan untuk membandingkan keluaran tegangan generator dengan eksitasi minimum yang telah diseting. Rangkaian ini akan memberikan batas sinyal pada rangkaian AVR apabila melebihi eksitasi minimum, kemudian output dari MEL (Minimum Eksitasi Limiter) dikuatkan oleh amplifier.



Gambar 5. Diagram Minimum Excitasi Limiter.

k. Automatic follower
Prinsip kerja dari alat ini adalah untuk melengkapi penguatan dengan pengaturan secara manual oleh 70E. Untuk menyesuaikan pengoperasian generator dalam pembandingan fluktuasi dari tegangan terminal oleh sinyal error. Hal tersebut digunakan untuk menjaga kesetabilan tegangan pada generator. Pengoperasian ini digunakan untuk pengaturan manual (70E) untuk ketepatan tingkatan excitacy yang telah disesuaikan. Kondisi pengoperasian generator dan pembandingan fluktuasi dari tegangan terminal oleh sinyal tegangan error. Hal tersebut dijadikan pegangan untuk menjaga kestabilan tegangan pada generator dengan adanya perubahan beban.
Automatic Follower digunakan untuk mendeteksi keluaran regulator dari sinyal tegangan error dan pengoperasian otomatis manual adjuster dengan membuat nilai nol. Rangkaian ini untuk menaikkan sinyal dan menurunkan sinyal yang dikendalikan oleh 70E. Dengan cara memutar 70E untuk mengendalikan sinyal pada rangkaian ini.



Gambar 6. Blok Diagram Automatic Follower

Sistem Pendukung pada GenSet

Dalam pengoperasiannya, suatu instalasi GenSet memerlukan sistem pendukung agar dapat bekerja dengan baik dan tanpa mengalami gangguan. Secara umum sistem-sistem pendukung tersebut dibagi menjadi 3 bagian, yaitu:
1. Sistem Pelumasan
2. Sistem Bahan Bakar
3. Sistem Pendinginan

1. Sistem Pelumasan

Untuk mengurangi getaran antara bagian-bagian yang bergerak dan untuk membuang panas, maka semua bearing dan dinding dalam dari tabung-tabung silinder diberi minyak pelumas.

Cara Kerja Sistem Pelumasan

Minyak tersebut dihisap dari bak minyak 1 oleh pompa minyak 2 dan disalurkan dengan tekanan ke saluran-saluran pembagi setelah terlebih dahulu melewati sistem pendingin dan saringan minyak pelumas. Dari saluran-saluran pembagi ini, minyak pelumas tersebut disalurkan sampai pada tempat kedudukan bearing-bearing dari poros engkol, poros jungkat dan ayunan-ayunan. Saluran yang lain memberi minyak pelumas kepada sprayer atau nozzle penyemperot yang menyemprotkannya ke dinding dalam dari piston sebagai pendingin. Minyak pelumas yang memercik dari bearing utama dan bearing ujung besar (bearing putar) melumasi dinding dalam dari tabung- tabung silinder.
Minyak pelumas yang mengalir dari tempat-tempat pelumasan kemudian kembali kedalam bak minyak lagi melalui saluran kembali dan kemudian dihisap oleh pompa minyak untuk disalurkan kembali dan begitu seterusnya.


Gambar 1. Sistem Pelumasan
1. Bak minyak
2. Pompa pelumas
3. Pompa minyak pendingin
4. Pipa hisap
5. Pendingin minyak pelumas
6. Bypass-untuk pendingin
7. Saringan minyak pelumas
8. Katup by-pass untuk saringan
9. Pipa pembagi
10. Bearing poros engkol (lager duduk)
11. Bearing ujung besar (lager putar)
12. Bearing poros-bubungan
13. Sprayer atau nozzle penyemprot untuk pendinginan piston
14. Piston
15. Pengetuk tangkai
16. Tangkai penolak
17. Ayunan
18. Pemadat udara (sistem Turbine gas)
19. Pipa ke pipa penyemprot
20. Saluran pengembalian

2. Sistem Bahan Bakar

Mesin dapat berputar karena sekali tiap dua putaran disemprotkan bahan bakar ke dalam ruang silinder, sesaat sebelum, piston mencapai titik mati atasnya (T.M.A.). Untuk itu oleh pompa penyemperot bahan bakar 1 ditekankan sejumlah bahan bakar yang sebelumnya telah dibersihkan oleh saringan-bahan bakar 5, pada alat pemasok bahan bakar atau injektor 7 yang terpasang dikepala silinder. Karena melewati injektor tersebut maka bahan bakar masuk kedalam ruang silinder dalam keadaan terbagi dengan bagian-bagian yang sangat kecil (biasa juga disebut dengan proses pengkabutan)
Didalam udara yang panas akibat pemadatan itu bahan bakar yang sudah dalam keadaan bintik-bintik halus (kabut) tersebut segera terbakar. Pompa bahan bakar 2 mengantar bahan bakar dari tangki harian 8 ke pompa penyemprot bahan bakar. Bahan bakar yang kelebihan yang keluar dari injektor dan pompa penyemperot dikembalikan kepada tanki harian melalui pipa pengembalian bahan bakar.


Gambar 2. Sistem bahan bakar
1. Pompa penyemperot bahan bakar
2. Pompa bahan bakar
3. Pompa tangan untuk bahan bakar
4. Saringan bahar/bakar penyarinnan pendahuluan
5. Saringan bahan bakar/penyaringan akhir
6. Penutup bahan bakar otomatis
7. Injektor
8. Tanki
9. Pipa pengembalian bahan bakar
10. Pipa bahan bakar tekanan tinggi
11. Pipa peluap.

3. Sistem Pendinginan

Hanya sebagian dari energi yang terkandung dalam bahan bakar yang diberikan pada mesin dapat diubah menjadi tenaga mekanik sedang sebagian lagi tersisa sebagai panas. Panas yang tersisa tersebut akan diserap oleh bahan pendingin yang ada pada dinding-dinding bagian tabung silinder yang membentuk ruang pembakaran, demikian pula bagian-bagian dari kepala silinder didinginkan dengan air. Sedangkan untuk piston didinginkan dengan minyak pelumas dan panas yang diresap oleh minyak pendingin itu kemudian disalurkan melewati alat pendingin minyak, dimana panas tersebut diresap oleh bahan pendingin.

Pada mesin diesel dengan pemadat udara tekanan tinggi, udara yang telah dipadatken oleh turbocharger tersebut kemudian didinginkan oleh air didalam pendingin udara (intercooler), Pendinginan sirkulasi dengan radiator bersirip dan kipas (pendinginan dengan sirkuit)

Cara Kerja Sistem Pendingin

Pompa-pompa air 1 dan 2 memompa air kebagian-bagian mesin yarg memerlukan pendinginan dan kealat pendingin udara (intercooler) 3. Dari situ air pendingin kemudian melewati radiator dan kembali kepada pompa-pompa 1 dan 2. Didalam radiator terjadi pemindahan panas dari air pendingin ke udara yang melewati celah-celah radiator oleh dorongan kipas angin. Pada saat Genset baru dijalankan dan suhu dari bahan pendingin masih terlalu rendah, maka oleh thermostat 5, air pendingin tersebut dipaksa melalui jalan potong atau bypass 6 kembali kepompa. Dengan demikian maka air akan lebih cepat mencapai suhu yang diperlukan untuk operasi. Bila suhu tersebut telah tercapai maka air pendingin akan melalui jalan sirkulasi yang sebenarnya secara otomatis.


Gambar 3. Sistem pendinginan (sistem sirkulasi dengan 2 Sirkuit)
1. Pompa air untuk pendingin mesin
2. Pompa air untuk pendinginan intercooler
3. Inter cooler (Alat pendingin udara yang telah dipanaskan)
4. Radiator
5. Thermostat
6. Bypass (jalan potong)
7. Saluran pengembalian lewat radiator
8. Kipas.


Susunan Konstruksi Pada Generator

Gambar 4. Sistem konstruksi Generator
1. Stator
2. Rotor
3. Exciter Rotor
4. Exciter Stator
5. N.D.E. Bracket
6. Cover N.D.E
7. Bearing ‘O’ Ring N.D.E
8. Bearing N.D.E
9. Bearing Circlip N.D.E
10. D.E.Bracket?Engine Adaptor
11. D.E.Screen
12. Coupling Disc
13. Coupling Bolt
14. Foot
15. Frame Cover Bottom
16. Frame Cover Top
17. Air Inlert Cover
18. Terminal Box Lid
19. Endpanel D.E
20. Endpanel N.D.E
21. AVR
22. Side Panel
23. AVR Mounting Bracket
24. Main Rectifier Assembly – Forward
25. Main Rectifier Assembly – Reverse
26. Varistor
27. Dioda Forward Polarity
28. Dioda Reverse Polarity
29. Lifting Lug D.E
30. Lifting Lug N.D.E
31. Frame to Endbracket Adaptor Ring
32. Main Terminal Panel
33. Terminal Link
34. Edging Strip
35. Fan
36. Foot Mounting Spacer
37. Cap Screw
38. AVR Access Cover
39. AVR Anti Vibration Mounting Assembly
40. Auxiliary Terminal Assembly

Sistem Pentanahan

Dalam sebuah instalasi listrik ada empat bagian yang harus ditanahkan atau sering juga disebut dibumikan. Empat bagian dari instalasi listrik ini adalah:

a. Semua bagian instalasi yang terbuat dari logam (menghantar listrik) dan dengan mudah bisa disentuh manusia. Hal ini perlu agar potensial dari logam yang mudah disentuh manusia selalu sama dengan potensial tanah (bumi) tempat manusia berpijak sehingga tidak berbahaya bagi manusia yang menyentuhnya.
b. Bagian pembuangan muatan listrik (bagian bawah) dari lightning arrester. Hal ini diperlukan agar lightning arrester dapat berfungsi dengan baik, yaitu membuang muatan listrik yang diterimanya dari petir ke tanah (bumi) dengan lancar, seperti telah dijelaskan pada artikel di sini.
c. Kawat petir yang ada pada bagian atas saluran transmisi. Kawat petir ini sesungguhnya juga berfungsi sebagai lightning arrester. Karena letaknya yang ada di sepanjang saluran transmisi, maka semua kaki tiang transmisi harus ditanahkan agar petir yang menyambar kawat petir dapat disalurkan ke tanah dengan lancar melalui kaki tiang saluran transmisi.
d. Titik netral dari transformator atau titik netral dari generator. Hal ini diperlukan dalam kaitan dengan keperluan proteksi khususnya yang menyangkut gangguan hubung tanah.

Dalam praktik, diinginkan agar tahanan pentanahan dari titik-titik pentanahan tersebut di atas tidak melebihi 4 ohm.

Secara teoretis, tahanan dari tanah atau bumi adalah nol karena luas penampang bumi tak terhingga. Tetapi kenyataannya tidak demikian, artinya tahanan pentanahan nilainya tidak nol. Hal ini terutama disebabkan oleh adanya tahanan kontak antara alat pentanahan dengan tanah di mana alat tersebut dipasang (dalam tanah). Alat untuk
melakukan pentanahan ditunjukkan oleh Gambar 1.


Gambar 1. Macam-macam alat pentanahan.

Dari gambar 1 tampak bahwa ada empat alat pentanahan, yaitu:
1. Batang pentanahan tunggal (single grounding rod).
2. Batang pentanahan ganda (multiple grounding rod). Terdiri dari beberapa batang tunggal yang dihubungkan paralel.
3. Anyaman pentanahan (grounding mesh), merupakan anyaman kawat tembaga.
4. Pelat pentanahan (grounding plate), yaitu pelat tembaga.

Tahanan pentanahan selain ditimbulkan oleh tahanan kontak tersebut diatas juga ditimbulkan oleh tahanan sambungan antara alat pentanahan dengan kawat penghubungnya. Unsur lain yang menjadi bagian dari tahanan pentanahan adalah tahanan dari tanah yang ada di sekitar alat pentanahan yang menghambat aliran muatan listrik (arus listrik) yang keluar dari alat pentanahan tersebut. Arus listrik yang keluar dari alat pentanahan ini menghadapi bagian-bagian tanah yang berbeda tahanan jenisnya. Untuk jenis tanah yang sama, tahanan jenisnya dipengaruhi oleh kedalamannya. Makin dalam letaknya, umumnya makin kecil tahanan jenisnya, karena komposisinya makin padat dan umumnya juga lebih basah. Oleh karena itu, dalam memasang batang pentanahan, makin dalam pemasangannya akan makin baik hasilnya dalam arti akan didapat tahanan pentanahan yang makin rendah.


Gambar 2. Batang pentanahan beserta aksesorisnya.

Gambar 2 menggambarkan batang pentanahan beserta aksesorisnya, yaitu; (1) Konduktor tanah, (2) Penghubung antara konduktor dengan elektroda tanah, dan (3) Elektroda tanah.



Gambar 3. Batang pentanahan dan lingkaran pengaruhnya (sphere of influence).

Sedangkan gambar 3 menggambarkan batang pentanahan beserta lingkaran pengaruhnya (sphere of influence) didalam tanah. Tampak bahwa makin dalam letaknya di dalam tanah sampai kedalaman yang sama dengan kedalaman batang pentanahan, dan lingkaran pengaruh ini makin dekat dengan batang pentanahan. Hal ini disebabkan oleh adanya variasi tahanan jenis tanahnya, seperti ditunjukan oleh tabel tahanan jenis tanah dibawah ini.

Tabel 1. Tahanan jenis berbagai macam tanah dan tahanan pentanahannya.

Tabel 1 menunjukkan tahanan jenis berbagai macam tanah serta tahanan pentanahan dengan berbagai kedalaman dan apabila digunakan pita pentanahan (grounding strip) dengan berbagai ukuran panjang. Dari tabel terlihat bahwa untuk memperoleh tahanan pentanahan 6 Ω di humus lembab, maka batang pentanahannya cukup dipancang sedalam 5 meter tetapi bila di pasir kering kedalamannya harus 165 meter.

Pesawat Penerima Televisi

Rangkaian-rangkaian Televisi menggunakan tiga sinyal, termasuk kroma untuk Televisi berwarna. Salah satu adalah sinyal pembawa suara FM bersama suatu sinyal audio untuk pengeras suara. Yang paling penting adalah sinyal pembawa gambar AM, yang dimodulasi dengan sinyal video untuk tabung gambar. Pada pesawat penerima berwarna, sinyal ketiga adalah sinyal kroma sebesar 3.58 MHz dengan warna yang dimultipleksi yang merupakan bagian dari sinyal pembawa gambar. Berkenaan dengan sinyal-sinyal bidang frekuensi dasar, pesawat penerima memerlukan sinyal-sinyal audio, video luminasi dan video berwarna.

Disamping rangkaian sinyal, penerima televisi memiliki rangkaian-rangkaian defleksi horisontal dan vertikal untuk menghasilkan raster pemayaran. Ahirnya, sekali gambar berada dalam raster, diperlukan penyelarasan. Penyelarasan defleksi mencakup pulsa-pulsa vertikal (V) dan horisontal (H) yang mengontrol waktu rangkaian pemayaran guna mempertahankan gambar tetap berada pada raster.

Bagian Fungsional untuk Sinyal

Pesawat penerima pada dasarnya adalah sebuah rangkaian superheterodin. Sebuah tingkat osilator lokal dalam penyetala RF atau bagian depan (front end) melakukan pelayangan dengan sinyal RF hingga turun ke frekuensi tengah untuk penguat IF. Kemudian semua sinyal RF pada stasiun-stasiun yang berbeda diubah menjadi nilai-nilai IF yang sama dari penerima. Nilai-nilai IF standar pada penerima-penerima Televisi adalah: 45,75 MHz untuk sinyal pembawa gambar IF dan 41,25 MHz untuk sinyal pembawa suara IF.

Sinyal Suara (Sound signal)

Keluaran detektor video adalah sinyal suara 4,5 MHz. Sinyal ini dihasilkan oleh suatu proses pengheterodinan kedua dimana sinyal suara IF pada 41,25 MHz melakukan pelayangan terhadap pembawa gambar IF pada 45,75 MHz. Selisih frekuensi adalah 45,75 - 41,25 = 4,5 MHz. Suara 4,5 MHz masih merupakan suatu sinyal FM dengan modulasi frekuensi yang asli, tetapi dengan frekuensi tengah yang lebih rendah.

Keluaran Detektor Video

Detektor merupakan sebuah dioda semikonduktor kecil, tetapi karena penyearahan (Rectification), menghasilkan sinyal berikut :

1. Sinyal video komposit untuk penguat video yang menggerakkan tabung gambar. Disamping itu, penguat video membekali sinyal untuk pemisah penyelarasan (Sync separator) yang melepas pulsa-pulsa penyelarasan dari sinyal video komposit dan sinyal untuk rangkaian pengontrol penguatan otomatis (AGC – automatic gain control) yang mengontrol penguatan tingkat RF dan IF.

2. Sinyal kroma 3,58 MHz digunakan dalam rangkaian-rangkaian berwarna dari pesawat penerima Televisi berwarna.

3. Sinyal suara FM 4,5 MHz digandengkan ke bagian suara IF 4,5 MHz.

Lintasan Sinyal Video (Video signal path)

Sinyal video untuk tabung gambar mengontrol arus berkas dan dengan demikian mengontrol terangnya bintik pemayaran sebagai akibatnya, modulasi intensitas dari berkas menghasilkan kembali informasi gambar. Penguat Video mengembangkan tegangan sinyal yang cukup yakni 200 Vp-p untuk menggerakkan tabung gambar dari cut-off untuk hitam dan kemudian mendekati tegangan katoda kisi nol pada putih puncak.

Lintasan Sinyal Penyelarasan (Sync signal path)

Pemisah penyelarasan adalah sebuah rangkaian penguat yang dipertahankan dalam cut-off tetapi dibuat berkonduksi ketika pulsa-pulsa penyelarasan muncul. Sinyal masukan adalah sinyal video komposit dari penguat video. Keluarannya berupa penyelarasan terbuka, untuk pemayaran V dan juga H, tanpa informasi gambar.

Bagian Fungsional untuk Penyelarasan dan Defleksi

Kita dapat meninjau osilator defleksi V atau H sebagai titik awal untuk defleksi. Masing-masingh adalah sebuah rangkaian osilator “ free-running”., yang menghasilkan keluaran dengan atau tanpa sinyal masukan. Tetapi masukan penyelarasan digunakan untuk mengontrol frekuensi osilator. Keluaran osilator menggerakkan sebuah penguat daya, yang bekerja sebagai sebuah generator pemayar untuk menghasilkan sejumlah arus pemayaran gigi gergaji yang diperlukan di dalam kumparan gandar defleksi.

Osilator Defleksi

Kapasitor C mengisi tahanan R dari tegangan catu searah (dc), sementara Transistor Q1 di cut-off. Transistor Q1 tidak tidak berkonduksi sebab ia tidak memiliki bias maju (Forward bias).

Penyelarasan Osilator Defleksi

Osilator defleksi horisontal tidak dipicu secara langsung, karena derau akan berinterferensi dengan penyelarasan, sebab penyelarasan H tidak dapat diintegrasikan seperti penyelarsan V. Sebaliknya, sinyal penyelarasan terpisah dipasang ke sebuah lup pengunci fase (Phase lock loop atau PLL) untuk pengontrolan frekuensi horisontal secara otomatis (HAFC – Horizontal automatic frequency control).

Arus Pemayaran dalam Gandar (Scanning current in the yoke)

Keluaran osilator haruslah diperkuat guna menghasilkan arus yang memadai dalam kumparan-kumparan pemayaran. Menghasilkan keluaran daya yang dibutuhkan adalah fungsi dari penguat defleksi vertikal dan penguat defleksi horisontal. Untuk pemayaran V pada 60 Hz, kumparan defleksi sebagian besar adalah resistif, tetapi untuk pemayaran H pada 15.750 Hz, kumparan defleksi memberikan suatu beban induktif, sebab perubahan-perubahan yang tajam dalam arus menghasilkan nilai tegangan induksi diri yang besar.

Arus Pemayaran Vertikal

Reaktansi induktif dari kumparan defleksi vertikal pada 60 Hz adalah kecil dibandingkan dengan tahanan efektif. Penguat vertikal menghasilkan arus gigi gergaji dalam kumparan-kumparan pemayaran V, dengan tegangan kemudi gigi gergaji dari osilator V. Tingkat keluaran vertikal adalah sebuah penguat daya (Power amplifier), yang bekerja sebagai sumber arus untuk memberikan kenaikan linear dalam kumparan defleksi untuk penjejakan (Trace) vertikal pada laju pemayaran medan.

Arus Pemayaran Horisontal

Penguat Defleksi horisontal digerakkan oleh pulsa agar dalam keadaan saturasi atau cut-off. Penguatnya sendiri bekerja sebagai sebuah sakelar yang on atau off. Umumnya bentuk gelombang dalam rangkaian keluaran horisontal berbentuk pulsa-pulsa persegi untuk sebuah bentuk gelombang gigi gergaji dari arus pemayaran. Ciri khusus tambahan digunakan untuk memperbesar efisiensi dan menghasilkan tegangan tinggi flyback untuk tabung gambar.

Pengontrolan penguatan secara Otomatis (AGC - Automatic gain control)

Rangkaian ini menghasilkan suatu bias searah untuk mengontol penguatan otomatis pada penguat RF dan IF. Rangkaian AGC merupakan suatu sitem lup tertutup yang berarti bahwa dia memiliki umpan balik.

Catu Daya (Power supplay)

Sebuah catu daya menyearahkan masukan bolak-balik (ac) agar memberikan keluaran searah (dc). Pesawat televisi mempunyai beberapa penyearah daya pada tegangan kerja arus searah (dc) yang dibutuhkan. Tegangan tinggi diperlukan untuk anoda atau ultor tabung gambar, tegangan rendah diperlukan untuk penguat-penguat sinyal kecil seperti penguat-penguat penyelarasan, penguat-penguat IF pemroses kroma, dan tingkatan-tingkatan dalam penyetala RF. Kebutuhan yang berbeda diperlihatkan dalam daftar tegangan catu daya untuk sebuah pesawat televisi berwarna 19 inci.

25 kV untuk anoda tabung gambar atau ultor

5 kV untuk kisi pemusatan tabung gambar (G3)

700 V untuk kisi layer tabung gambar (G2)

200 V untuk tingkat keluaran video

130 V untuk tingkat keluaran horosontal

18 sampai 35 V untuk penguat-penguat yang menggunakan transistor-transistor sinyal kecil dan unit-unit rangkaian terpadu (IC).

Bagian Frekuensi Radio (RF)

Penyetala RF adalah bagian pengubah frekuensi dari penerima super heterodin. Penyetala ini menerima sinyal-sinyal antena pada semua frekuensi saluran. Sinyal-sinyal dikonversi kesuatu bidang frekuensi tunggal (Single band) dalam Pass Band IF yang tetap. Keluaran dari penyetala RF merupakan awal dari bagian IF.

Saluran VHF dan UHF

Penyetala sebenarnya terdiri dari dua unit. Yang satu mencakup bidang VHF dari Televisi saluran 2 sampai 13, yang lain menyetalakan bidang UHF dari saluran Televisi saluran 70 sampai 83. Keluaran IF dari penyetala RF dihubungkan ke casis utama oleh sebuah kabel pendek sebesar 75 ohm.

Penyetala VHF

Penyetala VHF memberikan keluaran IF, penyetala UHF membekali penyetala VHF. tingkat pertama dari penyetala VHF adalah penguat RF atau prapemilih (Pre-selector). Masukannya adalah sinyal RF untuk saluran televisi dari antena atau pembekal kabel (Cable feed). Sinyal untuk saluran yang diinginkan diperkuat untuk menggerakkan tingkat pencampur.

Penyetala UHF

Pada dasarnya penyetala UHF sama dengan penyetala VHF, tetapi persyaratan rancangannya berbeda karena frekuensi yang lebih tinggi dalam bidang frekuensi UHF. Salah satu perbedaannya adalah penyetala UHF sering tidak mencakup sebuah tingkat atau tahapan penguat RF. Keluaran IF dari penyetala UHF tidak diarahkan secara langsung ke penguat IF, melainkan sinyal IF diumpankan ke penyetala VHF. Rangkaian ini ditransformasikan ke dua tingkat penguatan IF tambahan bila penyetala UHF bekerja.

Bagian Frekuensi Tengah (IF)

Fungsi utama dari bagian IF adalah menaikkan level sinyal ketitik dimana pembungkus AM dapat dideteksi. Umumnya digunakan sebuah dioda semikonduktor sebagai penyearah setengah gelombang untuk mendeteksi sinyal IF. Suatu level sinyal sebesar 0,5 V diperlukan untuk deteksi linear. Jadi bagian IF terdiri dari dua atau tiga penguat kaskade untuk penguatan tegangan keseluruhan sebesar kira-kira 10.000. Sebagai contoh dengan sinya IF 0,2 mV dari pencampur, keluaran yang diperkuat kedetektor video sama dengan 2 V. Suatu diagram balok dari bagian penguat IF dan detektor video diperlihatkan dalam gambar 2.6 bersama dengan kurva respon IF. Perhatikan bahwa sinyal gambar IF 45,75 MHz dan sinyal suara 41,25 MHz diperkuat dalam bagian IF yang umum. Sinyal kroma 3,58 MHz yang warnanya termultipleksi adalah bagian dari sinyal gambar.

Detektor Video

Detektor video adalah sebuah penyearah dioda frekuensi tinggi dengan sebuah filter dalam rangkaian keluarannya yang memintas komponen kerut IF. Di bawah ini digambarkan diagram blok detektor video dan penguat video pada penerima hitam putih.

Bagian Penguat Video

Fungsi utama dari penguat video adalah memberikan ayunan tegangan yang diperlukan untuk menggerakkan tabung gambar dari cut-off, untuk pengosongan ke tegangan katoda kisi yang praktis nol untuk putih puncak. Dalam nilai puncak kepuncak, ayunan sinyal ini dapat bervariasi dari sekitar 30 V pada tabung-tabung gambar kecil sampai sekitar 200 V. Dengan sekitar 1 V dari detektor video, penguatan tegangan yang dibutuhkan dalam penguat video adalah 30 sampai 200.

Komponen Searah (DC) dari Sinyal Video

Komponen ini menunjukkan terang relatif dalam gambar terhadap tingkat pengosongan. Pada keluaran detektor video komponen searah dari sinyal video akan tetap utuh pada waktu dipancarkan. Karena sinyal video hanya dalam pembungkus modulasi dari sinyal gambar AM dalam penguat RF dan IF. Guna mempertahankan komponen searah, penguat video sering digandengkan langsung dari keluaran detektor video kekatoda tabung gambar. Ini berarti bukan kapasitor penggandeng yang digunakan secara seri.

Bagian IF Suara 4 MHz

Merupakan sinyal FM dengan frekuensi tengah 4,5 MHz diatas frekuensi pembawa gambar. Prinsip-prinsip penggunaan FM pada suara televisi diterapkan dalam cara-cara yang sama seperti pada radio FM dalm bidang frekuensi penyiaran dari 88 sampai 108 MHz. Seperti pada penerima FM, rangkaian suara IF membutuhkan pembatasan AM dan sebuah detektor FM pada keluaran audio.

Tabung Gambar

Tabung gambar adalah tabung sinar katoda (CRT - Cathode ray tube) bersama senapan elektron dan sebuah layer fosfor di bagian dalam pembungkus kaca yang dihampakan. Di dalam leher tabung yang sempit, senapan elektron menghasilkan suatu berkas elektron. Berkas ini dipercepat menuju layar oleh tegangan anoda positif. Untuk membentuk layar, bagian dalam dari pelat penyetel kaca yang lebar dibagian depan dilapisi dengan suatu bahan luminisensi yang menghasilkan cahaya bila dirancang oleh elektron-elektron didalam berkas tersebut. Defleksi magnet digunakan bersama kumparan-kumparan luar disekeliling leher tabung agar berkas elektron tersebut memayar keseluruh daerah gambar. Tabung-tabung gambar digunakan dalam pesawat penerima dan monitor televisi.

Sebuah tabung gambar monokrom mempunyai satu senapan elektron dan suatu lapisan fosfor kontinyu yang memancarkan cahaya putih. Dalam tabung gambar berwarna, layar dibentuk oleh kelompok tiga titik atau strip-strip vertikal yang terbuat dari fosfor merah, hijau dan biru.

Transduser

Transduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi berikutnya”. Transmisi energi ini bisa berupa listrik, mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal (panas). Berdasarkan output yang dihasilkan, maka transduser dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu transduser output pasif (yang berupa resistansi, kapasitansi dan induktansi), dan transduser aktif memberikan output berupa sinyal elektrik seperti tegangan maupun arus dalam bentuk DC maupun AC). Transduser pasif membutuhkan sumber energi listrik dari luar sedangkan transduser aktif tidak.

Karakteristik Transduser

Karakteristik transduser dibagi menjadia tiga :
1. Karakteristik Statis.
Karakteristik statis adalah hubungan dalam keadaan steady – state antara besaran fisik input dan output elektrik. Karakteristik statis terdiri dari :
- Accuracy, adalah perbedaan antara true output dan actual output.
- Resolusi, adalah perubahan input yang paling kecil yang masih bisa dideteksi oleh transduser.
- Repeatability, adalah kemampuan transduser untuk menghasilkan output yang sama pada pengukuran yang sama berulang kali.
- Hysteresis, adalah perbedaan antara kalibrasi dengan cara naik dengan kalibrasi dengan cara turun.
- Linearity, adalah linieritas output dari transduser.
- Conformance, adalah perbedaan antara kurva hasil kalibrasi dengan suatu kurva linier.
- Sensitivity, adalah perbandingan perubahan output dengan nilai perubahan dari pengukuran.

2. Karakteristik Dinamis.
Karakteristik dinamis adalah seberapa cepat suatu output berubah ketika mendapat perubahan pada input. Karakteristik dinamis terdiri dari :
- Rise time, adalah waktu yang dibutuhkan agar dapat mencapai 10 % hingga 90 % dari respon seluruhnya.
- Time constant, adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai 63.2% dari harga maksimum.
- Dead time, adalah perbedaan waktu antara input dan output.
- Settling time, adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kurang lebih 2% dari nilai steady state.

3. Karakteristik lingkungan
Karakteristik lingkungan adalah performa dari suatu transduser, baik ketika beroperasi maupun tidak, terhadap kondisi external. Misalnya suhu, tekanan, getaran, kecepatan, dan lain lain

Transduser Aktif
Beberapa hal yang membedakan tranduser aktif dengan pasif yakni Transduser pasif membutuhkan sumber energi listrik dari luar sedangkan transduser aktif tidak

Pengelompokan Tranduser Aktif
Pengelompokan tranduser berdasarkan parameter listrik dan kelas transduser :
ü Sel fotoemisif
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Emisi elektron akibat radiasi yang masuk pada permukaan fotemisif
Ø Pemakaian alat : Cahaya dan radiasi

ü Photomultiplier
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Emisi elektron sekunder akibat radiasi yang masuk ke katoda sensitif cahaya
Ø Pemakaian alat : Cahaya, radiasi dan relay sensitif cahaya

ü Termokopel
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Pembangkitan ggl pada titik sambung dua logam yang berbeda akibat dipanasi
Ø Pemakaian alat : Temperatur, aliran panas, radiasi

ü Generator kumparan putar (tachogenerator)
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Perputaran sebuah kumparan di dalam medan magnit yang membangkitkan tegangan
Ø Pemakaian alat : Kecepatan, getaran

ü Piezoelektrik
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Pembangkitan ggl bahan kristal piezo akibat gaya dari luar
Ø Pemakaian alat : Suara, getaran, percepatan, tekanan

ü Sel foto tegangan
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Terbangkitnya tegangan pada sel foto akibat rangsangan energi dari luar
Ø Pemakaian alat : Cahaya matahari

ü Termometer tahanan (RTD)
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Perubahan nilai tahanan kawat akibat perubahan temperatur
Ø Pemakaian alat : Temperatur, panas

ü Hygrometer tahanan
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Tahanan sebuah strip konduktif berubah terhadap kandungan uap air
Ø Pemakaian alat : Kelembaban relatif

ü Termistor (NTC)
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Penurunan nilai tahanan logam akibat kenaikan temperatur
Ø Pemakaian alat : Temperatur

ü Mikropon kapasitor
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Tekanan suara mengubah nilai kapasitansi dua buah plat
Ø Pemakaian alat : Suara, musik,derau

ü Pengukuran reluktansi
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Reluktansi rangkaian magnetik diubah dengan mengubah posisi inti besi sebuah kumparan
Ø Pemakaian alat : Tekanan, pergeseran, getaran, posisi

Piezo Electric Transduser
Piezo electric transduser adalah suatu bahan yang berbentuk Kristal yang pada permukaannya dapat menghasilkan tegangan listrik, bila dimensi Kristal diubah oleh gaya mekanik. Tegangan ini dihasilkan oleh pergeseran atau perpindahan muatan, disebut pisezo electric effect. Elemen yang merupakn sifat piezo electric disebut electro resistive element.
Bahan dari piezo electric umumnya mengandung :
· Rochelle Salt
· Ammonium dihydrogen phosphate
· Lithium Sulphate
· Quartz
Sifat piezo electric yang diperlukan adalah :
ü Kestabilan
ü Tidak peka terhadap temperature dan kelembaban
ü Mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan
ü Respon tinggi
ü Output 1 s/d 30 mV per g percepatan
ü Tidak sesuai untuk pengukurn yang statis
Quartz adalah bahan piezo electric yang paling stabil, tetapi outputnya kecil, sedang Rochell Salt outputnya tinggi tetapi peka terhadap kelembaban.

Thermocouple
Thermocouple yaitu suatu tranduser yang mendeteksi perubahan temperature atau panas. Pembuatan termokopel didasarkan atas sifat thermal bahan logam. Jika sebuah batang logam dipanaskan pada salah satu ujungnya maka pada ujung tersebut elektron-elektron dalam logam akan bergerak semakin aktif dan akan menempati ruang yang semakin luas, elektron-elektron saling desak dan bergerak ke arah ujung batang yang tidak dipanaskan. Dengan demikian pada ujung batang yang dipanaskan akan terjadi muatan positif.
Thermocouple, terdiri dari sepasang transduser panas dan dingin yang disambungkan/dilebur bersama, perbedaan yang timbul antara sambungan tersebut dengan sambungan referensi yang berfungsi sebagai pembanding.

Thermistor
Termistor atau tahanan thermal adalah alat semikonduktor yang berkelakuan sebagai tahanan dengan koefisien tahanan temperatur yang tinggi, yang biasanya negatif. Umumnya tahanan termistor pada temperatur ruang dapat berkurang 6% untuk setiap kenaikan temperatur sebesar 1oC. Kepekaan yang tinggi terhadap perubahan temperatur ini membuat termistor sangat sesuai untuk pengukuran, pengontrolan dan kompensasi temperatur secara presisi.

Termistor terbuat dari campuran oksida-oksida logam yang diendapkan seperti: mangan (Mn), nikel (Ni), cobalt (Co), tembaga (Cu), besi (Fe) dan uranium (U). Rangkuman tahanannya adalah dari 0,5 W sampai 75 W dan tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran. Ukuran paling kecil berbentuk mani-manik (beads) dengan diameter 0,15 mm sampai 1,25 mm, bentuk piringan (disk) atau cincin (washer) dengan ukuran 2,5 mm sampai 25 mm. Cincin-cincin dapat ditumpukan dan di tempatkan secara seri atau paralel guna memperbesar disipasi daya.

Proses Kerja Genset

Genset (Generating Set Supply) bekerja 10 detik ketika listrik padam, 10 detik sesudahnya tenaga listrik diswitch ke genset, saat itu lampu bisa nyala kembali. Cara kerja generator genset yang memberikan supply listrik setelah 20 detik ini ditopang oleh AVR (Automatic Voltage Regulator).

Di dalam AVR, ada Mutual Reactor (MT) yaitu semacam trafo jenis CT (Current Transformer) yang menghasilkan arus listrik berdasarkan besaran arus beban yang melaluinya (secara rangkaian seri). Arus listrik yang dihasilkan ini digunakan untuk memperkuat medan magnet pada belitan rotor. Sehingga untuk beban yang besar, arus yang dihasilkan juga besar (rumus: V=IxR, dimana Vp/Vs=Ip/Vp dan P=IxV).

Namun untuk menjaga kestabilan AVR tidak hanya dengan AVR saja, genset juga dilengkapi System Governor untuk menjaga kestabilan RPM (Rotation Power Momentum)nya sehingga bisa dihasilkan frekuensi putaran yang stabil pada saat ada atau tidak ada beban, hal ini bisa dilakukan dengan mengatur supply BBM (biasanya solar) pada generator genset.

Lalu bagaimana ketika listrik nyala?Sebuah switch (biasanya ATS-Automatic Transfer Switch) otomatis mengalihkan power supply dari genset ke PLN. Ini dilakukan tanpa memadamkan lampu sama sekali, sehingga tidak mengganggu kenyamanan konsumen. Dalam 5 detik genset akan mati secara otomatis.