MODUL GURU PEMBELAJAR SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN (SMK) PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA PAKET KEAHLIAN TEKNIK MEKATRONIKA Kelompok Kompetensi J Perawatan dan Perbaikan Peralatan Mekatronika Penulis: Dr. Miftahu Soleh, M.Sc Direktorat Jenderal Guru Dan Tenaga Kependidikan Kementerian Pendidikan Dan Kebudayaan Tahun 2016 Penulis : Dr. Miftahu Soleh, M.Sc; 081944815303; solehvedc@gmail.com Penelaah : Copyright 2016 Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Otomotif dan Elektronika, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengcopy sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Hal iii KATA SAMBUTAN Peran guru professional dalam proses pembelajaran sangat penting sebagai kunci keberhasilan belajar siswa. Guru professional adalah guru yang kompeten membangun proses pembelajaran yang baik sehingga dapat menghasilkan pendidikan yang berkualitas. Hal tersebut menjadikan guru sebagai komponen yang menjadi focus perhatian pemerintah pusat maupun pemerintah daerah dalam peningkatan mutu pendidikan terutama menyangkut kompetensi guru. Pengembangan profesionalitas guru melalui program Guru Pembelajar (GP) merupakan upaya peningkatan kompetensi untuk semua guru. Sejalan dengan hal tersebut, pemetaan kompetensi guru telah dilakukan melalui uji kompetensi guru (UKG) nuntuk kompetensi pedagogic dan professional pada akhir tahun 2015. Hasil UKG menunjukkan peta kekuatan dan kelemahan kompetensi guru dalam penguasaan pengetahuan. Peta kompetensi guru tersebut dikelompokkan menjadi 10 (sepuluh) kelompok kompetensi. Tindak lanjut pelaksanaan UKG diwujudkan dalam bentuk pelatihan guru pasca UKG melalui program Guru Pembelajar. Tujuannya untuk meningkatkan kompetensi guru sebagai agen perubahan dan sumber belajar utama bagi peserta didik. Program Guru Pembelajar dilaksanakan melalui pola tatap muka, daring (online), dan campuran (blended) tatap muka dengan online. Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK), Lembaga Pengembngan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Kelautan Perikanan Teknologi Informasi dan Komunikasi (LP3TK KPTK), dan Lembaga Pengembangan dan Pemberdayaan Kepala Sekolah (LP2KS) merupakan Unit Pelaksana Teknis di lingkungan Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan yang bertanggungjawab dalam mengembangkan perangkat dan melaksanakan peningkatan kompetensi guru sesuai bidangnya. Adapun perangkat pembelajaran yang dikembangkan tersebut adalah modul untuk program Guru Pembelajar (GP) tatap muka dan GP online untuk semua mata pelajaran dan kelompok kompetensi. Dengan modul ini diharapkan program GP memberikan sumbangan yang sangat besar dalam peningkatan kualitas kompetensi guru. Hal iv Mari kita sukseskan program GP ini untuk mewujudkan Guru Mulia Karena Karya. Jakarta, Februari 2016 Direktur Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan Sumarna Surapranata, Ph.D NIP. 195908011985032001 Hal v DAFTAR ISI Halaman Cover luar ....................................................................................................... i Cover Dalam .................................................................................................. ii Kata Sambutan ............................................................................................... iv Daftar Isi ....................................................................................................... vi Daftar gambar ................................................................................................ xiv Daftar tabel .................................................................................................... xx Pendahuluan ................................................................................................ 1 A. Latar Belakang ........................................................................................... 1 B. Tujuan ....................................................................................................... 1 C. Peta Kompetensi .................................................................................... 2 ......................................................................................... 3 E. Saran Cara Penggunaan Modul ............................................................... 4 Kegiatan Pembelajaran 1: Pengantar Perawatan dan Perbaikan ........... 6 D. Ruang Lingkup A. Tujuan ....................................................................................................... B. Indikator Pencapaian Kompetensi ............................................................. C. Uraian Materi: Pengantar Perawatan dan Perbaikan ................................ 1.1 Pentingnya Perawatan dan Perbaikan ................................................ 1.2 Jenis-jenis Perawatan Peralatan ......................................................... 1.3 Mengidentifikasi Bahaya MR ............................................................... 1.4 Mengontrol Bahaya MR ....................................................................... 1.5 Mengembangkan Prosedur .................................................................. 1.6 Keamanan, Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) ......................... 1.7 Alat Pelindung Diri (APD) MR Peralatan Mekatronika ........................ D. Aktivitas Pembelajaran ............................................................................... E. Latihan/Kasus/Tugas .................................................................................. F. Rangkuman ................................................................................................. G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ................................................................. Hal vi Kegiatan Pembelajaran 2: Dasar-dasar Pelacakan Gangguan Sistem Mekatronika ..................................................... 27 A. Tujuan ....................................................................................................... B. Indikator Pencapaian Kompetensi ............................................................. C. Uraian Materi: Dasar-dasar Pelacakan Gangguan Sistem Mekatronika .. 2.1 Pengenalan Sistem/Peralatan Mekatronika ........................................ 2.2 Perawatan di Industri ........................................................................... 2.3 Spesifikasi, Keandalan dan Kegagalan ............................................... 2.4 Metode-metode Pelacakan Kerusakan ............................................... 2.5 Alat-alat MR Sistem/Peralatan Mekatronika ........................................ D. Aktivitas Pembelajaran ............................................................................... E. Latihan/Kasus/Tugas .................................................................................. F. Rangkuman ................................................................................................. G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ................................................................. Kegiatan Pembelajaran 3: Pemeliharaan dan Perbaikan Sistem Elektrik ............................................................ 64 A. Tujuan ....................................................................................................... B. Indikator Pencapaian Kompetensi ............................................................. C. Uraian Materi: Pemeliharaan dan Perbaikan Sistem Elektrik ................... 3.1 Sistem Kelistrikan ............................................................................. 3.2 Sistem Tenaga Listrik ........................................................................... 3.3 Distribusi Sistem 1 Fase dan 3 Fase ................................................... 3.4 Sistem Pembumian ............................................................................. 3.5 Rangkaian Instalasi Motor Listrik ......................................................... 3.6 Pemeliharaan Listrik ............................................................................. 3.7 Pemeriksaan dan Pengujian Instalasi Listrik ....................................... 3.8 Pemeliharaan Peralatan Listrik ............................................................ D. Aktivitas Pembelajaran ............................................................................... E. Latihan/Kasus/Tugas .................................................................................. F. Rangkuman ................................................................................................. G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ................................................................. Hal vii Kegiatan Pembelajaran 4: Pemeliharaan dan Pelacakan Kerusakan Sistem Pneumatik ........................................................ 113 A. Tujuan ....................................................................................................... B. Indikator Pencapaian Kompetensi ............................................................. C. Uraian Materi: Pemeliharaan dan Pelacakan Kerusakan Sistem Pneumatik ............................................................................. 4.1 PENDAHULUAN ............................................................................. 4.2 MEMPERSIAPKAN SUMBER ENERGI (MEDIA) ............................... 4.2.1 Media Kerja ............................................................................. 4.2.2 Media Kontrol ............................................................................ 4.2.3 Mempersiapkan Udara Bertekanan ................................................. 4.2.4 Penyaringan Udara Bertekanan ...................................................... 4.2.5 Pengaturan Udara Bertekanan ........................................................ 4.2.6 Alat Ukur Tekanan ........................................................................... 4.2.7 Pelumasan Udara Tekanan ............................................................. D. Aktivitas Pembelajaran ............................................................................... E. Latihan/Kasus/Tugas .................................................................................. F. Rangkuman ................................................................................................. G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ................................................................. Kegiatan Pembelajaran 5: Pelacakan Kerusakan Komponen Elektronika ...................................................... 142 A. Tujuan ....................................................................................................... B. Indikator Pencapaian Kompetensi ............................................................. C. Uraian Materi: Pelacakan Kerusakan Komponen Elektronika .................. 5.1 Pendahuluan ............................................................................. 5.2 Resistor dan Kegagalan-kegagalannya .............................................. 5.3 Kapasitor ............................................................................. 5.4 Induktor (Inductor) ............................................................................. 5.5 Dioda (Diode) ............................................................................. 5.6 Transistor ............................................................................. D. Aktivitas Pembelajaran ............................................................................... E. Latihan/Kasus/Tugas .................................................................................. Hal viii F. Rangkuman ................................................................................................. G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ................................................................. Kegiatan Pembelajaran 6: Pemeliharaan dan Perbaikan MPS ................ 196 A. Tujuan ....................................................................................................... B. Indikator Pencapaian Kompetensi ............................................................. C. Uraian Materi: Pemeliharaan dan Perbaikan MPS .................................... 5.1 MPS Distribusi ............................................................................. 5.2 Pelacakan Kesalahan .......................................................................... 5.3 Daftar Kesalahan pada MPS ............................................................... D. Aktivitas Pembelajaran ............................................................................... E. Latihan/Kasus/Tugas .................................................................................. F. Rangkuman ................................................................................................. G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ................................................................. KUNCI JAWABAN LATIHAN/KASUS/TUGAS ............................................... Penutup 222 ....................................................................................................... A. Kesimpulan ............................................................................................. B. Tindak Lanjut ........................................................................................... C. Evaluasi ................................................................................................... D. Kunci Jawaban ...................................................................................... E. Glosarium ................................................................................................ DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... Hal 235 ix DAFTAR GAMBAR Halaman Hal x DAFTAR TABEL Halaman Hal xi PENDAHULUAN A. Latar belakang Sistem mekatronik merupakan perpaduan atau interseksi dari multidisiplin, antara lain ilmu mekanik, elektro/elektronik, kontrol, informatik terapan, dan lain-lain. Mekatronik adalah ilmu terapan yang digunakan untuk menyelesaikan tugas tertentu sesuai kebutuhan pada banyak bidang pekerjaan. Sebagai contoh, mekatronik industri manufaktur, mekatronik otomotif, mekatronik bidang kedokteran, mekatronik bidang pertanian, mekatronik bidang pertahanan dan keamanan, dan lain-lain. Peralatan/mesin mekatronik mewujud dalam bentuk sistem robotik yang secara konsep adalah mesin yang dapat menggantikan tugas-tugas yang dikerjakan oleh manusia. Sistem robotik dilengkapi dengan banyak fitur, seperti kecepatan eksekusi, kepresisian, ketahanan, dan pada akhirnya produktivitas menjadi lebih meningkat karena kegiatan produksi menjadi lebih efisien dan efektif. Robotik secara garis besar dikelompokkan dalam robotik stationer (diam/tetap) dan robotik mobile (bergerak). Kegiatan perawatan dan perbaikan peralatan mekatronik secara garis besar meliputi pekerjaan gangguan/kerusakan, untuk mengenali melakukan jenis perawatan dan kerusakan, melacak dimungkinkan juga melakukan perbaikan pada sistem mekanik, elektrik, elektronik, kontrol, dan informatika. Pekerjaan-pekerjaan tersebut bisa terjadi secara bersamaan ataupun terpisah. B. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta diharapkan dapat: 1. Melacak gangguan sistem dan komponen elektrik pada peralatan mekatronik 2. Memelihara gangguan sistem dan komponen elektrik pada peralatan mekatronik 3. Memperbaiki gangguan sistem dan komponen elektrik pada peralatan mekatronik Hal 1 4. Melacak gangguan sistem dan komponen pneumatik pada peralatan mekatronik 5. Memelihara gangguan sistem dan komponen pneumatik pada peralatan mekatronik 6. Memperbaiki gangguan sistem dan komponen pneumatik pada peralatan mekatronik 7. Melacak gangguan sistem dan komponen elektronik pada peralatan mekatronik 8. Memelihara gangguan sistem dan komponen elektronik pada peralatan mekatronik 9. Memperbaiki gangguan sistem dan komponen elektronik pada peralatan mekatronik C. Peta Kompetensi STRUKTUR SKG TEKNIK ELEKTRONIKA Hal 2 PETA KOMPETENSI TEKNIK MEKATRONIKA STANDAR KOMPETENSI GURU KELOMPOK KOMPETENSI J Kompetensi Inti Guru 20. Menguasai materi, struktur, konsep dan pola pikir keilmuan yang mendukung mata pelajaran yang diampu No. 20.7 20.8 Kompetensi Guru Paket Keahlian PROSEDURAL (3): Mengevaluasi prosedur perawatan dan perbaikan serta prosedur pencarian kesalahan pada fasilitas dan sistem mekatronika (C5) METAKOGNITIF (4): Mememelihara dan menjamin keandalan sistem mekatronik serta mendiagnosis dan memperbaiki kerusakan pada komponen serta sistem mekatronika Indikator Pencapaian Kompetensi 20.7.1 Menemukan prosedur perawatan dan perbaikan peralatan mekatronika (3C5) 20.7.2 Menemukan kesalahan pada prosedur pencarian kesalahan (troubleshooting) pada peralatan mekatronika (3C5) 20.8.1 Merancang desain pemeliharaan dan perbaikan sistem mekatronika (4C6) 20.8.2 Melakukan tindakan perawatan dan perbaikan pada sistem mekatronika (4C6) 20.8.3 Mendiagnosis dan memperbaiki kerusakan pada komponen serta sistem mekatronika (4C6) Hal 3 D. Ruang Lingkup 1. Pengantar Perawatan dan Perbaikan 1.1 Pentingnya Perawatan dan Perbaikan 1.2 Jenis-jenis Perawatan Peralatan 1.3 Mengidentifikasi Bahaya MR 1.4 Mengontrol Bahaya MR 1.5 Mengembangkan Prosedur 1.6 Keamanan, Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) 1.7 Alat Pelindung Diri (APD) MR Peralatan Mekatronika 2. Dasar-dasar Pelacakan Gangguan Sistem Mekatronika 2.1 Pengenalan Sistem/Peralatan Mekatronika 2.2 Perawatan di Industri 2.3 Spesifikasi, Keandalan dan Kegagalan 2.4 Metode-metode Pelacakan Kerusakan 2.5 Alat-alat MR Sistem/Peralatan Mekatronika 3. Pemeliharaan dan Perbaikan Sistem Elektrik 3.1 Sistem Kelistrikan 3.2 Sistem Tenaga Listrik 3.3 Distribusi Sistem 1 Fase dan 3 Fase 3.4 Sistem Pembumian 3.5 Rangkaian Instalasi Motor Listrik 3.6 Pemeliharaan Listrik 3.7 Pemeriksaan dan Pengujian Instalasi Listrik 3.8 Pemeliharaan Peralatan Listrik 4. Pemeliharaan dan Pelacakan Kerusakan Sistem Pneumatik 5. Pelacakan Kerusakan Komponen Elektronika 5.1 Pendahuluan 5.2 Resistor dan Kegagalan-kegagalannya 5.3 Kapasitor 5.4 Induktor (Inductor) 5.5 Dioda (Diode) 5.6 Transistor Hal 4 6. Pemeliharaan dan Perbaikan MPS 6.1 MPS Distribusi 6.2 Pelacakan Kesalahan 6.3 Daftar Kesalahan pada MPS E. Saran Cara Penggunaan Modul Untuk memperoleh hasil belajar secara maksimal, dalam menggunakan modul ini maka langkah-langkah yang perlu dilaksanakan antara lain: 1. Bacalah dan pahami dengan seksama uraian-uraian materi yang ada pada masing-masing kegiatan belajar. Bila ada materi yang kurang jelas, peserta diklat dapat bertanya pada instruktur pengampu kegiatan belajar. 2. Kerjakan setiap tugas formatif (soal latihan) untuk mengetahui seberapa dalam pemahaman yang telah dimiliki terhadap materi-materi yang dibahas dalam setiap kegiatan belajar. 3. Untuk kegiatan belajar yang terdiri dari teori dan praktik, perhatikanlah hal-hal berikut: a. Perhatikan petunjuk-petunjuk keselamatan kerja yang berlaku. b. Pahami setiap langkah kerja (prosedur praktikum) dengan baik. c. Sebelum melaksanakan praktikum, identifikasi (tentukan) peralatan dan bahan yang diperlukan dengan cermat. d. Gunakan alat sesuai prosedur pemakaian yang benar. e. Untuk melakukan kegiatan praktikum yang belum jelas, harus meminta ijin instruktur terlebih dahulu. f. Setelah selesai, kembalikan alat dan bahan ke tempat semula g. Jika belum menguasai level materi yang diharapkan, ulangi lagi pada kegiatan belajar sebelumnya atau bertanyalah kepada instruktur yang mengampu kegiatan pembelajaran yang bersangkutan. Hal 5 Kegiatan Pembelajaran 1: Pengantar Perawatan dan Perbaikan A. Tujuan Setelah menyelesaikan materi ini, peserta diharapkan dapat: 1. Menjelaskan pentingnya perwatan dan perbaikan peralatan mekatronika 2. Mengidentifikasi bahaya pada kegiatan perwatan dan perbaikan peralatan mekatronika 3. Mengontrol bahaya pada perwatan dan perbaikan peralatan mekatronika 4. Mengembangkan prosedur perwatan dan perbaikan peralatan mekatronika 5. Menjelaskan K3 6. Menerapkan alat pelindung diri dalam melaksanakan kegiatan perawatan dan perbaikan peralatan mekatronika. B. Indikator Pencapaian Kompetensi 1. Menemukan prosedur perawatan dan perbaikan peralatan mekatronika (3C5). C. Uraian Materi PENGANTAR PERAWATAN DAN PERBAIKAN 1.1 Pentingnya Perawatan dan Perbaikan Maintenance and repair (MR) atau perawatan dan perbaikan merupakan kegiatan yang sulit untuk dipisahkan. Kegiatan perawatan akan berpengaruh langsung terhadap kegiatan perbaikan, demikian sebaliknya. Perawatan ditentukan sebelum pekerjaan perbaikan, dilakukan secara terjadwal dengan tujuan mencegah keausan dan kegagalan mendadak dari komponen peralatan. Hal 6 Definisi perawatan adalah suatu usaha yang dilakukan secara sengaja dan sistematis terhadap peralatan hingga mencapai hasil/kondisi yang dapat diterima dan diinginkan. Kegiatan perawatan adalah kegiatan yang terprogram mengikuti cara tertentu untuk mendapatkan hasil/kondisi yang disepakati. Perawatan hendaknya merupakan usaha/kegiatan yang dilakukan secara rutin/terus menerus agar peralatan atau sistem selalu dalam keadaan siap pakai. Kegiatan perawatan dapat dibedakan menjadi dua bagian besar yaitu: a. Perawatan terencana (preventif dan korektif) b. Perawatan tidak terencana (darurat). Beberapa istilah tentang perawatan, antara lain: 1) Perawatan pencegahan (preventive), yaitu perawatan yang dilakukan terhadap peralatan untuk mencegah terjadinya kerusakan. 2) Perawatan dengan cara perbaikan (corrective), yaitu perawatan yang dilakukan dengan cara memperbaiki dari peralatan (mengganti, menyetel) untuk memenuhi kondisi standard peralatan tersebut. 3) Perawatan jalan (running), yaitu perawatan yang dilakukan selama peralatan dipakai 4) Perawatan dalam keadaan berhenti (shut-down), yaitu perawatan yang dilakukan pada saat peralatan tidak sedang dipakai. Sementara itu, Joel Levitt (2002) membagi pekerjaan perawatan menjadi sebagai berikut: Hal 7 Gambar 1.1 Pembagian pekerjaan perawatan Pada perawatan terencana-korektif terdapat 3 tahapan, yaitu: (1) pendeteksian, cek fungsi, cek kinerja, bandingkan dengan spesifikasi alat/sistem; (2) menentukan lokasi, cek fungsi tiap blok (bagian dari sistem), cek komponen pada blok yang tidak bekerja dengan baik; dan (3) perbaikan, perbaiki atau ganti komponen yang rusak dengan baru. Tujuan perawatan secara umum adalah membantu untuk: a. Melindungi aset dan memperpanjang usia pakai peralatan produksi b. Meningkatkan keandalan sistem c. Menurunkan biaya penggantian d. Mengurangi downtime (waktu tidak produksi) sistem e. Mengurangi kecelakaan/cedera Kegagalan peralatan kontrol, mekanik, atau kegagalan proses dapat berakibat buruk baik untuk manusia dan dari sisi ekonomi. Selain downtime dan biaya termasuk untuk memperbaiki dan/atau mengganti peralatan bagian atau komponen, ada risiko kecelakaan/cedera operator, dan eksposur akut kimia dan/atau agen fisik. Oleh karena itu perawatan adalah Hal 8 kegiatan pencegahan kecelakaan berkelanjutan yang sangat penting, yang harus diintegrasikan ke dalam operasi /proses manufaktur produk Anda. Bagi sebagian industri, masalah pemeliharaan dan perbaikan secara umum selalu dikaitkan dengan tanggungjawabnya terhadap produk yang berkualitas, tepat waktu dan mempunyai nilai ekonomis yang tinggi. Beberapa industri atau organisasi yang besar bahkan mempunyai misi yang selalu dikaitkan dengan aset dan investasi. Jadi kegiatan pemeliharaan & perbaikan alat & fasilitas lain diperhitungkan sebagai bagian dari aset & investasi. 1.2. Jenis-jenis Perawatan Peralatan Dalam prakteknya perawatan peralatan dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu pra perawatan dan perawatan pencegahan. a. Perawatan sebelum dioperasikan (pra-perawatan) Perawatan peralatan sebelum dioperasikan bertujuan untuk menjamin peralatan agar dapat beroperasi dengan efektif. Untuk memudahkan pengecekan maka dibuat rencana perawatannya. Perawatan dapat berupa jadwal pembersihan, penggantian pelumasan dan uji coba peralatan tanpa beban. Peralatan yang baru dihidupkan hendaknya tidak langsung dibebani. Peralatan dibiarkan hidup beberapa menit, sementara itu diadakan pengecekan pada bagian-bagian tertentu. Apabila tidak ada kelainan, barulah peralatan dapat dibebani sedikit demi sedikit sampai pada beban yang diharapkan. b. Perawatan Pencegahan Telah disebutkan di depan bahwa perawatan pencegahan bertujuan untuk mencegah terjadinya kerusakan yang lebih serius. Tentu saja tidak sematamata mencegah terjadinya kerusakan, tetapi perawatan pencegahan ini justru merupakan kegiatan rutin dalam pelaksanaan perawatan agar peralatan senantiasa siap pakai. Hal 9 Perawatan pencegahan meliputi: 1) Perawatan harian (preventif) Maksudnya ialah kegiatan perawatan yang dilaksanakan setiap/selama peralatan dioperasikan. Kegiatan ini umumnya dilaksanakan oleh pemakai peralatan. Macam-macam kegiatan perawatan harian: a) Selama peralatan bekerja maka pemakai harus selalu memeriksa/mengganti situasi kerjanya, bahkan sejak peralatan mulai bekerja. Cara memeriksa/mengamati yaitu dengan cara: Lihat, maksudnya cara kerja peralatan diperhatikan, barangkali ada sesuatu yang kelihatan tidak semestinya. Rasa, maksudnya selama mesin bekerja perlu dirasakan barangkali ada getaran suhu meningkat, bau yang aneh dan sebagainya. Dengar, maksudnya cara kerja peralatan didengarkan barangkali ada suara-suara asing yang menandakan kelainan. b) Pencegahan Beban Lebih Setiap peralatan yang dioperasikan harus dijaga agar beban tidak melebihi kapasitas/kemampuan yang termasuk beban lebih. Misalnya: Putaran peralatan terlalu tinggi, muatan terlalu berat, suhu terlalu tinggi, dan sebagainya. c) Pelumasan Semua peralatan yang berputar atau bergerak bergesekan perlu diberi pelumasan. Pelumasan ini berfungsi untuk mengurangi gesekan, mencegah keausan dan berfungsi mendinginkan. Untuk pelumasan perlu dipilih bahan pelumas yang cocok dengan komponen yang dilumas. d) Pendinginan. Hal 10 Umumnya peralatan yang bekerja pada suhu tinggi dan bergerak memerlukan pendinginan, dengan pendinginan berarti suhu terkendali hingga laju kerusakan terkendali pula. e) Pencegahan Korosi. Pada umumnya peralatan yang bagian-bagiannya terbuat dari logam/baja ada kecenderungan berkarat (korosi). Proses korosi akan terjadi bila logam bereaksi dengan oksigen, air atau bermacam-macam asam. Korosi sangat merugikan karena cepat merusak peralatan. Oleh sebab itu korosi harus dicegah. Pencegahan korosi dapat dilakukan dengan cara: Kebersihan, yaitu menjaga peralatan tetap bersih selalu dibersihkan sehabis dipakai. Melindungi logam agar tidak terkena zat-zat penyebab korosi antara lain dengan mengolesi oli, mengecat, melapisi dengan anti karat. 2) Perawatan Berkala (korektif) Maksudnya ialah perawatan yang dilaksanakan secara berkala sesuai dengan jadwal yang diprogramkan. Macam-macam kegiatan perawatan berkala antara lain: a) Pemeriksaan secara periodik. Maksudnya ialah memeriksa peralatan terhadap bagian bagiannya untuk diadakan perawatan pencegahan. Pemeriksaan dapat dilakukan bulan, 6 bulanan atau tahunan. b) Penyetelan bagian-bagian/komponen. Selama peralatan beroperasi, dimungkinkan komponen-komponen berubah posisi karena adanya getaran, perubahan suhu, keausan dan sebagainya, sehingga baut-baut kendor atau posisi komponen bergeser. Untuk itu perlu distel kembali agar kembali seperti semula. c) Penggantian komponen. Dari hasil inspeksi, mungkin ditemukan ada komponenkomponen yang perlu diganti karena aus, patah atau bengkok hingga tak dapat berfungsi dengan baik. Untuk itu perlu penggantian Hal 11 komponen. Dalam melaksanakan perawatan berkala ini, harus bekerja berdasarkan petunjuk perawatan. Agar fungsi perawatan efektif, maka harus memasukkan unsur-unsur berikut: Rencana penggantian komponen dirancang sebagai berikut: a. Keandalan komponen (kegagalan peralatan biasanya disebabkan oleh kekuranghandalan komponen) Cek informasi pabrikan Cek produk terbaik yang diterima di industri b. Menjaga rekaman perawatan peralatan c. Penjadwalan penggantian komponen pada akhir perawatan usia pakai d. Memperoleh dan memelihara persediaan: Komponen paling terpercaya Komponen penting Komponen dijadwalkan untuk penggantian e. Mengganti peralatan dengan rawan-service dengan peralatan yang lebih handal. Dengan memperkenalkan unsur perencanaan dalam fungsi perawatan, Anda dapat mengurangi perbaikan dan tenaga dengan syarat keahlian khusus. Eksplorasi perawatan untuk mengantisipasi dan mencegah kerusakan. Tindakan diagnostik untuk menganalisis kebutuhan pabrik Anda meliputi: a. Spesifikasi Operasi dan perlakuan peralatan b. Pengalaman masa lalu dengan komponen: Catatan inspeksi Catatan servis Frekuensi penggantian Kegagalan komponen diperiksa c. Program pelumasan dijadwalkan secara teratur: Hal 12 Mengidentifikasi titik-titik pelumasan pada peralatan Kode warna untuk mengidentifikasi frekuensi pelumasan Berkonsultasi dengan pabrikan dan belajar dari praktik terbaik industri untuk menyusun jadwal. 1.3 Mengidentifikasi Bahaya MR Bahaya yang berhubungan dengan kegiatan perawatan dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a. Bahaya Keselamatan Mekanis (peralatan dan alat) Elektris (peralatan hidup/bertegangan) pneumatik Hidrolik Panas Pembakaran Jatuh (lantai yang licin, bekerja di ketinggian) b. Bahaya kesehatan Agen kimia (proses kimia, pelarut pembersih, produk reaksi tak terduga, debu, bahan kimia lainnya) Agen fisika (noise, getaran, lainnya) c. Bahaya ergonomis Biomekanik (angkat, mendorong, menarik (penanganan manual), peregangan, penyelesaian (untuk mencapai dan mengakses daerah sulit) Desain pekerjaan / proses (alat yang dirancang buruk, sulit untuk mengakses lokasi kerja, alat pelindung diri, prosedur kompleks) Banyak dari bahaya ini saling terkait. Periksa proses Anda, tata letak area proses Anda, dan peralatan proses yang digunakan, untuk menentukan sifat yang tepat dari bahaya yang mungkin ditemui selama kegiatan perawatan. Misalnya, pekerjaan perawatan dilakukan di ruang terbatas membawa risiko yang lebih besar dari luka kritis dan eksposur akut terhadap bahan kimia dan Hal 13 fisik. Risiko ini berkaitan dengan peralatan dan bahan-bahan di ruang itu sendiri dan dari operasi di dekatnya. 1.4 Mengontrol Bahaya MR Idealnya, bahaya yang mungkin terjadi selama kegiatan perawatan harus ditangani dalam tahap perencanaan. Seleksi proses Tergantung pada sifat dari proses, tindakan pencegahan khusus mungkin diperlukan untuk melindungi pekerja saat pembongkaran dan pembersihan peralatan. Pertimbangkan faktor ini ketika Anda membuat keputusan untuk memilih salah satu proses. Juga pertimbangkan faktor-faktor berikut yang berkontribusi terhadap tingkat risiko kegiatan perawatan: a. Kemudahan pendirian struktur untuk sementara b. Kemudahan untuk mengakses c. Dukungan dan perakitan ulang komponen dari peralatan skala besar d. Penggunaan kerekan dan platform kerja mobile e. Penggunaan yang aman dari tangga terutama di dekat peralatan bertegangan listrik f. Berapa banyak pembongkaran diperlukan untuk mengakses peralatan yang terdampak. g. Keperlu untuk peralatan pengangkat sementara h. Keperlu untuk perlengkapan pelindung pribadi (Alat Pelindung Diri/APD) i. Bahaya rumah tangga terletak di lantai dengan adanya komponen terbongkar. Seleksi peralatan Proses yang Anda pilih akan menentukan jenis peralatan yang akan Anda gunakan. Namun, pertimbangkan hal berikut: a. Keandalan (Data pabrikan, Pengalaman mengoperasikan di pabrik, Data asosiasi pabrikan) b. Kemudahan akses ke bagian yang akan diservis Hal 14 c. Kemudahan pembongkaran d. Kompleksitas prosedur perbaikan e. Kemudahan frekuensi pelumasan bagian yang diperlukan f. Tindak lanjut produsen / pemasok (Ketersediaan suku cadang, Ketersediaan waktu pelayanan). 1.5 Mengembangkan Prosedur Ketika servis peralatan, bahaya yang tidak terkait dengan proses operasi Anda kemungkinan akan muncul juga. Untuk alasan ini, penting untuk mempersiapkan prosedur servis tertulis yang meliputi: 1. Kejelasan prosedur, langkah-demi-langkah, dalam bentuk checklist, untuk mengendalikan energi yang berbahaya a. Persiapan untuk mematikan b. Mematikan mesin, proses atau peralatan c. Mengisolasi energi ke mesin, proses atau peralatan d. Menerapkan perangkat lockout e. Mengontrol energi yang tersimpan (de-energization) f. Verifikasi isolasi g. Pelepasan dari kontrol lockout 2. Identifikasi bahaya 3. Seleksi dan spesifikasi APD (Sesuai untuk jenis bahaya dan tepat) 4. Seleksi dan spesifikasi alat yang akan digunakan: a. Alat yang tepat untuk pekerjaan itu b. Dalam kondisi baik c. Sesuai untuk lingkungan (misalnya, alat non memicu dalam atmosfer yang mudah terbakar) d. Desain ergonomis 5. Prosedurl langkah-langkah untuk pembongkaran 6. Checklist langkah-langkah untuk pemeriksaan komponen (untuk menetapkan data dasar keandalan) 7. Identifikasi bahaya yang terkait dengan sub prosedur: a. Masuk dan bekerja di ruang terbatas b. Pengelasan di ruang terbuka dan terbatas Hal 15 c. Penghilangan isolasi d. Pembersihan e. Penanganan dan penggunaan pelarut f. Struktur pendirian sementara g. Penggunaan peralatan portabel h. Penggunaan tangga i. Peledakan abrasive j. Pengecatan 8. Pemasangan dan pembongkaran perancah dan platform sementara lainnya 9. Pembongkaran peralatan skala kecil 10. Perakitan kembali peralatan skala kecil 11. Penyangga dan pembongkaran peralatan skala besar Memeriksa setiap prosedur secara menyeluruh untuk memastikan bahwa metode paling tidak berbahaya dipilih, dan bahwa semua tindakan yang diperlukan untuk menyelesaikan pekerjaan dengan aman diambil. Mencatat semua kegiatan perawatan, indikasi-indikasi mesin, bagian-bagian terkait, jenis perawatan dan tanggal dilakukan. 1.6 Keamanan, Kesehatan Dan Keselamatan Kerja (K3) 1. Pengertian K3 Dibagi menjadi 2 pengertian, yaitu: a. Secara Filosofis Suatu pemikiran atau upaya untuk menjamin keutuhan dan kesempurnaan baik jasmani maupun rohani, tenaga kerja pada khususnya dan masyarakat pada umumnya terhadap hasil karya dan budayanya menuju masyarakat adl dan makmur. b. Secara Keilmuan Ilmu pengetahuan dan penerapannya dalam usaha mencegah kemungkinan terjadinya kecelakaan dan penyakit akibat kerja. Hal 16 Tujuan dari K3: 1) Melindungi kesehatan, keamanan dan keselamatan dari tenaga kerja. 2) Meningkatkan efisiensi kerja. 3) Mencegah terjadinya kecelakaan dan penyakit akibat kerja. Misi dari K3: 1) Mempelajari tentang K3 2) Melaksanakan tentang K3 3) Memperoleh hasil yang sempurna dalam mencegah terjadinya kecelakaan kerja Sasaran K3: 1) Menjamin keselamatan pekerja 2) Menjamin keamanan alat yang digunakan 3) Menjamin proses produksi yang aman dan lancar Norma-norma yang harus dipahami dalam K3: 1) Aturan yang berkaitan dengan keselamatan dan kesehatan kerja 2) Diterapkan untuk melindungi tenaga kerja 3) Resiko kecelakaan dan penyakit kerja Tujuan norma-norma: agar terjadi keseimbangan dari pihak perusahaan untuk dapat menjamin keselamatan pekerja. Dasar hukum K3: 1) UU No.1 tahun 1970 2) UU No.21 tahun 2003 3) UU No.13 tahun 2003 4) Peraturan Menteri Tenaga Kerja RI No. PER-5/MEN/1996 Hambatan dari penerapan K3: 1) Hambatan dari sisi pekerja/ masyarakat : Tuntutan pekerja masih pada kebutuhan dasar Hal 17 Banyak pekerja tidak menuntut jaminan k3 karena SDM yang masih rendah 2) Hambatan dari sisi perusahaan: Perusahaan yang biasanya lebih menekankan biaya produksi atau operasional dan meningkatkan efisiensi pekerja untuk menghasilkan keuntungan yang sebesar-besarnya. 2. Jenis-jenis bahaya dalam K3 Dibagi menjadi 3, yaitu: a. Jenis kimia Terhirupnya atau terjadinya kontak antara manusia dengan bahan kimia berbahaya. Contoh: Abu sisa pembakaran bahan kimia Uap bahan kimia Gas bahan kimia b. Jenis fisika Suatu temperatur udara yang terlalu panas maupun terlalu dingin. Keadaan yang sangat bising. Keadaan udara yang tidak normal. Contoh: Kerusakan pendengaran Suatu suhu tubuh yang tidak normal c. Jenis proyek/ pekerjaan Pencahayaan atau penerangan yang kurang. Bahaya dari pengangkutan barang. Bahaya yang ditimbulkan oleh peralatan. Contoh: Kerusakan penglihatan Pemindahan barang yang tidak hati-hati sehingga melukai pekerja Hal 18 Peralatan kurang lengkap dan pengamanan sehingga melukai pekerja. Istilah-istilah yang ditemui dalam dalam dunia kerja: a. Harzard adalah suatu keadaan yang dapat menimbulkan kecelakaan, penyakit dan kerusakan yang menghambat kemampuan pekerja. b. Danger/bahaya adalah tingkat bahaya suatu kondisi yang dapat mengakibatkan peluang bahaya yang mulai tampak sehingga mengakibatkan memunculkan suatu tindakan. c. Risk adalah prediksi tingkat keparahan bila terjadi bahaya dalam siklus tertentu. d. Incident adalah munculnya kejadian berbahaya yang dapat menimbulkan terjadinya kontak dengan sumber energi yang melebihi ambang batas normal. e. Accident adalah kejadian bahaya yang disertai dengan adanya korban atau kerugian baik manusia maupun peralatan. Kecelakaan Kecelakaan adalah kejadian yang tidak terduga (tidak ada unsur kesengajaan) dan tidak diharapkan karena mengakibatkan kerugian, baik material maupun penderitaan bagi yang mengalaminya. Oleh karena itu, sabotase atau kriminal merupakan tindakan diluar lingkup kecelakaan yang sebenarnya. Kerugian akibat kecelakaan kerja Kecelakaan kerja dapat mengakibatkan 5 kerugian (5K): a. Kerusakan b. Kekacauan organisasi c. Keluhan dan kesedihan d. Kelainan dan cacat e. Kematian Cara pengendalian ancaman bahaya kesehatan kerja Hal 19 a. Pengendalian teknik Contoh: Mengganti prosedur kerja Menutup atau mengisolasi bahan bahaya Menggunakan otomatisasi pekerja Ventilasi sebagai pengganti udara yang cukup b. Pengendalian administrasi Contoh: Mengatur waktu yang pas/sesuai antara jam kerja dengan istirahat Menyusun peraturan K3 Memasang tanda-tanda peringatan Membuat data bahan-bahan yang berbahaya dan yang aman Mengadakan dan melakukan pelatihan sistem penanganan darurat Standart keselamatan kerja Pengamanan sebagai tindakan keselamatan kerja. a. Perlindungan badan yang meliputi seluruh badan. b. Perlindungan mesin. c. Pengamanan listrik yang harus mengadakan pengecekan berkala. d. Pengamanan ruangan, meliputi sistem alarm, alat pemadam kebakaran, penerangan yang cukup, ventilasi yang cukup, jalur evakuasi yang khusus. 1.7 Alat Pelindung Diri (APD) MR Peralatan Mekatronika Alat Pelindung Diri (APD) adalah kelengkapan yang wajib digunakan saat bekerja sesuai bahaya dan risiko kerja untuk menjaga keselamatan pekerja itu sendiri dan orang di sekelilingnya. Alat pelindung diri (APD) merupakan perlengkapan keselamatan bagi operator atau pekerja dalam setiap mengoperasikan peralatan alat-alat teknik dan sebuah mesin. Setiap orang yang bekerja dengan peralatan baik peralatan manual ataupun otomatis wajib mengetahui perlengkapan perlindungan diri. Didalam bengkel-bengkel permesinan juga harus dicantumkan tanda-tanda penggunaan alat pelindung Hal 20 diri (APD), supaya setiap orang yang bekerja di dalamnya selalu ingat untuk melengkapi dirinya dengan alat pelindung diri. Gambar 1.2 Tanda-tanda alat pelindung diri 1. Pakaian Kerja Pakaian kerja yang dipakai oleh operator harus mempunyai syarat-syarat tidak mengganggu pergerakan tubuh operator dan tidak terasa panas waktu dipakai. Indonesia beriklim tropis maka disarankan untuk pakaian kerja dibuat dari bahan cotton. Pakaian kerja sebaiknya tidak ada bagian-bagian yang terjurai atau melambai-lambai supaya tidak terlilit putaran sumbu utama. Gambar 1.3 Pakaian kerja MR Hal 21 2. Sepatu kerja Sepatu yang dikenakan oleh operator harus benar-benar dapat memberikan perlindungan terhadap kaki operator. Berdasarkan standart yang telah ditentukan bahwa sepatu kerja dibuat dari bahan kulit, sedangkan alas dibuat dari karet yang elastis tetapi tidak mudah rusak karena berinteraksi dengan minyak pelumas (oli) dan biasanya untuk bagian ujung masih dilapisi oleh plat besi yang digunakan untuk melindungi kaki apabila terjatuh oleh benda-benda yang berat. Gambar 1.4 Sepatu pengaman 3. Kaca Mata Kaca mata digunakan untuk melindungi mata operator dari bram-bram yang melayang pada saat kerja di mesin perkakas. Oleh karena itu kaca mata yang dipakai oleh operator harus memenuhi syarat-syarat berikut: mampu menutup semua bagian-bagian mata dari kemungkinan terkena bram, tidak mengganggu penglihatan operator dan yang terakhir harus memiliki lubang sebagai sirkulasi udara ke mata. Gambar 1.5 Kacamata pengaman Hal 22 4. Helm/topi Helm digunakan untuk melindungi kepala dari benda-benda yang jatuh dari atas pada saat bekerja. Helm harus terbuat dari bahan yang kuat dan tidak mudah pecah jika terkena serpihan benda dari atas. Selain itu untuk menghindari terlilitnya rambut operator yang panjang pada putaran sumbu utama. Gambar 1.6 Helm dan topi 5. Masker Masker pelindung digunakan apabila benda kerja yang dikerjakan menimbulkan serbuk atau debu, bau seperti bahan kayu, plastik, aluminium atau bau yang menyengat. Gambar 1.7 Macam-macam masker pelindung 6. Sarung tangan Sarung tangan digunakan untuk melindungi diri dari benda kerja yang dikerjakan panas atau yang mengandung bahan kimia. Sarung tangan sendiri terbuat bahan yang berbeda-beda tergantung penggunaannya. Bahan sarung tangan antara lain terbuat dari karet, kulit atau kain. Hal 23 Gambar 1.8 Sarung tangan pelindung (kain, kulit, dan karet) 7. Pelindung telinga Untuk menghindari suara yang berlebihan ditempat kerja, sebaiknya menggunakan pelindung telinga. Suara bising bisa berdampak pada kesehatan apabila terjadi secara berulang-ulang dalam kurun waktu yang cukup lama, terutama gangguan pendengaran. Gambar 1.9 Pelindung teling dari suara bising D. Aktifitas Pembelajaran Aktifitas pembelajaran menggunakan pendekatan scientific, yaitu mengamati (observing), menanya (questioning), mencoba (experimenting), menalar (associating), menyaji (communicating), dan mencipta (creating). Sebelum pembelajaran, Anda hendaknya mengidentifikasi tata kelola bengkel dan perlengkapan yang berkaitan dengan keselamatan kerja. Membuat rambu-rambu keselamatan kerja dan melengkapi peralatan keselamatan kerja. Hal 24 Alat pelindung diri seyogyanya selalu siapkan dalam melakukan kegiatan perawatan dan perbaikan. Selain itu Anda perlu sekali mengidentifikasi peralatan yang diperlukan yang masih layak pakai dan yang sudah rusak supaya dibedakan untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja. Pelajarilah materi pembelajaran. Buatlah beberapa catatan, kemudian lakukan kegiatan berikut ini: Kegiatan 1: Buatlah kesimpulan tentang pentingnya perawatan dan jenis-jenis perawatan. Kegiatan 2: Buatlah kesimpulan tentang K3. Identifikasilah beberapa APD yang dibutuhkan untuk perawatan dan perbaikan di industri manufaktur, beserta cara penggunaannya. Dokumentasikan dalam bentuk tabel. E. Latihan/Tugas Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan baik dan benar! 1. Apa yang menjadi tujuan perawatan! 2. Jelaskan pembagian perawatan menurut Joel Levit! 3. Identifikasilah jenis-jenis bahaya MR yang mungkin! 4. Apa hambatan-hambatan untuk menerapkan K3? Jelaskan! 5. Jelaskan beberapa istilah K3 di dunia kerja sebagai berikut: hazard, danger, risk, dan incident? 6. Jelaskan yang termasuk alat pelindung diri (minimal 3)! F. Rangkuman 1. Definisi perawatan adalah suatu usaha yang dilakukan secara sengaja dan sistematis terhadap peralatan hingga mencapai hasil/kondisi yang dapat diterima dan diinginkan. Hal 25 2. Kegiatan perawatan dapat dibedakan menjadi dua bagian besar yaitu: (1) Perawatan berencana, dan (2) Perawatan darurat. 3. Perawatan pencegahan (preventive), yaitu perawatan yang dilakukan terhadap peralatan untuk mencegah terjadinya kerusakan. 4. Perawatan dengan cara perbaikan (corrective), yaitu perawatan yang dilakukan dengan cara memperbaiki dari peralatan (mengganti, menyetel) untuk memenuhi kondisi standard peralatan tersebut. 5. Perawatan jalan (running), yaitu perawatan yang dilakukan selama peralatan dipakai. 6. Perawatan dalam keadaan berhenti (shut-down), yaitu perawatan yang dilakukan pada saat peralatan tidak sedang dipakai. 7. Tujuan perawatan adalah membantu untuk: (a) Melindungi aset dan memperpanjang usia pakai peralatan produksi, (b) Meningkatkan keandalan sistem, (c) Menurunkan biaya penggantian, (d) Mengurangi downtime (waktu tidak produksi) sistem, dan (d) Mengurangi kecelakaan/cedera. 8. Bahaya yang berhubungan dengan kegiatan perawatan dapat diklasifikasikan sebagai berikut: (a) Bahaya Keselamatan, (b) Bahaya kesehatan, dan (c) Bahaya ergonomis. 9. K3 adalah ilmu pengetahuan dan penerapannya dalam usaha mencegah kemungkinan terjadinya kecelakaan dan penyakit akibat kerja. 10. Alat Pelindung Diri (APD) adalah kelengkapan yang wajib digunakan saat bekerja sesuai bahaya dan risiko kerja untuk menjaga keselamatan pekerja itu sendiri dan orang di sekelilingnya. G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Guru setelah menyelesaikan latihan dalam kegiatan belajar, lakukan kegiatan berikut ini: 1. Deskripsikan tentang hal-hal yang telah dipelajari/ditemukan selama pembelajaran! 2. Rencana pengembangan dan implementasinya! Hal 26 3. Apa input terhadap pembelajaran berikutnya! Kerjakan di lembar terpisah dan kumpulkan! Hal 27 Kegiatan Pembelajaran 2: Dasar-dasar Pelacakan Gangguan Sistem Mekatronika A. Tujuan Setelah menyelesaikan materi ini, peserta diharapkan dapat: 1. Mengidentifikasi sistem/peralatan mekatronika stasioner dan mobile. 2. Membedakan spesifikasi, keandalan dan kegagalan dalam MR 3. Menerapkan metode-metode pelacakan kerusakan 4. Menerapkan analisis problem-solving 5. Membedakan alat-alat mekanik perwatan dan perbaikan peralatan mekatronika 6. Membedakan alat-alat ukur elektrik untuk perwatan dan perbaikan peralatan mekatronika B. Indikator Pencapaian Kompetensi 1. Menemukan prosedur perawatan dan perbaikan peralatan mekatronika (3C5). C. Uraian Materi DASAR-DASAR PELACAKAN GANGGUAN SISTEM MEKATRONIKA 2.1 Pengenalan Sistem/Peralatan Mekatronika Mekatronik, sebuah istilah populer di pabrik-pabrik Jepang, kini memiliki banyak definisi dan interpretasi. Rensselaer Polytechnic Institute mendefinisikan mekatronika sebagai kombinasi sinergis dari teknik mesin, elektronik, sistem kontrol, dan komputer. Sistem merupakan gabungan dari beberapa bagian atau komponen yang saling berhubungan satu dengan yang lainnya secara lengkap dan teratur dan membentuk suatu fungsi. Hal 28 Daerah aplikasi mekatronik dapat diterapkan dalam banyak bidang kehidupan, seperti industry manufaktur, otomotif, pemrosesan material, penerbangan, kedokteran, pertahanan Negara, dan seterusnya. Di banyak Negara-negara maju, peluang karier terbesar tersedia pada bidang mekatronik. Source: Rensselaer Polytechnic Institute Gambar 2.1 Berbagai bidang yang membentuk mekatronik Contoh konkrit produk/peralatan mekatronika adalah robotik. Robotik dapat berupa robotic diam (stationary robotic), tetapi dapat pula mewujud menjadi robotic bergerak (mobile robotic). Robotik diam banyak dijumpai di lingkungan industri manufaktur untuk menangani tugas-tugas distribting, handling, processing, sorting, storage, dan seterusnya. Sedangkan robotic Hal 29 bergerak bisa dijumpai di industri untuk menangani tugas-tugas transportation dan sejenisnya. Gambar 2.2 Contoh stationary robotic dan mobile robotic Oleh karena sistem/peralatan mekatronik merupakan kombinasi sinergis dari teknik mesin, elektronik, sistem kontrol, dan komputer, maka dalam kegiatan perawatan dan analisis kerusakan akan dilakukan per sistem secara terpisah, misalnya sistem mekanik, sistem elektrik, sistem elektronik, dan seterusnya. Hal 30 2.2 Perawatan di industri Bagian perawatan dan perbaikan sangat diperlukan untuk menjamin agar: a. Peralatan tetap dalam kondisi kerja normal. b. Terhindarinya kesalahan proses. c. Meningkatnya kualitas layanan jasa. d. Meningkatnya kualitas produksi. e. Meningkatnya kepuasan pelanggan. f. Terpenuhinya kebutuhan keamanan, kenyamanan, dan keselamatan. 2.2.1 Prinsip-prinsip Perawatan Ada dua cara perawatan, yaitu perawatan preventif dan korektif. Perawatan preventif untuk pencegahan: mengganti bagian-bagian/komponen yang hampir rusak, serta kalibrasi. Sedangkan perawatan korektif untuk perbaikan: mengganti komponen yang rusak. Pada preventive maintenance penggantian dilakukan sebelum komponen benar-benar rusak (aus karena pemakaian), sehingga keandalan sistem dapat diperbesar. Sebagai contoh, komponen dari bagian yang bergerak dan digunakan secara terus menerus sebaiknya diganti sebelum rusak misalnya servo potensiometer, motor dan sikatnya kontak pada relay dan saklar atau lampu pijar (filamen). Apabila semua lampu diganti pada waktu yang bersamaan dalam standar deviasi sebelum umur rata-ratanya, maka hal ini akan membuat tingkat keandalannya lebih baik. Kesulitannya adalah memperkirakan dengan tepat periode keausan untuk komponen pada bagian dalam, sehingga menjadi tidak ekonomis untuk melaksanakan perawatanan preventif. Kerugiannya adalah gangguan-gangguan yang terjadi selama pengerjaan perawatan preventif tersebut, sehingga dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada alat itu sendiri. Perawatan yang bersifat memperbaiki (corrective maintenance) adalah aktivitas pelayanan sistem mekatronika selama penggunaannya, jika terjadi Hal 31 kerusakan komponen yang tidak dapat diperkirakan dan tidak dapat ditanggulangi dengan pemeriksaan. Pada kenyataannya, pemeriksaan suatu kerusakan lebih disukai daripada pencegahan. Ada tiga tahapan dalam perbaikan, yaitu: (1) tahap pengamatan kerusakan (catat gejala-gejalanya, bandingkan dengan spesifikasi); (2) menentukan tempat kerusakan (lokalisasi); dan (3) perbaikan kerusakan. 2.2.2 Keuntungan Perawatan Yang Terprogram Perawatan yang terprogram dapat diterapkan dengan baik pada semua jenis industri, tetapi efek dan keuntungan-keuntungannya akan berbeda-beda. Hal ini tergantung pada industri, kondisi lokal dan juga bentuk penerapannya. Perawatan terprogram bukanlah satu-satunya cara mengatasi semua kesullitan untuk setiap persoalan pemeliharaan. Pemeliharaan terprogram ini tak akan menyelesaikan masalah bila: Bagian ketrampilannya lemah Kekurangan peralatan Rancangan peralatan yang jelek atau pengoperasian peralatan yang salah. Perawatan yang terprogram adalah perencanaan suatu perusahaan dalam mengoptimasikan sumberdaya manusia, biaya, bahan, dan mesin sebagai penunjang. Keuntungan perawatan terprogram adalah: 1. Tersedianya material yang lebih besar, dengan cara: memperkecil kerusakan yang akan timbul pada pabrik yang secara teratur dan benar-benar dipelihara perawatan akan dilaksanakan bila hal itu paling menguntungkan dan akan menyebabkan kerugian produksi yang minimum; tuntutan komponen dan perlengkapan diketahui sebelumnya dan tersedia bila perlu. 2. Perawatan yang terprogram dan penyesuaian menjamin hasil pabrik yang terus menerus; Hal 32 3. Perawatan yang rutin lebih murah dari pada perbaikan yang tiba-tiba; menggunakan tenaga lebih banyak tapi efektif; 4. Penyesuaian perlengkapan dapat dimasukkan dalam program; 5. Dapat membatasi ongkos perawatan dan perbaikan secara optimum. 2.3 Spesifikasi, Keandalan dan Kegagalan Perawatan peralatan yang ada dalam suatu perusahaan ataupun pembuatan suatu peralatan, tak luput dengan spesifikasi alat tersebut, sehingga kita dapat merawatnya dengan benar. 2.3.1 Spesifikasi Komponen Spesifikasi adalah pernyataan terperinci dari karakteristik yang dikehendaki suatu perlengkapan, peralatan, sistem, produk atau proses. Spesifikasi suatu komponen seharusnya juga diketahui oleh pembuat suatu peralatan, sehingga dalam perancangannya dapat mempergunakan komponen yang paling efektif dan murah untuk suatu aplikasi tertentu. Sebelum kita melihat spesifikasi yang sebenarnya, kita harus terlebih dahulu memperhatikan berbagai komponen yang dipergunakan dalam industri elektronika. Perancang harus mempergunakan spesifikasi untuk memilih komponen yang paling cocok. Untuk aplikasi tertentu spesifikasi komponen bergantung pula pada: - Harga disesuaikan produk. - Ketersediaan suku cadang. - Standarisasi dalam organisasi. Format untuk Spesifikasi Komponen dapat dibagi sebagai berikut: 1. Piranti, tipe dan keluarga. 2. Gambaran singkat tentang piranti dan aplikasi yang diharapkan, untuk menunjang dalam pilihan ini. Hal 33 3. Penggambaran outline yang menunjukkan dimensi mekanis dan sambungan. 4. Penjelasan terperinci singkat tentang karakteristik kelistrikan yang terpenting dan batas maksimum nilai mutlak dari tegangan, arus dan daya. 5. Data kelistrikan lengkap termasuk angka-angka, grafik yang diperlukan dan kurva karakteristik. 6. Perincian tentang metoda pemeriksaan pabrikasi. 7. Angka-angka tentang reliabilitas atau batas kegagalan. Untuk menilai spesifikasi komponen selengkapnya, cara yang terbaik adalah mencari sumber dari buku data pabrik yang bersangkutan. Dalam buku data ini selalu terdapat informasi yang penting dan berguna. 2.3.2 Spesifikasi Perlengkapan Format standard dari spesifikasi suatu perlengkapan elektronika adalah: 1. Diskripsi dan nomor tipe Sebuah catatan singkat yang menyatakan dengan jelas apa yang harus dikerjakan oleh instrument itu dan maksud aplikasinya. 2. Data kelistrikan (a) Karakteristik prinsip, misalnya Output, taraf tegangan, Frekuensi, Impedansi, Rentangan, Akurasi, Distorsi, Karakteristik temperatur. (b) Kebutuhan daya Sumber tegangan: 120 V atau 240 volt ac, fasa tunggal, frekuensi 50 Hz sampai 60 Hz dengan daya 250 Watt. 3. Data lingkungan Rentangan temperatur kerja, Kelembaban, Klasifikasi, Test getaran, Angka untuk MTBF. 4. Data mekanik Hal 34 Dimensi, Bobot. Beberapa perlengkapan elektronika yang dipakai secara umum dapat diklasifikasikan sbb (lihat gambar disamping): Instrumen ukur elektronika Instrumen pembangkit sinyal Sumber-sumber daya Perlengkapan komunikasi Instrumen pengolah data Elektronika konsumen Sistem kontrol Tabel 2.1 Contoh spesifikasi sebuah catu daya dan multimeter digital Penting untuk memiliki pemahaman yang baik tentang berbagai istilah dan pernyataan-pernyataan dalam sebuah spesifikasi, apalagi saat membeli sebuah instrumen baru yang tidak begitu dikenal. Jikalau ada keraguan arti dari beberapa spesifikasi, mintalah penjelasan dari pabrik atau pergunakanlah buku petunjuk spesifikasi standar dari instrument tersebut. Hal 35 2.3.3 Keandalan dan Kegagalan Setiap komponen memiliki masa kerja (usia pakai). Semakin berkualitas sebuah komponen salah satunya ditandai dengan semakin panjang masa kerjanya. Masa usia kerja komponen biasanya tertera pada data spesifikasi. Jika komponen memiliki unjuk kerja sesuai data spesifikasi, maka dikatakan komponen memiliki kualitas yang baik. Jika sebuah komponen memiliki masa kerja melebihi data spesifikasinya, maka dikatakan komponen tersebut memiliki keandalan yang tinggi. Keandalan adalah kemampuan suatu item untuk melaksanakan suatu fungsi yang dipersyaratkan dibawah suatu kondisi yang ditentukan dalam periode waktu tertentu. Keandalan sangat erat berhubungan dengan kegagalan. Kegagalan adalah akhir kemampuan suatu item untuk melaksanakan fungsi yang dipersyaratkan. Kegagalan terbagi dalam kegagalan dini, kegagalan normal, dan kegagalan karena usia sudah terlampaui. Kegagalan bisa disebabkan oleh adanya salah pemakaian, yaitu kesalahan yang disebabkan oleh pemakaian di luar batas kemampuan komponen atau alat tersebut. Contoh: multimeter AC digunakan untuk mengukur tegangan DC atau sebaliknya. Contoh lain, motor yang memiliki daya output 1 PK dibebani hingga 1,5 PK, dalam hal ini motor akan mengalami beban lebih (over load). 2.3.4 Faktor-faktor Keandalan Siklus hidup sebuah peralatan atau komponen meliputi: perancangan dan pengembangan, produksi, penyimpanan dan transportasi, serta operasi. Pada tahap perancangan dan pengembangan, maka pemilihan komponen yang tepat, penentuan tata letak komponen, pemasangan, hingga pengujian protoipe hendaknya dilakukan dengan penuh kehati-hatian. Pada tahap produksi, komponen harus terjamin baik dan disimpan sesingkat mungkin. Peralatn produksi harus sesuai standar. Kondisi lingkungan kerja harus nyaman, penerangan baik, suhu ruang nyaman baik untuk pekerja maupun alat, serta bebas debu. Hal 36 Penyimpanan dan transportasi. Jika menggunakan metode pengepakan, maka harus dapat melindungi peralatan dari korosi dan bahaya kerusakan mekanis, suhu penyimpanan dan tingkat kelelmbaban harus dikontrol. Pada saat transportasi harus diperhatikan bahaya getaran, kejutan mekanis, perubahan suhu, kelembaban dan tekanan. Pada tahap operasi diperlukan kondisi lingkungan yang cocok serta cara pengoperasian yang benar. Petunjuk pengoperasian yang baik harus dapat menjamin tidak ada kesalahan pemakaian. Beberapa hal yang menyebabkan kegagalan diantaranya kondisi operasi rancangan dan kondisi lingkungan. Kondisi operasi rancangan meliputi: (1) penggunaan tegangan dan arus; (2) disipasi daya; (3) tekanan mekanis yang disebabkan oleh metode yang dipilih. Sedangkan kondisi lingkungan meliputi: (1) tinggi-rendahnya temperature; (2) siklus temperature dan kelembaban yang tinggi; (3) getaran dan kejutan mekanis; (4) tinggirendahnya tekanan; (5) lingkungan yang menyebabkan karatan, radiasi debu, serangan serangga atau jamur. 2.4 Metode-metode Pelacakan Kerusakan Menurut Handayani, dkk (2008) Agar pelacakan kerusakan dapat dilakukan secara efisien dan efektif (cepat dan tepat), maka perlu digunakan metode yang sesuai. Ada beberapa metode pelacakan kerusakan yang biasa dilakukan, diantaranya pengujian komponen, pemeriksaan input output per blok. Sebelum memilih metode lebih baik, kumpulkan informasi terkait dengan kerusakan dengan mengajukan pertanyaan-pertanyaan berikut ini kepada orang-orang yang ada di posisi kunci: 1. Apakah yang sebenarnya rusak? 2. Bagaimanakah ciri fisik kerusakannya? 3. Apakah selalu terjadi seperti itu? 4. Jika memang benar, pada kondisi bagaimana? Hal 37 5. Apakah terjadi penyalah-gunaan akibat dari gearan, goncangan ataupun panas? 6. Apakah kerusakan terjadi secara tiba-tiba atau berangsur-angsur? 7. Apakah kerusakan terjadi selama pengoperasian perlengkapan? 8. Apakah kerusakan terlihat mempengaruhi fungsi yang lain? 9. Adakah keterangan-keterangan tambahan? 10. Adakah orang yang telah mencoba memperbaikinya? Ada beberapa teknik yang bisa digunakan untuk melacak kerusakan, yaitu: 1. Symptom function (fungsi gejala), digunakan untuk mengisolir kerusakan pada bagian tertentu. Contoh: jika kita menyalakan lampu belajar dan tidak menyala (gejalanya), maka yang diperiksa (fungsinya) adalah: (1) kabel powernya terhubung atau putus; (2) lampu mati atau hidup; (3) jika masih tidak menyala, mungkin sakelarnya tidak bekerja, dan seterusnya. Dengan melihat gejala kerusakan alat, maka dapat diperkirakan jenis dan letak kerusakannya. Dengan mengetahui prinsip kerja alat dan berasarkan pengamatan kerja alat, memungkinkan diketahui kerusakannya, tanpa menggunakan alat ukur dan tanpa melakukan pengukuran. Anda juga dapat mengisolasi kerusakan secara efektif jika tahu masukan mana yang tidak menunjukkan adanya gejala keluaran. Dengan memberikan masukan tertentu, Anda amati keluaran mana yang bekerja dan tidak bekerja. 2. Signal tracing, digunakan untuk menemukan menemukan blok tertentu penyebab kegagalan pemakaian. Metode ini dapat dilakukan dengan memberikan sinyal yang diambilkan dari generator sinyal, diberikan pada sebuah blok penguat, kemudian dibandingkan sinyal pada input dan outputnya. Hal 38 Pada beberapa peralatan elektronik, pemberian sinyal dari luar tidak selalu diperlukan, terutama bila sinyal yang seharusnya ada pada peralatan tersebut dapat dengan mudah diketahui. Hal ini disebut metode sinyal tracing pasif. 3. Metode tegangan dan hambatan, digunakan untuk mengisolasi kerusakan komponen atau daerah rangkaian tertentu. Pengukuran tegangan memerlukan peralatan dalam kondisi ON (bertegangan), sedangkan pengukuran resistansi (ketersambungan) dilakukan pada saat peralatan dalam kondisi OFF (mati). Untuk keperluan pengukuran tegangan ataupun resistansi diperlukan gambar rangkaian dan lembar data. Gambar 2.3 Contoh pelacakan kesalahan dengan metode tegangan Untuk kasus pada gambar 2.3, maka hasil pengukuran yang menunjukkan bahwa pada daerah antara 4-6 putus adalah tegangan antara terminal 4-6 sebesar 220V, dan antara terminal 1-6 sebesar 0V. Biasanya untuk menemukan daerah yang bermasalah, maka dilakukanlah pengukuran tegangan. Setelah ditemukan daerah/komponen yang bermasalah, maka dilanjutkan dengan melakukan pengukuran resistansi/hambatan pada komponen yang bermasalah. Pengukuran resistansi sangat bermanfaat untuk memeriksa ketersambungan pengawatan, nilai pendekatan dari suatu lilitan/koil, dan seterusnya. Hal 39 Gambar 2.4 Contoh pelacakan kesalahan dengan metode resistansi/hambatan Teknik tegangan dan hambatan sering digunakan setelah teknik symptom-function menunjuk pada rangkaian atau komponen tertentu sebagai sumber kerusakan, atau ketika suatu teknik signal-tracing telah melokalisir suatu kerusakan. 4. Metode half-splitting, digunakan untuk rangkaian dengan blok-blok tersusun seri. Metode ini cook digunakan untuk rangkaian dengan blok-blok seri yang memanjang, karena akan menjadi sangat cepat saat mencari kerusakannya. 5. Metode pemutusan lup, digunakan untuk sistem lup tertutup pada industri. Sistem atau subsistem elektronik dengan umpan-balik sangat sulit dilacak kerusakannya tanpa memutus lup. Tegangan dc yang sesuai atau sinyal harus diinjeksikan pada titik dimana lup diputus. Tegangan atau sinyal yang diinjeksikan pada rangkaian tertentu dapat digunakan untuk memonitor terjadinya kesalahan. 6. Metode substitusi, digunakan untuk mengganti komponen yang sama pada bagian yang rusak. Metode ini biasanya merupakan tahap akhir dari proses pelacakan kerusakan, dan biasanya ada proses penggantian komponen. Ada Hal 40 dua tahap pokok, yaitu gunakan komponen pengganti yang benar dan hubungkan secara benar pada rangkaian. 2.5 Alat-alat MR Sistem/Peralatan Mekatronika Alat-alat MR mesin (sistem dan peralatan) mekatronik yang dimaksud adalah sekumpulan alat-alat yang cmendukung bagi dilaksanakannya pekerjaan perawatan maupun pekerjaan perbaikan. Secara garis besar, peralatan MR terdiri dari alat-alat mekanik dan alat-alat elektrik. 2.5.1 Alat-alat Mekanik untuk MR Alat-alat mekanik untuk MR sistem mekatronika antara lain terdiri dari alatalat tangan. Berikut ini daftar alat-alat tangan yang sering digunakan untuk MR mesin/sistem mekatronika. Hal 41 Tabel 2.2 Alat-alat tangan MR sistem mekatronika No 1 Nama, Fungsi dan Gambar Obeng Minus (-) Berbentuk pipih dipergunakan untuk memutar sekup, beralur min. Tangkai obeng biasanya terbuat dari kayu atau plastik. Batangnya terbuat dari baja. Sesuai dengan kerjanya, obeng dibuat dalam berbagai ukuran. Ukuran Obeng diperhitungkan dengan panjang batang dalam satuan inch. Betuk batang obeng ada yang bulat dan segi empat. 2 Obeng Plus (+) Dipergunakan untuk memutar sekrup beralur plus. 3 Obeng Offset Cirinya obeng inni berbentuk bengkok, untuk memutar cukup diputar bagian ijungnya. Digunakan untuk memutar baut di tempat yang sempit atau sulit dijangkau. 4 Obeng Spiral/Obeng Ketok Hal 42 No Nama, Fungsi dan Gambar Obeng ini akan berputar sendiri ketika di pukul / ketok 5 Tang Pengupas Digunakan untuk mengupas isolasi kabel / kawat dalam instalasi listrik. 6 Tang Potong Digunakan untuk memotong kabel/kawat instalasi listrik dan kaki komponen dalam elektronika 7 Tang Lancip/Tang Pembulat Dipergunakan untuk menjepit benda-benda kecil atau kaki komponen yang akan disolder atau dipergunakan untuk meluruskan kaki-kaki komponen dan kabel. Selain itu juga dipakai untuk membuat mata itik / loop pada ujung kawat dan mengambil benda kecil di tempat yang sempit. Hal 43 No 8 Nama, Fungsi dan Gambar Tang Kombinasi Dipergunakan untuk segala keperluan, memotong, menjepit, memegang benda kerja, memelintir kawat dan kombinasi dari jenis tang diatas. 9 Tang Kakaktua Digunakan untuk menjepit dan mencabut paku yang menancap. 10 Kunci Ring ( Box Spanner ) dan Kunci Pas ( Open end Spanner ) Untuk mengencangkan atau membuka baut atau mur yang berbentuk segi enam (hexagonal). Ukuran kunci pas dan ring biasanya memiliki ukuran metrik dengan kombinasi (dalam mm) 6-7, 8-9, 10-11, 12-13, 1415, 16-17, 18-19, 20-22, dan 24-27. Usahakan selalu menggunakan kunci sesuai dengan ukuran yang tepat, karena jika tidak maka akan merusak kepala baut atau mur, bahkan Hal 44 No Nama, Fungsi dan Gambar kunci sendiri juga bisa mengalami kerusakan. Selain itu, sebisa mungkin menggunakan kunci ring terlebih dahulu sebelum kunci pas, sebab kunci ring memiliki persinggungan 6 titik pada kepala baut/mur, sedangkan pada kunci pas hanya 2 titik. 11 Kunci Kombinasi (Combination Spanner) dan Kunci Inggris (Adjustable Spanner) 12 Kunci Soket ( Socket Spanner ) 13 Kunci L (Allen Spanner) dan Kunci Bintang Hal 45 No Nama, Fungsi dan Gambar 14 Tang Skun Kabel dan Tang Kupas+Skun Kabel (Strip+Crimping Pliers) 15 Kunci Hex T 16 Palu Besi Paku dan Palu Besi kepala Bulat Hal 46 No 17 Nama, Fungsi dan Gambar Palu Kepala Lunak Palu ini digunakan untuk memukul benda-benda yang lunak atau benda yang mudah pecah. Kepala Palu ini biasanya terbuat dari Plastik, karet ataupun kayu. 18 Gergaji Tangan – Gergaji Besi Gergaji adalah alat pemotong benda. Gergaji tangan terdiri dari sengkang dan daun gergaji. Daun gergaji dibuat bergerigi. Gigi gergaji ada yang dibuat pada satu sisi saja ada juga yang dibuat dua sisi. 19 Ragum Ragum adalah suatu alat penjepit untuk menjepit benda kerja yang akan dikikir, dipahat, digergaji, ditap, diseney, dan lain-lain. Dengan memutar tangkai (handle) ragum, maka mulut ragum akan menjepit atau membuka benda kerja yang dikerjakan. Bibir dari mulut ragum harus dijaga baik-baik, jangan sampai rusak akibat terpahat, terkikir dan sebagainya. Hal 47 No 20 Nama, Fungsi dan Gambar Kikir Kikir adalah alat perkakas tangan yang berguna untuk pengikisan benda kerja. 21 Penyedot Timah dan Unit Solder Solder attractor (Desoldering iron) alat ini sebenarnya tidak kalah pentingnya bial kita ingin memperbaiki perangkat elektronik yang sering mengganti komponen. Fungsi utamanya untuk mengangkat timah di PCB bila kita ingin melepas komponen. 22 Pinset Pinset digunakan untuk untuk memegang komponen ketika memasang ditempat yang sempit, menjepit atau memegang komponen supaya terhindar dari keringat dari jari tangan kita, membantu mengurangi panas saat menyolder komponen semikonduktor selain itu juga menjauhkan tangan dari kecelakaan akibat terkena panas besi solder. Hal 48 No Nama, Fungsi dan Gambar 2.5.2 Alat Uji Elektrik untuk MR Alat-alat uji elektrik untuk MR mesin/sistem mekatronika antara lain terdiri dari alat-alat ukur besaran elektrik. Berikut ini daftar alat-alat ukur elektrik yang sering digunakan untuk MR mesin/sistem mekatronika. Tabel 2.3 Alat-alat ukur elektrik untuk MR sistem mekatronika No Besaran Listrik Simbol Satuan Singkatan Alat Ukur 1 Arus listrik I Ampere A Ampere-meter 2 Tegangan listrik U, V Volt V Volt-meter 3 Tahanan listrik R Ohm Ω Ohm-meter 4 Daya listrik P Watt W Watt-meter 5 Faktor daya Cos-phi - - Cos-phi-meter 6 Frekuensi f Hertz Hz Frekuensimeter 7 Tahanan isolasi R-isolasi Mega Ohm MΩ Mega-ohmmeter 8 Tahanan pentanahan R-p Ohm Ω Earth-tester Hal 49 1. AVO meter AVO-meter merupakan alat ukur besaran listrik arus dalam satuan ampere (A), tegangan dalam satuan volt (V), dan tahanan dalam satuan ohm (). Oleh karena satu alat ukur dapat digunakan untuk mengukur banyak besaran, maka disebut juga multimeter. Multimeter dilihat dari jenisnya ada multimeter analog dan multimeter digital. Untuk dapat membaca alat ukur besaran listrik analog dengan lebih baik, maka petunjuk/manual dari alat yang dikeluarkan dari pabrik harus diperhatikan. Gambar 2.5 Alat ukur AVO-meter (multimeter) Analog Gambar di atas adalah contoh sebuah AVO-meter analog beserta bagianbagiannya yang banyak dijumpai di pasaran. Hal yang perlu diperhatikan dalam menggunakan alat ukur ini adalah cara penyambungan alat ukur dan cara pembacaan skala. Untuk dapat menggunakannya secara benar Hal 50 membutuhkan keterampilan yang baik, mengingat alat ukur ini bisa dipergunakan sebagai ampere-meter, volt-meter, dan ohm-meter pada saat yang berbeda. Setiap kali mengunakan alat ukur yang berbeda (amperemeter/volt-meter/ohm-meter), maka harus memperhatikan cara penyambungan alat ukur dan skala pembacaan yang berbeda pula. Sebagai contoh penggunaan ampere-meter harus disambung seri terhadap beban, volt-meter disambung secara parallel, dan ohm-meter mengharuskan objek yang diukur dalam keadaan tidak bertegangan. Untuk dapat membacanya secara benar, perhatikan skala pembacaan yang dikeluarkan oleh pabrik, seperti di bawah ini: Hal 51 Gambar 2.6 Contoh Skala Pembacaan AVO-meter Analog YX-360-TRF Beberapa kemungkinan kesalahan hasil pembacaan adalah dikarenakan faktor manusianya yang dapat disebabkan oleh posisi pembacaan/penempatan alat ukur yang kurang tepat atau dapat juga kesalahan memaknai tabel skala pembacaan. AVO-meter digital memiliki fungsi dan daerah penggunaan yang mirip dengan AVO-meter analog, yang membedakan adalah displai hasil pengukuran sudah tersaji dalam bentuk angka, sehingga pemakai langsung Hal 52 dapat membacanya. Penggunaan AVO-meter digital dapat meminimalisir kesalahan pembacaan skala pada AVO-meter analog. Gambar 2.7 Alat ukur AVO-meter (multimeter) Digital dan bagian-bagiannya 2. Pengukur Tegangan (Voltage Tester) Voltage tester/pengukur tegangan digunakan untuk melacak ada/tidaknya tegangan dengan cara mengurutkan dari titik/terminal sumber (fase untuk AC dan + untuk DC) hingga kembali ke terminal sumber (netral untuk AC dan – untuk DC). Tester ini sangat praktis karena dilengkapi dengan indicator penunjuk besarnya tegangan yang ada dalam bentuk LED, disamping itu memiliki kabel pengukuran yang relative panjang sehingga bisa menjangkau titik pengukuran yang lebih jauh. Hal 53 Gambar 2.8 Contoh Voltage Tester/Pengukur Tegangan 3. Pengukur Tahanan Elektrode Pembumi (Earth Tester) Digunakan untuk mengukur tahanan elektrode pembumi (grounding) secara langsung. Tahanan elektrode pembumi makin kecil nilainya semakin baik. Hal ini terkait dengan resiko bahaya jika pada instalasi atau peralatan terjadi hubung bodi yaitu terjadinya kontak bagian bertegangan dengan bodi peralatan, maka pada bodi peralatan akan muncul tegangan sentuh. Tegangan sentuh seberapapun besarnya akan membahayakan operator/manusia yang mungkin akan menyentuhnya, sehingga harus segera dinetralkan melalui grounding (elektrode pembumi). Grounding yang baik adalah yang memiliki nilai Rp < 5 untuk pemakai tunggal, atau Rp < 10 untuk pemakai kelompok (banyak pemakai dalam suatu kawasan, biasanya menggunakan sistem PNP/Pembumi Netral Pengaman). Di pasaran banyak tipe pengukur tahanan elektrode pembumi (earth-tester) mulai dari earth-tester analog hingga digital. Hal 54 Gambar 2.9 Contoh Earth-tester Analog beserta spesifikasinya Hal 55 Gambar 2.10 Contoh Earth-Tester Digital beserta perlengkapannya Dalam praktiknya, earth-tester dilengkapi dengan 2 elektroda bantu dan kabel penghubung dengan panjang dan warna yang sudah ditentukan. Cara penyambungannya sudah ditunjukkan seperti pada gambar 1.8. Keterangan: E = elektrode yang diukur; P = elektrode bantu yang ditancapkan ke tanah pada radius 5-10 m dari E; dan C = elektrode bantu yang ditancapkan ke tanah pada radius 5-10 m dari P Gambar 2.11 Rangkaian pengukuran tahanan elektrode pembumi Hal 56 4. Mega Ohm Meter (Megger) Digunakan untuk mengukur tahanan isolasi suatu instalasi atau peralatan. Tahanan isolasi suatu instalasi merupakan salah unsur yang menentukan kualitas instalasi. Besarnya tahanan isolasi ruang kering minimal 1000 ohm/Volt tegangan nominal. Maknanya bahwa pada setiap bagian instalasi arus bocor yang terjadi maksimal 1 mA/100 meter panjang instalasi. Sedangkan pada ruang lembab/basah minimal 100 ohm/Volt tegangan nominal. Termasuk kategori ruangan basah adalah kamar mandi, tempat cuci/bilas, ruang pendingin, ruang kompressor, kandang, ruang bawah tanah, ruang pompa air. Syarat sebuah megger harus mampu membangkitkan tegangan DC minimal sama dengan tegangan nominal instalasi tersebut, tetapi tidak boleh kurang dari 500V, serta menghasilkan arus minimal 1 mA pada tegangan tersebut. Bagian instalasi yang diukur adalah yang terletak diantara 2 pengaman arus lebih atau yang terletak sesudah pengaman arus lebih. Pengukuran tahanan isolasi instalasi dilakukan terhadap: (1) Penghantar fase kebumi; (2) Penghantar netral ke bumi; (3) Pengantar fase ke netral; dan (4) Penghantar fase ke fase (PUIL2000 pasal 3.20.2). Sedangkan pengukuran tahanan isolasi pada peralatan listrik, seperti motor listrik dilakukan terhadap: antar lilitan satu dengan yang lainnya dan antar lilitan dengan bodi atau terminal grounding. Hal 57 Gambar 2.12 Contoh alat ukur Megger analog Nilai resistansi isolasi minimum ditunjukkan dalam PUIL2000 tabel 3.20-1, sebagai berikut: Tabel 2.4 Nilai resistansi isolasi minimum Gambar 2.13 Contoh alat ukur Megger digital Hal 58 Mnggunakan Megger atau Insulation Tester untuk mengukur resistansi isolasi antar belitan fasa dan antara masing-masing belitan dengan rangka motor. Nilai resistansi isolasi belitan yang baik, minimal 1kOhm/Volt, jadi kalau tegangan kerja motor 220 Volt, maka resistansi isolasinya harus 220 kOhm. Bila resistansi isolasinya kurang dari 220 kOhm, maka perlu dilakukan pemeriksaan lebih lanjut. Gambar 2.14 Rangkaian pengukuran lilitan motor listrik dengan Megger D. Aktifitas Pembelajaran Aktifitas pembelajaran menggunakan pendekatan scientific, yaitu mengamati (observing), menanya (questioning), mencoba (experimenting), menalar (associating), menyaji (communicating), dan mencipta (creating). Kelima kegiatan tersebut akan menjadi ruh selama melaksanakan aktivitas pembelajaran. Bacalah uraian materi yang ada di modul, kemudian lakukan aktivitas berikut ini: 1. Aktivitas 1: Mengidentifikasi beberapa contoh sistem/peralatan mekatronika. Hal 59 Identifikasilah di sekitar Anda, manakah yang termasuk sistem/peralatan mekatronika dan lengkapilah tabel berikut dengan mengisi nama dan fungsi/cara kerja komponen! No Gambar Nama dan Fungsi/Cara Kerja 1 2 3 2. Aktivitas 2: Melakukan pelacakan kerusakan pada sistem/peralatan mekatronik sederhana. Diketahui sistem/peralatan elektropneumatik, berupa mesin cetak, dengan gambar rangkaian sebagai berikut: Rangkaian Pneumatik Hal 60 Rangkaian Elektrik Berdasarkan laporan dari operator diperoleh keterangan bahwa mesin tidak bisa bekerja dengan sempurna. Jika tombol START ditekan, maka mesin bergerak mencetak permukaan benda, selanjutnya mesin tetap diam. Hal 61 Lakukan pelacakan kesalahan menggunakan metode tegangan dan hambatan untuk menemukan lokasi dan komponen yang rusak. Lengkapilah tabel berikut dengan mengisi hasil pengukurannya! A. Metode Tegangan No Titik Pengukuran Tegangan (Volt) 1 2 3 4 5 6 Kesimpulan: Dimana lokasi terjadinya kesalahan? Pada komponen apa? Lanjutkan kegiatan berikutnya: B. Metode Hambatan No Titik Pengukuran Resistansi/hambatan (Ohm) 1 2 3 4 5 6 Kesimpulan: Bagian dari komponen yang mana yang bermasalah? E. Latihan/Tugas Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan baik dan benar! 1. Sebutkan alat-alat mekanik untuk MR lengkap dengan fungsinya! (minimal 5) 2. Identifikasilah alat ukur elektrik yang biasa digunakan untuk MR! (minimal 3) Hal 62 3. Sebutkan teknik-teknik pelacakan kerusakan yang Anda ketahui, jelaskan secara singkat! (minimal 3) 4. Diketahui sistem/peralatan elektropneumatik, berupa mesin stempel, dengan gambar rangkaian sebagai berikut: Rangkaian Pneumatik Rangkaian Elektrik Berdasarkan laporan dari operator diperoleh keterangan bahwa mesin tidak bisa bekerja dengan sempurna. Jika tombol START ditekan, maka Hal 63 mesin bergerak mencetak permukaan benda dengan langkah A+, B+, B-, selanjutnya mesin berhenti dan tetap diam. Lakukan pelacakan kesalahan menggunakan metode tegangan dan hambatan untuk menemukan lokasi dan komponen yang rusak. Lengkapilah tabel berikut dengan mengisi hasil pengukurannya! A. Metode Tegangan No Titik Pengukuran Tegangan (Volt) 1 2 3 4 5 6 Kesimpulan: Dimana lokasi terjadinya kesalahan? Pada komponen apa? Lanjutkan kegiatan berikutnya: B. Metode Hambatan No Titik Pengukuran Resistansi/hambatan (Ohm) 1 2 3 4 5 6 Kesimpulan: Bagian dari komponen yang mana yang bermasalah? Hal 64 F. Rangkuman 1. Sistem mekatronika merupakan kombinasi sinergis dari teknik mesin, elektronik, sistem kontrol, dan komputer. 2. Contoh konkrit produk/peralatan mekatronika adalah robotik. Robotik dapat berupa robotic diam (stationary robotic), tetapi dapat pula mewujud menjadi robotic bergerak (mobile robotic). 3. Alat-alat MR mesin (sistem dan peralatan) mekatronik yang dimaksud adalah sekumpulan alat-alat yang mendukung bagi dilaksanakannya pekerjaan perawatan maupun pekerjaan perbaikan, yang terdiri dari alatalat mekanik dan alat-alat elektrik. 4. Ada dua cara perawatan, yaitu perawatan preventif dan korektif. Perawatan preventif untuk pencegahan: mengganti bagian- bagian/komponen yang hampir rusak, serta kalibrasi. Sedangkan perawatan korektif untuk perbaikan: mengganti komponen yang rusak. 5. Teknik-teknik yang bisa digunakan untuk melacak kerusakan, yaitu: symptom function (fungsi gejala), signal tracing, metode tegangan dan hambatan, metode half-splitting, metode pemutusan lup, dan metode substitusi. G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Guru setelah menyelesaikan latihan dalam kegiatan belajar, lakukan kegiatan berikut ini: 1. Deskripsikan tentang hal-hal yang telah dipelajari/ditemukan selama pembelajaran! 2. Rencana pengembangan dan implementasinya! 3. Apa input terhadap pembelajaran berikutnya! Kerjakan di lembar terpisah dan kumpulkan! Hal 65 Kegiatan Pembelajaran 3: Pemeliharaan dan Perbaikan Sistem Elektrik A. Tujuan Setelah menyelesaikan materi ini, peserta diharapkan dapat: 1. Memahami sistem tenaga listrik mulai dari pembangkit sampai konsumen, 2. Menganalisis sistem pembumian dari sistem tenaga listrik, 3. Menganalisis Rangkaian Motor Listrik 3 Fase, 4. Menemukan prosedur pemeliharaan pada komponen instalasi motor listrik, 5. Menemukan kemungkinan-kemungkinan kesalahan pada komponen instalasi motor listrik. B. Indikator Pencapaian Kompetensi 1. Menemukan prosedur perawatan dan perbaikan peralatan mekatronika (3C5). 2. Menemukan kesalahan pada prosedur pencarian kesalahan (troubleshooting) pada peralatan mekatronika (3C5) 3. Mendiagnosis dan memperbaiki kerusakan pada komponen serta sistem mekatronika (4C6) 3) Uraian Materi PEMELIHARAAN DAN PERBAIKAN SISTEM ELEKTRIK 3.1 Sistem Kelistrikan Kata sistem umumnya didefinisikan sebagai sebuah unit yang dihubungkan bersama untuk membentuk unit lengkap. Ada berbagai macam sistem listrik yang digunakan saat ini. Setiap sistem memiliki sejumlah fitur unik, atau karakteristik, yang membedakannya dari sistem lain. Lebih penting lagi ada Hal 66 seperangkat bagian ditemukan di setiap sistem. Bagian ini memainkan peran dasar yang sama dalam semua sistem. Istilah sumber energi, jaringan transmisi, kontrol, beban, dan indikator yang digunakan untuk menggambarkan berbagai bagian sistem. Sebuah diagram blok dari bagianbagian dasar dari sistem kelistrikan ditunjukkan pada gambar 3.1. Gambar 3.1a Diagram blok dari sistem kelistrikan Gambar 3.1b Diagram rangkaian dari Sistem Kelistrikan Setiap blok dari sistem memiliki peran khusus untuk bermain dalam operasi keseluruhan sistem. Setiap blok masih harus mencapai fungsinya agar sistem akan beroperasi. Menjadi akrab dengan fungsi-fungsi ini dan mampu menemukan mereka dalam sistem yang lengkap merupakan langkah besar menuju pemahaman pengoperasian sistem. Sumber energi dari sistem kelistrikan berfungsi mengubah energi dari satu bentuk menjadi sesuatu yang lebih berguna. Panas, cahaya, suara, kimia, nuklir, dan energi mekanik dianggap sebagai sumber utama energi. Sebuah sumber energi primer biasanya berjalan melalui perubahan energi sebelum dapat digunakan di sistem operasi. Hal 67 Bagian kontrol dari sistem adalah bagian paling kompleks dari seluruh sistem. Dalam bentuk yang paling sederhana, kontrol dicapai ketika sistem dinyalakan atau dimatikan. Kontrol jenis ini dapat berlangsung di mana saja antara sumber dan perangkat beban. Kontrol penuh Istilah umumnya digunakan untuk menggambarkan operasi ini. Selain jenis kontrol, sistem juga dapat menggunakan beberapa jenis kontrol parsial. Kontrol parsial biasanya menyebabkan beberapa jenis perubahan operasional dalam sistem selain atau menonaktifkan kondisi. Perubahan intensitas saat ini atau lampu listrik adalah contoh dari perubahan yang dicapai oleh kontrol parsial. Beban dari sistem mengacu pada bagian tertentu atau jumlah bagian yang dirancang untuk menghasilkan beberapa bentuk pekerjaan. Kerja, dalam hal ini, terjadi ketika energi berjalan melalui transformasi atau perubahan. Panas, cahaya, aksi kimia, suara, dan gerakan mekanis adalah beberapa bentuk umum dari karya yang dihasilkan oleh perangkat beban. Sebagai aturan umum, porsi yang sangat besar dari seluruh energi yang dihasilkan oleh sumber yang dikonsumsi oleh perangkat beban selama operasi. Beban biasanya bagian paling umum dari seluruh sistem karena fungsi kerja yang jelas. Jaringan transmisi atau penghantar dari sistem agak disederhanakan bila dibandingkan dengan fungsi sistem lainnya. Ini bagian dari sistem hanya menyediakan jalur untuk transfer energi. Dimulai dari sumber energi dan terus melalui sistem ke beban. Dalam beberapa kasus, jalan ini berupa penghantar listrik tunggal, sinar, atau media lainnya antara sumber dan beban. Dalam sistem lain, mungkin ada jalur suplai antara sumber dan beban dan garis kembali dari beban ke sumber. Mungkin juga ada sejumlah jalur alternatif atau tambahan dalam sistem yang lengkap. Jalur ini mungkin seri terhubung ke sejumlah perangkat beban kecil atau paralel terhubung ke banyak perangkat independen. Indikator dari suatu sistem terutama dirancang untuk menampilkan kondisi operasi tertentu pada berbagai titik di seluruh sistem. Dalam beberapa sistem indikator adalah bagian opsional, sedangkan di bagian lain adalah bagian penting dalam pengoperasian sistem. Dalam kasus terakhir, sistem operasi dan penyesuaian biasanya kritis dan tergantung pada pembacaan Hal 68 indikator tertentu. Indikator operasional istilah digunakan untuk menggambarkan aplikasi ini. Indikator uji juga diperlukan untuk menentukan nilai operasi yang berbeda. Dalam peran ini, indikator ini hanya sementara melekat pada sistem untuk membuat pengukuran. Lampu uji, meter, osiloskop, grafik perekam, dan instrumen digital adalah beberapa indikator yang umum digunakan. Contoh sistem kelistrikan sederhana adalah senter. Sebuah senter adalah perangkat yang dirancang sebagai sumber cahaya dalam keadaan darurat atau sebagai sumber cahaya portabel. Senter berisi empat bagian penting yang dibutuhkan untuk membuat klasifikasi ini. Gambar 3.2 adalah gambar potongan dari senter, dengan masing-masing bagian komponen ditampilkan terkait dengan blok sistem yang sesuai. Gambar 3.2 Senter Batere senter berfungsi sebagai sumber energi utama dari sistem. Energi kimia dari baterai harus diubah menjadi energi listrik sebelum sistem menjadi operasional. Sumber energi dari senter harus dibuang dan diganti secara berkala ketika kehilangan daya untuk menghasilkan energi listrik. Jalur transmisi dari senter dicapai melalui rumah logam atau melalui strip konduktor yang sering digunakan untuk mencapai fungsi ini. Kontrol energi listrik senter dicapai melalui sakelar geser atau tombol tekan. Jenis kontrol ini hanya menghubungkan atau memutuskan jalur transmisi Hal 69 antara sumber dan beban. Jenis kontrol ini dilakukan secara manual oleh orang yang mengoperasikan sistem. Beban senter adalah lampu pijar kecil. Ketika energi listrik dari sumber dipaksa untuk melewati filamen lampu, lampu menghasilkan cahaya terang. Energi listrik pertama berubah menjadi panas dan kemudian menjadi energi cahaya. Senter tidak menggunakan indikator tertentu sebagai bagian dari sistem. Operasi ditunjukkan ketika lampu menghasilkan cahaya. Dalam beberapa sistem listrik, indikator adalah bagian opsional. Dalam sistem kelistrikan jika senter tidak dapat menghasilkan cahaya maka di dalam sistem tersebut terjadi kegagalan fungsi pada bagian-bagian senter. Kegagalan fungsi bisa terjadi pada sumber energi yang habis dayanya, jalur transmisi yang terputus (tidak kontak), sakelar geser yang tidak berfungsi atau beban (lampu) putus. 3.2 Sistem Tenaga Listrik Diagram blok dari suatu sistem tenaga listrik ditunjukkan pada gambar 3.3. Gambar 3.3 Diagram Blok dari sistem tenaga listrik Blok pertama merupakan bagian penting dari sistem tenaga listrik yaitu produksi tenaga listrik. Daya listrik yang dihasilkan harus didistribusikan ke konsumen. Sistem distribusi tenaga listrik (blok 2) mengirimkan daya listrik dari satu lokasi ke lokasi lain. Sistem kontrol daya listrik (blok 3) digunakan untuk mengontrol daya listrik. Kemudian, sistem konversi daya listrik (blok 4) juga disebut beban, mengubah tenaga listrik menjadi bentuk energi lain, seperti cahaya, panas, atau energi mekanik. Dengan demikian, sistem Hal 70 konversi adalah bagian yang sangat penting dari sistem tenaga listrik. Bagian lain dari sistem tenaga listrik adalah pengukuran daya (blok 5). Tanpa sistem pengukuran daya listrik, kontrol tenaga listrik akan hampir mustahil. Gambar 3.4 menunjukkan pembangkit dan transmisi tenaga listrik. Gambar 3.4 Sistem tenaga listrik dari instalasi tenaga dan penerangan industri dan rumah tinggal Listrik diproduksi di pembangkit listrik (sumber). Distribusi terjadi antara sumber dan konsumen oleh jaringan listrik. Transformator digunakan untuk mengontrol tegangan. Konversi daya listrik ke bentuk lain (cahaya, panas, mekanik) terjadi di industri atau rumah. 3.3 Distribusi Sistem 1 Fase dan 3 Fase Daya listrik didistribusikan ke konsumen dalam bentuk sistem AC (Alternating Current) satu fase atau tiga fase. Tegangan AC satu fase didistribusikan ke tempat tinggal dan bangunan komersial lainnya yang lebih kecil. Tegangan AC tiga fase AC didistribusikan ke industri dan bangunan Hal 71 komersial yang lebih besar. Dengan demikian, jenis utama dari sistem distribusi tenaga listrik adalah perumahan (fase tunggal) dan industri atau komersial (tiga fase). Sumber tegangan AC yang diperlukan bisa diperoleh dari jaringan distribusi yang berasal dari Perusahaan Listrik Negara (PLN) atau menggunakan pembangkit sendiri yang berupa genset. 3.3.1 Distribusi Sistem 3 Fase Jaringan tiga fase terdiri dari hantaran fase L1, L2, L3 dan hantaran netral N. Pada jaringan distribusi dibagi menjadi sistem 5 kawat, 4 kawat dan 3 kawat. Menurut IEC simbol yang digunakan untuk menandai hantaran adalah sebagai berikut : Hantaran fase : L1, L2, L3. Hantaran netral :N Hantaran pengaman : PE Kawat pembumian yang berfungsi juga sebagai kawat netral ditandai PEN. Gambar 3.5 adalah sistem kelistrikan 3 fase dengan menggunakan 5 kawat, sedangkan gambar 3.6 menggambarkan sistem 3 fase 4 kawat. Gambar 3.5 Sistem 3 fase 5 kawat Hal 72 Gambar 3.6 Sistem 3 fase 4 kawat Tanda dari sistem 3 fase 5 kawat sebagai berikut: 380/220 V; 3/N/PE ~ 50Hz artinya : Jaringan 5 kawat dengan L1, L2, L3, N and PE Tegangan AC 380 / 220 V Frekuensi 50 Hz 3.3.2 Distribusi Sistem 1 Fase (Fase Tunggal) Kebanyakan daya listrik diproduksi di pembangkit listrik dengan tegangan AC tiga fase. Daya listrik ditransmisikan dalam bentuk tegangan tiga fase dengan jarak yang jauh melalui jaringan transmisi. Di tempat tujuan, tegangan tiga fase diubah menjadi tiga tegangan fase tunggal terpisah untuk distribusi ke daerah pemukiman. Meskipun sistem fase tunggal digunakan terutama untuk sistem distribusi listrik perumahan, ada beberapa aplikasi industri dan komersial sistem fase tunggal. Distribusi daya listrik fase tunggal biasanya berasal dari jaringan listrik tiga fase sehingga sistem tenaga listrik mampu memasok beban tiga fase dan fase tunggal dari kabel listrik yang sama. Sistem kelistrikan 3 fase 4 kawat ditunjukkan melalui gambar 3.7. Gambar 3.7 Sistem 1 fase 3 kawat Hal 73 Tanda dari sistem fase tunggal 3 kawat sebagai berikut: 220 V; 1/N/PE ~ 50Hz artinya : Sistem 3 kawat dengan L1 atau L2 atau L3, (hantaran fase), N (netral) and PE (hantaran pengaman) Tegangan AC 220 V Frekuensi 50 Hz 3.4 Sistem Pembumian 3.4.1 Sistem Jaringan Sistem jaringan transmisi atau distribusi tiga fase dapat dibedakan dalam 2 jenis sistem kerja : 1. Jaringan yang terisolasi dengan bumi atau sistem jaringan tidak dibumikan. 2. Jaringan yang dibumikan / ditanahkan. 1. Jaringan tidak dibumikan Dinamakan demikian karena tidak ada bagian (peralatan, mesin atau titik netral) yang dibumikan/ditanahkan. L Primer Sekunder N Gambar 3.8 Jaringan tidak dibumikan Hal 74 Sistem tanpa pembumian, sepintas mempunyai keuntungan bahwa jika terjadi sentuhan pada jaringan maka tidak terjadi rangkaian tertutup yang menyebabkan tidak ada aliran listrik ke tubuh manusia. Hal ini berlaku untuk sistem jaringan yang pendek. Pada jaringan yang normal, antara hantaran jaringan dengan tanah terdapat kondensator yang dapat menyebabkan aliran listrik melalui badan manusia. Primer Sekunder L1 L2 L3 C1 C2 C3 IF Gambar 3.9 Aliran listrik lewat kapasitor udara Sistem yang tidak dibumikan mempunyai 2 kerugian yaitu: Pada kejadian hubung tanah jika salah satu hantaran fase terhubung langsung dengan tanah, tegangan fase dengan tanah naik, untuk sistem 3 fase tegangannya menjadi 3 nya. Tidak ada arus gangguan yang lebih besar yang mengalir ke tanah pada kejadian hubung tanah. 2. Jaringan dibumikan Dinamakan demikian karena ada bagian (peralatan, mesin atau titik netral) yang ditanahkan. Hal 75 L1 L2 L3 N Peralatan RB RE Gambar 3.10 Sistem dibumikan Jaringan yang dibumikan bila salah satu penghantar fase terjadi hubung tanah maka tegangan ke tanah tetap. Dalam waktu yang sama mengalir arus listrik yang besar ke tanah sehingga dapat menyebabkan pengaman hantaran bekerja dan memutuskan rangkaian. Istilah-istilah yang digunakan dalam jaringan yang dibumikan: a. Pembumian: Penghubungan suatu rangkaian listrik atau penghantar yang bukan bagian dari rangkaian listrik dengan bumi menurut cara tertentu. (earthing) b. Penghantar pembumian 1) penghantar berimpedansi rendah yang dihubungkan ke bumi; 2) penghantar proteksi yang menghubungkan terminal pembumi utama atau batang ke elektrode bumi. (earthing conductor) Hal 76 c. Bagian Konduktif Terbuka (BKT) 1) bagian konduktif yang gampang tersentuh dan biasanya tak bertegangan, tetapi dapat bertegangan jika terjadi gangguan. (dinding selungkup, gagang operasi, dan lain-lain) 2) bagian konduktif perlengkapan listrik yang dapat tersentuh dan biasanya tidak bertegangan, tetapi dapat bertegangan jika terjadi gangguan. d. Penghantar bumi penghantar dengan impedansi rendah, yang secara listrik menghubungkan titik yang tertentu pada suatu perlengkapan (instalasi atau sistem) dengan elektrode bumi. (earth conductor) e. Penghantar proteksi (PE) penghantar untuk proteksi dari kejut listrik yang menghubungkan bagian berikut: bagian konduktif terbuka, bagian konduktif ekstra, terminal pembumian utama, elektrode bumi, titik sumber yang dibumikan atau netral buatan. (protective conductor) f. Penghantar netral (N) penghantar (berwarna biru) yang dihubungkan ke titik netral sistem dan mampu membantu mengalirkan energi listrik. (neutral conductor) g. Penghantar PEN (nol) penghantar netral yang dibumikan dengan menggabungkan fungsi sebagai penghantar proteksi dan penghantar netral. Singkatan PEN dihasilkan dari penggabungan lambang PE untuk penghantar proteksi dan N untuk penghantar netral. (PEN conductor) h. Sistem IT atau sistem Penghantar Pengaman (HP) sistem yang semua bagian aktifnya tidak dibumikan, atau titik netral dihubungkan ke bumi melalui impedans. BKT instalasi dibumikan secara independen atau kolektif, atau ke pembumian sistem. i. Sistem TN atau Sistem Pembumian Netral Pengaman (PNP) sistem yang mempunyai titik netral yang dibumikan langsung, dan BKT instalasi dihubungkan ke titik tersebut oleh penghantar proteksi. Hal 77 j. Sistem TT atau Sistem Pembumi Pengaman (PP) sistem yang mempunyai titik netral yang dibumikan langsung dan BKT instalasi dihubungkan ke elektrode bumi yang secara listrik terpisah dari elektrode bumi sistem tenaga listrik. 3.4.2 Sistem Jaringan Jenis pembumian sistem dari sistem 3 fase secara umum menggunakan kode huruf seperti IT, TN, TT dan sebagainya. Kode yang digunakan mempunyai arti sebagai berikut: Huruf pertama: Hubungan sistem tenaga listrik ke bumi. T = hubungan langsung satu titik ke bumi. I = semua bagian aktif diisolasi dari bumi, atau satu titik dihubungkan ke bumi melalui suatu impedansi. Huruf kedua: Hubungan BKT instalasi ke bumi. T = hubungan listrik langsung BKT ke bumi, yang tidak tergantung pembu-mian setiap titik tenaga listrik. N = hubungan listrik langsung BKT ke titik yang dibumikan dari sistem tenaga listrik (dalam sistem tegangan AC, titik yang dibumikan biasanya titik netral, atau penghantar fase jika titik netral tidak ada). Huruf berikutnya (jika ada): Susunan penghantar netral dan penghantar proteksi. S = fungsi proteksi yang diberikan oleh penghantar yang terpisah dari netral atau dari saluran yang dibumikan (atau dalam sistem AC fase yang dibumikan). C = fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam penghantar tunggal (penghantar PEN). Hal 78 3.4.2.1 Sistem TN atau Sistem Pembumian Netral Pengaman (PNP) Sistem tenaga listrik TN mempunyai satu titik yang dibumikan langsung (huruf pertama T), BKT instalasi dihubungkan ke titik tersebut oleh penghantar proteksi (huruf kedua N). Gambar 3.11 menunjukkan bahwa titik netral transformator dibumikan (T) dan rangka/rumah motor (BKT) dihubungkan ke titik netral yang dibumikan (N). Gambar 3.11 Sistem TN (PNP) Ada tiga jenis sistem TN sesuai dengan susunan penghantar netral dan penghantar proteksi yaitu sebagai berikut : 1. Sistem TN-S : Di mana digunakan penghantar proteksi terpisah di seluruh sistem (lihat gambar 3.12). Hal 79 Gambar 3.12 Sistem TN-S 2. Sistem TN-C-S: Di mana fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam penghantar tunggal di sebagian sistem (lihat gambar 3.13). Hal 80 Gambar 3.13 Sistem TN-C-S 3. Sistem TN-C: Di mana fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam penghantar tunggal di seluruh sistem (lihat gambar 3.14). Gambar 3.14 Sistem TN-C 3.4.2.2 Sistem TT atau Sistem Pembumian Pengaman (PP) Sistem tenaga listrik TT mempunyai satu titik yang dibumikan langsung. BKT instalasi dihubungkan ke elektrode bumi yang secara listrik terpisah dari elektrode bumi sistem tenaga listrik. Hal 81 Gambar 3.15 Sistem TT 3.4.2.3 Sistem IT atau sistem Penghantar Pengaman (HP) Sistem tenaga listrik IT mempunyai semua bagian aktif yang diisolasi dari bumi, atau satu titik dihubungkan ke bumi melalui suatu impedansi. BKT instalasi listrik dibumikan secara independen atau secara kolektif atau ke pembumian sistem (lihat gambar 3.16). Hal 82 Gambar 3.16 Sistem IT Keterangan: 1) Sistem dapat diisolasi dari bumi. Netral boleh didistribusikan atau tidak didistribusikan. 3.5 Rangkaian Instalasi Motor Listrik Suatu rangkaian instalasi motor listrik seperti pada gambar 3.17. Hal 83 Gambar 3.17 Instalasi Motor Listrik Rangkaian terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut : 1. Sakelar utama (S) 2. Pengaman hubung singkat (F0) 3. Sakelar Magnit (Kontaktor) (K1) 4. Pengaman Beban Lebih (F3) 5. Motor listrik 3 fase (M) Sedangkan komponen-komponen lainnya untuk melengkapi rangkaian kontrolnya adalah sensor-sensor seperti limit switch, sensor tekanan, proximity switch, dll Komponen-komponen tersebut dapat dikelompokkan ke dalam 3 bagian yaitu : 1. Komponen hubung seperti sakelar, kontaktor, relai Hal 84 2. Komponen pengaman seperti pengaman hubung singkat dan pengaman beban lebih 3. Beban (pemakai) seperti motor listrik 1 fase atau 3 fase, pemanas. Komponen-komponen tersebut akan dibahas pada bab-bab berikutnya. 3.5.1 Komponen Hubung 1. Sakelar (Switch) Gambar 3.18 Macam-macam sakelar a. Fungsi : Sakelar digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian. b. Macam-macam Cara Penghubungan dan Pemutusan Melalui tekanan digunakan untuk tombol tekan, relai, kontaktor, microswitch Prinsip pisau digunakan untuk pemisah Hal 85 Prinsip gesekan digunakan pada sakelar tromol Prinsip dengan air raksa digunakan pada sakelar pelampung. Switch air raksa tidak dapat meledak karena bidang kontak berada di dalam tabung gelas dan bunga api yang dapat menyalakan gas berada dalam tabung. Switch air raksa melakukan kontak dengan memiringkan tabung. c. Kriteria Pemilihan Sakelar • Kemampuan kontak terhadap arus dan tegangan. • Tahanan isolasi rumah sakelar dengan kontak • Jumlah dan jenis konfigurasi kontak • Jenis pelayanan dan desain sakelar 2. Sakelar Daya a. Kemampuan Sakelar Daya 1) Ampere Rating (kemampuan arus) : • Arus terus menerus terbesar yang melewati sakelar tanpa menimbulkan kerusakan atau melampaui batas kenaikan temperatur. 2) Short circuit with standability (kemampuan arus hubung singkat): Sakelar harus mempunyai kemampuan hubung singkat. Sakelar yang umum dipakai mempunyai kemampuan maks 100.000 A. 3) Voltage Rating (kemampuan tegangan): Sakelar mempunyai kemampuan tegangan sesuai yang Hal 86 tertera pada labelnya. Boleh diberi tegangan yang lebih rendah, tetapi tidak boleh melebihi tegangan maksimumnya. b. Seleksi Pemilihan Sakelar Daya Untuk menentukan sakelar daya dapat menggunakan flowchart berikut: Gambar 3.19 Flowchart pemilihan daya sakelar c. Pemilihan Kontak Sakelar (AC) Untuk memilih kemampuan kontak sakelar dapat menggunakan tabel 3.1 berikut ini. Tabel 3.1 Kode kemampuan kontak sakelar KATEGORI PEMAKAIAN AC 1 Sakelar Daya, beban R murni (bukan induktif), tahanan pemanas (oven) AC 2 Motor Slipring, motor komutator dengan arus start terbatas, start bintang segitiga (daya motor kecil dan menengah) Hal 87 KATEGORI PEMAKAIAN AC 3 Sambungan langsung motor rotor sangkar, start bintang segitiga (daya motor besar) AC 4 Beban ekstrim, motor yang dijalankan sebentar, putar-balik, pengereman motor rotor sangkar dengan arus balik. AC 11 Rangkaian pengendali dengan beban bersifat magnetis, misalnya kumparan kontaktor, kumparan katup solenoid. d. Kontak Sakelar & Terminologi POLE (kutub): Istilah pole menjelaskan jumlah kawat yang akan diputuskan oleh sakelar dalam waktu yang sama. 2 Pole (kutub) 3 Pole (kutub) Istilah “throw” digunakan berkenaan dengan jumlah posisi yang dimiliki sakelar. Sakelar dapat memiliki single throw, double throw atau multi throw. Single pole single throw (SPST) Single pole double throw (SPDT) Double pole tripple throw (DP3T) Double pole double throw (DPDT) 3. Sakelar Pengendali a. Pendahuluan Hal 88 Di dalam sistem elektrik yang sangat perlu diperhatikan adalah terminologi posisi komponen awal dan posisi komponen saat kerja. Dua istilah yang dipakai adalah: normal terbuka ( NO ) normal tertutup ( NC ) b. Macam-Macam Jenis Kontak Pada dasarnya terdapat 3 macam jenis kontak : 1) Kontak normal terbuka ( Normally Open / NO ) : yaitu kontak dalam keadaan tidak aktif , dalam hubungan terbuka. 2) Kontak normal tertutup ( Normally Close / NC ) : yaitu kontak dalam keadaan tidak aktif , dalam hubungan tertutup. 3) Kontak pemindah/tukar ( Changeover contacts / CO ) : yaitu gabungan dari kontak normall terbuka dan normal tertutup c. Identitas Kontak Sakelar Sakelar sederhana dengan satu jenis kontak sangat mudah diidentifikasi, misalnya sakelar dengan satu jenis kontak NO mempunyai 2 kontak yang terdiri kontak masukan dan kontak keluaran. Sakelar kutub banyak mempunyai beberapa jenis kontak. Dalam hal ini sangatlah sulit untuk mengenali masing-masing kontak. Oleh karena itu identitas (tanda) kontak sangat diperlukan. Untuk mengidentifikasi kontak sakelar termasuk juga kontak relai menggunakan sistem nomor. Sedangkan sakelar diidentifikasi dengan huruf “S”. Bila jumlah sakelar dalam satu rangkaian lebih dari satu maka sakelar pertama diidentifikasi dengan “S1” , sakelar berikutnya, S2, S3 danseterusnya. Gambar berikut menunjukkan nomor kontak dari beberapa sakelar. 13 3 23 4 21 12 22 S3 S2 S1 11 14 24 Gambar 3.20 Sistem nomor pada kontak sakelar Hal 89 Sakelar dengan satu jenis kontak NO, misalnya S1 diidentifikasi dengan angka digit 3 dan 4. Sakelar S2 yang mempunyai 2 jenis kontak NO diidentifikasi dengan 2 digit (13-14 dan 23-24) Digit pertama (1) menunjukkan kontak pertama dan digit kedua (3-4) menunjukkan jenis kontak NO. Digit pertama (2) menunjukkan kontak kedua dan digit kedua (3-4) menunjukkan jenis kontak NO Sakelar S3 yang mempunyai 2 jenis kontak NC diidentifikasi dengan 2 digit (11-12 dan 21-22) : Digit pertama (1) menunjukkan kontak pertama dan digit kedua (1-2) menunjukkan jenis kontak NC. Digit pertama (2) menunjukkan kontak kedua dan digit kedua (1-2) menunjukkan jenis kontak NC. Garis putus-putus diantara kontak-kontak pada S2 dan S3 menunjukkan kontak-kontak tersebut saling terhubung secara mekanik. Dengan kata lain jika sakelar dioperasikan kedua kontak bekerja secara bersamaan. Pemilihan metode identifikasi sakelar ada kebebasan tergantung peraturan setempat dan prosedur, misalnya reed switch dapat diidentifikasi dengan S1, S2, S3 danseterusnya atau RS1, RS2, RS3 atau B1, B2, B3 atau a0, a1, b0 dan b1. d. Metode Pengaktifan Sakelar Dasar yang digunakan metode pengaktifan adalah: Sakelar tekan atau jungkit: Sakelar jenis pengunci disebut juga tombol tekan dengan pengunci yaitu pada saat aktif kontak dikunci secara mekanik. Tombol ditekan kontak NO terhubung, penekanan dilepas kontak tetap terhubung karena kontak terkunci. Untuk mengembalikan kontak ke posisi semula maka harus dilakukan penekanan tombol kembali. Sakelar tekan tanpa pengunci disebut juga tombol tekan tanpa pengunci yaitu jika penekanan tombol dilepas maka kontak kembali seperti semula. Hal 90 4. Relai a. Pendahuluan Relai adalah komponen pengendali listrik untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian dengan pelayanan magnit listrik. Pada keadaan kerja normal, relai dapat membuka dan menutup arus kerja yang diperlukan rangkaian. Relai biasanya digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian berulang-ulang. Energi yang dibutuhkan untuk menutup kontak utama berasal dari magnit listrik. Dengan memberikan energi listrik yang rendah pada kumparan relai , dapat mengontrol energi yang lebih besar melalui kontak relai. Relai banyak digunakan di dalam industri sebagai elemen pemroses sinyal. Fungsi lain yang tidak kalah penting pemakaian relai dalam rangkaian adalah sebagai piranti logika atau piranti pengunci. Sejalan dengan adanya piranti kontrol elektronik misalnya PLC dan piranti kontrol daya elektronik (solid state device) misalnya thyristor, relai tetap masih diterima di kalangan industri. Salah satu sebabnya adalah untuk rangkaian kontrol sederhana, relai murah harganya sehingga merupakan solusi yang efektif. Relai mempunyai bentuk fisik yang kecil dengan beberapa pasang kontak. Relai dengan kemampuan besar disebut kontaktor, yang dapat digunakan untuk mengontrol beban yang besar misalnya beban motor 3 fase. b. Konstruksi Ada banyak bentuk relai tetapi mempunyai fungsi yang sama. Hal 91 6 5 3 A1 2 4 K A2 1 Keterangan : 1 - 2 : kontak normal tertutup (NC) 1 - 4 : kontak normal terbuka (NO) 3 : angker 5 : kumparan 6 : pegas 7 : inti besi 8 : kontak pemindah 7 8 A1-A2 : terminal kumparan A1 A2 4 2 1 Gambar 3.21 Konstruksi relai Kontak dirancang untuk rangkaian pengendali, misalnya: magnit listrik, pemakaian penguncian dan lampu tanda. Relai dapat berisi 1 , 2, 3, atau 4 pasang kontak tukar tergantung dari tipenya. Sistem magnit listrik digunakan untuk menutup relai, dihasilkan dari kumparan yang dialiri arus. Bisa berupa arus AC atau DC tergantung sistem yang digunakan. Pengembalian kontak ke posisi semula dengan menggunakan pegas. Cara Kerja: Jika kumparan (5) dihubungkan dengan tegangan listrik melalui terminal A1A2, maka arus listrik mengalir melalui kumparan. Inti besi (7) menjadi magnit dan menarik angker (3). Akibatnya kontak 1-4 terhubung. Posisi ini akan bertahan selama kumparan terhubung tegangan. Jika aliran listrik terputus, angker kembali keposisi semula karena ditarik oleh pegas (6). Kontak pemindah (8) kembali ke posisi semula dan kontak 1-2 kembali terhubung. c. Identitas Relai Terminal kumparan ditandai dengan huruf A1 dan A2, sedangkan kumparannya ditandai dengan huruf K, misalnya K1, K2, K3. Hal 92 A1 13 23 33 43 14 24 34 44 K1 A2 Relai dengan 2 kontak tukar Relai dengan 4 N/O Gambar 3.22 Simbol relai d. Keuntungan Dan Kerugian Penggunaan Relai 1) Keuntungan : a) Mudah menyesuaikan dengan tegangan kerja b) Rangkaian kontrol dan utama terisolasi. c) Tidak terpengaruh oleh temperatur sekitarnya, relai tetap beroperasi pada temperatur - 40oC sampai 80oC d) Mempunyai tahanan kontak yang tinggi pada posisi terbuka. 2) Kerugian: a) Kontak aus oleh oksidasi atau bunga api. b) Gangguan suara saat relai kerja, c) Ukuran besar bila dibandingkan dengan transistor d) Kecepatan hubung-putus terbatas berkisar antara 3 ms - 17 ms e) Kontak peka terhadap pencemaran udara ( debu ) e. Data Teknik Bila memilih relai harus diperhatikan data-data tekniknya, yaitu kemampuan arus, tegangan, daya dan jumlah kontak yang dibutuhkan. Data teknik relai sebagai berikut : Waktu hubung : kira-kira 8 - 22 ms tergantung penguatan magnitnya Waktu pelepasan : kira-kira 2 - 20 ms Jumlah periode pensakelaran : kira-kira 15/detik Hal 93 Tegangan kerja : 3, 6, 12, 36, 48, 60, 110, 220, 240 V AC 3, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 36, 48, 60, 90, 135, 220 V DC Tegangan pengujian : 2000 V AC rms Daya kumparan : 3 W / 3,4 VA Umur kontak : > 100 juta operasi Jumlah kontak : 2 - 4 kontak tukar Kemampuan kontak : 6 A beban resistif / 220V 5. Kontaktor a. Pengertian Kontaktor adalah sakelar yang dalam keadaan OFF tidak dapat dioperasikan oleh tangan. Pada keadaan kerja normal, kontaktor dapat membuka dan menutup arus kerja yang diperlukan rangkaian. Kontaktor biasanya digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian berulangulang. Energi yang dibutuhkan untuk menutup kontak utama berasal dari magnit listrik. Dengan memberi arus pada kumparan kontaktor, daya besar dapat disalurkan melalui kontak utama. b. Konstruksi Gambar 3.23 Konstruksi kontaktor Kontaktor terdiri dari dua bagian utama yaitu : a) Sistem kontak terdiri dari : kontak utama kontak bantu Hal 94 b) Sistem magnit terdiri dari : besi kern angker kumparan 1) Kontak Utama Kontak utama kontaktor mempunyai ukuran sesuai tujuan untuk membuka dan menutup rangkaian motor. Kontak ini mempunyai kemampuan daya besar. 2) Kontak Bantu Kontak bantu dirancang untuk rangkaian pengendali, misalnya: magnit listrik sesuai dengan kategori pemakaian AC11, juga untuk pemakaian penguncian dan lampu tanda. Kontak bantu mempunyai kemampuan mengalirkan arus lebih kecil daripada kontak utama. Kontak bantu dapat bersama-sama disusun dengan kontak utama. Dapat juga berdiri sendiri tanpa ada kontak bantu. Dapat juga berupa kontak blok yang dalam pemakaiannya dipasang di atas kontaktor utama. 3) Sistem Magnit Sistem magnit listrik digunakan untuk menutup kontaktor, dihasilkan dari kumparan yang dialiri arus. Bisa berupa arus AC atau DC tergantung sistem yang digunakan. Pengembalian kontak ke posisi semula dengan menggunakan pegas. c. Identitas Kontaktor Terminal kumparan ditandai dengan huruf A1 dan A2, sedangkan kumparannya ditandai dengan huruf K, misalnya K1, K2, K3. Terminal kontak utama diberi notasi satu digit, misalnya 1 dan 2. Lengkapnya terminal kontak utama adalah sebagai berikut : Terminal masukan : L1 ( = 1 ), L2 ( = 3 ), L3 ( = 5 ) Terminal keluaran T2 ( = 4.), T3 ( = 6 ) : T1 ( = 2 ), Hal 95 A1 1 3 5 13 21 2 4 6 14 22 K1 A2 Kontak Utama Kontak Bantu Gambar 3.24 Simbol kontaktor Terminal kontak bantu diberi notasi 2 digit, misalnya 13 - 14 untuk baris kontak pertama. Angka pertama (puluhan ) menunjukkan urutan kontak baris pertama, sedangkan angka kedua menunjukkan fungsi kontak tersebut : 1 - 2 : kontak normal tertutup ( N/C ) 3 - 4 : kontak normal terbuka ( N/O ) Kontaktor utama dengan satu kontak bantu NO diberi notasi sbb : A1 1 3 5 13 2 4 6 14 K1 A2 Kontaktor utama dengan satu kontak bantu NC diberi notasi sbb : A1 1 3 5 21 2 4 6 22 K1 A2 Kontaktor bantu dengan 4 N/O mempunyai notasi kontak sbb : A1 13 23 33 43 14 24 34 44 K1 A2 Kontaktor bantu dengan 4 N/C mempunyai notasi kontak sbb : Hal 96 A1 11 21 31 41 12 22 32 42 K1 A2 Kontaktor bantu dengan 2 N/O dan 2 N/C mempunyai notasi kontak sbb : A1 13 23 31 41 14 24 32 42 K1 A2 d. Pemilihan Kontaktor AC Pemakaian kontaktor dipilih berdasarkan parameter sebagai berikut : 1) Tegangan kerja 2) Tegangan kerja kumparan 3) Kategori pemakaian 4) Kemampuan kontak 5) Jumlah dan jenis kontak 6) Umur kontak 1) Tegangan kerja Besar tegangan kerja yang banyak dipakai di berbagai negara termasuk di Indonesia adalah 380 V , 50 Hz untuk sistem 3 fase. 2) Tegangan kerja kumparan Besar tegangan kumparan pada kontaktor yang tersedia adalah : Tegangan AC : 24, 48, 110, 127 dan 220V. Tegangan DC : 24, 48, 125, 220, dan 250V 3) Kategori Pemakaian Tabel 3.2 Kategori pemakaian kontaktor Jenis Arus Kategori Pemakaian AC AC 1 Beban tidak induktif, beban dengan tahanan murni AC 2 Motor rotor lilit, motor komutator dengan arus mula Hal 97 jalan terbatas, pengasutan - untuk motor kecil dan menengah. AC 3 Motor rotor sangkar dengan pengasutan langsung (DOL),pengasutan - untuk motor besar. Beban ekstrim, motor yang dijalankan sebentar, AC 4 putar-balik, pengereman motor rotor sangkar dengan arus balik. Rangkaian AC 11 pengendali dengan beban bersifat magnetis, misalnya kumparan kontaktor, kumparan katup solenoid. 4) Kemampuan kontak Beban yang dihubungkan ke kontaktor harus sesuai dengan kemampuan kontaknya. Pembebanan kontak yang terlalu besar akan mempengaruhi umur kontak. 5) Jumlah dan jenis kontak Kontaktor mempunyai jenis kontak dan jumlah tertentu, misalnya kontak utama sebanyak 3 kontak NO dan kontak bantu 1 NO , 1 NC. e. Keuntungan Dan Kerugian Penggunaan Kontaktor 1) Keuntungan : a) Beban besar dapat dihubungkan dengan menggunakan daya kontrol yang kecil, b) Rangkaian kontrol dan utama terisolasi. c) Perawatan kecil, d) Tidak terpengaruh oleh temperatur sekitarnya. 2) Kerugian : a) Kontak aus, b) Gangguan suara saat kontaktor kerja, c) Ukuran besar, d) Kecepatan hubung-putus terbatas berkisar antara 10 ms - 50 ms f. Pemakaian kontaktor Untuk menghubungkan dan memutuskan beban : Hal 98 a) motor rotor sangkar b) motor rotor lilit c) motor dc d) dengan tahanan murni ( resistiv ) e) kapasitor f) instalasi penerangan g) beban khusus ( trafo las ) 6. Motor Listrik 3 Fase a. Pengertian Motor listrik 3 fase digunakan untuk menggerakkan pompa, kompresor dan mesin-mesin industri. Motor induksi 3 fase rotor sangkar banyak digunakan untuk keperluan tersebut. Hal ini populer karena motor induksi ini lebih kokoh, lebih murah, inersianya lebih besar dan tidak membutuhkan pemeliharaan rutin dibandingkan dengan motor arus searah (DC). Motor induksi mempunyai kelemahan dalam hal pengendalian kecepatan yang rumit. Namun demikian dengan kemajuan pengemudian elektrik modern, hal itu tidak menjadi masalah. Keuntungan lain adalah bahwa memulai dan menghentikan motor tersebut dapat dilakukan dengan sederhana dengan pengasutan langsung (direct on-line/DOL). Motor induksi 3 fase biasanya disediakan dengan tegangan 440 Y, 60 Hz, tetapi untuk beban yang besar kadang-kadang menggunakan tegangan 3,3 kV dan 5,5 kV, 60 Hz. b. Konstruksi Motor Ada 3 bagian pokok dari motor induksi 3 fase yaitu stator, rotor dan rumah motor. Hal 99 Gambar 3.25 Konstruksi motor induksi 3 fase Stator dan rotor adalah rangkaian listrik yang membangkitkan elektromagnetik. Stator adalah bagian yang diam dari motor. Inti stator dibuat dari beberapa ratus plat tipis (lihat gambar 3.26). Gambar 3.26 Inti stator Gambar 3.27 kumparan Gambar 3.28 kumparan dalam alur stator stator Plat-plat tipis stator disusun bersama membentuk silinder berlubang. Kumparan dari kawat berisolasi dimasukkan ke dalam alur-alur inti stator (gambar 3.26). Masing-masing kelompok kumparan disusun mengelilingi inti baja stator (gambar 3.27), membentuk elektromagnetik (gambar 3.28). Motor induksi 3 fase mempunyai 3 gulungan fase terpisah yang berjarak 120 o listrik, yaitu kumparan A, B dan C. Ujung-ujung kumparan seperti pada tabel 3.3. Gambar 3.29 Kumparan 3 Fase Gambar 3.30 Terminal sambungan Tabel 3.3 Kumparan Motor Kumparan Ujung-Ujung Kumparan A U1 – U2 B V1 – V2 Hal 100 Kumparan Ujung-Ujung Kumparan C W1 – W2 Kumparan stator dapat disambung bintang atau segitiga tergantung sumber tegangannya. Kumparan stator disambung langsung ke sumber tegangan. Gambar 3.31 menjelaskan motor dalam sambungan bintang atau segitiga. Sambungan Y Sambungan ∆ Gambar 3.31 Motor disambung Y dan ∆ Rotor adalah bagian yang berputar dari rangkaian elektromagnetik. Jenis rotor yang paling banyak dipakai adalah rotor sangkar tupai (gambar 3.32). Rotor terdiri dari susunan lapisan baja dengan penghantar batang mengelilinginya. Pada ujung-ujung penghantar dijadikan satu dengan cincin aluminum sehingga penghantar tersusun dalam rangkaian seri. Arus yang mengalir pada konduktor membangkitkan elektromagnetik. Poros rotor terbuat dari baja. Gambar 3.32 Rotor sangkar tupai Rumah motor terdiri dari kerangka (bingkai) dan dua tutup samping (rumah bearing). Stator terletak di dalam bingkai. Rotor dimasukkan ke dalam stator dengan celah udara yang memisahkannya. Tidak ada hubungan secara langsung antara rotor dan stator. Gambar 3.34 adalah rumah motor. Hal 101 Gambar 3.34 Rumah motor Gambar 3.35 Bagian-bagian motor Rumah stator juga berfungsi untuk mengamankan terhadap listrik dan bagian sentuhan yang berbahaya, jika motor berputar. Rumah motor juga berfungsi untuk melindungi masuknya partikel padat dan cairan dari luar. c. Papan nama Berikut ini adalah papan nama motor induksi 3 fase 90 kW. Spesifikasi yang diberikan oleh papan nama tersebut adalah untuk keadaan beban penuh. Spesifikasi ini adalah nilai arus motor maksimum yang dapat terus menerus bekerja tanpa melebihi batas temperatur dari bahan isolasi yang digunakan. Gambar 3.36 Papan nama motor 3 fase Keterangan: Hal 102 3.6 Pemeliharaan Listrik 3.6.1 Pemeliharaan Pemeliharaan didefinisikan sebagai "semua tindakan teknis dan organisasi yang dilakukan pada instalasi dan komponen untuk mempertahankan atau mewujudkan fungsi yang dirancangnya". Sebuah sistem produksi hanya dapat menghasilkan efisien melalui operasi bebas masalah. Oleh karena itu salah satu tujuan utama dalam pengoperasian sistem produksi adalah pengurangan downtime sejauh mungkin. Ini berusaha dalam dua cara. Di satu sisi, reaksi cepat harus dipastikan dalam hal apapun mendeteksi terjadi selama pengoperasian sistem. Cepat dan sistematis kesalahan temuan yang penting untuk memastikan obat cepat dan recommissioning dari sistem. Di sisi lain yang patut, ada perawatan pencegahan. Setiap komponen dalam sistem produksi pada pemakaian yang, cepat atau lambat, akan menyebabkan kegagalan dan karenanya kerusakan atau kegagalan sistem. Pemeliharaan preventif, karena itu digunakan untuk berusaha untuk mencegah kerusakan dan dengan demikian untuk mendahului downtime yang tidak produktif. Hal 103 Pemeliharaan merujuk pada semua tindakan yang menyangkut pelestarian dan pembentukan kembali status setpoint dan menentukan dan evaluasi keadaan yang sebenarnya dari sumber daya teknis sistem. Kegiatan pemeliharaan dibagi menjadi 3 bagian yaitu: Service (Pelayanan): langkah-langkah untuk mempertahankan status yang dibutuhkan, Inspection (Inspeksi): langkah-langkah untuk menentukan dan mengevaluasi status aktual, Repair (Perbaikan): langkah-langkah untuk memulihkan status diperlukan. 3.6.2 Macam-Macam Pemeliharaan Suatu sistem pemeliharaan yang baik terhadap peralatan / komponen dari suatu unit kerja mutlak diperlukan, guna menjamin kelangsungan kerja yang normal. Oleh karena itu perlu dibentuk Unit Pelaksanaan Teknis (UPT) yang mengatur pemeliharaan/perawatan peralatan, sesuai dengan kebutuhan. Artinya bagian-bagian /divisi-divisi dari UPT ini disesuaikan dengan banyaknya / macam-macamnya peralatan yang perlu dimaintenance (dipelihara). Macam-macam pemeliharaan / perawatan 1. Pemeliharaan Rutin yaitu pemeliharaan yang telah terprogram dan terlebih dahulu direncanakan, meliputi jadwal waktu, prioritas yang dikerjakan lebih dahulu, target waktu pelaksanaan berdasarkan data catalog, data pengalaman dan data-data lainnya 2. Pemeliharaan Tak Terencana yaitu pemeliharaan yang tidak terprogram, terjadi sewaktu-waktu secara mendadak akibat dari suatu gangguan atau bencana alam dan harus segera dilakukan. 3. Pemeliharaan Rutin a. Pemeliharaan Servis Pemeliharaan dalam jangka waktu pendek, meliputi pekerjaan ringan, misalnya : membersihkan peralatan, mengencangkan sambungan terminal, pengukuran tegangan. Hal 104 b. Pemeliharaan Inspeksi Pemeliharaan dalam jangka waktu panjang, meliputi pekerjaan penyetelan, perbaikan, dan penggantian peralatan. Jadwal pemeliharaan rutin dapat diprogramkan, misalnya: Pemeliharaan mingguan Pemeliharaan bulanan Pemeliharaan sementara Pemeliharaan tahunan 4. Pemeliharaan Tanpa Jadwal / Mendadak Pemeliharaan ini sifatnya mendadak, akibat adanya gangguan atau kerusakan peralatan atau hal lain diluar kemampuan kita, sehingga perlu dilakukan : pemeriksaan perbaikan penggantian peralatan 3.7 Pemeriksaan dan Pengujian Instalasi Listrik 1. Instalasi listrik yang selesai dipasang, atau yang mengalami perubahan, harus diperiksa dan diuji dahulu sebelum dialiri listrik sesuai dengan PUIL 2000 pasal 9.4.3.2. Penyimpangan dari ketentuan ini dapat dilakukan pada instalasi sementara dan instalasi kedutaan asing, dengan izin khusus dari instansi yang berwenang. 2. Pemeriksaan dan pengujian instalasi listrik dilakukan antara lain mengenai hal berikut: a. Berbagai macam tanda pengenal dan papan peringatan. b. Perlengkapan listrik yang dipasang. c. Cara memasang perlengkapan listrik. d. Polaritas, sesuai dengan 2.5.2. e. Pembumian sesuai dengan 3.18. f. Resistans isolasi, sesuai dengan 3.20. g. Kesinambungan sirkit. Hal 105 h. Fungsi proteksi sistem instalasi listrik. Pemeriksaan dan pengujian tersebut diatas kemudian dilanjutkan dengan uji coba. 3. Semua perlengkapan yang dipasang pada instalasi listrik harus memenuhi standar yang berlaku. 4. Pengukuran Urutan Fase (Phase Sequence Indicator) a. Pengantar Sistem tiga fase memiliki urutan fase L1-L2-L3, dahulu urutannya menggunakan R-S-T. Alat uji urutan fase ini adalah indikator yang menentukan urutan fase dari sistem daya tiga fase. Gambar 3.37 Penunjuk Urutan Fase Ketika kita memberi pasokan tiga fase L 1-L2-L3 ke motor induksi, kita melihat bahwa arah rotasi rotor adalah searah jarum jam. Sekarang apa yang akan terjadi ke arah rotasi dari rotor jika urutan fase terbalik (L 1-L3-L2)? Jawaban atas pertanyaan ini adalah bahwa rotor akan berputar ke arah berlawanan arah jarum jam. Jadi kita melihat bahwa arah rotasi dari rotor tergantung pada urutan fase. b. Prinsip Kerja Ada dua jenis indikator urutan fase yaitu: 1) Jenis putar 2) Jenis statis. Hal 106 1) Rotating Type Phase Sequence Indicators Ia bekerja berdasarkan pada prinsip motor induksi. Kumparan bentuk bintang diberikan tersambung dalam dan dari tiga pasokan terminal yang ditandai sebagai seperti L1-L2-L3 yang ditunjukkan pada gambar diberikan 3.38. ke Ketika pasokan kumparan akan menghasilkan medan magnet berputar Gambar 3.38 Rotating Type Phase Sequence Indicators dan medan magnet berputar ini menghasilkan gaya gerak listrik eddy di piringan (disc) aluminium yang bergerak seperti yang ditunjukkan dalam diagram. Gaya gerak listrik eddy menghasilkan arus eddy pada piringan aluminium, arus eddy berinteraksi dengan medan magnet putar maka torsi yang dihasilkan menyebabkan piringan aluminium ringan berputar. Jika piringan berputar dalam arah jarum jam maka urutan yang dipilih adalah L 1-L2-L3 dan jika arah putaran berlawanan arah jarum jam urutan terbalik L 3-L2-L1. 2) Static Type Phase Sequence Indicators Diberikan di bawah ini susunan indikator jenis statis: Ketika urutan fase L1-L2-L3 maka lampu B akan bersinar lebih terang dari lampu A dan jika urutan fase dibalik maka lampu A akan bersinar lebih terang dari lampu B. Sekarang mari kita lihat bagaimana ini terjadi. Di sini kita mengasumsikan bahwa urutan fasa L1Gambar 3.39 Static Type Phase L2-L3. Sequence Indicators dengan kumparan Hal 107 Mari kita tandai tegangan sebagai VL1-L2 , VL2-L3 dan VL3-L1 sesuai diagram. Kita punya: VL1-L2 = V VL2-L3 = V ( -0,5 – j0.866) VL3-L1 = V ( -0,5 + j0.866) Di sini kita telah mengasumsikan operasi keseimbangan seperti yang kita miliki VL1-L2 = VL2-L3 = VL3-L1 = V. Jumlah aljabar semua arus fase juga sama, oleh karena itu kita dapat menulis IL1 + IL2 + IL3 = 0 Pada pemecahan persamaan di atas kita memiliki perbandingan I L1 dan IL2 sama dengan 0,27. Ini menyiratkan bahwa tegangan lampu A hanya 27 persen daripada lampu B. Maka dari ini kita dapat menyimpulkan bahwa lampu A akan bersinar redup dalam kasus urutan fase L 1-L2-L3 sedangkan dalam kasus urutan fase terbalik kita memiliki lampu B adalah redup dari lampu A. Ada jenis lain dari indikator urutan fase yang bekerja mirip dengan yang sebelumnya. Namun di sini induktor digantikan oleh kapasitor seperti yang ditunjukkan dalam diagram di gambar 3.40. Gambar 3.40 Static Type Phase Sequence Indicators dengan kapasitor Dua lampu neon yang digunakan, bersama dengan mereka dua seri resistor juga digunakan untuk membatasi arus dan untuk melindungi lampu neon dari kerusakan. Dalam indikator ini jika urutan fase pasokan L 1-L2-L3 maka lampu A akan menyala dan lampu B tidak akan menyala dan jika urutan terbalik diterapkan maka lampu A tidak akan menyala saat lampu B menyala. 3.8 Pemeliharaan Peralatan Listrik Hal 108 3.8.1 Pemeliharaan Sakelar 1. Preventive Maintenance Pemeliharaan sakelar sangatlah sederhana. Pada dasarnya yang harus dijaga adalah jauh dari debu, kotoran dan cairan yang menetes. Sakelar yang rusak biasanya diganti dengan yang baru daripada dibetulkan karena sakelar dirancang berdasarkan pada kemampuan daya dan ukuran yang berbeda. Penggantian harus sama dengan yang sebelumnya. 2. Kerusakan Sakelar Sakelar rusak atau tidak berfungsi disebabkan oleh kerusakan mekanik atau kerusakan listrik. Kerusakan mekanik terjadi jika bagian dari sakelar aus, pecah atau menempel pada posisi tertentu. Kerusakan listrik biasanya karena kontak terbakar atau longgar. Sakelar yang masih baik jika diuji dengan ohmmeter akan menunjukkan tahanan yang besar pada posisi “off ” atau tahanan nol pada posisi “on ”. Tanda-tanda sakelar yang kotor atau terbakar adalah suara memdesis pada saat sakelar posisi “on ” atau panas atau asap keluar dari sakelar. 3.8.2 Pemeliharaan Kontaktor Relai dan kontaktor tidak memerlukan perawatan khusus, yang diperlukan hanya menjaganya dari debu dan kotoran serta menjaga sambungansambungan tetap rapat. Hal paling umum yang menyebabkan relai dan kontaktor tidak bekerja adalah kontak terbakar dan kumparan/coil rusak. Relai dan kontaktor yang rusak biasanya diganti dengan yang baru. Dalam pergantian relai dan kontaktor, perhatikan tegangan dan arus dari relai dan kontaktor yang lama. 3.8.3 Pemeliharaan Motor Listrik a. Pemeriksaan Visual 1) Lokasi pemeriksaan : instalasi terpasang dan berjalan 2) Frekuensi pemeriksaan : 6 bulan 3) Karakteristik kinerja: Inspeksi harus mencari: Hal 109 Bukti kerusakan yang disebabkan oleh kotoran, bagian yang longgar, atau benda asing, Verifikasi bahwa lubang udara tidak terhalang, Bukti kelembaban dan / atau peningkatan kotoran, Suara yang tidak biasa, bocor segel minyak, atau getaran tinggi, Alat ukur level minyak (jika ada) harus diperiksa, Bukti penurunan fondasi, plat alas, baut jangkar, Bukti cincin minyak berbalik (jika ada), Bukti kebocoran pipa minyak dan air serta sambungan. b. Pemantauan Suhu Bantalan dan Lilitan 1) Lokasi pemeriksaan : instalasi terpasang dan berjalan 2) Frekuensi pemeriksaan : 6 bulan 3) Karakteristik kinerja: Jika motor tidak dilengkapi dengan sensor yang terpasang: merekam bantalan suhu dan temperatur stator menggunakan pencitraan thermographic. Data ini harus dapat digunakan. Pemantauan harus dilakukan pada kondisi motor berbeban dan pada suhu kamar agar memungkinkan data yang akurat. c. Getaran 1) Lokasi pemeriksaan : instalasi terpasang dan berjalan 2) Frekuensi pemeriksaan : 6 bulan 3) Karakteristik kinerja: Rekam tingkat getaran: Hal ini harus dilakukan oleh teknisi terlatih dan berpengalaman. d. Analisis Minyak 1) Lokasi pemeriksaan : instalasi terpasang 2) Frekuensi pemeriksaan : 12 bulan 3) Karakteristik kinerja: Mengambil sampel dan menganalisis. Lihatlah kondisi secara keseluruhan dan memeriksa benda asing, penipisan aditif, pernis awal dan elemen logam. Motor harus ditutup saat mengambil sampel. Hal 110 e. Arus kerja 1) Lokasi pemeriksaan : instalasi terpasang dan berjalan 2) Frekuensi pemeriksaan : 12 bulan 3) Karakteristik kinerja: Rekam ketiga arus fasa dan memverifikasi arus yang seimbang dan tidak melebihi data pada papan nama. Setiap fase harus berada dalam toleransi ± 5% dari rata-rata ketiga fase. f. Tahanan Isolasi 1) Lokasi pemeriksaan : instalasi terpasang dan jaringan diputus 2) Frekuensi pemeriksaan : 12 bulan untuk motor dengan tegangan lebih dari 600V 24 bulan untuk motor dengan tegangan kurang dari 600V 3) Karakteristik kinerja: Lakukan pemeriksaan tahanan isolasi antara bagian bertegangan motor dan tanah. Ini menentukan kondisi isolasi pembumian. Rekam, suhu yang benar. Tabel 3.5 Harga tahahan isolasi Tegangan Motor (V) Tegangan Uji (V) Harga Yang Diinginkan < 1000 500 5 M 1000 - 2500 1000 100 M 2501 - 5000 2500 100 M > 5000 5000 100 M g. Tahanan Lilitan 1) Lokasi pemeriksaan : instalasi terpasang dan jaringan diputus. 2) Frekuensi pemeriksaan : 12 bulan untuk motor dengan tegangan lebih dari 600V, 24 bulan untuk motor dengan tegangan kurang dari 600V. 3) Karakteristik kinerja: Perbandingan tahanan line ke line dari kumparan motor. Hal 111 Tes ini harus dilakukan pada terminal motor menggunakan meter yang mampu mengukur resistansi rendah (milliohms). Sebuah ohm meter yang khas tidak memiliki akurasi yang memadai. Setiap fase harus berada dalam ± (3% - 5%) dari rata-rata dari ketiga fase. h. Pemeriksaan Visual Pada Stator 1) Lokasi pemeriksaan : overhaul 2) Frekuensi pemeriksaan : 60 bulan 3) Karakteristik kinerja: Inspeksi harus mencari: pergerakan kumparan, lubang ventilasi, penurunan isolasi, menguatkan kumparan, kerusakan laminasi, kekencangan pada pasak. 3. Pemeriksaan Tahanan Isolasi Motor Listrik Tahanan isolasi dari semua motor diperiksa dari waktu ke waktu dan nilainilai dicatat sebagai bagian dari sistem pemeliharaan yang direncanakan. Tahanan isolasi mesin berkurang dengan peningkatan suhu. Peningkatan suhu terjadi kemungkinan dikarenakan timbunan debu pada kumparan atau ventilasi yang tidak tepat. Tahanan tersebut akan diperiksa antara gulungan U - V, V - W, W - U dan antara U & bumi, V & bumi, W & bumi. Gambar 3.41 menjelaskan sambungan dan pengukuran tahanan isolasi motor listrik. Hal 112 Gambar 3.41 Pengukuran tahanan isolasi motor induksi D. Aktifitas Pembelajaran 1. Menganalisis prosedur pemeliharaan dan perbaikan sistem elektrik dengan membaca modul ini, mengamati komponen instalasi dan kontrol motor elektrik. 1. Memahami sistem tenaga listrik mulai dari pembangkit sampai konsumen, Menganalisis prosedur pemeliharaan dan perbaikan sistem elektrik 2. Menganalisis sistem pembumian dari sistem tenaga listrik 3. Menganalisis Rangkaian Motor Listrik 3 Fase 4. Menemukan prosedur pemeliharaan pada komponen instalasi motor listrik 5. Menemukan kemungkinan-kemungkinan kesalahan pada komponen instalasi motor listrik 2. Mengerjakan latihan. E. Latihan/Tugas 1. Perhatikan gambar berikut! Bagaimana listrik mengalir sampai ke konsumen? Hal 113 2a. Gambarkan sistem pembumian jenis TT L1 L2 L3 N PE Peralatan RB RE 2b. Gambarkan sistem pembumian jenis TN Hal 114 L1 L2 L3 N PE Peralatan RB RE 3. Apa yang harus diperiksa pada instalasi listrik? 4. Bagaimana cara memelihara komponen hubung (sakelar dan kontaktor) agar tidak cepat rusak? 5. Bagian mana dari sakelar dan kontaktor yang sering mengalami kerusakan? 6. Bagaimana cara memelihara motor listrik? F. Rangkuman 1. Sistem tenaga listrik mengirimkan daya listrik dari satu lokasi (pembangkit) ke lokasi lain. Sistem kontrol daya listrik digunakan untuk mengontrol daya listrik. Kemudian, sistem konversi daya listrik juga disebut beban, mengubah tenaga listrik menjadi bentuk energi lain, seperti cahaya, panas, atau energi mekanik. Dengan demikian, sistem konversi adalah bagian yang sangat penting dari sistem tenaga listrik. Bagian lain dari sistem tenaga listrik adalah pengukuran daya. Hal 115 2. Perlengkapan listrik yang badannya terbuat dari logam dan tanpa dibumikan akan berbahaya bila terjadi kegagalan isolasi. Untuk menghindari hal itu badannya perlu dibumikan. Tujuan pembumian adalah untuk mengurangi besarnya tegangan sentuh dan untuk mengalirkan kembali arus gangguan ke titik bintang jaringan suplai sehingga pengaman lebur akan putus dalam waktu singkat. Jenis pembumian sistem dari sistem 3 fase secara umum menggunakan kode huruf seperti IT, TN, TT dan sebagainya. 3. Rangkaian instalasi motor listrik terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut sakelar utama, pengaman hubung singkat, sakelar magnit kontaktor, pengaman beban lebih dan motor listrik 3 fase. 4. Komponen-komponen instalasi motor listrik haruslah dipelihara agar komponen tersebut tidak cepat rusak. Pemeliharaan sakelar sangatlah sederhana. Pada dasarnya yang harus dijaga adalah jauh dari debu, kotoran dan cairan yang menetes. Relai dan kontaktor tidak memerlukan perawatan khusus, yang diperlukan hanya menjaganya dari debu dan kotoran serta menjaga sambungan-sambungan tetap rapat. 5. Instalasi listrik setelah selesai dipasang, atau yang mengalami perubahan, harus diperiksa dan diuji dahulu sebelum dialiri listrik. Penyimpangan dari ketentuan ini dapat dilakukan pada instalasi sementara dan instalasi kedutaan asing, dengan izin khusus dari instansi yang berwenang. Pemeriksaan dan pengujian instalasi listrik dilakukan antara lain mengenai hal berikut berbagai macam tanda pengenal dan papan peringatan, perlengkapan perlengkapan listrik, listrik yang polaritas, dipasang, pembumian, cara memasang resistans isolasi, kesinambungan sirkit dan fungsi proteksi sistem instalasi listrik. 6. Kerusakan yang sering terjadi pada sakelar disebabkan oleh kerusakan mekanik atau kerusakan listrik. Kerusakan mekanik terjadi jika bagian dari sakelar aus, pecah atau menempel pada posisi tertentu. Kerusakan listrik biasanya karena kontak terbakar atau longgar. Hal paling umum yang menyebabkan relai dan kontaktor tidak bekerja adalah kontak terbakar dan kumparan/coil rusak. Relai dan kontaktor yang rusak biasanya diganti Hal 116 dengan yang baru. Dalam pergantian relai dan kontaktor, perhatikan tegangan dan arus dari relai dan kontaktor yang lama. G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut 1. Setelah anda menyelesaikan jawaban dari latihan dan membandingkan dengan kunci jawaban, maka jika jawaban anda sudah benar dapat melanjutkan ke modul berikutnya tetapi jika jawaban anda masih banyak yang salah maka dianjurkan untuk mengulang mempelajari modul ini. 2. Apa yang anda temui dari mempelajari materi alat ukur ini? Berilah komentar, masukan dan tindak lanjuti modul ini! Hal 117 Kegiatan Pembelajaran 4: Pemeliharaan dan Pelacakan Kerusakan Sistem Pneumatik A. Tujuan Setelah menyelesaikan materi ini, peserta diharapkan dapat: 1. Mempersiapkan sumber energi sistem elektropneumatik berupa media kerja dan media kontrol 2. Menganalisis gambar simbol pada sistem elektropneumatik 3. Menganalisis diagram rangkaian kontrol elektropneumatik 4. Melacak kerusakan pada sistem elektropneumatik 5. Menemukan kerusakan pada komponen pneumatik B. Indikator Pencapaian Kompetensi 1. Menemukan prosedur perawatan dan perbaikan peralatan mekatronika (3C5) 2. Melakukan tindakan perawatan dan perbaikan pada sistem mekatronika (4C6) C. Uraian Materi PEMELIHARAAN DAN PELACAKAN KERUSAKAN SISTEM PNEUMATIK 4.1 PENDAHULUAN Diagnosa kerusakan merupakan bagian yang sangat penting dari suatu proses untuk mengurangi waktu kerja dan kerugian pada pengoperasian dari sistem pneumatik. Gangguan yang seringkali terjadi bisa disebabkan karena kesalahan dari luar, dari komponen mesin atau adanya kerusakan, missal sensor dan lain-lain. Dismaping itu gangguan juga bisa dikarenakan kesalahan di dalam sistem kontrol itu sendiri. Hal 118 4.1.1 Jenis-jenis Gangguan Keausan dan kerusakan komponen serta saluran dapat dipercepat oleh pengaruh lingkungan, seperti kualitas udara bertekanan, gerakan relative dari komponen, beban yang salah dari komponen, perawatan yang salah, dan pemasangan dan sambungan yang salah. Pengaruh lingkungan juga dapat membawa gangguan atau kegagalan sistem, seperti macetnya unit, kerusakan, kebocoran, turunnya tekanan, dan hubungan kontak yang salah. Gangguan akibat pasokan udara yang kurang dan kebocoran pada sambungan antara lain berupa kecepatan batang piston tidak selalu tepat, karena adanya aktuasi dari komponen tambahan yang menyebabkan penurunan tekanan. Disamping itu juga dapat menyebabkan gaya pada silinder daya turun untuk sesaat selama adanya penurunan tekanan. Gangguan akibat kontaminasi antara lain berupa lengket dan tersumbatnya dudukan katup, kebocoran dan pemblokiran pada katup kontrol aliran. 4.1.2 Jenis-jenis Perawatan Perawatan prefentiv pada sistem pneumatik antara lain meliputi: pemilihan komponen dan pembangkit sinyal yang tepat, perlindungan komponen dari akibat pencemaran, pengurangan beban dengan peredam kejut, serta adanya upaya untuk memperpendek saluran. Sedangkan perawatan rutin pada sistem pneumatik antara lain meliputi: (1) pemeriksaan filter dan unit pemeliharaan udara dengan cara membuang air secara teratur dari bawah mangkuk filter; (2) isi dan atur pelumas/lubrikasi yang diperlukan; (3) periksa kebocoran udara; (4) periksa pembangkit sinyal atau keausan atau kotoran; dan (5) periksa bantalan silinder dan dudukannya. Perawatan rutin terencana harian bisa berupa membuang air kondensasi dari gelas filter manakala tinggi air telah mencapai ketinggian tertentu. Memeriksa batas minyak pelumas dan memeriksa setelannya. Sementara perawatan rutin terencana mingguan diantaranya meliputi: memeriksa pembangkit sinyal dari kotoran-kotoran atau serpihan-serpihan Hal 119 korosi, memeriksa tekanan pada manometer, serta memeriksa apakah pelumasan berfungsi dengan benar. Perawatan rutin per tiga bulan dapat dilakukan untuk hal-hal berikut: (1) memeriksa seal pada sambungan-sambungan; (2) mengencangkan sambungan-sambungan; (3) melepaskan saluran yang tersambung ke bagian yang bergerak; (4) memeriksa lubang pembuangan udara dari katup; dan (5) membersihkan filter dengan air sabun (jangan menggunakan larutan) dan menyemprot filter dengan udara bertekanan dengan arah yang berlawanan dari arah aliran normal. Perawatan rutin per enam bulan, antara lain meliputi: pemeriksaan batang piston silinder dari keausan, dan melepas pengikis dan cincin seal. 4.1.3 Dokumentasi Untuk menjamin agar operator dan teknisi perawatan tidak mengalami kesulitan dalam mendiagnosa dan mengatasi kerusakan, maka diperlukan kelengkapan dokumentasi sistem pneumatik yang berupa: 1. Gambar diagram tata letak (layout) sistem. 2. Gambar diagram rangkaian. 3. Daftar komponen. 4. Lembar data komponen. 5. Gambar diagram gerakan langkah. 6. Instruksi kerja. 7. Petunjuk perawatan dan instalasi. 8. Daftar suku cadang yang kritis. 4.1.4 Prosedur Pelacakan Kerusakan/Gangguan Pelacakan kesalahan/gangguan sistem pneumatik adalah upaya prosedural yang membutuhkan 12 langkah untuk mencapainya, yaitu: Hal 120 Gambar 4.1 Prosedur pelacakan kerusakan/gangguan Utamakan Selamat Keselamatan harus selalu menjadi perhatian utama dari personil perawatan. Udara bertekanan adalah unsur yang mudah menguap di sirkuit pneumatik. Tangki udara yang meledak, menyebabkan cedera parah pada personil dan kerusakan properti. Sangat penting untuk mengurangi tekanan dalam tangki Hal 121 penerima sebelum melakukan perbaikan apapun. Udara juga sangat kompresibel, yang merupakan alasan lain untuk berhati-hati dalam pendekatan untuk pemecahan masalah sistem pneumatik. Ketika bekerja dengan beban di atas kepala yang disangga oleh silinder, tetapi tidak terkunci secara mekanis ke posisi, lakukan blokir beban sebelum menjalankan sistem untuk mencegah jatuh atau melayang. Banyak sistem pneumatik dikendalikan oleh perangkat listrik atau elektronik. Sebelum mencoba atau memperbaiki pada komponen ini, pastikan pasokan daya listrik telah dimatikan. Katup kontrol arah pneumatik yang menggunakan solenoid listrik untuk mengoperasikan spool valve sering dilengkapi dengan manual penggantian yang dapat digunakan selama pemecahan masalah untuk mengoperasikan sistem. Katup pneumatik lockout adalah perangkat keamanan yang sangat baik, bila digunakan dengan benar pada sistem pneumatik, dapat mencegah operasi yang tak disengaja. Memastikan kondisi aman harus selalu menjadi langkah pertama dalam mengatasi masalah sistem pneumatik. Bertanya 3W Ketika gangguan dalam sistem terjadi, tekanan downtime alat sangat besar di benak semua pihak. Sebelum memulai perbaikan sistem, berhenti dan bertanya tiga pertanyaan ini: Apa yang terjadi atau tidak terjadi dalam operasi sistem? Kapan masalah dimulai? Apakah itu kegagalan tiba-tiba atau kegagalan bertahap? Dimana dalam siklus mesin tidak terjadi masalah? Apakah itu di startup atau setelah sistem telah beroperasi untuk sementara waktu? Pertanyaan “Apa yang terjadi atau tidak terjadi?” apakah kecepatan aktuator lambat atau ketidakmampuan aktuator bergerak dapat menyebabkan mencari laju aliran rendah atau tekanan rendah. Bertanya, "Kapan masalah dimulai?” sering dapat menyebabkan langkah pemecahan masalah mencari komponen yang aus atau kebocoran. Malfungsi tiba-tiba dapat menunjukkan masalah mekanis mungkin, pecah di garis, atau bencana kegagalan lainnya. Dengan menentukan kapan, pencarian masalah dapat dipersempit dalam ruang lingkup. Hal 122 Bertanya, "Dimana dalam siklus mesin tidak terjadi masalah?" dapat mengungkapkan kondisi kejadian ulang. Jika catatan pemeliharaan yang baik telah disimpan, masalah tentang kejadian seharusnya dicatat. Informasi ini membuat proses pemecahan masalah lebih mudah. Meminta dengan bertanya tiga Ws dapat mengurangi downtime dengan tidak harus menebak apa yang salah. Namun, jika pertanyaan ini tidak menghasilkan diagnosis yang memuaskan orang perawatan harus mulai mekanisme pemecahan masalah dengan memeriksa mesin secara visual. Pemeriksaan Visual Berjalan di sekitar mesin akan sering mengungkap masalah seperti aus atau pecah selang, komponen longgar, dan komponen rusak. Ini adalah waktu untuk menjadi akrab dengan komponen yang terkandung dalam sistem pneumatik. Jika terbiasa dengan komponen, atau jika tidak terbiasa dengan operasi mesin, ajukan sebanyak mungkin pertanyaan penting tentang sistem. Sebelum mencoba untuk mengoperasikan sistem atau upaya perbaikan, memahami keterkaitan dari semua komponen dan sub-sistem yang ditemukan pada mesin. Baca skema Setiap sistem pneumatik harus memiliki dua bentuk dokumentasi yang akan membantu dalam pemecahan masalah. Salah satu dokumen adalah gambar skematis sirkuit/rangkaian pneumatik. Skema adalah peta jalan. Ini tidak hanya menjelaskan operasi fungsi dari komponen tetapi juga merupakan alat diagnostik yang berharga. Skema berisi informasi yang berguna tentang lokasi titik tes tekanan; pengaturan tekanan regulator dan lainnya. Seiring dengan skema yang diberikan oleh produsen, set dokumen, layanan/manual perawatan mungkin dapat membantu dalam diagnosis dan perbaikan mesin. Ini mungkin berisi informasi tentang masalah yang telah terjadi. Mengoperasikan mesin Setelah menjadi akrab dengan komponen dan pengoperasian sistem pneumatik, mulailah mengoperasikan mesin untuk mendapatkan tampilan Hal 123 tangan pertama dari kerusakan tersebut. Lihat apakah kerusakan yang telah dilaporkan terjadi lagi. Saat mengoperasikan mesin, melakukan inspeksi visual. Beberapa pertanyaan yang diajukan selama pemeriksaan: Apakah ada kebocoran udara yang berlebihan? Apakah tekanan sistem pada tingkat yang ditentukan pada skema atau di manual perawatan? Jika ada kontrol manual untuk mesin, apakah terasa kaku atau longgar dalam pengoperasiannya? Apakah komponen yang bergerak, bergerak dengan lancar atau tidak teratur? Dengan mengoperasikan mesin, kelainan dapat menjadi jelas, memperpendek waktu pemecahan masalah. Periksa kembali semua layanan Sebelum mencoba perbaikan pada mesin setelah telah dioperasikan, sekali lagi periksa untuk melihat apakah daya yang diberikan ke mesin telah dimatikan. Periksa untuk melihat apakah dalam sistem tetap ada tekanan tersimpan, karena tekanan tersimpan ini dapat menyebabkan aktuasi dini aktuator sistem dan menyebabkan cedera personil dan kerusakan pada mesin. Mengisolasi subsistem Sebuah kerusakan di salah satu bagian dari mesin dapat disebabkan oleh kerusakan dalam subsistem yang berbeda pada mesin. Mengisolasi subsistem, dapat membantu fokus pada satu sistem pada satu waktu. Mempersempit daerah diagnostik dengan isolasi subsistem membutuhkan tindakan pencegahan ekstra sementara operasi mesin. Sementara mesin operasi, harus mencermati pada tekanan tersimpan dalam sistem, sehingga tekanan maksimum yang diijinkan tidak melebihi. Perhatian dan keamanan adalah dua kunci untuk langkah diagnostik ini. Buat daftar Hal 124 Selama langkah sebelumnya, masalah mungkin cukup jelas. Namun, dalam pemecahan masalah, ternyata bukan menjadi akar penyebab. Sebagai contoh, masalah yang jelas mungkin kecepatan aktuator lambat, tapi akar penyebab masalahnya bisa pelumasan mencukupi, tidak ada pelumasan karena pelumas rusak, atau segel buruk dalam katup kontrol arah yang mengontrol aktuator. Setelah membuat daftar kemungkinan penyebab, periksa item-item dalam daftar dan menghilangkannya tanpa kembali bagian sebelumnya yang sudah ditutup. Daftar ini juga akan mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mengatasi masalah dan dapat menghilangkan bagian bertukar sindrom yang sering menyertai pemecahan masalah. Contoh kecepatan aktuator lambat menunjukkan mengapa pemahaman menyeluruh komponen dan sistem prinsip-prinsip operasi diperlukan untuk secara akurat sesuai masalah untuk penyebabnya. Setelah membuat daftar dan mempersempit kemungkinan penyebab, sekarang saatnya untuk membuat keputusan salah satu yang tersisa. Penyebab yang paling mungkin menjadi alasan untuk kerusakan tersebut. Mencapai kesimpulan ini mungkin, pada awalnya, tampak sulit tetapi ini menjadi titik awal untuk bagian perbaikan pemecahan masalah. Sampai saat ini sistem telah dievaluasi, sekarang saatnya untuk menguji kesimpulan. Dalam contoh, menguji kesimpulan mungkin hanya perlu menambahkan pelumas atau membuat penyesuaian dengan tingkat tetesan pelumas tersebut. Melakukan berbagai tes seperti pemeriksaan tekanan dengan ukuran yang akurat, memeriksa aktuator alignment, memeriksa tingkat aliran dalam sistem dengan flow meter, atau pengecekan suhu sistem udara, selanjutnya dapat mengurangi jumlah penyebab tersisa pada daftar dan akurat menentukan penyebabnya. Memperbaiki atau mengganti Menguji kesimpulan secara otomatis mengarah kepada keputusan apakah akan memperbaiki atau mengganti komponen. Banyak faktor dapat mempengaruhi langkah ini. Memperbaiki bagian dan segera instal ulang pada mesin, downtime meningkat, dan faktor biaya downtime ini adalah Hal 125 pertimbangan yang signifikan. Untuk hanya mengganti bagian dengan komponen baru atau dibangun kembali akan mengurangi jumlah downtime; Namun, pertanyaan biaya persediaan sekarang menjadi faktor. Hal lain yang dapat mempengaruhi perbaikan-atau-ganti dimaksud adalah ketersediaan komponen. Jelas jika komponen ini tidak tersedia, kemudian memperbaiki mungkin satu-satunya alternatif. Masih aspek lain mungkin kemampuan in-house untuk membuat perbaikan. Setelah kerusakan tersebut telah diperbaiki, salah satu langkah akhir tetap, kebutuhan untuk melaporkan temuan. Melaporkan apa yang Anda lakukan Dokumen ini sering diabaikan, tetapi dalam kasus pemecahan masalah pneumatik itu adalah bagian penting dari prosedur. Ini dokumen membantu untuk mempertahankan catatan perubahan, masalah, dan solusi yang telah terjadi pada setiap mesi. Update skema diperlukan untuk menjaga keakuratan dank e-update-an alat diagnostik. Pembuatan laporan juga berfungsi sebagai referensi yang baik jika masalah terulang kembali di masa depan. 4.2 MEMPERSIAPKAN SUMBER ENERGI (MEDIA) Piranti yang baik (pemindah sinyal, tranduser) memungkinkan dapat mengkonversi sinyal dari satu jenis energi menjadi sinyal dari jenis energi lain. Di dalam teknik kontrol seseorang dapat bekerja dengan sistem kontrol dari jenis energi yang berbeda. Jadi sangat dimungkinkan untuk mendesain kontrol yang optimal dari sisi ekonomis dan dari aspek teknis. Dalam praktiknya, tidak selalu mudah memilih sistem kontrol yang cocok. Berbagai jenis media kerja dan media kontrol yang lazim digunakan juga harus dipilih berdasarkan pertimbangan tertentu. 4.2.1 Media Kerja Hal 126 Media kerja adalah media yang digunakan untuk menghasilkan kerja seperti mengangkat, mendorong, memutar, menggeser, dan lain-lain. Media kerja yang lazim digunakan di area industri meliputi elektrik, pneumatik, hidrolik, ataupun gabungan dari ketiganya. Media elektrik menggunakan sumber daya listrik, arus bolak-balik (Alternating Current = AC) maupun arus searah (Direct Current = DC). Media pneumatik menggunakan sumber daya udara bertekanan, sedangkan media hidrolik menggunakan sumber daya tekanan dari media minyak. Pemilihan media kerja yang sesuai didasarkan atas pertimbanganpertimbangan antara lain gaya yang dibutuhkan, langkah kerja, jenis gerakan (linear, putar), kecepatan, ukuran fisik, usia pemakaian, sensitivitas, keselamatan kerja, biaya energi, kemampuannya untuk dikontrol, penanganannya, dan penyimpanannya. Setiap media memiliki kelebihan dan kekurangan sesuai karakteristiknya. Jika diantara media kerja diperbandingkan, maka dapat kita pelajari seperti dalam table berikut ini: Tabel 1.1 Perbandingan antara media kerja Keterangan: + = konstruksi sederhana - = konstruksi sulit < = rendah > = tinggi 4.2.2 Media Kontrol Media kontrol digunakan untuk mengendalikan kerja dari elemen/komponen kerja. Media kontrol dapat berupa mekanik, elektrik, elektronik, pneumatik tekanan normal, pneumatik tekanan rendah, dan hidrolik. Pemilihan media kontrol didasarkan atas pertimbangan-pertimbangan antara lain kestabilan operasi Hal 127 komponen, kepekaan terhadap pengaruh lingkungan, kemudahan perawatan, waktu pensakelaran komponen, kecepatan sinyal, persyaratan ruang, usia perawatan, training tenaga terlatih. Perbandingan antar media kontrol hidrolik, pneumatic, dan elektrik, maka dalam hal kecepatan sinyal media kontrol hidrolik paling lambat (sekitar 5 m/s), menyusul kecepatan media pneumatik (sekitar 20m/s), dan tercepat adalah media kontrol elektrik (hingga 200.000 km/s). Untuk alasan keamanan, maka media kontrol di industry banyak yang menggunakan tegangan searah dengan nilai 24 Vdc. 4.2.3 Mempersiapkan Udara Bertekanan Udara bertekanan berisi benda-benda asing yang dapat menyebabkan gangguan pada kontrol pneumatik. Benda-benda asing termasuk titik embun, debu sisa minyak dari kompresor, karat, dan sebagainya. Ketika udara bertekanan masuk dan bersentuhan dengan berbagai elemen kerja, aktuator, elemen sinyal dan elemen kontrol, persyaratan harus ditetapkan untuk menghilangkan kontaminasi dari udara bertekanan. Mempersiapkan udara bertekanan yang berkualitas menyebabkan usia kerja komponen meningkat, dan waktu berhenti kontrol akibat gangguan dan perbaikan komponen dijaga seminim mungkin. Udara bertekanan harus dikondisikan Perhatian khusus harus diberikan pada kelembaban di dalam udara bertekanan. Dengan aliran dan tekanan udara atmosfir, embun terbentuk dalam jaringan udara bertekanan dalam bentuk uap air. Sejumlah embun berdampak pada kelembaban udara relative yang bergantung pada suhu udara dan kondisi cuaca. Pada titik jenuhnya, embun berubah menjadi air yang jatuh. Kelembaban absolut adalah sejumlah sejumlah air di dalam setiap m 3 udara. Contoh: Debit masuk : Qn = 1000 m3/h Hal 128 Tekanan (absolut) :p = 700 kPa Volume terkompres/h : 143 m3 Suhu udara masuk = 293 K (20o C) :T Kelembaban relative : = 50% Jumlah air sebelum kompresi: Pada 293 K (20o C) jumlah air adalah: 100% = 17.0 g/m3 (lihat gambar 4.2) Jika 50% = 8.5 g/m3 Jadi, pada 1000 m 3/h, kita mempunyai 8.5 g/m 3.1000 m3/h = 8500 g air/h Jumlah air yang terbentuk setelah kompresi: Suhu naik menjadi 313 K (40o C). Kelembaban absolut (kandungan air) mendekati 51 g/m 3 (lihat gambar 4.2) Dengan volume terkompresi 143 m 3/h, kandungan airnya = 143 m 3/h .51 g/m3 = 7293 g air/h Jumlah air mengendap di kompresor adalah 8500 g/h – 7293 g/h = 1207 g air/h Jumlah air yang terbentuk di dalam bengkel/workshop: Suhu turun ke 288 K (15o C). Kelembaban absolut (kandungan air) mendekati 12 g/m 3 (lihat gambar 4.2) Dengan volume terkompresi 143 m 3/h, kandungan airnya = 143 m 3/h .12 g/m3 = 1716 g air/h Jumlah air mengendap di bengkel adalah 7293 g/h – 1716 g/h = 5577 g air/h Hal 129 Jumlah total air mengendap: 1207 g/h + 5577 g/h = 6784 g air/h = 6.78 l/h Kondensasi, seperti air terkompresi di dalam jalur udara bertekanan, jika tidak dibuang dapat menyebabkan bahaya kerusakan sebagai berikut: Korosi di dalam pipa dan selang, elemen kontrol, elemen kerja, dan mesin. Jika kondensasi masuk dalam perlengkapan pneumatik, fungsi dapat menjadi terganggu. Partikel padat seperti debu, karat dan kerak juga berdampak mengganggu fungsi perlengkapan pneumatik. Sisa minyak compressor bersama-sama dengan udara bertekanan dapat menghasilkan campuran gas yang dapat menyebabkan ledakan pada suhu tinggi (di atas 353 K). Hal 130 Gambar 4.2 Grafik titik pengembunan Dalam rangka untuk mencegah kemungkinan kerusakan pada perlengkapan pneumatik akibat kontaminasi udara, diperlukan perlengkapan berikut yang dipasang untuk membersihkan udara bertekanan: Filter hisap Intercooler dan recooler Filter hisap pada saluran masuk kompresor untuk memisahkan debu. Intercooler dan recooler di belakang kompresor diperlukan untuk memisah kondensasi. Jika intercooler dan recooler tidak mempunyai kapasitas untuk menghasilkan udara bertekanan yang kering, maka udara harus diletakkan melalui proses pengeringan. Hal 131 Dalam proses pengeringan ini, kandungan air dapat dikurangi hingga 0.001 g/m3. Proses-proses pengeringan: 1. Pengering absorpsi 2. Pengering adsorpsi 3. Pengering suhu rendah 4.2.3.1 Pengering absorpsi Pengering absorpsi adalah proses kimia murni. Embun di dalam udara bertekanan bersenyawa dengan elemen pengering di dalam tangki. Hal ini akan menyebabkan elemen pengering menjadi rusak. Persenyawaan ini akan masuk ke dalam dasar tangki. Pengering absorpsi tidak pernah dipergunakan dalam industri, karena biaya operasinya yang tinggi dan efisiensi yang rendah. Lihat gambar 4.3. Partikel-partikel oli juga dipisah di dalam sistem ini. Jumlah minyak yang masuk mempengaruhi efisiensi pengering absorpsi. Maka perlu dipasang penyaring halus di depan pengering. Proses absorpsi mempunyai ciri-ciri: Pemasangan instalasi sederhana Keausan mekanik rendah karena tidak ada gesekan dalam pengering ini. Tidak dibutuhkan energi dari luar. Hal 132 Gambar 4.3 Pengering absorpsi 4.2.3.2 Pengering adsorpsi Pengering adsorpsi dipakai untuk aplikasi-aplikasi di luar bidang teknik seperti dalam pemaketan kamera-kamera dan peralatan lain yang sensitif terhadap uap air dan perlindungan peralatan dalam daerah sub-tropis. Cara Kerja Pengering Adsorpsi: Mesin Pengering Adsorpsi terdiri dari 2 tangki yang sama yang saling terhubung dengan diisi elemen pengering. Elemen pengeringnya adalah bahan berupa butiran-butiran dengan bentuk tepi runcing atau bentuk manikmanik. Elemen pengering ini berisi hampir seluruhnya silikon dioksida. Lihat gambar 4.4. Tangki pertama digunakan untuk mengeringkan udara bertekanan yang melaluinya sedangkan tangki yang lain elemen pengering dibangkitkan kembali dengan menggunakan udara hangat atau dingin. Hal 133 Didalam proses ini, udara bertekanan dialirkan melalui gel, dan air diserap pada permukaan ; (adsorb adalah air diserap pada permukaan padat) sehingga udara yang keluar kering. Jika gel dalam satu tangki telah jenuh, maka aliran udara dipindah ke tangki kedua dan tangki pertama diregenerasi oleh pengering udara-panas. Temperatur terendah yang dapat dicapai sistem ini sampai -90C. Udara bertekanan yang masuk mesin ini mengandung minyak dan zat-zat lain yang dapat menyebabkan kontaminasi pada elemen pengering tersebut. Oleh karena itu elemen pengering harus diganti secara berkala tergantung tingkat kontaminasinya. Gambar 4.4 Pengering adsorpsi 4.2.3.3 Pengering suhu rendah Jenis pengering yang paling banyak digunakan adalah pengering dingin. Unit ini beroperasi secara ekonomis dan handal serta biaya perawatannya rendah. Dengan pengering dingin, udara bertekanan masuk melalui sistem penukar panas, terus mengalir melalui unit pendingin. Tujuannya adalah menurunkan temperatur udara sampai ke titik pengembunan dan air Hal 134 kondensasi akan jatuh dalam jumlah yang dibutuhkan. Makin tinggi perbedaan suhu untuk titik pengembunan, makin banyak air yang dikondensasi. Melalui pengering dingin, dapat dicapai suhu cair antara 2C sampai 5C. Jika titik pengembunan dikurangi, udara sedikit menyerap air. Diagram skema pengering pendingin adalah sebagai berikut seperti pada gambar 4.5. Cara Kerja Pengering Suhu Rendah Mesin pengering terdiri dari unit pendingin dan alat penukar panas (Heat Exchanger). Udara bertekanan yang hangat dari kompresor atau tangki didinginkan sampai titik pengembunan yang diinginkan. Udara bertekanan yang didinginkan kemudian disaring untuk menghilangkan partikel-partikel padat yang masih ada dan uap minyak yang terkandung dalam udara bertekanan. Pengering pendingin menghilangkan kira-kira 80 - 90 % minyak dari pelumas kompresor yang terkandung dalam udara bertekanan. Udara yang didinginkan tersebut kemudian diteruskan ke dalam alat penukar panas. Hal 135 Gambar 4.5 Pengering suhu rendah Di dalam alat penukar panas udara hangat dan lembab (temperatur udara masuk boleh mencapai +60C) masuk unit pendingin mengeluarkan sebagian panasnya dan didinginkan. Sebaliknya udara bertekanan dingin yang keluar unit pendingin dihangatkan kembali. Karena adanya alat penukar panas ini unit pendingin perlu menyuplai hanya 40 % dari kebutuhan energi total. Sistem kontrol tertutup dalam rangkaian pendingin menghasilkan titik pengembunan pada tekanan operasi yang konstan pada pengering pendingin tersebut. Kompresor mengirim udara bertekanan masuk ke tangki. Jika tekanan seting telah tercapai, maka kompresor berhenti secara otomatis. Jika tekanan dalam tangki kembali turun, kompresor akan hidup kembali. Dari tangki, udara bertekanan mengalir melalui jaringan pipa ke piranti konsumen. Udara bertekanan disiapkan hingga waktu terakhir sebelum masuk mesin. 4.2.4 Penyaringan Udara Bertekanan Unit pelayanan udara merupakan gabungan dari filter udara, pengatur tekanan udara dan manometer, dan pelumas udara (gambar 4.6). Gambar 4.6 Aliran udara di dalam filter, pengatur tekanan, dan unit pelumas Hal 136 Kombinasi ukuran dan jenis yang benar dari elemen ini ditentukan oleh penerapan dan permintaan dari sistem kontrol. Unit pelayanan udara dipasang pada setiap jaringan kerja sistem kontrol untuk menjamin kualitas udara bagi tiap tugas sistem kontrol. Gambar 4.7 menunjukkan Unit Pelayanan Udara Bertekanan. Gambar 4.7 Unit pelayanan udara bertekanan (Air Service Unit) dan simbolnya 4.2.4.1 Penyaring/filter Udara Efisiensi filter tergantung pada desain (pengaturan arah aliran) dan patrun filter. Hal 137 Festo didatic Gambar 4.8 Unit penyaring/filter udara bertekanan dan simbolnya Fungsi: Ketika masuk filter udara, udara bertekanan mengalir melalui putaran kipas (1). Aksi sentrifugal menyebabkan partikel air dan benda padat terlempar ke sisi dalam dinding mangkuk filter (2), lalu turun ke mangkuk. Udara bertekanan mengalir melalui katrid/patrun filter (3) ke luar. Ukuran partikel debu yang tetap terbawa aliran tergantung dari lebar rongga katrid filter. Dalam standar filter, lebar rongga yang digunakan antara 30 – 70 m. Filter mikro memiliki lebar rongga 3 m. Katrid filter dapat dibersihkan dari debu dan partikel karat yang terperangkap di dalamnya, jika tidak maka akan mengurangi aliran keluar. Hal yang tidak mungkin untuk menentukan secara spesifik kapan dan di bagian mana katrid Hal 138 harus dibersihkan, karena hal ini bergantung pada waktu dan jumlah kontaminasi yang terjadi, dan juga pada aliran udara keluar. Penting: Air kondensasi harus dibuang sebelum batas ketinggian maksimum tercapai. Hal ini dikerjakan dengan memutar skrup (4) searah jarum jam. 4.2.4.2 Penyaring Udara dengan Pengatur Tekanan Komponen terpisah dari perlengkapan untuk persiapan udara biasanya ditemui dalam bentuk unit tunggal di dalam kontrol pneumatik. Gambar 4.9 mengilustrasikan kombinasi filter udara dan pengatur tekanan dalam satu unit tunggal. Festo didatic Gambar 4.9 Filter udara dengan pengatur tekanan dan simbolnya Hal 139 Fungsi: Ketika masuk filter udara, udara bertekanan mengalir melalui putaran kipas (1). Aksi sentrifugal menyebabkan partikel air dan benda padat terlempar ke sisi dalam dinding mangkuk filter (2), lalu turun ke dalam mangkuk. Udara bertekanan mengalir melalui katrid/patrun filter (3) ke pengatur tekanan. Tekanan sekunder mengenai salah satu sisi diafragma dan membuat gaya yang seimbang dengan gaya pegas yang diatur oleh roda tangan (10). Jika tekanan primer lebih tinggi, ini akan menekan seal-washer (6) melawan dudukan katup dan mencegah udara bertekanan terus mengalir ke sisi sekunder. Jika udara dikonsumsi pada sisi sekunder, gaya aksi pada diafragma terkurangi. Pegas (9) kemudian mengangkat seal-washer menjauh dari dudukan katup dan udara bertekanan mengalir secara bebas. Untuk mencegah katup bersuara keras, piranti pelindung dengan bantalan (5) dipasang. Dua lubang ventilasi di badan pengatur tekanan tidak boleh ditutup. 4.2.4.3 Pembuangan Kondensasi otomatis Jika jumlah kontaminan yang ada lebih banyak dan tidak mungkin dibuang pada interval waktu reguler, maka pembuang otomatis dapat dipasang. Hal 140 Festo didatic Gambar 4.10 Pembuang kondensasi otomatis Fungsi: Kondensasi mengalir dari mangkuk filter (10) melalui lubang (9) ke dalam ruang plunger diantara dua seal-washer (8) dan (8a). Pelampung (2) naik seirama naiknya kondensasi. Sealing-seat (1) akan membuka pada level kondensasi tertentu. Jika sealing-seat (1) membuka, udara bertekanan mengalir melalui lubang di dalam tabung (3). Plunger kontrol (4) bergeser ke kanan, seal-washer (8) membuka dan memungkinkan kondensasi mengalir dari ruang kondensasi (7). Udara bertekanan mengalir pelan dari saluran kondensasi melalui nozel (6), pelampung (2) jatuh dengan kondensasi, sealing-seat (1) tertutup. Tekanan pegas (5) mengembalikan plunger kontrol (4) ke posisi asalnya, seal-washer (8) menutup pembuangan kondensasi. Syarat-syarat filter udara: 1. Ruang penampungan kondensasi cukup besar 2. Transparan dan mangkuk filter anti-pecah dengan saluran pembuang Hal 141 3. Dapat dicuci elemen filter dapat diganti 4. Berputar dengan baik atau efek turbulensi (pemisahan partikel air dan pelumas sebelum mencapai elemen filter) 5. Berpeluang dipasang saluran pembuang kondensasi otomatis 6. Dimungkinkan adanya pencucian tanpa melepas filter (tanpa alat). 4.2.5 Pengaturan Udara Bertekanan Semua sistem pneumatik memiliki tekanan operasi yang optimal. Tekanan operasi ini berbeda dari tekanan kerja yang ada (lebih rendah). Disamping itu, fluktuasi tekanan terjadi bisa menjadi lebih tinggi atau lebih rendah. Jika tekanan udara terlalu tinggi, maka energi akan hilang dan pemakaian meningkat. Tekanan udara yang terlalu rendah menjadi tidak ekonomis karena efisiensi akan rendah. Dengan demikian perlu untuk mengatur tekanan, dalam arti menggunakan pengatur tekanan. 4.2.5.1 Pengatur Tekanan Relief Tanpa Kompensasi Aliran Festo didatic Gambar 4.11 Pengatur tekanan relief tanpa kompensasi aliran Hal 142 Fungsi: Aliran udara bertekanan mengalir ke dalam pengatur tekanan dan menekan diafragma (1). Pegas (2), dengan gaya kompressif dapat dinaikkan atau diturunkan dengan mengatur skrup (3), menekan pada sisi lain diafragma (1). Jika udara bertekanan dikonsumsi pada saluran keluar (tekanan sekunder), gaya yang bekerja pada diafragma (1) berkurang. Gaya pegas (2) kemudian menekan batang katup (4) ke atas. Udara bertekanan dapat mengalir melalui bagian terbuka ke saluran ke luar dari pengatur tekanan. Jika tekanan sekunder (sisi kerja) naik di atas nilai seting, misal karena akibat gaya dari luar pada piranti atau batas bawah kompresi pegas (2), pembebanan yang lebih tinggi pada diafragma menyebabkan pegas (2) tertekan ke bawah. Batang katup (4) kemudian memunculkan dudukan katup (6), dan udara bertekanan akan berlanjut hingga tekanan preset tercapai lagi. Lubang ventilasi tidak boleh ditutup (ini akan menyebabkan katup tidak dapat berfungsi). Untuk mencegah vibrasi dan debaran katup, piranti bantalan udara (5) dilengkapi di dalam katup. 4.2.5.2 Pengatur Tekanan Tanpa Kompensasi Aliran Festo didatic Hal 143 Gambar 4.12 Pengatur tekanan relief tanpa kompensasi aliran Fungsi: Fungsi sama seperti dijelaskan pada bagian 4.2.5.1. Kekurangan dari katup pengatur tekanan ini adalah bahwa tidak ada ventilasi pada katup ini. Jika tekanan pada sisi sekunder menjadi lebih besar, udara bertekanan tidak dapat keluar karena tidak ada lubang ventilasi. 4.2.5.3 Pengatur Tekanan Dengan Kompensasi Aliran Perbedaan antara pengatur tekanan tanpa kompensasi aliran dengan kompensasi aliran adalah sebagai berikut: Tanpa kompensasi aliran: Tidak ada batas antara ruang diafragma dan lintasan aliran. Dengan kompensasi aliran: Dalam versi ini, dua ruang dipisah satu sama lain. Sambungan disediakan melalui nozel pada titik tekanan terendah, untuk menjamin kecepatan respon pengatur tekanan. Hal 144 Festo didatic Gambar 4.13 Pengatur tekanan dengan kompensasi aliran Fungsi: Udara bertekanan mengalir ke dalam pengatur tekanan dan menekan diafragma (1). Pegas (2) yang dapat diatur dengan knob (3) menekan balik dari sisi lain diafrgma (1). Jika udara bertekanan dikonsumsi pada sisi sekunder, aksi gaya pada diafragma (1) berkurang. Kompresi pegas (2) menekan balik batang katup (4) dan mengangkat seal-washer (5) dari dudukan katup. Udara bertekanan dapat mengalir masuk hingga keadaan setimbang tercapai. Jika tekanan sekunder (sisi kerja) naik melebihi nilai yang telah ditetapkan, missal karena hasil gaya dari luar bekerja pada elemen kerja atau batas bawah kompresi pegas (2), beban lebih tinggi pada diafragma (1) menekan pegas (2) ke bawah. Batang katup (4) kemudian terangkat dari dudukan katup (8) dan udara bertekanan dari sisi sekunder dapat kembali melalui lubang ventilasi (9). Udara bertekanan melanjutkan untuk kembali hingga tekanan preset telah tercapai. Lubang ventilasi tidak boleh ditutup (katup tidak akan berfungsi). Hal 145 Kompensasi nozel (7) diproyeksikan ke dalam aliran udara sekunder untuk mengurangi tekanan yang bekerja pada diafragma dalam hal volume aliran lebih tinggi. Hal ini mencegah tekanan sekunder dari pengurangan dengan nilai aliran tinggi. Dalam hal untuk mencegah vibrasi dan goncangan katup, piranti bantalan peredam (6) dipasang dalam katup. 4.2.6 Alat Ukur Tekanan Sesuai aturan, pengatur tekanan dilengkapi dengan sebuah indikator (pengukur tekanan) yang menunjukkan fluktuasi udara bertekanan yang mengalir melalui pengatur tekanan (tekanan sekunder). Festo didatic Gambar 4.14 Alat ukur tekanan Fungsi: Udara masuk alat ukur tekanan pada P. Tekanan di dalam tabung Bourdon (2) menyebabkan tabung mengembang. Tekanan yang lebih besar menghasilkan radius pembengkokan yang lebih besar. Gerakan ini ditransfer ke jarum penunjuk (6) melalui kopling (3), bagian roda gigi (4) dan pengikat (5). Tekanan dapat dibaca pada skala (7). Hal 146 4.2.7 Pelumasan Udara Bertekanan Bagian peluncur membutuhkan lubrikasi. Bagian peluncur yang ada di dalam piranti pneumatik (silinder, katup). Untuk menjamin bahwa piranti disuplai secara kontinyu dengan jumlah pelumas yang sesuai, maka sejumlah minyak tertentu ditambahkan ke udara bertekanan dengan alat pelumas (lubrikator). Udara bertekanan kemudian mensuplai partikel-partikel minyak ke elemen-elemen. Keuntungan pelumasan: - Penurunan tertentu di dalam pemakaian - Penurunan rugi gesek - Pelindung korosi. Apa yang dipersyaratkan pada lubrikator udara bertekanan? 1. Operasi dan perawatan perlengkapan sederhana (cek level minyak, pengisian ulang minyak selama operasi) 4.2.7.1 Pelumas Udara Bertekanan 4.2.8 Unit Pelayanan D. Aktifitas Pembelajaran Aktifitas pembelajaran menggunakan pendekatan scientific, yaitu mengamati (observing), menanya (questioning), mencoba (experimenting), menalar (associating), menyaji (communicating), dan mencipta (creating). Kelima kegiatan tersebut akan menjadi ruh selama melaksanakan aktivitas pembelajaran. Bacalah uraian materi yang ada di modul, kemudian lakukan aktivitas berikut ini: Hal 147 E. Latihan/Tugas Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan baik dan benar! F. Rangkuman G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut Guru setelah menyelesaikan latihan dalam kegiatan belajar, lakukan kegiatan berikut ini: 1. Deskripsikan tentang hal-hal yang telah dipelajari/ditemukan selama pembelajaran! 2. Rencana pengembangan dan implementasinya! 3. Apa input terhadap pembelajaran berikutnya! Kerjakan di lembar terpisah dan kumpulkan! Hal 148 Kegiatan Pembelajaran 5: Pelacakan Kerusakan Komponen Elektronika A. TUJUAN Setelah pelatihan selesai peserta diklat dapat: 1. Menganalisis komponen pasif dan aktif yang digunakan pada rangkaian elektronika, 2. Menemukan kemungkinan-kemungkinan kesalahan pada komponen elektronika pasif dengan cara pengukuran, 3. Menemukan kemungkinan-kemungkinan kesalahan pada komponen elektronika aktif dengan cara pengukuran. B. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI 1. Menemukan prosedur perawatan dan perbaikan peralatan mekatronika (3C5). 2. Menemukan kesalahan pada prosedur pencarian kesalahan (troubleshooting) pada peralatan mekatronika (3C5) 3. Mendiagnosis dan memperbaiki kerusakan pada komponen serta sistem mekatronika (4C6) C. URAIAN MATERI 5.1 Pendahuluan Elektronika merupakan ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan instrumentasi. Komponen elektronika berupa sebuah benda yang menjadi bagian pendukung suatu rangkaian elektronika yang dapat bekerja sesuai dengan kegunaannya. Mulai dari yang menempel langsung pada papan rangkaian maupun dengan cara disolder atau tidak menempel langsung pada papan Hal 149 rangkaian (dengan alat penghubung lain, misalnya kabel). Komponen elektronika ini terdiri dari satu atau lebih bahan elektronika, yang terdiri dari satu atau beberapa unsur materi dan jika disatukan, untuk desain rangkaian yang diinginkan dapat berfungsi sesuai dengan fungsi masing-masing komponen, ada yang untuk mengatur arus dan tegangan, meratakan arus, menyekat arus, memperkuat sinyal arus dan masih banyak fungsi lainnya. Komponen-komponen dasar pembentuk sebuah peralatan elektronika seperti resistor, induktor, kapasitor, transistor, dioda dan IC masih tetap digunakan hingga saat ini. Komponen pembentuk rangkaian elektronika adalah komponen pasif dan komponen aktif. Komponen pasif berupa: Resistor atau tahanan Kapasitor atau kondensator Induktor atau kumparan Transformator Sedangkan komponen aktif berupa: Dioda Dioda cahaya, dioda foto, dioda laser, dioda zener, dioda bridge Dioda Schottky Transistor Transistor bipolar, transistor efek medan (UJT), transistor IGBT, Transistor Darlington, transistor foto 5.2 Resistor dan Kegagalan-kegagalannya Resistor biasa disebut dengan hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai resistor adalah Ohm (Ω). Jenis-jenis Resistor diantaranya adalah : 1. Resistor dengan nilai tetap, 2. Resistor dengan nilai yang dapat diatur (Potensiometer), 3. Resistor dengan nilai yang dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya (LDR), 4. Resistor dengan nilai yang dapat berubah sesuai dengan perubahan suhu (PTC dan NTC), Hal 150 5.2.1 Resistor Dengan Nilai Tetap Resistor ini dijumpai dalam rangkaian elektronik. Setiap rangkaian elektronik pasti ada resistor. Nilai resistor dapat diketahui dengan cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada di badan resistor itu sendiri. Berdasarkan bentuk dan proses pemasangannya pada PCB, resistor terdiri 2 bentuk yaitu bentuk komponen axial/radial dan komponen chip. Nilai resistor bentuk komponen axial, diketahui melalui kode warna dan sedangkan komponen chip, nilainya diketahui dengan melihat kode tertentu. Gambar berikut adalah bentuk dan simbol resistor dengan nilai tetap. Gambar 5.1 Bentuk dan simbol resistor Nilai suatu resistor dapat diketahui juga dengan menggunakan alat pengukur seperti Ohmmeter atau Multimeter. Satuan nilai resistor adalah Ohm (Ω). 5.2.1.1 Cara Menghitung Nilai Resistor Berdasarkan Kode Warna Nilai resistor yang berbentuk axial ditentukan oleh warna-warna yang terdapat di badan resistor itu sendiri dalam bentuk gelang. Ada 4 gelang di badan resistor, tetapi ada juga yang 5 gelang. Gelang warna emas dan perak berada agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang terakhir ini menunjukkan nilai toleransi pada nilai resistor yang bersangkutan. Tabel berikut ini adalah warna-warna yang terdapat di badan resistor. Hal 151 Tabel 5.1 Warna Gelang 1. Contoh perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna. Gambar 5.2 Resistor dengan 4 gelang warna Cara membaca nilai resistor adalah sebagai berikut: Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama). Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n). Gelang ke- 4 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut. Contoh : Gelang ke 1 : coklat = 1, Gelang ke 2 : hitam = 0, Gelang ke 3 : hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105 , Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%. Nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 atau 1 M dengan toleransi 10%. 2. Perhitungan resistor dengan 5 gelang warna: Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama), Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2 Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-3 Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n) Gelang ke 5 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut. Hal 152 Contoh : Gelang ke 1 : Coklat = 1, Gelang ke 2 : Hitam = 0, Gelang ke 3 : Hijau = 5, Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-3; atau Gambar 5.3 Resistor dengan 5 gelang warna kalikan 105 Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10% Nilai resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 atau 10,5 M dengan toleransi 10%. Contoh-contoh perhitungan lainnya : Warna gelang: Merah, Merah, Merah, Emas Nilai hambatannya: 22 * 10² = 2.200 atau 2,2 k dengan toleransi 5% Warna gelang: Kuning, Ungu, Orange, Perak Nilai hambatannya: 47 * 10³ = 47.000 atau 47 k dengan toleransi 10% Cara menghitung toleransi : 2.200 dengan toleransi 5% : 2200 – 5% = 2.090, 2200 + 5% = 2.310 Nilai resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 ~ 2.310. 5.2.1.2 Cara Menghitung Nilai Resistor Berdasarkan Kode Angka Membaca nilai resistor yang berbentuk komponen Chip lebih mudah dari komponen axial, karena tidak menggunakan kode warna sebagai pengganti nilainya. Kode yang digunakan oleh resistor yang berbentuk Hal 153 romponen Chip menggunakan kode angka langsung jadi sangat mudah dibaca atau disebut dengan Kode Badan Resistor. Contoh : Kode angka yang tertulis di badan komponen Chip resistor adalah 4 7 3; Cara pembacaannya adalah: Gambar 5.4 Kode angka resistor chip Masukkan angka ke-1 langsung = 4 Masukkan angka ke-2 langsung = 7 Masukkan jumlah nol dari angka ke 3 = 000 (3 nol) atau kalikan dengan 10³, maka nilainya adalah 47.000 atau 47 k. Contoh-contoh perhitungan lainnya : 222 → nilainya 22 * 10² = 103 → nilainya 10 * 10³ = 10.000 atau 10 k 334 → nilainya 33 * 104 = 330.000 atau 330 k 2.200 atau 2,2 k Ada juga yang memakai kode angka seperti di bawah ini : Tulisan R menandakan letaknya koma decimal: 4R7 = 4,7 , 0R22 = 0,22 5.2.1.3 Cara Mengukur Resistor (Ohm) Mengukur resistor dengan menggunakan multimeter sebagai berikut: 1. Atur posisi saklar selektor ke Ohm (Ω), 2. Pilih skala sesuai dengan perkiraan Ohm yang akan diukur. Biasanya diawali ke tanda “X” yang artinya adalah “kali” (khusus multimeter analog), 3. Hubungkan probe ke komponen resistor, tidak ada polaritas, jadi boleh terbalik, 4. Baca hasil pengukuran di layar multimeter. (Khusus untuk multimeter analog, diperlukan pengalian dengan setting di langkah ke-2). Hal 154 Gambar 5.5 Cara mengukur resistor 5.2.1.4 Kegagalan-Kegagalan Pada Resistor-Resistor Tetap 1. Jenis Resistor : Komposisi karbon Kegagalan : Berubah membesar Penyebab kegagalan : Perubahan karbon atau zat pengikat di bawah pengaruh panas, tegangan atau kelembaban. Penyerapan udara lembab menyebabkan pembengkakan, dan menjadi-kan pertikelpartikel karbon untuk memisahkan diri . 2. Jenis Resistor : Komposisi karbon Kegagalan : Rangkaian terputus Penyebab kegagalan : Panas berlebih membakar tengah-tengah resistor. Tekanan-tekanan mekanik menyebabkan retak-retak pada resistor. Kap-kap ujungnya terlepas karena montase yang buruk pada papan. Kawat putus karena pembengkokan yang berulangulang. 3. Jenis Resistor : Resistor-resistor film.(karbon, oksida logam,film logam, metal glase) Kegagalan : Rangkaian terputus Penyebab kegagalan : Film terkelupas karena temperatur tinggi atau tegangan tinggi. Hal 155 Lapisan film tergores atau terkikis ketika di fabrikasi. Pada nilai-nilai resistansi yang tinggi (lebih besar 1 mega ohm) spiral resistan sinyal harus tipis dan karenanya kegagalan sirkit terbuka lebih besar kemungkinannya. Kontak-kontak ujungnya buruk. Biasanya disebabkan oleh tekanan mekanik karena montase yang jelek pada sirkit. 4. Jenis Resistor : Wire wound (resistor kawat) Kegagalan : Rangkaian terputus Penyebab kegagalan: Keretakan kawat, terutama bila digunakan kawat kecil, karena ketidak-murnian menyebabkan keretakan. Perkaratan kawat yang disebabkan oleh elektrolitis yang ditimbulkan oleh udara lembab yang terserap. Kegagalan sambungan-sambungan yang dilas. 5.2.2 Resistor yang nilainya dapat diatur, resistor jenis ini sering disebut juga dengan variable resistor ataupun Potensiometer. Potensiometer adalah salah satu jenis resistor yang nilai resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan rangkaian elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan keluarga resistor yang tergolong dalam kategori variable resistor. Dalam peralatan elektronik, sering ditemukan potensiometer yang berfungsi sebagai pengatur volume di peralatan Audio / Video seperti Radio, Walkie Talkie, Tape Mobil, DVD Player dan Amplifier. Potensiometer juga sering digunakan dalam rangkaian pengatur terang gelapnya lampu (Light Dimmer Circuit) dan pengatur tegangan pada Power Supply (DC Generator). 5.2.2.1 Struktur potensiometer beserta bentuk dan simbolnya Secara struktur, potensiometer terdiri dari 3 kaki terminal dengan sebuah tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar berikut menunjukan struktur internal potensiometer beserta bentuk dan simbolnya. Hal 156 Gambar 5.6 Struktur internal potensiometer, bentuk dan simbolnya Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam komponen potensiometer adalah: 1. Penyapu atau disebut juga dengan Wiper 2. Element Resistif 3. Terminal 5.2.2.2 Jenis-jenis Potensiometer Berdasarkan bentuknya, potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu : 1. Potensiometer geser, yaitu potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan wipernya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan ibu jari untuk menggeser wipernya. 2. Potensiometer putar, yaitu potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan wipernya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan ibu jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, potensiometer rotary sering disebut juga dengan Thumb wheel Potentiometer. 3. Potensiometer trimmer, yaitu potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti obeng untuk memutarnya. Potensiometer trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya. Hal 157 Gambar 5.7 Bentuk potensiometer 5.2.2.3 Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer Sebuah potensiometer terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah penyapu (wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif. Pergerakan penyapu (wiper) pada jalur elemen resistif inilah yang mengatur naik-turunnya nilai resistansi sebuah potensiometer. Elemen resistif pada potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran metal (logam) dan keramik ataupun bahan karbon (carbon). Berdasarkan track digolongkan menjadi (jalur) 2 elemen jenis resistifnya, yaitu potensiometer potensiometer linear dapat (Linear Potentiometer) dan potensiometer logaritmik (Logarithmic Potentiometer). 5.2.2.4 Fungsi-fungsi Potensiometer Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut : 1. Sebagai pengatur volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player. 2. Sebagai pengatur tegangan pada rangkaian power supply. 3. Sebagai pembagi tegangan. 4. Aplikasi switch TRIAC. 5. Digunakan sebagai Joystick pada tranduser. 6. Sebagai pengendali level sinyal. Hal 158 5.2.2.5 Cara Mengukur Potensiometer Dengan Multimeter Nilai resistansi sebuah potensiometer diukur dengan menggunakan multimeter, baik multimeter yang menunjukkan nilai digital maupun analog. Multimeter adalah alat ukur yang terdiri dari gabungan pengukuran arus listrik (Ampere), tegangan listrik (Volt) dan Resistansi/Hambatan (Ohm). Untuk mengukur potensiometer menggunakan fungsi Ohm yang terdapat pada multimeter. Nilai maksimum resistansi dan nilai perubahan resistansi sebuah potensiometer dapat diukur dengan memutar tuas pengaturnya. Berikut ini adalah cara untuk mengukur nilai resistansi potensiometer dengan menggunakan multimeter digital. Langkah-langkah untuk mengukur nilai resistansi maksimum potensiometer adalah sebagai berikut: 1. Aturlah posisi saklar multimeter pada posisi Ohm (Ω), 2. Hubungkan probe multimeter pada kaki terminal yang pertama (1) dan terminal ketiga (3), 3. Perhatikan nilai resistansi potensiometer pada layar multimeter, nilai yang tampil adalah nilai maksimum dari potensiometer yang sedang kita ukur. Gambar 5.8 Cara mengukur tahanan maksimum dari potensiometer Perlu diketahui, nilai maksimum tersebut merupakan nilai nominal potensiometer dan akan hampir sama dengan nilai yang tertera pada badan potensiometer itu sendiri. Nilai resistansi potensiometer pada terminal 1 dan terminal 3 akan selalu konstan. Artinya, pemutaran tuas pengatur tidak akan berpengaruh terhadap nilai pengukurannya. Hal 159 Untuk mengukur perubahan nilai resistansi potensiometer, ikuti langkah berikut. 1. Aturlah posisi saklar multimeter pada posisi Ohm (Ω) 2. Hubungkan probe multimeter pada kaki terminal yang pertama (1) dan terminal kedua (2). 3. Putarlah tuas pada potensiometer searah jarum jam, 4. Perhatikan nilai resistansi pada layar multimeter, nilai resistansi akan naik seiring dengan pergerakan tuas potensiometer tersebut. Sebaliknya, jika tuas potensiometer diputar berlawanan arah jarum jam, nilai resistansi akan menurun seiring dengan pergerakan tuas potensiometer tersebut. 5. Pindahkan probe multimeter dari kaki terminal pertama (1) ke terminal ketiga (3). Jadi, sekarang kaki terminal potensiometer yang diukur adalah terminal 2 dan terminal 3. 6. Putarlah tuas potensiometer searah jarum jam, 7. Perhatikan nilai resistansi potensiometer pada layar multimeter, nilai resistansi akan menurun seiring dengan pergerakan tuas potensiometer tersebut. Sebaliknya, jika tuas potensiometer diputar berlawanan arah jarum jam, nilai resistansi akan naik seiring dengan pergerakan tuas potensiometer tersebut. Gambar 5.9 Cara mengukur perubahan nilai tahanan potensiometer Catatan: Hal 160 Potensiometer tidak mengenal polaritas positif dan negatif sehingga posisi peletakan probe merah dan probe hitam multimeter tidak menjadi masalah dalam pengukuran. 5.2.2.6 Kegagalan Pada Potensiometer: Kecepatan kegagalannya lebih tinggi dari pada jenis resistor tetap, untuk potensiometer mempunyai kecepatan kegagalan kira-kira 3 x 10-6 perjam sudah umum, tetapi angka-angka itu berubah bergantung pada metode yang digunakan oleh pabriknya. Kerusakan yang terjadi pada sebuah potensiometer bisa sebagian atau total. Kerusakan sebagian : Kenaikan resistansi kontak menimbulkan kenaikan noise kelistrikan. Kontak yang terputus-putus, ini dapat disebabkan oleh partikelpartikel debu, minyak gemuk (pelumas) atau bahan-bahan ampelas yang terkumpul antara kontak geser dan jalur. Gangguan tadi dapat dihilangkan dengan bahan pembersih seperti contact cleaner. Kerusakan total : Merupakan sirkit terbuka diantara jalur dan sambungan ujungujungnya atau antara kontak geser dan jalur. Hal ini dapat disebabkan oleh perkaratan bagian-bagian logam karena kelembaban, atau pembengkakan logam-logam/plastik yang terjadi saat penuangan jalur yang menggunakan temperatur tinggi. 5.2.3 Resistor yang nilainya dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya. (LDR atau Light Dependent Resistor) Light Dependent Resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis resistor yang nilai hambatan tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi LDR adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (kondisi terang) dan menghambat arus listrik Hal 161 dalam kondisi gelap. Naik turunnya nilai hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterimanya. Pada umumnya, nilai hambatan LDR akan mencapai 200 kΩ pada kondisi gelap dan menurun menjadi 500 Ω pada kondisi cahaya terang. LDR merupakan komponen elektronika peka cahaya ini sering digunakan atau diaplikasikan dalam rangkaian elektronika sebagai sensor pada lampu penerang jalan, lampu kamar tidur, rangkaian anti maling, shutter kamera, alarm dan lain sebagainya. Gambar 5.10 Bentuk dan simbol LDR 5.2.3.1 Cara Mengukur LDR dengan Multimeter Alat ukur yang digunakan untuk mengukur nilai hambatan LDR adalah multimeter dengan fungsi pengukuran Ohm (Ω). Agar pengukuran LDR akurat, kita perlu membuat 2 kondisi pencahayaan yaitu pengukuran pada saat kondisi gelap dan kondisi terang. Dengan demikian kita dapat mengetahui apakah komponen LDR tersebut masih dapat berfungsi dengan baik atau tidak. 1. Mengukur LDR pada kondisi terang a. Atur posisi skala selektor multimeter pada posisi Ohm, b. Hubungkan probe merah dan probe hitam multimeter pada kedua kaki LDR (tidak ada polaritas), c. Berikan cahaya terang pada LDR, d. Baca nilai resistansi pada layar multimeter. Nilai resistansi LDR pada kondisi terang akan berkisar sekitar 500 Ω. Hal 162 Gambar 5.11 Cara mengukur tahanan LDR pada kondisi terang 2. Mengukur LDR pada Kondisi Gelap. a. Atur posisi skala selektor multimeter pada posisi Ohm, b. Hubungkan probe merah dan probe hitam multimeter pada kedua kaki LDR (tidak ada polaritas), c. Tutup bagian permukaan LDR atau pastikan LDR tidak mendapatkan cahaya, d. Baca nilai resistansi pada layar multimeter. Nilai resistansi LDR di kondisi gelap akan berkisar sekitar 200 kΩ. Gambar 5.12 Cara mengukur tahanan LDR pada kondisi gelap Catatan : Hasil pengukuran akan berubah tergantung pada tingkat intesitas cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. Satuan terang cahaya atau Iluminasi (Illumination) adalah lux. Sebutan lain untuk LDR adalah Photo Resistor, Photo Conduction ataupun Photocell. Hal 163 5.2.4 PTC (Positive Temperature Coefficient) dan NTC (Negative Temperature Coefficient) Thermistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh suhu. Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya adalah tahanan yang berkaitan dengan panas (thermal). Thermistor terdiri dari 2 jenis, yaitu thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient) dan thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient). Nilai resistansi thermistor NTC akan turun jika suhu di sekitarnya tinggi (berbanding terbalik / negatif). Sedangkan untuk thermistor PTC, semakin tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi pula nilai resistansinya (berbanding lurus/ positif). 5.2.4.1 Simbol dan Gambar Thermistor PTC dan NTC Berikut ini adalah bentuk dan simbol komponen thermistor PTC dan NTC. Gambar 5.13 Bentuk dan simbol PTC dan NTC 5.2.4.2 Karaktreristik Thermistor NTC dan PTC Contoh perubahaan nilai resistansi NTC saat terjadinya perubahan suhu disekitarnya. Thermistor NTC tersebut bernilai 10kΩ pada suhu ruangan (25°C), tetapi akan berubah seiring perubahan suhu di sekitarnya. Pada -40°C nilai resistansinya akan menjadi 197,388 kΩ, saat kondisi suhu Hal 164 di 0°C nilai resistansi NTC akan menurun menjadi 27,445kΩ, pada suhu 100°C akan menjadi 0,976kΩ dan pada suhu 125°C akan menurun menjadi 0,532kΩ. Jika digambarkan, maka karakteristik NTC tersebut adalah seperti di bawah ini. Gambar 5.14 Karakteristik NTC Pada umumnya NTC dan PTC adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai sensor pada rangkaian elektronika yang berhubungan dengan suhu (temperatur). Suhu operasional thermistor berbeda-beda tergantung pada produsen thermistor itu sendiri, tetapi pada umumnya berkisar diantara -90°C sampai 130°C. Beberapa aplikasi NTC dan PTC di kehidupan kita sehari-hari antara lain sebagai pendeteksi kebakaran, sensor suhu di engine (mesin) mobil, sensor untuk memonitor suhu battery pack (kamera, handphone, laptop) saat Charging. Sensor untuk memantau suhu Inkubator, sensor suhu untuk kulkas, sensor suhu pada komputer dan lain sebagainya. Thermistor elektronika yang NTC atau digolongkan thermistor sebagai PTC merupakan komponen komponen transduser, yaitu komponen ataupun perangkat yang dapat mengubah suatu energi ke energi lainnya. Dalam hal ini, thermistor merupakan komponen yang dapat mengubah energi panas (suhu) menjadi hambatan listrik. Thermistor juga tergolong dalam kelompok sensor suhu. 5.2.4.3 Cara Mengukur Thermistor PTC dan NTC Dengan Multimeter Hal 165 Thermistor (NTC/PTC) merupakan jenis resistor yang nilai resistansinya dapat dipengaruhi oleh suhu atau temperatur di sekitarnya. Untuk menguji atau mengukur apakah sebuah thermistor NTC maupun PTC dapat berfungsi dengan baik atau tidak, kita dapat menggunakan multimeter digital ataupun multimeter analog dengan bantuan alat pemanas seperti solder listrik, pengering rambut atau jenis-jenis pemanas lainnya. Selain dapat mengukur atau menguji thermistor, kita juga dapat membedakan jenis thermistor yang yang kita ukur/uji tersebut apakah merupakan jenis thermistor PTC atau jenis Thermistor NTC. Berikut ini adalah cara untuk mengukur NTC dan PTC dengan menggunakan multimeter: Cara mengukur thermistor PTC sebagai berikut: 1. Atur posisi saklar multimeter pada posisi Ohm (Ω), 2. Hubungkan probe pada kaki thermistor (thermistor tidak memiliki polaritas), 3. Dekatkan mata solder yang panas ke thermistor (pastikan jangan menyentuh thermistor, karena akan merusak bungkusan thermistor), 4. Perhatikan layar multimeter, nilai resistansinya akan naik sebanding dengan suhu tinggi di sekitarnya. Kita juga dapat menggunakan pemanas lainnya untuk menaikkan suhu di sekitar thermistor. Gambar 5.15 Cara mengukur PTC Pengukuran thermistor NTC dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut: 1. Atur posisi saklar multimeter pada posisi Ohm (Ω), Hal 166 2. Hubungkan probe pada kaki thermistor (thermistor tidak memiliki polaritas), 3. Dekatkan mata solder yang panas ke thermistor (pastikan jangan menyentuh thermistor, karena akan merusak bungkusan thermistor), 4. Perhatikan layar pada multimeter, nilai resistansi akan turun sebanding dengan suhu tinggi disekitarnya. Catatan: Kita juga dapat menggunakan Hair Dryer atau pemanas lainnya untuk menaikkan suhu di sekitar thermistor. Gambar 5.16 Cara mengukur NTC Thermistor dinyatakan rusak atau tidak dapat berfungsi sebagai mestinya apabila saat pengukurannya terjadi kondisi seperti berikut: Nilai pada multimeter selalu berada di posisi “0” saat diukur, hal ini artinya thermistor tersebut “short” atau terjadi “hubung singkat”. Nilai pada multimeter selalu berada di posisi “tak terhingga / infinity” saat diukur, hal ini artinya thermistor tersebut “Open” atau “Putus”. Nilai pada multimeter tidak stabil atau menunjukan pada nilai tertentu tetapi tidak turun ataupun naik maka thermistor tersebut juga dalam kondisi rusak. Jika kita ingin mengetahui apakah jenis thermistor yang diukur tersebut adalah jenis thermistor PTC atau NTC, maka kita dapat mengetahuinya dengan cara membaca nilai resistansi thermistor yang bersangkutan pada Hal 167 saat diukur. Jika nilai resistansinya naik pada suhu panas, maka thermistor yang diukur tersebut adalah thermistor jenis PTC, sedangkan jika nilai resitansinya menurun ketika suhu di sekitarnya tinggi (panas) maka jenis thermistor tersebut adalah NTC. 5.3 Kapasitor (Capacitor) Kapasitor atau disebut juga dengan kondensator adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu. Fungsi-fungsi kapasitor diantaranya adalah dapat memilih gelombang radio pada rangkaian Tuner, sebagai perata arus pada rectifier dan juga sebagai filter di dalam rangkaian power supply (catu daya). Satuan nilai untuk kapasitor adalah Farad (F). Jenis-jenis kapasitor diantaranya adalah: 1. Kapasitor dengan nilai tetap dan tidak berpolaritas. Jika didasarkan pada bahan pembuatannya maka kapasitor yang nilainya tetap terdiri dari kapasitor kertas, kapasitor mika, kapasitor polyster dan kapasitor keramik. 2. Kapasitor dengan nilai tetap tetapi memiliki polaritas positif dan negatif, kapasitor tersebut adalah kapasitor elektrolit atau electrolyte condensator (ELCO) dan kapasitor tantalum. 3. Kapasitor dengan nilai dapat diatur, kapasitor jenis ini sering disebut dengan Variable Capasitor. 5.3.1 Cara Mengukur Kapasitor Dengan Multimeter Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara. Untuk mengukur nilai dari sebuah Kapasitor (kondensator), kita memerlukan sebuah alat ukur yang dinamakan dengan Capacitance Meter (Kapasitansi Meter). Capacitance Meter adalah alat ukur yang khusus hanya mengukur nilai kapasitansi sebuah kapasitor. Selain Capacitance Meter, terdapat juga alat ukur gabungan yang dapat mengukur beberapa macam komponen elektronika, diantaranya adalah LCR Meter dan Multimeter. Hal 168 LCR Meter adalah alat ukur yang dapat mengukur nilai L (Induktansi/ Inductance, untuk mengukur Induktor atau Coil), C (kapasitansi untuk mengukur kapasitor) dan R (resistansi untuk mengukur hambatan) sedangkan Multimeter adalah alat ukur gabungan yang mendapat mengukur arus, tegangan, hambatan dan juga menguji beberapa macam komponen elektronika seperti Dioda, Kapasitor, Transistor dan Resistor. Saat ini, telah banyak jenis Multimeter Digital yang telah mempunyai fungsi untuk mengukur nilai kapasitor sehingga kita tidak perlu membeli alat khusus untuk mengukur nilai kapasitansi kapasitor dan tentunya multimeter sebagai alat ukur gabungan memiliki batas tertentu dalam mengukur kapasitansi sebuah kapasitor. Kapasitor yang mempunyai kapasitansi yang besar terutama pada kapasitor elektrolit tidak semuanya dapat diukur nilainya oleh sebuah multimeter digital. Seperti contoh pada salah satu multimeter dengan batas pengukuran kapasitansi kapasitor hanya berkisar antara 50nF sampai 100µF. Untuk menguji apakah komponen kapasitor dapat berfungsi dengan baik, kita juga dapat menggunakan multimeter analog dengan skala resistansi (Ohm). Multimeter analog tidak dapat mengetahui dengan pasti nilai kapasitansi dari sebuah kapasitor, tetapi cukup bermanfaat untuk mengetahui apakah kapasitor tersebut dalam kondisi baik ataupun rusak (seperti bocor ataupun hubung pendek). 5.3.2 Menguji Kapasitor Dengan Multimeter Analog Berikut ini adalah cara menguji kapasitor elektrolit dengan multimeter analog: 1. Atur posisi skala selektor ke Ohm (Ω) dengan skala x1K 2. Hubungkan probe merah (positif ) ke kaki kapasitor positif 3. Hubungkan probe hitam (negatif) ke kaki kapasitor negatif 4. Periksa jarum yang ada pada layar multimeter analog, kapasitor yang baik: Jarum bergerak naik dan kemudian kembali lagi. Kapasitor yang rusak: Jarum bergerak naik tetapi tidak kembali lagi. Kapasitor yang rusak: Jarum tidak naik sama sekali. Hal 169 Gambar 5.17 Cara menguji kapasitor dengan multimeter analog 5.3.3 Mengukur Kapasitor Dengan Multimeter Digital (Fungsi Kapasitansi Meter) Cara mengukur kapasitor dengan multimeter digital yang memiliki fungsi kapasitansi meter cukup mudah, berikut ini caranya : 1. Atur posisi skala selektor ke tanda atau simbol kapasitor 2. Hubungkan probe ke terminal kapasitor. 3. Baca nilai kapasitansi kapasitor tersebut. Gambar 5.18 Cara mengukur kapasitor dengan multimeter digital Hal yang perlu diingat, cara diatas hanya dapat digunakan pada multimeter digital yang memiliki kemampuan mengukur kapasitansi. Untuk lebih akurat, tentunya kita memerlukan alat ukur khusus untuk mengukur nilai kapasitansi sebuah kapasitor seperti LCR meter dan Capacitance Meter. Cara pengukurannya pun hampir sama dengan cara menggunakan multimeter digital, hanya saja kita perlu menentukan nilai kapasitansi yang paling dekat Hal 170 dengan kapasitor yang akan kita ukur dengan cara mengatur sakelar selektor LCR meter dan Kapasitansi Meter. Di bawah ini adalah gambar bentuk Capacitance Meter, LCR Meter dan Multimeter. Gambar 5.19 Macam-macam alat ukur kapasitor 5.4 Induktor (Inductor) Selain resistor dan kapasitor, induktor juga merupakan komponen elektronika pasif yang sering ditemukan dalam rangkaian elektronika, terutama pada rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi Radio. Induktor atau dikenal juga dengan coil adalah komponen elektronika pasif yang terdiri dari susunan lilitan kawat yang membentuk sebuah kumparan. Pada dasarnya, induktor dapat menimbulkan medan magnet jika dialiri oleh arus listrik. Medan magnet yang ditimbulkan tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat. Dasar dari sebuah induktor adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday. Gambar 5.20 Macam-macam induktor Kemampuan induktor atau coil dalam menyimpan energi magnet disebut dengan induktansi yang satuan unitnya adalah Henry (H). Satuan Henry pada umumnya terlalu besar untuk komponen induktor yang terdapat di rangkaian elektronika. Oleh karena itu, satuan-satuan yang merupakan Hal 171 turunan dari Henry digunakan untuk menyatakan kemampuan induktansi sebuah induktor atau coil. Satuan-satuan turunan dari Henry tersebut diantaranya adalah milihenry (mH) dan microhenry (µH). Simbol yang digunakan untuk melambangkan induktor dalam rangkaian elektronika adalah huruf “L”. Berikut ini adalah simbol-simbol Induktor : Gambar 5.21 Simbol induktor Nilai induktansi sebuah Induktor (Coil) tergantung pada 4 faktor, diantaranya adalah : Jumlah lilitan, semakin banyak lilitannya semakin tinggi induktasinya, Diameter induktor, semakin besar diameternya semakin tinggi pula induktansinya, Permeabilitas inti, yaitu bahan inti yang digunakan seperti udara, besi ataupun ferit, Ukuran panjang induktor, semakin pendek inductor (coil) tersebut semakin tinggi induktansinya. 5.4.1 Jenis-Jenis Induktor Berdasarkan bentuk dan bahan intinya, induktor dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah : Air Core Inductor : Menggunakan udara sebagai intinya Iron Core Inductor : Menggunakan bahan besi sebagai intinya Ferrite Core Inductor: Menggunakan bahan ferit sebagai intinya Torroidal Core Inductor: Menggunakan inti yang berbentuk O ring (bentuk donat) Hal 172 Laminated Core Induction: Menggunakan inti yang terdiri dari beberapa lapis lempengan logam yang ditempelkan secara paralel. Masing-masing lempengan logam diberikan isolator. Variable Inductor: Induktor yang nilai induktansinya dapat diatur sesuai dengan keinginan. Inti dari Variable Inductor pada umumnya terbuat dari bahan ferit yang dapat diputar-putar. 5.4.2 Fungsi Induktor dan Aplikasinya Fungsi-fungsi induktor diantaranya adalah dapat menyimpan arus listrik dalam medan magnet, menapis (filter) frekuensi tertentu, menahan arus bolak-balik (AC), meneruskan arus searah (DC) dan pembangkit getaran serta melipatgandakan tegangan. Berdasarkan fungsi diatas, induktor ini pada umumnya diaplikasikan sebagai: Filter dalam rangkaian yang berkaitan dengan frekuensi, Transformator (Transformer), Motor Listrik, Solenoid, Relay, Speaker, Microphone. 5.4.3 Pengujian Komponen Induktor Berikut ini langkah-langkah pengujian komponen Induktor. 1. Dasar Tiga langkah dasar mengukur dengan posisi OHM pada multimeter: a. Putar selektor pada posisi OHM. b. Pilih salah satu batas ukur (range) yaitu x1, x10, 100, x1k, x10k atau x100k. c. Atur skala nol secara tepat di sebelah kanan dengan pengatur nol (adjust zero) hanya untuk multimeter analog. 2. Pengujian komponen induktor Dengan alat ukur Ohm meter kita dapat menguji induktor,apakah induktor ini: Hal 173 a. Bagus dimana nilai perlawanan kecil atau besar. b. Putus dimana nilai perlawanan tak terhingga. Dalam rumah multimeter (alat ukur Ohm ) terdapat baterai sebagai sumber-arus alat ukur,maka: a. Kutub positif baterai berkoneksi dengan lubang negatif alat-ukur ohm. b. Kutub negatif baterai berkoneksi dengan lubang positif alat–ukur ohm. 3. Menguji induktor Pada multimeter perlu diingat yaitu pada posisi Ohmmeter dimana: Probe hitam ( - ) ialah positif baterai ohmmeter. Probe merah ( + ) ialah negatif baterai ohmmeter. Dengan alat-ukur ohm atau multimeter kita akan mengukur nilai perlawanan induktor. A. Sesama gulungan: Apa bila jarum bergerak maka induktor bagus. Apa bila jarum tidak bergerak maka induktor putus. B. Antar gulungan Apa bila jarum tidak bergerak maka induktor bagus. Apa bila jarum bergerak maka induktor putus. Bila jarum tidak bergerak jauh berarti induktor kemungkinan induktor bocor untuk lebih akurat pengujian bocor atau hubung singkat antar kawat emailnya. 5.5 Dioda (Diode) Diode adalah komponen elektronika aktif yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah dan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Berdasarkan fungsi dioda terdiri dari: 1. Dioda biasa atau dioda penyearah yang umumnya terbuat dari silikon dan berfungsi sebagai penyearah arus bolak balik (AC) ke arus searah (DC). 2. Dioda zener (Zener Diode) yang berfungsi sebagai pengamanan rangkaian setelah tegangan yang ditentukan oleh Dioda Zener yang Hal 174 bersangkutan. Tegangan tersebut sering disebut dengan Tegangan Zener. 3. LED (Light Emitting Diode) atau Diode Emisi Cahaya yaitu dioda yang dapat memancarkan cahaya monokromatik. 4. Dioda Foto (Photo Diode) yaitu dioda yang peka dengan cahaya sehingga sering digunakan sebagai sensor. 5. Dioda Schottky (SCR atau Silicon Control Rectifier) adalah dioda yang berfungsi sebagai pengendali. 6. Dioda Laser (Laser Diode) yaitu dioda yang dapat memancar cahaya laser. Dioda laser sering disingkat dengan LD. 5.5.1 Dioda Penyearah Dioda adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam rangkaian elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 elektroda (terminal) yaitu anoda (+) dan katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (anoda) menuju ke sisi tipe-n (katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya. 1. Simbol Dioda Gambar di bawah ini menunjukan bahwa dioda merupakan komponen elektronika aktif yang terdiri dari 2 tipe bahan yaitu bahan tipe-p dan tipe-n : Gambar 5.22 Struktur dan simbol dioda 2. Prinsip Kerja Dioda Untuk dapat memperjelas prinsip kerja dioda dalam menghantarkan dan menghambat aliran arus listrik, dibawah ini adalah rangkaian dasar contoh pemasangan dan penggunaan dioda dalam sebuah rangkaian elektronika. Hal 175 Gambar 5.23 Cara memasang dioda 3. Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Untuk mengetahui apakah sebuah dioda dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya, maka diperlukan pengukuran terhadap dioda tersebut dengan menggunakan Multimeter (AVO Meter). 4. Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Analog a. Aturkan posisi saklar pada posisi OHM (Ω) x1k atau x100 b. Hubungkan probe merah pada terminal katoda (tanda gelang) c. Hubungkan probe hitam pada terminal anoda. d. Baca hasil pengukuran di Layar Multimeter e. Jarum pada Layar Multimeter harus bergerak ke kanan f. Balikan probe merah ke terminal anoda dan probe hitam pada terminal katoda (tanda gelang). g. Baca hasil pengukuran di Layar Multimeter h. Jarum harus tidak bergerak. Catatan: Jika jarum bergerak, maka dioda tersebut berkemungkinan sudah rusak. Hal 176 Gambar 5.24 Cara mengukur dioda dengan multimeter analog 5. Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Digital Pada umumnya multimeter digital menyediakan pengukuran untuk fungsi dioda. Jika tidak ada, maka kita juga dapat mengukur dioda dengan fungsi Ohm pada multimeter digital. Cara mengukur dioda dengan menggunakan multimeter digital (Fungsi Ohm / Ohmmeter) a. Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) b. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang) c. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda. d. Baca hasil pengukuran di Layar Multimeter e. Layar harus menunjukan nilai tertentu (Misalnya 0.64MOhm) f. Balikan Probe Hitam ke Terminal Anoda dan Probe Merah ke Katoda g. Baca hasil pengukuran di Layar Multimeter h. Nilai Resistansinya adalah Infinity (tak terhingga) atau Open Circuit. Catatan: Jika terdapat nilai tertentu, maka dioda tersebut berkemungkinan sudah rusak. Hal 177 Gambar 5.25 Cara mengukur dioda dengan multimeter digital memakai fungsi Ohm 6. Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Digital (Menggunakan Fungsi Dioda): a. Aturkan Posisi Saklar pada Posisi Dioda b. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang) c. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda. d. Baca hasil pengukuran di Layar Multimeter e. Layar harus menunjukan nilai tertentu (Misalnya 0.42 V) f. Balikan Probe Hitam ke Terminal Anoda dan Probe Merah ke Katoda g. Baca hasil pengukuran di Layar Multimeter h. Tidak terdapat nilai tegangan pada Layar Multimeter. Catatan: Jika terdapat nilai tertentu, maka dioda tersebut berkemungkinan sudah rusak. Gambar 5.26 Cara mengukur dioda dengan multimeter digital memakai fungsi Dioda Catatan Penting : Hal 178 Hal yang perlu diperhatikan disini adalah Cara Mengukur Dioda dengan menggunakan Multimeter Analog dan Multimeter Digital adalah terbalik. Perhatikan Posisi Probe Merah (+) dan Probe Hitamnya (-). Cara-cara pengukuran tersebut diatas juga dapat digunakan untuk menentukan terminal mana yang katoda dan mana yang terminal anoda jika tanda gelang yang tercetak di dioda tidak dapat dilihat lagi atau terhapus (hilang). 5.5.2 Silicon Controlled Rectifier (SCR) Silicon Controlled Rectifier atau sering disingkat dengan SCR adalah dioda yang memiliki fungsi sebagai pengendali. Berbeda dengan dioda pada umumnya yang hanya mempunyai 2 kaki terminal, SCR adalah dioda yang memiliki 3 kaki terminal. Kaki terminal ke-3 pada SCR tersebut dinamai dengan terminal “Gate” atau “gerbang” yang berfungsi sebagai pengendali (Control), sedangkan kaki lainnya sama seperti dioda pada umumnya yaitu terminal “Anoda” dan terminal “Katoda”. SCR merupakan salah satu dari anggota kelompok komponen thyristor. Gambar 5.27 Bentuk fisik SCR SCR atau Thrystor pertama kali diperkenalkan secara komersial pada tahun 1956. SCR memiliki kemampuan untuk mengendalikan tegangan dan daya yang relatif tinggi dalam suatu perangkat kecil. Oleh karena itu SCR atau thyristor sering difungsikan sebagai saklar (switch) ataupun pengendali (Controller) dalam rangkaian elektronika yang menggunakan tegangan/arus menengah-tinggi (Medium-High Power). Beberapa aplikasi SCR di rangkaian elektronika diantaranya seperi rangkaian Lampu Dimmer, rangkaian Logika, rangkaian osilator, rangkaian chopper, rangkaian pengendali kecepatan motor, rangkaian inverter, rangkaian timer dan lain sebagainya. Hal 179 Pada dasarnya SCR atau thyristor terdiri dari 4 lapis semikonduktor yaitu PNPN (Positif Negatif Positif Negatif) atau sering disebut dengan PNPN Trioda. Terminal “Gate” yang berfungsi sebagai pengendali terletak di lapisan bahan tipe-P yang berdekatan dengan kaki terminal “Katoda”. Cara kerja sebuah SCR hampir sama dengan sambungan dua buah bipolar transistor (bipolar junction transistor). Bentuk dan Simbol SCR Berikut ini adalah diagram fisik dan simbol dari SCR: Gambar 5.28 Diagram fisik dan simbol dari SCR F. Prinsip Kerja SCR Pada prinsipnya, cara kerja SCR sama seperti dioda normal, namun SCR memerlukan tegangan positif pada kaki “Gate (Gerbang)” untuk dapat mengaktifkannya. Pada saat kaki gate diberikan tegangan positif sebagai pemicu (trigger), SCR akan menghantarkan arus listrik dari Anoda (A) ke Katoda (K). Sekali SCR mencapai keadaan “ON” maka selamanya akan ON meskipun tegangan positif yang berfungsi sebagai pemicu (trigger) tersebut dilepaskan. Untuk membuat SCR menjadi kondisi “OFF”, arus maju AnodaKatoda harus diturunkan hingga berada pada titik Ih (Holding Current) SCR. Besarnya arus holding atau Ih sebuah SCR dapat dilihat dari data sheet SCR itu sendiri. Karena masing-masing jenis SCR memiliki arus holding yang berbeda-beda. Namun, pada dasarnya untuk mengembalikan SCR ke kondisi “OFF”, kita hanya perlu menurunkan tegangan maju Anoda-Katoda ke titik Nol. 5.5.3 TRIAC dan Aplikasinya TRIAC adalah perangkat semikonduktor berterminal tiga yang berfungsi sebagai pengendali arus listrik. Nama TRIAC ini merupakan Hal 180 singkatan dari TRIode forAlternating Current (Trioda untuk arus bolak balik). Sama seperti SCR, TRIAC juga tergolong sebagai thyristor yang berfungsi sebagai pengendali atau switching. Namun, berbeda dengan SCR yang hanya dapat dilewati arus listrik dari satu arah (unidirectional), TRIAC memiliki kemampuan yang dapat mengalirkan arus listrik ke kedua arah (bidirectional) ketika dipicu. Terminal Gate TRIAC hanya memerlukan arus yang relatif rendah untuk dapat mengendalikan aliran arus listrik AC yang tinggi dari dua arah terminalnya. TRIAC sering juga disebut dengan Bidirectional Triode Thyristor. Pada dasarnya, sebuah TRIAC sama dengan dua buah SCR yang disusun dan disambungkan secara antiparalel (paralel yang berlawanan arah) dengan Terminal Gerbang atau Gate-nya dihubungkan bersama menjadi satu. Jika dilihat dari strukturnya, TRIAC merupakan komponen elektronika yang terdiri dari 4 lapis semikonduktor dan 3 terminal, ketiga terminal tersebut diantaranya adalah MT1, MT2 dan Gate. MT adalah singkatan dari Main Terminal. 1. Bentuk dan Simbol TRIAC Berikut ini adalah gambar dan struktur serta simbol TRIAC. Gambar 5.29 Bentuk, konstruksi dan simbol TRIAC 2. Aplikasi TRIAC TRIAC merupakan komponen yang sangat cocok untuk digunakan sebagai AC switching (sakelar AC) karena dapat megendalikan aliran arus listrik pada dua arah siklus gelombang bolak-balik AC. Kemampuan inilah yang menjadi kelebihan dari TRIAC jika dibandingkan dengan SCR. Namun Hal 181 TRIAC pada umumnya tidak digunakan pada rangkaian switching yang melibatkan daya yang sangat tinggi. Salah satu alasannya adalah karena karakteristik switching TRIAC yang non-simetris dan juga gangguan elektromagnetik yang diciptakan oleh listrik yang berdaya tinggi itu sendiri. Beberapa aplikasi TRIAC pada peralatan-peralatan elektronika maupun listrik diantaranya adalah sebagai berikut : a. Pengatur pada Lampu Dimmer. b. Pengatur kecepatan pada Kipas Angin. c. Pengatur Motor kecil. d. Pengatur pada peralatan-peralatan rumah tangga yang berarus listrik AC. 3. Rangkaian Switching TRIAC Gambar 5.30 Rangkaian Switching TRIAC Gambar 5.30 adalah rangkaian dasar dari aplikasi TRIAC yang digunakan sebagai switching (sakelar). Pada saat SW1 terbuka, tidak ada arus listrik yang mengalir ke terminal Gate TRIAC dan lampu dalam kondisi OFF (mati). Saat SW1 tertutup/dihubungkan, terminal Gate pada TRIAC akan dialiri oleh arus listrik melalui resistor (R) dari sumber daya DC atau Baterai (VG). Hal ini akan menggerakkan TRIAC menjadi konduktor yang menghubungkan lampu dengan sumber arus listrik AC. Lampu akan berubah menjadi ON (nyala). 4. Cara Mengukur TRIAC dengan menggunakan Multimeter Hal 182 TRIAC merupakan komponen elektronika yang termasuk dalam keluarga thyristor. Salah satu kemampuan TRIAC yang berbeda dengan thyristor pada umumnya adalah kemampuannya yang dapat menghantarkan arus listrik ke kedua arah saat dipicu atau sering disebut dengan Bidirectional Triode Thyristor. Fungsi utama TRIAC pada suatu rangkaian elektronika adalah sebagai pengendali atau switching. Untuk mengetahui apakah sebuah TRIAC dapat berfungsi dengan baik, kita dapat menggunakan multimeter untuk mengujinya. Berikut ini adalah langkah-langkah untuk mengukur atau menguji sebuah TRIAC (Triode for Alternating Current) apakah dapat berfungsi dengan baik dengan menggunakan Multimeter. Berikut ini adalah cara menguji atau mengukur TRIAC dengan menggunakan multimeter digital. a. Langkah 1 : 1) Atur posisi sakelar Multimeter Digital ke Pengukuran Dioda, 2) Hubungkan Probe Merah (+) Multimeter ke terminal MT 1 TRIAC. 3) Hubungkan Probe Hitam (-) Multimeter ke MT2 TRIAC. 4) Layar Multimeter akan menunjukan tanda “OL” atau “over load”. Kondisi ini menandakan TRIAC dalam kondisi baik. b. Langkah 2 : 1) Posisi sakelar multimeter digital masih pada pengukuran dioda, 2) Hubungkan probe Hitam (-) Multimeter ke terminal MT1 TRIAC, 3) Hubungkan probe Merah (+) Multimeter ke MT2 TRIAC, 4) Layar multimeter akan menunjukan tanda “OL” atau “over load”. Kondisi ini menandakan TRIAC dalam kondisi baik, 5) Pindahkan probe merah (+) multimeter ke terminal Gate, 6) Layar multimeter akan menunjukan nilai sekitar 0,127V. Kondisi ini menandakan TRIAC dalam kondisi baik. Hal 183 Gambar 5.31 Cara mengukur TRIAC dengan multimeter digital 5.5.4 DIAC dan Cara Kerjanya Diode Alternating Current atau sering disingkat dengan DIAC adalah komponen aktif eektronika yang memiliki dua terminal dan dapat menghantarkan arus listrik dari kedua arah jika tegangan melampui batas breakover-nya. DIAC merupakan anggota dari keluarga thyristor, namun berbeda dengan thyristor pada umumnya yang hanya menghantarkan arus listrik dari satu arah, DIAC memiliki fungsi yang dapat menghantarkan arus listrik dari kedua arahnya atau biasanya disebut juga dengan “ Bidirectional Thyristor”. DIAC biasanya digunakan sebagai pembantu untuk memicu TRIAC dalam rangkaian AC Switch. DIAC juga sering digunakan dalam berbagai rangkaian seperti rangkaian lampu dimmer (peredup) dan rangkaian starter untuk lampu neon (florescent lamps). Struktur Dasar dan Simbol DIAC Ditinjau dari segi strukturnya, DIAC terdiri dari 3 lapis semikonduktor yang hampir mirip dengan sebuah transistor PNP. Berbeda dengan transistor PNP yang lapisan N-nya dibuat dengan tipis agar elektron mudah melewati lapisan N ini, Lapisan N pada DIAC dibuat cukup tebal agar elektron lebih sulit untuk menembusnya terkecuali tegangan yang diberikan ke DIAC tersebut melebihi batas Breakover (V BO) yang ditentukannya. Dengan memberikan tegangan yang melebihi batas Breakovernya, DIAC akan dapat dengan mudah menghantarkan arus listrik dari arah yang bersangkutan. Kedua Terminal DIAC biasanya dilambangkan dengan A1 Hal 184 (Anoda 1) dan A2 (Anoda 2) atau MT1 (Main Terminal 1) dan MT2 (Main Terminal 2). Gambar dan Struktur dasar DIAC serta simbolnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Gambar 5.32 Bentuk, struktur dan simbol DIAC Cara Kerja DIAC Seperti yang disebutkan, DIAC merupakan komponen yang dapat menghantarkan arus listrik dari dua arah jika diberikan tegangan yang melebih batas Breakovernya. Pada prinsipnya, DIAC memiliki cara kerja yang mirip dengan dua dioda yang dipasang paralel berlawanan seperti gambar Rangkaian Ekuivalen diatas. Apabila tegangan yang memiliki polaritas diberikan ke DIAC, dioda yang disebelah kiri akan menghantarkan arus listrik jika tegangan positif yang diberikan melebihi tegangan breakover DIAC. Sebaliknya, apabila DIAC diberikan tegangan positif yang melebih tegangan breakover DIAC dari arah yang berlawanan, maka dioda sebelah kanan akan menghantarkan arus listrik. Setelah DIAC dijadikan ke kondisi “ON” dengan menggunakan tegangan positif ataupun negatif, DIAC akan terus menghantarkan arus listrik sampai tegangannya dikurangi hingga 0 (Nol) atau hubungan pemberian listrik diputuskan. 5.6 Transistor Transistor merupakan komponen elektronika aktif yang memiliki banyak fungsi dan merupakan Komponen yang memegang peranan yang sangat penting dalam dunia elektronik modern ini. Beberapa fungsi transistor Hal 185 diantaranya adalah sebagai penguat arus, sebagai switch (pemutus dan penghubung), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal, penyearah dan lain sebagainya. Transistor terdiri dari 3 terminal (kaki) yaitu Base/Basis (B), Emitor (E) dan Collector/Kolektor (K). UJT (Uni Junction Transistor), FET (Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) juga merupakan keluarga dari transistor. 5.6.1 Transistor Bipolar 1. Fungsi Transistor Fungsi-fungsi Transistor diantaranya adalah : sebagai Penyearah, sebagai Penguat tegangan dan daya, sebagai Stabilisasi tegangan, sebagai Mixer, sebagai Osilator sebagai Switch (Pemutus dan Penyambung Sirkuit) 2. Struktur Dasar Transistor Pada dasarnya, transistor adalah komponen elektronika yang terdiri dari 3 lapisan semikonduktor dan memiliki 3 terminal (kaki) yaitu terminal Emitor yang disingkat dengan huruf “E”, terminal Base (Basis) yang disingkat dengan huruf “B” serta terminal Collector/Kolektor yang disingkat dengan huruf “C”. Berdasarkan strukturnya, transistor sebenarnya merupakan gabungan dari sambungan 2 dioda. Dari gabungan tersebut, transistor kemudian dibagi menjadi 2 tipe yaitu transistor tipe NPN dan transistor tipe PNP yang disebut juga dengan Transistor Bipolar. Dikatakan Bipolar karena memiliki 2 polaritas dalam membawa arus listrik. NPN merupakan singkatan dari Negatif-Positif-Negatif sedangkan PNP adalah singkatan dari Positif- Negatif-Positif. Berikut ini adalah gambar tipe transistor berdasarkan lapisan semikonduktor yang membentuknya beserta simbol transistor NPN dan PNP. Hal 186 Gambar 5.33 Simbol tansistor NPN dan PNP 3. Cara Mengukur Transistor Kita dapat menggunakan multimeter analog maupun multimeter digital untuk mengukur ataupun menguji apakah sebuah transistor masih dalam kondisi yang baik. Perlu diingatkan bahwa terdapat perbedaan tata letak polaritas (merah dan hitam) probe multimeter analog dan multimeter digital dalam mengukur/ menguji sebuah transistor. Berikut ini adalah cara untuk menguji atau mengukur transistor dengan mengunakan multimeter analog dan multimeter digital. a. Mengukur Transistor dengan Multimeter Analog Gambar 5.34 Cara mengukur transistor dengan multimeter analog (fungsi Ohm) 1) Cara Mengukur Transistor PNP dengan Multimeter Analog a) Atur posisi saklar pada posisi OHM (Ω) x1k atau x10k Hal 187 b) Hubungkan probe merah pada terminal Basis (B) dan probe hitam pada terminal Emitor (E), Jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti transistor tersebut dalam kondisi baik, c) Pindahkan probe hitam pada terminal Kolektor (C), jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti transistor tersebut dalam kondisi baik. 2) Cara Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Analog a) Atur posisi saklar pada posisi OHM (Ω) x1k atau x10k b) Hubungkan probe hitam pada terminal Basis (B) dan probe merah pada terminal Emitor (E), jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti transistor tersebut dalam kondisi baik, c) Pindahkan probe merah pada terminal Kolektor (C), jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti transistor tersebut dalam kondisi baik. Catatan : Jika tata letak probe dibalikkan dari cara yang disebutkan di atas, maka jarum pada multimeter analog harus tidak akan bergerak sama sekali atau “Open”. b. Mengukur Transistor Dengan Multimeter Digital Pada umumnya, multimeter digital memiliki fungsi mengukur dioda dan resistansi (Ohm) dalam saklar yang sama. Maka untuk multimeter digital jenis ini, pengujian multimeter adalah terbalik dengan cara Menguji Transistor dengan Menggunakan Multimeter Analog. Hal 188 Gambar 5.35 Cara mengukur transistor dengan multimeter digital (fungsi dioda) 1) Cara Mengukur Transistor PNP dengan Multimeter Digital a) Atur Posisi Saklar pada Posisi Dioda b) Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Basis (B) dan Probe Merah pada Terminal Emitor (E), Jika Layar Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik c) Pindahkan Probe Merah pada Terminal Kolektor (C), jika Layar Multimeter nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik. 2) Cara Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Digital a) Atur Posisi Saklar pada Posisi Dioda b) Hubungkan Probe Merah pada Terminal Basis (B) dan Probe Hitam pada Terminal Emitor (E), Jika Layar Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik, c) Pindahkan Probe Hitam pada Terminal Kolektor (C), jika Layar Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik. Catatan : Jika Tata letak Probe dibalikan dari cara yang disebutkan diatas, maka Layar Multimeter Digital harus tidak akan menunjukan Nilai Voltage atau “Open” Hal 189 5.6.2 Uni Junction Transistor (UJT) Uni Junction Transistor (UJT) atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Transistor Sambungan Tunggal adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor, UJT memiliki tiga terminal dan hanya memiliki satu sambungan. Pada umumnya UJT digunakan sebagai Saklar Elektronik dan penghasil Isyarat Pulsa. Seperti namanya, Uni Junction Transistor atau UJT juga digolongkan sebagai salah satu anggota dari keluarga transistor, namun berbeda dengan transistor bipolar pada umumnya, UJT ini tidak memiliki terminal/elektroda Kolektor. UJT yang memiliki tiga terminal ini terdiri dari 1 terminal Emitor (E) dan 2 terminal Basis (B1 dan B2). Oleh karena itu, transistor UJT ini sering disebut juga dengan Dioda Berbasis Ganda (Double Base Diode). 1. Struktur Dasar Uni Junction Transistor (UJT) Struktur dasar UJT dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Pada dasarnya UJT terdiri dari semikonduktor jenis silikon yang bertipe N yang didoping ringan dan sepotong silikon bertipe P yang berukuran kecil dengan doping tinggi (berat) di satu sisinya untuk menghasilkan sambungan tunggal P-N (P-N Junction). Sambungan Tunggal inilah yang kemudian dijadikan terminologi UJT yaitu Uni Junction Transistor. Di kedua ujung batang silikon yang bertipe N, terdapat dua kontak Ohmik yang membentuk terminal B1 (Basis 1) dan (Basis 2). Daerah Semikonduktor yang bertipe P menjadi Terminal Emitor (E) pada UJT tersebut. Berikut ini adalah Bentuk dan Struktur dasar serta Simbol Uni Junction Transistor (Transistor Sambungan Tunggal). Hal 190 Gambar 5.36 Bentuk, struktur dan simbol UJT 2. Cara Kerja Uni Junction Transistor (UJT) Saat tegangan diantara Emitor (E) dan Basis 1 (B1) adalah Nol, UJT tidak menghantarkan arus listrik, Semikonduktor batang yang bertipe N akan berfungsi sebagai penghambat (memiliki resistansi yang tinggi). Namun akan ada sedikit arus bocor yang mengalir karena bias terbalik (reverse bias). Pada saat tegangan di Emitor (E) dan Basis 1 (B1) dinaikan secara bertahap, resistansi diantara Emitor dan Basis 1 akan berkurang dan arus terbalik (reverse current) juga akan berkurang. Ketika Tegangan Emitor dinaikan hingga ke level bias maju, arus listrik di Emitor akan mengalir. Hal ini dikarenakan Hole pada semikonduktor yang di doping berat bertipe P mulai memasuki daerah semikonduktor tipe N dan bergabung kembali dengan Elektron yang di Batang Semikonduktor bertipe N (yang di doping ringan). Dengan demikian Uni Junction Transistor atau UJT ini kemudian mulai menghantarkan arus listrik dari B2 ke B1. 3. Aplikasi Uni Junction Transistor (UJT) Pada umumnya UJT ini digunakan pada beberapa aplikasi rangkaian elektronika seperti berikut ini : Osilator Relaksasi (Relaxation Oscillator). Rangkaian Saklar Elektronik. Sensor Magnetik flux. Rangkaian Pembatas Tegangan dan Arus listrik. Osilator Bistabil (Bistable oscillators). Rangkaian Regulator Tegangan dan Arus Listrik. Rangkaian Pengendali Fase (Phase control circuits). 4. Cara Menguji / Mengukur UJT dengan Menggunakan Multimeter Untuk mengukur apakah sebuah UJT dapat berfungsi dengan baik, kita dapat menggunakan alat ukur multimeter dengan pilihan pengujian resistansi. Berikut dibawah ini adalah 3 langkah mudah untuk mengukur Uni Junction Transistor (UJT). Hal 191 a. Cara Mengukur Resistansi antara Terminal B1 dan B2 Di bawah ini adalah cara mengukur resistansi antara Terminal Basis1 (B1) dan Basis (B2) UJT. Gambar 5.37 Cara Mengukur Resistansi antara Terminal B1 dan B2 1) Atur Posisi Sakelar Multimeter ke R atau Ohm (Ω). 2) Hubungkan Probe Merah (+) Multimeter ke Terminal Basis1 (B1) UJT. 3) Hubungkan Probe Hitam (-) Multimeter ke Terminal Basis2 (B2) UJT. 4) Layar Multimeter akan menunjukkan nilai Resistansi (nilai Hambatan) yang tinggi, yaitu sekitar 4kΩ hingga 10kΩ. Kondisi tersebut menandakan UJT dalam keadaan baik. 5) Lepaskan kedua Probe Multimeter tersebut dari Terminal UJT. 6) Hubungkan lagi Probe Merah (+) Multimeter pada Terminal Basis2 (B2) UJT. 7) Hubungkan lagi Probe Hitam (-) Multimeter pada Terminal Basis1 (B1) UJT. 8) Layar Multimeter akan menunjukan nilai Resistansi yang tinggi, yaitu sekitar 4kΩ hingga 10kΩ. Kondisi tersebut menandakan UJT dalam keadaan baik. Catatan: Dengan cara pengukuran / pengujian di atas, apabila layar multimeter menunjukan nilai resistansi yang sangat rendah ataupun nol (0), maka UJT tersebut dinyatakan rusak atau short (hubung singkat). Hal 192 b. Cara Mengukur Bias Terbalik (Reverse Bias) pada Persimpangan Emitor Pengujian atau Pengukur Bias Terbalik atau Reverse Bias pada Persimpangan Emitor UJT ini hampir sama dengan Pengujian Bias Terbalik pada Dioda. Gambar 5.38 Cara Mengukur Bias Terbalik pada Persimpangan Emitor 1) Atur Posisi Sakelar Multimeter ke R atau Ohm (Ω). 2) Hubungkan Probe Hitam (-) Multimeter ke Terminal Emitor (E) UJT. 3) Hubungkan Probe Merah (+) Multimeter ke Terminal Basis1 (B1) UJT. 4) Layar Multimeter akan menunjukan nilai Resistansi yang sangat tinggi yaitu lebih dari 100KΩ. Kondisi ini menandakan UJT dalam keadaan baik. 5) Pindahkan Probe Merah (+) Multimeter ke Terminal Basis2 (B2) UJT. Probe Hitam (-) Multimeter tetap pada Terminal Emitor (E) UJT. 6) Layar Multimeter akan tetap menunjukan nilai Resistansi yang sangat tinggi, yaitu lebih dari 100kΩ. Catatan: Dengan cara pengukuran/pengujian Bias Terbalik diatas, apabila layar Multimeter menunjukan Nilai Resistansi yang sangat rendah ataupun Nol (0), maka UJT tersebut dinyatakan Rusak atau Short (Hubung Singkat). Hal 193 c. Cara Mengukur Bias Maju (Forward Bias) Pada Persimpangan Emitor UJT Pengujian atau Pengukuran Bias Maju pada Persimpan Emitor UJT ini hampir sama dengan pengujian Bias Maju pada Dioda. Gambar 5.39 Cara Mengukur Bias Maju (Forward Bias) pada Persimpangan Emitor UJT 1) Atur Posisi Sakelar Multimeter ke R atau Ohm (Ω). 2) Hubungkan Probe Merah (+) Multimeter ke Terminal Emitor (E) UJT. 3) Hubungkan Probe Hitam (-) Multimeter ke Terminal Basis1 (B1) UJT. 4) Layar multimeter akan menunjukan nilai Resistansi yang sangat rendah, yaitu kurang dari 100Ω. Kondisi tersebut menandakan UJT dalam keadaan Baik. 5) Pindahkan probe hitam (-) multimeter ke Terminal Basis2 (B2) UJT. Probe merah (+) multimeter tetap terhubung pada Terminal Emitor (E) UJT. 6) Layar multimeter akan menunjukan nilai Resistansi yang sangat rendah yaitu dibawah 100Ω. Kondisi ini menandakan UJT dalam Keadaan Baik. Catatan: Dengan cara pengukuran/pengujian bias maju diatas, apabila Layar Multimeter menunjukkan nilai Resistansi yang sangat tinggi, maka UJT tersebut dapat dinyatakan Rusak atau Putus. Hal 194 5.6.3 FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET) Field Effect Transistor atau disingkat dengan FET adalah komponen elektronika aktif yang menggunakan medan listrik untuk mengendalikan konduktifitasnya. FET dalam bahasa Indonesia disebut dengan Transistor Efek Medan. Dikatakan Field Effect atau Efek Medan karena pengoperasian transistor jenis ini tergantung pada tegangan (medan listrik) yang terdapat pada input gerbangnya. FET merupakan komponen elektronika yang tergolong dalam keluarga transistor yang memilki tiga terminal kaki yaitu Gate (G), Drain (D) dan Source (S). FET memiliki fungsi yang hampir sama dengan transistor bipolar pada umumnya. Perbedaannya adalah pada pengendalian arus outputnya. Arus Output (IC) pada transistor bipolar dikendalikan oleh arus input (IB) sedangkan arus output (ID) pada FET dikendalikan oleh tegangan input (VG) FET. Jadi perlu diperhatikan bahwa perbedaan yang paling utama antara transistor bipolar (NPN & PNP) dengan FET adalah terletak pada pengendalinya (Bipolar menggunakan arus sedangkan FET menggunakan tegangan). Field Effect Transistor ini sering disebut juga dengan Unipolar Transistor, hal ini dikarena FET adalah transistor yang bekerja bergantung dari satu pembawa muatan saja, apakah itu elektron maupun hole. Sedangkan pada transistor bipolar (NPN & PNP) pada umumnya, terdapat dua pembawa muatan yaitu elektron yang membawa muatan negatif dan hole sebagai pembawa muatan positif. Pada dasarnya terdapat dua jenis klasifikasi utama pada FET ini, kedua jenis tersebut diantaranya adalah JFET (Junction Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Semiconduction Field Effect Transistor). 1. Junction FET (JFET) Cara kerja JFET pada prinsipnya seperti kran air yang mengatur aliran air pada pipa. Elektron atau Hole akan mengalir dari terminal source (S) ke terminal drain (D). Arus pada outputnya yaitu arus drain (ID) akan sama dengan arus inputnya yaitu arus source (IS). Prinsip kerja tersebut sama dengan prinsip kerja sebuah pipa air di rumah kita dengan asumsi tidak ada kebocoran pada pipa air kita. Hal 195 Besarnya arus listrik tergantung pada tinggi rendahnya tegangan yang diberikan pada terminal gerbangnya (GATE (G)). Fluktuasi tegangan pada terminal gate (VG) akan menyebabkan perubahan pada arus listrik yang melalui saluran IS atau ID. Fluktuasi yang kecil dapat menyebabkan variasi yang cukup besar pada arus aliran pembawa muatan yang melalui JFET tersebut. Dengan demikian terjadi penguatan tegangan pada sebuah rangkaian elektronika. Junction FET atau sering disingkat dengan JFET memiliki 2 tipe berdasarkan tipe bahan semikonduktor yang digunakan pada saluran atau kanalnya. JFET tipe N-Channel (Kanal N) terbuat dari bahan semikonduktor tipe N dan P-Channel (Kanal P) yang terbuat dari semikonduktor tipe P. a. JFET Kanal-N Berikut di bawah ini adalah gambar struktur dasar JFET jenis Kanal-N. Gambar 5.40 Struktur dan simbol JFET jenis Kanal-N Saluran atau Kanal pada jenis ini terbentuk dari bahan semikonduktor tipe N dengan satu ujungnya adalah Source (S) dan satunya lagi adalah Drain (D). Mayoritas pembawa muatan atau Carriers pada JFET jenis KanalN ini adalah Elektron. Gate atau Gerbang pada JFET jenis Kanal-N ini terdiri dari bahan semikonduktor tipe P. Bagian lain yang terbuat dari semikonduktor tipe P pada JFET Kanal-N ini adalah bagian yang disebut dengan Subtrate yaitu bagian yang membentuk batas di sisi saluran berlawanan Gerbang (G). Tegangan pada terminal gerbang (G) menghasilkan medan listrik yang mempengaruhi aliran pada pembawa muatan yang melalui saluran tersebut. Semakin negatifnya VG, semakin sempit pula salurannya yang akhirnya mengakibatkan semakin kecil arus pada outputnya (ID). Hal 196 b. JFET Kanal-P Berikut di bawah ini adalah gambar struktur dasar JFET jenis Kanal-P. Gambar 5.41 Struktur dan simbol JFET jenis Kanal-P Saluran pada JFET jenis Kanal-P terbuat dari semikonduktor tipe P. Mayoritas pembawa muatannya adalah Hole. Bagian Gate atau Gerbang (G) dan Subtrate-nya terbuat dari bahan semikonduktor tipe N. Di JFET Kanal-P, semakin positifnya VG, semakin sempit pula salurannya yang akhirnya mengakibatkan semakin kecilnya arus pada output JFET (ID). Dari simbolnya, kita dapat mengetahui mana yang JFET Kanal-N dan JFET Kanal-P. Anak Panah pada simbol JFET Kanal-N adalah menghadap ke dalam sedangkan anak panah pada simbol JFET Kanal-P menghadap keluar. 2. Metal Oxide Semiconduction Field Effect Transistor (MOSFET) Seperti halnya JFET, saluran pada MOSFET juga dapat berupa semikonduktor tipe-N ataupun tipe-P. Terminal atau elektroda gerbangnya adalah sepotong logam yang permukaannya dioksidasi. Lapisan oksidasi ini berfungsi untuk menghambat hubungan listrik antara terminal gerbang dengan salurannya. Oleh karena itu, MOSFET sering juga disebut dengan nama Insulated-Gate FET (IGFET). Karena lapisan oksidasi ini bertindak sebagai dielektrik, maka pada dasarnya tidak akan terjadi aliran arus antara gerbang dan saluran. Dengan demikian, Impedansi Input pada MOSFET menjadi sangat tinggi dan jauh melebihi Impedansi Input pada JFET. Pada beberapa jenis MOSFET Impedansi dapat mencapai Triliunan Ohm (1012 Ohm). Dalam bahasa Indonesia, MOSFET disebut juga dengan Transistor Efek Medan Semikonduktor Logam-Oksida. Hal 197 Salah kelemahan pada MOSFET adalah tipisnya lapisan oksidasi sehingga sangat rentan rusak karena adanya pembuangan elektrostatik (Electrostatic Discharge). Seperti yang disebut sebelumnya, bahwa MOSFET pada dasarnya terdiri dari 2 tipe yaitu MOSFET tipe N dan MOSFET tipe P. a. MOSFET tipe N MOSFET tipe N biasanya disebut dengan NMOSFET atau nMOS. Berikut di bawah ini adalah bentuk struktur dan simbol MOSFET tipe N. Gambar 5.42 Bentuk struktur dan simbol MOSFET tipe N b. MOSFET tipe P MOSFET tipe P biasanya disebut dengan PMOSFET atau pMOS. Di bawah ini adalah bentuk struktur dan Simbol MOSFET tipe P. Gambar 5.43 Bentuk struktur dan simbol MOSFET tipe P Kelebihan dan Kelemahan FET Jika dibandingkan dengan transistor bipolar, FET memiliki beberapa kelebihan dan kelemahan. Salah satu kelebihan FET adalah dapat bekerja Hal 198 dengan baik di rangkaian elektronika yang bersinyal rendah seperti pada perangkat komunikasi dan alat-alat penerima (receiver). FET juga sering digunakan pada rangkaian-rangkaian elektronika yang memerlukan impedansi yang tinggi. Namun pada umumnya, FET tidak dapat digunakan pada perangkat atau rangkaian elektronika yang bekerja untuk penguatan daya tinggi seperti pada perangkat komunikasi berdaya tinggi dan alat-alat pemancar (transmitter). D. AKTIVITAS PEMBELAJARAN 1. Menganalisis prosedur pemeliharaan dan perbaikan sistem elektronika dengan membaca modul ini dan mengamati komponen elektronika. 1. Menganalisis komponen pasif dan aktif yang Menganalisis prosedur pemeliharaan dan perbaikan sistem elektronika digunakan pada rangkaian elektronika, 2. Menemukan kemungkinan-kemungkinan kesalahan pada komponen elektronika pasif dengan cara pengukuran. 3. Menemukan kemungkinan-kemungkinan kesalahan pada komponen elektronika aktif dengan cara pengukuran. 2. Mengerjakan latihan. Hal 199 E. LATIHAN/SOAL/TUGAS 1. Kelompokkan komponen-komponen yang termasuk komponen elektronika pasif dan aktif! NAMA KOMPONEN NO BENTUK FISIK/SIMBOL NAMA KOMPONEN PASIF AKTIF 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hal 200 NAMA KOMPONEN NO BENTUK FISIK/SIMBOL NAMA KOMPONEN PASIF AKTIF 11 12 13 14 2. Bagaimana melakukan pemeriksaan komponen ? Lakukan kegiatan seperti tabel berikut, ukur komponen catat hasilnya di kolom hasil pengujian kemudian simpulkan bagaimana kondisi komponen tersebut (baik atau rusak). NO 1 2 PENGUJIAN Resistor HASIL PENGUJIAN KONDISI KOMPONEN diukur dengan multimeter. Pemeriksaan Potensiometer: Ukur terminal 1-3 pada potensiometer. Ukur terminal 1-2 pada potensiometer dengan memutar tuas. 3 Pemeriksaan LDR: LDR disinari kemudian diukur tahanannya. Hal 201 NO PENGUJIAN HASIL PENGUJIAN KONDISI KOMPONEN LDR diletakkan ditempat gelap kemudian diukur tahanannya. 4 Pemeriksaan PTC: PTC diukur pada suhu ruang/kamar Solder panas didekatkan pada PTC. PTC diukur resistansinya 5 Pemeriksaan PTC: NTC diukur pada suhu ruang/kamar Solder panas didekatkan pada NTC. NTC diukur resistansinya 6 Pemeriksaan Kapasitor: Kapasitor elektrolit diukur dengan menggunakan multimeter (selektor ke Ohmmeter) Kapasitor diukur dengan menggunakan multimeter (selektor ke kapasitansi) 7 Pengukuran dioda: K dengan probe merah, A dengan probe hitam Hal 202 NO PENGUJIAN HASIL PENGUJIAN KONDISI KOMPONEN Pengukuran dioda: A dengan probe merah, K dengan probe hitam Pengukuran TRIAC: 8 Pengukuran pada terminal MT1 dan MT2, MT1 dengan probe merah, MT2 dengan probe hitam. Pengukuran pada terminal MT2 dan MT1, MT1 dengan probe hitam, MT2 dengan probe merah. Pengukuran pada terminal MT1 dan GATE, MT1 dengan probe hitam, MT2 dengan probe merah. Pemeriksaan Transistor: 9 Pengukuran B-E, B ke probe merah, E probe hitam. Pengukuran B-C, B ke probe merah, C ke probe hitam. Pemeriksaan Uni Junction Transistor (UJT): 10 Pemeriksaan B1-B2, B1 ke probe merah, B2 probe hitam Pemeriksaan B1-B2, B2 ke probe merah, B1 probe hitam F. RANGKUMAN 1. Komponen elektronika berupa sebuah benda yang menjadi bagian pendu-kung suatu rangkaian elektronika yang dapat bekerja sesuai dengan keguna-annya. Komponen elektronika ini terdiri dari satu atau Hal 203 lebih bahan elektronika dan jika disatukan membentuk suatu rangkaian yang diinginkan dengan kegunaan sesuai fungsi masing-masing komponen, seperti untuk mengatur arus dan tegangan, meratakan arus, menyekat arus, memperkuat sinyal arus dan masih banyak fungsi lainnya. Komponen elektronika terbagi menjadi dua bagian yaitu komponen aktif dan komponen pasif. 2. Komponen pasif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya tidak membutuhkan sumber tegangan atau sumber arus tersendiri. Komponen pasif pada umumnya digunakan sebagai pembatas arus, pembagi tegangan, tank circuit dan filter pasif. Komponen elektronika yang digolongkan sebagai komponen pasif diantarnya adalah resistor, kapasitor, dan induktor. Resistor adalah komponen elektronika penghambat/ pembatas arus listrik. yang berfungsi sebagai Kapasitor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik sementara. Selain sebagai penyimpan muatan listrik kapasitor juga dapat digunakan sebagai penghubung atau coupling sinyal atau isyarat AC dalam suatu rangkaian pemroses sinyal. Induktor atau kumparan adalah komponen elektronika yang dibuat dari kawat email yang dibuat sedemikian rupa sehingga memiliki nilai reaktansi. Induktor dapat digunakan untuk menahan arus AC dan melewatkan arus DC. 3. Komponen aktif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya membutuhkan sumber tegangan atau sumber arus dari luar. Ada banyak tipe komponen aktif yang digunakan dalam rangkaian atau sitem elektronika. Secara umum komponen aktif dibangun mengunakan bahan semikonduktor yang didesain sedemikian rupa sehingga memiliki fungsi, nilai dan kapasitas sesuai kebutuhan yang diinginkan. Transistor merupakan komponen aktif yang dibangun dari tiga lempeng semikonduktor tipe P dan tipe N. Transistor dapat berfungsi sebagai penguat sinyal dan dapat juga berfungsi sebagai sakelar elektronik. Transistor terdiri dari dua tipe yaitu transisor NPN dan PNP. Dari dua tipe tersebut transistor dibagi lagi mejadi dua jenis menjadi transistor Hal 204 bipolar dan transistor unipolar. Transistor bipolar memiliki 3 kaki yaitu basis (B), kolektor (K) dan emitor (E), sedangkan transistor unipolar memiliki tiga kaki yaitu gate (G), source (S) dan drain (D). 4. Nilai komponen pasif dapat ditentukan dengan melihat kodenya atau dengan jalan mengukur menggunakan instrumen ukur. Untuk mengetahui komponen dalam keadaan baik atau rusak dapat dilakukan dengan memeriksa nilai komponen pasif menggunakan alat ukur. Bila nilai pengukuran berbeda dengan nilai yang tertera pada kode komponen maka komponen dikatakan dalam kondisi rusak. 5. Untuk mengetahui komponen aktif dalam keadaan baik atau rusak dapat dilakukan pemeriksaan menggunakan alat ukur (multimeter). Cara pemeriksaan komponen aktif berbeda-beda tergantung jenisnya. G. UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT 1. Setelah anda menyelesaikan jawaban dari latihan dan membandingkan dengan kunci jawaban, maka jika jawaban anda sudah benar dapat melanjutkan ke modul berikutnya tetapi jika jawaban anda masih banyak yang salah maka dianjurkan untuk mengulang mempelajari modul ini. 2. Apa yang anda temui dari mempelajari materi ini? Berilah komentar, masukan dan tindak lanjuti modul ini! Hal 205 Kegiatan Pembelajaran 6: Pemeliharaan dan Perbaikan MPS A. Tujuan Setelah menyelesaikan materi ini, peserta diharapkan dapat: 1. Mengetahui komponen-komponen dan fungsi bagian-bagian MPS, 2. Menganalisis gambar rangkaian MPS, 3. Menemukan prosedur mencari kesalahan pada MPS, 4. Menemukan kemungkinan-kemungkinan kesalahan pada MPS Distribusi. B. Indikator Pencapaian Kompetensi 1. Menemukan kesalahan pada prosedur pencarian kesalahan (troubleshooting) pada peralatan mekatronika (3C5), 2. Mendiagnosis dan memperbaiki kerusakan pada komponen serta sistem mekatronika (4C6). C. Uraian Materi PEMELIHARAAN DAN PERBAIKAN MPS 6.1 MPS Distribusi 6.1.1 Gambaran Umum Stasiun Distribusi adalah salah satu jenis MPS yang merupakan stasiun pensuplai benda kerja. Stasiun pemberi benda kerja didefinisikan sebagai unit penyimpan benda kerja dan menyalurkan benda kerja. Unit pensuplai benda yang konvensional, misalnya: magazine dengan peralatan pemisah, perangkat bergetar, konveyor luncur, peloncat dengan peralatan pemisah. Hal 206 Gambar 6.1 Stasiun distribusi Benda kerja konvensional yang ditangani oleh peralatan pensuplai benda kerja, misalnya: pelapis plat, pembentukan benda plastik, dan benda yang ditempa atau diubah bentuknya. Tujuan Stasiun Distribusi adalah: mengeluarkan benda kerja dari tempatnya (magazine), memindah benda kerja yang tersedia untuk proses selanjutnya melalui alat penghisap (vakum). Stasiun Distribusi terdiri dari beberapa bagian sebagai berikut ini: Plat Profil Unit papan PLC dengan panel kontrol Modul Stack Magazine Modul Transfer (Changer) Hal 207 6.1.2 Modul Pensuplai Benda Kerja (Stack Magazine) Modul stack magazine berfungsi untuk mengeluarkan benda kerja dari magazine. Benda kerja dimasukkan dari atas cerobong plastik secara manual. Benda kerja dapat ditumpuk di dalam cerobong magazine maksimum 8 buah. Silinder kerja ganda mendorong benda kerja di tumpukan paling bawah dari magazine sampai pemberhentian terakhir. Posisi ini merupakan titik temu ke modul berikutnya (misalnya modul Changer). Gambar 6.2 Modul stack magazine Benda yang tersedia di dalam cerobong magazine dideteksi oleh sensor optik. Posisi silinder “Ejecting” disensor secara elektrik melalui sensor proximiti magnetik 3 kawat. Kecepatan maju dan mundur dari silinder “Ejecting” dapat diatur melalui katup kontrol aliran satu arah. Komponen-komponen modul Stack Magazine terdiri dari komponen pneumatik, elektrik dan penunjang yaitu: Hal 208 Tabel 6.1 Komponen Pneumatik dan Elektrik Modul Stack Magazine NO GAMBAR 1 SPESIFIKASI DSNU-8-80-PA Media: udara kering, DESKRIPSI Silinder kerja ganda yang dipergunakan untuk mengeluarkan benda kerja berpelumas atau tanpa pelumas 2 GRLA-M5-QS-4-LF-C Tekanan kerja min/max.: 0,2 / 10 bar Katup kontrol aliran satu arah dipergunakan untuk mengatur udara buangan pada silinder kerja ganda. 3 SME-8-S-LED-24, reed contact, 24 V, kemampuan kontak 10W. Reed switch adalah proximity switch yang dioperasikan secara magnetik. 4 SOEG-L-Q30-P-A-S-2L Fiber optic cable untuk menyalurkan sinar dari transmitter Fibre-optic device ke receiver. Switch triggering: Reflex/Interrupt 5 SOEZ-LLK-SE-2,0-M4 Signal processing (measuring principle): red light Fibre-optic device bagian dari sensor proksimiti optik untuk mendeteksi adanya benda kerja di magazine. 6.1.3 Modul Changer (Transfer) Modul Changer adalah piranti handling pneumatik. Benda kerja dipegang dengan menggunakan penghisap dan dipindahkan oleh silinder putar. Daerah ayunan dapat diatur antara 0° dan 180° secara mekanik. Posisi akhir silinder dideteksi dengan menggunakan limit switch elektrik (microswitch). Posisi akhir silinder putar perlu diatur tergantung stasiun berikutnya yang dipilih. Hal 209 Gambar 6.3 Modul Changer Komponen-komponen modul Stack Magazine terdiri dari komponen pneumatik, elektrik dan penunjang yaitu: Tabel 6.2 Komponen Pneumatik dan Elektrik Modul Changer NO 1 GAMBAR SPESIFIKASI DSR-16-180-P bar/langkah : 0,1 liter Silinder putar dipergunakan untuk membawa benda kerja dari magazine dipindahkan ke station berikutnya. VAS-8-MS-PUR Suction cup dipakai untuk Diameter nominal : 8 mm, Diameter effective: 5,5 mm memegang benda kerja dengan bantuan tekanan vakum. Tekanan kerja min/ max: 2/8 bar Kebutuhan udara pada 6 2 Gaya hisap (teori) pada – 0,7 bar : 1,6N 3 DESKRIPSI GRLA-M5-QS-4-LF-C Tekanan kerja min/max.: 0,2 / 10 bar Katup kontrol aliran satu arah dipergunakan untuk mengatur udara buangan pada silinder kerja ganda. Hal 210 NO GAMBAR 4 SPESIFIKASI DESKRIPSI VAF-PK-4 Tekanan Input 1 min/ maks: -0,9 bar / 7 bar 5 H-QS-4 Tekanan kerja min./ maks: -1 Filter vakum digunakan untuk menyaring partikelpartikel yang datang dari suction cup. Katup satu arah digunakan untuk memblokir aliran pada satu arah. bar / 10 bar 6 S-3-E 6 A/250 V AC 0.25 A/250 V DC 7 Tekanan vakum berkisar -0,5 bar – 0,8 bar. Vacuum switch ini bekerja dengan tegangan 0 – 30 V/DC dan nominal arus 25 mA. Limit switch dipakai untuk membatasi gerakan silinder putar dari modul changer. Sensor tekanan vakum untuk mendeteksi tekanan vakum bila telah memegang benda kerja. 6.1.4 Komponen Penunjang Tabel 6.3 Komponen Penunjang Stasiun Distribusi NO 1 GAMBAR SPESIFIKASI • D-LFR-1/8-D-MINI • Tekanan kerja max 1200 Kpa (12 bar) • Diaphragm control value max 1600 kpa(16 bar) 2 CPV10-M1H-2x3-OLS-M7, CPV10-M1H-VI70-2GLSM7, CPV10-M1H-5LS-M7 DESKRIPSI Unit pelayanan udara berfungsi sebagai penyedia udara yang bersih dan kering untuk mensuply udara ke mesin. Katup terminal yang dipergunakan untuk mengendalikan silinder kerja ganda, putar dan suction cup vakum. Hal 211 NO 3 GAMBAR SPESIFIKASI Terminal kabel untuk 8 input dan 8 output. DESKRIPSI Terminal I/O dan kabel syslink untuk menghubungkan komponen sensor dan aktuator stasiun distribusi dengan PLC board. 4 Kanal sirip Kanal sirip untuk tempat jalannya kabel dari komponen ke terminal I/O. 5 Profil omega Untuk menempatkan terminal I/O, katup terminal dan sensor vakum. 6 Tubing 4 mm Untuk menghubungkan rangkaian pneumatik antara silinder dengan katup terminal. 7 0 – 20 bar Kompresor untuk menyediakan udara bertekanan. 25 liter 8 • INPUT : 220 VAC • OUTPUT : 24 VDC/ 4.5A Berfungsi sebagai sumber tegangan 24VDC. 6.1.5 Urutan Kerja Stasiun Distribusi Distribution station memisahkan benda kerja dari modul „stack magazine”. “Stack magazine” dapat diisi benda kerja yang tersusun sampai 8 buah. Isi stack magazine dimonitor oleh sensor optik. Silinder kerja ganda mendorong keluar benda kerja satu per satu. Modul Changer memegang benda kerja yang sudah keluar dari magazine dengan menggunakan penghisap. Switch vacuum memeriksa apakah benda Hal 212 kerja telah terhisap. Lengan dari unit pemindah yang digerakkan oleh silinder putar, membawa benda kerja ke stasiun berikutnya. Deskripsi Sekuensial Prasyarat START Magazine diisi benda kerja. Posisi awal Silinder “Ejecting” di luar, Silinder putar berada di posisi 'magazine', Vakum sedang „OFF‟. Urutan kerja 1. Silinder putar berayun ke posisi station berikutnya jika benda kerja teridentifikasi di magazine dan tombol START ditekan. 2. Silinder “Ejecting” mundur dan mendorong benda kerja keluar dari magazine. 3. Silinder putar berayun ke posisi 'magazine'. 4. Vakum dihidupkan. Jika benda kerja terpegang dengan kokoh, switch vacuum „ON“ 5. Silinder “Ejecting” maju dan melepas benda kerja. 6. Silinder putar berayun ke posisi statiun berikutnya. 7. Vakum dimatikan (OFF). 8. Silinder putar berayun ke posisi 'magazine'. 6.2 Penelusuran Kesalahan 6.2.1 Perbaikan sistematis dalam hal kerusakan Mesin yang mengalami gangguan segera diperbaiki agar dapat berfungsi normal seperti sediakala. Perbaikan harus dilakukan sesuai dengan rencana berikut. Hal 213 Gambar 6.4 Alur reparasi suatu mesin/peralatan Menurut gambar 6.4 alur reparasi dijelaskan sebagai berikut. Jika kondisi mesin tidak sama dengan kondisi yang diinginkan misalnya mesin tidak berjalan sebagaimana mestinya maka mesin perlu diagnosis apa kesalahannya. Setelah itu dicari dan ditemukan apa kesalahannya dengan menentukan dimana kesalahan terjadi. Setelah ditemukan kesalahan dan lokasinya lakukan perbaikan. Rekomisioning diperlukan untuk memastikan mesin telah berjalan sesuai dengan fungsinya. Bila rekomisioning telah selesai maka proses produksi dijalankan kembali. Hasilnya dibandingkan dengan kondisi yang diinginkan, bila masih ada perbedaan maka dilakukan pencarikesalahan kembali. 6.3 Daftar Kesalahan Pada MPS a. Gambar Rangkaian Hal 214 Gambar 6.5 Rangkaian kelistrikan dan pneumatik MPS Distribusi Hal 215 b. Kesalahan/Kerusakan Pada MPS Distribusi Kesalahan atau kerusakan yang sering terjadi pada MPS Distribusi dapat dilihat pada tabel 6.4 berikut ini. Tabel 6.4 Daftar Kesalahan Pada MPS Distribusi NO 1 2 3 KESALAHAN/ KERUSAKAN Silinder Ejecting PENYEBAB KESALAHAN tidak Tubing/slang udara dapat mundur. retak Tidak ada tekanan vakum Filter hisap ter- pada “Suction Cup”. blokir Reset tidak aktif. Sakelar Auto/ Man JENIS KESALAHAN Pneumatik Ganti slang Pneumatik Bersihkan filter Elektrik pada panel rusak 4 Silinder Ejecting maju saat Sensor di magazine tidak ada benda. tidak tepat SOLUSI Ganti sakelar Mekanik Atur sensor Filter hisap terblokir Pneumatik Ganti filter Sambungan pada Elektrik Ganti posisinya 5 Benda logam jatuh dari “Suction Cup”. 6 Silinder Ejecting tidak dapat maju. kontak keluaran terminal dan PLC rusak sambung kembali 7 8 Tekanan vakum tidak Filter hisap ter- memadai blokir Tekanan vakum tidak ada Filter telah dilepas, Pneumatik Lepas filter, Ganti filter Pneumatik Filter pasang generator vakum kembali, rusak generator vakum diganti 9 Hubung singkat pada 1S1 Sakelar kotor Elektrik 1S1 diganti 10 Generator vakum tidak 1S3 tidak tepat Mekanik Posisi 1S3 menghisap posisinya diatur kembali Hal 216 NO 11 KESALAHAN/ KERUSAKAN PENYEBAB KESALAHAN Generator vakum tidak Buangan katup dapat mematikan hisapan terkontaminasi JENIS KESALAHAN Pneumatik SOLUSI Peredam (silincer) dibersihkan 12 Aktuator putar tidak Rangkaian hubung berfungsi singkat pada Elektrik Jalur diganti Pneumatik Periksa jalur terminal keluaran PLC 13 Sistem terhenti Tekanan turun pada sistem (unit sistem, pelayanan terkon- Bersihkan taminasi) unit pelayanan. 14 Lengan ayun tidak dapat 1S1 tidak tepat kembali posisinya (berge- Mekanik Atur posisi 1S3 ser) D. Aktifitas Pembelajaran 1. Menganalisis konsep Modular Production System Distribusi dengan membaca modul ini, panduan MPS, dan mengamati MPS Distribusi. Menganalisis MPS Distribusi 6. Mengetahui komponen-komponen dan fungsi bagian-bagian MPS, 7. Menganalisis gambar rangkaian MPS 8. Menemukan prosedur mencari kesalahan pada MPS 9. Menemukan kemungkinan-kemungkinan kesalahan pada MPS Distribusi 2. Melakukan kegiatan-kegiatan sebagai berikut: a. Penelusuran kesalahan pada operasional Modul Stackmagazine. 1) Perhatikan gambar berikut: Hal 217 Pada kondisi normal (diinginkan) MPS bekerja sebagai berikut: Tombol START belum ditekan batang piston silinder 1A berada di luar. Tombol START ditekan sesaat silinder 1A mundur sampai posisi minimum dan kembali maju sampai posisi maksimum lalu berhenti. 1V2 dan 1V3 berfungsi mengatur Gambar 6.6 Rangkaian pneumatik modul Stack Magazine kecepatan silinder. 2) Cek kondisi rangkaian: Tabel 6.5 Pemeriksaan operasional rangkaian stack magazine No Periksa A Tombol START ditekan sesaat: 1 Apakah 1Y1 bertegangan? 2 Apakah lubang 4 1V1 ada udara keluar? 3 Apakah lubang 2 1V1 ada udara keluar? 4 Apakah silinder 1A bergerak mundur? 5 Apakah silinder 1A bergerak mundur pelan? 6 Apakah silinder 1A diam? 7 Apakah ada slang yang bocor? B Ketika Silinder 1A bergerak mencapai posisi minimum: 1 Apakah 1Y1 bertegangan? 2 Apakah silinder 1A bergerak maju? 3 Apakah silinder 1A bergerak maju pelan? 4 Apakah silinder 1A diam (tidak maju Kondisi Ya Tidak Keterangan Hal 218 No Kondisi Periksa Ya Keterangan Tidak kembali)? 5 Apakah ada slang yang bocor? b. Penelusuran kesalahan pada operasional Modul Changer. 1) Perhatikan gambar berikut: Pada kondisi normal (diinginkan) MPS bekerja sebagai berikut: Tombol START belum ditekan, pada suction cup 2A1 tidak ada tekanan vakum. Tombol START ditekan sesaat suction udara cup 2A1 atmosfer menyedot ke dalam, sehingga jika ada benda di Gambar 6.7 Rangkaian permukaan suction cup 2A1, pneumatik Suction Cup. maka benda akan dipegang/dicekam. Tombol RESET ditekan sesaat, suction cup 2A1 meniup udara sehingga benda yang dipegang akan jatuh/lepas. 2) Cek kondisi rangkaian: Tabel 6.6 Pemeriksaan operasional rangkaian suction cup No Periksa A Tombol START ditekan sesaat: 1 Apakah 2Y1 bertegangan? 2 Apakah 2Y2 bertegangan? 3 Apakah lubang 4 2V1 ada udara Kondisi Ya Tidak Keterangan Hal 219 No Periksa Kondisi Ya Tidak Keterangan vakum? 4 Apakah lubang 2 1V1 ada udara keluar? 5 Apakah Suction Cup 2A1 menghisap benda? 6 Apakah Suction Cup 2A1 mendorong benda? 7 Apakah ada slang yang bocor? B Penekanan Tombol START dilepas: 1 Apakah 2Y1 bertegangan? 2 Apakah 2Y2 bertegangan? 3 Apakah Suction Cup 2A1 menghisap benda? 4 Apakah Suction Cup 2A1 mendorong benda? C Ketika Tombol RESET ditekan: 1 Apakah 2Y1 bertegangan? 2 Apakah 2Y2 bertegangan? 3 Apakah Suction Cup 2A1 menghisap benda? 4 Apakah Suction Cup 2A1 mendorong benda? 5 Apakah ada slang yang bocor? c. Penelusuran kesalahan pada operasional Modul Changer. 1) Perhatikan gambar berikut: Hal 220 Pada kondisi normal (diinginkan) MPS bekerja sebagai berikut: Tombol RESET ditekan sesaat, aktuator 3A1 bergerak kekanan (ke stasiun berikutnya) dan berhenti. Tombol START ditekan sesaat aktuator 3A1 bergerak kekiri (ke stack magazine) sampai posisi maksimum dan kembali Gambar 6.8 Rangkaian pneumatik bergerak ke kanan (ke Aktuator Putar stasiun berikutnya) dan berhenti. 3V2 dan 3V3 mengatur kecepatan aktuator. 2) Cek kondisi rangkaian: Tabel 6.7 Pemeriksaan operasional rangkaian aktuator putar Kondisi No Periksa Keterangan Ya A Tombol RESET ditekan sesaat: 1 Apakah 3Y1 bertegangan? 2 Apakah 3Y2 bertegangan? 3 Apakah lubang 4 3V1 ada udara vakum? 4 Apakah lubang 2 3V1 ada udara keluar? 5 Apakah aktuator 3A1 bergerak ke kanan? 6 Apakah aktuator 3A1 bergerak ke kiri? 7 Apakah aktuator 3A1 diam? 8 Apakah ada slang yang bocor? B Tombol START ditekan sesaat: 1 Apakah 3Y1 bertegangan? Tidak Hal 221 Kondisi No Periksa Keterangan Ya 2 Apakah 3Y2 bertegangan? 3 Apakah aktuator 3A1 bergerak ke kanan? 4 Apakah aktuator 3A1 bergerak ke kiri? 5 Apakah aktuator 3A1 diam? 6 Apakah ada slang yang bocor? C Ketika Aktuator 3A1 bergerak ke kiri mencapai posisi maksimum: 1 Apakah 3Y1 bertegangan? 2 Apakah 3Y2 bertegangan? 3 Apakah aktuator 3A1 bergerak ke kanan sampai posisi maksimum dan berhenti? 4 Apakah aktuator 3A1 diam di posisi kiri (di stack magazine)? 5 Apakah ada slang yang bocor? Tidak 3. Mengerjakan tugas latihan. E. Latihan/Tugas 1. Latihan menggunakan gambar 6.6 Rangkaian Stack Magazine. Apa yang terjadi jika hasil penelusuran kesalahan sebagai berikut? Tabel 6.8 Hasil pemeriksaan operasional rangkaian stack magazine No Periksa Kondisi Ya Tidak A Tombol START ditekan sesaat: 1 Apakah 1Y1 bertegangan? √ - 2 Apakah lubang 4 1V1 ada udara keluar? √ - 3 Apakah lubang 2 1V1 ada udara keluar? - √ 4 Apakah silinder 1A bergerak mundur? √ - 5 Apakah silinder 1A bergerak mundur pelan? √ - 6 Apakah silinder 1A diam? - √ Keterangan Hal 222 No 2. Periksa Kondisi Ya Tidak - √ 7 Apakah ada slang yang bocor? B Ketika Silinder 1A bergerak mencapai posisi minimum: 1 Apakah 1Y1 bertegangan? - √ 2 Apakah silinder 1A bergerak maju? - √ 3 Apakah silinder 1A bergerak maju pelan? - √ 4 Apakah silinder 1A diam (tidak maju kembali)? √ - 5 Apakah ada slang yang bocor? - √ Keterangan Latihan menggunakan gambar 6.7 Rangkaian Suction Cup. Apa yang terjadi jika hasil penelusuran kesalahan sebagai berikut? Tabel 6.9 Hasil pemeriksaan operasional rangkaian suction cup No Periksa Kondisi Ya Tidak A Tombol START ditekan sesaat: 1 Apakah 2Y1 bertegangan? √ - 2 Apakah 2Y2 bertegangan? - √ 3 Apakah lubang 4 2V1 ada udara vakum? √ - 4 Apakah lubang 2 1V1 ada udara keluar? - √ 5 Apakah Suction Cup 2A1 menghisap benda? √ - 6 Apakah Suction Cup 2A1 mendorong benda? - √ 7 Apakah ada slang yang bocor? - √ B Penekanan Tombol START dilepas: √ 1 Apakah 2Y1 bertegangan? - √ 2 Apakah 2Y2 bertegangan? - √ 3 Apakah Suction Cup 2A1 menghisap benda? - √ 4 Apakah Suction Cup 2A1 mendorong benda? - √ 5 Apakah benda jatuh/lepas dari suction √ - Keterangan Hal 223 No Periksa Kondisi Ya Tidak Keterangan cup? 3. Latihan menggunakan gambar 6.8 Rangkaian Aktuator Putar. Apa yang terjadi jika hasil penelusuran kesalahan sebagai berikut? Tabel 6.10 Hasil pemeriksaan operasional rangkaian aktuator putar No Periksa Kondisi Ya Tidak A Tombol RESET ditekan sesaat: √ - 1 Apakah 3Y1 bertegangan? - √ 2 Apakah 3Y2 bertegangan? √ - 3 Apakah lubang 4 3V1 ada udara vakum? √ - 4 Apakah lubang 2 3V1 ada udara keluar? - √ 5 Apakah aktuator 3A1 bergerak ke kanan? √ - 6 Apakah aktuator 3A1 bergerak ke kiri? - √ 7 Apakah aktuator 3A1 diam? - √ 8 Apakah ada slang yang bocor? - √ B Tombol START ditekan sesaat: √ - 1 Apakah 3Y1 bertegangan? √ - 2 Apakah 3Y2 bertegangan? - √ 3 Apakah aktuator 3A1 bergerak ke kanan? - √ 4 Apakah aktuator 3A1 bergerak ke kiri? - √ 5 Apakah aktuator 3A1 diam? √ - 6 Apakah ada slang yang bocor? - √ Keterangan F. Rangkuman 1. Modular Production System (MPS) Distribusi adalah salah satu jenis MPS yang merupakan stasiun pensuplai benda kerja. Benda kerja dari tempat penyimpanan dikeluarkan oleh silinder magazine, kemudian Hal 224 diambil oleh aktuator putar menggunakan lengan yang ada suction cupnya melalui tekanan vakum. 2. Penelusuran kesalahan pada MPS Distribusi dilakukan dengan membanding-kan kondisi realita mesin dengan kondisi yang diinginkan. Perbedaan kondisi menyebabkan perlunya mesin didiagnosis apa kesalahannya. Langkah berikutnya menemukan kesalahan yang terjadi. Setelah ditemukan kesalahan dan lokasinya, lakukan perbaikan. Rekomisioning diperlukan untuk memastikan mesin telah berjalan sesuai dengan fungsinya. Proses selesai setelah kondisi realita sama dengan kondisi yang diinginkan. 3. Kesalahan yang terjadi pada MPS Distribusi adalah silinder atau aktuator tidak maju atau mundur setelah tombol START diperintahkan untuk memulai kerja. Kesalahan pada suction cup adalah tidak dapat memegang benda dengan baik. G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut 1. Setelah anda menyelesaikan jawaban dari latihan dan membandingkan dengan kunci jawaban, maka jika jawaban anda sudah benar dapat melanjutkan ke modul berikutnya tetapi jika jawaban anda masih banyak yang salah maka dianjurkan untuk mengulang mempelajari modul ini. 2. Apa yang anda temui dari mempelajari materi kegiatan pembelajaran ini? Berilah komentar, masukan dan tindak lanjuti modul ini! Hal 225 KUNCI JAWABAN LATIHAN/KASUS/TUGAS Kunci Jawaban KB-1 1. Tujuan perawatan adalah membantu untuk: (a) Melindungi aset dan memperpanjang usia pakai peralatan produksi, (b) Meningkatkan keandalan sistem, (c) Menurunkan biaya penggantian, (d) Mengurangi downtime (waktu tidak produksi) sistem, dan (d) Mengurangi kecelakaan/cedera. 2. Pembagian perawatan menurut Joel Levitt dibagi 2: (1) perawatan terencana, dan (2) perawatan tidak terencana. Perawatan terencana dibagi lagi menjadi perawatan preventif dan korektif. Sedangkan perawatan tidak terencana disebut perawatan darurat. 3. Bahaya yang berhubungan dengan kegiatan perawatan dapat diklasifikasikan sebagai berikut: (a) Bahaya Keselamatan, (b) Bahaya kesehatan, dan (c) Bahaya ergonomis. 4. Hambatan dari sisi pekerja/ masyarakat: Tuntutan pekerja masih pada kebutuhan dasar, dan banyak pekerja tidak menuntut jaminan k3 karena SDM yang masih rendah Hambatan dari sisi perusahaan: Perusahaan yang biasanya lebih menekankan biaya produksi atau operasional dan meningkatkan efisiensi pekerja untuk menghasilkan keuntungan yang sebesarbesarnya. 5. Harzard adalah suatu keadaan yng dapat menimbulkan kecelakaan, penyakit dan kerusakan yang menghambat kemampuan pekerja. Danger/ bahaya adalah tingkat bahaya suatu kondisi yang dapat mengakibatkan peluang bahaya yang mulai tampak sehingga mengakibatkan memunculkan suatu tindakan. Risk adalah prediksi tingkat keparahan bila terjadi bahaya dalam siklus tertentu. Incident adalah memunculnya kejadian yang bahaya yang dapat mengadakan kontak dengan sumber energi yang melebihi ambang batas normal. Hal 226 Accident adalah kejadan bahaya yang disertai dengan adanya korban atau kerugian baik manusia maupun peralatan. 6. Sepatu pengaman, kacamata pengaman, helm, sarung tangan pengaman. Kunci Jawaban KB-2 1. (1) Obeng Minus (-), dipergunakan untuk memutar sekup, beralur min. (2) Obeng Plus (+), dipergunakan untuk memutar sekrup beralur plus. (3) Obeng Offset, digunakan untuk memutar baut di tempat yang sempit atau sulit dijangkau. (4) Tang Pengupas, digunakan untuk mengupas isolasi kabel/kawat dalam instalasi listrik. (5) Kunci Ring dan Kunci Pas, digunakan untuk mengencangkan atau membuka baut atau mur yang berbentuk segi enam (hexagonal). 2. AVO-meter, voltage tester, megger, earth tester. 3. (1) Symptom function (fungsi gejala), digunakan untuk mengisolir kerusakan pada bagian tertentu; (2) Signal tracing, digunakan untuk menemukan menemukan blok tertentu penyebab kegagalan pemakaian; (3) Metode tegangan dan hambatan, digunakan untuk mengisolasi kerusakan komponen atau daerah rangkaian tertentu; (4) Metode halfsplitting, digunakan untuk rangkaian dengan blok-blok tersusun seri; (5) Metode pemutusan lup, digunakan untuk sistem lup tertutup pada industri; dan (6) Metode substitusi, digunakan untuk mengganti komponen yang sama pada bagian yang rusak. 5. . Rangkaian Pneumatik Hal 227 Rangkaian Elektrik Berdasarkan laporan dari operator diperoleh keterangan bahwa mesin tidak bisa bekerja dengan sempurna. Jika tombol START ditekan, maka mesin bergerak mencetak permukaan benda dengan langkah A+, B+, B-, selanjutnya mesin berhenti dan tetap diam. Lakukan pelacakan kesalahan menggunakan metode tegangan dan hambatan untuk menemukan lokasi dan komponen yang rusak. Lengkapilah tabel berikut dengan mengisi hasil pengukurannya! A. Metode Tegangan Hal 228 No Titik Pengukuran Tegangan (Volt) 1 20-13.START 24 V 2 … 24 V 3 20-3.1B1 24 V 4 … 24 V 5 20-1.2S1 24 V 6 20-4.2S1 0V Kesimpulan: SENSOR 2S1 (limitswitch) Lanjutkan kegiatan berikutnya: lepas sensor 2S1, dan ukurlah. B. Metode Hambatan No Titik Pengukuran Resistansi/hambatan (Ohm) 1 1-4, tidak aktif 0 ohm 2 1-4, diaktifkan 0 ohm Kesimpulan: kontak NO 1-4 dari sensor 2S1 rusak. Kunci Jawaban KB-3 Kunci Jawaban KB-4 Hal 229 1. 2. 1. A+ A- B- B+ 2. Chart Fungsi Kunci Jawaban KB-5 Hal 230 Kunci Jawaban KB-6 Dari tabel 6.8 sampai dengan tabel 6.10 dan gambar rangkaian kelistrikan dan pneumatik MPS distribusi dapat disimpulkan kemungkinan kesalahan– kesalahan yang terjadi. 1. Dari tabel 6.8 problemnya adalah silinder 1A setelah mendorong benda kerja keluar dari cerobong magazine tidak mau kembali lagi (silinder 1A diam). Kemungkinan kerusakan/kesalahan terjadi pada: Aliran udara dari lubang 2 katup 1V1 ke silinder tersumbat, Aliran udara pembuangan silinder tersumbat dari silinder ke lubang 4 katup 1V1, 1V3 tertutup rapat. 2. Dari tabel 6.9 problemnya adalah benda jatuh/lepas dari suction cup. Kemungkinan kerusakan/kesalahan terjadi pada: Ada kebocoran antara slang vakum dengan lubang 2 katup 2V1 melalui katup 2V3, Ada kebocoran antara suction cup ke lubang 4 katup 2V1melalui 2V2. 3. Dari tabel 6.10 problemnya adalah aktuator 3A1 diam tidak bergerak ke kiri ketika tombol START ditekan. Kemungkinan kerusakan/kesalahan terjadi pada: Aliran dari lubang 2 katup 3V1 ke aktuator tersumbat, 3V2 tertutup rapat, Aliran pembuangan dari aktuator ke lubang 4 katup 3V1 tersumbat. Hal 231 Penutup A. Kesimpulan 1. Media industri terdiri dari media kerja dan media kontrol. Media kerja bisa berupa elektrik, pneumatik, hidrolik, ataupun gabungan. Sedangkan media kontrol bisa berupa elektrik, pneumatik, hidrolik, maupun elektronik. 2. Struktur rantai kontrol dibangun berdasarkan kategori elemen input, elemen proses, elemen kontrol dan elemen kerja. 3. Realisasi sistem kontrol open loop berbasis relai pada sistem elektrik dengan beban motor induksi 3 fase, pada sisi media kerja diwujudkan dengan gambar rangkaian utama/daya dengan suplai energi tegangan listrik 3 fase 3x380V/220V. Sedangkan pada sisi media kontrol diwujudkan dengan gambar rangkaian kontrol dengan suplai energi tegangan listrik 1 fase 220V. 4. Realisasi sistem kontrol open loop berbasis relai pada sistem elektropneumatik, pada sisi media kerja diwujudkan dengan gambar rangkaian utama/daya atau rangkaian pneumatik dengan suplai udara bertekanan 4-8 bar. Sedangkan pada sisi media kontrol diwujudkan dengan gambar rangkaian kontrol dengan suplai energi tegangan listrik dc 24 V. B. Tindak Lanjut Setelah mempelajari modul ini, diharapkan mendapatkan bekal yang cukup untuk dapat mengikuti uji kompetensi Kelompok Kompetensi D hingga dinyatakan kompeten. Hal 232 C. Evaluasi A. SOAL PILIHAN GANDA Jawablah soal-soal berikut ini dengan cara memberi tanda silang (X) opsi jawaban yang benar pada lembar jawaban. 01. Perhatikan gambar dibawah ini! Jika terjadi hubung-singkat pada kabel instalasi menuju motor, tetapi suplai daya ke motor tidak bisa terhenti, komponen yang manakah yang tidak berfungsi? A. K B. F0 C. F2 D. PE 02. Perhatikan gambar dibawah! Jika pada gambar diatas motor berputar ke kiri, bagaimanakah urutan sambungan antara suplai daya dan kumparan motor agar motor berputar ke kanan? A. L1-W1, L2-U1, L3-V1 B. L1-V1, L2-U1, L3-W1 C. L1-U1, L2-W1, L3-V1 D. L1-W1, L2-V1, L3-U1 Hal 233 03. Sebuah mesin tekuk pneumatik yang Tuliskan langkah kerja mesin digerakkan dengan 2 silinder, langkah tekuk diatas menggunakan kerjanya dijelaskan dengan gambar “notasi singkatan”! diagram pemindahan-langkah berikut ini: A. A+, B+, A-, BB. A+, A-, B+, BC. B+, A+, A-, BD. A+, B+, B-, A- 04. Sebuah mesin pres pneumatik yang Susunlah komponen-komponen dikontrol secara elektrik, dapat yang cocok untuk mengisi kotak bergerak maju secara perlahan dan yang masih kosong pada nomor mundur secara cepat. Gambar 1, 2, dan 3! rangkaian pneumatiknya dirancang seperti berikut: Hal 234 A. B. C. D. 05. Kontrol mesin pres dirancang dalam Susunlah komponen-komponen gambar berikut ini. Jika tombol S pada gambar diagram rangkaian ditekan, maka mesin mulai bergerak kontrol agar dapat bekerja seperti maju secara perlahan hingga yang diinginkan, dengan mengisi menyentuh permukaan benda kerja. kotak yang masih kosong pada Setelah beberapa saat sesuai waktu nomor 1 dan 2! seting, maka mesin akan bergerak mundur secara cepat. A. (1) Kontak NO, K1; (2) Kontak NO, S1 B. (1) Kontak NO, KT; (2) Kontak Hal 235 NC, S2 C. (1) Kontak NC, KT; (2) Kontak NO, S2 D. (1) Kontak NC, S2; (2) Kontak NO, KT 06. Perhatikan gambar kontrol mesin pengisi botol pneumatic, terdiri dari 2 silinder penggerak dengan urutan kerja 1A-, 2A+, 1A+, 2A-, berikut ini! Hal 236 Jika tombol S1 ditekan, maka mesin mulai bergerak untuk 1 siklus, tetapi sebelum siklus selesai, mesin tiba-tiba berhenti. Periksalah sambungan pada kolom berapakah yang menyebabkan mesin berhenti! A. 3 dan 5 B. 1 dan 3 C. 5 dan 7 D. 3 dan 7 07. Perhatikan gambar dibawah ini! Hal 237 Periksalah dan urutkan langkah kerjanya! A. 2A+, 2A-, 1A+, 1A- B. 1A+, 1A-, 2A+, 2A- C. 1A+, 2A+, 1A-, 2A- D. 1A+, 2A+, 2A-, 1A- Hal 238 B. SOAL URAIAN 1. Perencanaan Kontrol pompa air dua tingkat 1.1 Layout mesin S1 S2 Batas atas Batas tengah Batas bawah Pompa 1 Pompa 2 1.2 Deskripsi projek Motor pompa dapat dioperasikan melalui dua cara yakni otomatis dan manual yang dilayani sebuah saklar ganti ( MAN - 0 - AUTO ). Pada posisi saklar “MAN”, hanya motor 1 yang bekerja sehingga tangki diisi oleh pompa Hal 239 1. Untuk mematikan motor pompa 1, pindahkan posisi saklar ke “O”. Pada posisi saklar “AUTO”, bila tangki kurang atau permukaan air pada batas bawah, maka kedua pompa bekerja mengisi tangki air. Saat air mencapai batas tengah, motor pompa 2 mati dan motor pompa 1 tetap bekerja sampai permukaan air mencapai batas atas, motor pompa 1 mati/berhenti bekerja. Pada posisi saklar “AUTO” kejadian diatas terjadi terus-menerus bila air dalam tangki digunakan terus-menerus. Lampu Indikator H1 sebagai tanda bagi motor 1, motor mati lampu padam, lampu menyala berarti motor pompa 1 bekerja. Demikan pula Lampu Indikator H2 sebagai tanda bagi motor pompa 2. Lampu H3 dan H4 menandakan kalau motor 1 dan 2 ada gangguan beban lebih (motor 1 H3 dan motor 2 H4 ). Lampu indikator menyala sebagai tanda motor pompa bekerja, bila lampu padam motor pompa tidak bekerja (mati). Alarm/sirine akan berbunyi jika terjadi gangguan beban lebih pada motor atau bila permukaan air mencapai batas akhir. Untuk mematikan alarm/sirine digunakan tombol reset. Motor bekerja dalam hubungan Y/. 1.3 Tugas perencanaan Buatlah perencanaan untuk persoalan di atas, dengan tugas-tugas sebagai berikut: 1. Rencanakan gambar rangkaian kontrol, meliputi gambar rangkaian daya dan gambar rangkaian kontrol 2. Identifikasilah kebutuhan bahan/komponen 3. Lakukan ujicoba fungsi dengan merangkai pada papan trainer. Hal 240 2. Perencanaan Mesin Pengisi Botol Obat 2.1 Layout mesin 2.2 Deskripsi projek Botol obat yang sedang berjalan di atas “ban berjalan”, ditahan oleh batang piston silinder B. Silinder A menutup lubang kontainer obat. Jika tombol START ditekan, silinder A maju secara perlahan dan kembali lagi. Kapasitas pengisian diatur oleh sekrup X. Setelah itu batang piston silinder B masuk ke dalam dan dengan segera keluar lagi untuk menahan laju botol berikutnya yang akan diisi obat. 2.3 Tugas perencanaan Buatlah perencanaan untuk persoalan di atas, dengan tugas-tugas sebagai berikut: 1. Buatlah chart fungsi dari alat pengisi botol obat 2. Buat diagram langkahnya. Hal 241 3. Gambarkan rangkaian kontrolnya D. Kunci Jawaban A. SOAL PILIHAN GANDA 1. B 2. A 3. D 4. C 5. C 6. A 7. D B. SOAL URAIAN Lihat kegiatan belajar sebelumnya. Hal 242 E. Glosarium Variabel : adalah kuantitas fisik yang nilainya dapat berubah dan biasanya dapat diukur Variabel input : adalah jumlah variabel yang memberikan aksi pada sistem dari luar dan tidak tergantung dari jumlah variabel lain dari sistem. Variabel output : adalah jumlah variabel yang dapat dicatat yang dihasilkan oleh sistem, hanya dipengaruhi oleh sistem dan melalui sistem oleh variabel input. Proses : adalah set lengkap dari interaksi suatu operasi dalam sebuah sistem di mana materi, energi atau informasi dirubah, dikirim atau disimpan. Kontrol : menurut DIN 19 226 berarti proses di dalam sistem dimana salah satu atau beberapa variabel input mempengaruhi variabel output lain sebagai hasil hukum saling mempengaruhi dari sebuah sistem. Pengontrolan dicirikan oleh urutan “loop-terbuka” dari aksi atau rantai kontrol. Kontrol Otomatis : adalah proses dimana sebuah variabel dikontrol (variabel terkontrol), secara terus-menerus diukur dan dibandingkan dengan variabel lain, yaitu variabel perintah/referensi, proses akan dipengaruhi sesuai dengan hasil perbandingan ini dengan memodifikasi agar sesuai dengan variabel perintah. Urutan aksi dari bentuk ini dinamakan loop kontrol tertutup (closed loop). Tujuan kontrol closed loop adalah untuk menyesuaikan nilai variabel terkontrol dengan nilai yang ditentukan oleh variabel perintah. Sinyal : Sinyal menggambarkan informasi. Penggambarannya dapat berdasar pada nilai atau perubahan nilai dari dimensi fisik, dapat pula berdasar pada pengiriman, pemrosesan atau penyimpanan informasi. Sinyal analog : adalah sinyal dimana setiap titik dalam daerah kontinyu dari nilai suatu parameter tunggal, yang memberikan informasi berbeda. Nilai-nilai tidak berhubungan antar satu dengan lainnya. Setiap nilai memberikan satu informasi. Sinyal Diskrit : Sinyal yang memiliki parameter informasi Ip dengan tanda pada angka tertentu dari suatu nilai di dalam batas yang pasti. Nilai-nilai ini tidak berhubungan antar satu dengan lainnya. Setiap nilai memberikan satu informasi. Rantai kontrol : Suatu cara untuk menunjukkan susunan komponen Hal 243 secara terpisah. Pada saat yang sama, aliran sinyal juga dapat ditunjukkan. Elemen sinyal : Adalah bagian dari rantai konrol, yang terdiri dari elemen/komponen yang menghasilkan sinyal input. Elemen proses : Adalah bagian dari rantai konrol, yang terdiri dari elemen/komponen yang memproses/mengolah secara logis sinyal-sinyal input. Elemen kontrol akhir : Adalah bagian dari rantai konrol, yang terdiri dari elemen/komponen yang menerima output sinyal dari elemen proses di satu sisi, dan di sisi lain mengontrol aliran energy daya dari dan ke elemen kerja. Elemen aktuasi/kerja : Adalah elemen/komponen yang merubah energy daya menjadi energy kerja. Hal 244 Daftar Pustaka Joel Levitt, Preventive and Predictive Maintenance, Industrial Press, 2002 Alois Kaler, Rangkaian Arus Listrik, Katalis, Jakarta, 1986 Badan Standarisasi Nasional. 2002. PUIL 2000. Yayasan PUIL Brian Scaddan. 2008. Electrical Installation Work. 6 th ed. Elsivier. Italy Bartenschlager. J., dkk. Fachkunde Mechatronik. Europe-Lehrmittel. HaanGruiten. Germany. 2012. Croser. P. Pneumatics. Basic Level Textbook. Esslingen. Festo Didactic. 1989. Croser. P. Pneumatik. Tingkat Dasar. Jakarta. Festo Didactic. PT. Nusantara Cybernetic Eka Perdana. 1994. Ebel. F., Nestel. S. Proximity Sensors FP 1110. Textbook. Festo Didactic. Esslingen. 1992. Hasebrink. J.P., Kobler. R. Fundamentals of Pneumatic Control Engineering – Textbook. Esslingen. Festo Didactic. 1989. Jurgen Ehnert. Tabellen Mechatronik. Westermann. Braunschweig. 2000. Löffler. C., Merkle. D., Prede. G., Rupp. K., Scholz. D. Electrohydraulics. Text Book. Festo Didactic GmbH & Co. KG. Denkendorf. Germany. 2006 Merkle. D, Schrader. B., Thomes. M. Hyraulics Basic Level. Text book. Festo Didactic GmbH & Co. KG. Denkendorf. Germany. 2003 Meixner. H., Kobler. R. Maintenance of Pneumatic Equipment and System. Esslingen. Festo Didactic. 1988. Meixner, Sauer. E. Training System in Control Technology Electropneumatics. Festo Didactic. 1984. Siemens Technical Education Program. Basic of Electricity. Material Courses. Siemens nergy & Automation. 2000. Hal 245 SNI, 2000, Peraturan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000), Badan Standarisasi Nasional. Soleh. M., Sudaryono, Agung. S. Sistem Pneumatik dan Hidrolik. BSE. PSMK. 2009 Soleh. M. Teknik Kontrol 1. BSE. PSMK. 2013 Soleh. M. Nursalam P. Teknik Kontrol 2. BSE. PSMK. 2013 Thomson. P.J. Electro-Pneumatics Basic Level TP 201 Textbook. Esslingen. Festo Croser Didactic. 1991. Thomas. K., Dines. G. Dasar-Dasar Pneumatik. Jakarta. Penerbit Erlangga. 1993. Trevor Linsley. 2008. Basic Electrical Installation Work. Fifth Edition. Elsivier. Werner. D., Kurt. S. Pneumatic Control. Wurzburg. Vogel-Verlag. 1987. Werner. D., Kurt. S. Cutting Cost with Pneumatics. Vogel-Verlag. 1988. GC Loveday, Electronic Testing And Fault Diagnosis, Pitman Publishing Limited, 1980. Hal 246 LAMPIRAN (BAHAN BACAAN) Hal 247