Buruan dapat $$$ dengan cash bar

make cash

Sabtu, 14 April 2012

Laporan Elektronika acara 1

LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA

PENGENALAN SIMULASI RANGKAIAN ELEKTRONIKA (DC DAN AC) MENGGUNAKAN EWB (ELECTRONIC WORKBENCH)


Oleh:

Helmi Purwo A

A1H011046

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN

PURWOKERTO

2012

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Di zaman modern ini mempelajari rangkaian elektronika sudah bukan hal yang terlalu sulit. Saat ini, tidak perlu langsung membuat rangkaian yang ingin dipelajari. Dalam membuat suatu rancangan elektronik kita dapat merancangnya dengan suatu program pada komputer. Sudah banyak program simulasi untuk membuat rangkaian elektronika, salah satunya Elektronic Work Bench (EWB). Dengan program ini kita dapat mengaplikasikan pengetahuan dasar yang telah kita pelajari dengan membuat simulasinya. Kemudian dapat kita bandingkan hasil teoritis dengan hasil simulasi. Program tersebut dinamakan program Elektronic Work Bench (EWB).

B. Tujuan

1. Mengenali lingkungan kerja EWB 5.12

2. Mampu membuat dan menganalisa rangkaian menggunakan program EWB 5.12.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Penggunaan EWB haruslah didukung oleh pengetahuan dasar tentang elektronika. Tanpa pengetahuan dasar elektronika yang memadai seperti cara pemakaian alat ukur (osiloskop, multimeter, dan lain sebagainya), tentu saja akan lebih sukar untuk memahami cara kerja dari software ini. Software ini menggunakan sistem GUI (Graphic User Interface) seperti halnya Windows sehingga pemakai sofware yang sudah memahami pengetahuan dasar elektronika akan mudah menguasai penggunaan software ini.

Perlunya simulasi rangkaian listrik adalah untuk menguji apakah rangkaian listrik itu dapat berjalan dengan baik dan sesuai dengan pendekatan teori yang digunakan pada buku-buku elektronika, tanpa harus membuat rangkaian listrik itu secara nyata. EWB adalah software elektronika yang digunakan untuk melakukan simulasi terhadap cara kerja dari suatu rangkaian listrik. Perlu diingat, simulasi yang dilakukan dengan menggunakan EWB adalah simulasi yang menghasilkan keluaran yang ideal. Maksudnya keluaran yang tidak terpengaruh oleh faktor-faktor ketidak idealan seperti gangguan (dikenal dengan noise dalam elektronika) seperti halnya gangguan yang sering terjadi pada rangkaian listrik yang sebenarnya (nyata).

Software EWB yang beredar di Indonesia adalah kebanyakan software bajakan (telah di-crack) oleh cracker, usahakan jangan menggunakan software bajakan untuk menyelesaikan proyek besar yang berhubungan dengan lisensi penggunaan software.

III. METODOLOGI

A. Alat dan Bahan

1. Program EWB 5.12

2. Laptop

B. Prosedur Praktikum

a. Cara menginstal EWB 5.12

Penginstalan software ini cukup mudah. Cari source (sumber/ file setup) dari EWB 5.12 ini, lalu double click pada file setup. Tentukan tempat tujuan EWB diinstall (misalnya C:\Program Files\ EWB 5.12), lalu klik OK. Tunggu proses instalasi selesai, lalu ke startmenu buka programs àelectronic workbench àEWB 5.12. EWB siap dipakai.

b. Penggunaan EWB secara singkat:

Umumnya, ada tiga hal yang perlu dikuasai oleh pemakai baru EWB yaitu cara pemakaian alat ukur yang disediakan, pemakaian komponen elektronika (mencakup komponen aktif, pasif, dan sumber sinyal/sumber tegangan) dan pembentukan rangkaian. Pemakaian alat ukur setelah menjalankan EWB, akan melihat tiga toolbar menu (barisan toolbar file,edit ; toolbar ‘gambar’ new,open ; dan toolbar komponen dan alat ukur).

Pada barisan terakhir, klik toolbar yang paling kanan. Lalu pilih alat ukur yang ingin dipakai (osiloskop atau multimeter), drag simbol osiloskop atau multimeter ke bawah (layar putih). Pada symbol osiloskop ada empat titik kecil yang bisa dipakai yaitu channel A dan B serta dua node ground. Untuk mengubah time/div dan volt/div seperti yangbiasa dilakukan pada osiloskop yang nyata, klik dua kali simbol osiloskop. Tampilan windows kecil akan muncul dan dapat mengisi nilai time/div, volt/div yang diinginkan ataupun mengubah hal-hal yang lain. Penggunaan multimeter juga hampir sama dengan osiloskop. Drag simbol multimeter, klik dua kali untuk mengubah modus pengukuran (pengukuran arus, tegangan ataupun hambatan).

c. Pemakaian komponen elektronika:

Pada barisan terakhir, mulai dari toolbar ‘gambar’ yang kedua sampai toolbar ‘gambar’ yang ketigabelas adalah toolbar yang berisi simbol komponen. Pada praktikum elektronika dasar ini, hanya cukup memakai toolbar yang kedua sampai toolbal kelima. Mulai dari toolbar kedua sampai kelima, ada simbol komponen seperti simbol resistor, kapasitor, dioda, op-amp, batere, ground, dll. Cara memakai komponen ini hampir sama dengan pemakaian alat ukur. Untuk mengubah besar nilai komponen dilakukan dengan klik dua kali komponen, lalu isi nilai komponen yang diinginkan pada tempat yang disediakan (Simbol sinyal generator ada pada toolbar yang paling kanan/ toolbar alat ukur).

d. Pembentukan rangkaian:

Setelah mengambil beberapa komponen yang diinginkan untuk membentuk suatu rangkaian listrik, perlu menyambung kaki-kaki dari satu simbol ke simbol lainnya. Penyambungan kaki dapat dilakukan dengan: arahkan mouse pointer ke ujung kaki simbol, usahakan ujung kaki simbol berwarna terang; lalu klik dan tahan mouse, tujukan ke ujung kaki simbol yang ingin disambung sampai ujung kaki simbol tersebut berwarna terang dan lepass mouse. Kedua komponen akan tersambung denagn suatu simbol kawat penghantar.

e. Simulasi:

Setelah tiga hal tersebut dikuasai, rangkaian listrik sudah dapat dibentuk. Setelah rangkaian listrik plus alat ukur dipasang pada bagian yang akan diukur (biasanya input dan ouput), dapat melalui simulasi dengan menekan simbol saklar yang terletak di pinggir kanan atas (klik tanda I untuk on simulasi dan klik tanda O untuk off simulasi; tanda pause bisa juga digunakan terutama untuk mencatat nilai). Usahakan windows kecil alat ukur tetap terbuka, supaya grafik hasil pengukuran dapat dibaca.

Pelaksanaan Simulasi:

1. Rangkaian DC

a. Buat rangkaian seperti dibawah ini:

b. Tentukan arus (arah dan besarnya) yang mengalir pada R3 menggunakan perangkat instrument (multimeter) yang ada pada EWB.

c. Bandingkan hasil simulasi dengan perhitungan teoritis (gunakan metode superposisi).

2. Rangkaian AC (Filter/Tapis)

a. Buat rangkaian seperti dibawah ini

Ubah warna wire : klik kanan wire; pilih wire properties; pilih warna merah (set node color).

b. Setting: (dengan cara double klik pada komponen yang akan di set)

Fuction generator:


Oscilloscope:

c. Cara membaca Amplitude (tegangan Vpp)

Jalankan simulasi dan tekan Pause/ stop bila diperlukan (gerak sinyal terlalu cepat).

Channel A (input): sinyal/grafik warna hitam

Vpp = 2V/Div * (2.4*2)

= 9.6 Vpp

Channel B (output): sinyal/grafik warna merah

Vpp = 2V/Div * (2.4*2)

= 9.6 Vpp

d. Ubah nilai frekuensi pada function generator pada nilai yang berbeda-beda, kemudian tentukan nilai Vpp channel A/ input (warna hitam) dan Vpp channel B/output (warna merah). Catat pada lembar data.


Frequency

Vpp In

Vpp Out

1 Hz

10 Hz

50 Hz

100 Hz

1 kHz

10 kHz

100 kHz

e. Buat grafik hubungan antara Frekuensi (sumbu X) dengan Vpp out (sumbu Y).

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

(Terlampir)

B. Pembahasan

Electronic Work Bench (EWB) merupakan salah satu program Electrical Computer Aided Simulation yang digunakan untuk menghitung besarnya nilai-nilai dalam rangkaian elektronika. Dengan menggunakan program ini, kita dapat melakukan perancangan dan uji rangkaian elektronika analog dan digital menggunakan fituristik yang ada antara lain source, basic, transistor, diode, dan lain-lain.

Ada beberapa contoh software lainnya yaitu:

1. Qucs

Qucs merupakan simulator rangkaian elektronika yang memungkinkan anda untuk membuat rangkaian elektronika berbasiskan Graphical User Interface (GUI) dan mensimulasikan sinyal-sinyal dan noise yang ada timbul pada rangkaian. Berikut adalah screenshot Qucs:

2. Oregano

Oregano merupakan aplikasi GNOME untuk membuat dan mencetak gambar rangkaian elektronika. Oregano bisa disimulasikan dengan menggunakan Gnucap, ng-spice atau Berkeley spice. Berikut screenshot oregano:

3. TkGate

TkGate merupakan simulator rangkaian digital berbasis Tcl/TK editor grafis. TkGate mendukung banyak sekali komponen-komponen rangkaian lama dan baru. Berikut adalah screenshot TkGate:

Dalam praktikum yang telah dilakukan dalam menggambar sebuah rangkain listrik menggunakan beberapa komponen. Komponen- komponen yang digunakan pada praktikum ini dibagi menjadi dua yaitu komponen pada rangkaian 1 (rangkaian dc) dan komponen pada rangakaian 2 (rangkaian ac). Pada rangkaian 1 komponen yang digunakan yaitu :

· Sumber tegangan dc (battery)

Suatu sumber tegangan searah (DC) ideal menghasilkan tegangan beban yang konstan. Contoh paling sederhana adalah baterai yang memiliki hambatan dalam nol.

· Resistor

Resistansi dianggap sebagai sesuatu yang melawan aliran arus. Semakin tinggi resistansi semakin kecil arus yang akan mengalir dengan asumsi g.g.l tetap. Resistor merupakan salah satu komponen pasif yang dibuat berdasarkan konsep resistansi. Resistor merupakan sarana untuk mengontrol arus dan tegangan yang bekerja dalam rangkaian elektronik.

Komponen resistor dibagi menjadi dua komponen yaitu komponen utama dan komponen pendukung. Komponen utama dari resistor generator yaitu stator, rotor dan sikat. Sedangkan komponen pendukung dari resistor generator yaitu Exciter, AVR, Pengatur Generator, Bearing, dll.

Komponen utama resistor yaitu :

1. Rotor

Rotor merupakan bagian dari generator yang berputar dan terdiri dari kumparan-kumparan. Rotor berfungsi untuk:

1. Menghasikan medan magnet.

2. Menghasilkan GGL.

2. Stator

Stator merupakan komponen generator yang berbentuk gulungan yang terbuat dari tembaga yang diisolasikan dalam bentuk plat yang berbentuk persegi panjang. Statsor berfungsi untuk:

1. Menghasikan fluksi-fluksi magnetik.

2. Menghindari gagalnya isolasi antara lilitan.

3. Sebagai penghantar.

3. Sikat

Sikat merupakan bagian yang menghubungkan jangkar/stator dengan kabel. Fungsi dari sikat yaitu Agar kabel penghubung tidak ikut berputar.

4. Exciter

Exciter Sebagai penguat yang digunakan generator untuk membangkitkan sumber tenaga. Sebagai pengerak mula generator.

5. AVR (Automatic Voltage Regulator)

Suatu alat yang mengatur tegangan yang berubah--ubah, dan terdiri dari satu kumparan.

6. Bearing

Menjaga kestabilan posisi dan putaran posisi.

7. Osiloskop

Osiloskop biasanya dilengkapi dengan suatu sinyal kalibrasi yang mempunyai bentuk tegangan serta periode tertentu. Dengan mengamati sinyal ini pada layar maka “time/div” dan “volt/div” osoloskop dapat dikalibrasi.

8. Probe dan Peredam

Kabel penghubung seringkali dapat merubah bentuk sinyal serta menyebabkan pergeseran fasa ataupun osilasi disebabkan adanya kapasitas pada kabel yang digunakan. Jenis probe tertentu dapat digunakan di sini untuk mengkonpensasikan hal tersebut. Peredam digunakan apabila tegangan sinyal yang akan diukur jauh melampaui kemampuan dari osiloskop.

9. Multimeter

Multimeter adalah gabungan dari voltmeter, amperemeter, dan ohmmeter dalam satu instrument. Selain fungsi pengukur tegangan, arus dan resistansi yang biasa, beberapa multimeter juga dilengkapi fasilitas pengujian transistor dan pengukuran kapasitansi. Berdasarkan tampilannya terdapat dua jenis multmeter, yaitu analog dan digital.

Sedangkan pada rangkaian 2 (rangkaian ac), komponen yang digunakan yaitu sebagai berikut :

1. Function Generator

Function generator ini bisa menghasilkan sinyal dalam bentuk sinus, segitiga dan kotak dengan tegangan puncak ke puncak mulai dari 0 s/d 20 Vpp. Frekuensinya bisa diatur mulai dari 0 s/d 22 KHz. Prinsip kerjanya hampir sama dengan panel generator sinyal pada meja praktikum. Pada beberapa jenis, alat ini memiliki display/ peraga digital yang berupa seven segment untuk menampilkan besar frekuensi yang kita gunakan sehingga kita dapat mengatur sesuai dengan yang kita butuhkan. Sinyal keluaran function generator portable lebih stabil dibandingkan dengan sinyal dari generator sinyal pada meja praktikum.

2. Resistor

Resistansi dianggap sebagai sesuatu yang melawan aliran arus. Semakin tinggi resistansi semakin kecil arus yang akan mengalir dengan asumsi g.g.l tetap. Resistor merupakan salah satu komponen pasif yang dibuat berdasarkan konsep resistansi. Resistor merupakan sarana untuk mengontrol arus dan tegangan yang bekerja dalam rangkaian elektronik.

3. Kapasitor

Kapasitor adalah perangkat yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Satuan kapasitansi adalah farad (F). Sebuah kapasitor dikatakan memiliki kapasitansi 1F jika arus 1A mengalir didalamnya ketika tegangan yang berubah-ubah dengan kevepatan 1V/s diberikan kepada kapasitor tersebut.

4. Ground

Tanah adalah hanya satu titik yang sama untuk semua titik dalam rangkaian.kita tahu bahwa tegangan perbedaan dalam potensi, ini berarti kita memerlukan dua poin untuk mengukur tegangan. Tanah adalah titik itu diambil sebagai satu umum.

Dalam gambar yang pertama menunjukkan, kita bisa mengatakan misalnya bahwa tanah adalah negatif dari baterai, jadi ketika mengukur tegangan pada baterai, kita mengukur dalam positif, dengan asumsi yang lain melekat pada terminal negatif (ground). Semua titik di dalam tanah mempunyai nilai potensial yang sama, sehingga dalam praktek, dalam rangkaian dapat bergabung dengan semua titik tanah bersama-sama, karena mereka adalah titik yang sama. Sehubungan dengan AC - koneksi tanah akan tergantung pada rangkaian. Penguat misalnya akan sering Gnd atau 0 volt dan akan sinyal positif dan negatif jika direferensikan ke ground.

Dalam rangkaian digital paling IC's akan memiliki tanah. Pin ini biasanya semua akan dihubungkan bersama-sama. Banyak PCB, s akan memiliki seluruh lapisan yang tanah dan kemudian semua pin komponen yang perlu dihubungkan ke ground akan terhubung ke lapisan. Namun perlu dicatat bahwa ketika berhadapan dengan sinyal campuran papan seperti papan dengan kedua sinyal digital dan analog dasar untuk bagian analog biasanya hanya akan bergabung dengan tanah digital pada satu titik. Kebanyakan dicampur papan dengan alasan akan memberikan nama yang berbeda pada denahnya seperti AGND dan DGND. Hal yang sama berlaku untuk sinyal campuran IC's.

Jika tegangan ac acuan dan ac VCO mempunyai frekuensi dan fasa yang tepat sama, maka tegangan keluaran dc-nya akan mempunyai nilai tertentu. Jika VCO mencoba mengubah frekuensinya, maka tegangan pada titik tengah di antara kedua dioda akan menimbulkan suatu sinyal kesalahan. Sinyal ini dilewatkan melalui filter RC pelewat-rendah (kemudian biasanya ke penguat dc) dank e rangkaian tegangan VCO, yang memaksa VCO untuk mengunci kembali pada frekuensi acuan. Dalam rangkaian ini, keluaran VCO dapat merupakan satu-satunya frekuensi acuan.

Sistem PLL di mana ac keluaran dari VCO-nya mengunci pada sebuah frekuendi yang telah dipilih dan menjaga tetap pada frekuensi ini dengan kestabilan dari osilator acuan 1 MHz. jika IC pembagi TTL (transistor-transistor logic) membagi VCO ± 10 MHz sebesar 10, maka VCO akan mengunci pada keluaran 10MHz, asalkan frekuensi-bebas atau frekuensi osilasi alami VCO cukup dekat dengan 10 MHz. Jika pembagi tersebut membagi sebesar 10,001, maka VCO mengunci pada keluaran 10,001 MHz. Jadi pembagi dan frekuensi acuan menentukan besarnya frekuensi keluaran VCO.

Salah satu sintesaiser (synthesizer) PLL. Rangkaiannya mempunyai dua buah pembagi TTL; yang satu membagi sekian kali bilangan tetap (fixed number) untuk perubahan frekuensi yang relative besar, tetapi yang lain merupakan sebuah penghitung turun (down counter) TTL variabel untuk perubahan frekuensi yang kecil. Berapa kali rangkaian tersebut membagi frekuensi ac yang diberikan padanya ditentukan oleh kombinasi dari tegangan digital tinggi dan rendah yang diberikan pada terminal kontrolnya oleh IC rangkaian penyambungannya (switching circuit).

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

1. Suatu sumber tegangan searah (DC) ideal menghasilkan tegangan beban yang konstan.

2. Dari percobaan menggunakan multimeter pada ranngkaian DC diperoleh hasil besarnya arus yang mengalir pada R3 sebesar 11,00 mA atau 0,011 A. Sedangkan setelah dihitung secara teoritis menggunakan metode superposisi diperoleh hasil yang mendekati sama yaitu 0,032 A.

3. Resistor merupakan komponen elektronika yang bersifat menahan arus listrik. Resistor dibagi menjadi dua kategori, yaitu: fixed resistor (tetap) dan variable resistor (berubah-ubah).

B. Saran

Pada praktikum ini hendaknya mahasiswa mampu membuat suatu rangkaian. Apabila ada rangkaian yang salah hendaknya praktikan bertanya kepada asisten sehingga praktikan dapat melakukan praktikum dengan benar.

DAFTAR PUSTAKA

Lab. Dasar Teknik Elektro. 2007. Elektronic WorkBench 5.12. Laboratorium Elektronika Dan Instrumentasi-Departemen Fisika-ITB.

Malvino, Albert Paul. 2002. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta Salemba Teknika.

Millman dan Halkias. 1997. Elektronika Terpadu Rangkaian dan Sistem Analaog dan Digital Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar