CARA MEMBUAT BATERAI DARI KENTANG

sumber: http://www.youtube.com/watch?v=FITxr6bJmd8

GENERATOR ARUS BOLAK-BALIK (AC)

Listrik sudah menjadi bagian yang penting bagi kehidupan manusia saat ini. Arus listrik dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk menghidupkan berbagai macam alat-alat lisrik. Arus listrik didapatkan dari proses konversi sumber energi lainya ( energi panas, energi gerak, dll) menjadi energi listrik.

Generator merupakan sebuah alat yang mampu menghasilkan arus listrik. salah satu jenis generator adalah generator arus bolak balik yang akan dibahas saat ini. Generator arus bolak-balik berfungsi mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik arus bolak-balik. 

Generator Arus Bolak-balik sering disebut juga sebagai alternator atau generator AC (alternating current) atau juga generator singkron. Alat ini sering dimanfaatkan di industri untuk mengerakkan beberapa mesin yang menggunakan arus listrik sebagai sumber penggerak.

Generator arus bolak-balik dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

a. Generator arus bolak-balik 1 fasa

b. Generator arus bolak-balik 3 fasa

 

Prinsip Kerja Generator

Prinsip dasar generator arus bolak-balik menggunakan hukum Faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik.

Besar tegangan generator bergantung pada :

1. Kecepatan putaran (N)

2. Jumlah kawat pada kumparan yang memotong fluk (Z)

3. Banyaknya fluk magnet yang dibangkitkan oleh medan magnet (f)

3. Konstruksi Generator

Generator arus bolak-balik ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu

1. Stator, merupakan bagian diam dari generator yang mengeluarkan tegangan bolakbalik

2. rotor, merupakan bagian bergerak yang menghasilkan medan magnit yang menginduksikan ke stator.

Stator terdiri dari badan generator yang terbuat dari baja yang berfungsi melindungi bagian dalam generator, kotak terminal dan name plate pada generator. Inti Stator yang terbuat dari bahan ferromagnetik yang berlapis-lapis dan terdapat alur-alur tempat meletakkan lilitan stator. 

Lilitan stator yang merupakan tempat untuk menghasilkan tegangan. Sedangkan, rotor berbentuk kutub sepatu (salient) atau kutub dengan celah udara sama rata (rotor silinder). Konstruksi dari generator sinkron dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Jumlah Kutub pada Generator

Jumlah kutub generator arus bolak-balik tergantung dari kecepatan rotor dan frekuensi dari ggl yang dibangkitkan. Hubungan tersebut dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini.

Keterangan:

f = frekuensi tegangan (Hz)

p = jumlah kutub pada rotor

n = kecepatan rotor (rpm)

sumber: http://tsani-oke.blogspot.com/2011/09/prinsip-kerja-generator-arus-bolak.html

GENERATOR ARUS SEARAH (DC)

Dua bagian utama generator arus searah yakni :

1. Rotor adalah bagian generator yang berputar, terdiri dari :

• Poros jangkar
• Inti jangkar
• Komutator
• Kumparan jangkar

2. Motor adalah bagian generator yang tidak berputar, terdiri dari :

• Kerangka generator
• Kutub utama dengan belitannya
• Kutub pembantu dengan belitannya
• Bantalan poros
• Sikat

Jenis belitan jangkar meliputi :

1. Belitan jerat (lap winding)

     a = p

2. Belitan gelombang (wave winding)

     a = 2

    Dimana :

    p = jumlah pasangan

    a = jumlah kutub

Fungsi dari generator adalah untuk mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik.

Adapun prinsip kerjanya :

1. Arus listrik yang diberikan pada penghantar rotor akan menimbulkan momen elektromagnetik yang bersifat melawan putaran rotor dan seterusnya menimbulkan gaya gerak listrik.
2. Tegangan ggl yang dibangkitkan akan menghasilkan arus jangkar.

Persamaan dalam perhitungan generator arus searah

Ea = V + Ia Ra

Ea = (Ø Z N/60) x (P/a)

Dimana :

Ea = Gaya gerak listirk yang dibangkitkan pada jangkar generator

V = Tegangan terminal generator yang diberikan

Ia = Arus jangkar

Ra = Tahanan jangkar

Ø = Fluks per kutub

Z = Jumlah konduktor

N = Kecepatan putaran (rpm)

a = Jumlah kutub

Macam – macam generator arus searah :

1. Generator mesin berpenguatan luas

2. Generator mesin berpenguatan sendiri, meliputi :

• Mesin hubungan seri
• Mesin hubungan parallel (shunt)
• Mesin hubungan kompon (gabungan seri dan parallel)

Adapun rugi – rugi yang terjadi pada generator, diantaranya :

1. Rugi – rugi tembaga, antara lain :

• Pada kumparan medan shunt
• Pada kontak sikat
• Pada jangkar
• Pada kumparan medan seri
• Pada lilitan – lilitan medan tambahan misalnya belitan dan kompensasi

2. Rugi – rugi besi/mekanis, antara lain :

• Pada besi
• Pada gesekan

Tiga karakteristik generator DC, yakni :

1. Karakteristik penjenuhan beban nol (Eo/If)

     Disebut juga sebagai karakteristik magnetic atau untai terbuka.

2. Karakteristik total atau karakteristik dalam (E/Ia)

3. Karakteristik luar (V/IL)

sumber: http://rahelsaja.wordpress.com/2012/03/24/generator-arus-searah-dc/

MIKROKONTROLER

Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang dikerjakan.
Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer.

 

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

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

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

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

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

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

 

sumber : http://mikrokontroler.tripod.com/6805/bab1.htm

TRANSFORMATOR

1.1   Pengertian Transformator

Trafo adalah suatu peralatan listrik yang berguna untuk mengubah nilai tegangan atau arus dari nilai yang satu ke nilai yang lainnya sesuai dengan kebutuhan. Trafo bekerja berdasarkan pada hukum faraday. Jenis trafo sangat beragam tergantung pada tegangan kerja, fasa yang dipakai, dan untuk apa trafo tersebut digunakan. Salah satu jenis trafo yang dibahas kali ini adalah trafo tiga fasa yang umumnya memiliki tegangan kerja yang tinggi dan biasanya berada pada gardu induk yang berfungsi untuk menurunkan tegangan transmisi (tegangan tinggi) menjadi tegangan distribusi (menengah).

Transformator atau yang biasa di sebut trafo adalah suatu peralatan listrik yang termasuk dalam klasifikasi mesin listrik statis. Transformator 3 fasa pada dasarnya merupakan Transformator 1 fase yang disusun menjadi 3 buah dan mempunyai 2 belitan, yaitu belitan primer dan belitan sekunder.

Sesuai dengan namanya maka trafo tiga fasa bekerja pada tegangan yang memiliki tiga buah fasa. Sebuah transformator tiga fasa secara prinsip sama dengan sebuah transformator satu fasa, perbedaan yang paling mendasar adalah pada sistem kelistrikannya yaitu sistem satu fasa dan tiga fasa. Sehingga transformator tiga fasa bisa dihubung bintang, segitiga, atau zig-zag. Transformator tiga fasa banyak digunakan pada sistem tranmisi dan distribusi tenaga listrik karena pertimbangan ekonomis. Transformator tiga fasa banyak sekali mengurangi berat dan lebar kerangka, sehingga harganya dapat dikurangi bila dibandingkan dengan penggabungan tiga buah transformator satu fasa dengan “rating” daya yang sama.

1.2    Fungsi Transformator

Transformator berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya, dengan frekuensi sama. Sistem kerja transformator tenaga pada umumnya di tanahkan pada titik netral, sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan atau proteksi. Contoh dari transformator ini adalah transformator 150/70 kV yang ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV, dan transformator 70/20 kV ditanahkan dengan tahanan di sisi netral 20 kV nya.

1.3       Prinsip Kerjanya

Pada dasarnya transformator 3 fasa sama dengan transformator 1 fasa. Baik cara kerja maupun teori dasarnya yaitu bekerja pada dasar kerja induksi elektromagnetik. Sebuah transformator 3 fasa dapat diperoleh dari 3 buah transformator satu fasa atau unit transformator 3 fasa. Jika suplai 3 fasa yang digunakan adalah V1,V2, dan V3 dan masing-masing menghasilkan fluks (φ1,φ2, dan φ3) yang masing-masing fluks beda fasa 120º, maka berdasarkan hukum faraday pada lilitan primer dan lilitan sekunder masing-masing akan menghasilkan ggl induksi dan masing-masing fasa juga berjarak 120º. Prinsip  kerja  suatu  transformator  adalah  induksi  bersama  (mutual  induction)  antara dua  rangkaian  yang  dihubungkan  oleh  fluks  magnet.  Dalam  bentuk  yang  sederhana, transformator terdiri dari dua buah kumparan yang secara listrik terpisah tetapi secara magnet dihubungkan oleh suatu alur induksi. Kedua kumparan tersebut mempunyai mutual induction yang  tinggi.  Jika  salah  satu  kumparan  dihubungkan  dengan  sumber  tegangan  bolak-balik, fluks  bolak-balik  timbul  di  dalam  inti  besi  yang  dihubungkan  dengan  kumparan  yang  lain menyebabkan  atau  menimbulkan  ggl  (gaya  gerak  listrik)  induksi  (  sesuai  dengan  induksi elektromagnet) dari hukum faraday.

Gambar 1. rangkaian transformator

1.4       Konstruksi Transformator 3 Fasa

Secara umum sebuah transformator tiga fasa mempunyai konstruksi hampir sama, yang membedakannya adalah alat bantu dan sistem pengamannya, tergantung pada letak pemasangan, sistem pendinginan, pengoperasian, fungsi dan pemakaiannya. Bagian utama, alat bantu, dan sistem pengaman yang ada pada sebuah transformator daya.

Untuk mengurangi kerugian yang disebabkan oleh arus pusar di dalam inti, rangkaian

magnetik itu biasanya terdiri dari setumpuk laminasi tipis.

Dalam jenis inti (core type) kumparan dililitkan disekitar dua kaki inti magnetik persegi. Dalam jenis cangkang (shell type) kumparan dililitkan sekitar kaki tengah dari inti berkaki tiga dengan laminasi silikon-steel. Umumnya digunakan untuk transformator yang bekerja pada frekuensi dibawah beberapa ratus Hz. Silikon-steel memiliki sifat-sifat yang dikehendaki yaitu murah, rugi inti rendah dan permeabilitas tinggi pada rapat fluks tinggi. Inti transformator yang dipergunakan dalam rangkaian komunikasi pada frekuensi tinggi dan tingkat energi rendah, kadang-kadang dibuat dari campuran tepung ferromagnetik yang dimanfaatkan sebagai permalloy.

a.       Inti trafo

Seperti halnya pada transformator satu fasa inti besi berfungsi sebagai tempat mengalirnya fluks dari kumparan primer ke kumparan sekunder sehingga akan didapatkan induksi medan yang lebih kuat. Sama seperti transformator satu fasa, berdasarkan cara melilit kumparannya ada dua jenis, yaitu tipe inti dan tipe cangkang.

Inti trafo dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis dari bahan besi silicon (Grain Oriented Silicon Steel) yang berisolasi, yang tujuannya adalah untuk mengurnagi panas (sebuah rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current.

b.      Kumparan Transformator

Kumparan transformator terdiri dari lilitan kawat berisolasi dan membentuk kumparan. Kawat yang dipaki adalah kawat tembaga berisolasi yang berbentuk bulat atau plat. Kumparan-kumparan transformator diberi isolasi baik terhadap kumparan lain maupu inti besinya. Bahan isolasi berbentuk padat seperti kertas prespan, pertinak dan lainnya.

c.       Minyak Trafo

Sebagian  besar  trafo  tenaga kumparan-kumparan dan  intinya  direndam  dalam minyak-trafo,  terutama trafo-trafo  tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak  trafo mempunyai  sifat  sebagai  media  pemindah panas (disirkulasi) dan bersifat pula sebagai isolasi (daya tegangan  tembus  tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.Untuk  mendinginkan  transformator  saat beroperasi maka kumparan dan inti transformator  direndam di dalam minyak transformator ,minyak  juga berfungsi  sebagai isolasi.Oleh karena itu minyak transformator harus memenuhi persyaratan,sebagai berikut :

·         Mempunyai kekuatan isolasi (Dielectric Strength)

·         Penyalur panas yang baik dengan berat jenis yang kecil, sehingga partikel-partikel kecil dapat mengendap dengan cepat.

·         Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersikulasi dan kemampuan pendinginan menjadi lebih baik.

·         Tidak nyala yang tinggi, tidak mudah menguap, sifat kimia yang stabil.

1.5              Hubungan pada Transformator Tiga Fasa

Secara umum ada 3 macam jenis hubungan pada transformator tiga phasa yaitu :

1.      Hubungan Bintang (Y)

 Hubungan bintang ialah hubungan transformator tiga fasa, dimana ujung-ujung awal atau akhir lilitan disatukan. Titik dimana tempat penyatuan dari ujung-ujung lilitan merupakan titik netral.  Arus transformator tiga phasa dengan kumparan yang dihubungkan bintang yaitu; IA, IB, IC   masing-masing berbeda 120°.

2.  Hubungan Segitiga/ Delta (Δ)

            Hubungan segitiga adalah suatu hubungan transformator tiga fasa, dimana cara penyambungannya ialah ujung akhir lilitan fasa pertama disambung dengan ujung mula lilitan fasa kedua, akhir fasa kedua dengan ujung mula fasa ketiga dan akhir fasa ketiga dengan ujung mula fasa  pertama. Tegangan transformator tiga phasa dengan kumparan yang dihubungkan segitiga yaitu; VA, VB, VC  masing-masing berbeda 120°.

3.      Hubungan Zig-zag

 Transformator  zig–zag merupakan transformator dengan tujuan khusus. Salah satu aplikasinya adalah menyediakan titik netral untuk sistem listrik yang tidak memiliki titik netral. Pada transformator zig–zag masing–masing lilitan tiga fasa dibagi menjadi dua bagian dan masing–masing dihubungkan pada kaki yang berlainan.

1.6  Jenis-Jenis Hubungan Transformator Tiga Phasa

Dalam pelaksanaanya, tiga buah lilitan phasa pada sisi primer dan sisi sekunder dapat

dihubungkan dalam bermacam-macam hubungan, seperti bintang dan segitiga, dengan

kombinasi Y-Y, Y-Δ,  Δ-Y,  Δ-Δ, bahkan untuk kasus tertentu liltan sekunder dapat

dihubungakan secara berliku-liku (zig-zag), sehingga diperoleh kombinasi  Δ-Z, dan Y-Z. Hubungan zig-zag merupakan sambungan bintang istimewa, hubungan ini digunakan untuk mengantisipasi kejadian yang mungkin terjadi apabila dihubungkan secara bintang dengan beban phasanya tidak seimbang.  Di bawah ini pembahasan hubungan transformator tiga phasa secara umum :  

1.  Hubungan Wye-wye (Y-Y)

Pada hubungan bintang-bintang, rasio tegangan fasa-fasa (L-L) pada primer dan sekunder adalah sama dengan rasio setiap trafo. Sehingga, tejadi pergeseran fasa sebesar 30° antara tegangan fasa-netral (L-N) dan tegangan fasa-fasa (L-L) pada sisi primer dan sekundernya.  Hubungan bintang-bintang ini akan sangat baik hanya jika pada kondisi beban  seimbang. Karena, pada kondisi beban seimbang menyebabkan arus netral (IN) akan sama dengan nol. Dan apabila terjadi kondisi tidak seimbang maka akan ada arus netral yang  kemudian dapat menyebabkan timbulnya rugi-rugi. Hubungan Y-Y pada transformator tiga phasa dapat dilihat pada Gambar 11. Pada hubungan Y-Y, tegangan masing-masing primer phasa adalah :

 

Tegangan phasa primer sebanding dengan tegangan phasa sekunder dan perbandingan belitan transformator maka, perbandingan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder pada transformator hubungan Y-Y adalah :

2.  Hubungan Wye-delta (Y-Δ)

 Transformator hubungan Y-Δ,  digunakan  pada  saluran transmisi  sebagai penaiktegangan. Rasio antara sekunder dan primer tegangan fasa-fasa adalah 1/ √3  kali  rasio  setiap  trafo.  Terjadi sudut 30° antara tegangan fasa-fasa antara primer dan sekunder yang berarti bahwa trafo Y-Δ tidak bisa diparalelkan dengan trafo Y-Y atau  trafo Δ-Δ. Hubungan transformator Y-Δ dapat dilihat pada  Gambar 12. Pada hubungan ini tegangan kawat ke kawat primer sebanding dengan tegangan phasa primer  dan tegangan  kawat ke kawat sekunder sama dengan tegangan phasa ( ), sehingga diperoleh perbandingan tegangan pada hubungan Y-Δ adalah :

2.    Hubungan Delta-wye (Δ-Y)

Transformator hubungan Δ-Y, digunakan untuk menurunkan tegangan dari tegangan

transmisi ke tegangan rendah. Transformator hubungan Δ-Y dapat dilihat pada Gambar 2.16.

Pada hubungan Δ-Y,  tegangan kawat ke kawat primer sama dengan tegangan phasa primer  dan tegangan sisi sekundernya  maka perbandingan tegangan pada hubungan Δ-Y adalah :

4.  Hubungan Delta - delta (Δ-Δ)

Pada transformator hubungan Δ-Δ, tegangan kawat ke kawat dan tegangan phasa sama

untuk sisi primer dan sekunder transformator (VRS = VST = VTR = VLN), maka perbandingan tegangannya adalah :

Sedangkan arus pada transformator hubungan Δ-Δ adalah : 

 Dimana :

IL  = arus line to line

IP  = arus phasa