Kamis, 02 Mei 2013
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)
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 :
- Arus listrik yang diberikan pada penghantar rotor akan menimbulkan momen elektromagnetik yang bersifat melawan putaran rotor dan seterusnya menimbulkan gaya gerak listrik.
- 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)
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.
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.
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.
Langganan:
Postingan (Atom)