Tugas Pendahuluan

17.13

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Example

6. Problem

7. Soal Latihan

8. Percobaan

9. Link Download

1. Pendahuluan[Kembali]

Pengontrol suhu (temperature controller) adalah perangkat yang digunakan untuk mengatur suhu suatu sistem agar tetap dalam rentang tertentu. Salah satu metode pengendalian suhu yang efisien adalah dengan menggunakan Silicon Controlled Rectifier (SCR) yang diaktifkan oleh termostat. Sistem ini memanfaatkan sensitivitas termostat, seperti thermostat merkuri, untuk mendeteksi perubahan suhu yang sangat kecil dan mengendalikan pemanas listrik 100 watt berdasarkan suhu yang terdeteksi.

2. Tujuan[Kembali]

Dapat mengetahui definisi dari SCR

 Dapat membuat rangkaian berbasis SCR

Dapat menganalisa rangkaian berbasis SCR

3. Alat dan Bahan[Kembali]

 

1. SCR (GE C58)

 Berfungsi sebagai saklar elektronik yang mengendalikan arus ke beban (pemanas), dikendalikan oleh sinyal gerbang.

 

2.Dioda (D1, D2, D3, D4)

 Membentuk jembatan penyearah (bridge rectifier) untuk mengubah tegangan AC menjadi DC.

 

3.Resistor 510 kΩ (R1)

 Mengatur arus pengisian ke kapasitor dan menjaga arus ke termostat tetap kecil (< 250 μA).

 

4.Kapasitor 0,1 µF (C)

 Menyimpan muatan untuk memicu SCR saat tegangan mencukupi; mempengaruhi waktu pemicuan berdasarkan konstanta waktu RC.

.

5.Termostat merkuri (Hg-in-glass thermostat)

 Sensor suhu yang membuka atau menutup kontak berdasarkan perubahan suhu; mengatur apakah SCR akan dipicu atau tidak.

 

6.  Beban pemanas listrik 100 W

 Digunakan sebagai beban utama yang dipanaskan saat SCR aktif.

 

 

 7.Sumber tegangan AC 120 V, 60 Hz

 Memberikan suplai daya utama untuk rangkaian.

 

8. Kabel dan papan rangkaian

Untuk menyusun dan menghubungkan semua komponen dalam satu sistem kerja.

 

 

 

4. Dasar Teori[Kembali]

 SCR adalah komponen semikonduktor yang bekerja seperti saklar yang dikendalikan oleh sinyal kecil di terminal gerbangnya. Dalam rangkaian ini, SCR dikendalikan oleh termistor merkuri, yang akan membuka atau menutup kontak berdasarkan perubahan suhu. Saat termostat terbuka, kapasitor akan mengisi melalui pulsa penyearah sampai tegangan cukup untuk memicu SCR. Ketika suhu naik, termostat menutup, mengalirkan arus dan memotong pengisian kapasitor, sehingga SCR tidak aktif. Sistem ini bekerja dengan prinsip penyearahan gelombang penuh, di mana pengendalian nyala SCR didasarkan pada kombinasi tegangan kapasitor dan kondisi kontak termostat.

5. Example[Kembali]

1. Sebuah SCR digunakan dalam rangkaian dimmer lampu AC. Tegangan input adalah 220V AC, dan sudut penyalaan (firing angle) diatur pada 90°. Berapa persen dari daya maksimum yang dihantarkan ke beban?

Jawaban:

• Daya dihantarkan dalam bentuk fungsi dari sudut $\alpha$:
  $P = P_{max} \times \left(1 - \frac{\alpha}{180^\circ}\right)$

• Diketahui:
  $\alpha = 90^\circ$

• Maka:
  $P = 100\% \times \left(1 - \frac{90}{180}\right) = 100\% \times 0.5 = 50\%$

Jadi, daya yang dihantarkan ke beban adalah 50% dari maksimum.

2.

Sebuah penyearah setengah gelombang menggunakan SCR dengan tegangan input 100V AC. SCR diaktifkan pada sudut 60°. Hitung tegangan rata-rata output-nya.

Jawaban:

Rumus tegangan rata-rata untuk penyearah setengah gelombang dengan firing angle:

$$V_{avg} = \frac{V_m}{2\pi} (1 + \cos\alpha)$$

• $V_m = \sqrt{2} \times 100 = 141.4V$

3.

6. Problem[Kembali]

 

7. Soal Latihan[Kembali]

Soal 1:
Apa yang terjadi pada SCR jika sinyal gate diberikan sesaat dan arus beban tetap di atas arus penahan (holding current)?

A. SCR akan OFF meskipun arus mengalir
B. SCR akan ON dan tetap menghantar arus
C. SCR hanya ON selama sinyal gate aktif
D. SCR langsung rusak

Jawaban: B. SCR akan ON dan tetap menghantar arus

Soal 2:
Dalam aplikasi dimmer lampu AC, SCR berfungsi untuk:

A. Menyimpan energi listrik
B. Mengatur sudut penyalaan untuk mengontrol daya
C. Menyaring sinyal AC menjadi DC
D. Memperkuat sinyal kecil

 Jawaban: B. Mengatur sudut penyalaan untuk mengontrol daya

Soal 3:

Keuntungan utama menggunakan SCR dalam penyearah dibanding dioda biasa adalah:

A. SCR lebih murah dari dioda
B. SCR bisa menghantarkan arus dua arah
C. Output DC dari SCR bisa dikontrol
D. SCR tidak memerlukan sinyal kontrol

 Jawaban: C. Output DC dari SCR bisa dikontrol

8. Percobaan[Kembali]

prosedur

1).  Buka aplikasi proteus

        2). Pilih komponen yang akan digunakan dalam rangkaian

        3). Susunlah komponen sesuai gambar

        4). Setelah merangkai seluruh komponen, jalankan simulasi

        5). Amatilah simulasi yang sedang berjalan

rangkaian 

 

9. Link Download[Kembali]

download file rangkaian 17.13 disini

download datasheet dioda disini

download datasheet resistor disini

download datasheet SCR disini