Flyback Transformator

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.5 Flyback Transformator

Transformator flyback adalah transformator dengan inti ferit yang membangkitkan tegangan tinggi pada tabung sinar katoda (CRT) baik pada televisi maupun pada monitor. Fungsi utama dari transformator ini untuk memicu (menembakkan) elektron dalam tabung CRT. Umumnya disebut Line Output Transformer. Transformator flyback berbeda dengan transformator yang biasa karena pada transformator flyback dirancang khusus untuk menyimpan energi pada rangkaian magnetnya dengan inti ferit, yang mana merupakan karakteristik utama yang membedakan dengan transformator biasa. Seperti transformator yang lain transformator flyback juga mempunyai aliran arus primer dan sekunder. dalam penelitian ini, digunakan flyback transformator dengan merk BSC27 T6018N seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.8 berikut : (Putri, 2009)

Gambar 2.8 Flyback Transformator – Merk BSC27 T6018N

Monitor televisi dan monitor yang di dalamnya terdapat tabung sinar katoda bekerja dengan tegangan tinggi, yaitu antara 24 kV sampai 30 kV tergantung dari ukuran layarnya. Tegangan tinggi digunakan untuk mempercepat berkas elektron, pembelokan berkas cahaya horisontal dan untuk memfokuskan berkas pada layar.

Tegangan tinggi ini dihasilkan oleh transformator khusus yang dikenal dengan transformator flyback. Trafo flyback mempunyai beberapa lilitan yaitu lilitan primer dan sekunder. Lilitan sekunder dililit dengan jumlah yang lebih banyak dari lilitan primer dengan tujuan tingkat tegangan yang berbeda sehingga dapat membelokkan dan mempercepat berkas elektron. Trafo flyback terbuat dari koil dengan kawat berkualitas yang dililitkan pada inti ferit dengan celah udara. Hal ini berfungsi untuk menyimpan energi dalam celah udara dan berinduktansi. Skema transformator flyback dapat dilihat pada gambar 2.9 berikut ini : (Syahgata, 2011)

Gambar 2.9 Skema trafo flyback

Kumparan primer dan sekunder yang dibungkus di sekitar inti yang sangat tinggi permeabilitas magnetiknya sehingga sebagian besar fluks magnet melewati baik kumparan primer dan sekunder. Jika beban terhubung ke gulungan sekunder, arus beban dan tegangan akan berada di arah yang ditunjukkan, mengingat arus primer dan tegangan dalam arah yang ditunjukkan (masing-masing akan AC dalam praktek).

Dapat dilihat pada gambar 2.10 berikut:

Gambar 2.10 Transformator yang ideal

Dalam transformator ideal, tegangan induksi di gulungan sekunder (Vs) adalah sebanding dengan tegangan primer (Vp). Jika kumparan sekunder terpasang ke beban yang memungkinkan arus mengalir, daya semu diinduksi dari rangkaian primer ke sirkuit sekunder. Mengabaikan kerugian, daya input jelas harus sama dengan output daya jelas. (https://blogs.itb.ac.id/el2244k0112211033muhammadarfanpratama/2013 /04/29/transformator/)

2.6 Mikrokontroler

Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya. Kelebihan utama dari mikrokontroler ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas. Mikrokontroler MCS51 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash PEROM (Programmable and Erasable Only Memory) yang dapat dihapus dan ditulisi sebanyak 1000 kali. Mikrokontroler ini diproduksi dengan menggunakan teknologi high density non-volatile memory. Flash PEROM on-chip tersebut memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem (in-system programming) atau dengan menggunakan programmer non-volatile memory konvensional. Kombinasi CPU 8 bit serba guna dan Flash PEROM, menjadikan mikrokontroler MCS51 menjadi microcomputer handal yang fleksibel.

(http://elektronika-dasar.web.id/pengertian-dan-kelebihan-mikrokontroler/)

Saat ini mikrokontroler yang banyak beredar di pasaran adalah mikrokontroler 8 bit varian keluarga MCS51 (CISC) yang dikeluarkan oleh Atmel dengan seri AT89Sxx, dan mikrokontroler AVR. Beberapa tipe mikrokontroler yang sama dengan ATMega8 ini antara lain ATMega8535, ATMega16, ATMega32, Atmega328. Dengan mikro-kontroler tersebut pengguna (pemula) sudah bisa membuat sebuah sistem untuk keperluan sehari-hari, seperti pengendali peralatan rumah tangga jarak jauh yang menggunakan remote control televisi, radio frekuensi, maupun menggunakan ponsel, membuat jam digital, termometer digital, dan sebagainya. (Nugroho, 2016)

2.7 Mikrokontroler ATMega328

Mikrokontroler ATMega328 merupakan mikrokontroler CMOS 8 bit memiliki 28 pin berdaya rendah berbasis AVR yang menggunakan arsitektur RISC.

RISC singkatan dari Reduced Instruction Set Computing atau terjemahan bebasnya kumpulan set instruksi komputasi yang disederhanakan, berarti hanya memiliki sedikit perintah atau instruksi. Berbeda dengan prosesor berbasis CISC (Complex Instruction Set Computing) seperti prosesor Intel yang digunakan pada perangkat komputer desktop ataupun laptop. Dengan jumlah instruksi yang lebih sedikit,

kemampuan pengolahan instruksi mikrokontroler ATMega328 menjadi lebih cepat dikarenakan desain IC lebih sederhana. Dengan clock 1 Mhz, ATMega328 dapat mengolah instruksi hingga 1MIPS (Million Instruction Per Second). Jika terapkan clock maksimum hingga 20 MHz maka mikrokontroler ini mampu mengolah instruksi hingga 20 MIPS. Lebih dari cukup untuk sebuah mikrokontroler 8 bit. Fitur prosesor ATMega328 yang memiliki tegangan kerja 1.8 Volt hingga 5.5 Volt dipersentajai dengan 32 x 8 General Purpose Working Registers dan menyediakan 131 instruksi yang powerful. Sedangkan untuk kebutuhan memori disediakan 32KBytes flash memory, 1 KBytes EEPROM, 2 KBytes SRAM.

Pengguna diberikan keamanan software, chip ini dilengkapi programming lock sehingga kode program tidak dapat diintip setelah di inject ke ATMega328. Dapat dilihat pada gambar 2.11 berikut : (http://pulangsore.com/elektronika/komponen/

mikrokontroler-atmega328/)

Gambar 2.11 Mikrokontroler

2.7.1 Konfigurasi pin Mikrokontroler Atmega 328

ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai peripheral lainnya.

Dapat dilihat pada gambar2.12 berikut : (Putra, 2018)

Gambar 2.12 Konfigurasi Pin ATMega328

a) Port B; merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output. Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini:

1) ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.

2) OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran PWM (Pulse Width Modulation).

3) MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi SPI.

4) Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).

5) TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk timer.

6) TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk timer.XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama mikrokontroler.

b) Port C; merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut:

1) ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10bit. ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital

2) I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck.

c) Port D; merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.

1) USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.

2) Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari

program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.

3) XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan external clock.

4) T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer 0. Rountine) sehingga untuk keperluan PWM (Pulse Width Modulation) hanya menggunakan timer 1 yang akan mengatur pin 9 dan 10 dan sedangakan timer 2 untuk mengatur pin 3 dan 11.

2.8 Pulse Width Modulation (PWM)

Pulse Width Modulation (PWM) adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (duty cylce) dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap.

Satu siklus pulsa merupakan kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Duty Cycle merupakan representasi dari kondisi logika high dalam suatu periode sinyal dan di nyatakan dalam bentuk (%) dengan range 0%

sampai 100%, sebagai contoh jika sinyal berada dalam kondisi high terus menerus artinya memiliki duty cycle sebesar 100%. Jika waktu sinyal keadaan high sama dengan keadaan low maka sinyal mempunyai duty cycle sebesar 50%, sepeerti pada gambar 2.13 berikut ini: (http://kl301.ilearning.me/2015/05/19/tentang-pwm-pulse-width-modulation/)

Gambar 2.13 Duty Cycle dan Resolusi PWM

Jika tegangan keluaran dari rangkaian ini diregulasi berdasarkan nilai duty cycle PWM maka hubungan input dan output dari rangkain flyback diberikan oleh persamaan :

𝑉𝑜𝑢𝑡

𝑉𝑖𝑛𝑡 = 𝑁 ^𝐷

(1−𝐷) (1)

dimana Vin tegangan input DC, D merupakan duty cycle PWM yang nilainya antara 0 s/d 1 dan N merupakan rasio lilitan pada trafo. Jika inti dari trafo menggunakan bahan ferit maka bahan material ini mampu bekerja pada frekuensi hingga ratusan kHz dengan sedikit dispiasi daya yang terjadi. Ukuran dari transfomator selalu menjadi pertimbangan dalam setiap perancangan konverter Flyback. Jika nilai induktansi dari masing-masing bagian transfomator sebanding dengan ukuran induktornya maka semakin besar frekuensi PWM yang digunakan, ukuran dari transfomator akan semakin kecil. Ini berguna untuk setiap perancangan konverter daya yang portable. (Kurniawan, 2014)

2.9 IC Voltage Regulator

IC Voltage Regulator atau pengatur tegangan adalah salah satu rangkaian yang sering dipakai dalam peralatan elektronika. Fungsi voltage regulator adalah untuk mempertahankan atau memastikan tegangan pada level tertentu secara otomatis. Artinya, tegangan output (keluaran) DC pada voltage regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan Tegangan Input (masukan) beban pada output dan juga suhu. IC LM7805 dapat dilihat pada gambar 2.14 berikut : (Wibowo, 2018)

Gambar 2.14 IC LM7805 Regulator

2.10 Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)

Insulated Gate Bipolar Transistor atau biasa disingkat dengan IGBT. Dari sini dapat kitaketahui bahwa IGBT merupakan salah satu jenis Transistor. Bedanya dengan transistor, IGBT memiliki impedansi input yang sangat tinggi sehingga tidak membebani rangkaian pengendalinya (rangkaian driver). Kemudian disisi output, IGBT memilikitahanan (Roff) yang sangat besar pada saat tidak menghantar, sehingga arus bocor sangat kecil. Sebaliknya pada saat menghantar, tahanan pensaklaran (Ron) sangat kecil, mengakibatkantegangan jatuh (voltage drop) lebih kecil daripada transistor pada umumnya. Disamping itu, IGBT memiliki kecepatan pensaklaran/frekuensi kerja yang lebih tinggi dibanding transistorlainnya. Oleh sebab itulah mengapa IGBT sering digunakan dalam drive (alat penggerak motor) yang membutuhkan arus yang besar dan beroperasi di tegangan tinggi, karena memiliki efisiensi yang lebih baik dibanding jenis transistor lainnya. Selain memiliki kelebihan seperti diatas, IGBT juga memiliki kekurangan. Diantaranya, harganya lebih mahal dibanding transistor biasa, sehingga jarang dipakai dalam alat elektronika rumah tangga, seperti Amplifier. Amplifier tidak butuh komponen dengan spek setinggiitu (frekuensi kerja tinggi, sebab hanya diaplikasikan untuk audio dengan frekuensi rendah 20Hz-20kHz, tegangan kerja juga kecil, sedang untuk masalah arus bocor, tidak masalah, toh yangdipakai juga tidak besar sekali). Berbeda dengan drive

penggerak motor listrik yangmembutuhkan arus besar hingga ratusan bahkan ribuan ampere. Selain itu IGBT juga rentanrusak pada saat standby (tidak menghantar) apabila tegangan pengendali (tegangan antara gate dengan source/emitor) hilang (=0v), maka IGBT bisa jebol/short. Oleh sebab itu meskipun sedang tidak bekerja/menghantar input/gate IGBT harus diberi tegangan standby sekitar 2-15V tergantung spesifikasi IGBT. Gambar 2.15 dibawah ini merupakan simbol IGBT:

(https://www.scribd.com/doc/202867283/Deskripsi-IGBT)

Gambar 2.15 Simbol IGBT

2.11 Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).

Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Seperti pada gambar 2.16 berikut : (Saleh, 2017)

Gambar 2.16 Bentuk Relay dan Simbol Relay

Relay dibutuhkan dalam rangkaian elektronika sebagai eksekutor sekaligus interface antara beban dan sistem kendali elektronik yang berbeda sistem power supplynya.

Secara fisik antara saklar atau kontaktor dengan elektromagnet relay terpisah sehingga antara beban dan sistem kontrol terpisah. Bagian utama relay elektro mekanik adalah sebagai berikut. Kumparan elektromagnet Saklar atau kontaktor Swing Armatur Spring (Pegas). Tampilan skema relay elektromagnetik dapat dilihat pada gambar 2.17 berikut :

Gambar 2.17 Skema Relay Elekromagnetik

Relay dapat digunakan untuk mengontrol motor AC dengan rangkaian kontrol DC atau beban lain dengan sumber tegangan yang berbeda antara tegangan rangkaian kontrol dan tegangan beban. Diantara aplikasi relay yang dapat ditemui diantaranya adalah : Relay sebagai kontrol ON/OF beban dengan sumber tegang berbeda. Relay sebagai selektor atau pemilih hubungan. Relay sebagai eksekutor rangkaian delay (tunda) Relay sebagai protektor atau pemutus arus pada kondisi tertentu. Sifat – sifat relay : (Turang, 2015)

a) Impedansi kumparan, biasanya impedansi ditentukan oleh tebal kawat yang digunakan serta banyaknya lilitan. Biasanya impedansi berharga 1 – 50 KΩ Guna memperoleh daya hantar yang baik.

b) Daya yang diperlukan untuk mengoperasikan relay besarnya sama dengan nilai tegangan dikalikan arus.

c) Banyaknya kontak-kontak jangkar dapat membuka dan menutup lebih dari satu kontak sekaligus tergantung pada kontak dan jenis relaynya. Jarak antara kontak-kontak menentukan besarnya tegangan maksimum yang diizinkan antara kontak tersebut.

2.12 Optocoupler

Ditinjau dari segi penggunaannya, fisik Optocoupler dapat berbentuk bermacam-macam. Bila hanya digunakan untuk mengisolasi level tegangan atau data pada sisi transmitter dan sisi receiver, maka Optocoupler ini biasanya dibuat dalam bentuk solid (tidak ada uang antara LED dan Photodiode). Sehingga sinyal listrik yang ada pada input dan output akan terisolasi. Dengan kata lain Optocoupler ini digunakan sebagai optoisolator jenis IC. Sebagai piranti elektronika yang berfungsi sebagai pemisah antara rangkaian power dengan rangkaian kontrol. Komponen ini

merupakan salah satu jenis komponen yang memanfaatkan sinar sebagai pemicu on/offnya. Dasar rangkaian dapat ditunjukkan seperti pada Gambar 2.18 berikut : (Yanti, 2015)

Gambar 2.18 Rangkaian Dasar Optocoupler

Jadi dapat diartikan bahwa optocoupler merupakan suatu komponen yang bekerja berdasarkan picu cahaya optik, yang terdiri atas dua bagian yaitu transmitter dan receiver. Transmitter dibangun dari sebuah LED, infra merah yang cahaya tidak terlihat oleh mata telanjang. Jika dibandingkan dengan menggunakan LED biasa, LED infra merah memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap sinyal tampak.

Sedangkan, Receiver dibangun dari sebuah phototransistor yaitu suatu transistor yang peka terhadap tenaga cahaya. Spektrum infra merah yang merupakan sumber cahaya menghasilkan energi panas yang lebih besar dari cahaya tampak. Prinsip kerja dari optocoupler adalah : Jika antara phototransistor dan LED terhalang maka phototransistor tersebut akan off sehingga keluaran dari kolektor akan berlogika high. Sebaliknya, jika antara Phototransistor dan LED tidak terhalang maka phototransistor tersebut akan on sehingga keluarannya akan berlogika low.

Dipasaran, optocoupler tersedia dengan tipe 4N25/4N35 dan mempunyai tegangan isolasi 7500 volt dengan kemampuan maksimal LED dialiri arus maju sebesar 3A.

(Subito, 2012)

2.13 Liquid Crystal Display (LCD)

Liquid Crystal Display (LCD) juga merupakan salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. Dipasaran tampilan LCD sudah tersedia dalam bentuk modul yaitu tampilan LCD beserta rangkaian pendukungnya. LCD mempunyai pin data, kontrol catu daya, dan pengatur kontras tampilan. LCD juga merupakan perangkat display yang paling umum dipasangkan di Mikrokontroller, Mengingat ukurannya yang kecil dan kemampuannya menampilkan karakter atau grafik yang lebih dibandingkan display

seven-segmen. Pada pengembangan sistem embedded, LCD mutlak diperlukan sebagai sumber pemberi informasi utama, gambar LCD dapat dilihat pada gambar 2.19. (Floranda, 2018)

Gambar 2.19 LCD 2x16

LCD Character dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroller seperti Arduino. LCD yang akan digunakan mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut sebagai LCD Character 2x16, dengan 16 pin konektor, yang didifinisikan pada tabel 2.1 berikut (Syam, 2013):

Tabel 2.1 karakter LCD 2x16 5 R/W Read/ Write, untuk memilih , Mode menulis atau membaca, 0=

write mode , 1 = read mode

2.14 Udara

Udara mempunyai arti yang sangat penting untuk kehidupan mahluk hidup.

Oleh sebab itu udara merupakan sumber daya alam yang harus dilindungi kualitasnya. Kualitas udara saat ini semakin menurun umumnya di perkotaan sangat sulit untuk mendapatkan udara yang berkualitas, disebabkan pencemaran udara yang bersumber dari sektor transportasi dan sektor industri, sedangkan di pedesaan kualitas udara juga menurun karena disebabkan pencemaran udara yang berasal dari kebakaran hutan dan pembakaran untuk memasak di dapur yang menggunakan kayu bakar dimana hasil sisa pembakarannya dapat mengganggu kesehatan masyarakat.

(Risma, 2011)

Udara yang bersih akan menciptakan lingkungan yang sehat. Demikian juga lingkungan yang sehat akan menjadikan hidup menjadi nyaman. Oleh karena itu sudah seharusnya sebagai masyarakat yang baik untuk menjaga lingkungan yang baik ini dari kotornya udara dengan mengurangi penggunaan kendaraan bermotor atau mungkin menjadwalkan hari tertentu untuk hari bebas motor. Menjaga kebersihan dan kenyamanan lingkungan bukan hanya menjadi tugas pemerintah, tetapi semua elemen masyarakat punya kewajiban untuk mewujudkan lingkungan yang bersih dari polusi udara. (Anwar, 2016)

Undang Undang No. 32 tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan telah mengatur adanya aktivitas perencanaan, pemanfaatan, pengendalian, pemeliharaan, pengawasan dan penegakan hukum. Untuk aspek pengendalian dibagi atas pencegahan, penanggulangan dan pemulihan. Pencegahan dilakukan antara lain dengan penerbitan aturan baku mutu lingkungan, termasuk baku mutu kualitas udara. Sedangkan penanggulangan dan pemulihan dilakukan melalui penerapan teknologi ramah lingkungan. Baku mutu kualitas udara terbagi atas baku mutu udara ambien (BMU) dan baku mutu emisi (BME). Baku mutu udara ambien diatur melalui Peraturan Pemerintah no.41 tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara. Baku mutu udara ambien adalah ukuran batas atau kadar zat, energi, dan/atau komponen yang ada atau yang seharusnya ada dan/atau unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam udara ambien. Adapun parameter polutan yang diatur dalam PP no.41 tahun 1999 tersebut terdiri atas SO2, CO, NO2, O3, HC, PM10, PM2.5, TSP, Pb, Dustfall, Total F, Indeks Fluor, Chlorine dan

Chlorine dioxide, dan Indeks Sulfat. Mutu Emisi adalah ambang batas kadar yang diperbolehkan pada sumber pencemaran ke udara yang bisa dikategorikan dari sumber bergerak dan sumber tidak bergerak. (Purwanta, 2018)

Asal pencemaran udara dapat diterangkan dengan 3 (tiga) proses yaitu atrisi (atrition), penguapan (vaporization), dan pembakaran (combution). Dari ketiga proses di atas proses yang sangat dominan dalam kemampuannya menimbulkan bahan pollutan. Secara umum penyebab pencemaran udara ada 2 macam yaitu biogenik (secara alamiah), contohnya debu yang berterbangan akibat tiupan angin, abu (debu) yang dikeluarkan dari letusan Gunung berapi berikut gas-gas vulkanik, proses pembusukan sampah organik, dan lain-lain. Penyebab pencemaran udara yang lain adalah antropogenik (karena ulah manusia), contohnya hasil pembakaran bahan bakar fosil, debu atau serbuk dari kegiatan industri, pemakaian zat-zat kimia yang disemprotkan ke udara. Pencemaran udara pada suatu tingkat tertentu dapat merupakan campuran dari salah satu atau lebih dari bahan pencemar, baik berupa padatan, cairan atau gas yang masuk terdispersi ke udara kemudian menyebar ke lingkungan sekitarnya. Kecepatan penyebaran ini sudah tentu akan tergantung pada keadaan geografi dan meteorologi setempat. (Zakaria, 2013)

2.15 Debu

Debu merupakan salah satu bahan yang sering disebut sebagai partikel yang melayang di udara (Suspended Particulate Matter / SPM) dengan ukuran 1 mikron sampai dengan 500 mikron dalam kasus pencemaran udara, debu sering dijadikan salah satu indikator pencemaran udara. Debu memiliki sifat pengendapan yaitu debu cenderung mengendap karena gaya grafitasi bumi. Selain itu, debu juga mempunyai sifat listrik statik (elektrostatik) yang akan tertarik ke partikel lain yang berlawanan muatan dan menjauhi partikel yang bermuatan sejenis. Materi yang biasanya kita alami dapat dipandang sebagai sesuatu yang dibentuk dari tiga macam partikel yang memiliki massa dan muatan partikel dapat dilihat pada tabel 2.2 sebagai berikut : (Nurlailati, 2012)

Tabel 2.2 Massa dan Muatan Partikel

Partikel Simbol Muatan Massa

Proton P +e 1.67 x 10^-27

Neutron N 0 1.67 x 10^-27

Elektron E -e 9.10 x 10^-31

Ada beberapa teknologi pengendap debu untuk membersihkan udara yang telah dikembangkan, diantaranya : (Raditya, 2011)

1) Separator Cyclone; merupakan salah satu alat pengendap debu yang menggunakan prinsip gerakan cyclo untuk memisahkan gas dengan debu yang dikandungnya, dapat dilihat pada gambar 2.20 berikut :

Gambar 2.20 Prinsip kerja separator cyclone

Prinsip kerja separator cyclone berawal dari gas yang masuk dengan bantuan fan. Gas akan mengikuti bentuk alur dari sirip-sirip cyclone yang mengakibatkan gas yang masuk akan mengalami pergerakan cyclo menuju kearah bawah dan partikel-partikel debu akan terkumpul ditengah-tengah vortex (pusaran), dan jatuh ke bawah.

2) HEPA (High Efficiency Air Filter); Silver nano electret adalah pelapis filter dari perak yang bisa mengikat bakteri dan jamur. Sedangkan HEPA adalah filter yang terdiri atas filter penyaring yang mampu menyaring kotoran hingga ukuran 0,3 mikron sehingga dapat menghasilkan udara bersih. Filter ini dibuat dari elektret polimer, dapat dilihat pada gambar 2.21 berikut :

Gambar 2.21 Elektret filter

3) Electrostatik precipitator ( ESP ); Cara kerja dari electrostatic precipitator (ESP) ini adalah polutan di udara termasuk debu dilewatkan melalui kamar yang berisi tirai-tirai elektrode, yang terbuat dari tembaga, kuningan ataupun arang. Elektrode-elektrode ini diberi arus listrik arus searah dengan muatan minus. Dengan demikian, setiap butiran debu akan termuati oleh muatan negatif dengan tegangan tinggi sebesar 30-50 KV sebelum masuk ke dalam cerobong. Gas yang mengandung butiran debu bermuatan negatif ini dalam daerah yang terdiri dari pelat-pelat yang bermuatan positif. Dengan demikian, debu-debu akan tertarik pada pelat-pelat tersebut, dapat dilihat pada gambar 2.22 berikut :

Gambar 2.22 Prinsip kerja Electrostatic Precipitator

2.16 Elektrostatis

Gaya elektrostatis adalah gaya yang timbul pada dua benda yang memiliki muatan listrik statik. Jika muatannya sama atau sejenis maka akan saling menolak

Gaya elektrostatis adalah gaya yang timbul pada dua benda yang memiliki muatan listrik statik. Jika muatannya sama atau sejenis maka akan saling menolak