A. TUJUAN
1. Mahasiswa dapat membuat PCB rangkaian disko beserta relay sebagai interfacenya
2. Mahasiswa dapat memahami sifat dan cara kerja rangkaian tersebut. 3. Mahasiswa dapat merangkai komponen ke dalam PCB
4. Mahasiswa dapat menghubungksan rangkaian disko yang telah jadi dengan sumber AC 220 V
5. Mahasiswa dapat mengatur kecepatan lampu disko yang diinginkan B. DASAR TEORI
SCR dalam banyak literatur disebut Thyristor saja. Pada prinsipnya untuk membuat thyristor jenis SCR (Silicon Controlled Rectifier) menjadi ON adalah dengan memberi arus trigger lapisan P yang dekat dengan katoda. Yaitu dengan membuat kaki gate pada thyristor PNPN seperti pada gambar a dibawah. Karena gate SCR letaknya dekat dengan katoda, bisa juga pin gate ini disebut pin gate katoda (cathode gate). Beginilah SCR dibuat dan simbol SCR digambarkan seperti gambar b dibawah.
Struktur Dan Simbol SCR (Silicon Controlled Rectifier)
Melalui kaki (pin) gate tersebut memungkinkan komponen ini di trigger menjadi ON, yaitu dengan memberi arus gate. Ternyata dengan memberi arus gate Ig yang semakin besar dapat menurunkan tegangan breakover (Vbo) sebuah SCR.
Dimana tegangan ini adalah tegangan minimum yang diperlukan SCR untuk menjadi ON. Sampai pada suatu besar arus gate tertentu, ternyata akan sangat mudah membuat SCR menjadi ON. Bahkan dengan tegangan forward yang kecil sekalipun. Misalnya 1 volt saja atau lebih kecil lagi. Kurva tegangan dan arus dari sebuah SCR adalah seperti yang ada pada gambar berikut ini.
Kurva Karakteristik SCR (Silicon Controlled Rectifier)
Pada gambar tertera tegangan breakover Vbo, yang jika tegangan forward SCR mencapai titik ini, maka SCR akan ON. Lebih penting lagi adalah arus Ig yang dapat menyebabkan tegangan Vbo turun menjadi lebih kecil. Pada gambar ditunjukkan beberapa arus Ig dan korelasinya terhadap tegangan breakover. Pada datasheet SCR, arus trigger gate ini sering ditulis dengan notasi IGT (gate trigger current). Pada gambar ada ditunjukkan juga arus Ih yaitu arus holding yang mempertahankan SCR tetap ON. Jadi agar SCR tetap ON maka arus forward dari anoda menuju katoda harus berada di atas parameter ini. Sejauh ini yang dikemukakan adalah bagaimana membuat SCR menjadi ON. Pada kenyataannya, sekali SCR mencapai keadaan ON maka selamanya akan ON, walaupun tegangan gate dilepas atau di short ke katoda. Satu-satunya cara untuk membuat SCR menjadi OFF adalah dengan membuat arus anoda-katoda turun dibawah arus Ih (holding current).
Ada satu parameter penting lain dari SCR, yaitu VGT. Parameter ini adalah tegangan trigger pada gate yang menyebabkab SCR ON. Kalau dilihat dari model thyristor pada gambar struktur thyristor dengan transistor pada artikel sebelumnya, tegangan ini adalah tegangan Vbe pada transistor Q2. VGT seperti halnya Vbe, besarnya kira-kira 0.7 volt. Seperti contoh rangkaian gambar diatas adalah sebuah SCR yang diketahui memiliki IGT = 10 mA dan VGT = 0.7 volt. Maka dapat dihitung tegangan Vin yang diperlukan agar SCR ini ON adalah sebesar :
Vin = Vr + VGT
Vin = IGT(R) + VGT = 4.9 volt
C. KESELAMATAN KERJA
1. Berdoa sebelum dan sesudah bekerja.
2. Lakukan pengecekan alat sebelum dilakukan uji coba menggunakan tegangan.
3. Pastikan desain rangkaian telah sesuai dengan cara kerja yang diinginkan.
4. Gunakan alat sesuai dengan fungsi dan kegunaanya.
5. Pelajari terminal koneksi rangkaian sebelum melakukan penyambungan instalasi di luar rangkaian.
6. Lakukan pengisolasian rangkaian pada bagian yang bertegangan menggunakan bahan isolator.
7. Ulangi pengujicobaan sebelum rangkaian dinilaikan.
D. ALAT DAN BAHAN.
a)
Alat :1.
Kapasitor monopolar 2,2 mf 200 V 1 buah2.
Dioda in 4007 4 buah3.
Dioda zener 12 V 1 buah4.
Resistor 1 KΩ 1 buah5.
IC regulator 7812 1 buah6.
Kapasitor 1000uf 50V7.
Resistor 390 Ω8.
Trimpot (variabel resistor ) 100KΩ
9.
Kapasitor 3,3 uf 16 V10.
Kapasitor keramik non polar 103 nf = 1 uf11.
IC 555 1 buah12.
IC 4017 1 buah13.
IC ULM 200314.
Relay input 6 VDC output 220 VAC 6 buah15.
Terminal 4 buah16.
PCB Fiber17.
Kabel jumper secukupnyab) Bahan :
1. Komponen elektronika. 2. Pcb fiber.
3. Timah solder (Tinol). 4. Sekrup (Speacer) 5. Feriklorit.
6. Kertas foto. 7. Air panas.
No Nama Komponen Spesifikasi Jumlah 1. Kapasitor monopolar 2,2 mf 200 V 1 Buah
2. Dioda in 4007 4007 4 Buah
3. Dioda zener 12 V 1 Buah
4. Resistor 1K Ω 1 Buah
5. Variabel Resistor 100k 1 Buah
6. Kapasitor 1000uf 50 V 1 Buah
7. resistor 390 Ω 1 Buah 8. Kapasitor 3,3 µ F 16 V 1 Buah 10. IC ULM 2003 1 Buah 11. Relay In 6 Vdc out 220Vac 1 Buah 12. Terminal 4 Buah 13. PCB fiber L 7805 CV 1 Buah 14. IC Timer NE 555 N 1 Buah 15. IC Counter CD 4017 BE 1 Buah 16. SCR T FIR 3D 6 Buah
17. Led Super Bright 3 mm 6 Buah
18. Terminal input dan Output Warna Biru 4 Buah
19. Lampu AC Warna warni 6 Buah
20. Sumber Tegangan AC 220 V / 50 Hz 1 Buah E. LANGKAH KERJA PEMBUATAN
1. Menggambar rangkaian dengan aplikasi PCB wizard 2. Mencetak gambar rangkaian dengan kertas foto. 3. Menyetrika gambar rangkaian pada papan PCB 4. Melarutkan papan PCB dengan larutan fericlorit 5. Mengebor rangkaian.
6. Memasang komponen elektronika pada papan PCB dengan cara menyoldernya dengan bantuan tenol.
7. Mengetes rangkaian.
F. LANGKAH KERJA MENYALAKAN LAMPU 1. Siapkan kabel dan steker
2. Sambungkan kabel dan steker yang sudah mejadi satu ke soket input pada rangkaian
3. Sambungkan tiap lampu ke socket output lampu ac 4. Sambungkan steker ke sumber listrik
5. Lalu lampu-lampuakan menyala dan untuk mengatur nyala tempo lampu menggunakan potensio dengan cara diputar sesuai dengan keinginan tempo nyala lampu
G. CARA KERJA
Relay merupakan komponen yang dirancang untuk mengontrol laju sinar indikator kendaraan arah; ini dicapai dengan memberikan gangguan rutin arus listrik dalam rangkaian indikator.
Ada 3 gaya umum dari unit flasher; elektro-mekanik dan elektronik dan termal. Tridon menawarkan berbagai pilihan unit flasher beban beban jenis sensitif sensitif dan non.
Unit flasher LED dirancang untuk digunakan pada kendaraan dilengkapi dengan rear lampu LED, tersedia dalam beban sensitif dan non beban sensitif dalam 2 dan 3 pin konfigurasi.
SCR merupakan komponen penyearah, sama halnya dengan dioda. Namun yang membedakan diantara SCR dan dioda yaitu adanya pengontrolan rangkaian penyearah pada SCR, dan tidak ada pada dioda. Untuk mengetahui cara kerja SCR atau tiristor, bisa kita lihat melalui gambar rangkaian berikut ini
Gambar A memperlihatkan sebuah dioda dengan bias maju (forward bias, dimana Anoda diberi tegangan positif sumber dan Katoda menuju negatif sumber) dan terhubung dengan lampu. Disini lampu akan menyala.
Gambar B memperlihatkan sebuah SCR dengan forward bias dan terhubung dengan lampu. Disini lampu tidak akan menyala, karena Gate tidak terhubung dengan sumber.
Gambar C memperlihatkan sebuah SCR dengan forward bias, terhubung dengan lampu dan Gate diberi tegangan sumber. Disini lampu akan menyala.
H. RANGKAIAN SCR ( DISCO FLASHER)
Gambar PCB sebenarnya
Gambar Pengujian SCR
1. Jika output rangkaian power supply masih dalam arus bolak-balik maka kesalahan terjadi pada rangkaian dioda jembatan. Cek kembali arah anoda dan katoda dioda 1N4007.
2. Apabila output power supply dari IC regulator 7805 lebih dari 5 volt maka kerusakan terjadi pada IC regulator tersebut dan dioda zener sebelum IC regulator.
3. Bila resistor 100 ohm sering terbakar maka dalam rangkaian tersebut terjadi short circuit yang mengakibatkan timbulnya arus yang cukup besar hingga membakar resistor pengaman.
4. Jika lampu tidak dapat bekerja bergantian maka yang perlu dicek adalah pin 3 IC 555 dan pin 14 IC 4017. Dalam kondisi normal pin 3 IC 555 akan mengeluarkan sinyal denyut untuk mengatur kecepatan lampu.
5. Bila kecepatan pergantian lampu tidak dapat diatur kecepatanya, maka kesalahan terjadi pada variable resistor (trimpot) yang kemungkinan kondisinya abnormal.
6. Perbandingan nilai resistansi dan kapasitansi pada rangkaian IC 555 akan mempengaruhi lebar pulsa denyut yang dihasilkan oleh IC 555. 7. Apabila anoda dan katoda pada SCR tidak counduck maka segera cek
tegangan yang masuk ke kaki gate SCR. Kemungkinan nilai tegangannya terlalu kecil bahkan bisa juga tegangan gatenya melebihi yang disyaratkan.
J. SIMPULAN
SCR merupakan komponen penyearah, sama halnya dengan dioda. Namun yang membedakan diantara SCR dan dioda yaitu adanya pengontrolan rangkaian
penyearah pada SCR, dan tidak ada pada dioda. SCR memberi arus trigger lapisan P yang dekat dengan katoda. Yaitu dengan membuat kaki gate pada thyristor PNPN.
Apabila output power supply dari IC regulator 7805 lebih dari 5 volt maka kerusakan terjadi pada IC regulator tersebut dan dioda zener sebelum IC regulator. Lampu dapat bekerja bergantian apabila pin 3 IC 555 dan pin 14 IC 4017. Dalam kondisi normal pin 3 IC 555 akan mengeluarkan sinyal denyut untuk mengatur kecepatan lampu.
Variable resistor untuk mengatur kecepatan pergantian lampu. Perbandingan nilai resistansi dan kapasitansi pada rangkaian IC 555 akan mempengaruhi lebar pulsa denyut yang dihasilkan oleh IC 555.
Apabila tegangannya terlalu kecil bahkan bisa juga tegangan gatenya melebihi yang disyaratkan.maka anoda dan katoda pada SCR tidak countduck.
