Elemen-elemen Multimedia

Multimedia tersusun dari beberapa bagian penting, seperti teks, audio, video dan lain-lain. Dengan semakin berkembangnya teknologi sekarang ini, maka banyak ditemukan multimedia yang telah menggabungkan beberapa bagian penyusun multimedia tersebut, contohnya menggabungkan teks dengan audio ataupun menggabungkan teks dengan video, adapula yang membuatnya menjadi lebih nyata dengan menambahkan beberapa efek. penjelasan lebih jelas mengenai bagian-bagian penyusun multimedia bisa didownload disini

Aplikasi Thyristor dan SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Aplikasi SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Pengendali Kecepatan Motor Induksi 3-Phase pada Aplikasi Industri Plastik.

1. Pendahuluan
Dunia industri berkembang dengan pesat, hal ini diikuti dengan perkembangan mesin-mesin industri serta sistem kendalinya. Sistem kendali diperlukan agar mesin dapat bekerja secara otomatis sehingga meminimalkan kendali pada manusia. Pada mesin industri komponen yang sangat berperan antara lain motor listrik. Motor listrik difungsikan sebagai penggerak alat-alat berat, conveyor dan lain-lain. Dunia industri sering menggunakan sumber arus AC tiga phase, maka untuk mengendalikan motor listrik diperlukan rangkaian driver sebagai pengendalinya. Rangkaian driver motor induksi menggunakan sumber arus AC tiga phase. Rangkaian ini menggunakan triac sebagai komponen utamanya.

2. Teori Dasar
Sumber arus yang digunakan adalah sumber arus AC tiga phase dengan motor induksi sebagai bebannya. Untuk mengendalikan motor induksi ini diperlukan komponen antara lain dioda, diac, triac dan lain-lain. Fungsi diac pada rangkaian ini adalah sebagai pembangkit pulsa trigger pada gate triac. Triac merupakan komponen semikonduktor yang berperan sebagai penghubung daya yang berkecepatan tinggi. Pada umumnya triac dioperasikan pada tegangan lebih dari 100 volt dan dapat membawa arus lebih dari 100 ampere. Sehingga triac sering digunakan dalam sistem kontrol daya AC, seperti dimmer lamp (peredup lampu), kontrol pemanas, kontrol kecepatan motor dan lainnya. Prinsip kerja triac dapat diketahui dari struktur semikonduktor dan rangkaian ekivalennya.

Dari rangkaian ekivalen triac terlihat bahwa triac merupakan gabungan dari dua buah SCR yang dihubungkan paralel terbalik dengan terminal gerbang sekutu (digabung menjadi satu). Triac dan SCR merupakan keluarga dari thyristor yang memiliki prinsip kerja yang sama, yang membedakan keduanya adalah efisiensi pemakaian. SCR merupakan pengontrol setengah gelombang atau kontrol satu arah. Hal ini dapat diartikanbahwa SCR hanya mampu mengontrol tegangan AC pada periode positif saja sedangkan pada periode negatif tidak dikontrol. Bahkan pada beberapa pemakaian, SCR digunakan sebagai pengendali pulsa, baik pengendali phase 900 maupun phase 1800. Sedangkan triac merupakan kontrol dua arah atau gelombang penuh, ini sangat efektif untuk keperluan kontrol beban AC.

Prinsip kerja triac terlihat dari simbol dan strukturnya. Selain mempunyai terminal satu (T1) dan terminal dua (T2), juga mempunyai satu terminal gerbang atau gate. Gerbang inilah yang mengijinkan pengendalian atas aksi penyearah dua arah (T1 dan T2). Piranti ini dapat dipicu agar memiliki kondisi hantaran maju dan resistansi rendah dengan memberikan pulsa singkat yang memiliki daya relatif kecil pada terminal gerbang. Secara umum prinsip kerja triac adalah pada periode positif dan terminal dua (T2) lebih positif dari terminal satu (T1), maka transistor Q3 dan Q4 akan konduksi. Pada keadaan ini T2 sebagai anoda dan T1 sebagai katoda. Pada kondisi terminal gerbang G juga lebih positif dari T1 dan transistor Q3 dan Q4 tidak konduksi, dengan pengertian bahwa kedua transistor Q3 dan Q4 mendapat bias mundur, sehingga hanya arus bocor kecil yang mengalir. Pada periode negatif  dan terminal satu (T1) lebih positif dari terminal dua (T2), maka transistor Q3 dan Q4 akan konduksi, sedangkan terminal gerbang G lebih positif dari T2. Triac akan tetap menghantarkan arus dan tegangan jika pada gerbang dipicu dengan tegangan bias maju DC.

Gambar diatas merupakan karakteristik triac yang terdiri dari dua buah SCR. Pada gambar tersebut tertera tegangan breakover + Vbo, dimana jika tegangan forward mencapai titik ini, maka SCR atau triac akan ON. Dan pada gambar juga ditunjukkan arus Ih yaitu arus holding yang mempertahankan SCR tetap ON. Jadi agar komponen tetap ON maka arus forward dari anoda menuju katoda harus berada disepanjang parameter yang tersebut didalam gambar (pada kondisi A-B, C-D). Sejauh ini yang dikemukakan adalah bagaimana membuat triac menjadi ON. Pada kenyataanya, apabila sekali SCR atau triac mencapai keadaan ON maka selamanya akan ON, walaupun tegangan gate dilepas atau di short ke katoda. Satu-satunya cara untuk membuat SCR OFF adalah dengan membuat arus anoda-katoda turun dibawah arus Ih (holding current). Cara membuat SCR menjadi OFF tersebut adalah sama saja dengan menurunkan tegangan anoda-katoda ke titik nol. Dengan prinsip kerja yang demikian, triac dapat sebagai kontrol sumber tegangan AC yang diberikan ke terminal satu (T1) dan terminal dua (T2). Sehingga pada saat periode positif dikontrol oleh Q3 dan Q4, sedangkan saat periode negatif dikontrol transistor Q1 dan Q2.

Motor yang digunakan umumnya dapat dikelompokkan dua jenis yaitu motor DC dan AC. Dalam pembahasan ini motor yang digunakan termasuk motor AC, sedangkan motor AC sendiri dibagi menjadi motor induksi asinkron (tak serempak) dan motor sinkron (serempak). Motor induksi pada dasarnya mempunyai dua bagian penting, yaitu rotor dan stator. Rotor mempunyai bagian yang berputar dan mempunyai belitan atau batang rotor. Stator merupakan bagian yang diam dan mempunyai lilitan stator. Untuk motor induksi tiga phase tidak memerlukan alat bantu karena motor ini memiliki medan stator. Medan stator ini dihasilkan oleh bagian stator dari motor. Motor induksi tiga phase ini diaplikasikan pada penggulung benang plastik.

3. Perancangan Rangkaian

Pada proses produksi dibagian winder terdapat motor induksi tiga phase yang kecepatannya dikontrol oleh suatu rangkaian dengan kontrol triac. Motor induksi tiga phase yang dipakai memilki spesifikasi tegangan sumber 220 volt, 50 Hz, arus 0,6 ampere, RPM 750 RPM dan torka 8. Kecepatan motor tiga phase ini dikontrol oleh rangkaian triac. Rangkaian kontrol ini merupakan kendali beban AC penuh, ini ditunjukkan dengan digunakannya salah satu komponen dari keluarga thyristor (triac). Rangkaian kontrol kecepatan motor induksi tiga phase dengan komponen aktif triac yang ditunjukkan pada gambar diatas terdiri dari empat bagian utama yaitu penyearah (D1-D4), bagian pemicu gerbang (VR, R3, C1) dan triac. Prinsip kerja rangkaian secara garis besar berfungsi seperti mengurangi tegangan 220V yang akan masuk ke motor, dengan demikian bila tegangan yang masuk ke motor berkurang maka otomatis besarnya putaran motor juga akan berkurang. Terjadinya putaran motor tersendat-sendat seiring dengan sudut pemicuan dalam triac, karena frekuensinya sangat cepat maka hal itu tidak terlihat atau terasakan.

4. Hasil
Dari gambar dibawah terlihat bentuk tegangan input yang berbentuk sinusoidal murni dengan sudut penyalaan diac tertentu akan menghasilkan tegangan yang dikendalikan triac akan menjadi cacat (patah-patah), sehingga tegangan yang masuk ke dalam motor akan berkurang dan selanjutnya akan berpengaruh terhadap besarnya putaran motor. Tegangan yang dihasilkan rangkaian merupakan tegangan sinusoidal yang terpatah-patah dengan frekuensi yang tinggi. Tegangan yang terpatah-patah ini digunakan sebagai sistem kendalinya. Sistem ini diimplementasikan pada sumber tegangan tiga phase.

Kecepatan yang diinginkan dari pengendali kecepatan motor induksi tiga phase ini, tidak ditentukan dengan suatu nilai kecepatan tertentu, karena pengendalian ini bersifat adaptive, jadi kalau gulungan masih berada di awal, maka diameter kecil, sehingga putaran akan cepat. Putaran kemudian akan melambat dengan fungsi waktu, karena gulungan akan semakin tebal, sehingga diameter menjadi besar.

5. Referensi
- Malcolm P, Stuart J, ”Pengantar Ilmu Teknik Intrumentasi”, PT. Media Elex Komputindo, Jakarta, 1983.
- Loveday G, ”Inti Sari Elektronika”, PT. Elex Media Komputindo.
- Malvino A,“Prinsip-prinsip Elektronika”, Penerbit Erlangga, 1985. 

Thyristor dan SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Thyristor

Thyristor merupakan komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor silikon. Walaupun terbuat dari bahan yang sama dengan transistor, tetapi struktur P-N junction yang dimiliki oleh thyristor lebih kompleks dibandingkan transistor bipolar atau MOS. Thyristor lebih banyak digunakan sebagai saklar (switch) ketimbang sebagai penguat arus atau tegangan seperti halnya transistor.

Struktur dasar thyristor adalah struktur 4 layer PNPN seperti yang ditunjukkan pada gambar a diatas. Jika dipilah, struktur ini dapat dilihat sebagai dua buah struktur junction PNP dan NPN yang tersambung di tengah seperti pada gambar b diatas. Ini adalah dua buah transistor PNP dan NPN yang tersambung pada masing-masing kolektor dan base.

Ada beberapa komponen yang termasuk dalam thyristor antara lain PUT (Programmable Uni-juction Transistor), UJT (Uni-Junction Transistor), GTO (Gate Turn Off switch), SCR (Silicon Controlled Rectifier), photo SCR dan sebagainya.

SCR (Silicon Controlled Rectifier)

SCR merupakan jenis dari thyristor, tetapi pada umumnya SCR hanya disebut thyristor. Pada prinsipnya untuk membuat thyristor jenis SCR menjadi ON adalah dengan memberi arus trigger pada lapisan P yang dekat dengan katoda, yaitu dengan membuat kaki gate pada thyristor PNPN seperti pada gambar a dibawah ini. Karena gate pada SCR letaknya dekat dengan katoda, bisa juga pin gate ini disebut pin gate katoda (cathode gate). Seperti itulah SCR dibuat dan simbol SCR digambarkan seperti gambar b dibawah ini.