LAPORAN PROYEKDASAR ELEKTRONIKALABORATORIUM LISTRIK DASAR

RANGKAIAN INVERTER

OLEH:KELOMPOK II

HARYADI SYAMSUDDIND41108290WAHYU EKOPRIBADI SD41109279JELMIATID41111007KHAYRUNNISA B. MUHAMMADIAD41111277

JURUSAN ELEKTROFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS HASANUDDIN2013LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN PROYEK DASAR ELEKTRONIKA SEMESTER AKHIR 2012/2013JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN

Yang bertanda tangan di bawah ini, menyatakan bahwa laporan yang disusun oleh :1. HARYADI SYAMSUDDIND411082902. WAHYU EKOPRIBADI SD411092793. JELMIATID411110074. KHAYRUNNISA B. MUHAMMADIAD41111277

Benar telah melaksanakan Proyek Dasar Elektronika

Mengesahkan,

ASISTEN PEMBIMBING KOORDINATOR PRAKTIKUM

LAODE MAMUN AMBIASANTI SARTIKANIM : D41110291 NIM : D41109289

KATA PENGANTARAssalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh. Alhamdulillahirabbilalamin, Segala puji bagi Allah tuhan semesta alam atas berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek Rangkaian InverterDalam penyusunan laporan ini, penulis memperoleh banyak bantuan dari berbagai pihak, karena itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada orang tua yang telah memberikan dukungan, kasih, dan kepercayaan yang begitu besar. Dari sanalah semua kesuksesan ini berawal, semoga semua ini bisa memberikan sedikit kebahagiaan dan menuntun pada langkah yang lebih baik lagi dan juga kepada asisten pembimbing yang tak pernah letih memberikan ilmunya kepada penulis. Saya sadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak terdapat kekurangan Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun sebagai instrospeksi untuk lebih baik kedepannya. Akhir kata penulis berharap agar laporan ini bermanfaat bagi semua pembaca

Makassar, 16 Mei 2013

Penulis

DAFTAR ISIHalaman JuduliLembar PengesahaniiKata PengantariiDaftar isi.iiiBab I Pendahuluan...1Bab II Landasan Teori......Bab III Metode Eksperimen...Bab IV Pembahasan...Bab V Penutup...Daftar Pustaka

BAB IPENDAHULUANI.1 Latar BelakangPerkembangan dunia industri yang terus berkembang di berbagai bidang, tentunya hal ini juga mampu membuat kehidupan manusia menjadi lebih mudah. Sejalan dengan kemajuan industri yang sangat pesat, maka perkembangan akan listrik sebagai sumber energi dalam pelaksanaan industri dan perumahan juga semakin berkembang. Dalam perkembangan barang barang elektronika sendiri sangat pesat, Beberapa factor pendukungnya tentu saja perkembangan alat alat elektronika yang semakin beragam. Salah satu alat elektronika yang kita kenal adalah interver. Inverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC). Inverter mengkonversi DC dari perangkat seperti baterai, panel surya / solar cell menjadi AC. Dunia elektronika mengalami kemajuan pesat, semua itu di dasari oleh kemajuan pendidikan yang ada selama ini. Seiring dengan keadaan yang semakin maju terutama dalam dunia Elektronika, pasti membutuhkan sumber arus untuk menjalankan alat-alat elektronika tersebut. Dalam hal ini sumber arus dari PLN saja terkadang tidak memadai, terutama pada desa-desa tertinggal yang tidak dapat menggunakan sumber arus dari PLN. Oleh karena itu, hal ini dapat di atasi dengan membuat suatu alat yang yang dapat mengantikan sumber arus dari PLN tersebut. Maka dengan itu penulis membuat suatu rangkaian elektronika yang menghasilkan tegangan AC yang dinamakan Rangkaian Inverter.

I.2 Rumusan Masalah1. Apakah yang dimaksud dengan inverter?2.Bagaimana prinsip rangkaian inverter sederhana dengan menggunakan transistor?3. Bagaimana cara membuat rangkaian inverter sederhana dengan transistor?

I.3 Tujuan1. Mengetahui apa pengertian dari inverter 2. Mengetahui bagaimana prinsip kerja rangkaian inverter sederhana dengan menggunakan transistor3. Mampu membuat rangkaian inverter sederhana dengan transistor

BAB IILANDASAN TEORIII.1 InverterInverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak balik (AC). Kualitas Inverter merupakan penentu dari kualitas daya yang dihasilkan oleh suatu sistem. Inverter berfungsi merubah tegangan DC baterai atau rangkaian rectifier-charger menjadi tegangan AC, sinyal atau gelombang output berbentuk kotak setelah melalui pembentukan gelombang dan rangkaian filter. Tegangan output yang dihasilkan harus stabil baik amplitudo tegangan maupun frekuensinya.Inverter yang digunakan secara umum ada dua macam yaitu :1. Inverter dengan frekuensi dengan tegangan konstan atau CVCF (Constant Voltage Constant Frequency). Pada umumnya Inverter ini digunakan untuk peralatan-peralatan elektronika atau peralatan listrik satu fasa.2. Inverter dengan frekuensi dan tegangan berubah-ubah. Pada umumnya Inverter ini digunakan pada pemakaian khusus seperti pada motor listrik tiga fasa dengan sumber tegangan DC.Inverter satu fasa segi empat adalah suatu Inverter yang bentuk sinyal atau gelombang keluarannya adalah segi empat (kotak). Inverter satu fasa ada 2 jenis yaitu Inverter segi empat setengah jembatan (Inverter setengah gelombang) dan Inverter segi empat jembatan penuh (Inverter gelombang penuh).

Rangkaian Inverter Setengah GelombangInverter setengah gelombang dapat dijelaskan melalui gambar 2.1 di bawah ini

Saklar S1 dan S2 ON-OFF bekerja secara bergantian. Pada saat S1 ON arus mengalir dari E/2 (+) S1 beban B-A E/2 (-), sedangkan S2 dalam keadaan terbuka. Pada waktu S2 ON sedangkan S1 terbuka, maka arus dari E/2 (+) beban AB S2 E/2 (-). Dengan demikian dalam satu periode ini beban merasakan adanya arus yang mengalir dalam dua arah (bolak-balik). Di mana pada gambar 2.1 (b) dapat dilihat bentuk grafik tegangan beban A-B.Besarnya tegangan pada beban adalah :

Jika saklar S1 dan S2 diganti dengan suatu saklar elektronik yang dapat memenuhi kriteria di atas, minsalnya dengan dua buah Mosfet. Maka rangkaian Inverter segi empat setengah jembatan dapat dilihat pada gambar 2.2 sebagai berikut :

Rangkaian Inverter Gelombang PenuhRangkaian Inverter jembatan gelombang penuh satu fasa dapat dijelaskanmelalui gambar 2.3 berikut ini :

Prinsip kerja dari Inverter segi empat jembatan penuh ini adalah sebagai berikut :Pada saat S1, S2 ON dan S3, S4 OFF, maka arus akan mengalir dari sumber tegangan E (+) S1 - beban S2 E(-). Pada saat saklar S3, S4 ON dan S1, S2 OFF, maka arus akan mengalir dari sumber tegangan E(+) S3 beban S4 E(-). Dengan demikian untuk satu perioda ini beban dialiri arus dalam dua arah (arusbolak-balik).Jika saklar S1, S2, S3 dan S4 diganti dengan komponen (saklar) elektronik yang memenuhi kriteria di atas, misalnya sebuah transistor, maka Inverter segi empatjembatan penuh dapat dilihat pada gambar 2.4 berikut :

Cara paling sederhana untuk menghasilkan tegangan AC adalah dengan cara mengatur keterlambatan sudut penyalaan saklar pada tiap lengan inverter sehingga mampu menghasilkan level tegangan keluaran positip dan negatif yang berulang dengan frekuensi tertentu, seperti yang ditunjukan oleh gambar 3, 4, dan 5 secara berurutan. Dari gambar terlihat bahwa dengan menambah jumlah level tegangan keluaran, bentuk gelombang kotak dapat diubah mendekati tegangan sinusoidal. Jumlah level tegangan keluaran ini dapat diperoleh dengan teknik penyaklaran dan topologi invertercapasitor-split,diode-clampedataupun inverter yang disusun secara kaskade. Pembahasan tentang ini akan dibahas pada artikel selanjutnya. Sedangkan gambar 6 menunjukan inverter setengah jembatan (half-bridge) yang dikontrol dengan teknik penyaklaran PWM. Pembahasan tentang teknik penyaklaran PWM akan dibahas lebih detail juga pada artikel terpisah.

Gambar 3Tegangan AC Kotak 2-level(tegangan keluaran inverter center tap dan setengah jembatan)

Gambar 4Tegangan AC Kotak 3-level

Gambar 5Tegangan AC Kotak 6-level

Gambar 6Tegangan Sinusoidal AC Hasil Teknik Penyaklaran PWM

II.2 TransistorTransistoradalahalat semikonduktoryang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output KolektorFungsi Transistor antara lain :1. Sebagai penguat arus, tegangan dan daya (AC dan DC)2. Sebagai penyearah3. Sebagai mixer4. Sebagai osilator5. Sebagai switchPada percobaan kali ini kami menggunakan jenis transistor 2n3055, Transistor ini sering disebut transistor jengkol. untuk inverter memang menggunakan transistor.Transistor 2N3055 ini merupakan NPN transistor daya.

Karakteristik Transistor 2N3055 ini sebagai berikut :

- Tegangan maksimum kolektor emitro 60Volt- Tegangan maksimum kolektor basis 100 Volt- Arus koletor konstan 15 Ampere- Dispasi daya sebesar 125 WattTransistor 2N3055 ini selain untuk komponen inverter juga biasa digunakan pada rangkaian power supply, rangkaian switching kecepatan tinggi, rangkaian pengendali motor DC, rangkaian pengendali selenoid, rangkaian pengendali relay, rangkaian regulator switching, dan juga rangkaian penguat audioJika sebuah transistor digunakan sebagai saklar, maka transistor tersebut hanya dioperasikan pada salah satu dari dua kondisi (mode) yaitu kondisi saturasi (jenuh) dimana transistor seperti saklar tertutup atau kondisi cut off (tersumbat) dimana transistor sebagai yang terbuka. Sedangkan jika transistor bekerja pada on atau off, maka transistor akan bekerja sebagai penguat yaitu jika Vbe transistor lebih besar 0,5 volt dan lebih kecil dari 0,8 volt.Ketika transistor berada dalam kondisi saturasi, maka:1. Arus pada kolektor maksimum, Ic = Ic (sat)2. Tegangan pada terminal kolektor emitter, Vce = 0 volt3. Tegangan pada beban yang dihubungkan seri dengan terminal kolektor = Vce.Sedangkan transistor dalam keadaan cut off, maka:1. Tidak ada arus yang mengalir dikolektor Ic = 0 volt.2. Tegangan pada terminal kolektor emitter dengan Vce, yaitu Vce = Vce.3. Tegangan pada beban dihubungkan seri pada kaki kolektor adalah nol.Dalam merancang rangkaian transistor sebagai saklar maka agar saklar dapatmenutup, harga lb > lb (sat) untuk menjamin dapat mencapai saturasi penuh.Sebuah saklar ideal harus mempunyai karakteristik pada keadaan off ia tidak dapat dilalui arus sama sekali dan pada keadaan on ia tidak mempunyai tegangan drop. Komponen transistor dapat berfungsi sebagai saklar, walaupun bukan sebagai saklar ideal. Untuk dapat berfungsi sebagai switch, maka titik kerja transistor harus dapat berpindah-pindah dari daerah saturasi (saklar dalam keadaan on) ke daerah cut-off (saklar dalam keadaan off). Untuk jelasnya lihat gambar di bawah ini.

Kurva Daerah Kerja Transistor

II.3 ResistorResistor adalah komponen elektronika berjenis pasif yang mempunyai sifat menghambat arus listrik Satuan nilai dari resistor adalah ohm, Fungsi dari Resistor adalah :1. Sebagai pembagi arus2. Sebagai penurun tegangan3. Sebagai pembagi tegangan4. Sebagai penghambat aliran arus listrik,dan lain-lain.Resistor berdasarkan nilainya dapat dibagi dalam 3 jenis yaitu :1. Fixed Resistor2. Variable Resistor3. Resistor Non Linier:::Yaitu resistor yang nilai hambatannya tetap.Yaitu resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-ubah.Yaitu resistor yang nilai hambatannya tidak linier karena pengaruh faktor lingkungan misalnya suhu dan cahaya.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan :1.2.3.Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya resistor tersebut.Semakin besar nilai daya resistor makin tinggi suhu yang bisa diterima resistor tersebut.Resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai daya-nya dibandingkan resistor dari bahan carbon.

Resistor Variabel1. Trimpot:Yaitu variabel resistor yang nilai hambatannya dapat diubah dengan mengunakan obeng.

2. Potensio:Yaitu variabel resistor yang nilai hambatannya dapat diubah langsung mengunakan tangan (tanpa alat bantu) dengan cara memutar poros engkol atau mengeser kenop untuk potensio geser.

II.4 Transformator Center TapTransformator atau trafo adalah komponen yang digunakan untuk mentransfer sumber energi atau tenaga dari suatu rangkaian arus bolak-balik ke rangkaian lainnya. transformator juga berperan untuk menyalurkan tenaga atau daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan yang rendah atau sebaliknya, yaitu dari tegangan rendah ke tegangan tinggi dengan frekuensi yang sama. Untuk menaikkan tegangan dibutuhkan trafo step-up, sedangkan untuk menurunkan tegangan digunakan trafo step-down. Pada percobaan kali ini, kami menggunakan jenis transformator center tap, yang mana menaikkan tegangan dari 12v menjadi 220 venis transformator yang dapat digunakan untuk menurunkan tegangan AC dan salah satunya adalah trafo CT. Yang membedakan trafo CT ini dengan trafo biasa adalah adanya titik center tap yang bersifat sebagai ground pada lilitan sekunder trafo CT. Untuk lebih mudahnya, jika pada trafo biasa yang mempunyai spesifikasi tegangan primer 220VAC dan rasio lilitan 10:1 maka akan menghasilkan tegangan sekunder sebesar 22VAC pada kedua ujung lilitan sekundernya.

Bagaimana jika spesifikasi tersebut dipakai pada trafo CT?Sebetulnya apakah center tap itu? Titik center tap adalah titik tengah lilitan sekunder pada trafo CT yang dihubungkan keluar lilitan dan bersifat sebagai sebagai ground. Jadi, semisal terdapat 10 lilitan kawat pada bagian sekundernya maka diantara lilitan ke-5 dan ke-6 dihubungkan pada sebuah kawat yang terhubung keluar lilitan.

Tegangan sekunder yang dihasilkan oleh trafo CT ini ada 2 macam, mempunyai amplitudo yang sama namun saling berlawanan fasa, masing2sebesar 11VAC atau setengah dari tegangan sekunder pada trafo biasa seperti contoh diatas. Tegangan sekunder trafo CT ini diukur dari salah satu ujung lilitan terhadap titik center tap-nya.

II.5 Power Suplay DCPencatu Daya(Inggris:power supply) adalah sebuah pirantielektronikayang berguna sebagai sumber daya untuk piranti lain, terutama dayalistrik. Pada dasarnya pencatu daya bukanlah sebuah alat yang menghasilkanenergilistrik saja, namun ada beberapa pencatu daya yang menghasilkan energi mekanik, dan energi yang lain. Pencatu daya tak distabilkanmerupakan jenis pencatu daya yang paling sederhana. Pada pencatu daya jenis ini, tegangan maaupun arus keluaran dari pencatu daya tidak distabilkan, sehingga berubah-ubah sesuai keadaan tegangan masukan dan beban pada keluaran. Pencatu daya jenis ini biasanya digunakan pada peranti elektronika sederhana yang tidak sensitif akan perubahan tegangan. Pencatu jenis ini juga banyak digunakan pada penguat daya tinggi untuk mengkompensasi lonjakan tegangan keluaran pada penguat.Pencatu daya distabilkanpencatu jenis ini menggunakan suatu mekanismeloloh balikuntuk menstabilkan tegangan keluarannya, bebas dari variasi tegangan masukan, beban keluaran, maupun dengung. Ada dua jenis kalang yang digunakan untuk menstabilkan tegangan keluaran, antara lain: Pencatu daya linier, merupakan jenis pencatu daya yang umum digunakan. Cara kerja dari pencatu daya ini adalah mengubah tegangan AC menjadi tegangan AC lain yang lebih kecil dengan bantuanTransformator. Tegangan ini kemudian disearahkan dengan menggunakan rangkaianpenyearahtegangan, dan di bagian akhir ditambahkankondensatorsebagai penghalus tegangan sehingga tegangan DC yang dihasilkan oleh pencatu daya jenis ini tidak terlalu bergelombang. Selain menggunakandiodesebagai penyearah, rangkaian lain dari jenis ini dapat menggunakanregulatortegangan linier sehingga tegangan yang dihasilkan lebih baik daripada rangkaian yang menggunakan diode. Pencatu daya jenis ini biasanya dapat menghasilkan tegangan DC yang bervariasi antara 0 - 60Voltdengan arus antara 0 - 10Ampere. Pencatu daya Sakelar, pencatu daya jenis ini menggunakan metode yang berbeda dengan pencatu daya linier. Pada jenis ini, tegangan AC yang masuk ke dalam rangkaian langsung disearahkan oleh rangkaian penyearah tanpa menggunakan bantuan transformer. Cara menyearahkan tegangan tersebut adalah dengan menggunakanfrekuensi tinggiantara 10KHz hingga 1MHz, dimana frekuensi ini jauh lebih tinggi daripada frekuensi AC yang sekitar 50Hz.Pada pencatu daya sakelar biasanya diberikan rangkaianumpan balikagar tegangan dan arus yang keluar dari rangkaian ini dapat dikontrol dengan baik.

BAB IIIMETODE EKSPERIMENIII.1 Alat dan BahanAlat dan bahan yang digunakan / dipakai pada rangkaian ini yaitu sebagai berikut:1. Alata. Solder 1 Buah b. Penghisap Timah1 Buahc. Cutter1 Buahd. Jumper Secukupnya e. Power suplay 1 Buah f. Multimeter 1 Buah2. Bahana. Resistor 2 Buah b. Transistor 2N30552 Buahc. Transformator1 Buahd. Lampu AC1Buahe. Kapasitor 1 Buah f. Saklar 1 Buah g. Timah Secukupnyah. Papan PCB1 Buahi. BOX1 Buahj. Dudukan lampu1 Buah

III.2 Gambar Rangkaian

III.3 prosedur KerjaProsedur kerja pada rangkaian inverter yaitu sebagai berikut:1. Menyiapkan alat dan bahan2. Merangkai alat pada BOX3. Memasang trafo pada papan PCB4. Merangkai transistor dan resistor sesuai gambar percobaan5. Menghubungkan positif power supplay ke trafo ct.6. Menghubungkan negative power supply ke emitter kedua transistor7. Menghubungkan input trafo dengan collector masing-masing transistor8. Memasang Lampu pada dudukannya kemudian sambungkan output transformator ke bagian dudukan lampu9. Setelah itu menaikkan tegangan power suppaly hingga lampu menyala.

III.4 Estimasi Biaya

BahanJumlahHarga satuan(Rp)Harga total

Resistor2 Buah250500

Lampu1 Buah20002000

Transformator1 Buah1650016500

Transistor 2N30552 Buah11002200

Jumper2 Meter10002000

Dudukan lampu1 buah1000010000

Saklar1 Buah20002000

Timah1 Gulungan1300013000

Papan PCB1 Buah50005000

Jumlah53200

BAB IVPEMBAHASANIV.1 Hasil Pengamatan Gambar Percobaan

Pada saat power supplay diberikan tegangan 12 v maka mengakibatkan lampu pijar menyala. Dan tegangan output yang dihasilkan sebesar kira-kira 220v, namun tegangannya kurang stabil. Setiap menaikkan nilai tegangan input pada power supply mengakibatkan nyala lampu semakin terang.

IV.2 Aalisis Hasil Pengamatan

Pada percobaan kali ini, transistor dianggap sebagai sebuah saklar dimana ketikaSaklar S1 dan S2 ON-OFF bekerja secara bergantian. Pada saat S1 ON arus mengalir dari E/2 (+) S1 beban B-A E/2 (-), sedangkan S2 dalam keadaan terbuka. Pada waktu S2 ON sedangkan S1 terbuka, maka arus dari E/2 (+) beban AB S2 E/2 (-). Dengan demikian dalam satu periode ini beban merasakan adanyaarus yang mengalir dalam dua arah (bolak-balik). Di mana pada gambar 2.1 (b) dapat dilihat bentuk grafik tegangan beban A-B. rangkaian kombinasi 2 transistor yang masing-masing bekerja sebagai saklar dan akan aktif secara bergantian terus menerus. Karena rangkaian flip-flop 2 transistor ini selalu memiliki 2 keadaan yang berganti terus menerus pada kedua transistor tersebut maka rangkaian flip-flop 2 transistor ini disebut sebagai astabil multivibrator (Astable Multivibrator) atau disebut juga sebagai fre running multivibrator.Sebagai step up converter berupa transformer CT 12 volt dengan output 220 volt. Transformer ini berfungsi untuk menaikan tegangan induksi dari 12 volt menjadi 220 volt AC.

BAB VPENUTUPV.1 Kesimpulan1. Inverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (DC) menjadi arus listrik bolak balik (AC).2. Inverter dapat dibuat secara sederhana dengan menggunakan 2 buah transistor 2N3055,2 buah resistor dan transformator dimana dengan rangkaian ini dapat mengubah teganangan 12V DC menjadi 220V AC3. Rangkaian inverter ini menggunakan prinsip flip-flop, transistor 2N3055 akan mengalirkan arus ke trafo secara bergantian

V.2 Saran1. kami berharap agar asisten juga memberikan saran dan pendapat tentang ide proyek yang akan dibuat2. kami berharap agar asisten memberikan pengajaran mengenai prinsip kerja alat yang akan dibuat

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. Transistor sebagai Saklar.http://elektronika-dasar.com/teori-elektronika/transistor-sebagai-saklar/. Diakses pada tanggal 15 Mei 2013Anonim.2013. Inverter Sederhanahttp://haribaru08.blogspot.com. Diakses pada tanggal 15 Mei 2013Anonim.2013. Transistor. d.wikipedia.org/wiki/Transistor. Diakses pada tanggal 15 Mei 2013Anonim.2013. Transformator. d.wikipedia.org/wiki/Transformator. Diakses pada tanggal 15 Mei 2013Anonim.2013. Resistor. d.wikipedia.org/wiki/Resistor. Diakses pada tanggal 15 Mei 2013