headerphoto

Kolom Pencarian

Memuat...


Posting ini akan menjelaskan Rangkaian Variable DC to DC Converter atau rangkaian yang merubah tegangan 12 hingga 24 VDC menjadi tegangan yang bervariasi antara 0 hingga 5 VDC, arus yang mengalir maximal 500 mA.

1. Input Rangkaian 12 VDC

Input 12 VDC ialah input minimal yang disarankan untuk rangkaian ini. Jika diberikan input di bawah nilai yang disarankan, besar kemungkinan rangkaian kurang maksimal.


Arus yang mengalir melalui R1:
I = (Vin - Vz) / R1
I = (12 - 5) / 720
I = 0,01 A
I = 10 mA.

Arus yang mengalir melalui R2:
I = Vz / R2
I = 5 / 1k
I = 5 mA.

Arus yang mengalir melalui zener D1:
I = IR1 - IR2
I = 10 - 5 = 5 mA.

Daya maksimal pada resistor atau potensiometer R2:
P = IR1 x Vz
P = 10 mA x 5 V
P = 50 mW.

Arus yang dihasilkan oleh Q1:
I = 5 mA x 10 = 50 mA.

Daya maksimal pada Q1:
P = IQ1 x V
P = 50 mA x 5 V
P = 250 mW.

Arus yang dihasilkan oleh Q2:
I = 50 mA x 10 = 500 mA.

Daya maksimal pada Q2:
P = IQ2 x V
P = 500 mA x 5 V
P = 2500 mW
P = 2,5 W.

2. Input Rangkaian 24 VDC
Input 24 VDC ialah input maksimal yang disarankan untuk rangkaian ini. Jika diberikan input di atas nilai yang disarankan, besar kemungkinan rangkaian akan mengalami kegagalan atau kerusakan.


Arus yang mengalir melalui R1:
I = (Vin - Vz) / R1
I = (24 - 5) / 720
I = 0,026 A
I = 26 mA.

Arus yang mengalir melalui R2:
I = Vz / R2
I = 5 / 1k
I = 5 mA.

Arus yang mengalir melalui zener D1:
I = IR1 - IR2
I = 26 - 5 = 21 mA.

Daya maksimal pada resistor atau potensiometer R2:
P = IR1 x Vz
P = 26 mA x 5 V
P = 130 mW.

Arus yang dihasilkan oleh Q1:
I = 5 mA x 10 = 50 mA.

Daya maksimal pada Q1:
P = IQ1 x V
P = 50 mA x 5 V
P = 250 mW.

Arus yang dihasilkan oleh Q2:
I = 50 mA x 10 = 500 mA.

Daya maksimal pada Q2:
P = IQ2 x V
P = 500 mA x 5 V
P = 2500 mW
P = 2,5 W.

Silahkan lihat cara perhitungan zioda zener di Contoh Soal Menghitung Dioda Zener. Semoga bermanfaat.

Lanjut membaca »»

Rangkaian yang diposting kali ini adalah rangkaian variable DC to DC konverter, yaitu rangkaian yang merubah tegangan 12 hingga 24 VDC menjadi tegangan yang bervariasi antara 0 hingga 5 VDC, yang di dalamnya terdapat dioda zener. Output DC maximal 5V 500 mA. Gambar rangkaiannya terlihat seperti di :bawah: (klik untuk memperbesar).

Rangkaian Variable DC to DC Converter

:catat: Daftar rangkaian:

  • R1 = 720 Ω
  • R2 = 1 kΩ (Variable resistor/ potensiometer)
  • R3 = 10 kΩ
  • C1 = 10 uF/ 16 V
  • C2 = 100 uF/ 16 V
  • Q1 = BC548
  • Q2 = BC141
  • D1 = Zener 5,6 V (BZX79-C5V6)
  • VM = Volt meter 12-20 VDC

Volt Meter DC

Karena rangkaian ini memiliki output yang bervariasi, maka kita perlu menambahkan sebuah alat untuk mengukur dan menampilkan output tegangan yang dihasilkan, dan alat itu adalah volt meter DC seperti yang terlihat pada gambar di atas.

Lanjut membaca »»

Salah satu tipe dioda zener yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronika adalah BZX79. Dioda zener BZX79 dan seri-serinya termasuk kelas dioda regulator tegangan rendah. Berikut ini karakter-karakter atau data-data umum dari dioda zener BZX79 dan seri-serinya yang saya kumpulkan dari beberapa situs luar.

:catat: Tegangan Kerja
Tegangan kerja dioda zener BZX79 sangat bervariasi, mulai dari 2,4 V hingga 75 Volt, sesuai dengan serinya. Berikut tegangan kerja dioda zener BZX79 dan seri-serinya selengkapnya
2,4V; 2,7V; 3V; 3,3V; 3,6V; 3,9V; 4,3V; 4,7V; 5,1V; 5,6V; 6,2V; 6,8V; 7,5V; 8,2V; 9,1V; 10V;
11V; 12V; 13V; 15V; 16V; 18V; 20V;
22V; 24V; 27V; 30V;
33V; 36V; 39V;
43V; 47V;
51V; 56V;
62V; 68V;
75V.

Dioda Zener Tipe BZX79-C12

Dioda zener seperti gambar di atas, tipe BZX79-C12, memiliki tegangan kerja atau Vz sebesar 12 Volt, dengan nilai toleransi ±5%, sehingga Vz min = 11,4 V dan Vz max = 12,7 V pada saat mengalir arus zener atau Iz sebesar 5 mA.

:catat: Arus Maksimal
Arus maksimal yang diperbolehkan mengalir melewati dioda zener BZX79 dan seri-serinya, Iz max = 250 mA.

:catat: Daya Maksimal
Daya maksimal yang dibebankan pada dioda zener BZX79 dan seri-serinya, Pz max = 500 mW.

Demikian data-data umum dioda zener BZX79 dan seri-serinya yang bisa saya sampaikan. Mudah-mudahan ini bisa memberikan pemahaman bagi kita dalam hal elektronika, terutama dalam membuat, menghitung atau merancang rangkaian elektronika yang didalamnya terdapat komponen berupa dioda zener.

Lanjut membaca »»

Contoh soal menghitung Dioda Zener. Lihat gambar rangkaian elektronika dibawah ini


Dalam rangkaian catu daya tersebut di atas, dipasang sebuah dioda zener yang berfungsi untuk menstabilkan tegangan. Nilai tegangan zener atau break down zener sebesar 10 V. Tegangan di sisi elco sebesar 40 VDC. Resistor yang diseri dengan zener sebesar 470 Ohm. Impedansi output sebesar 200 Ohm. Berapa output tegangan yang dihasilkan oleh rangkaian? Berapa besar arus yang bisa mengalir dalam rangkaian? Dan berapakah arus zener minimal dan maksimal yang dihasilkan oleh rangkaian tersebut?

Penyelesaian

Diketahui:
Vin = 40 VDC
R = 470 Ohm
Vz = 10 V
RL = 200 Ohm

Ditanyakan:
Vout = ?
I = ?
Iz min = ?
Iz max = ?

Jawab:
Vout = Vz + (Iz x Zz)
Impedansi zener, Zz, kita abaikan, maka
Vout = Vz = 10 V

I = (Vin - Vout) / R
I = (40 - 10) / 470
I = 30 / 470
I = 0,064 A
I = 64 mA

IL min terjadi pada RL = ∞, IL min = 0
IL max terjadi pada RL = 200 Ohm, IL max = Vout / RL = 10 / 200 = 0,05 A = 50 mA

Maka,
Iz min = I - IL max = 64 - 50 = 14 mA
Iz max = I - IL min = 64 - 0 = 64 mA.

Lihat gambar di bawah ini


Vout = 10 V
I = 64 mA
Iz min = 14 mA → RL = 200 Ohm
Iz max = I = 64 mA → RL = ∞.

Lanjut membaca »»

"Masih belum mengerti juga saya kang perihal inverter motor. Misal motor 1,25 kW dengan frekuensi 50 Hz, terus misal frekuensinya itu diturunkan menjadi 10 Hz, apakah daya juga akan turun? jika turun rumusnya bagaimana ya? Terimakasih sebelumnya."

Baik, saya akan mencoba jelaskan kembali pembahasan tentang inverter motor.

Kita kembali ke posting sebelumnya Apa Hubungannya Tegangan dengan Frekuensi pada Inverter Motor?, kemudian kita tuliskan notasi yang sudah diketahui dari data di atas, dan kita ambil beberapa poin atau rumus yang kita perlukan, seperti berikut ini:

Diketahui:
P = 1,25 kW
f = 50 Hz


Turunan dari rumus impedansi adalah
Z = R + j2 π f L
Z = R + j2 π (50) L
...
dibuat sedemikian rupa hingga
...
Z = 50 Ω

Kemudian kita ambil rumus tegangan:
V = I x Z atau
I = V / Z

..
Katakanlah kita juga mengetahui
V = 200 Volt
cos φ = 0,9

maka
I = V / Z
I = 200 / 50
I = 4 A

Kemudian kita ambil rumus daya:
P = √3 V I cos φ
P = √3 x 200 x 4 x 0,9
P = 1247 W
P = 1,25 kW.

:pin: Artinya:
  • Nilai daya, P yang pertama kita ketahui itu samadengan nilai daya, P yang terakhir kita ketahui, yaitu 1,25 kW.
  • Rumusnya sudah sesuai, begitupun dengan proses dan nilai akhirnya.
  • Kita bisa mensimulasikan nilai-nilai didalamnya.

Simulasi :1:
f = 40 Hz
..
Turunan dari rumus impedansi adalah
Z = R + j2 π f L
Z = R + j2 π (40) L
...
dibuat sedemikian rupa hingga
...
Z = 40 Ω.

Kemudian kita ambil rumus tegangan:
V = I x Z
V = 4 x 40
V = 160 Volt.

Kemudian kita ambil rumus daya:
P = √3 V I cos φ
P = √3 x 160 x 4 x 0,9
P = 997 W
P = 1 kW.

Simulasi :2:
f = 10 Hz
..
Turunan dari rumus impedansi adalah
Z = R + j2 π f L
Z = R + j2 π (10) L
...
dibuat sedemikian rupa hingga
...
Z = 10 Ω.

Kemudian kita ambil rumus tegangan:
V = I x Z
V = 4 x 10
V = 40 Volt.

Kemudian kita ambil rumus daya:
P = √3 V I cos φ
P = √3 x 40 x 4 x 0,9
P = 249 W
P = 0,25 kW.

Simulasi :3:
f = 2,5 Hz
..
Turunan dari rumus impedansi adalah
Z = R + j2 π f L
Z = R + j2 π (2,5) L
...
dibuat sedemikian rupa hingga
...
Z = 2,5 Ω.

Kemudian kita ambil rumus tegangan:
V = I x Z
V = 4 x 2,5
V = 10 Volt.

Kemudian kita ambil rumus daya:
P = √3 V I cos φ
P = √3 x 10 x 4 x 0,9
P = 62 W.

Keempat simulasi perhitungan tersebut di atas, kita buat dalam bentuk tabel seperti di bawah ini.
Simulasi0123
Frekuensi50 Hz40 Hz10 Hz2,5 Hz
Impedansi50 Ω40 Ω10 Ω2,5 Ω
Arus4 A4 A4 A4 A
Cos φ0,90,90,90,9
Tegangan200 V160 V40 V10 V
Daya1,5 kW1 kW0,25 kW62 W

Keempat simulasi perhitungan tersebut di atas, menunjukan pada satu pola tegangan terhadap frekuensi atau dalam istilah inverter motor/ VVVF disebut dengan V/f Pattern. Berikut contoh V/f Pattern yang saya ambil dari buku panduan inverter motor F7 Yaskawa.

Contoh V/f Pattern Inverter Motor

V/f pattern ini tidak hanya satu pola, tetapi memiliki banyak pola disesuaikan dengan input frekuensi, daya serta disesuaikan dengan output, beban atau kebutuhan motor. Hal itu akan menjadi pembahasan selanjutnya, insyaAlloh semangat :semangat:

Lanjut membaca »»

Sebagian pembaca masih bertanya terkait inverter motor atau VVVF (Variable Voltage Variable Frequency), apa hubungannya tegangan dengan frekuensi pada inverter motor? atau bagaimana rumusnya? atau bagaimana hubungan daya dengan rpm motor?

Menurut rumus yang banyak beredar, keduanya memang seperti tidak terkait, perhatikan:

Rumus daya listrik 3 fase,
P = √3 V I cos φ

:pin: dimana:
P itu adalah daya listrik dengan satuan Watt, disingkat W.
√3 itu akar tiga, sudah ketetapan.
V itu adalah tegangan listrik dengan satuan Volt, disingkat V.
I itu adalah arus listrik dengan satuan Ampere, disingkat A.
cos φ itu cosinus phi, nilainya 0 <= 1.

Rumus frekuensi,
n = 120 × f ÷ p

:pin: dimana:
n itu adalah jumlah putaran, dalam satuan rpm.
f itu adalah frekuensi dalam satuan Hertz, disingkat Hz.
p itu adalah jumlah kutub.

Jadi didalam kedua rumus tersebut di atas, tidak ada unsur frekuensi dalam rumus daya dan unsur daya dalam rumus frekuensi. Lalu bagaimana hubungannya? balik lagi ke pertanyaan semula :hihihi:

:catat: Saya akan mencoba menjelaskannya.

Bila kita memasuki rumus di atas lebih dalam lagi, maka kita akan menemui jawabannya. Simple aja ya, perhatikan rumus yang ini:

P = √3 V I cos φ

Ia mempunyai banyak turunan, seperti:
cos φ = P / √3 V I
cos φ = P / S
V = I x R
dsb.

Ambil rumus ini V = I x R. Kemudian kita ambil rumus yang lebih dalam dari rumus tersebut, yakni:
V = I x Z
V = I x (R + jX).

Z kita tahu bahwa ia adalah impedansi, maka:
Z = R + jX

Turunan dari rumus impedansi adalah
Z = R + j2 π f L
bila ia merupakan beban yang bersifat induktif (lihat di Reaktansi Induktif)

dan
Z = R - j[1 ÷ (2 π f C)]
bila ia merupakan beban yang bersifat kapasitif (lihat di Reaktansi Kapasitif)

Nah... sekarang kita ketemu dengan notasi f atau frekuensi dalam kedua rumus terakhir yang merupakan bagian-bagian dari rumus daya di atas.

:catat: Artinya, tetap akan ada kaitannya antara tegangan dengan frekuensi, daya dan putaran motor.

Semoga bisa dimengerti, semangat :semangat:

Lanjut membaca »»

Dari dua simulasi program EWB (Electronics Workbrench) untuk mempelajari salah satu sifat kapasitor, yakni meneruskan AC dan menahan DC, yang sudah diposting sebelumnya, kita akan buat perbandingan dari dua hasil simulasi tersebut.

:1: Simulasi kapasitor meneruskan AC dalam kondisi online


:2: Simulasi kapasitor menahan DC dalam kondisi online


Berikut adalah :list: tabel perbandingannya

KapasitorPada ACPada DC
C200 uF200 uF
V sumber12 VAC12 VDC
Frekuensi50 Hz0
LampuNyalaPadam
Arus563 mA0
Tegangan8,106 V0

Bagi kawan yang memerlukan softfile simulasi program EWB (Electronics Workbrench) tersebut di atas, berikut saya berikan link untuk mendownloadnya.
...
Disini :kanan: reaktansi-kapasitif-ac-dc.ewb.
...
Semoga bermanfaat :suka:

Lanjut membaca »»

Previous