PERCOBAAN VI
1.
JUDUL
PERCOBAAN:
TRIAC
2. TUJUAN
PERCOBAAN:
Untuk me Untuk meng ngeetahui apa yang dimaksud aksud dengan de ngan TRIAC bes beser ta p ta peenggunaanny nggunaannya sebagai ebagai switch (saklar) saklar) AC.
3.
ALAT DAN BAHAN
1. Modul Modul BEE 422D 2. Multime ultimetter 100 er 100 mA 3. Pow Power Suppl Supply y ±15 ±15 VDC 4. Pow Power Suppl Supply y 5-50 VAC 50/60 Hz
4. DASAR TEORI
1.
Pengertian
TRIAC
TRIAC mer upakan upakan singkatan dar i TRIode Alternating Current , yang ar tiny tinya adalah saklar saklar tr iode untuk ar us us bolak bolak - balik balik . TRIAC adalah pe pengemb ngembangan angan dar i pe pendahuluny ahulunya
yaitu DIAC dan dan SCR. Ketigan Ketigany ya
mer upakan upakan su b-j b-jeenis dar i T hyr istor istor , pir pir anti anti berbahan berbahan silik on yang umum digunakan sebagai ebagai saklar saklar el e lektro ktronik nik , disam isam ping tr ansistor ansistor dan dan FET. Perbedaan Perbedaan diantar iantar a k etigany tiganya adalah dalam alam pe pengga bungan bungan unsur unsur -unsur unsur pe penyusunny usunnya ser ta ta dalam alam segi ar ah p ah peenghantar nghantar an an ar us us listr list r ik y ik yang melaluin melaluiny ya. TRIAC sebena ebenar r nya adalah ga bungan bungan dua buah SCR (Silic (Silico on Cont Contro roll lled ed Rectifi Rectifier) er) atau Thyr istor istor yang dir ancang ancang anti par par ale alel dengan de ngan 1 (satu) satu) buah buah elektrod ktrodaa gerbang erbang (gate gate el electrode) ctrode) yang yang men menyatu. atu. SCR mer upakan upakan pir pir anti anti zat pad padat (solid lid state) state) yang ber fungsi fungsi sebagai ebagai sak elar lar daya ber k k ece patan tinggi. tinggi.
Gambar 1. TRIAC dan Ekuivalensi Simbolnya
2.
K arakteristik TRIAC
TRIAC memiliki kar akter istik swicthing se per ti pada SCR , k ecuali bahwa TRIAC dapat ber k onduksi dalam berbagai ar ah. TRIAC dapat digunakan untuk mengontrol alir an ar us dalam r angkaian AC. Elemen se per ti penyear ah dalam k edua ar ah menun jukkan k emungkinan dua alir an ar us antar a terminal utama M1 dan M2. Pengatur an dilakukan dengan mener apkan sinyal antar a gate (gerbang) dan M1.
Gambar 2. K ar akter istik TRIAC
K arena dapat ber sifat k onduktif dalam dua ar ah, biasanya TRIAC digunakan untuk mengendalikan fasa ar us AC (contohnya k ontroler tegangan AC). Selain itu, karena TRIAC mer upakan devais bidirektional, terminalnya tidak dapat ditentukan sebagai anode atau katode. Jika terminal MT2 positif
ter hadap terminal MT1, TRIAC dapat dimatikan dengan member ikan sinyal gerbang positif antar a gerbang G dan MT1. Sebaliknya jika terminal MT2 negatif ter hadap MT1 maka TRIAC akan dapat dihidupkan dengan member ikan sinyal pulsa negatif antar a gerbang G dan terminal MT1. Tidak per lu untuk memiliki k edua sinyal gerbang positif dan negatif dan TRIAC akan dapat dihidupkan baik dengan sinyal positif atau negatif . Dalam pr akteknya sensitifitas ber var iasi antar a satu kuadr an dengan kuadr an lain, dan TRIAC biasanya bero per asi di kuadr an I+ (tegangan dan ar us gerbang positif ) atau kuadr an III- (tegangan dan ar us gerbang negatif ). Konduksi atau hantar an diantar a katoda dan anodanya ditahan dalam ar ah
ma ju
maupun mundur.
Gerbang
tidak dik endalikan
se pan jang
kar akter istik mundur , namun dapat diper gunakan sebagai sak elar hantar an dalam ar ah ma ju. Bila di ber i sinyal k ecil diantar a gerbang dan katoda, thyr istor akan aktif , sehingga ar us ma ju yang besar dapat mengalir dengan hanya member ikan tegangan k ecil sa ja pada pir anti ini. Sekali aktif , thyr istor hanya dapat dimatikan dengan menur unkan ar us yang melaluinya sam pai kur ang dar i nilai ar us yang disebut
holding
current (ar us genggam). Ar us
genggam mer upakan ar us minimum yang dinyatakan untuk memastikan pener usan hantar an, dan ini biasanya dinyatakan dalam per sen ter hadap ar us ma ju maksimum. Thyr istor dapat disambung k e dalam k ondisi hantar an ma ju dengan dua car a, yaitu dengan melam paui tegangan putus ma ju ( forward break-over voltage) TRIAC, atau dengan member ikan suatu bentuk gelombang yang nilainya naik dengan ce pat diantar a anoda dan katodanya, pada khususnya lebih dar i 50 V/µs. Namun biasanya yang dipakai untuk mengendalikan titik pengaktifan adalah sinyal gerbang. Thyr istor memiliki str uktur yang ter susun atas em pat lapisan silik on P N/ N-P. Simbolnya mer upakan simbol penyear ah dengan terminal tambahan yang disebut gerbang (gate). Gerbang inilah yang mengizinkan pengendalian
atas aksi penyear ah. Pir anti ini dapat di buat agar ber tindak sebagai r angkaian terbuka ( penahan ma ju) atau dapat dipicu sehingga memiliki k ondisi hantar an ma ju resistansi rendah dengan member ikan pulsa singkat yang memilik daya relatif ren-dah/k ecil pada terminal gerbang. Dengan member ikan thyr istor secar a diagonal akan ter lihat bahwa str uktur tr ansistor P- N terdapat diantar a anoda dan gerbang tr ansistor N-P dalam daer ah gerbang katoda.
3. Penggunaan
TRIAC
Pir anti TRIAC dipakai secar a luas untuk menggantikan k e-dudukan relai dan
sak elar
mekanik k onvensional. TRIAC dapat
dik ehendaki
ber per ilaku sebagai r angkaian terbuka atau sebagai penyear ah ter gantung dar i car a pemakaian gerbangnya. TRIAC juga banyak dipakai untuk mengatur siklus pixel LCD, dengan menyambung/memutus ar us yang mengalir k e setiap pixel ( picture element) dalam ukur an sekian milidetik . Pengembangan kar akter istik unsur penyusun TRIAC dapat menghasilkan waktu on-off yang lebih singkat. TRIAC k ebanyakan digunakan dalam r angkaian k ontrol gelombang penuh AC karena tr iac member ikan dua k elebihan di bandingkan dengan dua thyr istor: a. R ancangan k e ping pendingin yang lebih seder hana, b. R angkaian pemicu yang relatif lebih ek onomis.
4.
Faktor-faktor
yang Memengaruhi
K erja TRIAC
Sebagaimana dik emukakan sebelumnya, thyr istor dan tr iac pada dasar nya mer upakan pir anti semik onduktor yang ter susun atas em pat lapisan silik on yang digunakan untuk mengontrol daya yang besar. Se per ti halnya pir anti elektronik lainnya, pada umumnya penyear ah dik endali silik on r usak aki bat gangguan panas. Tem per atur yang tinggi dalam pir anti yang ber volume relatif k ecil atau la ju per putar an tem per atur yang tinggi akan menyeba bkan
k eadaan r angkaian ber tan bah bur uk secar a lambat yang pada akhir nya akan mer usaknya. Penyear ah dik endali silik on juga pada akhir nya r usak se per ti halnya sebuah sek er ing, bila mereka dik enai sentakan ar us beban lebih. Tentu sa ja ini mer upakan pek er jaan par a par a per ancang apakah pir anti telah ditem patkan diatas k e ping pendingin yang memadai, ser ta memastikan pula bahwa sentakan ar us yang besar tidak ter jadi. Ker usakan yang dapat di jum pai, misalnya adalah tegangan putus ma ju yang rendah, hilangnya k ontrol atas gerbang, anoda k e katoda yang terbuka atau ter hu bung singkat, atau gerbang k e katoda yang terbuka atau ter hu bung singkat. Juga tidak mustahil jika k er usakan thyr istor atau tr iac diseba bkan oleh k er uskan di/dt . Ge jala ini dapat di jelaskan dengan menin jau saat ter jadinya pemicuan pir anti. Ar us gerbang dik onsen-tr asikan dalam daer ah yang amat sem pit dar i gerbang. Aki batnya alir an mula ar us katoda di batasi pada daer ah yang sem pit dan bila ar us anoda ini memillki la ju per u bahan atau di/dt yang mencapai nilai k r itis ter tentu, maka panas yang cukup besar akan ter kum pul pada suatu daer ah yang sem pit atau muncul bintik panas, aki batnya pir anti akan r usak . Dalam k ebanyakan r angkaian induktansi, beban membatasi la ju per u bahan ar us. Sebutan la ju per u bahan tegangan dv/dt di ber ikan untuk suatu thyr istor yang hanya dipicu oleh tegangan anoda yang naik secar a ta jam. Akan dapat di jum pai bahwa pada se jumlah r angkaian dengan jar ingan AC dikawati secar a par alel pada thyr istor atau tr iac akan membungkam ef ek ini. Adapun k er usakan
k er usakan pada r angkaian thyr istor adalah sebagai ber ikut: K ER USAK AN
Gerbang k e katoda terbuka.
GEJALA
Thyr istor TAK MENGHANTAR dan tidak dapat dipicu k e dalam hantar an.
Sinyal gerbang ter ukur tinggi. Gerbang k e katoda ter hu bung
Thyr istor TAK MENGHANTAR dan
singkat.
tidak dapat dipicu k e dalam hantar an. Sinyal gerbang nol.
Anoda k e katoda ter hu bung Thyr istor menghantar singkat.
ma ju
maupun mundur.
dalam ar ah Tegangan
jatuh diantar a anoda dan katoda ter ukur nol. Anoda atau katoda terbuka.
5.
Thyr istor TAK MENGHANTAR.
PROSEDUR PERCOBAAN
1.
Per cobaan 1: Pengu jian DC 1. Hu bungkan TRIAC se per ti gambar 1. Per hatikan bahwa terminal M1 dihu bungkan k e 15 V, agar suplai k e r angkaian dapat menyuplai M2 dan gate dapat di buat 15 volt positif atau negatif dengan mengacu pada M1. Sebelum menghu bungkannya, atur potensiometer 2,2 k k e 0. Mulai dengan menghu bungkan k eduanya k e +30 volt.
Gambar 1. R angkaian Pengu jian DC
2. Siapkan ta bel se per ti pada gambar 2 ber ikut. Mode Tr igger
V Suplai beban
V Suplai gerbang
Ar us gerbang
k e terminal M2
k e terminal M1
(gate)
I+ IIII+ IIIGambar 2. Data Pengu jian TRIAC
Keter angan : Angka romawi menun jukkan kuadr an pada kar akter istik yang diu ji menur ut standar matematika, tanda +/- mengacu pada polar itas gerbang. 3. Putar potensiometer , per hatikan pembacaan ar us gerbang, catat nilai yang dicapai sesaat sebelum lam pu menyala pada bar is per tama ta bel. 4. Reset (k embalikan posisi) potensiometer k embali k e nol, putuskan hu bungan
k edua suplai, k emudian hu bungkan k em- bali lam pu se per ti
sebelumnya. 5. Hu bungkan potensiometer k e 0 V (-15 k e M1) dan hu bungkan k embali lam pu se per ti sebelumnya dan balik polar itas multimeter yang mengukur Ig. 6. Ulangi per cobaan sesuai dengan nilai negatif dar i ar us gerbang sesaat sebelum k onduksi. Hasil Anda akan mem per lihatkan bahwa TRIAC akan ber ko nduksi dengan ar ah yang sesuai dengan sinyal gerbang yang diaplikasikan dengan car a yang sama dengan SCR.
2.
Per cobaan 2: Kontrol On-off Pada Beban AC Menggunakan TRIAC 1. Atur ar us gerbang k e 0. Putuskan hu bungan lam pu dar i suplai dan hu bungkan k embali k e 20 volt AC, gambar 3 ( jika suplai di switch
menggunakan PS443, pilih tegangan yang tetap sebelum dihu bungkan).
Gambar 3. R angkaian Kontrol ON
OF Pada Beban AC TRIAC
2. Naikkan ar us gerbang sam pai lam pu menyala, k emudian kur angi lagi. Catat bahwa lam pu akan padam, hal ini berbeda dengan pengu jian AC, alasannya adalah bahwa dua kali dalam tiap siklus suplai tegangan dan ar us melalui nol. Jika ar us gerbang tidak cocok untuk mengulang k onduksi selama setengah siklus ber ikutnya, r angkaian ar us beban akan di blok TRIAC. 3. Naikkan secar a per lahan ar us gate sam pai lam pu menyala. Guna-kan osilosk o p mengu ji bentuk gelombang tegangan yang melintasi TRIAC.
TRIAC ser ing digunakan dengan sinyal gerbang yang digantikan dengan polar itas yang sama sebagai suplai utama. Pemutusan suplai gate, switch multimeter untuk membaca AC dan hu bungan potensio-meter k e supply AC. Per hatikan bahwa dengan pengatur an ini dimungkinkan untuk melihat r ange batas dan control k ontinu cahaya lam pu walaupun hal ini tidak k ontinu di atas titik dimana fir ing ( penyulutan) menem pati lebih dar i 90% dalam half cycle.
6.
DATA
HASIL PERCOBAAN
1. Per cobaan 1 Mode Tr igger
V Suplai Beban
V Suplai Gerbang
Ar us Gerbang
k e Terminal M2
k e Terminal M1
(Gate) (mA)
I+
30
30
7, 1
I-
30
0
-8,1
III-
0
0
-8,3
III+
0
30
21,8
V Suplai Beban
V Suplai Gerbang
Ar us Gate Saat
Ar us Gate Saat
k e Terminal M2
k e Terminal M1
Lam pu Hidup
Lam pu Ter ang
20
30
7,0
13,3
20
0
-7,6
-8,3
10
30
6,9
13,9
10
0
-7,5
-8,4
2. Per cobaan 2
7.
TUGAS DAN JAWABAN
PER TANYAAN
1. Mengapa pada saat VG = 0V, ar us Gate negatif? Saat ber ada dalam mode tr igger I-, VG = 0V dan tegangan k e M1 = 15V. K arena polar itas tegangan k e Gate adalah negatif ter hadap M1 (M1 lebih positif ter hadap VG), maka ar us mengalir dar i terminal suplai 0V k e terminal Gate yang menyeba bkan ar us gate yang ter ukur men jadi negatif (ar ah ar us ber lawanan dengan ar ah sebenar nya).
2. Mengapa pada saat VG = 15V, ar us Gate = 0A (tidak ada ar us yang mengalir)?
Tegangan pada M1 adalah sebesar 15V, sehingga apa bila tegangan pada Gate juga 15V maka tidak akan ada ar us yang mengalir dikarenakan
resultan pen jumlahan beda potensial pada M1 dan Gate adalah 0. Hal ini bisa
dii bar atkan
mengukur tegangan power supply
menggunakan
multimeter dengan menghu bungkan k edua terminalnya hanya k e satu kutu b power supply.
3. Mengapa k etika TRIAC dihu bungkan dengan suplai AC ada tiga k ondisi TRIAC (mati, redup, ter ang)? TRIAC memiliki lebih dar i satu k ondisi penyulutan (fir ing) yang ber gantung k e pada besar nya ar us yang mengalir k e Gate (Gerbang). Pada r angkaian u ji, besar nya ar us ter sebut berbanding terbalik dengan besar nya hambatan pada potensiometer sesuai dengan Hukum Ohm, sehingga apa bila hambatan diper ke cil maka ar us yang mengalir akan men jadi lebih besar dengan tegangan tetap.
K arena itu, ar us yang lebih besar akan
meningkatkan k ondisi fir ing TRIAC tahap demi tahap, yang ditun jukkan oleh penyalaan lam pu yang semakin ter ang.
8.
ANALISA HASIL PERCOBAAN
Per cobaan TRIAC ini dilakukan dalam dua jenis su b- per cobaan untuk mengetahui kar akter istiknya, dimana satu menggunakan ar us DC sedangkan yang lain menggunakan ar us AC. Pada per cobaan yang per tama, yaitu saat dialir i ar us DC, TRIAC ber fungsi sebagai saklar yang hanya akan menghantar bila ar us yang dialir kan k e gatenya mencapai nilai ter tentu. Juga ter lihat bahwa saat lam pu sudah menyala (ada ar us yang mengalir melalui beban) TRIAC akan tetap menghantar meskipun ar usnya telah diputuskan. Perbedaan kar akter istik TRIAC saat dicatu oleh ar us AC dan DC ter lihat k etika dilakukan per cobaan k edua. Pada per cobaan k edua, TRIAC
dicatu dengan ar us bolak - balik (AC). Se per ti halnya k etika dicatu DC, ar us gate ter tentu juga menghidupkan TRIAC jika dicatu AC, akan tetapi bila ar us ditur unkan, lam pu akan padam. Hal yang demikian dapat di jelaskan berdasar kan sifat TRIAC itu sendir i, yaitu k ondisi apa sa ja yang menyeba bkan TRIAC on. Kondisi per tama adalah ar us gate ter tentu har us mengalir. Kondisi k edua, ar us yang melalui M1 menu ju M2 har uslah positif sa ja atau negatif sa ja, tidak boleh ber u bah ar ah. Seba b, k etika ar us ber u bah ar ah TRIAC akan memblok ar us ter sebut yang k emudian aki batnya lam pu akan padam. Pada ar us bolak - balik , tegangan akan mencapai positif dalam setengah siklus, k emudian melalui 0V dan mencapai negatif pada setengah siklus ber ikutnya (yang ar tinya berbalik ). Hal ini akan mengaki batkan ter langgar nya k ondisi k edua sehingga lam pu akan padam.
9.
K ESIMPULAN
1. TRIAC menghantar ar us listr ik dua ar ah. 2. Untuk dapat menghantar kan ar us listr ik , TRIAC memer lukan suplai ar us dengan besar ter tentu pada gatenya. 3. Ada tiga k ondisi TRIAC k etika menghantar ar us listr ik , yang dipengar uhi oleh besar nya ar us gate. 4. Ar us yang mengalir pada terminal M1 dan M2 sear ah dengan ar ah ar us gate.
10.
LAMPIRAN
GAMBAR PERALATAN
Multimeter
Power Supply PS443
Power Supply PS445
Modul Thyristor BEE422D
Kabel Penghubung
11.
DAFTAR
PUSTAK A
1. TIM DE. 2007. M odul Praktikum Dasar Elektronika. La bor ator ium Dasar Elektronika. Univer sitas Sr iwi jaya. 2. TRIAC. http://id.wikipedia.or g/wiki/TRIAC. 2 Mei 2007.
3. Barmawi, Malvino. 1986. Prinsip Dasar Elektronika. Er langga: Jakar ta. 4. Yohanes, H.C. 1983. Dasar-dasar Elektronika. Ghalia Indonesia: Jakar ta.
