PERCOBAAN 5 BARU

Fadli Umawi 03111004051

PERCOBAAN V APLIKASI FILTER AKTIF

1. JUDUL PERCOBAAN

Aplikasi Filter Aktif

2. TUJUAN PERCOBAAN

a. Mengetahui Mengetahui jenis jenis filter filter aktif aktif beserta beserta keguan keguanaanny aannyaa masing-masi masing-masing ng b. Mengetahui rangkaian dasasr dan prisip kerja Filter aktif c. Mengetahui Mengetahui filter aktif dalam desain rangkaian rangkaian komunikas komunikasi. i.

3. ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN

A. Alat Alat yang yang diguna digunakan kan •

Rangkaian Low Pass Filter

•

Rangkaaian High Pass Filter

•

Rangkaian Band Pass Filter

•

Rangkaian Filter Chebycev

•

Rangkaian Filter Bassel

•

Rangkaian Filter Butterworth

•

Osciloscope

•

Singnal Generator Audio Frequency (AF)

•

Multimeter

B. Baha Bahan n Perco Percoba baan an Sofware EWB (electronic Work Banch)

Catatan : Pada percobaan ini semua peralatan disimulasikan dalam software EWB pada sebuah Personal Computer/ Laptop

APLIKASI FILTER AKTIF

Yasin Sohib


4. DASAR TEORI

Pema Pemaka kaia ian n filt filter er dala dalam m duni duniaa elekt elektro roni nika ka dan dan telek telekom omun unik ikasi asi tela telah h dilakukan dilakukan pada decade terakhir terakhir terutama filter aktif karena karena banyak memeiliki memeiliki keuntu keuntunga ngan n diband dibanding ing dengan dengan filter filter pasip. pasip. Hal ini dimung dimungkin kinkan kan dengan dengan tersedianya OP-Amp dalam bentuk IC yang berisi 4 Op Amp (Quad). Rangkaian Filter aktif pada umumnya berbentuk Low Pass Filter(LPF), High Pass Filter (HPF), Band Pass Filter (BPF) dan Stop Band Filter(Notch Filter). Filter merupakan merupakan dasar dalam mendiasin berbagai peralatan seperti Equaliser, Equaliser, Cross Over, Screch dan Rumbel Filter, Hum Filter dan juga pada digunakan pada berbagai jenis pemancar. Jenis filter yang sangat terkenal adalah filter Butterwoth dan Chebbycheff

Rangkaian Dasar

Low pass Filter sering dijadikan model karakteristik filter lainnya, Low pas filter melewatkan frekuensi rendah dan meredam frekuensi tinggi. Sedangkan High Pas filter adalah sebaliknya, gabungan antara Low pass dan High pass filter akan mengjhasilkan jenis filter lainnya yaitu bandpass filter dan band eleminited filter. Rangkaian dasar dari sebuah Low Pass Filter ditunjuk kan seperti pada gambar berikut :

Rangkaian Low Pass Filter Orde 2


Yasin Sohib


Rangkaian High Pass Filter Orde 2

Besaran dalam disain Sebuah Filter dinyatakan dengan

Cut Off Frekuensi merupakan batasan antara Pass Band dan Stop Bannd Roll-Off atau Slope adalah besarnya redaman pada daerah stop Band


Yasin Sohib


Desain Filter Low Pass Filter Orde 2

Desain High Pass Filter Orde 2


Yasin Sohib


5. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Buat rangkaian Low Pass Filter dan High pass Filter seperti pada gambar pada software EWB 2. Hubungkan rangkaian pada osciloscope (input channel 1 dan output pada channel 2) kemudian ubah nilai resistor dan capasitor untuk frekuensi cut off tertentu seperti yang diberikan asisten. 3. Lakukan Prosedur 1 dan 2 berulang-ulang untuk frekuensi seperti pada tabel No

frekuensi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0.001 fo 0.010 f0 0.100 f0 1.000 f0 2.000 f0 4.000 f0 8.000 f0 10.00 f0 100.0 f0 1000 f 0

Vinput (v)

Voutput (v)

Penguatan (db)

4. Hitung Penguatan untuk masing masing frekuensi ! 5. Ulangi percobaan diatas untuk jenis filter lainnya !


Yasin Sohib


V. Pertanyaan dan Tugas

a. Gambarkan Bode Plot (gunakan grafik Logaritmis) hasil percobaan diatas untuk Low Pass Filter dan High Pass Filter ! b. Jelaskan Hubungan antara besarnya nilai kapasitor dan resistor dengan frekuensi cut off dan factor kualitas Q dan Roll-off ! c. Dari percobaan diatas, gambarkan rangkaian band pass filter ! d. Jelaskan faktor yang menentukan roll-off dari kurva diatas tentukan besarnya Roll-off dalam dB/oktaf dan dalam dB/decade ! e. Buat kesimpulan dari percobaan diatas !


Yasin Sohib



Yasin Sohib



Yasin Sohib


Filter Aktif Filter Aktif adalah suatu perangkat elektronik yang dapat memperbaiki kwalitas daya yang dikirimkan dari sumber ke beban. Filter sistem tenaga listrik biasanya terdiri dari Filter Aktif dan Filter Pasif. Menurut Izhar et al, pemakaian Filter Aktif pada sistem tenaga listrik lebih fleksibel daripada Filter Pasif karena dari segi penggunaan dan unjuk kerja (performance) Filter Aktif lebih ekonomis [9]. Untuk mengurangi permasalahan yang ditimbulkan oleh kwalitas daya pada sistem tenaga tergantung pada koneksi Filter Aktif yang diperlihatkan pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Aplikasi filter aktif tergantung pada permasalahan kwalitas daya [1]

Filter Aktif biasanya menggunakan perangkat switching berupa pengatur modulasi lebar pulsa tegangan atau arus yang disebut Pulse Witdh Modulation Voltage Source Inverter (PWM VSI) atau Current Source Inverter (PWM CSI) yang dihubungkan ke level sistem tegangan rendah dan juga tegangan tinggi tergantung pada permasalahan kwalitas daya [10].


Yasin Sohib


Menurut Akagi pada dasarnya Filter Aktif dalam sistem tenaga dibagi dalam 2 topologi yaitu topologi secara paralel disebut Shunt Active Filter dan secara seri disebut Series Active Filter http://www.google.com/url? sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CC8QFjAB&url=http%3A %2F%2Frepository.usu.ac.id%2Fbitstream %2F123456789%2F30579%2F4%2FChapter %2520II.pdf&ei=tsxDUYq_B83HrQfwkYCQAQ&usg=AFQjCNHi9E4Hr4QaVh 8K5UQ3QXnu6CIC5Q&bvm=bv.43828540,d.bmk http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/30579/4/Chapter%20II.pdf Berdasarkan pemasangannya bisa dibedakan menjadi dua tipe : paralel dan seri. Untuk mudahnya kita bahas dulu yang tipe paralel. Setelah itu yang tipe seri.

Filter Aktif Paralel

Rangkaian filter aktif tipe paralel bisa dilihat di atas [1]. Trafo pada rangkaian diatas bisa digunakan bisa tidak, tergantung dari rating komponen pada filter aktif. IS adalah arus dari jala-jala, IL adalah arus beban yang mengandung arus fundamental dan harmonisa, sedangkan IF merupakan arus filter yang sama dengan arus harmonisa pada IL. Sehingga secara sederhana bisa dirumuskan IS=IF+IL. Prinsip kerja kontroler Filter aktif paralel mengikuti prinsip ini. Ilustrasinya bisa dilihat dibawah ini. Komponen harmonisa dan fundamental pada IL dipisahkan menggunakan HPF. Meskipun begitu pada prakteknya perancangan HPF untuk filter aktif cukup kompleks. Sehingga banyak metode yang telah


Yasin Sohib


dibuat untuk mendesain HPF agar bisa berkerja efektif. Output dari HPF adalah sinyal referensi arus filter, IF*. IF* dibandingkan dengan IF yang merupakan arus filter yang sebenarnya. PI controller digunakan untuk mengatur agar IF sama dengan IF*. Kemudian sinyal output PI dirubah menjadi sinyal PWM dan dikirim ke power converter untuk dikonversi menjadi arus yang sebenarnya.

Filter Aktif Seri

Filter aktif seri menggunakan trafo seri untuk menginjeksikan tegangan VAF. VAF yang diinjeksikan berperan seperti impedansi untuk arus harmonisa. Untuk berperan sebagai impedansi, arus harmonisa yang mengalir di Is dideteksi. Kemudian filter aktif memberikan injeksi tegangan VAF=K.Ish. Dengan menggunakan nilai K yang besar maka seakan-akan ada impedansi yang besar untuk arus harmonisa pada trafo seri http://electrifytheworld.blogspot.com/2011/07/mengenal-filter-harmonisa-filteraktif.html

2.4 Filter Aktif


Yasin Sohib


Filter aktif merupakan tipe baru untuk peralatan filter eliminasi harmonisa dalam sistem tenaga. Filter ini disusun dari peralatan-peralatan elektronika daya. Komponen utama yang terdapat pada filter aktif adalah: 1. Inverter Inverter digunakan sebagai filter aktif yang dihubungkan paralel dengan sumber tegangan beban untuk mengkompensasi harmonisa. 2. Kontroller Kontroller digunakan dalam rangkaian filter aktif utuk memper kecil sinyal error pada sumber tegangan beban terdapat harmonisa. Keluarankontroller digunakan untuk mentriger inverter. Pemakaian umum dari filter aktif dalam sistem tenaga listrik dapat dilihat seperti gambar 2.1 berikut :

http://www.google.com/url? sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=7&ved=0CEkQFjAG&url=http%3A %2F%2Fjurnal.itats.ac.id%2Fwp-content%2Fuploads %2F2013%2F01%2FFILTER-AKTIF-3Fasa.pdf&ei=08xDUd_OOoXWrQe1oIDgBA&usg=AFQjCNEiAvmf4UqbCoLoi RXVLTAZYRrOTQ&bvm=bv.43828540,d.bmk


Yasin Sohib


http://jurnal.itats.ac.id/wpcontent/uploads/2013/01/FILTER-AKTIF-3-Fasa.pdf Filter Pasif. Filter banyak digunakan untuk memberikan sirkuit seperti amplifier, osilator

dan

sirkuit

power

supply

karakteristik

frekuensi

yang

diperlukan. Beberapa contoh diberikan di bawah ini. Mereka menggunakan kombinasi dari R, L dan C Induktor dan Kapasitor bereaksi terhadap perubahan frekuensi dengan cara yang berlawanan. Melihat sirkuit untuk filter lolos rendah, baik LR dan kombinasi CR menunjukkan telah efek yang sama, tapi perhatikan bagaimana posisi L dan C tempat perubahan dibandingkan dengan R untuk mencapai hasil yang sama. ·

Low pass filter.

Rangkaian RC seri ini mirip dengan rangkaian pembagi tegangan dari dua buah hambatan seri, sehingga tegangan out putnya adalah

Filter lolos rendah digunakan untuk menghapus atau menipiskan frekuensi yang lebih tinggi di sirkuit seperti amplifier audio; mereka memberikan respon frekuensi yang diperlukan untuk rangkaian penguat. Frekuensi di mana filter low pass mulai mengurangi amplitudo sinyal dapat dibuat disesuaikan. Teknik ini dapat digunakan dalam penguat audio sebagai "TONE" atau "TREBLE CUT" kontrol. LR filter low pass filter dan high pass CR juga digunakan dalam sistem


Yasin Sohib


speaker untuk band rute yang sesuai frekuensi untuk desain yang berbeda dari speaker (yaitu 'woofer' untuk frekuensi rendah, dan 'Tweeters' untuk reproduksi frekuensi tinggi). Pada aplikasi ini kombinasi pass filter tinggi dan rendah disebut "crossover filter". Kedua filter CR dan LC lulus rendah yang menghilangkan hampir SEMUA frekuensi di atas hanya beberapa Hz digunakan dalam rangkaian power supply, di mana hanya DC (nol Hz) diperlukan pada output. High pass filter.

Dengan memanfaatkan rangkaian pembagi tegangan maka dapatlah outputnya

Pass filter tinggi digunakan untuk menghilangkan atau meredam frekuensi yang lebih rendah di amplifier, terutama audio amplifier mana ia dapat disebut "BASS CUT" sirkuit.Dalam beberapa kasus ini juga dapat dilakukan disesuaikan.

·

Band pass filter.


Yasin Sohib


Band pass filter mengizinkan hanya sebuah band frekuensi yang diperlukan untuk lulus, dan menolak sinyal di semua frekuensi di atas dan di bawah band ini. Desain tertentu disebut filter T karena cara komponen digambar dalam diagram skematik. Filter T terdiri dari tiga unsur, dua seri terhubung LC sirkuit antara input dan output, yang membentuk jalan impedansi rendah untuk sinyal dari frekuensi yang diperlukan, namun memiliki impedansi tinggi untuk semua frekuensi lainnya. Selain itu, LC paralel sirkuit terhubung antara jalur sinyal (di persimpangan dari dua sirkuit seri) dan tanah untuk membentuk impedansi tinggi pada frekuensi yang diperlukan, dan impedansi rendah pada semua orang lain. Karena ini desain dasar membentuk hanya satu tahap penyaringan ia juga disebut filter 'urutan pertama'. Meskipun dapat memiliki sebuah band lulus cukup sempit, jika dipotong lebih tajam dari yang diperlukan, filter kedua dapat ditambahkan pada output filter pertama, untuk membentuk filter 'tingkat dua'. Stop band filter.

Filter ini memiliki efek sebaliknya untuk filter band pass, ada dua paralel LC sirkuit di jalur sinyal untuk membentuk impedansi tinggi pada frekuensi sinyal yang tidak diinginkan, dan rangkaian seri membentuk jalur impedansi rendah ke tanah pada frekuensi yang sama, untuk menambahkan untuk penolakan. Band filter berhenti dapat ditemukan (sering dalam kombinasi dengan band pass filter) pada frekuensi antara (IF) amplifier radio tua dan penerima TV, di mana mereka membantu menghasilkan kurva respon frekuensi bentuk cukup kompleks diperlukan untuk penerimaan yang benar dari kedua suara dan gambar


Yasin Sohib


sinyal. Kombinasi berhenti band dan band pass filter, serta transformer tuned di sirkuit ini, memerlukan penyesuaian frekuensi-hati. http://andri19921119.blogspot.com/p/filter-aktif-dan-filter-pasif.html

7. DATA HASIL PERCOBAAN

1. Untuk Low Pass Filter (LPF)

Hs =

Frekuensi

R( Ω)

C (µF)

Vin (Volt)

Vout (volt)

1 Hz 10 Hz 10 Hz 100 Hz 1000 Hz

1 1 1 1 1

500 500 500 500 500

251,4 mv 108,4 mv 703,8 mv 218,3 mv 136 mv

439,6 mv 832,3 mv 304,1 mv 24,6 mv 1,8 mV

Vout/Vin 1,748 7,678 0,432 0,112 0,013

Vout (volt)

Hs = Vout/Vin

4,4 mv 3,3 mv 327 mv 420 mv 478,1 mv

0,014 0,003 0,455 1,455 0,629

2. Untuk High Pass Filter (HPF)

Frekuensi

R( Ω)

C (µF)

0,1 1 10 100 1000

1 1 1 1 1

500 500 500 500 500


Vin (Volt) 313,8 mv 938,7 mv 719,9 mv 288,5 mv 759,5 mv

Yasin Sohib


8. PENGOLAHAN DATA

1. Untuk Low Pass Filter (LPF)

•

Untuk R = 1 Ω, C = 500 µF, f =1 Hz

•

Untuk R = 1 Ω, C = 500 µF, f = 10 Hz

•

Untuk R = 1 Ω, C = 500 µF, f = 100 Hz


Yasin Sohib


•

Untuk R = 1 Ω, C = 500 µF, f = 1 kHz

•

Untuk R = 1 Ω, C = 500 µF, f = 10 KHz

2. Untuk High Pass Filter (HPF) •

Untuk R = 1 Ω, C = 500 µF, f = 1 Hz


Yasin Sohib


Untuk R = 1 Ω, C = 500 µF, f = 10 Hz

•

•

Untuk R = 1 Ω, C = 500 µF, f = 100 Hz

•

Untuk R = 1 Ω, C = 500 µF, f = 1 kHz

•

Untuk R = 1 Ω, C = 500 µF, f = 10 KHz


Yasin Sohib


•

Untuk R = 1 Ω, C = 500 µF, f = 10 KHz

9. ANALISA HASIL PERCOBAAN

Percobaan kelima ini adalah mengenai Aplikasi Filter Aktif. Percobaan ini bertujuan agar praktikan mengetahui jenis – jenis, rangkaian dasar dan prinsip kerja filter aktif serta mengetahui desain filter aktif dalam rangkaian


Yasin Sohib


telekomunikasi. Dalam percobaan ini kami hanya membuat dua buah rangkaian filter aktif yaitu jenis LPF (low pass Filter) dan HPF (High pass Filter) yang disimulasikan pada sebuah software multisim. Pada percobaan ini kami hanya mencari nilai Hs (fungsi alih) yaitu perbandingan antara Vout terhadap Vin Dari kedua rangkaian filter aktif diatas dapat diketahui bahwa yang mempengaruhi suatu rangkaian filter aktif adalah nilai dari resistansi, kapasitansi dan frekuensinya Dari gambar rangkaian yang telah kami gambar, kami membuat gambar grafik, dari beberapa data yang di beri asisten. Untuk nilai resistor dan kapasitornya tetap, dan nilai frekuensinya berbeda – beda.meningkat dari nilai 1 Hz – 1 kHz. Dari hasil data-data tersebut, kami mencoba mengamati gelombang yang dihasilkan. Dari gelombang tersebut, diketahui perbedaan gelombang LPF dan HPF. Selain itu juga kami menganalisa daerah cut-off dari fungsi alih pada rangkaian LPF (low pass Filter) dan HPF (high Pass Filter). Pengertian daerah cut-off itu sendiri adalah batas frekuensi yang diredam dan yang dilewatkan. Dari data hasil pengamatan daerah cut-off terlihat pada frekuensi antara 1 Hz – 1000 Hz, Pada rangkaian low pass filter setelah melewati daerah cut-off nilai dari Hs turun hingga mencapai nilai nol. Tetapi, hasil yang di tunjukkan pada kerja kami, menunjukkan nilai yang tinggi saat frekuensi 10 Hz. Sebaliknya pada rangkaian HPF (High Pass Filter) setelah melewati daerah cut-off nilai dari Hs akan semakin membesar. Hal ini membuktikan bahwa LPF melewatkan frekuensi rendah dan meredam frekuensi tinggi

sedangkan HPF melewatkan frekuensi tinggi dan

meredam frekuensi rendah. Tetapi, nilai hasil kerja kami, di frekuensi tertingginya menunjukkan nilai Hs menurun. Nilai data hasil percobaan yang tidak beraturan didapatkan karena kurang ketelitian praktikan dalam mendapatkan nilai sebenarnya.


Yasin Sohib


10. KESIMPULAN

1. LPF melewatkan frekuensi rendah, meredam frekuensi tinggi. Sedangkan HPF melewatkan frekuensi tinggi, meredam frekuensi rendah. 2. BPF melewatkan suatu range frekuensi tertentu. Sedangkan BRF menolak suatu range frekuensi tertentu. 3. Pada HPF, semakin besar frekuensi, Vin semakin Kecil dan Vout semakin besar. 4. Pada LPF, semakin besar frekuensi, Vin semakin kecil dan Vout semakin kecil. 5. Rangkaian BPF adalah rangkaian gabungan yang disusun secara seri antara LPF dan HPF dengan lebar bandnya adalah selisih antara kedua frekuensi cut-off.


Yasin Sohib


LAMPIRAN GAMBAR ALAT

•

Untuk LPF

Rangkaian LPF

Bentuk gelombang


Yasin Sohib


•

Untuk HPF

Rangkaian HPF

Bentuk gelombang


Yasin Sohib


DAFTAR PUSTAKA Tim Laboratorium Dasar Sistem Telekomunikasi. 2013. Modul Praktikum Dasar Sistem Telekomunikasi. Inderalaya: Universitas Sriwijaya.

andri.2013.Filter Aktif Dan Filter Pasif http://andri19921119.blogspot.com/p/filter -aktif-dan-filter-pasif.html dikutip pada tanggal 16 Maret 2013

Unnamed.2013.Mengenal Filter Harmonisa Filter Aktif.http://electrifytheworld .blogspot.com/2011/07/mengenal-filter-harmonisa-filter-aktif.html dikutip pada tanggal 16 Maret 2013

Unnamed.2013.Filter Aktif 3 Fasa.http://jurnal.itats.ac.id/wp-content/uploads / 2013/01/FILTER-AKTIF-3-Fasa.pdf dikutip pada tanggal 16 Maret 2013 Usu.2011.http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/30579/4/Chapter %20II.pdf.dikutip pada tanggal 16 Maret 2013


Yasin Sohib

PERCOBAAN 5 BARU

Recommend Documents