Laporan Job 4 Sistem Kendali 1 - Amin Syukur - 17502244002.pdf

LAPORAN PRAKTIK JOB 4 MATA KULIAH SISTEM KENDALI PENGENDALI TEMPERATURE DENGAN PTC Dosen Pengampu : Bekti Wulandari, S.Pd.T., M.Pd.

Disusun Oleh : Amin Syukur

:

17502244002

Anggota Kelompok : Cecen Hafada Ihsan

:

17502244004

Aisya Amalia Nur Aini

:

17502244014

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA DAN INFORMATIKA PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTONIKA – S1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2019

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA LAB SHEET SISTEM KENDALI Semester 4 Pengendali Temperature dengan PTC No : JST/EKA/EKA6227/04 Revisi : 01 Tgl : 14 Feb 2019

200 Menit Hal 1 dari 9

A. Tujuan Mahasiswa diharapkankan mampu: 1) Menjelaskan prinsip kerja dari rangkaian pengontrol panas dengan PTC. 2) Menganalisa hasil praktikum 3) Menentukan besaran suhu yang konstan dari PTC.

B. Dasar Teori Komponen termistor PTC (Positive Temperatur Coefficient) adalah suatu resistor yang mempunyai koefisien temperatur positif yang sangat tinggi. Dimana nilai resistansi PTC akan semakin tinggi pada saat perubahan suhu disekitar PTC semakin tinggi. PTC memiliki sifat yang berkebalikan dengan NTC. PTC akan memeberikan perubahan resistansi semakin rendah pada saat suhu disekitar body PTC semakin dingin.

Gambar 1. PTC (Sumber : robotistan.com) Dalam beberapa hal PTC ini berbeda dengan NTC seperti yang dituliskan berikut ini : 1. Koefisien temperatur dari termistor PTC akan positif hanya antara daerah temperatur tertentu. Diluar daerah temperatur ini, koefisien temperaturnya bisa nol ataupun negatif.

2. Harga koefisien temperatur mutlak dari termistor PTC, hampir dalam seluruh kejadian jauh lebih besar daripada yang dimiliki oleh termistor NTC.

Gambar 2. Grafik Fungsi PTC Termistor PTC terbuat dari BaTiO3 , cairan zat padat dari BaTiO3 dan SrTiO3 adalah analog dengan metode yang digunakan untuk persiapan membuat termistor NTC. Sejumlah ekstra tertentu pada ion-ion Ti dibangkitkan dengan memasukkan ionion lain yang mempunyai valensi yang berbeda. Karakteristik arus dan tegangan statis menarik karena kurva ini bisa menunjukkan dengan jelas kemampuan arus limit dari termistor PTC. Sampai level tegangan tertentu , karakteristik arus dan tegangannya merupakan garis lurus dan mengikuti hukum ohm, tetapi begitu PTC terpanasi dengan arus yang besar yaitu temperatur sudah sampai pada daerah switching.

Gambar 3. Karakteristik Tegangan dan Arus dari Termistor PTC

Tentu saja karakteristik tegangan dan arus ini bergantung pada temperatur sekitarnya, dan juga bergantung pada koefisien transfer panas yang ada disekelilingnya. PTC dengan variasi resistansi yang sangat tinggi dalam daerah temperatur yang agak terbatas, pada dasarnya digunakan sebagai “Threshold detector“. C. Alat dan Bahan 1. Rangkaian pengontrol panas penguji PTC. 2. Trafo 220 V/6 V / 1-2 A 3. Heater berupa Lampu Pijar 100w/220 V. 4. Ammeter AC batas ukur 2.5 A. 5. Miliampere DC 100mA. 6. Multimeter. 7. Thermometer 8. Kabel penghubung secukupnya.

D. Keselamatan Kerja 1) Berati-hati dalam menentukan polaritas trafo. Sebaiknya periksa dahulu phasa dan netralnya, jangan sampai terbalik. 2) Memperhatikan batas dan jenis alat ukur yg digunakan. 3) Jangan bersendau gurau saat melakukan percobaan.

E. Langkah Kerja 1) Menyiapkan perangkat dan peralatan yang akan digunakan praktek. 2) Merangkai sesuai skema denga benar dan rapi. Jangan menghubungkan ke sumber tegangan terlebih dahulu. 3) Memeriksakan pada dosen pengampu hasil rangkaian. 4) Meletakkan posisi saklar pada posisi auto, diukur terlebih dulu tahanan awal PTC pada suhu ruangan. Dekatkan PTC pada lampu, memeriksa kembali tahanannya.

5) Menghubungkan rangkaian ke sumber tegangan, mengamati dan mencatat penunjukan : Ig ;Ib dll sesuai dengan tabel yg tersedia. 6) Mengulangi langkah No. 5 untuk penunjukan thermometer 40, 50 derajat dan seterusnya.

7) Perlu diperhatikan bahwa beberapa saat kemudian lampu akan mati. Pada saat lampu mati, amati dan catat semua penunjukan alat ukur dan juga temperature-nya. Kemudian tunggu lampu akan hidup lagi . Pada saat lampu menyala catat penunjukan meter dan temperature-nya. 8) Biarkan lampu tetap hidup, dan beberapa saat lampu akan mati lagi. Pada saat lampu mati, lepaskan rangkaian dari sumber tegangan. Ukur tahanan PTC dengan cepat, kalau kurang cepat tahanannya akan semakin turun. 9) Kembalikan alat dan bahan ke tempat semula.

F. Data a. Suhu Kamar

= 30oC

b. Tahanan Awal PTC = 5 Ohm c. Tahanan Akhir PTC = 2k Ohm

Tabel 1 . Saat Pertama Rangkaian Menyala Suhu

Ig (mA)

Ib (A)

Va1 –a2 (V)

Va1-g (V)

Va2-g (V)

Vptc (V)

30 o

48

0,38

0,7

0,8

0,1

0,4

40 o

47

0,38

0,8

0,8

0

0,4

50 o

44

0,38

0,8

0,8

0

0,75

60 o

14

0,38

0,8

0,8

0

6

Tabel 2 . Saat Lampu Mati Suhu

Ig (mA)

Ib (A)

Va1 –a2 (V)

Va1-g (V)

Va2-g (V)

Vptc (V)

62 o

2

0

225

225

0

7,6

Tabel 3 . Saat Lampu Menyala Kembali Suhu

Ig (mA)

Ib (A)

Va1 –a2 (V)

Va1-g (V)

Va2-g (V)

Vptc (V)

48 o

5

0,31

225

225

0

6,4

G. Analisa Data Berdasarkan data hasil praktikum pada tabel 1 yaitu saat pertama rangkaian bekerja, suhu kamar yang didapat adalah 30°c dengan hambatan awal PTC 5 Ohm. Variasi suhu yang digunakan adalah mulai dari 30°c hingga 62°c. Dari tabel 1 maka dapat diketahui jika semakin tinggi suhu maka semakin tinggi V PTC. Arus (Ig) berbanding terbalik dengan suhu. Sedangkan arus pada (Ib), tegangan (Va1a2) dan Va2-g konstan/tetap. Pada tabel 2 saat lampu mati, termometer menunjukkan pada suhu 62°c maka tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian tetapi tegangan (Va1-a2) dan (Va1g) naik menjadi 225 V, sedangkain tegangan Va2-g turun menjadi 0 V. Saat lampu mati suhu menunjukkan 62°c dan V ptc naik menjadi 7,6 Volt. Pada tabel 3 saat lampu menyala kembali , termometer menunjuk pada suhu 48°c , tegangan (Vptc) adalah 6,4 volt. Sedangkan tegangan (Va1-a2) dan (Va1-g) tetap yaitu 225 V . Namun arus pada Ig=5 dan Ib=0.31.

H. Tugas Laporan 1. Gambarkan sekali lagi rangkaian pengendali temperature tersebut lengkap dengan harga/ type/spesifikasi komponen yang terpasang. Jawab :

Spesifikasi alat 1. Penguji PTC sensor temperatur PTC (Positive Temperature Coefficient), artinya makin panas maka makin besar resistansinya. 2. Trafo 220 V/6 V / 1-2 A sebagai menaikkan dan menurunkan tegangan/ pengendali daya. 3. Heater berupa Lampu Pijar 100w/220 V sebagai penaik suhu/pemanas 4. Ammeter AC batas ukur 2.5 A sebagai pengukur arus AC 5. Miliampere DC 100mA sebagai pengukur arus DC 6. Multimeter sebagai pengukur arus, tegangan, hambatan, tahanan pada rangkaian DC maupun AC 7. Thermometer sebagai pengukur suhu pada sekitar PTC dan kamar 8. Kabel penghubung sebagai penghubung komponen satu dengan yang lain.

2. Berapa besar arus dan tegangan gate TRIAC saat lampu mulai menyala? Berapa pula saat lampu menyala Normal ? Jawab : Lampu menyala pada arus (Ig) 48 mA dan saat tegangan gate TRIAC 0.8 volt. 3. Berapa tetapan waktu ( time Konstan ) pada pertanyaan butir 2 diatas dan berapa pula variasi nilai R thermistor/PTC? Jawab : Tetapan waktu (time konstan) saat lampu menyala adalah kurang lebih 35 detik (Praktikum kami tidak mengukur waktu ya) dan variasi nilai R thermistor/PTC saat awal adalah 5 ohm se rta tahanan akhir PTC adalah 2k ohm. 4. Bagaimana kalau PTC diganti dengan NTC? beri komentar / alasan! Jawab : Jika PTC diganti NTC maka akan berbanding terbalik dengan PTC dikarenan NTC bekerja apabila suhu semakin tinggi maka tegangan pada PTC akan semakin turun. 5. Ceritakan secara singkat cara kerja rangkaian yg dipraktekkan! Jawab : Rangkaian yang kami praktikkan adalah sebuah sensor suhu yang mengubah energi panas menjadi listrik. Cara kerja PTC adalah jika suhu disekitar PTC naik maka te gangan pada PTC akan naik. Pada rangkain terdapat TRIAC yang digunakan sebagai pengendali daya. Sehingga mempengaruhi besar kecilnya arus gate dan arus gate dipengaruhi oleh PTC. Suhu awal yang didapat saat praktik adalah 30°C dengan tahanan awal PTC 5 ohm.

I. Kesimpulan Dalam rangkaian ini juga memanfaatkan PTC juga menggunakan TRIAC sebagai pengendali daya. Kerja dari TRIAC akan dipengaruhi oleh besarnya arus gate dan arus gate akan dipengaruhi oleh besar kecilnya hambatan dalam PTC. Dan dari praktek ini juga dapat diperoleh kesimpulan bahwa PTC merupakan sebuah thermistor yang memanfaatkan suhu sebagai pemicu perubahan tahanan dalamnya. Suhu awal yang diprktikan adalah suhu 30˚C dengan nilai Ig 48 mili ampere lampu masih menyala dan kemudian lampu mati pada suhu 62˚C dengan arus Ig 2 mili ampere dan mengalami kenaikan teganagan menjadi 225V AC dan 𝑉𝑃𝑇𝐶 7,6 V kemudian lampu menyala kembali pada suhu 48˚ dengan arus 5 mili ampere ,tegangan tetap 225V AC dan tegangan 𝑉𝑃𝑇𝐶 mengalami sedikit penurunan menjadi 6,4 V.

J. Lampiran