LISTRIK

Alat-alat Laundry
Seterika Listrik

Seterika listrik adalah alat yang dipanaskan
dengan menggunakan daya listrik
dan digunakan untuk menghilangkan kerut-
kerut pada pakaian atau baju atau
lainnya yang terbuat dari kain sehingga
licin dan rapi.
Pada saat ini ada banyak jenis seterika,
dari yang untuk keperluan rumah tangga
sampai industri seperti hotel, rumah sakit,
dan lain-lain.
a) Seterika kering
b) Seterika uap
Gambar 3.1. Jenis-jenis seterika
Bagian panas dari seterika pada awalnya
dibuat dari besi sehingga ada masalah
dengan kebersihannya akibat karat
pada besi. Hasil perbaikannya, pada
saat ini, bagian pemanasnya dibuat dari
alumunium atau stainless steel. Panas
dari seterika modern dikendalikan dengan
termostat yang fungsinya untuk
mengendalikan suhu relatif konstan
sesuai dengan kebutuhan, jenis kain
dan tingkat kehalusan hasil setrikaan.

Bagian-Bagian Utama dan
Fungsinya

Bagian-bagian utama seterika bervariasi
tergantung dari jenis fitur yang ditawarkan.
Namun pada umumnya, seterika
terdiri atas bagian-bagian sebagai
berikut.
1. Kabel daya:
Kabel daya ini terbuat dari kabel
fleksibel (dengan inti serabut) yang
dibungkus dengan bahan isolasi
kain menjadikannya tetap lentur
sehingga tidak mudah putus dan
aman dari bahaya sengatan listrik.
Gambar 3.2. Kabel daya
Kabel daya pada seterika ada yang
arahnya bisa diatur sehingga memudahkan
dalam proses penyetrikaannya.
2. Elemen pemanas:
Elemen pemanas adalah suatu
elemen yang akan membangkitkan
panas bila dialiri arus listrik. Dari
elemen pemanas inilah sumber
energi panas dibangkitkan.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 223
Gambar 3.3 Jenis-jenis Elemen
pemanas
Elemen pemanas diletakkan
antara besi pemberat dan alas
seterika.

3. Alas:
Alas seterika adalah bagian
seterika yang akan bersentuhan
langsung dengan kain yang
diaturerika. Alas seterika dibuat
dari bahan anti karat seperti
alumunium, stainless steel atau
minimal dengan lapisan bahan
anti karat dan anti lengket
(Teflon) agar tidak mudah kotor
dan mengotori kain yang
diaturerika.
Gambar 3.4. Jenis-jenis alas
Seterika

4. Lampu indikator:
Hampir semua seterika listrik
dilengkapi dengan indikator
lampu. Indikator lampu digunakan
sebagai tanda bahwa
seterika telah tersambung
dengan sumber tegangan atau
tidak (ON atau OFF). Bila lampu
menyala berarti ada arus listrik
yang mengalir ke seterika (ON)
dan sebaliknya bila lampu mati
berarti tidak ada arus listrik yang
mengalir (OFF). Matinya lampu
indikator juga menunjukkan
bahwa seterika telah mencapai
suhu maksimumnya.

5. Penutup dan pemberat:
Penutup atau selungkup seterika
dibuat dari bahan isolasi untuk
mencegah bahaya sengatan
listrik. Di samping itu, penutup
juga yang anti panas guna mencegah
bahaya sentuhan ke
bagian tubuh manusia.
Pemberat biasanya terbuat dari
besi dan sesuai dengan namanya,
fungsinya sebagai pemberat
seterika agar memudahkan dalam
pemakaiannya.
Gambar 3.5. Penutup dan pemberat
Bentuk penutup dan pemberat
tergantung pada model seterika.

6. Pengatur On-Off dan suhu:
Hampir semua seterika dilengkapi
dengan pengatur suhu sehingga
tinggi rendahnya suhu
dapat disesuaikan dengan jenis
224 Peralatan Listrik Rumah Tangga
tekstil/kain yang akan
diaturerika. Pengatur suhu ini
biasanya menggunakan prinsip
bimetal.
Gambar 3.6. Saklar dan pengatur
Suhu

7. Reservoir air dan slang uap
Seterika dengan fitur semburan
uap dilengkapi dengan reservoir
air dari mana uap diproduksi.
Reservoir air ini dapat diisi air
kembali dengan mudah. Bila
tidak diperlukan semburan uap,
reservoir air dibiarkan kosong
(tidak perlu diisi). Hal ini tidak
menjadi masalah.
Setelah selesai pemakaian,
reservoir air ini harus dalam
keadaan kosong untuk menghindari
korosi.
Untuk merk tertentu reservoir
dibuat transparan dan dilengkapi
dengan lampu dengan warna
cahaya tertentu sehingga level
air dalam reservoir dapat terlihat
dengan jelas.

8. Tangkai pemegang seterika
Tangkai pemegang seterika
terbuat dari bahan isolasi (kayu
atau plastik). Ini dimaksudkan
apabila ada kebocoran arus
listrik tidak membahayakan
pemakaianya.


Prinsip kerja seterika
Listrik

Bila seterika dihubungkan ke sumber
tegangan listrik dan dihidupkan (ON),
maka arus listrik mengalir melalui
elemen pemanas. Dengan adanya arus
listrik yang mengalir ini, elemen
pemanas membangkitkan panas. Panas
ini kemudian disalurkan secara konduksi
pada permukaan dasar seterika
(permukaan yang digunakan untuk
melicinkan pakaian). Panas yang
dibangkitkan ini akan terus meningkat
bila arus listrik terus mengalir. Oleh
karena itu, bila seterika tidak dilengkapi
dengan pengatur suhu, untuk mencegah
terjadinya panas lebih seterika harus
diputuskan dari sumber listriknya dan
disambungkan kembali bila suhu mulai
kurang. Demikian kondisi ini terjadi
secara berulang. Namun, bila seterika
sudah dilengkapi dengan pengatur
suhu, maka seterika akan memutuskan
aliran listriknya secara otomatis bila
suhu telah mencapai maksimal.
Sebaliknya bila suhu menurun sampai
harga tertentu, seterika juga akan
secara otomatis menghubungkan aliran
listrikya. Demikian siklus kerja otomatis
ini berulang.

Catatan penggunaan

􀁸 Beberapa seterika komersial mempunyai
boiler yang terpisah dari
seterikanya dan dilengkapi dengan
katup pengatur jumlah semburan
uap.

􀁸 Penyeterikaan pada umumnya dilakukan
di atas meja seterikaan yang
Peralatan Listrik Rumah Tangga 225
yaberukuran kecil, ringan, dan dapat
dilipat yang bagian atasnya dilapisi
dengan bahan anti panas.

􀁸 Meja seterikaan jenis tertentu
dilengkapi dengan elemen pemanas
dan pedal vakum untuk menyedot air
melalui permukaan meja sehingga
kain/bahan yang diaturerika dalam
keadaan kering.

􀁸 Pada loundry komersial, biasanya
menggunakan tekanan uap untuk
menyeterika tidak seperti seterika
biasa.

􀁸 Seterika seringkali menyebab-kan
kebakaran dan luka akibat dari panas
dan beratnya. Hal ini terjadi bila
seterika terjatuh dari atas meja dan
menimpa orang.

Bagaimana memilih
Seterika

􀁸 Pilih model yang membuat
penyeterikaan bisa dilakukan
dengan mudah.

􀁸 Sesuaikan seterika dengan tangan
anda. Sangatlah penting memilih
seterika yang mempunyai tangkai
pemegang sesuai dengan tangan
anda. Berat seterika juga perlu
dipertimbangkan.

􀁸 Bila bahan yang akan diaturerika
bermacam-macam maka perlu dipilih
seterika dengan uap yang cukup
banyak. Misalnya, kalau bahan
terdiri dari bahan serat alami (linen,
cotton) perlu uap cukup banyak.
Untuk bahan-bahan sintetik cukup
dengan uap yang lebih sedikit.

􀁸 Pilih yang ada saklar pengaturanya
yang terlihat jelas dan dapat
digunakan dengan mudah. Misalnya
pengaturan untuk jenis-jenis bahan
yang akan diaturerika kelihatan jelas
dan tidak membingungkan.

Perawatan seterika
Ada banyak jenis dan fitur seterika, maka
dari itu, cara pemeliharaan dan perawatannya
juga berbeda antara satu dan
lainnya. Berikut ini adalah contoh pemeliharaan
dan perawatan seterika yang
bertenaga listrik.

1. Kabel daya:
Kabel daya merupakan saluran daya
listrik dari sumber ke seterika.
Seterika biasanya dalam
pemakaiannya akan bergerak ke
segala arah sesuai dengan
kebutuhan. Akibat dari pergerakan
ini seringkali membuat kabel
tergulung dan melintir dan
gulungan/pelintiran yang berjalan
dalam waktu lama bisa menggoyahkan
sambungan dan dudukan
terminal, merusakkan isolasi dan
bahkan bisa memutuskan kabel
penghubungnya. Kontak yang tidak
kuat/longgar akan mengakibatkan
pemanasan setempat atau percikan
api listrik yang bisa menyebabkan
bahaya kebakaran. Kabel yang
isolasinya mengelupas atau rusak
akan menimbulkan bahaya sengatan
listrik bagi manusia. Untuk mencegah
terjadinya hal-hal yang tidak
diinginkan perlu dilakukan pengecekan
dan pengencangan terminalterminal
sambungan, pengisolasian
kembali bagian kabel yang mengalami
kerusakan isolasinya atau
mengganti kabel dayanya.

2. Seterika tidak panas
Bila setelah dihubungkan ke sumber
listrik, seterika tidak panas, sementara
lampu indikator mati, maka perlu
diperiksa sumber tegangan. Jika
sumber ada tegangannya maka perlu
diperiksa saklar/saklar On/Off.
Jika saklar/saklar belum di”On”kan
maka “On”kanlah. Jika setelah
226 Peralatan Listrik Rumah Tangga
di”On”kan, seterika masih tetap tidak
panas, maka lakukan langkah 3.

3. Periksalah dan kencangkan koneksikoneksi
terminal dan kemudian periksalah
apakah kabelnya masih dalam
keadaan baik dengan menggunakan
multitester pada posisi
Ohmmeter. Pemeriksaan dilakukan
pada ujung tusuk kontak kabel daya.
Jika berdasarkan hasil pengecekan
ternyata terhubung maka seterika
siap untuk dioperasikan. Namun jika
ternyata tidak ada hubungan maka
dilakukan langkah 4.

4. Lepas terminal sambungan antara
kabel daya dan elemen pemanas.
Kemudian periksa kondisi kabel dan
elemen pemanasnya seperti yang
dilakukan pada langkah 3. Jika ditemukan
bagian yang putus pada kabel
maka gantilah/sambunglah kabelnya,
namun jika ditemukan bahwa
yang terputus adalah elemen pemanasnya
maka gantilah dengan
yang baru.

5. Bila pengaturan panas yang tidak
berfungsi dengan baik, seperti setelah
dilakukan pengaturan pada suhu
atau untuk jenis kain tertentu seterika
tidak memberikan respon sebagaimana
yang seharusnya, berarti
perlu penggantian komponen kontrolnya.

6. Dalam penggantian kabel atau elemen
yang baru, spesifikasinya harus
disesuaikan dengan yang lama.

Pemeriksaan dan pelaporan
hasil kerja perawatan

Setelah selesai perawatan harus dilakukan
pemeriksaan terhadap kerja seterika.
Pemeriksaan meliputi:

1. Panas seterika
Beberapa saat setelah seterika dihidupkan
harus timbul panas pada
permukaan bagian bawah seterika.
Semakin lama waktu maka panas
akan semakin meningkat.

2. Pengaturan suhu
Seterika akan mati secara otomatis
bila suhunya mencapai suhu yang
diatur pada saklar pengatur suhunya.
Sebaliknya, seterika akan hidup
kembali ketika suhunya lebih rendah
dari pengaturan suhunya.

3. Untuk seterika uap, selama masih
terdapat air pada reservoirnya dan
seterika dalam keadaan cukup panas,
maka uap akan selalu keluar
dari rongga-rongga uap seterika.

4. Berdasarkan hasil pemeriksaan ini
kemudian dibuat laporan hasil pemeriksaan
dan kerja sebagai bukti
bahwa telah dilakukan pengujian
terhadap kinerja seterika. Disamping
itu, harus dilaporkan pula tentang
jenis kerusakan, bagian/komponen
yang diperbaiki dan atau diganti.
Laporan ini sangat diperlukan pada
perawatan berikutnya, yaitu bila alat
yang sama mengalami kerusakan
lagi.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 227
Ikhtisar bagian-bagian utama seterika
Model 1 2
Alas
Penutup dan
pemberat
Elemen
pemanas
Pemegang
Kontrol
Gambar 3.8. Ikhtisar bagian-bagian utama seterika
228 Peralatan Listrik Rumah Tangga

Mesin Cuci Pakaian
Mesin cuci pakaian merupakan salah
satu mesin yang bekerja sangat berat
guna membantu kita dalam mencuci pakaian.
Pakaian yang kotor dimasukkan,
mesin dihidupkan, kemudian mesin
akan bekerja mencuci pakaian sampai
dengan proses pengeringan. Menjadi
suatu hal yang menarik bila kita ingin
masuk lebih dalam lagi tentang bagaimana
mesin beroperasi, bagian-bagian
penting apa saja yang ada di dalam mesin
dan lain-lain. Pada saat ini demikian
banyak jenis dan merk mesin cuci yang
beredar di pasaran yang setiap saat bisa
diperoleh dari para agen dan toko di
sekitar kita. Berikut ini akan dijelaskan
tentang mesin cuci pakaian yang relatif
lengkap fungsinya.

Prinsip Kerja Mesin Cuci
Pakaian
Prinsip kerja mesin cuci pakaian adalah
sebagai berikut:

􀁸 Sebelum atau setelah memasukkan
pakaian ke dalam mesin cuci ada
beberapa hal yang perlu diketahui,
yaitu:
- berat pakaian yang akan dicuci
(ringan, medium, berat, sangat
berat),
- berapa suhu air yang dikehendaki
untuk pencucian dan pembilasan
(dingin, hangat, panas),
Gambar 3.9. Mesin cuci pakaian
- seberapa berat mesin memutar
pakaian (ringan, sedang, berat),
dan
- seberapa lama mesin menyelesaikan
pencucian (berapa menit
tergantung pada tingkat
pengotoran pada pakaian).

􀁸 Setelah memasukkan pakaian ke
dalam mesin cuci, kemudian mesin
dihidupkan (di ”on” kan).

􀁸 Kemudian mesin akan membuka
katub sehingga air mengisi tabung,
dan setelah jumlah air mencukupi
mesin kemudian bekerja dengan
memutar bolak-balik/membolak-balik
pakaian dengan menggunakan
”agitator”.

􀁸 Setelah beberapa waktu mesin
membolak-balik pakaian, air bekas
cucian dibuang keluar kemudian
mesin berputar kencang (spin)
sehingga air bekas pencucian
terbuang keluar.

􀁸 Setelah itu, mesin kembali mengisi
air, menambahkan sabun/detergen
seperlunya dan membolak-balik
pakaian, membuang air, kemudian
Peralatan Listrik Rumah Tangga 229
melakukan spin lagi. Demikian proses
berlanjut sampai dengan batas
waktu pencucian yang telah diatur.

Bagian-bagian Utama
Mesin
Jika kita perhatikan secara seksama bagian
dalam mesin, kita akan mengetahui
mengapa mesin cuci sangat berat. Di
dalam mesin ini terdapat motor penggerak,
pemberat (dari beton) yang digunakan
sebagai penyeimbang berat motor,
roda gigi (gear box) dan tabung pencucian
yang terbuat dari baja (perhatikan
Gambar 3.10). Bagian-bagian itulah
yang menyebabkan mesin cuci
sangat berat.
Mesin cuci mempunyai dua tabung baja,
yaitu: tabung bagian dalam dan tabung
bagian luar. Tabung bagian dalam berfungsi
sebagai tempat pakaian. Tabung
ini mempunyai agitator pada tengahtengahnya
dan pada dinding samping
terdapat lubang-lubang kecil sehingga
ketika tabung diputar cepat (spin) air
bisa keluar.
Tabung bagian luar, yang bertindak sebagai
wadah air, menempel di badan
mesin. Karena ketika mesin bekerja tabung-
dalam selalu bergerak dan
bergetar, tabung ini harus dipasang sedemikian
rupa sehingga dapat bergerak
secara bebas dan tidak bergesekan
atau bersentuhan dengan bagian-bagian
mesin yang lain.
Tabung bagian dalam dipasang pada roda
gigi, yang dipasang pada kerangka
logam hitam seperti yang dapat dilihat
pada Gambar 3.11. Kerangka ini memegang
motor, roda gigi dan beton pemberat.
Gambar 3.11 Sistem penyangga pulley
Gambar 3.11. memperlihatkan frame logam
hitam tanpa tabung dan roda gigi.
Ada tiga pulley, bila pulley sisi yang satu
bergerak ke atas, yang pada sisi lain
bergerak ke bawah. Sistem ini menopang
bagian-bagian mesin yang berat,
yang memungkinkan mereka bergerak
sedemikian rupa sehingga tidak mengguncang
mesin secara keseluruhan.
Tetapi, bila bagian-bagian ini hanya
menggantung pada kabel, mengapa
tidak bergoyang ke kanan-ke kiri?
230 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Mesin cuci mempunyai sistem peredam
(damper) yang menggunakan friksi
untuk meredam gaya-gaya dari vibrasi
(getaran).
Gambar 3.12. Sistem peredam getaran
Pada masing-masing sudut dari mesin
ada mekanik yang bekerja seperti cakram-
rem (disc brake). Bagian yang dipasang
pada kerangka mesin berupa sebuah
pegas (Gambar 3.12). Pegas ini
menahan dua bantalan ke lempenglogam
yang dipasang pada kerangka
hitam. Kita bisa melihat dimana bantalan-
bantalan menjaga lempeng agar
tidak bergerak selama mesin bervibrasi.

Pemipaan
Pipa pada mesin cuci mempunyai beberapa
tugas:
􀁸 Pipa mengisi air ke mesin cuci
dengan suhu yang sesuai.
􀁸 Mensirkulasikan air cuci dari bawah
tabung cuci kembali ke atas, selama
proses pencucian.
􀁸 Memompa air keluar drain, selama
proses spinning.
Mesin cuci mempunyai pengait untuk
dua saluran air pada bagian belakang
mesin, satu untuk air panas dan satunya
lagi untuk air dingin. Kedua saluran ini
dikaitkan ke bodi dari katup solenoid.
Gambar 3.13 memperlihatkan bagian
belakang dan depan dari katup solenoid.
Ada dua katup, tapi mereka masuk ke
satu slang (hose). Katup dingin atau
katup panas yang bekerja, tergantung
dari temperatur yang dipilih.
Sebelum slang mengalirkan air ke dalam
tabung cuci, slang mengalirkan air
melalui piranti anti-siphon (pipa pemindah).
Gambar 3.13. Bagian belakang mesin dan
katup solenoid
Peralatan Listrik Rumah Tangga 231
Gambar 3.14. Piranti anti-siphon
Piranti ini mencegah air cucian yang
disedot kembali ke saluran suplai air
menyembur keluar langsung sehingga
bisa mengotori rumah atau lingkungan
sekitar. Piranti plastik berwarna putih
mempunyai saluran masukan yang
besar untuk memudahkan air mengalir
masuk (Gambar 3.14).
Air dari slang menyembur masuk ke dalam
piranti ini dan berbelok ke bawah,
kemudian keluar melalui tabung pada
sisi yang lain. Ketika air ada di dalamnya,
piranti anti-siphon ini terhubung
dengan tekanan atmosfir sehingga ketika
ada pengisapan pada saluran suplai
air, air yang ada di dalam mesin cuci tidak
ikut tersedot, kecuali udara.
Gambar 3.15. saluran masuk (inlet) air dan
tempat limpahan air
Gambar 3.15 memperlihatkan inlet,
yang merupakan jalan air masuk ke mesin.
Nosel sebelah kanan adalah saluran
aliran lebih, yang terhubung ke sebuah
pipa yang menghalangi air keluar dari
bawah mesin ke lantai, namun mencegah
meluapnya air dari tabung yang bisa
membasahi motor.

Pompa
Bagian terakhir dari sistem pipa air, bagian
yang mensirkulasikan air dan bagian
yang membuang air, yaitu pompa
air.
Gambar 3.16. Pompa dan saluran air
Dari Gambar 3.16 terlihat bagian pompa
dipasang. Pompa ini sebenarnya dua
pompa yang terpisah. Separoh bagian
bawah pompa dikaitkan ke saluran pembuangan
(drain), separoh bagian atasnya
mensirkulasikan air cuci.
Apakah pompa akan memompa air ke
pembuangan atau memompa balik air
ke tabung cuci?
Inilah yang menjadi trik dalam mesin
cuci. Motor yang memutar pompa dapat
berbalik arah. Motor berputar pada satu
arah ketika proses pencucian dan mensirkulasikan
air ke dalam mesin dan motor
akan berputar pada arah berlawanan
ketika proses spinning dan pembuangan
air.
232 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Mari kita melihat pompa secara lebih
dekat lagi (Gambar 3.17).
Gambar 3.17. Pompa air
Jika diperhatikan secara cermat, kita dapat
melihat sudu bagian bawah dari
pompa. Apabila air memasuki inlet pompa,
sudu-sudu ini, menekan air ke sekitar
dan menekannya keluar dari pompa
pada saluran outlet. Pompa jenis ini dapat
beroperasi dua arah, tergantung pada
saluran mana, inlet atau outlet.
Jika pompa berputar ke kanan (searah
jarum jam), bagian bawah pompa mengisap
air dari bawah tabung cuci dan menekannya
ke saluran pembuangan, dan
pompa bagian atas menyedot air dari
bagian atas tabung cuci dan menekannya
kembali ke bawah, sehingga tidak
terjadi kehilangan/kehabisan air.
Jika pompa berputar ke kiri, pompa bagian
atas mengisap air dari bawah tabung
dan memompanya kembali ke atas,
dan pompa bagian bawah memompa
air dari saluran pembuangan kembali
ke bagian bawah tabung. Sebenarnya
ada sedikit di dalam saluran drain, namun
pompa tidak mampu lagi menekannya
kembali ke tabung.
Perhatikan pada saluran buangnya, bagaimana
saluran ini menghubungkan
semua saluran ke bagian atas mesin
sebelum mengarah balik ke bawah ke
pembuangan. Karena satu ujung slang
saluran dikaitkan pada bagian bawah
tabung dan ujung lain terbuka ke atmosfir,
ketinggian air di dalam slang pembuangan
sama dengan ketinggian air di
dalam tabung. Jika, slang pembuangan
tidak ke atas semua sampai ke atas mesin,
tabung tidak akan mengisi semua
saluran. Segera setelah air mencapai
belokan pada saluran, air akan keluar ke
pem-buangan.

Kontrol
Dewasa ini banyak jenis mesin cuci
yang menggunakan teknologi digital.
Dalam teknologi digital sistem bisa dikendalikan
secara elektronik dan menggunakan
mikrokontroler sebagai
pengendalinya. Walaupun begitu, masih
banyak mesin yang masih menggunakan
sistem kendali elektromekanik.
Untuk mengetahui mekanisme pengendalian
secara kasat mata akan lebih baik
ditinjau dari aspek pembelajaran.
Oleh karena itu, kontrol yang dibahas di
sini adalah kontrol yang didesain sebelum
menggunakan mikrokontroler. Pertama-
tama marilah kita perhatikan bagian
dalam saklar pemilih.
Gambar 3.18. Saklar pemilih tipikal
Saklar pemilih ini mempunyai tugas menentukan
berapa lama waktu yang dibuPeralatan
Listrik Rumah Tangga 233
tuhkan untuk melakukan pencucian
untuk keadaan yang berbeda seperti
yang ditunjukkan oleh Gambar 3.18.
Di dalam saklar terdapat sebuah motor
kecil yang dilengkapi dengan gigi reduksi
yang sangat tinggi yang membuat
cakra (dial) kontrol berputar sangat
perlahan.
Gambar 3.19. Keadaan di dalam saklar
Pada separoh bagian atas saklar, ada
satu set enam kontak. Kontak-kontak ini
diaktuasi (digerakkan) oleh logam-logam
kecil dalam tuas plastik pada piringan
tersebut. Ketika dial berputar, tonjolan
pada bagian atas atau bawah dari enam
potongan logam, menutup dan membuka
kontak pada setengah saklar bagian
atas.
Gambar 3.20. Mekanisme saklar pemilih
Perhatikan Gambar 3.20. Kalau kita perhatikan
bentuk tonjolan, kita bisa melihat
mengapa dial pada mesin cuci hanya bisa
berputar satu arah saja. Sisi depan
tonjolan mempunyai kemiringan yang
mengangkat kontak logam secara bertahap,
tapi sisi belakangnya tidak sehingga
jika diputar pada arah yang berlawanan,
pinggir potongan logam akan
tertahan pada tonjolan tersebut.
Cakram plastik yang menonjol ini, merupakan
program perangkat lunak yang
mengoperasikan mesin cuci. Panjang
dari tonjolan menentukan seberapa lama
waktu pencucian yang dibutuhkan
oleh tiap-tiap bagian pencucian, dan
panjang space antara tonjolan menentukan
berapa lama mesin berhenti
sebelum berputar lagi pada tahap berikutnya.
Saklar kontrol temperatur dan kecepatan
jauh lebih sederhana dari saklar kontrol
siklus
Gambar 3.21. Saklar kontrol temperatur dan
kecepatan
Saklar-saklar ini mengontrol kecepatan
motor dan menentukan solenoid suplai
yang mana yang membuka selama proses
pencucian, air dingin atau panas.
Jika air panas yang dipilih, hanya solenoid
air panas saja yang membuka ketika
mesin mengisi air; bila yang dipilih
adalah hangat, kedua selenoid akan
membuka; jika dipilih dingin, hanya
solenoid air dingin yang membuka.
234 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Gambar 3.22. Gambaran saklar kontrol
kecepatan dan temperatur
Kontrol kecepatan/temperatur cukup
mudah. Setiap tuas plastik menggunakan
dua-set kontak, membuka atau
menutup rangkaian yang dihubungkan
ke kontak-kontak tersebut. Pada setiap
saklar, selalu terdapat satu set kontak
tertutup dan satu set kontak terbuka.
Kontrol ketinggian air menggunakan
saklar-tekanan untuk mendeteksi ketinggian
air di dalam tabung.
Gambar 3.23. Kontrol ketinggian air

Perawatan Mesin Cuci
Mesin cuci merupakan salah peralatan
rumah tangga yang teknologinya berkembang
cepat. Semakin baru, semakin
banyak fiturnya dan semakin kompleks
pula sistemnya. Oleh karena itu, untuk
dapat melakukan perawatan perlu sekali
mempelajari petunjuk perawatan yang
khusus dari pabrik pembuatnya. Untuk
menjadi ahli dalam perawatan, pabrik
akan menyelenggarakan program pelatihan
khusus. Walaupun begitu ada beberapa
hal yang dapat digunakan sebagai
petunjuk para siswa dalam melakukan
perawatan mesin cuci. Berikut ini
adalah permasalahan-permasalahan
yang sering terjadi pada mesin cuci.
1. Sistem kontrol kelistrikan
Sistem kontrol merupakan otak
operasi mesin cuci. Sistem dan
teknologi yang digunakan berbedabeda
antara satu dan lainnya
sehingga bila ada permasalahan
dengan bagian ini maka para siswa
harus belajar secara khusus.
2. Sirkulasi air tidak lancar
Sirkulasi air ini meliputi pengaliran
air masuk, pemompaan air ke dalam
tabung ketika proses pencucian dan
pemompaan air bekas cuci ke pembuangan.
Ketika mesin di hidupkan,
salah satu indikator bahwa mesin
bekerja dengan baik adalah mengalirnya
air dari outlet air ke dalam mesin
cuci. Bila hal ini tidak terjadi, perlu
diperiksa solenoid penggerak
katup buka / tutup air. Bila tegangan
pada solenoid cukup namun
solenoid tidak bekerja maka perlu
diganti dengan yang baru. Namun
bila tegangan penggeraknya tidak
ada maka harus dilacak sistem
dayanya.
Sama halnya dengan pompa sirkulasi.
Pompa ini menggunakan motor
listrik sehingga dalam pengoperasiannya
memerlukan daya listrik. Daya
listrik sendiri dicatu oleh sistem
kelistrikan mesin yang dikendalikan
oleh alat pengontrol. Bila sistem
kelistrikan tidak ada masalah, maka
motor pompa yang bermasalah. Bila
bagian ini yang bermasalah perlu
penggantian dengan yang baru.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 235
3. Suara mesin bising
Bila suara mesin terdengar berisik
ketika mesin beroperasi, biasanya
ada permasalahan pada bantalan
(bearing). Bantalan perlu diperiksa
dan bila secara mekanik masih bisa
digunakan, biasanya cukup dilakukan
dengan memberikan pelumasan
atau pemberian stempet (grease)
yang sesuai dengan jenis dan peruntukan
bantalan. Bila tidak maka
perlu diganti dengan bantalan yang
baru.
Penyebab utama kerusakan bantalan
adalah pembebanan yang berlebihan
(mesin cuci diisi melebihi kapasitas
maksimumnya). Dengan berat
beban, bantalan akan bekerja
lebih berat. Bila beban berlebih
maka bantalan akan menerima
beban di atas kemampuannya sehingga
mengakibatkan kerusakan
atau semakin pendek umurnya.
4. Mesin tidak berputar
Bila mesin cuci dioperasikan dan
motor tidak berputar, maka permasalahannya
terletak pada dua hal,
yaitu sistem catu daya listriknya dan
atau motor listrik. Kalau motor tidak
dapat berputar, pertama-tama perlu
diperiksa poros motor dengan jalan
memutar porosnya untuk mengetahui
ada tidaknya gangguan mekanik.
Bila ada maka gangguan ini harus
dihilangkan terlebih dahulu dan tidak
jarang terjadi gangguan pada bantalan
motor. Bila demikian maka perlu
dilakukan penggantian bantalan
dengan yang baru.
Bila tidak ada gangguan mekanik
pada poros, pengecekan dilanjutkan
ke catu daya listriknya. Bila pada
bagian ini ada gangguan maka harus
dilakukan perbaikan terhadap
sistem catu dayanya.
Bila kedua kondisi di atas tidak ada
masalah, maka pemeriksaan
dilanjutkan pada motornya. Pemeriksaan
dilakukan pada koneksi
armature dan antara armatur dan
catu daya listriknya, di mana bagian
utamanya adalah sikat-sikatnya.
Motor dimungkinkan tidak bisa
berputar bila sikat-sikatnya sudah
terlalu pendek atau koneksinya tidak
sempurna lagi. Hal lain yang perlu
dilakukan adalah melihat kondisi
belitan motornya. Yang pertamatama
adalah melalui pencekan
secara visual. Bila dilihat ada bagian
kumparan yang terbakar atau rusak
sudah dapat dipastikan terjadi
kerusakan pada kawat kumparan
dan harus dililit kembali (rewinding).
Bila secara visual tidak ada
masalah, maka perlu dilakukan
pemerikasaan sambungan dan
pengukuran tahanan isolasi antara
kumparan dan bodi. Bila tahanan
isolasi sangat kecil, berarti kumparan
sudah hubungsingkat dengan
bodi sehingga mesin tidak bisa
beroperasi. Bila demikian yang
terjadi maka harus dilakukan
penggantian belitan.
Permasalahan yang terjadi pada
motor, sangat dimungkinkan
mengakibatkan kerusakan pada catu
daya listriknya. Permasalahan
operasi yang menjadi penyebab
gangguan pada motor ini antara lain
adalah karena beban berlebih,
adanya faktor korosi dan juga
rembesan/bocoran air yang
mengenai motor. Rembesan air ini
bisa menyebabkan motor mengalami
hubung singkat dan akhirnya rusak.
236 Peralatan Listrik Rumah Tangga

Pemeriksaan dan
Pelaporan Hasil Kerja
Perawatan
Untuk mengetahui mesin dapat
beroperasi secara baik maka perlu
dilakukan pengujian. Dalam pengujian
ini, mesin diatur pada mode operasi
yang diinginkan, seperti berat ringannya
bahan yang dicuci. Setelah itu, perlu
Anda perhatikan hal-hal sebagai berikut:
1. Ketika di “On” kan mesin akan
merespon dengan membuka katub
masukan air sehingga air mengalir
masuk tabung pencucian.
2. Setelah mesin terisi air secara
cukup, mesin mulai berputar dan
proses pencucian berlangsung.
Selama proses pencucian ini, motor
beroperasi normal, dan getaran
tidak berlebihan.
3. Bila proses pencucian selesai, mesin
melakukan pembuangan air bekas
pencucian kemudian berlanjut
dengan proses pembilasan dan
mesin mengulang langkah 1 dan 2.
4. Setelah proses pencucian selesai
dilanjutkan proses pemerasan air
melalui spinning. Ketika spinning ini
mesin bekerja dengan putaran yang
sangat tinggi. Mesin dikatakan
normal jika ketika spinning suara
mesin terdengar lebih keras. Bila
kondisi bantalan masih baik, suara
mesin tetap tidak membisingkan
begitu juga getarannya juga tidak
terlalu tinggi. Bila suara bising dan
getaran sangat tinggi menandakan
bahwa kondisi bantalan sudah tidak
normal lagi. Bantalan bisa jadi
bantalan motor atau bantalan pulley
mesin cucinya.
5. Hasil pengujian kemudian ditulis
dalam laporan begitu juga dengan
jenis kerusakan, bagian/komponen
mesin yang rusak dan diperbaiki
atau diganti.

Mesin Pengering
Pakaian
Bagian-Bagian Mesin
Pengering
Mesin pengering pakaian ini memiliki
beberapa bagian, yaitu:
1. Penahan pakaian yang dapat
berotasi dan berbalik.
2. Pemanas listrik atau gas yang
digunakan untuk mengeringkan
pakaian dan udara yang ada di
dalam mesin.
Gambar 3.24. Mesin pengering pakaian
3. Ventilasi udara, yang menghubungkan
mesin pengering dan udara
luar. Uap air hasil pema-nasan di
dalam mesin akan keluar melalui
ventilasi ini.
Berikut akan ditinjau bagaimana sistemsistem
dalam pengering pakaian ini
dapat berjalan.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 237
Sirkulasi udara
1. tumbler 4. motor listrik
2. screen 5. elemen pemanas
3. kipas angin 6. pintu
Gambar 3.25. Sirkulasi udara di dalam
mesin
Bagaimana udara masuk dan keluar dari
suatu mesin pengering?
1. Udara masuk melalui ventilasi di
bagian luar mesin, biasanya terletak
di bagian depan.
2. Kemudian, udara terhisap masuk
melewati elemen pemanas menuju
ke tumbler.
3. Udara panas ini melewati pintu dan
diarahkan melalui suatu saluran
yang mengarah ke kasa (screen).
4. Udara panas melalui saluran di
depan mesin masuk ke dalam kipas
angin.
5. Kemudian, energi dari kipas
mendorong udara ke arah belakang
mesin dan akhirnya udara tersebut
keluar dari ventilasi di belakang
mesin.
Bagian pertama yang dilalui oleh udara
adalah elemen pemanas. Setelah masuk
ke mesin, udara diisap melalui elemen
pemanas lalu masuk ke tempat pakaian
(tumbler).
Gambar 3.26 Elemen pemanas
Elemen pemanas yang digunakan di sini
adalah kawat nikrom, seperti yang
digunakan pada pemanas-pemanas
lain. Elemen ini menyerap daya yang
tinggi (sekitar 4000-6000 W).
Udara ditarik melalui elemen pemanas
dan masuk lubang-lubang di belakang
tumbler (wadah pakaian).
Gambar 3.27 Lubang-lubang udara
Logam cor pada keliling luar lubanglubang
dibuat sedemikian rupa agar
sebelum udara masuk ke tumbler terlebih
dulu melalui elemen pemanas.
238 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Gambar 3.28 Tumbler dan pintu
Udara panas mengalir dan mencari jalan
masuk ke pakaian di dalam tumbler kemudian
ke dalam lubang-lubang pada
pintu
Gambar 3.29 Lubang-lubang pada pintu dan
slot besar
Udara melewati lubang-lubang pada pintu
dan keluar melalui slot besar dibagian
bawah pintu yang kemudian mengarah
ke kain tiras.
Gambar 3.30 Screen kain dan saluran udara
Udara ditarik melalui kain tiras (screen)
menuju saluran di depan mesin pengering
untuk kemudian masuk ke fan.
Gambar 3.31 Fan dan saluran buang
Fan adalah jenis sentrifugal, ketika berputar
akan menghempaskan udara keluar,
mengisap udara dari tengah dan
menekannya keluar saluran di bagian
belakang mesin.

Putaran
Jika suatu mesin pengering dibuka, maka
mungkin anda tidak akan mendapatkan
satu roda pun. Akan tetapi, sebenarnya
tumbler itu sendirilah yang merupakan
roda raksasa penggerak, dan ada
motor yang menggerakan penggerak
tersebut. Karena rasio antara diameter
tumbler yang sangat besar dibandingkan
diameter motor penggerak, maka
roda tambahan tidaklah diperlukan. Di
sekeliling tumbler, anda akan mendapati
adanya sabuk tipis yang melilit di bagian
luar tumbler. Di mesin ini terdapat dua
jenis pendorong, yaitu yang berwarna
perak (berukuran kecil) dan yang berwarna
hitam. Pendorong perak terletak
di bawah pendorong hitam, dan digerakkan
oleh motor. Fungsi dari pendorong
hitam adalah menyediakan gaya tekan,
yaitu saat sabuk telah terkait, pendorong
akan bergerak ke tengah, kemudian suatu
spiral akan menariknya kembali ke
posisi semula. Inilah yang dimaksud
Peralatan Listrik Rumah Tangga 239
dengan tegangan yang dimiliki oleh
sabuk.

Tumbler
Tumbler dalam mesin pengering pakaian
tidak memiliki penyokong khusus untuk
membantunya berputar dengan mudah.
Lalu apa sebenarnya yang menyokong
beban dari pakaian? Pada bagian
belakang tumbler didapat suatu pinggiran
yang disebut flange. Flange ini tersambung
dengan suatu kait sederhana,
sehingga flange dapat berputar dan
tumbler pun juga dapat berputar.
Gambar 3.32 Flens
Gambar 3.33 bantalan
Sedangkan di bagian depan tumbler juga
terdapat dua buah bantalan plastik
yang terletak di bagian atas dari struktur
tumbler.

Kontrol
Mesin pengering pakaian sama sekali
tidak memiliki rangkaian elektronik di
dalamnya kecuali roda-roda gigi, cam,
kontak-kontak listrik, dan motor sehingga
membentuk semacam komputer
mekanik.

Saklar siklus
Gambar 3.34 Saklar siklus
Dengan memutar saklarnya pada posisi
tertentu, mesin pengering dapat dikontrol
jenis siklus dan waktu operasinya.
Berikut ini bisa dilihat gambaran yang
ada di dalam saklar.
Gambar 3.35 Saklar siklus dilihat dari
belakang
240 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Gambar 3.36 Motor saklar siklus
Bagian belakang dari saklar siklus terhubung
pada motor kecil. Roda kecil yang
terdapat pada motor dapat bergerak
memutar dengan kecepatan rendah,
dan roda besar yang terdapat di dalam
saklar pun bergerak dengan lebih lambat.
Motor tersebut akan memutar roda
yang terhubung pada satu set yang terdiri
dari empat sisir di atasnya. Masingmasing
sisir akan menggerakan empat
kontak di dalam saklar.
Masing-masing kontak memiliki lekukan,
dan lekukan ini ditempatkan di tinggi
yang berbeda di dalam kotak. Dimulai
dari kontak pertama yang terletak di kiri
belakang, kontak ini adalah paling rendah
posisinya. Ketinggian kontak berikutnya
akan meningkat dengan arah kebalikan
arah jarum jam, kontak yang terletak
di kiri atas adalah yang tertinggi.
Saklar siklus (cycle switch) menentukan
lamanya nyala elemen. Selain itu, saklar
siklus ini juga mengontrol elemen pemanas
yang digunakan pada waktu tertentu
karena memiliki sambungan dengan
kontrol pemanas. Jika tidak ada elemen
pemanas yang menyala, hanya ada
udara yang dingin yang ditiupkan ke pakaian.
Jika lebih dari satu yang menyala,
maka udara yang ditiupkan semakin
panas.

Panel Pengontrol Panas
Panel-panel ini mengontrol panas yang
dihasilkan oleh mesin pengering yang
diatur waktunya.
Gambar 3.37 Panel kontrol panas
Jika anda menekan salah satu dari keempat
tombol, maka tombol itu akan
tetap dalam posisi tertekan, lalu jika anda
menekan tombol yang lain, maka
tombol tersebut akan dalam posisi tertekan,
sedangkan tombol pertama yang
anda tekan akan kembali ke posisi
semula. Hal ini dikarenakan adanya plate
yang mengontrol elemen pemanas
mana yang akan digunakan.
Didalam saklar juga terdapat empat kontak
yang dapat membuka dan menutup,
tergantung kombinasi dari tombol yang
ditekan.

Sistem Keselamatan
Mesin pengering juga memiliki fitur-fitur
keamanan yang mencegah terjadinya
overheating. Sistem ini dikontrol oleh
suatu saklar-pemutus temperatur. Saat
saklar ini telah mencapai suatu temperatur
tertentu, saklar akan memutuskan
kontak sehingga mesin pun mati.
Sistem ini tentunya dilengkapi dengan
suatu sensor temperatur, yang juga dilengkapi
lubang-lubang di bagian luar
tumbler. Lubang-lubang ini mengalirkan
Peralatan Listrik Rumah Tangga 241
udara kearah sensor, dan ketika temperatur
di tumbler sudah sangat tinggi,
maka sensor ini akan mematikan catu
daya dan mesin pun mati.
Gambar 3.38 Sensor suhu
Lalu apa yang terjadi jika sabuk pada
tumbler patah, atau lubang udara tidak
berda di posisi yang seharusnya di depan
sensor? Atau jika kipas tertutup
kotoran dan tidak ada udara yang keluar
dari tumbler? Mesin pengering juga dilengkapi
dengan saklar temperatur sekunder
yang sensornya terletak di dekat
elemen pemanas. Jika aliran udara mati
atau tidak berjalan karena alasan apapun,
udara di sekitar sensor sekunder ini
akan segera mengalami kenaikan temperatur
sehingga sensor pun akan mematikan
catu daya.

Perawatan Mesin Pengering
Pakaian
Bagian-bagian yang memerlukan perhatian
dalam perawatan adalah elemen
pemanas, sirkulasi udara (fan), dan motor
penggerak tumbler. Perawatan komponen-
komponen listrik seperti elemen
pemanas dan motor listrik baik yang
untuk penggerak tumbler maupun fan
secara teknis tidak berbeda dengan
yang telah dibahas pada bagian-bagian
sebelumnya.
Satu hal yang menentukan efektivitas
dari pengeringan pada mesin pengering
pakaian ini adalah sirkulasi udara. Bila
sirkulasi udara lancar, proses pengeringan
akan dapat berjalan dengan baik.
Faktor yang sangat mempengaruhi efektivitas
sirkulasi udara adalah pengotoran
pada saluran udaranya. Mulai dari
screen, kipas angin, sampai lubanglubang
udara harus dibersihkan secara
berkala agar tidak terjadi pengumpulan
debu dan kotoran yang menempel.

Pemeriksaan dan Pelaporan
Hasil Kerja Perawatan
Mesin Pengering Pakaian
Pasca perawatan, harus dilakukan
pengujian terhadap kinerja mesin. Dalam
pengujian ini mesin dioperasikan
secara normal dan setelah selesai proses
pengeringan, hasilnya harus dilihat.
Indikator bahwa mesin dapat bekerja secara
baik dapat dilihat dari hasil pengeringannya.
Jika hasilnya telah memenuhi
syarat maka mesin dikatakan baik. Bila
tidak harus dilakukan langkah-langkah
perawatannya lagi.
Hasil pengujian dan kerja perawatan
kemudian ditulis dalam bentuk laporan.
Dengan demikian dari laporan ini dapat
diketahui kondisi mesin pasca perawatan,
jenis kerusakan, bagian/komponen
yang diperbaiki dan atau diganti.

Mesin Cuci Piring
Fungsi Mesin Cuci Piring
Alat pencuci piring digunakan untuk
membersihkan alat-alat dapur, seperti
piring, mangkok, cangkir, gelas, dan
alat-alat masak lainnya setelah digunakan
untuk menghidangkan dan atau
menyiapkan masakan. Alat ini banyak
digunakan di dapur-dapur perumahan,
restaurant, atau perusahaan katering.
242 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Gambar 3.39 Mesin cuci piring
Dalam operasinya alat ini menggunakan
air panas (55-65 ºC) dan bahan deterjen
yang sangat kuat (banyak mengandung
alkali) untuk dapat membersih kotorankotoran
atau sisa-sisa masakan yang
menempel pada alat-alat dapur. Dalam
proses pencuciannya alat ini menyemprotkan
deterjen yang telah dicampur
dengan air panas ke arah alat-alat dapur
yang dicuci untuk menghilangkan kotoran
atau sisa masakan kemudian menyemprotkan
air bersih untuk membersihkan
alat-alat dari deterjen.
Gambar 3.40 Mesin cuci piring dalam
tatanan yang kompak
Beberapa jenis alat pencuci piring juga
dilengkapi dengan elemen pemanas
untuk pengeringan yang lebih cepat.
Gambar 3.41 Saklar kontrol
Tipikal

Prinsip Kerja Mesin Cuci
Piring
Kalau kita mencuci piring dengan tangan,
air dan sabun ada di dalam wastafel,
dan barang-barang yang kotor digerakgerakkan
sambil digosok dengan kain
atau sikat.
Gambar 3.42 Tempat cuci piring
konvensional
Dalam alat pencuci ini, adalah kebalikannya,
barang-barang yang dicuci
tetap di tempat (diletakkan dan ditata
pada rak-rak), sementara air panas
yang telah dicampur dengan deterjen
disemprotkan dari semua arah.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 243
Oleh karena itu, mesin ini, ketika bekerja,
harus tertutup rapat dengan seal-seal
yang kedap air.
Gambar 3.43 Mesin cuci tampak dalam
Proses operasinya adalah dimulai dari
penyaluran air dingin dari kran sumber
air ke mesin cuci.
Gambar 3.44 Contoh penyambungan ke
kran sumber air
Ketika telah tertampung sejumlah air
dalam bagian bawah mesin, elemen pemanas
mulai bekerja dan memanaskan
air. Bekerjanya elemen pemanas ini
menggunakan energi listrik yang disalurkan
kepadanya. Kemudian ada sebuah
pompa listrik yang memompa air panas
ini ke dalam mesin yang dihubungkan
ke dua propeler yang bisa berputar.
Satu propeler terbuat dari bahan plastik
yang diletakkan di bawah bagian bawah
rak piring atas dalam mesin, dan satu
propeler lagi yang terbuat dari logam
diletakkan di bawah bagian bawah rak
mesin bawah.
Gambar 3.45 Sisi dalam mesin bagian atas
Gambar 3.46 Bagian bawah mesin lengkap
dengan rak
Ketika air masuk ke propeler-propeler,
propeler akan berputar seperti sprinkler
air yang dipasang di taman-taman. Ketika
propeler berputar dan air masuk dan
menyembur keluar melalui lubang-lubang
kecil pada permukaan atas propeler
membuat banyak semburan air panas
ke atas mengarah pada barang-barang
yang dicuci (permukaan barang
244 Peralatan Listrik Rumah Tangga
yang dicuci mengarah ke bawah berlawanan
dengan arah semprotan air untuk
memudahkan proses pencucian). Rak
bawah dan propeler bawah lebih dekat
dengan elemen pemanas sehingga air
lebih panas dari yang di atas. Karena ini
pulalah bahan propeler bawah terbuat
dari logam agar tahan terhadap air panas.
Gambar 3.47 Bagian bawah mesin
rak dilepas
Setelah air manghantam barang-barang
yang dicuci, air turun ke bagian dasar
mesin dan dipanaskan kembali oleh elemen
pemanas dan siklus pencucian
kembali berulang sampai proses pencucian
selesai, yang biasanya dikendalikan
dengan timer (mis. ½ jam). Kotorankotoran
yang berukuran kecil akan keluar
melalui lubang pembuangan sementara
yang berukuran besar akan tertampung
pada lubang penampungan
pada bagian bawah mesin.
Gambar 3.48 Wadah garam
Gambar 3.47. memperlihatkan bagian
bawah mesin ketika rak bagian bawah
dilepas. Di sini terlihat elemen pemanas
yang berupa pipa kecil yang dibentuk
seperti kumparan. Propeler logam terletak
di tengah. Lubang pembuangan terletak
di tengah kanan. Tepat di bawahnya
merupakan tempat garam untuk
membuat kerja mesin semakin bagus.
Lalu bagaimana dengan pengeringannya?
Air yang disemprotkan ke dalam
mesin adalah air panas sehingga menyebarkan
uap panas yang akan
mengeringkan barang-barang yang
basah di dalamnya.
Untuk memperjelas lagi bagaimana
mesin pencuci ini bekerja, perhatikan
penjelasan berikut ini.
Gambar 3.49 Proses di dalam mesin cuci

Proses pencucian
1. Air dingin disalurkan ke mesin dari
sumber air
2. Elemen pemanas memanaskan air
yang ada di bagian bawah mesin
dengan daya listrik sehingga suhu
air menjadi 30 – 60 C.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 245
3. Sebuah pompa listrik di bagian
bawah mesin memompa air panas
tersebut melewati pipa-pipa pada
sisi dinding mesin.
4. Air menyemprot melalui lubanglubang
propeler logam bagian
bawah dan membuat propeler
berputar.
5. Air yang suhunya lebih rendah
mengalir dan menyemprot melalui
lubang-lubang propeler plastik (atas)
membuatnya berputar sama halnya
dengan yang terjadi pada propeler
logam.
6. Setelah air membersihkan barangbarang
yang dicuci air jatuh kembali
ke bagian bawah mesin dan dipanaskan
dan disemprotkan kembali.

Perawatan mesin cuci
piring
1. Seal-seal pintu harus dalam
keadaan baik sehingga dapat
menutup secara kuat dan rapat pada
kerangka pintu karena mesin ini
bekerja dengan air bertekanan
tinggi. Bocor sedikit, maka daerah
sekitarnya akan dipenuhi dengan
busa sabun pencucian dan akan
menjadi kotor. Untuk itu seal-seal
karet harus dijaga kebersihan dan
kerapihannya. Jangan sampai seal
terganjal oleh kotoran atau terlipat
sehingga menyebabkan kerusakan
seal dan bocor.
2. Pembersihan pada tempat
pembuangan kotoran di bagian
bawah mesin, lubang-lubang pada
sudu propeler harus selalu diperiksa
sangat sampai terjadi penyumbatanpenyumbatan.
Bila terjadi penyumbatan
pada lubang-lubang propeller
akan tidak dapat berputar secara
lancar. Ketidaklancaran putaran
propeller ini akan mempengaruhi
kualitas pencuciannya tidak optimal.
3. Hasil pencucian tidak optimal
Bila hasil pencucian kurang bersih,
perlu dilakukan pemerikasaan pada
suhu air, dan putaran propeller. Bila
suhu air tidak panas akan
mempengaruhi daya cuci mesin dan
rangkaian kelistrikan pada elemen
pemanas harus diperiksa. Kalau
tidak panas sama sekali berarti tidak
ada arus listrik yang mengalir ke
dalam elemen pemanas, yang
berarti bahwa rangkaian terputus.
Putusnya rangkaian bisa diakibatkan
oleh lepasnya koneksi-koneksi kabel
atau putusnya elemen pemanas.
Harus dilakukan pembetulan atau
penggantian komponen. Namun bila
timbul panas tapi terlalu rendah,
menunjukkan adanya sebagian
elemen pemanas yang terputus.
4. Propeler tidak berputar
Berputarnya propeller adalah oleh
tekanan air, sedangkan tekanan air
dibangkitkan oleh sebuah pompa
listrik. Oleh karena itu, bila propeller
tidak dapat berputar kemungkinan
besar akibat tidak bekerjanya pompa
listrik. Hal ini juga bisa disebabkan
oleh kebocoran atau pecahnya pipa
saluran air bertekanan sehingga
tekanan air tidak mencukupi untuk
menggerakkan propeller.
5. Kebersihan bagian dalam mesin
harus betul-betul diperhatikan
karena kemungkinan tersumbatnya
saluran air sangat besar akibat
kotoran-kotoran hasil pencucian.
246 Peralatan Listrik Rumah Tangga

Pemeriksaan dan pelaporan
hasil kerja perawatan
mesin cuci piring
Aspek-aspek yang harus diperiksa pada
mesin setelah dilakukan perawatan
antara lain:
1. Ketika mesin melakukan proses
pencucian tidak ada semburan
busa/air keluar dari mesin.
2. Ketika proses pencucian
berlangsung tidak ada suara bising
yang keluar dari mesin.
3. Selama beroperasi pintu mesin tidak
bisa dibuka.
4. Setelah proses pencucian, mesin
mati secara otomatis dan pintu dapat
dibuka.
5. Barang-barang yang dicuci dalam
keadaan bersih dan kering.
Hasil pengujian kinerja mesin dituliskan
dalam bentuk laporan sehingga
diketahui kondisi actual mesin setelah
dilakukan perawatan. Laporan juga
memuat perawatan yang telah
dilakukan, yaitu meliputi:
1. Jenis kerusakan/gangguan yang
terjadi.
2. Bagian atau komponen mesin yang
telah diperbaiki atau diganti.

Mesin Pembersih
Vakum
Pembersih vakum merupakan salah
satu alat yang sangat penting dalam
kehidupan sehari-hari karena peranannya
dalam pembersihan debu. Tidak
seperti kotoran yang lain dalam ukuran
yang lebih besar, kotoran debu tidak
kelihatan secara jelas datangnya,
namun jelas dapat dirasakan keberadaannya.
Kotoran debu sendiri akan
jauh lebih mudah terhisap ke dalam
tubuh manusia sehingga amatlah membahayakan
kesehatan. Pada saat ini
telah dikembangkan banyak jenis pembersih
vakum, dari berukuran kecil untuk
keperluan yang sangat terbatas sampai
dengan yang berukuran besar untuk
keperluan industri dan lingkungan
komersial. Fungsinya pun tidak sekedar
penyedot debu, namun telah banyak
fungsi lainnya, seperti pembersihan
dengan semburan air lembut, kecepatan/
daya isapnya bisa di atur dan bisa
juga digunakan penyegar/pengharum
ruangan.
Pada bagian ini, kita akan melihat lebih
dekat tentang pembersih vakum guna
mengetahui bagaimana alat ini bisa
menghisap debu.
Gambar 3.50 Pembersihan menggunakan
pembersih vakum

Bagian-Bagian Mesin
Pembersih Vakum
Pembersih vakum yang ada pada saat
ini kelihatannya sangat rumit, namun
alat ini pada dasarnya hanya terdiri dari
enam komponen utama, yaitu:
􀁸 Perlengkapan intake (meliputi
banyak jenis asesoris),
􀁸 Perlengkapan exhaust
􀁸 Motor listrik
􀁸 Fan (kipas angin)
Peralatan Listrik Rumah Tangga 247
􀁸 Tas debu
Gambar 3.51 Bagian-bagian utama mesin
pembersih vakum
Apabila pembersih vakum dihubungkan
ke sumber listrik dan dihidupkan, maka
akan terjadi hal-hal sebagai berikut:
Arus listrik akan mengalir ke motor listrik
sehingga motor berputar.
1. Motor akan memutar kipas angin
(fan) yang dipasang pada poros
motor.
2. Ketika berputar, sudu-sudu kipas
angin menekan udara ke arah
exhaust.
3. Apabila partikel-partikel udara ditekan,
kerapatan udara meningkat di
depan fan dan turun di belakang fan.
Turunnya tekanan di belakan fan seperti
jatuhnya tekanan dalam sedotan ketika
anda menyedot minuman. Tekanan di
daerah belakang fan turun di bawah
tekanan atmosfir (di luar mesin). Ini menimbulkan
isapan yang kuat di dalam
alat ini. Tekanan udara luar menekan
sendiri ke dalam alat melalui intake-nya
karena tekanan udara di dalam mesin
pembersih lebih rendah dari tekanan di
dalam.
Selama fan berputar dan saluran melalui
alat tetap terbuka, ada aliran udara konstant
bergerak melalui intake dan keluar
dari exhaust. Namun, bagaimana aliran
udara tersebut bisa mengumpulkan kotoran
dan debu dari karpet? Prinsip
yang digunakan adalah prinsip gesekan
(friksi).

Sikat dan tas pembersih
vakum
Pada bagian akhir, kita melihat bahwa
isapan yang ditimbulkan oleh fan mesin
menghasilkan aliran udara bergerak
melalui intake dan keluar melalui exhaust.
Aliran udara ini seakan seperti
aliran air. Partikel-partikel udara yang
bergerak menarik debu atau limbahlimbah
kecil ketika udara bergerak, dan
jika kotoran cukup ringan dan isapannya
cukup kuat, friksi membawa bahanbahan
ini masuk ke pembersih vakum.
Beberapa desain vakum juga mempunyai
sikat yang berputar pada saluran
masukannya (intake), yang memaksan
kotoran dan debu lepas dari karpet yang
kemudian ditarik oleh aliran udara
masuk ke mesin.
Gambar 3.52 Jenis sikat putar
248 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Kotoran-kotoran yang ditarik keluar exhaust
akhirnya masuk ke tas pembersih
vakum. Tas ini terbuat dari bahan kain
atau kertas, yang bertindak sebagai penyaring
(filter) udara. Lubang-lubang
yang sangat kecil pada tas cukup bagi
partikel udara untuk keluar namun tidak
bagi kotoran-kotoran yang masuk. Jadi,
ketika arus aliran udara masuk ke dalam
tas, semua udara bergerak menembus
bahan tas, namun kotoran tetap tinggal
di dalam tas.
Gambar 3.53 Contoh tas debu
Anda bisa memasang tas di mana saja
di antara intake dan exhaust, selama
aliran udara melaluinya. Pada pembersih
vakum yang berdiri, tas dipasang
pada ujung akhir saluran. Tepat setelah
udara disaring, udara mengalir kembali
keluar. Dalam kanister, tas bisa diletakkan
sebelum kipas angin, sehingga udara
difilter ketika masuk ke alat ini.
Saat ini banyak diciptakan pembersih
vakum dengan kapasitas isapan yang
bisa diatur. Pada bagian berikutnya, kita
akan mempelajari beberapa faktor yang
menentukan daya isap.

Variabel-Variabel Pembersih
Vakum
Pada bagian akhir, kita melihat bagaimana
pembersih vakum mengambil
kotoran melalui pengaliran udara masuk
ke dalam filter (tas debu). Daya isap
mesin tergantung pada sejumlah faktor
antara lain:
􀁸 Daya fan:
Untuk membuat daya isap tinggi,
motor harus berputar pada
kecepatan yang tinggi.
􀁸 Penghalangan saluran udara:
Ketika potongan/puing-puing dalam
ukuran yang cukup besar terkumpul
di dalam tas, udara akan mengalami
hambatan yang besar sehingga
partikel-partikel udara tidak mudah
bergerak. Karena alasan itulah, bila
kita baru mengganti tas, kita melihat
bahwa pembersih vakum bekerja
dengan lebih baik dibandingkan
setelah tas digunakan beberapa
lama.
􀁸 Ukuran pembukaan masukan
(intake) udara.
Karena kecepatan fan vakum konstan,
jumlah udara yang masuk ke dalam
pembersih juga konstan. Tidak ada
masalah berapa ukuran intake yang
diatur, jumlah udara yang masuk per
satuan waktu adalah sama. Jika intake
diatur lebih kecil, partikel udara yang
masuk bergerak dengan kecepatan
yang lebih tinggi. Demikian sebaliknya.
Jadi, debit udara yang masuk akan tetap
konstan. Pada titik di mana kecepatan
meningkat, tekanannya akan menurun
sesuai dengan hukum Bernoulli.
Turunnya tekanan ini menandakan
naiknya daya isap pada intake-nya.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 249
Dengan demikian bila intake diatur lebih
sempit akan mampu menyedot kotoran
yang lebih besar dibandingkan bila
penge-setannya lebih lebar.
Gambar 3.54 Jenis-jenis perlengkapan
pengisap
Sampai saat ini, kita telah mempelajari
jenis-jenis alat pembersih vakum tipikal,
seperti jenis berdiri dan kanister yang
keduanya mengumpulkan kotoran di
dalam tas yang tembus udara. Berikut
ini akan dibahas pembersih vakum jenis
lain.
Gambar 3.55 Pembersih vakum jenis berdiri

Pembersih vakum kering
dan basah
Untuk pembersihan yang berat, banyak
orang menggunakan jenis yang dapat
digunakan untuk menarik cairan selain
benda padat. Bahan cair akan
membasahi filter kertas atau kain, oleh
karena itu pembersih ini memerlukan
sistem pengumpulan kotoran yang tidak
terbuat dari kertas atau kain, namun
semacam ember yang berisi air seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 3.56.
Gambar 3.56 Prinsip kerja pembersih vakum
basah/kering

Prinsip kerja pembersih
vakum basah dan kering
Pada saluran masukannya, aliran udara
mengalir masuk ke ruang yang cukup
luas yang diletakkan di atas ember.
Ketika hasil isapan mencapai daerah
yang luas, aliran udara melambat,
dengan alasan yang sama, kecepatan
akan meningkat bila melalui alat
pelengkap intake yang sempit. Turunnya
tekanan ini akan menurunkan daya
pegang udara, sehingga cairan menetes
dan partikel yang berat dapat keluar dari
250 Peralatan Listrik Rumah Tangga
arus aliran udara dan jatuh ke ember.
Setelah selesai pemvakuman, isi yang
ada di ember dibuang.

Perawatan Pembersih
Vakum
Bentuk alat permbersih vakum ini
sangat kompak sehingga dalam
perawatannya dapat dilakukan dengan
mudah.
1. Karena dalam pemakaiannya, alat ini
mempunyai mobilitas yang sangat
tinggi maka seringkali membuat kabel
dan sambungannya mengalami
kerusakan. Oleh karena itu, dalam
pemakaiannya kabel diusahakan
tetap dalam keadaan lurus dan
hindari untuk tidak terlalu kencang.
2. Bila sistem tegangan listrik normal,
kerusakan motor listrik untuk kipas
angin sangat jarang ditemui kecuali
karena masalah umur.
3. Yang perlu perhatian intensif adalah
penggantian pada kantong/ember
sampah. Untuk pembersih vakum
kering, kantong sampah biasanya
terbuat dari kertas atau kain. Bila
kantong sampah ini sudah penuh
harus segera dibuang. Kalau tidak,
maka saluran udara keluar menjadi
tidak lancer. Ketidaklancaran ini akan
mempengaruhi daya isap mesin dan
juga kerja mesin yang lebih kuat.
Oleh karena itu, sangat disarankan
untuk membersihkan kantong ini tidak
terlalu lama dan sebelum kantong
terisi penuh.
4. Karena peruntukan mesin adalah
untuk menyedot debu atau cairan
(untuk jenis kering dan basah),
hendaknya dihindari masuknya
benda-benda yang besar ke dalam
vakum. Akibat yang bisa timbul
seperti yang telah disampaikan pada
(3).
Pemeriksaand Pelaporan
Hasil Kerja Perawatan
Pembersih Vakum
Pemeriksaan pembersih vakum adalah
pada daya sedotnya. Daya sedot ini bisa
diatur-atur melalui lubang pengaturan
pada bagian intakenya (pipa penyedot)
dan untuk mesin pembersih vakum yang
lebih modern, diatur dengan menggunakan
saklar pengatur kecepatan motor
fannya. Bila pengaturan pada pipa
intakenya, untuk posisi tertutup penuh,
daya sedotnya paling tinggi. Demikian
sebaliknya. Bila pengaturan dilakukan
dengan mengatur kecepatan motor fan,
semakin tinggi kecepatan semakin kuat
daya sedotnya dan suaranya pun juga
semakin keras. Demikian sebaliknya.
Bila mesin sudah dioperasikan
maksimum tapi daya sedotnya masih
kurang maka perlu dilakukan
pemeriksaan pada kantong debunya.
Mungkin sebagian besar lubang
kapilernya telah tertutup oleh debu. Hal
ini tidak terjadi pada penyedot debu
yang menggunakan container sebagai
penyimpan debu/cairan.
Kondisi kerja mesin dicatat dan
dimasukkan dalam laporan hasil
pekerjaan perawatan. Di samping itu,
jenis kerusakan, bagian atau komponenkomponen
yang diganti juga harus
dimasukkan dalam lembar laporan. Hal
ini akan sangat membantu bila harus
dilakukan perawatan pada waktu yang
akan dating.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 251

Alat-alat memasak
Toaster
Toaster merupakan alat yang digunakan
untuk memanaskan roti sebagai makanan
pagi bagian bagi orang-orang tertentu.
Alat ini sederhana dan mudah
dioperasikannya.
Gambar 3.57 Toaster
Dasar
Toaster atau pemanggang roti memiliki
sistem yang cukup simpel. Pemanggang
menggunakan radiasi infra merah untuk
memanaskan sekerat roti. Saat sekerat
roti diletakkan di dalam pemanggang,
dan setelah dihubungkan dengan sumber,
sebuah kumparan akan menjadi
kemerahan dan memproduksi kawat
nikrom. Radiasi ini akan mengeringkan
dan membakar permukaan roti.
Gambar 3.58 Elemen pemanas toaster
Umumnya, pemanggang menggunakan
kawatl nikrom untuk memproduksi
radiasi ini, dan kawat nikrom ini
membalut suatu lembaran yang terbuat
dari mika (Gambar 3.58).
Kawat nikrom (nichrom) sendiri adalah
perpaduan antara nikel dan krom.
Mengapa keduanya dipakai untuk
menghasilkan radiasi? Pertama, kawat
nikrom memiliki resistansi elektrik yang
tinggi dibandingkan tembaga, misalnya.
Meskipun kawat nikrom yang digunakan
cukup pendek, namun cukup untuk
menaikkan suhu tinggi. Yang kedua,
nikrom tidak mengoksidasi saat
dipanaskan sehingga tidak mengalami
pengaratan. Sebaliknya kawat besi,
misalnya, akan mengalami pengaratan
dengan cepat saat dipanaskan.
Alat pemanggang yang paling sederhana
memiliki dua lembaran mika yang
diselubungi nikrom, dan masing-masing
dipisahkan oleh suatu slot berukuran
satu inci. Kabel nikrom dapat langsung
dihubungkan ke stop kontak.
Biasanya pemanggang memiliki dua fitur
lain yaitu:
1. Tray yang dilengkapi dengan
semacam spiral (spring-loaded tray),
sehingga roti yang dipanggang
langsung lembam keluar dari
panggangan
2. Pengatur waktu yang dapat
mematikan pemanggang secara
otomatis, kemudian melepaskan tray
sehingga hasil panggangan dapat
keluar.

Pegas tray
Pada pemanggang terdapat penahan
yang terbuat dari logam, dan berfungsi
sebagai penaik dan penurun roti di
dalam slot.
252 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Gambar 3.59 Slot tempat roti dilihat dari
atas
Penahan ini dihubungkan dengan
sebuah pemegang yang dapat diakses
langsung oleh pengguna. Saat
pemegang ditekan, dua spiral yang
terbuat dari logam juga tertekan
sehingga lempengan menekan roti.
Pemegang kedua slot dihubungngkan
ke pemegang yang apabila ditekan akan
membawa masuk roti ke dalam toaster
seperti ditunjukkan pada Gambar 3.60
Gambar 3.60 Mekanisme penurunan toaster

Pengeluaran panggangan
Pada saat pemegang ditekan, mekanisme
yang terjadi adalah sebagai berikut:
1. Suatu mekanisme penahan roti
diperlukan untuk periode waktu
pemanggangan tertentu
2. Kawat nikrom harus diberi daya
3. Pengatur waktu akan melepaskan
penahan sehingga panggangan
keluar.
Gambar 3.61 Mekanisme penurun rak roti
Peralatan Listrik Rumah Tangga 253
Dari gambar, dapat dilihat bahwa
terdapat batangan plastik dan logam
yang terhubung ke handle. Batangan
plastik menekan sepasang kontak di
papan sirkuit untuk menyuplai energi
listrik ke kawat nikrom, dan logam akan
tertarik akibat adanya gaya elektromagnet
yang disebabkan gaya listrik tersebut.
Tarikan itu akan menahan roti agar
tetap berada di dalam toaster.
Gambar 3.62 Papan-papan rangkaian
Pada suatu toaster, umumnya mekanisme
keseluruhan yang berjalan adalah
sebagai berikut:
1. Saat handle ditekan ke bawah,
batangan plastik akan menekan
kontak dan mencatu daya ke papan
sirkuit.
2. Listrik bertegangan 120 volt akan
dihubungkan ke kawat nikrom untuk
mulai memanggang roti
3. Suatu sirkuit sederhana yang terdiri
dari transistor, resistor dan kapasitor
akan hidup dan menyuplai daya ke
elektromagnet
4. Elektromagnet akan menarik logam
pada handle.

Prinsip kerja toaster
􀁸 Jika pemegang ditekan, batang plastik
menekan kontak dan menghubungkan
daya ke papan rangkaian.
􀁸 Daya listrik mengalir ke kawat nikrom
dan mulai memanggang roti.
􀁸 Rangkaian elektronik, yang terdiri
atas transistor, resistor, dan
254 Peralatan Listrik Rumah Tangga
kapasitor mengaktifkan
elektromagnet.
􀁸 Elektromagnet menarik bagian
logam pada pemegang (handel),
memegang roti di dalam toaster.
􀁸 Rangkaian elektronik bertindak
sebagai timer. Kapasitor mengalami
pengisian listrik melalui resitor, dan
ketika tegangan mencapai harga
tertentu, akan memutuskan aliran
arus ke elektromagnet. Pegas
dengan cepat menarik dua kerat roti
ke atas.
􀁸 Pada proses ini, batang plastik naik
dan memutuskan daya listrik ke
toaster.
Pada toaster ini, kendali warna hasil
pemanggangan berupa sebuah resistor
variabel. Mengubah resistansi akan
mengubah kecepatan pengisian
kapasitor. Dan Ini akan mengontrol
berapa lama timer menunggu sebelum
melepaskan elektromagnet
Toaster yang tidak tinggi tuntutan
kualitasnya, cukup menggunakan
batang-bimetal untuk mematikan
elektromagnet. Ketika panas (akibat
panas di dalam toaster), batang bimetal
akan membengkok dan mentripkan
saklar sehingga memutus saluran listrik
ke elektromagnet. Pemakaian bimetal
mempunyai dua masalah:
􀁸 Jika dapur sangat dingin, roti
pertama akan lebih gelap dari
biasanya.
􀁸 Jika dicoba untuk kedua kalinya, roti
akan terlalu terang karena toaster
sudah panas.
Rangkaian timer elektronik akan
membuat toaster lebih konsisten

Perawatan toaster
Seperti yang telah diuraikan di atas,
toaster mempunyai bagian mekanik dan
elektrik yang seimbang. Dalam pemakaian
normal, kegagalan banyak yang
diakibatkan oleh bagian listrik dari pada
akibat mekaniknya. Oleh karena itu,
dalam perawatan ini akan dibahas halhal
yang terkait dengan kelistrikan.
Ada dua hal utama terkait dengan masalah
kelistrikan di sini yaitu, hasil pemanasan
dan waktu pemanggangan.
1. Toaster tidak panas
Bila toaster sudah dihidupkan dan
tidak panas, pertama perlu diperiksa
sumber listriknya terlebih dahulu. Bila
sumber listrik normal maka perlu
diperiksa rangkaian catu daya antara
sumber dan elemen pemanas. Untuk
mengetahui keadaan catu daya
diperlukan buku manual alat.
Berdasarkan buku manual tersebut
dilakukan pengecekan. Bila tidak ada
buku manual, Anda berbekal ilmu
pengetahuan dan keterampilan yang
telah didapat kemudian diaplikasikan
dalam memecahkan persoalan ini.
Pengecekan dilakukan pada
tegangan keluaran catu daya. Bila
tegangan keluaran normal maka catu
dayanya dalam keadaan normal. Bila
tidak, maka harus diidentifikasi
komponen yang rusak untuk kemudian
diganti dengan yang sesuai.
Bila catu daya dalam keadaan normal
maka perlu dilakukan pemeriksaan
pada elemen pemanasnya.
Pengecekan ini dapat dilakukan
dengan menggunakan multitester
pada posisi Ohm untuk memeriksa
masih tersambung atau sudah putus.
Bila elemen mengalami putus maka
Peralatan Listrik Rumah Tangga 255
harus segera diganti atau dilakukan
penyambungan kembali.
Penyambungan bisa dilakukan bila
potongannya masih dalam toleransi
perubahan harga resistansi kawat
nikromnya agar tidak terjadi arus
lebih dan akhirnya juga panas lebih
yang bisa menurunkan performa alat.
2. Hasil pemanggangan tidak seperti
yang diharapkan. Yang menentukan
kualitas hasil pemanggangan adalah
suhu dan lama pemanggangan. Suhu
ditentukan oleh catu daya dan
elemen pemanasnya. Bila kedua
bagian tersebut bekerja normal maka
harus dilakukan pengesetan pada
unit timernya. Jika timer bekerja
secara mekanik, pengaturannya
dilakukan secara mekanik. Namun
bila seperti toaster yang dicontohkan
di sini timernya menggunakan
elektronik maka perlu dilakukan
pengesetan komponen elektroniknya,
yang dalam hal ini adalah resistor
pengisian pada kapasitornya.
3. Karena dalam toaster terdapat
banyak rangkaian elektroniknya maka
harus dijaga kebersihan rangkaian
dalamnya dari moistur/kotoran sisa
pembakaran dan bagian ini pula
harus dijaga jangan sampai basah
terkena air.

Pemeriksaan dan Pelaporan
Hasil Kerja Perawatan
Toaster
Indikator utama dari kerjanya toaster
adalah dilihat dari hasil pemanggangan
rotinya. Hasil pemanggangan dapat
dilihat dari tingkat kekeringan dan warna
roti. Jika roti masih terlalu basah dan
atau terlalu terang, bisa akibat kurang
tingginya suhu pemanasan dan atau
terlalu pendek pengesetan waktu
pemanggangannya. Pengesetan suhu
ini bisa dilakukan berdasarkan petunjuk
perawatan alat atau melalui percobaan
sampai didapatkan harga pengesetan
yang tepat.
Hasil pemeriksaan dituliskan dalam
laporan hasil pemeriksaan. Selain itu,
pekerjaan perawatan yang telah
dilakukan dicatat pula dalam laporan ini
yang meliputi jenis kerusakan,
bagian/komponen yang diperbaiki atau
diganti dan kondisi-kondisi lain yang
memerlukan perhatian tapi masih dapat
digunakan, jika ada.

Kompor Listrik
Kompor listrik merupakan alat yang
sangat akrab di lingkungan rumah
tangga karena sebagian besar warga
mayarakat menggunakannya sebagai
alat untuk masak memasak. Mengapa
alat ini demikian populer, itu karena
kepraktisan dan kemudahan dalam
memakaianya, yaitu tinggal menghubungkannya
dengan stop-kontak listrik
saja.
Dibandingkan dengan kompor gas,
kompor listrik mempunyai kekurangan,
yaitu waktu pemanasannya yang relatif
lambat untuk kapasitas yang sama.
Permasalahan lain bagi masyarakat
kelas menengah ke bawah adalah pada
penyediaan daya listriknya. Biasanya
kompor memerlukan daya listrik yang
relatif besar, yaitu minimal 1000 W,
sedangkan kapasitas daya sebesar itu
jarang ada di perumahan menengah ke
bawah.

Prinsip kerja kompor
listrik
Cara kerja kompor listrik dapat
dijelaskan sebagai berikut.
256 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Gambar 3.63 Prinsip pemanasan pada
kompor listrik
Bila suatu tahanan R dihubungkan
dengan sumber tegangan V seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 3.63,
arus I akan mengalir melalui tahanan
tersebut. Sifat tahanan adalah apabila
dialiri arus listrik maka tahanan tersebut
akan melepaskan panas. Panas yang
dilepaskan oleh tahanan tersebut adalah
energi listrik yang bisa dituliskan
sebagai:
U = I2. R. t [Wh, kWh atau joule]
di mana:
U = energi listrik [Wh, kWh atau joule]
I = arus listrik [A]
R = tahanan [Ohm]
t = waktu [detik, jam (Hour)]
Jadi energi listrik yang diubah menjadi
panas tergantung pada arus listrik (I)
yang mengalir, besar tahanan (R) dan
lama arus listrik mengalir (t). Dari ketiga
besaran tersebut yang paling dominan
adalah arusnya, yaitu secara kuadrat.
Dalam kompor listrik, R adalah tahanan
dari elemen pemanasnya.
Namun besaran energi ini tidak begitu
umum diketahui oleh masyarakat. Yang
lebih populer di masyarakat adalah
tegangan kerja dan daya kompor.
Tegangan di sini adalah tegangan kerja
dari kompor, yaitu bila kompor dipasang
pada tegangan ini maka kompor akan
bekerja secara nominal dengan daya
seperti yang tertulis pada pelat-nama
kompor. Daya kompor ditulis dengan
huruf P dalam satuan watt atau kilowatt.
Daya kompor P dapat dituliskan
sebagai:
P= V. I atau I2.R [W, kW]
Daya kompor ini menunjukkan kapasitas
dari kompor, semakin besar dayanya
akan semakin besar pula kapasitas
untuk memasaknya dan waktu pemanasannya
juga akan semakin cepat.

Elemen pemanas
Kompor listrik biasanya mempunyai
kepala kompor (hot plate) 1, 2, 3, 4 atau
5 kepala kompor tergantung dari daya
kompornya. Semakin banyak jumlah
kepala kompor semakin besar dayanya.
Berikut ini adalah gambar dari salah
satu jenis kompor listrik. Tahanan R
yang dibahas di atas adalah elemen
pemanas kompor dan ini merupakan
bagian utama dari kompor listrik. Dalam
gambar terlihat, bahwa untuk kompor
jenis ini elemen pemanasnya
dimasukkan di dalam slot-slot pada
kepala kompor (piring panas) sehingga
tampak dari luar hanya berupa piring
seperti yang terlihat pada gambar.
Kepala kompor ini juga merupakan
tempat di mana wadah pemasak di
letakkan. Karena fungsi itu, kepala
kompor selalu dibangun sedemikian
rupa sehingga mudah digunakan untuk
meletakkan wadah masakan, mudah
dalam pembersihannya dan manis
tampilannya.
I
V R
Peralatan Listrik Rumah Tangga 257

Jenis-jenis kompor listrik
Ditinjau dari proses pemanasannya, ada
banyak jenis kompor listrik yang ada di
pasaran, di antaranya adalah:

Kompor listrik biasa
Kompor listrik ini mempunyai elemen
pemanas yang diletakkan di bagian
dalam kepala kompor (Gambar 3.64).
Ketika kompor dihubungkan ke sumber
listrik dan di hidupkan, maka arus listrik
akan mengalir ke dalam elemen.
Dengan mengalirnya arus tersebut
terjadi pemanasan pada elemen akibat
tahanan elemen tersebut.
Gambar 3.64 Kompor dengan elemen
pemanas terbuka
Panas itulah yang dimanfaatkan untuk
memasak makanan. Pada gambar ini
ditunjukkan pula dudukan elemen
pemanas dan dudukan tempat masak
yang tahan panas.
Pada tipikal kompor ini dilengkapi
dengan sebuah pipa pengatur suhu
yang diletakkan membentang di dekat
elemen pemanas. Pipa logam ini
berfungsi mengendalikan suhu kompor
sesuai dengan kebutuhan. Pengaturan
suhu ini memanfaatkan faktor pemuaian
pipa tersebut. Bila suhu semakin tinggi,
pipa memuai sehingga batangnya
semakin memanjang. Pemanjangan
pipa inilah kemudian dimanfaatkan
untuk memutuskan kontak dari sumber
listrik. Bila suhu turun, panjang pipa
berkurang dan menghidupkan kompor
kembali. Demikian kerja kompor secara
berulang.

Piring panas (hot plate)
Kompor listrik jenis ini mempunyai
kepala kompor berupa piring panas (hot
plate) di mana elemen pemanas kompor
diletakkan. Berbeda dengan jenis
kompor yang pertama, elemen pemanas
pada kompor ini tertutup sama sekali
(Gambar 3.65) sehingga dilihat dari luar
hanya kelihatan kepala kompornya saja.
Elemen pemanas dipasang melekat di
bagian bawah piring panas.
Perlengkapan-perlengkapan lainnya
seperti terlihat pada Gambar 3.66
Kompor jenis ini ada yang biasa dan
ada yang cepat (disebut kompor kilat).
Kompor kilat waktu pemanasannya lebih
cepat dibandingkan dengan yang biasa.
Kedua jenis kompor ini bila ditinjau dari
konstruksinya tidak ada perbedaan.
Yang membedakan hanya dayanya
yang lebih tinggi dengan ukuran fisik
yang sama. Seperti yang ditunjukkan
dalam tabel. Untuk ukuran diameter
yang sama, daya kompor berbeda dan
daya kompor tergantung pada ukuran
piring panasnya. Semakin besar
diameter piring panasnya semakin besar
pula dayanya.
258 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Gambar 3.65 Kompor listrik jenis dengan 4
piring panas (hot-plate)
Gambar 3.66 Konstruksi hot plate
Tabel 3.1 Daya Kompor Listrik
Diameter
[mm]
Biasa
[W]
Kilat
[W]
145 1000 1500
180 1500 2000
220 2000 2600

Kompor Radiasi
Jenis kompor ini secara prinsip sama
dengan jenis kompor biasa di mana
elemen pemanasnya diletakkan di
secara terbuka di dalam kepala
kompornya. Bedanya terletak pada
bahan elemen pemanasnya, pada
kompor ini menggunakan tungsten.
Ketika kompor beroperasi, elemen
pemanas mengeluarkan bara api.
Radiasi dari bara api inilah yang
dimanfaatkan untuk memanaskan
masakan. Elemen pemanas kompor
jenis ini menggunakan bahan yang anti
oksidasi sehingga walaupun membara
namun tidak terbakar. Ilustrasi dari
kompor jenis ini ditunjukkan pada
Gambar 3.67.
Gambar 3.67 Kompor listrik
jenis radiasi

Contoh rangkaian kompor listrik
Berikut ini adalah beberapa jenis
rangkaian kompor listrik secara tipikal.
Untuk kompor yang dayanya kurang dari
4 kW, pada umumnya menggunakan
sistem fasa-satu dengan 3 penghantar
(kiri), yaitu penghantar fasa, netral dan
pentanahan. Untuk kompor berdaya di
atasnya menggunakan sumber fasa-tiga
dengan 5 penghantar, (kanan), yaitu: 3
penghantar fasa, 1 netral dan 1
pentanahan.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 259
Gambar 3.68 Konfigurasi rangkaian elemen
pemanas
Skema berikut ini menunjukkan mekanisme
kompor listrik tipikal
Gambar 3.69 Skema mekanisme kendali
kompor listrik tipikal
Pengaturan suhu dilakukan melalui
saklar pengatur, sensor suhu, pipa
kapiler dan membran pemuaian. Saklar
pengatur, kontak saklar, membran dan
kontak 1 dan 2 berada pada satu poros
(Gambar 3.69).
Prinsip kerja pengaturan suhu kompor
dapat dijelaskan sebagai berikut:
1 Kompor dihidupkan dengan
memutar Saklar pengatur.
Pemutaran saklar ini membuat
kontak saklar tertutup (ON) dan
dengan saklar ini pula diatur suhu
yang dikehendaki.
2 Ketika kompor ON dengan suhu
tertentu, maka arus listrik mengalir
ke elemen-elemen pemanas melalui
kontak 1 dan 2.
3 Kompor semakin lama semakin
tinggi suhunya. Peningkatan suhu ini
akan dideteksi oleh sensor suhu,
dan panas disalurkan dari kepala
kompor ke membran pemuaian.
4 Dengan adanya peningkatan panas
ini, membran memuai dan
menggerakkan poros.
5 Bila suhu yang dikehendaki tercapai,
maka gerakan pemuaian membran
tersebut akan memutuskan kontak 1
dan 2 sehingga kompor mati.
6 Ketika suhu menurun kembali,
membran akan menyusut, dan
pegas membawa poros sesuai arah
penyusutan membran sehingga
kontak 1 dan 2 On kembali.
Demikian proses ini terjadi secara
berulang.

Kompor Induksi
Kompor jenis ini mempunyai prinsip
kerja berbeda dengan tiga jenis kompor
yang dibahas terdahulu. Pada jenis
kompor terdahulu menggunakan prinsip
pemanasan dengan menggunakan
bahan yang mempunyai tahanan jenis
sangat tinggi, pada kompor jenis ini
menggunakan prinsip induksi (Gambar
3.68). Sudah tentu, kompor jenis ini
menggunakan teknologi yang lebih
maju.
260 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Prinsip kerja kompor induksi dapat
dijelaskan sebagai berikut (Perhatikan
Gambar 3.70).
1 Ketika kompor dihubungkan dengan
sumber listrik biasa dengan
frekuensi 50 Hz. Dengan
menggunakan konverter dan elemen
pengontrol, frekuensi listrik 50 Hz
diubah menjadi frekuensi tinggi
sampai 25 kHz (frekuensi bisa diatur
melalui elemen pengontrol).
2 Listrik dengan frekuensi tinggi ini
dialirkan ke kumparan induksi, maka
arus mengalir melalui kumparan
tersebut. Perlu diingat di sini bahwa
arus yang mengalir ke dalam
kumparan induksi adalah arus bolakbalik
dengan frekuensi tinggi.
3 Arus bolak-balik ini membangkitkan
garis-garis medan magnet. Medan
magnet ini selalu berubah mengikuti
perubahan arusnya, yaitu ac.
4 Medan magnet ini memotong tempat
(wadah) memasak yang terbuat dari
logam (penghantar). Apa yang
terjadi ketika logam dipotong oleh
medan magnet yang berubah setiap
saat?
5 Pada logam akan timbul ggl
(tegangan) induksi (hukum Faraday).
6 Karena logam tempat memasak
merupakan satu kesatuan maka
secara kelistrikan sama seperti
dihubung singkat. Apa yang terjadi
ketika tegangan dihubung singkat?
Akan timbul arus yang dalam hal ini
arahnya berputar-putar. Karena
arahnya, arus ini kemudian disebut
arus pusar atau arus Eddy (Eddy
current).
7 Arus pusar yang mengalir dalam
logam dan logam tersebut tetap
mengandung resistansi walaupun
kecil, maka timbullah panas dan
panas inilah yang dimanfaatkan
untuk memasak.
Panas yang dibangkitkan oleh kompor
tergantung dari energi listrik yang
dikonversikan ke bentuk panas. Daya
kompor akan ditentukan oleh frekuensi
listrik yang dialirkan ke kumparan
induksi. Semakin tinggi frekuensi akan
semakin tinggi daya kompor dan
semakin tinggi suhu (panas) kompor.
Gambar 3.70 Kompor induksi
Karena kerjanya seperti itu, maka
tempat memasak atau wadah dari
masakan harus terbuat dari logam
(penghantar). Kalau tidak, maka tidak
akan terjadi pemanasan karena tidak
ada efek induksi elektromagnet pada
tempat memasaknya.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 261
Pengembangan lebih lanjut kompor
listrik adalah microwave oven (lihat
bagian Microwave Oven di halaman
berikut)

Perawatan Kompor
Listrik
Petunjuk pertama yang menyatakan
kerja tidaknya kompor listrik terletak
pada kemampuannya dalam
membangkitkan panas. Kompor, jenis
apa pun, bila tidak bisa panas maka
kompor tersebut dinyakatan rusak. Bila
menjumpai hal semacam ini maka yang
harus dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Periksa sumber tegangan, kondisi
kabel dan terminal-terminal
sambungannya. Bila semua dalam
keadaan baik maka lanjutkan ke
langkah berikut.
2. Periksa elemen pemanas, mungkin
ada bagian-bagian yang putus. Bila
elemen pemanas dalam keadaan
baik (tidak putus), maka kesalahan
terminal pada terminal-terminal
sambungannya. Namun bila dijumpai
keadaan yang tidak menentu, kadang
panas kadang tidak, ini menunjukkan
ketidaksempurnaan rangkaiannya.
3. Khusus untuk kompor induksi, karena
bekerjanya kompor tersebut
menggunakan prinsip induksi
elektromagnet tegangan tinggi, maka
yang perlu diperiksa juga adalah
konverter pengubah listrik ac
frekuensi rendah menjadi frekuensi
tinggi. Untuk mengidentifikasi
kerusakan pada bagian ini
membutuhkan pengetahuan yang
lebih kompleks. Oleh karena itu
sangat disarankan untuk mengikuti
buku petunjuk perawatan dari pabrik
pembuatnya.
4. Khusus untuk kompor listrik yang
dilengkapi dengan pengatur
suhu, kompor tersebut dikatakan
dalam keadaan baik bila pada
suatu suhu tertentu maka
kompor akan mati secara
otomatis. Bila tidak demikian ada
dua hal yang perlu dicermati.
Pertama adalah karena alat
pengaturnya yang sudah tidak
berfungsi dengan baik. Kedua,
bisa jadi panas yang dihasilkan
oleh kompor lebih rendah dari
yang seharusnya. Bila demikian
yang terjadi, maka perlu
pemeriksaan lebih lanjut pada
sistem pemanas dan unit
pengaturnya. Khusus bila akan
dilakukan pengesetan kembali
unit pengatur harus
menggunakan petunjuk yang
dikeluarkan oleh pabrik
pembuatnya karena bagian ini
merupakan bagian yang sangat
sensitif dan kritis.

Pemeriksaan dan
pelaporan hasil kerja
perawatan kompor listrik
Pemeriksaan yang perlu dilakukan pada
kompor listrik setelah dilakukan
perawatan adalah kemampuan
pemanasannya yang sesuai dengan
yang dikehendaki.
1. Untuk kompor listrik biasa dan yang
menggunakan hot-plate,
pemeriksaan panasnya bisa
langsung diperiksa pada elemen
langsung atau pada hot-platenya.
2. Untuk kompor jenis radiasi,
kemampuan pembangkitan
panasnya dapat dilihat langsung
melalui cahaya merah yang
dikeluarkan oleh kawat nikrom
sebagai elemen pemanasnya.
3. Untuk kompor jenis induksi, kerja
kompor tidak dapat dilakukan secara
visual namun melalui percobaan
yaitu dengan meletakkan alat
memasak yang terbuat dari logam.
Kompor dikatakan bekerja dengan
262 Peralatan Listrik Rumah Tangga
baik bila kompor mampu
memanaskan alat memasak tersebut
secara memadai.
Hasil pemeriksaan terhadap kinerja alat
dan pekerjaan perawatan yang telah
dilakukan dituangkan dalam bentuk
laporan. Dengan lembar laporan ini
dapat diketahui, jenis kerusakan yang
terjadi, bagian/komponen yang
diperbaiki atau diganti serta hasil
pengujian yang telah dilakukan. Dengan
demikian diketahui kondisi kerja dan
juga kondisi fisik alat.

Microwave Oven
Microwave oven adalah alat yang
digunakan untuk memasak dan
memanaskan makanan dengan menggunakan
energi gelombang mikro
(microwave). Alat ini menjadi cepat
populer di masyarakat karena banyak
kelebihan yang dimiliki bila dibandingkan
dengan alat masak memasak yang
lain. Kelebihan-kelebihan yang dimiliki
antara lain adalah kemudahan dalam
penggunaannya, proses pemasakan
yang sangat cepat dan hemat energi.
Karena kelebihannya inilah pada saat
ini, alat ini banyak digunakan di
lingkungan rumah tangga, restaurant
atau rumah makan-rumah makan.
Microwave oven merupakan revolusi
dari peralatan masak memasak. Walaupun
begitu, para pengguna alat ini harus
mewaspadai aspek keselamatannya
terutama yang terkait dengan tegangan
tinggi dan dalam operasinya perlu
kecermatan, khususnya yang terkait
dengan bahan-bahan masakan dan
wadah masakan yang dimasukkan ke
dalam alat ini.

Bagian-bagian Utama Alat
Bagian-bagian utama microwave oven
adalah sebagai berikut.
􀁸 Transformator tegangan tinggi
berfungsi untuk meningkatkan
tegangan rendah (rumah tangga)
menjadi tegangan tinggi.
􀁸 Magnetron berfungsi sebagai
pengubah tegangan tinggi menjadi
energi gelombang mikro
􀁸 Pengarah gelombang sebagai
pengarah gelombang mikro
sehingga ke ruang masak;
􀁸 Ruang masak mempunyai dinding
yang terbuat dari logam guna
mendapatkan fungsi sebagai
sangkar faraday yang bertindak
sebagai penetralisir gelombang
mikro yang mengenainya sehingga
tidak ada gelombang yang keluar
dari alat ini.
􀁸 Unit kontrol adalah unit yang
bertindak selaku pengendali daya
keluaran alat agar sesuai dengan
kebutuhan yang terdiri atas timer
(elektronik atau elektromekanik) dan
sistem kontrolnya serta tomboltombol
operasi;
􀁸 Rangkaian pengaman yang terdiri
dari sederetan sekering dan interlock
sebagai pengaman dari kerja
abnormal alat (hubung singkat,
panas lebih)

Prinsip Kerja
Ketika microwave oven dihubungkan ke
sumber listrik, arus listrik akan mengalir
ke alat melalui sekering dan rangkaian
pengaman lainnya. Komponen proteksi
ini meliputi sejumlah sekering dan alat
pengaman thermal yang dirancang
untuk memutuskan aliran listrik ketika
terjadi kondisi-kondisi abnormal seperti
hubung singkat atau panas lebih.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 263
Dalam keadaan normal, arus listrik
mengalir melalui rangkaian interlock dan
timer. Pada saat akan menggunakannya,
pintu microwave oven harus ditutup
sehingga arus listrik mengalir melalui
sederetan saklar interlock. Pengesetan
timer dan operasi starting menyambungkan
rangkaian kontrol dengan
sumber tegangan sehingga membuat
rangkaian kontrol menjadi aktif.
Pada umumnya, sistem kontrol ini terdiri
dari relai elektromekanik atau saklar
elektronik (transistor) seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 3.71.
Gambar 3.71 Sistem kontrol
Jika berdasarkan hasil
penginderaan ditemukan bahwa kondisi
sistem dalam keadaan baik, rangkaian
kontrol akan membangkitkan sinyal
yang mengaktifkan relay dan komponen
elektronik Triac sehingga menyalurkan
dan menghubungkan tegangan ke trafo
tegangan tinggi. Dengan mengatur rasio
On-Off dari sinyal kontrol dari tabung
magnetron sehingga mengatur daya
keluaran dari oven ini (Gambar 3.72).
Gambar 3.72 Daya masukan tegangan
tinggi
Pada bagian tegangan tinggi
(Gambar 3.73), trafo tegangan tinggi
bersama-sama dengan rangkaian dioda
dan kapasitor menaikkan tegangan dari
tegangan rumah tangga, 220 V menjadi
tegangan tinggi sekitar 3000 V.
Tegangan ini sangat berbahaya bagi
manusia, namun hal ini tidak bisa
dihindari karena itulah yang dibutuhkan
oleh magnetron untuk menjalankan
fungsinya, yaitu mengubah tegangan
tinggi menjadi energi elektromagnetik.
Gambar 3.73 Bagian tegangan tinggi
Energi gelombang mikro ditransfer ke
saluran logam (metal channel) yang
disebut pengarah gelombang (wave
guide), yang mencatu energi ke dalam
ruang masak mengarah pada wadah
masakan yang diputar secara pelan.
264 Peralatan Listrik Rumah Tangga

Ukuran Microwave
Ukuran microwave dikategorikan
menjadi 3 ukuran, yaitu kecil, sedang
(menengah), dan besar.
􀁸 Kecil
Microwave ukuran ini yang juga
disebut sebagai microwave jinjing,
mempunyai kapasitas, tipikal tidak
lebih dari 46 cm (18 kaki) lebar, tebal
35,5 cm (14 kaki) dan tinggi 30,5 cm
(12 kaki). Volume ruang masak
kurang dari 1 kaki kubik.
􀁸 Sedang
Ukuran ruang dalam 1,4 – 1,6 kaki
kubik, dengan tinggi 13 inci, lebar 21
inci dan ketebalan 16 inci. Daya
listrik 900 – 1.500 W. Ukuran ini
sesuai untuk ukuran keluarga
standard dan cocok untuk keperluan
memasak sayuran dan daging
ukuran kecil. Biasanya alat ukuran
ini sudah dilengkapi dengan fitur
otomatis.
􀁸 Besar
Ukuran besar mempunyai kapaistas
1,8 – 2,1 kaki kubik, dengan tinggi
14 inci, lebar 24 inci dan tebal 18
inci. Daya listrik yang dibutuhkan
juga lebih tinggi, yaitu 1000 – 1.500
W.

Jenis-Jenis Microwave
Oven
Pada saat ini sudah banyak jenis
microwave, diantaranya adalah yang
berfungsi hanya untuk oven saja,
combinasi antara microwave dan
konveksi, dan kombinasi antara
microwave dan pemanggangan (grill).
Bahkan di samping kombinas pada alat
yang sama pula bisa dioperasikan
secara sendiri-sendiri, seperti
microwave, oven konveksi atau grill.
Microwave seperti ini biasanya
dilengkapi dengan display digital untuk
jam, atau variabel-variabel kontrol
lainnya seperti tingkatan kerja, waktu,
dan lain-lain. Kelengkapan lain tomboltombol
operasi dan alat pengatur
lainnya.
Berikut ini adalah microwave tipikal yang
mempunyai fungsi cukup lengkap
dengan menggunakan kontrol digital
dalam operasinya. Fungsi-fungsi dari
contoh ini adalah: microwave, konveksi,
gril dan gabungan antara microwave
dan konveksi. Fungsi-fungsi ini
tercermin dari tombol-tombol kontrol
seperti yang ditunjukkan pada Gambar
3.74 dan 3.75.
Gambar 3.74. Microwave digital
Gambar 3.75. Tombol-tombol fungsi
microwave
Peralatan Listrik Rumah Tangga 265
Gambar 3.76 Piring putar di ruang masak
Piring yang digunakan sudah yang
tahan panas. Konstruksi piring disesuaikan
dengan mekanisme pemutarnya.
Gambar 3.77 Pemutar piring dan landasan
putar
Dari Gambar 3.77 terlihat bahwa
mekanisme pemutar terdiri atas poros
yang digerakkan oleh motor penggerak
(bagian tengah) yang dilengkapi dengan
roda putar untuk memudahkan putaran
piring masak (melingkari poros pemutar)
Gambar 3.78 Elemen pemanas grill
Karena salah satu fungsi alat ini adalah
sebagai pemanggang (griller), maka alat
dilengkapi elemen pemanas untuk
pemanggangan. Agar pemanasan dapat
berjalan dengan sempurna, bagian atas
alat diberi ventilasi secara memadai.
Namun perlu diingat bahwa alat ini
berfungsi juga sebagai microwave maka
ventilasi-ventilasi ini dilengkapi pula
dengan screen untuk mencegah
gelombang mikro keluar atau masuk
dari/ke dalam alat.
Gambar 3.79 Bagian dalam samping
Gambar 3.79 menunjukkan adanya
screen ventilasi yang ada pada dinding
samping ruang masak. Ini merupakan
fasilitas untuk keperluan oven konveksi.
Dari lubang-lubang inilah panas yang
dibangkitkan oleh elemen pemanas
konveksi dihembus dengan fan
sehingga panas masuk ke dalam ruang
masak secara cepat.
266 Peralatan Listrik Rumah Tangga

Aspek keselamatan
Aspek keselamatan dan hal-hal penting
dalam penggunaan mirowave perlu
menjadi perhatian bagi para pengguna
alat ini.
Walaupun microwave menjadi cepat
populer di masyarakat karena banyak
kelebihan yang didapat dari alat ini,
seperti waktu, dan energi yang
dibutuhkan untuk memasak suatu
makanan relatif lebih cepat dan hemat,
namun ada beberapa aspek yang harus
menjadi catatan bagi para penggunanya
agar dalam pemakaiannya tidak
menimbulkan hal-hal yang bisa
membahayakan. Berikut ini adalah halhal
yang harus diperhatikan.
􀁸 Microwave tidak berfungsi dengan
baik bila wadah makanan yang
digunakan untuk memasak atau ada
benda-benda lain yang terbuat dari
logam (aluminium, besi, stainless
steel, dll). Bila ada benda yang
terbuat dari logam atau mempunyai
bagian yang mengandung logam,
akan timbul percikan bunga api. Ini
sangat berbahaya baik terhadap
terjadinya panas lebih maupun akan
merusak tabung magnetnya bila
berjalan dalam waktu yang lama.
Bila kita kita menjumpai hal tersebut
segeralah mematikan microwave
dengan mereset atau membuka
pintunya.
􀁸 Bila menggunakan tempat dari
plastik, pastikan bahwa tempat
tersebut cocok untuk microwave.
Tanda bahwa tempat cocok untuk
keperluan ini dapat dilihat dari
keterangan yang biasanya ditulis di
bagian bawah tempat, dengan
tulisan microwave safe atau heat
resistant (tahan panas).
􀁸 Sedapat mungkin hindarkan
penggunaan keramik, karena
biasanya mengandung logam
pada ornamen-ornamennya.

Perawatan Microwave
Microwave tergolong peralatan rumah
tangga yang telah mengadopsi teknologi
tinggi. Selain kompleksitas sistem dan
komponen-komponen yang digunakan,
alat ini juga mempunyai potensi bahaya
yang relatif sangat tinggi bagi manusia.
Oleh karena itu dalam merawat alat
sangat ditekankan agar mengacu pada
buku petunjuk perawatan yang
dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya.
Bila terjadi kerusakan pada microwave
sangat disarankan untuk tidak
mereparasi unit-unit utama seperti trafo
penaik tegangan, dan magnetron serta
unit kontrol elektroniknya. Bila terjadi
kerusakan pada bagian ini sangat
disarankan untuk mengganti dengan
unit baru yang disarankan oleh pabrik
pembuatnya.
Penggantian komponen-komponen
dapat dilakukan pada rangkaian
pengaman seperti saklar pintu (door
switch), sekering-sekering dan kipas
angin.
Microwave yang dilengkapi dengan fiturfitur
lain seperti oven konveksi atau grill,
permasalahan banyak terjadi pada
elemen-elemen pemanasnya.
Pemeriksaan kerusakan dari elemenelemen
pemanas ini dapat dilakukan
seperti yang dilakukan pada alat-alat
yang menggunakan elemen pemanas
yang lain.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 267

Pemeriksaan dan
pelaporan hasil kerja
perawatan Microwave
Setelah dilakukan perawatan kondisi
yang harus diperiksa adalah sebagai
berikut:
1. Ketika alat dioperasikan, pada daya
dan waktu tertentu, lampu ruang
masak menyala, dan piring tatakan
masakan berputar.
2. Beberapa saat setelah melampaui
pengesetan waktu bahan yang
dimasak sudah dalam keadaan
panas.
3. Akan lebih sempurna lagi bila
microwave dicoba untuk memasak
suatu bahan tertentu sesuai dengan
spesifikasi yang ditentukan oleh
pabriknya. Bila dengan pengesetan
yang telah dilakukan dan
menghasilkan masakan yang sesuai
berarti alat dapat beroperasi dengan
baik dan sebaliknya.
4. Untuk fitur-fitur lain seperti grill, oven
konveksi atau kombinasinya dengan
microwave, harus diperiksa operasi
masing-masing fitur.
5. Untuk grill, kerja alat ditandai
dengan panas elemen pemanas
pemanggangnya yang terletak di
atas dan di bawah tempat masakan.
6. Untuk fitur oven konveksi, kerja alat
ditandai dengan memanasnya
elemen pemanas yang terletak di
samping. Operasinya fitur ini juga
ditandai dengan hidupnya fan.
Proses pemasakan tidak melalui
pemasakan langsung namun melalui
media udara yang dihembuskan oleh
fan melalui elemen pemanas
sehingga udara menjadi panas.
Udara panas inilah yang digunakan
untuk memasak.
Hasil pemeriksaan ini kemudian
dituliskan dalam laporan sehingga
dengan laporan ini diketahui kondisi
kerja alat. Yang perlu dituangkan dalam
laporan di samping kondisi kerja alat,
juga pekerjaan perawatan yang telah
dilakukan sehingga ada catatan sejarah
perawatannya.

Alat-alat Pemanas &
Pendingin
1.Pengering Rambut
Gambar 3.80 Pengering rambut tipikal
Pengering rambut pada model di atas
memiliki dua saklar. Satu untuk
menyalakan dan mematikan, sedang
yang satunya untuk mengontrol aliran
udara panas. Pada beberapa jenis lain,
biasanya juga ada saklar ekstra yang
dapat digunakan untuk meregulasi
temperatur dari aliran udara. Pengering
ini mengeringkan rambut dengan
mempercepat tingkat penguapan air dari
permukaan rambut. Udara panas yang
dikeluarkan akan meningkatkan
temperatur dari udara di sekitar helaihelai
rambut. Karena udara hangat
memiliki kelembapan yang lebih tinggi
dibanding suhu ruangan, maka air yang
dapat diuapkan dari rambut lebih
banyak. Kenaikan temperatur juga
menyebabkan molekul-molekul air untuk
saling menarik dan berubah dari wujud
air ke gas.
268 Peralatan Listrik Rumah Tangga

Bagian-Bagian Utama
Pengering Rambut
Pengering rambut hanya menggunakan
dua bagian untuk menghasilkan udara
panas, yaitu kipas yang digerakkan
motor, serta gulungan kabel pemanas.
Keduanya digunakan untuk mengubah
energi listrik menjadi panas konvektif.
Berikut adalah mekanisme pengubahan
energi tersebut:
1. Saat pengering dinyalakan, terjadi
aliran arus listrik
2. Lalu sirkuit menyuplai catu daya ke
kabel melingkar yang terdapat pada
elemen pemanas hingga
temperaturnya naik.
3. Arus listrik memutar motor elektrik
yang akhirnya memutar kipas.
4. Aliran udara pun terjadi dan mengalir
kearah elemen pemanas
5. Karena udara mengalir melewati
kabel pemanas, pemanas tersebut
menaikkan temperatur udara melalui
mekanisme konveksi
6. Udara panas pun keluar melewati
lubang pada pengering.

Pembangkitan Aliran
Udara
Bagaimana pengering rambut dapat
meniupkan udara? Pengering rambut
memiliki kipas yang berfungsi seperti
turbin hidrolik.
Tidak seperti turbin air yang menggunakan
energi potensial dari air untuk
menghasilkan udara, tetapi kipas ini
menggunakan energi listrik untuk
menghasilkan aliran udara. Di dalam
kipas terdapat motor kecil, yang
terhubung pada bagian ujungnya. Saat
diberikan catu daya pada motor, maka
kipas tersebut akan berputar.
Gambar 3.81 Kipas angin pembangkit aliran
udara
Pergerakan sentrifugal dari kipas akan
menghasilkan udara dari udara yang
masuk melalui inlet di sekitar pengering.
Lubang-lubang ini diltutupi dengan panel
keamanan untuk mencegah objek-objek
lainnya seperti helai rambut untuk ikut
terhisap masuk. Lalu udara keluar
melewati barrel dari pengering.
Umumnya pengering rambut memiliki
pengatur tinggi-rendahnya aliran udara,
atau dapat juga dikatakan pengatur
kecepatan. Bnagaimana pengaturan ini
terjadi? Pengaturan ini dilakukan
dengan mengubah arus listrik yang
mengalir melewati sirkuit catu daya.
Saat catu daya yang diberikan rendah,
maka motor dan kipasnya akan berputar
lebih lambat, menghasilkan udara
dengan aliran rendah. Ketika catu daya
dinaikkan, maka motor bergerak
semakin cepat. Kipas terus berotasi
dengan cepat, menghasilkan aliran
udara dengan intensitas lebih tinggi.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 269
Gambar 3.82 Saklar pengatur kecepatan
Motor

Pemanasan Udara
Elemen pemanas terdiri dari kabel
nikrom melingkar yang melapisi sebuah
papan mika. Kabel nikrom adalah
gabungan dari dua jenis logam, yaitu
nikel dan krom.
Gambar 3.83 Elemen pemanas
Gambar 3.84 Arah semburan udara
melewati elemen pemanas
Logam ini digunakan sebagai elemen
pemanas di berbagai peralatan rumah
tangga seperti pemanggang roti. Kawat
nikrom memiliki keunggulan:
1. Kawat nikrom adalah konduktor
listrik yang lemah apabila
dibandingkan dengan kawat
tembaga. Hasilnya, kawat ini
memiliki resistansi yang cukup untuk
menghasilkan panas dari arus listrik
yang melewatinya.
2. Nikrom tidak mengoksidasi saat
dipanaskan, sehingga tidak mudah
mengarat walau digunakan pada
suhu tinggi.
Aliran udara yang dihasilkan dari kipas
kemudian diarahkan melewati elemen
pemanas. Udara yang lewat memiliki
suhu yang lebih rendah dibandingkan
kawat nikrom, maka terjadi perpindahan
panas dari kawat nikrom ke udara.
Siklus ini terus berulang sehingga
dihasilkan aliran udara panas secara
terus menerus.
Suhu udara yang keluar dari pengering
rambut tergantung pada:
1. Suplai catu daya yang diberikan
pada elemen pemanas. Semakin
besar daya diberikan, maka semakin
besar pula panas yang dihasilkan
oleh elemen pemanas dan dapat
ditransfer ke udara.
2. Terdapat jenis pengering rambut
yang memiliki pengatur suhu, dan
pengatur suhu ini mengatur suplai
catu daya untuk memodulasi suhu
dari aliran udara.
3. Udara dipanaskan oleh kawat
nikrom memiliki periode pemanasan
tertentu, untuk mencegah udara
dengan suhu yang terlalu tinggi.
270 Peralatan Listrik Rumah Tangga

Pengamanan pengering
rambut
Pada pengering rambut terdapat fiturfitur
pengaman sebagai berikut:
1. Saklar pengaman pemutushubungan
listrik. Saklar ini
dibutuhkan untuk mencegah terlalu
tingginya suhu udara yang
dihasilkan (maksimal 60o C, atau
dapat membakar kulit kepala).
Saklar ini bekerja dengan adanya
sensor panas yang dapat
memutuskan arus listrik pada sirkuit
dan mematikan motor saat suhu
udara yang dihasilkan terlalu tinggi.
Saklar ini terbuat dari strip bimetal
untuk memutuskan hubungan listrik.
Saklar bimetal terbuat dari lembaran
yang terbuat dari dua jenis logam.
Kedua logam ini memuai saat
dipanaskan tapi pada laju yang
berbeda. Saat suhu dalam
pengering naik, strip ini memanas
dan membengkok karena satu
lembar logam memuai lebih besar
dibandingkan logam lainnya. Saat
pembengkokan ini mencapai poin
tertentu, saklar akan memutuskan
hubungan listrik.
2. Sekering termal. Sekering ini
dimasukkan ke dalam sirkuit elemen
pemanas untuk mencegah overheating
dan terjadinya kebakaran.
Mekanismenya adalah dengan memutuskan
sirkuit apabila suhu dan
arus listrik terlalu tinggi.
3. Isolasi. Tanpa isolasi yang baik,
maka sisi luar dari pengering rambut
akan terasa sangat panas saat
dipegang, bahkan dapat membakar
tangan.
Gambar 3.85 Isolasi dan penghalang
protektif
4. Penghalang protektif, saat terjadi
aliran udara di daam pengering
rambut, maka segala benda di luar
pengering juga ikut tertarik pada
arah masuknya udara. Maka untuk
mencegah hal ini, lubang udara
ditutupi oleh semacam tameng. Saat
anda selesai menggunakan
pengering rambut untuk beberapa
waktu, maka di bagian luar
pengering akan menumpuk
semacam kotoran dan debu-debu.
Penghalang ini jelas diperlukan,
karena apabila kotoran ini
menumpuk di bagian dalam
pengering, maka elemen pemanas
akan membakarnya atau dapat
menghambat pergerakan motor.
Walau sudah terdapat penghalang
semacam ini, pengguna pengering
rambut perlu membersihkan kotoran
yang menumpuk tersebut.
Penumpukan ini akan menghambat
masuknya udara dan akhirnya
menyebabkan overheat, serta aliran
udara yang dihasilkan juga memiliki
intensitas rendah.
5. Grill depan. Bagian ujung dari barel
ditutupi oleh suatu grill yang terbuat
dari bahan tahan panas. Grill ini
mencegah pengguna untuk
memasukkan objek-objek kecil
seperti jari ke dalam pengering.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 271
6. Ground Fault Circuit Interrupter
(GFCI). Sejak tahun 1991, pengering
rambut portabel diharuskan memiliki
pengaman terhadap sengatan listrik,
apabila terjadi kecelakaan misalnya
pengering rambut masuk ke dalam
air saat masih menyala. GFCI
berupa plug terpolarisasi yang
memonitor jumlah arus yang
melewati suatu sirkuit. Apabila
terjadi kebocoran pada sirkuit, maka
sirkuit akan terputus.ini juga banyak
digunakan untuk peralatan lain.
Apabila pengering rambut masuk ke
dalam air saat tidak menyala, maka
tidak terjdi sengatan listrik, namun
pengering dapat rusak karena
komponen di dalamnya terkena air.

Perawatan pengering
rambut
Bagian yang paling sering mengalami
kerusakan adalah pemanas, kipas angin
dan saklar pengatur.
1. Bila pengering rambut tidak
beroperasi sama sekali ketika
dihidupkan, maka yang perlu
diperiksa pertama kali adalah saklar
pengaturnya. Jika saklar pengaturnya
rusak maka harus diganti dengan
yang baru. Namun bila keadaannya
baik, maka lanjutkan ke langkah
berikutnya.
2. Periksa suhu pemanas dan kipas
angin. Jika pemanas dan kipas angin
tidak hidup sama sekali maka perlu
diperiksa sambungan antara saklar
pengatur dan kedua alat ini. Bila
kondisinya bagus maka perlu
dilakukan langkah selanjutnya.
3. Lepas terminal elemen pemanas dan
kipas angin dan periksa kondisi
kedua alat dengan menggunakan
mutitester (ohmmeter) sehingga
diperoleh gambaran tentang kedua
alat tersebut. Bila semua penghantar
dan terminal-terminal sambungannya
dalam keadaan baik maka
permasalahan ada pada alat
tersebut. Bila terjadi kerusakan biasa
tidak menyebabkan kerusakan pada
kedua alat tersebut, kecuali yang
disebabkan oleh tegangan lebih dari
sumber. Jika hal ini terjadi maka
harus dilakukan penggantian
terhadap alat-alat tersebut.

Pemeriksaan dan
pelaporan hasil pekerjaan
perawatan
Setelah dilakukan perawatan terhadap
alat, maka perlu diperiksa kondisi kerja
alat sebagai berikut:
1. Bila alat sudah dapat peroperasi
dengan baik, maka ketika alat
dihidupkan, fan akan berputar dan
elemen pemanas akan
membangkitkan panas.
2. Periksa hembusan udara dan suhu
yang dikeluarkan. Untuk pengaturan
daya rendah maka putaran fan dan
pemanasannya akan rendah.
Sebaliknya untuk pengaturan yang
lebih tinggi, putaran dan suhu yang
dihasilkan juga akan semakin tinggi.
3. Untuk keperluan perawatan ke
depan, perlu dibuat laporan yang
memuat kerusakan yang terjadi,
perawatan yang telah dilakukan dan
hasil uji unjuk kerjanya (terlalu
rendah, terlalu tinggi atau normal).
Kulkas dan freezer
Mesin pendingin adalah mesin yang
digunakan untuk membuat makanan/
bahan makanan dalam keadaan dingin
dan atau beku. Dalam keadaan seperti
272 Peralatan Listrik Rumah Tangga
ini makanan bisa bertahan lama, karena
dalam keadaan dingin/beku akan
menghambat/menghentikan aktivitas
bakteri. Karena kemampuannya itu,
mesin pendingin, yaitu kulkas dan
freezer banyak digunakan di lingkungan
rumah tangga dan industri. Freezer
rumah tangga bisa merupakan bagian
dari kulkas atau berdiri sendiri.
Gambar 3.86 Kulkas tipikal
Prinsip kerja mesin ini menggunakan
prinsip refrigerasi, yang dalam
operasinya memanfaatkan proses
penguapan suatu cairan yang disebut
refrigerant untuk menyerap panas.
Prinsip pendinginan yang diterapkan
seperti halnya bila kita oleskan air ke
kulit akan kita rasakan perasaan dingin.
Rasa dingin ini terjadi karena terjadi
penyerapan panas oleh air yang sedang
menguap. Sama halnya yang terjadi bila
kita oleskan alkohol pada tubuh kita.
Kita akan merasa lebih dingin lagi
dibandingkan ketika yang kita oleskan
adalah air. Hal ini terjadi karena titik
didih/penguapan alkohol lebih rendah
dari air.
Kulkas dan freezer menggunakan
refrigerant yang mempunyai suhu
penguapan yang jauh lebih rendah
sehingga didapatkan suhu yang sangat
dingin.

Bagian-bagian Utama
Freezer Dan Fungsinya
Gambar 3.87 Bagan kelengkapan kulkas
Gambar 3.87 memberikan ilustrasi
tentang kelengkapan dari sebuah
kulkas. Kelengkapan alat ini bisa
dikelompokkan menjadi dua, yaitu
perlengkapan utama dan perlengkapan
penunjang. Perlengkapan utama terdiri
atas lima bagian utama, yaitu:
1. Kompresor
Alat ini berfungsi menyedot refrigerant
dan menekannya sehingga
Peralatan Listrik Rumah Tangga 273
refrigerant keluar dari kompresor
pada tekanan tinggi;

2. Pipa-penukar kalor luar
Pipa-penukar kalor luar ini
merupakan pipa yang dibengkokbengkokkan
dan disusun sedemikian
rupa sehingga membentuk suatu
kumparan yang dipasang di bagian
luar atau bagian belakang dari
mesin. Pipa penukar kalor ini disebut
juga kumparan kondensor.
Penyusunan pipa-penukar kalor
sedemikian ini dimaksudkan agar
lebih efektif dalam pelepasan
panasnya ke udara sekitar.
3. Katup ekspansi
Katup ekspansi berupa pipa dengan
diameter lubang yang sangat kecil
yang menghubungkan pipa yang
diameter lubangnya sangat kecil
(kapiler) ke besar sehingga terjadi
proses penguapan refrigerant yang
ada di dalamnya.

4. Pipa-penukar kalor dalam
Pipa-penukar kalor dalam atau
kumparan evaporator. Pipa kalor ini
menerima refrigerant dengan suhu
yang sangat rendah sehingga
menyerap panas yang ada di sekitar
nya. Karena fungsinya itu, kumparan
evaporator ini ditempatkan di bagian
dalam mesin, yaitu di tuang
pendinginya.

5. Refrigerant
Refrigerant sebagai media
pendingin, merupakan media yang
dialirkan ke dalam pipa-pipa penukar
kalor yang digunakan untuk proses
pendinginan. Media ini harus
mempunyai titik didih/penguapan
yang sangat rendah agar dapat
mendinginkan/membekukan
bahan/makanan yang ada di
dalamnya. Media ini seperti amonia,
CFC dan DCF.
Perlengkapan penunjangnya, antara
lain:
􀁸 Pemanas dan timer defrost: untuk
mencairkan bunga-bunga es yang
menempel pada bagian pembeku
yang lama prosesnya ditentukan
oleh sebuah timer (pewaktu);
􀁸 Kontrol kulkas dan freezer: untuk
mengatur suhu dalam
kulkas/freezer;
􀁸 Lampu: sebagai penerang ruang
dalam kulkas;
􀁸 Saklar pintu: bertindak sebagai
saklar untuk
menghidupkan/mematikan lampu
penerangan ruang dalam kulkas.
Bila pintu kulkas dibuka, lampu akan
menyala, sebaliknya kalau pintu
ditutup lampu akan mati.
􀁸 Gasket pintu: sebagai isolasi antara
bagian dalam mesin dan luar
sehingga pendinginan terjadi secara
efektif.
􀁸 Wadah limbah air: tempat air yang
menetes dari akibat proses
kondensasi atau defrost.

Siklus Refrigerasi
Seperti yang telah dijelaskan di atas,
bahwa cairan yang digunakan sebagai
refrigerant adalah bahan-bahan yang
mempunyai titik didih/penguapan yang
sangat rendah. Misalnya amonia murni,
freon (CFC). Misalnya amonia, bahan ini
akan menguap pada suhu - 32ºC (-
27ºF). Kondisi inilah yang membuat
suhu dalam ruang pendingin
kulkas/freezer menjadi sangat dingin.
Bahan yang digunakan untuk proses
pendinginan secara umum disebut
refrigerant.
274 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Siklus pendinginan pada mesin
pendingin ini diilustrasikan pada
Gambar 3.88 dan 3.89.
Gambar 3.88 Siklus refrigerasi
Gambar 3.89 Proses pendinginan
Siklus refrigerasi dapat dijelaskan
sebagai berikut:
1. Kompresor menyedot refrigerant
dalam bentuk gas tekanan rendah
dan memampatkannya sehingga
bertekanan tinggi. Akibat dari
penekanan ini membuat suhu gas
tersebut akan meningkat. Walaupun
gas tersebut suhunya meningkat
namun karena bertekanan tinggi
sehingga tidak membuatnya
menguap.
2. Gas yang bertekanan dan bersuhu
tinggi ini dialirkan ke dalam pipa
penukar-kalor bagian luar
(diletakkan di belakang mesin)
membuat gas ini melepaskan panas
ke udara sekitarnya. Proses
pelepasan panas ini membuat
daerah sekitar pipa ini lebih tinggi
suhunya di bandingkan daerah yang
lebih jauh.
3. Setelah mengalami proses pelepasan
panas, gas menjadi dingin
kembali dan berubah menjadi cairan.
Walaupun sudah dalam bentuk
cairan, namun tekanannya masih
tinggi.
4. Dalam keadaan cair dan bertekanan
ini, refrigerant kemudian dialirkan
melalui katup ekspansi. Seperti yang
telah dijelaskan di atas bahwa katup
ekpansi ini merupakan lubang yang
kecil yang pada sisi masukannya
bertekanan tinggi sedangkan pada
sisi keluarannya mempunyai
tekanan yang rendah. Sisi yang
bertekanan rendah ini terjadi karena
isapan (masukan) dari kompresor.
Dengan berubahnya dari tekanan
tinggi ke rendah membuat cairan
refrigerant akan mendidih dan
menguap (contoh, amonia akan
mendidih dan menguap pada suhu -
32ºC (-27ºF)) dalam pipa penukarkalor
yang terletak di dalam mesin.
5. Suhu yang sangat dingin ini
menyerap panas dari ruang sekitar
pipa penukar-kalor ini membuat
suhu ruang menjadi sangat dingin.
Ruangan inilah yang digunakan
sebagai ruang pendingin dalam
kulkas dan freezer. Mengalirnya
Peralatan Listrik Rumah Tangga 275
cairan melalui katup ekpansi
biasanya diikuti dengan suara bising.
Suara ini bisa kita dengarkan ketika
kompresor mati (off).
6. Refrigerant dalam bentuk gas dan
bertekanan rendah ini kemudian
disedot dan ditekan kembali oleh
kompresor sehingga siklus kembali
berulang.
Demikian proses pendinginan yang
terjadi pada mesin pendingin secara
berulang sehingga alat ini mampu
mendinginkan / membekukan bahan /
ma-kanan yang ada di dalamnya.
Di dalam kulkas, pada umumnya
dilengkapi oleh ruang kecil yang
berfungsi sebagai freezer. Fungsinya
bisa bermacam-macam. Di samping
untuk membekukan bahan makanan
juga untuk pembuatan es batu.
Namun, untuk kebutuhan yang lebih
besar freezer yang ada di dalam kulkas
tidaklah memadai. Dan bahkan untuk
keperluan pengawetan daging, ikan, dan
lain-lain untuk keperluan yang lebih
besar digunakan freezer yang berdiri
sendiri. Walaupun begitu, tetap ada
fasilitas pengaturan suhunya sehingga
bisa disesuaikan dengan jenis bahan
yang disimpan di dalamnya.
Gambar-Gambar 3.90-3.94 berikut ini
memberikan ilustrasi tentang mesin
freezer.
Gambar 3.90 Freezer dan pengatur suhu
Gambar 3.91 Kumparan kondensor
Gambar 3.92 Ventilasi udara ruang
kompresor
276 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Gambar 3.93 Ruang pendingin
Gambar 3.94. Lubang pembuangan limbah
Air

Perawatan kulkas dan
freezer
Seperti yang Anda ketahui bahwa
permasalahan utama dari mesin
pendingin adalah ketidakmampuan alat
ini dalam mendinginkan ruang
pendinginnya. Ada beberapa hal yang
perlu diperiksa bila alat ini tidak
beroperasi dengan baik.
1. Kondisi kompresor.
Bila kompresor tidak berjalan
dengan baik maka kompresor tidak
mampu mensirkulasikan refrigerant
ke seluruh sistem pipa kulkas /
freezer sebagaimana mestinya.
Tidak ada sirkulasi refrigerant berarti
tidak terjadi efek pendinginan. Bila
ini terjadi maka tidak ada pilihan lain
kecuali harus mengganti
kompresornya. Bila kompresor
beroperasi dengan baik maka perlu
dilanjutkan pada langkah berikutnya.
2. Periksa kondisi refrigerantnya.
Walaupun kompresor dalam
keadaan baik, kalau refrigerantnya
tidak mencukupi maka
pendinginannya akan kurang atau
tidak ada sama sekali. Bila terjadi
kekurangan refrigerant maka perlu
segera diisi kembali (pemeriksaan
dan pengisian harus menggunakan
alat pengisian). Untuk pengisian
ulang, menggunakan dasar tekanan
dab suhu. Tekanan dan suhu
tergantung dari jenis refrigantnya.
Kalau tekanan dan suhu tetap
berarti sudah penuh.
3. Bila kompresor dan refrigerant
dalam kondisi normal namun alat
belum dingin, maka perlu diperiksa
kumparan pipa kondensor. Bila suhu
pipa kondensor tetap dingin atau
sama dengan suhu lingkungan maka
terjadi penyumbatan pada pipa
sehingga sirkulasi refrigerant tidak
berjalan dengan baik atau terjadi
kerusakan pada katup ekspansinya.
4. Periksa katup ekspansinya terlebih
dahulu, dan bila kondisinya baik
maka baru dilakukan terhadap
penyumbatan yang terjadi pada pipa
salurannya. Bila tidak dapat
Peralatan Listrik Rumah Tangga 277
dilakukan perbaikan maka perlu
penggantian pipa salurannya.
5. Bila pendinginan tidak terdistribusi
seperti yang diharapkan perlu
pemeriksaan terhadap blower dan
saluran-saluran ventilasinya.

Pemeriksaan dan
pelaporan hasil pekerjaan
Setelah dilakukan perawatan perlu
dilakukan pemeriksaan atas kerja
tersebut. Kondisi-kondisi yang perlu
diperiksa antara lain:
1. Suara kompresor harus tetap halus
(normal). Bila ada suara-suara yang
aneh menunjukkan kerja kompresor
masih belum bagus.
2. Kemampuan pendinginannya.
Kemampuan pendinginan mesin
dapat dirasakan beberapa saat
setelah mesin dihidupkan.
Pengecekan dapat dilakukan pada
ruang pendingin dan ruang freezer.
Bila ada efek pendinginan
menunjukkan bahwa mesin berjalan
dengan baik. Pemeriksaan tidak
cukup sampai di sini, namun harus
dilakukan dalam waktu yang lebih
lama, kurang lebih satu jam, untuk
mengetahui kemampuan
pendinginan secara paripurna
sehingga dapat diketahui
kemampuan pembekuannya pada
bagian freezernya.
3. Untuk mesin-mesin pendingin besar
biasanya dilengkapi dengan
indikator suhu.
4. Untuk mengetahui kerja tidaknya
kontrol suhu, Anda lakukan
pengesetan pada saklar
termostatnya. Bila suhu mencapai
harga presetnya mesin akan mati
sendiri. Demikan pula ketika suhu
ruang pendingin di atas harga
presetnya mesin akan hidup
kembali. Kontrol suhu sangat
penting untuk penghematan energi.
Setelah dilakukan perawatan, dan
pemeriksaan kinerjanya, perlu ada
catatan tentang jenis kerusakan, bagianbagian/
komponen-komponen yang
diperbaiki dan diganti serta catatan
tentang performa mesin pasca
perawatan.

Alat Pendingin Ruangan
Untuk negara-negara tropis seperti
Indonesia, alat pendingin ruangan
mempunyai peranan yang sangat besar,
khususnya di kota-kota besar di mana
aktivitas kegiatan ekonomi berjalan
dengan cepatnya. Ini kebalikan dari
negara-negara bersuhu dingin, seperti di
Amerika, Eropa, yang lebih
membutuhkan pemanas ruangan
daripada pendingin ruangan. Di
sebagian besar wilayah Indonesia
mempunyai suhu rata-rata lingkungan di
atas 30 °C yang membuat kurang
nyaman bagi para karyawan dalam
menjalankan tugasnya sehari-hari,
karena suhu tersebut jauh diatas suhu
kenyamanan orang yaitu sekitar 25 °C.
Dengan suhu lingkungan yang tinggi,
untuk mendapatkan suhu ruang yang
nyaman perlu adanya alat yang bisa
mengkondisikan suhu agar nyaman.
Alat ini dikenal dengan pengkondisi
udara (AC).

Jenis-jenis alat pendingin
ruangan
Berdasarkan lingkup daerah yang
dicakupnya, AC dikelompokkan menjadi
tiga jenis, yaitu AC jendela (Window
AC), AC split, dan AC chiller. AC jendela
merupakan tipe AC yang paling banyak
digunakan karena kemudahan penggunaannya
dan sangat ekonomis untuk
278 Peralatan Listrik Rumah Tangga
pendinginan ruangan kecil. AC split
banyak digunakan di komplek-komplek
apartemen di mana kita bisa melihat
pemandangan banyaknya unit kondensor
di atas atap-atap bangunan atau
tertutup dalam suatu area yang khusus
untuk alat-alat tersebut. AC chiller
banyak digunakan di pusat-pusat
perbelanjaan, hotel dan lain sebagainya
yang mempunyai area yang lebih luas.

Prinsip kerja
Prinsip kerja AC menggunakan prinsip
proses refrigerasi seperti yang
digunakan pada mesin-mesin pendingin,
refrigerator (kulkas) dan mesin pembeku
(freezer) namun pada alat pendingin
ruangan tidak mempunyai bagian
ruangan yang diisolasi. Alat ini
menggunakan refrigerant seperti freon
untuk memberikan pendinginannya.
Proses pendinginannya dapat dijelaskan
secara singkat seperti berikut ini (dapat
dilihat pada bagian refrigerator (kulkas)
dan freezer.
Gambar 3.95 Diagram pengkondisi udara
(AC)
1. Kompresor mengisap gas freon
dingin dan membuatnya bertekanan
tinggi dan menjadi panas.
2. Gas panas ini kemudian dialirkan ke
kondensor (kumparan pipa). Pada
kondensor ini gas panas refrigerant
mendisipasikan/melepaskan
panasnya, sehingga gas ini menjadi
dingin dan mencair. Namun
tekanannya masih tinggi.
3. Cairan freon yang bertekanan tinggi
ini kemudian dialirkan melalui katup
ekpansi (dari kapiler ke pipa
berdiameter besar). Setelah melalui
katup ekspansi, tekanan cairan
menurun secara drastis. Penurunan
tekanan ini membuat cairan
menguap menjadi gas dan suhunya
rendah sekali (dingin).
4. Gas dingin ini kemudian dialirkan
pada kumparan evaporator. Pada
pipa evaporator, gas menyerap
panas dari lingkungannya sehingga
mendinginkan suhu dalam suatu
ruang atau bangunan. Demikian
proses ini berjalan secara berulangulang
membentuk siklus yang
disebut siklus refrigerasi.

AC Jendela
AC jendela merupakan unit ac yang
mengimplementasikan suatu
pengkondisi udara pada ruangan yang
kecil. Unit AC ini dibuat dengan ukuran
kecil sesuai dengan ukuran jendela
sehingga mudah dipasang. Setelah
dipasang, AC disambungkan ke stop
kontak dan di On kan, maka ruangan
akan segera dingin/sejuk. Karena
demikian mudahnya, baik dalam hal
pemasangan maupun operasinya
membuat unit AC ini sangat banyak
digunakan.
Peralatan Listrik Rumah Tangga 279
Gambar 3.96 AC Jendela
Gambar 3.97 AC jendela tampak dalam
Bila penutup unit AC ini dibuka, akan
terlihat komponen-komponen sebagai
berikut:
1. Sebuah kompresor
2. Katup ekspansi
3. Kumparan pipa panas atau
kondensor pada bagian luar
ruangan
4. Kumparan pipa dingin atau
evaporator pada bagian dalam
ruangan
5. Dua buah kipas angin (fan) dan
6. Unit kontrol
Kipas-kipas angin ini menghembuskan
udara ke kondensor (kumparan pipa
panas) untuk melepaskan panas gas
refrigerant dan menghembus udara ke
evaporator (kumparan pipa dingin) untuk
mendinginkan ruangan.
Kapasitas AC
Kapasitas AC biasanya dinyatakan
dalam BTU (British thermal unit). BTU
merupakan jumlah panas yang
dibutuhkan untuk meningkatkan suhu
dari 1 pound (0,45 kg) air satu derajat
Fahrenheit (0,56 °C). Dengan kata lain 1
BTU sama dengan 1.055 joule. Dalam
terminologi pemanasan dan
pendinginan 1 “ton” sama dengan
12.000 BTU. Sebagai contoh
perhitungan kasar, rumah dengan
ukuran 185.8 m2 (2000 feet (kaki)
kuadrat) memerlukan sebuah
pengkondisi udara dengan kapasitas 5
ton atau 60.000 BTU, yang berarti
bahwa diperlukan 30 BTU per kaki
kuadrat.
Rating efisiensi energi
Rating efisiensi energi (Energy
Efficiency Rating=EER) dari suatu
pengkondisi udara adalah rating BTU
terhadap watasenya. Sebagai contoh,
suatu AC 10.000 BTU mengkonsumsi
daya 1.200 W, berarti EERnya adalah
8,3. Semakin tinggi EER akan semakin
hemat mesinnya.

AC split
AC split memisahkan sisi panas dan
sisi dingin sistem. Sisi yang dingin terdiri
atas katup ekspansi dan kumparan
280 Peralatan Listrik Rumah Tangga
evaporator yang pada umumnya
ditempatkan dalam suatu Air Handler
Unit (AHU). AHU menghembuskan
udara melalui kumparan evaporator dan
udara, setelah melalui kumparan
evaporator menjadi dingin. Udara dingin
ini kemudian disalurkan ke ruangan
dalam gedung yang didinginkan
(Gambar 3.98). Sedangkan sisi panas
yang biasa disebut dengan unit
kondensasi atau kondenser biasanya
diletakkan di luar bangunan. Unit
kondensor ini seperti terlihat pada
Gambar 3.99.
Gambar 3.98 Prinsip unit AC-Split
Gambar 3.99 Unit kondensasi
Unit ini terdiri dari kumparan spiral yang
panjang yang berbentuk silinder. Di
dalam kumparan ini ada sebuah kipas
angin yang menyemburkan udara,
dilewatkan melalui kumparan untuk
melepaskan kalor dalam kisi-kisi pipa
kumparan tersebut. Akibatnya suhu
udara keluar dari unit ini lebih panas dari
suhu lingkungan sekitar.
Kondensor jenis ini banyak dipakai
karena di samping murah, juga tidak
menimbulkan kebisingan di dalam
ruangan. Namun, eksesnya adalah
kebisingannya di luar bangungan
menjadi meningkat. Jadi, pada prinsipnya
tidak ada perbedaan antara AC
jendela dan AC split, kecuali ukuran AC
split lebih besar, seperti kumparan
kondenser, evaporator dan kompresor
karena AC split untuk keperluan yang
lebih besar dibandingkan AC jendela.
Pada bangunan-bangunan seperti mal,
supermarket, dan lain-lain, unit kondensasi
ini biasanya diletakkan di atas atap
bangunan dan bisa menjadikan pemandangan
yang tidak menarik. Ada lagi
yang berukuran kecil dipasang pada
atap berdekatan dengan AHU kecil
untuk keperluan ruangan khusus.
Memang benar AC split pemakaiannya
untuk beban yang lebih besar dibandingkan
AC jendela, namun untuk
semakin besar bangunan, dimana
daerah yang harus didinginkan cukup
jauh dari AHU, unit ini mengalami
kesulitan. Kesulitannya terletak pada
pipa saluran udara dingin antara
kondenser dan AHU yang melampaui
batas maksimumnya (permasalahan
lubrikasi kompresor), atau permsalahan
pada ductingnya (kapasitas dan
panjang). Jika, hal ini terjadi, maka
sistem yang cocok adalah yang
menggunakan sistem air yang
didinginkan (chilled water sistem).
Peralatan Listrik Rumah Tangga 281

AC Chiller
Dalam sistem AC chiller, semua bagian
dari pengkondisi udara terletak di atas
atap atau di belakang bangunan. Alat ini
mendinginkan air pada suhu antara 4 –
7 C. Air yang telah didinginkan ini
kemudian dialirkan ke bagian-bagian
bangunan yang membutuhkan
pendinginan melalui AHU. Tidak ada
batasan terhadap panjang pipa air
dingin bila dapat diisolasi dengan baik.
Berikut ini adalah diagram dari suatu AC
chiller.
Gambar 3.100 Prinsip AC-chiller
Dari gambar tersebut bisa dilihat dengan
jelas bahwa unit pengkondisi udara
adalah sama seperti unit biasa.
Pemindah kalor memungkinkan freon
yang dingin mendinginkan air yang
dipompakan ke seluruh bangunan yang
perlu pendinginan.

Menara pendingin (cooling
tower)
Pada sistem yang telah dijelaskan
sebelumnya, udara digunakan untuk
mendisipasikan panas dari kumparan
kondenser di luar. Pada sistem yang
besar, efisiensi dapat ditingkatkan
dengan menggunakan menara air
(cooling tower). Menara air ini
membangkitkan semprotan air dingin.
Air ini mengalir melalui penukar kalor
(heat exchanger) dan mendinginkan
kumparan pipa panas pada unit
pengkondisi udara. Ini memerlukan
biaya investasi awal yang lebih tinggi,
namun kalau ditinjau dari penghematan
energinya, sistem ini akan jauh lebih
murah.
Banyak bentuk dan model dari menara
air ini, namun mereka bekerja dengan
prinsip yang sama, yaitu:
1. Menara air menghembuskan udara
menggunakan semprotan air
sehingga menyebabkan sebagian air
menguap.
2. Biasanya, air ini menyembur melalui
suatu lembaran tebal dari plastic
mesh yang terbuka.
3. Udara menghembus melalui mesh
ini tegak lurus terhadap aliran air.
4. Penguapan ini akan mendinginkan
aliran air.
5. Karena sebagian dari air hilang
menguap, menara air ini, maka perlu
penambahan air secara tetap untuk
mengkompensasi kehilangan air
tersebut.
Kapasitas pendinginan yang diperoleh
dari menara air tergantung pada
kelembapan relatif dari udara dan
tekanannya. Misalnya, suhunya 35°C,
tekanan barometriknya adalah 29,92 inci
dari permukaan air laut dan
kelembapannya adalah 80 %, suhu air
di dalam menara air akan turun 6 derajat
dan menjadi 89°F (atau turun 3,36 °C
dan menjadi 31,7 °C).
282 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Gambar 3.101 Menara pendingin (cooling
tower) tipikal

Hal penting tentang
refrigerant
Pada awalnya, alat-alat pendingin
menggunakan refrigerant amonia murni.
Bahan ini mempunyai titik didih/
penguapan yang sangat rendah. Namun
bahan ini beracun sehingga berbahaya
bagi manusia. Oleh karena itu, bahan
amonia tidak digunakan lagi untuk
mesin-mesin pendingin untuk keperluan
rumah tangga.
Jenis lain adalah CFCs (Chloro Fluoro
Carbon) yang tidak beracun menggantikan
amonia, yaitu CFC-12
(dichlorodifluoromethane) yang mempunyai
titik didih yang hampir sama
dengan amonia. Walaupun bahan ini
tidak berbahaya bagi manusia namun
telah ditemukan bahwa bahan ini
berbahaya bagi lapisan ozon sehingga
pada tahun 1990 ditemukan bahan baru
yang lebih bersahabat dengan alam,
yaitu DCF-176 N. Pada saat ini
pemakaian CFC-12 sudah dilarang.

Perawatan alat pendingin
ruangan
Secara prinsip alat pendingin
ruangan sama dengan kulkas dan
freezer. Bedanya bahwa pada alat
pendingin ruangan mempunyai
kapasitas yang lebih besar sesuai
dengan ruangan yang akan didinginkan
dan suhu kerja ruangan yang jauh lebih
tinggi, yaitu antara 20°C dan 25°C. Suhu
pada ruang kerja biasa cukup sekitar
25°C sedangkan untuk ruang-ruang
kontrol, komputer dan yang sejenis
biasanya lebih dingin, yaitu sekitar 20°C.
Jadi permasalahan utamanya ketika alat
ini tidak bekerja dengan baik hampir
sama dengan pada alat pendingin
kulkas dan freezer.
1. Kondisi kompresornya. Bila
kompresor tidak berjalan dengan
baik maka kompresor tidak mampu
mensirkulasikan refrigerant
sebagaimana mestinya. Tidak ada
sirkulasi refrigerant berarti tidak
terjadi efek pendinginan. Bila ini
terjadi maka tidak ada pilihan lain
kecuali harus mengganti
kompresornya. Bila kompresor
beroperasi dengan baik maka perlu
dilanjutkan pada langkah berikutnya.
2. Periksa kondisi refrigerantnya.
Walaupun kompresor dalam
keadaan baik, kalau refrigerantnya
tidak mencukupi maka
pendinginannya akan kurang atau
tidak ada sama sekali. Bila terjadi
kekurangan refrigerant maka perlu
segera diisi kembali (pemeriksaan
dan pengisian harus menggunakan
alat pengisian).
3. Bila kompresor dan refrigerant
dalam kondisi normal namun alat
belum dingin, maka perlu diperiksa
kumparan pipa kondensernya. Bila
suhu pipa kondensor tetap dingin
atau sama dengan suhu lingkungan
maka dimungkinkan terjadi
penyumbatan pada pipa sehingga
sirkulasi refrigerant tidak berjalan
Peralatan Listrik Rumah Tangga 283
dengan baik atau terjadi kerusakan
pada katup ekspansinya.
4. Periksa katup ekspansinya terlebih
dahulu, dan bila kondisinya baik
maka baru dilakukan terhadap
kemungkinan penyumbatan yang
terjadi pada pipa salurannya. Bila
tidak dapat dilakukan perbaikan
maka perlu penggantian pipa
salurannya.
5. Bila pendinginan tidak terdistribusi
seperti yang diharapkan perlu
pemeriksaan terhadap blower dan
saluran-saluran udara dingin atau
unit AHU.

Pemeriksaan Dan
Pelaporan Hasil Pekerjaan
Perawatan
Setelah dilakukan perawatan perlu
dilakukan pemeriksaan atas kerja
tersebut. Kondisi-kondisi yang perlu
diperiksa antara lain:
1. Suara kompresor harus tetap halus
(normal). Bila ada suara-suara yang
aneh menunjukkan kerja kompresor
tidak bagus.
2. Kemampuan pendinginannya.
Kemampuan pendinginan mesin
dapat dirasakan beberapa saat
setelah mesin dihidupkan.
Pengecekan dapat dilakukan pada
outlet-outlet udara dingin pada ruang
yang didinginkan. Bila ada efek
pendinginan menunjukkan bahwa
mesin berjalan dengan baik.
Pemeriksaan tidak cukup sampai di
sini, namun harus dilakukan dalam
waktu yang lebih lama, kurang lebih
satu jam, untuk mengetahui kemampuan
pendinginan secara paripurna
sehingga dapat diketahui suhu pendinginan
yang bisa dicapai. Suhu
ruang bisa diukur dengan termometer
ruang dan bila suhu ini mencapai
suhu yang diatur pada alat
kontrolnya, maka alat pendingin ini
akan mati secara otomatis. Demikian
sebaliknya, bila suhu ruang lebih
tinggi dari suhu yang diatur, maka
alat akan hidup lagi.
3. Efektivitas pendinginan juga
dipengaruhi oleh kerja blower, kondisi
isolasi saluran dan juga isolasi
ruangan terhadap panas. Untuk alat
pendingin yang menggunakan menara
pendingin, efektivitas pendinginannya
juga akan dipengaruhi oleh
kesempurnaan proses pendinginan
pada menara pendingin ini.
Setelah dilakukan perawatan, dan
pemeriksaan kinerjanya, perlu ada
catatan tentang:
􀁸 jenis kerusakan;
􀁸 bagian-bagian dan jenis komponen
yang diperbaiki dan atau diganti;
􀁸 pengesetan-pengesetan yang
dilakukan;
􀁸 catatan tentang performa alat pasca
perawatan, terutama kemampuan
pendinginan ke ruang-ruang yang
didinginkan. Untuk keperluan tersebut
suhu ruang perlu diukur dengan
termometer.

Alat Pemanas Air
Betapa nyamannya, ketika dingin dapat
mandi dengan air hangat. Ini adalah
salah satu peranan dari alat pemanas
air. Pemanas air ada yang menggunakan
gas sebagai sumber energinya ada
pula yang menggunakan listrik sebagai
sumber dayanya. Secara prinsip kedua
pemanas ini adalah sama, bedanya
pada pemanas air listrik menggunakan
elemen pemanas yang berdaya listrik,
sedangkan pemanas air gas menggunakan
gas sebagai sumber energinya
sehingga pemanas ini memiliki sebuah
pembakar (burner) di bagian bawah
tangki dan cerobong asap (chimney) ke
atas.
284 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Jenis-jenis pemanas air
Ada banyak jenis alat pemanas air ini,
baik merk, kapasitasnya, maupun
sistemnya ditentukan oleh keperluannya.
Sebagai contoh, alat pemanas air
yang digunakan untuk keperluan sangat
terbatas (untuk satu outlet air panas),
berbeda dengan yang digunakan untuk
menyuplai air sejumlah ruangan atau
bahkan gedung yang lebih luas. Yang
untuk keperluan tunggal biasanya
dengan kapasitas pemanasan dan daya
yang kecil, sebaliknya yang diperlukan
untuk menyuplai air panas dengan
kapasitas besar diperlukan daya yang
besar pula.
Untuk keperluan yang kecil, biasanya
digunakan alat pemanas air dengan
tangki terbuka, sedangkan yang untuk
keperluan banyak ruangan digunakan
sistem tangki tertutup. Sistem tangki
terbuka, tidak melibatkan tekanan air
yang tinggi kecuali tekanan alamiahnya
saja, sedangkan pada sistem tangki
tertutup melibatkan tekanan. Tekanan
dalam tangki tertutup ini dilakukan
melalui pompa sirkulasi. Dengan demikian,
air panas bisa didistribusikan secara
lebih luas. Karena melibatkan tekanan
tinggi (sampai 5 bar) sistem tertutup
memiliki katup pengaman tekanan (safety
valve). Alat pemanas air dengan tangki
terbuka dan tertutup serta bagianbagian
utamanya diilustrasikan pada
Gambar 3.102.
Tabung Terbuka Tabung tertutup
1 Saluran air
panas
2 Kran air dingin/
buang
1 Saluran keluar
air panas
2 Katup
pengaman
3 Elemen pemanas
4 Pipa saluran air panas
5 Isolasi panas
6 Tangki bagian dalam
7 Selubung luar (rumah pemanas)
Sumber: Klaus Tkotz, 2006, 361
Gambar 3.102 Alat pemanas air dengan
tangki terbuka dan tangki tertutup

Bagian-bagian utama alat
pemanas air
Seperti terlihat pada Gambar 3.103
bahwa alat pemanas air terdiri dari
bagian-bagian sebagai berikut.
􀁸 Tangki bagian dalam: terbuat dari
baja dan tangki ini menjadi wadah
air panas dengan volume sesuai
ukuran. Tangki ini harus mampu
menahan tekanan air antara 50 –
100 psi. Tangki biasanya diuji pada
tekanan 300 psi. Bagian dalam
tangki dilapisi dengan kaca liner
agar kotoran air mudah terbawa
keluar bersama keluarnya air.
􀁸 Isolasi panas di sekeliling tangki:
Isolasi panas ini berfungsi untuk
menjaga agar panas tidak keluar
melalui dinding tangki sehingga
panas di dalam tangki terjaga dan
tidak boros energi.
􀁸 Pipa saluran air dingin masuk
􀁸 Pipa saluran air panas keluar
􀁸 Thermostat untuk mengendalikan
suhu air di dalam tangki air (banyak
pemanas air listrik mempunyai
thermostat pada setiap elemennya)
Peralatan Listrik Rumah Tangga 285
􀁸 Elemen pemanas untuk memanaskan
air (elemen pemanas sama
seperti yang digunakan untuk oven)
􀁸 Katup buang digunakan untuk
mengosongkan tangki untuk
mengganti elemen atau memindah
tangki
􀁸 Katup pengaman tekanan untuk
mencegah meledaknya tangki
karena tekanan lebih
􀁸 Batang anoda untuk menjaga tangki
agar tidak korosi
Sumber: Klaus Tkotz, 2006, 362
Gambar 3.103 Bagian dalam tangki air

Prinsip pemanasan air
Untuk jenis tangki terbuka, prinsip
pemanasan air yang terjadi pada alat
pemanas air adalah sebagai berikut.
Ketika alat pemanas dihubungkan ke
sumber listrik dan dihidupkan, maka
arus listrik akan mengalir melalui
elemen pemanas. Elemen pemanas ini
mengubah energi listrik yang melaluinya
menjadi energi panas. Panas yang
dihasilkan elemen ini memanaskan air
yang ada di dalam tangki. Air yang
suhunya lebih panas akan bergerak ke
atas sedangkan yang dingin akan tetap
berada di bawah karena masa jenisnya
lebih tinggi dari air yang panas. Bila air
panas dialirkan keluar, maka air dingin
masuk di bagian bawah tangki dan
dipanaskan. Jadi proses pemanasan air
di dalam alat pemanas air menggunakan
prinsip yang sangat sederhana,
yaitu naiknya air yang lebih panas
di dalam tangki sehingga memisahkan
air dingin dan air panas.
Untuk tangki tertutup, prinsip proses
pemanasan air sama dengan yang ada
pada sistem tangki terbuka. Yang
berbeda adalah proses sirkulasinya
memerlukan tekanan bantu yang
berasal dari tekanan pompa air. Karena
itu, tekanan dalam tangki harus selalu
terkendali agar tidak melebihi tekanan
kerjanya. Pengendalian ini melalui katup
pengaman tekanan.
Alat pemanas air selalu dilengkapi
dengan thermostat. Thermostat
digunakan untuk mengontrol suhu air di
dalam tangki. Biasanya thermostat ini
mempunyai daerah pengesetan pada
suhu antara 50-80 °C. Namun, biasanya
disarankan pengesetan suhu dilakukan
antara 50-60 °C, karena alasan
keselamatan, yaitu untuk mencegah
kecelakaan tersiram air panas dengan
suhu yang bisa membuat cedera,
terutama bagi anak-anak. Di samping
untuk keselamatan, pengesetan suhu
yang lebih rendah ini juga untuk
penghematan energi.
Thermostat mempunyai sebuah saklar
atau pemutar yang digunakan untuk
menyetel suhu, seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 3.104.
286 Peralatan Listrik Rumah Tangga
Sumber: Klaus Tkotz, 2006, 363
Gambar 3.104 Alat pemanas air tunggal
Ketika air dingin masuk ke dalam tangki,
air tersebut tetap ada di bagian bawah
tangki seperti yang telah dijelaskan di
atas. Jika penggunaan air lebih cepat
dari kemampuan elemen pemanas
dalam memanaskan airnya dan jika
pemakaian air sampai menghabiskan air
yang ada di dalam tangki, berarti bahwa
alat pemanas tersebut kapasitasnya
tidak mencukupi untuk pemakaian.
Bila hal ini berjalan secara sering, maka
akan sangat dimungkinkan merusakkan
elemen pemanas karena terbakar akibat
panas lebih. Oleh karena itu, kapasitas
alat pemanas perlu disesuaikan dengan
kebutuhan pemakaian.

Perawatan alat pemanas
air
Indikator kerja dari alat pemanas air
adalah suhu dan debit air hasil
pemanasannya.
1. Air tidak panas
Bila setelah alat pemanas
dihidupkan, namun air tidak kunjung
panas, maka yang harus Anda
lakukan pertama kali adalah
memeriksa sirkuit listriknya, yang
meliputi alat pengaman (sekering),
kabel dan terminal-terminal
sambungannya serta elemen
pemanas. Pengecekan awal bisa
dilakukan dengan melepas kabel
daya dari sumber listrik kemudian
memeriksa koneksinya. Bila
menunjukkan keadaan terputus
maka pemeriksaan kemudian ke
komponen-komponen dan bagianbagian
yang telah disebutkan di atas
satu per satu sampai ditemukan
faktor penyebab terputusnya
rangkaian. Kemudian bagian yang
terputus harus disambung kembali
atau diganti dengan komponen yang
baru termasuk elemen pemanasnya.
2. Debit air kurang
Dalam kaitannya dengan debit air
keluaran yang kurang, maka
pertama-tama harus dilihat dulu jenis
pemanas. Untuk pemanas air jenis
tunggal, debit air ditentukan oleh
tekanan alamiah dari air (gravitasi).
Sebagai contoh, bila menggunakan
reservoir air yang diletakkan di atas,
maka tekanan dan debit air akan
ditentukan oleh ketinggian reservoir.
Bila keadaan air normal, namun
debit air menurun maka perlu
diperiksa kran-kran air. Bila krankran
dalam keadaan baik,
pemeriksaan dilanjutkan pada hosehose
dan pipa-pipa belokan (knee)
karena pada bagian-bagian inilah
yang sangat besar kemungkinannya
tersumbat.
Namun bila jenis alat pemanas yang
menggunakan multi-outlet di mana digunakan
pompa sirkulasi, maka pemeriksaan
perlu dilakukan beberapa tahap.
Tahap pertama, periksalah debit atau
tekanan air pada masing-masing outletnya.
Bila tekanan pada outlet sama rata,
maka pemeriksaan dilanjutkan pada
pompa. Jika pompa dalam baik berarti
Peralatan Listrik Rumah Tangga 287
ada gangguan pada saluran utamanya.
Oleh karena itu periksalah keadaan
kran-kran, dan saluran utama.
Namun, sebaliknya tekanan air tidak
sama pada outlet-outlet tertentu
menunjukkan adanya gangguan pada
saluran outlet yang terganggu.

Pemeriksaan dan
pelaporan hasil kerja
Pemeriksaan performa alat pemanas air
meliputi:
1. Pemeriksaan suhu air keluaran dari
pemanas air dengan thermometer.
Pemeriksaan ini bisa dilakukan
dengan beberapa tingkatan suhu
melalui saklar pengatur suhu.
Dengan pengaturan suhu berbeda
maka suhu air juga berbeda. Atau
pemanas dalam keadaan operasi
sementara kran outletnya ditutup.
Dengan pengaturan suhu lebih
rendah maka pemanas akan hidup
dalam waktu yang lebih pendek
dibandingkan bila diatur pada suhu
yang lebih tinggi.
2. Pemeriksaan tekanan air pada outlet
air panas. Tekanan air keluaran dari
pemanas lebih rendah dari tekanan
air yang keluar dari kran-kran outlet
yang langsung karena hambatan
pada salurannya yang lebih besar.
3. Hasil-hasil pemeriksaan ini harus
dituliskan dalam bentuk laporan,
termasuk jenis kerusakan, bagianbagian/
komponen-komponen yang
diperbaiki dan atau diganti.
288 Sistem Pengendalian
4. SISTEM
PENGENDALIAN
Pada saat ini hampir setiap peralatan
atau sistem dalam operasinya memerlukan
sistem pengendalian. Ada bermacam-
macam sistem pengendalian yang
digunakan pada saat ini, diantaranya
adalah sistem pengendalian elektromekanik,
elektronik dan elektronika daya,
serta peneumatik. Bagian ini akan membahas
keempat macam sistem pengendalian
tersebut dan peranannya dalam
sistem kendali.
Sebagaimana telah diketahui bahwa ada
dua macam sistem kendali, yaitu sistem
kendali dan sistem kendali otomatis. Sistem
kendali manual masih memer-lukan
peranan manusia sebagai pengendalinya
sedangkan yang otomatis mengganti
manusia dengan pengendali-pengendali,
baik analog, digital, maupun pneumatik.
Pada bagian ini akan dikupas tentang
konsep dasar sistem kendali elektromagnetik,
elektronik, elektronika
daya, dan elektro mekanik.
Keterangan:
w = setpoint
x = harga terukur
c = variabel yang dikontrol (keluaran
plant)
e = w-x = sinyal error
y = sinyal kontrol (keluaran pengendali)
c/x = pengkondisian sinyal
Secara umum, prinsip sistem kendali
seperti ditunjukkan secara diagram
kotak seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 4.1.
Elemen-elemen sistem kendali
Berdasarkan diagram kotak yang
ditunjukkan pada Gambar 4.1, elemenelemen
sistem dapat dijelaskan sebagai
berikut.
􀁸 Plant
Plant merupakan istilah umum yang
digunakan untuk menyebut alat, mesin,
proses, atau sistem yang dikendalikan
operasinya oleh sistem kendali.
Misalnya, alat pendingin ruangan,
motor, generator. Ada plant yang
mempunyai hanya satu variabel
disebut plant variabel-tunggal. Ada
pula yang mempunyai banyak variabel
yang dikenal dengan plant
multi-variabel.
Gambar 4.1 Diagram kotak sistem kendali
Sistem Pengendalian 289
􀁸 Pengendali
Pengendali (controller) merupakan
otak dari sistem, karena proses kerja
yang terjadi dalam sistem tidak lepas
dari perintah alat ini. Alat ini mengevaluasi
kondisi sistem kemudian
mengambil tindakan guna mencapai
kehendak. Karena fungsi itulah, banyak
pihak yang menganggap alat
ini merupakan elemen yang mempunyai
dua masukan (setpoint dan hasil
pengukuran) dan satu keluaran
(sinyal kontrol). Berarti elemen penjumlah
termasuk di dalamnya. Namun,
untuk kemudahannya, dalam
pembahasan, dalam kaitannya dengan
aksi pengendali, alat ini sering digambarkan
sebagai satu elemen
yang mempunyai satu masukan dan
satu keluaran. Ada banyak jenis alat
ini, diantaranya pengendali tidak
kontinyu (on-off) dan kontinyu.
􀁸 Elemen pengukuran
Elemen pengukuran berfungsi untuk
mendeteksi/mengukur variabel yang
dikendalikan untuk kemudian disampaikan
kepada pengendali. Variabel
yang dikendalikan sangat banyak
jenisnya, oleh karena itu, agar dapat
menjalankan fungsinya, alat ini harus
mampu mendeteksi, dan mengkonversikan
variabel yang diukur menjadi
besaran analog lain seperti
tekanan pneumatik, tegangan dan
arus listrik. Kemudian melakukan
pengkondisian sinyal sehingga informasi
bisa diterima oleh elemenelemen
lain dalam sistem.
􀁸 Aktuator
Aktuator sering disebut sebagai
elemen kontrol akhir dari sistem
kendali. Tugasnya langsung mempengaruhi
operasi mesin atau sistem
yang dikendalikan untuk membawa
variabel dinamik pada nilai yang
dikehendaki (setpoint). . Alat ini
menerima input dari pengendali yang
kemudian ditransformasikan dalam
bentuk operasi pada mesin atau sistem
yang dikendalikan. Banyak jenis
aktuator, seperti elektronika daya
yang mengatur daya listrik, kontaktor
untuk membuka/menutup rangkaian,
katup kontrol untuk mengatur debit
fluida. Karena fungsinya ini, alat ini
pada umumnya membutuhkan sumber
daya dari luar sistem kontrol.
􀁸 Setpoint
Setpoint adalah elemen yang digunakan
untuk menyatakan nilai yang
dikehendaki atau nilai referensi dari
variabel dinamik atau variabel yang
dikendalikan dari suatu sistem.
Sebagai contoh sistem kendali adalah
seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 4.2. Sebuah generator diputar
oleh sebuah penggerak mula
pada kecepatan nominalnya dan dijaga
konstan. Generator tersebut
mencatu daya pada beban RL. Sifat
generator, bila semakin besar beban
atau arus beban maka tegangan
generator akan mengalami penurunan
akibat dari impedansi internal
mesin. Agar tegangan keluaran generator
terjaga tetap walaupun beban
berubah-ubah, diperlukan
sistem kendali.
Jadi, tujuan sistem kendali adalah
untuk menjaga agar tegangan keluaran
generator selalu konstan walaupun
beban berubah-ubah. Sistem
kendali tegangan keluaran generator
ditunjukkan pada Gambar 4.2.
290 Sistem Pengendalian
Anggap generator digerakkan oleh
sebuah penggerak mula yang
kecepatannya sesuai dengan yang
dibutuhkan untuk generator serta
konstan (ada sistem kendali tersendiri).
Misalkan, setpoint diset pada
tegangan yang dikehendaki. Bila
tegangan keluaran generator di bawah
setpoint maka pengendali akan
bekerja dan memerintahkan rangkaian
penyearah untuk memberikan
arus lebih tinggi kepada eksaiter
generator sehingga tegangan generator
naik mencapai tegangan yang
dikehendaki oleh setpoint. Maka elemen-
elemen sistem kendali dapat
dianalogikan sebagai berikut:
Plant: Generator
Pengendali: Pengendali
Elemen pengukuran: Pengkondisi sinyal
V/V
Aktuator: Rangkaian penyearah
Variabel dinamik: Tegangan generator
Setpoint: Pengatur harga yang
dikehendaki.
Gambar 4.2. Automatic Voltage Regulator (AVR)
generator
Sistem Pengendalian 291

Sistem Pengendali
Elektronik
Pengendali elektronik pada saat ini
terdapat di hampir setiap aplikasi kontrol.
Oleh karena itu, pemahaman terhadap
alat pengendali ini menjadi sangat
penting bagi para pelaksanan tugas di
lapangan.
Bangian ini akan membahas jenis-jenis
pengendali elektronik yang meliputi karakteristik
dan realisasi analognya. Jenis-
jenis pengendali yang akan dibahas
meliputi pengendali tidak kontinyu
(pengendali On-Off) dan pengendali
kontinyu, yaitu, P, I, D dan kombinasinya.
Pengendali-pengendali ini sangat populer
di dunia industri karena kesederhanaan
dalam realisasi dan keandalan kinerjanya.
Khususnya pengendali kontinyu,
walaupun tergolong konvensional,
namun mempunyai kelebihan dibandingkan
dengan yang terbaru, yakni
kemudahannya dalam penalaan
(tunning) parameter-parameter controlnya
percobaan. Ini semua membuat
kebanyakan praktisi kontrol sangat
mengenal pengendali kontinyu jenis ini.

Pengendali Tidak
Kontinyu
Pengendali tidak kontinyu (discontinuous
controller) mempunyai keluaran
yang berubah tidak terus menerus
ketika ada sinyal error (kesalahan). Jenis
pengendali ini sangat penting untuk
dipahami karena di samping banyak
digunakan dalam kontrol proses, juga
menjadi dasar dari pengendali kontinyu.

Pengendali Dua-Posisi
Pengendali dua-posisi adalah pengendali
yang paling dasar dalam sistem
kendali. Karena karakteristiknya, pengendali
ini sangat populer dengan sebutan
pengendali On-Off. Pengendali
ini paling sederhana dan paling murah
namun mencukupi untuk aplikasiaplikasi
di mana tidak diperlukan ketelitian
yang sangat tinggi. Walaupun tidak
dapat dibuat persamaan matematisnya,
namun fungsinya bisa ditulis sebagai:
􀂿 􀂾 􀂽
􀂯 􀂮 􀂭
􀀟
􀀡
􀀠
0% Ep 0
P 100% Ep 0
dimana :
P: Keluaran pengendali (%)
Ep: sinyal error (%)
Jika harga yang terukur (x) melampaui
setpoint (w), pengendali akan memberikan
keluaran penuh atau On. Sebaliknya,
apabila x kurang dari w maka
pengendali akan memberikan keluaran
nol atau Off. Misalnya, seterika listrik
yang menggunakan bimetal sebagai
pengendali panasnya. Bila tem-peratur
seterika melebihi setpointnya, maka
seterika akan off, sebaliknya bila temperaturnya
lebih rendah dari setpoint,
maka akan on.
Gambar 4.3 Bilah-bimetal sebagai
pengendali on-off
292 Sistem Pengendalian

Zona Netral
Dalam penerapan pengendali duaposisi,
terdapat overlap ketika Ep naik
melewati nol atau turun melewati nol.
Dalam daerah ini tidak ada perubahan
pada keluaran pengendali. Seperti terlihat
pada Gambar 4.4 bahwa sampai
suatu harga perubahan kenaikan error
sebesar DEp di atas nol, keluaran
pengendali tidak berubah keadaan.
Pada penurunan, DEp di bawah nol
sebelum pengendali berubah ke )%.
Jadi, ada daerah 2 DEp di mana keluaran
pengendali tidak berubah keadaan.
Daerah tersebut disebut zona-netral
(neutral zone) atau gap-diferensial. Gap
ini harus diper-timbangkan betul dalam
penentuannya untuk menghindari perubahan
keadaan yang berlebihan pada
keluaran pengendali
Gambar 4.4 Zona netral
Karena karakteristik yang dimiliki oleh
pengendali ini sehingga pengendali ini
juga disebut pengendali On-Off dan
simbolnya seperti ditunjukkan oleh
Gambar 4.4.

Pengendali tiga-posisi
Pengendali tiga-posisi merupakan pengembangan
dari pengendali dua-posisi.
Pengembangan ini dimaksudkan untuk
mengurangi cycling yang berlebihan dan
juga untuk mengurangi kondisi overshoot
dan undershoot yang dimiliki oleh
pengendali dua-posisi.
Pada pengendali tiga-posisi berlaku:
􀂰 􀂯
􀂰 􀂮
􀂭
􀀟
􀀟 􀀟
􀀡
􀀠
P 1
1 1
P 1
0 E - E
50 - E
100 E E
P EP E
Ini berarti bahwa selama error EP ada di
antara –E1 dan nE1, pengendali akan
tetap pada setting nominal keluaran
pengendali 50%. Jika error melebihi E1
atau lebih, keluaran akan naik menjadi
100%. Jika error lebih rendah dari –E1
atau lebih rendah lagi, maka keluaran
pengendali akan turun ke 0%.
Gambar berikut ini mengilustrasikan karakteristik
pengendali ini.
Gambar 4.5 Aksi pengendali tiga posisi

Pengendali Kontinyu
Sistem Pengendalian 293

Pengendali Proporsional
(P)
Pengendali proporsional (P) merupakan
pengembangan dari pengendali dua
posisi (On-Off). Pada pengendali duaposisi,
keluaran pengendali adalah 100
% atau 0% tergantung pada sinyal error
atau sinyal yang masuk ke pengendali.
Jika sinyal error lebih besar dari daerah
netral ma-ka keluaran pengendali adalah
100%, sebaliknya bila sinyal error
lebih kecil dari daerah netral maka
keluaran pengendali 0%.
Pengendali P mempunyai keluaran yang
bersifat kontinyu, dimana antara masukan
dan keluaran mempunyai hubungan
satu-satu. Ini berarti bahwa perubahan
yang terjadi pada keluarannya akan
mengikuti perubahan sinyal errornya.
Sudah tentu, perubahan keluaran
pengendali, dalam prakteknya selalu
dibatasi oleh kondisi saturasi minimum
dan maksimum yang telah ditetapkan
dari perangkat keras yang digunakan.

Fungsi Alih
Hubungan antara input dan output dari
suatu pengendali disebut fungsi-alih
(transfer function). Fungsi alih dari pengendali
ada bermacam-macam, misalnya
ada yang menggunakan fungsi
waktu (t), fungsi Laplace (s), dan dalam
bentuk persentase (%). Oleh karena itu,
bila dijumpai adanya perbedaan simbol
dan notasi dalam penggambarannya tidak
ada masalah.
Dalam buku ini fungsi alih yang digunakan
adalah bentuk persentase. Di
mana hubungan input-output dapat ditulis:
P􀀠KPE
dimana:
P = keluaran (%)
KP = penguatan proporsional
E = error (%)
Tanggapan step
Gambar 4.6 Tanggapan step pengendali P

Diagram kotak
Diagram kotak pengendali proporsional
digambarkan sebagai:
Gambar 4.7 Diagram kotak pengendali P
Bila, untuk keperluan tertentu, pada saat
E 􀀠 0 dikehendaki adanya keluaran
sebesar P(0) persamaan (3) menjadi:
KP
atau
a)
E
E P
b)
P
294 Sistem Pengendalian
U 􀀠 KPE 􀀎 P(0)
Hubungan keluaran dan masukan
pengendali dapat digambarkan sebagai
berikut:
Gambar 4.8 Hubungan keluaran dan
masukan pengendali Proporsional

Proporsional Band
Pada aplikasi pengendali proporsional,
penguatan proporsional sering dinyatakan
dengan proporsional band
(PB). Proportional Band (PB) adalah batas-
batas harga sinyal masukan (error)
(dalam %) yang menyebabkan keluaran
pengendali 0 - 100 %. Sebagai contoh,
pengendali P akan memberikan sinyal
keluaran U= 0–100 %, diperlukan
sinyal E = 0-50%. Pengendali ini mempunyai
PB=100/50=2. Untuk U = 0-
100%, diperlukan sinyal E=0-25%, maka
PB=100/25=4.

Offset
Karakteristik penting dari pengendali ini
adalah timbulnya kesalahan sisa
(residual error) yang tetap pada titik
operasinya apabila terjadi perubahan
beban. Kesalahan ini disebut offset. Jadi
offset itu merupakan perbedaan nilai
variabel yang dikontrol terhadap setpoint
ketika sistem berada keadaan tunak
(steady state). Offset tidak menguntungkan
sistem karena kondisi tunak
suatu sistem, idealnya, tidak ada offset.
Untuk melihat bagaimana offset timbul,
perhatikan sebuah sistem ketika beban
nominal pengendali pada 50% dan error
0 seperti ditunjukkan pada Gambar 4.9.
Gambar 4.9 Offset pengendali P
Jika terjadi perubahan error, sistem
merespon dengan mengubah keluaran
pengendali untuk mengembalikan error
ke 0. Akan tetapi, hal ini tidaklah mungkin
terjadi, karena pada pengen-dali P,
hubungan antara input-output adalah
satu-satu.
Untuk memperkecil offset dapat dilakukan
dengan memperbesar penguatan
KP sebagaimana diperlihatkan pada
Gambar 4.9 Perbesaran KP ini tidak
dapat dilakukan sembarang karena
akan menyebabkan terganggunya kestabilan
sistem. Maka dari itu pemakaian
pengendali jenis ini terbatas pada
sistem yang dalam operasinya tidak
terjadi perubahan besar pada variabel
yang dikendalikan.
Sistem Pengendalian 295

Pengendali integral (I)
Pada sistem kendali dengan menggunakan
pengendali proporsional (P),
telah diketahui bahwa untuk memperoleh
suatu keluaran pada suatu har-ga
tertentu (selain harga awal P(0)) diperlukan
sinyal error. Akibatnya, akan
menimbulkan kesalahan statis atau offset,
yaitu perbedan antara harga yang
diinginkan (setpoint) dengan harga
keluaran sistem yang dikontrol pada
kondisi tunak. Atas dasar alasan inilah
membuat alat pengendali proporsional
hanya cocok untuk sistem yang variabelnya
tidak memerlukan perubahan
besar atau relatif tetap.
Pengendali integral (I) merupakan
pengembangan dari pengendali P dan
pengendali multi-posisi. Dibandingkan
pengendali P, pengendali ini mampu
menghilangkan kesalahan statis. Dibandingkan
pengendali multi-posisi, pengendali
ini mempunyai sifat dimana
antara keluaran dan masukan mempunyai
hubungan kontinyu. Pengendali ini
juga tidak mempunyai histerisis atau
zona netral seperti pada pengendali
multi-posisi.
Pada pengendali yang menggunakan
aksi integral, laju perubahan keluaran
pengendali berbanding lurus dengan
sinyal error atau keluaran pengendali
berbanding lurus terhadap integrasi
sinyal error. Secara matematis pengendali
ini dinyatakan sebagai:
􀀠 􀂳 􀀎
􀀠
t
I P
I P
P t K E t
K E
dt
dP
0
( ) ( ) dt P(0)
atau
dimana :
dt
dP
= tingkat perubahan output
pengendali (%/s)
KI = penguatan integral (persentase
output pengendali / second /
persen error)
P(t) = sinyal kontrol
P(0) = keluaran pengendali pada t=0
Koefisien integral dari pengendali ini,
dalam hal tertentu dinyatakan dengan
waktu integral, TI dalam satuan detik
(second) yang merupakan invers dari KI
atau TI=1/KI
Gambar 4.10 Diagram kotak pengendali I
􀂳
atau
a)
EP
EP P
P
b)
296 Sistem Pengendalian

Karakteristik pengendali I
Gambar 4.11 Tanggapan pengendali I
terhadap error step tetap
Gambar 4.12 Laju perubahan keluaran
terhadap error
Gambar 4.11 menunjukkan bahwa ketika
sinyal error positif dan konstan,
keluaran pengendali akan naik terus.
Kenaikan ini akan terus berlangsung
sampai batas maksimum yang
ditetapkan.
Laju kenaikan keluaran pengendali,
disamping ditentukan oleh error, juga
oleh penguatan integrasinya. Semakin
tinggi penguatan integrasi semakin
tinggi pula laju kenaikan sinyal keluaran
pengendali atau kecuraman kenaikan
keluaran akan semakin tajam bila
penguatan integrasinya semakin besar.
Gambar 4.12 menjelaskan bagaimana
alat ini meniadakan kesalahan statis
(offset). Laju perubahan keluaran dP/dt
tergantung pada sinyal error E dan
penguatan KI. Untuk E yang sama, laju
perubahan keluaran akan semakin tinggi
bila penguatan KI semakin tinggi. Untuk
KI yang sama, dP/dt akan semakin tinggi
bila E semakin besar. Laju perubahan
akan positif bila errornya positif dan sebaliknya.
Keadaan istimewa adalah ketika E=0,
dimana dP/dt sama dengan nol. Ini
berarti bahwa P dalam keadaan konstan.
Sifat inilah yang membedakan dengan
pengendali P.
Dibalik keuntungan yang dimiliki,
pengendali I mempunyai kekurangan,
yakni kelambatannya dalam merespon
error. Seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 4.11, bahwa untuk mencapai
harga keluaran seperti yang diinginkan
diperlukan waktu yang relatif lama. Faktor
ini yang menimbulkan peristiwa
transient dalam sistem kendali.

Pengendali diferensial (D)
Keluaran pengendali diferensial (derivatif)
tergantung pada "kecepatan" perubahan
error. Pengendali ini tidak bisa digunakan
sendiri karena bila error sama
dengan nol atau tetap maka keluaran
pengendali akan nol
(0) : tanpa perubahan error
: kecepatan perubahan error (%/s)
: waktu derivatif
: penguatan derivatif atau
dimana
(0)
P keluaran
dt
dE
T
K
P
dt
P K dE
D
D
D 􀀠 􀀎
Sistem Pengendalian 297
Gambar 4.13 Keluaran pengendali fungsi
perubahan error
Gambar 4.14 Diagram kotak pengendali D

Pengendali Campuran
Kebutuhan sistem biasanya tidak bisa
dipenuhi oleh salah satu pengendali
secara individu. Untuk itu, pada umumnya
dilakukan dengan menggabungkan
dua atau tiga pengendali, seperti PI, PD,
dan PID. Penggabungan pengendali ini
diharapkan dapat saling melengkapi,
kelemahan yang satu bisa ditutupi oleh
kelebihan yang lain.

Pengendali PI
Sesuai dengan namanya pengendali ini
merupakan gabungan antara pengendali
proporsional (P) dan integral (I). Hubungan
antara keluaran dan masukan
pengendali dapat dituliskan sebagai:
P 􀀠 KPEP 􀀎 KPKI 􀂳 EPdt 􀀎 P(0) KI bisa
dinyatakan dengan waktu integral TI, di
mana TI=1/KI.
Keuntungan pengendali ini adalah adanya
pengendali P yang mampu merespon
dengan cepat mengkompensasi
kelambatan pengendali I, dan pengendali
I yang dapat menghilangkan kesalahan
inheren pada P sehingga dengan
kombinasi ini akan memberikan tanggapan
kontrol yang lebih baik dibandingkan
kontrol individunya. Atau dengan
lain perkataan, pada pengendali ini
offset pengendali P dapat dihilangkan
oleh pengendali I dan kelambatan
pengendali I dapat dikompensasi oleh
kecepatan pengendali P sehingga
kondisi optimal bisa dicapai.
Perlu diingat bahwa penguatan proporsional
juga mengubah penguatan sistem
secara keseluruhan, namun penguatan
integral dapat diatur secara terpisah.
Ingat bahwa offset terjadi pada P, pada
pengendali PI, fungsi integral akan
memberikan keluaran pengendali yang
baru walaupun errornya nol setelah perubahan
beban.
EP P
298 Sistem Pengendalian
Tanggapan step
Gambar 4.15 Tanggapan step pengendali PI
Diagram kotak
Gambar 4.16 Diagram kotak pengendali PI

Pengendali Proporsional-
Integral-derivatif (PID)
Pengendali PID merupakan pengendali
yang terhandal dibanding dengan alatpengendali
yang telah dibahas sebelumnya
namun lebih kompleks. Pengendali
ini dapat diaplikasikan pada hampir
"semua" plant.
Pengendali PID merupakan hasil
penggabungan dari pengendali P, I, dan
D. Aksi pengendali adalah hasil penjumlahan
ketiga aksi pengendali individu
tersebut. Dengan penggabungan ini
diharapkan mampu mengoptimalkan
per-formansi sistem kendali, yaitu
dengan mengkompensasi kelemahan
dan meningkatkan kinerjanya.
Banyak jenis konfigurasi pengendali
PID. Berikut ini adalah salah satu konfigurasi
dasar namun mempunyai kinerja
yang cukup handal.
Konfigurasi pengendali ini dapat dituliskan:
dt
E dt K T dE
T
P K E K
dt
P K E K K E dt K K dE
P
P D
t
P
I
P
P P
P
P D
t
P P P I P
􀂳
􀂳
􀀠 􀀎 􀀎
􀀠 􀀎 􀀎
0
0
atau
Gambar 4.17 Tanggapan step dan diagram
kotak pengendali PID
Dengan pengendali ini kita dapat
mengeliminasi offset dan sensitif
terhadap adanya perubahan error.
EP P
Sistem Pengendalian 299

Pengendali Elektronik
Rangkaian-rangkaian berikut mengilustrasikan
metoda implementasi aksi
pengendali dengan menggunakan
rangkaian op-amp.

Pengendali dua-posisi
Pengendali dua-posisi dapat diimplementasi
secara elektronik dengan banyak
variasi. Banyak sistem pengkondisian
udara (AC) dan pemanas ruangan menggunakan
pengendali dua-posisi yang
dibuat dari bilah bimetal. Implementasi
pengendali dua-posisi atau on-off dengan
menggunakan op-amp dengan zona netral
yang dapat diatur-atur ditunjukkan
pada Gambar 4.18.
Di sini sinyal input pengendali dianggap
sebagai tegangan dengan VH sebagai
On, dan VL sebagai Off dan output nya
adalah output komparator atau Vout.
Output komparator berubah keadaan bila
tegangan VE sama dengan harga
setpoint VSP. Rangkaian ini akan On bila :
H VSP
R
V R
3
􀀠 1 dan Off bila tegangan sama
dengan 􀂻􀂼
􀂺
􀂫􀂬
􀂪
􀂸 􀂸􀂹
􀂷
􀂨 􀂨􀂩
􀂧
L 􀀠 SP 􀀐 Vout
R
R
V
R
V R
2
3
3
1
Lebar zona netral antara VL dan VH dapat
diatur dengan mengatur R2. Lokasi relatifnya
dari zona ini dibuat dengan menvariasikan
tegangan setpoint VSP. Zona
netral dihitung berdasarkan perbedaan
antara VH dan VL.
Gambar 4.18 Realisasi pengendali dua-posisi
300 Sistem Pengendalian

Pengendali P
Implementasi pengendali ini memerlukan
rangkaian yang mempunyai tanggapan
yang diberikan oleh:
P 􀀠 KPEP
Jika kita perhatikan sinyal kontrol dan
error dalam bentuk tegangan, rangkaian
op-amp pada Gambar 4.19. menunjukkan
pengendali proporsional. Dalam
hal ini analogi dari respons pengandali
adalah:
out VE
R
V R
1
􀀠 2
Tegangan masukan VE dan keluaran Vout
dapat diskala dengan mudah sehingga
keluaran penguat 0-Vmaks untuk sinyal
keluaran 0-100%.
Gambar 4.19. Realisasi pengendali P
Begitu juga dengan sinyal error bisa diset
dan disesuaikan dengan sinyal error
secara penuh. Penguatan proporsional
diatur melalui R2/R1.
out VE
R
V R
1
􀀠 2 ; dimana Vout = sinyal kontrol
KP = R2/R1
VE = sinyal error

Pengendali Integral
Pengendali integral mempunyai karakteristik
dengan bentuk persamaan:
P(t) 􀀠 KI 􀂳 EP (t)dt
Fungsi ini diiplementasikan dalam bentuk
op-amp seperti pada gambar berikut.
Hubungan antara input-output dapat
dituliskan sebagai:
K RC
V K V dt
I
out I E
􀀠
􀀠 􀂳 ;
Nilai dari RC dapat diatur untuk mendapatkan
waktu integrasi yang diinginkan.
Konstanta waktu integrasi menentukan
laju kenaikan keluaran pengendali jika
error adalah tetap. Jika KI dibuat terlalu
tinggi, keluaran akan meningkat sangat
cepat yang bisa mengakibatkan overshoots
dan osilasi.
Gambar 4.20 Realisasi pengendali I
P(t) 􀀠 KI 􀂳 EP (t)dt
K RC
V K V dt
I
out I E
􀀠
􀀠 􀂳 ;

Pengendali Diferensial
Pengendali diferensial tidak pernah digunakan
sendirian karena tidak bisa memberikan
keluaran ketika tidak ada error.
Walaupun begitu, di sini ditunjukkan imSistem
Pengendalian 301
plementasinya dengan menggunakan opamp
untuk dapat digunakan dalam bentuk
kombinasinya dengan pengendali
yang lain.
Persamaan kontrol pengendali ini dapat
dituliskan sebagai:
dt
P K dEP
􀀠 D , di mana:
P = keluaran pengendali (%)
KD = konstanta waktu derivatif
EP = error (%).
Implementasi fungsi ini dengan op-amp
ditunjukkan pada Gambar 4.21.
Di sini resistansi R1 ditambahkan untuk
kestabilan rangkaian menghandapi
perubahan sinyal yang berubah sangat
cepat. Tanggapan dari rangkaian ini
terhadap perubahan input yang lambat
adalah:
dt
V K dVE
out 􀀠 D
di mana:
Vout = tegangan keluaran
KD = R2C=waktu derivatif (detik)
VE = teganggan error
Nilai R1 dipilih sehingga rangkaian akan
tetap stabil pada frekuensi tinggi dengan
mengeset 2􀊌fR1<< 1, di mana f adalah
frekuensi dalam Hz.
Gambar 2.21 Realisasi pengendali Diferensial
Rangkaian-rangkaian implementasi yang
telah dijelaskan adalah implementasi dari
pengendali-pengendali individu. Namun
moda individu seperti ini jarang digunakan
dan sistem kendali mengingat
banyaknya kelebihan bentuk konfigurasinya.
Berikut ini menjelaskan bagaimana
bentuk-bentuk konfigurasi pengendalipengendali
kombinasi dari pengendalipengendali
individu ini.

Pengendali PI
Implementasi pengendali PI ditunjukkan
pada Gambar 4.22 (termasuk inverter).
Dalam implementasi ini didefinisikan
bahwa pengendali PI meliputi penguatan
proporsional dalam integralnya. sehingga
hubungan input-output dapat dituliskan:
􀀠 􀀎 􀀎 􀂳V dt
R R C
V R
R
V R out E E
1 2
2
1
2 1
Pengesetan proporsional band dilakukan
melalui KP=R2/R1 dan waktu integrasi
melalui KI=1/R2C
Gambar 4.22 Realisasi pengendali PI

Pengendali PD
Moda kombinasi pengendali PD merupakan
kombinasi yang hebat. Kombinasi
ini diimplementasikan dengan rangkaian
seperti yang ditunjukkan pada Gambar
4.23 (rangkaian ini perlu ditambahkan
inverter).
302 Sistem Pengendalian
Hubungan input-outputnya adalah:
dt
dV
R C
R R
V R
R R
R
dt
dV
R C
R R
V R
in
in
out
out
3
1 3
2
1 3
2
3
1 3
1
􀀎
􀀎
􀀎
􀀠
􀀎
􀀠
di mana:
KP = R2/(R1+R3),
KD = R3C
Sudah tentu pengendali ini mempunyai
offset dari pengendali proporsional karena
pengendali diferensialnya tidak bisa
menghilangkan aksi reset.
Gambar 4.23 Realisasi pengendali PD

Pengendali PID
Pengendali yang paling sempurna dari
yang telah dibicarakan sebelumnya adalah
pengendali ini dimana tanggapan proporsional,
integral dan diferensial digunakan
secara bersama dalam merespon
masukan. Hubungan input-output
pengendali ini adalah:
􀀠 􀀎 􀂳 􀀎
dt
P K E K K E dt K K dEP
P P P I P P D
Keadaan error nol tidak menjadi masalah
karena pengendali integral akan mengakomodasi
secara otomatik untuk offset
Sistem Pengendalian 303
􀁸 Waktu diferensial TD=0,5 menit=30 s,
maka
RDCD = 30 s. Jika kita gunakan
CD = 50 􀂗F, maka
RD = 0,6 M􀈍
􀁸 Kemudian dipilih R3 untuk kestabilan
􀀠 􀀺
􀀟􀀟 􀀠 􀀐
k
F
s
C
R T
D
D
95
2 50
30
3 2 6 􀁓 􀁓
Jadi, R3 harus dipilih jauh lebih rendah
dari 95 k􀈍.
Implementasi dari pengendali-pengendali
ini dapat direalisasi dengan menggunakan
rangkaian op-amp standard. Sudah
tentu disini perlu menentukan skala tegangan
pada daeran operasi dipilih untuk
rangkaian. Demikian juga dengan keluarannya,
yang ada di sini dalam bentuk
tegangan. Sinyal ini bisa dikonversikan
menjadi sinyal-sinyal standar yang
dibutuhkan oleh sistem.
Gambar 4.24 Implementasi pengendali PID
304 Sistem Pengendalian

Sistem Pengendali
Elektronika Daya
Elektronika daya merupakan salah satu
bagian bidang ilmu teknik listrik yang
berhubungan dengan penggunaan komponen-
komponen elektronika untuk
pengendalian daya yang besar. Era
elektronika daya dimulai dengan teknologi
tabung daya tinggi seperti thyratron,
ignitron dan penyearah merkuri. Dengan
ditemukannya kom-ponen-komponen
semikonduktor seperti SCR, triac, dan
lain-lain membuat elektronika daya
menjadi bagian yang sangat penting
dalam pengendalian daya listrik yang
besar dan sangat luas penggunaannya.
Elektronika daya menggabungkan daya,
elektronika dan kontrol. Daya terkait dengan
peralatan-peralatan daya baik
yang tidak bergerak maupun yang
berputar untuk pembangkitan, transmisi
dan distribusi daya listrik. Elektronika
terkait dengan piranti-piranti dan rangkaian
solid-state untuk pemrosesan sinyal
listrik guna mendapatkan tujuan
pengendalian yang dikehendaki. Kontrol
menyangkut sistem kontrol operasi
peralatan dan sistem agar dapat beroperasi
sesuai yang diharapkan.
Jadi, Elektronika daya merupakan aplikasi
dari elektronika solid-state untuk
kontrol dan konversi tenaga listrik.
Berikut ini adalah gambaran tentang
ruang lingkup elektronika daya yang
meliputi: penyearah, inverter, DC chopper,
dan regulator AC.
Gambar 4.25 Ruang lingkup
elektronika daya
Sistem Pengendalian 305

Penyearah
Penyearah adalah suatu alat yang digunakan
untuk mengubah arus AC menjadi
DC. Pada umumnya, dari sumber
tegangan AC dan frekuensi yang tetap
menjadi tegangan DC baik tetap maupun
berubah. Penyearah yang mempunyai
tegangan keluaran tetap, atau
penyearah tak terkontrol, digunakan
untuk mencatu daya DC pada peralatanperalatan
yang tidak memerlukan pengaturan
daya masukan dalam operasinya.
Sedangkan penyearah yang mempunyai
tegangan keluaran dapat diubah-ubah,
atau penyearah terkontrol, terutama
untuk peralatan-peralatan listrik yang
dalam operasinya memerlukan pengaturan
daya, misalnya untuk kontrol
kecepatan pada motor DC.

Regulator AC
Regulator AC digunakan untuk mendapatkan
tegangan keluaran AC yang dapat
diubah-ubah dari sumber tegangan
AC yang tetap. Alat ini banyak digunakan
untuk mengatur pencahayaan
lampu, pemanas, dan motor-motor AC.
Ada dua macam regulator AC, yaitu
kontrol On-Off dan kontrol sudut fasa.

Inverter
Inverter adalah alat yang digunakan
untuk mengubah tegangan DC menjadi
tegangan AC. Jenis-jenis tegangan DC
yang dikonversikan ke AC antara lain
adalah:
􀁸 Tegangan DC baterai diubah menjadi
tegangan AC dengan frekuensi tetap
atau berubah, fasa-satu atau fasa-tiga
􀁸 Tegangan sumber AC disearahkan,
kemudian diubah menjadi AC kembali
dengan frekuensi tetap maupun
berubah, fasa-satu atau fasa-tiga
Aplikasi inverter, antara lain adalah:
􀁸 Pembangkitan tegangan AC tetap
frekuensi 50 Hz dari sumber DC yang
diperoleh dari baterai, pembangkit
listrik tenaga angin, sel surya.
􀁸 Kontrol kecepatan motor induksi fasatiga
dan motor sinkron
􀁸 Uninterrupted Power Sistems (UPS)
􀁸 Catu daya standby, dan lain-lain

Dc-Chopper
Dc-chopper digunakan untuk mengubah
tegangan DC tetap menjadi tegangan
DC variabel. Dc-chopper digunakan untuk
mengendalikan kecepatan motor DC
dengan sumber dari baterai atau catu
daya DC.

Komponen
Semikonduktor Daya
1. Dioda Daya
Dioda daya merupakan salah satu
komponen semikonduktor yang banyak
digunakan dalam rangkaian elektronika
daya seperti pada rangkaian penyearah,
freewheeling (bypass) pada regulatorregulator
penyakelaran, rangkaian pemisah,
rangkaian umpan balik dari beban
ke sumber, dan lain-lain. Dalam penerapannya,
seringkali, dioda daya dianggap
sebagai saklar ideal walaupun dalam
prakteknya ada perbedaan.
􀁸 Konstruksi dioda
Konstruksi dioda daya sama dengan
dioda-dioda sinyal sambungan pn.
Bedanya adalah dioda daya mempunyai
kapasitas daya (arus, tegangan) yang
lebih tinggi dari dioda-dioda sinyal biasa,
namun kecepatan penyaklarannya lebih
rendah. Dioda daya merupakan komponen
semikonduktor sambungan PN
306 Sistem Pengendalian
yang mempunyai dua terminal, yaitu terminal
anoda (A) dan katoda (K). Gambar
4.26 menunjukkan simbol dan konstruksi
dioda.
Gambar 4.26 Simbol dan konstruksi dioda
􀁸 Karakteristik Dioda
Karakteristik dasar dioda dikenal dengan
karakteristik V-I. Karakterisik ini
penting untuk dipahami agar tidak terjadi
kesalahan dalam aplikasi dioda. Dalam
karakteristik ini dapat diketahui keadaan-
keadaan yang terjadi pada dioda
ketika mendapat tegangan bias-maju
(forward biased) dan tegangan biasmundur
(reverse biased) seperti ditunjukkan
pada Gambar 4.27.
Gambar 4.27 Karakteristik dioda
a) Bias-maju,
b) Bias-mundur,
c) Karakteristik V-I
Jika kedua terminal dioda disambungkan
ke sumber tegangan dimana tegangan
anoda lebih positif dibandingkan
dengan katoda, dioda dikatakan dalam
keadaan bias-maju (forward biased).
Sebaliknya, bila tegangan anoda lebih
negatif dari katoda, dioda dikatakan
dalam keadaan bias-mundur (reverse
biased).
􀁸 Karakteristik bias-maju
Bila dioda dihubung dalam keadaan
bias-maju, di mana potensial Anoda
lebih tinggi dibandingkan Katoda atau
VAK > 0 dan bila tegangan VAK lebih besar
dari tegangan cut-in atau tegangan
threshold atau tegangan turn-onnya, Vct
(0,7 V untuk silikon, 0,4 V germanium),
maka dioda akan konduksi (mengalirkan
arus) atau ON. Besar arus yang mengalir
ditentukan oleh tegangan sumber
dan beban yang terpasang. Dalam keadaan
konduksi ini ada satu hal yang
sangat penting untuk diketahui adalah
terjadinya tegangan jatuh maju yang
besarnya tergantung pada proses produksi
dan temperatur sambungan-nya.
Namun bila VAK < Vct, dioda masih
Sistem Pengendalian 307
dalam keadaan OFF, walaupun ada
arus yang mengalir namun sangatlah
kecil. Arus disebut arus bocor arah
maju.
􀁸 Karakteristik bias-mundur dan
tegangan dadal
Jika VAK < 0 atau anoda lebih negatif dari
katoda dikatakan dioda dalam keadaan
bias-mundur. Dalam keadaan ini
dioda dalam keadaan tidak konduksi
atau OFF. Dalam keadaan ini ada arus
yang yang mengalir dari arah katoda ke
anoda yang sangat kecil, dalam orde
mikro atau miliamper. Arus ini disebut
arus bocor.
Jika tegangan mundur (VKA) melebihi
suatu tegangan yang telah ditentukan,
yang dikenal dengan tegangan dadal
(breakdown voltage), VBR, maka arus
arah mundur akan meningkat tajam
dengan sedikit perubahan pada tegangan
Vbr. Keadaan ini tidak selalu
merusak dioda bila masih terjaga pada
level aman seperti yang ditentukan
dalam data sheetnya. Bila tidak, maka
dioda akan rusak.
􀁸 Rating dioda
Ada dua rating dioda daya yang paling
penting untuk diketahui, yaitu tegangan
dadal arah-mundur (reverse breakdown
voltage), dan arus arah-maju maksimumnya
(forward current). Harga dioda
meningkat dengan semakin tinggi kedua
rating ini. Oleh karena itu, dalam aplikasinya,
dioda dioprasikan mendekati
tegangan puncak-mundur maksimum
dan rating arus majunya.
Jadi, dioda akan konduksi bila VAK > Vcutin.
Dioda akan Off bila VAK < Vcut-in atau
VAK < 0.

Jenis-jenis dioda
Berdasarkan karakteristik dan batasanbatasan
dalam penerapannya, dioda
diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok,
yaitu dioda standard (dioda untuk
keperluan umum), dioda kecepatan
tinggi, dan dioda Schottky.
􀁸 Dioda standard
Dioda standar ini merupakan jenis dioda
yang digunakan untuk keperluan umum.
Dioda ini digunakan dalam aplikasiaplikasi
kecepatan rendah, seperti penyearah
dan konverter dengan frekuensi
masukan sampai 1 kHz. Dioda ini mempunyai
rating arus dari 1 sampai ribuan
ampere dan tegangan dari 50 V sampai
5 kV.
􀁸 Dioda kecepatan tinggi
Dioda jenis ini mempunyai kemampuan
penyaklaran dengan dengan kecepatan
yang lebih tinggi dari dioda standard.
Oleh karena itu, dalam penggunaannya
biasa diaplikasikan pada rangkaian DCchopper
(DC-DC) dan inverter (DC-AC)
di mana aspek kecepatan merupakan
faktor yang sangat penting. Diode jenis
ini mempunyai rating arus lebih kecil
dari 1 A sampai ratusan ampere,
dengan dari 50 V sampai 3 kV.
􀁸 Dioda Schottky
Dioda Schottky dibangun dengan merekayasa
pada sambungan PN sehingga
sangat cocok untuk aplikasi-aplikasi
catu daya DC dengan arus tinggi dan
tegangan rendah. Rating tegangan
dibatasi sampai 100 V dengan arus dari
1 – 300 A. Walaupun begitu, diode ini
juga cocok digunakan untuk catu daya
arus rendah untuk meningkatkan
efisiensinya.
308 Sistem Pengendalian

Thyristor
Thyristor atau SCR (Silicon-Controlled
Rectifier) adalah piranti semikonduktor
yang sangat penting dalam aplikasi
elektronika daya. Hal ini tidak lepas dari
kemampuan yang dimiliki, yakni
kemampuan penyakelarannya yang
cepat, kapasitas arus dan tegangan
yang tinggi serta ukurannya yang kecil.
Komponen ini dioperasikan sebagai
saklar dari keadaan tidak konduksi (Off)
menjadi konduksi (On).
􀁸 Konstruksi dan Karakteristik SCR
Thyristor merupakan piranti semikonduktor
empat lapis pnpn, yang mempunyai
tiga terminal, yaitu Anoda,
Katoda dan Gate seperti ditunjukkan
pada Gambar 4.28.
Gambar 4.28 Simbol dan konstruksi thyristor
Jika tegangan anoda dibuat positif
terhadap katoda maka sambungan J1
dan J3 mendapat bias maju sebaliknya
J2 mendapat bias mundur sehingga ada
arus bocor kecil yang mengalir dari
katoda ke anoda. Dalam keadaan
seperti ini, thyristor dalam keadaan off
(terhalang) dan arus bocor keadaan off.
Jika tegangan anoda-katoda, VAK
dinaikkan terus sampai suatu harga
tertentu sehingga mampu menjebol J2,
thyristor dikatakan dalam keadaan
breakdown bias maju. Tegangan yang
menyebabkan breakdown ini disebut
VBO. Karena J1 dan J3 dalam keadaan
bias maju maka akan mengalir arus
yang sangat besar dari anoda ke katoda
dan thyristor dikatakan dalam keadaan
konduksi atau On. Jatuh tegangan maju
merupakan jatuh tegangan akibat
resistansi dari keempat-lapisan, yang
besarnya, tipikal 1 V. Dalam keadaan
On ini arus anoda dibatasi oleh beban
luar. Arus anoda harus lebih besar dari
arus latchingnya, IL agar piranti ini tetap
dalam keadaan On. IL merupakan arus
anoda minimum yang diperlukan agar
thyristor tetap dalam keadaan On, bila
tidak, piranti ini akan kembali pada
keadaan Off bila tegangan anoda ke
katodanya diturunkan. Karakteristik v-i
tipikal thyristor ditunjukkan pada
Gambar 4.29.
Gambar 4.29 Karakteristik thyristor
Sekali thyristor konduksi maka sifatnya
sama seperti dioda dalam keadaan konduksi
dan tidak dapat dikontrol. Namun,
apabila arus diturunkan sampai dengan
arus holdingnya, IH thyristor akan kemSistem
Pengendalian 309
bali pada keadaan off. Arus holding ini
dalam ukuran miliampere dan lebih
rendah dari arus latchingnya. Jadi arus
holding IH adalah arus anoda minimum
yang menjaga agar thyristor dalam
keadaan on.
Apabila tegangan katoda lebih tinggi
terhadap anoda, sambungan J2 mengalami
bias maju sementara J1 dan J3
mengalami bias mundur. Thyristor akan
menjadi dalam keadaan off dan akan
ada arus kecil yang mengalir yang
disebut arus bocor bias mundur, IR.
Namun bila tegangan katoda-anoda
dinaikkan terus sampai mencapai
tegangan dadalnya, maka akan ada
arus yang tinggi mengalir dari arah
katoda ke anoda yang mengakibatkan
rusaknya thyristor.
Dalam operasi normalnya, tegangan VAK
selalu ada di bawah VBO, dan VKA selalu
di bawah VBD. Dengan VAK yang lebih
rendah dari VBO, untuk membuat thyristor
menjadi on dilakukan dengan memberikan
tegangan positif pada terminal
gate-nya terhadap katoda. Dengan
memberikan tegangan positif pada gate
sama halnya dengan memberikan arus
gate, IG membuat thyristor dari off
menjadi on. Semakin besar IG maka
tegangan arah maju untuk membuat
thyristor konduksi semakin rendah
seperti yang ditunjukkan pada Gambar
2.29, karakteristik forward. Sekali arus
trigger diberikan akan membuat thyristor
on dan selama arus anodanya tidak
kurang dari arus holdingnya maka
thyristor akan tetap on walaupun arus
triggernya dihilangkan.

􀁸 Rangkaian trigger
Ada tiga hal yang penting dalam kaitannya
dengan rangkaian penyalaan
(trigger) suatu thyristor, yaitu:
1. pemilihan rangkaian yang cocok
guna mencatu sinyal penyalaan
2. penentuan tegangan dan arus
trigger maksimum agar rating
gatenya tidak dilampaui
3. penentuan tegangan dan arus gate
minimum untuk memastikan bahwa
bila sinyal penyalaan diberikan
thyristor akan konduksi (on).
Banyak model rangkaian yang bisa
dipilih sebagai rangkaian trigger untuk
menyalakan thyristor. Sebelum rangkaian
dirancang untuk mentrigger suatu
thyristor, spesifikasi gate harus diperhatikan.
Spesifikasi gate untuk dapat
dilihat dari data sheet pabrik pembuatnya.

􀁸 Proteksi thyristor
Setiap thyristor akan mengalami pemanasan
akibat arus yang mengalir di
dalamnya. Pemanasan ini harus dibatasi
untuk mencegah dari panas lebih yang
bisa mengakibatkan rusaknya komponen.
Untuk menghindari dari pemanasan
lebih, setiap thyristor atau satu kelompok
thyristor selalu dipasang dengan
alat pendinginnya sesuai dengan kapasitasnya.
Selain itu komponen ini juga harus
diamankan dari: (a) arus beban lebih,
(b) di/dt dan c) dv/dt).

􀁸 Proteksi dari arus beban lebih
Untuk mengatasi dari arus beban lebih,
thyristor diamankan dengan sekering
(pengaman lebur). Pemasang-an pengaman
ini bisa dilakukan melalui pengamanan
fasa atau pengamanan cabang
seperti ditunjukkan pada Gambar 4.30.
310 Sistem Pengendalian
Gambar 4.30 Proteksi dari arus beban lebih:
proteksi fasa dan proteksi cabang

􀁸 Proteksi di/dt
di/dt adalah tingkat perubahan arus
yang mengalir melalui thyristor ketika
terjadi perubahan kondisi dari off ke on.
Ketika terjadi perubahan keadaan dari
off ke on, maka akan terjadi tingkat
perubahan arus di/dt ini. Tingkat perubahan
arus ini harus dibatasi untuk
menghindari pemanasan lebih pada
daerah sambungan (junction) yang bisa
mengakibatkan rusaknya komponen.
Oleh karena itu, di/dt harus di bawah
spesifikasi di/dt maksimum komponen.
Hal ini dapat dilakukan dengan memasang
induktor L secara seri dengan
komponen. Secara pendekatan, di/dt
maksimum dapat dihitung melalui
persamaan:
di/dtmaks = Vm/L [A/s],
di mana Vm adalah tegangan masukan
maksimum (V) dan L adalah induktansi
(L) induktor yang dipasang seri.

􀁸 Proteksi dv/dt
Proteksi terhadap tegangan lebih
dilakukan dengan memasang rangkaian
RC secara paralel dengan thyristor
seperti yang ditunjukkan pada Gambar
4.31.
Gambar 4.31 Proteksi terhadap tegangan
lebih
Setiap thyristor mempunyai spesifikasi
dv/dt maksimumnya. Ketika thyristor
berubah dari keadaan off ke on, maka
akan terjadi tingkat perubahan tegangan
yang sangat cepat yang disebut dengan
dv/dt. Tingkat perubahan tegangan ini
tidak boleh melebihi dv/dt maksimumnya.
Bila ini terjadi, maka thyristor akan
on dengan sendirinya sehingga tidak
bisa dikendalikan lagi. Hal ini harus dicegah,
yaitu dengan memasang RC ini
paralel dengan thyristor. Rangkaian RC
ini dikenal dengan rangkaian Snubber.
Secara pendekatan dv/dt dapat dihitung
dengan menggunakan persamaan:
LC
V
dt
dv 􀀠 dan
C
R 􀀠 L
Jadi, dengan pemilihan L, C, dan R
pada rangkaian, dv/dt pada thyristor
dapat dibatasi pada harga yang aman.
Tipikal, C = 0,1􀂗F, R=100 􀈍 – 1 k 􀈍.
Dari uraian yang telah dijelaskan di atas
dapat disimpulkan hal-hal sebagai
berikut:
􀁸 Thyristor akan On pada dua kondisi:
(1) VAK = VBO; (2) 0 < VAK < BO dan IG
> 0; dan dv/dt melebihi spesifikasi
dv/dt (data sheet) komponen.
􀁸 Thyristor dalam keadaan Off pada
kondisi: (1) VAK < VBO dan IG = 0; (2)
VAK > 0, IG > 0; (3) VAK<0 dengan IG
> 0 atau IG <0
Sistem Pengendalian 311

􀁸 Diac dan Triac
Piranti semikonduktor empat-lapis hanya
dapat mengalirkan arus pada satu
arah saja. Agar dapat mengalirkan arus
dua arah dapat diperoleh dengan menghubungkan
dua piranti empat-lapis
secara berlawanan sehingga membentuk
struktur lima-lapis seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 4.32.
Gambar 4.32 Dua komponen 4-lapis
dihubungkan secara berlawanan
Piranti dengan struktur lima-lapis ini
dapat dibentuk secara tunggal seperti
ditunjukkan pada Gambar 4.33.
Gambar 4.33
Komponen semikonduktor lima-lapis:
a) tanpa gate, b) dengan gate
Apabila terminal A1 positif terhadap A2
sebesar suatu tegangan yang besarnya
melampaui tegangan breakovernya,
piranti ini akan break over sebagaimana
thyristor (P2, N2, P1, N1). Untuk arah
terbalik lapisan P1, N2, P2, N3 akan
breakover pada arah tegangan yang
berlawanan.
Piranti lima-lapis tanpa gate dapat dirancang
untuk bermacam-macam tegangan
dan arus break over. Bangunan piranti
ini ditunjukkan pada gambar 4.33 (a).
Piranti ini akan break over pada kuadrant
1 dan kuadrant 3 sebagaimana
ditunjukkan pada Gambar 2.34, dengan
rating tegangan dan arus ditentukan se–
suai dengan tipenya. Piranti ini disebut
Diac. Jadi, diac merupakan piranti semikonduktor
lima-lapis tanpa gate yang
bekerjanya pada tegangan break overnya
baik pada arah-maju maupun mundur.
Karena karakteristik inilah diac
digunakan dalam rangkaian trigger guna
mentrigger (mengaktifkan) piranti semikonduktor
daya lain.
Gambar 4.34 Simbol dan karakteristik diac
Gambar 4.35 Contoh diac
Piranti semikonduktor lima-lapis dengan
gate disebut Triac, yang konstruksinya
ditunjukkan pada Gambar 4.33 (b).
312 Sistem Pengendalian
Dengan adanya gate pada triac memungkinkan
untuk mengubah karakteristik
V-I dengan memasukkan atau
mengeluarkan arus ke/dari piranti ini
sehingga dapat break over pada tegangan
yang lebih rendah dari tegangan
break over normalnya (tanpa arus gate).
Gambar 4.36 Simbol dan karakteristik Triac
Bila thyristor hanya beroperasi pada
daerah forward, triac bekerja pada
kedua bias-nya, arah maju dan mundur
(Gambar 4.36). Sinyal trigger diaplikasikan
antara gate dan A1.
Dalam pengoperasian triac, diperlukan
pentriggeran sebagai berikut:
1. Apabila A2 positif terhadap A1,
begitu juga gatenya, maka triac akan
beroperasi pada kuadrant 1;
2. Apabila A2 positif terhadap A1,
sedangkan gate negatif terhadap A1
maka triac juga akan beroperasi
pada kuadrant 1;
3. Apabila A2 negatif terhadap A1, dan
gatenya positif terhadap A1, maka
triac akan beroperasi pada kuadrant
3;
4. Apabila A2 negatif terhadap A1, dan
gatenya negatif terhadap A1, maka
triac akan beroperasi pada kuadrant
3 juga.
Catatan: Kondisi 3 biasanya tidak digunakan
dalam praktek karena kondisi
triac kurang sensitif.
Gambar 4.37 Contoh spesifikasi triac

Penyearah
Penyearah adalah alat yang digunakan
untuk mengubah arus AC menjadi DC.
Secara umum, penyearah dibagi menjadi
dua, yaitu penyearah tidak terkendali
dan penyearah terkendali. Dari
masing-masing kelompok kemudian
dibagi berdasarkan sumber tegangan
masukannya, yaitu fasa-satu atau fasatiga.
Penyearah fasa-tiga dimaksudkan
untuk daya yang lebih besar. Berikut ini
adalah ikhtisar penyearah.
Sistem Pengendalian 313
Gambar 4.38 Ikhtisar penyearah dan simbolsimbolnya

Penyearah Tidak
Terkontrol
Dioda digunakan dalam elektronika
daya terutama untuk mengubah daya
AC menjadi DC. Pengubah daya AC
menjadi DC disebut penyearah
(rectifier). Penyearah yang menggunakan
dioda adalah penyearah yang
tegangan keluarannya tetap.
Untuk memberikan gambaran yang
mendasar tentang aplikasi dioda dalam
elektronika daya, pada bagian ini akan
dibahas tentang rangkaian-rangkaian
dioda yang melibatkan jenis-jenis beban
dan penyearah tidak terkendali.
Rangkaian dioda dengan bermacammacam
beban dimaksudkan untuk
memberikan landasan dasar tentang
dampak beban dalam rangkaian.
Sedangkan jenis-jenis rangkaian penyearah
dimaksudkan untuk memberikan
pemahaman tentang perilaku penyearah
yang tidak hanya penting untuk aplikasi
dioda saja namun sangat diperlukan
bagi pengembangan konsep untuk
aplikasi-aplikasi elektronika daya selanjutnya.
Untuk mempermudah pemahaman,
pada bahasan ini dioda ditinjau dari
sisi idealnya, di mana faktor kecepatan
dan jatuh tegangan maju diabaikan.

􀁸 Penyearah fasa-satu satu pulsa
E1U
Penyearah fasa-tunggal setengah gelombang
merupakan jenis penyearah
yang paling sederhana, dan tidak biasa
digunakan dalam aplikasi industri.
Walaupun begitu, konsep yang dimiliki
sangat membantu dalam memahami
prinsip operasi penyearah. Penyearah
fasa-tunggal setengah gelombang atau
sering disebut penyearah satu pulsa
dengan beban R ditunjukkan pada
Gambar 4.39.
Gambar 4.39 Penyearah E1U
Selama setengah gelombang pertama
tegangan masukan, dioda D1 mendapat
tegangan bias maju dan menjadi konduksi
sehingga arus mengalir ke beban
dan tegangan masukan muncul pada
beban yang disebut tegangan keluaran
DC, Vd. Kemudian setengah gelombang
berikutnya, D1 mendapat bias mundur
membuat dioda dalam keadaan terhalang
(blocking state) sehingga tegangan
pada beban atau tegangan keluaran,
Vd, adalah nol sebagaimana ditunjukkan
314 Sistem Pengendalian
secara leng-kap pada Gambar 4.39.
Karena gelombang tegangan yang
muncul pada beban hanya satu
gelombang atau setengah gelombang
penuh, maka penyearah ini sering
disebut penyearah satu pulsa atau
setengah gelombang.

4.2.3.1.1 Parameter-parameter
unjuk kerja penyearah
Unjuk kerja suatu penyearah penting
untuk diketahui sebagai antisipasi terhadap
dampak negatif yang ditimbulkannya
baik yang terkait dengan hasil
penyearahan maupun terhadap kualitas
daya pada sisi sumber. Sebagai contoh,
terlihat nyata bahwa hasil penyearahan
merupakan bentuk gelombang pulsa
yang mengandung harmonisa.
Harmonisa ini, disamping mempengaruhi
kualitas hasil penyearahan juga
sumber dayanya.
Banyak jenis penyearah, namun pada
umumnya, unjuk kerja dievaluasi melalui
parameter-parameter seperti yang akan
dijelaskan berikut ini.
􀁸 Tegangan keluaran rata-rata, arus
keluaran rata-rata, IDC,
􀁸 Daya keluaran DC:
PDC = VDC IDC
􀁸 Tegangan keluaran efektif (rms),
Vrms
􀁸 Arus keluaran efektif, Irms
􀁸 Daya keluaran AC:
Pac = Vrms Irms
􀁸 Efisiensi penyearah merupakan hasil
bagi antara daya keluaran DC dan
daya keluaran AC atau:
􀈘 = PDC/Pac
􀁸 Tegangan keluaran dari suatu
penyearah terdiri atas dua
komponen, yaitu komponen DC dan
komponen AC atau ripel (denyut).
􀁸 Harga efektif komponen AC adalah:
Vac = 􀂥(V2
rms – V2
DC)
􀁸 Faktor bentuk (form factor) yang
merupakan ukuran dari bentuk
tegangan keluaran adalah:
FF = Vrms/VDC
􀁸 Faktor ripel (ripple factor) yang
merupakan ukuran dari muatan ripel,
didefinisikan sebagai:
RF = Vac/VDC
􀁸 Faktor ripel juga dapat dinyatakan
dalam bentuk:
RF = 􀂥 ((Vrms/VDC)2-1) =􀂥(FF2-1)
Contoh:
Sebuah penyearah seperti pada
Gambar 4.39 mempunyai beban resistif
murni R. Tentukan (a) efisiensi, (b)
faktor bentuk, (c) faktor ripel, dan (d)
faktor pemanfaatan trafo.
Jawaban:
Tegangan keluaran DC:
VDC = Vm/􀊌 = 0,318 Vm,
IDC = VDC/R = 0,318 Vm/R.
Tegangan keluaran efektif (rms):
Vrms = Vm/2 = 0,5 Vm
Irms = Vrms/R = 0,5 Vm/R
Daya keluaran DC:
PDC=VDC IDC = (0,318 Vm)2/R
Daya keluaran AC:
Pac = Vrms Irms = (0,5 Vm)2/R
Efisiensi
􀈘 =PDC/Pac=VDC. VDC/R
=(0,318 Vm)2/(0,5 Vm)
= 40,5 %
Faktor bentuk FF=Vrms/VDC
=0,5 Vm/0,318 Vm
= 1,57 atau 157 %
Faktor ripel RF = 􀂥 (FF2-1) = 1,21
atau 121 %

Penyearah dua-pulsa,
rangkaian jembatan B2U
Penyearah dua-pulsa atau fasa-satu
gelombang penuh dapat dibentuk
Sistem Pengendalian 315
dengan menggunakan rangkaian trafo
center-tap atau rangkaian jembatan.
Penyearah center-tap hanya menggunakan
trafo center-tap dan dua dioda.
Sedangkan penyearah rangkaian jembatan
menggunakan empat dioda.
Rangkaian ini merupakan rangkaian
penyearah fasa-tunggal gelombang
penuh yang paling umum digunakan.
Rangkaian selengkapnya ditunjukkan
pada Gambar 4.40.

Prinsip kerja rangkaian
Diketahui bahwa tegangan masukan v1
adalah sinusoidal dan arus listrik
mengalir dari polaritas tinggi ke polaritas
rendah pada sumbernya (dalam hal ini
sumber diperoleh dari sekunder
tranformator).
Gambar 4.40 Penyearah B2U
a) Rangkaian; b) tegangan masukan; c)
tegangan keluaran
Gambar 4.41 Jenis tampilan rangkaian
jembatan
Pada setengah perioda pertama dari v1,
dioda D1 dan D4 sama-sama dalam
keadaan bias-maju sehingga kedua
dioda menjadi On (konduksi), sebaliknya
D3 dan D2 mendapat bias-mundur sehingga
kedua dioda menjadi Off. Dalam
keadaan D1 dan D4 On, maka arus IZ1
akan mengalir dari polaritas tinggi sumber
(trafo) melalui D1 ke beban kemudian
ke D4 dan kembali ke polaritas rendah
sumber sehingga tegangan muncul
pada sisi keluaran, yang disebut tegangan
keluaran DC, Vd dan arus arus beban
Id sama dengan IZ1.
Pada setengah perioda berikutnya, polaritas
sumber berubah yang tadinya rendah
menjadi tinggi. Dalam keadaan ini
D3 dan D2 mendapat bias-maju
sehingga kedua dioda tersebut menjadi
On, dan sebaliknya D1 dan D4
mendapat bias-mundur sehingga kedua
dioda dalam keadaan Off. Arus mengalir
dari sumber IZ2 melalui D3 ke beban dan
kemudian ke D1 dan kembali ke sumber
sehingga tegangan Vd muncul pada sisi
keluaran.
Untuk rangkaian ini berlaku rumusrumus
sebagai berikut:
􀁸 Tegangan dan arus keluaran DC:
m
m
dc m V V t dt V
T
V 􀀠 2 􀂳 sin 􀀠 2 􀀠 0,6336 􀁓
􀁚
R
V
R
V
I dc m
dc
0,6366 􀀠 􀀠
316 Sistem Pengendalian
􀁸 Tegangan dan arus keluaran rms
m
T m
rms m V V t V
T
V 0,0707
2
2 ( sin ) 1/ 2
/ 2
0
2 􀀠 􀀠 􀂻 􀂼
􀂺
􀂫 􀂬
􀀠 􀂪 􀂳 􀁚
R
V
R
V
I rms m
rms
0,707 􀀠 􀀠
Walaupun sama fungsinya, di pasaran
ada beberapa gambar dengan bentuk
tampilan yang berbeda seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 4.41.

Penyearah fasa-tiga,
tiga-pulsa, tidak
terkendali M3U
Penyearah penyearah fasa-tiga, tiga
pulsa, tidak terkendali fasa-tiga, disebut
juga penyearah fasa-tiga hubungan
bintang tidak terkendali. Tegangan
masukan dari penyearah ini adalah
tegangan fasa-tiga, yaitu L1, L2, dan L3.
Pada masing-masing saluran dipasang
satu dioda. Rangkaian dan hubungan
antara gelombang tegangan masukan
dan keluaran ditunjukkan pada Gambar
4.42.
Pada gambar ini memperlihatkan dua
rangkaian yang berbeda. Gambar 4.42
a) memperlihatkan bahwa ketiga saluran
masukan, masing-masing dihubung ke
anoda masing-masing dioda, sedangkan
katoda dari ketiga dioda dihubung
menjadi satu (dihubung bintang).
Karena ujung-ujung katoda yang
disatukan, rangkaian ini disebut
rangkaian M3UK. Sebaliknya Gambar
4.42 b) anoda dari ketiga dioda yang
dihubung menjadi satu, oleh karena itu,
rangkaian tersebut disebut M3UA.
Gambar 4.42 Rangkaian penyearah M3U
Gambar 4.43 Bentuk tegangan keluaran
penyearah M3U

Prinsip kerja rangkaian
Apabila rangkaian dihubungkan dengan
sumber fasa-tiga sebagaimana yang
ditunjukkan oleh Gambar 4.43, maka
akan mengalir arus IZ1 melalui D1 mulai
sudut fasa 30° selama 120°, sementara
D2 dan D3 dalam keadaan off.
Kemudian setelah D1 mengalirkan arus
selama 120°, D1 kemudian kembali off
dan D2 mulai konduksi dan
menghantarkan arus IZ2, sementara D3
dan D1 masih dalam keadaan off. Baru
setelah D2 menghantarkan arus selama
120°, baru D3 dalam keadaan konduksi
dan menghantarkan arus IZ3, D2 kembali
Sistem Pengendalian 317
off dan D1 masih dalam keadaan off.
Demikian, proses ini terjadi berulang.

Penyearah fasa-tiga,
enam-pulsa, rangkaian
jembatan, tidak
terkendali B6U
Penyearah fasa-tiga jembatan seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 3.44,
sangat umum digunakan dalam aplikasi
daya-tinggi. Penyearah ini merupakan
penyearah fasa-tiga gelombang penuh.
Gambar 4.44 Penyearah B6U
Penyearah ini mempunyai tegangan
keluaran 6-pulsa. Dioda-dioda diberi
penomoran sesuai dengan urutan
konduksinya dan masing-masing dioda
konduksi selama 120°. Urutan konduksi
dioda adalah 12, 23, 34, 45, 56, dan 61.
Pasang-dioda yang terhubung dengan
dua tegangan saluran yang mempunyai
tegangan tertinggi akan konduksi.
Tegangan antar saluran adalah 􀂥3 kali
tegangan fasa dari sistem fasa-tiga
hubungan bintang.
Gambar 4.45 Bentuk gelombang tegangan
dan dioda-dioda yang konduksi
318 Sistem Pengendalian
Tabel 4.1 Ikhtisar penyearah
Jenis
Rangkaian
Penyearah
Satu-Pulsa
Penyearah Dua-
Pulsa Jembatan
Penyearah
Tiga-Pulsa, Titik
Bintang
Penyearah Enam-
Pulsa Jembatan
Kode E1U B2U M3U B6U
Rangkaian
Tegangan
tanpa
beban
V1
Vdi 0,45 0,9 0,68 1,35
Faktor
ripel 1,21 0,48 0,18 0,04
d
T
P
P
3,1 1,23 1,5 1,1
IZ Id
2
Id
3
Id
3
Id
Vdi: tegangan DC-tanpa beban, V1: tegangan AC, PT: daya trafo, Pd: daya DC, Vd: tegangan DCberbeban,
Id: arus DC, IZ: arus yang mengalir melalui satu dioda
Sistem Pengendalian 319

Penyearah Terkendali
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya
bahwa, penyearah tak terkendali
menghasilkan tegangan keluaran DC
yang tetap. Bila dikehendaki tegangan
keluaran yang bisa diubah-ubah, digunakan
thyristor sebagai pengganti dioda.
Tegangan keluaran penyearah thyristor
dapat diubah-ubah atau dikendalikan
dengan mengendalikan delay atau sudut
penyalaan, 􀄮, dari thyristor. Penyalaan
ini dilakukan dengan memberikan pulsa
trigger pada gate thyristor. Pulsa trigger
dibangkitkan secara khusus oleh
rangkaian trigger.
Gambar 4.46 Penyearah E1C
Rangkaian trigger dirancang untuk
memberikan pulsa dengan ketinggian
dan kelebaran tertentu disesuaikan
dengan thyristor yang digunakan. Pulsa
ini juga dapat digeser-geser sudutnya
sehingga penyalaan thyristor dapat
dilakukan setiap saat dalam ranah
(range)nya.
Gambar 4.46 menunjukkan prinsip kerja
dari penyearah satu-pulsa terkendali
E1C. Jika thyristor dirangkai seperti
gambar ini, tegangan masukan berupa
tegangan sinusoidal dan beban R, maka
pada setengah gelombang pertama
thyristor mendapat bias-maju.
Bila thyristor disulut pada sudut 􀄮, thyristor
Q1 akan konduksi maka tegangan
keluaran v1 akan muncul pada beban.
Keadaan konduksi ini berlangsung hingga
tegangan kembali ke nol dan mulai
negatif (komutasi alamiah). Ketika tegangan
negatif, maka Q1 dalam keadaan
bias-mundur. Waktu dari tegangan
mulai beranjak ke arah positif sampai
dengan thyristor mulai konduksi disebut
sudut penyalaan atau sudut penyulutan
􀄮.
Dengan demikian, tegangan keluaran
penyearah dapat diatur-atur dengan
mengatur sudut penyalaan pulsa
gatenya, dalam hal ini, dari 0 - 180°.
Bila sudut penyalaan 􀄮 kecil, berarti
thyristor konduksi secara dini sehingga
tegangan (vd) dan daya keluaran akan
besar. Sebaliknya, bila sudut 􀄮 besar,
tegangan dan daya keluarannya akan
kecil.

Hubungan tegangan dan
arus keluaran pada
beban R dan beban L
Dalam kenyataannya sifat beban mempengaruhi
perilaku suatu penyearah.
320 Sistem Pengendalian
Gambar 4.47 Bentuk gelombang arus dan
tegangan keluaran pada E1C
Bila penyearah pada Gambar 4.46 diberi
beban resistif R, maka arus keluaran i
dan tegangan keluaran vd mempunyai
polaritas yang sama sehingga mempunyai
kesamaan dalam bentuk gelombang
seperti ditunjukkan pada Gambar
4.47 untuk beban Resistif. Ketika vd nol
maka i juga nol, ketika tegangan vd
maksimum maka arus i juga maksimum.
Perilaku rangkaian menjadi berbeda
ketika dibebani dengan L. Seperti yang
terlihat pada Gambar 4.48 untuk beban
induktif L, ketika thyristor disulut pada
sudut 􀄮, ketika tegangan vd nol arus i
juga nol. Namun ketika tegangan vd
maksimum, arus i tidak mengikuti
tegangan seperti pada beban R, namun
mengikuti proses penyimpanan energi
pada induktor. Oleh karena itu, ketika
tegangan kembali ke nol, induktor
melepaskan arus pada arah yang sama
sehingga tegangan berubah menjadi
negatif.
Kejadian ini tidak dikehendaki dalam
aplikasi penyearahan. Untuk menghilangkan
pengaruh induktansi tersebut
dipasang dioda free-wheeling seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 4.48.
Dioda ini berfungsi menyalurkan arus
balik ke beban lagi (tidak ke sumber) sehingga
peristiwa tegangan negatif bisa
dihilangkan.
Gambar 4.48 Dioda free-wheeling
Jika Vd0 adalah tegangan keluaran
ketika 􀄮 = 0, dan Vd􀄮 adalah tegangan
pada sudut 􀄮, maka karakteristik pengaturan
Vd0/Vd􀄮 untuk beban resistif R
dan beban induktif L ditunjukkan pada
Gambar 4.49.
Gambar 4.49 Karakteristik pengaturan E1C
Sistem Pengendalian 321
Dari gambar ini jelas terlihat prubahan
tegangan keluaran vd􀄮 pada sudut
penyalaan untuk beban R dan beban L.
Di sini terlihat jelas bahwa sudut pengaturan
pada beban R dapat dilakukan
pada daerah 0-180°, sedangkan pada
beban L terbatas dari 0-90° saja.

Penyearah dua-pulsa
terkendali B2C
Penyearah dua-pulsa rangkaian jembatan
terkendali, B2C, seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 4.50 merupakan
salah satu tipe penyearah yang
banyak diaplikasikan karena keandalannya.
Prinsip kerja dari penyearah ini, secara
prinsip hampir sama dengan penyearah
B2U. Bedanya, di sini dibutuhkan unit
trigger sebagai sumber pulsa trigger.
Rangkaian ini membutuhkan 2 pasang
pulsa trigger, yaitu 1 pasang bekerja di
daerah setengah gelombang positif dan
1 pasang yang lain pada setengah gelombang
negatif. Bila penyearah dihubung
dengan sumber tegangan seperti
yang terlihat pada gambar, pada
setengah gelombang positif thyristor Q1
dan Q4 mendapat bias-maju. Dalam
keadaan ini, bila kedua thyristor tersebut
disulut pada sudut 􀄮 yang sama maka
tegangan masukan akan dikirim ke
beban sejak awal sudut penyulutan
sampai kedua thyristor mengalami
komutasi (tegangan nol). Kemudian
pada setengah peiode berikutnya,
thyristor Q3 dan Q2 mendapat bias
maju. Sama halnya dengan keadaan
pada setengah perioda pertama, bila
kedua thyristor ini disulut pada sudut 􀄮
yang sama, pada daerah negatif tersebut
maka tegangan negatif masukan
akan ditransfer ke beban sehingga
tegangan keluaran Vd􀄮 terlihat seperti
yang ditunjukkan oleh Gambar tersebut.
Gambar 4.50 Penyearah B2C
Gambar 4.50 juga menunjukkan bentuk
gelombang tegangan dan arus keluaran,
Vd􀄮 dan Id􀄮, di mana keduanya
mempunyai polaritas yang sama.
Kelebihan penyearah ini adalah kemampuannya
dalam mengumpanbalikkan
energi beban ke sumber. Dengan beban
yang induktansinya tinggi, aliran arus
akan kontinyu tidak seperti penyearahpenyearah
terkendali fasa-satu lainnya.

Penyearah fasa-tiga
terkendali
Penyearah fasa-tiga memberikan
tegangan keluaran rata-rata yang lebih
tinggi, dan faktor ripelnya lebih rendah
dari penyearah fasa-satu sehingga
masalah filteringnya juga semakin
simpel. Karena itulah, penyearah fasatiga
terkendali sangat banyak digunakan
dalam pengendalian kecepatan motor
berdaya tinggi.
Salah satu bentuk aplikasi penyearah
fasa-tiga terkendali adalah penyearah
M3C, penyearah fasa-tiga, tiga-pulsa,
terkendali (Gambar 4.51). Tiga thyristor,
322 Sistem Pengendalian
masing-masing disambungkan pada
masing-masing saluran, dan setiap
thyristor mendapat pulsa trigger sesuai
dengan daerah operasi masing
sehingga keluarannya terdiri dari 3 pulsa
yang dapat diatur sesuai sudut
penyulutan.
Gambar 4.51 Penyearah M3C
Tipe penyearah terkendali dan sangat
handal adalah penyerah fasa-tiga,
enam-pulsa sistem jembatan (Gambar
4.52). Penyearah ini sangat ekstensif
digunakan untuk aplikasi-aplikasi daya
tinggi sampai ratusan kW, di mana
dibutuhkan operasi dua-kuadrant.
Penyearah ini sangat cocok untuk
beban-beban yang tingkat induktansinya
sangat tinggi.
Thyristor-thyristor disulut pada interval
􀊌/3. Frekuensi tegangan keluaran
adalah 6 kali frekuensi sumber sehingga
masalah penapisan (filtering)nya lebih
rendah dari M3C.
Urutan penyulutan thyristornya sesuai
dengan indeks angkanya adalah
sebagai berikut: 12, 23, 34, 45, 56, dan
61.
Gambar 4.52 menunjukkan gelombang
tegangan keluaran ketika rangkaian
beroperasi secara penuh dan ketika
beroperasi pada sudut penyulutan yang
berbeda.
Gambar 4.52 Penyearah B6C
Sistem Pengendalian 323

Pengendali Tegangan
AC
Teknik pengontrolan fasa memberikan
kemudahan dalam sistem pengendalian
AC. Pengendali tegangan saluran AC
digunakan untuk mengubah-ubah harga
rms tegangan AC yang dicatukan ke
beban dengan menggunakan thyristor
sebagai saklar.
Penggunaan alat ini, antara lain,
meliputi:
- Kontrol penerangan
- Kontrol alat-alat pemanas
- Kontrol kecepatan motor induksi
Bentuk dasar rangkaian pengendalian
tegangan AC ditunjukkan pada gambar
Gambar 4.53. Rangkaian pengendalian
dapat dilakukan dengan menggunakan
dua-thyristor yang dirangkai anti-paralel
(Gambar 4.53 a) atau menggunakan
triac (4.53 b).
Penggunaan dua thyristor anti paralel
memberikan pendalian tegangan AC
secara simetris pada kedua setengah
gelombang pertama dan setengah
gelombang berikutnya. Penggunaan
triac merupakan cara yang paling
simpel, efisien dan handal. Triac
merupakan komponen dua-arah
sehingga untuk mengendalikan
tegangan AC pada kedua setengah
gelombang cukup dengan satu pulsa
trigger. Barangkali inilah yang membuat
rangkaian pengendalian jenis ini sangat
populer di masyarakat. Keterbatasannya
terletak pada kapasitasnya yang masih
terbatas dibandingkan bila menggunakan
thyristor.

Pengendalian menggunakan
dua thyristor
Jika tegangan sinusoidal dimasukkan
pada rangkaian seperti pada gambar,
maka pada setengah gelombang
pertama thyristor Q1 mendapat bias
maju, dan Q2 dalam keadaan
sebaliknya. Kemudian pada setengah
gelombang berikutnya, Q2 mendapat
bias maju, sedangkan Q1 bias mundur.
Agar rangkaian dapat bekerja, ketika
pada setengah gelombang pertama Q1
harus diberi sinyal penyalaan pada
gatenya dengan sudut penyalaan,
misalnya 􀄮. Seketika itu Q1 akan
konduksi. Q1 akan tetap konduksi
sampai terjadi perubahan arah
(komutasi), yaitu tegangan menuju nol
dan negatif. Setelah itu, pada setengah
perioda berikutnya, Q2 diberi trigger
dengan sudut yang sama, proses yang
terjadi sama persis dengan yang
pertama. Dengan demikian bentuk
gelombang keluaran pada seperti yang
ditunjukkan pada gambar.
Gambar 4.53
Bentuk dasar pengendali tegangan AC

Pengendalian
menggunakan triac
Seperti yang telah disinggung sebelumnya,
bahwa dua thyristor anti-paralel
dapat digantikan dengan sebuah triac.
Bedanya di sini hanya pada gatenya,
a)
b)
324 Sistem Pengendalian
yang hanya ada satu gate saja. Namun
kebutuhan sinyal trigger sama, yaitu
sekali pada waktu setengah perioda
pertama dan sekali pada waktu setengah
perioda berikutnya. Sehingga hasil
pengendalian tidak berbeda dari yang
menggunakan thyristor anti-paralel.
Pengendalian yang bisa dilakukan dengan
menggunakan metoda ini hanya
terbatas pada beban fasa-satu saja.
Untuk beban yang lebih besar, metode
pengendalian, kemudian dikembangkan
lagi menggunakan sistem fasa-tiga, baik
yang setengah gelombang maupun
gelombang penuh (rangkaian jembatan)

Kontrol Kecepatan dan
Daya Motor Induksi
Fasa Tiga
Motor induksi fasa tiga, khususnya motor
induksi rotor sangkar tupai merupakan
salah satu jenis motor yang paling
banyak digunakan di industri. Kelebihan
dari motor ini, di antaranya adalah konstruksinya
yang sederhana dan kuat serta
memerlukan sangat sedikit pemeliharaan
sebagaimana pada motor DC.
Berbeda dengan motor DC yang kecepatannya
dapat dikendalikan dengan
mudah (yaitu melalui pengaturan tegangan
armatur dan pengaturan arus
eksitasinya), pengaturan kecepatan
motor induksi fasa tiga memerlukan
penanganan yang jauh lebih kompleks
dan ini merupakan salah satu kelemahan
dari motor induksi. Motor DC mempunyai
dua sumber, yaitu tegangan
armatur dan arus eksitasi, sedangkan
motor induksi hanya mempunyai satu
sumber, yaitu sumber tegangan stator.
Kecepatan motor induksi ditentukan
oleh frekuensi tegangan masukan dan
jumlah kutub motor seperti yang dijelaskan
dengan rumus:
N = 120 f/P
di mana:
N = kecepatan putaran rotor,
f = frekuensi tegangan sumber,
P = jumlah kutub motor (ditentukan
oleh belitan stator).
Jadi, berdasarkan formula di atas dapat
dikatakan bahwa kecepatan putaran
motor induksi dapat dilakukan dengan
dua cara, yaitu pengubahan jumlah kutub
dan pengubahan frekuensi tegangan
masukan ke stator motor. Karena jumlah
kutub ditentukan oleh belitan statornya,
maka pengubahan kutub ini hanya bisa
dilakukan melalui desain belitan stator
motor, sedangkan untuk pengaturan frekuensi
dan tegangan masukan memerlukan
pengubah frekuensi tengangan
masukkan stator. Unit pengatur ini
umum juga disebut sebagai inverter.
Pengaturan kutub banyak digunakan pada
beban-beban yang dalam operasinya
memerlukan beberapa kecepatan yang
berbeda, misalnya kecepatan rendah
dan kecepatan tinggi. Sedangkan pengaturan
frekuensi pada motor induksi banyak
diterapkan untuk beban-beban
yang memerlukan pengaturan kecepatan
dari nol sampai dengan maksimal
seperti yang diterapkan di bidang transportasi
seperti kereta listrik.

Macam-Macam Skema
Kontrol Kecepatan Motor
Induksi
Kecepatan motor induksi dapat dikendalikan
dari sumber AC maupun DC.
Berikut ini adalah beberapa macam
skema pengendalian kecepatan motor
induksi yang memberikan masukan
frekuensi dan tegangan variabel ke
stator motor.
Sistem Pengendalian 325
Gambar 4.54 merupakan skema kontrol
kecepatan motor induksi dengan catu
daya dc tegangan tetap. Proses
pengubahan ini dilakukan sebagai
berikut. Catu daya DC tegangan tetap
diubah menjadi tegangan dc tegangan
variabel melalui DC-Chopper. Tegangan
DC variabel ini setelah melalui filter
dialirkan ke inverter sehingga
menghasilkan keluaran ac dengan
frekuensi dan tegangan variabel.
Keluaran frekuensi dan tegangan
variabel menjadi masukan motor induksi
sehingga kecepatan motor dapat diatur
dengan leluasa.
Gambar 4.55 menunjukkan skema
kontrol kecepatan motor induksi dengan
menggunakan catu daya DC dan
inverter pulse-width modulation (PWM).
Catu daya DC tegangan tetap diubah
langsung menjadi tegangan ac frekuensi
dan tegangan variabel. Hasil pengubahan
ini kemudian digunakan sebagai catu
daya motor induksi.
Untuk kendali kecepatan dengan catu
daya AC tegangan dan frekuensi tetap
ditunjukkan pada gambar 4.56 dan 4.57.
Gambar 4.56 menunjukkan skema
kontrol dengan menggunakan inverter
frekuensi variabel sedangkan Gambar
4.57 menggunakan inverter PWM. Pada
skema kontrol dengan inverter frekuensi
variabel kita memerlukan unit penyearah
terkontrol sedangkan yang menggunakan
PWM cukup dengan penyearah
biasa. Keluaran dari kedua skema yang
terakhir sama dengan keluaran pada
dua skema kontrol terdahulu.
Gambar 4.54 Skema kontrol kecepatan motor induksi dengan catu daya DC tegangan tetap
Gambar 4.55 Skema kontrol kecepatan motor induksi
dengan catu daya DC dan inverter PWM
Gambar 4.56 Skema kontrol kecepatan motor induksi
dengan catu daya AC dan inverter frekuensi variabel
Transformer Filter
Penyearah
Terkendali
AC 1 Fasa
atau 3 Fasa
Tegangan
DC
Variabel
ke
Inverter Motor Induksi
frekuensi
variabel
DC
Chopper Filter
Inverter
Fasa
Tiga
Catu
Daya
DC
Tegangan
DC
Variabel
ke
Motor Induksi
Inverter
Pulse Width
Modulated (PWM)
DC Variable Voltage
ke
Motor Induksi
Variable Frequency
326 Sistem Pengendalian
Gambar 4.57 Skema kontrol kecepatan motor induksi
dengan catu daya AC dan inverter PWM

Diagram Kotak Kontrol Kecepatan Motor Induksi Fasa Tiga
Diagram kotak kontrol kecepatan motor induksi fasa tiga yang menggunakan sumber
daya masukan fasa tiga ditunjukkan pada Gambar 4.58.
Gambar 4.58 Diagram kotak sistem kontrol kecepatan motor induksi fasa tiga
Coba perhatikan baik-baik Gambar 4.58.
Dalam skema kontrol ini kecepatan motor
merupakan subyek dari pengontrolan.
Proses pengontrolan dilakukan
sebagai berikut:
1. Sumber daya masukan AC fasa tiga
tegangan dan frekuensi tetap diubah
menjadi tegangan DC dengan
tegangan yang bisa diatur-atur
melalui penyearah terkendali.
Pengaturan pada penyearah ini
dilakukan melalui pengaturan sudut
penyulutan, sebagaimana telah
dibahas pada bagian penyearah
B6U, diatur melalui rangkaian
trigger.
2. Untuk mengurangi faktor denyut
keluaran penyearah diberi filter
sehingga keluaran dc mempunyai
kualitas yang lebih baik.
3. Keluaran dc ini kemudian diubah
menjadi tegangan ac fasa tiga
melalui sebuah inverter fasa tiga.
Pengubahan keluaran dc menjadi ac
ini dilakukan melalui proses
penyulutan yang dikendalikan oleh
rangkaian trigger. Keluaran ac yang
paling handal untuk pengendalian
kecepatan motor induksi fasa tiga
adalah frekuensi dan tegangan
variabel, di mana ketika frekuensi
dinaikkan atau diturunkan, tegangan
akan mengikuti perubahan ini.
Transformer Penyearah Filter
AC 1 Fasa
atau 3 Fasa
ke
Pulse Width Motor Induksi
Modulated
(PWM)
Penyearah
Terkendali Filter
Inverter
Fasa Tiga
Motor
Induksi Beban
Elemen Kontrol
dan Rangk.
Trigger
Transduser
Kecepatan
Input Ac
Fasa Tiga
Tegangan
DC
Variabel
Frekuensi
Variabel
Tegangan
Variabel
Sistem Pengendalian 327
Keluaran ini dikatakan paling handal
karena motor dapat diatur pada
daerah kecepatan yang sangat lebar
dan dengan efisiensi tetap tinggi.
4. Ketika motor induksi mendapat
masukan tegangan dari inverter,
maka sesuai dengan sifat-sifatnya,
motor beroperasi pada kecepatan
dan daya tertentu sesuai dengan
jenis beban motor. Pout = T 􀈦, di
mana T = torsi poros (Nm), 􀈦 adalah
kecepatan putar sudut (rad/detik)
(􀈦= 2 􀊌 N/60; N dalam putaran
permenit). Jadi, pengaturan
kecepatan yang dilakukan disini
sama artinya dengan pengaturan
daya keluaran motor induksi.
5. Kecepatan putaran motor dideteksi
dan diukur dengan menggunakan
transduser kecepatan. Transduser
ini mengubah variabel putaran
menjadi sinyal analog atau digital
yang proporsional terhadap
kecepatan putaran motor.
6. Hasil pengukuran oleh transduser ini
diinformasikan kepada elemen kendali.
7. Elemen kendali membandingkan
antara sinyal hasil pengukuran
(analog atau digital) dengan nilai
putaran yang dikehendaki (setpoint).
Bila antara keduanya ada
perbedaan maka elemen kontrol
akan mengirimkan sinyal kontrol ke
rangkaian trigger.
8. Rangkaian trigger ini akan memberikan
sudut penyulutan sesuai dengan
perintah elemen kontrol kepada
penyearah dan inverter sehingga
keluaran inverter berubah.
Proses ini terus berlanjut sampai tercapai
putaran motor sama dengan yang dikehendaki
(setpoint).

Persiapan, Pengoperasian
dan Pemeriksaan
Pengendali Elektronika
Daya
Seperti yang telah dibahas pada bagian
sebelumnya bahwa pengendali elektronika
daya memungkinkan dilakukannya
pengaturan daya listrik dalam bermacam-
macam cara guna memenuhi kebutuhan.
Peralatan ini tergolong modern
dan mahal. Oleh karena itu, dalam
pemakaiannya membutuhkan pengetahuan
dan keterampilan yang sangat
memadai. Pengetahuan tentang konsep
dan prinsip seperti yang telah diuraikan
di atas, baik yang terkait dengan komponen-
komponen, seperti dioda, thyristor,
diac dan triac, maupun unit seperti
penyearah tak terkendali, penyearah
terkendali dan juga pengatur listrik ac.
Tanpa pengetahuan dasar dan konsep
yang memadai adalah mustahil untuk
dapat menggunakan pengendali
elektronika daya dengan baik.
Di samping konsep-konsep dasar, ada
tiga kemampuan penting yang harus
Anda miliki untuk dapat menggunakan
peralatan ini dengan baik, yaitu: persiapan,
pengoperasian dan pemeriksaan.
Langkah persiapan perlu dilakukan untuk
menyakinkan bahwa komponen dan
rangkaian berada dalam keadaan baik
dan aman. Kemampuan pengoperasian
merupakan kemampuan yang harus
dimiliki oleh setiap teknisi di lapangan
sedangkan kemampuan pemeriksaan
sebagai dasar seseorang untuk mengevaluasi
performa suatu sistem dan juga
mencari kesalahan (trouble-shooting)
yang terjadi pada sistem.
328 Sistem Pengendalian

Persiapan Pengendali
Elektronika Daya
Dalam mempersiapkan pengendali elektronika
daya, ada beberapa hal yang harus
Anda lakukan, di antaranya memahami
spesifikasi alat, dan mengetahui
kondisi alat.
􀁸 Spesifikasi alat
Setiap alat pasti dilengkapi dengan
spesifikasi kerja alat yang memberitahukan
kepada para pengguna alat
tentang kondisi-kondisi kerjanya
sehingga dapat digunakan sebagai
dasar pertimbangan penggunaan alat
dan kondisi kerjanya. Spesifikasi
kerja yang sangat penting dari
pengendali elektronika daya, minimal
harus meliputi: jenis (penyearah, tak
terkendali, terkendali, regulator ac,
dan lain-lain), tegangan masukan,
tegangan dan daya keluaran alat.
Sebagai contoh: penyearah fasa tiga
tidak terkendali mempunyai tegangan
masukan fasa tiga 380 V ac,
tegangan keluaran 400 V dan daya
keluaran 5 kW. Ini memberitahu kita
bahwa alat ini bila diberi sumber fasatiga
380 V, akan memberikan
tegangan keluaran 400 V dc dan
daya nominal 5 kW.
Contoh lain misalnya, alat pengatur
ac (ac regulator) fasa tunggal mempunyai
spesifikasi sebagai berikut:
tegangan masukan 220 V, 50 Hz,
tegangan keluaran 0-220 V ac dan
daya nominal 1 kW. Ini menunjukkan
kepada kita bahwa alat tersebut kalau
diberi tegangan masukan 220 V akan
memberikan tegangan keluaran yang
bisa diatur mulai dari nol (0) sampai
dengan 220 V ac dengan daya
sampai dengan 1 kW.
􀁸 Pengecekan fungsi alat
Setelah diketahui spesifikasi alat,
langkah berikutnya adalah pemeriksaan
fungsi alat. Pemeriksaan fungsi
ini dilakukan dengan melakukan
pengukuran pada tegangan keluarannya
setelah alat dihubungkan ke
sumbernya. Sebagai contoh seperti
untuk alat penyearah. Setelah
dihubungkan ke sumber tegangan,
tegangan keluaran bisa diukur
dengan voltmeter. Bila tegangan
keluarannya 400 V dc maka alat
dapat dikatakan berfungsi dengan
baik.

Pengoperasian pengendali
elektronika daya
Setelah dilakukan persiapan seperti
yang telah dijelaskan di atas, kita
sampai pada tahap pengoperasian.
Agar dapat mengoperasikan alat, kita
harus telah memiliki pemahaman
tentang prinsip kerja alat yang akan
dioperasikan dan memahami petunjuk
operasi alat.
􀁸 Pemahaman prinsip kerja alat
Pemahaman terhadap prinsip kerja
alat yang akan dioperasikan merupakan
modal utama dalam pengoperasiannya.
Dengan mengetahui
prinsip kerja alat, kita telah
mempunyai bayangan tentang apa
yang akan terjadi di dalam alat bila
kita mengoperasikannya. Ini juga
akan sangat membantu dalam
pengoperasian alat secara aman dan
optimal.
􀁸 Pemahaman petunjuk operasi alat
Setiap alat selalu memiliki petunjuk
operasi yang dibuat oleh pabrik
pembuatnya. Walaupun kita sudah
mempunyai pengetahuan yang
memadai tentang alat tersebut, kita
tetap harus mempelajari pentunjuk
operasi alat tersebut. Petunjuk
operasi ini disusun oleh pabrik
pembuat alat berdasarkan pengetahuan
dan pengalaman yang dimilikinya,
baik yang terkait aspek keaSistem
Pengendalian 329
manan alat dan keselamatan manusia.
Indikator kompetensi seseorang
dalam mengoperasikan alat adalah
berdasarkan petunjuk operasi alat.
Petunjuk operasi dari pabrik bisa
dimodifikasi atau disederhanakan
sesuai dengan kebutuhan.
􀁸 Pemahaman terhadap operasi alat
yang dikendalikan
Sebagai contoh, suatu pengatur listrik
ac fasa satu aka digunakan untuk
mengoperasikan motor induksi fasa
satu. Sebagaimana yang telah
diketahui bahwa arus asut motor
(starting current) beberapa kali lipat
arus nominalnya. Oleh karena itu,
dalam pengendalian motor ini kita
tidak boleh memulai dengan
tegangan nominalnya, namun perlu
dilakukan pengaturan tegangan
secara bertahap melalui knob
pengatur yang ada pada pengendali
elektronika daya, yang dalam hal ini
adalah dengan mengatur sudut
penyalaan thyristor atau triac,
misalnya. Jadi, di samping operasi
alat kendalinya, pemahaman terhadap
beban yang akan dikendalikan
juga penting untuk menghindari
kondisi yang membahayakan baik
bagi alat pengendalinya maupun alat
yang dikendalikannya.

Pemeriksaan pengendali
elektronika daya
Untuk mengetahui kebenaran kerja dari
penyearah ini perlu dilakukan pemeriksaan
sebagai berikut:
􀁸 Periksalah tegangan keluaran
dengan menggunakan voltmeter
dc/ac. Bila tegangan keluaran sesuai
dengan tegangan yang dikehendaki
berarti rangkaian bekerja dengan
baik seperti yang telah dijelaskan
pada tahap persiapan pada bagian
pengecekan fungsi alat. Namun bila
tidak maka perlu pemeriksaan lebih
lanjut pada rangkaian dan
komponen-komponennya.
􀁸 Pemeriksaan lebih akurat dapat
dilakukan dengan menggunakan
osiloskop pada tegangan keluaran
(perhatikan cara pemakaian
osiloskop). Jika tegangan keluaran
tidak sesuai dengan yang
seharusnya (biasanya lebih rendah),
perlu dilakukan pada rangkaian.
Atau bila dilakukan dengan
osiloskop maka akan dapat diketahui
bentuk gelombang tegangan
keluaran. Atas dasar bentuk
gelombang keluaran ini dapat
diketahui bagian mana yang tidak
bekerja dengan baik. Untuk dapat
menganalisis secara cermat
terhadap permasalahan ini perlu
pemahaman terhadap konsep
pengendali elektronika daya.
􀁸 Bila sudah diketahui permasalahan
baru diidentifikasi permasalahanpermasalahan
yang ada pada
rangkaian. Permasalahanpermasalahan
yang sering terjadi
adalah sebagai berikut:
1. Jumlah pulsa atau gelombang
keluaran tidak lengkap. Bila kita
menjumpai hal seperti ini, maka
perlu diperiksa: sumber
tegangan masukan, sekering
pengaman rangkaian/komponen,
kabel-kabel dan koneksinya,
komponen elektronika daya
seperti dioda thyristor, atau
lainnya, dan pengendali yang
memiliki rangkaian penyulut
(rangkaian trigger) perlu
diperiksa rangkaian triggernya.
Pemeriksaan rangkaian trigger
memerlukan pengetahuan
tentang rangkaian trigger dan
sistem pembangkitan pulsa
triggernya. Bila salah satu
komponen ini tidak dalam
keadaan baik, sudah dapat
330 Sistem Pengendalian
dipastikan bahwa rangkaian
tidak akan bekerja dengan baik.
2. Panas pada bagian-bagian
rangkaian. Suhu panas yang
berlebihan identik dengan
ketidaknormalan kerja rangkaian.
Panas ini bisa akibat dari
longgarnya sambungan, arus
lebih, atau sistem
pendinginannya yang tidak
memadai. Longgarnya
sambungan menimbulkan efek
pengelasan pada terminalterminal
sambungannya
sehingga menimbulkan efek
panas yang berlebih. Bila ini
berjalan dalam waktu lama bisa
membahayakan komponenkomponen
semikonduktornya
dan bahkan bisa menimbulkan
bahaya kebakaran. Panas akibat
arus beban lebih ini bisa
diakibatkan oleh permasalahan
pada beban dan bisa juga akibat
dari kapasitas daya alat yang
lebih rendah dari yang diserap
oleh beban. Namun bila alat
pengamannya sesuai dengan
kemampuan alat seharusnya hal
ini sudah dapat diatasi melalui
pemutusan alat pengaman.
Sistem pendinginan sangat
berperan pada performa kerja
alat. Sistem pendinginan bisa
berupa heatsink dan atau fan.
Heatsink biasanya dipilih
berdasarkan kapasitas
komponen semikonduktor yang
digunakan. Oleh karena itu
permasalahan terbesarnya
adalah pada faktor rekatannya
dengan komponen
semikonduktornya. Untuk
pendinginan yang menggunakan
fan dapat dengan mudah
diketahui bekerja tidaknya.
3. Thyristor tidak dapat
dikendalikan. Bila menjumpai
unit pengendali elektronika
daya, ketika dihidupkan, tegangan
keluarannya langsung
tinggi, maka perlu
diperiksa pulsa trigger dan
rangkaian snubbernya.
Pengaturan pulsa trigger
langsung pada sudut penyalaan
nol akan menyebabkan
tegangan keluaran angsung
tinggi. Permasalahan ini bisa
terjadi akibat kegagalan pada
rangkaian triggernya (lihat
Gambar 4.48). Rangkaian
snubber (Gambar 4.31)
digunakan untuk membatasi
agar tingkat kenaikan
tegangan awal dv/dt
rangkaian tidak melampaui
dv/dt thyristor. Jika dv/dt
komponen terlampaui maka
thyristor akan langsung “on”
dan tidak bisa dikendalikan
lagi. Rusaknya rangkaian
snubber biasanya adalah
karena umur. Biasanya
ditandai dengan pecahnya
kapasitornya.
Demikianlah persiapan yang perlu
dilakukan sebelum, pengoperasian
pengendali elektronika daya.
Pengoperasian perlu mengikuti
petunjuk operasi alat dan bila terjadi
ketidaknormalan kerja alat bisa
dilakukan pemeriksaan terhadap
fungsi komponen-komponen
rangkaian pengendali elektronika
daya.
Sistem Pengendalian 331

Sistem Pengendalian Motor
Tahapan mengoperasikan motor pada dasarnya dibagi menjadi 3 tahap, yaitu :
- Mulai Jalan (starting)
Untuk motor yang dayanya kurang dari 4 KW, pengoperasian motor dapat
disambung secara langsung (direct on line). Sedangkan untuk daya yang besar
pengasutannya dengan pengendali awal motor (motor starter) yang bertujuan
untuk meredam arus awal yang besarnya 5 sampai 7 kali arus nominal.
- Berputar (running)
Beberapa saat setelah motor mulai jalan, arus yang mengalir secara bertahap
segera menurun ke posisi arus nominal. Selanjutnya motor dapat dikendalikan
sesuai kebutuhan, misalnya dengan pengaturan kecepatan, pembalikan arah
perputaran, dan sebagainya.
- Berhenti (stopping)
Tahap ini merupakan tahap akhir dari pengoperasian motor dengan cara
memutuskan aliran arus listrik dari sumber tenaga listrik, yang prosesnya bisa
dikendalikan sedemikian rupa (misalnya dengan pengereman / break), sehingga
motor dapat berhenti sesuai dengan kebutuhan.
Jenis kendali motor ada 3 macam, yaitu :
􀁸 Kendali Manual
Instalasi listrik tenaga pada awalnya menggunakan kendali
motor konvensional secara manual. Untuk menghubungkan
atau memutuskan aliran arus listrik digunakan saklar manual
mekanis, diantaranya adalah saklar togel (Toggle Switch).
Saklar ini merupakan tipe saklar yang sangat sederhana yang
banyak digunakan pada motor-motor berdaya kecil. Operator
yang mengoperasikannya harus mengeluarkan tenaga otot
yang kuat.
Gambar 4.59 Kendali motor manual
332 Sistem Pengendalian
􀁸 Kendali Semi Otomatis
Pada kendali semi otomatis, kerja operator sedikit ringan
(tidak mengeluarkan tenaga besar), cukup dengan jari
menekan tombol tekan start saat awal menggerakkan
motor dan menekan tombol stop saat menghentikan
putaran motor.
Untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik
menggunakan konduktor magnit, yang bisa dilengkapi rele
pengaman arus lebih (Thermal Overload Relay) sebagai
pengaman motor.
Gambar 4.60 Kendali motor
Semi otomatis
􀁸 Kendali Otomatis
Dengan kendali otomatis, kerja operator semakin
ringan, yaitu cukup memonitor kerja dari sistem,
sehingga dapat menghemat energi fisiknya.
Deskripsi kerja dari sistem kendali otomatis dibuat
dengan suatu program dalam bentuk rangkaian
konduktor magnit yang dikendalikan oleh sensorsensor,
sehingga motor dapat bekerja maupun berhenti
secara otomatis.
Gambar 4.61 Kendali motor
otomatis
Sistem Pengendalian 333

Kontaktor Magnit
Kontaktor merupakan saklar daya yang bekerja berdasarkan kemagnitan. Bila koil
(kumparan magnit) dialiri arus listrik, maka inti magnit menjadi jangkar, sekaligus
menarik kontak-kontak yang bergerak, sehingga kontak NO (normally open) menjadi
sambung, dan kontak NC (normally close) menjadi lepas.
Gambar di samping adalah
kontaktor magnit arus bolakbalik,
pada inti magnit dipasang
cincin hubung singkat
dengan tujuan agar jangkar
saat ditarik inti magnit tidak
bergetar yang menimbulkan
bunyi dengung (karena pada
arus bolak-balik frekuensi 50
Hz, berarti dalam 1 detik inti
magnit menarik dan mele-pas
jangkar sebanyak 50 periode,
sehingga menimbulkan getaran).
Gambar 4.62 Kontaktor magnit
Simbol koil konduktor magnit seperti pada gambar di
samping dengan terminal kumparan A1 dan A2 yang
disambungkan pada rangkaian kontrol. Sedangkan
pada bagian sebelah kanan adalah kontak-kontak
sebagai saklar daya yang berfungsi untuk mengalirkan
arus beban yang relatif besar.
Terminal 1, 3, dan 5 disambungkan ke sumber
jaringan 3 fasa dan terminal 2, 4, dan 6 disambungkan
ke beban (motor).
Gambar 4.63 Simbol
kontaktor magnit
334 Sistem Pengendalian

Kontak Utama dan Kontak Bantu
Berdasarkan fungsinya, kontak-kontak pada
kontaktor magnit ada 2 macam, yaitu kontak utama
dan kontak bantu.
Kontak Utama :
Konstruksi kontak-kontaknya dimensinya lebih luas
dan tebal, sehingga mampu dialiri arus listrik yang
relatif besar (arus beban). Terminal keluarnya yang
ke beban (2, 4, dan 6) bisa disambungkan ke rele
pengaman arus lebih (Thermal Overload Relay).
Kontak Bantu :
Gambar 4.65 Kontak-kontak Bantu
Konstruksi kontak-kontaknya berdimensi lebih sempit dan tipis, karena arus yang
melaluinya relatif kecil (arus untuk rangkaian kontrol). Penulisan terminal kontakkontak
bantu pada kontaktor magnit ditulis dengan angka dan digit, yaitu untuk
kontak-kontak NC, digit kedua dari terminal-terminalnya dengan angka 1 dan 2 untuk
kontak-kontak NO, digit kedua dari terminal-terminalnya dengan angka 3 dan 4.
Sedangkan kontak-kontak bantu untuk fungsi tertentu (misal dengan timer), kontakkontak
NC, digit kedua dengan angka 5 – 6. dan untuk kontak-kontak NC nya, digit
kedua dengan angka 7 – 8.
Penulisan kontak bantu NC maupun NO sebagai berikut :
- Untuk kontak bantu biasa
NC .1 - .2
NO .3 - .4
- Untuk kontak bantu dengan fungsi tertentu
NC .5 - .6
NO .7 - .8
Gambar 4.64 Kontak
Utama dan TOR
Sistem Pengendalian 335

Kontaktor Magnit dengan Timer
Untuk memenuhi diskripsi kerja dari
suatu rangkaian terprogram (misal
untuk mengendalikan beberapa
motor dengan waktu kerja yang
berbeda / berurutan), maka
diperlukan alat penunda waktu
kerja kontak (timer) yang bekerja
sama dengan kontaktor magnit.
Dari gambar di samping dari atas
ke bawah berturut-turut adalah :
1. kontaktor magnit dengan waktu tunda hidup (on delay)
2. kontaktor magnit dengan waktu tunda mati (off delay)
3. kontaktor magnit dengan waktu tunda kombinasi hidup-mati
4. kontaktor magnit dengan waktu tunda hidup-mati kontinyu

Kontaktor Magnit dengan Waktu Tunda Hidup (On Delay)
Dari gambar di samping, timer on delay diset
pada tva, sehingga bila kontaktor magnit aktif,
kontak bantu NO-nya akan merespon (bergerak
ke kanan / terminal 7 – 8 akan sambung)
setelah waktu tva, dan akan lepas bila kontaktor
magnit tidak bekerja.
Untuk mudah mengingat, perhatikan pada tanda ” ( ” seperti payung. Bila tuas
bergerak ke kanan, payung akan menahan / menunda gerakan tersebut.

Kontaktor Magnit dengan Waktu Tunda Mati (Off Delay)
Timer off delay diset pada tvr. Bila kontaktor
magnit aktif, maka kontak bantu NO langsung
aktif juga (terminal 7 – 8 sambung).
Selanjutnya bila kontaktor magnit tidak aktif,
kontak bantu NO tetap aktif sampai waktu tvr
(waktu tvr adalah waktu tunda dari kontaktor
magnit tidak aktif sampai dengan kontak
bantu NO lepas).
Perhatikan dalam gambar saat tuas bergerak ke kiri terlihat adanya payung ” ) ”.
Gambar 4.67 Timer on Delay
Gambar 4.66 Kontaktor Magnit dan Timer
Gambar 4.68 Timer Off Delay
336 Sistem Pengendalian

Kontaktor Magnit dengan Waktu Tunda Kombinasi Hidup-Mati
Bila timer on delay diset pada tva dan timer off
delay diset pada tvr, maka kontak bantu NO
akan aktif setelah waktu tva dari mulainya
kontaktor magnit aktif.
Dan akan lepas setelah waktu tvr dari tidak
aktifnya kontaktor magnit.
Perhatikan pada gambar, gerakan tuas ke kanan maupun ke kiri akan tertahan
dengan adanya tanda payung ” ( ” dan ” ) ”.

Kontaktor Magnit dengan Waktu Tunda Hidup-Mati Kontinyu
Pada timer ini dapat diatur di frekuensi
tertentu, misalnya 1 Hz. Bila kontaktor magnit
aktif, maka kontak bantu NO akan langsung
aktif sambung-lepas / hidup-mati secara
periodik / kontinyu sampai dengan kontaktor
magnit tidak aktif.

Rele Pengaman Arus Lebih (Thermal Overload Relay)
Rele pengaman arus lebih merupakan
pengamanan motor akibat adanya arus lebih/
beban lebih. Beberapa penyebab terjadinya
beban lebih antara lain :
- Arus start yang terlalu besar
- Beban mekanik motor terlalu besar
- Motor berhenti secara mendadak
- Terbukanya salah satu fasa dari
saluran motor 3 fasa
- Terjadinya hubung singkat
TOR dipasang secara seri dengan kontak
utama kontaktor magnit. Pada gambar bimetal
dialiri arus utama. Jika terjadi arus lebih, maka
bimetal akan membengkok dan secara
mekanis akan mendorong kontak bantu NC 95-
96. Oleh karena dalam prakteknya kontak
bantu NC 95-96 disambung seri pada
rangkaian koil kontaktor magnit, maka jika NC
lepas, koil kontaktor tidak ada arus, kontaktor
magnit tidak aktif dan memutuskan kontak
utama.
Gambar 4.70 Kontaktor magnit
dengan waktu tunda hidup-mati
kontinyu
Gambar 4.69 Kontaktor magnit
dengan waktu tunda kombinasi
hidup-mati
Gambar 4.71 Konstruksi TOR
Gambar 4.72 Permukaan TOR
Sistem Pengendalian 337
Nilai pengaman arus lebih ini bisa diset dengan mengatur jarak pendorong kontak.
Dalam prakteknya pada permukaan rele pengaman arus lebih terdapat bidang kecil
yang berbentuk lingkaran, yang tengahnya bisa diputar dengan obeng minus. Juga
terdapat tombol tekan untuk mereset.

Mengoperasikan dan Memelihara Sistem Pengendali
Eletromagnetik
Dalam sistem pengendali elektromagnetik ada dua diagram gambar yang sering
digunakan, yaitu diagram kontrol dan diagram daya.
Yang termasuk diagram kontrol antara lain :
- Pengaman arus kontaktor magnit : sekering / MCB (kecil).
- Tombol tekan stop.
- Tombol tekan start : tombol kunci start, dll.
- Koil konduktor magnit.
- Kontak-kontak bantu kontaktor magnit NO, NC.
- Kontak-kontak bantu timer NO, NC.
- Kontak-kontak bantu TOR.
- Lampu tanda.
Arus yang mengalir pada rangkaian ini relatif kecil, karena beban listrik pada
rangkaian ini adalah koil kontaktor magnit saja.
Sedangkan yang termasuk diagram daya antara lain :
- Pengaman arus beban : sekering / MCB.
- Kontak-kontak utama kontaktor magnit.
- Kontak-kontak pengaman arus lebih (TOR).
- Terminal-terminal transformator.
- Terminal-terminal resistor.
- Terminal-terminal induktor.
- Terminal-terminal kapasitor kompensasi.
- Terminal-terminal belitan motor / beban lainnya.
Selanjutnya secara berturut-turut diuraikan pengoperasian sistem pengendali
elektromagnetik dengan diagram kontrol dan diagram daya pada kendali motor
masing-masing sebagai berikut :
1. Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor langsung (Direct on
line)
2. Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor langsung dengan TOR
3. Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor putar kanan-kiri
4. Diagram kontrol dan diagram daya pengendali starter motor dengan
pengasutan Y – 􀂨
5. Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali starter motor dengan
pengasutan autotrafo
6. Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali starter motor rotor lilit dengan
pengasutan resistor
338 Sistem Pengendalian
7. Diagram kontrol dan diagram daya pengendali motor dua kecepatan
8. Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor Dahlander

Pengendali motor langsung (Direct on line)
Pengendali DOL digunakan untuk motor-motor berkapasitas kecil (dibawah 4 kVA).
Untuk mengoperasikan motor, cukup sederhana, yaitu dengan memutar saklar putar
S1 ke posisi “on”, sehingga ada arus listrik pada “coil” K1 dan kontaktor menghubungkan
jaringan dengan motor.
Motor berputar disertai kontak K1 menyambung, sehingga lampu tanda H1 menyala.
Bila pada rangkaian motor terjadi hubung singkat, maka sekering F7 akan putus,
sehingga motor berhenti. Sedangkan dalam kondisi normal, untuk menghentikan
motor dengan memutar saklar S1 ke posisi “off”.
Untuk memelihara pengendali motor ini, rangkaian pengendalinya dikelilingi panel,
sehinggga bebas dari debu ataupun percikan air. Secara berkala yang perlu dilakukan
untuk pemeliharaan antara lain semua sambungan pada terminal jangan
sampai ada yang kendor, dan juga permukaan kontaktor dijaga tetap bersih dengan
menyemprotkan “contact cleaner”.
Gambar 4.73
Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor langsung (Direct on line)
Sistem Pengendalian 339

Pengendali Motor Langsung Dengan TOR
Pengendali motor ini hampir sama dengan Pengendali Motor Langsung (DOL),
hanya yang membedakan adalah adanya tambahan pengaman arus lebih TOR
(Thermal Overload Relay). Jadi pengaman arusnya ada dua yaitu pengaman arus
lebih oleh TOR dan pengaman arus hubung singkat oleh F7. Rangkaian TOR
disambungkan secara seri pada saklar magnit. Bila ada arus lebih, maka bimetal
TOR menjadi panas dan melengkung, sehingga kontak NC F1 dan aliran arus listrik
coil magnit terputus. Dengan demikian kontak saklar magnit lepas dan motor
berhenti.
Gambar 4.74
Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor langsung dengan TOR

Pengendali Motor Putar Kanan-Kiri
Bila saklar S1 ditekan, maka coil k1 aktif karena adanya aliran arus ke coil. Saklar
magnit bekerja dan putaran motor kearah kanan. Untuk menghentikan motor ada
dua, yaitu kemungkinan pertama adanya gangguan / arus lebih sehingga F1 lepas
dan k1 trip, atau memang sengaja dihentikan dengan menekan tombol SO. Arah
putaran motor berbalik menjadi kearah kiri jika tombol S2 ditekan. Pembalik arah
putaran ini dikendalikan oleh 2 saklar magnit. Saklar magnit K1 menghubungkan
L1 – U ; L2 – V ; L3 – W, sehingga motor berputar ke kanan. Sedangkan saklar
magnit K2 menghubungkan L1 – W ; L2 – V ; L3 – U, sehingga motor bergerak ke
kiri.
Untuk mengantisipasi kejadian hubung singkat pada rangkaian pengendali, maka
saat S1 ditekan (sambung), maka rangkaian yang ke K2 terputus akibat kontak NC
dari S1 yang dihubung seri kondisi lepas. Demikian juga sebaliknya, saat S2
340 Sistem Pengendalian
ditekan, kontak NC yang disambung seri pada K1 akan lepas. Pengendali motor ini
diproteksi pengaman arus hubung singkat F9 dan pengaman arus lebih TOR F1.
Gambar 4.75
Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor putar kanan-kiri

Pengendali Starter Motor Dengan Pengasutan Y – 􀂨
Pada motor-motor yang berdaya besar (khususnya lebih besar dari 4kVA), untuk
mengurangi kejutan pada saat start, salah satu peredamnya dengan menggunakan
kendali Y – 􀇻. Saklar magnit k1M berfungsi untuk menghubungkan L1 – V ; L2 – V ;
L3 – W, (dengan kondisi putaran motor ke kanan jika k2M / k3M bekerja) atau
menghubungkan L1 – V1 ; L2 – V1 ; L3 – W3 (dengan kondisi putar motor ke kiri
jika k2M / k3M bekerja). K1M dikopel dengan timer K1T yang bias diset satuan
waktu (missal 7 detik). Saklar magnit k2M berfungsi untuk hubung bintang / Y yaitu
menghubungkan U2 – V2 – V3 sebagai titik bintang. Sedangkan k2M berfungsi
untuk menghubungkan U2 – W1 ; V2 – U1 ; dan W2 – V1.
Saat S1 ditekan, maka yang bekerja k1M dan k3M (hubung Y) dan lampu tanda H1
menyala. Setelah 7 detik k1T bekerja sehingga k2M bekerja (hubung 􀇻) dan k3M
lepas karena kontak NC k1T setelah 7 detik lepas dan memutus rangkaian k3M.
Untuk mengantisipasi agar k2M dan k3M tidak bekerja bersamaan, maka di kontak
NC k3M dirangkaikan seri k2M dan kontak NC k2M dirangkaikan seri dengan k3M.
Sistem Pengendalian 341
Gambar 4.76
Diagram kontrol dan diagram daya pengendali starter motor dengan pengasutan Y – 􀂨

Pengendali Starter Motor Rotor Lilit Dengan Pengasutan
Resistor
Untuk mengendalikannya diperlukan 4 buah saklar magnit. Saklar magnit K1M
berfungsi untuk menghubungkan jaringan ke belitan stator yaitu L1 – U ; L2 – V ; L3
– W. Dalam gambar ini resistor yang digunakan ada 4 tahap. Saklar magnit
k2M/k3M/k4M masing-masing berfungsi untuk mengatur arus rotor dari k1M secara
bertahap.
Pengaturan kontaknya masing-masing dengan timer yaitu kerja k4M diatur oleh
timer k1T, saklar magnit k3M oleh oleh k4T dan saklar magnit k2M diatur oleh k3T.
jika masing-masing timer diatur bekerja dengan tanda waktu 7 detik, maka setelah
S1 ditekan (posisi on) motor langsung bekerja dengan putaran lambat dan ada arus
minimum pada rotor (k1M).
Setelah 7 detik, saklar magnit k4M bekerja karena kontak NO k1T sambung.
Demikian seterusnya setelah 7 detik, k3M bekerja setelah kontak NO k4T sambung,
k2M bekerja setelah kontak NO k3T sambung. Saat yang terakhir ini kondisi arus
rotor dalam keadaan hubung singkat dan motor bekerja normal.
Motor ini dapat berhenti secara otomatis bila terjadi arus lebih akibat kerja dari TOR
atau terjadi hubung singkat, sehingga sekering F7 putus. Untuk menghentikan
secara manual dengan menekan tombol SO.
342 Sistem Pengendalian
Gambar 4.77
Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali starter motor rotor lilit dengan pengasutan
resistor
Sistem Pengendalian 343

Elektro Pneumatik
Pneumatik mempunyai peranan yang
penting dalam industri modern, penggunaannya
meningkat seiring dengan perkembangan
teknologi di dunia industry,
khususnya di bidang teknologi kontrol
instrument. Kata “PNEUMA” berasal
dari bahasa Yunani kuno, yang berarti
nafas atau angin. Istilah pneumatik
berarti ilmu mengenai gerakan udara
dan gejala-gejalanya dan elektro
pneumatik merupakan gabungan fungsi
antara gerakan udara dan aliran listrik.
Modul ini memuat simbol-simbol
pneumatik dasar dan metode yang
sistematis untuk membuat rangkaianrangkaian
(circuit) dengan maksud
untuk mendapatkan gambaran yang
jelas dari pemakaiannya di industri.

Simbol-Simbol
1. Bagian Pensuplai
􀁸 Kompresor
Simbol :
Fungsi: Fungsi kompresor
adalah untuk mensuplai udara
bertekanan ke sistem kontrol
pneumatik.

Bagian Aktuator
(Penggerak)
􀁸 Aktuator Linier
1. Silinder
Fungsi: Untuk mengubah tekanan
udara menjadi gerakan translasi
dari batang piston.
Jenis Silinder
a. Single Acting Cylinder (SAC)
Gerakan keluar dari batang
piston dilakukan oleh udara
bertekanan, sedangkan gerakan
balik dilakukan oleh pegas.
b. Double Acting Cylinder (DAC)
Gerakan keluar maupun gerakan
balik dari batang piston
dilakukan oleh udara bertekanan.
Simbol:
Single Acting Cylinder (SAC)
Prinsip kerja:
Pada kondisi normal posisi silinder
seperti pada gambar di bawah
ini, yaitu batang piston selalu
berada pada posisi “0”
karena adanya gaya dorong
dari pegas.
Apabila udara bertekanan dimasukkan
ke lubang P maka gaya
tekan udara akan mengalahkan
gaya dorong pegas sehingga
P
0 1
P
0 1
344 Sistem Pengendalian
batang piston akan bergerak dari
posisi “0” ke posisi “1” seperti
gambar berikut ini
Apabila aliran udara bertekanan
pada lubang P dihentikan maka
posisi silinder kembali seperti
gambar a karena mendapat gaya
dorong dari pegas.
Simbol:
Double Acting Cylinder (DAC)
Prinsip kerja:
Kondisi normal silinder, batang
piston bias terletak pada posisi “0”
seperti gambar berikut (Gambar
atas) atau terletak pada posisi “1”
(Gambar bawah).
Apabila udara bertekanan dimasukkan
ke lubang P maka piston
akan bergerak dari posisi “0” ke
posisi “1” jika dalam keadaan
normal piston berada pada posisi
“0” (Gambar c). Sedangkan
apabila udara bertekanan
dimasukkan ke lubang P’ maka
piston akan bergerak dari posisi
“1” ke posisi “0” apabila dalam
keadaan normal piston berada
pada posisi “1” (Gambar d).
􀁸 Aktuator rotasi
Fungsi : Untuk mengubah tekanan
udara menjadi gerakan rotasi dari
poros aktuator.
Simbol :
Prinsip kerja :
Aktuator rotasi (rotational actuator)
pada hakekatnya adalah sama
seperti turbin yang terdiri dari tiga
komponen utama yaitu casing, blade
(sudu) dan poros.
Apabila udara bertekanan dialirkan
ke lubang P maka udara akan
mendorong sudu-sudu yang
menempel pada poros sehingga
poros akan berputar dan udara
buangan akan keluar melalui lubang
R.
Simbol-simbol untuk
sambungan
A, B, C : Garis kerja
P : Persediaan udara,
hubungan dengan udara
kompresi
(udara yang dimampatkan)
R, S, T : Saluran, titik pembuangan
L : Garis kebocoran
P
R
P
0 1
0 1
P P’
0 1
1
P P’
Sistem Pengendalian 345
Z, Y, X : Garis-garis pengontrol

Katup
Katup digambarkan dengan segi empat,
banyaknya segi empat menentukan
banyaknya posisi yang dimiliki oleh
sebuah katup.
Contoh :
Penamaan katup ditentukan berdasarkan
banyaknya lubang pada salah satu posisi
per banyaknya posisi dalam setiap
lubang juga posisi awal dari katup. Posisi
normal katup selalu berada pada posisi
sebelah kanan, sehingga simbol-simbol
sambungan selalu diletakkan pada kotak
sebelah kanan.
Contoh :
Katup di atas mempunyai dua lubang
yaitu lubang P dan lubang A dimana
lubang P adalah tempat masuknya
udara bertekanan ke dalam katup
sedangkan lubang A adalah lubang
keluaran udara dari dalam katup, dan
katup tersebut mempunyai 2 posisi
yaitu posisi tertutup (kotak sebelah
kanan) dan posisi terbuka (kotak
sebelah kiri) sedangkan pada posisi
normal katup tersebut berada pada
posisi tertutup (Kotak sebelah kanan
alirannya tertutup).
Katup di atas mempunyai dua
lubang yaitu lubang P dan lubang A
dimana lubang P adalah tempat masuknya
udara bertekanan ke dalam katup.
Lubang A adalah lubang keluaran udara
dari dalam katup, dan katup tersebut
mempunyai 2 posisi yaitu posisi terbuka
(kotak sebelah kanan) dan posisi
tertutup (kotak sebelah kiri). Pada posisi
normal katup tersebut berada pada
posisi terbuka (terdapat anak panah dari
P ke A menandakan aliran terbuka).

Katup pengontrol arah
(directional control valve)
Katup di atas mempunyai tiga lubang
yaitu lubang P, lubang A dan lubang R
dimana lubang P adalah tempat
masuknya udara bertekanan ke dalam
katup sedangkan lubang A adalah
lubang keluaran udara dari dalam katup
yang akan dihubungkan ke komponen
berikutnya dan Lubang R adalah lubang
pembuangan udara ke atmosfir.
1 posisi
Tanda panah menunjukkan
arah aliran udara
Huruf T mengindikasikan
aliran udara tertutup
P
A
Katup 2/2 normal
tertutup
P
A
Katup 2/2 normal
terbuka
Katup 3/2, normal
tertutup
P R
A
2 posisi
3 posisi
346 Sistem Pengendalian
Katup tersebut mempunyai 2 posisi
yaitu posisi tertutup (kotak sebelah
kanan) dan posisi terbuka (kotak
sebelah kiri) sedangkan pada posisi
normal katup tersebut berada pada
posisi tertutup (karena aliran udara dari
lubang P ke lubang A ditutup)
sedangkan lubang A tersambung ke
lubang pembuangan (R) artinya udara
yang telah melakukan kerja dibuang
melalui lubang A ke lubang R.
Pada katup di atas antara lubang P ke
lubang terbuka sedang lubang R
tertutup.
Katup di atas mempunyai 4 lubang dan
2 posisi

Katup Pengontrol Aliran
Katup di atas berfungsi untuk
membatasi laju aliran fluida yang masuk
ke dalam silinder sehingga gerakan
piston dalam silinder bisa diperlambat.
Katup di atas berfungsi untuk
membatasi atau mengontrol laju aliran
fluida tetapi hanya satu arah saja, aliran
dari lubang A ke lubang B bisa dikontrol
sedang aliran sebaliknya dari lubang B
ke lubang A tidak bisa dikontrol.
Katup di atas berfungsi untuk membatasi
tekanan dengan cara mengatur laju
udara pembuangan.
Katup 5/2
Katup penghambat dengan
pembatas tetap
(throttle valve with constant
restriction)
Katup pembatas
tekanan dapat distel
Katup pembatas
tekanan dapat
distel tanpa
pembuangan
P R
A B
R P S
A B
P
R
P R
A
Katup 3/2, normal
terbuka
P R
A B
Katup 4/2
Katup 4/3, posisi
tengah tertutup
A B
R P S
Katup 5/3, posisi
tengah tertutup
Katup pengontrol
arus searah dapat
distel
A B
Sistem Pengendalian 347
Katup di atas berfungsi untuk membatasi
tekanan dengan cara mengatur laju
udara yang mengalir ke system
pneumatik.

Katup-katup yang tidak
dapat dibalik.
Katup di atas berfungsi untuk menyearahkan
aliran, udara bertekanan hanya
bisa mengalir dari lubang A ke lubang B
tapi sebaliknya aliran dari lubang B ke
lubang A terhambat. Fungsi dari katup
mirip dengan fungsi diode pada peralatan
elektronika yaitu menyearahkan
arus
Katup diatas berfungsi sebagai gerbang
OR sama seperti gerbang OR pada
komponen elektronika digital yang cara
kerjanya bisa disimpulkan pada table
kebenaran seperti berikut :
A B C
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Keterangan : “0” menunjukkan tidak ada
aliran udara dan “1” menunjukkan ada
aliran udara
Katup di atas berfungsi sebagai gerbang
AND sama seperti gerbang AND pada
komponen elektronika digital yang cara
kerjanya bisa disimpulkan pada table
kebenaran seperti berikut:
A B C
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Keterangan : “0” menunjukkan tidak ada
aliran udara dan “1” menunjukkan ada
aliran udara
Fungsi katup ini sama dengan katup
searah kelebihannya adalah ketika ada
aliran balik aliran tersebut akan dibuang
lewat lubang pembuangan R.
Katup gerbang
OR
(shuttle valve
(OR Gate))
Katup pembuang
cepat
(quick exhaust
valve)
Katup tekanan
ganda (katup
gerbang AND)
(Two pressure
valve (AND
gate))
C
A B
C
A B
P
A
R
Katup aliran
searah berpegas
(check valve with
spring)
Katup aliran searah
tanpa pegas
(check valve without
spring)
A B
348 Sistem Pengendalian

Mekanisme Pengontrol
􀁸 Dengan penggerak tangan
􀁸 Penggerak mekanis
Contoh Pemakaian :
Gambar 4.78 Contoh pemakaian 1
Perhatikan gambar diatas pada kondisi
normal (katup “a” maupun katup “b”)
belum diberikan aktuasi, piston berada
pada posisi “0” karena udara bertekanan
(garis tebal) dari kompresor (P)
yang menuju katup “a” dan katup “b”
alirannya tertutup oleh katup 3/2
Normally Close (katup “a” dan katup
“b”), udara bertekanan mengalir ke
silindaer pneumatic melalui katup 4/2
yang posisinya sedang mengalirkan
udara lubang sebelah kanan yang
memposisikan piston berada pada
posisi “1”.
Gambar 4.79 Contoh pemakaian 2
Umum (general)
Tombol tekan
Lever (tangkai)
Pedal
Plunyer
Pegas
􀁸
Roller lever
(tangkai
dengan roler)
􀁸
Roller
lever with
idle return
a
0
1
􀁸
b
P
P
A
P
A
P R
A B
Y Z
R R
a
P
R R
a
0
1
􀁸
b
P R
A B
Y Z
P
A
P
A
1
Sistem Pengendalian 349
Ketika katup “a” (ditandai dengan anak
panah) diaktuasi maka katup tersebut
akan terbuka sehingga mengalirkan
udara bertekanan yang akan merubah
posisi katup 4/2 ke posisi sebelah kiri
sehingga udara bertekanan dari
kompresor mengalir ke sisi kiri dari
katup 4/2 dan keluar dari lubang A yang
menyebabkan piston bergerak ke posisi
“1”. Sedangkan udara yang terdapat
pada sisi kanan silinder akan dibuang
melalui lubang pembuangan katup 4/2
(lubang R).
Gambar 4.80 Contoh pemakaian 3
Ketika katup “b” (dan katup “a” dibiarkan
bebas) di aktuasi maka katup tersebut
akan terbuka sehingga mengalirkan
udara bertekanan yang akan merubah
posisi katup 4/2 ke posisi sebelah kanan
sehingga udara bertekanan dari kompresor
mengalir ke sisi kiri dari katup 4/2
dan keluar dari lubang B yang menyebabkan
piston bergerak ke posisi “0”.
Sedangkan udara yang terdapat pada
sisi kiri silinder akan dibuang melalui
lubang pembuangan katup 4/2 (lubang
R)

Sistem Komponen
Pada sistem elektro pneumatik terdapat
4 kelompok dasar yaitu :
1. Power Supply (Pasokan energi)
􀁸 Arus listrik
􀁸 Udara bertekanan
2. Elemen-elemen masukan (Sensor)
􀁸 Limit switch
􀁸 Tombol tekan
􀁸 Proximity sensor
3. Elemen pemroses (Prosessor)
􀁸 Switching logic
􀁸 Katup solenoid
􀁸 Converter Pneumatik ke Elektrik
4. Aktuator dan elemen kontrol akhir
􀁸 Silinder
􀁸 Motor
􀁸 Katup kontrol akhir
Komponen-komponen alat kontrol di
atas digambarkan oleh simbol-simbol
yang mewakili fungsinya. Simbol-simbol
tersebut dikombinasikan dan dirangkai
sesuai dengan disain fungsi dari suatu
sistem atau mesin untuk melakukan
tugas tertentu.
Dalam menggambar rangkaian, simbolsimbol
komponen secara umum ditempatkan
sesuai dengan tingkatan suatu
sistem. Tingkatan suatu struktur sistem
dalam gambar rangkaian diatur sesuai
dengan aliran sinyal.
0
1
􀁸
b
P
A
P
A
Y Z
R R
P
P R
A B
Gambar 4.81 Instalasi komponen
Pneumatik
350 Sistem Pengendalian
Solenoid mengaktuasikan katup kontrol
arah dan relay bisa sebagai pemroses
atau fungsi kontrol aktuator. Sebagai
contoh: jika katup kontrol arah
digunakan untuk mengontrol silinder,
maka katup kontrol arah adalah elemen
kontrol untuk kelompok aktuator. Jika
elemen tersebut didefinisikan sebagai
sinyal prosesor, maka harus
ditempatkan pada kelompok prosesor.
Gambar 4.82 Instalasi Komponen Elektrik
Gambar 4.84 Pemrosesan sinyal
Gambar 4.85 Rantai kontrol
Gambar 4.83 Elemen-elemen
Elektro-pneumatik
SINYAL OUTPUT
PROCESSING SINYAL
SINYAL INPUT
ALIRAN SINYAL
ACTUATING DEVICE
Final control element
PROCESSING ELEMENTS
INPUT ELEMENTS
JABARAN PERANGKAT
KERAS
Sistem Pengendalian 351
Posisi swithes
Contoh :
Kita akan membangun suatu sistem
pengontrol posisi Double Acting
Cylinder, dengan menggunakan katup
5/2 single solenoid dan katup 5/2 double
solenoid yang kendalikan dengan
sistem kontrol elektro pneumatik.
“Ketika tombol Start ditekan batang
piston akan bergerak keluar (dari posisi
s0 ke posisi s1), ketika piston sudah
mencapai posisi maksimal (posisi s1)
secara otomatis piston akan bergerak
mundur ke posisi semula (posisi s1).
Penyelesaian :
1. Tentukan arah gerakan piston :
􀁸 Dengan diagram notasi A+ AA
+ adalah piston bergerak dari
posisi “0” ke posisi “1”
􀁸 Atau dengan diagram tangga
Garis dengan gradient positif
menunjukkan piston bergerak
dari posisi “s0” ke posisi “s1”
Garis dengan gradient negative
menunjukkan piston bergerak
dari posisi “s1” ke posisi “s0”
2. Gambarkan Instalasi Komponen
Pneumatik yang terdiri dari :
􀁸 Actuator
􀁸 Final Control Element
􀁸 Energy supply
Gambar 4.86 Rangkaian komponen
pneumatik 1
􀁸 Normally open contact not
actuated
(Sambungan normal
Normally open contact in
the actuated position
(Sambungan normal
terbuka dalam posisi
sedang teraktuasi)
􀁸
􀁸
Normally closed contact
not actuated
(Sambungan normal
tertutup dalam posisi tidak
teraktuasi)
Normally closed contact
in the actuated position
(Sambungan normal
tertutup dalam posisi
sedang teraktuasi)
s0/Start s0
s1
􀁸
Y1
s0 s1
R S
P
A B
􀁸
352 Sistem Pengendalian
3. Gambarkan Instalasi Komponen
Pneumatik yang terdiri dari :
􀁸 Energy Supply
􀁸 Input Element
􀁸 Processing dan Final Control
Elemen
Gambar 4.87 Instalasi komponen
pneumatik 2
Untuk katup 5/2 double solenoid
Gambar 4.88 Instalasi komponen
pneumatik 3

Cara kerja :
Pada kondisi awal piston berada pada
posisi “s0” sehingga limit switch s1 yang
mempunyai kondisi Normally Open
dalam keadaan teraktuasi sehingga
berada pada kondisi aktif mengalirkan
arus listrik.
Ketika tombol Start ditekan maka arus
listrik mengalir dari polaritas + 24 V ke
polaritas 0 V sehingga koil relay Y1 aktif
yang akan merubah posisi katup 5/2 ke
pada posisi Y1 sehingga udara betekanan
akan mengalir melalui katup 5/2
dari P ke A akibatnya piston akan
bergerak dari posisi “s0” ke posisi “s1”.
Ketika piston meninggalkan posisi “s1”
limit switch s1 lepas dari aktuasi dan
kondisinya terbuka sehingga aliran arus
listrik ke koil relay Y1 terputus.
Ketika piston mencapai posisi “s1” maka
limit switch s1 aktif sehingga terjadi
aliran arus listrik melalui koil relay Y2
akibatnya solenoid Y2 aktif yang akan
merubah posisi katup 5/2 ke posisi Y2
sehingga terjadi aliran udara bertekanan
dari P ke B yang membuat piston
kembali bergerak menuju posisi “s0”.
K1
Start
s0
s1
K1 K1
Y1
+ 24 V
0 V
Start
s0
Y1
s1
Y2
+ 24 V
0 V
R S
P 􀁸
Y1 Y2
s0 s1
A B