SCR APPPLICATIONS



 

1. Pendahuluan [kembali]

Sistem penerangan darurat (emergency lighting system) adalah sistem pencahayaan yang secara otomatis menyala ketika sumber listrik utama terputus. Sistem ini sangat penting untuk keselamatan, terutama di gedung-gedung umum seperti rumah sakit, sekolah, kantor, dan pusat perbelanjaan, guna memastikan evakuasi dapat dilakukan dengan aman saat terjadi pemadaman listrik atau keadaan darurat lainnya.

Sistem ini dirancang agar dapat memberikan pencahayaan yang cukup untuk membantu penghuni bangunan menemukan jalan keluar, menghindari hambatan, dan tetap tenang dalam situasi darurat. Dalam proyek ini, sistem penerangan darurat dirancang menggunakan rangkaian elektronik sederhana yang meliputi sensor tegangan, saklar otomatis, baterai cadangan, dan lampu LED. Dengan bantuan simulasi perangkat lunak seperti Proteus, pengguna dapat menguji keandalan sistem tanpa perlu melakukan perakitan fisik terlebih dahulu.


2. Tujuan [kembali]

  1. Mengetahui cara kerja rangkaian pengisian baterai yang dikendalikan menggunakan SCR (Silicon Controlled Rectifier).
  2. Mempelajari bagaimana tegangan AC diubah menjadi tegangan DC melalui proses penyearahan untuk keperluan pengisian baterai.
  3. Mengamati peran SCR dalam mengontrol aliran arus pengisian, baik saat mengalirkan maupun memutuskan secara otomatis.
  4. Mensimulasikan rangkaian menggunakan perangkat lunak Proteus untuk menganalisis fungsi dan respon sistem terhadap variasi tegangan baterai.


3. Alat dan Bahan [kembali]

1. Resistor 


resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki  nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika.

 

2. Dioda

 

Spesifikasi

 

Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

 

3. SCR

SCR adalah kepanjangan dari Silicon Controlled Rectifier, yang berarti sebuah bagian atau aplikasi SCR pada rangkaian elektronika, yang bersifat semikonduktor. Selain itu, SCR sering disamakan dengan dioda. Tetapi sebenarnya memiliki perbedaan, baik secara karakteristik dan lainnya. Persamaannya, baik SCR maupun dioda, bekerja mengalirkan arus listrik yaitu dari anoda menuju katoda. Tampilan keduanya pun hampir mirip.

Bedanya dengan dioda biasa 2 terminal adalah rangkaian SCR justru memiliki 3 kaki terminal. Terdiri dari terminal anoda, katoda dan gate. Kemampuan lain dioda SCR adalah mengendalikan daya atau tegangan.

 

4. Transformator

Trafo, atau transformator, adalah perangkat listrik yang mengubah tegangan listrik. Fungsinya adalah untuk menaikkan atau menurunkan tegangan sesuai kebutuhan, baik untuk distribusi energi listrik maupun penggunaan sehari-hari. Prinsip kerjanya didasarkan pada induksi elektromagnetik. 

 

5. Kapasitor

Kapasitor, atau sering disebut juga kondensator, adalah komponen elektronik yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Ia terbuat dari dua keping atau lembaran penghantar listrik yang dipisahkan oleh bahan isolator yang disebut dielektrik. Kapasitor banyak digunakan dalam berbagai rangkaian elektronika dan memiliki berbagai fungsi, seperti menyimpan energi, menunda waktu, dan mengatur daya. 

 

6. Generator tegangan AC

 

Generator tegangan AC, atau generator arus bolak-balik, adalah mesin yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik dalam bentuk arus bolak-balik (AC). Arus bolak-balik adalah jenis arus listrik yang arahnya berubah secara periodik, bolak-balik antara positif dan negatif. Generator AC digunakan secara luas dalam pembangkit listrik untuk menghasilkan energi listrik yang kemudian disalurkan ke rumah-rumah dan industri. 


7. Lampu

 

 

Lampu adalah sebuah peranti atau alat yang menghasilkan cahaya. Secara umum, lampu digunakan sebagai sumber penerangan. Lampu dapat berupa bohlam, lampu LED, atau jenis lainnya, dan dapat menggunakan berbagai sumber energi seperti listrik, gas, atau energi lainnya. 


4. Dasar Teori [kembali]

Emergency lighting bekerja dengan prinsip pemantauan tegangan input dari sumber utama (PLN). Saat tegangan utama tersedia, lampu darurat tetap dalam kondisi mati, dan baterai cadangan dalam keadaan pengisian (charging). Namun, jika tegangan utama terputus atau turun di bawah ambang batas, sistem akan secara otomatis mengalihkan daya dari baterai ke lampu darurat.

Komponen penting dalam sistem ini meliputi:

  • Sumber tegangan cadangan: Biasanya berupa baterai 6V–12V, seperti aki atau baterai Li-ion, yang menyediakan daya sementara.
  • Saklar otomatis: Biasanya menggunakan relay, transistor, atau IC switching, yang secara otomatis berpindah ke baterai saat tegangan utama terputus.
  • Lampu LED: Digunakan karena konsumsi dayanya rendah dan intensitas cahayanya cukup tinggi.
  • Pengisi daya (charger): Rangkaian pengatur arus dan tegangan untuk menjaga agar baterai tetap dalam kondisi penuh tanpa overcharging.

Sistem ini biasanya menggunakan prinsip rectifier dan regulator untuk menyediakan arus DC yang stabil untuk pengisian baterai serta detektor tegangan yang mendeteksi pemadaman daya utama. Saklar otomatis kemudian mengaktifkan LED sebagai penerangan darurat.


5. Prinsip Kerja [kembali]

Dalam kondisi normal, yaitu saat listrik dari sumber AC tersedia, adaptor memberikan tegangan DC untuk mengisi baterai melalui dioda dan resistor. Pada saat yang sama, SCR berada dalam kondisi non-konduksi (OFF) karena terminal geraknya (gate) tidak mendapatkan pulsa pemicu. Oleh karena itu, lampu tidak menyala karena tidak ada arus yang mengalir ke jalurnya.

Ketika listrik utama padam, adaptor tidak lagi menyediakan tegangan DC. Dalam kondisi ini, tegangan dari baterai akan langsung mengalir ke beban (lampu) melalui SCR. Karena pada saat listrik padam tidak ada lagi tegangan penjaga di gate SCR, maka SCR akan aktif (ON) dan menghantarkan arus dari baterai ke lampu. Akibatnya, lampu menyala secara otomatis sebagai sumber penerangan darurat.

Saat listrik kembali menyala, adaptor kembali memberikan tegangan ke rangkaian, SCR akan dimatikan, dan proses pengisian ulang baterai kembali berjalan. Dengan demikian, rangkaian ini dapat secara otomatis mengatur kapan lampu menyala dan mati, tergantung pada ketersediaan listrik utama. Prinsip kerja ini sangat bermanfaat untuk sistem penerangan darurat, seperti di tangga darurat, lorong, atau ruangan penting saat terjadi pemadaman listrik.


6. Problem [kembali]

  1. SCR gagal menyala saat listrik padam
    Masalah ini dapat terjadi jika tegangan dari baterai terlalu rendah atau tidak cukup untuk memicu SCR melalui terminal gate, terutama jika baterai sudah melemah atau rusak. Akibatnya, saat listrik utama padam, lampu tidak menyala sebagaimana mestinya.

  2. Baterai overcharge atau cepat rusak Jika rangkaian pengisian baterai tidak dilengkapi dengan pembatas arus atau sistem kontrol pengisian yang baik, maka baterai dapat mengalami pengisian berlebih (overcharging). Hal ini dapat menyebabkan baterai panas, kehilangan kapasitas, bahkan bocor atau meledak dalam kasus ekstrem.

  3. Lampu menyala terus meskipun listrik kembali menyala Masalah ini bisa terjadi jika SCR tidak kembali ke kondisi OFF setelah listrik utama menyala. Hal ini mungkin disebabkan oleh tidak adanya mekanisme pemutus arus gate yang efektif atau karena arus beban terlalu kecil untuk menyebabkan SCR turn-off secara alami. Akibatnya, lampu tetap menyala meskipun seharusnya sudah mati.


7. Soal Latihan [kembali]

1. Apa peran utama SCR dalam rangkaian penerangan darurat seperti pada rangkaian 17.14?

a. Menyimpan energi untuk lampu

b. Mengatur tegangan pengisian baterai
c. Mengalirkan arus dari baterai ke lampu saat listrik padam
d. Menstabilkan arus adaptor ke lampu

Jawaban: c. Mengalirkan arus dari baterai ke lampu saat listrik padam


2. Mengapa lampu tidak menyala saat listrik utama masih tersedia?

a. Karena SCR dalam kondisi menyala (ON)

b. Karena baterai langsung memberi tegangan ke lampu
c. Karena adaptor mematikan lampu secara otomatis
d. Karena SCR tidak diberi sinyal gate dan tidak menghantarkan arus

Jawaban: d. Karena SCR tidak diberi sinyal gate dan tidak menghantarkan arus


3. Apa yang mungkin terjadi jika baterai dalam rangkaian terus-menerus diisi tanpa pembatas arus?

a. Lampu menjadi lebih terang

b. Tegangan SCR meningkat

c. Baterai overcharge dan cepat rusak
d. Arus beban menjadi lebih kecil

Jawaban: c. Baterai overcharge dan cepat rusak


8. Percobaan [kembali]


9. Download File [kembali]

Fig 17.14 Single-source emergency-lighting system [Download]

Datasheet Resistor [Download]

Datasheet Baterai [Download]

Datasheet Op Amp [Download]

Datasheet Transformator [Download]

Datasheet Dioda [Download]

Datasheet Kapasitor [Download]



Komentar

Posting Komentar