kertas penerangan teknologi elektronik industri sesuai untuk kv

KERT

AS P

ENER

ANGA

N TERHAD

TERHAD

TEKNOLOGI ELEKTRONIK INDUSTRI

Cetakan Pertama Julai 2009

Institusi Latihan Jabatan Tenaga Manusia

http ://www.jtm.gov.my/kurikulum

Hak Cipta Terpelihara. Dokumen ini diklasifikasikan sebagai TERHAD. Tidak dibenarkan

mengeluar mana-mana bahagian dalam kandungan Bahan Pembelajaran Bertulis (WIM)

dalam apa jua bentuk tanpa keizinan daripada Jabatan Tenaga Manusia (JTM).

Bahan Pembelajaran SEMESTER SATU ini dibangunkan bagi kursus sepenuh masa di

Institusi Latihan Jabatan Tenaga Manusia (ILJTM) oleh Ahli Jawatankuasa

Pembangunan WIM dan disemak serta diluluskan oleh Jawatankuasa Pemandu

Kurikulum untuk tujuan gunapakai bagi semua ILJTM yang terlibat.

Kod Pengesahan WIM : WIM/B05/22010/S01/P1

Kod Pengesahan Silibus : SFB/B/12010/P1

Tarikh Pengesahan WIM : 11 MAC 2011

PENGESAHAN JAWATANKUASA PEMANDU KURIKULUM

KLUSTER ELEKTRONIK

Dengan ini adalah dimaklumkan bahawa Bahan Pembelajaran Bertulis (WIM) kluster

Elektronik bagi kursus peringkat Diploma Sijil Teknologi Elektronik Industri – Semester Satu telah disemak dan DISAHKAN dalam Mesyuarat Jawatankuasa

Pemandu Kurikulum bil. ..1/2011........... yang diadakan pada .11 MAC 2011...........

Sehubungan itu, WIM ini hendaklah digunapakai bermula ......JULAI 2011........... di

seluruh Institut Latihan Jabatan Tenaga Manusia (ILJTM).

....................................................

Pengerusi Kluster

....................................................

Pengerusi Mesyuarat

Jawatankuasa Pemandu Kurikulum

KANDUNGAN SENARAI AHLI JAWATANKUASA PEMBANGUNAN WIM ................................................ 1 SENARAI SINGKATAN ....................................................................................................... 2 KERTAS PENERANGAN MODUL 1 .................................................................................. 3

BO5-01-01 MEASUREMENT INSTRUMENT ................................................................. 3 GROUP CLUSTERING MODULE 1 ............................................................................... 1

LE1 OPERATE MEASUREMENT EQUIPMENT 2 KERTAS PENERANGAN MODUL 2 ................................................................................ 25

B05-01-02 ELECTRONIC FUNDAMENTAL ................................................................. 25 GROUP CLUSTERING MODULE 2 ............................................................................. 26

LE1 TEST OF PASSIVE COMPONENT 27 LE2 CONFIRM MATCH OF ACTUAL POWER SUPPLY TO RATING

OF SYSTEM 132 LE3 TEST OF ACTIVE COMPONENT 141

KERTAS PENERANGAN MODUL 3 .............................................................................. 236 B05-01-03 ELECTRONIC PROJECT ......................................................................... 236 GROUP CLUSTERING MODULE 3 ........................................................................... 237

LE1 PRODUCE ELECTTRONIC SCHEMATIC DIAGRAM 238 LE2 PRODUCE MECHANI CAL DRAWING 252 LE 3 PERFORM SOLDERING TECHNIQUE 266

KERTAS PENERANGAN MODUL 4 .............................................................................. 292 B05-01-04 FAULT FINDING ....................................................................................... 292 GROUP CLUSTERING MODULE 4 ........................................................................... 293

LE1 PRODUCE BLOCK DIAGRAM 294 LE2 VISUAL CHECK ON DEFECT DIAGRAM 301

LE3 CHECK FOR FAULTY HARDWARE 317 KERTAS PENERANGAN MODUL 5 .............................................................................. 335

B05-01-05 BASIC PLC ............................................................................................... 335 GROUP CLUSTERING MODULE 5 ........................................................................... 336

LE1 PRODUCE ELECTRICAL SCHEMATIC DIAGRAM 337 LE 2 : USE CONTROL CIRCUIT DEVICE 343

LE 3 CHECK INPUT/OUTPUT SIGNAL OF A PLC UNIT/ELECTRICAL SYSTEM 357

SENARAI AHLI JAWATANKUASA PEMBANGUNAN WIM

KURSUS SIJIL TEKNOLOGI ELEKTRONIK INDUSTRI

Ahli Jawatankuasa :

1. Mohd Zaibidi Bin Nordin (Pengerusi Kluster Elektronik)

JMTI

2. Shamsiah Bt Sarkawi (Penolong Pengerusi Kluster Elektronik)

ADTEC Batu Pahat

3. Mohammad Hafizuddin Bin Ahmad Sabri (Ketua Penyelaras)

ILP Kangar

4. Wan Zateel Aqmaer Bt. Wan Abd Halim (Penolong Ketua Penyelaras)

ILP Pasir Gudang

5. Azura Hani Bt. Hamdan ILP Pasir Gudang

6. Norhayati Bt. Abdul Samad ILP Kuantan

7. Nor Zaidah Bt. Che Hassan ILP Kota Bharu

8. Mohd. Fadli B. Sulaiman ILP Kepala Batas

9. Shafrul Afzam B. Abd Rahman ILP Kuantan Urusetia :

1. Cik Norida binti Othman BKT, Ibu Pejabat

2. Pn. Norpisah binti Jumin BKT, Ibu Pejabat

3. En. Norhasni bin Dakie BKT, Ibu Pejabat

4. Cik Sazurani Binti Abd Zabil BKT, Ibu Pejabat

5. En. Ismail Bin Mohd Tahar BKT, Ibu Pejabat Tarikh dibangunkan : 06 – 09 Julai 2010 Tempat : ADTEC Taiping

SENARAI SINGKATAN

IS INFORMATION SHEET

WS WORK SHEET

AS ASSIGNMENT SHEET

KOD KURSUS

SEMESTER

NO. MODUL

NO. LE

JENIS WIM

B05-01-01-LE1-IS

KERTAS PENERANGAN

MODUL 1 BO5-01-01 MEASUREMENT INSTRUMENT

B05-01-01-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 1

GROUP CLUSTERING MODULE 1

B05-01-01-LE1 MEASUREMENT INSTRUMENT

02.01 Operate Analogue Digital multimeter

02.02 Operate Signal/Function Generator 02.03 Operate Oscilloscope 02.04 Operate Tacho Generator 02.04a Operate Tachometer


INSTITUSI LATIHAN JABATAN TENAGA MANUSIA

KEMENTERIAN SUMBER MANUSIA MALAYSIA

KERTAS PENERANGAN KOD DAN NAMA KURSUS ELEKTRONIK INDUSTRI – TAHAP 1 (SEMESTER 1)

KOD DAN NAMA MODUL B05-01-01 MEASUREMENT INSTRUMENT

PENGALAMAN PEMBELAJARAN LE1 OPERATE MEASUREMENT EQUIPMENT

NO. TUGASAN BERKAITAN

02.01 Operate Analogue Digital Multimeter 02.02 Operate Signal/Function Generator 02.03 Operate Oscilloscope 02.04 Operate Tacho Generator 02.04a Operate Tachometer

OBJEKTIF PRESTASI AKHIRAN (TPO)

OPERATE MEASUREMENT EQUIPMENT BY USING ANALOGUE AND DIGITAL MULTIMETER,FREQUENCY COUNTER CALIBRATOR SET, OSCILLOSCOPE REFERENCE UNIT TEST KIT, TACHOMETER AND SERVICE MANUAL SO THAT IT IS FUNCTIONING AND OPERATION OF MEASUREMENT INSTRUMENT ARE FOLLOWED AS SPECIFICATION.

OBJEKTIF MEMBOLEH (EO)

DIAKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :- Operate measurement equipment by using analogue and digital multimeter, frequency counter calibrator set, oscilloscope reference unit test kit, tachometer and service manual so that it is functioning and operation of measurement instrument are followed as specification.


1. MULTIMETER

Meter pelbagai atau multimeter adalah satu alat yang amat berguna dalam kerja-kerja elektrik dan elektronik seperti mengukur bacaan voltan arus terus (AT), voltan arus ulangalik (AU), mengukur nilai rintangan dan juga mengukur arus di dalam sesuatu litar Ia juga digunakan untuk tujuan pengukuran dan pengujian sesuatu alat atau komponen. Di samping itu ia dapat menentukan samada komponen itu berada dalam keadaan baik atau tidak sebelum digunakan dan dapat mengesan kerosakkan apabila digunakan untuk mengesan kerosakan di dalam litar. Ia terbahagi kepada 2 jenis iaitu:

i. jenis analog

ii. jenis digital

1.1. Jenis analog

Jenis ini adalah banyak sekali digunakan tetapi bacaan yang diperolehi kurang tepat kerana ianya adalah bergantung kepada kemahiran seseorang itu mengendalikannya. Kemahiran dalam menentukan bacaan dan cara memegang amat penting kerana semua ini akan mempengaruhi bacaan yang diperolehi. Salah satu contoh multimeter analog.

1.2. Jenis Digital

Jenis ini adalah amat sesuai digunakan untuk memperolehi bacaan yang tepat kerana ianya dalam bentuk digital atau berdigit yng dipamerkan pada skrin. Bacaan yang diperolehi adalah setepat bacaan sebenar.Memandangkan harganya yang lebih mahal, maka penggunaan multimeter jenis ini amat jarang digunakan. Salah satu contoh multimeter digital.


1.3. Bahagian-bahagian utama sesuatu multimeter

1.3.1. Skala bacaan Menunjukkan skala bacaan yang akan diukur iaitu pengukuran voltan

arus terus, voltan arus ulang alik, arus elektrik dan nilai rintangan.


1.3.2. Julat pemilih Julat pemilih adalah satu tombol di mana tempat untuk memilih unit

sukatan yang dikehendaki.

1.3.3. Terminal keluaran Pada sesebuah multimeter mempunyai 2 keluaran iaitu terminal positif

dan negatif di mana ianya akan disambungkan pada litar atau kaki komponen yang akan disukat. Ia adalah sebagai punca untuk menyukat sesuatu kuantiti atau nilai.

1.3.4. Pelaras 0 ohm Merupakan satu tombol yang membolehkan pelarasan dibuat untuk

mendapatkan bacaan yang tepat dan jarum penunjuk akan berada tepat pada kedudukan 0 sebelum sesuatu pengukuran dilakukan. Kedudukan 0 ini bermaksud 0 pada bahagian sebelah kanan skala bacaan. Pelarasan 0 ohm ini mesti dilakukan setiap kali julat pemilih menukar unit sukatan ohm pada julat pemilih.

1.3.5. Pelarasan sifar Ianya untuk memastikan kedudukan berada betul-betul pada

kedudukan 0 iaitu pada keadaan asal untuk mendapatkan bacaan yang tepat. Kedudukan 0 ini bermaksud 0 pada bahagian sebelah kiri skala bacaan.

1.4. CARA MENGUKUR PADA MULTIMETER Meter pelbagai mempunyai pelbagai fungsi yang tersendiri untuk mengukur

dan membuat pengujian terhadap komponen atau peralatan. Antaranya adalah:-

a. Menyukat nilai rintangan (Ω)

b. Menyukat voltan arus terus ( DCV)

c. Menyukat voltan arus ulangalik (ACV)

d. Menyukat arus terus (DCmA)

1.4.1. Menyukat rintangan (Ω) Garisan atas sekali digunakan untuk menyukat nilai rintangan dalam

ohm. Untuk mendapatkan bacaan yang tepat dan pelarasan pada julat pemilih yang sesuai adalah penting. Julat ini ditandakan dengan julat 0 hingga infiniti (∞). Setiap kali pengukuran hendak dilakukan, pelarasan sifar perlu dilakukan iaitu untuk memastikan kedudukan jarum penunjuk berada betul-betul pada kedudukan kosong atau sifar. Setkan julat pemilih pada kedudukan julat yang paling tinggi dan tentukan nilainya. Jika bacaan yang ditunjukkan besar, setkan juga julat pemilih pada julat yang sesuai iaitu pada nilai yang lebih besar.Pelarasan sifar perlu dilakukan sekali lagi bagi mendapatkan bacaan yang tepat. Bacaan yang diambil adalah dari kanan ke kiri skala bacaan.


1.4.2. Menyukat voltan arus terus Garisan skala yang kedua digunakan untuk menyukat voltan DC iaitu

yang ditandakan dengan DCV. Skala ini ditandakan dengan beberapa angka iaitu 0.1, 0.25, 2.5, 10, 50, 250 dan 1000. Julat ini diplotkan bagi membuat pengukuran untuk julat yang disetkan pada unit kawalan. Setkan julat pemilih pada kedudukan DCViaitu pada julat yang paling tinggi untuk mengelakkan bacaan yang diperolehi melebihi skala yang telah ditetapkan. Sekiranya bacaan yang diperolehi kecil dan tidak dapat dibaca dengan tepat, laraskan julat pemilih kepada julat yang kecil sedikit. Bacaan yang diambil adalah dari kiri kanan pada skala bacaan.

1.4.3. Menyukat voltan arus ulang alik Garisan skala yang ketiga digunakan untuk menyukat voltan AC yang

ditandakan dengan ACV. Seperti juga skala DCV. Skala ini juga ditandakan dengan angka yang serupa untuk membuat pengukuran dan ia juga mempunyai beberapa julat iaitu 10, 50, 250 dan 1000. Setkan julat pemilih pada keadaan kedudukan ACV dan setkan julat ke nilai yang paling tinggi. Ini adalah untuk memastikan multimeter tidak rosak akibat voltan lampau. Jika bacaan yang diperolehi kecil dan tidak dapat dibaca, laraskan julat pemilih pada julat yang sesuai. Bacaan yang diambil adalah dari kiri ke kanan skala bacaan.

1.4.4. Menyukat arus terus Garisan skala yang kedua digunakan untuk menyukat arus terus

(DcmA). Bacaan yang diambil adalah sama dengan skala voltan arus terus (DCV) dan menggunakan julat 10, 50 dan 250. Semasa membuat pengukuran arus litar perlu dipisahkan dari punca bekalan bagi membolehkan bacaan diperoleh adalah tepat. Setkan julat pemilih pada kedudukan DcmA iaitu pada nilai yang paling tinggi. Putuskan litar dari punca bekalan dan ambil bacaan yang telah ditunjukkan pada skala penunjuk. Jika nilai yang diperolehi kecil, laraskan julat pemilih pada julat yang sesuai untuk mendapatkan bacaan yang tepat. Bacaan yang diambil adalah dari kiri ke kanan skala bacaan.


2. FUNCTION GENERATOR

Function generators merupakan salah satu peralatan penjana gelombang yang umum. Peralatan ini digunakan secara meluas bagi mendapatkan bentuk-bentuk gelombang yang diperlukan untuk kerja-kerja pengujian. Function generator berupaya membekalkan gelombang seperti gelombang segiempat (square waves), gelombang segitiga (triangle wave) dan juga gelombang sinus (sine waves).

Gelombang segiempat di hasilkan oleh pengayun (osilattor), manakala gelombang segitiga pula terhasil daripada picuan gelombang segiempat yang melalui litar pengamir (intergrator circuit). Gelombang sinus pula terhasil daripada gelombang segitiga yang melalui litar pembentuk gelombang (waveshapping circuit / sine shaper). Bentuk gelombang yang di kehendaki di pilih, dikuatkan dan di keluarkan pada litar variable attenuator. Selaras dengan peningkatan teknologi, function generator kini telah menggantikan peralatan yang hanya boleh menjanakan gelombang sinus berikutan keupayaannya mengeluarkan bukan hanya gelombang sinus bahkan gelombang-gelombang yang lain.

Galangan keluaran bagi function generator kebiasaannya antara 50 atau 600 ohms dengan 600 ohms lebih terkenal bagi keluaran frekuensi rendah manakala 50 ohms bagi keluaran yang melebihi atau mencapai 1 Mhz. Function generator biasanya menyediakan pelaras DC offset (DC offset adjustment) yang membolehkan pengguna menambah arus terus positif atau negative pada keluaran function generator.


Gambarajah ringkas bagi punca gelombang sinus

Gambarajah Function generator berupaya menjanakan frekuensi hingga 1 Mhz.


2.1. Petunjuk dan kawalan :

2.1.1. POWER SWITCH Suis yang membekalkan kuasa kepada function generator.

2.1.2. POWER ON INDICATOR

LED yang digunakan bagi menunjukkan function generator telah dibekalkan bekalan.

2.1.3. RANGE SWITCH Tujuh julat frekuensi tetap di sediakan pada suis tekan yang di setkan

secara interlocked iaitu hanya satu suis sahaja yang boleh di tekan pada satu-satu masa.

2.1.4. FUNCTION SWITCH Tiga suis tekan interlock yang membolehkan pemilihan bentuk

gelombang keluaran yang dikehendaki.

2.1.5. MULTIPLIER Multiplier ialah potentiometer boleh laras yang membolehkan frekuensi

di laraskan di antara julat yang tetap. Walau bagaimanapun tombol ini di calibrate dari 0.2 hingga 2.0

2.1.6. DUTY CONTROL Masa simetri bagi gelombang keluaran dan juga keluaran TTL PULSE,

di kawal pada DUTY control. Bila kawalan ini di set pada kedudukan CAL, masa semetri bagi gelombang keluaran ialah 50/50 atau 100% simetri. Simetri yang boleh ubah ini membolehkan masa bagi separuh kitar gelombang di ubah manakala separuh kitar gelombang lagi adalah tetap. Seperti yang disetkan pada RANGE dan MULTIPLIER.

2.1.7. RAMP / PULSE INVERT Suis butang tekan ini berfungsi untuk menyongsangkan masa simetri

yang dihasilkan oleh DUTY control.

2.1.8. DC OFFSET (PULL ADJ) Kawalan DC OFFSET di sediakan bagi membolehkan aras keluaran

DC di laras mengikut nilai yang di kehendaki.

2.1.9. AMPLITUDE Kawalan AMPLITUDE memberikan pengecilan sebanyak 20db pada

gelombang keluaran yang dipilih pada suis FUNCTION.

2.1.10. ATT Bila suis ditekan, tambahan sebanyak 20db di hasilkan oleh kawalan

amplitude, pengecilan maksimum 40db akan terjadi pada keluaran.


OUTPUT Amplitude 20 Vp-p bagi gelombang segiempat, segitiga, sinus,

songsang (ramp) dan pulse dihasilkan pada keluaran (bila butang ATT di tarik).Masukkan VCF dan keluaran pulse menggunakan sambungan BNC.

2.1.11. VCF INPUT Masukkan VCF (voltage-controlled frequency) disediakan untuk

frekuensi sapuan luaran

3. OSILOSKOP

Osiloskop adalah alat uji terpenting yang digunakan didalam bengkel elektronik. Ia digunakan sebagai penayang bentuk gelombang voltan elektrik. Bentuk gelombang ini ditayangkan pada permukaan skrin tiub pancaran katod. Rekaan tiub yang digunakan adalah seperti tiub gambar televisyen , tetapi system pemesongannya berlainan sedikit daripada tiub gambar televisyen kerana osiloskop menggunakan system pesongan elektrostatik , manakala tiub gambar televisyen menggunakan sistem pesongan elektromagnet. Elektron didalam tiub pancaran katod akan dipancar dari bahagian katod dalam alur ke permukaan skrin. Alur elektron ini akan menghasilkan titik cahaya pada permukaan skrin.Walau bagaimana pun , alur ini boleh dipesongkan dengan membentuk berbagai-bagai bentuk gelombang voltan elektrik yang diukur Rajah 1 menunjukkan contoh sebuah osiloskop .

Pada permukaan tiub pancaran katod, tempat tertayangnya bentuk-bentuk

gelombang, ditapiskan pula dengan lapisan lutsinar yang mempunyai bentuk petak-petak segiempat yang kecil. Petak-petak ini merupakan graf yang disebut gratikul. Segala bacaan dan ukuran yang dilakukan ke atas bentuk gelombang dirujuk pada gratikul ini. Gratikul terdiri daripada paksi Y dan paksi X. Bentuk gratikul ini ditunjukkan pada Rajah 1.2.


Paksi X dilaraskan untuk masa dan paksi Y dilaraskan untuk voltan. Segala graf dalam bentuk gelombang elektrik ditayangkan pada permukaan skrin. Dengan ini bentuk gelombang ini digunakan untuk mengukur voltan elektrik, frekuensi dan sebagainya. Selain daripada itu, osiloskop juga merupakan alat bantu bagi mempelajari dan mengenali bentuk-bentuk gelombang dalam memahami fungsi litar atau bagi mengesan kerosakan semasa membaiki alat-alat elektrik atau alat-alat elektronik. Rajah 1.3 menunjukkan bentukbentuk gelombang yang ditayangkan pada permukaan skrin osiloskop.

3.1. BINAAN OSILOSKOP Rajah 1.4 menunjukkan binaan asas osiloskop dalam bentuk gambarajah

blok. Merujuk gambarajah blok ini, binaan osiloskop boleh dibahagikan kepada beberapa bahagian litar asas seperti tiub pancaran katod bersama kawalannya, litar penjana pesongan dan litar penguat Y serta pemilih


3.2. Kawalan Anjakan. Tiub pancaran katod yang digunakan dalam osiloskop menggunakan sistem

pesongan elektrostatik. Terdapat dua pasang plat logam didalam tiub ini. Sepasang daripadanya disebut plat Y dan yang sepasang lagi plat X. Kedua-dua pasang plat ini disambung pada punca beza upaya yang tetap. Nilai beza keupayaan yang dikenakan pada plat ini akan menentukan kedudukan alur elektron dan kedudukan titik cahaya pada skrin. Secara praktik plat X akan mempunyai keupayaan yang membolehkan titik cahaya berada pada sebelah kiri permukaan skrin. Plat Y pula akan menentukan kedudukan titik cahaya di pertengahan satah pugak.Oleh yang demikian kawalan anjakan ini digunakan untuk menentukan awal garis surih di permukaan skrin tiub pancaran katod.

3.3. Litar Penjana Pesongan Litar pada peringkat ini biasanya boleh menghasilkan keluaran bentuk

gelombang gerigi. Keluaran ini dibekalkan kepada plat X dan bukannya kepada kawalan anjakan. Gelombang gerigi ini dapat member tindakan kepada titik cahaya supaya bergerak dari bahagian kiri skrin ke bahagian kanan skrin . Dengan kadar pergerakan yang laju apa yang dapat kita lihat hanyalah jalur cahaya melintang pada skrin. Jalur cahaya atau garisan ini dikenali sebagai garis surih. Frekuensi kelajuan gerakan titik boleh berubah-ubah dengan melaraskan kawalan pesongan.

3.4. Penguat Y Setiap isyarat elektrik yang hendak diuji ukur dengan osiloskop disalurkan

kepada plat Y. Jika isyarat yang hendak diuji, ukur didapati terlalu lemah atau kecil, isyarat ini akan diperbesarkan pada penguat Y. Sebaliknya pula jika isyarat tersebut terlalu kuat atau terlalu besar nilainya yang boleh menyebabkan osiloskop terlampau beban, ia boleh dikurangkan oleh pengecil Y jika plat Y dikenakan pada


punca isyarat ini, titik cahaya akan bergerak dari atas ke bawah dan alur cahaya dalam keadaan memugak dapat dilihat pada skrin.

3.5. KENDALIAN TIUB PANCARAN KATOD Litar penjana pesongan berfungsi menggerakkan titik cahaya merentas

permukaan skrin. Pada masa yang sama juga isyarat yang dimaksudkan ke tiub pancaran katod akan menyebabkan pergerakkan titik cahaya dalam keadaan memugak. Kombinasi kedua-dua tindakan ini akan menghasilkan bentuk sebenar gelombang isyarat yang diuji ukur.Dengan adanya tiub pancaran katod ini, kita dapat mempelajari bentuk-bentuk gelombang dan ukurannya didalam sesuatu litar. Oleh itu osiloskop amat penting dalam kaedah mengesan kerosakan alat-alat elektrik atau elektronik. Bentuk gelombang hendaklah diwujudkan terlebih dahulu di atas skrin sebelum menguji sesuatu litar tanpa bentuk gelombang diatas layar ,pengujian tidak boleh dilakukan.

3.6. KEGUNAAN OSILOSKOP

3.6.1. Titik-titik praktik Kawalan kecerahan termasuk juga suis ON / OFF sepatutnya

dilaraskan serendah yang mungkin apabila terdapat hanya suatu titik sahaja pada layar, jika tidak layar akan terbakar dan boleh menyebabkan kerosakan posfar. Jika dapat, eloklah keluarkan titik dari fokus atau jadikan ia satu garis dengan melarikan asas masa.

3.6.2. Pengukuran voltan Setiap osiloskop mempunyai galangan yang tinggi dan boleh

digunakan sebagai meter volt A.T / A.U, jika bezaupaya yang hendak diukur dikenakan merentasi pangkalan-pangkalan masukan Y. Dengan A.T. , titik ( asas masa dimatikan ) atau garis ( asas masa dihidupkan ) akan dipesongkan menegak, rujuk rajah 2.1 ( a ) dan ( b ). Dengan A.U ( asas masa dimatikan ) titik tersebut bergerak ke atas dan ke bawah menghasilkan satu garis menegak jika gerakannya cukup deras ( rajah 2.1c ).

Apabila kawalan gandaan bagi penguat Y dihidupkan, contohnya 1V / div, pesongkan sebanyak 1 bahagian pada layar akan memberi 1V voltan arus terus. pada kedudukan 0.5V / div pula, masukan Y sebanyak 0.05V akan menghasilkan pesongan sebenar 1 div. Osiloskop juga mempunyai kebolehan mengukur beza upaya ulang-alik pada frekuensi-frekuensi mega hertz yang lebih tinggi.

(a) Voltan A.T (b) Voltan A.T (c) Voltan A.U

(Asas masa dimatikan) (Asas masa dihidupkan) (Asas masa dimatikan)

Rajah 2 : Pengukuran-pengukuran voltan A.T dan A.U


3.7. Pengukuran masa Setiap osiloskop mesti mempunyai satu masa yang tertentukur. Contohnya

1ms/div - titik alur electron tersebut akan mengambil 1 millisaat untuk bergerak dari kiri ke kanan sebayak 1 bahagian , dan jika ia bergerak sebanyak 10 bahagian bermakna titik tersebut akan mengambil 10 milisaat. Kala dan frekuensi sesuatu bentuk gelombang boleh dikirakan dengan cara yang tersebut tadi.

3.8. Paparan bentuk gelombang Voltan arus ulang-alik yang bentuk gelombangnya dikehendaki dikenakan

pada masukan Y dengan asas masa dihidupkan. Apabila frekuensi asas masa adalah sama dengan masukan, satu gelombang yang penuh dipaparkan, jika hanya separuh daripada masukan dipaparkan dua gelombang akan dihasilkan. Lihat rajah 2.2.

3.9. Hubungan Fasa Jika dua gelombang sinus yang mempunyai frekuensi-frekuensi yang sama

dan amplitud-amplitudnya dikenakan terus ke masukan-masukan X dan Y ( asas masa dimatikan ) bentuk-bentuk surihan seperti pada Rajah 2.3 akan diperolehi. Kaedah tersebut dapat digunakan bagi menentukan hubungan fasa antara beza upaya dan arus didalam litar-litar A.U.


3.10. CRT circuit : i. POWER ............................................ 3 Main power switch of the instrument. When this switch is turned on, the LED 2 above the switch is also turned on.

ii. INTEN ............................................ 4 Control the brightness of the spot or trace.

iii. B INTEN ............................................ 15 Semi - fixed potentiometer for aadjusting trace intensity when in B sweep mode.

iv. FOCUS ............................................ 6 For focusing the trace to the sharpest image.

v. ILLUM ............................................ 8 Graticule illumination adjustment

vi. TRACE ROTATION ............................................ 7 Semi-fixed potentiometer for aligning the horizontal trace in parallel with garticule lines.

vii. Bezel ............................................ 35 For installing a camera mount in one - touch operation

viii. Filter ............................................ 36 Blue ilter for ease of waveform viewing. Can be removed in one- touch operation Vertivcal axis :

ix. CH1 (X) input ............................................ 11 Vertical input terminal of CH1. When in X-Y operation, X-axis (abscissa) input terminal


x. CH2 (Y) input ............................................ 18 Vertical input terminal of CH2. When in X-Y operation ,Y-axis (ordinated) input terminal.

xi. AC-GND-DC ............................................ 10 19 Switch for selecting connection mode between input signal and vertical amplifier. AC : AC coupling GND : Vertical amplifier input is grounded and input terminals are

disconnected DC : DC coupling

xii. VOLT/DIV ............................................ 12 16 Select the vertical axis sensitivity, from 5mV/DIV to 5V/DIV with 10 ranges

xiii. VARIABLE ............................................ 13 17 Fine adjustment of sensitivity, with a factor of 1 / 2.5 or over of panel - indicated value. When in the CAL position, sensitivity is calibrate to panel-indicate value. When this knob is pulled out (x5 MAG state), the amplifier sensitivity is mutliplied by 5 times.

xiv. POSITION ............................................ 9 20 Vertical positioning control of trace or spot. VERT MODE Selects operation modes of CH1 and CH2 amplifiers. Also select

internal triggering source signal. CH1 : The osilloscope operates as a signal-channel instrumnet with CH1 alone. The CH1 input signal is used as the internal triggering source signal.

CH2 :The osilloscope operates as a signal - channel instrument with CH2 alone. The CH2 signal is used as the internal triggering source. TV V : 0.5 sec/DIV - 0.1 msec/DIV. TV H : 50µsec/DIV - 0.2µsec/DIV. SLOPE Select the triggering slope + : Triggering occurs when the triggering signal crosses the trriggering level in positive-going direction.- : Triggering occurs when the triggering signal crosses the triggering level in negative-going direction

xv. HOLDOFF ............................................ 21 xvi. LEVEL ............................................ 22 These double knob controls are for holdoff time adjustment and triggering level adjustment. The holdoff time control is used when the signal waveform is complex and stable triggering cannot be attained with LEVEL knob 22 alone. The LEVEL knob is for displaying a synchronized stationary waveform. As this knob is turned in “ → + “ direction, the triggering level moves upward on the displayed waveform ; as the knob is turned “ - ← “ the triggering level moves downward. When set in the LOCK position, the triggering level is automatically maintained at an optimum value irrespective of the signal amplitude (from very small amplitude to large amplitude), requiring no manual adjusment of triggering level.Time Base


xvii. TIME/DIV ............................................ 30 Select the sweep time

xviii. A. TIME/DIV AND DELAY TIME ............................................ 33 Selects the sweep time for the A sweep or the delay time when in the delayed sweep mode.

xix. VARIABLE ............................................ 31 PULL x 10 MAG

Vernier control of sweep time. The sweep time can be made slower by a factor of 2.5 or more of the panelindicated value. The panel-indicated values are calibrated with this knob set in the CAL position.The pulled out position of this knob is for the x10MAG state.

xx. POSITION ............................................ 32 Horizontal positioning control of the trace or spot.

xxi. DELAY TIME POSITION ............................................ 34 Vernier control of the delay time selected by the A TIME/DIV and DELAY TIME switch ti finely select the portion of the A sweep waveform to be magnified.

xxii. SWEEP MODE ............................................ 28 Select the desired sweep mode. AUTO : When no triggering signal is applied or when triggering signal frequency is less then 50Hz, sweep runs in the free run mode. NORM : When no triggering signal is applied, sweep is in ready state and the trace is blanked out. Used primarily for observation of signal of 50Hz or lower. SINGLE : Used for single sweep. PUSH : Operation (one-shot sweep operation), and in common as the reset switch. When the TO three buttons are in the pushed out state, the circuits is in the single sweep mode. RESET The circuit is reset as this button is pressed. When the circuit is reset, the READY lamp 27 turn on. The lamp goes off when the single sweep operation is over.

xxiii. HORIZONTAL DISPLAY ............................................ 29 Select A and B sweep modes sa follow : A : Main sweep (A sweep) mode for general waveform observation. A INT : The sweep mode is used when selecting the section to be magnified of the A sweep, in preparation for delayed sweep. The B sweep section (delayed sweep) corresponding to the A sweep is displayed with high brightness. B : Display the delayed sweep (B sweep) alone. B TRIGD : Select between continuous delay and triggering delay. : For continuous delay. The B sweep starts immediately after the sweep delay time set by DELAY TIME switch 30 and DELAY TIME POSITION knob 34 has elapsed.: For triggered delay. The B sweep starts when the triggering pulse is applied after the sweep delay time set by DELAY TIME switch and DELAY TIME POSITION knob has elapsed. (The triggering signal is used in common for both A sweep and B sweep).Others


xxiv. CAL (Vp-p) ............................................ 1 This terminal delivers the calibration voltage of 2 Vp-p, approximately 1kHz, positive square wave. The output resistance is approximately 2kΩ Explanation of Real Panel

xxv. GND ............................................ 32 Ground terminal of oscilloscope mainframe.

xxvi. Z AXIS INPUT ............................................ 37 Input terminals for external intensity modulation signal.

xxvii. CH1 SIGNAL OUTPUT ............................................ 38 Delives the CH1 signal with a voltage of approximately 100mV per 1 DIV of graticule. When terminated with 50 ohms, the signal is attenuated to about a half. May be used frequency counting, etc.

AC Power Input Circuit xxviii. AC Power Input Connector ............................................ 40 Input connector of the AC power of the instrument. Connect the AC power cord (supplied) to this connector.

xxix. FUSE ............................................ 41 Fuse in the primary circuit of the power transformer.

xxx. STUDS ............................................ 39 Studs for laying the oscilloscope on its back to operate it in the upward posture. Also used to take up the power cord.

4. TACHO GENARATOR DAN TACHOMETER Di dalam kertas penerangan ini akan diterangkan berkaitan dengan meter

pengukuran iaitu tacho generator. Tacho generator digunakan bersama motor elektrik untuk mengukur bacaan kelajuan dan daya kilas sesuatu motor. Daya kilas disini bermaksud daya yang diperlukan untuk memulakan pergerakan bagi sesuatu motor.

Tacho generator ini digunakan bersama multi function machine dan 3 phase pendulum machine untuk membolehkan ianya berfungsi. Tacho generator ini tidak boleh berfungsi dengan sendirinya. Bacaan kelajuan sesuatu daya kilas itu akan diambil pada tacho meter atau control unit. Segala bacaan kelajuan dan daya yang dihasilkan melalui penggunaan tacho generator akan dipaparkan pada tacho meter ini.

Motor yang disambung bersama dengan tacho generator boleh berfungsi dalam dua keadaan iaitu motor dan juga generator. Apabila ia berfungsi sebagai generator , tenaga yang dihasilkan iaitu tenaga mekanikal akan menukar ditukarkan kepada tenaga elektrikal. Manakala apabila sebagai motor, tenaga elektrikal yang dihasilkan akan ditukarkan kepada tenaga mekanikal.

Contoh alat elektronik yang menggunakan motor adalah seperti pencetak, kamera dan lainlain. Manakala alat elektrik yang menggunakan motor adalah mesin pengisar, peti sejuk, mesin jahit elektrik dan beberapa peralatan lain.


4.1. PENGENALAN SETIAP BAHAGIAN

4.1.1. Suis utama - suis ON/OFF untuk kawalan elektronik dan juga bekalan masukan untuk control unit.

4.1.2. LED - 4 digit seven segment digunakan untuk memaparkan kelajuan dan kod error.

• Err 1 - suis off pada ketika pengoperasian 2 sukuan bila mesin elektrik sedang diuji di dalam mod penjana

• Err 2 – mesin elektrik sedang diuji pada pengoperasian suhu lampau • Err 3 – voltan lampau di dalam litar sambungan pada frekuensi

converter • Err 4 – mesin pendulum sedang diuji pada pengoperasian suhu lampau • Err 5 – control unit sedang diuji pada pengoperasian suhu lampau

4.1.3. Punat tekan untuk paparan limit kelajuan ( n stop ) Suis lampau beroperasi diantara kelajuan henti dan kelajuan semasa.

Jika kelajuan henti dipaparkan, lampu akan menyala. Nilai akan berubah dengan menggunakan punat kawalan penambahan (6)

4.1.4. LED – 3 digit seven segment menunjukkan bacaan daya kilas.

4.1.5. Punat tekan untuk paparan limit daya kilas ( Mmax ) Suis lampu beroperasi diantara kelajuan henti dan kelajuan semasa.

Jika kelajuan henti dipaparkan, lampu akan menyala. Nilai akan berubah dengan mengunakan punat kawalan penambahan (6) Jika lampu penunjuk (4) menyala, maksima had suis off (daya kilas mesin > set had daya kilas). M = 0

4.1.6. Tombol pelarasan kawalan (kelajuan @ dayakilas) Kawalan penambahan atau pengurangan nilai merujuk kepada

pelarasan tombol pelarasan.Nilai bacaan bergantung kepada mod yang dipilih (dayakilas atau kelajuan). Nilai bacaan pada control unit hanya boleh dibaca pada satu keadaan

i. Kelajuan tetap - dayakilas bolehubah ii. Dayakilas tetap - kelajuan bolehubah

4.1.7. Operasi 2 sukuan untuk motor sahaja Jika lampu penunjuk menyala control unit akan automatic off bila

mesin elektrik beroperasi dalam sukuan 2 dan sukuan 4 (pengoperasian penjana). Fungsinya melindungi kuasa masukan di mana tidak ada perlindungan pemulihan tenaga, jika mesin elektrik beroperasi dengan menggunakan bekalan kuasa masukan itu.

4.1.8. Punat tekan untuk rekodkan cirri-ciri beban dan tanpa beban Jika pengoperasian dalam mod cirri-ciri beban atau ciri-ciri run-up

aktif, dengan menekan punat tekan (8) maka dengan secara automatic ciri-ciri beban dan run-up akan direkodkan. Jika cirri-ciri beban pada julat


kelajuan, bermula daripada kadar kelajuan seketika dan secara automatic pengoperasian bertukar kelajuan kepada kelajuan henti (3).

4.1.9. Punat tekan M = 0 digunakan untuk memintas pada mana-mana keadaan pengoperasian

Pada mana-mana keadaan pengoperasian boleh dipintas dengan menekan punat tekan (9) pada masa yang sama paparan dayakilas memaparkan OFF.

4.1.10. Suis mod pengoperasian (MODE) Suis lampau kepada pengoperasian seterusnya seketika pada setiap

masa bila punat tekan ditekan. Mod pengoperasian semasa akan dipaparkan dengan paparan LED.

A – ciri-ciri beban Putaran kelajuan dapat dikenalpasti dengan menggunakan punat

tekan kawalan penambahan (6) atau punat luaran (26) ianya konsisten. Beban pada mesin elektrik yang sedang diuji akan dinilai dari segi ciri-ciri kelajuan atau cirri-ciri dayakilas. Ciri-ciri dayakilas dan ciri-ciri kelajuan akan direkodkan dengan menekan punat tekan START (8)

B – ciri-ciri run-up Putaran kelajuan dapat dikenalpasti dengan menggunakan punat

tekan kawalan penambahan (6) atau punat tekan luaran (26) ianya konsisten. Beban pada mesin elektrik yang sedang diuji akan dinilai dari segi ciri-ciri kelajuan atau ciri-ciri dayakilas.Ciri-ciri dayakilas dan ciri-ciri kelajuan akan direkodkan dengan menekan punat tekan.

C – kawalan automatic dayakilas (kawalan dayakilas) Dayakilas dapat dikenalpasti dengan menggunakan punat tekan

kawalan penambahan (6) atau punat tekan luaran (26), ianya konsisten. Beban pada mesin elektrik yang sedang diuji dioperasikan pada nilai beban yang tetap.

4.1.11. Paparan 4 sukuan

SUKUAN JENIS BEBAN ARAH PUTARAN Sukuan pertama pengoperasian motor arah ikut jam Sukuan kedua pengoperasian penjana arah lawan jam Sukuan ketiga pengoperasian motor arah lawan jam Sukuan keempat pengoperasian penjana arah ikut jam

4.1.12. Pengantaramuka berangkaian pc (SERIAL PC) Pengantaramuka ini diasingkan secara elektrik, keluarannya adalah

kelajuan, arus dan dayakilas daripada mesin pendulum 3 fasa 0.1/0.3. Jika soket (17) dan soket (18) disambungkan, had arus dan voltan bekalan yang digunakan oleh mesin dipindahkan.Kawalan daripada unit kawalan juga boleh dibawa keluar menggunakan software CBM10V3.


4.1.13. Pengantaramuka berangkaian control unit Sambungan boleh digunakan daripada unit kawalan ciri-ciri PWM.

4.1.14. Masukan kelajuan digital (TACHO IN) Masukan untuk penyambungan dari penambahan tacho generator

4.1.15. Keluaran kelajuan digital (TACHO OUT) Signal daripada tacho generator disambungkan kepada TACHO IN

4.1.16. Masukan kelajuan analog (TACHO)

4.1.17. Masukan untuk pengukuran had arus daripada mesin yang sedang diuji.

4.1.18. Masukan untuk pengukuran voltan yang sedang diuji

4.1.19. Keluaran kelajuan analog

4.1.20. Keluaran dayakilas analog (M out)

4.1.21. Keluaran PEN-LIFT

4.1.22. Alarm pengawalan untuk suhu daripada motor yang sedang diuji (ALARM)

Masukan ini disambungkan kepada sambungan termal dari mesin elektrik yang sedang diuji. Penyambungan ini digunakan untuk memastikan kawalan pada keadaan tanpa beban lebihan untuk mesin elektrik yang sedang diuji.

4.1.23. Pesanan kesalahan lebihan suhu TEMP ALARM

4.1.24. Punat tekan RESET

4.1.25. Suis INTERNAL ./ EXTERNAL

4.1.26. Masukan kawalan luaran (EXTERNAL)

4.1.27. Soket penyambungan untuk control unit

4.1.28. Masukan daya kilas ( M in ) Masukan ini disambungkan kepada keluaran dayakilas pada mesin

elektrik 3 fasa.


Latihan Jawab semua soalan yang dibawah

1.Terangkan fungsi atau kegunaan multimeter?

2.Nyatakan empat ruang pengukuran yang terdapat dalam sesebuah multimeter? 3.Nyatakan bahagian- bahagian Utama bagi sesebuah multimeter analog? 4.Mengapakah pelarasan 0 Ohm perlu dilakukan sebelum pengukuran nilai rintangan dilakukan? 5.Apakah tujuan pemilih julat di setkan pada nilai yang besar sebelum pengukuran voltan dan arus di lakukan? 6.Apakah yang menyebabkan pesongan songsang belaku pada meter? 7.Apakah yang perlu dilakukan bagi memastikan bacaan yang di tunjukkan oleh jarum penunjuk boleh diambil sebagai nilai sebenar ukuran sesuatu unit?

8. Terangkan fungsi atau kegunaan fungtion generator?

9.Lukiskan dan nyatakan tiga jenis bentuk gelombang yang standard bagi function generator ? 10.Nyatakan bahagian- bahagian Utama bagi sesebuah function generator? 11. Rekaan tiub yang digunakan untuk osiloskop berlainan dengan tiub Televisyen kerana sistempermesongan osiloskop menggunakan pesongan __________________ manakala televisyen menggunakan sistem pesongan elektromagnet. 12. Apakah kegunaan paksi-X dan paksi-Y a.Paksi-X : _______________________________________________________________ b.Paksi-Y : _______________________________________________________________ 13.Terangkan fungsi atau kegunaan tacho generator? 14.Lukiskan dan nyatakan tiga jenis bentuk gelombang keluaran yang standard bagi tacho generator ? 15.Nyatakan bahagian- bahagian Utama bagi sesebuah tacho generator? Nyatakan paparan 4 sukuan beserta jenis beban dan arah putaran.


RUJUKAN : 1.Basic Electronics Van Valkanburgh, Nooger & Neville. Muka surat 30 – 35 990. 2. Asas Elektronik Prof. Madya Salwani Daud Muka surat 23 – 30


KERTAS PENERANGAN

MODUL 2 B05-01-02 ELECTRONIC FUNDAMENTAL

PINDAAN : 0 MUKASURAT 26 B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 26

GROUP CLUSTERING MODULE 2 B05-01-02-LE1 TEST OF PASSIVE COMPONENT

7.01 Test of Passive Component

B05-01-02-LE2 CONFIRM MATCH OF ACTUAL POWER SUPPLY TO RATING OF SYSTEM

3.01 Confirm Match of actual Power Supply to rating of System

B05-01-02-LE3 TEST OF ACTIVE COMPONENT

7.02 Test of Active Component




KERTAS PENERANGAN KOD DAN NAMA KURSUS B05 TEKNOLOGI ELEKTRONIK INDUSTRI

KOD DAN NAMA MODUL B05-01-02 ELECTRONIC FUNDAMENTAL

PENGALAMAN PEMBELAJARAN LE1 TEST OF PASSIVE COMPONENT

NO. TUGASAN BERKAITAN 7.01 TEST OF PASSIVE COMPONENT


TEST OF PASSIVE/ACTIVE COMPONENT AND COMFIRM MATCH OF ACTUAL POWER SUPPLY TO RATING OF SYSTEM USING MULTIMETER, FUNCTION GENERATOR, CAPASITANCE/INDUCTANCE METER, IC TESTER AND ETC. SO THAT THE COMPONENT IS INDENTIFIED, MEASURED AND CONDITION DETERMINED FOR FUNCTIONALITY ACCORDING TO STANDARD SPECIFICATION.


DIAKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :- TEST OF PASSIVE COMPONENT USING MULTIMETER, FUNCTION GENERATOR, CAPASITANCE/INDUCTANCE METER ETC. SO THAT THE COMPONENT IS INDENTIFIED, MEASURED AND CONDITION DETERMINED FOR FUNCTIONALITY


1. TEST OF PASSIVE COMPONENT Kertas penerangan ini adalah bertujuan untuk menerangkan kepada prinsip elektrik.

Pengetahuan dalam prinsip elektrik adalah sangat penting bagi seseorang yang ingin mempelajari segala pekerjaan dan perjalanan sesuatu alat elektronik. Segala kaitan yang berhubung dengan elektrik dan elektronik mempunyai unit-unit, sukatan-sukatan dan lain-lain hal yang berkaitan dengannya.

1.1. PENGENALAN KEPADA ASAS ELEKTRIK

1.1.1. JIRIM Sebarang benda yang boleh dilihat atau digunakan. Ia mempunyai berat dan

boleh mengisi ruang kosong. Terbahagi kepada tiga kumpulan:- • Pepejal - contoh:- kayu, besi, kaca dan lain-lain. • Cecair - contoh:- air, minyak, petrol dan lain-lain. • Gas - contoh :- oksigen, hydrogen dan lain-lain.

1.1.2. UNSUR Semua benda-benda (jirim) terjadi daripada satu atau beberapa unsur. Oleh

itu unsur ialah bahan asas yang menjadikan sesuatu benda. Dianggarkan lebih 100 jenis unsur yang telah diketahui terdapat di permukaan bumi. 92 jenis telah sedia ada dan bakinya dicipta oleh manusia. Contoh:- Hidrogen, Aluminium, Karbon dan lain-lain.

1.1.3. SEBATIAN Jika sesuatu unsur disebatikan atau dicampurkan dengan jenis unsur yang

lain, hasil percampuran ini dinamakan sebatian, mempunyai sifat yang berlainan dengan unsur asal yang belum disebatikan. Contoh :- Unsur gas hydrogen disebatikan dengan unsur gas oksigen, hasilnya ialah ujud sebatian air (H + O2 = H2O)

1.1.4. MOLEKUL Jika dipecahkan atau dikecilkan sesuatu bahan sebatian hingga menjadi

paling halus dan tidak dapat dikecilkan lagi, tetapi jika dipecahkan dan dikecilkan juga ia akan bertukar menjadi unsur.

1.1.5. ATOM Ia merupakan unsur-unsur yang terkecil sekali dan ujud dalam semua benda

atau bahan di persekitaran kita. Contoh:- air, jika dikecilkan menjadi halus, ia bertukar menjadi molekul air, jika molekul air dikecilkan lagi ia bertukar menjadi unsur dan jika unsur ini dikecilkan lagi ia menjadi atom.

1.1.6. PEMBENTUKAN ATOM Setiap atom mempunyai tiga zarah halus yang ada kaitannya dengan arus

elektrik. Jenis-jenis zarah tersebut ialah elektron, proton dan neutron. Proton dan neutron terletak di pusat tengah sesuatu atom. Pusat tengah ini dinamakan nukleus. Elektron pula terletak di luar nukleus. Elektron-elektron ini sentiasa


bergerak mengelilingi nukleus seperti bumi mengelilingi matahari mengikut orbitnya.

1.1.7. PROTON Proton mempunyai bentuk yang lebih kecil daripada elektron iaitu satu

pertiga lebih kecil daripada garis pusat elektron. Ia mempunyai 1840 kali lebih berat daripada elektron. Bilangan proton di dalam sesuatu atom bergantung kepada jenis sesuatu atom. Proton-proton ini terlalu sukar untuk dikeluarkan daripada atomnya. Proton mempunyai cas positif elektrik.

1.1.8. ELEKTRON Elektron mempunyai bentuk atau saiz yang lebih besar daripada proton, ia

ringan daripada proton. Banyaknya bilangan electron di dalam sesuatu atom bergantung kepada jenis atom tersebut. Bilangan elektron di dalam satu atom sama banyak dengan proton. Elektron mempunyai cas negatif elektrik dan ia mudah terkeluar dari atomnya jika ada kuasa atau tenaga yang tertentu menolaknya. Contoh :- Atom hidrogen mempunyai satu elektron, atom karbon mempunyai lapan elektron dan atom tembaga mempunyai 29 elektron.

1.1.9. NEUTRON Walaupun neutron juga satu zarah di dalam atom. Ia tidak mempunyai

sebarang cas. Contoh susunan atom Karbon 6 elektron (-) 6 protom (+) 6 neutron (0)

Rajah 1.1.9 Susunan atom karbon

1.1.10. DAYA ELEKTRIK DALAM ATOM Elektron-elektron tertumpu kepada orbitnya melawan tarikan emparan

melalui daya tarikan elektrik antara proton dalam nukleus dan elektron yang beredar. Daya elektron menarik elektron-elektron ke arah nukleus manakala daya emparan menarik elektron-elektron keluar jauh dari nucleus. Oleh kerana kedua-dua daya ini seimbang, elektron tidak meninggalkan atom atau bersekutu dengan nuklues. Daya elektrik dalam atom adalah mustahak jika tidak atom ini akan bersepai.

1.1.11. ELEKTRONIK TERIKAT Dalam keadaan biasa, daya tarikan di antara proton dalam nuklues dan

elektron bersiarah dalam atom bukan logam adalah cukup kuat untuk kekalkan semua elektron dalam struktur atom. Elektron-elektron yang beredar dalam orbit yang dekat kepada nuklues dan yang beredar jauh dari pusat atom adalah “terikat” kepada atom. Bahan bukan logam terdiri dari atom-atom yang mana bilangan proton dan elektronnya sama banyak dikenali sebagai atom “neutral-berelektrik”.

Nukleus

Elektron

Proton

+ ++


1.1.12. ELEKTRON BEBAS DALAM LOGAM Proton dalam nuklues atom suatu logam mengikat semua elektron normal

kecuali satu dari elektron bersiarah. Contoh :- atom tembaga. Orbit yang terjauh sekali dari nukleus diduduki oleh elektron. Pada satu ketika dalam laluan peredarannya, elektron berada dekat dengan nukleus. Pada suatu ketika yang lain, elektron adalah jauh dari nukleus. Bila kedudukannya jauh dari nukleu\s, ia dibebaskan keluar sebab daya tarikan tidak cukup kuat untuk mengekalkannya dalam orbit. Elektron yang bebas dikenali sebagai “Elektron Bebas”. Tiap-tiap atom yang ia kehilangan satu elektron mempunyai cas positif yang lebih dari satu proton. Atom-atom ini dipanggil “Ion Positif”.

1.1.13. KONSEP MENGECAS CARA MODEN Empat jenis bahan bukan logam yang digunakan dalam ujikaji Franklin telah

memperolehi cas sebab electron-elektron terkeluar dari atom-atom permukaan dari satu bahan dipindahkan ke atom-atom permukaan yang lagi satu, semasa proses menggesek. Atom-atom dari bahan pepejal dalam semua keadaan dan kegunaan adalah terikat kepada tempatnya.

i. Mengecas melalui sentuhan ii. Mengecas melalui aruhan

MENGECAS MELALUI SENTUHAN Ia dilakukan ke atas logam kerana kaedah ini adalah lebih baik bagi tujuan

mengecas. Contoh:- Gunakan batang damar bercas negatif dan sekeping jalur aluminiam kecil yang bersifat neutral, jalur aluminiam ini diikat dengan benang sutera. Sentuhan dibuat di antara batang damar dengan jalur aluminiam. Beberapa elektron akan meninggalkan batang damar dan menuju ke jalur aluminiam. Batang damar akan mempunyai cas negatif yang kurang. Elektron-elektron yang dipindahkan kepada aluminiam akan mengagihkan sesama sendiri dengan sekata ke seluruh permukaan jalur.

MENGECAS MELALUI ARUHAN Batang aluminiam tanpa cas yang diikat dengan benang sutera dan batang

damar yang bercas negatif digunakan, dimana batang damar akan mempengaruhi elektron-elektron bebas yang ada dalam aluminiam, bertindak merentasi ruang yang memisahkan kedua-dua batang tersebut.

1.1.14. MENDISCAS OBJEK YANG TERCAS Jika kedua-dua objek mempunyai cas yang berlainan sama banyak

bilangannya, semua elektron yang sepadan dengan cas negatif kepada badan yang bercas positif dimana elektron-elektron ini akan meneutralkan cas positif.


MENDISCAS MELALUI DAWAI Tindakan mendiscas dua objek yang bercas melalui sentuhan terus adalah mudah. Contoh :- Objek A yang bercas negatif mengandungi lebihan elektron bebas. Objek B yang bercas positif mengandungi kekurangan elektron bebas. Apabila dawai tembaga menyambung A dan B, lebihan elektron bebas pada A yang mengandungi lebihan electron bebas menolak electron-elektron bebas dalam dawai. Dawai itu akan menjadi satu laluan. Elektron bebas dalam dawai akan melakukan daya tarikan. Ketika elektron yang lebih meninggalkan A, jumlah cas negatif berkurangan, ketika elektron-elektron ini pergi ke B, jumlah cas positif berkurangan. Kedua-dua objek ini telah didiscaskan sepenuhnya dan tidak ada pengaliran berlaku pada kedua-dua objek melalui dawai. Pengaliran electron melalui dawai adalah pengaliran sehala iaitu dari negatif ke positif.

1.1.15. MENUNJUKKAN KONSEP MEDAN ELEKTRIK Proses mengecas adalah bererti menyimpan tenaga elektrik. Ruang di

antara dan disekeliling objek tercas dipenuhi dengan tenaga elektrik iaitu tenaga medan elektrik yang bersekutu dengan cas yang terdapat pada objek. Tenaga ini boleh membuat kerja. Contoh:- Ada dua jalur logam yang neutral elektriknya terletak selari dan disimenkan ke atas sekeping kaca. Taburkan serbuk besi ke atas kepingan kaca, gerakan kepingan kaca didapati serbuk besi berada dalam keadaan bertaburan. Ini bererti tidak ada apa-apa berlaku. Buang serbuk besi, letakkan satu plat logam yang kuat cas negatif dan satu lagi cas positif. Taburkan serbuk besi di atas kepingan kaca, didapati satu corak garisan di antara jalur-jalur disekelilingnya. Ini beermakna ada asesuatu berlaku. Corak garisan ini menunjukkan medan elektrik dan tenaga elektrik yang membentukkan medan ini bertindak ke atas serbuk besi dan membariskan serbuk-serbuk tersebut. Daya yang dikeluarkan adalah daya sawat.

1.1.16. URAT DAYA ELEKTRIK Serbuk besi yang ditindakkan oleh tenaga dalam medan elektrik

membariskan serbuk besi di sepanjang urat-urat tenaga. Setiap electron dan proton mempunyai medan elektrik. Medan elektrik terdapat disekeliling cas. Garisan-garisan lurus yang memancar keluar ke semua arah dan bahagian tenaga cas dikenali sebagai urat dayaa elektrik/urat daya. Ia mempunyai arah tindakan juga mengeluarkan daya mengikut arah yang ditunjukkan. Cas positif menunjukkan arah keluar dan menuju ke electron. Sifat urat daya ini ialah urat-urat yang mara ke arah yang sama akan menolak satu sama lain. Sifat yang ketiga ialah urat daya yang menghubungkan cas-cas yang berlainan bersifat seperti gelang getah. Ini bermakna cas yang sama menolak dan cas yang berlainan akan menarik.


Garis elektrik bergerak keluar secara jejari daripada titik positif

Garis elektrik bergerak ke dalam secara jejari daripada cas negatif+

Urat elektrik disekeliling cas yang berlainan

+

Urat elektrik disekeliling cas yang sama

Rajah 1.1.16 Urat Daya Elektrik

1.1.17. TENAGA KEUPAYAAN DAN TENAGA KINETIK Keupayaan ialah ringkasan perkataan tenaga upayaan iaitu tenaga yang

bersekutu dengan kedudukan. Contoh:- Satu benda yang beratnya 5 paun terletak di atas sekeping kaca dan ia terletak di atas meja. Angkat benda berat ini keatas iaitu lebih kurang 6 kaki jaraknya dari kepingan kaca ini, kemudian jatuhkan benda berat ini keatas kepingan kaca. Kepingan kaca akan berkecai. Tenaga yang memecahkan kaca diperolehi dari benda berat yang diangkat dengan melawan tarikan graviti bumi. Tenaga keupayaan diperolehi sewaktu mengangkat benda berat. Bila dijatuhkan benda berat tersebut, ini bermakna tenaga keupayaan telah bertukar ketenaga kinetik/tenaga gerakan. Bila elektron bebas dialihkan dari satu objek dengan cara mengecas dan pindahkan elektron-elektron ini kepada satu objek yang lain. Pemindahan elektron-elektron memerlukan tenaga untuk menentang samada daya tolakan dari daya lain elektron bebas. Elektron-elektron yang dipindahkan ini telah memperolehi tenaga keupayaan. Jika disusun semua elektron-elektron yang dipindahkan ini ke tempat asalnya tenaga keupayaan akan bertukar kepada tenaga kinetik menyebabkan cas-cas yang bergerak boleh membuat kerja.

1.1.18. BEZAUPAYAAN Bezaupayaan ialah suatu keadaan yang menentukan kecenderungan

elektron-elektron bebas bergerak dari suatu tempat ke tempat yang lain. Bila dikumpulkan lebihan elektron bebas pada suatu objek dan ujudkan pada objek lain, ini bermakna kita telah ujudkan bezaupayaan antara dua objek bercas. Satu laluan di antara kedua-dua objek ini ialah elektron-elektron bebas akan bergerak dari jalur negatif ke positif.

1.1.19. ELEKTRON BEBAS BERGERAK Atom-atom yang kekurangan elektron (ion positif) melakukan gerakan ulang-

alik dalam jarak yang terhad dalam tiap-tiap kedudukan yang tetap. Pada semua arah bilangan yang sama banyak bergerak ke satu arah dengan yang beergerak ke arah bertentangan. Bila melakukan gerakan ini, electron bebas masuk dan melanggar satu sama lain. Gerakan ini tidak tentu arah. Untuk mendapatkan arus elektrik gerakan tersebut perlu dikawal. Gunakan seutas dawai untuk menyambungkan kedua-dua jalur logam yang bercas dengan elektrik berlainan. Arah pengaliran elektron ialah dari jalur negatif ke jalur positif. Pergerakan ini terkawal.


1.1.20. PENGALIR Nama yang diberikan kepada kumpulan objek yang luas dimana jumlah arus

elektrik yang mengalir dalam keadaan biasa. Kebanyakan pengalir terdiri daripada logam. Emas/perak adalah yang terbaik, tembaga kedua terbaik dan nikrom tidak begitu baik.

1.1.21. PENEBAT Kumpulan khas bahan-bahan yang membekalkan laluan yang tidak sesuai

untuk elektrik dibawah keadaan biasa. Fungsinya untuk menghalang pengaliran arus. Bahan ini mengandungi sedikit elektron bebas, terdapat sedikit cas yang boleh dihantarkan kesatu titik ke titik yang lain. Arus elektrik tidak boleh mengalir dalam keadaan biasa. Nama lain bagi penebat ialah “dielektrik”. Contoh :- plastik, kaca, mika kertas dan lain-lain.

1.1.22. SEPARUH PENGALIR Kumpulan bahan yang bukan sebagai pengalir yang baik mahupun penebat

yang baik. Digunakan secara meluas iaitu silicon dan germanium. Elemen separuh pengalir seperti Transistor, litar paduan (IC), LED dan sel solar yang membolehkan pengembaraan angkasa dan perhubungan angkasa. Ia juga membolehkan radio saku dan mesin kira-kira elektronik dibuat.

1.1.23. DAYA GERAK ELEKTRIK Sesuatu punca yang mempunyai lebih cas negatfi dipanggil keupayaan

negatif, sementara yang mempunyai cas positif dipanggil berkeupayaan positif. Tekanan tenaga elektrik diantara dua punca berlainan keupayaan dipanggil daya gerak elektrik (d.g.e) dan dinilai dalam unit voltan (V).

1.1.24. ARUS ELEKTRIK D.G.E dan bezaupaya akan menolak cas-cas yang sama dan menarik cas-

cas berlainan dari kekutupan yang sebaliknya. Dengan itu elektron/cas negatif akan tertolak dari punca negatif dan pergi /tertarik kepunca positif. Pergerakan cas-cas negatif ini dipanggil “aliran electron /arus elektrik”.

1.1.25. KESAN ARUS ELEKTRIK Walaupun arus elektrik tidak kelihatan, kewujudannya boleh dikesan.

Semakin banyak jumlah arus, semakin besar pula kesannya.

1.1.26. Kesan Haba Bila arus elektrik mengalir melalui satu pengalir, ia menaikkan suhu badan.

Habanya mungkin terlalu panas dan boleh meleburkan logam. Contoh:- Fius

1.1.27. Kesan magnetic Setiap pengalir yang membenarkan arus mengalir dikelilingi pada semua

dikenali sebagai medan magnetik. Asal medan ini adalah dari elektron yang bergerak dan keamatan medan ini bergantung kepada kekuatan arus.


1.1.28. Kesan kimia Laluan arus elektrik melalui berbagai bendalir boleh menyebabkan

pemecahan bendalir kepada unsur atomnya. Arus elektrik yang mengalir didalam asid dimana logam tertentu dicelupkan boleh menyebabkan penguraian logam itu, ini adalah asas menyadur secara elektrik.

• Kesan geseran

• Kesan cahaya

• Kesan tekanan

1.1.29. DUA JENIS PENGALIRAN ARUS

• Dari punca negatif ke punca positif dipanggil “electron current flow”

• Dari punca positif ke punca negatif dipanggil “conventional current flow”

1.1.30. COULOMB ( C ) – unit bagi cas. Satu jenis cas yang berkumpul sebanyak 6.28 x 10 18 pada suatu tempat,

mempunyai tenaga elektrik sebanyak satu coulomb atau 1 coulomb = 1 ampiar x 1 saat. / Q = I x t

1.1.31. UNIT VOLTAN ( VOLT ) 1 Volt = 1,000mV = 1 coulomb 1 KV = 1,000 V / 103 V / 106 mV 1 MV = 1,000,000 V / 106 1 volt bermakna 1 joule tenaga kerja yang dihasilkan oleh 1 coulomb cas.

1.1.32. UNIT AMPERE ( A) 1 Ampere = 1 coulomb cas mengalir melaui 1 titik dalam masa 1 saat 1 A = 1,000 mA ( 103 mA) = 1,000,000 µA 1 mA = 1,000 µA

1.1.33. LITAR ELEKTRIK Elektrik boleh membuat kerja melalui penggunaan litar elektrik. Ia adalah

gabungan komponen elektrik yang terkawal, membenarkan fungsi tertentu ntuk dilaksanakan. Semua litar elektrik mengandungi:-

Punca voltan • Beban

Salurkan voltan ke komponen, arus akan mengalir melaluinya. Beban ini mungkin sebuah lampu, pembakar roti, motor elektrik, loceng atau sebarang alat yang dikendalikan oleh voltan.

• Pengalir Sambungan antara punca voltan dan beban pengalir yang menyambungkan

beban dengan sumber voltan adalah dawai tembaga. Dalam litar elektrik lengkap,


terdapat satu laluan yang lengkap bagi pengaliran arus, pengalir dari punca negatif sumber voltan kepada beban dan pengalir “balik” dari beban positif bekalan. Sumber voltan dirujuk sebagai “penjana kuasa.”

Rajah 1.1.33

1.2. PENGENALAN KEPADA RESISTOR (PERINTANG) Resistor merupakan komponen yang paling ringkas dan banyak digunakan dalam

pemasangan elektrik dan elektronik. Secara am Resistor digunakan untuk kawalan arus dan penyusut voltan, misalnya untuk lampu pandu, pemula motor pemutar berbelit, kawalan kelajuan motor serta pembahagi voltan atau arus dalam meter analog dan litar-litar elektronik.

1.2.1. RESISTOR (PERINTANG) Resistor ialah komponen yang menghadkan pengaliran arus dalam litar. Ia

juga menghasilkan susutan voltan dan melesapkan tenaga elektrik.1 Ohm (Ω) ditakrifkan sebagai rintangan suatu pengalir jika arus 1 Ampere (A) mengalir melaluinya apabila beza keupayaannya 1 Volt (V). [1Ω = 1V/1A].Resistor sejenis komponen pasif yang kerap digunakan dalam litar di samping komponen-komponen lain. Mempunyai dua punca sambungan luar dan boleh didapati dalam pelbagai bentuk dan saiz. Dua ciri untuk Resistor ialah :

i ) Rintangan ii ) Kadar kuasa Resistor digunakan untuk mengawal atau menghadkan pengaliran arus

dalam litar. Dua kesan yang terjadi apabila arus melalui Resistor ialah : i ) Haba dihasilkan ii ) Voltan susut merentasinya

1.2.2. RESISTANCE (RINTANGAN) Rintangan mempunyai perubahan yang berkadar terus dengan panjang

pangalir (R ∝ l). Ini bermakna, semakin panjang pengalir, maka semakin tinggi rintangannya. Rintangan mempunyai perubahan yang berkadar songsang dengan luas keratan permukaan pengalir. Rintangan juga berubah mengikut perubahan suhu pengalir; mempunyai kadar perubahan terus dalam lingkungan suhu tertentu. Ini bermakna, rintangan tinggi apabila suhu tinggi bagi suatu bahan pengalir. Apabila had ketahanan pengalir tidak dapat menahan suhu yang lebih tinggi, pengalir tersebut akan putus atau binasa. Oleh kerana rintangan bersiri adalah jumlah rintangan-rintangan yang berasingan, rintangan satu dawai yang mempunyai keratan lintangnya sekata adalah berkadar terus dengan panjang.

R ∝ l / A R = P l di mana ; R = rintangan A A = luas permukaan pengalir

mentol

+ - Sumber voltan

beban Sumber voltan

Rajah skematik


l = panjang atau jarak pengalir P=pemalar atau angkatap yang bergantung kepada bahan pengalir yang

dikenali sebagai kerintangan (resistivity)

Faktor-faktor Yang mempengaruhi Rintangan Sesuatu Pengalir Ialah:- • Panjang di antara dua titik – lebih panjang lebih berintangan • Tebal atau luas permukaan – lebih tebal berintangan rendah • Bahan pengalir tersebut dibuat • Suhu – rintangan tinggi apabila suhu tinggi. Rintangan tidak berubah jika

suhu tetap.

Kesan Suhu Pada Rintangan Rintangan bagi pengalir yang tulin bertambah dengan kenaikan suhu. Rt = Ro ( 1 + ∝t) di mana ; Rt = rintangan di suhu berkenaan Ro = rintangan bahan pada suhu 00C l = nilai factor tetap ∝ = angkali suhu t = perbezaan suhu dari 00C Contoh : Satu gelung wayar dengan nilai rintangannya 400Ω di suhu 00C.

Kirakan rintangan barunya apabila suhu menjadi 1000C di mana angkali suhu badan 0.0040C.

Rt = Ro ( 1 + ∝t) = 400Ω (1 + 0.0040C x 1000C) = 560 Ω

1.2.3. KADARAN KUASA (POWER RATING) Kadaran kuasa bagi satu Resistor ialah suatu ukuran kebolehannya

melesapkan haba apabila arus mengalir (I2R). Kadaran kuasa dinyatakan dalam unit Watt. Kepanasan yang berlebihan boleh menyebabkan suatu Resistor itu terbakar atau bagi Resistor karbon boleh menyebabkan rintangannya meningkat melebihi had terima yang normal. Secara praktik, dalam keadaan biasa suatu faktor keselamatan yang sekurang-kurangnya 100% mestilah dibekalkan apabila suatu Resistor dipilih untuk digunakan dalam suatu litar. Selain dari nilai rintangan dan tolerance pada Resistor, power rating adalah satu perkara yang penting. Power rating dipilih dengan teliti kerana Resistor yang mempunyai kuasa rendah mungkin terbakar dan menyebabkan litar rosak. Ini disebabkan arus yang tinggi melaluinya. Saiz dan berat Resistor adalah perkara yang menentukan power rating. Bila power rating kecil, saiz Resistor juga kecil dan Resistor yang bersaiz besar mempunyai kadar kuasa yang tinggi. Voltan Maksima untuk Resistor karbon ialah seperti di bawah :-

• 500 V untuk kadar 1 watt

• 250 V untuk kadar kuasa ¼ watt

• 150 V untuk kadar kuasa 1/8 watt


Kuasa Lesapan (Dissipated) Dalam Resistor Kuasa ini hilang sebagai haba dalam Resistor. Power dilesapkan oleh Resistor bersamaan dengan keluaran arus yang menerusi Resistor darab dengan susutan voltan melintangi Resistor. Perhubungan ini diringkaskan sebagai:- P = VI atau P = I2R atau P = V2R di mana; P = lesapan kuasa oleh Resistor dalam watt V = susutan voltan melintangi Resistor dalam voltan I = arus melalui Resistor dalam ampere

1.2.4. RESISTOR TETAP (FIXED RESISTOR) Empat perkara penting yang perlu diambil kira apabila memilih Resistor ialah

nilai Resistor, had terima, kadar kuasa dan kestabilan. Nilai Resistor didapati daripada kod warna atau kod bercetak pada Resistor tersebut dan disebut sebagai nilai namaan (nilai terkadar). Had terima ialah nilai kelegaan bagi nilai sebenar. Jika satu Resistor dengan nilai namaan sebanyak 100 Ω dan had terima 10 %, Resistor tersebut mempunyai nilai sebenar antara 90 Ω dan 110 Ω.. Lebih kecil nilai had terima maka lebih tepat bacaan nilai Resistor. Kadar kuasa ialah kuasa maksimum yang boleh diterima oleh Resistor tanpa mengalami kerosakan. Jika kadar kuasa dilampaui, Resistor akan rosak disebabkan oleh haba yang berlebihan. Saiz fizikal sesuatu Resistor biasanya berkait rapat dengan kadar kuasa. Kestabilan ialah keupayaan sesuatu Resistor untuk mengekalkan nilai rintangan walaupun suhu sekitar berubah dan umur Resistor bertambah.

Resistor Komposisi Karbon (Carbon Resistor)

Resistor Komposisi Karbon dibuat daripada campuran serbuk karbon dan bahan penebat. Percampuran serbuk ini dimasukkan dan dibalut di dalam bekas plastik. Kedua hujung plastik ditutup dengan bahan logam. Tutup bahan logam ini pula disambung dengan dawai tembaga, tugas dawai tembaga ini ialah sebagai penyambung komponen dengan komponen lain. Nilai rintangan di dalam Resistor ini bergantung kepada percampuran di antara kedua serbuk tersebut. Nilai rintangan biasanya di antara 1Ω - 20 MΩ. Resistor ini mempunyai kestabilan yang bermutu rendah dan rintangannya berubah-ubah mengikut suhu dan beban kuasa yang lesap adalah kecil.


Rajah 1.2.4

Resistor Wayar Berlilit (Wire Wound)

Bahan pengalir yang mempunyai rintangan yang dinamakan Manganin. Dawai Manganin ini dibelit pada penebat seperti Porcelin dan Simen. Lilitan dawai ini disapu atau dilapik dengan bahan penebat seperti plastik atau seramik. Kedua-dua hujung logam ini dilekat dengan tutup logam dan dilekatkan pada satu dawai yang dipanggil punca/terminal. Punca ini digunakan sebagai penyambung komponen dengan komponen yang lain. Nilai rintangannya berubah mengikut berapa banyak lilitan dawai Manganin di dalam Resistor tersebut. Oleh kerana Manganin memberi rintangan yang paling sedikit kepada pengaliran arus elektrik, maka nilai rintangan untuk Resistor ini kurang dari 1Ω. Pekali bagi suhu rintangan ini adalah rendah, menjadikan rintangannya sentiasa malar dengan perubahan suhu. Oleh itu Resistor wayar berlilit mempunyai ciri-ciri kestabilan yang paling baik.

Rajah 1.2.4

Resistor Saput Karbon (Carbon-Film Resistor) Resistor Saput Karbon dibuat daripada karbon keras yang dimasukkan dalam satu rod seramik. Rintangan yang diperlukan diperolehi melalui pemotongan jejak-jejak lingkaran melalui saput tersebut. Kestabilan Resistor ini lebih baik dari jenis komposisi karbon.


Rajah 1.2.4

Resistor Saput Logam (Metal Film Resistor) Resistor Saput Logam ini adalah gabungan ciri-ciri stabil jenis wayar berlilit dengan jenis saput karbon yang diubahsuai dan dipermudahkan. Satu saput nipis sebatian platinum-emas disalutkan ke atas tiub kaca atau plit. Nilai rintangannya dilaras dengan mengukir jejak-jejak lingkaran melalui saput tersebut.

Resistor Saput Simen (Cement Film Resistor)

Mempunyai lapisan karbon di atas substrate ceramic. Tujuannya adalah untuk mendapatkan nilai rintangan yang lebih tepat dan kestabilan yang tinggi.

1.2.5. RESISTOR BOLEH UBAH (VARIABLE RESISTOR) / RESISTOR BOLEH LARAS (ADJUSTABLE RESISTOR)

Resistor boleh ubah ialah Resistor yang boleh diubah nilai rintangannya

dengan menggerakkan sesentuh di atas elemen Resistor. Resistor boleh ubah digunakan pada litar yang memerlukan perubahan arus dan voltan.

Reostat Reostat merupakan Resistor berubah yang mempunyai dua terminal. Terminal ini digunakan untuk melaraskan nilai arus dalam sesuatu litar. Disambung bersiri dengan beban dan punca bekalan.

Potentiometer (Meter Upaya) Pontentiometer ialah suatu pembahagi voltan yang boleh berubah dengan menggunakan tiga terminal. Pontentiometer digunakan dalam litar untuk mendapatkan pembahagi voltan yang diperlukan oleh litar itu.


Rajah 1.2.5

Preset Rintangan dalam Resistor jenis ini boleh disetkan dari suatu nilai yang dikehendaki hingga kepada kadar nilai rintangannya. Binaan luarnya lebih kecil berbanding dengan Resistor boleh laras yang lain.

Rajah 1.2.5


1.2.6. SIMBOL RESISTOR a. Kepiawaian DIN b. Kepiawaian ASA a. Kepiawaian DIN b. Kepiawaian ASA Simbol Resistor Tetap Simbol Reostat

a. Kepiawaian DIN b. Kepiawaian ASA

Rajah 1.2.6 Simbol Pontentiometer dan Preset

Rajah 1.2.6 Bentuk Dan Binaan Resistor Tetap

1.2.7. RESISTOR KHAS (SPECIAL RESISTOR) Resistor biasa seperti mana yang telah dibincangkan sebelum ini merupakan

peranti yang linear, iaitu nilai arus / voltan berubah sekadar dengan perubahan rintangan. Walaubagaimanapun tidak semua jenis Resistor bersifat linear. Jenis Resistor ini tergolong dalam jenis Resistor khas.

Rajah 1.2.7 Ciri-Ciri Volt-Ampere Bagi Linear Resistor

+ I R -V + V - I


Varistor / Voltage Dependent Resistor (VDR)

Varistor ialah peranti rintangan tidak lelurus. Rintangan varistor bergantung kepada voltan yang dikenakan. Rajah di bawah menunjukkan simbol dan lengkuk ciri Metal-Oxide Varistor. Ia menunjukkan varistor memberi nilai rintangan yang tinggi di antara satu julat nilai – V dan + V. Metal-Oxide Varistor biasanya digunakan untuk melindungi peralatan daripada voltan lebihan (voltage surges).

Rajah 1.2.7 Simbol Dan Lengkok Ciri Metal-Oxide Varistor

Thermistor

Thermistor ialah peranti rintangan tidak lelurus. Thermistor direka dengan sifat-sifat yang amat sensitif terhadap perubahan suhu. Terdapat dua jenis Thermistor iaitu “Negative Temperature Coefficient Resistor” di mana nilai rintangan berkurangan apabila suhu meningkat dan digunakan dalam peralatan sistem kawalan cuaca, sistem geganti, alat mengukur dan lain-lain. “Positive Temperature Coefficient Resistor” pula digunakan di mana nilai rintangan bertambah dengan pertambahan suhu yang digunakan pada litar kawalan pemanas.

Rajah 1.2.7 (S) Simbol Dan Lengkok Rintangan-Suhu

1.2.8. KOD WARNA RESISTOR Terdapat tiga cara dalam mengenali nilai-nilai rintangan pada satu-satu

Resistor iaitu:- i. Kod Jalur Warna ii. Kod Bercetak (Nombor Resistor) iii. Kod “Body-End-Dot”

+ I

+V

- I

- V

t°

Rintangan, Ω

Suhu, C


Kod Jalur Warna Resistor jenis karbon dan filem logam mempunyai kod warna untuk pengenalan nilainya. Ia adalah sejenis komponen pasif yang banyak terdapat di dalam alat-alat seperti radio, kaset, televisyen, kamera video, siren dan sebagainya. Terdapat 4 dan 5 jalur warna yang mempunyai nilai-nilai tersendiri dan hasil gabungan warna-warna tersebut adalah nilai Resistor sebenar. Dalam sistem ini warna adalah dalam bentuk jalur pada badan Resistor. Bacaannya diambil dari hujung ke bahagian tengah. Pada hujung Resistor memberikan digit pertama, jalur kedua ialah digit kedua, jalur ketiga ialah pendarab dan jalur keempat ialah had terima (tolerance).

Rajah 1.2.8 Jadual Kod Warna

Warna Ketiga : Faktor Pendarab

Warna Keempat : Memberikan peratus had-terima (jika ada)

Warna Pertama : Nilai Angka Pertama

Warna Kedua : Nilai Angka Kedua

WARNA JALUR 1 JALUR 2 JALUR 3 JALUR 4

Hitam (Black) 0 0 1 (100) -

Coklat (Brown) 1 1 10 (101) 1 %

Merah (Red) 2 2 100 (102) 2 %

Jingga (Orange) 3 3 1000 (103) 3 %

Kuning (Yellow) 4 4 10000 (104) 4 %

Hijau (Green) 5 5 100000 (105) -

Biru (Blue) 6 6 1000000 (106) -

Unggu (Violet) 7 7 10000000 (107) -

Kelabu (Grey) 8 8 100000000 (108) -

Putih (White) 9 9 1000000000 (109) -

Emas (Gold) - - 0.1 5 %

Perak (Silver) - - 0.01 10 %

Tiada Warna (No Colour) - - - 20 %


Contoh 1 :-

Merah Unggu Coklat Perak

2 7 x 10 ±10 %

Nilai Resistor di atas ialah 270 Ohm lebih atau kurang daripada 10%. Oleh kerana itu nilai Resistor ini ialah di antara 270 Ohm + (10% dari 270 Ohm) dan 270 Ohm – (10% dari 270 Ohm), atau di antara 270 + 27 Ohm dan 270 – 27 Ohm. Nilai sebenarnya yang boleh digunakan ialah di antara 243 dan 297 Ohm.

Contoh 2 :- Jalur Warna Nilai 1 Kuning 4 2 Unggu 7 3 Merah x 100 4 Emas ± 5 % Nilai Resistor di atas ialah 4700 Ohm lebih atau kurang dari 5%. Nilainya ialah 4.7 Kilohms ± 5%. Contoh 3 :- Jalur / Warna pertama : Merah = 2 Jalur / Warna kedua : Hijau = 5 Jalur / Warna ketiga : Kuning = x 10000 Jalur / Warna Keempat : Tiada Warna = ± 20 % Oleh itu, nilai Resistor = 25 x 10000 = 250000 ± 20 % atau 250 KΩ ± 20 % Oleh kerana jalur keempat tiada warna maka nilai rintangan yang sebenar

boleh jadi lebih atau kurang 20% dari nilai 250 KΩ.

Contoh 4 :- Jalur / Warna pertama: Coklat = 1 Jalur / Warna kedua : Hitam = 0 Jalur / Warna ketiga : Merah = x 100 Jalur / Warna keempat: Emas = ± 5% Oleh itu, nilai Resistor = 10 x 100 ± 5% = 1000 ± 5% atau 1KΩ ± 5%


Oleh kerana jalur keempat emas maka nilai rintangan yang sebenar boleh jadi lebih 5% lebih dan 5% kurang daripada 1KΩ atau 1000 x 5/100 = 50, iaitu di antara 950 Ω hingga 1050 Ω

Jalur kelima

Dalam sesebuah Resistor yang menggunakan kod warna mungkin terdapat jalur yang kelima. Jalur kelima digunakan untuk menjangka kegagalan bagi setiap seribu jam dalam penggunaannya yang didasarkan pada ujikaji ke atas Resistor. Kod warna tersebut adalah disenaraikan dalam Jadual di bawah.

Rajah 1.2.8 Jadual Jalur Kelima

Contoh 1 :- Warna pertama : Merah = 2 Warna kedua : Hijau = 5 Warna ketiga : Kuning = 4 Warna Keempat : Merah = x 100 Warna Kelima : Jingga = ± 0.01 %

Oleh itu, nilai Resistor = 254 x 100 ± 0.01%= 25400 ± 0.01% atau 25.4 KΩ ± 0.01%

Oleh kerana nilai rintangan yang sebenar boleh jadi lebih atau kurang 0.01 % dari nilai 25.4 KΩ

1.2.9. Kod Bercetak (Nombor Resistor) Sesetengah Resistor yang bersaiz besar atau yang berkuasa tinggi

menggunakan kod-kod nombor tertentu bagi menunjukkan nilai Resistor tersebut. Kod nombor ini dicetak pada badan Resistor itu sendiri. Kebiasaannya menggunakan rangkaian dan huruf seperti 2R7K, 3R3K, 4R7K dan sebagainya.

Berikut adalah tanda pengenalan bagi kod bercetak :- a. Huruf Dan Nilainya b. Huruf Dan Nilai Had Terima (Tolerance)

WARNA PERATUS KEGAGALAN PERSERIBU JAM

Coklat 1

Merah 0.1

Jingga 0.01

Kuning 0.001

Warna Ketiga : Nilai Angka Ketiga Warna Keempat :

Faktor Pendarab

Warna Kelima : Memberikan peratus had-terima (jika ada)

Warna Pertama : Nilai Angka Pertama

Warna Kedua : Nilai Angka Kedua


R bermaksud x 1 J = ± 5 % K bermaksud x 103 K = ± 10 %

M bermaksud x 106 M = ± 20 %

Contoh 1 :- Nilai bagi Resistor di atas ialah

= 2 R 7 K = 2.7 x 1 ± 10 % = 2.7 Ω ± 10 %

Rajah 1.2.9

1.2.10. Kod “Body-End-Dot”

• Sistem ini menggunakan tiga kod warna iaitu:-

• Satu warna pada keseluruhan badan Resistor

• Warna kedua pada hujung badan Resistor

• Warna ketiga adalah sebagai titik (dot) di bahagian tengah badan Resistor

Untuk mengetahui nilai rintangan ialah warna pada badan memberikan digit pertama, warna pada hujung badan Resistor memberikan digit kedua dan dot memberikan bilangan kosong mengikut nombor pertama dan kedua. Fungsi dot ini dipanggil pendarab (multiplier). Sila rujuk jadual kod warna.

Rajah 1.2.10 Contoh 1 :-

Warna-warna yang terdapat ialah kuning pada badan, merah pada hujung badan dan

coklat pada dot. Bacaannya ialah 420 Ω.

Warna Badan : Angka bernilai pertama. Warna Hujung Emas dan Perak sebagai warna keempat memberikan peratus Had-terima

Warna Hujung : Angka bernilai kedua

Warna Titik : Pendarab


Contoh 2 :- Warna-warna yang terdapat ialah hijau pada badan, biru pada hujung badan dan

oren pada dot. Bacaannya ialah 56 KΩ.

1.3. PENGENALAN KEPADA LITAR ASAS Pengetahuan dalam prinsip elektrik adalah sangat penting bagi seseorang yang

ingin mempelajari segala pekerjaan dan perjalanan sesuatu alat elektronik. Segala kaitan yang berhubung dengan elektrik dan elektronik mempunyai unit-unit, sukatan-sukatan dan lain-lain hal yang berkaitan dengannya.

1.3.1. LITAR ASAS Litar asas mengandungi punca voltan, pengalir, suis dan beban. Rajah 1

menunjukkan contoh litar asas. Punca voltan mempunyai daya gerak elektrik yang mewujudkan beza upaya merentasi beban supaya arus dapat mengalir dalam litar apabila suis ditutup. Contoh punca voltan ialah sel kering.Pengalir merupakan penyambung bagi tamatan komponen dalam litar untuk menyediakan satu laluan bagi arus daripada punca voltan ke beban apabila suis ditutup. Laluan seperti ini dikenali sebagai litar tertutup. Apabila suis dibuka, nilai rintangan litar adalah infiniti. Oleh itu, arus tidak dapat mengalir melalui litar dan litar ini dikenali sebagai litar terbuka. Rajah 2 menunjukkan contoh litar terbuka. Dalam beban, tenaga elektrik ditukar kepada bentuk tenaga lain seperti cahaya, haba, bunyi dan sebagainya. Contoh beban ialah perintang, mentol dan sebagainy

1.3.2. HUKUM OHM

Hukum Ohm menyatakan bahawa arus elektrik (I), yang mengalir melalui suatu perintang (R) adalah berkadar terus dengan beza upaya (V) yang merentasi perintang ini dengan syarat, suhunya adalah tetap.

V α I Oleh itu ; Hukum Ohm ialah V / I = pemalar di mana pemalar adalah rintangan (R).

suis

Pengalir Beban Arus

Punca Voltan

+ _

suis

Pengalir Beban Arus

Punca Voltan

+ _

Rajah 1.3.1 : Litar Asas Rajah 1.3.1 : Litar Terbuka


Formula untuk Hukum Ohm bagi mencari :-

i) Arus I = V / R , unit dalam Ampere (A)Ω ii) Voltan V = I x R , unit dalam Volt (V) iii) Rintangan R = V / I , unit dalam Ohm (Ω)

Contoh 1 : Beza upaya yang merentasi suatu beban ialah 12 V dan arus yang mengalir melaluinya ialah 0.4 A. Berapakah nilai rintangan beban tersebut ? Penyelesaian : Diberi : V = 12 V, I = 0.4 A Formula R = V / I = 12V / 0.4 A = 30 Ω Contoh 2 : Hitungkan arus yang mengalir melalui beban 10 Ω jika sebuah bateri 2 V

disambung merentasinya.

Penyelesaian : Diberi : V = 2 V, R = 10 Ω Formula I = V / R = 2V / 10 Ω = 0.2 A Contoh 3 : Arus 6mA mengalir melalui perintang 20 KΩ. Hitungkan beza upaya yang merentasinya ? Penyelesaian : Diberi : I = 6mA = 6 x 10-3 A R = 20 KΩ = 20 x 103Ω

V

I R


FormulaV = I x R = (6 x 10-3 A) x (22 x 103) Ω = 120 V

1.3.3. JENIS-JENIS LITAR LITAR SIRI Litar siri ialah litar yang mengandungi dua atau lebih komponen yang disambung bersiri. Dalam litar ini, arus mempunyai satu laluan sahaja. Nilai arus yang mengalir melalui semua komponen dalam litar adalah sama. Nilai beza upaya merentasi setiap komponen bergantung kepada rintangan masing-masing. Dalam Rajah 3, arus I adalah sama untuk setiap perintang.

Menurut Hukum Ohm : V1 = IR1, V2 = IR2 dan VT = IRT Jumlah beza upaya : VT = V1 + V2 ..... Jumlah rintangan litar : RT = R1 + R2 .....

Rajah 1.3.3 : Litar Siri

Contoh : Berpandukan Rajah 1.3.3 (V) ; Jika diberi R1 = 20 Ω, R2 = 30 Ω dan VT = 5 V, tentukan : Jumlah rintangan, RT Arus (I) yang mengalir dalam litar Beza upaya V1 dan V2 Penyelesaian : Diberi R1 = 20 Ω, R2 = 30 Ω dan VT = 5 V Formula : RT = R1 + R2 Oleh itu, jumlah rintangan RT = 20 Ω + 30 Ω = 50 Ω

ii. Formula : I = VT / RT Oleh itu, jumlah arus I = 5 V / 50 Ω = 0.1 A

+ _

I

R1 I

R2

V1

V2

VT


iii. Formula : V1 = I x R1 Oleh itu, jumlah beza upaya V1 = 0.1 A x 20 Ω = 2 V Formula : V2 = I x R2 Oleh itu, jumlah beza upaya V2 = 0.1 A x 30 Ω = 3 V

LITAR SELARI

Litar selari mempunyai dua atau lebih komponen disambungkan merentasi punca voltan yang sama. Nilai beza upaya yang merentasi setiap cabang adalah sama. Nilai arus melalui setiap cabang bergantung kepada nilai rintangan cabang masing-masing. Rajah 1.3.3 (W) menunjukkan dua perintang R1 dan R2 yang disambung secara selari. Arus yang mengalir melalui perintang R1 ialah I1 dan arus yang melalui perintang R2 ialah I2.

Jumlah arus IT yang mengalir daripada punca voltan sama dengan jumlah arus I1 dan I2

Jumlah arus : IT = I1 + I2

Jumlah beza upaya adalah sama merentasi semua cabang : VT = V1 = V2 .....

Rajah 1.3.3 (W) : Litar Selari Jumlah rintangan litar :

1/RT = 1/R1 + 1/R2 .....

Contoh : Berpandukan Rajah 4 ; Jika diberi dua perintang R1 = 5 Ω, R2 = 20 Ω dan VT = 10 V, hitungkan : Jumlah rintangan, RT Jumlah arus (I) yang mengalir daripada punca voltan Arus yang mengalir dalam setiap perintang Penyelesaian : Diberi R1 = 5 Ω, R2 = 20 Ω dan V = 10 V i.Formula : 1/RT = 1/R1 + 1/R2 Oleh itu, jumlah rintangan 1/RT = 1/5 Ω + 1/20 Ω = (4 + 1) / 20 Ω = 5 / 20 Ω = 1 / 4 Ω = 4 Ω

+ _

I1

R1 V

I2

R2

IT


ii. Formula : IT = V / RT

Oleh itu, jumlah arus IT = 10 V / 4 Ω = 2.5 A iii. Formula : I1 = V / R1 Oleh itu, jumlah arus I1 = 10 V / 5 Ω = 2 A iv. Formula : I2 = V / R2 Oleh itu, jumlah arus I2 = 10 V / 20 Ω = 0.5 A

LITAR SIRI – SELARI

• Biasanya, litar siri dan litar selari digabungkan bersama. Kombinasi litar siri dan litar selari dikenali sebagai litar siri-selari. Untuk mendapatkan nilai jumlah rintangan setara litar siri-selari, langkah berikut boleh diikuti :-

• Kenal pasti kumpulan perintang yang bersiri dan selari

• Gunakan formula untuk menentukan nilai setara rintangan siri dan rintangan selari

• Gabungkan rintangan siri dan rintangan selari untuk mendapatkan nilai jumlah rintangan (RT)

Rajah 1.3.3 (A) Rajah 1.3.3 (B)

Contoh : Hitungkan nilai jumlah rintangan bagi litar Rajah 1.3.3 (X) Penyelesaian : Rajah 5 (a) : Diberi R1 = 2 Ω, R2 = 2 Ω, R3 = 4 Ω dan R4 = 4 Ω Formula : RT = RTA + RTB 1/RTA = 1/R1 + 1/R2

RTB

R3

RTA

R1

RT

R3 R4 R5

RT

R1 R2RTA

RTB


Rintangan setara : RTA = (R1 x R2) / (R1 + R2) RTA = (2 x 2) / (2 + 2) = 1 Ω 1/RTB = 1/R3 + 1/R4 Rintangan setara : RTB = (R3 x R4) / (R3 + R4) RTB = (4 x 4) / (4 + 4) = 2 Ω Maka, jumlah rintangan RT = RTA + RTB = 1 Ω + 2 Ω = 3 Ω Merujuk Rajah 1.3.3 (B) : Diberi R1 = 3 Ω, R2 = 3 Ω, R3 = 1 Ω, R4 = 2 Ω dan R5 = 3 Ω Formula : 1/RT = 1/RTA + 1/RTB RTA = R1 + R2 = 3 Ω + 3 Ω = 6 Ω RTB = R3 + R4 + R5

= 1 Ω + 2 Ω + 3 Ω = 6 Ω Maka, jumlah rintangan RT = (RTA x RTB) / (RTA + RTB) = (6 x 6) / (6 + 6) Ω = 3 Ω

1.3.4. HUKUM KIRCHOFF Terdapat juga litar yang tidak boleh diselesaikan dengan menggunakan

Hukum Ohm. Kaedah lain boleh digunakan untuk mencari nilai kuantiti dalam litar asas ialah dengan menggunakan Hukum Kirchoff.

Menurut Hukum Kirchoff :- Pada sebarang simpang dalam suatu litar, jumlah algebra arus yang masuk

dan keluar adalah sifar. Hukum ini dikenali sebagai Hukum Arus Kirchoff (Hukum Kirchoff Pertama).

Untuk sebarang laluan tertutup dalam suatu litar, jumlah algebra voltan punca dan voltan yang susut pada beban adalah sifar. Hukum ini dinamakan sebagai Hukum Voltan Kirchoff (Hukum Kirchoff Kedua).

1.3.5. HUKUM ARUS KIRCHOFF Pada suatu titik simpang, arus masukan adalah sama dengan arus keluaran

litar.


Rajah 1.3.5 : Hukum Kirchoff Pada rajah 1.3.5 :

I1 + I2 = I3

Atau jumlah algebra arus pada titik simpang ialah sifar iaitu :- I1 + I2 - I3 = 0

Jika arus masukan I1 = 3 A dan I2 = 6 A, maka arus keluaran I3 = 3 A + 6 A = 9 A Contoh A : Hitungkan nilai I5 dalam Rajah 7. Diberi I1 = 2 A, I2 = 4 A, I3 = 6 A, I4 = 5 A. Formula : I1 + I2 + I3 = I4 + I5 Oleh itu ; I5 = I1 + I2 + I3 – I4 I5 = 2 A + 4 A + 6 A – 5 A I5 = 7 A

Rajah 1.3.5 : Contoh A

1.3.6. HUKUM VOLTAN KIRCHOFF Dalam litar tutup, jumlah voltan punca adalah sama dengan jumlah voltan

yang susut pada beban. Daripada Rajah 8, E = V1 + V2 + V3 atau jumlah algebra voltan punca dan voltan yang susut pada beban adalah sifar iaitu : E - V1 - V2 - V3 = 0.

Contoh 1 :- Daripada Rajah 8, jika E = 9 V, R1 = 15 Ω, R2 = 25 Ω dan R3 = Ω. Formula : RT = R1 + R2 + R3 Oleh itu, jumlah rintangan : RT = 15 Ω + 25 Ω + 5 Ω. RT = 45 Ω Daripada Hukum Ohm : I = E / RT

I1 = 3 A Masuk ke

I2 = 6 A Masuk ke

I3 = 9 A Keluar dari

Titik simpang

I2 = 4 A

I2 = 2 A

I3 = 6 A

I5 = ?

I4 = 5 A


+ _

I

Susut Voltan V1 = 3 V

R1 = 15 Ω Susut Voltan

V2 = 5 V

Susut Voltan V3 = 1 V

R2 = 25 Ω

R3 = 5 Ω

Voltan Punca E = 9 V

I = 9 V / 45 Ω I = 0.2 A Oleh itu, susutan voltan, V1 = 0.2 A X 15 Ω = 3 V V2 = 0.2 A X 25 Ω = 5 V V3 = 0.2 A X 5 Ω = 1 V Maka jumlah algebra susutan voltan ialah V1 + V2 + V3 = 3 V + 5 V + 1 V = 9 V Nilai susut voltan ini adalah sama dengan nilai voltan punca.

Rajah 1.3.6 : Contoh 1

Contoh 2 :- Tentukan nilai arus I1, I2 dan I3 dalam litar Rajah 9, jika E1 = 12 V, E2 = 6 V,

R1 = 4 Ω, R2 = 2 Ω dan R3 = 4 Ω.

Rajah 1.3.6 : Contoh 2

Daripada Rajah1.3.6, jika V1 = 12 V, V2 = 6 V, R1 = 4 Ω, R2 = 2 Ω dan R3 = 4 Ω. Formula : V = IR Menggunakan Hukum Voltan Kirchoff untuk gelung ABEFA dan gelung

CBEDC.

R2 = 2 Ω

R3 = 4 R1 = 4 Ω

+ _

I1

V1 = 12 V + _

I2

V2 = 6

I3

A B C

E D F


Gelung ABEFA Voltan punca = jumlah algebra susut voltan V1 = I1R1 + I3R2 --------------------(1) 12 = 4(I1) + 2(I3) Gelung CBEDC Voltan punca = jumlah algebra susut voltan V2 = I2R3 + I3R2 --------------------(2) 6 = 4(I2) + 2(I3) menggunakan Hukum Arus Kirchoff pada titik simpang B : I1 + I2 = I3 --------------------(3) Gunakan persamaan (1), (2) dan (3) untuk mendapatkan I1, I2 dan I3 Didapati, I1 = 1.875 A I2 = 0.375 A I3 = 2.250 A

1.3.7. KUASA DALAM LITAR Kuasa (P) ialah kadar melakukan kerja. Unit untuk kuasa ialah watt (W).

Satu watt ialah kadar kerja satu joule yang dilakukan dalam satu saat. Kelesapan kuasa merentasi perintang ialah ;

P = IV P = V2 / R P = I2R

1.3.8. KUASA DALAM LITAR BERSIRI Dalam Rajah 10, kelesapan kuasa pada R1 ialah P = IV1 dan kelesapan

kuasa pada R2 ialah P2 = IV2 maka jumlah kelesapan kuasa untuk litar bersiri ialah :

PT = P1 + P2 + P3 + …….…+ Pn = IV1 + IV2 = I(V1 + V2) daripada hukum Voltan Kirchoff, E = V1 + V2 PT = IV


Rajah 1.3.8 : Kuasa Dalam Litar Bersiri Contoh 1 : Dalam Rajah 10, R1 = 22 Ω, R2 = 28 Ω dan V = 100 V, hitungkan (i) arus, (ii)

jumlah kuasa. Penyelesaian : Diberi : R1 = 22 Ω, R2 = 28 Ω dan V = 100 V Formula : I = V / R Oleh itu, arus I = V / (R1 + R2) I = 100 V / (22 + 28) Ω = 2 A Daripada formula, PT = IV Oleh itu, jumlah kuasa PT = 2 A x 100 V = 200 W

1.3.9. KUASA DALAM LITAR SELARI Merujuk pada Rajah 11, dua perintang R1 dan R2 disambung secara selari

dengan punca voltan E. Kelesapan kuasa dalam litar ialah : PT = P1 + P2 = I1V + I2V Jika nilai R1 dan R2 diberi, mengikut Hukum Ohm, I = V / R, maka I1 = V / R1 dan I2 = V / R2

Daripada Hukum Arus Kirchoff, I = I1 + I2 Maka PT = (I1 + I2)V = IV

+ _

R1

R2

V1

V2

V

I

+ _

I1

R1 V

I2

R2

I


Rajah 1.3.9 : Kuasa Dalam Litar Selari Jika nilai R1 dan R2 diberi, mengikut Hukum Ohm, I = V / R, Oleh itu I1 = V / R1 dan I2 = V / R2 Maka PT = V2 [(1/R1) + (1/R2)] Contoh 1 : Dalam Rajah 11, V = 100 V, R1 = 22 Ω dan R2 = 28 Ω, hitungkan jumlah

kuasa dalam litar. Penyelesaian : Diberi : V = 100 V, R1 = 22 Ω dan R2 = 28 Ω PT =ITV = 8.12 x 100 = 812 W atau formula : PT = V2 [(1/R1) + (1/R2)] = 812 W Formula : I1 = V / R1 = 100 V / 22 Ω = 4.55 A Formula : I2 = V / R2 = 1002 [(1/22) + (1/28)] = 100 V / 28 Ω = 3.57 A Maka : IT = I1 + I2 = 4.55 + 3.57 = 8.12 A

1.3.10. KUASA DALAM LITAR SIRI-SELARI Bagi menentukan jumlah kuasa dalam litar siri-selari langkah berikut boleh diikuti :

• Kenalpasti kumpulan perintang yang bersiri dan selari

• Gunakan formula RT = R1 + R2 dan 1/RT = 1/R1 + 1/R2 untuk menentukan rintangan siri atau rintangan selari

• Tentukan arus atau beza upaya merentasi setiap kumpulan perintang tersebut.


• Hitung kuasa bagi setiap kumpulan perintang.

• Gabungkan nilai kuasa bagi setiap kumpulan untuk mendapatkan nilai jumlah kuasa dalam litar

Rajah 1.3.10 : Kuasa Dalam Litar Siri-Selari Rajah 12, menunjukkan litar siri-selari : R1 dan R2 disambung bersiri, maka RTA = R1 + R2 RTA dan R3 disambung selari, maka RTB = (RTAR3) / (RTA + R3)

= [ (R1 + R2) R3 ] / [ R1 + R2 + R3 ] Daripada formula P = E2 / R Maka persamaan jumlah kuasa dalam litar mengikut sebutan E, R1, R2 dan R3 ialah P = E2 / RTB = E2 [ (R1 + R2 + R3) ] / [ R3 (R1 + R2) ] Jika R1 = R2 = R3 = R PT = [ E2 (3R) ] / [ R (2R) ] = 3E2 / 2R

+ _

R3 E

R1

R2

RTA RTB


Rajah 1.3.10 : Kuasa Dalam Litar Siri-Selari Dalam Rajah 1.3.10, R1 dan R2 disambung secara selari Maka, RTA = (R1R2) / (R1 + R2), Perintang R3 dan RTA adalah bersiri Maka, RTB = RTA + R3 = (R1R2) / (R1 + R2) + R3 = [ (R1R2) + (R2R3) + (R3R1) ] / [ R1 + R2 ] Oleh itu, PT = E2 / RTB = [ E2 ( R1 + R2 ) ] / [ (R1R2) + (R2R3) + (R3R1) ] Jika R1 = R2 = R3 = R PT = E2 (2R) / 3 (R2 ) = 2 E2R / 3 R2 = 2 E2 / 3 R

1.3.11. PEMBAHAGI VOLTAN Litar siri merupakan asas pembahagi voltan. Setiap perintang mempunyai

voltan susut merentasinya. Jumlah voltan susut merupakan nilai punca bekalan. Oleh itu voltan susut dianggap sebagai pembahagi voltan siri.

+ _

E

R1

R3 RTA

RTB

R2


Rajah 1.3.11 : Pembahagi Voltan

Dalam litar siri, voltan bekalan terbahagi dan diagihkan kepada voltan susut IR berkadar kepada rintangan-rintangannya.

V = R / RT x VT V1 = R1 _ x VT = 25 kΩ x 100 V = 50 V R1 + R2 + R3 50 kΩ V2 = R2 _ x VT = 15 kΩ x 100 V = 30 V R1 + R2 + R3 50 kΩ V3 = R3 _ x VT = 10 kΩ x 100 V = 20 V R1 + R2 + R3 50 kΩ

Jumlah ketiga-tiga voltan susut adalah V1 + V2 + V3 = VT 50 V + 30 V + 20 V = 100 V

Mengikut Hukum Ohm, voltan adalah V = IR. Oleh itu V1, V2, V3 boleh dikira

V1 = IT x R1 IT = VT / RT = 2 mA x 25 kΩ = 100 / 50 kΩ = 50 V = 2 mA

Nilai rintangan terbesar dalam litar siri mempunyai voltan susut yang terbanyak.

Pembahagi voltan siri biasanya digunakan untuk mendapatkan nilai-nilai voltan yang dikehendaki. Nilai tersebut disambung selari dengan beban. Sambungan selari ini memberi kesan kepada litar iaitu voltan menyusut merentasi sambungan beban.

100 V

R1 = 25 KΩ R2 = 15 KΩ R3 = 10 KΩ

I = 2mA

+ _

V1 = 50 V V2 = 30 V V3 = 20 V

A

C

B


Rajah 1.3.11 : Beban Selari Dengan Pembahagi Voltan Siri

Litar pembahagi voltan bekalan digunakan pada litar punca bekalan bagi mendapatkan voltan bekalan yang berbeza.

1.3.12. PEMBAHAGI ARUS Litar selari merupakan asas kepada pembahagi arus. Jumlah arus IT

terbahagi kepada arus cabang dan setiap arus cabang berkadar songsang kepada rintangan di cabang tersebut.

Arus akan berpecah dua melalui setiap cabang perintang. Rintangan bernilai kecil mempunyai arus yang terbanyak.

Rajah 1.3.12 : Pembahagi Arus Dengan Dua Rintangan Selari

Arus untuk dua cabang boleh dikira setiap satu seperti berikut : I1 = R2 x IT = 8 x 30 = 24 A R1 + R2 2 + 8 I2 = R1 x IT = 2 x 30 = 6 A

R1 + R2 2 + 8

R1 = 2 Ω I1 = 24 A

IT = 30 A

I1 I2

R1 = 2 Ω I1 = 24 A

60 V

R1 = 40 KΩ R2 = 20 KΩ

48 V+

_

R beban 20 KΩ 12 V


1.4. PENGENALAN KEPADA PEMUAT (CAPASITOR) Capacitor merupakan salah satu komponen asas elektronik dan elektrik. Capacitor

diperlukan dalam litar yang mengalami perubahan medan elektrik samada pada bekalan arus terus atau arus ulang-alik bagi mendapatkan voltan yang malar. Dengan pemasangan capacitor voltan beriak dapat dikurangkan. Capasitor dipasang selepas bahagian penerusan arus ulang-alik. Capacitor juga digunakan untuk mengurangkan kesan bunga api pada berus karbon, menghalang arus terus yang tidak dikehendaki dan sebaliknya membenarkan arus ulang-alik mengalir melaluinya. Capacitor juga boleh menentukan kadaran frekuensi penjana, frekuensi radio atau digunakan sebagai pemula untuk memutarkan motor aruhan dan sebagai pembetul faktor kuasa. Di samping itu capacitor juga boleh digunakan sebagai pembekal tenaga elektrik jika berlaku penurunan voltan, tetapi kadarannya tidak bertahan lama. Sungguhpun begitu voltan yang dikeluarkannya mencukupi untuk mencetuskan litar-litar elektronik atau membaiki penurunan voltan yang mendadak.

1.4.1. PENERANGAN : Capacitor ialah satu komponen penting dalam litar elektronik dan bertugas

untuk menyimpan cas dan menyahcas elektrik. Capacitor terdiri daripada dua plat pengalir yang berhadapan antara satu sama lain serta dipisahkan oleh bahan penebat yang dinamakan “dielektrik”. Dielektrik yang biasa digunakan ialah udara, kertas, mika dan sebagainya. Capacitor juga bekerja sebagai penapis (filter), menahan arus DC dan melepaskan arus AC, sebagai penjodoh (coupling) dan melepaskan voltan yang tidak dikehendaki ke bumi (by-pass).

Rajah 1: Capacitor

Rajah 1.4.4 : Capacitor

1.4.2. BAGAIMANA CAS ELEKTRIK DISIMPAN

Rajah 1.4.2 : Pengecasan dan penyahcasan capacitor

Rajah 1.4.2 (a) menunjukkan bateri yang disambung merentangi capacitor melalui suis. Apabila suis ditutup Rajah 1.4.2 (b) punca elektrod positif bateri akan


mengeluarkan electron dari plat A dan ini menjadikan plat tersebut bercas positif. Elektrod negative bateri pula akan mengarahkan electron ke plat B dan menyebabkan plat B bercas negative pada jumlah yang sama banyak dengan plat A. Pengaliran begini dikenal sebagai arus pengecasan. Arus ini akan terus mengalir sehingga voltan yang merentangi capacitor sama dengan voltan bekalan (d.g.e) bateri. Ketika ini capacitor itu dikatakan bercas penuh. Simbol cas ialah Q dan unitnya Coulomb. Apabila capacitor mengeluarkan cas, beza upaya wujud di antara plat dan mengeluarkan medan elektrik. Apabila suis dibuka pada Rajah 1.4.2 (c), capacitor akan cuba mengekalkan cas dan medan elektrik antara plat (dalam elektrik). Medan elektrik ini akan menurun apabila capacitor ini dinyahcas melalui rintangan beban Rajah 1.4.2 (d).

1.4.3. CAPACITANCE (KEMUATAN) Kemampuan capacitor menyimpan cas dikenali sebagai capacitance (C).

Unit capacitance ialah Farad (F). Satu Farad menyimpan satu coulomb cas dengan bekalan voltan satu volt. Amaun cas Q yang tersimpan berkadar terus kepada voltan bekalan. Capacitance yang lebih besar boleh menyimpan cas yang lebih.

Cas, Capacitance dan Voltan Q = CV di mana ;Q = cas tersimpan dalam coulomb C = capacitance (Farad) V = beza keupayaan merentasi capacitor dalam volt. Tenaga Tenaga yang tersimpan dalam capacitor dapat dikira dengan :- W = ½ CV2 di mana ; W = tenaga diukur dalam unit Joules C = dalam Farad V = dalam Volt

1.4.4. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Capacitance

Rajah 3 : Binaan Capacitor

1.4.5. Terdapat tiga faktor yang menentukan capacitance :- Luas Muka Keratan Jika luas muka keratan capacitor ditambah, nilai capacitancenya akan turut bertambah, kerana plat yang luas dapat memegang lebih banyak electron dan sudah tentu casnya bertambah besar.


C ∝ A

Jarak Jika jarak di antara dua plat capacitor dijauhkan bererti capacitancenya berkurangan kerana daya elektrik untuk menarik cas-cas di antara dua plat menjadi lemah. Semakin dekat jarak antara dua plat, semakin banyak cas yang disimpan dan semakin besar nilai capacitancenya. C ∝ 1 / d

Dielektrik Dielektrik ialah bahan penebat dan setiap jenis bahan mempunyai daya penebatan yang berlainan. Oleh itu capacitancenya juga berbeza dan jelas menunjukkan dielektrik mempengaruhi nilai capacitance. Faktor dielektrik dijadikan sebagai nilai tetap (k) atau pemalar dalam perhitungan capacitance.

C ∝ A / d

C = kA / d di mana ; d = jarak antara plat k = pemalar dielektrik A = luas muka keratan plat

Jadual 1 : Perbandingan nilai pemalar dielektrik Jadual 1.4.5 : Perbandingan nilai pemalar dielektrik

Nilai pemalar k bergantung kepada jenis bahan dielektrik. Ia

menggambarkan ciri-ciri dielektrik dan dikenali sebagai ketelutan mutlak bagi dielektrik yang digunakan itu. k terdiri daripada dua bahagian yang dikenali sebagai telutan hampagas (Eo) dan telutan bandingan (Er).

k = Eo x Er C = Eo x Er x A di mana ; Eo = Absolute permittivity (8.85 x 10-12 F/m) d Er = Relative permittivity (bahan penebat) A = keluasan plat d = jarak antara dua plat Bagi capasitor berlapis yang mempunyai n bilangan plat, jumlah permukaan

yang digunakan ialah (n - 1).

Bahan Pemalar Dielektrik (k)

Udara atau vakum 1

Polistirena 2 – 3

Kertas 2 – 6

Mika 2 - 3

Seramik 80 – 81


C = Eo x Er x A(n-1)di mana ; Eo = Absolute permittivity (8.85 x 10-12 F/m) d Er = Relative permittivity (bahan penebat) A = keluasan plat d = jarak antara dua plat (n-1) = bilangan plat

1.4.6. VOLTAN KENDALIAN Selain nilai capacitor dalam farad, voltan kendalian capacitor juga perlu

sesuai dengan kadaran voltan yang hendak digunakan. Voltan kendalian ialah kadaran voltan maksimum yang mampu ditanggung oleh capacitor tanpa merosakkan dielektriknya. Kadaran voltan ini biasanya dicatatkan pada capacitor seperti 10 DCWV (10 volt kendalian arus terus) atau 400 V AC (400 volt arus ulang-alik). Nilai kadaran voltan ini bergantung pada jenis bahan dielektrik dan ketebalannya. Bagi menampung voltan yang tinggi ketelapan dielektrik ini mesti ditambah.

1.4.7. JENIS-JENIS CAPACITOR Capacitor terbahagi kepada tiga iaitu Capacitor Tetap, Capacitor Boleh Ubah

dan Capacitor Boleh Laras. Capacitor dikelaskan berdasarkan bahan dielektrik yang digunakan seperti udara, seramik, mika, kertas dan elektrolitik. Pengelasan kadaran voltan kendalian juga dicatatkan pada capacitor.

FIXED CAPACITOR (PEMUAT TETAP) Capacitor yang bernilai tetap telah disediakan pembuatannya, nilainya mungkin dituliskan terus pada badan capacitor atau menggunakan kod warna.

Capacitor Kertas Capacitor ini paling banyak digunakan kerana harganya murah. Plat capacitor ini dibina daripada jalur kerajang aluminium yang dipisahkan oleh dielektrik, kertas lilin atau kertas tisu yang telah dibubuh minyak. Plat dan dielektrik ini akan digulung kemas menjadi tiub. Seterusnya, tiub ini akan ditutup dengan lapisan lilin dalam bekas kertas tebal atau logam plastic. Sambungan kaki capacitor dibuat pada hujung setiap plat yang telah digulung. Bahagian lapisan luar jalur kerajang biasanya dijadikan sambungan ke bumi dan ditandakan dengan jalur hitam pada badan capacitor atau ditulis kerajang luar atau bumi. Capacitor ini biasanya berkadar 250 pF hingga 10 µF pada voltan kendalian 150 kV DC. Capacitor yang berkadar lebih 600 V menggunakan bekas logam yang berisi minyak. Sekarang capacitor moden ini menggunakan plastic bagi menggantikan kertas. Oleh itu saiznya dapat dikecilkan dan ia tahan lebih lama. Antara penggunaan capacitor ini termasuklah sebagai pengganding isyarat voltan dari satu peringkat ke satu peringkat, membenarkan laluan arus terus yang tidak dikehendaki, menyekat arus terus pada setengah-setengah litar, menyimpan cas dan pemisah fasa pada motor aruhan.


Capacitor Mika Mutu capacitor ini amat baik. Platnya dibuat daripada kerajang logam yang dipisahkan oleh lapisan mika. Setelah digulung kemas, capacitor ini akan diisi ke dalam bekas plastic atau logam (biasanya aluminium). Capacitor ini berkadar 25 pF hingga 0.25 µF pada kadar voltan kendalian 2 kV DC.

Capacitor Seramik Capacitance capacitor ini rendah. Ia biasanya dibuat dalam bentuk cakera atau rod. Bahan seramik digunakan sebagai dielektrik, sementara dua filem perak yang ditindih menjadi platnya. Kadar capacitance capacitor ini di antara 0.5 PF hingga 0.1 µF pada kadar voltan kendalian sehingga 500 V DC. Biasanya capacitor ini berwarna coklat atau hijau. Nilai capacitancenya ditulis secara langsung pada badan capacitor itu supaya mudah dibaca.

Capacitor Elektrolit Kadar capacitance capacitor ini besar iaitu di antara 1 µF hingga 1000 µF, pada kadar voltan kendalian 600 V DC dan menurun ke 6 V DC dengan pertambahan nilai capacitance. Capacitor ini digunakan apabila capacitor lain tidak mempunyai kadaran capacitance yang dikehendaki. Capacitor ini mempunyai kekutupan jika digunakan pada arus terus. Dielektrik capacitor ini dibina daripada boraks, fosfat atau karbon. Semasa bekalan dikenakan di antara kedua-dua plat capacitor elektrolit terjadi di antara dua plat itu. Ini mengakibatkan satu lapisan nipis oksida wujud pada elektrod positif. Lapisan ini bertindak seperti dielektrik di antara plat positif dan negative. Capacitance yang tinggi mempunyai lapisan oksida yang nipis. Biasanya capacitor ini berbentuk silinder. Bagi penggunaan voltan rendah biasanya badan capacitor ini dibungkus dengan plastic.

Capacitor Tantalum Binaan capacitor ini serupa dengan capacitor elektrolit, bezanya hanya pada bahan dielektriknya yang digunakan iaitu tantalum. Di samping itu pada ukuran fizikal yang serupa dengan capacitor elektrolit, capacitor tantalum memberikan nilai yang lebih jitu, stabil dan kurang arus bocor.

Capacitor Mylar Pada asasnya binaan capacitor ini serupa dengan capacitor kertas, bezanya bahan dielektrik yang digunakan ialah mylar dan dibungkus dalam bekal plastic supaya nilainya menjadi lebih baik.

Capacitor Polycarbonate Capacitor jenis ini menggunakan tebatan plastic. Capacitor jenis ini tidak disyorkan dalam penggunaan berterusan dalam ‘Main Power Supply’

Capacitor Polypropylene Dibuat dari kerajang polypropylene disalut dengan polyester sebagai protection. Kebocoran dielektrik rendah dan sesuai untuk penggunaan yang berterusan pada voltan tinggi.


1.4.8. VARIABLE CAPACITOR (PEMUAT BOLEH UBAH) Capacitor boleh ubah yang paling banyak digunakan ialah capacitor udara.

Capacitor ini mempunyai plat tetap dan plat boleh bergerak. Plat capacitor ini dipasang berselang-seli. Setiap pasang plat dipisahkan oleh bahan dielektrik udara atau mika.Dengan menggerakkan satu plat bererti pemuk aan plat (tetap) yang bertentangan telah berkurangan dan seterusnya mengurangkan nilai capacitance. Capacitor jenis ini biasanya berkadar rendah (beberapa pikofarad). Contoh penggunaan capacitor ini ialah dalam litar penalaan radio bagi mendapatkan frekuensi radio yang dikehendaki.

1.4.9. ADJUSTABLE CAPACITOR (PEMUAT BOLEH LARAS) Capacitor boleh laras hanya membenarkan pelarasan capacitance pada nilai

yang kecil. Capacitor ini dibina sama seperti capacitor boleh ubah udara, hanya saiznya yang kecil (dibina daripada dua plat yang dipisahkan oleh kertas mika). Jarak di antar plat boleh dikawal dengan memutarkan skru pelaras. Contoh capacitor boleh laras ialah Capacitor Trimmer.

Rajah 1.4.9 : Jenis-jenis Capacitor

1.4.10. SIMBOL CAPACITOR

Polycarbonate

Variable Capacitor Trimmer

Capacitor Polystyrene

Polyester


(a) (b) (c) (d) (e) Fixed Capacitor Elektrolitik Variable Capacitor Gang Capacitor Trimmer/Preset

Rajah 1.4.10 : Simbol Capacitor

1.4.11. SISTEM KOD CAPACITOR

Kod Film Capacitors

Contoh 1 : 152 K = 15 x 100 = 1500 pF atau 0.0015 µF, ± 10 % Contoh 2 : 759 J = 75 x 0.1 = 7.5 pF, ± 5

+ _

+ _

Multiplier Tolerance of Capacitor

For the Number Multiplier Letter 10 pF or Less Over 10 pF

0 1

1 10

B C

± 0.1 pF ± 0.25 pF

2 3

100 1,000

D F

± 0.5 pF ± 1.0 pF

± 1 %

4 5

10,000 100,000

G H

± 2.0 pF ± 2 % ± 3 %

8

0.01

J K

± 5 % ± 10 %

9 0.1 M ± 20 %


Kod Disk Ceramic Capacitors Contoh 1 :


Warna Mica Capacitors Contoh 1 :

The dots in the top row are read from left to right, in the direction of the arrow. In the bottom row they are read in the reverse order, from right to left. The first dot at the left in the top row is black, indicating a mica capacitor. The next two colour dots are blue and red, for 62 as the first two digits in the numerical value of the capacitance. The next dot, at the far right in the bottom row, is red, indicating a multiplier of 100. Therefore, C = 62 x 100 = 6200 pF. The next dot is gold,, indicating a capacitor tolerance of ±5 percent.

Colour Significant Figure Multiplier Tolerance

(%) Voltage Rating

Black Brown

0 1

1 10

- 1

- 100

Red Orange

2 3

100 1,000

2 3

200 300

Yellow Green

4 5

10,000 100,000

4 5

400 500

Blue Violet

6 7

1,000,000 10,000,000

6 7

600 700

Gray White

8 9

100,000,000 1,000,000,000

8 9

800 900

Gold Silver

- -

0.1 0.01

5 10

1,000 2,000

No Colour - - 20 500


Warna Chip Capacitors


Kod Warna Tantalum Capacitors Contoh 1 :

Moving from top to bottom, the first two colour bands are yellows and violet, which represent the digits 4 and 7, respectively. The third colour band is blue, indicating a multiplier of 1,000, 000. Therefore the capacitance C is 47 x 1,000,000 = 47, 000, 000 pF, or 47 µF. The blue colour at the left indicates a voltage rating of a 35 V. And finally, the silver dot at the very top indicates a tolerance of ±10 percent.

Colour Rated Voltage Capacitance in Picofarads

Multiplier 1 st Figure 2 nd Figure

Black 4 0 0 -

Brown 6 1 1 -

Red 10 2 2 -

Orange 15 3 3 -

Yellow 20 4 4 10,000

Green 25 5 5 100,000

Blue 35 6 6 1,000,000

Violet 50 7 7 10,000,000

Gray - 8 8 -

White 3 9 9 -


Warna Capacitor

Jadual di bawah ini menunjukkan skim kod warna bagi capacitor seperti yang digunakan dalam siri Mullard C280.

Jadual 1.4.11 : Kod warna capacitor

Contoh : Rajah di bawah menunjukkan sejenis capacitor dengan

menggunakan jalur warna. Tentukan capacitance capacitor tersebut. Contoh pengiraan 1 : Contoh pengiraan 2 : Capacitance = 10 x 1 000 pF Capacitance = 22 x 10 000 pF = 10 000 pF = 10 nF = 0.01 µF = 22 000 pF = 0.22 µF Had-Terima = ± 20 % Had-Terima = ± 20 % Voltan = 250 V Voltan = 250 V Nilai capacitancenya = 0.01 µF ± 20% 250V Nilai capacitancenya = 0.22 µF ±20% 250V

Kod Warna

Nilai (digit) Pendarab Had-terima Voltan Pekali Suhu

Hitam 0 1pF ±20% Lazimnya sifar

Coklat 1 10pF ±1% - 30 x 10-6 pF/pF/ oC

Merah 2 100pF ±2% 250V - 80 x 10-6 pF/pF/ oC

Jingga 3 1000pF 400V - 150 x 10-6 pF/pF/ oC

Kuning 4 10 000pF 630V - 220 x 10-6 pF/pF/ oC

Hijau 5 1 00 000pF ±5% - 330 x 10-6 pF/pF/ oC

Biru 6 - 470 x 10-6 pF/pF/ oC

Ungu 7 - 750 x 10-6 pF/pF/ oC

Kelabu 8 0.01pF

Putih 9 0.1pF ±10% + 100 x 10-6 pF/pF/ oC

Coklat Hitam Jingga Hitam Merah

Digit Digit Pendarab Had-Terima Voltan

Merah Merah Kuning Hitam Merah

Digit Digit Pendarab Had-Terima Voltan


Capacitor Poliester Jadual di bawah menunjukkan kadar bagi angka dan huruf yang biasa

terdapat di dalam capacitor jenis poliester ini.

Jadual 1.4.11 (PP) : Nombor dan huruf pada capasitor

Contoh : Rajah di bawah menunjukkan bentuk satu capacitor poliester yang menggunakan angka dan huruf sebagai kadar nilai capacitance bagi capacitor tersebut.

Contoh pengiraan :- Capacitance = 10 x 10 000pF = 100 000 pF atau 0.1µF Had-terima = ± 20% Voltan kendalian = 50V Oleh itu, nilai capacitancenya = 0.1µF ± 20% 50V

Capacitor Elektrolit Bagi capacitor jenis ini, nilai capacitancenya tertulis pada badannya. Di

mana terdapat nilai capacitance, suhu dan voltan.

1 0 4

Digit (1)

Digit (2) Pendarab

Had-terima

Angka Had-terima

1 10pf

2 100pF

3 1000pF

4 10 000pF

Huruf Had-terima

B ± 0.1 %

C ± 0.25 %

D ± 0.5 %

F ± 1 %

G ± 2 %

J ± 5 %

K ± 10 %

M ± 20 %

N ± 30 %

P ± 20 %

Z + 80 %, - 20 %


1.4.12. TIME CONSTANT (PEMALAR MASA)

Apabila sesuatu capacitor disambungkan merentasi satu punca voltan arus terus ia akan dicaskan hingga ke voltan yang dikenakan. Jika capacitor yang dicaskan tadi disambungkan merentasi suatu beban, ia akan dinyahcas menerusi beban tersebut. Masa yang diperlukan bagi mengecas dan menyahcas boleh dikira sekiranya nilai-nilai litar tertentu diketahui. Ada dua faktor yang menentukan masa mengecas atau nyahcas, iaitu nilai capacitor dan nilai perintang yang mana capacitor tersebut mengecas atau nyahcas. Masanya adalah berkadar terus dengan kedua-dua capacitor dan perintang. Satu pemalar masa ialah masa yang diperlukan oleh capacitor untuk mengecas ke 63.2% voltan yang dikenakan. Ataupun jika capacitor tersebut sedang dinyahcaskan, satu pemalar masa adalah panjang masa yang diambil untuk voltan merentasi capacitor jatuh sebanyak 63.2%.

Pemalar masa boleh dihuraikan dengan persamaan berikut :- t = R x C (untuk masa yang diambil oleh capacitor mengecas sebanyak

63.2%) t = 5 (R x C) (untuk masa yang diambil oleh capacitor untuk mengecas

sepenuhnya) di mana ; t = pemalar masa dalam saat, R = nilai rintangan, C = nilai capacitance

(a) (b) (c)

Rajah 1.4.12 : (a) Mencas Capacitor (b) Menyahcas Capacitor (c) Lengkungan pemalar masa

Contoh 1 : Jika C = 10µF dan R = 100kΩ, berapakah nilai masa yang diambil

untuk mengecas ? t = R x C = 100 x 103 x 10 x 10-6

= 1ms Contoh 2 : Jika C = 1µF dan R = 10kΩ, berapakah nilai masa yang diambil

untuk capacitor mengecas sepenuhnya ?


t = 5 (R x C) = 5 (10 x 103 x 1 x 10-6 ) = 50 x 10-3 saat = 50ms

1.4.13. SAMBUNGAN LITAR CAPACITOR

LITAR SIRI

Jika capacitor disambung secara siri jumlah capacitance akan berkurangan kerana sambungan itu seolah-olah seperti sebuah capacitor dengan platnya berada pada jarak yang besar.

Rajah 7 : Capacitor sambungan siri

* Formula untuk mendapatkan nilai :- Jumlah Capacitance (farad), CT

1 = 1 + 1 + 1 + …… 1 .

CT C1 C2 C3 CN

Jumlah Cas (coulomb), QT

QT = CT x VT

atau QT = Q1 = Q2 = Q3 = …… = QN

Jumlah Tenaga (joule), WT

WT = W1 + W2 + W3 …… WN

atau WT = ½ QV, WT = ½ CV2, WT = Q2 / 2C

Contoh 1 : Diberi voltan adalah 20 V, dapatkan :-

a) Jumlah capacitance, CT b) Jumlah cas c) Tenaga d) Voltan pada C1

C1 C2 C3


Penyelesaian :- 1 / CT = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 c) WT = ½ CV2 = 1/ 5 µ + 1/ 2 µ + 1/ 3 µ = ½ x 0.97 µF x (20 V)2

= 0.97 µF = 194 µjoule QT = CT x V d) VC1 = Q1 / C1 = 0.97 µF x 20V = 19.4 µcoulomb / 5 µ = 19.4 µCoulomb = 3.9 V

LITAR SELARI

Capacitor yang disambung selari, jumlah capacitancenya akan bertambah kerana gabungan itu seolah-olah seperti sebuah capacitor yang mempunyai plat yang besar.

Rajah 1.4.13 (SS) : Capacitor sambungan selari

* Formula untuk mendapatkan nilai :-

Jumlah Capacitance (farad), CT

CT = C1 + C2 + C3 + ……. CN Voltan adalah sama pada pada setiap capacitor selari dengan punca voltan. Jumlah Cas (coulomb), QT QT = CT x VT atau QT = Q1 + Q2 + Q3 + …… + QN

Jumlah Tenaga (joule), WT

5µF 2µF 3µF C1 C2 C3

C1 C2 C3


WT = W1 + W2 + W3 …… WN atau WT = ½ QV, WT = ½ CV2, WT = Q2 / 2C Contoh 1 : Diberi voltan adalah 50 V, dapatkan :-

a) Jumlah capacitance, CT b) Jumlah cas c) Tenaga d) Cas pada Q1

Penyelesaian :- a) CT = C1 + C2 c) WT = ½ C1 V2 = 1 µF + 1 µF = ½ x 1µF x (50 V)2 = 2 µF = 1.25 mjoule b) QT = CT x VT d) Q1 = C1 x VT = 2 µF x 50 V = 1µF x 50 V = 100 µcoulomb = 50 µcoulomb

LITAR SIRI SELARI

Merupakan gabungan litar capacitor siri selari bagi mencari jumlah capacitance adalah dengan menyelesaikan capacitor yang disambung secara selari kemudian dicampurkan dengan yang siri. Jumlah kemuatan dikira seperti berikut:- Jumlah kemuatan dalam sambungan selari ialah C2 + C3 = CA 10 pF + 20 pF = 30 pF

C1 C2

1 µF 1 µF 50 V

C2 C3

10 pF 20 pF 50 V

C1 30 pF


Jumlah kemuatan ialah CT = C1 x CA C1 + CA

= 30 pF x 30 pF 30 pF + 30 pF = 15 pF

1.5. PENGENALAN KEPADA GEGELUNG (INDUCTOR) DAN TRANSFORMER Inductor merupakan komponen yang banyak penggunaannya dalam litar elektrik

dan elektronik. Belitan gegelung dawai berpenebat merupakan inductor yang umum. Apabila gegelung ini diberikan bekalan ia akan menghasilkan medan magnet dan seterusnya mengaruhkan voltan sekiranya medan magnet yang dihasilkannya mengalami pengembangan dan penguncupan. Sebarang pengalir yang bergerak dalam medan magnet boleh dianggap inductor kerana keupayaannya menjanakan voltan aruhan.

1.5.1. PENERANGAN : Inductor ialah komponen yang dibuat daripada gegelung dawai jenis

bertebat. Lilitan dawainya pada satu bekas berbentuk silinder kosong atau berteraskan logam. Simbol kearuhan ialah L. Kearuhan diukur dalam unit Henry (H). 1 Henry bermakna 1 volt yang diaruhkan oleh perubahan arus dengan kadar 1 amp sesaat. Inductor digunakan untuk antena, litar penalaan, litar pembentuk gelombang, pembesar suara, geganti dan transformer (transformer).

a. Bentuk Inductor b. Simbol Inductor c. Teras Udara d. Teras Besi e. Variable Inductor

Rajah 1.5.1 : Bentuk Inductor dan simbol

1.5.2. KEARUHAN (INDUCTANCE) Kearuhan dikatakan kebolehan sesuatu pengalir menghasilkan voltan

teraruh bila arusnya berubah-ubah. Bahan konduktor akan menghasilkan voltan teraruh merentasinya apabila dilalukan arus AU. Konduktor menghasilkan medan magnet di sekelilingnya apabila arus melaluinya. Arus AU yang berubah-rubah membuatkan medan magnet mengembang dan mengecil, yang mana akan memotong konduktor itu sendiri. Kesan daripada pemotongan medan magnet akan menghasilkan voltan teraruh merentasinya.

Kearuhan terbahagi kepada dua iaitu :- a) Kearuhan diri (Self Inductance)


b) Kearuhan saling (Mutual Inductance)

Kearuhan Diri (Self Inductance) Apabila arus elektrik mengalir dalam seutas wayar, medan elektrik akan terbentuk disekeliling wayar tersebut. Kekuatan medan elektrik bergantung berapa banyak arus yang mengalir. Kearuhan (inductance) ialah kebolehan sesuatu pengalir menggunakan medan magnet untuk mengaruh voltan pada dirinya sendiri (self induced voltage). Voltan aruhan diri (self-induced) dikenali juga sebagai “back EMF” (Electro-Motive-Force), di mana digunakan untuk menerangkan voltan. Kekuatan atau jumlah voltan aruhan-diri, back EMF, dipastikan dengan jumlah arus mengalir dan saiz ‘inductance’. Saiz sesuatu ‘inductance' bergantung kepada beberapa faktor yang terpenting ialah bilangan lilitan dalam satu gelung dan teras bahan (core material).

Rajah 1.5.2 : Kearuhan diri Formula mengira kearuhan :- L = VL di mana ; VL ialah voltan aruhan di / dt di/dt ialah perubahan arus (Amp / saat)

Kearuhan Saling (Mutual Inductance)

Kearuhan saling (Lm) ditakrifkan sebagai kebolehan AU pada satu konduktor mengaruh voltan pada satu konduktor lain berhampiran tanpa sentuhan

Rajah 1.5.2 : Kearuhan saling M di antara L1 dan L2 oleh fluks magnet


Formula mengira kearuhan saling :- Lm = k √(L1L2) di mana ; L1 dan L2 - nilai aruhan diri pada kedua-dua gelung k - penjodoh angkali Lm - aruhan saling gabungan antara L1 dan L2 Contoh 1 : Dua gelung L1 dan L2 ialah 400mH mempunyai angkali jodoh sama dengan

0.2, kirakan Lm. Lm = k √(L1L2)

= 0.2 √(400mH x 400mH)

= 80mH

1.5.3. FAKTOR–FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEARUHAN (INDUCTANCE)

Rajah 1.5.3 : Binaan gegelung mempengaruhi kearuhan

Faktor-faktor yang mempengaruhi kearuhan

Bilangan lilitan - N Semakin banyak bilangan lilitan, kearuhan bertambah kerana lebih banyak voltan teraruh. Di mana L berkadar terus dengan N2. Luas gelung lilitan - A Lebih luas gelung lilitan lebih tinggi nilai kearuhan (inductance) di mana L berkadar terus dengan A.

Panjang gelung - l Kearuhan (inductance) berkurangan bila panjang bertambah.

Permeability(ketelapan) Kearuhan (inductance) bertambah dengan permeability pada satu teras. Oleh itu formula untuk nilai kearuhan :-

L = µr x µo x N2 x A Di mana ; µr - relative permeability


l µo - absolutepermeability (1.26 x 10-6) A - luas dalam meter

persegi l -panjang dalam meter N - jumlah lilitan Contoh 1 :- Cari nilai kearuhan jika diberi l = 15 cm, N = 100 lilitan, A = 2cm2, µr = 5 dan µo = 1.26 x 10-6. L = µr x µo x N2 x A l = 5 x 1.26x10-6 x (100)2 x (2x102)4 5x 10-2

= 84 µH

1.5.4. ANGKALI JODOH (k) Ia adalah kebolehan satu-satu litar di mana had daya magnet yang terjadi

pada sesuatu litar memindahkan tenaga elektrik kepada lilitan yang berhampiran dengannya. Dalam rajah di bawah semua flux pada L1 bergabung (links) dengan L2, oleh itu k sama dengan 1 atau dipanggil unity coupling.

Rajah 1.5.4 : Angkali Jodoh

Formula untuk angkali jodoh : k = flux gabungan antara L1 dan L2

flux dihasilkan oleh L1

Contoh 1 : Satu gelung L1 menghasilkan flux magnet sebanyak 80µwb dan 60µwb

dipindahkan ke gelung L2, kirakan nilai angkali jodoh, k.


k = 60µwb = 0.75 80µwb

1.5.5. LITAR INDUCTOR

Terdapat 2 jenis sambungan inductor iaitu :- a. Inductor disambung secara siri b. Litar selari dengan aruhan saling

A. Inductor disambung secara siri Jika inductor disambung secara siri dan tidak ada kesan kearuhan saling, jumlah kearuhannya sama seperti rintangan sesiri iaitu hasil tambah kesemuanya maka :

LT = L1 + L2 + L3 + … LN

(Anggapkan tiada aruhan saling)

Rajah 1.5.5 (A) : Inductor sesiri

Jika dua inductor disambung secara siri dan medannya bergabung, kearuhannya dirumuskan seperti yang berikut : LT = L1 + L2 + 2Lm

Rajah 7 : Inductor sesiri medan bergabung

Jika dua inductor disambung secara siri dan medannya bertentangan, kearuhannya dirumuskan seperti yang berikut :

LT = L1 + L2 - 2Lm

Rajah 8 : Inductor sesiri bertentangan medan

B. Litar Selari dengan aruhan saling Jika kesan kearuhan saling tidak berlaku, kearuhan sambungan selari iaitu :-

1 = 1 + 1 + 1 + .. LN LT = L1 L2 L3


Rajah 9: Inductor selari

- Terbahagi kepada 2 iaitu :- i) Selari membantu

LT = L1 L2 – Lm2

L1+L2 – 2Lm

ii) Selari menentang

LT = L1L2 - Lm2

L1+L2 + 2Lm Contoh 1 :- Diberi gelung L1 = 20 mH dan L2 = 40mH dan angkali jodohnya ialah 0.4.

Cari nilai jumlah kearuhan jika :- a. Disambung secara siri. b. Disambung secara selari membantu. c. Disambung secara selari menentang. a. LT = L1 + L2 = 20mH + 40mH

Lm

Lm


= 60mH

b. LT = L1 L2 – Lm2 Lm = k (L1 L2) 1/2

L1+L2 –2Lm = 0.4 (20mH x 40mH) 1/2

= 20m (40m) – (0.01) 2 20m + 40m -2(0.01) = 0.01 = 0.0175H = 17.5mH c. LT = L1L2 - Lm2

L1+L2 + 2Lm = 20m (40m) – (0.01) 2 20m + 40m +2(0.01) = 8.75Mh

1.5.6. TRANSFORMER (PENGUBAH)

Transformer ialah satu komponen yang bertugas untuk menyalurkan voltan dan arus secara elektromagnetik dari satu litar ke satu litar yang lain. Ia digunakan untuk menaikkan atau merendahkan voltan bekalan AC mengikut berkurangan atau bertambahnya arus.

1.5.7. SIMBOL TRANSFOMER

a. Teras Udara b. Teras Besi c. Variable Transformer Rajah 1.5.7 : Simbol Transformer

1.5.8. BINAAN TRANSFORMER

Transformer terdiri daripada cantuman kepingan besi dan mengandungi dua bahagian iaitu gelung primary dan gelung secondary dan dipisahkan oleh teras yang diperbuat dari logam, udara atau sebagainya. Kedua-dua gelung ini mempunyai aruhan saling yang tinggi, dan jika gelung utama (primary coil)


disambungkan kepada bekalan AC, arus akan mengalir mewujudkan fluks ulangalik di dalam teras (core). Kebanyakan fluks ini akan merangkal (berpindah) ke gelung kedua (secondary coil).

1.5.9. JENIS-JENIS TRANSFORMER

Pada dasarnya transformer dibahagikan kepada 3 jenis iaitu transformer kuasa, transformer audio dan transformer RF. Ketiga–tiga transformer tersebut mempunyai kegunaan masing–masing. Di antara kegunaannya ialah :-

Transformer Kuasa Direka untuk menangani masalah pengeluaran kuasa. Ia digunakan di dalam system penjanakuasaan dan pengagihan kuasa sama ada untuk meninggi atau merendahkan voltan.

Transformer Audio Transformer audio digunakan di dalam penguat audio sama ada di radio atau di dalam peralatan-peralatan lain yang menggunakan sistem suara.

Transformer RF Digunakan di dalam bahagian penghantaran dan penerimaan frekuensi

radio.

1.5.10. Transformer Kuasa Terbahagi kepada 4 iaitu :-

• Transformer peninggi / penaik (Step-Up Transformer)

Mempunyai voltan keluaran yang lebih tinggi daripada voltan masukan. Voltan secondary lebih tinggi dari voltan primary.

• Transformer perendah / penurun (Step-Down Transformer)

kemasukan voltan ke nilai yang lebih rendah. Voltan secondary lebih rendah dari voltan primary.

• Transformer pengasingan (Isolation transformer)

Nilai voltan masukan di gelung primary adalah sama dengan voltan keluaran di gelung secondary.

• Autotransformer

ciri-ciri yang berbeza dari transformer lain, di mana gelung primary dan gelung secondary tidak diasingkan sebaliknya menggunakan gelung yang sama.


1.5.11. Iron Core Transformer (Teras Besi Transformer)

Rajah 1.5.11 : Step-Up Transformer

Merujuk Rajah 1.5.11 : Step-Up Transformer ialah voltan yang dikeluarkan itu lebih besar daripada voltan yang dibekalkan

Rajah 1.5.11 : Step-Down Transformer

Merujuk Rajah 1.5.11: Step-Down Transformer ialah mengeluarkan voltan yang paling kecil daripada voltan masukan.

1.5.12. Autotransformer

Rajah 1.5.12 : Step-Up Autotransformer Rajah1.5.12:Step-Down Autotransformer


Merujuk Rajah 1.5.12 : Step-Up Autotransformer, voltan primary Vp disambung merentasi sebahagian gegelung dari tamatan 1 dan tamatan 2. Manakala voltan teraruh diambil merentasi gegelung dari tamatan 1 dan 3. Voltan Vs lebih tinggi daripada voltan Vp. Merujuk Rajah 1.5.12 : Step-Down Autotransformer, voltan primary Vp disambung merentasi sebahagian gegelung dari tamatan 1 dan tamatan 3. Manakala voltan teraruh Vs merentasi sebahagian gegelung pada tamatan 1 dan 2. Voltan Vs lebih rendah daripada voltan Vp

1.5.13. Center Tapped Transformer

Pada secondary terdapat satu nilai yang ditetapkan (tapped) ditengahya.Merujuk Rajah 1.5.13, Centre Tapped Transfomer, jika jumlah voltan pada secondary yang hendak digunakan 24 VAC, maka gunakan terminal 12 V dengan 12 V. Jika hendak 12 V sahaja, guna terminal 0 V dan 12 V.

Rajah 1.5.13 : Center Tapped Transformer

1.5.14. KEHILANGAN KESAN TERAS TRANSFORMER Kebanyakan teras kegunaan kemagnetan akan menjadi panas. Sebahagian

daripada tenaga yang dibekalkan ke gegelung diguna sebagai haba di teras. Dua kesan teras ialah kehilangan arus Eddy dan kehilangan Histerisis.

Kesan Arus Eddy

Arus wujud di teras akibat voltan teraruh pada konduktor. Arus ini berpusar merentasi teras yang mana dianggap membazir kuasa yang terlesap sebagai haba. Kesan arus pusar yang besar berlaku jika kearuhan AC berfrekuensi tinggi. Arus pusar ini berlaku jika menggunakan teras besi tebal seperti di Rajah 17. Ia boleh dikurangkan dengan beberapa cara :- Terasnya mesti dilapiskan atau dipisah-pisahkan. Setiap plat disalut dengan penebat yang dinamakan ‘Iron Oxide’ atau ‘Varnish’. Bila plat disatukan ia dinamakan ‘Laminated Iron Core’ Didekatkan dengan logam yang lain supaya arus pusar dapat diserapkan pada logam tersebut. Ia digunakan untuk mengelakkan gangguan gelombang di dalam atau di luar.


Rajah 1.5.14 : Arus Eddy di teras transformer

Kesan Histerisis Kesan ini berlaku pada frekuensi radio. Ini berlaku disebabkan keperluan kuasa tambahan bagi membalikkan medan magnet oleh arus AC frekuensi radio di dalam bahan kemagnetan. Untuk mengurangkannya ialah dengan cara memasang kaki komponen pada papan bercetak dengan keadaan yang rapat atau rendah supaya kurang kearuhannya.

1.5.15. PENYEJUKAN TRANSFORMER

Penyejukan transformer dilakukan bagi mengelakkan transformer menjadi terlalu panas akibat kehilangan kuasa dan seterusnya merosakkan penebatan belitan. Terdapat pelbagai cara penyejukan transformer antaranya :-

• Memancarkan keluar haba yang terhasil melalui badan transformer yang diperbuat daripada besi (transformer kecil)

• Merendamkan pengubah dalam minyak khas di samping dapat meningkatkan penebatan belitan.

• Mengalirkan minyak melalui paip di sekeliling transformer.

• Menggunakan air sebagai ejen penyebar haba. Air dialirkan dalam salur di sekeliling transformer.

• Menghembuskan angin dengan berterusan kepada transformer.

Kaedah b, c, d dan e digunakan untuk penyejukan transformer yang besar.


Rajah 1.5.15 : Penyejukan dengan cara Rajah 1.5.15 : Penyejukkan dengancara pemancaran terus minyak khas dan air

1.5.16. TRANSFORMER RATIO (NISBAH PENGUBAH) Transformer mempunyai lilitan primary (Np) yang disambung pada voltan

punca AC dan lilitan secondary (Ns) yang disambung kepada beban RL .Pada litar buka (iaitu tiada beban) Ep hampir-hampir sama kepada voltan primary (Vp) dan Es hampir sama dengan voltan terminal secondary (Vs)

Rajah : Nisbah Transformer

Formula untuk nisbah transformer :-

K = Es = Vs = Ns Ep Vp Np Di mana :- Ep = d.g.e teraruh utama (primary emf induced) Es = d.g.e teraruh pendua (secondary emf induced) Vp = voltan terminal utama (voltan bekalan) Vs = voltan terminal pendua (secondary terminal voltage) Ip = arus primary Is = arus secondary Np = bilangan lilitan gegelung primary


Ns = bilangan lilitan gegelung secondary Φ = fluks magnetic ulang-alik yang terhasil pada teras Vp

* Ns/Np = K ialah nisbah transformer (transformer ratio)

a. Nisbah lilitan Nisbah bilangan lilitan di primary kepada bilangan lilitan di secondary adalah nisbah lilitan transformer. Np Ns

b. Nisbah Voltan Nisbah voltan berkadaran kepada voltan teraruh di lilitan primary kepada lilitan secondary. Vp = Np Vs Ns

Apabila lilitan secondary (Ns) lebih banyak daripada lilitan primary (Np), voltan primary (Vp) akan dinaikkan. Oleh itu voltan secondary (Vs) akan lebih tinggi daripada voltan primary (Vp).

Contoh :- Nisbah transformer menaik ialah 1:10

Apabila lilitan secondary (Ns) sedikit daripada lilitan primary (Np), voltan di secondary (Vs) lebih rendah dan voltan di primary (Vp) diturunkan. Contoh :- Nisbah transformer menurun ialah 10:1 Contoh1 :- Cari Np jika Vp = 60 V, Vs = 15 V dan Ns = 2. Vp = Np Np = Vp x Ns Vs Ns Vs = 60 x 2 15 = 8

c. Arus secondary Amaun arus secondary adalah voltan secondary dibahagi dengan rintangan

di litar secondary. Is = Vs RL

d. Kuasa di secondary Kuasa yang terlesap oleh RL di secondary adalah :-


PRL = Is2 x RL atau PRL = Vs x Is

e. Kecekapan transformer Jika transformer dianggap 100% cekap, kuasa yang dibekalkan ke primary adalah sama dengan kuasa yang terdapat pada secondary. Dengan kata lain :- Pin = Pout iaitu η (eta) = 100% (ideal)

Atau kuasa pada lilitan primary sama dengan kuasa pada lilitan secondary. Iaitu :- VpIp = VsIs

f. Nisbah Arus Formula untuk mencari nisbah arus :- Is = Vp atau Ip = Vs = Ns = k Ip Vs Is Vp Np

Contoh 1 :- Satu transformer dengan nisbah lilitan 1:5 mempunyai 120 V merentasi 2400

Ω di secondary. Berapakah arus secondary, Is Kirakan nilai arus primary , Ip Penyelesaian :-

i. Is = Vs ii. Np : Ns = 1 : 5 RL Np = Is = 120 Ns Ip 1200 Ip = Is x Ns = 0.1A Np = 0.1 x 5 1

= 0.5

1.6. PENGENALAN KEPADA ARUS ULANG-ALIK Pengetahuan dalam prinsip elektrik adalah sangat penting bagi seseorang yang


1.6.1. ARUS TERUS (AT) Arus Terus ~ AT (Direct Current ~ DC) mengalir dalam satu arah sahaja.

Bateri atau sel menjanakan Arus Terus. Bentuk perubahan AT dengan masa ialah


seperti Rajah 1. Aliran arus sehala ini disebabkan oleh kutub bateri atau sel yang tidak berubah.

Rajah 1.6.1 : Bentuk Gelombang Arus Terus Rajah 1.61 : Bentuk Gelombang Arus Ulang-Alik

1.6.2. ARUS ULANG-ALIK (AU) Arus Ulang-Alik ~ AU (Alternative Current ~ AC) adalah arus yang sentiasa

berubah-ubah arah pengalirannya seperti Rajah 1.6.2. Perubahan aruah pengaliran arus dalam litar AU disebabkan oleh perubahan kekutuban punca voltan yang berselang-seli. Nilai arus akan meningkat dari sifar ke maksimum pada arah positif dan kemudian menurun ke sifar. Seterusnya, nilai arus ini akan menurun ke maksimum pada arah negatif. Kemudian, nilai arus naik kembali ke sifar. Proses perubahan nilai arus dan arah pengaliran secara berkala merupakan ciri-ciri penting bagi litar AU. Rajah 1.6.2 (a) dan Rajah 1.6.2 (b) menunjukkan bentuk gelombang AU yang biasa digunakan dalam aplikasi kejuruteraan elektrik dan elektronik. Bagi bekalan elektrik yang dibekalkan ke rumah, gelombang sinus digunakan.

Rajah 1.6.2 (a) : Bentuk Gelombang Rajah 1.6.2 (b) : Bentuk Gelombang

Segiempat Sama Gerigi

1.6.3. FREKUENSI (f) Frekuensi untuk gelombang AU ialah bilangan kitar lengkap yang berlaku

dalam masa satu saat. Unit frekuensi ialah Hertz (Hz). Rajah 4 menunjukkan gelombang sinus yang mempunyai dua kitar lengkap dalam masa satu saat. Oleh yang demikian, frekuensi gelombang ini ialah 2 Hz. Frekuensi piawai untuk sistem


bekalan elektrik di negara kita ialah 50 Hz. Di negara lain seperti Amerika Syarikat, frekuensi 60 Hz digunakan.

Rajah 4 : Bentuk Gelombang Frekuensi 2 Hz

1.6.4. TEMPOH (T) Tempoh untuk gelombang AU ialah masa bagi satu kitar lengkap. Unit

tempoh ialah saat. Jika nilai frekuensi ialah 2 Hz, bermakna dua kitar lengkap berlaku dalam masa satu saat.

Kaitan antara tempoh dan frekuensi ialah : T = 1 / f Jadual berikut menunjukkan hubungan di antara f dan T serta unit yang

berkenaan.

1.6.5. NILAI PUNCAK ATAU AMPLITUD Nilai maksimum voltan atau arus daripada paras sifar dinamakan amplitud

atau nilai puncak gelombang AU. Rajah 1.6.5 menunjukkan gelombang sinus yang mempunyai nilai puncak 3 V. Maka nilai amplitud untuk gelombang ini ialah 3V.

Rajah 1.6.5 : Nilai Puncak (VP) Dan Nilai Puncak Ke Puncak (VPP)

Frekuensi (f) 1 Hz 1 MHz 1 GHz

Tempoh (T=1/f) 1 s 1µs 1 ns


1.6.6. NILAI VOLTAN PUNCAK KE PUNCAK (VPP) Nilai voltan puncak ke puncak ialah perbezaan antara nilai voltan maksimum

positif dengan nilai maksimum negatif bagi gelombang AU. Dalam Rajah 1.6.5, nilai voltan puncak ke puncak ialah +3 - (-3) = 6 V.

1.6.7. NILAI PURATA Rajah 1.6.7 menunjukkan gelombang sinus bentuk simetri. Nilai arus positif

sama dengan nilai arus negatif. Maka nilai purata arus untuk satu kitar ialah sifar.

1.6.8. NILAI PUNCA MIN KUASA DUA (pmkd) Nilai punca min kuasa dua (pmkd) arus atau voltan AU ialah nilai arus

berkesan atau voltan berkesan yang boleh melesapkan haba pada kadar yang sama seperti arus terus merentasi perintang tertentu.

Untuk gelombang sinus, nilai pmkd = 1 / √2 x nilai puncak Nilai pmkd = 0.7 x nilai puncak Contoh : Jika voltan puncak bekalan AU ialah 340 V, hitungkan nilai voltan pmkd Penyelesaian : Diberi : voltan puncak (Vp) = 340 V Formula : nilai pmkd = 0.7 x nilai puncak Oleh itu, voltan pmkd = 0.7 x 340 V = 238 V.

1.6.9. LITAR AU Suatu litar AU mengandungi punca voltan AU, pengalir, suis dan beban.

Rajah 1.6.9 menunjukkan satu contoh litar asas. Beban litar terdiri daripada resistor, capacitor, inductor atau gabungan komponen tersebut.


Rajah 1.6.9 : Litar AU

1.6.10. LITAR PERINTANG (RESISTOR CIRCUIT) Litar perintang seperti dalam Rajah 8 (a) ialah litar AU yang mengandungi

beban perintang sahaja. Bagi litar ini, arus IR dan voltan VR mencapai nilai maksimum serentak seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 8 (b). Maka IR dan VR adalah sefasa. Rajah 8 (c) menunjukkan rajah vektor IR dan VR.

Rajah 1.6.10 (a) Rajah 1.6.10 (b) Rajah 1.6.18 (c)

Rajah 1.6.10: Nilai Purata Untuk 1 Kitar Gelombang Sinus Simetri Ialah Sifar

1.6.11. LITAR PEMUAT (CAPACITOR CIRCUIT) Apabila voltan AU dikenakan merentasi suatu pemuat, pemuat akan dicas

dan nyahcas dalam kitar positif dan kitar negatif seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 9. Dalam proses ini, elektron akan mengalir pergi dan balik antara plat pemuat. Pengaliran elektron ini menghasilkan arus AU melalui pemuat.

suis

Pengalir Beban Arus

Punca Voltan

+ _


Rajah 1.6.11 : Proses pengecasan dan nyahcas pemuat yang menghasilkan arus melalui pemuat

Sifat penentangan pemuat terhadap pengaliran arus AU dinamakan regangan berkemuatan, (XC) dan boleh dihitung daripada formula :

XC = 1 / 2πfC

Apabila voltan V dikenakan merentasi pemuat yang mempunyai regangan XC

, maka Arus yang mengalir melalui pemuat, IC = V / XC

Contoh : Sebuah pemuat 1000 µF disambung pada punca AU 20 V 50 Hz. Hitungkan

arus yang mengalir Jika frekuensi punca diubah menjadi 1000 Hz. Apakah kesannya terhadap arus ?

Penyelesaian : Diberi : C = 1000 µF = 1000 x 10-6F F = 50 Hz V = 20 V Formula : XC = 1 / 2πfC Oleh itu, regangan kemuatan :- XC = 1 XC = 3.2 Ω

2π x 50 x 1000 x 10-6 Formula : IC = V / XC Oleh itu, arus IC = 20 V / 3.2 Ω = 6.25 A b) Apabila f = 1000 Hz

XC = 1 XC = 0.16 Ω 2π x 1000 x 1000 x 10-6 Oleh itu, arus IC = 20 V / 0.16 Ω = 125 A Apabila nilai frekuensi dinaikkan, nilai arus yang mengalir dalam litar juga

dinaikkan. Bagi litar pemuat, arus mendahului voltan sebanyak 900. Sifat ini dapat ditunjukkan dalam Rajah 1.6.11 (b) Graf dan 1.6.11(c) Rajah Vektor. Perhatikan bahawa IC mencapai nilai puncaknya lebih awal berbanding dengan VC.


Rajah 1.6.11 (a) Rajah 1.6.11 (b) Rajah 1.6.11 (c)

Rajah 1.6.11 : Arus (IC) mendahului voltan (VC) sebanyak 900

1.6.12. LITAR PEARUH (INDUCTOR CIRCUIT)

Apabila voltan AU dikenakan merentasi sebuah pearuh seperti dalam Rajah 11 (a), arus yang mengalir melaluinya selalu berubah-ubah dan medan magnet yang berkaitan juga berubah-ubah.

Rajah 1.6.12 (a) Rajah 11 (b) Rajah 1.6.12 (c)

Rajah 1.6.12 : Arus (IL) mengekori voltan (VL) sebanyak 900

Ini menyebabkan dge sentiasa teraruh dalam pearuh dan menentang pengaliran arus. Sifat penentangan pearuh terhadap pengaliran arus ulang-alik dinamakan regangan beraruhan (XL). Nilai XL dapat dihitung daripada formula :

XL = 2πfL

Jika voltan V dikenakan merentasi sebuah pearuh yang mempunyai regangan XL , maka,

Arus IL = V / XL

Contoh : Sebuah gegelung mempunyai kearuhan 6 H disambung kepada punca AU

12 V, 50 Hz. Hitungkan arus yang mengalir dalam litar tersebut. Penyelesaian : Diberi : L = 6 H F = 50 Hz


V = 12 V Formula : XL = 2πfL Oleh itu, regangan kearuhan XL = (2 π x 50 x 6) Ω = 1885 Ω

Formula : IL = V / XL Oleh itu, arus IL = 12 V / 1885 Ω = 6.4 Ma Dalam pearuh, arus IL sentiasa mengekori voltan VL dengan fasa 900.

Kejadian ini boleh ditunjukkan dalam Rajah 1.6.12 (b) Graf dan Rajah 1.6.12 (c) Rajah Vektor. Petua yang berguna untuk mengingati hubungan fasa I dan V untuk litar berkemuatan dan litar berkearuhan ialah perkataan CIVIL yang boleh dipecahkan kepada CIV dan VIL. (Rajah 12).

C I V I L

Rajah 1.6.12 : Petua mengingati hubungan fasa I dan V

Untuk litar berkemuatan (C), I mendahului voltan dengan fasa 900 dan untuk litar berkearuhan (L), I mengekori V dengan fasa 900.

1.6.13. LITAR SIRI PERINTANG DENGAN PEMUAT (R - C) Apabila suatu pemuat disambung bersiri dengan perintang dalam litar AU,

arus I merentasi pemuat mendahului voltan VC dengan sudut fasa 900. Untuk perintang, I pula sefasa dengan VR. Rajah 1.6.13 (a) menunjukkan Rajah Vektor.

Rajah 1.6.13 : Litar siri R – C

Mengikut Teorem Pythagoras, jumlah voltan ialah V = √ ( VC

2 + R2 )

Litar kemuatan

Arus mendahului

Voltan Voltan mendahului

Litar kearuhan

Arus


V = √ ( IXC)2 + (IR)2

V = I √ (XC)2 + (R)2

Maka , I = V . √ (XC)2 + (R)2

Nilai √ XC2 + R2 ialah nilai galangan litar siri perintang dan pemuat. Definisi

galangan ini ialah jumlah penentangan perintang dan pemuat terhadap arus dalam litar AU. Simbol galangan ialah Z dan unitnya ialah Ohm.

Rajah 1.6.4 (b) Rajah Vektor juga menunjukkan bahawa arus I mendahului voltan V dengan sudut fasa θ yang boleh hitung daripada formula :

Tan θ = VC = IXC = XC VR IR R

1.6.14. LITAR SIRI PERINTANG DAN PEARUH (R – L) Apabila pearuh disambung bersiri dengan perintang dalam litar AU, arus I

yang merentasi pearuh, mengikut voltan VL dengan sudut fasa 900 dan I sefasa dengan voltan perintang VR , maka Rajah Vektor boleh dilakarkan seperti dalam Rajah 1.6.14 (b).

(a) Rajah Litar (b) Rajah Vektor

Rajah 1.6.14 : Litar Siri R - L

Mengikut Teorem Pythagoras, jumlah voltan ialah V = √ ( VL

2 + R2 ) V = √ ( IXL)2 + (IR)2

V = I √ (XL

2 + R2)

Maka , I = V . √ (XL

2 + R2)

Galangan Z untuk litar AU yang mengandungi R dan L ialah : Z = √ (XL

2 + R2)

Rajah 1.6.14 (b) Rajah Vektor juga menunjukkan bahawa arus I mengekor

voltan V dengan fasa θ yang boleh dihitung daripada formula :


Tan θ = VL = IXL = XL VR IR R

1.6.15. LITAR SIRI PERINTANG, PEARUH DAN PEMUAT (R – C – L) Litar AU bersiri yang paling kerap digunakan mengandungi ketiga-tiga

komponen R, L dan C seperti dalam litar penerima radio. Rajah Vektor dalam Rajah 15 (b) menunjukkan bahawa VL mendahului VR dengan fasa 900 sementara VC mengekori VR sebanyak 900 dan arus I sefara dangan VR.

Jika VL lebih besar daripada VC hasil VL – VC adalah sama arah dengan VL ; maka daripada Teoerm Pythagoras untuk segitiga ODB, voltan bekalan sama dengan

V = √ ( VL – VC )2 + VR

2 Formula : VL = IXL ; VC = IXC dan VR = IR Maka V = I √ ( XL - XC )2 + R2

V / I = √ ( XL - XC )2 + R2

dan Z = √ ( XL - XC )2 + R2

(a) Rajah Litar (b) Rajah Vektor

Rajah 1.615 : Litar Siri R – C - L

1.6.16. KUASA DALAM LITAR AU Dalam litar AT, kuasa elektrik (P) yang diserap oleh beban didapati dengan

mendarapkan nilai arus (I) dan voltan (V). Dalam litar AU, kuasa yang diserap hanya akan sama dengan pendarapan arus dan voltan jika kedua-dua vector arus dan voltan adalah sama fasa. Biasanya, dalam litar AU terdapat regangan berkemuatan atau berkearuhan yang menyebabkan perbezaan fasa.

Rajah 1.6.16 (a) menunjukkan litar siri AU yang mengandungi komponen R,

C dan L. Rajah 1.6.16 (b) menunjukkan voltan V mendahului vector arus I dengan sudut θ. Vektor V boleh dileraikan kepada komponen tegak (V sin θ) dan


komponen ufuk (V kos θ) seperti dalam Rajah 16. Komponen tegak mendahului I sementara komponen ufuk sefasa dengan I.

Rajah 1.6.16 (a) : Menceraikan Vektor Kepada Komponen Tegak Dan Komponen Ufuk

Komponen tegak juga dinamakan voltan regangan. Pendarapan voltan regangan dengan arus menghasilkan kuasa regangan dengan arus menghasilkan kuasa regangan yang berunit volt-ampere regangan (VAR). (Rajah 1.6.16)

Kuasa regangan = V sin θ x I

Rajah 1.6.16 (b) : Segitiga Kuasa

Komponen ufuk juga dinamakan voltan aktif. Pendarapan voltan aktif dengan arus menghasilkan kuasa nyata yang berunit watt (W).

Kuasa nyata = V kos θ x I Pendarapan voltan V dengan arus hanya menghasilkan kuasa ketara yang

berunit volt-ampere (VA) Kuasa ketara = V x I Hubungan antara kuasa tersebut adalah seperti dalam Rajah 17. Nisbah

kuasa nyata terhadap kuasa ketara ialah faktor kuasa. Faktor kuasa = kuasa nyata. kuasa ketara = V kos θ I VI = kos θ


Faktor kuasa biasanya diberi dalam bentuk perpuluhan atau peratus misalnya 80 %. Nilai maksimum factor kuasa ialah 1 atau 100 % apabila sudut θ sama dengan sifar. Ketika ini, semua kuasa daripada bekalan dilesapkan dalam beban kerana tiada kuasa regangan. Jika sudut fasa ialah 900, factor kuasa ialah sifar. Jika komponen peraruh (L) atau pemuat (C) yang tulen disambung kepada litar AU, kuasa nyata yang dilesapkan daripada bekalan AU ialah sifar. Komponen tulen ini dinamakan sebagai komponen “tanpa watt”. Ini ialah kerana ia tidak melesapkan kuasa daripada bekalan AU.

Contoh 1 : Jika voltan bekalan ke sebuah bengkel ialah 415 V dan arus 60 A

mengekori voltan dengan sudut 300 ; hitungkan :

i. kuasa ketara ii. kelesapan kuasa dalam beban iii. factor kuasa iv. kuasa regangan

Penyelesaian : Diberi : V = 415 V, I = 60 A, θ = 300 i. Kuasa ketara= VI

= 60 A x 415 V = 24.9 kVA

ii. Kelesapan kuasa = VI cos θ = 60 A x (415 kos 300) V = 21.6 kW

iii. Factor kuasa = kos θ = kos 300 = 0.866

iv. Kuasa regangan = VI sin θ = 60 A x (415 sin 300) V = 12.45 kVAR

Contoh 2 : Jika factor kuasa dalam contoh di atas bernilai 1, hitungkan

nilai kuasa yang dilesapkan oleh beban dalam litar tersebut.


Penyelesaian : Jika factor kuasa, kos θ = 1 Kelesapan kuasa = kuasa ketara = 24.9 kW.

1.6.17. PENAPIS (FILTER) Satu kegunaan utama litar RC, RL dan RLC ialah untuk melulus atau

menahan sesuatu frekuensi melaluinya. Proses melulus atau menahan laluan ini dinamakan penapisan. Terdapat tiga jenis penapis utama iaitu penapis laluan rendah, penapis laluan tinggi dan penapis lulus jalur. Penapis biasanya digunakan dalam penyama yang terdapat dalam sistem audio atau hifi.

1.6.18. PENAPIS LALUAN RENDAH (LOW PASS FILTER) Penapis laluan rendah meluluskan frekuensi rendah melaluinya dan

menahan laluan frekuensi yang lebih tinggi. Rajah 1.6.18 (b) dan (c) menunjukkan contoh litar penapis laluan rendah. Penapis laluan rendah biasanya digunakan dalam pembekal kuasa AT. Ia menahan frekuensi AU daripada melaluinya.

(a) Penapis Laluan Rendah Meluluskan Laluan Frekuensi Rendah Dan Menahan Laluan Frekuensi

Tinggi

(b) Litar RC


(c) Litar RL

Rajah 1.6.18 : Contoh Litar Penapis Laluan Rendah

1.6.19. PENAPIS LALUAN TINGGI (HIGH PASS FILTER) Penapis laluan tinggi meluluskan frekuensi tinggi melaluinya dan menahan

laluan frekuensi yang lebih rendah. Rajah 20 (b) dan (c) menunjukkan contoh litar penapis laluan tinggi. Penapis laluan tinggi biasanya digunakan dalam radio kereta untuk mengelakkan gangguan enjin yang berfrekuensi rendah.

(a) Penapis Laluan Tinggi Meluluskan Laluan Frekuensi Tinggi Dan Menahan Laluan Frekuensi Tinggi

(b) Litar RC


(c) Litar RL

Rajah 1.6.19 : Contoh Litar Penapis Laluan Tinggi.

1.6.20. PENAPIS LULUS JALUR (BAND PASS FILTER) Penapis lulus jalur membenarkan frekuensi salun (fO) dan frekuensi yang

berhampiran dengan frekuensi salun melaluinya. Frekuensi salun terjadi apabila nilai regangan XL sama dengan XC. Rajah 21 menunjukkan litar penapis lulus jalur.

Rajah 21 : Contoh Litar Penapis Lulus Jalur

Semasa keadaan salun, XL = XC

Oleh itu, daripada persamaan Z = √ ( XL - XC )2 + R2

Z = √ (0)2 + R2

Z = √ R2

Maka, Z = R

Nilai Z ini merupakan nilai galangan minimum litar. Pada ketika ini, arus yang mengalir melalui litar dan voltan keluaran mencapai nilai maksimum.


Penapis lulus jalur biasanya digunakan dalam penerima radio untuk menala

kepada suatu isyarat radio yang tertentu. Contoh 1: Satu penapis mengandungi R = 10 Ω, C = 0.4 µF dan L = 0.4 H, hitungkan

frekuensi salun dan arus litar pada frekuensi salun jika voltan masukan ialah 10 V. Penyelesaian : Diberi R = 10 Ω, C = 0.4 µF, L = 0.4 H dan V = 10 V.

Formula : XL = 2πfL Z = √ ( XL - XC )2 + R2

XC = 1 / 2πfO Z = √ (0)2 + 102

Ketika frekuensi salun, XL = XC Z = √ (0) + 100

Oleh itu, 2πfOL = 1 / (2πfOC) Z = 10 Ω

fO2 = 1 / 4π2LC maka, I = V / Z

fO = 1 / 2π(LC)1/2 I = 10 V / 10 Ω

fO = 1 / 2 π (0.4 x 0.4 x 10-6) ½ I = 1 A fO = 398 Hz

1.7. PENGENALAN KEPADA RLC DALAM LITAR ARUS ULANG-ALIK Pengetahuan dalam prinsip elektrik adalah sangat penting bagi seseorang yang


1.7.1. PENERANGAN : Rintangan dalam litar d.c yang mengandungi rintangan sahaja, apabila

sahaja voltan dibekalkan arus akan bertambah ke nilai maksimum dengan cepat dan akan jatuh ke nilai kosong apabila voltan bekalan diputuskan. Arus dan voltan bagi litar yang berintangan tulen (purely resistive) naik dan jatuh bersama-sama. Dalam litar a.c yang mengandungi rintangan sahaja arus adalah dalam sefasa (in phase) dengan voltan bekalan.


a) Rajah litar b) Rajah Gelombang c) Rajah Vektor

Kesan rintangan dalam litar a.c i. jika rintangan bertambah – arus berkurangan ii. jika rintangan berkurangan – arus bertambah

iii. nilai arus yang mengalir pada sebarang sesuatu rintangan tidak dipengaruhi oleh frekuensi pada bekalan.

b. Kesimpulan :- Dalam litar rintangan, arus dan voltan dalam sefasa (in phase).Hukum

ohm boleh digunakan. Im = Vm / R atau Irms = Vrms / R = Vm Sin wt - VR = V ∠ 0 I= Im Sin wt - IR = I ∠ 0

1.7.2. ARUHAN

Dalam litar d.c yang mengandungi aruhan sahaja arus tidak akan bertambah dengan segera ke nilai maksimum bila voltan dibekalkan dan tidak jatuh ke nilai kosong dengan tiba-tiba bila voltan bekalan diputuskan.

Dalam litar a.c yang hanya mengandungi aruhan sahaja arus akan mengekori (lag) di belakang voltan bekalan dengan 900.


Kesan aruhan dalam litar a.c i. Bertentangan bagi pengaliran arus yang digambarkan oleh

aruhan dikenali sebagai regangan Induktif (inductive reactance). Ia adalah senilai dengan rintangan perintang.

ii. Regangan induktif bergantung kepada frekuensi. iii. Frekuensi voltan bekalan bertambah – regangan induktif

bertambah.

Kesimpulan :- Dalam litar induktif, arus mengekori voltan dengan voltan dengan 900. Hukum ohm tidak boleh digunakan. Kesan penentangan bagi aruhan untuk pengaliran arus ulangalik disebut “Regangan Induktif”


a. Regangan Induktif, XL= wL = 2πfL = ohms di mana f = frekuensi (Hertz) L = aruhan (Henry) XL = dalam ohms

b. Formula voltan :- Vm = Im x XL Vrms = Irms x XL = Im x 2πfL = Irms x 2πfL

1.7.3. KAPASITANS Dalam litar d.c apabila voltan dibekalkan kepada suatu kapasitor

(kondenser), kapasitor bertindak sebagai litar pintas (short circuit) dan tiada voltan yang melintanginya, manakala arus yang mengecas (charging current) kapasitor adalah bernilai maksimum. Bila kapasitor telah dicaskan sepenuhnya, voltan melintanginya mencapai ke nilai maksimum, tetapi arus jatuh ke nilai kosong (iaitu kapasitor bertindak sebagai litar buka).Iaitu dalam litar a.c yang mengandungi kapasitan sahaja arus akan mendahului (lead) voltan bekalan dengan 900.

a. Kesan kapasitans dalam litar a.c Penentangan bagi pengaliran arus yang digambarkan oleh kapasitor dikenali

sebagai Regangan kapasitif (capacitive reactance). Regangan kapasitif senilai dengan rintangan bagi perintang.


b. Kesimpulan :- - Dalam litar kapasitif arus mendahului voltan dengan 900. Hukum ohm

tidak boleh digunakan. - Kesan penentangan bagi kapasitans untk arus ulangalik disebut

“Regangan kapasitif”

c. Regangan kapasitif , XC = 1 / wC = 1/ 2πfC = ohms


di mana f= frekuensi (Hertz) C= kapasitan (Farad)

d. Formula voltan :- Im = Vm x 2πfC Irms = Vrms x 2ndC

e. Cara mengingati

i. CIVIL - Kapasitan I mendahuluui V

- Aruhan V mendahului I atau mengekori V ii. ELI the ICE man - Voltan aruhan arus - Arus kapasitan Voltan

f. Nota : e = L di / dt e = Em Sin wt Em Sin wt = L di / dt di = Em / L (Sin wt) dt ∫ di = ∫ Em/L (Sin wt)dt i = Em / wL (-Cos wt) = - Em / wL Cos wt Oleh itu, i = Em / wL sin (wt - π/2) i = Im Sin (wt - π/2) i = dq / dt = d/dt (Cem sin wt) = wCEm cos wt = Em cos wt 1/wc = Em Sin (wt + π/2) 1/wc Oleh itu, i = Im sin (wt + π/2)


1.7.4. LITAR SESIRI R-L

E dan I adalah dalam nilai RMS (PPGD). VR = IR VL = IXL Voltan bekalan , E = √V2R + V2L = √(IR)2 + (IXL)2 = 1 √R2 + XL

2 Oleh itu, I = E/√ R2 + XL

2

Kuantiti √ R2 + XL2 dikenali sebagai galangan (impedance), Z bagi litar.

Dari rajah , E mendahului I dengan φ Atau I mengekori E dengan φ

Tan φ = VL/ VR = IXL/IR = XL/R = regangan / rintangan

φ = tan –1(XL/R) = tan-1(wL/R) = tan-1(2πfL/R) Jika voltan bekalan diberi sebagai e = Em sin wt Oleh itu arus I = Im sin (wt - φ ) Apabila Im = Em/Z


Kuasa = EI cos φ P = VI cos φ = VI x R/Z Watt = VA x cos φ = (V/Z) x IR = IR = watts di mana cos φ ialah angkadar kuasa (power factor) litar tersebut.

1.7.5. SESIRI R-C

VR = IR E = √VR

2 + Vc2 = √(IR)2 + (-Ixc)2

VC = IXC = I√R2 + Xc2

Oleh itu, I = E/ √R + Xc2= E/Z Tan φ = -Vc/ VR = Ixc/IR = -Xc/R ∴ φ = tan-1 ( - Xc / R) Jika voltan bekalaln diberi sebagai e = Em sin wt Oleh itu arus i = Im sin (wt + φ ) Apabila Im = Em/Z

1.7.6. LITAR SESIRI R-L-C

a. VL > Vc


b. Vc > VL

VR = IR a. VL > Vc VL = IXL E = √ VR

2 +( VL2 – Vc)2

Vc = Ixc = √ IR2 +[ I ( XL – Xc)]2

= I √ R2 +( XL2 – Xc)2

I = E = E/Z √ R2 +( XL

2 – Xc)2 Kuantiti : √ R2 +( XL

2 – Xc)2 dikenali sebagai jumlah galangan bagi litar Z = √ R2 + X2 Apabila x = jumlah regangan (net reactance) Tan φ = VL - Vc = I (XL – Xc ) VR IR = (XL – Xc) R Oleh itu φ = tan-1 XL - Xc R Jika voltan bekalan e = Em sin wt I = Im sin (wt ± φ)


b. Vc > VL E = √ VR

2 +[- ( VC2 – VL)]2

= I √ R2 +[- ( XC2 – XL)]2

= I √ R2 + ( XC2 – XL)2

oleh itu , I = E / √ R2 + ( XC

2 – XL)2 = E/Z tan φ = - (Vc – VL) = Xc - XL VR R Oleh itu φ = tan-1 ( - (Xc – XL)/R = tan –1 (- X/R) Jika voltan bekalan e = Em sin wt I = Im sin (wt + φ )

1.7.7. LITAR SIRI R-L DALAM KIRAAN VEKTOR a . Civil

Galangan Z = R + jXL – kuantiti vektor Magnitud [ Z ] = √ R2 +( XL)2 apabila (XL) = regangan induktif = 2πfL = ohm

= tan –1 XL/R iaitu Z = / Z / ∠ + 0 jika voltan bekalan V = / V / ∠ 0 oleh itu arus I = / V / ∠ 0 = / Z / ∠ + 0 = / I / ∠ - 0 iaitu dalam litar induktif I mengekori V angkadar kuasa = Cos φ = -ve (lag)

1.7.8. LITAR SIRI R-C DALAM KIRAAN VEKTOR

Galangan Z = R – jXc / Z / = √ R2 + (– XC )2

φ = tan –1 (-Xc/R) = - φ oleh itu Z = / Z / ∠ - 0 jika voltan bekalan V = / V / ∠ 0 oleh itu / I / = / V / ∠ 0 = I ∠ + φ


/ Z / ∠ - φ iaitu dalam litar kapasitif I mendahului V. Angkadar kuasa = Cos φ = +ve (lead)

1.7.9. LITAR SIRI R-L-C DALAM KIRAAN VEKTOR

a. XL > Xc Galangan Z = R + j(XL – Xc) / Z / = √ R2 + [ XL – Xc]2 φ = tan-1 [( XL – Xc)/ R] iaitu Z = / Z / ∠ + φ jika voltan bekalan V = / V / ∠ 0 oleh itu arus I = / V / ∠ 0 = I ∠-φ iaitu Z = / Z / ∠ + φ Angkadar kuasa = cos φ = -ve (lags)

b. XL < Xc Galangan Z = R – j(Xc - XL) / Z / = √ R2 + ( XC - XL )2 φ = tan-1 [( Xc – XL)/ R] = -ve = -φ iaitu Z = / Z / ∠ - φ

jika voltan bekalan V = / V / ∠ 0 arus I = / V / ∠ 0 / Z / ∠ - φ = / I / ∠ + φ kuasa = Cos φ = -ve (lead)

1.7.10. LITAR SELARI R-L DALAM VEKTOR

V = VR = VL = V∠0 I = IR + IL = / IR / ∠ 0 + / IL / ∠ - 90 = IR - jIL [I] = √ IR2 + (– IL)2 φ = tan –1 ( - IL ) IR

= -ve I = √ IR2 + (– IL)2 ∠-0


Ir = V∠0 = IR ∠0 R IL = V∠0 XL∠900 = IL ∠-900

1.7.11. LITAR SELARI R-C DALAM KIRAAN VEKTOR

V = VR = Vc = V ∠ 0 I = IR + Ic = / IR / ∠ 0 + [ Ic ] ∠ 90 = IR + jIc / I / = √ IR2 + Ic2 φ = tan –1 (Ic/IR) = (+) I = √ IR2 + Ic2∠+0 IR = V ∠ 0 / R = IR ∠ 0 Ic = V ∠ 0 Xc ∠ - 90 = Ic ∠ 900

‘’

1.7.12. LITAR SELARI R-L-C DALAM KIRAAN VEKTOR

V = VR = VL = Vc = V∠0 I = IR + IL + Ic = / IR / ∠ 0 + [ IL ] ∠ - 90 + [ IC ] ∠ 90 = IR – jIL + jIc I = IR - j (IL – Ic) a. Jika IL > Ic


I = IR – jIx I = √ IR2 +(- Ix)2 tan-1 (- Ix /IR) = / I / ∠ - φ Z = / V / ∠0 = / Z / ∠ + φ I ∠ - φ b. Jika IL < Ic I = IR + jIx I = √ IR2 +(- Ix)2 /tan-1 (- Ix /IR) = √ IR2 + Ix2 ∠ + φ = / I / ∠ φ oleh itu Z = / Z / ∠ - 0

1.7.13. LITAR SELARI R-L

V = VR =VL

IZ = IRR = ILXL

I = IR + IL Dari rajah vektor, I = √ IR2 + IL2 = √ (VR)2 + (VL)2

R XL

Oleh itu = V √ (I/R) + (I/XL)2 V= I / √ (I/R)2 + (I/XL)2 Oleh itu, Z= 1 / √ (I/R)2 + (I/XL)2

φ= tan-1 (-IL) = -ve IR

I mengekori V

1.7.14. LITAR SELARI R-C


V = VR = Vc IZ = IR = IcXc I = IR + Ic

Dari rajah vektor, I = √ IR2 + IC2 = √ ( VR /R)2 +(Vc /Xc)2

iaitu I = V√ ( 1 /R)2 +(1 /Xc)2

oleh itu Z = 1 √ ( 1 /R)2 +(1 /Xc)2 = tan-1 (Ic / IR) = +ve iaitu I mendahului V

1.7.15. LITAR SELARI R-L-C

V = VR = VL= Vc IZ = IRR = ILXL= IcXc I = IR + IL + Ic Kes i) XL > Xc Dari rajah vektor I = √ I2R + ( IL-Ic)2

= √ (VR)2 + [ ( VL - Vc)]2

R XL Xc = √V2 [(1/R)2 + (1/XL) – (1/Xc)]2

iaitu I = V√ (1/R)2 + [(1/XL) – (1/Xc)]2 Z= 1/ √ (1/R)2 + [(1/XL) – (1/Xc)]2

= tan –1 [- ( IL – Ic)/IR] = -ve oleh itu I mengekori V

1.7.16. DALAM LITAR A.C a. Litar rintangan (resistive circuit)

Kuasa, P = VI = I2R = V2 /R watt


b. Litar induktif (inductive circuit)

I mengekori V dengan φ I sin φ 900 luar fasa (out of phase) dengan V - (komponen reactive) I cos φ sefasa dengan V - (komponen active)

Aruhan tulen - tiada kuasa diserap (absorb no power). Ini disebut komponen “Wattless” (reactive)

Kuasa diserap oleh rintangan sahaja, oleh sebab keadaan luar fasa, maka P = V x I cos φ = V x I (R/Z) = (V/R) x IR = I x IR iaitu , P = I2R watts

c. Litar kapasitif (capacitive circuit)

Perintang menggambarkan kehilangan dielektrik (dielectric losses). Kuasa tidak diserap oleh kapasitan tulen.


P = VI cos φ = I2R

1.7.17. ANGKADAR KUASA (POWER FACTOR) P.F Hasil darab IV ialah kuasa ketara (apparent power) dan bukan kuasa

sebenar bagi litar A.C. Angkadar kuasa bagi litar A.C ialah nisbah di antara kuasa sebenar (true power) kepada kuasa ketara.

Iaitu Angkadar kuasa = kuasa sebenar kuasa ketara = W/VA = VI cos φ / VI = Cos φ Bagi sesuatu gelung, angkadar kuasa secara praktikalnya adalah

bersamaan dengan I/Q. Kehilangan (losses) boleh dikurangkan dengan menggunakan gelung yang tinggi nilai Q.

Bagi litar kapasitif, angkadar kuasa ialah pengukuran bagi kehilangan dielektrik.

Iaitu angkadar kuasa = cos φ = kehilangan dielektrik Kapasitor ruang udara - p.f = 0 Ceramic dan mika kapasitor – p.f – rendah Kapasitor kertas - p.f – tinggi Kapasitor elektrolitik – p.f – sederhana

1.7.18. SEGITIGA KUASA(POWER TRIANGLE)

a. Litar siri R-L

Rajah 1.7.18 (a) Rajah 1.7.18 (b) Dari rajah 1.7.18 (a) V2 = V2

R

xI2 ……..V2I2 = V2RI2 + V2

LI2 √ ………VI = √ (VRI)2 + (VLI)2 iaitu kuasa ketara (VA) = PR + PL Dari rajah 1.7.18 (b)


Angkadar kuasa = cosφ = kuasa sebenar kuasa ketara

Kuasa reaktif = VLI = Volt ampiar reaktif = Var

b. Litar selari R-L

Kuasa ketara (VA) = PR + PL

= (kuasa sebenar ) + (kuasa reaktif) Persamaan yang sama diperolehi bagi kuasa yang dibekalkan kepada litar R-C

c. Pembetulan angkadar kuasa (power factor correction) Kebiasaannya, beban bagi satu sistem bekalan elektrik adalah beban

induktif, apabila angkadar kuasanya kurang daripada 1.0 (uniti) dan mengekor. Maka untuk pembetulan (memeperbaiki) angkadar kuasa ini, suatu kapasitor mesti disambung dalam keadaan selari dengan bebanan tersebut.

d. Keburukan angkadar kuasa yang rendah Angkadar kuasa yang rendah - arus tinggi – akibatnya :- i. kehilangan (line losses) α I2 ii. generator dan transformer yang besar diperlukan iii. kejatuhan voltan adalah besar, maka peraturan tambahan alat diperlikan

untuk menetapkan voltan pada limit yang ditentukan. Contoh : Suatu motor satu fasa mengambil arus 8.3A dengan angkadar kuasa 0.866

mengekori bila disambung kepada bekalan 230V, 50Hz. Satu kapasitor disambung selari dengan motor itu. Tujuan sambungan kapasitor tersebut adalah memeperbaiki angkadar kuasa kepada uniti. Tentukan nilai kapasitan.

Penyelesaian :

Dari rajah vektor : tetapi V = IcXc Iaitu sin 300 = Ic/Im230 = 4.15 x (1/2π x 50 x c)


Ic = Im sin 300 oleh itu,C = 4.15 x (2π x 50 x 230) = 8.3 x (0.5) = 5.743 x 10-5 F = 4.15 A = 57.43 uF

1.8. PENGENALAN KEPADA RLC DALAM LITAR SALUN (RESONANT CIRCUIT) Pengetahuan dalam prinsip elektrik adalah sangat penting bagi seseorang yang


1.8.1. RESONANS (SALUN)

Litar resonans (salun) digunakan dalam litar frekuensi radio bagi menala isyarat a.u yang dikehendaki. Litar resonans untuk mendapatkan frekuensi resonans kerap terdapat panda radio, televisyen , peralatan elektronik dan sistem pemancar. Litar LC iaitu kearuhan dan kapasitans ditala kepada satu frekuensi resonans yang mana kesan resonans berlaku apabila kedua-dua nilai regangan sama.

1.8.2. Kesan perubahan frekuensi dalam litar siri R-L-C

i ) Litar rintangan - perubahan frekuensi tidak memberi sebarang kesan ke atas magnitud atau fasa,iaitu I = V/R . R – Garis lurus mendatar (independent ƒ)

ii ) Litar induktif - XL = 2πfL → XL α f → garis lurus dan melalui origin iii) Litar kapasitif - Xc = 1/2πfC → Xc α 1/f → rectangular hyperbola

Rajah 1.8.2 : Litar RLC

b) Formula iaitu :-


Z = R + j (XL – Xc) Z = √[ R2 + (XL – Xc)2]

Z = √ (R2 +X2)

Rajah 1.8.2 (b): Graf litar salun

c) Apabila :-

X = XL – Xc Jika :- XL = Xc X = 0 ∴ Z = R Iaitu arus adalah maksimum Ir = V/R Frekuensi pada keadaan ini “Resonant frekuensi” XL = Xc

fr2 = 1/2π2 √LC


2πfrL= 1/ 2πfC fr2 = 1/42π2LC

d) Panduan Reaktans

X = XL – Xc → (hyperbola) dan memotong paksi x pada titik A fr → resonant frekuensi

Z = √ R2 + (XL – Xc)2

= √ R2 +X2

bila f rendah → Z tinggi (besar) → Xc > XL (kapasitif) bila f tinggi → Z besar → Xc < XL ( induktif) bila f sederhana → Z = R (minimum) → Xc = XL (rintangan) i. f < fr

Xc > XL Z = R + j(XL – Xc)

Iaitu Z = R – jX ii. f = fr XL = Xc Z = R + j (XL – Xc) Iaitu Z = R iii. f > fr XL > Xc Z = R + j (XL – Xc) Iaitu Z = R + jX

Catatan : i. XL = Xc iaitu (VL – Vc) ii. Z = R (minimum) iii. Imax = V/R iv. fr = 1/2π2 √LC v. P.f = unity

e) Kesan perubahan frekuensi dalam litar selari R-L-C i ) Dalam praktikal :-


ii) Litar dikatakan dalam keadaan salunan bila komponen reaktif bagi arus menjadi kosong.

iii) Dari rajah vektor, Panduan komponen reaktif = Ic – IL sin φ L Paduan keadaan salunan, Ic - IL sin φ L = 0

Iaitu Ic = IL sin φ L

IL = V/Z 1, sin φ L = XL Ic = V/Xc Z1

V/Xc = V/Z1 x XL/Z1 iaitu Z12 = XL x Xc Z1

2 = wL x wC = L/C ………….. (1) Atau Z1

2 = L/C = R2 + XL2 = R2 + (2πfL)2

(2πfrL)2 = L/C – R2 2πfr = √ 1/LC – (R/L)2 fr = 1/2π √ 1/LC – R2 / L2

fr = 1/ 2π √LC

Jika voltan bekalan diberi sebagai e = Em sin wt Oleh itu arus I = Im sin (wt - φ ) Apabila Im = Em/Z

Kuasa = EI cos φ P = VI cos φ = VI x R/Z


Watt = VA x cos φ = (V/Z) x IR = IR = watts

di mana cos φ ialah angkadar kuasa (power factor) litar tersebut.

1.8.3. LITAR SESIRI R-C

VR = IR E = √VR2 + Vc

2 = √(IR)2 + (-Ixc)2 VC = IXC = I√R2 + Xc2

Oleh itu, I = E/ √R + Xc2= E/Z Tan φ = -Vc/ VR = Ixc/IR = -Xc/R ∴ φ = tan-1 ( - Xc / R) Jika voltan bekalaln diberi sebagai e = Em sin wt Oleh itu arus i = Im sin (wt + φ ) Apabila Im = Em/Z

f) Faktor – Q bagi litar salun R-L-C (siri) i) Definasi - Nisbah di antara kuasa regangan (Pc atau PL) pada salunan

dengan kuasa sebenar Iaitu , Q = VAR / W = KVAR / KW ii) Kuasa regangan I2XL dan kuasa sebenar = I2R Q = I2XL / I2R = XL / R = wL / R iii) Pada salunan, f = fr = frekuensi salun = 1/ 2π √LC Q = 2π frL/R = 2π L / 2π R √LC = 1/R √L/C

g) Ruang frekuensi (bandwidth)

Definasi - perbezaan frekuensi diantara dua titik apabila kuasanya ialah ½ dari kuasa maksimum.

P1 = Pr/2 = P2 = PM/2 ………………..(i)


I12R = Ir2R/2 = I22R = IM2R/2 I1 = I2 = 0.0707IM

ii)Kuasa maksimum → bila Z = R (iaitu Imax)

LATIHAN

Jawab soalan di bawah ini.

1 Nyatakan definasi unsure.

………………………………………………………………………………………………………...

………………………………………………………………………………………………………...

2 Berikan 3 kesan arus elektrik.

i. ……………………………………

ii. ……………………………………

iii. ……………………………………

3 Lukiskan litar pengaliran terbuka.

∆f = B = f2 – f1

B = fr/Q


4 Nyatakan jenis-jenis perintang.

i. ………………………………

ii. ………………………………

iii. ……………………………….

5 Lukiskan Simbol Perintang.

6 Terdapat 4 jenis perintang dalam perintang tetap. Berikan keempat-empat jenis tersebut.

i. ………………………………

ii. ………………………………

iii. ……………………………….

7 Nilai rintangan bagi perintang _________________ boleh diubah-ubah kepada sifar (Ω) sehingga nilai kadaran yang dihadkan.

8 Terangkan keadaan perintang berubah jenis Reostat.

………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………

9 Nyatakan tiga ciri – ciri litar siri. i. ______________________________________________________________________

ii. ______________________________________________________________________

iii. ______________________________________________________________________ 10 Nyatakan formula yang digunakan dalam litar siri untuk mendapatkan nilai :-

i . Jumlah Rintangan : _____________________________

ii. Jumlah Arus : _____________________________

10 Nyatakan formula yang digunakan dalam litar selari untuk mencari nilai :-

i . Jumlah Rintangan : _________________________________________ ii . Jumlah Arus : _________________________________________

11 Berikan tiga ciri – ciri litar selari .

i . ____________________________________________________________________

ii . ____________________________________________________________________

iii . ____________________________________________________________________


12 Voltan adalah ________________ merentasi setiap perintang dalam litar selari .

13 Dari litar yang diberi kirakan V1, V2 dan VT.

14 Pemuat terdiri daripada 2 jenis. Berikan jenis-jenis tersebut. i. _______________________

ii. _______________________

15 Apakah tugas umum pemuat ?

_________________________________________________________________________

16 Lukiskan simbol bagi pemuat.

17 Apakah yang dimaksudkan dengan kemuatan __________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

18 Unit bagi kemuatan ialah ________________.

19 Apakah formula untuk mencari nilai kemuatan?

20 Tugas pearuh ialah membenarkan arus terus mengalir dan menghalang __________________.

21 __________________ adalah kebolehan satu-satu litar di mana had daya magnet yang terjadi

pada sesuatu litar memindahkan tenaga elektrik kepada lilitan yang berhampiran dengannya.

12V

2k

4k

2k

R1

R2

R3

V1

V2


22 Berikan tiga jenis pearuh yang biasa digunakan dalam litar elektronik. i. _________________________

ii. _________________________

iii. _________________________

23 Diberi gelung L1 = 50mH, L2 = 100mH dan angkali jodoh = 0.6. Cari nilai kearuhan, LT jika :- i. Disambung secara siri ii. Di sambung secara selari membantu iii. Disambung secara selari menentang

24 Nyatakan definasi bagi pengubah (transformer). __________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________.

25 Berikan formula bagi mendapatkan :-

a. Regangan Induktif : ___________________________ b. Regangan Kapasitif : ___________________________

26 Kirakan regangan induktif apabila L = 5mH, C = 100 pF dan f = 50 Hz.

27 Kenyataan di bawah merupakan tiga keburukan angkadar kuasa yang rendah KECUALI :- a. Kehilangan (line losses) α I2 b. Generator dan transformer yang besar diperlukan c. Kejatuhan voltan adalah besar, maka peraturan tambahan alat diperlikan untuk menetapkan voltan pada limit yang ditentukan. d. Regangan Induktif bergantung kepada frekuensi.

28 Perbezaan __________________ di antara dua titik apabila kuasanya ialah ½ dari kuasa maksima.

29 ___________________ ialah nisbah di antara kuasa regangan (Pc @ PL) pada salunan dengan kuasa sebenar.


30 Berikan formula bagi angkadar kuasa

____________________________________

31 Apakah maksud litar kapasitan (kemuatan) _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________

32 Berikan formula untuk mencari XL

_______________________________________

33 Apakah yang dimaksudkan frekuensi salun . _____________________________________________________________________________

34 Berikan definisi ruang frekuensi (Bandwith ) ______________________________________________________________________________

35 Apakah yang akan berlaku jika frekuensi tinggi,galangan (Z) besar ? _______________________________________________________________________________

RUJUKAN : 1 GLECEO McgRAW-HILL, BASIC ELECTRONICS (EIGHTH EDITION) 1997 –

BERNARD GROB – MUKA SURAT 14 - 752.






PENGALAMAN PEMBELAJARAN

LE2 CONFIRM MATCH OF ACTUAL POWER SUPPLY TO RATING OF SYSTEM


03.01 CONFIRM MATCH OF ACTUAL POWER SUPPLY TO RATING OF SYSTEM


TEST OF PASSIVE/ACTIVE COMPONENT AND COMFIRM MATCH OF ACTUAL POWER SUPPLY TO RATING OF SYSTEM USING MULTIMETER, FUNCTION GENERATOR, CAPASITANCE/ INDUCTANCE METER, IC TESTER AND ETC. SO THAT THE COMPONENT IS INDENTIFIED, MEASURED AND CONDITION DETERMINED FOR FUNCTIONALITY ACCORDING TO STANDARD SPECIFICATION.


DIAKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :- CONFIRM MATCH OF ACTUAL POWER SUPPLY TO RATING OF SYSTEM USING MULTIMEYTER SERVICES MANUAL ETC. SO THAT POWER RATING IS CONFIRM ED WITHIN TOLERANCES AS SPECIFIED IN OPERATION MANUAL


1. CONFIRM MATCH OF ACTUAL POWER SUPPLY TO RATING OF SYSTEM Kertas penerangan ini adalah bertujuan untuk menerangkan konsep pengukuran dan

bagaimana ralat didapati daripada ujikaji yang dijalankan. Justeru, padanan sistem bekalan kuasa sebenar dengan kadaran kuasa yang ada pada sesebuah sistem dapat diukur dan dikira toleransinya seperti yang dinyatakan pada manual operasi sistem tersebut

1.1. PADANAN SISTEM BEKALAN KUASA SEBENAR DENGAN KADARAN KUASA Nadi kepada perkakasan sesuatu ujikaji ialah sistem pengukuran. Menerusi sistem

pengukuran segala pembolehubah yang berkaitan dengan peralatan yang diuji dikesan. Data yang terkumpul dikurangkan kepada keputusan dalam bentuk nilai berangka. Ukuran ialah satu kerja yang dilakukan bagi mengetahui jarak diantara satu tempat ke satu tempat yang lain, kejituan , ketepatan, kepekaan dan ralat. Setiap pengukuran mempunyai unit-unit tertentu seperti sentimeter, ohmmeter, voltan, Ampere dan sebagainya. Oleh itu kita juga mestilah mengetahui peralatan yang digunakan untuk membuat pengukuran. Barulah perbandingan kadaran kuasa dapat dibuat. Menetukan kadaran kuasa berada dalam toleransi yang dinyatakan pada manual operasi sesebuah sistem amat penting untuk memastikan sistem/alat tersebut berfungsi dengan baik dan tidak rosak.

Data-data ialah unsur-unsur maklumat yang diperolehi secara ujikaji, biasanya diungkap dalam bentuk angka.

1.1.1. Nilai sebenar Nilai sebenar ialah magnitud sebenar sesuatu bahan ukur seperti

tekanan, halaju, suhu dan sebagainya. Penilaian kuantiti ini mungkin dianggar, tetapi dalam apa juga keadaan tidak mungkin dapat ditentukan dengan sebenar-benar tetap.

1.1.2. Nilai tertunjuk Nilai tertunjuk ialah nilai yang ditunjukkan oleh sistem pengukuran. Ini

adalah bekalan data mentah atau data yang direkodkan secara terus.

1.1.3. Jangka (Instrument) Alat untuk menentukan nilai atau magnitud sesuatu kuantiti atau

pembolehubah. Secara am, instrument elektronik boleh dikelaskan kepada 2 bahagian iaitu analog dan digital.

1.2. BEKALAN KUASA

Bekalan kuasa adalah sumber bekalan kepada sesebuah peranti/ siste untuk membolehkan peranti/sistem tersebut dapat berfungsi. Teradapat pelabgai jenis bekalan kuasa seperti bateri, bekalan kuasa Dc, bekalan kuasa AC dan lain-lain. Kita akan melihat bekalan kuasa pada sebuah sistem PLC. Penggunaan PLC sebagai pengawal


adalah lebih cekap dan berkesan dimana ia mudah dibaikpulih dan ciricirinya yang sentiasa dipertingkatkan dari semasa ke semasa mengikut keperluan manusia. Ia mula diperkenalkan pada 1969 oleh Modicon USA terutamanya dikilang-kilang bagi menggantikan system konvensional seperti sistem Relay.

1.3. KOMPONEN ASAS SEBUAH PLC Komponen asas sebuah PLC terdiri daripada :

1. Power Supply

2. Central Processing Unit (CPU)

3. Input Modules

4. Output Modules

1.3.1. Power Supply Module Power supply pula membekalkan kuasa pada bahagian yang

memerlukannya. Ini akan membolehkan processor dan sistem memori dapat beroperasi dengan lancar.

Terdapat beberapa jenis modul power supply bergantung pada jenis PLC yang digunakan :

• 240V ac • 110V ac • 24V dc • panel/cabinet installation

1.3.2. Power Supply wiring 100 to 240 VAC Power Supply


Rajah 1.3.2 (A) Menunjukkan maklumat tentang bekalan kuasa dan kadaran kuasa yang ada pada PLC jenis CPM1A

Rajah 1.3.2 (B) Menunjukkan unit bekalan kuasa pada blok sistem PLC unit.

1.4. KADARAN KUASA Dalam bidang elektrikal dan elektronik, kadaran kuasa pada sesebuah peranti

menjadi panduan pengilang kepada pengguna untuk memastikan kuasa maksimum yang boleh dikenakan pada peranti tersebut. Had kuasa biasanya diletakkan lebih rendah daripada had sebenar di mana peranti tersebut akan rosak, sebagai langkah keselamatan. Kadaran kuasa biasanya diberi dalam watts untuk kuasa sebenar dan volt amperes untuk kuasa penggunaan yang dinyatakan pada sesuatu peranti.

1.5. CIRI-CIRI INSTRUMENT : Beberapa ciri perlu dipenuhi oleh setiap instrument/meter semasa proses

merekabentuk bagi memastikan instrument/meter tersebut dapat berfungsi dengan baik, cekap dan memuaskan iaitu:

1.5.1. Ketepatan (accuracy)

Ketepatan sesuatu sistem pengukuran itu merujuk kepada keupayaan sistem tersebut untuk memberikan nilai tertunjuk yang paling hampir dengan nilai sebenar. Ketepatan juga dikaitkan dengan ralat mutlak , e , biasanya dinyatakan dalam bentuk peratus (%).


1.5.2. Kejituan (precision) Kejituan menerangkan kebolehulangan atau kekerapan sesebuah instrument

memberikan bacaan yang sama jika pengukuran dilakukan berulangkali. Sekiranya bacaan yang diambil berulangkali tidak berubah, instrument tersebut dikatakan mempunyai kejituan yang tinggi. Instrument yang tepat, kejituan mesti tinggi. Kejituan yang tinggi tidak semestinya menunjukkan bacaan yang tepat.

1.5.3. Kepekaan (sensitivity)

Kepekaan ialah gerakbalas peralatan kepada perubahan masukan atau pembolehubah yang sedang diukur. Jika meter boleh mengesan perubahan yang sangat kecil pada masukan, maka meter itu dikatakan sangat peka.

Kelinearan (linearity) Sesebuah sistem dikatakan bersifat linear jika keluarannya adalah

berkadaran dengan parameter yang sedang diukur. (Keluaran) α (masukan)

1.5.4. Julat (Range)

Merupakan had minimum dan maksimum di mana instrument boleh berfungsi dan biasanya julat sesebuah instrument ditentukan oleh pengeluar instrument tersebut.

1.5.5. Nilai Namaan (Nominal Value)

Merupakan suatu nilai (masukan & keluaran) yang telah ditetapkan oleh pengeluar sebagai panduan penggunaan sesuatu instrument.

1.5.6. Pincang (Bias)

Ralat malar yang terjadi pada instrument di mana penunjuk tidak bermula dari sifar.

1.5.7. Histerisis (Hysterisis)

Perbezaan keluaran antara bacaan menaik dan menurun sesebuah instrument.

1.6. BAGAIMANA PROSES PENGUKURAN DILAKUKAN

1.6.1. Sebelum melakukan proses pengukuran:

• Tatacara/kaedah pengukuran:


• Kenalpasti apa parameter yang hendak diukur, bagaimana cara terbaik, berapa banyak pengukuran perlu dibuat dan bagaimana untuk merekodkan hasil pengukuran.

• Ciri/sifat parameter:

• Harus tahu parameter yang diukur ac atau dc, frekuensi dll.

• Kualiti:

• Masa dan kos diperuntukkan, keupayaan alatan, pengetahuan pengukuran, hasil/keputusan pengukuran yang sesuai.

• Instrument:

• Pilih alat yang sesuai samada meter analog/digital/osc/counter dll, perlu pengetahuan dan pengalaman mengendalikan alatan.

1.6.2. Semasa mengendalikan proses pengukuran:

Kualiti: Pastikan alatan yang dipilih adalah yang terbaik, kedudukan pengambilan data sesuai, bilangan pengukuran yang diambil mencukupi dan adakah hasil yang diambil boleh dipercayai. Utamakan keselamatan: Kesan kejutan elektrik, kesan beban berlebihan, had alatan, baca manual alatan. Pensampelan: Lihat perubahan parameter semasa pengukuran, nilai mana yang perlu dipilih bila parameter sentiasa berubah, ambil bilangan sampel yang mencukupi dan pastikan perwakilan sampel boleh diterima dan diakui.

1.6.3. Selepas proses pengukuran: Proses pengukuran tidak lengkap sepenuhnya jika hanya data pengukuran

diambil. Data mesti dianalisis, secara matematik/statistik dan keputusan mesti dilaporkan dengan lengkap dan tepat.

1.7. RALAT (ERROR) Ralat ditakrifkan sebagai perbezaan antara bacaan yang diberikan oleh

instrument/meter dibandingkan dengan nilai sebenar parameter yang diukur. Ralat terjadi akibat daripada beberapa sebab dan boleh dikategorikan kepada 4 iaitu ralat pengguna/kasar, ralat sistematik, ralat rawak dan ralat penghad.

1.7.1. Ralat Mutlak

e = [ Yn - Xn ]


di mana; e : Ralat Mutlak Yn : Nilai sebenar Xn : Nilai ukuran/tertunjuk

1.7.2. % Ralat [ Yn - Xn ]

% e = ------------ X 100% Yn

1.7.3. iii- Ketepatan Relatif (A)

[ Yn - Xn ] A = 1 - -------------

Yn

1.7.4. % Ketepatan Relatif (a) a = 100% - %e

1.8. PIAWAIAN DAN PENENTUKURAN

1.8.1. PIAWAIAN Piawai pengukuran adalah suatu bahan ukuran, instrument ukuran atau

sistem ukuran yang digunakan untuk mentakrif, mewujud dan memelihara nilai sesuatu kuantiti untuk dibandingkan dengan lain-lain instrument mengukur.

1.8.2. PENENTUKURAN Penentukuran alat memainkan peranan penting di dalam semua ujikaji.

Sebutan penentukuran merujuk kepada perbuatan mengenakan satu nilai input yang diketahui ke atas sistem pengukuran yang dipilih bagi tujuan memerhatikan output sistem berkenaan. Penentukuran juga membolehkan kita menyemak ketepatan sesuatu alat terhadap satu piawai dan seterusnya mengurangkan ralat. Oleh yang demikian di dalam setiap teknik pengukuran, langkah pertama yang perlu ditangani ialah mengenalpasti magnitud ketidakpastian alat. Kita harus sedar bahawa nilai sebenar tidak dapat diketahui dengan ketetapan yang sempurna kerana penentukuran melibatkan perbandingan antara bacaan alat pengukur dengan nilai daripada piawai penentukuran tersebut.

KONSEP PENENTUKURAN Di dalam proses penentukuran satu nilai input yang diketahui nilainya

dikenakan ke atas sistem pengukuran dan tindakbalas sistem terhadap input tadi diukur ; nilai yang input yang diketahui nilainya disebut nilai piawai. Oleh kerana proses penentukuran itu sendiri merupakan satu


pengukuran maka setiap perancangan ujikaji haruslah mengenalpasti pembolehubah bebas (input) dan pembolehubah bersandar (output) yang perlu diukur. Dengan demikian hubungan di antara input dan output sistem pengukuran dapat dibina. Hubungan di antara input dan output sistem pengukuran sering dijelmakan sebagai plot lengkung penentukuran yang dibentuk dengan menggunakan satu julat input, yang diketahui nilainya, secara berturut-turut ke atas sistem pengukuran dan mengukur magnitud respons atau outputnya.

1.9. PENGGUNAAN KUASA Penggunaan kuasa merupakan kadar penggunaan kuasa bagi sesuatu peranti dan

ia adalah pelbagai dengan perbezaan teknologi yang digunakan. Contohnya, monitor CRT biasanya menggunakan kuasa lebih tinggi biasanya 110 watts bagi paparan yang biasa, berbanding dengan penggunaan monitor LCD yang purata penggunaan kuasanya antara 30 hingga 40 watts sahaja. Bagi menjimatkan penggunaan elektrik, kerajaan Amerika Syarikat contohnya telah memperkenalkan Energy star program pada tahun 1992. Ia bertujuan bagi mematikan sementara monitor sehinggalah ada pergerakan pada mouse atau keyboard.


LATIHAN Jawab soalan di bawah ini.

1. Berikan definasi bagi istilah dibawah ini :

i. : Kejituan ii. : Kepekaan iii.: Ketepatan

2. Apakah yang dimaksudkan dengan Ralat.

____________________________________________________________________ 3. Berikan jenis-jenis ralat

i. : ii. : iii. : iv. :

3. Apakah yang dimaksudkan dengan kadaran kuasa dan kenapa ianya perlu dinyatakan oleh

pengilang pada sesebuah peranti yang dikeluarkan olehnya?

RUJUKAN : 1 ASAS ELEKTRIK, PROF. MADYA SALWANI DAUD 1995.

2 http://en.wikipidia.org/wiki/power-supply, POWER SUPPLY, 5 JULAI 2000, 10.00 AM.






PENGALAMAN PEMBELAJARAN LE3 TEST OF ACTIVE COMPONENT


07.02 TEST OF ACTIVE PASSIVE COMPONENT


TEST OF PASSIVE/ACTIVE COMPONENT AND COMFIRM MATCH OF ACTUAL POWER SUPPLY TO RATING OF SYSTEM USING MULTIMETER, FUNCTION GENERATOR, CAPASITANCE/INDUCTANCE METER, IC TESTER AND ETC. SO THAT THE COMPONENT IS INDENTIFIED, MEASURED AND CONDITION DETERMINED FOR FUNCTIONALITY ACCORDING TO STANDARD SPECIFICATION.


DIAKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :- TEST OF ACTIVE COMPONENT USING I.C TESTER, DOIDE, TRANSISTOR, MULTIMETER ETC SO THAT TERMINAL AND POLARITY INDENTIFIED, FORWAD/REVERS BIAS OF DIODE IS MEASURE AND TRANSISTOR IS CHECKED OF FUNCTIONALITY


2. TEST OF ACTIVE COMPONENT

2.1. PENGENALAN KEPADA SEPARUH PENGALIR (SEMICONDUCTOR) Kertas penerangan ini adalah bertujuan untuk menerangkan tentang bahan-bahan binaan yang digunakan dalam separuh pengalir yang telah merevolusikan dunia elektronik. Sebelum separuh pengalir diperkenalkan, tiub vakum digunakan secara meluas. Tiub vakum ini mempunyai saiz yang besar, menggunakan kuasa yang tinggi dan harga yang mahal. Untuk mengatasi masalah tersebut, separuh pengalir diperkenalkan.

2.1.1. PENGELASAN BAHAN SEPARUH PENGALIR Bahan-bahan yang digunakan oleh manusia boleh dikategorikan kepada

pengalir, penebat dan separuh pengalir. Bahan-bahan ini banyak digunakan dalam pembuatan peranti elektrik dan elektronik.

Pengalir ialah bahan yang membenarkan arus elektrik mengalir melaluinya dengan mudah. Contoh pengalir ialah logam dan cecair elektrolit. Pengaliran arus elektrik berlaku apabila adanya perpindahan elektron dari satu atom ke atom yang lain. Apabila sesuatu atom menerima pertambahan elektron, atom tersebut akan membebaskan elektron ke atom yang berhampiran. Pengalir yang baik akan mengalirkan arus elektrik yang tinggi apabila dibekalkan dengan voltan rendah.

Emas merupakan antara pengalir yang terbaik. Walaupun demikian, kuprum biasanya digunakan kerana harganya lebih murah. Kuprum digunakan dalam litar pendawaian domestik dan industri.

Penebat ialah bahan yang tidak membenarkan arus elektrik mengalir melaluinya. Kebanyakan penebat digunakan sebagai bahan untuk menghindarkan pengaliran arus elektrik dan haba berlaku. Sebagai contoh, bahan ini digunakan sebagai pembalut dawai dan pemegang pada alatan pengguna.

Separuh pengalir ialah unsur atau sebatian yang mempunyai rintangan antara penebat dan pengalir. Rintangannya tidaklah serendah pengalir dan tidak pula setinggi penebat. Rintangan separuh pengalir bergantung pada bendasing (impurities) atau dopan yang dicampurkan dengan unsur ini. Separuh pengalir mengalirkan arus elektrik dengan dua jenis pembawa cas iaitu elektron dan lubang.

Unsur separuh pengalir yang biasa digunakan ialah germanium, silikon dan selenium. Unsur separuh pengalir yang lain ialah antimoni, boron, karbon, sulfur dan telurium. Sesetengah sebatian adalah separuh pengalir. Contohnya galium arsenida, indium antimonida dan beberapa oksida logam.

2.1.2. BINAAN ATOM Semua bahan di muka bumi ini terdiri daripada gabungan zarah-zarah yang

dinamakan atom. Molekul pula terbentuk daripada gabungan atom. Bahan yang terbina daripada molekul dari atom yang sama dinamakan unsur manakala bahan yang terbina daripada molekul dari atom yang berlainan dinamakan sebatian. Setiap atom terdiri daripada nukleus dan elektron. Nukleus terletak di tengah-tengah atom. Proton bercas positif manakala neutron tidak bercas. Nukleus dikelilingi oleh elektron yang berada di dalam orbit seperti yang ditunjukkan dalam rajah 1.1.2.(i). Elektron-elektron ini bercas negatif.


Rajah 1.1.2.(i) Binaan atom

Elektron-elektron di sekeliling nukleus tersusun mengikut susunan yang tertentu. Orbit yang terdekat dengan nukleus dinamakan orbit pertama. Kemudian diikuti oleh orbit yang kedua dan seterusnya. Susunan elektron mengikut orbit ialah 2, 8, 18,….., dan 2N2. N ialah kedudukan orbit. Rajah 1.1.2.(ii) menunjukkan kedudukan elektron bagi atom silikon dan atom germanium. Bagi memudahkan penerangan, binaan yang ringkas digunakan. Binaan ringkas ini hanya terdiri daripada teras atom (nukleus) dan orbit luaran. Rajah 1.1.2.(iii) menunjukkan binaan ringkas atom silikon dan germanium. Jumlah elektron pada orbit luaran digunakan bagi menentukan elektron valensi sesuatu atom. Oleh sebab atom silikon dan germanium mempunyai empat elektron pada orbit luaran, maka atom ini mempunyai empat elektron valensi. Separuh pengalir hakiki mempunyai empat elektron valensi. Oleh itu, atom separuh pengalir hakiki dinamakan atom tetravalen.

Rajah 1.1.2.(ii) Binaan atom silikon dan germanium

P N

Orbit Elektron ( - ) Nukleus

Proton ( + ) Dan Neutron

a.Atom Silikon

b. Atom Germanium


Rajah 1.1.2.(iii) Binaan ringkas atom silikon dan germanium

2.1.3. IKATAN KOVALEN Apabila dua atau lebih atom yang berhampiran berkongsi elektron, ikatan kovalen

akan dihasilkan. Jumlah elektron pada setiap atom mestilah seimbang dan ini akan menghasilkan ikatan yang stabil.

Atom separuh pengalir seperti germanium dan silikon mempunyai empat elektron pada orbit luaran. Setiap atom dikelilingi oleh empat atom yang berhampiran. Setiap elektron bagi setiap atom akan berpasangan dengan satu elektron dari atom yang berhampiran dengannya. Rajah 1.1.3. menunjukkan ikatan kovalen yang terhasil bagi hablur silikon dan germanium.

a. Hablur silikon

b. Hablur germanium

Rajah 1.1.3. Ikatan kovalen yang terhasil bagi hablur silikon dan

germanium


2.1.4. ELEKTRON DAN LUBANG PADA SEPARUH PENGALIR Rajah 1.1.4. menunjukkan satu contoh pergerakan elektron dan lubang

dalam satu contoh bahan separuh pengalir. Apabila bekalan kuasa dikenakan pada separuh pengalir tersebut, elektron akan terbebas dan bergerak ke arah punca positif iaitu dari C ke D (Rajah 1.1.4.b). Pergerakan elektron dari C ke D akan mengakibatkan kekosongan elektron di C. Kekosongan ini disebut lubang. Lubang ini akan dipenuhi oleh elektron yang berhampiran (dari B). Hal ini menghasilkan lubang di B (Rajah 1.1.4.c) dan lubang ini kemudiannya akan dipenuhi oleh elektron dari A. Maka, lubang akan terbentuk pula di A (Rajah 1.1.4.d). Dari Rajah 1.1.4.a hingga Rajah 1.1.4.d dapatlah dilihat bahawa elektron bergerak dari punca negarif ke punca positif dan lubang seolah-olah bergerak dari punca positif ke punca negatif.

a. Kedudukan elektron sebelum bekalan kuasa dikenakan

b. Pergerakan elektron dari C ke D menghasilkan lubang di C

c. Pergerakan elektron dari B ke C menghasilkan lubang di B


d. Pergerakan elektron dari A ke B menghasilkan lubang di A Rajah 1.1.4 Pergerakan elektron dan lubang

2.1.5. JENIS SEPARUH PENGALIR

SEPARUH PENGALIR HAKIKI

Separuh pengalir yang tidak mengandungi campuran bendasing dinamakan separuh pengalir hakiki. Bahan ini tidak mengalirkan arus elektrik dengan baik dan sifatnya hampir sama denga penebat.

Biasanya bendasing atau bahan dopan diresapkan ke dalam separuh pengalir hakiki bagi menghasilkan peranti-peranti separuh pengalir. Peresapan bendasing itu akan menghasilkan separuh pengalir ekstrinsik.

SEPARUH PENGALIR EKSTRINSIK

Separuh pengalir ekstrinsik terhasil apabila bendasing diresapkan ke dalam separuh pengalir hakiki. Bahan separuh pengalir ekstrinsik digunakan untuk menghasilkan peranti elektronik seperti diod, transistor dan litar bersepadu. Proses meresapkan bendasing ke dalam separuh pengalir dinamakan pengedopan.

Biasanya, lebih banyak jumlah bendasing yang didop ke dalam separuh

pengalir hakiki, maka lebih banyak pembawa cas dihasilkan. Pengedopan bendasing yang tertentu seperti antimoni, arsenik dan fosforus akan menghasilkan lebihan elektron. Bahan separuh pengalir yang terhasil dinamakan bahan jenis N. Pengedopan bendasing tertentu seperti kalium, boron dan indium pula menghasilkan lebihan pembawa cas positif (lubang). Bahan jenis ini dinamakan bahan jenis P.

2.1.6. BAHAN BAHAN JENIS ‘N’ Apabila germanium atau silikon didopkan dengan bendasing yang

mempunyai lima elektron valensi, bahan separuh pengalir jenis N dihasilkan. Bendasing ini dinamakan penderma. Contoh atom penderma ialah arsenik, antimoni dan fosforus. Rajah 1.1.6.(i) menunjukkan ikatan kovalen yang terhasil


apabila germanium (separuh pengalir hakiki) didopkan dengan arsenik (penderma) dan menghasilkan ikatan kovalen dan elektron bebas.

Atom germanium pula mempunyai empat elektron pada orbit luarannya. Oleh itu, apabila atom arsenik didopkan dengan atom germanium, satu daripada elektron arsenik tidak mempunyai pasangan bagi membentuk ikatan kovalen. Elektron ini merupakan elektron bebas yang terhasil bagi bahan jenis N. Pembawa cas terbanyak bagi bahan jenis N ialah elektron manakala pembawa cas tersedikit ialah lubang (Rajah 1.1.6.(ii))

Rajah 1.1.6.(i) Ikatan kovalen yang terhasil apabila germanium didop

dengan arsenik

Rajah 1.1.6.(ii) Pembawa cas terbanyak bagi bahan jenis N xxxi. BAHAN JENIS ‘P’ Apabila germanium atau silikon didopkan dengan bendasing yang

mempunyai tiga elektron valensi, bahan separuh pengalir jenis P dihasilkan. Bendasing ini dinamakan penerima. Contoh atom penerima ialah aluminium, galium, boron dan indium. Rajah 1.1.6.(iii) menunjukkan ikatan kovalen yang terhasil apabila germanium (separuh pengalir hakiki) didopkan dengan indium (penderma) dan menghasilkan ikatan kovalen dan luban

Pengaliran lubang

Pengaliran Elektron

Petunjuk : Lubang Elektron


Rajah 1.1.6.(iii) Ikatan kovalen yang terhasil apabila germanium didop dengan indium

Atom germanium mempunyai empat elektron pada orbit luarannya. Oleh itu, apabila indium didopkan dengan atom germanium satu daripada ikatan kovalen tidak dapat dilengkapkan. Kekosongan ini menghasilkan lubang. Pembawa cas terbanyak bagi bahan jenis P ialah lubang manakala pembawa cas tersedikit ialah elektron (Rajah 1.1.6.(iv))

Rajah 1.1.6.(iv)Pembawa cas terbanyak bagi bahan jenis P Bahan jenis P apabila dicantumkan dengan bahan jenis N merupakan asas

bagi pembuatan kebanyakan jenis peranti separuh pengalir seperti diod, transistor dwikutub, transistor kesan medan dan litar bersepadu.

2.1.7. PEMBAWA TERSEDIKIT DAN PEMBAWA TERBANYAK

Di dalam bahan separuh pengalir jenis N, elektron-elektron bebas akan wujud dengan banyak manakala bagi bahan separuh pengalir jenis P akan wujud lebih banyak lubang (hole) daripada electron bebas. Elektron-elektron adalah pembawa terbanyak (majority) dalam bahan separuh pengalir jenis N dan lubang

Pengaliran lubang

Pengaliran Elektron

Petunjuk : Lubang Elektron


(hole) adalah pembawa terbanyak dalam bahan separuh pengalir jenis P. Sebaliknya, lubang (hole) menjadi pembawa tersedikit dalam bahan separuh pengalir jenis N dan electron menjadi pembawa tersedikit (minoriti) dalam bahan separuh pengalir jenis N dan electron menjadi pembawa tersedikit dalam bahan separuh pengalir jenis P.

Jenis Bahan Separuh Pengalir

1. Bendasing Yang Dicampurkan

Pembawa Terbanyak

Pembawa Tersedikit

Jenis N Penderma Elektron (cas -)

Lubang (hole) (cas +)

Jenis P Penerima Lubang (hole) (cas +)

Elektron (cas -)

Rajah 1.1.7(a): Ciri-ciri Perbezaan antara Bahan ‘N’ dan Bahan ‘P’

2. Elemen 3. Simbol 4. Atomic Number

5. Valence Elektron

Tetravalent Atom

Germanium Silikon

Ge Si

32 14

4 4

Intrinsic Atom

Trivalent

Atom

Aluminium Boron Galium Indium

Al B

Ga In

13 5 13 49

3 3 3 3

Penerima

Atom

Pentavalent

Atom

Antimony Arsenis

Phosphorus

Sb As P

51 33 15

5 5 5

Penderma

Atom

Rajah 1.1.7(b): Contoh Atom Penerima Dan Penderma


2.2. PENGENALAN KEPADA DIOD Kertas penerangan ini adalah bertujuan untuk menerangkan

tentang Diod merupakan peranti separuh pengalir yang digunakan dengan meluas dalam litar elektronik. Anda akan diperkenalkan pada beberapa jenis diod seperti diod isyarat, diod zener, diod terowong, diod varaktor, diod foto, diod pemancar cahaya (LED), dan diod LASER.

2.2.1. DIOD

Diod ialah peranti separuh pengalir yang digunakan dengan meluas dalam litar elektronik. Rajah 1.2.1. menunjukkan bentuk fizikal beberapa jenis diod.

a. Diod untuk kegunaan kuasa rendah b. Diod untuk kegunaan

kuasa sederhana

c. Diod untuk kegunaan kuasa tinggi


d. Penentuan tamatan diod Rajah 1.2.1. Bentuk fizikal diod

2.2.2. BINAAN DIOD

Diod ialah peranti separuh pengalir yang mempunyai dua tamatan. Tamatan yang menyentuh bahan separuh pengalir jenis P dinamakan anod manakala tamatan yang menyentuh bahan separuh pengalir jenis N dinamakan katod. Rajah 1.2.2.(i) menunjukkan binaan diod dan simbol diod.

a.Binaan dio

b.Simbol diod Rajah 1.2.2.(i) Binaan dan simbol diod

Apabila bahan jenis P dicantumkan dengan bahan jenis N, satu

simpang terbina. Kawasan ini dinamakan lapisan susutan. Pada simpang ini, elektron bebas yang berada di dalam jenis N akan merentas simpang ke dalam bahan jenis P. Kehilangan elektron di dalam bahan jenis N akan meninggalkan atom yang bercas positif. Atom dalam bahan jenis P yang menerima elektron tersebut akan menjadi atom bercas negatif (ion negatif). Lapisan ion bercas positif di bahan N dan ion bercas negatif di bahan P membentuk sawar upaya pada lapisan susutan. Rajah 1.2.2.(ii) menunjukkan binaan sawar upaya diod.

Katod -

Anod +


Lapisan susutan menjadi lebih lebar apabila punca positif bekalan dikenakan pada katod manakala punca negatif bekalan dikenakan pada anod. Ini ditunjukan oleh Rajah 1.2.2.(iii)

Petunjuk Petunjuk O Proton O Elektron - Elektron - Elektron

a. Pembentukan lapisan susutan b.Sawar upaya diod

c. Penambahan lapisan susutan Rajah 1.2.2.(ii) Binaan sawar upaya

2.2.3. SIMBOL Terdapat pelbagai jenis diod dengan kegunaan tertentu. Jadual

1.2.3 menunjukkan bentuk fizikal beberapa diod dan simbol diod.


Jadual 1.2.3. Bentuk fizikal dan simbol diod

2.2.4. CIRI I-V DIOD

Rajah 1.2.4.(i) Lengkung ciri I-V

DIOD GAMBAR FIZIKAL SIMBOL KHAS 1) Diod isyarat

2) Diod zener 3) Diod terowong 4) Diod varaktor 5) Diod pemancar Cahaya (LED) 6) Diod foto

7) Diod LASER


Apabila voltan dikenakan pada diod, arus akan mengalir mengikut ciri

diod sama ada dalam keadaan pincang songsang atau pincang hadapan. Rajah 1.2.4.(i) menunjukkan lengkung ciri I-V bagi sebuah diod. Anda telah mengetahui bahawa diode mempunyai sawar upaya. Sawar upaya merupakan tenaga elektrik yang berada di dalam sesebuah diod. Rajah 1.2.4.(ii) menunjukkan punca bekalan yang disambungkan merentas diod. Pada peringkat awal, punca bekalan perlu melawan sawar upaya, nilai arus yang mengalir pada ketika ini adalah rendah. Apabila voltan punca dapat mengatasi sawar upaya diod, arus mula mengalir dengan banyak. Nilai voltan semasa sawar upaya diatasi dinamakan sebagai voltan lutut (Vk). Voltan lutut (Vk) bagi diod jenis silikon ialah 0.7V dan diod jenis germanium ialah 0.3V.

a. Pincang hadapan b. Analogi sebagai suis tertutup

Rajah 1.2.4.(ii) Diod pincang hadapan

Merujuk Rajah 1.2.4.(ii) punca bekalan positif disambung ke

tamatan anod, manakala punca bekalan negatif disambung ke tamatan katod. Sambungan ini dinamakan pincang hadapan. Dalam keadaan pincang hadapan, diod membenarkan arus mengalir dengan banyak melaluinya. Diod ketika itu dianologi sebagai sebuah suis yang tertutup.

a. Sambungan diod pincang songsang b. Analogi sebagai suis terbuk Rajah 1.2.4.(iii) Diod pincang songsang

Rajah 1.2.4.(iii) menunjukkan punca bekalan arus terus

disambungkan merentasi diod. Tamatan punca positif disambung pada katod manakala tamatan bekalan negatif disambung pada anod. Sambungan ini dinamakan pincang songsang. Semasa pincang songsang diod mempunyai rintangan yang terlalu tinggi. Walau bagaimanapun, terdapat arus yang sedikit mengalir semasa dipincang songsang. Arus ini dinamakan arus bocor. Arus bocor ini dihasilkan oleh pembawa cas tersedikit. Jika voltan pincang songsang merentasi


diod ditinggikan sehingga nilai voltan tertentu, arus yang banyak akan mula mengalir menerusi diod. Pada ketika ini, diod dikatakan pecah tebat. Voltan ketika keadaan ini berlaku dinamakan voltan pecah tebat. Kejadian pecah tebat dapat diterangkan apabila voltan songsang ditambah, lapisan susutan menjadi lebar sehingga merangkumi keseluruhan diod. Pada masa yang sama suhu diod bertambah. Ini menyebabkan elektron bebas lebih banyak dihasilkan. Elektron bebas dari lapisan susutan dilepaskan keluar dengan laju dari orbit luaran. Kelajuan elektron ini bertambah jika voltan songsang ditambah. Elektron bebas itu akan melanggar elektron di orbit luaran di atom yang berhampiran. Kini terdapat dua elektron bebas. Dua elektron bebas itu akan melanggar pula elektron yang lain.

Proses ini berterusan dan menghasilkan elektron yang lebih banyak. Keadaan ini menyebabkan arus yang tinggi mengalir melalui diod. Keadaan ini dinamakan pecah tebat dan voltan ketika ini dinamakan voltan runtuh (VBR) atau voltan songsang puncak (PIV) atau voltan songsang maksimum (VRM) atau voltan kerja songsang maksimum (VRWM). Voltan pecah tebat bergantung pada jenis dan keperluan diod itu. Kebanyakan diod tidak membenarkan perkara ini berlaku kerana ia akan merosakkan diod.

2.2.5. JENIS-JENIS DIOD

Diod Isyarat

Diod isyarat dikendalikan dalam keadaan pincang hadapan seperti yang telah diterangkan. Voltan lutut perlu diatasi sebelum arus yang banyak dapat mengalir melalui diod. Diod ini membenarkan arus mengalir pada satu arah sahaja. Diod isyarat banyak digunakan dalam litar pengesan isyarat seperti di dalam radio dan litar pemotong isyarat di dalam televisyen.

Diod Zener

Diod zener ialah diod khas yang dikendalikan dalam keadaan pincang songsang. Rajah 1.2.5.(i) menunjukkan lengkund ciri I-V bagi sebuah diod zener. Diod zener bertindak sebagai litar terbuka sebelum nilai voltan melebihi nilai voltan pecah tebat. Diod zener direka untuk dikendalikan ketika melebihi nilai voltan pecah tebat. Diod ini digunakan untuk menghadkan voltan pada paras yang tertentu dalam litar pengatur voltan bekalan kuasa dan litar pelindung.


Rajah 1.2.5.(i) Lengkung ciri I-V diod zener

Diod Varaktor

Dalam reka bentuk sebuah diod, lapisan susutan memisahkan bahan jenis P dengan bahan jenis N. Binaan diod ini adalah seperti sebuah pemuat yang dielektriknya ialah lapisan susutan. Apabila voltan dikenakan merentasi diode, lebar lapisan susutan akan berubah bergantung pada nilai voltan yang dikenakan. Dalam keadaan ini, diod bertindak sebagai pemuat boleh ubah. Diod varaktor juga dinamakan sebagai diod varikap, epikep atau diod pemuat voltan boleh ubah. Diod ini dikendalikan dalam pincang songsang. Antara kegunaan diod varaktor adalah lama bahagian penalaan sistem penerima televisyen, penerima FM dan alat perhubungan yang lain.

Diod Terowong

Diod ini dinamakan diod terowong kerana diod ini mempunyai lapisan susutan yang nipis. Elektron melintasi sawar upaya dengan mudah apabila diod dipincang hadapan. Dengan meninggikan tahap pengedopan, voltan lutut diod terowong direndahkan sehingga hampir ke sifar. Rajah 1.2.5.(ii) menunjukkan lengkung diod terowong. Diod terowong mempunyai ciri pensuisan yang terpantas sebagai peranti logik storan ingatan, pengayun santaian dan pengayun gelombang mikro.


Rajah 1.2.5.(ii) Lengkung ciri I-V diod terowong

Diod Foto

Diod foto ialah diod yang peka cahaya. Diod ini berkendali

apabila simpang diod terkena cahaya. Ini menyebabkan pembawa cas tersedikit dihasilkan dengan banyak. Penghasilan pembawa cas menyebabkan pengaliran arus bertambah. Diod foto dikendalikan dalam keadaan pincang songsang. Ketika tiada cahaya terkena simpang diod, hanya arus bocor sahaja yang mengalir. Oleh sebab arus ini kecil, diod ini tidak dapat mempengaruhi kendalian peranti lain yang terdapat dalam litar. Diod foto digunakan sebagai pengesan cahaya di dalam litar penggera, litar perakam video, kamera dan litar kawalan jauh (televisyen dan radio).

Laser Diode ini diperbuat daripada bahan separuh pengalir galium

aluminium arsenida. Semasa diod dipincang hadapan tenaga diberi kepada elektron. Elektron di dalam diod terjana dan menghasilkan cahaya inframerah koheren. Diod ini digunakan di dalam talian penghantaran optik gentian, pembaca cakera padat dan pencetak LASER.

Diod Pemancar Cahaya (LED)

LED ialah peranti separuh pengalir yang dapat mengeluarkan cahaya apabila arus pincang hadapan dikenakan padanya. Dalam banyak penggunaan, LED dapat menggantikan lampu pandu kerana LED mempunyai kelebihan seperti berikut :


Voltan kendalian yang rendah Jangka hayat yang panjang (lebih 20 tahun) Pensuisan yang laju (nano saat) Dalam keadaan pincang hadapan, elektron dari bahan jenis N

merentasi simpang untuk mengisi lubang di dalam bahan jenis P. Pengaliran ini menyebabkan beza upaya dan tenaga haba terhasil. Tenaga haba pula ditukarkan kepada cahaya. Warna cahaya dari diod ini dapat ditentukan mengikut jenis bahan separuh pengalir diod yang digunakan seperti ditunjukkan dalam Jadual 1.2.5.(iii)

Jadual 1.2.5.(iii) Jenis bahan separuh pengalir dan warna yang dihasilkan oleh diod pemancar cahaya (LED)

2.2.6. TEKNIK MENGUJI KEKUTUBAN DIOD PN

Salah satu cara untuk menguji kekutuban diod ialah menggunakan meter pelbagai digital atau analog. Di dalam meter pelbagai terdapat voltan yang mencukupi daripada bateri dalaman bagi menguji keadaan pincang hadapan atau pincang songsang. Apabila menguji diod menggunakan meter pelbagai analog, julat rintangan mestilah disetkan ke skala 1KΩ untuk mendapatkan pengaliran arus yang sepatut daripada meter. Jika julat rintangan disetkan pada skala terendah, ini akan mengalirkan arus yang berlebihan mengalir ke diod dan ini menyebabkan kerosakan pada diod.

Rajah 1.2.6(a) menunjukkan penyambungan diod dalam keadaan pincang hadapan dan anda akan lihat bacaan nilai rintangan yang rendah. Kebiasaannya nilai bacaan akan menunjukkan pada bacaan kurang 1KΩ.

Rajah 1.2.6(b) menunjukkan penyambungan diod dalam keadaan pincang songsang dan menunjukkan bacaan nilai yang tinggi dan kebiasaannya dalam julat Mega ohm. Apabila menguji sesuatu diod dan didapati dalam keadaan pincang hadapan jarum meter menunjukkan nilai rintangan tinggi atau dalam keadaan pincang songsang jarum meter menunjukkan nilai rintangan rendah. Maka diod tersebut tidak boleh digunakan lagi.

Multimeter juga boleh digunakan menentukan kaki anod dan kaki katod bagi diod. Kebiasaannya diod mempunyai tanda pada hujung kaki dan ia menunjukkan kaki katod, tetapi disebabkan faktor usia dan kepanasan tanda tersebut berkemungkinan akan hilang. Dalam keadaan pincang hadapan penunjuk positif multimeter disambung ke anod dan penunjuk negatif multimeter disambung ke katod.

Bahan separuh pengalir Warna yang dihasilkan

Galium Arsenida (GaAs) Penyinar inframerah

Galium Fosfida (GaP) Merah atau hijau muda

Galium Arsenida Fosfida (GaAsP) Merah atau kuning muda

Galium Nitrogen (GaN) Biru


Rajah 1.2.6. Cara menguji diod menggunakan meter pelbagai

analog

2.3. APLIKASI-APLIKASI DIOD

Kertas penerangan ini adalah bertujuan untuk menerangkan tentang Diod yang merupakan peranti separuh pengalir yang digunakan dengan meluas dalam litar elektronik. Diod merupakan komponen utama di dalam pengalir kuasa dan ia mempunyai banyak kegunaan. Anda akan diperkenalkan pada kegunaan diod sebagai penerus dan pengatur voltan dan aplikasi diode sebagai penghad dan diod sebagai pengapit.

2.3.1. KEGUNAAN DIOD DALAM LITAR

Rajah 1.3.1.(i) menunjukkan rajah blok bekalan kuasa AT. Bahagian yang terdapat di dalam rajah blok ialah pengubah, penerus, penapis, pengatur dan beban. Pengubah akan menurunkan voltan bekalan 240 AU ke nilai yang dikehendaki. Voltan AU di pengubah sekunder masuk ke penerus untuk ditukarkan kepada voltan AT berdenyut. Apabila voltan AT berdenyut melalui penapis, voltan AT tulen dihasilkan. Walaupun voltan AT tulen telah dihasilkan, nilai voltan AT masih tidak stabil.

Untuk mengatasi masalah ini, pengatur voltan digunakan.

Pengatur voltan akan menstabilkan nilai voltan AT tulen pada voltan AT yang tetap seperti yang dikehendaki.


Rajah 1.3.1.(i) Rajah blok bekalan kuasa

Rajah 1.3.1.(ii) Bentuk gelombang pada litar bekalan kuasa

2.3.2. PENERUS

PENERUS GELOMBANG SEPARUH POSITIF

Rajah 1.3.2.(i)a menunjukkan satu litar penerus gelombang separuh positif, manakala Rajah 1.3.2.(i)b, 1.3.2.(i)c dan 1.3.2.(i)d menunjukkan proses yang dilakukan oleh penerus gelombang separuh positif. Rajah 1.3.2.(i) menunjukkan arus ulang-alik dibekalkan ke litar merentasi diode D1 dan perintang beban RL. Pada voltan masukan AU,


kekutuban sentiasa bertukar setiap 1/100 saat. Ketika voltan masukan AU, kekutuban ulang alik positif dikenakan ke anod diode, arus mengalir melalui diode. Apabila kekutupan AU bertukar kepada negatif, arus tidak dapat mengalir di dalam litar voltan susut di perintang RL.

a.Litar penerus gelombang separuh positif

b.Ketika diod dipincang hadapan

c.Ketika diod dipincang songsang

d. Voltan keluaran yang dihasilkan oleh penerus gelombang

separuh Rajah 1.3.2.(i) Penerus gelombang separuh


Pada masukan separuh kitaran positif, diod dipincang hadapan.

Arus akan mengalir melalui diod dan beban (Rajah 1.3.2.(i)b). Pada masukan separuh kitaran negatif pula, diod dipincang songsang. Arus tidak dapat mengalir dalam litar (Rajah 1.3.2.(i)c)

Proses di atas diulang bagi kitaran berikutnya. Rajah 1.3.2.(i)d

menunjukkan voltan keluaran yang dihasilkan oleh penerus gelombang separuh.

GELOMBANG SEPARUH NEGATIF Gambarajah 1.3.2.(ii) dibawah menunjukkan penerus gelombang

separuh dengan menggunakan diod dalam keadaan songsang. Litar ini, diod ini akan beroperasi pada separuh masukan negatif. Diod ini akan dipincang songsang pada separuh kitar masukan positif. Keputusannya, separuh kitar positif masukan akan dihapuskan. Oleh itu, prinsip operasi untuk litar ini sama seperti separuh kitar positif. Perbezaannya ialah kekutuban diode adalah terbalik dan isyarat keluaran adalah songsang.

Seperti yang dapat anda lihat, kekutuban diode akan menentukan keluaran penerus gelombang ini sama ada ia adalah positif atau negatif. Untuk memahamkan litar, sila rujuk litar di bawah

Apabila terminal katod diod kearah beban, keluaran penerus ini akan berkeadaan positif.

Apabila terminal katod diod kearah pengubah, keluaran penerus ini akan berkeadaan negatif.

R

aRajah 1.3.2.(ii) Penerus gelombang separuh negatif


PENERUS GELOMBANG PENUH POSITIF

a. Litar penerus gelombang penuh positif menggunakan pengubah

bersadap tengah

b. Ketika diod D1 dipincang hadapan

c. Ketika diod D2 dipincang hadapan

c. Voltan keluaran yang dihasilkan oleh penerus. Rajah 1.3.2.(iii) Litar penerus gelombang penuh positif


xxxii. PENERUS GELOMBANG PENUH NEGATIF Penerus gelombang penuh negatif akan terjadi apabila arah

kekutuban diod disongsangkan daripada kedudukan diod pada penerus gelombang penuh positif. Rajah 3.6 dibawah menunjukkan penerus gelombang penuh negatif dan isyarat keluaran bagi penerus gelombang penuh negatif. Perbezaan utama diantara penerus gelombang penuh positif dan negatif adalah kekutuban diod dan isyarat voltan keluaran.

Rajah 1.3.2.(iv)Penerus gelombang penuh negatif

GELOMBANG TITI (BRIDGE RECTIFIER) Litar Bridge Rectifier ditunjukkan dalam Rajah 1.3.2.(v) yang

menggunakan pengubah dan empat diode. Voltan bekalan AU dibekalkan pada diode melalui pengubah yang berfungsi sebagai perendah voltan AU dan pengasing.

Merujuk Rajah 1.3.2.(v)a, semasa setengah kitar positif, diode D4 dab D2 dipincang hadapan manakala diode D1 dan D3 dipincang songsang. Arus mengalir melalui D4, beban dan D2. Gelombang yang terhasil merentas beban berbentuk gelombang AT berdenyut.

Merujuk Rajah .3.2.(v)b, semasa setengah kitar negatif, diode D3 dan D1 dipincang hadapan manakala diode D2 dan D4 dipincang songsang. Arus mengalir melalui D3, beban dan D1. Gelombang yang terhasil merentas beban berbentuk gelombang AT berdenyut.

Rajah 1.3.2.(v)c, menunjukkan kombinasi bentuk gelombang merentas beban semasa setengah kitar positif dan setengah kitar negatif. Gelombang yang terhasil berbentuk gelombang AT berdenyut.

Rajah 1.3.2.(v)d, menunjukkan bentuk gelombang merentas beban yang terhasil apabila bekalan AU dikenakan pada masukan. Litar ini menukarkan voltan masukan AU ke voltan AT berdenyut.


a. Voltan keluaran diod D2 dan D4 dipincang hadapan

b. Voltan keluaran ketika diod D1 dan D3 dipincang hadapan

b. Voltan keluaran untuk satu kitar

d. Voltan keluaran yang dihasilkan oleh penerus gelombang titi Rajah 1.3.2(v) Litar penerus tetimbang gelombang penuh

Terdapat pelbagai bentuk fizikal penerus titi. Rajah 3.8

menunjukkan bentuk fizikal penerus titi yang biasa digunakan.


Rajah 1.3.2.(vi) Bentuk fizikal penerus titi

2.3.3. PENAPIS

Gelombang AT berdenyut yang terhasil perlu ditukarkan ke gelombang AT tulen. Ini boleh dilakukan dengan menggunakan penapis. Terdapat pelbagai jenis penapis yang kerap digunakan. Antaranya ialah :-

Penapis jenis RC Penapis jenis π menggunakan cok dengan pemuat Penapis jenis π menggunakan perintang dengan pemuat

Penapis Jenis RC

Penapis jenis RC ialah penapis yang paling mudah. Penapis ini mengandungi satu pemuat elektrolitik yang disambung selari dengan perintang beban seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.3.3.(vii) Pada setengah kitar positif yang pertama, voltan masukan akan mengecas pemuat C1 sehingga nilai voltan masukan maksimum. Selepas setengah kitar positif, pemuat C1 menyahcas melalui perintang RB. Semasa proses nyahcas berlaku, voltan merentas C1 akan turun dari nilai maksimum ke nilai voltan yang ditetapkan oleh pemalar masa litar RC. Apabila denyut isyarat masukan berikutnya dikenakan ke pemuat C1, C1akan dicas semula. Proses ini berulang pada setiap denyut gelombang. Bentuk gelombang yang terhasil ialah gelombang AT beriak.

a. Litar penapis RC b. Bentuk gelombang keluaran litar penapis RC

Rajah 1.3.3.(vii) Litar penapis RC dan bentuk gelombang


Penapis Jenis π Menggunakan Cok Dengan Pemuat

Penapis yang lebih berkesan perlu digunakan untuk mendapat voltan keluaran yang lebih tulen untuk kegunaan arus beban yang lebih tinggi. Rajah 1.3.2.(viii) menunjukkan penapis jenis π yang menggunakan cok dengan pemuat. Litar penapis jenis ini berkeupayaan membekalkan arus yang lebih tinggi pada litar beban. Jika dibandingkan dengan penapis jenis RC, penapis ini mempunyai komponen tambahan iaitu cok (L) dan pemuat (C2). Komponen L, C1 dan C2 akan meningkatkan keupayaan menyimpan cas dan ini akan meningkatkan kemampuan menapis gelombang AT berdenyut. Tindakan ini akan dapat mengurangkan kesan riak pada keluaran AT.

a. Litar penapis jenis π menggunakan cok b. Bentuk gelombang pada penapis dengan pemuat

Rajah 1.3.3.(viii) Litar penapis π menggunakan cok dengan pemuat dan bentuk gelombang

Penapis Jenis π Menggunakan Perintang Dengan Pemuat Untuk kegunaan arus dan voltan yang rendah, perintang

digunakan mengganti cok. Rajah 1.3.2.(ix) menunjukkan pemuat C1, C2 dan perintang RC. Nilai RC perlulah lebih tinggi daripada nilai perintang beban RB. Berbanding dengan penapis jenis menggunakan cok dengan pemuat, viltan keluaran penapis jenis π menggunakan perintang dan pemuat mempunyai lebih riak. Untuk mengimbangi masalah tersebut pemuat C1 dan C2 yang mempunyai kemuatan yang lebih besar digunakan.

a.Litar penapis jenis π menggunakan perintang dengan pemuat. b. Bentuk gelombang pada penapis

Rajah 1.3.3.(ix) Litar penapis jenis π menggunakan perintang dengan pemuat dan bentuk gelombang


2.3.4. PENGATUR

Rajah 1.3.4.(i) Bekalan kuasa menggunakan diode zener Rajah 1.3.4.(i) menunjukkan diod zener digunakan sebagai

pengatur voltan dalam litar bekalan kuasa. Voltan merentas beban sama nilai dengan voltan merentas diode zener.

Merujuk Rajah 1.3.4.(i), bias voltan AU di pengubah sekunder masuk ke penerus untuk ditukarkan kepada voltan AT berdenyut. Apabila voltan AT berdenyut melalui penapis, voltan AT tulen terhasil. Walaupun voltan tulen telah dihasilkan, nilai voltan AT masih berubah sekiranya terdapat penambahan nilai voltan pada masukan. Untuk mengatasi masalah ini, pengatur voltan digunakan.

Sekiranya voltan bekalan punca kuasa dalam litar ini berubah, voltan AT merentas penapis C1 turut berubah. Ini menyebabkan voltan keluaran pada beban turut berubah. Diod zener yang digunakan dalam litar ini akan menstabilkan voltan keluaran supaya berada pada nilai voltan yang telah ditetapkan. Dengan cara ini, voltan keluaran menjadi stabil walaupun voltan bekalan AU pada punca kuasa berubah

Keupayaan diod zener sebagai pengatur voltan bagi litar yang telah ditunjukkan dalam rajah di atas adalah terhad. Untuk meningkatkan keupayaan diod zener mengawal arus yang lebih tinggi, transistor digunakan. Dua contoh pengatur voltan yang menggunakan transistor ialah :-

i)Pengatur voltan siri ii)Pengatur voltan selari

Rajah 1.3.4.(ii) Pengatur voltan siri


Rajah 1.3.4.(ii) menunjukkan litar pengatur voltan siri. Litar ini dinamakan litar pengatur voltan siri kerana beban disambung secara bersiri dengan transistor.

Rajah 1.3.4.(iii) Pengatur voltan selari

Rajah 1.3.4.(iii) menunjukkan litar pengatur voltan selari. Litar ini dinamakan litar pengatur voltan selari kerana beban disambung secara selari dengan transistor

2.3.5. LIMITER OR CLIPPER (PENGHAD) Digunakan untuk menghapuskan sebahagian daripada voltan

isyarat pada tahap yang diperlukan. Ia digunakan sebagai Pembentuk gelombang dan pelindung kepada litar lain yang menerima isyarat. Penghad terbahagi kepada dua iaitu penghad sesiri (mempunyai diod yang sesiri dengan beban dan penghad selari (mempunyai diod yang selari dengan beban). Setiap satu daripadanya bolah menjadi positif dan negatif.

Diod Sebagai Penghad Sesiri Rajah 1.3.5(i) a dan b menunjukkan diod sebagai penghad sesiri.

Ia dipanggil penghad sesiri kerana hasil keluarannya adalah sesiri dengan diod. Rajah a menunjukkan penghad sesiri negatif manakala rajah (b) menunjukkan penghad sesiri positif.

Pada rajah a, apabila voltan masukan Vin positif maka arus akan

mengalir melalui diod D1 dan menghasilkan denyutan positif pada keluaran. Dan apabila voltan masukan Vin negatif, diode D1 akan pincang songsang dan keluarannya adalah zero. Menggunakan taksiran diod yang kedua, nilai puncak pada voltan keluaran semasa pengaliran positif adalah 0.7V kurang daripada nilai puncak pada voltan masukan. Diod akan selesai memotong pada keluaran pengaliran negatif.


a. Penghad Sesiri Negatif menunjukkan gelombang masukan dan keluaran.

Rajah b menunjukkan diod sebagai penghad sesiri positif dimana keluarannya adalah sesiri dengan denyutan negatif. Apabila voltan masukan Vin adalah negatif, diod D1 akan mengalirkan arus dan memotong pada voltan masukan Vin adalah positif. Menggunakan taksiran diod yang kedua, nilai puncak negatif pada voltan keluaran adalah 0.7V kurang daripada nilai puncak negatif pada voltan masukan. Diod akan selesai memotong pada keluaran pengaliran positif.

b. Penghad Sesiri positif menunjukkan gelombang masukan

dan keluaran

Rajah 1.3.5.(i) Diod sebagai Penghad Sesiri positif

2.3.6. Diod Sebagai Penghad Selari Rajah 1.3.5.(ii) a dan b menunjukkan diod sebagai penghad

selari, hasil keluaran litar adalah selari dengan diod. Rajah (a) menunjukkan penghad selari negatif dan rajah b menunjukkan penghad selari positif.

Pada rajah a, diod D1 memotong apabila voltan masukan Vin adalah positif. Dan diod D1 akan menjadi suis terbuka, kesemua voltan masukan muncul pada keluaran melalui diod D1. Semasa pengaliran negatif oleh voltan masukan Vin, diod D1 akan mengalirkan arus dan menghadkan voltan keluaran negatif pada –0.7V. bahagian sisa voltan


masukan Vin akan jatuh melalui resistor 1kΩ semasa pengaliran negatif. Diod akan selesai memotong voltan masukan pada pengaliran negatif.

Rajah b menunjukkan penghad selari positif. Diod D1 akan pincang hadapan apabila voltan masukan Vin adalah positif. Oleh kerana keluaran melalui diod D1, voltan keluaran Vout akan terhad kepada nilai maksimum +0.7V semasa pengaliran ini. Diod akan selesai memotong voltan masukan pada pengaliran positif. Apabila voltan masukan Vin menjadi negatif, diod D1 akan pincang songsang. Dengan ini, voltan keluaran sebagai replika sebenar voltan masukan dan diod D1 akan menjadi suis terbuka. Puncak negatif pada keluaran adalah sama dengan puncak negatif pada masukan.

a. Penghad Selari Negatif menunjukkan gelombang masukan

dan keluaran.

b. Penghad Selari Positif menunjukkan gelombang masukan dan

‘keluaran

Rajah 1.3.5.(ii) Diod sebagai Penghad Selari Diod Sebagai Penghad Songsang

Rajah 1.3.5.(iii) a dan b menunjukkan penghad dimana

menghasilkan hanya sebahagian keratan daripada isyarat masukan. Dalam Rajah a diod D1 adalah pincang songsang daripada punca

voltan, Vdc. Punca voltan Vdc akan mengekalkan kedudukan anod diod

‘


D1 pada keupayaan negatif dengan sambungan ke katod. Diod D1 tidak beroperasi sehingga voltan masukan Vin adalah lebih negatif daripada –5.7V. Apabila voltan masukan Vin melebihi nilai sebenar, diod D1 akan mengalirkan arus dan menghadkan voltan keluaran Vout kepada nilai maksimum negatif –5.7V. Apabila voltan masukan Vin adalah lebih positif daripada –5,7V, diod D1 akan menjadi suis terbuka dan voltan masukan Vin dan voltan keluaran Vout adalah sama. Signal bagi voltan masukan Vin dan voltan keluaran Vout menunjukkan voltan keluaran Vout akan mengikuti voltan masukan Vin sehingga voltan masukan Vin adalah lebih negatif daripada –5.7V. Seperti yang dapat dilihat hanya sisa puncak negatif yang dipotong.

a. Penghad Songsang Negatif menunjukkan gelombang

masukan dan keluaran Dalam rajah b diod D1 adalah pincang songsang dari punca

voltan Vdc. Punca voltan Vdc akan mengekalkan kedudukan katod pada keupayaan positif dengan sambungan ke anod. Diod D1 tidak beroperasi sehingga voltan masukan Vin adalah lebih positif daripada +5.7V. Apabila voltan masukan Vin melebihi dari nilai sebenar, diod D1 akan mengalirkan arus dan menghadkan voltan masukan Vout kepada nilai maksimum positif +5.7V. Apabila voltan masukan Vin adalah kurang positif daripada +5.7V, diod D1 akan menjadi suis terbuka dan voltan masukan Vin dan voltan keluaran Vout adalah sama. Signal bagi voltan masukan Vin dan voltan keluaran Vout menunjukkan voltan keluaran Vout akan mengikuti voltan masukan Vin sehingga voltan masukan Vin adalah lebih positif daripada –5.7V. Seperti yang dapat dilihat hanya sisa puncak positif yang dipotong


b. Penghad Songsang positif menunjukkan gelombang masukan

dan keluaran Rajah 1.3.5.(iii) Diod sebagai Penghad Songsang.

Dua Diod Sebagai Penghad Songsang Rajah 1.3.5.(iv) menunjukkan litar penghad songsang

menggunakan dua diod. Litar ini digunakan bgi mewujudkan pemotongan sebahagian daripada kedua-dua pengaliran positif dan negatif dari gelombang masukan. Punca voltan dc V1 akan menahan diod D1 sehingga voltan masukan Vin lebih negatif daripada –3.7V. Manakala, punca voltan dc V2 menahan diod D2 sehingga voltan masukan Vin lebih positif daripada +6.7V. Gelombang bagi keluaran menunjukkan bagaimana pengaliran positif dihadkan kepada +6.7V dan pengaliran negatif dihadkan kepada –3.7V.


Rajah 1.3.5.(iv) Dua Diod sebagai Penghad Songsang

menunjukkan gelombang masukan dan keluaran

2.3.7. DIOD SEBAGAI PENGAPIT ATAU PENYIMPAN VDC

DC Clamper menambahkan voltan d.c kepada isyarat contohnya,

jika isyarat masukan berubah daripada -10 kepada +ve clamper akan mengeluarkan keluaran yang berubah dari 10 hingga +20 volt dan -ve clamper keluarannya adalah 0 hingga 20 volt.

Pengapit Positif

Di dalam rajah 1.3.6(i) a, diod D1 akan mengalirkan arus apabila voltan masukan Vin adalah negatif dan mengecaskan kapasitor C kepada voltan 0.7V kurang daripada puncak negatif 10V. Ini menunjukkan kekutuban voltan yang melalui kapasitor C. Apabila voltan masukan Vin adalah positif, diod D1 akan tidak mengalirkan arus. Ini menyebabkan kapasitor C menyahcaskan melalui perintang R. Maka masa tetap RC akan menjadi tinggi, walaubagaimanapun ia bergantung kepada ulangan signal masukan.

Secara amnya, masa tetap RC adalah bersamaan kepada atau lebih dari 10 masa ulangan signal masukan. Dalam rajah a kapasitor C


adalah bateri 9.3V sesiri dengan punca voltan masukan Vin. Diod D1 akan mengalirkan arus hanya apabila voltan masukan Vin hampir kepada puncak negatif, dalam pada yang sama diod D1 akan pincang songsang dan menjadi suis terbuka. Oleh itu voltan keluaran puncak-ke-puncak dalah bersamaan 19.3V – (-0.7V) = 20Vpp, sama seperti voltan masukan. Oleh itu juga gelombang pada paksi dc akan menganjak dari 0V kepada nilai positif 9.3V.

a. Pengapit Positif menunjukkan gelombang masukan dan gelombang keluaran

b. Pengapit Negatif menunjukkan gelombang masukan dan

gelombang keluaran Rajah 1.3.6.(i) Diod sebagai Pengapit


Pengapit Negatif Dalam rajah b adalah sebaliknya dari rajah a. Di sini keluaran

menganjak pada paksi negatif 9.3V. Oleh itu puncak positif pada keluaran adalah bersamaan dengan 0.7V dan pada puncak negatif bersamaan dengan –19.3V. Ini kerana kapasitor mengecaskan voltan kepada 9.3V dengan kekutuban yang ditunjukkan dan ia sesiri dengan punca voltan masukan Vin.

Pincang Pengapit Rajah 1.3.6.(ii) menunjukkan pincang pengapit. Dalam litar ini, diod D1

pada mulanya mengalirkan arus apabila voltan masukan Vin mencapai –5.0V. Kapasitor C akan mengecaskan voltan 5V apabila voltan masukan Vin mencapai puncak negatif –10V, bergantung kekutuban voltan yang melalui kapasitor C. Dengan ini gelombang keluaran mempunyai puncak positif +15V dan puncak negatif –5V. Gelombang ini menganjak +5V pada paksi dc. Voltan keluaran puncak-ke-puncak adalah 20Vpp sama seperti masukan.

Rajah 1.3.6.(ii) Diod sebagai Pincang Pengapit menunjukkan gelombang masukan dan gelombang keluaran


2.4. PENGENALAN KEPADA TRANSISTOR

Kertas penerangan ini adalah bertujuan untuk menerangkan tentang jenis-jenis dan binaan Transistor serta mengenalpasti ciri-ciri Transistor dwikutub yang merupakan antara komponen terpenting dalam litar elektronik.

2.4.1. TRANSISTOR DWIKUTUB

Transistor dwikutub adalah antara komponen terpenting dalam litar elektronik. Komponen ini telah direka pada tahun 1948 oleh Schokley, Bardeen dan Brattain dari Amerika Syarikat. Kebanyakan transistor dwikutub pada hari ini diperbuat daripada bahan separuh pengalir silikon dan germanium. Fungsi utama transistor dwikutub ialah sebagai penguat. Selain itu, komponen ini juga berfungsi sebagai litar pensuisan dan komponen pemecah fasa. Rajah 1.4.1. menunjukkan contoh transistor yang terdapat dalam litar elektronik.

Rajah 1.4.1. Contoh transistor yang terdapat dalam litar elektronik

2.4.2. JENIS DAN BINAAN TRANSISTOR DWIKUTUB

Transistor dwikutub diperbuat daripada tiga lapisan bahan separuh pengalir dan mempunyai dua simpang. Apabila bahan P diapit di antara dua lapisan bahan N, transistor jenis ini dinamakan transistor NPN. Sebaliknya, apabila bahan N diapit di antara dua lapisan bahan P, transistor ini dinamakan transistor PNP. Oleh sebab komponen ini diperbuat daripada tiga lapisan bahan, maka setiap lapisan mempunyai tamatan iaitu tapak (B), pengeluar (E), dan pemungut (C).


a. Struktur binaan transistor PNP b. Simbol Rajah 1.4.2.(i) Struktur binaan dan simbol transistor PNP

Rajah 1.4.2.(i) a menunjukkan binaan transistor dwikutub jenis

PNP. Simpang BE terletak di antara dan pengeluar manakala simpang BC terletak di antara pemungut dan tapak. Rajah 14.2.(i) b pula menunjukkan simbol bagi transistor PNP.

a. Struktur binaan transistor NPN b.

Simbol Rajah 1.4.2.(ii) Struktur binaan dan simbol transistor NPN Rajah 1.4.2.(ii) a menunjukkan struktur binaan transistor dwikutub

jenis NPN yang mempunyai dua simpang iaitu BE dan simpang BC. Rajah 1.4.2.(ii) b pula ialah simbol transistor dwikutub NPN. Perhatikan perbezaan antara kedua-dua simbol transistor pada Rajah 1.4.2.(i) b dan 1.4.2.(ii)b. Perbezaannya terletak pada arah anak panah di pengeluar. Transistor PNP mempunyai arah anak panah ke dalam, manakala transistor NPN mempunyai arah anak panah ke luar


Rajah 1.4.2.(iii) Rajah keratan sebuah transistor PNP Bahan jenis P dan N diletakkan di dalam satu bekas logam atau

gelas yang kukuh untuk mengelakkan ciri-cirinya berubah disebabkan pencemaran udara, haba atau wap air. Transistor yang berkuasa tinggi biasanya diletakkan di dalam bekas logam dan disambung ke pemungut. Transistor diperbuat dalam pelbagai rupa bentuk berdasarkan penggunaannya. Ada transistor yang mempunyai tanda tertentu seperti titik hitam, titik merah atau tanda topi pada badan transistor untuk menunjukkan sama ada tamatan pengeluar atau tamatan pemungut seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 1.4.2.(iv)

Jadual 1.4.2.(iv) Contoh transistor dan pandangan bawah

transistor

Contoh Transistor

Pandangan Bawah

Transistor


2.4.3. PINCANG TRANSISTOR DWIKUTUB Pincang ialah nama khusus bagi voltan arus terus (AT) yang

dibekalkan di antara tapak ke pengeluar dan tapak ke pemungut bagi membolehkan transistor itu berfungsi. Pincang terbahagi kepada dua kaedah iaitu pincang hadapan dan pincang songsang.

a. Transistor PNP b. Transistor NPN

Rajah 1.4.3. Kaedah memincang transistor dwikutub

Untuk membolehkan transistor itu berfungsi kekutuban voltan pincang mestilah betul. Rajah 1.4.3. menunjukkan kedudukan voltan pincang bagi transistor PNP dan NPN. Simpang tapak ke pengeluar (VBE) dikenakan pincang hadapan dan simpang tapak ke pemungut (VBC) dikenakan pincang songsang.

2.4.4. ARUS TRANSISTOR

Rajah 1.4.4. : Arah pengaliran arus litar transistor PNP dan NPN


Berdasarkan teori pengaliran arus lazim, arus akan mengalir dari

positif ke negatif. Rajah 4.6 menunjukkan tiga jenis arus utama yang mengalir dalam satu litar transistor PNP atau NPN, iaitu arus pengeluar (IE), arus pemungut (IC) dan arus tapak (IB). Menurut hukum arus Khirchoff pula, jumlah arus yang memasuki simpang adalah sama dengan jumlah arus yang keluar simpang.

Oleh itu :- Arah pengaliran arus bagi transistor NPN adalah terbalik

daripada pengaliran arus transistor PNP seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.4.4.

2.4.5. TATARAJAH TRANSISTOR

Terdapat tiga tatarajah penyambungan transistor dwikutub (Rajah1.4.5.) seperti :-

i)Tapak Sepunya ii)Pengeluar Sepunya iii)Pemungut Sepunya

Rajah 1.4.5.(i): Tatarajah Sambungan Transistor

Tapak Sepunya (Common Base)

Rajah 1.4.5.(ii) Tatarajah tapak sepunya

IE = IB + IC


Rajah 1.4.5.(ii) menunjukkan litar transistor yang disambung

secara tapak sepunya. Isyarat masukan dikenakan antara pengeluar dan tapak manakala isyarat keluaran pula diambil dari pemungut dan tapak. Arus pengeluar IE dalam litar ini bergantung pada isyarat masukan. Apabila gandaan arus rendah dan gandaan voltan tinggi, fasa isyarat masukan dan isyarat keluaran adalah sama. Gandaan kuasa dalam litar tapak sepunya adalah tinggi. Litar jenis ini biasanya digunakan sebagai penguat pengayun.

Pemungut Sepunya (Common Collector)

Rajah 1.4.5.(iii) Tatarajah pemungut sepunya

Rajah 4.9 menunjukkan tatarajah pemungut sepunya. Isyarat

masukan adalah antara pengeluar dan tapak. Keluaran diambil melalui perintang beban RL yang disambung antara pengeluar dan pemungut. Perubahan arus pemungut IC akan menghasilkan perubahan isyarat merentangi beban. Litar pemungut sepunya ini mempunyai gandaan voltan yang rendah iaitu kurang daripada 1. Gandaan kuasa tinggi dan tiada pembalikan fasa antara masukan dan keluaran. Litar jenis ini biasanya digunakan sebagai litar penguat.


Pengeluar Sepunya (Common Emitter)

Rajah 1.4.5.(iv) Tatarajah pengeluar sepunya

Rajah 1.4.5.(iv) menunjukkan tatarajah litar pengeluar sepunya. Isyarat masukan dikenakan antara tapak dan pengeluar dan isyarat keluaran diambil antara tapak dan pemungut. Dalam litar pengeluar sepunya, perubahan kecil arus tapak akan menghasilkan voltan dan gandaan kuasa yang tinggi. Pembalikan fasa 1800 berlaku antara masukan dan keluaran.

2.4.6. GANDAAN ARUS Gandaan arus yang biasa digunakan dalam litar transistor iaitu :- i)Gandaan arus alfa ( α ) ii)Gandaan arus beta ( β )

Rajah 1.4.6 Gandaan arus alfa ( α )

Rajah 1.4.6 menunjukkan apabila nilai arus IE bertambah, IC juga

turut bertambah. Nisbah perubahan arus IC dengan perubahan arus IE dinamakan alfa ( α ) dan nilainya ≈ 1

Contoh : Hitungkan nilai alfa ( α ) apabila IC = 980 µA dan IE =

1000 µA Penyelesaian :- ( α ) = IC

IE


= 980 x 10-6 A 1000 x 10-6 A = 0.98

Gandaan Arus Beta (β) Gandaan arus ialah nisbah arus keluaran dibanding dengan arus

masukan. Bagi litar pengeluar sepunya 4.12a, gandaan arus dinamakan beta ( β ). Beta ialah nisbah arus IC dengan arus IB. Gandaan arus bagi litar (Rajah 4.12) adalah tinggi dan ia boleh didapati dengan mengetahui nilai arus pemungut ( IC ) dan nilai arus tapak ( IB ). Beta juga dinamakan HFE.

Rajah 4.12b. ialah litar pengeluar sepunya yang mempunyai isyarat masukan dan isyarat keluaran AU. Gandaan arus beta atau Hfe dipengaruhi oleh perubahan nilai isyarat yang menyebabkan sebarang perubahan arus pemungut (perubahan IC) dan tapak (perubahan IB). Dalam keadaan ini gandaan arus dikenali sebagai Beta ( β ) atau Hfe.

Contoh 1 : Tanpa isyarat AU Merujuk Rajah 4.12a, hitungkan nilai apabila IB = 60 µA dan IC = 8

mA Penyelesaian β = IC

IB = 8 x 10-3 A 60 x 10-6 A = 133

Contoh 2 : Ada isyarat AU Merujuk Rajah 4.12b hitungkan nilai β jika perubahan arus ic (∆ic)

ialah 2 mA dan perubahan arus tapak ib (∆ib) ialah 20 µA. Penyelesaian β = ∆ic ∆ib = 2 x 10-3 A 20 x 10-6 A = 100

β = perubahan ic atau β = ∆ic perubahan ib ∆ib


2.4.7. JENIS PINCANG TRANSISTOR

Terdapat tiga jenis pincang yang biasa digunakan dalam litar transistor iaitu pincang :-

i)Arus tetap ii)Pemungut ke tapak iii)Arus pengeluar

Pincang Arus Tetap

Rajah 4.13 Litar pincang arus tetap

Pincang arus tetap ialah satu kaedah yang mudah untuk memincang transistor. Pincang ini menyebabkan kendalian transistor tidak stabil dan mengeluarkan isyarat herot. Rajah 4.13 menunjukkan litar penguat pincang arus tetap. Apabila bekalan dikenakan, transistor akan mengalirkan arus dari tapak ke pengeluar dan pemungut ke pengeluar. Pengaliran arus ini akan meninggikan suhu transistor. Perubahan suhu akan menambahkan nilai arus IC, IB dan IE. Perubahan yang tidak terkawal menimbulkan masalah kendalian transistor yang tidak stabil dan mengeluarkan isyarat herot. Pincang jenis ini jarang digunakan dalam litar elektronik.


Pincang Pemungut Ke Tapak

Rajah 4.14 Litar pincang pemungut ke tapak

Rajah 4.14 ialah litar pincang pemungut ke tapak. Perintang tapak RB disambung ke pemungut transistor. Pada litar ini, voltan merentas RB bergantung pada VCE. Dengan itu, voltan pincang ditentukan oleh voltan ketika pada pemungut itu. Ini dapat memperbaiki kestabilan voltan AT. Arus yang mengalir akan menyebabkan suhu bertambah. Ini menyebabkan arus IB dan IC bertambah manakala voltan VCE berkurangan. Keadaan ini menyebabkan arus kembali ke keadaan asal dan keluaran menjadi stabil

Pincang Arus Pengeluar

Rajah 4.15 Litar pincang arus pengeluar

Litar yang ditunjukkan dalam Rajah 4.15 berbeza dengan litar

pincang pemungut ke tapak kerana dalam Rajah 4.14 terdapat perintang RB2 dan RE. Perintang RB1 dan RB2 digunakan sebagai pembahagi voltan. Apabila suhu bertambah pada transistor, arus IB dan IC bertambah. Pertambahan voltan susut merentasi RE akan


menyebabkan VBE menjadi rendah dan arus IB berkurangan. Oleh itu, IC kembali ke nilai asal dan keluaran menjadi stabil.

Pincang Arus Pengeluar

Rajah 4.15 Litar pincang arus pengeluar

Litar yang ditunjukkan dalam Rajah 4.15 berbeza dengan litar pincang pemungut ke tapak kerana dalam Rajah 4.14 terdapat perintang RB2 dan RE. Perintang RB1 dan RB2 digunakan sebagai pembahagi voltan. Apabila suhu bertambah pada transistor, arus IB dan IC bertambah. Pertambahan voltan susut merentasi RE akan menyebabkan VBE menjadi rendah dan arus IB berkurangan. Oleh itu, IC kembali ke nilai asal dan keluaran menjadi stabil.

2.4.8. KENDALIAN TRANSISTOR

Rajah 4.16 Voltan antara pemungut dan pengeluar (VCE)

Transistor akan berfungsi apabila dipincang dengan betul. Pincangan yang betul akan memastikan sama ada transistor itu dikendalikan pada takat alihan, takat tepu atau di antara kedua-duanya. Merujuk Rajah 4.16 voltan VCE bergantung pada voltan pincang transistor. Voltan VCE sangat penting untuk menentukan sama


ada transistor itu berada dalam keadaan takat tepu, takat alihan atau antara kedua-duanya.

2.4.9. TAKAT TEPU

Transistor berada pada takat tepu apabila nilai VCE = 0. Dalam keadaan ini, transistor berfungsi, arus IC mencapai nilai maksimum atau IC mencapai takat tepu. Ketika ini arus IC mencapai nilai maksimum atau arus IC tepu (Rajah 4.17).

Rajah 4.17 Litar transistor yang dikendalikan pada takat tepu

2.4.10. TAKAT ALIHAN

Transistor berada pada takat alihan apabila nilai VCE = VCC. Ketika ini nilai arus IB dan IC sifar (Rajah 4.18). Dalam keadaan ini, transistor tidak berfungsi. Maka, tiada pengaliran arus IB dan IC.

Rajah 4.18 Litar transistor yang dikendalikan pada takat alihan


2.4.11. ARAS VOLTAN KENDALIAN TRANSISTOR (VOLTAN AT) Transistor berfungsi sebagai penguat yang ideal apabila VCE, VC

dan VE adalah seperti berikut :-

Rajah 4.19 Petunjuk aras voltan kendalian transistor

2.4.12. LENGKUNG CIRI I-V

Rajah 4.20 Lengkung ciri I-V

Transistor dikendalikan dalam keadaan ideal, ketika titik

kendalian Q berada di tengah-tengah garisan beban. Titik kendalian didapati dengan membuat garisan beban pada lengkung cirri I-V. Titik


Q juga boleh berada di antara titik A dan B. Berpandukan Rajah 4.20, anda boleh menentukan titik kendalian transistor. Titik A (takat tepu) menunjukkan keadaan ketika arus IC transistor maksima mengalir iaitu VCE = 0. Titik B (takat alihan) menunjukkan nilai IC rendah dan nilai VCE sama dengan VCC. Garisan antara titik A dan B dinamakan garisan beban. Kawasan berlorek di bawah garisan AB dinamakan kawasan aktif.

2.4.13. TEKNIK MENGUJI TRANSISTOR

Salah satu cara untuk menguji transistor ialah menggunakan meter-rintangan kerana arah pemancar ke tapak dan pemungut adalah merupakan binaan p dan n. Ini dapat ditunjukkan di dalam rajah 4.21 di bawah di mana sebuah transistor npn diubah kepada litar binaan diod.

Rajah 4.21 NPN transistor dan litar binaan diod

Untuk menguji simpang tapak-pemancar sebuah npn transistor,

mula-mula sambung meter rintangan seperti rajah 4.22 (a). Nilai rintangan yang ditunjukkan oleh meter rintangan mestilah rendah oleh itu arah tapak ke pemancar ialah pincang hadapan. Kemudian songsangkan kedudukan penunjuk meter rintangan seperti rajah 4.22 (b). Nilai rintangan yang ditunjukkan mestilah tinggi kerana arah tapak ke pemancar adalah pincang songsang.

Rajah 4.22 menguji simpang tapak-pemancar sebuah

transistor menggunakan meter rintangan analog (a) Meter analog mempincang hadapan simpang tapak-pemancar (b) Meter analog

mempincang songsangkan simpang tapak-pemancar

Untuk menguji simpang pemungut-tapak, ulangi langkah yang diterangkan pada cara menguji simpang tapak ke pemancar. Rajah 4.23 menunjukkan penyambungan meter rintangan bagi menguji arah pemungut ke tapak. Bagi rajah (a) meter rintangan menunjukkan bacaan pada nilai rintangan rendah kerana arah pemungut ke tapak


adalah pincang hadapan. Bagi rajah (b) meter rintangan menunjukkan bacaan pada nilai rintangan tinggi kerana arah pemungut ke tapak adalah pincang songsang. Bagi menguji simpang pemungut-pemancar, pengukuran nilai rintangan diantara pemungut dan pemancar mestilah pada bacaan tinggi atau infinity pada penyambungan kedua-dua penunjuk meter.

Rajah 4.23 menguji simpang pemungut-tapak sebuah transistor menggunakan meter rintangan analog (a) Meter analog mempincang hadapan simpang pemungut-tapak (b) Meter analog

mempincang songsangkan simpang pemungut-tapak

Salah satu daripada rajah 4.22 dan rajah 4.23 menunjukkan satu rintangan yang rendah melalui simpang dalam kedua-dua arah dan ini menunjukkan simpang pemancar-tapak atau simpang pemungut-tapak adalah bersambung. Jika meter rintangan menunjukkan nilai rintangan yang tinggi dalam kedua-dua arah, dan ini menunjukkan simpang tersebut adalah terbuka. Oleh itu transistor tersebut sudah rosak.

2.4.14. MENGUJI KEPENGGUNAAN TRANSISTOR

Sebuah meter rintangan analog boleh digunakan untuk menguji sama ada sebuah transistor itu boleh digunakan sebagai penguat seperti yang ditunjukkan pada rajah 4.24. Dalam rajah (a) menunjukkan penunjuk meter rintangan bersambung, dengan ini pemungut adalah positif dengan sambungan ke pemancar. Dalam penyambungan ini, meter rintangan menunjukkan nilai bacaan rintangan yang tinggi atau infinity (∞). Apabila penunjuk meter rintangan disongsang, bacaan pada jarum meter rintangan mestilah tidak berubah.

Kemudian, sambungkan sebiji perintang diantara pemungut dan

tapak seperti pada rajah (b). Penyambungan ini membolehkan voltan positif pada bahagian tapak dengan sambungan ke pemancar. Dengan ini simpang tapak-pemancar adalah dalam keadaan pincang hadapan. Dalam pada yang sama, pemungut dalam keadaan positif dengan sambungan ke pemancar, dimana ia adalah perlu untuk bagi kekutuban sebuah transistor npn. Ini menyebabkan bacaan pada meter rintangan kebiasaannya adalah pada skala-tengah kerana transistor tersebut mengalirkan arus pemungut melalui meter rintangan. Keadaan ini membayangkan simpang tapak-pemancar dalam keadaan pincang hadapan dan menghidupkan transistor disebabkan oleh pengaliran arus pemungut.


Untuk menguji seperti ditunjukkan dalam rajah 4.24, perkara

penting ialah menggunakan nilai perintang tidak kurang daripada 10kΩ dan tidak lebih daripada 100kΩ. Bagi julat rintangan mestilah menggunakan julat × 10 pada meter rintangan. Had ini akan mendapatkan keputusan yang tepat. Cara menguji ini agak sukar, tetapi ini merupakan cara yang unik bagi menguji kepenggunaan sebuah transistor.

Bagi kesemua teknik-teknik menguji transistor yang diterangkan,

ia mesti dilakukan dalam keadaan transistor tanpa litar. Selain itu juga julat rintangan pada meter rintangan mestilah diletakkan pada julat ×10 atau julat ×100. Ini dapat melindungi transistor daripada arus dan voltan berlebihan yang wujud semasa menguji transistor pada julat ohm yang rendah dan yang tinggi pada meter rintangan.

(a) Meter rintangan menunjukkan (b) Menyambungkan Perintang R Rintangan tinggi diantara pemungut dan tapak

Rajah 4.24 Menguji kepenggunaan transistor

2.5. APLIKASI-APLIKASI TRANSISTOR Dalam litar elektronik, isyarat yang lemah perlu diperkuat. Proses ini boleh berlaku dengan menggunakan transistor penguat. Dalam tajuk ini anda akan mempelajari bagaimana transistor berfungsi sebagai penguat.

2.5.1. TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT Penguat transistor boleh dibahagikan kepada empat kelas utama

iaitu :- a. Kelas A b. Kelas AB c. Kelas B d. Kelas C


Jadual 1.5.1 menunjukkan pengelasan penguat, posisi titik

kendalian.

Kelas Posisi Titik Kendalian Penguat Keterangan

Kelas A

keluaran sama fasa dengan masukan

Kelas AB

Keluaran mempunyai ¾ isyarat masukan

Kelas B

Keluaran hanya setengah daripada isyarat masukan

]]]

Kelas C

Keluaran hanya ¼ daripada isyarat masukan


2.5.2. PENGGUNAAN xxxiii. Pensuisan

Rajah 1.5.2.(i) adalah satu contoh litar pensuisan transistor yang

dikenali sebagai litar lampu malam automatik. Litar ini mempunyai dua LED yang menyala secara automatik pada waktu malam dan akan padam pada waktu siang (cerah). Kecerahan LED bergantung pada kecerahan cahaya yang terkena pada fotoperintang (LDR). Perintang boleh ubah VR boleh dilaras untuk menentukan kepekaan peranti LED padam dengan aras cahaya tertentu dan menyala secara automatik apabila tiada cahaya.

Rajah 1.5.2.(i) Litar lampu malam automatik Apabila cahaya mengenai LDR, nilai rintangan LDR

berkurangan. Arus yang mengalir ke tapak transistor tidak mencukupi untuk menghidupkan transistor kerana nilai rintangan LDR terlalu rendah dan arus mengalir ke bumi melalui LDR dengan tidak melalui tapatk transistor. Keadaan ini menyebabkan transistor tidak berfungsi. Oleh itu LED1 dan LED2 tidak akan menyala. Apabila tiada cahaya mengenai LDR, nilai rintangan LDR bertambah. Oleh itu, tapak akan mendapat pincang yang mencukupi dan transistor itu boleh dihidupkan. Ketika ini LED1 dan LED2 akan menyala.

Penguat Mudah

Untuk menguatkan isyarat, satu-satu peranti mesti berupaya

mengeluarkan isyarat yang besar pada keluaran jika dibandingkan dengan masukan. Rajah 1.5.2.(ii) menunjukkan rajah blok sebuah penguat yang bekeupayaan menguatkan sepuluh kali ganda isyarat masukan.


Rajah 1.5.2.(ii) Rajah boleh penguat

Rajah 1.5.2.(iii) Contoh litar penguat mudah

Rajah 1.5.2(iii) adalah satu contoh litar penguat mudah. Isyarat masukan sinus 0.1 V puncak-puncak dikenakan pada C1 dan terus ke tapak transistor. Transistor akan menghasilkan isyarat keluaran pada pemungut dengan voltan 1 volt puncak ke puncak. Ketika ini berlaku pembalikan fasa sebanyak 180° antara isyarat masukan dengan isyarat keluaran. Litar penguat ini mempunyai gandaan voltan sebanyak 10. Ini dapat dibuktikan melalui contoh yang berikut :-

Gandaan (Av) = Vkeluaran

Vmasukan

= 1.0 V 0.1 V = 10

Penguat Kuasa

Kebiasaanya penguat peringkat akhir dalam satu-satu system penguat dinamakan penguat kuasa. Keluaran penguat kuasa biasanya dijodohkan ke pembesar suara.


Rajah 1.5.2.(iv) Sistem penguat

Rajah 1.5.2.(iv) menunjukkan satu rajah blok system penguat. Pada peringkat akhir sistem penguat, litar penguat kuasa digunakan untuk meningkatkan kadar kuasa bagi mendapatkan bunyi atau suara yang dikehendaki. Satu contoh litar penguat kuasa ialah litar penguat kuasa tolak-tarik pelengkap simetri.

a. Isyarat masukan ½ kitar positif AU

b. Isyarat masukan ½ kitar negatif AU


c. Gabungan isyarat masukan

Rajah 1.5.2.(v)Penguat Kuasa Tolak Tarik Pelengkap Simetri

Dalam Rajah 1.5.2.(v), dua transistor pelengkap TR1 (NPN) dan

TR2 (PNP) digunakan. Isyarat masukan tunggal dikenakan pada kedua-dua masukan transistor. Oleh sebab transistor yang digunakan adalah berlainan jenis, hanya setengah kitaran isyarat masukan mengalir ke satu daripada tapak transistor tersebut.

Semasa setengah kitar positif masuk (Rajah 1.5.2.(v)a), transistor

TR2 (PNP) dipincang songsang dan tidak berfungsi. Transistor TR1 (NPN) dipincang hadapan dan menghasilkan isyarat keluaran pada beban RL.

Semasa setengah kitar negatif masuk (Rajah 1.5.2.(v)b),

transistor NPN dipincang songsang dan tidak berfungsi. TR2 dipincang hadapan dan menghasilkan isyarat keluaran pada beban RL. Rajah 1.5.2(v)c menunjukkan isyarat keluaran bagi kitaran penuh.

2.6. PENGENALAN KEPADA KOMPONEN-KOMPONEN SEPARUH PENGALIR YANG LAIN

Seperti diod dan transistor dwikutub, komponen separuh pengalir lain seperti transistor kesan medan (FET), Penerus Terkawal Silikon (SCR), Diac, Triac, Transistor Ekasimpang (UJT), Fotoperintang dan Fototransistor juga mampu untuk mengawal pengaliran arus. Dalam tajuk ini anda akan mempelajari penggunaan dan kendalian komponen separuh pengalir yang lain.


2.6.1. TRANSISTOR KESAN MEDAN / FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET)

Transistor kesan medan (FET) terbahagi kepada tiga jenis iaitu transistor kesan medan simpang (JFET), transistor kesan medan separuh pengalir oksida logam (MOSFET) dan transistor kesan medan logam silicon (MESFET). FET mempunyai tiga tamatan iaitu tamatan salir, tamatan punca, dan tamatan gate. FET dinamakan peranti terkawal voltan kerana voltan yang dikenakan pada gate boleh mengawal pengaliran pembawa cas pada saluran.

Sebagaimana transistor dwikutub yang mempunyai jenis PNP

dan NPN, FET juga mempunyai FET saluran N dan FET saluran P. FET ini digunakan sebagai penguat. Bagi menentukan tamatan salir, tamatan punca dan tamatan gate pada FET, anda digalakkan supaya merujuk buku panduan FET yang boleh dibeli dari kedai elektronik. Rajah 6.1 menunjukkan bentuk fizikal beberapa FET.

Rajah 6.1 Bentuk fizikal beberapa FET

2.6.2. TRANSISTOR KESAN MEDAN SIMPANG (JFET)

Transistor kesan medan simpang (JFET) dibina daripada dua jenis bahan iaitu bahan jenis N dan bahan jenis P. Struktur binaan JFET terdiri daripada dua bahagian. Sebahagian jenis bahan separuh pengalir diapit oleh dua bahagian yang berlainan jenis seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6.2

a. Saluran N b. Saluran P

Rajah 6.2 Struktur binaan JFET


Dalam Rajah 6.2a dan Rajah 6.2b bahagian berlorek dikenali sebagai saluran. Saluran ini merupakan laluan yang boleh dikawal oleh voltan pada gate bagi mengawal pengaliran pembawa cas di antara salir dan punca. Jika saluran terdiri daripada jenis N, JFET ini dinamakan JFET jenis N manakala jika saluran terdiri daripada jenis P, JFET ini dinamakan JFET jenis P. Bahagian yang mengapit saluran pula dinamakan gate. Pada bahagian saluran terdapat dua tamatan iaitu tamatan salir dan punca

Rajah 6.3 menunjukkan symbol JFET jenis N dan jenis P yang

mempunyai tiga tamatan get, salir dan punca. a. Jenis N b. Jenis P

Rajah 6.3 Simbol JFET

a. Penguat salir sepunya b. Penguat punca sepunya c.Penguat get sepunya

Rajah 6.4 Tatarajah penguat JFET.

Transistor kesan medan simpang (JFET) boleh digunakan

sebagai penguat isyarat kecil. Seperti transistor dwikutub, JFET boleh dibina sebagai penguat dalam tiga tatarajah. Tiga tatarajah penguat itu ialah tatarajah penguat salir sepunya, tatarajah penguat punca sepunya dan tatarajah penguat gate sepunya seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6.4.


Rajah 6.5 Litar penguat JFET punca sepunya Walau bagaimanapun, tatarajah penguat punca sepunya lebih

kerap digunakan. Rajah 6.5 menunjukkan contoh sebuah litar penguat JFET menggunakan tatarajah punca sepunya.

2.6.3. TRANSISTOR KESAN MEDAN SEPARUH PENGALIR OKSIDA LOGAM (MOSFET)

Perbezaan ketara antara peranti ini berbanding dengan JFET

adalah dari segi binaan gatenya. Binaan gatenya diasingkan daripada saluran. Bahan yang digunakan sebagai pengasingan antara gate dengan saluran ini disebut sebagai silicon dioksida (SiO2). Oleh sebab bahan pengasingan yang digunakan ialah silicon dioksida, maka FET ini dinamakan transistor kesan medan separuh pengalir oksida logam atau MOSFET. Seperti JFET, MOSFET juga mempunyai tiga tamatan iaitu tamatan salir, punca dan gate. Binaan MOSFET boleh dibahagikan kepada dua jenis iaitu MOSFET jenis kesusutan dan MOSFET jenis peningkatan. Bagi MOSFET jenis kekusutan, saluran yang sedia wujud di antara salir dan punca boleh diluaskan atau disempitkan bergantung pada kekutuban voltan yang dikenakan pada gate dan punca. Bagi MOSFET jenis peningkatan pula, saluran yang dibina di antara salir dan punca boleh dibesarkan atau diluaskan dengan cara mengenakan voltan pincang yang betul pada get dan punca. Setiap jenis MOSFET ini pula mempunyai du jenis saluran iaitu saluran N dan saluran P. Rajah 6.6 menunjukkan carta keluarga MOSFET.


Rajah 6.6 Carta Keluarga MOSFET

xxxiv. Mosfet Jenis Kesusutan

Rajah 6.7a menunjukkan simbol dan struktur binaan MOSFET jenis kesusutan saluran N, manakala Rajah 6.7b menunjukkan simbol dan struktur binaan MOSFET jenis kesusutan saluran P.

i. Simbol ii. Struktur binaan

Rajah 6.7a MOSFET jenis kesusutan saluran N

MOSFET

MOSFET Jenis Kesusutan MOSFET Jenis Peningkatan

Saluran N Saluran Saluran Saluran N



Rajah 6.7b MOSFET jenis kesusutan saluran P

Dalam binaan MOSFET jenis kesusutan, saluran telah sedia wujud di antara salir dan punca. Kesusutan saluran akan berubah apabila ada voltan dikenakan pada gate ke punca. Apabila voltan negatif dikenakan pada gate ke punca, saluran akan disusutkan atau disempitkan dan ini membenarkan hanya sedikit arus yang dapat mengalir dari punca ke salir melaluinya. Arus yang lebih banyak dapat mengalir melalui saluran apabila voltan positif dikenakan pada gate ke punca.

xxxv. Mosfet Jenis Peningkatan Rajah 6.8 menunjukkan simbol dan struktur binaan MOSFET

jenis peningkatan saluran N dan saluran P.



MOSFET saluran N

i. Simbol ii. Struktur binaan MOSFET saluran P

Rajah 6.8 MOSFET jenis peningkatan saluran N dan saluran P

Binaan MOSFET jenis peningkatan tidak mempunyai saluran di antara salir dan punca. Saluran hanya akan terjadi apabila ada voltan dikenakan pada salir dan punca serta voltan positif pada gate. Sekiranya voltan positif yang dikenakan pada gate bertambah, maka saluran yang dihasilkan menjadi semakin luas. Arus yang mengalir dari salir ke punca melalui saluran ini turut bertambah berbanding semasa gate dikenakan voltan negatif. Ini bererti, dalam MOSFET jenis peningkatan, voltan yang dikenakan pada gate boleh mengawal luas atau sempitnya saluran yang dihasilkan.

Sebagaimana dalam penggunaan JFET, MOSFET juga boleh

digunakan sebagai penguat bagi isyarat kecil arus terus dan arus ulang-alik. Selain itu, MOSFET juga digunakan dalam pembinaan metervolt elektronik, pengayun anjakan, fasa dan pengayun titi Wien.

2.6.4. TIRISTOR

Tiristor ialah satu kumpulan besar peranti yang boleh digunakan

sebagai suis kawalan elektronik. Setiap satu peranti ini berfungsi sebagai alat yang boleh mengalirkan arus atau menghalang pengaliran arus. Tiristor boleh digunakan untuk mengawal voltan arus terus dan voltan arus ulang-alik. Walaupun transistor dwikutub dan FET boleh digunakan sebagai suis elektronik, tetapi peranti ini tidak berkemampuan untuk mengawal kuasa elektrik yang lebih besar jika dibandingkan dengan tiristor.


Kini terdapat pelbagai jenis tiristor yang mempunyai persamaan

atau sifat-sifat yang lebih kurang sama. Kebanyakan penggunaan yang mempunyai kaitan dengan kawalan kuasa selalunya digunakan dengan peranti asas yang lain seperti Diac dan Transistor Ekasimpang (UJT).

Beberapa jenis peranti dari keluarga tiristor yang sering

digunakan dalam litar-litar elektronik ialah Penerus Terkawal Silikon (SCR), DIAC, TRIAC dan Transistor

Ekasimpang (UJT). Rajah 6.9 menunjukkan bentuk fizikal beberapa peranti keluarga tiristor.

SCR TRIAC

DIAC UJT

Rajah 6.9 Bentuk fizikal peranti keluarga Tiristor


2.6.5. PENERUS TERKAWAL SILIKON / SILICON CONTROLLED RECTIFIER (SCR)

Penerus Terkawal Silikon (SCR) dibina daripada empat lapisan

bahan separuh pengalir yang terdiri daripada bahan jenis P atau N. SCR mempunyai tiga tamatan yang dinamakan tamatan anod, tamatan katod dan tamatan gate. Rajah 6.10 menunjukkan struktur binaan dan simbol SCR.

a. Struktur binaan b. Simbol

Rajah 6.10 Struktur binaan dan simbol SCR Secara umumnya, kita boleh mengetahui tamatan anod, katod

dan gate melalui simbol yang dilabel pada badan SCR tersebut seperti beberapa contoh yang ditunjukkan dalam Rajah 6.11. Bagaimanapun untuk mendapat kepastian tentang tamatan tersebut, kamu perlulah merujuk buku data SCR.


Rajah 6.11 Bentuk fizikal SCR dengan tanda simbol Binaan SCR boleh dianologikan seperti dua transistor yang

disambung secara saling membelakangi antara satu sama lain seperti ditunjukkan dalam litar persamaan Rajah 6.12

Rajah 6.12 Litar persamaan SCR Rajah Rajah 6.13 Binaan litar SCR


Rajah 6.14 Litar lampu pengelip menggunakan SCR

Kendalian SCR

Dalam binaan litar SCR (Rajah 6.13), anod SCR disambung pada punca bekalan positif melalui perintang beban RL dan katod pada punca bekalan negatif. Ketika tiada voltan picuan positif dikenakan pada gate, tiada aurs mengalir dari anod ke katod kerana simpang J2 dipincang songsang.

Apabila ada voltan picuan positif dikenakan pada gate SCR, simpang J dipincang hadapan. Arus secara mendadak mengalir dari anod ke katod dalam SCR dan seterusnya membuatkan SCR berkendali.

Untuk menghidupkan SCR, anod dan katodnya mestilah

menerima voltan pincang hadapan dan gatenya pula dibekalkan dengan voltan picuan positif yang cukup. Terdapat tiga cara untuk mematikan kendalian SCR. Pertama, mengganggu atau memutuskan pengaliran arus dari anod ke katod SCR. Kedua, memintaskan kedua-dua tamatan anod dan katod SCR dan ketiga, menterbalikkan kekutupan bekalan SCR.

SCR boleh digunakan untuk kedua-dua voltan arus terus dan

arus ulang-alik serta mampu mengendali voltan dan arus yang tinggi. Kegunaan SCR adalah seperti dalam litar kawalan geganti, litar pelewat masa, pembekal kuasa teratur, suis statik, kawalan motor, pengecas bateri dan litar perlindungan. Rajah 6.14 menunjukkan sebuah litar pengelip menggunakan SCR.

]


2.6.6. DIAC

Diac ialah satu peranti yang akan berfungsi hanya apabila voltan

yang dikenakan padanya mencapai satu had voltan yang ditetapkan. Voltan yang ditetapkan ini dinamakan sebagai voltan pecah lampau. Jika voltan dikenakan pada Diac kurang daripada voltan yang ditetapkan, diac berada dalam keadaan terbuka. Diac akan mengalirkan arus apabila voltan yang dikenakan melebihi voltan pecah lampau. Rajah 6.15 menunjukkan bentuk fizikal, simbol dan struktur binaan diac.

Diac mempunyai dua tamatan dan tidak mempunyai nama yang

khas untuk tamatan tersebut. Diac selalunya digunakan sebagai komponen pemicuan untuk triac kerana diac boleh berkendali dalam kedua-dua arah voltan yang dikenakan padanya.

Rajah 6.15 Bentuk fizikal, simbol dan struktur binaan DIAC

2.6.7. TRIAC

Triac merupakan satu komponen yang boleh mengawal aliran arus dalam kedua-dua kitar positif dan kitar negatif berbanding dengan SCR yang hanya berkebolehan untuk mengawal arus dalam kitar positif atau kitar negatif sahaja. Triac mempunyai sifat-sifat pensuisan yang sama seperti SCR. Rajah 6.18 menunjukkan bentuk fizikal beberapa buah triac manakala Rajah 6.19 menunjukkan simbol dan struktur binaan triac. Triac mempunyai tiga tamatan yang dinamakan sebagai tamatan MT1, tamatan MT2 dan tamatan gate.


Rajah 6.18 Bentuk fizikal TRIAC

Kendalian Triac

Asas kendalian triak boleh dianologikan seperti dua SCR yang disambung selari tetapi bertentangan arah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6.20.

Rajah 6.20 Analogi dua SCR sebagai TRIAC Apabila voltan bekalan arus ulang-alik (AU) dikenakan pada

tamatan MT1 dan MT2 triac, arus tidak dapat mengalir selagi tiada voltan picuan dikenakan pada gate triac. Setelah voltan picuan yang mempunyai nilai melebihi voltan pecah lampau dikenakan pada gate triac, satu daripada SCR akan berfungsi. Bagaimanapun ini bergantung pada kekutuban voltan bekalan yang dikenakan pada tamatan MT1 dan MT2 triac.


Seperti bentuk gelombang dalam Rajah 6.21 semasa kitaran positif voltan bekalan tiba pada tamatan MT2 tiada arus boleh mengalir melalui triac sehingga masa t1 (Rajah 6.21a), apabila triac telah dipicu oleh denyut positif (Rajah 6.21b). Ini membuatkan hanya SCR2 berfungsi dan arus dapat mengalir melalui triac. Aliran arus ini (garis penuh) menghasilkan voltan susut merentasi perintang beban RL seperti Rajah 6.21c (kitar positif). Aliran arus ini (garis putus-putus) menghasilkan voltan susut merentasi perintang beban RL seperti Rajah 6.21c (kitar negatif).

Rajah 6.21 Bentuk gelombang semasa TRIAC beroperasi

Semasa voltan bekalan sampai di masa t2, tiasa arus mengalir

melalui triac dan triac dimatikan kendaliannya. Oleh itu, tiada voltan keluaran susut merentasi perintang beban RL.

Apabila kitaran negatif voltan bekalan tiba di tamatan MT2 pula,

tiada arus mengalir melalui triac sehingga masa t3. Di sini gate mendapat picuan denyut positif. Ini membolehkan hanya SCR1 berfungsi dan arus dapat mengalir melalui triac. Aliran arus ini menghasilkan voltan susut merentasi perintang beban RL seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6.21c (kitar negatif).

SCR1 dan SCR2 akan bergilir-gilir berfungsi mengalirkan arus

triac bergantung pada kekutuban voltan bekalan yang tiba di tamatan MT2. Oleh sebab triac boleh mengawal aliran arus dalam mana-mana arah, maka triac amat sesuai digunakan dalam litar. Dalam litar ini kuasa arus ulang-alik mesti dikawal. Komponen ini boleh digunakan sebagai suis AU ataupun sebagai mengawal jumlah kuasa AU yang dibekalkan pada beban. Rajah 6.22 menunjukkan sebuah litar mudah pemalap lampu yang menggunakan diac dan triac.


Rajah 6.14 Litar lampu pengelip menggunakan SCR

2.6.8. TRANSISTOR EKASIMPANG / UNIJUNCTION TRANSISTOR (UJT)

Transistor ekasimpang (UJT) merupakan satu lagi komponen penting dalam keluarga tiristor. UJT mempunyai sifat fizikal dan elektrikal yang berlainan jika dibandingkan dengan diac dan triac. UJT boleh digunakan sebagai suis elektronik.

UJT mempunyai tiga tamatan iaitu tamatan tapak B1, tamatan

tapak B2 dan tamatan pengeluar E. Rajah 6.23 menunjukkan simbol UJT.

Rajah 6.23 Simbol UJT Binaan UJT mengandungi satu blok atau bar bahan separuh

pengalir jenis N yang mempunyai satu bebola kecil ditengah-tengahnya. Bebola kecil dari bahan jenis P ini didopkan ke dalam struktur bar tersebut seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6.24. Pada setiap hujung bar ini, terdapat satu tamatan dinamakan tapak B1 dan tapak B2. Satu lagi tamatan disambungkan pada bebola kecil bahan jenis P dan dinamakan sebagai pengeluar.


a. Struktur binaan b. Litar setara

Rajah 6.24 Struktur binaan dan litar setara UJT

UJT boleh digunakan untuk menghasilkan gelombang denyut yang diperlukan oleh litar elektronik. Rajah 6.25 menunjukkan sebuah litar pengayun santaian yang menggunakan UJT.

Rajah 6.25 Litar pengayun santaian


2.6.9. ELEKTRONIK OPTIK

Elektronik optic ialah satu bidang elektronik yang berkaitan dengan peranti atau komponen peka cahaya. Peranti ini dinamakan peranti elektronik optic kerana kendaliannya bergantung pada prinsip elektronik dan optic. Kebanyakan peranti elektronik optik yang digunakan sekarang adalah berasaskan keamatan cahaya.

xxxvi. Fotoperintang (LDR) Fotoperintang (Light Dependent Resistor ~ LDR) juga dikenali

sebagai sel fotoberaliran (photoconductive cells). Apabila cahaya dikenakan pada LDR, nilai rintangan fotoperintang ini akan berkurangan dan arus boleh mengalir melaluinya dengan mudah. Sebaliknya, apabila tiada cahaya terkena padanya, nilai rintangan fotoperintang ini menjadi amat tinggi dan arus tidak dapat mengalir. Rajah 6.26 menunjukkan bentuk fizikal dan symbol fotoperintang.

a. Bentuk fizikal b. Simbol

Rajah 6.26 Bentuk fizikal dan simbol fotoperintang Antara bahan yang digunakan sebagai bahan separuh pengalir

dalam fotoperintang ini ialah plumbum sulfide, indium antimonid dan cadmium sulfida.

Fotoperintang banyak digunakan di dalam litar elektronik seperti

pengesan penceroboh, litar kawalan lampu jalan, pengesan asap dan sebagai alat pengujian yang mengukur keamatan cahaya. Rajah 6.27 menunjukkan contoh sebuah litar lampu automatic menggunakan LDR.


Rajah 6.27 Litar lampu automatic menggunakan LDR

xxxvii. Fototransistor

Fototransistor juga merupakan peranti simpang PN dan mempunyai dua simpang. Binaannya adalah sama seperti transistor dwikutub. Fototransistor biasanya mempunyai tiga tamatan yang dinamakan tamatan pemungut, tamatan pengeluar dan tamata tapak. Tetapi, dalam banyak penggunaan hanya dua tamatan sahaja yang digunakan iaitu tamatan pemungut dan pengeluar. Rajah 6.28 menunjukkan bentuk fizikal dan symbol fototransistor.

a. Bentuk fizikal b. Simbol

Rajah 6.28 Bentuk fizikal dan simbol fototransistor

Nota : E – Pengeluar C- Pemungut B - Tapak


Fototransistor akan berfungsi apabila ada cahaya dipancarkan

padanya. Seperti dalam litar setara fototransistor (Rajah 6.29) apabila tiada cahaya terkena pada fotodiode, nilai rintangan fotodiode ini adalah amat tinggi. Oleh itu, tapak transistor tidak dipincangkan dan transistor tidak dapat berfungsi. Tetapi, apabila ada cahaya terkena pada fotodiode, rintangan menjadi rendah dan tapak transistor menerima voltan pincang. Keadaan ini menyebabkan arus dapat mengalir dalam fototransistor.

Rajah 6.29 Litar setara fototransistor

Fototransistor banyak digunakan dalam alatan elektronik. Antara

peralatan itu ialah takometer, pengesan asap dan api, sistem pengiraan dan kawalan pendedahan fotografi.

2.7. PENGENALAN KEPADA LITAR BERSEPADU ANALOG

Litar bersepadu boleh diklasifikasikan kepada dua kategori. Pertama, litar bersepadu lelurus dan kedua, litar bersepadu tidak lelurus. Litar bersepadu lelurus menghasilkan isyarat keluaran yang serupa bentuk dengan isyarat masukan tetapi telah diperbesarkan. Litar bersepadu lelurus ini digunakan sebagai penguat.

Litar bersepadu tidak lelurus pula merupakan litar yang menghasilkan denyut gelombang dan berfungsi sebagai litar pensuisan. Dalam tajuk ini, anda akan mempelajari litar bersepadu penguat kendalian yang digunakan dalam litar bersepadu lelurus dan litar bersepadu tidak lelurus.


2.7.1. PENGUAT KENDALIAN (OPERATIONAL AMPLIFIER)

Penguat kendalian atau lebih dikenali sebagai OP-Amp adalah sebuah penguat yang boleh menguatkan voltan arus terus dan arus ulang-alik. Penguat ini juga mempunyai gandaan yang sangat tinggi dan amat sesuai untuk pelbagai kegunaan. Penguat kendalian terdiri daripada beberapa komponen seperti perintang, pemuat dan transistor yang disepadu pada satu cip silikon.

Rajah 7.1 menunjukkan litar setara dan tatarajah kaki bagi

sebuah penguat kendalian mA 741.

Litar setara

b. Tatarajah kaki

Rajah 7.1 Litar setara dan tatarajah kaki penguat kendalian µA 741


2.7.2. BINAAN PENGUAT KENDALIAN

Binaan penguat kendalian boleh diperoleh dalam empat bentuk pakej. Pakej pertama berbentuk bulat dan mempunyai antara lapan hingga sepuluh kaki seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.2.

a. Bentuk fizikal b. Tatarajah kaki

Rajah 7.2 Penguat kendalian pakej pertama

Pakej kedua berbentuk segiempat rata dan biasanya mempunyai sepuluh kaki seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.3


Rajah 7.3 Penguat kendalian pakej kedua

Pakej ketiga ialah pakej dual in. line (DIP) yang mempunyai empat belas kaki seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.4



Rajah 7.4 Penguat kendalian pakej ketiga Pakej yang keempat pula ialah mini-DIP yang mempunyai lapan

kaki seperti ditunjukkan dalam Rajah 7.5 a. Bentuk fizikal b. Tatarajah kaki

Rajah 7.5 Penguat kendalian pakej keempat

Penguat kendalian mempunyai dua masukan dan satu keluaran. Rajah 7.6 menunjukkan symbol sebuah penguat kendalian.

Rajah 7.6 Simbol penguat kendalian Dalam Rajah 7.6, masukan negatif (-) dinamakan masukan

songsang manakala masukan positif (+) dinamakan masukan tak menyongsang. Penguat kendalian µA741 mempunyai bentuk dan sambungan kaki seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.7. Penguat kendalian nombor ini mempunyai lapan kaki yang dinomborkan mengikut lawan jam. Tanda [•] biasanya diletakkan berhampiran di kaki


1 supaya kaki tersebut mudah dikenal pasti seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.7. Selain daripada titik, terdapat beberapa tanda lain untuk menentukan kedudukan kaki nombor 1 penguat kendalian seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.8.

Rajah 7.7 Tatarajah kaki penguat kendalian

Rajah 7.8 Beberapa contoh cara untuk menentukan kedudukan kaki nombor 1 penguat kendalian

2.7.3. PENGUAT KENDALIAN SEBAGAI LITAR BERSEPADU LELURUS

Penguat kendalian boleh digabungkan dengan komponen elektronik yang lain untuk membentuk pelbagai jenis litar seperti penguat menyongsang, penguat tak menyongsang, penghasil tambah atau penambah, penimbal, pembeza dan pengamir.

Dalam tajuk ini, anda akan menpelajari tiga tatarajah litar penguat

kendalian yang digunakan sebagai : • Penguat menyongsang • Penguat tak menyongsang • Penguat penambah • Pembanding


xxxviii. Penguat Menyongsang

Penguat ini dinamakan penguat menyongsang kerana fasa isyarat keluaran diterbalikkan 180° berbanding dengan isyarat masukan. Rajah 7.9 menunjukkan tatarajah litar penguat menyongsang.

Rajah 7.9 Tatarajah litar penguat menyongsang Dalam litar ini, isyarat masukan dibekalkan pada masukan

menyongsang (-) melalui perintang R1. Perintang ini dinamakan perintang masukan. Perintang RS pula disambung di antara masukan menyongsang (-) dan keluaran. Perintang RS dinamakan perintang suap balik kerana sebahagian daripada voltan keluaran (VK) disalurkan semula ke masukan menyongsang (-) melalui perintang RS.

Dari litar Rajah 7.9, voltan keluaran penguat ini boleh dihitung

dengan menggunakan formula :- Vkeluaran = - RS Vmaksimum R1 Tanda tolak (-) di hadapan formula ini menunjukkan voltan

keluarannya adalah diterbalikkan berbanding dengan voltan masukan. Manakala gandaanya pula boleh dihitung dengan menggunakan formula :

Gandaan = RS R1


Contoh : Merujuk Rajah 7.9, hitungkan nilai voltan keluaran Vk

dan gandaan litar apabila nilai perintang R1 = 100KΩ, RS = 1MΩ dan voltan masukan Vm = 0.2V.

Penyelesaian Vk = - RS Vm R1 = - 1 x 106 Ω (0.2) 100 x 103 Ω = - 2 V Gandaan = RS

R1 = 1 x 106 Ω . 100 x 103 Ω = 10 Dari formula dan hitungan di atas, menunjukkan bahawa voltan

keluaran dan gandaan litar ini bergantung pada nisbah antara perintang suap balik (RS) dengan perintang masukan (R1). Lebih besar nilai (RS/R1), maka lebih besar nilai voltan keluaran (Vk) dan gandaannya.

xxxix. Penguat Tak Menyongsang

Rajah 7.10 menunjukkan tatarajah litar penguat tak

menyongsang. Litar ini dinamakan penguat kendalian tak menyongsang kerana isyarat yang dibekalkan pada masukan tak menyongsang (+) tidak akan disongsangkan atau diterbalikkan fasanya pada keluran. Oleh itu, isyarat masukan dan keluaran adalah sefasa. Sebagaimana penguat kendalian menyongsang, perintang R juga dinamakan perintang msukan manakala perintang R dinamakan perintang suap balik.


Rajah 7.10 Tatarajah litar penguat tak menyongsang. Bagi litar ini voltan keluarannya boleh dihitung dengan

menggunakan formula :- Vk = 1 + RS Vm

R1

Manakala gandaannya pula :- Gandaan = 1 + RS / R1

Contoh : Merujuk Rajah 7.10, hitungkan nilai voltan keluaran Vk

dan gandaannya apabila nilai perintang R1 = 100 KΩ, RS = 1MΩ dan voltan masukan Vm = 0.2V.

Penyelesaian Vk = 1 + RS Vm

R1

Vk = 1 + 1 x 106 Ω (0.2)

100 x 103 Ω

Vk = 2.2 V Gandaan = 1 + RS / R1 = 1 + 1 x 106 Ω . 100 x 103 Ω = 11


xl. Penguat Penambah

Rajah 7.11 menunjukkan tatarajah litar penguat penambah. Litar ini dinamakan penguat penambah kerana keluarannya adalah hasil tambah daripada beberapa voltan masukan melalui beberapa perintang (R1, R2 dan R3) yang disambung secara selari pada masukan. Perintang ini dinamakan perintang masukan.

Rajah 7.11 Tatarajah litar penguat penambah Nilai voltan keluaran V penguat penambah ini boleh dihitung

dengan menggunakan formula :- Vk = - RS (V1) + RS (V2) + RS (V3) R1 R2 R3

Contoh : Merujuk Rajah 7.11, hitungkan nilai voltan

keluaran penguat penambah apabila nilai voltan V1 = +2V, V2 = -4V, V3 = +5V, R1 = 500 KΩ, R2 = 250 KΩ , R3 = 1 MΩ dan RS = 1MΩ.

Penyelesaian

Vk = - RS (V1) + RS (V2) + RS (V3) R1 R2 R3

= - 1 x 106Ω (+2V) + 1 x 106Ω (-4V) + 1 x 106Ω (+5V)

500 x 103Ω 250 x 103Ω 1 x 106Ω

= - (+4V) + (-16V) + (+5V)

= + 7V


xli. Pembanding

Penguat kendalian boleh digunakan sebagai pembanding dalam litar elektronik. Sebagai contoh litar logik yang menggunakan pembanding ialah pengantaramukaan digital, picu Schmitt, pembezalayan, pengesan arus voltan dan pengayun. Pembanding berfungsi untuk membandingkan voltan isyarat masukan dengan voltan rujukan bagi menghasilkan voltan keluaran yang diperlukan untuk mengendalikan litar logik peringkat berikutnya. Rajah 7.12 menunjukkan litar bersepadu µA741.

Rajah 7.12 Litar pembanding tak menyongsang Apabila voltan masukan (Vm) kurang daripada voltan rujukan,

voltan keluaran (Vk) akan menyamai voltan tepu negatif (≈ -V). Tetapi sekiranya voltan masukan (Vm) melebihi daripada voltan rujukan, maka voltan keluaran (Vk) akan menyamai voltan tepu positif (≈ +V). Oleh itu, voltan keluaran akan berubah daripada keadaan tepu negatif kepada keadaan tepu positif bergantung pada nilai voltan masukan.

2.7.4. LITAR BERSEPADU TIDAK LELURUS Litar bersepadu tidak lelurus kebanyakkannya digunakan di

dalam litar logik dan juga komputer berdigit. Satu daripada litar tidak lelurus ini ialah litar pemberbilang getar. Litar pemberbilang getar ialah litar pengayun santaian yang berfungsi dalam dua keadaan sementara, sama ada keadaan hidup atau mati. Keadaan ini membolehkan ia menghasilkan bentuk gelombang yang dikehendaki seperti gelombang denyut.

Litar pemberbilang getar boleh dibina dengan menggunakan

kombinasi litar bersepadu pemasa 555, perintang dan pemuat. Pemasa 555 ialah litar bersepadu yang mengandungi penguat kendalian sebagai komponen asas seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.13. Jadual 7.1 menerangkan fungsi setiap kaki pemasa 555.


Rajah 7.13 Tatarajah kaki dan litar setara pemasa 555

Jadual 7.1 Fungsi kaki pemasa 555

2.7.5. KENDALIAN PEMASA 555 Pemasa 555 mempunyai dua pembanding, dua transistor

kawalan flip-flop dan peringkat keluaran. Voltan rujukan dua pembanding dalam pemasa ini diambil merentasi tiga perintang (R) yang sama nilainya setiap satu. Pembanding ambang adalah merujuk pada 2/3 VCC dan pembanding picu pula pada 1/3 VCC. Kedua-dua pembanding ini akan mengawal pula keadaan keluaran pemasa 555 sama ada tinggi atau rendah. Apabila masukan denyut picu akan menyebabkan flip-flop mensuis dan membuat keluaran menjadi tinggi. Ketika ini pemuat CT di luar pemasa akan mengecas sehingga nilai 2/3 VCC. Apabila voltan mengecas pemuat CT sampai ke nilai 2/3 VCC, pembanding ambang akan set semula flip-flop. Keadaan ini akan membuatkan keluaran pemasa 555 kembali ke keadaan rendah.

Nombor Kaki Fungsi Kaki

1 Bumi – Semua pengukuran voltan merujuk pada kaki ini.

2 Picu – Kaki yang menerima denyut picu bagi menentukan keadaan keluaran pemasa.

3 Keluaran – Kaki yang menyalurkan isyarat keluaran pemasa.

4 Set semula – Punca yang menerima denyut negatif untuk set semula pemasa 555.

5 Voltan kawalan – Voltan luaran yang dibekalkan pada kaki ini mengawal voltan ambang dan voltan picu

6 Ambang – Voltan luaran yang dibekalkan pada kaki ini digunakan sebagai voltan ambang.

7 Nyahcas – Kaki ini digunakan untuk laluan nyahcas.

8 +VCC – Kaki untuk menerima voltan bekalan positif.


2.7.6. KEGUNAAN PEMBERBILANG GETAR

Antara kegunaan pemberbilang getar adalah sebagai pembahagi frekuensi, penjana gelombang gerigi, penjana gelombang segi empat, elemen ingatan dalam komputer dan kegunaan khas dalam radar dan litar televisyen.

Terdapat tiga litar pemberbilang getar yang popular digunakan

dalam litar elektronik pada masa kini. Litar itu ialah :- Pembilang getar monostabil Pembilang getar dwistabil Picu Schmitt

Pembilang Getar Monostabil Litar ini dinamakan pemberbilang getar monostabil kerana litar ini

mempunyai satu keadaan stabil. Litar ini juga dikenali dengan nama pembilang getar satu das. Rajah 7.14a menunjukkan litar pembilang getar monostabil yang menggunakan litar bersepadu pemasa 555.

Rajah 7.14a Pembilang getar monostabil menggunakan pemasa 555

Apabila denyut negatif dibekalkan pada kaki picu pemasa 555

(kaki 2), keluaran pada kaki 3 akan menjadi tinggi. Ketika ini, pemuat CT akan dicas pada voltan VCC mengikut tempoh masa RTCT Apabila voltan mengecas merentasi pemuat CT menyamai 2/3 voltan VCC, kaki nombor 6 (ambang) akan set semula flip-flop dalam pemasa 555. Pemuat CT akan nyahcas dan memicukan keluaran (kaki nombor 3) kepada keadaan rendah. Tempoh masa keluaran pemasa 555 ini berada dalam keadaan tinggi ditentukan oleh formula t = 1.1RTCT. Oleh itu, apabila denyut negatif dibekalkan pada kaki picu pemasa 555, pemberbilang getar ini berada dalam keadaan tinggi. Manakala jika


denyut negatif dibekalkan kepada kaki set semula (kaki nombor 4) semasa pemuat CT nyahcas, keluaran litar akan berada dalam keadaan rendah (~ 0).

Rajah 7.14b menunjukkan bentuk denyut gelombang masukan,

gelombang keluaran dan voltan merentasi pemuat.

Rajah 7.14b Bentuk voltan masukan, voltan keluaran dan voltan pemuat CT

Pembilang Getar Dwistabil

Pembilang getar swistabil juga dikenali sebagai flip-flop. Litar ini mempunyai dua keadaan stabil sama ada keadaan tinggi atau keadaan rendah. Rajah 7.15 menunjukkan litar pembilang getar dwistabil dengan menggunakan pemasa 555.

Rajah 7.15 Pembilang getar dwistabil sebagai flip-flop Apabila denyut negatif dibekalkan pada kaki masukan picu (kaki

2), litar flip-flop dalam pemasa 555 akan diset. Ini membuatkan keluaran kaki 3 menjadi tinggi. Keluaran kaki nombor 3 pemasa 555 akan dipicu menjadi rendah apabila voltan denyut positif dibekalkan pada kaki ambang (kaki 6). Keadaan ini berlaku kerana voltan denyut positif akan set semula litar flip-flop dalam litar pemasa.


xlii. Picu Schmitt

Litar picu schmitt mempunyai dua keadaan sama ada keadaan tinggi atau keadaan rendah. Litar ini berkebolehan untuk menukarkan bentuk gelombang sinus kepada gelombang segi empat sama.

Rajah 7.16a menunjukkan litar picu Schmitt yang menggunakan

litar bersepadu pemasa 555. Dalam litar ini, magnitud voltan masukan akan menentukan keluaran picu Schmitt sama ada tinggi atau rendah.

Rajah 7.16a Pemasa 555 sebagai pemicu Schmitt Apabila magnitud voltan masukan gelombang sinus di kaki 2 dan

6 pemasa 555 melebihi daripada nilai voltan rujukan, ini menyebabkan litar flip-flop dalam pemasa 555 akan diset dan set semula. Oleh sebab itu, keluaran kaki 3 akan menghasilkan gelombang segi empat. Gelombang keluaran ini 180° berbeza fasa dengan gelombang masukan. Sebagai contoh, gelombang masukan sinus pada fasa positif akan menghasilkan gelombang keluaran rendah atau negatif. Manakala gelombang masukan sinus pada fasa negatif akan menghasilkan keluaran gelombang tinggi atau positif. Bentuk gelombang masukan dan keluaran picu Schmitt ini ditunjukkan dalam Rajah 7.16b.

Rajah 7.16b Bentuk gelombang masukan dan keluaran picu

Schmitt


Kegunaan utama litar picu schmitt ini adalah sebagai pembentuk

gelombang, iaitu dari gelombang sinus kepada gelombang segi empat. Selain itu, litar ini juga digunakan sebagai pengesan aras.

2.7.7. PENGGUNAAN PENGUAT KENDALIAN

Penguat kendalian boleh digunakan sebagai pengamir, pembeza dan penguat penambah. Selain itu, penguat kendalian juga digunakan untuk kegunaan tertentu seperti :-

• Pemasa • Pengatur voltan • Penguat kuasa audio rendah

Pemasa

Pemasa digunakan sebagai penjana pelewat masa dan pemberbilang getar. Antara pemasa yang sering digunakan ialah pemasa 555. Pemasa ini ialah litar bersepadu yang mempunyai kestabilan yang tinggi dan biasa digunakan dalam peralatan elektronik seperti penjana audio, penjana frekuensi radio, osiloskop dan litar penggera.

Rajah 7.17 menunjukkan sebuah litar pemati kuasa lewat

automatik yang menggunakan pemasa 555.

Rajah 7.17 Pemati kuasa lewat automatik

Litar ini boleh digunakan untuk mematikan lampu, radio atau

televisyen secara automatik setelah peralatan ini dihidupkan. Pemasa yang digunakan dalam litar ini berfungsi sebagai pemberbilang getar monostabil.


Apabila suis S1 ditekan, pemasa 555 menerima voltan bekalan VCC. Keluaran kaki 3 menjadi tinggi dan ini akan memicu gate triac. Oleh itu triac akan berkendali dan lampu akan menyala. Jangka masa lampu menyala bergantung pada nilai pemuat C2 kerana apabila pemuat C2 telah dicas sehingga 2/3 daripada nilai voltan VCC, keluaran pemasa menjadi rendah semula. Oleh itu, lampu akan padam. Biasanya, lebih besar nilai pemuat, lebih lama lampu menyala kerana masa mengecas C2 ke 2/3VCC mengambil masa yang lama. Dalam litar ini, jangka masa lampu menyala antara 15 hingga 20 minit.

Pengatur Voltan

Peralatan elektronik memerlukan voltan bekalan yang stabil supaya dapat berfungsi dengan sempurna. Kadangkala voltan bekalan yang dibekalkan oleh punca kuasa berubah-ubah. Oleh itu, untuk mengatasi masalah ini, pengatur voltan diperlukan.

Rajah 7.18 menunjukkan satu litar bekalan kuasa pengatur voltan

yang menggunakan penguat kendalian µA723.

Rajah 7.18 Bekalan kuasa pengatur voltan Dalam litar ini, sekiranya voltan bekalan berubah, voltan AT

merentasi pemuat C1 turut berubah. Ini akan menyebabkan voltan keluaran turut berubah. Oleh itu, litar bersepadu mA723 yang digunakan dalam litar ini akan mengatur voltan keluaran supaya berada pada nilai voltan yang telah ditetapkan atau dikehendaki. Dengan cara ini, voltan keluaran menjadi stabil walaupun voltan bekalan AU turun-naik.


Penguat Audio Kuasa Rendah

Selain digunakan sebagai pemasa dan pengatur voltan, penguat

kendalian juga digunakan sebagai penguat audio kuasa rendah. Rajah 7.19 menunjukkan sebuah litar penguat audio kuasa

rendah yang menggunakan litar bersepadu penguat kendalian LM 380.

Rajah 7.19 Penguat kuasa audio rendah Dalam litar ini, isyarat dibekalkan kepada masukan LM 380 (kaki

nombor 2). Isyarat yang dibekalkan kepada masukan ini akan dibesarkan oleh penguat kendalian LM 380. Isyarat yang telah dibesarkan ini diambil dari LM 380 (kaki 8) dan dibekalkan kepada pembesar suara melalui pemuat penjodoh C5.


SOALAN :

1. Berikan 3 kategori utama bahan-bahan. Berikan 1 (satu) contoh bahan

pengalir yang baik. 2. Terangkan maksud “Separuh Pengalir’. Berikan contoh unsure bahan

separuh pengalir. 3. Berikan lakaran lengkap binaan atom untuk :

a) Atom Silikon b) Atom Germanium

4. Apakah yang dimaksudkan dengan ‘ikatan kovalen’. Tunjukkan juga

lakaran gambar rajah yang berkaitan. 5. Terangkan apakah yang berlaku apabila bekalan kuasa (battery) di

sambungkan terhadap separa pengalir. Berikan lakaran yang bersesuaian.

6. Terangkan bagaimana Bahan Jenis ‘N’ dan Bahan Jenis ‘P’ di hasilkan.

7. Berikan 2 ciri-ciri perbezaan bagi bahan Jenis ‘N’ dan Bahan Jenis ‘P’. 8. Berikan 2 (dua) nama peranti (device) elektronik utama yang dibina hasil

dari bahan separa pengalir. Berikan 5 (lima) jenis-jenis diode. 9. Bagaimanakah asas binaan diode. Berkan lukisan simbol diode (sila

sertakan tanda-tanda anod dan katod) 10. Berikan lakaran simbol-simbol khas bagi diode-doide berikut:

a) Diode isyarat (low signal diode). b) Diode Zener c) Diode Trowong d) Diode Varaktor e) Diode Pemancar Cahaya (LED) f) DIode Foto g) Diode Laser.

11. Tunjukkan lakaran mudah bagi lengkungan I-V bagi diode zener.

12. Terangkan dengan ringkas bagaimana menguji kekutuban diode PN. a. Dengan bantuan gambarajah, terangkan bagaimana Penerus Gelombang Penuh

beroperasi serta lukiskan bentuk gelombang hasil keluarannya. 14.Keupayaan diode zener sebagai pengatur voltan bagi suatu litar adalah terhad.

Untuk meningkatkan keupayaan diode zener mengawal arus yang lebih tinggi, transistor digunakan. Dua jenis pengatur voltan yang menggunakan transistor ialah Pengatur voltan siri dan Pengatur voltan selari. Jelaskan perbezaan pengatur voltan tersebut dengan menggunakan gambarajah litar.


b. Dengan bantuan gambarajah, terangkan secara ringkas binaan salah satu jenis transistor.

c. Dengan bantuan gambarajah, terangkan apakah yang dimaksudkan dengan takat tepu dan takat alihan?

A) Pilih jawapan yang paling tepat.

1. Yang manakah merupakan ciri-ciri isyarat keluaran bagi penguat transistor Kelas B

a) keluaran sama fasa dengan isyarat masukan b) keluaran mempunyai ¾ isyarat masukan c) keluaran hanya ½ daripada isyarat masukan d) keluaran ¼ daripada isyarat masukan

2. Penguat peringkat akhir dalam satu-satu system penguat dinamakan

a) penguat audio b) penguat pertengahan c) penguat video d) penguat kuasa

B) Tandakan pada jawapan yang betul.

BETUL SALAH

1. Penguat kuasa kelas C mempunyai keluaran ¾ daripada isyarat masukan.

2. Transistor juga boleh berfungsi seperti suis

3. Penguat terakhir dalan satu-satu system penguat dinamakan penguat kuasa.

A) Pilih jawapan yang paling tepat.

1. Struktur binaan SCR mempunyai berapa lapisan ? a) 2 lapisan b) 4 lapisan c) 3 lapisan d) 5 lapisan

/


B) Jawab soalan yang berikut.

1. Lukis dan labelkan simbol bagi :-

a. JFET jenis N b. JFET jenis P c. MOSFET jenis kesusutan saluran N d. MOSFET jenis kesusutan saluran P e. MOSFET jenis peningkatan saluran N

2. Lukiskan struktur binaan bagi JFETbagi :-

a. Saluran N b. Saluran P

3. Senaraikan gelombang-gelombang AC yang boleh disuiskan oleh JFET.

4. Transistor Kesan Medan (FET) terbahagi 3, iaitu :-

a) __________________________________ b) __________________________________ c) __________________________________

5. UJT mempunyai tiga tamatan iaitu :-

a) __________________________________ b) __________________________________ c) __________________________________

6. Voltan yang ditetapkan pada diac untuk membolehkan ia berfungsi ialah .

7. selalunya digunakan sebagai komponen pemicuan untuk Triac


1. Nyatakan fungsi setiap kaki pemasa 555.

2. Nyatakan tiga jenis tatarajah litar penguat. 3. Nyatakan litar pemberbilang getar yang popular digunakan dalam litar elektronik pada masa kini.

RUJUKAN: 1. Penulis. Tahun. “Tajuk Buku”. Penerbit. Muka surat.

1996. “Pengajian Kejuruteraan Elektrik Dan Elektronik”. Kementerian Pendidikan Malaysia Dewan Bahasa dan Pustaka dan Dasar Padu (M) Sdn. Bhd.


KERTAS PENERANGAN

MODUL 3 B05-01-03 ELECTRONIC PROJECT


GROUP CLUSTERING MODULE 3 B05-01-03-LE1 PRODUCE ELECTRONIC SCHEMATIC DIAGRAM

01.03 Produce Electronic Schematic Diagram

B05-01-03-LE2 PRODUCE MECHANICAL DRAWING

01.04 Produce Mechanical Drawing

B05-01-03-LE3 PERFORM SOLDERING TECHNIQUE

07.02a Perform Soldering Technique

07.02b Construct Electronic Project




KERTAS PENERANGAN KOD DAN NAMA KURSUS BO5 TEKNOLOGI ELECTRONIK INDUSTRI

KOD DAN NAMA MODUL B05-01-03 ELECTRONIC PROJECT


LE1 PRODUCE ELECTTRONIC SCHEMATIC DIAGRAM


01.03 PRODUCE ELECTTRONIC SCHEMATIC DIAGRAM


PRODUCE ELECTRONIC SCHEMATIC,MECHANICAL DIAGRAM AND CONSTRUCT PROJECT ELECTRONIC BY USING DRAWING SET,STATIONARY AND USAGE OF ASSEMBLING ELECTRONIC COMPONENTS AND TOOLS, SO THAT THE DRAWING AND ELECTRONIC PROJECT IS PRODUCE ACCORDING TO STANDARD SPECIFICATION AND CIRCUIT DIAGRAM.


DIAKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :- PRODUCE ELECTRONIC SCHEMATIC DIAGRAM USING DRAWING SET,STATIONARY ETC, SO THAT THE DRAWING IS PRODUCED ACCORDING TO STANDARD SPECIFICATION.


1. SIMBOL-SIMBOL ASAS ELEKTRONIK

Mengenal komponen pada sesuatu papan litar adalah langkah yang perlu untuk memahami akan kendalian atau operasi litar tersebut. Menukarkan bentuk penyambungan komponen pada papan litar kepada lakaran ( sketch ) lukisan litar iaitu dengan menggunakan symbol-simbol akanmemudahkan lagi kerja-kerja memahami kendalian sesuatu litar elektronik.Simbol digunakan untuk memudahkan kerja melukis atau menberi lambang kepada sesuatu objek, komponen, konsep atau data dengan seberapa ringkas dan jelas. Kemahiran untuk memahami serta mengingat sesuatu simbol adalah penting agar segala rekaan, pemasangan serta pengujian sesuatu litar menjadi mudah dan piawai (standard).

a. Jenis-jenis Lukisan Elektronik Lukisan elektronik terbahagi kepada 5 bahagian iaitu lukisan

blok/system, lukisan litar Lukisan Pendawaian/ pemasangan (wiring/instalation), lukisan skematik,dan lukisan tercetak.

b. Lukisan Blok/Sistem Lukisan blok digunakan untuk menerangkan secara ringkas dan mudah

bagaimana fungsi serta operasi sesuatu unit di dalam sesuatu sistem atau litar. Ia juga menunjukkan perkaitan diantara setiap unit dalam sesuatu sistem. Rajah 1 menunjukkan contoh lukisan blok bagi sistem bekalan kuasa teratur (regulator).

c. Lukisan Litar

Lukisan ini menunjukkan keseluruhan fungsi sesebuah litar. Semua sambungan, bahagian dan komponen akan dilukis secara bersimbol. Simbol-simbol ini akan disusun atur agar litar itu mudah dilihat dan mudah difahami tanpa menekankan faktor fizikal bagi sambungan sebenarnya.

Litar ini merupakan litar yang paling kerap digunakan dan menjadi asas untuk menerangkan atau memahami kendalian sesuatu litar elektronik. Lukisan ini juga digunakan dalam mereka-bentuk sesuatu litar disamping menjadi petua untuk mengingati keseluruhan sambungan litar. Rajah 2 menunjukkan contoh lukisan litar bagi siren electronik.


Rajah 1: Lukisan Blok bekalan Kuasa Arus Terus.

Rajah 2 : Lukisan Litar Siren Elektronik

d. Lukisan Pemasangan

Lukisan ini menggambarkan sambungan dan pemasangan sebenar bagi sesuatu litar dan kedudukan fizikal sesuatu komponen, pendawaian dan alatambah.

Lukisan ini amat berguna kepada seseorang juruteknik bagi kerja-kerja pemasangan komponen atau tambahan litar atau membaiki dan mencari kerosakan litar. Rajah 3(a) menunjukkan contoh lukisan pemasangan untuk loceng pintu bernada. Manakala Rajah 3(b) adalah litar pemasangan siren elektronik.


(a) Loceng Pintu Bernada (b) Siren Elektronik Rajah 3 : Contoh-contoh Lukisan Pemasangan.

e. Lukisan Skematik

Lukisan ini sama seperti lukisan litar tetapi, ianya ditambah dengan penerangan-penerangan seperti `power rating’, penyambungan tambahan dan lain-lain lagi. Kadang-kadangan ianya mempunyai maklumat-maklumat pengujian. Litar ini kebiasannya digunakan untuk tujuan pengujian atau baik-pulih (maintenance/servicing). Rajah 4 menunjukkan litar skematik bagi sistem television.

Rajah 4 : Lukisan Skema Perakam Kaset Audio.


f. Lukisan Litar Tercetak

Lukisan ini menggambarkan corak jalur pengalir dan susunan komponen yang terdapat di atas papan litar tercetak (pronted circuit board) seperti dituniukkan di rajah 5 di bawah.

Rajah 5 : Lukisan Litar Tercetak Alat Pengesan.

2. Simbol-simbol Asas Elektronik Di bawah ini disenaraikan beberapa daripada simbol-simbol elektronik.


Penerangan Simbol Komponen

Perintang (resistor)

Perintang Bolehubah (Variable Resistor) (a) Reostat (rheostat)

(b) Meter Upaya (Potentiometer)

(a) (b)

Penghalus (Preset/Trimmer)

Kapacitor/Pemuat (capacitor)

Kapasitor Elektrolitik (Electrolytic Capacitor) Kapasitor Berubah (Variable Capacitor)



Pengaruh/Gegelung (Inductor/coil)

Bateri/Sel (Battery) (a) Satu Sel (b) Banyak Sel

Fius (Fuse)

Pengubah Teras Besi (Iron Core Transformer)

Transistor

NPN PNP

Penerus/Diod (Diode)



MOSFET

a) N Channel b) P Channel

Mentol Berfilamen

LDR

Suis

a) SPDT b) DPDT

Slide Switch

Suis Tekan



a) SCR b) TRIAC

(a) (b)

DIAC

Diod Zener

UJT

Diod Foto

LED

Pembesar Suara



Hablur

Diod Varactor

Diod Terowong

Diod Laser

Transistor Darlington

Foto transistor


Jenis GateLogik Simbol Tradisional Simbol ANSE/IEEE

Get And

Get Or

Inverter

Get Nand

Get Nor

Get Exor

Get Exnor


Jenis Get Logik Simbol Tradisional Simbol ANSE/IEEE

7400 Quad 2 input NAND GATE

7402 Quad 2 input NOR Gate

7404 Hex Inverter

7408 Quad 2 Input AND Gate

7410 Triple 3 Input NAND Gate


3. Penggunaan Simbol-simbol Elektronik. Di dalam sesuatu litar elektronik mempunyai berbagai-bagai jenis dan bentuk komponen. Oleh yang demikian, penggunaan simbol-simbol akan memudahkan untuk mereka-cipta dan memahami operasi sesuatu litar.

Rajah 5 dan 6 menunjukkan contoh penggunaan simbol-simbol elektronik untuk menukarkan bentuk lukisan pemasangan kepada lukisan litar bagi satu penyambungan litar elektronik.

(a) Lukisan Pemasangan (b) Lukisan Litar Rajah 6: Litar Elektronik Ringkas

(a) Lukisan Pemasangan (b) Lukisan Litar Rajah 7 : Litar Pengesan Cahaya


SOALAN:

a. Lukiskan simbol bagi komponen-komponen berikut:

1. Perintang bolehubah 2. Kapasitor 3. Foto Transistor 4. LED 5. Speaker 6. DIAC 7. Diod Varactor

b. Nyatakan perbezaan di antara lukisan litar dengan lukisan litar tercetak.

c. Nyatakan jenis lukisan yang diperlukan oleh seorang juruteknik untuk membaikpulih peralatan elektronik.

d. Senaraikan jenis lukisan yang terdapat dalam bidang elektronik.

RUJUKAN :

1. Lukisan Elektronik – Md Nasir Abd Manan 2. Teknologi Elektronik - Md Nasir Abd Manan







LE2 PRODUCE MECHANICAL DRAWING


01.04 PRODUCE MECHANICAL DRAWING




DIAKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH:- PRODUCE MECHANICAL DRAWING USING DRAWING SET, STATIONARY ETC, SO THAT THE DRAWING ACCORDING TO STANDARD SPECIFICATION


Sudut Pertama

Sudut Ketiga Satah Mendatar

Satah Menegak Tambahan

Satah Menegak Tambahan

Satah Menegak

Satah Mendatar

Satah Menegak

1. UNJURAN ORTOGRAFIK

1.1 Definasi Unjuran Ortografik

Unjuran ortografik merupakan satu kaedah untuk menghasilkan bentuk objek yang tepat, dalam dua atau lebih pandangan di atas satah-satah yang bersudut tepat di antara satu sama lain. Objek yang hendaklah dipandang mestilah pada kedudukan sudut yang tepat dengan permukaan objek,

Rajah 1 menunjukkan empat sukuan sudut-sudut yang masing-masing menggambarkan sudut pertama, sudut kedua, sudut ketiga dan sudut keempat. Daripada empat sudut tersebut, hanya dua sahaja yang digunakan dalam unjuran ortografik iaitu Sudut Pertama dan Sudut Ketiga.

Rajah 1 : Kedudukan Objek Dalam Sukuan Pertama Dan Ketiga

1.2 Unjuran ortografik sudut pertama

Unjuran ortografik sudut pertama merupakan kaedah yang mula sekali digunakan dalam lukisan kejuruteraan di seluruhan negara di Eropah. Dalam unjuran sudut pertama, objek diletakkan di dalam sukuan pertama, iaitu di antara sudut 0º sehingga 90º.

Objek itu diletakkan diantara tiga satah utama iaitu satah menegak, satah mendatar dan satah menegak tambahan. Bila objek itu dipandang dari arah hadapan, ia dipanggil pandangan hadapan. la dipanggil pandangan sisi jika dilihat dari arah sisi dan pandangan atas (pelan) jika dilihat dari atas sebagaimana yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Apabila satah-satah tersebut dihamparkan, maka kedudukan unjuran pandangan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Simbol bagi unjuran sudut pertama seperti dalam Rajah 4.


1.3 Unjuran sudut ketiga

Dalam unjuran ortografik sudut ketiga, objek diletakkan di dalam sukuan ketiga, iaitu di antara sudut 180º hingga 270º. Dalam unjuran sudut ketiga, kita menganggap bahawa objek itu diletakkan di dalam kotak kaca kerana kedudukan pandangan pelan dan sisi terletak diantara si pemandang dengan objek. Ini ditunjukkan dalam Rajah 6.

Rajah 7 menunjukkan kedudukan pandangan unjuran sudut ketiga apabila satah-satah sukuan ketiga dihamparkan. Manakala simbol bagi unjuran sudut ketiga seperti dalam Rajah 5.

Rajah 2 : Kedudukan Satah Sukuan Pertama

Hadapan Sisi

Pelan

Rajah 4 : Simbol Unjuran Sudut Pertama

Rajah 5 : Simbol Unjuran Sudut Ketiga

Pandangan Hadapan

Pandangan Sisi

Pelan

Rajah 3 : Kedudukan Pandangan Unjuran Sudut Pertama


2 LUKISAN ISOMETRIK

Lukisan isometri ialah lukisan bergambar yang menunjukkan tiga dimensi, iaitu ukuran panjang, lebar dan tinggi. Objek yang dilukis secara isometri akan memperlihatkan tiga pandangan, iaitu pandangan atas (pelan), pandangan hadapan dan pandangan sisi apabila dilihat pada satu arah pandangan seperti ditunjukkan dalam Rajah 1.

Rajah 1 : Objek Isometrik

Rajah 6 : Kedudukan Satah Sukuan Ketiga

Sisi

Pelan

Hadapan Rajah 7 : Kedudukan Pandangan

Unjuran Sudut Ketiga

Pelan

Pandangan Hadapan

Pandangan Sisi

120º

120º120º


2.1 Paksi Isometri

ii. Paksi-paksi isometri berkedudukan 120° antara satu sama lain. Terdapat tiga jenis paksi isometri, iaitu Paksi Biasa, Paksi Terbalik dan Paksi Panjang.

a) Paksi Biasa Sesuatu objek yang dilukis dalam isometri paksi biasa

akan menunjukkan butiran isometri di sebelah atas permukaan objek dengan lebih jelas seperti ditunjukkan dalam Rajah 2. Garisan isometri dilukis bersudut 30° dengan garisan mengufuk dan titik x adalah titik terendah.

Rajah 2 : Isometrik Paksi Biasa

b) Paksi Panjang Contoh objek yang dilukis dengan isometri paksi panjang

ditunjukkan dalam Rajah 3 dimana, satu daripada paksi isometri adalah selari dengan garisan mengufuk. Garisan condong pula dilukis 120° daripada garisan mendatar. Lukisan isometri paksi panjang sesuai dilukis untuk menggambarkan objek yang berbentuk panjang.

Rajah 3 : Isometrik Paksi Panjang

X


c) Paksi Terbalik

Objek yang dilukis dengan isometri paksi terbalik dapat menunjukkan butiran isometri di sebelah bawah permukaan objek dengan lebih jelas. Garisan isometri dilukis bersudut 30° dengan garisan mengufuk. Contoh objek yang dilukis dalam isometri paksi terbalik ditunjukkan dalam Rajah 4.

Rajah 4 : Isometrik Paksi Terbalik

iii. Ciri Lukisan Isometri

Garisan Isometri Garisan isometri ialah garisan yang kedudukannya selari dengan

paksi isometri. Garisan menegak dan mendatar dalam unjuran ortografik adalah garisan isometri pada lukisan isometri.

Garisan Bukan Isometri Garisan yang kedudukannya tidak selari dengan paksi isometri

dipanggil sebagai garisan bukan isometri. Garisan isometri dan bukan isometri adalah ditunjukkan dalam Rajah 5. Jarak A, B dan C pula merupakan jarak pengunjuran bagi garisan bukan isometri.

Rajah 5 : Garisan Isometri Dan Bukan Isometri

X


Sudut dalam Isometri Contoh sudut yang dilukis dalam isometri ditunjukkan dalam

Rajah 6. Sudut pada pandangan ortografik pada rajah ini perlu diunjurkan kepada satah menegak dan satah mendatar. Huruf w, x, y dan z adalah dimensi yang perlu dipindahkan ke paksi isometri.

Rajah 6 : Sudut Dalam Isometri

Bulatan dalam Isometri Bentuk bulatan dalam lukisan isometri ditunjukkan dalam Rajah

7. Kaedah empat pusat dan kaedah koordinat boleh digunakan untuk melukis bulatan isometri. Huruf A mewakili ketinggian bagi sebuah bulatan isometri yang mempunyai pandangan atas dan pandangan hadapan.

Rajah 7 : Bulatan Isometrik

Lengkung dalam Isometri Lengkung dalam isometri dilukis mengikut kaedah koordinat yang

ditunjukkan dalam Rajah 8. Lengkung dalam isometri ini dapat dilihat pada arah pandangan atas dan pandangan hadapan.


Rajah 8 : Lengkung Dalam Isometri

Arah Pandangan Arah pandangan dalam lukisan isometri menunjukkan kedudukan

mata pada pandangan objek yang dilihat. Pelbagai arah pandangan pada lukisan isometri ditunjukkan dalam Rajah 9.

Arah Pandangan A Arah Pandangan B


Arah Pandangan C Arah Pandangan D

Rajah 9 : Arah Pandangan Dalam Lukisan Isometrik

b. Kaedah-Kaedah Membina Lukisan Isometrik

A Kaedah Kotak

Ianya dilakukan dengan menganggap objek diletakkan di dalam satu kotak isometri. Saiz kota adalah mengikut ukuran tinggi, lebar dan panjang objek. Ianya sesuai untuk objek yang mempunyai permukaan rata. Rajah 10 menunjukkan langkah Kaedah Kotak digunakan.

Langkah 1

Lukis kotak isometrik L, T dan D

Langkah 2

Pindah ukuran x, y dan z

kepada kota isometrik Langkah 3

Lukis bentuk objek

Langkah 4

Hitamkan garisan objek

Rajah 10 : Pembinaan Lukisan Isometrik Menggunakan Kaedah Kotak


B Kaedah Rangka

Kaedah ini sesuai untuk membina lukisan isometrik yang mempunyai puncak seperti kon dan piramid. Kaedah pembinaannya seperti ditunjukkan dalam Rajah 11.

Langkah 1

Lukis segi empat ABCD pada

pandangan atas.

Langkah 2

Lukis tapak piramid pada segi empat isometrik ABCD.

Langkah 3

Lukis ketinggian piramid,

mengikut ketinggian t melalui titik M.

Langkah 4

Lukis dan hitamkan sisi

piramid

Rajah 11 : Pembinaan Lukisan Isometrik Menggunakan Kaedah Rangka

C Kaedah Empat Pusat

Bulatan isometrik dilukis menggunakan kaedah ini seperti yang ditunjukkan dalan Rajah 12.


Langkah 1

Lukis segi empat isometri PQRS

dengan sisi D.

Langkah 2

Lukis garis serenjang pada

penengah sisi segi empat isometri PQRS.

Langkah 3

Berpusat di P dan R, bila lengkok jejari J.

Langkah 4

Berpusat pada persilangan gari serenjang, bina lengkok jejari k.

Rajah 12 : Pembinaan Lukisan Isometrik Menggunakan Kaedah Empat Pusa

D Kaedah Koordinat

Lengkung dalam isometri dilukis menggunakan kaedah koordinat ini. Dalam kaedah ini, titik-titik pada lengkung diunjurkan kepada satah menegak dan mendatar. Dimensi w, x, y, dan zpada pandang ortografik dipindahkan ke garisan isimetrik seperti ditunjukkan dalan Rajah 13.


Langkah 1

tanda titik pada lengkung dan unjurkan koordinat pada satah

menegak dan mendatar

Langkah 2

Lukis kotak mengikut saiz yang

diberi. Tandakan c dan d.

Langkah 3

Pindahkan koordinat kepada garisan isometri. Plotkan titik-

titik lengkung dengan lengkung boleh lentur.

Langkah 4

Hitamkan garisan objek.

Rajah 13 : Pembinaan Lukisan Isometrik Menggunakan Kaedah Koordinat


SOALAN

1. Apakah sifat bulatan apabila di lukis dalam lukisan isometrik? ( 2 Markah)

2. Apakah beza antara lukisan unjuran dengan lukisan isometrik? ( 2 Markah)

3. Berapakah nilai sudut antara paksi dalam lukisan isometrik? ( 1 Markah)

4. Sebutkan 3 jenis paksi yang terdapat dalam lukisan isometrik ( 3 Markah)

5. Padankan gambar-gambar di bawah dengan padanan yang betul. ( 4 Markah)

Kedudukan Pandangan Bentuk Isometrik


RUJUKAN:

1. MOHD NOH BIN SARIP & MD. NASIR BIN ABD. MANAN; LUKISAN KEJURUTERAAN TINGKATAN 4; DBP 2005 ; ISBN 983-62-7434-0; PETALING JAYA; MS 192 - 210






PENGALAMAN PEMBELAJARAN LE 3 PERFORM SOLDERING TECHNIQUE


07.02a PERFORM SOLDERING TECHNIQUE 07.02b CONSTRUCT ELECTRONIC PROJECT




DIAKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :- PERFORM SOLDERING TECHNIQUE BY USING CORRECT SOLDERING TOOLS SO THAT ELECTRONIC PROJECT IS FUNCTIONING ACCORDING TO THE OUTPUT REQUIREMENT AND CIRCUIT DIAGRAM.


1. PENGENALAN KEPADA SOLDERING DAN DISOLDERING DAN REKABENTUK LITAR TERCETAK

Memateri adalah dianggap sebagai satu seni dan memerlukan latihan. Sambungan yang kurang baik adalah disebabkan oleh kekurangan kepanasan (haba), permukaan yang kotor, kekurangan bahan solder (solder wire) ataupun pemanasan yang banyak kali.

BAHAGIAN-BAHAGIAN BESI PEMATERI

Rajah 1 : Gambarajah dan label besi pemateri

c. FUNGSI BAHAGIAN-BAHAGIAN BESI PEMATERI

i. PALAM 2 – PIN (2 PIN PLUG)

Ianya berfungsi sebagai penyambung bekalan kuasa antara punca alir keluar (socket outlet) bekalan kuasa dengan besi pemateri. Palam 3 pin (3 pin plug) boleh digunakan sebagai pengganti kepada 2 pin. Penggunaan palam 3 pin mempunyai faktor-faktor keselamatan seperti berikut:-

A Mempunyai fius.

Fius berfungsi untuk memutuskan litar ketika berlaku litar pintas (short circuit) dalam litar di mana pengguna akan terselamat daripada terkena kejutan elektrik.

Hujung Besi Pemateri

Element Pemanas

Penutup Element Pemanas

Pemegang

Wayar kuasa

Palam 2 Pin


B Memepunyai terminal pembumian.

Dengan adanya terminal pembumian, membolehkan kebocoran arus (short body) dalam litar dialir terus ke bumi. Ini akan menyelamatkan pengguna dsripada terkena renjatan elektrik.

i. WAYAR KUASA (POWER CABLE)

Wayar kuasa berfungsi sebagai pengalir kuasa dari punca (source) bekalan kuasa ke besi pemateri Berbagai-bagai jenis wayar kuasa yang boleh digunakan sebagai penyambung kuasa ke besi pemateri. Kebisaannya wayar kembar dua selalu digunakan. Wayar jenis ini selalunya digandingkan dengan penggunaan palam 2 pin. Sesetengah besi menggunakan wayar kembar-3 yang mempunyai aliran ke bumi sebagai tambahan. Dengan adanya aliran pembumian, menggelakkan (menghindarkan) pengguna daripada terkena renjatan elektrik apabila berlakunya kebocoran arus dalam litar. Penggunaan wayar kembar 3 mestilah digandingkan dengan penggunaan palam 3 pin.

ii. PEMEGANG (HANDLE)

Pemegang berfungsi sebagai bahagian yang membolehkan pengguna memegang besi pemateri dengan selamat semasa menggunakannya. Ianya dibina daripada bahan penebat seperti plastik atau kayu.

iii. ELEMENT PEMANAS (HEATER)

Element pemanas berfungsi untuk menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga haba. Di mana haba yang dihasilkan akan memanaskan hujung besi pemateri (soldering iron tip) bagi melaksanakan kerja-kerja pematerian. Element pemanas dibina secara gelungan dawai ‘tungsten’ yang mempunyai rintang tinggi serta tahan kepanasan. Lapisan kertas kaca/seramik digunakan sebagai penebat antara gelungan di samping berfungsi untuk menyeragamkan haba yang dihasilkan oleh filamen pemanas.


Rajah 2 : Mica Type

HEATER, 200W↔20W, Tungsten Ceramic Heater

Rajah 3 : Ceramic Type

iv. PENUTUP ELEMENT PEMANAS (HEATER COVER)

Dibuat daripada kepingan besi dan berfungsi sebagai sarung (penutup) yang melindungi element pemanas daripada bersentuh. Lubang-lubang yang terdapat pada bahagian pangkal penutup element pemanas berfungsi sebagai pelepasan haba agar tidak menjadi panas.

v. HUJUNG BESI PEMATERI (SOLDERING IRON TIP)

Hujung besi pemateri merupakan bahagian panas yang digunakan untuk mencairkan timah (soldering lead) dan kerja-kerja memateri. Kepanasan hujung besi pemateri adalah bergantung daripada haba yang dihasilkan oleh element pemanas. Hujung besi pemateri dibuat daripada sejenis besi aloi yang mempunyai kesan pengaliran haba yang sangat baik. Hujung besi pemateri terdiri daripada berbagai-bagai jenis yang berdasarkan bentuk iaitu:-

Rajah 4 : Jenis-Jenis Hujung Besi Pemateri

Dawai Tungsten Lapisan Kertas Penebat (Mica)

Terminal Penyambung


Jenis-jenis hujung besi pemateri yang biasa digunakan untuk kerja-kerja memateri peralatan elektronik adalah dari jenis C dan BC

vi. SKRU (SCREW) Skru digunakan untuk mengunci kedudukan antara element

pemanas dengan penutup element pemanas skru ini juga membolehkan hujung besi pemateri dicabut dan dilaraskan mengikut kesesuian suhu.

d. JENIS-JENIS DAN PENGGUNAAN BESI PEMATERI

Besi pemateri dikelaskan mengikut julat seperti yang disenaraikan dijadual di bawah. Adalah penting dan selamat menggunakan besi pemateri dengan julat kuasa yang sesuai bergantung kepada bahan yang hendak dipateri.

JULAT KUASA (W) BAHAN YANG HENDAK DIPATERI

15 W Komponen kecil – chip dalam peralatan elektronik 30 W Vero dan matrikboard dengan patern halus – kerja-kerjabiasa elektronik 40 W Terminal kecil 60 W Terminal/komponen yang bersaiz sederhana 80 W Terminal/komponen bersaiz besar 100 W 150 W 200 W 300 W 500 W

Wayar dan terminal yang tahan pada haba yang kuat yang digunakan dalam pendawaian demostick

* Soldering iron yang mempunyai julat kuasa 25 W adalah sesuai untuk semua projek di dalam elektronik


e. JENIS-JENIS SOLDERING IRON YANG DIGUNAKAN

Alat yang digunakan untuk membuat sesuatu sambungan

dengan pateri dinamakan Besi Pemateri atau Soldering Iron. Alat pemateri boleh diklasifikasikan kepada 3 iaitu :

i. Soldering iron yang menggunakan tenaga elektrik.

ii. Soldering iron yang menggunakan kuasa bateri.

iii. Soldering iron yang menggunakan gas.

f. Soldering Iron Elektrik

Memerlukan satu filament yang tahan panas apabila dialirkan

cas elektrik. Kepanasan tadi akan mengalir terus ke hujung mata soldering iron yang akan mencairkan timah (solder lead). Terdapat beberapa jenis soldering iron elektrik yang bersesuaian dengan kerja yang dibuat iaitu:-

i. Untuk kerja-kerja kecil dan sederhana seperti memasang komponen elektrik / elektronik atau mengeluarkan komponen,

ii. la memerlukan kuasa antara 15 hingga 40 Watt.

iii. Cepat panas lebih kurang > hingga 10 minit.

Rajah 5 : Soldering Iron Tirus


Untuk kerja sederhana dan berat - Soldering Iron Gun

iv. Memateri zink lembut, power transistor, wire yang kasar dan sebagainya.

v. Kuasanya lebih kurang 70 - 120 Watt.

vi. Cepat panas apabila dibekalkan arus.

Rajah 6 : Soldering Iron gun

g. Soldering Iron Bateri

i. Sama seperti soldering iron jenis elektrik.

ii. la sangat sesuai digunakan dalam kerja peniasangan wire kereta dan sebagainya.

iii. Biasanya ia berbentuk kecil dan ringan.

h. Soldering Iron Gas

i. la merupakan jenis yang termoden buat masa ini.

ii. la berbentuk kecil seperti test-pen.

iii. Mudah dibawa ke mana-mana dan dalam sebarang kerja yang ringan dan sederhana.

iv. Gas yang digunakan ialah `Butane Gas’.

Rajah 7 : Soldering Iron Test-Pen


i. JENIS-JENIS DAN KEGUNAAN TIMAH PEMATERI

Timah pemateri mempunyai sifat cair pada suhu rendah iaitu hampir 185°C. Ia diperbuat dari campuran timah dan plumbum. Jadi kegunaannya bergantung kepada nisbah kandungan timah dan plumbum tersebut. Berikut adalah jenis-jenis timah pemateri, ciri-cirinya dan kandungannya.

JENIS % TIMAH % PLUMBUM CIRI-CIRI KEGUNAAN

63sn 63 37 Suhu cair yang rendah

Pada mesin pemateri automatik

60sn 60 40 Kekuatan regangan yang tinggi

Pada peralatan elektronik

50sn 50 50 Ciri mekanik yang baik

Pada kerja-kerja pendawaian elektrik

40sn 40 60 Suhu cair yang tinggi

Di dalam kerja-kerja paip

j. TEKNIK PEMATERIAN (SOLDERING AND DESOLDERING)

Soldering adalah satu proses menyambung dua keping logam dengan menggunakan bahan memateri daripada logam campuran plumbum dan timah. Secara amnya soldering ialah proses menyambung dua pengalir (kaki komponen, terminal dan wayar penyambng).Bahan memateri ini terdapat dalam campuran yang berlainan bergantung kepada kegunaannya. Misalnya untuk kerja-kerja elektronik campurannya ialah 60% timah dan 40 % plumbum dan boleh cair pada suhu 1880C.

Manakala proses desoldering pula merupakan satu proses

membuka semula soldering terdahulu selepas proses soldering. Kerja ini dilakukan semasa hendak menggantikan dengan komponen yang baru.

k. DEFINASI

i. ~ SOLDERING Proses menyambung pengalir (wayar penyambung atau kaki

komponen) pada papan litar dengan mencairkan logam bagi menghasilkan litar elektronik.

ii. ~ DESOLDERING Proses membuka sambungan pengalir terdahulu yang

tidak diperlukan bagi menggantikan pengalir yang baru.


l. PERALATAN DAN BAHAN YANG DIPERLUKAN UNTUK PROSES SOLDERING DAN DESOLDERING.

Bagi melakukan proses soldering atau desoldering peralatan dan bahan yang perlu disediakan adalah seperti berikut :

i. Soldering Iron

ii. Desoldering Tools (Sucker)

iii. Cutter

iv. Long Nose

v. Wire Stripper

vi. Solder Lead

vii. Flux

viii. Wayar Penyambung

ix. Komponen

x. Board

xi. Kertas Pasir

Rajah 8 : Peralatan soldering dan desoldering.


m. KEGUNAAN BAGI SETIAP PERALATAN DAN BAHAN TERSEBUT.

i. Soldering Iron

Alat yang digunakan untuk proses memateri (solder) ialah soldering iron. Ianya dibahagikan kepada dua bahagian iaitu:

ii. Soft soldering. (kerja elektronik)

iii. Hard soldering. (kerja plumbing, welding)

Pada asasnya soldering iron digunakan untuk mencairkan lead (timah) dan memateri dua keping logam yang hendak dicantumkan. Soldering Iron yang sesuai digunakan pada kerja-kerja elektronik adalah 20Watt. Tahap kepanasan pada soldering, biasanya digunakan sumber elektrik AC atau DCdan gas atau pemanas api secara terus (bagi Welding).

Soldering Iron terbahagi kepada beberapa jenis . Di antara

soldering iron yang sesuai digunakan adalah seperti berikut :-

iv. Solf soldering Iron (standard).

v. Gas Soldering Irons.

vi. Soldering gun.

vii. Electronic controlled.

viii. Heavy Duty Main Irons.

Kesemua solder diatas boleh digunakan dan ianya bergantung

kepada jenis dan tempat penggunaanya. Rajah 9 menunjukkan gambarajah soldering iron.


Rajah 9: Soldering Iron

n. Desoldering Tools (Sucker).

Alat yang digunakan untuk membuang pateri (solder) yang tidak dikehendaki dengan cara menyedut. Dilakukan apabila hendak gantikan satu komponen dengan yang baru. Alat yang digunakan adalah penyedut (sucker). Ianya boleh didapati dari berbagai jenis dan cara kendalikannya. Iaitu secara manual atau elektronik. Di bawah menunjukkan gambarajah desoldering tools.

Rajah 10 : Desoldering Iron (Sucker)


o. Cutter

Alat ini digunakan untuk memotong wire dan kaki komponen.Selain itu ianya boleh digunakan untuk membuang penebat dari wire. Rajah 11 menunjukkan gambarajah cutter.

Rajah 11 : Cutter

p. Long Nose

Alat ini digunakan untuk membantu memperkemaskan pemasangan komponen dan wayar penyambung dengan cara membengkok dan meluruskan kaki komponen serta wayar penyambung tersebut. Selain itu ianya boleh digunakan untuk membuang penebat dari wayar penyambung. Rajah 12 di bawah menunjukkan gambarajah long nose.

Rajah 11 : Cutter

Rajah 12 : Long Nose

q. Wire Stripper

Alat yang digunakan untuk memotong dan membuang penebat pada wayar penyambung.


r. Solder Lead Solder lead adalah bahan yang digunakan untuk memateri dua

kepingan logam yang hendak dicantumkan. Logam ini terdiri daripada tin dan lead. Campuran diantara bahan adalah seperti berikut:

i. 40% Tin 60% Lead alloy

ii. 50% Tin 50% Lead alloy

iii. 60% Tin 60% Lead alloy

Tahap kepanasan untuk cairkannya adalah bergantung kepada Soldering Iron. Biasanya pada 1800C - 188°C.

s. Flux

Flux merupakan bahan pencuci permukaan logam , mengelakkan tindakan pengoksidaan dan memudahkan pematerian serta pengaliran arus.

Flux adalah bahan kimia oksid tidak mengandungi oksigen dan memindahkan butir-butir oksida daripada sambungan semasa memateri. Terdapat dua jenis flux iaitu:

i. Flux yang tidak berkarat (Non corrossive).

ii. Flux karat (corrosive).

t. Wayar Penyambung Wire biasa digunakan sebagai penyambung (jumper) untuk

bekalan kuasa atau punca masukan dan keluaran.

u. Komponen

Komponen dan wire yang digunakan adalah mengikut litar. Komponen yang biasa seperti perintang, kapasitor dan lain-lain.


v. Board

Board adalah papan yang digunakan untuk membina litar. Board terdiri daripada beberapa jenis iaitu:

i. Vero board.

ii. Strip board.

iii. Copper board.

iv. Projek board. Board dipilih mengikut kesesuaian litar.

w. Kertas Pasir

Kertas pasir digunakan untuk membersihkan board iaitu tempat solder sebelum dipaterikan bagi menghasilkan soldering yang cantik.

• LANGKAH KESELAMATAN SEMASA MELAKUKAN

PROSES SOLDERING DAN DESOLDERING. • Pastikan soldering yang digunakan cukup panas. • Komponen perlu diletakkan pada tempat yang betul pada

board terutama • komponen yang mempunyai kekutuban seperti Polarity-

Capasitor atau Diode. • Bersihkan mata soldering apabila kotor. • Letakkan pada soldering stand. • Pastikan kawasan kerja tiada bahan-bahan yang mudah

terbakar berdekatan dengan • Solder yang panas seperti wayar bekalan kuasa, kain, plastik

dan lain – lain.

i. Solder yang telah dibuat, pastikan ianya tidak berlaku:

A. Cold solder.

B Dry joint.

C Solder boll.

D Shorted circuit dengan komponen bersebelahan.

E Litar tidak rosak. (Open atau shorted).


ii. Solder yang panas jangan halakan pada kawasan luar meja kerja sebaliknya arahkan ke tempat duduk.

iii. Jangan ketuk solder selepas atau semasa kerja.

iv. Keselamatan peralatan dan diri amatlah penting.

x. LANGKAH-LANGKAH PEMATERIAN

Rajah dihelaian berikutnva menunjukkan teknik memateri untuk mendapatkan hasil pematerian yang baik. Berikut diberikan langkah-langkah memateri.

i. Pastikan permukaan yang hendak dipateri itu bersih, kering dan tidak ada gris dan jika boleh ia berada didalam keadaan yang berkilat.

ii. Pastikan mata pemateri bersih dan berkilat.

iii. Pastikan dawai sambungan dan wavar dicelupkan dengan flux terlebih dahulu.

iv. Pastikan mata pemateri cukup panas untuk memateri.

v. Panaskan dahulu bahagian yang hendak dipateri. `

vi. Kemudian sentuhkan timah kebahagian sambungan supaya timah cair dan melimpah meliputi keseluruhan sambungan.

vii. Setelah timah meliputi bahagian sambungan, angkat besi pemateri dan biarkan sehingga cairan timah membeku. Setelah beku jangan diapa-apakan lagi bahagian pateri itu.

viii. Pematerian yang baik akan kelihatan berkilat, kukuh.bersih,dan tidak terlalu banyak.


(a) Memanaskan tempat yang hendak dipateri (b) Sentuhkan timah pemateri ditempat yang hendak dipanaskan

(c) Angkat besi pemateri dan timah apabila cairan (d) Pemateri yang kemas dan bersih timah telah meliputi

RAJAH 13 : Teknik memateri yang baik

y. PENJAGAAN ALAT PEMATERI

Alat pemateri hendaklah dijaga dengan haik supaya selamat digunakan dan dapat menghasilkan pematerian yang bermutu. Bahagian mata permateri terutamanya hendaklah sentiasa dibersihkan dan berkilat. Ketika mata pemateri panas ia dengan menggunakan span yang basah. Rajah 11 dibawah menunjukkan cara membersihkan mata besi pemateri.

Rajah 14 : Cara pembersihan mata pemateri dengan span basah

z. BEBERAPA JENIS KERJA MEMATERI YANG TELAH SIAP

(a) Sambungan yang baik (b) Sambungan yang terlalu sejuk


(c) Sambungan yang kurang timah pemateri (d) Sambungan yang terlalu banyak Timah pemateri (solder) hingga membentuk jambatan kebahagian lain.

Rajah 15 : Gambarajah menunjukkan beberapa jenis kerja memateri yang telah siap

i. Jangan sesekali anda cairkan dahulu solder dan solder yang cair baru anda letakkan pada sambungan. Ini akan menjadikan sambungan tersebut “Dray Joint”. Dray joint ialah di mana kita lihat sambungan atau cantuman tersebut sudah bercantum tetapi di dalamnya tidak bercantum.

aa. Heat Sink Alat heat sink digunakan semasa kerja-kerja dijalankan terutama

hendak menyambung komponen transistor atau komponen-komponen elektronik yang terlalu kecil. Kadang-kadang apabila kita hendak menyambung punca komponen transistor dengan menggunakan soldering iron, bahang kepanasan tyang terdapat pada soldering iron yang panas akan memanaskan badan transistor melalui punca komponen tersebut. Dengan ini kemungkinan transistor tersebut akan rosak terutama apabila soldering iron yang kuasa wattnya besar digunakan untuk mencegah kepanasan ini “heat sink” digunakan diantara punca yang kena dengan soldering iron dengan badan komponen tersebut. Lihat Rajah 16 di bawah ini.

Rajah 16 : Cara menggunakan “Heat Sink”


LANGKAH-LANGKAH BAGI MENGHASILKAN PATERI (SOLDER) YANG BAIK

i. Gunakan soldering iron yang mempunyai kuasa output antara 20 hingga 30 watt. Bagi komponen seperti diod dan transistor hendaklah digunakan ‘heat sink’ bagi mengurangkan kepanasan semasa memateri.

ii. Periksa komponen yang hendak dipateri. Sekiranya punca-punca (tempat menyambung) komponen berkarat, hendaklah dibersihkan dahulu dengan cara mengikis.

iii. Pasangkan komponen-komponen ditempat yang betul pada ‘Printed Circuit Board’ atau Motherboard. Awasi supaya tidak tersalah letak, kerana komponen seperti transistor, diod dan kapasitor mempunyai elektrod dan punca-punca yang berbeza. Pastikan elektrod-elektrod ini tidak tersalah pateri.

iv. Untuk litar bersepada (Chip/IC) yang menggunakan soket, mula-mula paterikan soket pada Printed Circuit Board (PCB), dan kemudian barulah dimasukkan pin litar bersepadu (Chip/IC) ke dalam soket dan tekankan litar bersepadu tadi dengan tangan atau menggunakan ‘ IC Inserter’.

v. Sekiranya elektrod komponen terlalu panjang, hendaklah dipotong terlebih dahulu supaya sesuai untuk dipasang pada PCB.

vi. Sebelum dijalankan kerja memateri, setiap komponen perlu diuji terlebih dahulu dengan menggunakan ‘Multitester’ dan selepas dijalalankan kerja memateri komponen berkenaan perlu diuji sekali lagi. Ini dibuat memastikan yang kerja memateri (sambungan) yang dilankan adalah berjaya.

1. PENGENALAN kepada REKABENTUK papan LITAR TERCETAK

PCB/Printed Circuit Board/Papan Litar Tercetak adalah terdiri daripada sekeping papan (board) yang diperbuat daripada Synthentic Resin Banded Paper Fibrerglass sebagai penebat, manakala di atasnya pula adalah lapisan pengalir (cooper) yang telah dicorakkan untuk menyambung komponen elektronik di atas board mengikut corak diagram/gambarajah litar (circuit diagram)


a. Corak Cooper (pattern cooper boleh didapati dalam 2 bentuk):-

i. Sebelah sahaja (single side cooper)

Biasanya digunakan untuk membuat projek–projek elektronik yang ringkas atau mudah seperti litar Power Supply, Amplifier dan sebagainya.

ii. Kedua-dua belah permukaan (double side cooper)

Biasanya digunakan untuk membuat projek–projek elektronik yang rumit dan untuk memperkecilkan saiz PCB. Pembuantan itu memerlukan teknik yang baik dan peralatan yang agak mahal.

b. BOARD Pemasangan komponen untuk projek likar elektronik biasanya

dibuat pada board khas. Berbagai jenis board boleh digunakan untuk tujuan tersebut. Diantaranya ialah veroboard, board litar tercetak, bloboard. Setiap board mempunyai bentuk yang berlaianan. Board ini dibuat daripada bahan penebat. Satu daripada permukaanya diletakan dengan tembaga nipis sebagai bahan konduktor. Berikut adalah contoh sebagahian board.

c. STRIP BOARD. Mempunyai jalur-jalur tembaga sebagai konduktor don disusun

selari dalam barisan. Lubang-lubang kecil telah tersedia pada board menembusi jalur jalur tembaga. Semua komponen dan pendawaian tambahan diletakkan pada permukaan yang tiada jalur tembaga yang kakinya dimasukkan menembusi board. Kemudian kaki komponen dipateri pada jalur tembaga supaya kedudukkannya kukuh disamping menjadi sambungan diantara satu komponen dengan komponen dengan yang lain mengikut gambarajah skematik. Kadangkala jalur tembaga perlu dipotong untuk mengelakkannya daripada berlakunya short. Ini boleh dilakukan dengan menggunakan gerimit, stripboard cutter atau pun pisau

Rajah 17 : Gambarajah strip board


d. MATRIK BOARD

Bahan konduktor matrik board tidak berjalur tetepi di susun berkelompok iaitu dicorakkan dengan 4 segi kecil lengkap dengan lubang-lubang kecil di atasnya.

Rajah 18 : Gambarajah matrik board

e. CLAD BOARD

Ia merupakan sekeping papan (board) yang disaluti oleh lapisan cooper disebelah atau dikedua-dua belah permukannya. Ianya tidak mempunyai lubang-lubang kecil diatasnya.

Rajah 19 : Gambarajah clad board

Ia memerlukan masa yang agak lama serta melalui beberapa proses untuk mendapatkan corak di atasnya di mana sesuai dengan litar elektronik yang hendak dipasang.

f. TEKNIK MEREKABENTUK LITAR TERCETAK

Papan litar tercetak memang tidak asing lagi bagi kerja-kerja pemasangan komponen elektronik. Setiap alat kegunaan yang menggunakan komponen elektronik memerlukan papan litar tercetak untuk menempatkan pendawaian komponennya. Setiap papan litar tercetak mempunyai corak jalur pengalir yang berlainan iaitu rekabentuknya mengikut kedudukan susunan komponen. Untuk menentukan corak jalur pengalir memerlukan pengetahuan merekabentuk litar tercetak kerana dalam kerja-kerja ini terdapat beberapa perkara yang perlu di ambil perhatian. Oleh yang demikian sebelum papan litar tercetak dihasilkan, lazimnya persediaan awal hendaklah dibuat pada kertas terlebih dahulu. Dengan melukis corak rangka pengalir di atas kertas, pasti dapat membetulkan kesilapan jika berlaku kesalahan atau pembetulan untuk corak yang lebih berkesan. Setelah kerja-kerja merangka corak jalur pengalir disiapkan yang


kemudiannya dilukis dengan tepat, barulah corak ini dipindahkan ke papan cetak untuk diproses dan seterusnya menghasilkan litar tercetak. Rajah 20 memperlihatkan satu contoh corak jalur pengalir pada papan litar tercetak.

Setelah kerja-kerja merangka corak jalur pengalir disiapkan yang

kemudiannya dilukis dengan tepat, barulah corak ini dipindahkan ke papan cetak untuk diproses dan seterusnya menghasilkan litar tercetak. Rajah 20 memperlihatkan satu contoh corak jalur pengalir pada papan litar tercetak. Persediaan awal ini memerlukan kerja-kerja yang teliti kerana merangka corak pengalir tidaklah begitu mudah sebagaimana yang disangkakan. Oleh yang demikian terdapat beberapa langkah tertentu yang perlu dipraktikkan semasa merangka lukisan litar

Rajah 20 : Contoh corak pengalir pada papan litar tercetak

Pada rajah 21 pula diberikan satu contoh rekabentuk corak pengalir untuk litar tercetak. Dalam persediaan awal untuk rekabentuk inilah memerlukan beberapa perkara atau panduan-panduan yang boleh membantu dalam kerja-kerja melukis rekabentuk litar tercetak.


Rajah 21 : Rekabentuk Litar Tercetak

g. LANGKAH-LANGKAH SEMASA MEREKABENTUK LITAR TERCETAK

iii. Langkah Pertama

Tentukan terlebih dahulu saiz litar tercetak yang hendak dilukis. Saiz litar lazimnya ditentukan mengikut bilangan komponen serta kelegaan ruang berpandukan kepada saiz komponen. Setelah saiz ditentukan kemudian pindahkan saiz tersebut diatas sehelai kertas jenis lutsinar kosong atau jenis lutsinar yang mempunyai tanda graf.

Merujuk kepada rajah 22 (a) lukiskan saiz litar tercetak di atas

kertas. Selepas itu bahagiakan saiz litar tercetak tersebut kepada beberapa petak kecil yang sama ukurannya. Pembahagian saiz litar tercetak kepada petak kecil degan melukis garisan-garisan halus yang ditunjukkan pada Rajah 22 (b).


Rajah 22 (a) : Menentukan Saiz Litar Tercetak Rajah 22 (b) : Bahagikan Kepada beberapa Petak Kecil

h. Langkah Kedua

Lukiskan gambaran bentuk komponen mengikut anggaran saiz sebenar di atas kertas pada ruang petak kecil. Gambaran kompnen ini hendaklah disusun mengikut anggaran jarak setiap petak serta kesesuian ruang yang ada. Susunkan gambaran komponen sebenar ini seberapa kemas dan teratur berpandukan garisan-garisan pada petak kecil. Gambaran komponen boleh disusun mengikut corak dalam keadaan menegak dan mengufuk sepertiyang ditunjukkan dalam Rajah 23 (a).

i. Langkah Tiga

Setelah kedudukan komponen dipastikan mengikut susunan yang sesuai pada ruangan saiz litar tercetak, kemudian tandakan kedudukan pangkalan kaki komponen pada petak-petak kecil seperti yang ditandakan pada rajah 23 (b).

Rajah 23 (a) : Komponen-komponen Rajah 23 (b) : Setelah disusun dengan disusun mengikutlubang-lubang terminal kaki kesesuaian ruang komponen hendaklah di sebelah atas ditandakan pada permukaan permukaan kertas kertas.


j. Langkah Empat Apabila pangkalan komponen telah selesai ditandakan pada

permukaan kertas, terlebih dahulu sambungkan satu pangkalan dengan pangkalan yang lain secara lakaran mengikut pendawaian litar skema. Pada peringkat ini pelajar mula membentuk corak jalur-jalur pengalir litar bercetak seperti yang ditunjukkan pada rajah 24. Pada masa membentuk corak ini, sambungan-sambungan di antara pangkalan hendaklah dibuat seberapa tepat dengan panjang laluan jalur pengalir yang minimum. Ketika ini juga tandakan perkara-perkara yang penting untuk komponen seperti tanda kekutupan, punca-punca masukan, keluaran dan tanda-tanda lain yang difikirkan perlu.

Rajah 24 (a) : Menyambungkan secara lakar di antara Rajah 24 (b) : Corak jalur-jalur pengalir yang dilukis


SOALAN :

1. Senaraikan 5 jenis soldering iron yang biasa digunakan dalam proses soldering dan desoldering. i. _____________________________ ii. _____________________________ iii. _____________________________ iv. _____________________________ v. _____________________________

2. Padankan gambarajah di bawah dengan kegunaannya masing – masing.

BIL GAMBARAJAH KEGUNAANNYA

1.

Alat yang digunakan untuk membuang pateri (solder) yang tidak dikehendaki dengan cara menyedut. Alat yang digunakan untuk mencairkan lead (timah) dan memateri dua keping logam yang hendak dicantumkan.

2.

Alat ini digunakan untuk memotong wayar penyambung dan kaki komponen serta membuang penebat pada wayar penyambung.

3.

Alat ini digunakan untuk membantu memperkemaskan pemasangan komponen dan wayar penyambung dengan cara membengkok dan meluruskan kaki komponen serta wayar penyambung tersebut.

3. Apakah kegunaan solder lead ? _______________________________________________________________________ 4. Nyatakan 4 jenis peralatan yang digunakan untuk proses soldering dan desoldering. i. _______________________ ii. _______________________ iii. _______________________ iv. _______________________ 5. Tahap kepanasan yang diperlukan untuk mencairkan _______________________ adalah di

antara 1800C hingga 1880C. 6. Campuran bahan solder lead terdiri daripada berikut KECUALI :- a. 40% Tin 60% Lead alloy b. 50% Tin 50% Lead alloy c. 60% Tin 60% Lead alloy d. 60% Tin 40% Lead alloy


7. Alat yang digunakan untuk mencairkan lead (timah) dan memateri dua keping logam yang hendak dicantumkan ialah :-

a. Sucker b. Cutter c. Soldering Iron d. Long Nose 8. Senarai dan huraikankan tujuh langkah semasa merekabentuk litar tercetak mengikut tertib. 9. Apakah yang diperlukan untuk menentukan corak jalur pengalir? 10. Penerus diod perlu diberi semasa menentukan kedudukan _______________ dan

________________ yang mana boleh ditandakan dengan tanda _______________ dan _____________.

RUJUKAN :

1. BASIC ELECTRICITY & ELECTRONIC.

By Charles A. Schuler, Richard J. Fowler Bab 1, Muka Surat 3 – 23.

2. TEKNOLOGI ELEKTRONIK

Oleh Md. Nasir Abd. Manan Bab 1 , Muka Surat 4 – 9.

3. LUKISAN ELEKTRONIK

Oleh Md Nasir Abd. Rahman Bab 6, Muka Surat 219 - 229


KERTAS PENERANGAN

MODUL 4 B05-01-04 FAULT FINDING


GROUP CLUSTERING MODULE 4

B05-01-04-LE1 PRODUCE BLOCK DIAGRAM

01.01 Produce block diagram

B05-01-04-LE2 VISUAL CHECK ON DEFECT DIAGRAM

04.01 Visual check on defect components

B05-01-04-LE3 CHECK FOR FAULTY HARDWARE

04.02 Check for faulty hardware




KERTAS PENERANGAN KOD DAN NAMA KURSUS B05 – SIJIL TEKNOLOGI ELEKTRONIK INDUSTRI

KOD DAN NAMA MODUL B05-01-04 – FAULT FINDING


LE2 PRODUCE BLOCK DIAGRAM


01.01 PRODUCE BLOCK DIAGRAM


PRODUCE BLOCK DIAGRAM THEN VISUAL CHECK ON DEFECT COMPONENTS AND CHECK FOR FAULTY HARDWARE, BY USING DRAWING SET, OPERATING MANUAL AND MEASURING INSTRUMENTS, SO THAT THE PROCESS FLOW IS IDENTIFIED, PROCESS SEQUENCE INTEPRETED AND ILLUSTRATED ACCORDING TO OPERATION SEQUENCE THEN DEFECT COMPONENTS AND ACUTAL DEFECTIVE CARD / COMPONENT IS IDENTIFIED.


DIAKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :- PRODUCE BLOCK DIAGRAM USING DRAWING SET, STATIONARY ETC, SO THAT THE PROCESS FLOW IS IDENTIFIED, PROCESS FLOW IS IDENTIFIED, PROCESS FLOW IS IDENTIFIED, PROCESS SEQUENCE INTERPRETED AND ILLUSTRATED ACCORDING TO OPERATION


1. PENGENALAN KEPADA GAMBARAJAH BLOK

Gambarajah blok adalah mewakili bahagian atau peringkat dalam sesuatu gambarajah litar skematik.Selain daripada itu ia juga menggambarkan secara kasar isi kandungan dan keterangan bagi peringkat tersebut.Sesuatu litar skema yang lengkap mengandungi pelbagai simbol komponen mengikut bahagianbahagiannya.Untuk memudahkan pembahagian litar dan penerangan mengikut bahagiannya maka satu lukisan gambarajah blok diperkenalkan.Litar skematik diringkaskan mengikut bahagian dan kemudian dilukis dalam bentuk lukisan blok. Rajah blok dilukis dalam bentuk segiempat tetap,segiempat sama atau bentuk segitiga.Bentuk –bentuk ini dilukis mengikut kesesuaian dan ruang melukis yang disediakan.Rajah 1 menunjukkan bentuk lukisan gambarajah blok yang biasa digunakan apabila melukisnya.

a. Struktur Gambarajah Blok

Gambarajah blok lazimnya dilabel dengan mengikut nama peringkat sesuatu litar,bentuk gelombang isyarat pada punca-punca kemasukan dan keluaran serta tanda –tanda lain yang diperlukan .Dalam gambarajah blok boleh juga disertakan dengan simbol sesuatu komponen bagi menguatkan atau menjelaskan lagi gambarajah blok tersebut

Jika bilangan rajah blok itu lebih daripada satu,blok-blok ini disusun sebelah-menyebelah secara siri atau selari.Setiap blok disambungkan oleh garisan lurus mengikut sambungan litar.Untuk menunjukkan laluan isyarat pada setiap peringkat blok maka sambungan diantara blok dilabel dengan tanda anak panah pada punca-punca kemasukan dan keluarannya.

Satu gambarajah blok boleh memberi keterangan serta maklumat kepada sistem kendalian dan operasi sesuatu alat yang dirujuk kepada rajah blok.Ia juga boleh dibaca dengan mengikut susunan setiap blok ke peringkat blok yang lain dengan mengikut arah dan tanda yang ditunjukkan .Arah yang digunakan lazimnya tanda seperti yang telah dterangkan dalam bab awal iaitu tanda anak panah.

b. Menghuraikan Gambarajah Blok Apabila gambarajah blok telah siap dilabelkan mengikut peringkat

demi peringkat,kefungsian gambarajah blok mestilah dihuraikan bagi setiap blok.Ini adalah penting bagi mendalami kefahaman bagi sesuatu litar. Nama yang dilabelkan setiap blok mestilah mengikut fungsi serta kendalian setiap peringkat tersebut.Bagi mengenalpasti kefungsian blok disetiap peringkat,gambarajah skematik boleh dirujuk untuk


mengenalpasti komponen yang terdapat dalam gambarajah blok berkenaan. Contoh Penghuraian Fungsi Blok.

Rajah 2 menunjukkan satu litar penguat yang terdiri daripada TR1 dan TR2.Selain daripada transistor,terdapat beberapa komponen lain seperti perintang dan pemuat yang disambungkan untuk menjadi satu rangkaian litar. Oleh yang demikian bahagian tersebut dilabelkan sebagai blok penguat (amplifier).Dimana fungsi penguat adalah untuk menguatkan isyarat yang diterima untuk dihantar ke bahagian lain,begitu juga blok-blok yang lain bagi menghuraikan bahagian tersebut.Kedua-dua komponen grafik mikrofon dan pembesar suara disertakan dalam gambarajah blok adalah untuk menjelaskan lagi susun atur gambarajah blok.

c. Melabel Gambarajah Blok

Setiap gambarajah blok yang telah siap dilukis hendaklah dilabel mengikut nama peringkat litar skematiknya.Selain daripada melabel nama peringkat,tiap-tiap blok hendaklah juga dilabel bentuk gelombang isyarat pada punca-punca kemasukan dan punca keluaran pada rajah blok tersebut. Melabel nama boleh dilakukan dengan melukis dengan melukis secara terus didalam ruang kotak blok seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.Dalam rajah tersebut bloknya dilabel dengan nama PENGUAT. Jika terdapat beberapa peringkat didalam sesuatu gambarajah blok maka setiap peringkat hendaklah dilabel dengan nama peringkat mengikut susunannya.

Sekiranya ruang untuk melabel nama pada setiap peringkat itu terhad maka terdapat satu cara pilihan untuk melabelnya.Caranya adalah dengan melabel setiap peringkat dengan tanda huruf atau angka dengan mengikut susunan abjadnya.Pada ruangan lain disenaraikan tanda label mengikut susunan nama peringkatnya dan contohnya diberikan dalam Rajah 3


Senarai tanda label:

A. Peringkat Penguat Pertama

B. Peringkat Penguat Kedua

C. Peringkat Penguat Keluaran

d. Melabel Bentuk gelombang pada Gambarajah Blok

Bentuk gelombang isyarat boleh dilabel pada gambarajah blok bagi kegunaan membantu memahami kendalian setap peringkat serta keseluruhan blok tersebut. Cara melabel yang pertama ditunjukkan dalam Rajah 4 (a) iaitu bentuk gelombang isyarat dilukis berhampiran dengan punca kemasukan dan punca keluaran rajah blok.Cara kedua ditunjukkan dalam rajah 4(b) iatu bentuk gelombang isyarat dilukis jauh sedikit dari kemasukan dan keluaran tetapi ia ditandakan dengan arah anak panah ke bahagian tersebut.


e. Contoh Melukis Gambarajah Blok

Pada Rajah 5 menunjukkan litar skematik bagi satu penerima radio TRF.Litar ini menunjukkan beberapa peringkat litar yang berlainan nama dan fungsi diantara satu dengan yang lain. Untuk menentukan peringkat – peringkat tersebut,seseorang itu mestilah terlebih dahulu faham jenis litar skematik yang dilihatnya. Jika suatu litar itu mempunyai banyak peringkat,maka bilangan blok yang hendak dilukis adalah mengikut bilangan peringkat.Seperti pada rajah yang ditunjukkan ,rajah blok terdiri daripada aerial, penala, pengesan, penguat audio dan pembesar suara.

Laluan isyarat pula ditunjukkan dengan arah anak panah melalui tiap peringkat blok dan bentuk isyarat dilabelkan pada punca keluaran tiap-tiap blok.Untuk mendapatkan lukisan dan membentuk gambarajah blok iaitu:

a) Bentuk segitiga atau segiempat yang sama saiz untuk tiap-tiap peringkat KECUALI dalam kes-kes tertentu umpanya keadaan ruang dilukis yang terhad.

b) Jarak diantara peringkat blok dengan yang lain hendaklah sesuai dengan teratur supaya susunan blok kelihatan lebihb kemas.

c) Labelkan nama peringat blok dan lukiskan bentuk gelombang isyarat dan tanda-tanda lain yang diperlukan.


LATIHAN 1. Apakah yang dimaksudkan dengan gambarajah blok? 2. Lukiskan bentuk-bentuk gambarajah blok. 3. Lukiskan gambarajah blok bagi Litar Bekalan Kuasa 9VDC




KERTAS PENERANGAN KOD DAN NAMA KURSUS B05 - DIPLOMA TEKNOLOGI PENGELUARAN



LE 1 PRODUCE BLOCK DIAGRAM


01.01 PRODUCE BLOCK DIAGRAM






1. PENGENALAN KEPADA ALATAN TANGAN, ALATAN PENGUKURAN DAN PERALATAN PENGUJIAN

Alatan-alatan tangan yang digunakan dengan lebih jelas termasuk alatan tangan, alat pengukuran dan peralatan pengujian. Ia menerangkan tentang jenis-jenis alatan tangan serta serta kegunaan bagi alatan tersebut.


SOALAN: 1. Sebutkan lima jenis perlatan tangan? i. _________________________ ii. _________________________ iii. _________________________ iv. _________________________ v. _________________________ 2. Senaraikan tiga jenis peralatan unutk melakukan pengukuran? i. _________________________ ii. _________________________ iii. _________________________ 3. Apakah kegunaan Oscilloscope? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 4. Spana terbahagi kepada empat jenis. Senaraikan keempat-empat jenis spana tersebut dan fungsi setiap jenis tersebut? i. ______________________________________________ ii. ______________________________________________ iii. ______________________________________________ iv. ______________________________________________ RUJUKAN: ASAS ELEKTRONIK VOKASIONAL, MOHD ASRI NAYAN, 1997




KERTAS PENERANGAN KOD DAN NAMA KURSUS B05 – ELEKTRONIK INDUSTRI



LE2 VISUAL CHECK ON DEFECT COMPONENT


01.01 PRODUCE BLOCK DIAGRAM 04.01 VISUAL CHECK ON DEFECT COMPONENT 04.02 CHECK FOR FAULTY HARDWARE






1. MENGENALPASTI KEROSAKAN MELALUIPEMERIKSAAN VISUAL

Komponen aktif adalah terdiri daripada diod, transistor, FET, thyristor dan IC. Komponen-komponen ini mempunyai polarity manakala IC pula mempunyai nombor pin dengan itukita perlulah berhati-hati ketika memasangnya pada PCB atau strip board. Sekiranya polarity terbalik litar tidak akan berfungsi dan mungkin juga akan mengakibatkan komponen – komponen lain turut rosak. Komponen ini tidak berfungsi sekiranya komponen tersebut berlaku litar pintas atau litar terbuka. Ini boleh diperiksa menggunakan multimeter atau Tracer begi IC. Walau bagaimanapun sebelum kita menggunakan sebarang alat uji kita perlulah membuat pemeriksaan visual terlebih dahulu iaitu dengan menggunakan deria mata, bau dan sentuh.

Simbol Skematik Adalah sangat mustahak untuk anda mengenalpasti rupa setiap

symbol komponen elektronik kerana dengan itu akan memudahkan anda membaca litar skematik semasa membaikipulih sesuatu litar dan perlu diambil perhatian mengenai simbol yang digunakan untuk litar digital dimana terdapat berbagai maklumat tentang simbol tersebut.

Transistor dan IC

Transistor dan kebanyakan komponen separa pengalir lain, didatangkan dengan kedudukan pin tertentu. Adalah mudah sekiranya anda dapat mengingati kedudukan pin-pin bagi IC-IC yang selalu digunakan seperti IC Timer dan IC Penguat. Kebanyakan separa pengalir mempunyai kedudukan pin seperti rajah 1. anda hendaklah berhati-hati dengan kedudukan pin-pin tersebut. Kedudukan pin tersebut boleh didapati melalui Buku catalog dari pengeluar atau dari Manual Operasi.

Kod warna Perintang

Nilai perintang boleh diketahui melalui warna pada badannya. Seseorang juruteknik mestilah mengetahui cara membaca nilai perintang melalui kod warna dan tahu membezakan setiap satu daripadanya. Bagi sesetengah perintang yang besar saiz, selalunya nilainya ada tertulis pada perintang tersebut Kod warna tersebut digunakan juga untuk kapasitor dan inductor. Bagi kapasitoor dan Inductor selalunya Cuma menggunakan 3 jalur warna pada badannya.


Kod warna wayar

Teknologi hari ini menggunakan warna hitam sebagai bumi dan merah menandakan bekalan. Probe alatuji seperti multi meter pula menggunakan warna hitam sebagai tanda negative sementara merah untuk positif .

Kerosakan Akibat Overheated

Sekiranya sesuatu komponen terbakar selalunya dapat selalunya dapat dikesan pada bahagian plastik komponen tersebut yang cair dan diikuti dengan bau hangit. Perintang direka untuk menghadkan arus. Lebih besar struktur binaannya lebih besar arus yang boleh diterima tanpa menyebabkan overheated iaitu perintang yang berkuasa 1 watt keatas. Sekiranya berlaku overheated ia akan mengakibatkan PCB turut berubah warna. Perintang yang kecil iaitu 1 watt ke bawah tidak melibatkan PCB atau komponen berdekatan dengannya sekiranya berlaku overheated kepadanya. Selalunya perintang akan terbakar akibat dari komponen lain yang berdekatan dengannya yang gagal berfungsi. Komponen tesebut selalunya transistor atau kapasitor elektronik. Sekiranya anda mengesyaki sesuatu komponen overheated cuba sentuh komponen tersebut dengan jari beberapa saat untuk memeriksa kepanasannya. Selalunya perintang yang panas akan terbakar dan ini dapat dilihat dengan mata kasar atau melalui bau hangit. Kebanyakan komponen pasif yang berlaku litar buka dapat dilihat melalui kesan terbakar atau komponen tersebut pecah. Bagi komponen aktf pula korosakan komponen boleh dikesan melalui kepanasan pada badannya atau melalui bau hangit

Papan Litar

Selain dari komponen, pemeriksaan secara visual juga boleh dibuat terhadap papan litar iaitu dengan meneliti jalur litarnya. Lihat contoh rajah disebelah. Jalur litarnya terkopek dfan mengakibatkan litar buka.


4. Kesimpulan

Secara ringkasnya dapatlah disimpulkan disini bahawa pemeriksaan secara visual iaitu dengan menggunakan penglihatan, bau, dengar, dan rasa boleh dibuat terlebih dahulu sebelum sebarang alatuji digunakan dengan memeriksa komponen-komponen, wayar, jalur litar, papan litar dan sebagainya. Baiki dahulu sebarang kerosakan hasilpemeriksa visual dan uji. Sekiranyua masih tidak berfingsi barulah cuba memeriksanya dengan menggunakan meter uji ataupun uji yang lain.


SOALAN: 1. Apakah komponen-komponen yang disebut sebagai komponene aktif? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 2. Pemeriksaan secara visual terdiri dari tiga kaedah. Kaedah tersebut ialah? i. _________________________ ii. _________________________ iii. _________________________ 3. Bagaimanakah pemeriksaan visualdapat dijalankan melalui symbol skimatik? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ RUJUKAN: 1. WIM RTV




KERTAS PENERANGAN KOD DAN NAMA KURSUS B05 – SIJIL TEKNOLOGI ELEKTRONIK INDUSTRI


PENGALAMAN PEMBELAJARAN LE3 CHECK FOR FAULTY HARDWARE


04.02 CHECK FOR FAULTY HARDWARE






1. MENGENAL PASTI PUNCA DAN CARA MENGATASI KEROSAKAN Kerosakan pada litar elektronik sering terjadi ini adalah disebabkan kecuaian

manusia sendiri, alam semulajadi atau berpunca dari haiwan. Dengan adanya kertas penerangan ini pelajar-pelajar akan dapat;

1. Mengetahui sebab-sebab kerosakan serta masalah yang sering berlaku pada litar Elektronik.

2. Cara membaiki dan juga kaedah untuk mencegah dari berlakunya kerosakan tersebut.

1.1. Sebab-sebab berlakunya kerosakan pada litar Elektronik

• Kelemahan semasa pemasangan.

• Pengerakan tidak normal.

• Defect dari kilang.

• Haba, kelembapan, kekotoran dan pencemaran

• Binatang atau serangan

1.2. HURAIAN

1.2.1. Kelemahan semasa pemasangan Kerosakan ini berpunca daripada pekerja-pekerja kilang yang tidak

berpengalaman untuk membuat litar tersebut. Contohnya pekerja-pekerja asing yang datang bekerja disektor perkilangan yang tidak mempunyai pengalaman dalam menjalankan kerja membuat litar elektronik dan ini menyebabkan litar elektronik tidak tahan lama atau sering berlakunya kerosakan dalam jangkamasa yang singkat.

1.2.2. Pengerakan tidak normal. Kerosakan ini adalah disebabkan daripada litar yang terjatuh dan berlakunya

goncangan yang kuat. Contohnya pekerja-pekerja yang mengangkat sesuatu barang elektronik untuk dihantar Ke kedai atau syarikat dan barang tersebut terjatuh semasa kerja-kerja pemungahan. Pekerja-pekerja tidak akan memeriksa barang tersebut jika berlaku kerosakan ataupun tidak.

1.2.3. Defect dari kilang kerosakan ini disebabkan berlakunya Dry selepas 1 minggu solder tersebut

akan lekang, ini adalah kerana timah pemateri yang digunakan tidak sesuai atau kekurangan timah pemateri semasa kerja pematerian


1.3. Haba, Kelembapan dan Kekotoran

i. Haba Sebagai contoh, peti sejuk tidak boleh berdekatan atau terlalu

rapat pada dinding, ini adalah kerana haba yang keluar daripada peti sejuk tersebut akan tersekat dan menyebabkan peti sejuk tersebut cepat rosak atau tidak tahan lama.

ii. Kelembapan sebagai contoh rice cooker yang mengeluarkan terlalu banyak

wap air.

iii. Kekotoran Contoh television, habuk-habuk yang terdapat didalam television

tersebut boleh menyebabkan berlakunya kerosakan kerana habuk-habuk ini boleh mempengaruhi kesan udara atau kepanasan pada television tersebut.

iv. Binatang Binatang adalah punca utama yang sering berlakunya kerosakan

pada komponen atau litar atau alat elektronik. Ini adalah kerana badan binatang mempunyai cecair jika binatang tersebut terkena arus elektrik cecair tersebut menyebabkan berlakunya litar pintas pada alat elektronik.

2. MASALAH YANG BIASA BERLAKU PADA LITAR ELEKTRONIK

2.1. Litar pintas (Short Circuit)

• Arus mengalir secara terus dan tiada sekatan voltan akan turun.

• Haba akan meningkat.

• Berlaku letupan apabila menghidupkan alat elektronik.

2.2. Litar Buka (Open Circuit)

• Salah satu kaki komponen terbuka atau terputus

• Arus menunjukan ‘0’

• Litar tidak beroperasi

• Berlakunya dry solder.


2.3. Bumi (Ground) Berlaku pintasan kebumi iaitu salah satu kaki komponen bersentuh ke

ground. Berlaku arus luar biasa iaitu arus tidak normal seperti keadaan biasa. Operasinya tidak dalam keadaan biasa sebagai contoh mesin basuh apabila di ‘ON’ tidak bergerak.

2.4. Kerosakan Mekanikal Kerosakan fizikal seperti patah, jem, tidak bergerak, bergegar akibat

daripada perjalanan dan sebagainya

2.5. Dry Solder Bermaksud pematerian yang dibuat tidak sempurna atau timah terlalu

sedikit. Bila diukur dengan multimeter tiada voltan atau arus melaluinya.

3. KAEDAH MENGESAN KEROSAKAN

3.1. Mengukur Voltan

Peralatan yang digunakan adalah Multi meter, osiloskop. Pengukuran voltan mestilah selari dengan litar. Jika voltan yang diukur adalah tinggi ini menunjukan berlakunya litar pintas. Jika voltan tiada voltan pada masukan ini menunjukan litar buka.

3.2. Pengukuran Arus Pengukuran arus hendaklah diukur secara sesiri. Jika arus tinggi ini

menunjukan Open Circuit atau litar buka. Jika arus atau meter menunjukan arus tinggi ini bermaksud Short Circuit atau litar pintas.

3.3. Ujian keterusan Perkara utama yang perlu dilakukan semasa menjalankan ujian

keterusan adalah OFF kan bekalan kuasa. Tujuan ujian ini adalah untuk mengetahui samada penyambungan berada dalam keadaan baik atau tidak.

3.4. Pengukuran Rintangan Mengukur rintangan pada satu-satu bahagian, keseluruhan bahagian

atau kumpulan litar yang didapati rosak. Nilai perintang mesti diukur walaupun mempunyai kod warrna kerana, mungkin dikhuatiri terdapat kerosakan pada perintang tersebut. Litar yang menggunakan IC, langkah-langkah yang perlu dipatuhi ialah memeriksa bekalan kuasa pada pinpin IC.


3.5. Kaedah Gantian Kaedah ini adalah dengan mengantikan litar yang rosak kepada litar

yang baik. Ini bermaksud dengan mengantikan terus semua litar tersebut.

3.6. Bridging (Penyatuan) Ini bermaksud mengantikan komponen yang sudah lama atau

mengambil komponen pada litar lain yang tidak digunakan lagi. Selalunya juruteknik hanya mengantikan kapasitor sahaja.

3.7. Kaedah pemasangan Kaedah ini bermaksud koper pada litar apabila panas ia akan

bercamtum dan apabila sejuk ia akan putus atau mengecut. (Open Circuit) Kaedah Pembekuan. Ini bermaksud menggunakan alat penejuk sebagai contoh gunakan kipas untuk bahagian yang panas apabila beroperasi.

3.8. Solder Semula Ini adalah untuk litar yang berlakunya litar buka atau Open Circuit.

3.9. Half-split Kaedah ini bermaksud mencari atau memeriksa kerosakan dari blok ke

blok.

3.10. Input ke Output Memeriksa atau mencari kerosakan dari Input litar hingga ke output

litar

3.11. Output ke Input Kaedah ini pula mencari kerosakan dari Output atau keluaran litar ke

input atau masukan litar.

3.12. Random Kaedah ini pula dengan memeriksa litar tersebut secara rawak dan

kebanyakan juruteknik menggunakan cara ini lebih berkesan atau mudah.

4. LANGKAH-LANGKAH MENGESAN KEROSAKAN DI DALAM LITAR Untuk memudahkan kita melakukan trouble shoot terhadap sesuatu litar atau

peralatan, kita semestinya mengesan sebarang kerosakan yang terdapat pada peralatan tersebut. Kerosakan-kerosakan dapat dikesan berdasarkan bacaan yang telah kita perolehi daripada litar yang sebelum kita mula mencari sebarang kerosakan.


4.1. Analisa Keadaan ( visual inspection )

Mengenalpasti punca berlakunya kerosakan dimana kita perlu menganalisa sesuatu kaedah pada peralatan samada ianya rosak atau tidak. Terdapat 4 perkara yamg perlu diambil kira dalam trouble shoot iaitu:-

Dengar – kemungkinan apabila litar di’ON’kan terdengar bunyi atau meletup.

LIhat - melihat secara kasar samada komponen berada dalam keadaan baik, hitam atau kelunturan warna pada badan component, putus atau terbakar.

Hidu – kemungkinan terdapat bau yang hangit yang mungkin disebabkan oleh komponen yang terbakar.

Sentuhan – menyentuh komponen jika didapati panas ini menunjukan komponen tersebut adalah rosak atau berlakunya litar pintas ( short circuit).

4.2. Dapat Litar Setelah memastikan punca atau masalah kerosakan dapatkan litar

yang sesuai untuk membaiki litar tersebut.

4.3. Mengesan Kerosakan sebenar Setelah mempunyai litar, kaedah untuk mengesan kerosakan

dimulakan.

4.4. Tentukan Simptom Simpton bermaksud tanda-tanda kerosakan yang berlaku pada

sesuatu litar secara jelas atau tidak jelas. Secara jelas – tanda-tanda kerosakan yang dapat dilihat dengan mata kasar. Secara tidak jelas – tanda-tanda kerosakan yang tidak nampak atau tidak nyata kerosakannya

4.5. Tentukan peralatan yang sesuai untuk uji talian litar bagi mengesan kerosakan.

4.6. Menyelesaikan masalah Dengan teknik-teknik trouble shoot berpandukan skematik diagram.

5. Cara pengujian komponen yang rosak

5.1. Kapasitor

i. Litar buka Litar buka biasanya disebabkan oleh bahagia dalam terminal

yang tertanggal dari plat pemuat. Kerosakan ini boleh dikesan dengan


menggunakan multimeter dimana jarum penunjuk multimeter bacaan yang paling rendah.

ii. Litar pintas Litar pintas mungkin berlaku disebabkan oleh kerosakan pada

penebat dielektrik kerana voltan yang berlebihan atau terlampau panas. Kerosakan ini boleh dikesan dengan melakukan ujian penerusan melalui multimeter dalam julat ohm. Jarum penunjuk multimeter bacaan yang paling rendah.

iii. Kebocoran berlebihan Pemuat disifat sebagai bocor berlebihan apabila ia tidak dapat

menyimpan cas. Ia boleh diuji dengan menggunakan multimeter dalam julat ohm dimana jarum penunjuk akan naik dan turun dengan cepat. Apabila satu pemuat yang baik diuji dengan multimeter dalam julat ohm, jarum penunjuk meter akan turun ke bacaan rendah dan perlahan-lahan bergerak ke bacaan yang tinggi ( pemuat jenis elektronik )

5.2. Diod

v. Terbuka Apabila diuji dengan meter ohm, jarum penunjuk meter akan

memberi bacaan Infiniti ( ∞) atau jarum langsung tidak bergerak walaupun diterbalikkan kekutuban talian meter.

vi. Bocor Jarum penunjuk meter yang tidak tepat di mana ketika diuji pada

keadaan pincang songsang jarum penunjuk meter akan naik sedikit. Keadaan ini menunjukkan diode itu telah berlaku kebocoran.

vii. Pintas Jarum Penunjuk meter akan menunjukkan bacaan sifar di mana

keadaan ini memastikan telah berlaku litar pintas pada diode tersebut.

5.3. LED - gunakan julat multimeter x 1 ohm.

- LED tidak menyala.

5.4. IC Bagi kerosakan litar yang menggunakan IC terdapat langkah-langkah

yang perlu dipatuhi bagi proses baik pulih:

- Memeriksa bekalan kuasa pada pin-pin IC


- Pastikan masukan pada pin IC adalah sama seperti dalam diagram

- Periksa output yang sesuai.

- Periksa secara mata kasar atau menggunakan meter bagi setiap litar buka atau pintas pada track IC.


SOALAN:

1. Apakah yang dimaksudkan dengan kerosakan akibat overheated? _____________________________________________________________________ 2. Sebutkan sebab-sebab berlakunya kerosakan pada litar elektronik? i. _________________________ ii. _________________________ iii. _________________________ iv. _________________________ v. _________________________ 3. Terdapat 4 perkara yang perlu diambil kira dalam proses troubleshoot. Senaraiakan keempat-empat perkara tersebut? i. _________________________ ii. _________________________ iii. _________________________ iv. _________________________ 4. Nyatakan akibat dan tanda-tanda berlakunya litar pintas (short circuit)? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 5. Berikan definisi symptom? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 6. Nyatakan 3 langkah sebelum mencari kerosakan? i. _________________________________________________________________ ii. _________________________________________________________________ iii. _________________________________________________________________




KERTAS PENERANGAN KOD DAN NAMA KURSUS B05 - DIPLOMA TEKNOLOGI PENGELUARAN


PENGALAMAN PEMBELAJARAN LE3 CHECK FOR FAULTY HARDWARE


04.02 CHECK FOR FAULTY HARDWARE






1. MEMBAIKPULIH PERALATAN Untuk melakukan kerja-kerja membaikpulih kerosakan kita perlu mengetahui

keedah atau teknik-teknik yang sesuai digunakan dan juga perlu memilih peralatan yang sesuai bagi memudahkan kerja-kerja baikpulih dijalankan.

2. LANGKAH-LANGKAH BAIKPULIH PERALATAN Terdapat tiga kaedah membaikpulih iaitu:-

a) Penggantian

• menggantikan komponen yang rosak dengan komponen yang baru yang mana ia mestilah mempunyai ciri-ciri atau nilai yang sama.

b) Jejambat

• kaeadah memasang komponen secara selari dengan komponen yangrosak

c) Pematerian semula

• kaedah memateri semula kaki komponen dengan timah di mana terdapat dry solder atau tiada penyambungan

3. PENGGANTIAN KOMPONEN Apabila anda hendak menggantikan komponen yang rosak, komponen

gantian anda mestilah mempunyai spesifikasi yang sma dengan komponen asal. Berikut adalah beberapa contoh penggantian komponen.

3.1. penggantian fius Apabila fius terbakar pada mana-mana alat elektronik, fius tersebut

perlu digantikan dengan fius yang saiz dan kadaran yang sama. Sekiranya fius tidaak menikut kadaran ini akan membahayakan pengguna dan merosakkan peralatan.

3.2. Penggantian Perintang Perintang yang rosak perlu diganti dengan perintang yang mempunyai

nilai, jenis, dan kuassa yang sama. Jika tidak perintang tersebut akan rosak dan menyebabkan komponen lain turut rosak.

3.3. Penggantian Pemuat Pemuat yang rosak prlu digantikan dengan pemuat yang memmpunyai

nilai kemuatan, jenis dan kadaran voltan yang sama. Jika nilai kemuatan tidak sama, pemuat itu akan mempengaruhi kendalian litar. Jika nilai kadaran voltan pemuat kurang daripada nilai spesifikasi, pemuat tersebut akan rosak.

4. PROSEDUR MENGESAN KEROSAKAN DAN BAIK PULIH Untuk mengesan kerosakan pada alatan dengan cepat dan mudah kamu

perlu menikuti prosedur yang betul. Langkah-langkah di bawah menunjukkan jujukan mengesan kerosakan dan baik pulih pada perlatan elektrik seperti periuk nasi elektrik, cerek elektrik, seterika elektrik, kipas dan lampu pendafluir.


• mengenalpasti kendalian

• mengenalpasti bahagian kerosakan

• membuka alat

• mengenalpasti bahagian / komponen yang rosak

• menukar ganti komponen yang rosak

• memasang alat

• mengguji alat

5. PENYENGGARAAN DAN BAIK PULIH Alatan elektrik domestic memerlukan penyenggaraan dan baik

pulih dari masa kesemasa supaya selamat digunakan. Pemelihan dan penggunaan alat tangan dan alat uji yang betul perlu diaamalkan supaya kerja-kerja baik pulih dan penyenggaraan dapat dilakukan dengan berkesan. Semasa melkukan kerja-kerja baik pulih dan penyenggaraan anda perlu mematuhi langkah-langkah keselamatan untuk mengelakkan berlakunya kemalangan pada anda dan juga orang disekeliling. Untuk proses ini alatan tangan dan alat uji perlu digunakan.

6. LANGKAH-LANGKAH KESELAMATAN Untuk mengelakkan berlakunya sebarang kemalangan semasa

melakukan kerja-kerja baik pulih dan penyenggaraan dapat dilakukan denga cepat, mudah dan menjimatkan kos dan yang penting keselamatan adalah terjamin.

Antara langkah-langkah keselamatan yang perlu dipatuhi dalam kerja-kerja baik pulih dan penyenggaraan ialah:-

• Matikan punca bekalan serta keluarkan palam dari soket. • Pastikan tangan anda kering semasa melakukan kerja-kerja ini. • Gunakan kadar saiz fius yang betul. • Pastikan alat elektrik tidak disambungkan ke mata lampu. • Gunakan kasut getah semasa melakukan kerja-kerja baik pulih

dan penyenggaraan • Tidak memakai barang kemas • Mematuhi arahan daripada pengajar.

7. CONTOH KAEDAH BAIKPULH PERLATAN ELEKTRIK

7.1. Lampu Pendarflour Lampu pendarflour mempunyai empat bahagian yang penting

iaitu punca bekalan, pemuat , tiub dan cok. Untuk mengenalpasti bahagian yang rosak kamu boleh merujuk kepada carta aliran di bawah. Jika lampu pendarflour tidak berfungsi, voltan punca bekalan diperiksa dengan menggunakan meter pelbagai pada julat 250VAU. Jika ada bekalan, keterusan cok diperiksa dengan meter pelbagai pada julat ohm.jika tiada keterusan pada cok, cok diganti dengan yang baru yang mempunyai spesifikasi yang sama dengan yang asal. Jika cok


dalam keadaan baik, pemula diperiksa dengan menggunakan kaedah gantian (pemula ynag baik) jika pemula tidak rosak, tiub diuji dengan menggunakan kaedah gantian.

Sekiranya tiada bekalan pada peringkat awal keterusan talian bekalan dari suis hingga ketamatan lampu pendarflour diperiksa dengan menggunakan multimeter pada julat ohm. Jika tiada kerosakan ssama ada suis atau talian bekalan digantikan dengan yang baru. Jaual dibawah menunjukkan kedua-dua bahagian lampu pendarflour. Contoh beberapa masalah yang mungkin berlaku pada lampu pendarflour.


8. Bekalan Kuasa DC

Bekalan kuasa DC terdiri daripada beberapa bahagian iaitu:-

a) transformer

b) Penerus (rectifier)

c) Penapis (filter)

d) pengatur (regulator)

Pertama ukur voltan output DC, jika voltan keluaran sifar (0), pengukuran beralih kepada masukan utama (input). Ukur samaada transformer primery mendapat bekalan atau tidak. Jika tiada kerosakan mungkin berlaku pada plug, litar terbuka pada wayar utama atau fius terbakakar. Jika fius disyaki rosak pengujiannya perlu dibuat menggunakan ohm meter tidak boleh diperhatikan dengan mata kasar sahaja. Sekiranya fius yang terbakar disebabkan oleh bahagian litar lain yang rosak, sebelum menggantikan fius tersebut bahagian yang rosak itu perlu diperbaiki terlebih dahulu. Menguji kerintangan dengan memutuskan plug utama untuk mengesan kerosakan. Dengan menggunkan ohmmeter ukur kerintangan pada transformer primery, secunder, rectifier dlai rintangan sebagainya. Rintangan lilitan pada transformer bergantung kepada saiz transformer , transformer primer yang berukuran sederhana mempunyai nilai


rendah biasanya 50Ω. Biasanya jika secondary jika dibekalkan dengan voltan yang rendah, nilai rintangan yang diperolehi hanya beberapa Ω sahaja. Oleh itu sukar untuk mengesan pintasan pada lilitan rintangan. Walau bagaimanapun perbandingan boleh dibuat dari segi bacaan pada mana-mana data yang menggunakan transformer yang sama. Berhati-hati semasa menggunakan ohmmeter di mana pastikan polarity yang digunakan bagi rintangan untuk menguji diode, kapasitor elektrolitit dan transistor adalah betul.

Kesilapan bacaaan mudah berlaku,, sekiranya kita menggunakan polarity yang salah. Sekiranya meter yang digunakan untuk mengukur rintangan yang tidak stabil, probe +ve hendaklah disambung pada kaki =ve dan begitulah sebaliknya. Jika meter menunjukkan keadaan songsang, rintangan yang melalui rectifier adalah rendah dan berlaku kebocoran pada pemuat. Walau bagaimanapun, fius utama yang mencapai ke primery, sepatutnya tida bersentuh. Langkah seterusnya ukur voltan AC pada sekunder, ukur ketidakstabilan volatan DC pada pengatur (regultor) dan seterusnya sehingga punca kerosakan dikenal pasti.


9. Jadual di bawah menunjukkan sebahagian daripada kerosakan, serta simtom-simtomnya.


SOALAN: 1. Senaraikan langkah-langkah baik pulih peralatan? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 2. Sebutkan 5 langkah-langkah keselamatan semasa melakukan kerja-kerja baik pulih? i. _________________________ ii. _________________________ iii. _________________________ iv. _________________________ v. _________________________ 3. Sebutkan apakah yang dimaksudkan dengan penyenggaraaan dan baik pulih? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ RUJUKAN: KEJURUTERAAN ELEKTRONIK, DR AZMY NORDIN, 2001


KERTAS PENERANGAN

MODUL 5 B05-01-05 BASIC PLC

B05 SIJIL TEKNOLOGI ELEKTRONIK

MUKASURAT 336

GROUP CLUSTERING MODULE 5 B05-01-05 - LE 1 PRODUCE ELECTRICAL SCHEMATIC DRAWING

01.02 Produce Electrical Schematic Drawing B05-01-05 -LE2 USE CONTROL CIRCUIT DEVICE

03.03A USE CONTROL CIRCUIT DEVICE B05-01-05 –LE3 CHECK INPUT/OUTPUT SIGNAL OF A PLC UNIT/ELECTRICAL SYSTEM

03.02 CHECK INPUT/OUTPUT SIGNAL OF A PLC UNIT/ELECTRICAL SYSTEM

B05-01-05 –LE4 CHECK PROGRAM SEQUENCE OF LADDER DIAGRAM

03.03 CHECK PROGRAM SEQUENCE OF LADDER DIAGRAM


MUKASURAT 337




KOD DAN NAMA MODUL B05-01-05 BASIC PLC


LE 1 : PRODUCE ELECTRICAL SCHEMATIC DRAWING


01.03 PRODUCE ELECTRICAL SCHEMATIC DRAWING


PRODUCE ELECTRICAL SCHEMATIC AND CHECK PROGRAM SEQUENCE OF LADDER DIAGRAM BY USING DRAWING SET, MEASURING INSTRUMENT, CIRCUIT DIAGRAM, PLC UNIT SO THAT THE DRAWING IS DRAW ACCORDING TO STANDARD SPECIFICATION AND POWER RATING IS CONFIRMED FOLLOWED BY OPERATION MANUAL, SIGNAL DISRUPTIONS AND PLC FAULTS INDICATOR AND I/O SUPPLY ARE CHECKED AND ERROR IN LADDER IS DETERMINED ACCORDING TO OPERATION OF CIRCUIT.


DIAKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :- PRODUCE ELECTRICAL SCHEMATIC DIAGRAM USING DRAWING SET, STATIONARY ETC, SO THAT THE DRAWING IS DRAW ACCORDING TO STANDARD SPECIFICATION.


MUKASURAT 338

1. ELECTRICAL SCHEMATIC DRAWING

1.1. SIMBOL ELEKTRIK Terdapat berbagai-bagai jenis simbol elektrik yang digunakan didalam lukisan elektrik. Simbol - simbol ini untuk menunjukkan alat kelengkapan elektrik dalam lukisan pelan dan lukisan litar elektrik.

Bil Keterangan Simbol

1 Arus terus

2 Arus ulang alik

3 Suis buka tutup

4 Suis sehala

5 Suis togol

6 Suis punat tekan

7 Suis dua kutub dua lontar

8 Suis kutub tunggal dua lontar

9 Suis kunci telegraf

10 Dua litar


MUKASURAT 339


11 Suis wafer 3 kutub 3-litar

12 Sentuh dengan pembalik pegas

13 Sentuh dengan pembalik tanpa pegas

14 Pemutus litar

15 Lever Switch

16 Limit Switch

17 Temperature Switch

18 Solenoid


MUKASURAT 340


19 Relay (Single-pole, Single–troe)

20 Relay (Single-pole, Double–troe)

21 Relay (Double-pole, Double-troe)

22 Relay (4-pole, Double-troe)

23 Pemasa (Timer)

24 Pembilang (Counter)

25 Poin lampu, simbol am

26 Soket alir keluar (simbol am)

TIM N

SV

CNT N

SV

CP

R


MUKASURAT 341


27 Ammeter

28 Voltmeter

29 Meterwatt

30 Motor

31 Gegelung

32 Meter tacho

33 Magnetic Sensors

Terminal (+)

Terminal (-)

Isyarat

Terminal (+)

Terminal (-)

Isyarat

34 Inductive Sensors

Terminal (+)

Terminal (-)

Isyarat

Terminal (+)

Terminal (-)

Isyarat

35 Capasitive Sensors

Terminal (+)

Terminal (-)

Isyarat

Terminal (+)

Terminal (-)

Isyarat

36 Optical Sensors

Terminal (+)

Terminal (-)

Isyarat

Terminal (+)

Terminal (-)

Isyarat

A

V

W

M

C

n


MUKASURAT 342

SOALAN :

1. Lukiskan simbol bagi peralatan dibawah :-

a) Magnetic Sensors

b) Suis togol

c) Lever Switch d) Relay (Single-pole, Single–troe) e) Solenoid

RUJUKAN : 1 Lukisan pendawaian Elektrik

2 Lukisan Elektronik ( Md. Nasir Abd Manan


MUKASURAT 343






LE 2 : USE CONTROL CIRCUIT DEVICE


03.03A USE CONTROL CIRCUIT DEVICE




DIAKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :- USE CONTROL CIRCUIT BY USING CONTROL DEVICES SUCH AS RELAY, SENSOR, TIMER, COUNTER AND SWITCH SO THAT THE CONTROL CIRCUIT FUNCTION CORRECTLY.


MUKASURAT 344

1. JENIS-JENIS PERANTI KAWALAN

Kertas penerangan ini bertujuan mendedahkan pelajar kepada PLC dan komponen-komponen kawalan elektikal seperti relay, timer, switches dan sensor yang digunakan untuk membina litar kawalan. Pada umumnya adalah untuk mengoperasikan litar kawalan dengan cara memprogramkan pada memori yang bertujuan untuk memudahkan penyambungan serta meminimunkan penggunaan komponen/peralatan dalam litar. Oleh itu, pengetahuan dalam operasi litar kawalan adalah perlu untuk memprogramkan PLC.

2. PENGESAN (SENSOR)

Sensor berfungsi untuk mengesan kehadiran sesuatu objek atau status sesuatu proses bagi membolehkan sistem kawalan tersebut bertindak mengawal (monitoring) sistem tersebut samada yang separa atau sepenuhnya automatik. Sensor biasanya disambung pada bahagian masukan sesuatu system kawalan

2.1. Sensor Jenis Sentuhan i) Suis Butang Tekan

ii) Suis Penghad (Limit Switch)

i. SUIS BUTANG TEKAN. Suis butang tekan adalah komponen yang digunakan untuk

mempamirkan isyarat elektrik. Suis butang tekan terbahagi tiga iaitu:-

ii. Suis Butang Tekan Sesentuh Sentiasa Terbuka (NO)

Dengan menekan kepala butangtekan, sesentuh (NO) akan aktif dan litat menjadi tertutup. Selepas kepala butangtekan dilepaskan, spring tarikbalik (return spring) akan kembalikan set sesentuh kepada posisi asal.


MUKASURAT 345

iii. Suis Butangtekan Sesentuh Sentiasa Tertutup (NC)

Dengan menekan kepala butangtekan, sesentuh (NC) akan aktif dan litar menjadi terbuka. Selepas kepala butangtekan dilepaskan, spring tarikbalik (return spring) akan dikembalikan set sesentuh kepada posisi asal.

iv. Suis Butang Tekan Sesentuh Tukaran

Dengan menekan kepala butangtekan, sesentuh tukaran menjadi aktif dan litar bertukar terbuka menjadi tertutup, tertutup menjadi terbuka. Selepas kepala butangtekan dilepaskan, spring tarikbalik (return spring) akan kembalikan set sesentuh kepasa posisi asal.


MUKASURAT 346

v. SUIS PENGHAD ELEKTRIKAL (LIMIT SWITCH)

Suis penghad elektrikal adalah komponen yang digunakan untuk mempamirkan isyarat elektrikal bergantung pada turutan (squence) operasi.

Dengan menekan poppet, set sesentuh NO dan sesentuh NC akan aktif. Litar akan tertutup dan terbuka mengikut sesentuh mana yang disambung pada litar. Selepas poppet dilepaskan, spring tarikbalik akan kembalikan set sesentuh kepada posisi asal.

Jenis Round Hinge Lever Jenis Hinge Roller Jenis Push-Button

2.2. JENIS SENSOR TANPA SENTUHAN (PROXIMITY SWITCH)

i) Magnetic Sensors ii) Inductive Sensors iii) Capasitive Sensors iv) Optical Sensors

i. Magnetic Sensors (Reed Proximity Switch) - Keupayaan mengesan kehadiran medan magnet - Jarak pengesanan ~ 5mm - Juga dipanggil Reed Switch

Terminal (+)

Isyarat

Terminal (-)


MUKASURAT 347

ii. Inductive Sensors (NO) - Keupayaan mengesan kehadiran objek logam sahaja - Jarak pengesanan ~ 5mm

iii. Capasitive Sensors (N0) - Keupayaan mengesan kehadiran sebarang objek termasuk objek logam - Jarak pengesanan ~ 15mm

iv. Optical Sensors (NO) - Keupayaan mengesan sebarang objek yang menghalang laluan infra-red - Jarak pengesanan sehingga 1m

Terminal (+)

Isyarat

Terminal (-)

Terminal (+)

Isyarat

Terminal (-)

Terminal (+)

Isyarat

Terminal (-)


MUKASURAT 348

2.2.1. GEGANTI (RELAY) Geganti adalah komponen untuk memproses isyarat elektrikal.

Relay banyak digunakan dengan meluas dalam litar letrik dan elektronik sebagai kawalan jauh (remotely controled) suis mekanikal untuk merubah samada keadaan terbuka (off) dan tertutup (on) atau digunakan pada fungsi logik (logic function).

Geganti yang direka bentuk untuk menampung kuasa tinggi di panggil penyentuh. Penyentuh direka bentuk sama seperti geganti, kecuali rintangan penebat gegelungnya lebih tinggi dan sesentuhnya mensuiskan arus yang lebih tinggi.

2.3. Penggunaan Geganti (Relay)

• Geganti biasanya diguna bagi menggerakkan beban dari kedudukan jauh, untuk kemudahan atau keselamatan pengedali. Geganti dilekapakn pada atau berdekatan beban dan suis diletakan di tempat yang sesuai untuk kemudahan pengedali.

• Menghidupkan arus/voltan tinggi dengan menggunakan

arus/voltan yang rendah (sebagai bekalan kuasa). • Mempunyai banyak contact yang besar, sesuai untuk mengawal

lebih daripada satu output (beban). • Menggunakan kuasa rendah untuk kawal kuasa tinggi.

gelung

gelung solenoid

sesentuh

set sesentuh

Armature

gelung armature

spring tarikbalik.


MUKASURAT 349

Seperti suis lazim, geganti dibina dengan kedudukan biasa terbuka (Normally Open) dan biasa tertutup (Nnormally Close) untuk kendalian campakan tunggal atau dua campakan dan mempunyai berbilang kutub, seperti rajah di bawah suis relay dikelasifikasikan dengan Single-pole, Single-trow, Double-pole, Double-troe dan sebagainya

Tatarajah kutub dan sesentuh geganti biasa

Perwakilan symbol elektrik untuk tatarajah kutub dan sesentuh geganti


MUKASURAT 350

Gambar simbol relay standard schematik symbol

2.4. SPESIFIKASI GEGANTI Untuk menentukan Pemiawaian pengeluran geganti, penjual dan National

Electrical Manuufacture Association (NEMA) telah mempiawaian takrifan pemboleh ubah yang berkaitan dengan geganti seperti di bawah

Voltan Gegelung – Spesifikasi ini mengenal pasti voltan yang dikenakan pada gegelung. Kebanyakan gegelung direka bentuk untuk dikendalikan dengan voltan DC dan AC. Voltan gegelung DC yang biasa digunakan termasuk 5,6,12,28 dan 24 volt. Model yang menggunakan voltan AC pula termasuk 12, 24,48, 110 dan 240 volt

Arus pikap – dikenali sebagai arus tarik masuk. Arus ini adalah arus minimum yang

diperlukan untuk mengatasi tegang pegas dan menarik geganti. Rintangan gegelung – rintang ini merupakan ukuran rintangan belitan gegelung.

Rintangan gegelung mempunyai julat daripada lebih kurang 40 ohm hingga 10 kiloohm, bergantung pada keperluan voltan gegelung. Lebih besar keperluan gegelung ,lebih tinggi rintangan gegelung.

Arus sentuh maksimum - spesifikasi ini mentyatakan kuantiti arus maksimum yang

boleh mengalir melalui sesentuh. Sesentuh geganti mesti berupaya membawa arus yang diperlukan oleh litar yang disambung kepadanya tanpa mengeluarkan tenaga haba berlebihan dan tanpa menyebabkan susutan voltan. Arus sesentuh maksimum mempunyai julat daripada beberapa ratus miliampere bagi geganti kecil hingga ke beberapa ratus ampere bagi penyentuh.Penyentuh yang diguna

Normally Open (N/O) Contects. Apabila Relay coil energized sesentuh terbuka. Gambarajah relay ditunjukan desebelah kiri dan Standard Schematik symbol disebelah kanan dimana bulatan menunjukan coil magnet dan set of parallel bars menunjukan normally open contect.

Normally close (N/C) contects Apabila Relay coil energized sesentuh tertutup. Standard Schematik symbol disebelah kanan dimana bulatan menunjukan coil magnet dan set of parallel bars with slash menunjukan normally close contect.

Transfer type contects Menpunyai single pole, dopuble throw action. Ketika diperlukan pada sesuatu keadaan. Pada industri relay direka dengan mengabungkan sesentuh set N.O


MUKASURAT 351

dalam pemula motor elektrik biasanya dikadarkan dalam kuasa kuda dan bukan arus. Penyentuh yang berupaya mensuiskan sebuah motor tiga per empat kuasa kuda mempunyai kadar tiga per empat kuasa kuda dan bukan kadar arus maksimum.

Masa mengendali dam masa membebas – Masa mengendali dan masa membebas

menyatakan masa maksimum yang diperlukan untuk mengerakkan dan menyahgerakkan sesentuh geganti. Masa mengendali adalah antara 15 hingga 25 mS, dan masa membebas untuk kebanyakkan geganti adalah 8 hingga 25 mS.

Tatarajah sesentuh – Geganti mempunyai samaada kutub tunggal atau berbilang kutub

dam mempunyai campakan tunggal atau dua campakan. Seperti rajah 2 Kadar hayat khidmat – kadaran ini menentukan bilangan maksimum kendalian

pensuisan yang dijangkakan dari sesebuah geganti. Gerakan sesentuh pensuisan secara berterusan dan pengarkaan yang kadangkala berlaku apabila geganti dikendalikan boleh menyebabkan sesentuh geganti haus dan berlubang-lubang. Akhirnya geganti tidak boleh digunakan lagi. Kadar hayat khidmat geganti mempunyai julat daripada 50 000 hingga beberapa bilion kendalian,biasanya 5-50 juta kendalian.

Jenis penutup – Geganti mungkin dilengkapkan dengan sesentuhnya terdedah,tertutup

ataupun terkedap udara. Jika sesentuhnya tertutup atau terkedap udara, pengkelasan NEMA untuk penutupnya adalah samaada dengan pengelaskan yang digunakan untuk tutup suis.

2.5. PEMASA LENGAH (TIMER)

Pemasa lengah ialah pemasa yang memberi masa yang memberi masa lengah dari ketika sesuatu acara dimulakan, seperti penutupan suis, sehingga ke masa acara tersebut benar-benar dijalankan, seperti mentenagakan sesuatu beban. Pemasa jenis ini juga boleh digunakan untuk memberi masa lengah semasa menamatkan sesuatu operasi. Dalam kes ini, litar atau litar tetap ditenagakan untuk beberapa ketika setelah suis dibuka. Penggunaan yang pertama dipanggil lengah “hidup”, sementar penggunaan yang kedua dipanggil lengah ’ mati’. Beberapa kaedah diguna untuk masa lengah. Ini termasuk pemasa pacuan motor ,pemasa lengah haba, pemasa lengah berlitar elektronik dan pemasa daspot. Pemasa lengah mungkin dibungkus sebagai peanti diskret atau mungkin dijadikan sebagai sebahagian daripada geganti, dengan tujuan untuk memberi suatu masa lengah dari masa suis digerakkan sehingga geganti ditenagakan atau dinyah tenagakan.

2.6. GEGANTI MASA DENGAN LENGAH MULA (TIME RELAY WITH DELAY ON)

Geganti masa dengan permulaan lengah adalah komponen yang digunakan untuk memproses isyarat elektrikal. Dengan menekan butangtekan T, voltan diberikan dan masa mula diset. Selepas lengah masa, sesentuh akan tertarik dan litar akan tertutup. Apabila butang tekan T dilepaskan sesentuh akan kembali kepada keadaan asal dan litar terbuka tanpa lengah masa. Bandingan boleh dibuat dengan Pemasa (timer) pneumatik.


MUKASURAT 352

2.7. GEGANTI MASA DENGAN LENGAH TAMAT (TIME RELAY WITH DELAY OFF)

Geganti masa dengan lengah tamat adalah komponen yang digunakan untuk memproses isyarat elektrikal. Dengan menekan butangtekan, voltan diberikan dan sesentuh akan tertarik tanpa lengah masa mula dan litar akan tertutup. Apabila butangtekan T dilepaskan voltan akan terputus dan geganti masa mula berfungsi. Hanya selepas lengah masa sesentuh akan kembali kepada keadaan asal dan litar terbuka. Bandingan boleh dibuat dengan Pemasa (timer) pneumatik.


MUKASURAT 353

2.8. ASAS LITAR KAWALAN.

Dalam litar kawalan, pelbagai jenis litar dan kombinasi litar digunakan untuk menjalankan sesuatu alatan/mesin secara automatik. Penggunaan litar kawalan tersebut boleh digunakan sebagai program dalam PLC dengan menukarkannya kepada ladder diagram. Oleh itu, penyambungan pada peralatan adalah berlainan dan tidak menggunakan banyak wayar.

2.9. litar AND Litar kawalan akan beroperasi seperti operasi get logic AND dimana apabila kedua-dua input S1 dan S2 di ON kan barulah akan terdapat hasil keluaran relay berkendali dan Lampu menyala

2.10. litar OR Litar kawalan akan beroperasi seperti operasi get logic OR dimana apabila S1 sahaja di ‘ON’ kan atau S2 sahaja di ‘ON’ kan atau kedua-dua input S1 dan S2 di ‘ON’ kan akan terdapat hasil keluaran Relay berkendali dan Lampu menyala

c

S1 S2 Relay

Relay Lampu

S1

S2

Relay Lampu

Relay

c


MUKASURAT 354

2.11. Litar Self-Holding

Litar kawalan akan beroperasi apabila ‘Push Button’(NO) ditekan, arus akan mengalir melalui ‘Push Button’ (NC) dan terus ke ‘Coil relay’. Relay akan berkendali dan ‘contact relay’ (NO) akan bertukar menjadi (NC) dan Lampu akan menyala, pada masa yang sama ‘contact relay 1’ akan membenarkan arus mengalir berterusan di dalam litar walaupun ‘Push Button’ (NO) dilepaskan. Contact Relay 1 berfungsi sebagai Self-Holding atau Holding Relay.

Litar Self-holding

2.12. Litar Interlock Membenarkan hanya satu masukan sahaja dan satu litar sahaja berfungsi di dalam satu masa.

Contact relay 2

PB (NO)

- Lampu Relay

Contact relay 1

PB (NC)


MUKASURAT 355


MUKASURAT 356

LATIHAN 1. Apakah yang dimaksudkan dengan :

i) Litar selfholding ii) Litar Interlock

2. Berikan Dua jenis suis dalam litar kawalan 3. Namakan 3 jenis sensor yang anda telah pelajari 4. Lukiskan simbol relay dan terangkan operasinya secara ringkas.

RUJUKAN : 1 Abd Samad Hanif “Kawalan Elektrik, Edisi Kedua”


MUKASURAT 357






LE 3 CHECK INPUT/OUTPUT SIGNAL OF A PLC UNIT/ELECTRICAL SYSTEM


03.02 CHECK INPUT/OUTPUT SIGNAL OF A PLC UNIT/ELECTRICAL SYSTEM




DIAKHIR PEMBELAJARAN PELAJAR MESTI BOLEH :- Check input/output signal of a PLC unit/electrical system using measure instrument circuit diagram, PLC unit etc so that signal discruption and PLC fault indicator are checked and input/output supply at terminal are checked


MUKASURAT 358

1. PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

Rajah 1 di bawah menunjukkan beberapa jenis binaan PLC yang terdapat di pasaran masa kini.

2. DIFINASI PLC

PLC di definisikan oleh National Electrical Manufacturers Association of Amerika ( NEMA ) sebagai :

“ Satu sistem elektronik beroperasi digital yang digunakan di dalam persekitaran industri, yang mana menggunakan ingatan yang boleh diaturcara untuk simpanan dalaman ke atas arahan-arahan untuk melaksanakan fungsi tertentu seperti logik, turutan, pemasaan, pembilang dan pengiraan matematik untuk mengawal berbagai mesin atau proses melalui modul masukan dan keluaran digital ataupun analog.

Perkataan PLC adalah dihasilkan dari istilah PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER dimana ia boleh dikatakan seperti sebuah kotak yang penuh dengan beratus atau beribu relay, pembilang,(counters), pemasa (timers) dan lokasi penyimpan data (data memory).

3. LATAR BELAKANG PLC

Sebelum wujudnya (PLC), kerja-kerja automasi dilaksanakan dengan menggunakan geganti (Relay) dan sambungan wayar yang lebih bercorak kapada konsep


MUKASURAT 359

elektrik. Apabila PLC diperkenalkan, kerja-kerja automasi yang mengabungkan sistem numatik bagi membantu gerakan kelengkapan (mesin), dengan sendirinya sistem penggunaan geganti terhapus dan hampir lupus.

PLC yang pertama telah direka oleh sekumpulan jurutera di Syarikat General Motor (GM), Amerika Syarikat dalam tahun 1968 bila syarikat tersebut mencari kaedah lain untuk menggantikan sistem kawalan geganti yang rumit. Contoh-contoh jenama PLC seperti Alam Brady, Siemen, Omron, Keyence, Festo dan sebagainya.

Penggunaan aturcara komputer untuk kawalan automatik adalah lebih fleksibel, lebih cepat dan tepat berbanding dengan kerja-kerja secara manual.

3.1. Dengan penggunaan PLC dalam operasi kawalan, ia mempunyai kelebihan seperti:

• Keperluan kos yang rendah

• Penggunaan secara pintar

• Pengawal yang mudah dikawal

• Mudah diaturcarakan dan penyelenggaraan

• Tidak perlu pendawaian semula keatas sistem kawalan jika berlaku

• perubahan keatas aturcara

• Lebih kecil, murah dan tidak memerlukan ruang yang luas

• Binaannya ringkas dan penyelenggaraanya murah.

• Kurang Penggunaan arus elektrik

4. STRUKTUR ASAS PLC

Kebiasaannya sesebuah PLC mempunyai 5 gabungan asas utama didalamnya iaitu :-

i) Bekalan Kuasa (Power Supply) ii) Bahagian Masukan (Input Section) iii) Bahagian Unit Kawalan Pusat (Central Processing Unit (CPU) iv) Bahagian Ingatan (Memory Section) v) Bahagian Keluaran (Output Section)


MUKASURAT 360

b. Bekalan Kuasa (Power Supply) Power supply pula membekalkan kuasa pada bahagian yang

memerlukannya. Ini akan membolehkan processor dan sistem memori dapat beroperasi dengan lancar

Terdapat beberapa jenis modul power supply bergantung pada jenis PLC yang digunakan :

• 240V ac • 110V ac • 24V dc

c. Bahagian Masukan (Input Section) Peranti masukan / luaran seperti suis, pengesan dan sebagainya akan

disambung ke bahagian masukan dengan menggunakan wayar. Litar antaramuka Masukan diperlukan untuk mengasingkan litar dalaman PLC dengan litar luaran, kemudian bahagian ini akan menghantar isyarat tersebut ke bahagian UPP/CPU untuk di proses dan dianalisa. Ia menjaga keselamatan litar dalaman PLC daripada voltan luar.

Isyarat analog yang dihantar oleh PLC mempunyai jenis-jenis yang berbeza

• 4mA dc to 20mA dc

Bahagian Ingatan (Memory

Bahagian Unit Kawalan Pusat (Central Processing Unit (CPU)

Bahagian Masukan (Input Section)

Bahagian Keluaran (Output Section)

Isyarat dari suis, Sensor dan sebagainya

Isyarat ke Solenoid, motor, dan sebagainya

BEKALAN

Programming Console

Komputer Printer


MUKASURAT 361

• 0mA dc to 20mA dc • 0V dc to 10V dc • -10V dc to 10 Vdc

Contoh Peranti-Pernti pada bahagian Masukan (input)

4.1. Bahagian Unit Kawalan Pusat/ Central Processing Unit (CPU) Unit ini merupakan unit yang terpenting di dalam binaan sesebuah PLC.

Di dalam unit ini terletaknya satu cip litar terkamil iaitu cip ikropemproses yang mengawal keseluruhan proses operasi kawalan PLC. Bahagian ini berfungsi untuk menganalisa, memproses, memadam maklumat/ data/ isyarat yang diterima dan yang dikeluarkan oleh bahagian memory untuk dihantar kepada bahagian keluaran.

4.2. Bahagian Ingatan (Memory Section) Terdapat berbagai-bagai jenis unit memory. Ia adalah tempat

menyimpan data-data sistem dan ingatan sementara yang dimasukan didalam PLC. “Ladder Diagram, Timer dan Counter” disimpan didalam ingatan sementara ini. Diantara memori unit yang digunakan di dalam PLC adalah seperti berikut :-

i. READ ONLY MEMORY (ROM) ROM biasanya ingatan yang tetap/ tidak mudah diubah dan hanya boleh

dibaca sahaja. Ianya kurang sesuai dugunakan dan kurang popular jika dibandingkan dengan jenis ingatan lain.

ii. RANDOM ACCESS MEMORY (RAM) RAM biasanya digunakan untuk menyimpan program pengguna dan

data. Data yang mudah berubah didalam RAM biasanya akan hilang sekiranya sumber bekalan terputus. Bagaimanapun masalah ini boleh diatasai dengan bantuan bateri.


MUKASURAT 362

iii. ERASABLE PROGRAMMABLE READ ONLY MEMORY (EPROM) EPROM akan menyimpan data secara tetap sama seperti ROM. Ianya

tidak memerlukan bantuan bateri. Bagaimanapun kandungan EPROM boleh dipadam dengan mendedahkanya kepada cahaya `ultraviolet’. EPROM boleh diprogram semula ingatannya dengan menggunakan Penulis Prom.

iv. ELECTRICALLY ERASABLE PROGRAMMABLE READ ONLY MEMORY (EEPROM)

EEPROM adalah gabungan antara RAM dengan EPROM. Kandungan EEPROM boleh dipadam dan diprogram semula secara elektrikal, bagaimanapun ianya terhad kepada masa.

4.3. Bahagian Keluaran (Output Section)

Bahagian ini adalah untuk mengeluarkan/ menghantar keputusan iaitu

isyarat yang diproses oleh UPP/CPU kepada peranti diluar PLC seperti relay, lampu dan sebagainya. Litar antaramuka keluaran adalah untuk mengendali isyarat dari UPP ke beban keluaran, fungsinya adalah :-

• melaraskan voltan logik ke voltan kawalan. • Melindungi komponen elektronik yang sensitif dari voltan tidak

menentu di dalam pengawal • Pembesaran kuasa • Pelindungan litar pintas dan lebihan beban.

Contoh peranti-peranti yang di sambung pada bahagian keluaran

5. Jenis Geganti dan Fungsinya Terdapat empat jenis gegenti utama terbina di dalam sesebuah PLC. Geganti

berkenaan adalah seperti berikut :-


MUKASURAT 363

5.1. Input Relays Fungsi gegenti jenis ini ialah untuk menerima semua maklumat yang masuk ke PLC berkenaan dan mengagihkannya kemana saja ia diperlukan. Gegenti ini boleh diibaratkan sebagai injap penghad atau butang tekan untuk injap mula atau berhenti bagi satu litar numatik. Maklumat yang dihasilkan oleh geganti tersebut boleh diproses secara N/O atau N/C.

5.2. Output Relays Geganti ini pula berfungsi mengawal beban yang disambung diluar PLC seperti solenoid, relay, menghidupksn motor dan sebagainya. Ia tidak berupaya menyimpan maklumat yang diberikan kepadanya apabila bekalan kuasa untuknya terputus

5.3. Internal Auxiliary Relays Semua maklumat yang diberikan untuk sesebuah PLC akan diproses oleh AR dan dibekalkan keputusannya kepada OR. Geganti ini juga tidak berkeupayaan menyimpan maklumat yang diberikan kepadanya apabila bekalan kuasa terputus. Jika dibandingkan tugasnya dengan komponen numatik, ia adalah seperti injap `air pilot operater spring reset’.

5.4. Holding Relays Fungsi Holding Relays ini adalah sama seperti AR tetapi ia boleh menyimpan maklumat yang diprosesnya jika disertakan dengan arahan ”FUN 11” walaupun bekalan terputus. Ia juga adalah jenis yang sama seperti ”set reset”. Holding relay juga dikenali sebagai ”Keep Relay”


MUKASURAT 364


MUKASURAT 365


MUKASURAT 366


MUKASURAT 367

SOALAN :

1. Apakah kebaikan menggunakan PLC dalam litar kawalan 2. Terdapat berbagai-bagai jenis unit memory yang digunakan untuk menyimpan data-data

sistem dan ingatan sementara yang dimasukkan di dalam PLC. Berikan 3 contoh memory unit yang di gunakan dalam PLC

3. Apakah fungsi bahagian Unit Kawalan Pusat(CPU) dalam PLC 4. Nyatakan 4 jenis geganti yang terdapat dalam PLC ?

RUJUKAN : 1. A Beginners Guide to PLC

- OMRON Asia Pacific PTE.LTD

2. http://useers.pandora.be/educypedia/


MUKASURAT 368





PENGALAMAN PEMBELAJARAN LE4 : CHECK PROGRAM SEQUENCE OF LADDER DIAGRAM


03.03 CHECK PROGRAM SEQUENCE OF LADDER DIAGRAM




CHECK PROGRAM SEQUENCE OF LADDER DIAGRAM USING PLC UNIT AND PROGRAMMER UNIT SO THAT ERROR IN LADDER IS DETERMINED ACCORDING TO OPERATION REQUIREMENT.


MUKASURAT 369

1. BAHASA PROGRAMMING YANG DIGUNAKAN DALAM PLC Terdapat berbagai jenis struktur bahasa PLC dalam memprogramkan PLC yang boleh

dilakukan samada melalui komputer peribadi atau alat-alat khas untuk tersebut. Pemilihan program bahasa PLC bergantung kepada jenis software yang diprogramkan kedalam komputer atau alat-alat khas yang tersebut tadi. Kertas penerangan ini akan menerangkan jenis-jenis program bahasa PLC yang selalu digunakan dan cara merangka serta memahami program-program PLC yang ada.

1.1. Terdapat LIMA bahasa pengaturcaraan yang dikenali di peringkat antarabangsa iaitu :

• Rajah Tangga (Ladder Diagram) • Senarai Arahan (Instruction List) • Teks Struktur (Structured Text) • Carta Fungsi Turutan (Sequential Function Chart) • Fungsi Rajah Blok (Function Block Diagram)

1.1.1. Rajah Tangga (Ladder Diagram) Bahasa program yang selalu digunakan dengan meluasnya untuk

memprogram PLC adalah bahasa Ladder Diagram.Ini kerana bahasa Ladder Diagram adalah seakan serupa dengan bentuk simbol letrik yang mudah difahami. Ladder Diagram merupakan bahasa pengaturcaraan jenis grafik yang ditukar dari rajah litar pendawaian kawalan geganti. Ladder Diagram mengandungi landasan sesentuh dari kiri ke kanan rajah ( rujuk rajah 1.1.1). Sesentuh landasan ini disambung kepada elemen penyuisan sedia buka (normally open – NO) atau penyuisan sedia tutup (normally closed – NC) menerusi laluan arus dan gelung elemen.

Rajah tangga juga menunjukkan litar kawalan dan memaparkan fungsi serta kombinasi operasi turutan bagi setiap cabang pada baris mendatar secara berasingan.

Rajah : 1.1.1

+ve -Keadaan / Tindakan /

NO NC


MUKASURAT 370

1.1.2. Senarai Arahan (Instruction List) Merupakan bahasa jenis penghimpun berteks. Ianya dibina dari suruhan

kawalan yang mengandungi pengendali (operator) dan kendalian (operand). Berikut adalah contoh aturcara yang menggunakan bahasa senarai arahan.

LD A AND B ST C

1.1.3. Teks Struktur (Structured Text) Merupakan bahasa jenis penghimpun berteks yang mengandungi

ungkapan dan suruhan. Ia adalah bahasa yang amat penting digunakan dalam asas ADA, PASCAL dan C.

Contoh penggunaan bahasa ini adalah seperti berikut :

Cylinder out = (Input A OR Input B) AND Output C


MUKASURAT 371

1.1.4. Carta Fungsi Turutan (Sequential Function Chart)

Merupakan jenis bahasa grafik ( rujuk rajah 1.1.4 ). Elemen-elemennya terdiri daripada langkah, peralihan, pilihan dan cabang selari. Setiap langkah menunjukkan status proses aturcara kawalan yang aktif atau tidak aktif. Satu langkah mengandungi tindakan yang berdasarkan kepada peralihan. Tindakan pula mengandungi struktur turutannya sendiri.

STEP 1

STEP 2

STEP 3

START MOTOR

STOP MOTOR

Transition 1

Transition 2


MUKASURAT 372

1.1.5. Rajah Fungsi Blok (Function Block Diagram)

Merupakan jenis bahasa grafik. Elemen-elemen yang terdapat di dalam rajah fungsi ini digambarkan secara grafik fungsi dan blok fungsi

( rujuk rajah 1.1.5 ). Elemen-elemen ini disambungkan dengan garisan aliran isyarat dan dihubungkan secara terus kedalam rangkaian.

Rajah 1.1.4 : Contoh Aturcara Dalam Bahasa Carta Fungsi Turutan

AND

CA

B


MUKASURAT 373

Walaubagaimanapun jenis bahasa program PLC yang digunakan perlu sesuai dengan software yang digunakan oleh PLC bagi sesuatu sistem. Bahasa program PLC yang amat meluas kegunaanya adalah program jenis Ladder Diagram, Function Block Diagram dan Instruction List. Berlainan bahasa program boleh digabungkan sekali didalam satu program yang lengkap sekiranya software yang digunakan oleh PLC tersebut membenarkan berbuat demikian. Adakalanya sesebuah negara menggunakan standard bahasa program PLC tertentu dalam program PLC mereka. Oleh itu semasa memesan dan memilih jenis bahasa yang digunakan perlu diberi pertimbangan dari faktor-faktor yang tersebut diatas.

2. PROGRAMMING CONSOLE

Sebelum memulakan sesuatu program kita perlu mengetahui fungsi setiap kekunci

yang ada pada Programming Console.

Rajah 1.1.5 : Contoh Bahasa Rajah Fungsi Blok


MUKASURAT 374

2.1. Suis Pemilihan (Selection Switch)

Programming Console boleh disetkan samaada PROGRAM, MONITOR DAN RUN.

i. PROGRAM digunakan untuk penyediaan program atau untuk membuat pembetulan pada program yang telah sedia ada.

ii. MONITOR digunakan bila memapar nilai counter dan timer semasa PLC sedang beroperasi

iii. RUN digunakan untuk menjalankan program yang telah dimasukkan ke dalam PLC. Tiada perubahan yang boleh dilakukan pada data dalaman semasa PLC disetkan pada RUN.


MUKASURAT 375

2.2. Sepifikasi Papan Kekunci

No. Instruction / Mnemonic Meaning

*01 LD LoaD (start) *02 AND AND (series) *03 OR OR (parallel) *04 OUT OUTput (load) *05 NOT NOT (contact close/ invert) *06 CNT CouNTer (decrement) *07 TIM TIMer (decrement) *08 SFT ShiFT (register) *09 TR Temporary Ralay 10 LH Link Relay *11 HR Holding Relay 12 AR Auxiliary Relay *13 FUN Function (special) 14 DM Data Memory channel 15 SHIFT Activate PLAY, RECord, Channel,

CONTact 16 CHG Change (instruction) 17 SRCH SeaRCH (instruction) *18 DEL DELete (Instruction) *19 MONTR MONiToR (instruction) *20 INS INSert (instruction) *21 CLR CleaR (instruction) *22 WRITE WRITE (confirmation) *23 SET SET (on input/output) *24 RESET RESET (off input/output) 25 EXT EXTention 26 VER VERify 27 PLAY PLAY 28 REC RECord 29 CH Channel 30 CONT CONTact


MUKASURAT 376

d. Operation Instruction

MODE KEYBOARD ACTION FUNCTION

Program CLR * MONTR * CLR To Eter Password CLR ToSart Program CLR * SET* NOT* RESET* MONTR Erase All Program CLR* SET* NOT* RESET* HR/

CNT/MD* MONTR Erase Partial – Retained memory areas which you wish to present.

COMMAND* NO* WRITE Write, Edit Program COMMAND* NO* INS* Insert New Instruction DEL* Delete Old Instruction CLR (2X* COMMAND* NO* SRCH Search Instruction TIM@CNT* NO* SRCH* CHG* NEW

NO* WRITE Change Timer @ Counter Data

Monitor HR* CNT* DM Preserve Data Area TIM@ CNT* NO* MONTR Monitor Tim, Counter Program, Monitor

CLR* OUT* 01000* MONTR* SET@ RESET

Check Output Connection To PLC

SHIFT* Play, Record, Channel, Contact

CLR* ADDRESS/ LINE NUMBER Search For Addres


MUKASURAT 377

2.3. Programming Instruction

INSTRUCTION (MNEMONIC)

NAME LADDER FUNCTION

LD

LoaD

LD 00000

Penyambungan N/O Digunakan sebagai penyambungan awal dalam program B : Bit IR,SR,AR,HR,LR,TC, TR

LD NOT

LoaD NOT

LD NOT 00001

Penyambungan N/C Digunakan sebagai penyambungan awal dalam program B : Bit IR,SR,AR,HR,LR,TC

AND

AND

contact

LD NOT 00001

Penyambungan kedua N/O sambungan litar secara sesiri dengan sambungan pertama B : Bit IR, SR, AR, HR, LR,TC

AND NOT

AND NOT

contact

LD 00003 AND NOT CNT 000

Penyambungan kedua N/C sambungan litar secara sesiri dengan sambungan pertama B : Bit IR, SR, AR, HR, LR,TC

OR

OR contact

LD 00004 OR HR 0000

Penyambungan N/O, sambungan litar secara selari dengan sambungan pertama. B : Bit IR, SR, AR, HR, LR, TC

OR NOT

OR NOT contact

LD 00005 OR NOT LR 0000

Penyambungan N/O, sambungan litar secara selari dengan sambungan pertama. B : Bit IR, SR, AR, HR, LR, TC

LD B

LD B

LD AND NOT

LD

B B

AND

B B

LD B

OR B

LD B

OR NOT B


MUKASURAT 378



OUT

OUTput coil

OUT 10000

Keputusan keluaran bagi operasi logik kepada geganti atau shift register B : Bit IR,SR,AR,HR,LR,TC, TR

OUT NOT

OUT NOT

coil

OUT 10000

Keputusan keluaran bagi operasi logik kepada geganti. B : Bit IR,SR,AR,HR,LR,TC

OR LD

OR Load

block

OR LD

Menggabungkan dua blok secara selari B : Bit IR, SR, AR, HR, LR,TC

AND LD

AND LoaD

block

AND LD

Menggabungkan dua blok secara selari B : Bit IR, SR, AR, HR, LR,TC

HR

Holding Relay

LD SET AND NOT RESET OUT HR0000/1915

Geganti Pemegang,

TIM

TIMer

LD SET TIM 000/127 #0000/9999

Untuk operasi ON-Delay masa

OUTB

OUT

B

LD AND

LD AND

LD LD

O OR

SE RESET

ITSELF

HR

SETIM 000/127 #0000/9999 TIMER


MUKASURAT 379



CNT

CouNTer

LD PULSE LD RESET CNT 000/127 #0000/9999

Untuk operasi pengiraan

FUN 01

END

Penamat setiap arahan/program

FUN XXX

Function

Operation

Geganti Khas

2.4. Pengendalian Programming Console

i. Persediaan awal membuat/mengubah Atucara yang baru Pastikan kunci pemilih mod berada pada mod “PROGRAM”

ii. Masukkan kata laluan ”PASSWOD” Setiap PLC mempunyai kawalan kata laluan untuk mengelakkan sebarang pengubahsuaian kepada program yang telah dimasukkan. PLC perlu dimasukkan kata laluan apabila sumber bekalan disambung atau selepas programming console disambung bila PLC dalam keadaan operasi. Untuk memasukkan kata laluan tekan kekunci CLR,MONTR, CLR

CNT 000/127 #0000/999

PULSE

RESE

END

< PROGRAM> PASSWORD!

CLR MONTR CLR <PROGRAM>


MUKASURAT 380

iii. Padamkan semua ingatan dan dapatkan paparan ”MEMORY CLR”

i) Untuk mengosongkan semua program yang terdapat di dalam ingatan CPU

letakan pemilih julat pada PROGRAM. Tekan kekunci CLR hingga terpaparnya angka 0000 pada programming console.

ii) Ingatan PLC akan kosong selepas tekan kekunci berikut di tekan:-

iii) Paparkan paparan permulaan

iv. Masukkan Arahan Asas

Memasukkan suruhan asas (LD,AND,OR,OUT)

i) Paparkan alamat permulaan yang hendak dimasukkan arahan

ii) Masukkan arahan asas seperti di bawah :

a) Arahan ”LD”

CLR 0000

MONTR 0000 MEMORY CLR END HR CNT DM

CLR NOT SET RESET

CLR 0000

00000 READ NOP (00000)

LD WRITE NOMBOR

LD WRITE NOMBOR HR or AR or LR TR or

LD WRITE NOMBOR CNT or TIM


MUKASURAT 381

b) Arahan ”AND” atau ”OR”

c) Arahan ”OUT”

Jika hendak menggunakan geganti sedia tutup, pengguna mestilah tekan kekunci ”NOT” sebelum tekan kekunci ”WRITE”

v. Masukkan Arahan Fungsi Kombinasi kekunci ini akan memasukan arahan yang tidak terdapat pada papan kekunci konsol.

i) Tekan kekunci “FUN” ii) Masukkan nombor arahan fungsi, contohnya nombor “11” Contoh beberapa nombor suruhan fungsi :- 00-NOP, 01-END, 02-IL, 03-ILC, 10-SFT, 11-KEEP, 20-CMP, 21-MOV, dan lain-lain.

iii) Tekan kekunci “WRITE”

WRITE NOMBOR AND or OR

AND WRITE NOMBOR OR HR or AR IR oror

AND OR or WRITE NOMBOR CNT or TIM

WRITE NOMBOR OUT

OUT WRITE NOMBOR HR AR or LR TR oror

FUN 00000 FUN(??)

FUN NOMBOR 00000 KEEP(11)

WRITE


MUKASURAT 382

vi. Menyisip Satu Arahan (inserting)

Kombinasi ini boleh menyisipkan satu arahan diantara dua baris arahan. Contohnya : Arahan ”AND 00001” hendak disisipkan diantara arahan ”LD 00000” dan ”OUT 10000”

00000 LD 00000 Alamat yang hendak dimasukkan *

00001 OUT 10000 00002 END(01)

i) Dapatkan alamat arahan yang akan menepatkan arahan baru. ii) Masukkan arahan baru iii) Tekan kekunci ”INS” dan anak panah ”bawah” untuk menyisipkan arahan baru

vii. Memadam Satu Arahan (Deleting)

Kombinasi ini boleh memadam satu arahan yang dikehendaki. Contohnya : Arahan “AND 00001” perlu dipadam.

00000 LD 00000

Alamat yang hendak dipadam * 00001 AND 00001 00002 OUT 10000 00003 END(01)

i) Paparkan alamat yang perlu dipadam

ii) Tekan kekunci “DEL” dan anak panah ”atas” untuk memadam arahan berkenaan.

ALAMAT

INS

00001 READ OUT

ARAHAN 00001 AND

00001 INSERT END

ALAMAT 00001 READ AND

DEL 00001 DELETE END


MUKASURAT 383

viii. Memanggil Satu Arahan (Recalling)

e. Cara-cara memasukan program

Ladder Diagram Mnemonic Codes

Laraskan suis MODE SELECTOR pada mode PROGRAM. Tekan CLR

untuk memastikan alamat 00000 terpapar pada display

CLR CLR OUT

ALAMAT (10000) SRCH 00003 SRCH

OUT

Addres Instruction Data 0000 LD 00000 0001 OR 10000 0002 AND NOT 00001 0003 OUT 10000 0004 FUN (01)

END

10000

00001 00000

10000


MUKASURAT 384

i. Arahan “AND LD” untuk sambungan 2 blok secara siri


ii. Arahan “OR LD” untuk sambungan 2 blok secara selari

CLR LD WRITE ALAMAT (00000)

ALAMAT (10000) WRITE

AND NOT WRITE ALAMAT (00001)

OUT WRITE ALAMAT (10000)

FUN WRITE ALAMAT (01)

Addres Instruction Data 00000 LD 00002 00001 OR 00003 00002 LD 00004 00003 OR-NOT 00005 00004 AND-LD ……. 00005 OUT 10000 00006 FUN (01)

END

1000000004 00002

00003 00005


MUKASURAT 385


iii. Program Organisation (AND-LD dan OR-LD)


END

1000

00003 00002

00004 00005

Addres Instruction Data 00000 LD 00002 00001 AND-NOT 00003 00002 LD 00004 00003 AND 00005 00004 OR-LD ……. 00005 OUT 10001 00006 FUN (01)

Address Instruction Data

00000 LD 00000 00001 LD 00001 00002 AND 00003 00003 LD 00002 00004 LD 00004 00005 OR 00005 00006 AND-LD ….. 00007 OR-LD ….. 00008 AND-LD ….. 00009 OUT 10000

FUN(01)

A

B

C

D

A B

100000000100000

00002

00003

00005

00004

END

C

D


MUKASURAT 386

2.5. Pemasa (Timers) Pemasa adalah satu elemen yang digunakan untuk melengahkan

sesuatu isyarat. Pemasa yang digunakan dalam PLC terdiri daripada jenis Lengah ‘ON’ dan Lengah ‘OFF”.

Perkara yang perlu dilakukan adalah seperti berikut:-

• Dapatkan masukan untuk ’ON’ dan ’OFF’ pemasa • Masukkan nombor pemasa (000~511) • Perlu diambil perhatian bahawa nombor pemasa tidak boleh dikongsi

guna dengan nombor pembilang (COUNTER) di dalam sesuatu aturcara. • Masukan nilai set 0000 ~ 9999.Nilai set adalah dalam nisbah 1/10 saat.

i. ‘ON’ Delay Circuit

Timing diagram


ii. ’ON’ dan ‘OFF’ Delay Circuit

Addres Instruction Data 00000 LD 00000 00001 TIM 000

#0025 00002 LD TIM 000 00003 OUT 10000 00004 FUN (01)

Input 00000

output 10000

5 sec

00000

TIM 0

10000

TIM0

END

#002


MUKASURAT 387

Timing diagram

T1 : ON-delay time T2 : OFF-delay time


2.5.1. Pembilang (Counter)

Pembilang digunakan untuk mengira bilangan isyarat yang diterimanya. Pembilang yang digunakan dalam PLC jenis OMRON mengira secara berkurangan dari nilai set isyarat ‘denyut bilang’ berubah dari kedudukan ‘OFF ke ON (pinggir tinggi)

iv. Dapatkan isyarat ’denyut bilang’ iaitu isyarat mengira bagi pembilang

v. Dapatkan isyarat ‘reset’ untuk mengreset pembilang

vi. Masukkan nombor pembilang (000~511)

Perlu diambil perhatian bahawa nombor pembilang tidak boleh dikongsi guna dengan nombor pemasa (TIMER) di dalam sesuatu aturcara.

vii. Masukan nilai set 0000 ~ 9999.Nilai set ini akan ditolak satu per satu untuk setiap ’pinggir tinggi’ isyarat ’denyut bilang’.

Input signal 00000

output 00000 ON/OFF delay

T1

T2

Addres Instruction Data 00000 LD 00000 00001 TIM 000

#0050 00002 LD TIM 000 00003 OR 10000 00004 AND-NOT TIM001 00005 OUT 10000 00006 LD 10000 00007 AND-NOT 00000 00008 TIM 001

#0050 00009 FUN (01)

TIM 000

10000

END

00000 (suis)

10000

10000 TIM001

#0025

00000

TIM000#0025

TIM 001


MUKASURAT 388

Ladder Diagram

Mnemonic Codes

2.6. Kegunaan arahan CNT (Counter) dan TIM (Timers)

i. Contoh 1: Membilang hingga 20,000 kiraan

Addres Instruction Data 00000 LD 00000 00001 LD 00002 00002 CNT 001

#0010 00003 LD CNT

001 00004 OUT 10000 00005 FUN (01)

00002

CNT 001

10000

END

CNT 001 #0010

CP

R

00000


MUKASURAT 389


ii. Contoh 2 : Jangka masa sehingga 1,000 jam


3. KONSEP MEREKABENTUK SISTEM KAWALAN AUTOMASI

Addres Instruction Data 00000 LD 00000 00001 AND 00001 00002 LD-NOT 00000 00003 OR CNT

001 00004 CNT 001

#0100 00005 LD CNT

001 00006 LD-NOT 00000 00007 CNT 002

#0200 00008 LD CNT

002 00009 OUT 10000 00010 FUN (01)

Addres Instruction Data 00000 LD 00000 00001 AND-NOT TIM 001 00002 TIM 001

#6000 00003 LD TIM 001 00004 LD 00001 00005 CNT 002

#6000 00006 LD CNT

002 00007 OUT 10000 00010 FUN (01)

00000 TIM 001

CNT 002

10000

00000

00000

CNT 001

00001 Count Input

Reset

00000

CNT 001 Count Input

Reset CNT 002

#0200

CP

R

END

CNT 001 #0100

CP

R

TIM00#600

0000

TIM 001 Count Input

Reset

CNT 002 10000

END

CNT 002 #6000

CP

R


MUKASURAT 390

3.1. Mengenalpasti Masalah/ Tugas * Pilih mana-mana SUMBER KENDALIAN yang sesuai seperti di bawah:- * Pilih mana-mana JENIS SISTEM KAWALAN yang sesuai seperti di bawah:-

3.2. Dapatkan Algebra (Formula) Penyelesaian

* Gunakan mana-mana KAEDAH PENYELESAIAN yang sesuai seperti di bawah:-

(A) Logikal Thinking - Brain (B) Logik Gates - Karnaugh Map & Boolean Algebra (C) Movement Diagram - FESTO, BELANDA (D) Cascade - MARTON COMPANY, ENGLAND (E) Flow Chart - TELEMECHANIC, FRENCH

3.3. Tukarkan Algebra Kepada Rekabentuk Logik

* Gunakan mana-mana KAEDAH REKABENTUK yang sesuai seperti di bawah :-

(A) Electrical Control Circuit (B) Electronic Control Circuit (C) Pneumatic Control Circuit (D) Hydraulic Control Circuit (E) Ladder Diagram (F) Logik Schematic (G) Flow Chart (H) Fuction Chart

3.4. Tukarkan Rekabentuk Logik Kepada Arahan Pengaturcaraan

* Gunakan mana-mana KAEDAH PENGATURCARAAN yang sesuai seperti di bawah:-

Jenis Arahan Alatan Pengatucaraan

(A) Grafic Instruction (A) Programming Console (B) Statement List (B) Computer (Software)

3.5. Jalankan Program

YES - HAPPY NO – TRY AGAIN


MUKASURAT 391

SOALAN : 1. Apakah fungsi RUN , MONITOR , PROGRAM yang terdapat dalam Pemilih

julat / Mode Selector Programming Console . RUN :_____________________________________________ MONITOR :__________________________________________________ PROGRAM : __________________________________________________ 5. Berikan arahan untuk masukkan “PASSWORD”?

6. Berikan arahan untuk Padamkan semua program

7. Tukarkan Ladder Diagram di bawah kepada mnemonic codes

Ladder Diagram


RUJUKAN : 1. A Beginners Guide to PLC

- OMRON Asia Pacific PTE.LTD

2. http://www.OMRON .com

3. http://en.wikipedia.org/wiki/programmable _logic_controller

Addres Instruction Data

10000

00001 00000

00002

00004

00003

00005

00006 00007

END


MUKASURAT 1


MUKASURAT 2

kertas penerangan teknologi elektronik industri sesuai untuk kv

Documents