pengukuran energi surya
biomassa
biogas
kunjungan PLTA ketenger
panel listrik
Jumat, 21 Oktober 2011
Jumat, 03 Juni 2011
Kamis, 23 Desember 2010
laporan praktikum perbengkelan
baca selengkapnya bisa download dialamat ini :
laporan praktikum las listrik
laporan praktikum membuat ulir luar dalam
laporan praktikum PAKU KELING RIVETER
laporan praktikum PENGENALAN ALAT-ALAT PERBENGKELAN
Senin, 06 Desember 2010
laporan praktikum pengering
LAPORAN PRAKTIKUM
TEKNIK PENGOLAHAN PANGAN
KARAKTERISTIK PENGERINGAN PADA PRODUK PERTANIAN
Oleh:
AHMAD SHODIK
A1H008029
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2010
I.PENDAHULUAN
A.Latar Belakang
Pengawetan makanan dapat dilakukan dengan beberapa teknik baik yang menggunakan teknologi tinggi maupun teknologi sederhana. Caranya pun beragam dengan berbagai tingkat kesulitan. Namun inti dari pengawetan makanan adalah suatu upaya untuk menahahan laju pertumbuham mikroorganisme pada makanan. Teknik pengolahan dan pengawetan makanan itu ada beberapa cara, yaitu: pendinginan, pengeringan, pengalengan, pengemasan, penggunaan bahan kimia, penggunaan zat aditif (tambahan) dan pemanasan.
Proses pengeringan merupakan proses pangan yang pertama dilakukan untuk mengawetkan makanan. Selain untuk mengawetkan bahan pangan yang mudah rusak atau busuk pada kondisi penyimpanan sebelum digunakan, pengeringan pangan juga menurunkan biaya dan mengurangi kesulitan dalam pengemasan, penanganan, pengangkutan dan penyimpanan, karena dengan pengeringan bahan menjadi padat dan kering, sehingga volume bahan lebih ringkas, mudah dan hemat ruang dalam pengangkutan, pengemasan maupun penyimpanan. Disamping itu banyak bahan pangan yang hanya dikonsumsi setelah dikeringkan, seperti teh, kopi, coklat dan beberapa jenis biji-bijian.
Proses pengeringan merupakan salah satu penanganan bahan pangan untuk menjaga pengawetan bahan pangan lebih lama. Proses pengeringan pada dasarnya ditentukan oleh pengaturan suhu yang baik yang merupakan faktor terpenting dalam pengawetan pangan dan mutu bahan pangan yang dihasilkan.
Walaupun manusia telah menggunakan makanan yang dikeringkan sejak ribuan tahun yang lalu, pengeringan buatan untuk bahan pangan baru sekitar dua abad yang lalu. Yang dimaksud pengeringan buatan disini adalah pengeringan dengan menggunakan sumber panas artifisal untuk menggantikan panas sinar matahari. Kadang-kadang istilah dehidrasi digunakan untuk menunjukkan pengeringan buatan untuk membedakan dengan pengeringan penjemuran.
Beberapa tipe pengering digunakan untuk bahan padat. Dalam hal ini bahan pangan dikeringkan dalam baki, pada ban berjalan atau pada rak tanpa wadah. Sedangkan ‘spray dryer’ dan ‘drum dryer’ hanya bisa digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk cair. Klasifikasi lain alat pengering adalah pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Dalam pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diuapkan. Dalam pengeringan vakum bahan yang dikeringkan harus diletakkan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas.
Pengeringan dapat diartikan pula sebagai proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas. Tujuan pengeringan adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti. Dengan demikian bahan yang dikeringkan dapat mempunyai waktu simpan yang lebih lama.
Kandungan air yang terdapat pada suatu bahan terdiri dari beberapa jenis. Masing-masing Janis air bahan tersebut adalah :
1.Air bebas (free water)
Bagian air ini terdapat pada permukaan bahan dapat dipergunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya serta dapat pula dijadikan sebagai media reaksi-reaksi kimiawi. Air bebas ini dapat dengan mudah diuapkan pada proses pengeringan untuk menguapkan air bebas diperlukan energi yang lebih sedikit dibandingkan dengan menguapkan air terikat. Air yang dapat diuapkan disebut vaporable water. Bila air bebas ini diuapkan seluruhnya, kadar air bahan berkisar antara 12%-25%, tergantung pada jenis bahan serta suhu.
2.Air yang terikat secara fisik
Merupakan bagian air bahan yang terdapat dalam jaringan matriks bahan (tenunan bahan) karena adanya ikatan-ikatan fisik. Bagian air ini terdiri dari :
a. Air terikat menurut sistem kapiler
Karena adanya pipa-pipa kapiler maka dapat terjadi pergerakan air pada bahan.
b. Air absorpsi
Air ini terdapat pada tenunan-tenunan bahan karena adanya tenaga penyerapan dari dalam bahan. Air ini akan menyebabkan pengembangan volume bahan. Akan tetapi air ini tidak merupakan komponen penyusunan bahan tersebut.
c. Air yang terkurung diantara tenunan bahan karena adanya hambatan mekanis. Biasanya terdapat pada bahan yang berserat. Air ini sangat sukar diuapkan pada proses pengeringan. Untuk menguapkannya harus dibantu dengan jalan merusak struktur jaringan penyusun bahan tersebut, misalnya dengan jalan penghancuran (Taib, 1998).
B.Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah:
1.Menentukan kurva pengeringan
2.Mengetahui laju pengeringan
3.Menentukan kadar air kesetimbangan
4.Menentukan waktu pengeringan
5.Menentukan konstanta pengeringan
6.Menganalisa mutu produk hasil pengeringan
II.TINJAUAN PUSTAKA
Hall (1957) menyatakan proses pengeringan adalah proses pengambilan atau penurunan kadar air sampai batas tertentu sehingga dapat memperlambat laju kerusakan biji-bijian akibat aktivitas biologis dan kimia sebelum bahan diolah.
Pengeringan adalah metode untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian aiar dari suatu bahan dengan cara menguapkannya hingga kadar air kesetimbangan dengan kondisi udara normal atau kadar air yang setara dengan nilai aktivitas air (Aw) yang aman dari kerusakan mikrobiologis, enzimatis, dan kimiawi.Sedangkan dehidrasi adalah proses pengeluaran atau penghilangan air dari suatu bahan dengan cara menguapkannya hingga kadar air yang sangat rendah mendekati nol.
Bahan pangan yang dikeringkan pada umumnya berubah warnanya menjadi coklat. Perubahan warna tersebut disebabkan reaksi browning, baik enzimatik maupun non-enzimatik. Reaksi browning non-enzimatik yang paling sering terjadi adalah reaksi antara asam amino dan gula reduksi. Reaksi asam-asam amino dengan gula pereduksi dapat menurunkan nilai gizi protein yang terkandung di dalamnya. (Winarno et al., 1993).
Beberapa klasifikasi alat pengering yang dapat digunakan antara lain: pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Pada pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diuapkan. Sedangkan dalam pengering vakum bahan yang dikeringkan harus diletakkan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas. Berdasarkan sistem pengumpanan bahan, pengering diklasifikasikan menjadi pengering kontinue dan pengering tipe batch. Pengering kabinet atau yang biasa disebut dengan “tray dryer”dapat dikelompokkan sebagai pengering batch konveksi udara yang biasanya ditunjukkan untuk operasi kecil (Wirakartakusumah,et.al,.1992).
Menurut Earle (1982), pengeringan bahan pangan dapat diartikan sebagai proses pemisahan air dari suatu bahan pangan dengan maksud untuk mengawetkan bahan pangan dalam penyimpanan. Kadar air bahan dalam proses pengeringan diturunkan sampai kesuatu tingkat yang memungkinkan untuk dapat menahan atau menghambat pertumbuhan mikroba atau reaksi lainnya. Tujuan lain dari pengeringan adalah mengurangi volume produk sehingga akan meningkatkan efisiensi dalam pengangkutan maupun penyimpanan dari produk yang bersangkutan. Jadi pengeringan bahan pangan adalah merupakan salah satu unit operasi yang penting dalam proses pengolahan bahan pangan.
Beberapa tipe pengering digunakan untuk bahan padat. Dalam hal ini bahan pangan dikeringkan dalam baki, pada ban berjalan atau pada rak tanpa wadah. Sedangkan spray dryer dan drum dryer hanya bisa digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk cair. Klasifikasi lain alat pengering adalah pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Dalam pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diupkan. Dalam pengeringan vakum bahan yang dikeringkan harus diletakan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas. Berdasarkan sistem pengumpanan bahan, pengering diklasifikasikan menjadi pengering kontinyu dan pengering tipe batch.
Karena proses utama dalam pengeringan adalah penguapan air dari bahan pangan, maka perlu terlebih dahulu diketahui karakteristik hidratasi yaitu sifat-sifat bahan pangan yang meliputi interaksi antara bahan tersebut dengan molekul air yang dikandungnya, molekul air di udara sekitarnya serta faktor-faktor yang mempengaruhi sifat-sifat tersebut.
Menurut Taib et al.,(1988), dasar proses pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan udara lebih sedikit atau dengan kata lain udara mempunyai kelembaban nisbi yang rendah, sehingga terjadi penguapan selama proses pengeringan, energi yang diterima oleh bahan digunakan untuk menaikkan suhu bahan dan menguapkan sejumlah air dari bahan.
Panas yang digunakan untuk menaikkan suhu bahan disebut panas sensible, sedangkan panas yang digunakan untuk menguapkan sejumlah air dari bahan disebut panas laten (Heldman and Singh, 1981). Besarnya panas sensible dapat dihitung dengan terlebih dahulu mengetahu besarnya panas spesifik bahan serta besarnya perubahan suhu bahan yang terjadi selama proses pengeringan.
Panas spesifik (Cp) bahan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Dickerson (1969) yaitu:
Cp = 1.675 + 0.025 (kadar air)
Beberapa keuntungan dari pemakaian teknologi pengeringan pada sayur dan buah antara lain: bahan menjadi lebih awet, volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan, berat bahan juga menjadi berkurang sehingga memudahkan pengangkutan, dengan demikian diharapkan biaya produksi menjadi lebih murah. Sedangkan sisi kerugiannya antara lain: terjadinya perubahan sifat fisis seperti pengerutan, perubahan warna, kekerasan dan sebagainya. Perubahan kualitas kimia antara lain : penurunan kandungan vitamin C maupun terjadinya pencoklatan demikian pula kualitas organoleptisnya (Susanto, 1994).
Tujuan dari pengeringan adalah:
1.Daya simpan bahan lebih lama karena kadar air dalam bahan relatif lebih rendah sehingga kerusakan enzim maupun mikroorganisme dapat lebih ditekan.
2.Dapat dihasilkan produk yang bernilai ekonomis lebih tinggi.
3.Mempermudah distribusi karena umumnya bahan yang telah dikeringkan mempunyai berat yang lebih ringan dan bentuk lebih ringkas.
4.Bahan dapat lebih awal dipanen.
Faktor-faktor utama yang mempengaruhi kecepatan pengeringan dari suatu bahan pangan adalah:
1.Sifat fisik dan kimia produk (bentuk, ukuran, komposisi dan kadar air).
2.Pengaturan geometris produk sehubungan dengan permukaan alat atau media perantara pemindah panas (seperti nampan untuk pengeringan).
3.Sifat-sifat fisik dari lingkungan alat pengering (suhu, kelembaban dan kecepatan udara) (Tim Penyusun, 2009).
III. METODOLOGI PRAKTIKUM
A.Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah:
a.Timbangan digital
b.Thermometer
c.Oven
d.desikator
e.Cawan
f.Pisau
g.Penggaris
h.Label
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah buah pir
B. Prosedur kerja
1.Bahan dan alat disiapkan.
2.Nampan, cawan dan bahan (buah pir) ditimbang.
3.Suhu pengeringan dan debit aliran udara pada oven dicatat.
4.Massa bahan setiap periode tertentu, sampai massa bahan konstan ditimbang.
IV.HASIL DAN PEMBAHASAN
A.Hasil
Hasil pengamatan
Perhitungan
1.
Cawan 1
Kabb =
= 80,95 %
Kabk =
= 425%
Cawan 2
Kabb =
= 92,68%
Kabk =
= 1266,67%
Kadar air rata-rata
Bk = = 845,835 %
Bb = = 86,815 %
Massa bahan = 50 gram
Kadar air bb = 86,815 %
Kadar air bk = 845,835 %
Ka bb =
86,815 =
43,4075 = X x 100 %
43,4075 = X
Massa padatan = 50 – 43,4075
= 6,5925 gram
t (waktu; menit)
Massa sampel bahan (g)
Ka (%bk)
Ka bb
Kabb/dt kabk/dt
0
50
858,4376
86,815
0 0
20
48,3
632,651
86,351
0,0232 1,2893
40
47,7
623,549
86,179
0,006 11,2893
60
47,0
612,931
85,973
0,0103 0,5309
80
46,3
602,313
85,761
0,0106 0,5309
100
120
45,6
45,3
591,695
587,145
85,543
85,447
0,0109 0,5309
0,0048 0,2275
B.Pembahasan
Pengeringan merupakan proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas.
Pengeringan untuk mengawetkan bahan pangan hasil pertanian dapat dilakukan dengan beberapa cara tergantung sifat bahan, kegunaan serta nilai ekonomisnya antara lain: penjemuran (sun drying), pengeringan buatan (artificial drying), pengeringan secara pembekuan (free drying) dan dehidrasi parsial dengan osmosis (osmotic dehydration). Sedangkan proses pengeringan terbagi dalam tiga kategori, yaitu:
1.Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfir.
2.Pengeringan hampa udara
3.Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan air terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan tinggi.
4.Pengeringan beku
Pengeringan beku terjadiapabila uap air disublimasikan keluar dari bahan pangan beku. Struktur bahan pangan dipertahankan dengan baik pada kondisi ini. Suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam alat pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi.
Pengeringan yang dilakukan pada suatu bahan pertanian memiliki maksud tertentu yang ingin dicapai antara lain agar produk dapat disimpan lebih lama, mempertahankan daya fisiologi biji-bijian/benih, mendapatkan kualitas yang lebih baik, sehingga alat pengering yang digunakan saat proses pengeringanpun harus diperhatikan dengan baik. Selain dari karakteristik dan proses pengeringan yang berlangsung, alat pengering juga berpengaruh terhadap proses pengeringan
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada 2 golongan, yaitu:
1)Faktor yang berhubungan dengan udara pengering
Yang termasuk dalam golongan ini adalah suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering, dan kelembaban udara.
2)Faktor yang berhubungan dengan sifat bahan
Yang termasuk dalam golongan ini adalah ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial dalam bahan.
Beberapa mekanisme aliran internal air yang dapat berlangsung :
a.Diffusi
Pergerakan ini terjadi bila equilibrium moisture content berada di bawah titik jenuh atmosferik dan padatan dengan cairan di dalam sistem bersifat mutually soluble.
b. Capillary flow
Cairan bergerak mengikuti gaya gravitasi dan kapilaritas. Pergerakan ini terjadi bila equilibrium moisture content berada di atas titik jenuh atmosferik.
Proses pengeringan terbagi dalam tiga kategori, yaitu:
1)Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfir.
Dalam hal ini panas dipindahkan menembus bahan pangan, baik dari udara maupun permukaan yang dipanaskan. Uap air dipindahkan dengan udara.
2)Pengeringan hampa udara
Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan air terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan tinggi. Panas yang dipindahkan dalam pengeringan hampa udara pada umumnya secara konduksi, kadang-kadang secara pemancaran.
3)Pengeringan beku
Pada pengeringan beku, uap air disublimasikan keluar dari bahan pangan beku. Struktur bahan pangan dipertahankan dengan baik pada kondisi ini. Suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam alat pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi.
Semakin lama waktu pengeringan dalam pengering kabinet semakin kecil massa pada bahan tersebut.
Grafik hubungan waktu v/s kabk
Grafik hubungan kabk/dt v/s kabk
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada dua golongan, yaitu:
1.Faktor yang berhubungan dengan udara pengering, yaitu suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering dan kelembaban udara.
2.Faktor yang barhubungan dengan sifat bahan yang dikeringkan, yaitu ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial di dalam bahan.
V.KESIMPULAN DAN SARAN
A.Kesimpulan
1.Pengering berfungsi untuk mengeringkan bahan baku pangan sebelum diolah lebih lanjut
2.Pengeringan merupakan proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air
3.Faktor yang mempengaruhi pengeringan antara lain jenis bahan pangan, kandungan air dalam bahan pangan, kecepatan pada alat pengeringan.
4.Energi yang digunakan untuk pengeringan buah pir adalah 198 Kj/ gram
B.Saran
1.Suasana praktikum sebaiknya lebih dikondusifkan lagi untuk menunjang terlaksananya kegiatan praktikum dengan baik
2.Penambahan fasilitas praktikum terutama peralatan yang lebih memadai
3.Perlu adanya persiapan yang matang dalam melakukan praktikum sehingga dapat memperlancar jalanya praktikum
DAFTAR PUSTAKA
Hardjosentono, M. 1983. Mesin-Mesin Pertanian. CV. Vasa Guna, Jakarta.
Pantastico, B. ER. 1986. Fisiologi Pasca Panen. Terjemahan oleh Kamariyani, Ir. Prof. 1989. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Sathu, Suyanti. 1996. Penanganan dan Pengolahan Buah. Penebar Swadaya. Jakarta.
Susanto, Tri. 1994. Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian. PT. Bina Ilmu. Surabaya.
Sularso. 1997. Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita, Jakarta
Tim penyusun. 2010. Modul Praktikum Teknik Pengawetan dan Pengolahan Hasil Pertanian. Fakultas Pertanian, UNSOED.
Wirakartakusumah, A. 1992. Peralatan dan Unit Proses Industri Pangan. IPB. Bogor
TEKNIK PENGOLAHAN PANGAN
KARAKTERISTIK PENGERINGAN PADA PRODUK PERTANIAN
Oleh:
AHMAD SHODIK
A1H008029
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2010
I.PENDAHULUAN
A.Latar Belakang
Pengawetan makanan dapat dilakukan dengan beberapa teknik baik yang menggunakan teknologi tinggi maupun teknologi sederhana. Caranya pun beragam dengan berbagai tingkat kesulitan. Namun inti dari pengawetan makanan adalah suatu upaya untuk menahahan laju pertumbuham mikroorganisme pada makanan. Teknik pengolahan dan pengawetan makanan itu ada beberapa cara, yaitu: pendinginan, pengeringan, pengalengan, pengemasan, penggunaan bahan kimia, penggunaan zat aditif (tambahan) dan pemanasan.
Proses pengeringan merupakan proses pangan yang pertama dilakukan untuk mengawetkan makanan. Selain untuk mengawetkan bahan pangan yang mudah rusak atau busuk pada kondisi penyimpanan sebelum digunakan, pengeringan pangan juga menurunkan biaya dan mengurangi kesulitan dalam pengemasan, penanganan, pengangkutan dan penyimpanan, karena dengan pengeringan bahan menjadi padat dan kering, sehingga volume bahan lebih ringkas, mudah dan hemat ruang dalam pengangkutan, pengemasan maupun penyimpanan. Disamping itu banyak bahan pangan yang hanya dikonsumsi setelah dikeringkan, seperti teh, kopi, coklat dan beberapa jenis biji-bijian.
Proses pengeringan merupakan salah satu penanganan bahan pangan untuk menjaga pengawetan bahan pangan lebih lama. Proses pengeringan pada dasarnya ditentukan oleh pengaturan suhu yang baik yang merupakan faktor terpenting dalam pengawetan pangan dan mutu bahan pangan yang dihasilkan.
Walaupun manusia telah menggunakan makanan yang dikeringkan sejak ribuan tahun yang lalu, pengeringan buatan untuk bahan pangan baru sekitar dua abad yang lalu. Yang dimaksud pengeringan buatan disini adalah pengeringan dengan menggunakan sumber panas artifisal untuk menggantikan panas sinar matahari. Kadang-kadang istilah dehidrasi digunakan untuk menunjukkan pengeringan buatan untuk membedakan dengan pengeringan penjemuran.
Beberapa tipe pengering digunakan untuk bahan padat. Dalam hal ini bahan pangan dikeringkan dalam baki, pada ban berjalan atau pada rak tanpa wadah. Sedangkan ‘spray dryer’ dan ‘drum dryer’ hanya bisa digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk cair. Klasifikasi lain alat pengering adalah pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Dalam pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diuapkan. Dalam pengeringan vakum bahan yang dikeringkan harus diletakkan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas.
Pengeringan dapat diartikan pula sebagai proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas. Tujuan pengeringan adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti. Dengan demikian bahan yang dikeringkan dapat mempunyai waktu simpan yang lebih lama.
Kandungan air yang terdapat pada suatu bahan terdiri dari beberapa jenis. Masing-masing Janis air bahan tersebut adalah :
1.Air bebas (free water)
Bagian air ini terdapat pada permukaan bahan dapat dipergunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya serta dapat pula dijadikan sebagai media reaksi-reaksi kimiawi. Air bebas ini dapat dengan mudah diuapkan pada proses pengeringan untuk menguapkan air bebas diperlukan energi yang lebih sedikit dibandingkan dengan menguapkan air terikat. Air yang dapat diuapkan disebut vaporable water. Bila air bebas ini diuapkan seluruhnya, kadar air bahan berkisar antara 12%-25%, tergantung pada jenis bahan serta suhu.
2.Air yang terikat secara fisik
Merupakan bagian air bahan yang terdapat dalam jaringan matriks bahan (tenunan bahan) karena adanya ikatan-ikatan fisik. Bagian air ini terdiri dari :
a. Air terikat menurut sistem kapiler
Karena adanya pipa-pipa kapiler maka dapat terjadi pergerakan air pada bahan.
b. Air absorpsi
Air ini terdapat pada tenunan-tenunan bahan karena adanya tenaga penyerapan dari dalam bahan. Air ini akan menyebabkan pengembangan volume bahan. Akan tetapi air ini tidak merupakan komponen penyusunan bahan tersebut.
c. Air yang terkurung diantara tenunan bahan karena adanya hambatan mekanis. Biasanya terdapat pada bahan yang berserat. Air ini sangat sukar diuapkan pada proses pengeringan. Untuk menguapkannya harus dibantu dengan jalan merusak struktur jaringan penyusun bahan tersebut, misalnya dengan jalan penghancuran (Taib, 1998).
B.Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah:
1.Menentukan kurva pengeringan
2.Mengetahui laju pengeringan
3.Menentukan kadar air kesetimbangan
4.Menentukan waktu pengeringan
5.Menentukan konstanta pengeringan
6.Menganalisa mutu produk hasil pengeringan
II.TINJAUAN PUSTAKA
Hall (1957) menyatakan proses pengeringan adalah proses pengambilan atau penurunan kadar air sampai batas tertentu sehingga dapat memperlambat laju kerusakan biji-bijian akibat aktivitas biologis dan kimia sebelum bahan diolah.
Pengeringan adalah metode untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian aiar dari suatu bahan dengan cara menguapkannya hingga kadar air kesetimbangan dengan kondisi udara normal atau kadar air yang setara dengan nilai aktivitas air (Aw) yang aman dari kerusakan mikrobiologis, enzimatis, dan kimiawi.Sedangkan dehidrasi adalah proses pengeluaran atau penghilangan air dari suatu bahan dengan cara menguapkannya hingga kadar air yang sangat rendah mendekati nol.
Bahan pangan yang dikeringkan pada umumnya berubah warnanya menjadi coklat. Perubahan warna tersebut disebabkan reaksi browning, baik enzimatik maupun non-enzimatik. Reaksi browning non-enzimatik yang paling sering terjadi adalah reaksi antara asam amino dan gula reduksi. Reaksi asam-asam amino dengan gula pereduksi dapat menurunkan nilai gizi protein yang terkandung di dalamnya. (Winarno et al., 1993).
Beberapa klasifikasi alat pengering yang dapat digunakan antara lain: pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Pada pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diuapkan. Sedangkan dalam pengering vakum bahan yang dikeringkan harus diletakkan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas. Berdasarkan sistem pengumpanan bahan, pengering diklasifikasikan menjadi pengering kontinue dan pengering tipe batch. Pengering kabinet atau yang biasa disebut dengan “tray dryer”dapat dikelompokkan sebagai pengering batch konveksi udara yang biasanya ditunjukkan untuk operasi kecil (Wirakartakusumah,et.al,.1992).
Menurut Earle (1982), pengeringan bahan pangan dapat diartikan sebagai proses pemisahan air dari suatu bahan pangan dengan maksud untuk mengawetkan bahan pangan dalam penyimpanan. Kadar air bahan dalam proses pengeringan diturunkan sampai kesuatu tingkat yang memungkinkan untuk dapat menahan atau menghambat pertumbuhan mikroba atau reaksi lainnya. Tujuan lain dari pengeringan adalah mengurangi volume produk sehingga akan meningkatkan efisiensi dalam pengangkutan maupun penyimpanan dari produk yang bersangkutan. Jadi pengeringan bahan pangan adalah merupakan salah satu unit operasi yang penting dalam proses pengolahan bahan pangan.
Beberapa tipe pengering digunakan untuk bahan padat. Dalam hal ini bahan pangan dikeringkan dalam baki, pada ban berjalan atau pada rak tanpa wadah. Sedangkan spray dryer dan drum dryer hanya bisa digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk cair. Klasifikasi lain alat pengering adalah pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Dalam pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diupkan. Dalam pengeringan vakum bahan yang dikeringkan harus diletakan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas. Berdasarkan sistem pengumpanan bahan, pengering diklasifikasikan menjadi pengering kontinyu dan pengering tipe batch.
Karena proses utama dalam pengeringan adalah penguapan air dari bahan pangan, maka perlu terlebih dahulu diketahui karakteristik hidratasi yaitu sifat-sifat bahan pangan yang meliputi interaksi antara bahan tersebut dengan molekul air yang dikandungnya, molekul air di udara sekitarnya serta faktor-faktor yang mempengaruhi sifat-sifat tersebut.
Menurut Taib et al.,(1988), dasar proses pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan udara lebih sedikit atau dengan kata lain udara mempunyai kelembaban nisbi yang rendah, sehingga terjadi penguapan selama proses pengeringan, energi yang diterima oleh bahan digunakan untuk menaikkan suhu bahan dan menguapkan sejumlah air dari bahan.
Panas yang digunakan untuk menaikkan suhu bahan disebut panas sensible, sedangkan panas yang digunakan untuk menguapkan sejumlah air dari bahan disebut panas laten (Heldman and Singh, 1981). Besarnya panas sensible dapat dihitung dengan terlebih dahulu mengetahu besarnya panas spesifik bahan serta besarnya perubahan suhu bahan yang terjadi selama proses pengeringan.
Panas spesifik (Cp) bahan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Dickerson (1969) yaitu:
Cp = 1.675 + 0.025 (kadar air)
Beberapa keuntungan dari pemakaian teknologi pengeringan pada sayur dan buah antara lain: bahan menjadi lebih awet, volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan, berat bahan juga menjadi berkurang sehingga memudahkan pengangkutan, dengan demikian diharapkan biaya produksi menjadi lebih murah. Sedangkan sisi kerugiannya antara lain: terjadinya perubahan sifat fisis seperti pengerutan, perubahan warna, kekerasan dan sebagainya. Perubahan kualitas kimia antara lain : penurunan kandungan vitamin C maupun terjadinya pencoklatan demikian pula kualitas organoleptisnya (Susanto, 1994).
Tujuan dari pengeringan adalah:
1.Daya simpan bahan lebih lama karena kadar air dalam bahan relatif lebih rendah sehingga kerusakan enzim maupun mikroorganisme dapat lebih ditekan.
2.Dapat dihasilkan produk yang bernilai ekonomis lebih tinggi.
3.Mempermudah distribusi karena umumnya bahan yang telah dikeringkan mempunyai berat yang lebih ringan dan bentuk lebih ringkas.
4.Bahan dapat lebih awal dipanen.
Faktor-faktor utama yang mempengaruhi kecepatan pengeringan dari suatu bahan pangan adalah:
1.Sifat fisik dan kimia produk (bentuk, ukuran, komposisi dan kadar air).
2.Pengaturan geometris produk sehubungan dengan permukaan alat atau media perantara pemindah panas (seperti nampan untuk pengeringan).
3.Sifat-sifat fisik dari lingkungan alat pengering (suhu, kelembaban dan kecepatan udara) (Tim Penyusun, 2009).
III. METODOLOGI PRAKTIKUM
A.Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah:
a.Timbangan digital
b.Thermometer
c.Oven
d.desikator
e.Cawan
f.Pisau
g.Penggaris
h.Label
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah buah pir
B. Prosedur kerja
1.Bahan dan alat disiapkan.
2.Nampan, cawan dan bahan (buah pir) ditimbang.
3.Suhu pengeringan dan debit aliran udara pada oven dicatat.
4.Massa bahan setiap periode tertentu, sampai massa bahan konstan ditimbang.
IV.HASIL DAN PEMBAHASAN
A.Hasil
Hasil pengamatan
Perhitungan
1.
Cawan 1
Kabb =
= 80,95 %
Kabk =
= 425%
Cawan 2
Kabb =
= 92,68%
Kabk =
= 1266,67%
Kadar air rata-rata
Bk = = 845,835 %
Bb = = 86,815 %
Massa bahan = 50 gram
Kadar air bb = 86,815 %
Kadar air bk = 845,835 %
Ka bb =
86,815 =
43,4075 = X x 100 %
43,4075 = X
Massa padatan = 50 – 43,4075
= 6,5925 gram
t (waktu; menit)
Massa sampel bahan (g)
Ka (%bk)
Ka bb
Kabb/dt kabk/dt
0
50
858,4376
86,815
0 0
20
48,3
632,651
86,351
0,0232 1,2893
40
47,7
623,549
86,179
0,006 11,2893
60
47,0
612,931
85,973
0,0103 0,5309
80
46,3
602,313
85,761
0,0106 0,5309
100
120
45,6
45,3
591,695
587,145
85,543
85,447
0,0109 0,5309
0,0048 0,2275
B.Pembahasan
Pengeringan merupakan proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas.
Pengeringan untuk mengawetkan bahan pangan hasil pertanian dapat dilakukan dengan beberapa cara tergantung sifat bahan, kegunaan serta nilai ekonomisnya antara lain: penjemuran (sun drying), pengeringan buatan (artificial drying), pengeringan secara pembekuan (free drying) dan dehidrasi parsial dengan osmosis (osmotic dehydration). Sedangkan proses pengeringan terbagi dalam tiga kategori, yaitu:
1.Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfir.
2.Pengeringan hampa udara
3.Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan air terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan tinggi.
4.Pengeringan beku
Pengeringan beku terjadiapabila uap air disublimasikan keluar dari bahan pangan beku. Struktur bahan pangan dipertahankan dengan baik pada kondisi ini. Suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam alat pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi.
Pengeringan yang dilakukan pada suatu bahan pertanian memiliki maksud tertentu yang ingin dicapai antara lain agar produk dapat disimpan lebih lama, mempertahankan daya fisiologi biji-bijian/benih, mendapatkan kualitas yang lebih baik, sehingga alat pengering yang digunakan saat proses pengeringanpun harus diperhatikan dengan baik. Selain dari karakteristik dan proses pengeringan yang berlangsung, alat pengering juga berpengaruh terhadap proses pengeringan
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada 2 golongan, yaitu:
1)Faktor yang berhubungan dengan udara pengering
Yang termasuk dalam golongan ini adalah suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering, dan kelembaban udara.
2)Faktor yang berhubungan dengan sifat bahan
Yang termasuk dalam golongan ini adalah ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial dalam bahan.
Beberapa mekanisme aliran internal air yang dapat berlangsung :
a.Diffusi
Pergerakan ini terjadi bila equilibrium moisture content berada di bawah titik jenuh atmosferik dan padatan dengan cairan di dalam sistem bersifat mutually soluble.
b. Capillary flow
Cairan bergerak mengikuti gaya gravitasi dan kapilaritas. Pergerakan ini terjadi bila equilibrium moisture content berada di atas titik jenuh atmosferik.
Proses pengeringan terbagi dalam tiga kategori, yaitu:
1)Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfir.
Dalam hal ini panas dipindahkan menembus bahan pangan, baik dari udara maupun permukaan yang dipanaskan. Uap air dipindahkan dengan udara.
2)Pengeringan hampa udara
Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan air terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan tinggi. Panas yang dipindahkan dalam pengeringan hampa udara pada umumnya secara konduksi, kadang-kadang secara pemancaran.
3)Pengeringan beku
Pada pengeringan beku, uap air disublimasikan keluar dari bahan pangan beku. Struktur bahan pangan dipertahankan dengan baik pada kondisi ini. Suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam alat pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi.
Semakin lama waktu pengeringan dalam pengering kabinet semakin kecil massa pada bahan tersebut.
Grafik hubungan waktu v/s kabk
Grafik hubungan kabk/dt v/s kabk
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada dua golongan, yaitu:
1.Faktor yang berhubungan dengan udara pengering, yaitu suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering dan kelembaban udara.
2.Faktor yang barhubungan dengan sifat bahan yang dikeringkan, yaitu ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial di dalam bahan.
V.KESIMPULAN DAN SARAN
A.Kesimpulan
1.Pengering berfungsi untuk mengeringkan bahan baku pangan sebelum diolah lebih lanjut
2.Pengeringan merupakan proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air
3.Faktor yang mempengaruhi pengeringan antara lain jenis bahan pangan, kandungan air dalam bahan pangan, kecepatan pada alat pengeringan.
4.Energi yang digunakan untuk pengeringan buah pir adalah 198 Kj/ gram
B.Saran
1.Suasana praktikum sebaiknya lebih dikondusifkan lagi untuk menunjang terlaksananya kegiatan praktikum dengan baik
2.Penambahan fasilitas praktikum terutama peralatan yang lebih memadai
3.Perlu adanya persiapan yang matang dalam melakukan praktikum sehingga dapat memperlancar jalanya praktikum
DAFTAR PUSTAKA
Hardjosentono, M. 1983. Mesin-Mesin Pertanian. CV. Vasa Guna, Jakarta.
Pantastico, B. ER. 1986. Fisiologi Pasca Panen. Terjemahan oleh Kamariyani, Ir. Prof. 1989. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Sathu, Suyanti. 1996. Penanganan dan Pengolahan Buah. Penebar Swadaya. Jakarta.
Susanto, Tri. 1994. Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian. PT. Bina Ilmu. Surabaya.
Sularso. 1997. Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita, Jakarta
Tim penyusun. 2010. Modul Praktikum Teknik Pengawetan dan Pengolahan Hasil Pertanian. Fakultas Pertanian, UNSOED.
Wirakartakusumah, A. 1992. Peralatan dan Unit Proses Industri Pangan. IPB. Bogor
laporan praktikum elektronika dasar acara 2
LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA
SIMULASI RANGKAIAN ELEKTRONIKA
MENGGUNAKAN MULTISIM
Oleh:
Ahmad Shodik
NIM AIH008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Multisim, the world’s only interactive circuit simulator, memungkinkan user untuk merancang produk lebih baik dengan lebih sedikit waktu. Multisim meliputi satu dari semua versi terintegrasi dari Multicap, membuat perangkat (tool) ideal dengan cara meniru dari rangkaian yang sebenarnya. Multisim 9 juga menawarkan integrasi dengan National Instruments LabVIEW dan Signal Express mengijinkan user untuk untuk mengintegrasikan desain dan mencobanya. Featuring unparalleled ease-of-use and packed with unique and powerfull functions, Multisim merupakan satu sejarah yang mengesankan yang telah membuat simulator paling berhasil dalam industri dengan lebih dari 180.000 para pemakai di seluruh dunia.
B. Tujuan
1. Mengetahui tentang program simulasi pembuatan rangkain elektronika menggunakan software multisim.
2. Mengetahui fungsi program multisim.
3. Mengetahui cara kerja pembuatan simulasi rangkain elektronika menggunakan software multisim.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling dihubungkan dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan tertutup. Rangkaian listrik terbatas pada elemen atau komponen yang memiliki dua buah terminal atau kutub pada kedua ujungnya. Pembatasan elemen atau komponen listrik pada rangkaian listrik dapat dikelompokkan kedalam elemen atau komponen aktif dan pasif (saintek.uin-suka.ac.id).
Berbicara mengenai Rangkaian Listrik, tentu tidak dapat dilepaskan dari pengertian dari rangkaian itu sendiri, dimana rangkaian adalah interkoneksi dari sekumpulan elemen atau komponen penyusunnya ditambah dengan rangkaian penghubungnya dimana disusun dengan cara-cara tertentu dan minimal memiliki satu lintasan tertutup. Dengan kata lain hanya dengan satu lintasan tertutup saja kita dapat menganalisis suatu rangkaian. Yang dimaksud dengan satu lintasan tertutup adalah satu lintasan saat kita mulai dari titik yang dimaksud akan kembali lagi ke titik tersebut tanpa terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat lintasan yang kita tempuh. Rangkaian listrik merupakan dasar dari teori rangkaian pada teknik elektro yang menjadi dasar atay fundamental bagi ilmu-ilmu lainnya seperti elektronika, sistem daya, sistem komputer, putaran mesin, dan teori kontrol (saintek.uin-suka.ac.id).
Membuat rangkaian elektronika tidaklah mudah, diperlukan suatu simulasi terlebih dahulu terhadap rangkaian elektronika yang akan dibuat agar rangkaian yang dibuat nantinya dapat bekerja optimal. Simulasi ini disamping menggambarkan rangkainnya juga memperhitungkan arus, daya, hambatan, tegangan, dsb yang ada dalam rangkaian tersebut, maka dari itu diperlukan suatu program khusus untuk membuat simulasi rangkaian elektronika ini.
Multisim merupakan salah satu software simulasi yang digunakan di lingkungan sistem komputer. Pengenalan ini meliputi cara merangkai, simulasi, pengunaan AC analisis, transient analisis, serta contoh contoh rangkaian (http://lab.binus.ac.id).
Penjelasan:
A. Title Bar, menunjukkan program yang aktif dan nama file yang telah disimpan. Tanda circuit 1 berarti kita belum menyimpan gambar kita.
B. Menu Bar, menunjukkan sejumlah perintah untuk semua fungsi kerja dari sofware multisim. Semakin banyak kita mengetahui fungsi dari setiap sub menu maka semakin efektif kita dalam mengoperasikan sofware multisim.
C. Standard toolbar, menunjukan tombol-tombol yang mewakili fungsi yang ada pada main menu yang sering digunakan.
D. Simulation toolbar, menunjukkan tombol-tombol untuk starting, stopping, dan fungsi simulasi lainnya.
E. Instruments toolbar, menunjukan tombol-tombol untuk setiap instrument seperti: AVO meter, osciloscop, dll.
F. Component toolbar, menunjukan tombol-tombol yang dapat membantu kita dalam memilih komponen-komponen.
G. Circuit window, menunjukan tempat kerja kita dimana rangkaian akan di desain.
H. Design toolbox, menunjukan navigasi tipe file yang berbeda yang telah kita buat. Kita dapat memilih file yang akan kita selesaikan tugasnya.
I. Spreadsheet view, membolehkan kita untuk melihat dan mengedit secara cepat parameter detail yang terdapat pada komponen seperti footprints, attribute dan designnya (multisim.htm).
A. Printed Circuit Board (PCB)
PCB adalah Papan Rangkaian Tercetak atau Printed Circuit Board merupakan suatu papan berlapis tembaga yang digunakan untuk memasang komponen elektronika. Lapisan tembaga berfungsi sebagai penghantar yang menghubungkan komponen satu dengan lainnya. Pembentukan jalur PCB dilakukan dengan cara eatching (pelarutan), dimana sebagian tembaga dilepaskan secara kimia dari suatu papan lapis tembaga kosong (blangko). Tembaga yang tersisa beserta alasnya itulah yang akan membentuk jalur pengawatan PCB. (TIM Penyusun,2008)
B. Diode
Diode adalah devais dua electrode yang berlaku sebagai konduktor satu arah. Diode tipe dasar adalah diode sambungan pn, yang terdiri atas bahan tipe p dan n yang dipisahkan oleh sambungan (junction) (Thomas Sri Widodo,2002). Dioda adalah alat elektronik berterminal dua. Aliran muatan tersebut hanya terjadi bila sebuah rangkaian listrik luar disediakan dan tenaga dibekalkan kepada alat tersebut. Kontrol aliran partikel dirampungkan dengan menggunakan sebuah tenaga luar yang dikesankan melalui dioda tersebut (Fisderald, 1981).
Diode adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 1 buah junction, sering disebut sebagai komponen 2 lapis (lapis N dan P) dan secara fisik digambarkan :
Bias diode adalah cara pemberian tegangan luar ke terminal diode. Apabila A diberi tegangan positif dan K diberi tegangan negative maka bias tersebut dikatakan bias maju (forward bias). Pada kondisi bias ini akan terjadi aliran arus dengan ketentuan beda tegangan yang diberikan ke diode atau VA-VK > Vj dan selalu positif. Sebaliknya apabila A diberi tegangan negative dan K diberi tegangan positif, arus yang mengalir (IR) jauh lebih kecil dari pada kondisi bias maju. Bias ini dinamakan bias mundur (reverse bias) pada arus maju (IF) diperlakukan baterai tegangan yang diberikan dengan IF tidak terlalu besar maupun tidak ada peningkatan IR yang cukup significant.
Diode Pertemuan PN
• Suatu pertemuan pn adalah kristal tunggal
semikonduktor yang pada satu sisinya mendapat
penyuntikan atom akseptor dan pada sisi yang lain
mendapat penyuntikan atom donor
• Pertemuan pn merupakan blok bangunan dasar (basic
building block) bagi piranti semikonduktor
• Diode pertemuan pn: pertemuan pn yang pada kedua
sisinya dilekatkan logam (metalurgical bond) sehingga
terdapat dua ujung logam yang merupakan terminal atau
elektrode, yakni anode pada sisi p dan katode pada
sisi n.
C. Transformator
Transformator memberikan cara yang sederhana untuk mengubah tegangan bolak-balik dari satu harga ke harga lainnya. Jika transformator menerima energi pada tegangan rendah dan mengubahnya menjadi tegangan yang lebih tinggi, disebut transformator penaik (step up). Jika transformator diberi energi pada tegangan tertentu dan mengubahnya menjadi tegangan yang lebih rendah, disebut transformator penurun (step down). Setiap transformator dapat dioperasikan baik sebagai transformator penaik maupun penurun, tetapi transformator yang memang dirancang untuk suatu tegangan, harus digunakan untuk tegangan tersebut (Lister,1988).
III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah
1. Laptop
2. Charger
3. Terminal Listrik (Rol Kabel)
4. Software Multisim
B. Cara Kerja
1. Perhatikan arahan teknis pelaksanaan praktikum yang diberikan Asisten.
2. Perhatikan gambar rangkaian elektronika yang akan digambar Praktikan dari Asisten.
3. Mulailah menggambar rangkaian elektronika menggunakan multisim dengan menggunakan petunjuk-petunjuk yang telah diberikan Asisten kepada Praktikan.
4. Save gambar yang telah dibuat di salah satu folder/membuat folder baru.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
A. Pengertian Catu Daya
Catu daya elektronik (atau catu daya yang digunakan dalam elektronik) sering kali berarti sebagai pengubah (altering), pengendalian (controlling), atau pengaturan (regulating) daya listrik. Kata pengatur cukup padat artinya, termasuk penyearah gelombang (rectify), pengubah AC ke DC (invert), menghaluskan (regulasi), atau pengubah tingkat tegangan atau arus, dan beberapa teknik pengaturan juga terliput. Pengaturan penghantaran daya ke beban hanya dapat dilakukan dengan cara menyerap kelebihan daya tadi ke dalam piranti pengatur. Bila kita memperhatikan efisiensi energi, maka untuk mendapatkan hal ini kita perlu penelitian yang lebih mendalam.
Sebaliknya, ada teknik untuk mengatur daya beban tanpa meneimbulkan disipasi daya dalam piranti pengatur. Terlihat pada gambar 1-1. Mungkin masih ada lagi lainnya, tetapi pada dasarnya sama saja. Metoda dasar pengaturan daya listrik ke beban . Banyak cara menggantikan piranti trafo, atau penguat magnetik (magnetic amplifier, biasa disingkat dengan Megamp), dan rheostat, dengan piranti lain seperti transistor, tabung dan thermosistor.
B. Pembahasan
Multisim merupakan salah satu software simulasi yang digunakan di lingkungan sistem komputer. Pengenalan ini meliputi cara merangkai, simulasi, pengunaan AC analisis, transient analisis, serta contoh contoh rangkaian.
Multisim digunakan sebagai simulasi terhadap kegiatan praktikum ini. Di antara kegunaan software multisim yaitu kita dapat membuat simulasi rangkaian elektronika sesuai dengan keinginan kita. Di dalamnya kita dapat mengukur besarnya arus, hambatan, dan tegangan menggunakan icon-icon yang tersedia di menu software multisim.
Cara kerja software multisim yaitu:
1. Klik icon program multisim pada desktop.
2. Setelah jendela program multisim terbuka, mulailah merangkai komponen-komponen elektronika dengan cara mengeklik dua kali komponen yang dipilih.
3. Komponen-komponen elektronika akan muncul dalam keadaan bebas. Untuk menghubungkannya, klik ujung komponen yang satu kemudian hubungkan dengan ujung komponen yang lainnya kemudian lepaskan dengan mengekliknya dua kali.
4. Setelah komponen-komponen tersebut terakit, ukur nilai-nilai yang akan diukur (V, I, R) dengan menggunakan alat ukur yang sudah tersedia pada multisim dengan cara meletakan alat ukur tersebut diantara dua ujung komponen tersebut.
5. Setelah itu, simpan rangkaian yang sudah dibuat di menu file – save.
Arus Listrik
Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang mengalir dalam satuan waktu dengan simbol i (dari kata Perancis : intensite), dengan kata lain arus adalah muatan yang bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang. Muatan akan bergerak jika ada energi luar yang memepengaruhinya. Muatan adalah satuan terkecil dari atom atau sub bagian dari atom. Dimana dalam teori atom modern menyatakan atom terdiri dari partikel inti (proton bermuatan + dan neutron bersifat netral) yang dikelilingi oleh muatan elektron (-), normalnya atom bermuatan netral. Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif dan muatan negatif Arah arus searah dengan arah muatan positif (arah arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran elektron. Suatu partikel dapat menjadi muatan positif apabila kehilangan elektron dan menjadi muatan negatif apabila menerima elektron dari partikel lain. Coulomb adalah unit dasar dari International System of Units (SI) yang digunakan untuk mengukur muatan listrik.
Simbol: Q = muatan konstan
q = muatan tergantung satuan waktu
muatan 1 elektron = -1,6021 x 10-19 coulomb
1 coulomb = -6,24 x 1018 elektron
Secara matematis arus didefinisikan : I = dq/dt
Satuannya : Ampere (A)
Dalam teori rangkaian arus merupakan pergerakan muatan positif. Ketika terjadi beda potensial disuatu elemen atau komponen maka akan muncul arus dimana arah arus positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dan arah arus negatif mengalir sebaliknya.
Macam-macam arus :
1. Arus searah (Direct Current/DC)
Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu, artinya diaman pun kita meninjau arus tersebut pada waktu berbeda akan mendapatkan nilai yang sama.
2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)
Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai perida waktu: T).
Tegangan
Tegangan atau seringkali orang menyebut dengan beda potensial dalam bahasa Inggris voltage adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari satu terminal/kutub ke terminal/kutub lainnya, atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyai beda potensial jika kita menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu coulomb dari satu terminal ke terminal lainnya. Keterkaitan antara kerja yang dilakukan sebenarnya adalah energi yang dikeluarkan, sehingga pengertian diatas dapat dipersingkat bahwa tegangan adalah energi per satuan muatan.
Secara matematis : V = dw/dq
Satuannya : Volt (V)
Dua istilah yang seringkali dipakai pada Rangkaian Listrik, yaitu:
1. Tegangan turun/ voltage drop
Jika dipandang dari potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah dalam hal ini
dari terminal A ke terminal B.
2. Tegangan naik/ voltage rise
Jika dipandang dari potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi dalam hal ini
dari terminal B ke terminal A.
Hambatan
Hambatan adalah hasil kali antara tegangan dengan arus, sehingga antara hambatan dengan tegangan dan arus berbanding lurus. Oleh karena itu, jika nilai hambatannya besar maka nilai tegangan dan arusnya juga besar.
Secara matematis hambatan dirumuskan R = V x I; dimana R: hambatan (ohm), V: tegangan (volt), dan I: arus (ampere).
B. rinsip kerja catu daya linear
Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC.
C. Penyearah (rectifier)
Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar 1-2 berikut ini. Transformator diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.
Gambar 1-2 Rangkaian penyearah sederhana
Pada rangkaian ini, dioda berperan untuk hanya meneruskan tegangan positif ke beban RL. Ini yang disebut dengan penyearah setengah gelombang (half wave). Untuk mendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave) diperlukan transformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar 1-3.
Gambar 1-3 Rangkaian penyearah gelombang penuh
Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa yang berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT transformator sebagai common ground.. Dengan demikian beban R1 mendapat suplai tegangan gelombang penuh seperti gambar di atas. Untuk beberapa aplikasi seperti misalnya untuk men-catu motor DC yang kecil atau lampu pijar DC, bentuk tegangan seperti ini sudah cukup memadai. Walaupun terlihat di sini tegangan
ripple dari kedua rangkaian di atas masih sangat besar.
Gambar 1-4 Rangkaian penyearah setengah gelombang dengah filter C
Gambar 1-4 adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor C yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata. Gambar 1-5 menunjukkan bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah garis lurus dengan kemiringan tertentu, dimana pada keadaan ini arus untuk beban R1 dicatu oleh tegangan kapasitor. Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai dengan sifat pengosongan kapasitor.
Gambar 1-5 Bentuk gelombang dengan filter kapasitor
Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus I yang mengalir ke beban R. Jika arus I = 0 (tidak ada beban) maka kurva b-c akan membentuk garis horizontal. Namun jika beban arus semakin besar, kemiringan kurva b-c akan semakin tajam. Tegangan yang keluar akan berbentuk gigi gergaji dengan tegangan ripple yang besarnya adalah :
Vr = VM -VL …....... (1)
dan tegangan DC ke beban adalah VDC = VM + Vr/2 ..... (2)
Rangkaian penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki tegangan ripple paling kecil. VL adalah tegangan discharge atau pengosongan kapasitor C, sehingga dapat ditulis :
VL = VM e -T/RC .......... (3)
Jika persamaan (3) disubsitusi ke rumus (1), maka diperoleh :
Vr = VM (1 - e -T/RC) ...... (4)
Jika T << vr =" VM(T/RC)" vr =" I" t="Tp," t =" Tp" f =" 1/50" t =" 1/2" tp =" 0.01" c =" I.T/Vr" 75 =" 6600">
ELEKTRONIKA
SIMULASI RANGKAIAN ELEKTRONIKA
MENGGUNAKAN MULTISIM
Oleh:
Ahmad Shodik
NIM AIH008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Multisim, the world’s only interactive circuit simulator, memungkinkan user untuk merancang produk lebih baik dengan lebih sedikit waktu. Multisim meliputi satu dari semua versi terintegrasi dari Multicap, membuat perangkat (tool) ideal dengan cara meniru dari rangkaian yang sebenarnya. Multisim 9 juga menawarkan integrasi dengan National Instruments LabVIEW dan Signal Express mengijinkan user untuk untuk mengintegrasikan desain dan mencobanya. Featuring unparalleled ease-of-use and packed with unique and powerfull functions, Multisim merupakan satu sejarah yang mengesankan yang telah membuat simulator paling berhasil dalam industri dengan lebih dari 180.000 para pemakai di seluruh dunia.
B. Tujuan
1. Mengetahui tentang program simulasi pembuatan rangkain elektronika menggunakan software multisim.
2. Mengetahui fungsi program multisim.
3. Mengetahui cara kerja pembuatan simulasi rangkain elektronika menggunakan software multisim.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling dihubungkan dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan tertutup. Rangkaian listrik terbatas pada elemen atau komponen yang memiliki dua buah terminal atau kutub pada kedua ujungnya. Pembatasan elemen atau komponen listrik pada rangkaian listrik dapat dikelompokkan kedalam elemen atau komponen aktif dan pasif (saintek.uin-suka.ac.id).
Berbicara mengenai Rangkaian Listrik, tentu tidak dapat dilepaskan dari pengertian dari rangkaian itu sendiri, dimana rangkaian adalah interkoneksi dari sekumpulan elemen atau komponen penyusunnya ditambah dengan rangkaian penghubungnya dimana disusun dengan cara-cara tertentu dan minimal memiliki satu lintasan tertutup. Dengan kata lain hanya dengan satu lintasan tertutup saja kita dapat menganalisis suatu rangkaian. Yang dimaksud dengan satu lintasan tertutup adalah satu lintasan saat kita mulai dari titik yang dimaksud akan kembali lagi ke titik tersebut tanpa terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat lintasan yang kita tempuh. Rangkaian listrik merupakan dasar dari teori rangkaian pada teknik elektro yang menjadi dasar atay fundamental bagi ilmu-ilmu lainnya seperti elektronika, sistem daya, sistem komputer, putaran mesin, dan teori kontrol (saintek.uin-suka.ac.id).
Membuat rangkaian elektronika tidaklah mudah, diperlukan suatu simulasi terlebih dahulu terhadap rangkaian elektronika yang akan dibuat agar rangkaian yang dibuat nantinya dapat bekerja optimal. Simulasi ini disamping menggambarkan rangkainnya juga memperhitungkan arus, daya, hambatan, tegangan, dsb yang ada dalam rangkaian tersebut, maka dari itu diperlukan suatu program khusus untuk membuat simulasi rangkaian elektronika ini.
Multisim merupakan salah satu software simulasi yang digunakan di lingkungan sistem komputer. Pengenalan ini meliputi cara merangkai, simulasi, pengunaan AC analisis, transient analisis, serta contoh contoh rangkaian (http://lab.binus.ac.id).
Penjelasan:
A. Title Bar, menunjukkan program yang aktif dan nama file yang telah disimpan. Tanda circuit 1 berarti kita belum menyimpan gambar kita.
B. Menu Bar, menunjukkan sejumlah perintah untuk semua fungsi kerja dari sofware multisim. Semakin banyak kita mengetahui fungsi dari setiap sub menu maka semakin efektif kita dalam mengoperasikan sofware multisim.
C. Standard toolbar, menunjukan tombol-tombol yang mewakili fungsi yang ada pada main menu yang sering digunakan.
D. Simulation toolbar, menunjukkan tombol-tombol untuk starting, stopping, dan fungsi simulasi lainnya.
E. Instruments toolbar, menunjukan tombol-tombol untuk setiap instrument seperti: AVO meter, osciloscop, dll.
F. Component toolbar, menunjukan tombol-tombol yang dapat membantu kita dalam memilih komponen-komponen.
G. Circuit window, menunjukan tempat kerja kita dimana rangkaian akan di desain.
H. Design toolbox, menunjukan navigasi tipe file yang berbeda yang telah kita buat. Kita dapat memilih file yang akan kita selesaikan tugasnya.
I. Spreadsheet view, membolehkan kita untuk melihat dan mengedit secara cepat parameter detail yang terdapat pada komponen seperti footprints, attribute dan designnya (multisim.htm).
A. Printed Circuit Board (PCB)
PCB adalah Papan Rangkaian Tercetak atau Printed Circuit Board merupakan suatu papan berlapis tembaga yang digunakan untuk memasang komponen elektronika. Lapisan tembaga berfungsi sebagai penghantar yang menghubungkan komponen satu dengan lainnya. Pembentukan jalur PCB dilakukan dengan cara eatching (pelarutan), dimana sebagian tembaga dilepaskan secara kimia dari suatu papan lapis tembaga kosong (blangko). Tembaga yang tersisa beserta alasnya itulah yang akan membentuk jalur pengawatan PCB. (TIM Penyusun,2008)
B. Diode
Diode adalah devais dua electrode yang berlaku sebagai konduktor satu arah. Diode tipe dasar adalah diode sambungan pn, yang terdiri atas bahan tipe p dan n yang dipisahkan oleh sambungan (junction) (Thomas Sri Widodo,2002). Dioda adalah alat elektronik berterminal dua. Aliran muatan tersebut hanya terjadi bila sebuah rangkaian listrik luar disediakan dan tenaga dibekalkan kepada alat tersebut. Kontrol aliran partikel dirampungkan dengan menggunakan sebuah tenaga luar yang dikesankan melalui dioda tersebut (Fisderald, 1981).
Diode adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 1 buah junction, sering disebut sebagai komponen 2 lapis (lapis N dan P) dan secara fisik digambarkan :
Bias diode adalah cara pemberian tegangan luar ke terminal diode. Apabila A diberi tegangan positif dan K diberi tegangan negative maka bias tersebut dikatakan bias maju (forward bias). Pada kondisi bias ini akan terjadi aliran arus dengan ketentuan beda tegangan yang diberikan ke diode atau VA-VK > Vj dan selalu positif. Sebaliknya apabila A diberi tegangan negative dan K diberi tegangan positif, arus yang mengalir (IR) jauh lebih kecil dari pada kondisi bias maju. Bias ini dinamakan bias mundur (reverse bias) pada arus maju (IF) diperlakukan baterai tegangan yang diberikan dengan IF tidak terlalu besar maupun tidak ada peningkatan IR yang cukup significant.
Diode Pertemuan PN
• Suatu pertemuan pn adalah kristal tunggal
semikonduktor yang pada satu sisinya mendapat
penyuntikan atom akseptor dan pada sisi yang lain
mendapat penyuntikan atom donor
• Pertemuan pn merupakan blok bangunan dasar (basic
building block) bagi piranti semikonduktor
• Diode pertemuan pn: pertemuan pn yang pada kedua
sisinya dilekatkan logam (metalurgical bond) sehingga
terdapat dua ujung logam yang merupakan terminal atau
elektrode, yakni anode pada sisi p dan katode pada
sisi n.
C. Transformator
Transformator memberikan cara yang sederhana untuk mengubah tegangan bolak-balik dari satu harga ke harga lainnya. Jika transformator menerima energi pada tegangan rendah dan mengubahnya menjadi tegangan yang lebih tinggi, disebut transformator penaik (step up). Jika transformator diberi energi pada tegangan tertentu dan mengubahnya menjadi tegangan yang lebih rendah, disebut transformator penurun (step down). Setiap transformator dapat dioperasikan baik sebagai transformator penaik maupun penurun, tetapi transformator yang memang dirancang untuk suatu tegangan, harus digunakan untuk tegangan tersebut (Lister,1988).
III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah
1. Laptop
2. Charger
3. Terminal Listrik (Rol Kabel)
4. Software Multisim
B. Cara Kerja
1. Perhatikan arahan teknis pelaksanaan praktikum yang diberikan Asisten.
2. Perhatikan gambar rangkaian elektronika yang akan digambar Praktikan dari Asisten.
3. Mulailah menggambar rangkaian elektronika menggunakan multisim dengan menggunakan petunjuk-petunjuk yang telah diberikan Asisten kepada Praktikan.
4. Save gambar yang telah dibuat di salah satu folder/membuat folder baru.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
A. Pengertian Catu Daya
Catu daya elektronik (atau catu daya yang digunakan dalam elektronik) sering kali berarti sebagai pengubah (altering), pengendalian (controlling), atau pengaturan (regulating) daya listrik. Kata pengatur cukup padat artinya, termasuk penyearah gelombang (rectify), pengubah AC ke DC (invert), menghaluskan (regulasi), atau pengubah tingkat tegangan atau arus, dan beberapa teknik pengaturan juga terliput. Pengaturan penghantaran daya ke beban hanya dapat dilakukan dengan cara menyerap kelebihan daya tadi ke dalam piranti pengatur. Bila kita memperhatikan efisiensi energi, maka untuk mendapatkan hal ini kita perlu penelitian yang lebih mendalam.
Sebaliknya, ada teknik untuk mengatur daya beban tanpa meneimbulkan disipasi daya dalam piranti pengatur. Terlihat pada gambar 1-1. Mungkin masih ada lagi lainnya, tetapi pada dasarnya sama saja. Metoda dasar pengaturan daya listrik ke beban . Banyak cara menggantikan piranti trafo, atau penguat magnetik (magnetic amplifier, biasa disingkat dengan Megamp), dan rheostat, dengan piranti lain seperti transistor, tabung dan thermosistor.
B. Pembahasan
Multisim merupakan salah satu software simulasi yang digunakan di lingkungan sistem komputer. Pengenalan ini meliputi cara merangkai, simulasi, pengunaan AC analisis, transient analisis, serta contoh contoh rangkaian.
Multisim digunakan sebagai simulasi terhadap kegiatan praktikum ini. Di antara kegunaan software multisim yaitu kita dapat membuat simulasi rangkaian elektronika sesuai dengan keinginan kita. Di dalamnya kita dapat mengukur besarnya arus, hambatan, dan tegangan menggunakan icon-icon yang tersedia di menu software multisim.
Cara kerja software multisim yaitu:
1. Klik icon program multisim pada desktop.
2. Setelah jendela program multisim terbuka, mulailah merangkai komponen-komponen elektronika dengan cara mengeklik dua kali komponen yang dipilih.
3. Komponen-komponen elektronika akan muncul dalam keadaan bebas. Untuk menghubungkannya, klik ujung komponen yang satu kemudian hubungkan dengan ujung komponen yang lainnya kemudian lepaskan dengan mengekliknya dua kali.
4. Setelah komponen-komponen tersebut terakit, ukur nilai-nilai yang akan diukur (V, I, R) dengan menggunakan alat ukur yang sudah tersedia pada multisim dengan cara meletakan alat ukur tersebut diantara dua ujung komponen tersebut.
5. Setelah itu, simpan rangkaian yang sudah dibuat di menu file – save.
Arus Listrik
Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang mengalir dalam satuan waktu dengan simbol i (dari kata Perancis : intensite), dengan kata lain arus adalah muatan yang bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang. Muatan akan bergerak jika ada energi luar yang memepengaruhinya. Muatan adalah satuan terkecil dari atom atau sub bagian dari atom. Dimana dalam teori atom modern menyatakan atom terdiri dari partikel inti (proton bermuatan + dan neutron bersifat netral) yang dikelilingi oleh muatan elektron (-), normalnya atom bermuatan netral. Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif dan muatan negatif Arah arus searah dengan arah muatan positif (arah arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran elektron. Suatu partikel dapat menjadi muatan positif apabila kehilangan elektron dan menjadi muatan negatif apabila menerima elektron dari partikel lain. Coulomb adalah unit dasar dari International System of Units (SI) yang digunakan untuk mengukur muatan listrik.
Simbol: Q = muatan konstan
q = muatan tergantung satuan waktu
muatan 1 elektron = -1,6021 x 10-19 coulomb
1 coulomb = -6,24 x 1018 elektron
Secara matematis arus didefinisikan : I = dq/dt
Satuannya : Ampere (A)
Dalam teori rangkaian arus merupakan pergerakan muatan positif. Ketika terjadi beda potensial disuatu elemen atau komponen maka akan muncul arus dimana arah arus positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dan arah arus negatif mengalir sebaliknya.
Macam-macam arus :
1. Arus searah (Direct Current/DC)
Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu, artinya diaman pun kita meninjau arus tersebut pada waktu berbeda akan mendapatkan nilai yang sama.
2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)
Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai perida waktu: T).
Tegangan
Tegangan atau seringkali orang menyebut dengan beda potensial dalam bahasa Inggris voltage adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari satu terminal/kutub ke terminal/kutub lainnya, atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyai beda potensial jika kita menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu coulomb dari satu terminal ke terminal lainnya. Keterkaitan antara kerja yang dilakukan sebenarnya adalah energi yang dikeluarkan, sehingga pengertian diatas dapat dipersingkat bahwa tegangan adalah energi per satuan muatan.
Secara matematis : V = dw/dq
Satuannya : Volt (V)
Dua istilah yang seringkali dipakai pada Rangkaian Listrik, yaitu:
1. Tegangan turun/ voltage drop
Jika dipandang dari potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah dalam hal ini
dari terminal A ke terminal B.
2. Tegangan naik/ voltage rise
Jika dipandang dari potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi dalam hal ini
dari terminal B ke terminal A.
Hambatan
Hambatan adalah hasil kali antara tegangan dengan arus, sehingga antara hambatan dengan tegangan dan arus berbanding lurus. Oleh karena itu, jika nilai hambatannya besar maka nilai tegangan dan arusnya juga besar.
Secara matematis hambatan dirumuskan R = V x I; dimana R: hambatan (ohm), V: tegangan (volt), dan I: arus (ampere).
B. rinsip kerja catu daya linear
Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC.
C. Penyearah (rectifier)
Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar 1-2 berikut ini. Transformator diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.
Gambar 1-2 Rangkaian penyearah sederhana
Pada rangkaian ini, dioda berperan untuk hanya meneruskan tegangan positif ke beban RL. Ini yang disebut dengan penyearah setengah gelombang (half wave). Untuk mendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave) diperlukan transformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar 1-3.
Gambar 1-3 Rangkaian penyearah gelombang penuh
Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa yang berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT transformator sebagai common ground.. Dengan demikian beban R1 mendapat suplai tegangan gelombang penuh seperti gambar di atas. Untuk beberapa aplikasi seperti misalnya untuk men-catu motor DC yang kecil atau lampu pijar DC, bentuk tegangan seperti ini sudah cukup memadai. Walaupun terlihat di sini tegangan
ripple dari kedua rangkaian di atas masih sangat besar.
Gambar 1-4 Rangkaian penyearah setengah gelombang dengah filter C
Gambar 1-4 adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor C yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata. Gambar 1-5 menunjukkan bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah garis lurus dengan kemiringan tertentu, dimana pada keadaan ini arus untuk beban R1 dicatu oleh tegangan kapasitor. Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai dengan sifat pengosongan kapasitor.
Gambar 1-5 Bentuk gelombang dengan filter kapasitor
Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus I yang mengalir ke beban R. Jika arus I = 0 (tidak ada beban) maka kurva b-c akan membentuk garis horizontal. Namun jika beban arus semakin besar, kemiringan kurva b-c akan semakin tajam. Tegangan yang keluar akan berbentuk gigi gergaji dengan tegangan ripple yang besarnya adalah :
Vr = VM -VL …....... (1)
dan tegangan DC ke beban adalah VDC = VM + Vr/2 ..... (2)
Rangkaian penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki tegangan ripple paling kecil. VL adalah tegangan discharge atau pengosongan kapasitor C, sehingga dapat ditulis :
VL = VM e -T/RC .......... (3)
Jika persamaan (3) disubsitusi ke rumus (1), maka diperoleh :
Vr = VM (1 - e -T/RC) ...... (4)
Jika T << vr =" VM(T/RC)" vr =" I" t="Tp," t =" Tp" f =" 1/50" t =" 1/2" tp =" 0.01" c =" I.T/Vr" 75 =" 6600">
laporan praktikum MEKANIKA FLUIDA ACARA 3
LAPORAN PRAKTIKUM
MEKANIKA FLUIDA
PENENTUAN KEHILANGAN HEAD ALIRAN DALAM PIPA LURUS (hf)
Oleh :
Ahmad Shodik
NIM A1H008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Istilah Head loss muncul sejak diawalinya percobaan-percobaan hidrolika abad ke sembilan belas, yang sama dengan energi persatuan berat fluida. Namun perlu diingat bahwa arti fisik dari Head loss adalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Sehingga satuan Head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian.
Perhitungan Head loss didasarkan pada hasil percobaan dan analisa dimensi. Penurunan tekanan untuk aliran turbulen adalah fungsi dari angka Reynold, Re, perbandingan panjang dan diameter pipa, L/D serta kekasaran relatif pipa, e/D. Mengingat perhitungan Head loss adalah perhitungan yang cukup panjang dan kenyataan aplikasi program komputer telah digunakan pada perencanaan suatu sistem perpipaan maka dibutuhkan persamaan matematika untuk menentukan koefisien gesek sebagai fungsi dari angka Reynold dan kekasaran relatif. Salah satunya adalah persamaan Blasius yang dapat digunakan pada aliran turbulen.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menghitung kehilangan head aliran pada pipa (Hf).
II. TINJAUAN PUSTAKA
Head loss adalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Sehingga satuan Head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian.
Berdasarkan lokasi timbulnya kehilangan, secara umum kehilangan tekanan akibat gesekan atau kerugian ini dapat digolongkan menjadi 2 yaitu: kerugian mayor dan kerugian minor. Mempergunakan persamaan keseimbangan energi dan asumsi aliran berkembang penuh (fully developed) sehingga koefisien energi kinetik a1 = a2 dan penampang konstan maka :
di mana : hl : Head loss mayor
Jika pipa horisontal, maka z2 = z1 , maka :
atau Dp /r = hl
Jadi Head loss mayor dapat dinyatakan sebagai kerugian tekanan aliran fluida berkembang penuh melalui pipa penampang konstan.
Penurunan tekanan untuk aliran laminer, berkembang penuh, pada pipa horisontal, dapat dihitung secara analitis, diperoleh :
dimana :
m : kekentalan atau viskositas fluida
sehingga dengan memasukkan konsep angka Reynold maka Head loss menjadi :
Penurunan tekanan Untuk aliran turbulen, tidak dapat dihitung secara analitis karena pengaruh turbulensi yang menimbulkan perubahan keacakan sifat fluida. Perubahan sifat fluida yang acak tersebut belum dapat didekati dengan fungsi matematis yang ada saat ini. Perhitungan Head loss didasarkan pada hasil percobaan dan analisa dimensi. Penurunan tekanan untuk aliran turbulen adalah fungsi dari angka Reynold, Re, perbandingan panjang dan diameter pipa, L/D serta kekasaran relatif pipa, e/D.
Head loss mayor dihitung dari persamaan Darcy-Weisbach :
dimana :
f : koefisien gesek
Nilai kekasaran relatif pipa merupakan fungsi diameter pipa dan bahan pipa dapat ditentukan secara empiris.
Nilai f dipengaruhi bilangan reynold (Re) dan kekasaran relatif dinding pipa (e/d). Untuk menetapkan nilai f, harus diperhatikan kondisi berikut:
1. Re < f =" 64/Re."> 2100, aliran tersebut hidraulicaly smooth atau turbulent smooth.
3. Re > 4000 atau e/d besar, disebut aliran turbulen rought.
4. Aliran berada pada dua kondisi 2 dan 3 disebut aliran transisi.
Berdasarkan kondisi di atas, nilai f ditetapkan dengan rumus yang sesuai dengan jenis aliran seperti pada tabel berikut:
Tabel1. Rumus penetapan f
Jenis Aliran Rumus Penetapan f Kisaran Re
1. Laminer 64/Re Re<2100 f =" 0,361/Re0,25"> 4000
3. Transisi Re > 4000
4. Hydroulically tough atau wholly rought Re > 4000
Nilai koefisien f juga dapat diperoleh dengan menggunakan diagram Moody atau secara empiris dengan formula Darcy dan Hazen William.
Persamaan Manning
Persamaan Hazen William
Keterangan: n = koefisien Manning
CHW = koefisien Hazen Wiliam
Aliran laminer nilai koefisien gesek hanya fungsi angka Reynold, tidak dipengaruhi oleh kekasaran permukaan pipa. Namun dengan semakin tingginya angka Reynold koefisien gesekan hanya merupakan fungsi dari kekasaran relatif saja. Pada kondisi ini medan aliran dikatakan mencapai kekasaran penuh.
Mengingat perhitungan Head loss adalah perhitungan yang cukup panjang dan kenyataan aplikasi program komputer telah digunakan pada perencanaan suatu sistem perpipaan maka dibutuhkan persamaan matematika untuk menentukan koefisien gesek sebagai fungsi dari angka Reynold dan kekasaran relatif. Salah satunya adalah persamaan Blasius yang dapat digunakan pada aliran turbulen, pipa halus dengan angka Reynold, Re < panjang =" 1" diameter =" 2" cm =" 0,02" re =" 40,76," f =" 64/Re." re =" 40,76." f =" 64/Re,">
MEKANIKA FLUIDA
PENENTUAN KEHILANGAN HEAD ALIRAN DALAM PIPA LURUS (hf)
Oleh :
Ahmad Shodik
NIM A1H008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Istilah Head loss muncul sejak diawalinya percobaan-percobaan hidrolika abad ke sembilan belas, yang sama dengan energi persatuan berat fluida. Namun perlu diingat bahwa arti fisik dari Head loss adalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Sehingga satuan Head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian.
Perhitungan Head loss didasarkan pada hasil percobaan dan analisa dimensi. Penurunan tekanan untuk aliran turbulen adalah fungsi dari angka Reynold, Re, perbandingan panjang dan diameter pipa, L/D serta kekasaran relatif pipa, e/D. Mengingat perhitungan Head loss adalah perhitungan yang cukup panjang dan kenyataan aplikasi program komputer telah digunakan pada perencanaan suatu sistem perpipaan maka dibutuhkan persamaan matematika untuk menentukan koefisien gesek sebagai fungsi dari angka Reynold dan kekasaran relatif. Salah satunya adalah persamaan Blasius yang dapat digunakan pada aliran turbulen.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menghitung kehilangan head aliran pada pipa (Hf).
II. TINJAUAN PUSTAKA
Head loss adalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Sehingga satuan Head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian.
Berdasarkan lokasi timbulnya kehilangan, secara umum kehilangan tekanan akibat gesekan atau kerugian ini dapat digolongkan menjadi 2 yaitu: kerugian mayor dan kerugian minor. Mempergunakan persamaan keseimbangan energi dan asumsi aliran berkembang penuh (fully developed) sehingga koefisien energi kinetik a1 = a2 dan penampang konstan maka :
di mana : hl : Head loss mayor
Jika pipa horisontal, maka z2 = z1 , maka :
atau Dp /r = hl
Jadi Head loss mayor dapat dinyatakan sebagai kerugian tekanan aliran fluida berkembang penuh melalui pipa penampang konstan.
Penurunan tekanan untuk aliran laminer, berkembang penuh, pada pipa horisontal, dapat dihitung secara analitis, diperoleh :
dimana :
m : kekentalan atau viskositas fluida
sehingga dengan memasukkan konsep angka Reynold maka Head loss menjadi :
Penurunan tekanan Untuk aliran turbulen, tidak dapat dihitung secara analitis karena pengaruh turbulensi yang menimbulkan perubahan keacakan sifat fluida. Perubahan sifat fluida yang acak tersebut belum dapat didekati dengan fungsi matematis yang ada saat ini. Perhitungan Head loss didasarkan pada hasil percobaan dan analisa dimensi. Penurunan tekanan untuk aliran turbulen adalah fungsi dari angka Reynold, Re, perbandingan panjang dan diameter pipa, L/D serta kekasaran relatif pipa, e/D.
Head loss mayor dihitung dari persamaan Darcy-Weisbach :
dimana :
f : koefisien gesek
Nilai kekasaran relatif pipa merupakan fungsi diameter pipa dan bahan pipa dapat ditentukan secara empiris.
Nilai f dipengaruhi bilangan reynold (Re) dan kekasaran relatif dinding pipa (e/d). Untuk menetapkan nilai f, harus diperhatikan kondisi berikut:
1. Re < f =" 64/Re."> 2100, aliran tersebut hidraulicaly smooth atau turbulent smooth.
3. Re > 4000 atau e/d besar, disebut aliran turbulen rought.
4. Aliran berada pada dua kondisi 2 dan 3 disebut aliran transisi.
Berdasarkan kondisi di atas, nilai f ditetapkan dengan rumus yang sesuai dengan jenis aliran seperti pada tabel berikut:
Tabel1. Rumus penetapan f
Jenis Aliran Rumus Penetapan f Kisaran Re
1. Laminer 64/Re Re<2100 f =" 0,361/Re0,25"> 4000
3. Transisi Re > 4000
4. Hydroulically tough atau wholly rought Re > 4000
Nilai koefisien f juga dapat diperoleh dengan menggunakan diagram Moody atau secara empiris dengan formula Darcy dan Hazen William.
Persamaan Manning
Persamaan Hazen William
Keterangan: n = koefisien Manning
CHW = koefisien Hazen Wiliam
Aliran laminer nilai koefisien gesek hanya fungsi angka Reynold, tidak dipengaruhi oleh kekasaran permukaan pipa. Namun dengan semakin tingginya angka Reynold koefisien gesekan hanya merupakan fungsi dari kekasaran relatif saja. Pada kondisi ini medan aliran dikatakan mencapai kekasaran penuh.
Mengingat perhitungan Head loss adalah perhitungan yang cukup panjang dan kenyataan aplikasi program komputer telah digunakan pada perencanaan suatu sistem perpipaan maka dibutuhkan persamaan matematika untuk menentukan koefisien gesek sebagai fungsi dari angka Reynold dan kekasaran relatif. Salah satunya adalah persamaan Blasius yang dapat digunakan pada aliran turbulen, pipa halus dengan angka Reynold, Re < panjang =" 1" diameter =" 2" cm =" 0,02" re =" 40,76," f =" 64/Re." re =" 40,76." f =" 64/Re,">
Langganan:
Postingan (Atom)