Software Android yang bermanfaat tuk Teknik Elektro

Dunia di sekitar kita telah berubah jauh lebih cepat dari yang kita bayangkan. Dunia "komputasi" membuktikan pergeseran dari Desktop ke notebook, kemudian ke smartphone dan tablet (gadget). Dekade mendatang akan lebih terfokus pada komputasi mobile dan komputasi awan (cloud). Pada artikel ini, saya tunjukkan beberapa contoh nyata aplikasi yang dirilis di pasar Android (alias Google Play) yang dapat bermanfaat bagi setiap pebelajar/mahasiswa, guru/dosen ataupun orang yang bekerja di bidang Listrik dan Elektronika di Industri.  

Berikut ini adalah daftar beberapa aplikasi tersebut: 

 

 ElectroDroid - adalah aplikasi yang paling populer dan berguna di pasar Android untuk pengguna yang menekuni bidang elektronika. Aplikasi ini merupakan sekumpulan komponen dan alat-alat sederhana dan berguna seperti kalkulator kode warna Resistor, kalkulator nilai Filter, Kalkulator kode warna Induktor, kalkulator kode SMD resistor, kalkulator resistor LED, Adjustable voltage regulator/LM317 calculator, Heat dissipation, Battery Life calculator, Inductor design tool, Voltage Drop calculator, PCB Trace Width calculator, NE555 calculator, Power Calculator, Decibel Converter, Frequency Converter, Analog-Digital Converter, Y-Δ Transformation,dll. App ini juga memiliki koleksi diagram pin out dari port USB , Parallel port, port Ethernet, konektor VGA, konektor Firewire, dll dan sumber daya lainnya dan referensi yang berisi daftar database yang kontroler PIC mikro, spesifikasi ISP AVR dan PIC, Referensi berbagai simbol skematik, referensi kode ASCII, referensi Baterai, dll. Aplikasi ini telah didownload  dan direview oleh lebih dari 68,000,00 pengguna smartphone. Versi litenya memang gratis, tetapi disertai dengan iklan. Saudara juga dapat membeli versi yang bebas iklan  seharga US $3 di Play store Google. Mau tau lebih lanjut silahkan kunjungi situsnya http://electrodroid.it J

   

EveryCircuit - adalah sebuah aplikasi android sederhana dan indah yang membantu Saudara untuk membangun dan mensimulasikan ide-ide Saudara. App ini memiliki antarmuka yang sederhana yang dimulai dengan ruang kerja (workspace), dimana Saudara dapat mulai membangun sirkuit yang Saudara impikan atau sekedar untuk mengerjakan tugas /PR . Saudara dapat menambahkan beberapa komponen pasif seperti resistor, kapasitor, induktor, catu daya, sinyal, dll. Kemudian disambungkan dengan kawat penghubung (jumper) secara bersama-sama menjadi sebuah sirkuit (rangkaian). Saudara dapat mengubah nilai-nilai setiap komponen dan kemudian akhirnya me-Jalankan/men-Simulasikannya. Saudara akan melihat arus mengalir, bentuk gelombang masukan dan keluaran secara grafis, dll ketika Saudara menjalankan rangkaian itu. Bahkan Saudara dapat mengubah nilai-nilai komponen secara real time dan melihat perubahan output-nya secara langsung. Selain itu, para pengembang aplikasi telah menyediakan satu set contoh sirkuit yang aplikatif, seperti: penguat pembalik, sirkuit penyearah, regulator tegangan, dll yang dapat Saudara simulasikan secara langsung. Fitur menarik dari App ini adalah representasi grafis (berupa animasi) dari aliran elektron, sinyal input dan output yang membantu pengguna untuk memahami sirkuit dalam waktu singkat. Versi gratisnya tidak memiliki area ruang kerja(workspace) yang besar, sehingga membatasi jumlah komponen yang dapat Saudara mainkan. Selain itu, perpustakaan komponen juga dibatasi dalam aplikasi gratisnya. Mungkin ini trick yang sengaja dilakukan untuk mempromosikan aplikasi berbayar mereka - EveryCircuit Premium - yang mereka jual sekitar $10USD. Perusahaan tersebut telah menjual lebih dari 10.000 aplikasi. Hal ini menunjukkan orang-orang sangat tertarik dengan app tersebut. Saya sarankan Saudara mencoba yang Gratis, kemudian jika Saudara suka, silahkan membeli versi premiumnya.

PartSeeker - adalah sebuah aplikasi yang dipakai untuk mencari komponen elektronik. Sayangnya aplikasi ini tidak gratis, tetapi sisi baiknya adalah bahwa Saudara dapat membelinya hanya dengan $2 USD. Aplikasi ini dibuat dan dirilis oleh perusahaan (Iero) yang membuat aplikasi ElectroDroid (lihat di atas). Iero telah membuat aplikasi ini dengan menggunakan perpustakaan komponen yang sangat besar, yakni Octopart (komponen mesin pencari elektronik). Aplikasi ini akan sangat berguna saat Saudara sedang bepergian dan ingin mencari komponen menggunakan perangkat mobile Saudara (mungkin smartphone atau tab!). 

PIC Microdatabase – merupakan aplikasi gratis dari Iero, yang terintegrasi dengan aplikasi ElectroDroid. Aplikasi ini adalah tidak lebih dari sebuah database mikrokontroler PIC diproduksi oleh Microchip, Inc. Aplikasi ini berisi semua jenis keluarga PIC dan dsPIC dengan antarmuka pengguna yang sederhana. Fitur dan spesifikasi dari semua kontroler bersama dengan diagram pin out tersedia pada app ini. Fitur yang paling menarik adalah fungsi pencarian di mana Saudara dapat mencari kontroler dengan fitur tertentu yang Saudara inginkan. Sebagai contoh, Saudara dapat mencari kontroler PIC tertentu yang seperti PIC 10, dengan nilai-nilai EPROM tertentu, RAM tertentu, USB 2.0 atau fitur yang lebih tinggi, nilai osilator internal tertentu, dll. Aplikasi ini akan menampilkan semua kontroler PIC yang cocok dengan kriteria pencarian Saudara. Sejauh ini, lebih dari 10,0000 pengguna telah men-download aplikasi ini.

DroidTesla - adalah aplikasi gratis lain untuk simulasi sirkuit elektronik. Alat simulasi SPICE ini tenang mirip dengan aplikasi "EveryCircuit" yang disebutkan di atas dalam fungsi - berarti Saudara dapat membangun dan mensimulasikan sirkuit. Tapi mereka berdua (EveryCircuit dan DroidTesla) berbeda dalam antarmuka pengguna dan fitur yang disediakan. Saya menemukan versi gratis dari "EveryCircuit" jauh lebih menarik daripada DroidTesla. EveryCircuit memiliki sirkuit tertentu yang telah ditetapkan seperti rectifier halfwave, penguat pembalik dll yang Saudara hanya dapat memuat ke workspace dan mensimulasikan secara realtime.DroidTesla telah memberikan daftar contoh dalam versi aplikasi gratis mereka tetapi tidak satupun dari mereka beban dengan benar ke area kerja. Alasannya adalah sebagian contoh sirkuit mengandung komponen tertentu yang mungkin tersedia hanya pada versi komersial DroidTesla ini . User interface dari EveryCircuit jauh lebih baik daripada DroidTesla. Versi komersial DroidTesla ini mungkin jauh lebih baik daripada versi EveryCircuits premium, seperti DroidTesla memiliki set besar perpustakaan komponen untuk memilih dari. DroidTesla pasti akan lebih cemerlang dr EveryCircuit - jika jumlah perpustakaan komponen yang tersedia diperhitungkan. Kedua versi komersial aplikasi harga kompetitif. Jika "user interface" adalah pilihan utama Saudara, saya akan merekomendasikan EveryCircuit premium. Di sisi lain, jika jumlah komponen perpustakaan adalah pilihan pertama Saudara, saya akan merekomendasikan DroidTesla versi komersial

ElectronicsToolKit - adalah aplikasi gratis yang merupakan kumpulan dari alat-alat bantu sederhana, seperti: kalkulator kode warna resistor, kalkulator seri dan paralel, dll. Hampir semua alat yang yang tersedia di app ElectroDroid juga tersedia di App ini, kecuali untuk kalkulator Segitiga Daya (power triangle). Saya juga telah mencoba aplikasi ini karena gratis (dan saya telah menghabiskan beberapa waktu untuk men-download dan menguji aplikasi ini di Galaxy-tab) dan kalian juga bisa mencobanya. Lebih dari 10.000 pengguna telah mencoba aplikasi ini.

EquivalentResistanceSolver - adalah aplikasi gratis lain yang membantu Saudara untuk menghitung resistansi setara pada suatu sirkuit. Aplikasi ini mungkin tidak begitu berguna untuk seorang profesional. Dibutuhkan banyak waktu untuk membangun sebuah kombinasi rangkaian "Seri-Paralel". Tetapi app ini mungkin berguna bagi siswa yang belajar tentang konsep-konsep untuk pertama kalinya, misalnya siswa SMP, SMA atau SMK.

RF Pad Kalkulator - adalah aplikasi gratis yang membantu untuk menghitung nilai resistor yang dibutuhkan untuk membangun sebuah attenuator RF. 

AmpliCalc - adalah aplikasi sederhana dan gratis untuk menghitung nialai-nilai parameter penguat pembalik dan penguat non pembalik.

FilterCalc - adalah satu lagi aplikasi gratis dari pengembang yang sama dari Amplicalc, yang membantu untuk mewujudkan desain filter dengan mencari nilai yang sesuai. 

ControlCalc - adalah satu lagi aplikasi gratis dari pengembang yang sama dari Amplicalc, yang membantu dalam simulasi sistem tertutup dan terbuka, menghitung fungsi transfer respon & Saudara dapat menyimpan output sebagai PNG. 

Majelis M32 - adalah aplikasi lain yang menarik yang membantu Saudara untuk belajar bahasa assembly sendiri. Faktanya, aplikasi ini adalah simulator untuk prosesor M32.

Electronica - adalah aplikasi lain yang open source (kode sumber aplikasi ini tersedia untuk didownload secara gratis). Aplikasi ini juga merupakan kumpulan alat bantu sederhana dan mudah digunakan. App ini cocok bagi penguna yang antusias/ profesional atau bahkan mahasiswa.   

Ada beberapa aplikasi android gratis lainnya seperti Kalkulator Hukum Ohm, Kalkulator Timer 555 yang tidak disebutkan di sini. Alasannya sederhana, sebagian besar aplikasi "alat elektronik" seperti ElectroDroid, Electronica, ElectronicsToolsKit, dll telah memuat perhitungan tersebut di dalamnya! Nunggu apalagi saudaraku.... Ayo segera didownload en dicoba, ya! semangat!!!

Catatan: Artikel ini diadopsi dari http://www.circuitstoday.com/the-best-free-android-applications-for-the-electronics-electrical-engineers

Pengaruh Harmonisa Pada Transformator Distribusi

Transformator dirancang untuk menyalurkan daya yang dibutuhkan ke beban dengan rugi-rugi minimum pada frekuensi fundamentalnya. Arus harmonisa dan tegangan secara signifikan akan menyebabkan panas lebih. Ada 3 pengaruh yang menimbulkan panas lebih pada transformator ketika arus beban mengandung komponen harmonisa :

• Arus rms. Jika transformator kapasitasnya hanya untuk kVA yang dibutuhkan beban, arus harmonisa dapat mengakibatkan arus rms trafo menjadi lebih besar dari kapasitasnya. Meningkatnya arus rms menyebabkan rugi-rugi pada penghantar juga bertambah.
• Eddy-current loses. Arus induksi di dalam trafo yang disebabkan oleh fluks magnetik. Arus induksi ini mengalir di belitan, di inti, dan di badan penghantar lain yang terlingkupi oleh medan magnet dari transformator dan menyebabkan panas lebih. Komponen rugi-rugi trafo ini meningkat dengan kuadrat dari frekuensi arus penyebab eddy current. Oleh karena itu, ini menjadi komponen yang sangat penting dari rugi – rugi trafo yang menyebabkan pemanasan oleh harmonisa.
• Rugi Inti. Peningkatan rugi inti yang disebabkan oleh harmonisa bergantung pada pengaruh harmonisa pada tegangan yang diberikan dan rancangan dari inti trafo. Semakin besar distorsi tegangan maka semakin tinggi pula eddy current di laminasi inti. Peningkatan rugi inti karena harmonisa tidak sekritis dua rugi – rugi di atas.

Lampu TL

Lampu TL biasa disebut juga lampu neon adalah jenis lampu yang banyak dikonsumsi oleh masyarakat kita sebagai alat penerangan. Gambar 1 menunjukkan skema instalasi lampu TL.

Gambar 1. Lampu TL

Lampu TL bekerja dengan peralatan pengawalan (starter) yang dipasang paralel dan ballast yang dipasang secara seri. Apabila energi elektrik diberikan pada ujung – ujung terminal input lampu TL dengan konfigurasi seperti pada Gambar 1, maka arus ac akan mengalir melalui kumparan pada kutub-kutub lampu dan menghasilkan elektron-elektron yang akan berloncatan pada tabung kaca yang dilumuri ZnS. Dalam hal ini energi elektrik dikonversi menjadi energi kinektik yang kemudian menjadi energi cahaya yang dapat dipendarkan oleh ZnS. Sinar tersebut menjadi cahaya elektrik yang berguna sebagai penerangan.

Reference:

[1] Aripriharta, 2006. Desain Rangkaian Elektronik Sebagai Alternatif Pengganti Ballast Lampu TL Guna Penghematan Konsumsi Energi Elektrik. Dipa. UM

Mengenal Elektronika Daya

Definisi

Energi listrik memang tidak dapat dirasakan secara langsung manfaatnya oleh manusia. Akan tetapi, kebutuhan dan ketergantungan akan energi listrik sangat jelas terlihat pada kehidupan modern. Berbagai fasilitas seperti penerangan, pendingin ruangan, komputer, lemari es, perkakas mekanik, alat trasnportasi dalam gedung, seperti lift, escalator, penggerak peralatan industri memerlukan listrik sebagai catu dayanya. Bisa dikatakan bahwa, energi listrik merupakan kebutuhan pokok bagi manusia modern. Dalam hal ini, energi listrik perlu diubah terlebih dahulu menjadi bentuk energi lain, seperti cahaya, panas, gerak, dan sebagainya agar dapat dirasakan manfaatnya oleh manusia.

Selanjutnya, bagaimana dengan konversi dan kendali energi listrik itu? Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan perangkat elektronika modern. Kemampuan dan keluwesan perangkat elektronik tersebut harus mampu mewujudkan perangkat converter energy listrik yang handal dan efisien. Sangat perlu untuk mempertimbangkan bagaimana rangkaian elektronik dan sistem yang dirancang dapat menyelesaikan tantangan dalam konversi dan manajemen energi. Inilah yang merupakan inti dari elektronika daya. Jadi, elektronika daya didefinisikan sebagai sebuah disiplin ilmu yang mempelajari tentang konversi energy listrik, aplikasinya, dan devais atau perangkat elektronik. Atau dengan kata lain,  

Elektronika Daya merupakan salah satu bidang ilmu teknik, khususnya teknik elektro yang banyak mengulas tentang perilaku semikonduktor daya sebagai sakelar statis, berbagai jenis rangkaian konverter daya listrik, rangkaian dan teknik pemicuan semikonduktor, sampai dengan rangkaian pengamannya. Elektronika daya atau biasa disingkat "ELDA" (maaf... jangan ditanya kenapa disingkat elda ya...:) adalah integrasi dari beberapa bidang ilmu seperti sistem kendali, pemrosesan sinyal, elektronika, fisika semikonduktor, elektromagnetika, mesin listrik, sistem daya listrik, dan lain sebagainya. (baca: Rashid,2001)

Elektronika daya melibatkan studi tentang berbagai jenis topologi rangkaian elektronik yang digunakan sebagai pengendali aliran energi listrik. Rangkaian –rangkaian elektronik tersebut mampu bekerja pada level daya yang jauh lebih besar apabila dibandingkan dengan sebuah perangkat konverter yang berdiri sendiri.

Elektronika daya adalah teknologi untuk mengkonversi daya listrik dari satu bentuk ke bentuk lain dengan menggunakan konverter daya. Konverter daya berfungsi untuk mengatur parameter-parameter keluarannya, misalnya: tegangan, arus atau frekwensi. Konverter daya dirangkai dari komponen semikonduktor daya yang bekerja sebagai sakelar statis; disebut sakelar statis karena kontaknya tidak bergerak. Prilaku ON-OFF dari komponen semikonduktor daya dapat diatur sedemikian rupa agar daya listrik pada terminal masukannya dapat diubah menjadi bentuk lain pada terminal keluarannya. Pada kebanyakan konverter daya, setiap komponen semikonduktor bekerja secara berurutan dalam satu perioda waktu tertentu, dan mekanisme ini berulang setiap frekwensi switchingnya. 

Semikonduktor daya merupakan komponen elektronika daya yang berfungsi sebagai sakelar statis. Komponen semikonduktor daya dibentuk dari bahan semikonduktor tipe-p dan bahan semikonduktor tipe-n yang disusun sedemikian rupa untuk membentuk fungsi tententu,contohnya: dioda daya, BJT, SCR, dll.
Penyearah atau rectifier mungkin merupakan salah satu contoh rangkaian yang sesuai dengan definisi di atas. Inverter atau konverter dc ke ac, konverter dc ke dc, cycloconverter sebagai catu daya juga merupakan perangkat elektronika daya yang umum digunakan.  Elektronika daya sangat erat kaitannya dengan bidang ilmu lainnya, yakni: energi, elektronika dan perangkatnya, sistem dan kendalinya. Berbagai rangkaian yang didesain untuk aplikasi di bidang energy dan daya listrik harus memenuhi aspek tertentu baik dari sisi perangkatnya, kendali, dan efisiensi energinya.

Mengapa belajar elda?
Kebanyakan kurikulum di perguruan tinggi, dimulai dari belajar elektronika analog dan digital kemudian diikuti dengan belajar elda. Memang secara hirarki, elda memerlukan dasar pengetahuan tersebut disamping pengetahuan minimal tentang rangkaian listrik. Saudara pembaca, pentingnya elda tentunya tidak dilihat dari hirartki kurikulum tersebut.:).

Alasan utama mempelajari elda, karena keutamaan dari pemrosesan daya listrik menggunakan teknik switching (sakelar) jauh lebih efisien dibandingkan dengan menggunakan teknik penguatan arus atau penguatan tegangan. Mengapa demikian? mari kita lihat contoh kasus berikut ini. 

Linier regulator v.s Switching regulator

Apakah saudara masih ingat dengan regulator linier? atau mungkin lebih familiar bagi anda, jika saya mengingatkan saudara tentang suatu alat yang bernama "adaptor" atau catu daya dc. Dalam sebagian jenis adaptor, selain konverter daya ac-ke-dc kita juga dapat menemukan satu atau lebih regulator linear (misalnya LM7812, dsb). Regulator jenis ini sebenarnya tidak jauh berbeda dengan sebuah resistor variabel atau potensiometer! Lha kok gitu? 

Gambar 1. LM78xx

Gambar 2. Skema Rangkaian Regulator Linier

• Pembuktian sederhana yang logis dapat anda lakukan. Cobalah buka salah satu adaptor, perhatikan komponen regulatornya (LM78xx, LM317)! Apa yang anda lihat? Ya, sebuah pendingin atau penyerap panas (heat sink) yang menempel pada regulator tersebut. Hal ini menunjukkan bahwa perangkat ini pasti menghasilkan disipasi daya listrik berupa panas. Resistor (termasuk potensiometer) juga akan mengubah sebagian daya listrik yang diserapnya menjadi panas. Dengan demikian sifatnya regulator tersebut mirip dengan resistor. Lantas apakah alasan ini dapat diterima? Tentu saja tidak sesederhana itu, saudaraku. Tetapi pembuktian ini cukup menjadi awal dari rasa penasaran kita.
• Coba kita analisis lebih lanjut menggunakan pengetahuan yang lebih tinggi. Lihatlah Gambar 2! Terminal masukan LM7812 diperoleh dari keluaran penyearah, sementara terminal keluarannya dihubungkan ke beban. Untuk analisis, kita pilih salah satu model regulator yang paling sederhana menggunakan sebuah Transistor bipolar (BJT).Pada kasus ini, untuk mencatu beban 50mW maka pada sisi sumber harus dibangkitkan daya 100mW. Ini berarti ada daya terbuang sebesar 50mW pada regulator (transistor) tersebut. Transistor bekerja pada daerah aktif (linier), biasa dikenal sebagai titik kerja transistor (Q), sehingga transistor menyerap daya listrik P = Vcc,Q . Ic,Q. Oleh karena itulah, mengapa LM78xx (pada kasus ini) perlu dipasang perangkat pendingin.
• Bagaimana dengan switching regulator? Regulator ini memanfaatkan kemampuan transistor sebagai sakelar, dimana rugi-rugi saat cutoff maupun saat terjadi saturasi jauh lebih kecil daripada rugi-rugi ketika transistor bekerja pada daerah liniearnya. Pada kasus yang sama dengan di atas, untuk beban 50mW, sumber hanya perlu membangkitkan 50mW saja. (ya, kalo prakteknya memang lebih-lebih dikitlah). Kesimpulannya: Efisiensi regulator switching jauh lebih tinggi dari regulator linier. Contoh regulator jenis ini adalah: SMPS --> saudara dapat melihatnya pada CPU atau charger gadget saudara.     

Aplikasi ELda

Elektronika daya banyak berperan dalam berbagai aplikasi rumah tangga, industri, transportasi dan energi baru terbarukan. Hal ini terlihat dalam spectrum aplikasi elektronika daya dalam Gambar 1.1. Dalam keseharian kita sering menemukan perangkat elektronika daya, misalnya charger, lampu emergency, UPS dan SMPS pada komputer. 

Elektronika Daya juga digunakan pada sistem kendali motor listrik, baik di industry maupun sarana transportasi seperti mobil listrik, escalator, elevator dan kereta listrik. Elektronika daya juga digunakan dalam bidang energi baru terbarukan, misalnya sebagai inverter dan batere charger pada Sistem Pembangkit Energi Bayu maupun Energi Surya.

Konverter Daya
Konverter daya dikelompokan menjadi beberapa jenis, yakni:

• Konverter ac ke dc. Konverter ini berfungsi untuk mengubah tegangan ac menjadi tegangan dc. Konverter jenis ini disebut juga sebagai penyearah. Konverter ac ke dc dapat direalisasikan dengan menggunakan dioda daya, SCR dan MOSFET. Konverter ini banyak digunakan sebagai pengisi batere (charger) dan catu daya.
• Konverter dc ke dc. Koverter ini berfungsi mengubah ubah besarnya tegangan dc masukannya menggunakan teknik switching. Konverter ini dapat dibentuk dari SCR, maupun berbagai jenis transistor daya.
• Konverter dc ke ac merupakan konverter arus dc menjadi arus ac. Konverter dc ke ac sering dikenal sebagai inverter. Inverter banyak ditemukan pada aplikasi kendali motor listrik, UPS atau backup daya listrik. Inverter dapat dibentuk dari SCR, maupun berbagai jenis transistor daya.
• Konverter ac ke ac. Konverter ini berfungsi untuk mengubah besar (magnitudo) dan/ataupun frekwensi tegangan ac masukannya.  

Semoga bermanfaat dan semangat belajar ELDA!