PEMELIHARAAN PERAN6KAT ELEKTRONIKA€¦ · Web viewCMRR (Common Mode Rejection Ratio)...

TEKNIK DAN MANAJEMEN PEMELIHARAAN PERANGKAT ELEKTRONIKA

3. KEGAGALAN SISTEM DAN METODA PELACAKAN

Memahami arti dari suatu system yang gagal dan dapat menentukan jenis

kegagalan, tingkat kegagalan, penyebab kegagalan dan menentukan komponen

yang gagal. Menguji komponen dengan metoda yang sesuai serta membuat

rangkaian test untuk komponen yang tidak dapat diukur dengan instrument ukur

langsung.

MAINTENANCE AND REPAIR


BAB 3

KEGAGALAN SISTEM

DAN METODA PELACAKAN

TUJUAN Mengetahui Jenis Kegagalan Komponen

Mencari Gangguan Sistem Elektronika

Dapat Menentukan Metoda Pelacakan Kesalahan

Menguji Komponen Dengan Rangkaian Test

Membuat Flow Chart Troubleshhoting

3.1. KEGAGALAN KOMPONEN PASIF

3.1.1. KEGAGALAN RESISTOR TETAP

Tabel 3.1. Toleransi Resistor

TOLERANSI NILAI DAN SATUANF ± 1%G ± 2%J ± 5%K ± 10%M ± 20%

Kecepatan kegagalan dan bentuk kegagalan resistor bergantung pada :

Tipe Resistor

Metoda Fabrikasinya

Kondisi-kondisi Lingkungan

Nilai Resistansinya

MAINTENANCE AND REPAIR 51


Dalam aplikasinya resistor tetap mempunyai sifat jika temperatur

naik maka yang pertama kali panas di tengah-tengah badan resistor. Dengan

ini perlu juga mengetahui panas yang diizinkan di tengah-tengah badan

resistor yang disebut Hot Spot Temperatur.

Tabel 3.2. Kegagalan Resistor Tetap

Tipe Resistor Kegagalan Kemungkinan Penyebabnya

Komposisi Karbon

Tinggi Perubahan atau zat pengikat di bawah

pengaruh panas Tegangan atau kelembaban

Sirkit Terputus

Panas berlebihan membakar tengah-tengah badan resistor

Tekanan mekanik menyebabkan retak-retak pada resistor

Kawat putus karena pembengkokan berulang

Resistor-resistor Film : (karbon, oksida logam, logam, metal glase)

Open Sirkit

Film terkelupas karena temperatur atau tegangan tinggi.

Kontak-kontak ujungnya buruk, umumnya disebabkan tekanan

mekanik

Wire Wound Open sirkit

Keretakan kawat bila digunakan kawat kecil, kristalisasi yang progresif dari kawat, ketidakmurnian disebabkan oleh udara lembab yang terserap

3.1.2. KEGAGALAN RESISTOR VARIABEL

Umumnya persyaratan resistor variabel atau potensiometer

ada tiga katagori :

o Preset atau Trimmer

o Kontrol kegunaan umum

o Kontrol Prresisi



KEGAGALAN PADA RESISTOR VARIABEL ATAU POTENSIOMETER

o Open sirkit

o Nilai Resistansi membesar atau naik

o Short sirkit

3.1.3. KEGAGALAN KAPASITOR

O KATASTROPIK

a. Short Sirkit : Tembus dielektrikanya.

b. Open Sirkit : Kerusakan pada penyambung diujung.

O DEGRADASI (BERANGSUR-ANGSUR)

a. Penurunan resistansi dari isolasi secara berangsur-angsur

atau kenaikan arus bocor pada jenis elektrolit berangsur-

angsur.

b. Kenaikan resistansi seri, yaitu suatu kenaikan faktor

disipasi (tgδ).

3.1.4. PENYEBAB KERUSAKAN

KERUSAKAN KETIKA PABRIKASI

Ini mencakup ketidakmurnian adanya bekas jejak

kontaminasi chlorida pada elektrolit menimbulkan perkaratan

pada sambungan internal.

SALAH PAKAI

Komponen mengalami tekanan diluar batas kemampuan

yang disebutkan atau jauh diluar batas spesifikasi.



LINGKUNGAN

Kejutan-kejutan dan getaran mekanik, temperature

tinggi, kelembaban tinggi.

Kegagalan kapasitor secara lengkap sesuai dengan tipe

kapasitor, jenis kegagalan dan kemungkinan penyebabnya dapat

dilihat pada tabel 3.3.

Tabel 3.3. Jenis Kegagalan Kapasitor

Tipe Kapasitor Kegagalan Kemungkinan Penyebabnya

Kertas

Hilangnya bahan redaman menimbulkan Short circuit & open circuit

Kebocoran seal, kejutan meka-nik, termal, perubahan tekanan.

Kerusakan ketika asembling atau kejutan mekanik.

Keramik

Short Sirkit Open Sirkit Perubahan

Kapasitansi

Pecahnya dielektrika karena kejutan/getaran.

Pecahnya sambungan. Elektroda perak tidak melekat

Film plastik Open Sirkit Salah satu kerusakan pada

semprotan diujung ketika fabrikasi atau asembling

Alumunium Elektrolit

Short Sirkit karena bocor

Kapasitansi mengecil

Hilangnya dielektrika karena temperatur tinggi

Hilangnya dielektrika melalui kebocoran seal

Pecahnya sambungan internal

Mika

Short Sirkit Open Sirkit

Perpindahan perak disebabkan kelembaban yang tinggi.

Perak tidak menempel ke Mika.



3.2. KEGAGALAN KOMPONEN AKTIF

3.2.1. KERUSAKAN SEMIKONDUKTOR

o Mudah rusak jika mendapat beban lebih

o Kerusakan mekanis dalam proses fabrikasi

Proses pertumbuhan epitaksial dan difusi

Proses metalisasi

Proses mekanis

3.2.2. PENCEGAHAN KETIKA MENANGANI DAN MENGUJI KOMPONEN

Setiap komponen dapat rusak karena penanganan yang kurang

hati-hati ketika asembling dan pengujian atau ketika suatu sistem

direparasi.

Membengkokkan kawat penghubung 3 sampai 5mm dari kapsul

Kejutan mekanis (menjatuhkan komponen, memotong kawat

penyambung dari komponen, mengerik permukaan komponen

dan probe test yang ditumpuk tanpa proteksi).

Kejutan pemanasan lebih dan termal.

Kejutan elektrostatik

3.3. TROBLESHOOTING RANGKAIAN DIGITAL LOGIC

o Tersedia manual sevice terbaru yang dilengkapi rangkaian, diagram tata

letak, dan spesifikasinya.



o Tersedianya alat-alat yang diperlukan dan instrumen uji serta suku

cadangnya.

o Hati-hati dengan tipe IC logik yang digunakan (jenis, level logik,

spesifikasi tegangan catu daya).

o Hindarkan probe-probe uji yang besar.

o Tegangan catu daya harus selalu diperiksa di pin-pin yang sebenarnya

(aktual) dan bukan dihubungan-hubungan atau dijalur-jalur pcb.

UJI STANDAR DAN ALAT BANTU

o Clip IC

o Monitor keadaan logik

o Logic probe

o Logic pulser

3.4. TROBLESHOOTING RANGKAIAN INETGRASI LINIER

TUJUAN

Mahasiswa dapat mengetahui karaktenstik Rangkaian Integrasi (IC)

Linier

Mahasiswa dapat menganalisa kerusakan IC linier pada suatu

rancangan etektronika dan (mengalokasikan kerusakan IC tersebut.

3.4.1. PENGANTAR

Kata linier dipakai untuk menguraikan kelas-kelas rangkaian

dan IC yang utama memberikan tanggapan terhadap sinyal-sinyal

analog dibandingkan terhadap sinyal digital. Sinyal analog adalah

sinyal yang variabel dan karena itu dapat mengambil tiap nilai



diantara beberapa limit yang didefinisikan. Untuk melihat kelas-kelas

linier dapat dilihat pada gambar 3.1 dengan keluaran antara analog

dan digital.

Gambar 3,1. Sistem Analog : Amplifier Termokopel

IC linier tidak harus dioperasikan di daerah liniernya saja, dan

op-amp dapat dipakai sebagai, osilator gelombang segi empat.

Beberapa peralatan yang berlabel "Linier”

mengkombinasikan suatu campuran dari rangkaian tipe linier dan

digital.

Contoh : Timer IC 555, 556, dan ZN 1034E dan switch-switch

keluarannya antara tinggi dan rendah.

Jadi sebenarnya garis pemisah antara linier dan digital agak kabur.

3.4.2. TIPE-TIPE RANGKAIAN DI BAWAH NAMA LINIER

Op-Amp dan pembanding (Comparator)

Penguat video dan penguat pulsa

Penguat frekuensi Audio, radio dan Regulator

Phase Locked Loops (PLL) dan T'imer.



Pengganda (Multiplier)

Konverter analog ke digital (ADC)

Generator bentuk gelombang

3.5. PRINSIP DASAR OP-AMPDasar dari op-amp, merupakan sebuah DC Coupled differensial

amplifier dengan penguatan yang besar. Op-Amp dengan supply tegangan

positif dan negatif, menyebabkan keluarannya dapat berayun-ayun disekitar

nol.

3.5.1. KARAKTERISTIK TRANSFER

Karakteristik transfer perpindahan dari sebuah op-amp adalah

jika diberikan input hanya 0,1 mV saja maka outputnya sudah

menjadi saturasi seperti ditunjukkan pada gambar 3.2.

Gambar 3.2, Simbol Op-amp dan karaktenstik perpindahannya



Pada penerapan Linier, op-amp dihubungkan dengan jaringan

umpan balik luar untuk memberikan suatu penguatan yang stabil.

AC = Penguatan loop tertutup

A0 = Penguatan loop terbuka →

ß = Penguatan fraksional dari rangkaian umpan balik

A0ß = Penguatan loop

A0 op-amp ≈ 100.000 → A0ß >> 1

Maka;

3.5.2. METODE UMPAN BALIK NEGATIF PADA OP-AMP

Metode umpan balik negatif yang umum digunakan pada op-

amp adalah empat macam, rangkaian serta cara untuk menghitung

impedansi, penguatan dapat dilihat pada tabel 3.4.Tabel 3.4. Penguatan op-amp

Penguat Inverting

Impedansi Input = R1



Penguat Non-Inverting

Penguat Differensial

Umumnya : R1=R2; R3=R4

Voltage Follower

Penguatan Tegangan = Satu

Impedansi Input sangat Tnggi

Impedansi Output sangat Rendah

3.5.3. KARAKTERIST UJUK KERJA OP-AMP

Perhatikan karakteristik-karakteristik unjuk kerja utama Op-amp.

Penguatan tegangan Loop Terbuka AVOL

Penguatan Diferensial frekuensi rendah tanpa adanya

penerapan umpan balik

Resistansi input Rm

Resistansi yang dipasang langsung pada terminal-terminal

masukan pada kondisi terbuka. Nilai untuk IC bipolar adaiah 1MΩ

dan untuk masukan FET mungkin lebih besar dari 1012.



Tegangar Off-set Masukan

Untuk masukan yang keduanya di groundkan idealnya

keluaran adalah nol. Tetapi karena adanya ketidak tepatan tegangan

di rangkaian masukan, timbul :tegangan off-set. Nilai off-set

masukan diferensial adalah sekitar 1mV, kebanyakan Op-amp yang

modern dilengkapi dengan sarana untuk membuat loff-set ini

menjadi nol (milling).

CMRR (Common Mode Rejection Ratio)

Perbandingan antara penguat diferensial dengan penguatan

common mode, yaitu kemampuan penguat untuk membuang

sinyal-sinyal common mode.

Supply Voltage Rejection Ratio

Kemampuan penguat untuk membuang variasi-variasi di

tegangan supply,

SlewRate

Jika diterapkan suatu masukan tangga (step) secara

mendadak pada Op-amp, keluarannya tidak akan mampu

memberikan tanggapan secara cepat. Keluarannya akan berpindah

ke nilai baru pada suatu laju yang uniform (seragam). Hal ini

disebut Slew Rate limiting, yang mempengaruhi laju maksimum

perubahan tegangan keluaran peralatan tersebut. Slew rate ini

bervariasi antara 1 volt/μsec (741) sampai 35 vol/μsec (NE351)

seperti ditunjukkan pada gambar 3.3.



Gambar 3. 3. Op-amp slew rate = limiting tanggapan terhadap suatu pembahan yang mendadak pada masukan tidak dapat diberikan dongan segera.

Bandwidth Daya Penuh

Pada Frekuensi sinyal maksimum ditemukan ayunan

keluaran tegangan penuh.

Ayunan Tegangan penuh

Ayunan keluaran puncak direferensikan terhadap nol.

Parameter-Parameter Op-amp dan Karakteristiknya untuk tipe

dengan tingkat masukan bipolar dan FET ditunjukkan pada tabel 3.5.

Parameter dan karakteristik pada tabel 3.5. adalah Op-amp

yang umum di dapat. Op-amp 709 merupakan perangkat IC linier

pertama yang ada dipasaran. Perlu dicatat bahwa op-amp ini tidaklah

anti hubung singkat.

Drawback lainnya bagi op-amp IC terdahulu adalah

kemungkinannya untuk "latch-up" yang diakibatkan oleh

overdriving, keluaran amplifier tetap pada keadaan jenuh.

Tabel 3.5. Parameter-parameter Op-amp dan Karakteristiknya

PARAMETERDEVICE

741 531 709 FET INPUTNE 536

Supply voltage range 3V to 18V 5V to 22V 9V to 18V 5V to 22V



Max differential input voltage 30 volt 15 volt 5 volt 30 volt

Output short circuit duration Indefinite lndeflnite 5 sec lndeflnite'Open loop voltage gain Avol 106 dB 96 dB 93 dB 100 dB

Input Resistance 2 MΩ 20 MΩ 250 MΩ 1014 MΩDifferential input offset voltage 10 mV 2 mV 2 mV 30 mV

CMRR 90 dB 100 dB 90 dB 80 DbSlew-Rate 1V/μsec 35V/μsec 12V/μsec 6V/μsecFull-power Bandwitch 10 kHz 500 kHz - 100 kHzOutput Voltage Swing 13 V 15 V 14 V 10 V

Pada tabel 3.5 Jenis 709 juga membutuhkan komponen-

komponen luar untuk memberikan kompensasi frekuensi dan untuk

mencegah terjadinya osilasi-osilasi yang tidak diharapkan.

Kebanyakan dari masalah-masalah ini telah dapat diatasi pada

rancangan op-amp IC generasi berikutnya. Tipe 741 dan NE 531

adalah tipe yang diproteksi terhadap hubung singkat dan disediakan

kemampuan untuk membuat tegangan offset menjadi nol dan tidak

mempunyai masalah latch-up.

Karakteristik penguatan/frekuensi op-amp merupakan faktor

penting lainnya pada tiap rancangan. Penguatan loop terbuka sinyal

besar Avol ditunjukan bagi operasi DC ataupun operasi dengan

frekuensi yang amat rendah.

Ketika frekuensi sinyal meningkat nilai penguatan loop terbuka

akan turun. Tanggapan frekuensi untuk op-amp 741 ditunjukkan pada

Gambar 4.4. Perhatikan bahwa pada 10 kHz, penguatan loop terbuka

turun menjadi 40 dB (100 sebagai suatu perbandingan tegangan) dun

pada 100 kHz penguatan loop terbuka akan turun menjadi 20 dB)

seperti ditunjukkan pada gambar 3.4.



Gambar 3.4. Test Circuit for transfer Charact'enstics

3.6. PENEMUAN KESALAHAN PADA RANGKAIAN OP-AMP

3.6.1. RANGKAIAN REGULATOR SERI

Troubleshooting kerusakan Op-amp sebagai contoh pada

rangkaian Regulator seri seperti ditunjukkan pada gambar 3.5.

Dengan memperhatikan Shematik Diagram. Rangkaian regulator seri

yang sederhana ini tidak dilengkapi dengan curren limit dan jika

output short circuit maka transistor akan panas dan akhirnya rusak.



Gambar 3.5. Regulator Seri

Untuk dapat menganalisa kerusakan pada gambar 3.5. di atas

coba perhatikan tabel 3.7, yang sudah diketahui nilai tegangan setiap

titik ukur.

Tabel 3.7, Troubleshooting,

No PIN741

2(V)

3(V)

7(V)

6(V)

Output(V) Kerusakan IC 741

MR 5,7 8.2 15,3 14,4 13,8 Inverting openMR 5,7 1,75 15,3 3,4 Non-Inverting openMR 5,7 0 0 0 +VCC short ke ground

3.6.2. KERUSAKAN IC OP-AMP PADA AC AMPLIFIER

Op-amp 741 dipakai sebagai sebuah amplifier AC dengan

penguatan tegangan sebesar 30 seperti ditunjukkan pada gambar 3.6.

Umpan balik negatif diterapkan dari keluaran melalui R2, C2 dan RS.

Seterusnya untuk sinyal-sinyal AC reaktansi cukup kecil

dibandingkan R2, sehingga penguatan tegangan rangkaian :



Gambar 3.6. Amplifier AC dengan penguatan 30.

Konfigurasi C2 pada gambar 3.6 disebut teknik BOOT STRAPPING

Jika C2 open circuit, gejala apa saja yang akan ditimbulkan

rangkaian amplifier tersebut?

Penguatan AC akan turun menjadi sekitar satu, karena hampir

semua output akan diumpankan kembali ke inverting melalui R2.

Impedansi input rangkaian akan turun menjadi sama dengan R1 yaitu

dengan nilai (120 kΩ).

3.7. SIRKIT TEST UNTUK KOMPONEN-KOMPONEN

Pentestan komponen, dibagi dalam tiga bidang utama:

VERIVIKASI (Pembuktian Kembali)

Operasi komponen Misalnya, mencek apakah sebuah resistor

nilainya kira-kira sebesar yang dnyatakan dan tinggi atau sirkit

terhuka, atau mencek apakah sebuah transistor yang jenuh menjadi

tidak konduksi, .atau juntion B-E short circuit.

TEST GO.NO.GO

Untuk menentukan bahwa beberapa parameter karakteristik

komponen berada dalam batas-batas spesifikasi. Sebagai contoh



mentest dioda sinyal kecil dengan nilai konstan arus arah maju dan

memonitor nilai tegangan arah maju.

PENGUKURAN YANG RELATIF AKURAT PADA PARAMETER KOMPONEN.

Apakah mentest komponen, dan dilakukan terhadap transistor

tertentu, FET dan IC selalu :

Periksa catu daya dekat pada komponen yang sebesarnya, dan

untuk IC langsung pada pin-pin yang bersangkutan.

Jangan mempergunakan test probe yang besar, karena test probe

yang selalu atau terlalu besar mudah menimbulkan short sirkit.

Hindarilah pemakaian panas yang berlebihan dalam melepas

solderan komponen dan jangan melepaskan ke unit hidup catu

dayanya.

Jangan sekali-kali. melepaskan komponen tanpa terlebih dahulu

mematikan catu daya. Komponen-komponen dapat rusak dengan

mudah karena adanya kejutan arus yang berlebihan.

Sinyal-sinyal hendaknya tidak terpasang ke input ketika catu daya

keadaan Off. Semua kawat penyambung yang tidak terpakai

hendaknya tersambung pada catu daya atau ground.

Jika mungkin para pekerja mengenakan pakaian :

“anti statik”, jangan berpakaian wol, sutra ataupun fiber sintetis.

3.8. PEMELIHARAAN YANG UMUM DILAKUKAN PADA SYSTEM ELEKTRONIKA

3.8.1. PEMELIHARAAN PENCEGAHAN



(PREVENTIVE MAINTENANCE)

Suatu kebijaksanaan dalam penggantian komponen termasuk

dalam periode aus, atau kerusakan yang berganturtg pada waktu

pemakaian, waktunya tertentu dan dapat diperkirakan. Sehingga

reliabilitas sistem dapat dipertinggi dengan melakukan penggantian

bagian-bagian yang aus tadi sebelum mengalami kerusakan.

Contoh:

Servo potensiometer, motor dan sikat-sikat motor, atau kontak-

kontak relay dan saklar, terutama saklar-saklar beban induktif dan

kapasitif juga lampu filamen (pijar).

3.8.2.PEMELIHARAAN BERSIFAT MEMPERBAIKI (CORRECTIVE MAINTENANCE)

Pemeriksaan kerusakan lebih disukai dari pada pencegahan.

Membuat pemeriksaan rutin pada peralatan dengan kerusakan yang

tidak menentu, dapat mengakibatkan terjadinya penurunan

reliabilitas.

Tiga Tingkatan Pelaksanaan Pemeliharaan Perbaikan

1. Pengamatan Kerusakan

2. Menentukan tempat kerusakan (Lokalisasi atau TroubIeshooting).

3. Perbaikan Kerusakan

3.8.3. SISTEM TROUBLESHOOTING (MENGATASI GANGGUAN)

Kerusakan atau kegagalan suatu sistem umumnya ditunjukkan

oleh adanya gangguan kerja, atau gejala yang ditimbulkan sistem

tersebut, dengan penampilan dari sistem yang tidak sesuai dengan

spesifikasi keadaan normal, maka sistem tersebut dikatakan gagal.

Umumnya kegagalan sistem itu dekat dengan gejala yang



ditimbulkan, maka kita dapat menentukan kerusakan mulai dari sub-

sistem sampai ke komponen berdasarkan gejala tersebut.

Seperti diuraikan pada bagian sebelumnya, bahwa bila dalam

suatu rangkaian terdapat komponen yang rusak, maka akan terjadi

gangguan dengan gejala-gejala tertentu. Gejala-gejala ini biasanya

sesuai dengan kerusakan dan akan merubah kerja dari rangkaian,

merubah levei bias DC maupun sinyal output.

Dalam suatu rangkaian yang lengkap, terdapat kesulitan dalam

menentukan komponen yang rusak terletak diantara ratusan

komponen lain, dan ini disebabkan karena ukuran dan keaneka

ragaman dari sistem. Masalah ini dapat diatasi dengan cara

memandang sistem tersebut dalam bentuk diagram bloknya.

Sistem dibagi menjadi beberapa blok sesuai dengan fungsinya,

dan dengan suatu pengukuran, bagian atau blok yang rusak dapat

ditentukan, sehingga dengan pengukuran yang lebih detail lagi dapat

ditentukan komponen mana yang rusak pada blok tersebut.

Diagram blok adalah bantuan yang penting dalam menentukan

letak kerusakan sistem dan m$rupakan pembantu tambahan dalam

menolong memahami cara kerja suatu sistem yang kompleks. Dalam

service manual, pada saat pertama sekali diagram blok ternyata lebih

berguna dibandingkan dengan diagram rangkaian lengkapnya.

Sebelum mambahas tentang metoda-metoda lain dalam

menentukan tempat kerusakan, perhatikan diagram blok untuk sebuah

generator signal frekuensi radio pada Gambar 3.7. Disini terdapat

enam blok rangkaian RF variable menjadi input amplifier dan

modulator frekuensi tinggi. Output RF lewat melalui attenuator dan

amplitudonya dapat dimodulasi pada 400 Hz ataupun tidak

(gelombang kontinu) sesuai dengan pengaturan saklar



Perhatikan diagram blok untuk sebuah Geneator Signal

Frekuensi Radio pada Gambar 3.7. Disini terdapat enam blok

rangkaian yang merupakan bentuk-bentuk dasarnya.

Gambar. 3.7. Diagram blok generator signal RF

Sebagai contoh, output dan RF dapat mengeluarkan gelombang

kontinu dan gelombang modulasi sesuai dengan posisi switch, tetapi

outputnya tidak 400 Hz. Dengan demikian, kerusakan harus terjadi

pada attenuator atau konektornya. Hal lain yang dapat terjadi, bila

generator signal tidak memberikan output sama sekali, disini

kesalahan hampir dapat dipastikan pada power supply-nya. Hal ini

dapat terjadi demikian walaupun mungkin kedua oscillator rusak

secara bersamaan, tetapi kemungkinannya kecil.

Salah satu metoda yang cukup ampuh dan sangat berguna

adalah menentukan letak kesalahan dengan metoda NON-

SEQUENTIAL (tidak berurutan).

Disini digunakan pengetesan otomatis, yang didasarkan pada

analisa teoritis dan karaktenistik transfer dan sistem (respon output

terhadap input). Urutan metoda-metoda troubleshooting ditunjukan

Gambar 3.8. Yang diamati hanyalah pengukuran dan pengetesan

sifat-sifat listniknya, tetapi pemeniksaan dapat dilihat seperti

putusnya kawat penyambung, hubungan solder kurang baik,



kerusakan bagan PCB, komponen yang rusak/terbakar perlu

diperhatikan. Pemeniksaan mekanis di atas, akan lebih baik bila

diurut secara sistimatis, dan satu tempat berikutnya dan seterusnya.

Metoda Skuensial dan Lokasi Kesalahan Sistem

Gambar 3.8. Sequential methods of system fault location.

Dalam menentukan letak kesalahan sistem, dimungkinkan

untuk menggunakan deretan pemeriksaan acak yang lengkap, dan

pengetesan dalam setiap tingkat untuk mendapatkan kerusakan. Perlu

dipilih salah satu pendekatan-pendekatan logika secara sistimatik

dimana yang dimaksud dengan “sistematik” disini adalah suatu

metoda penguasaan dengan menggunakan aturan-aturan.

Aturan-aturan tadi akan ditentukan oleh reliabilitas blok

rangkaian yang berbeda-beda. Sebagai contoh, jika diketahui bahwa

rangkaian (x) mempunyal laju kerusakan ditinjau lebih besar dan

rangkaian yang lainnya, pengecekan yang pertama (x) dapat ditinjau

kelayakan kerjanya dan selanjutnya pemeriksaan kebenaran

rangkaian tersebut, dan sebagainya. Metoda mi jarang digunakan.

Karena diperlukan banyak sekali jumlah data yang harus disediakan

untuk asumsi reliabilitas dan rangkaian tersebut.



3.9. METODA TROUBLESHOOTING YANG PALING TERKENAL

Tiga metoda yang paling umum dan terkenal dalam melakukan

menganalisa gangguan pada sistem elektronika adalah :

a. Input terhadap output

b. Output terhadap input

c. Half-split

Dua metoda pertama mudah untuk dikerjakan. Sinyal input yang

sesuai dipasangkan pada blok pertama, jika diperlukan dan kemudian

dilakukan pengukuran secara berurutan pada output dari tiap-tiap blok atau

kedua input dari output bersamaan maupun bergantian, sampai ditemukan

kerusakannya.

Metoda berikutnya half-split, sangat berguna apabila sistem sendiri

dari jumlah deretan blok yang banyak. Sebagai contoh pada rangkaian

pembagi frekuensi dari suatu frekuensi meter digital seperti pada Gambar

3.9. Disini frekuensi oscillator kristal astabil yang dikontrol, dibagi oleh

decade counter sehingga menghasilkan pulsa dengan waktu bebeda-beda.

Gambar 3.9. Rangkaian pembagi frekuensi Contoh metoda trouble shooting half split.

Anggaplah bahwa blok (7) yang rusak, maka urutan pengetesan

dilakukan sebagai berikut:

1. Pecah menjadi dua bagian yang sama, kemudian diukur output dan

setengah bagian pertama, yaitu output dari blok (4). Output dari blok (4)

akan mennjukan nilai yang benar yaitu 1 kHz. Disini menunjukkan

bahwa kerusakan berada pada blok (5) sampai dengan blok (8).



2. Pecahan blok (5) dengan blok (6), kemudian ukur output dan blok (6).

Ouput akan menunjukkan nilai yang benar yaitu 10 Hz.

3. Selanjutnya pecahan blok (7) dan (8) dan ukur output blok (7). Tidak

terdapat output, yang menunjukkan kerusakan berada dalam blok (7).

Ternyata pada prakteknya, jumbah pengukuran yang diperlukan

untuk mencari tempat kerusakan blok dalam suatu rangkaian pembagi

frekuensi dengan metoda half-split adalah tiga kali.

Untuk metoda input terhadap output atau output terhadap input

jumlah pemeriksaan pada deretan sistim dinyatakan dalam rumusan:

dan half-split:

C = 3,32 log n

Sebagai contoh, bila n =100, jumlah pemeriksaan C cukup hanya 7

buah. Namun demikian ada beberapa asumsi yang harus di buat untuk

metoda half-split ini:

a. Bahwa semua blok rangkaian dapat dikatakan benar benar sama

b. Hanya terdapat satu kerusakan saja

c. Semua pengukuran adalah serupa dilakukan dalam waktu yang

bersamaan.

Hubungan-hubungan yang menimbulkan kesulitan dalam metoda

troubleshooting adalah:

a. Divergensi

Output dan satu blok menjadi metoda troubleshooting blok berikutnya.

b. Konvergensi

Dua atau lebih jalur input mencatu satu blok nangkaian



c. Feedback

Digunakan untuk memodifikasi karaktenistik sistim, atau sebagai

rangkaian penunjang.

Divergensi adalah situasi yang umum dijumpai. Dalam contoh yang

terdapat pada gambar 3.7, power supply harus mencatu daya d.c, pada blok

2, 3, dan 5 sedangkan output dari oscillator frekuensi audio harus

memberikan sigrial gelombang sinus 400 Hz nya pada kedua blok 3 dan 6.

Aturan susunan divergen adalah untuk memeriksa tiap-tiap output dan

secara kontinu mencari blok yang mengalami kerusakan didaerah yang

umumnya output tidak benar. Kemungkinan dari susunan divergen tersebut

ditunjukkan pada Gambar 3.10. Misalkan signal-signal w, x dan z benar

sedangkan pada y tidak benar, tentu saja kerusakan terletak pada blok C.

Metoda pelacakan yang digunakan output-to-input atau input -to-

output juga dapat dengan kombinasi dari keduanya.

Gambar 3.10. Susunan divergen tipikal dalam sistem.

Dalam susunan konvergensi yang umum, suatu blok rangkaian

membutuhkan dua atau lebih input agar output blok rangkaian tersebut

menunjukkan nilai yang benar. Hal ini serupa dengan fungsi suatu AND

dalam rangkaian logic digital yang terbatas untuk penjumlahan. Semua

input pada titik konvergensi harus diperiksa satu demi satu. Jika semuanya

benar, maka kerusakan berada diluar titik konvergensi, tetapi biia salah satu

tidak benar, kesalahan mestinya terletak pada rangkain input. Hal ini



ditunjukkan dalam Gambar 3.11, blok D memerlukan input X, Y, Z untuk

operasi yang benar. Misalkan ketiga input rangkaian tersebut benar, maka

kerusakan hanya dapat terjadi pada blok D.

Gambar 3.11. Contoh Konvergensi

Tetapi bila input Y salah, maka kerusakan terletak dalam rangkaian

yang menghasilkan signal Y.

Sistem dengan loop feedback dimana output dari blok dihubungkan

dengan input blok sebelumnya menlalui suatu rangkaian, merupakan satu

dari sejumlah problem yang sulit dalam troubleshooting. Signal output atau

bagian-bagian dari output diumpan balikan dengan beberapa cara pada input

dari blok sebelumnya, yang menyebabkan adanya loop tertutup pada sistem.

Hal ini akan memjuat kesutitan untuk menentukan tempat kerusakan blok

dalam loop, karena ada kemungkinan munculnya kesalahan output dari

semua blok. Serupa dengan rargkaian yang dilengkapi dengan sistem kopel

d.c, dimana kesalahan tegangan pada sutau titik menyebabkan semua

tegangan lain menjadi tidak benar. Pertama-tama, tujuan feedback yang

diperg'jnakan da'am sistem harus benar-benar dipahami. Feedback hanya

digunakan untuk modifikasi karakteristik dari system, seperti yang terdapat

pada rangkaian kontrol otomatik yang dipakai dalam penerima radio

superhiterodyne, atau feedback penting secara keseluruhan dalam sistem

sehingga dapat terjadi ouiput. Jenis feedback yang belakangan ini disebut

sebagai penunjang, karena sinyal feedback harus ada untuk



mempertahankan output agar tidak terjadi osilasi atau mempertahankan

output pada level yang cetap. Feedback penunjang banyak dipergunakan

dalam sistem kontrol posisi, dimana sinyal feedback akan sebanding dengan

posisi dari perangkat output, yang digunakan untuK menghilangkan efek

level Inpui referensi. Seperti dalam motor yang dikendalikan, sinyal

feedback akan bergerak kearah nilai yang sama dengan Input referensi, dan

kesalahan sinyal akan dikembalikan lagi ke nol.

Dalam hal ini output dibuat tetap dan ditentukan pada posisi yang

dinginkan Setiap kerusakan akan menyebabkan kesalahan dalam loop

feedback yang menghasilkan output dan akan mengendalikan oistem pada

salah satu batas ekstrimnya mencapai batas ujung.

Membagi jenis feedback dalam cara pengembangannya dan

tujuannya, kemudian pengerjaan dalam arah yang benar dapat dipakai untuk

menentukan letak kerusakan.

Dengan cara memutuskan hubungan feedback, masing-masing blok

dapat di tes bagian per bagian tanpa adanya kesalahan sinyai yang masuk

dari sekitar loop. Cara yang paling baik yaitu dengan melepaskan hubungan

pada input dari blok yang terakhir, tetapi harus diperhatikan setiap

perubahan seperti inj karena feedback ada kemungkinan dilengkapi dengan

bias d.c dan sinyal a.c dari feedback dapat dihilangkan cukup dengan

memisahkan ke ground melalui kapasitor.

Bila jenis feedback penunj'ang ini tidak dihubungkan dengan input

rangkaian, hal ini memungkinkan untuk memberikan sinyal yang sesuai

pada tempat itu dan kemudian memeriksa output blok rangkaiannya, dan

tentu saja termasuk elemen feedback. Karena adanya variasi yang lebar

mengenai rangkaian feedback, tidak ada aturan standar yang dapat

digunakan untuk sistem troubleshootlng. Pengetahuan tentang sistem,

pengertian operasinya, dan pendekatan secara logika cukup penting.



Contoh, perhatikan blok diagram dari sistem pengaturan kecepatan motor

pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12. Sistem Pengaturan Kecepatan

Gambar 3.13. Altematif lain untuk hubungan feedback

Kecepatan motor d.c ini diatur dengan supply referensi untuk nilai

tertentu dan ini akan dipertahankan konstan oleh feedback yang dipasang

melalui generator dari tachometer. Generator tachometer merupakan

perangkat yang menghasilkan tegangan output d.c yang sebanding dengan

kecepatan rotasinya. Bi!a kecepatan motor telah mencapai nilai yang

dinginkan, sinyal feedback d,c dari generator tachometer akan seimbang

dengan tegangan input referensi. Perbedaan sinyal, setelah diperkuat, cukup

untuk mempertahankan motor bekerja dengan konstan pada kecepatan yang

dinginkan.

Seandainya ada kerusakan pada feedback, maka akan menyebabkan

sinyal feedback pada komparator menjadi nol, dan motor cenderung untuk



berputar pada kecepatan maksimum tanpa dipengaruhi lagi oleh tegangan

referensi yang sudah diset.

Kerusakan yang menyebabkan motor berputar pada kecepatan

maksimum, terjadi pada komparator, kontoller generator tachometer

(rangkaian terbuka) atau rangkaian putus pada jalur feedback. Untuk

menentukan tempat kerusakannya dapat dilakukan urutan berikut:

a. mengukur output generator tachometer, harus ada output d.c yang cukup

besar, karena motor berputar dengan kecepatan tinggi. Bila hal ini

benar, kernudian

b. ukur sinyal feedback pada input inverting comparator. Nilainya harus

sama dengan level d.c yang diukur pada (a). Bila ini benar kemudian

c. Cek output komparator, dimana nilai d.c harus rendah pada saat

referensi variable di set mendekati minimum. Bila yang terakhir ini juga

benar, kesalahan hanya mungkin terjadi pada power amplifier dan-

kontroller.

Untuk menggambarkan perubahan-perubahan kondisi troubleshooting

jika feedback dihubungkan secara berbeda, peiajarilah diagram blok pada

Gambar 3.14. Dalam hal ini output d.c dari generator tachometer

dihubungakan secara seri dengan input supply referensi. Bila tegangan d.c

referensi diberikan dan motor bsrputar, maka kecepatannya bertambah.

Selisihnya adalah referensi d.c dikurangi sinyal generator tachometer

sehingga preamplifier memberikan suatu input yang cukjp untuk

mempertahankan putaran motor pada kecepatan yang diinginkan.

Karakteristik operasi untuk metoda hubungan ini akan hampir serupa

dengan rangkaian sebelumnya tetapi kesalahan yang menyebabkan

putusnya jalur feedback akan menghasilkan input nol pada preamplifier dan



motor tidak akan berputar sama sekali. Jika kesalahan seperti ini terjadi,

suatu test sederhana untuk mengetahui operasi sistem tersebut,dapat dengan

memberikan tegangan d.c kecil pada input preamplifier. Kemudian jika

motor berputar, maka kerusakan tentunya terjadi pada generator tachometer,

jalur feedback atau supply input referensi.

3.10. ALAT.ALAT BANTU TROUBLESHOOTING SISTEM

Bila sembarang sistem elektronik rusak, ini adalah tugasnya teknisi

untuk memeriksa, menentukan tempat kemudian memperbaiki setiap

kerusakan. Tentu saja dikehendaki untuk diselesaikan aalam waktu

sesingkat mungkin. Untuk menyelesaikan dengan cepat troubleshooting dan

perbaikannya sehingga waktu berhenti sistem pendek maka teknisi perlu

dilengkapi dengan alat-aiat Bantu untuk menunjang ketrampilan dalam

menyelesaikan troubleshooting.

Perangkat bantu terpenting antara lain;

a. Manual (petunjuk) pemeliharaan dan penuntun troubleshooting.

b. Instrumen-instrumen tes.

c. Kunci-kunci khusus.

Perlu diingat bahwa aspek-aspek disain secara keseluruhan seperti

kemudahan diperolehnya komponen-komponen, perlengkapan display

kerusakan, dan rangkaian tes yang sudah terkandung didalamnya tidak

dapat dianggap sebagai alat Bantu troubleshooting dalam konteks ini,

Aspek-aspek ini selayaknya dan harus dilengkapi oleh disainer untuk

mencapai nilai maintainability yang linggi. Yang dianggap sebagai

pembantu langsung adalah segala kelengkapan informasi, perlengkapan tes

dan kunci-kunci yang dapat membantu pekerjaan troubleshooting.

Sebelum meninjau tentang bantuan-bantuan khusus secara lebih

detail, terlebih dahulu harus dinyatakan bahwa bantuan-bantuan seperti



petunjuk pemeliharaan atau penuntun troubleshooting tidak selalu dapat

diperoleh. Dengan demikian teknisi tersebut hanya dapat bersandar pada

pengetahuannya, keakhliannya dan pengalamannya sendiri untuk mengatasi

kerusakan sistem tersebut. Pengalaman tentang sistem-sistem lain yang

serupa dapat membantu teknisi itu untuk memperbaiki kerusakan tanpa

petunjuk buku, dan dalam beberapa hal dimungkinkan untuk

membandingkan sistem yang rusak dengan satu model kerja yang identik.

Namun jika suatu sistem yang rusak tersebut tidak diketahui dan tidak

ada model lainnya, maka sebaiknya mencari keterangan sebelum memulai

pengetesan untuk menentukan letak kerusakan. Memulai pengetesan tanpa

mengetahui bagaimana kerja sistem dengan tepat, dapat membawa pada

kesimpulan yang tidak benar, dan menyebabkan kebingungan antara

kesalahan operasi dan Kesalahan sebenarnya, atau dalam kasus yang paling

buruk dapat menyebabkan kerusakan tambahan. Suatu bantuan yany

penting adalah Petunjuk Pemeliharaan (Maintenance manual). Buku

tersebut disusun dengan ketrampilan yang tinggi karena itu hanya

informasi-informasi penting, yaitu informasi yang tegas-tegas berhubungan

dengan pemeliharaan yang diberikan. Aspek-aspek penting apa saja dari

suatu petunjuk pemeliharaan?

Daftar isi hal-hal yang terpenting, berdasarkan urutannya adalah:

a. Uraian sistem dangan keterangan tentang penggunaannya

b. Spesifikasi kemampuan alat.

c. Teori tentang operasi

1. Sistem (ditunjukkan pada biok diagram)

2. Masing-masing rangakain (ditunjukkan pada diagram rangkaian)

d. Pemeliharaan

1. Pencegahan (jika perlu), yaitu penggantian bagian-bagian yang aus,

kalibrasi ulang dan peiumasan.



2. Perbaikan:

Metoda-metoda untuk pembongkaran, lermasuk prosedur-

prosedur yang benar (aman).

Daftar instrumen tes dan kunci-kunci khusus yang diperlukan.

Instruksi-instruksi tes.

Tuntunan dan prosedur troubleshooting yang disarankan.

e. Diagram langkaian,

f. Daftar spare parts (suku cadang)

g. Gambar mekanik (lay out):

Foto dari sistem

Gambar jalur-jaiur listriknya, atau mungkin gambar struktur

mekanik yan terurai,

Untuk memahami pentingnya petunjuk pemeliharaan adalah baik

sekali untuk mempelajari suatu petunjuk instrumen penguji sperti CRO.

Jika mungkin,dapat juga dibandingkan petunjuk-petunjuk dari pabrik yang

berbeda. Dalam suatu manual materi yang tidak berhubungan tidak perlu

disertakan, dan menuliskan instruksi harus singkat dan jelas sehingga tidak

tercantum dua pengertian. Umumnya sebuah diagram harus disusun

sehingga pembaca dengan cepat dan mudah untuk mengerti maksudnya.

Informasi tambahan seperti besarnya tegangan dan bentuk gelombang

sering disertakan untuk rnembantu troubleshooting. Merupakan informasi

terpenting yang berguna untuk membantu troubleshooting dapat ditemukan

pada bab pemeliharaan yang bersifat Perbaikan (Corrective Maintenance

Section) dari buku petunjuk. Instruksi-instruksi untuk pembongkaran dan

keamanannya diberikan, disertai dengan tuntunan troubleshooting dan

tesnya. Instruksi keamanan harus selalu diperhatikan karena hal ini akan

mengurangi biaya kecelakaan bagi staf yang memperbaiki dan menunjuk

pencegahan yang harus diambil untuk melindungi komponen-komponen



yang sensitive. Bagian ini juga berioi suatu daftar peralatan tes yang

diperlukan bersama detailnya, serta prosedur setup dari pengaturannya

(adjustment). Ini jelas berguna bila kerusakan telah diperbaiki dan sistem

harus dicek untuk operasi yang memuaskan, tetapi dalam kasus kerusakan

bantuan yang paling penting adalah lampiran tuntunan tioubieshooting.

Ini mungkin memeriukan heberapa lampiran. Contoh tabel yang

disertakan yang menunjukkan gejala-gejala tipikal untuk variasi kondisi

kerusakan, disertai penyebab-penyebab paling mungkin dan atau saran cara

kerja untuk mempersempit daerah kerusakan. Mungkin bantuan yang paling

berguna adalah penuntun troubleshooting, yang sebenarnya adalah urutan-

urutan langkah terencana yang ditunjukan dalam bentuk diagram blok,

dimulai dari sekumpulan gejala-gejala troubleshooting tertentu. Untuk

memahami sepenuhnya jenis penuntun ini, suatu contoh diberikan pada

gambar 3.15, yang merupakan kata penuntun troubleshooting terencana

untuk sistim timbangan digital seperti ditunjukan dalam bentuk diagram

blok pada Gambar 3.14.



Gambar 3.14. Diagram blok sistem untuk contoh tuntunan troubleshooting Sistem Timbangan Elektronik

Perhatikan gambar 3.15. menunjukkan bagaimana langkah-langkah

troubleshooting sistem timbangan elektronik.

Gambar 3.15. Penuntun troubleshooting timbangan elektronik

Dengan memperoleh suatu jawaban YA atau TIDAK atas pertanyan-

pertanyan pada tiap tingkat, umumnya dengan pengukur dan pengamatan,

maka teknisi yang menjalankan troubleshooting dituntun menuju komponen

atau bagian yang rusak. Dalam contoh tersebut, kondisi tidak jalan total



sistem tersebut tampak, dan selayaknya menyarankan kerusakan pada

sumbu daya atau sekitar itu.

Penuntun sangat menolong dalam mempercepat mendapatkan tempat

kerusakan dan memperbaikinya. Untuk membuat petunjuk troubfeshooting

merupakan latihan yang sangat berguna. Cobalah untuk menuliskan suatu

penuntun troubleshooting untuk suatu gangguan pada amplifier utama

dalam sistim timbangan tersebut. Gejala-gejala yang nampak adalah display

menjadi "stuck" (tidak mau berubah), selalu pada posisi reset (pembacaan

semua nol), dan tidak ada perubahan pada display ketika cel beban

dioperasikan.

Beberapa jenis instrumen test adalah alat bantu penting untuk

troubleshooting dan pemeliharaan terpisah, katakanlah untuk sistem

komunikasi atau instrumen hanya menggunakan tiga instrumen test

standard.

Tiga jenis alat Bantu standar sebagai berikut:

a. Multimeter (baik analog maupun digital)

b. Oscilloscope

c. Generator sinyal.

Untuk kebanyakan servis tes, tidak diperlukan ketslitian yang tinggi,

karena pengukuran paling mungkin adalah tentang level bias d.c yang

mungkin mempunyai batas-batas toleransi yang lebar, atau untuk mengecek

bahwa sinyalnya ada. Tetapi patut tetap diingat dahwa suatu kesalahan

(erroi) dapat dihasilkan oleh meter dan kabel-kabel tes. Contoh, misalkan

teganggan pada beberapa titik pengukur yang tertulis pada buku pentunjuk

pemeliharaan adalah +30 V ± 2V yang diukur dengan Multimeter 20 kQA/.

Pernyataan ini, walaupun memperhitungkan efek beban meter pada

rangkaian, mungkin tidak diperbolehkan untuk kesalahan instrumen

lainnya. Ketelitian (accuracy) meter analog tipikalnya ± 3% defleksi skala

maksimum. Maksudnya bahwa pada range 100 V d.c, pembacaan 30V



mempunyai ketelitian ± 3V. Jadi bila tegangan yang diukur pada titik

pengukuran +33 V, maka ini masih berada dalam batas spefisikasi, sehingga

Suatu miltimeter digital adalah sangat berguna jika diperiukan ketelitian

tinggi atau bila perubahan level yang sangat keci! akan dideteksi. Sebagai

tambahan, digital multimeter mempunyai keuntungan impedansi input yang

tinggi, sehingga efek pembebanan kecil.


PEMELIHARAAN PERAN6KAT ELEKTRONIKA€¦ · Web viewCMRR (Common Mode Rejection Ratio)...

Documents

Transcript of PEMELIHARAAN PERAN6KAT ELEKTRONIKA€¦ · Web viewCMRR (Common Mode Rejection Ratio)...