Basic Electrical System Manual Book

Basic Electrical System
Alat Pengukur Mekanis

Gambar 76

Beberapa alat pengukur dioperasikan dengan cara mekanis, meskipun untuk penggunaan otomotif, alat
pengukur jenis ini umumnya sudah digantikan oleh jenis-jenis alat pengukur lainnya. Bourdon tube gauge
adalah alat pengukur tekanan yang dapat digunakan sebagai alat pengukur tekanan oli atau alat pengukur
tekanan udara. Alat pengukur untuk air receiver dan peralatan bengkel lainnya biasanya dari jenis ini.
Lampu Indikator dan Lampu Peringatan
Meskipun terdapat perbedaan yang jelas antara lampu indikator dan lampu peringatan, keduanya memiliki
fungsi yang serupa. Dalam beberapa kasus, lampu peringatan dapat dianggap sebagai lampu indikator,
dan begitu pula sebaliknya. Beberapa dari lampu ini biasanya dalam keadaan „off‟ dan menyala ketika
terdapat kondisi-kondisi tertentu. Beberapa yang lainnya biasanya dalam keadaan „on‟ dan dimatikan ketika
terdapat kondisi yang berubah.
Dalam sejumlah kasus, lampu indikator hanya merupakan lampu kecil yang ditambahkan pada suatu
rangkaian (circuit). Dalam hal ini tidak diperlukan switch tambahan karena lampu indikator menyala setiap
kali rangkaian tertentu beroperasi. Lampu indikator high-beam, misalnya, menyala setiap kali lampu depan
dinyalakan dalam posisi high beam. Lampu indikator flasher, lampu indikator transmission overdrive dan
lampu indikator melelehkan salju pada jendela belakang adalah contoh-contoh lainnya.
Sejumlah lampu peringatan dioperasikan sesuai dengan switch-nya masing-masing. Choke dan rem parkir
memiliki switch yang berada dalam posisi „on‟ ketika kontrol tertentu dioperasikan. Tindakan ini menyalakan
lampu peringatan yang tetap dalam posisi menyala („on‟) sampai kontrol tersebut dikembalikan pada posisi
normal dan switch dimatikan.

Page 51

Basic Electrical System

TOPIK 3
RANGKAIAN LISTRIK

3.0 KOMPONEN-KOMPONEN DASAR RANGKAIAN

Gambar 77

Rangkaian (circuit) adalah jalur bagi arus listrik. Arus mengalir dari satu ujung rangkaian ke ujung
rangkaian lainnya ketika ujung-ujung tersebut dihubungkan ke muatan positif dan negatif (rangkaian
tertutup). Ujung-ujung ini disebut “power” dan “ground”. Apabila terjadi pemutusan di suatu tempat di dalam
rangkaian maka arus listrik tidak dapat mengalir. Setiap rangkaian listrik harus memiliki komponen-
komponen berikut:
Sumber power

 Alat pelindung (sekering atau pemutus arus)
 Beban misalnya lampu
 Perangkat pengontrol (switch)
 Konduktor
Komponen-komponen ini dihubungkan bersama dengan konduktor untuk membentuk suatu rangkaian
listrik yang lengkap.

Aturan-aturan Umum Hukum Ohm
Pada tahun 1827 George Simon Ohm menetapkan dasar pemikiran matematika mengenai listrik. Hukum
Ohm adalah hukum dasar mengenai listrik yang menghubungkan kuantitas voltase atau tegangan, arus
dan resistansi di dalam suatu rangkaian.
Hukum Ohm menyatakan bahwa:
“Aliran arus di dalam suatu rangkaian berbanding langsung dengan tegangan rangkaian dan
berbanding terbalik dengan resistansi rangkaian”.
Ini berarti bahwa jumlah aliran arus di dalam suatu rangkaian bergantung pada berapa banyak tegangan
dan resistansi yang ada di dalam rangkaian. Karena kebanyakan rangkaian listrik dalam mesin-mesin
bergerak menggunakan sumber listrik berdaya 12 atau 24 Volt, maka resistansi di dalam rangkaian
menentukan arusnya.
„Aliran‟ arus melaksanakan tugasnya. Tegangan adalah „tekanan‟ yang menggerakkan arus, dan resistansi
adalah yang menentang aliran arus.
Aturan-aturan yang diperlukan untuk memahami, memprediksi dan menghitung perilaku rangkaian listrik
dikelompokkan berdasarkan hukum yang berjudul “Hukum Ohm”. Dari persamaan Hukum Ohm, aturan-
aturan umum berikut berlaku:
Asumsikan bahwa resistansi tidak berubah:

 Jika tegangan meningkat, arus naik
 Jika tegangan menurun, arus turun
Asumsikan bahwa tegangan tidak berubah:
 Jika resistansi meningkat, arus turun

Page 52

Basic Electrical System
 Jika resistansi menurun, arus naik
Rumus Hukum Ohm
Hukum Ohm dinyatakan sebagai rumus aljabar dimana:
“E” singkatan dari gaya elektromotif (Volt)
“I” singkat dari intensitas (Amper)
“R” singkatan dari resistansi (Ohm).

Gambar 78
Apabila dua bagian dari Rumus Hukum Ohm diketahui, maka bagian ketiga dapat dihitung.
Misalnya:

 Untuk mengetahui voltase atau tegangan, kalikan arus dengan resistansi (E = I x R)
 Untuk mengetahui arus, bagi tegangan dengan resistansi (I = E  R)
 Untuk mengetahui resistansi, bagi tegangan dengan arus (R = E  I).
Lingkaran Rumus Hukum Ohm

Gambar 79 Lingkaran Rumus Pemecahan Hukum Ohm

Lingkaran rumus Hukum Ohm adalah cara mudah untuk mengingat cara menghitung bagian mana pun dari
rumus. Untuk menggunakan lingkaran rumus tutuplah huruf yang tidak diketahui. Huruf-huruf lainnya
memberikan rumus untuk mengetahui kuantitas yang tidak diketahui.

Page 53

Basic Electrical System
Tegangan Tidak Diketahui

Gambar 80 Menghitung voltase yang tidak diketahui

Dalam rangkaian ini, nilai tegangan sumber tidak diketahui. Resistansi beban adalah 2 Ohm. Aliran arus
melalui rangkaian adalah 6 Amper. Karena tegangan tidak diketahui, maka rumus untuk menghitung
tegangan adalah arus dikalikan dengan resistansi. Jadi, kalikan 6 Amper dengan 2 Ohm maka akan
didapat 12 Volt. Oleh karena itu, voltase sumber dalam rangkaian ini adalah 12 Volt.
Resistansi Tidak Diketahui

Gambar 81 – Menghitung resistansi yang tidak diketahui

Dalam rangkaian ini, nilai resistansi tidak diketahui. Aliran arus melalui rangkaian adalah 6 Amper dan
voltase sumber adalah 12 Volt. Rumus untuk menghitung resistansi adalah tegangan dibagi dengan arus,
yaitu 12 Volt dibagi 6 Amper sama dengan 2 Ohm. Oleh karena itu, resistansinya di dalam rangkaian
adalah 2 Ohm.

Arus Tidak Diketahui

Gambar 82 Menghitung arus yang tidak diketahui

Page 54

Basic Electrical System

Dalam rangkaian ini arus tidak diketahui. Resistansi beban adalah 2 Ohm dan tegangan sumber adalah 12
Volt. Rumus untuk menghitung arus adalah tegangan dibagi dengan resistansi. Jadi, 12 Volt dibagi dengan
2 Ohm adalah 6 Amper. Oleh karena itu, aliran arus dalam rangkaian ini adalah 6 Amper.

3.1 METRIC PREFIX

Ketika mengukur sesuatu, angka untuk menyatakan ukuran atau kuantitas item yang sedang diukur dapat
diketahui. Angka-angka digunakan untuk menyatakan hasil dari perhitungan-perhitungan sederhana. Selain
menggunakan angka, unit atau ungkapan untuk menguraikan apa yang dimaksud dengan angka tersebut
selalu tersedia.

Unit Dasar

Unit dasar adalah unit standar, yaitu unit tanpa awalan (prefix). Volt, Ohm dan Amper adalah unit-unit dasar
primer yang digunakan dalam aplikasi-aplikasi listrik. Awalan (prefix) ditambahkan pada unit dasar untuk
mengubah unit pengukuran. Dalam sistem metrik hanya ada beberapa unit dasar yang digunakan untuk
pengukuran listrik.

Prefix

Angka-angka dasar dikalikan atau dibagi dengan faktor 10, bergantung pada apakah yang diperlukan
adalah angka yang lebih besar atau lebih kecil.

Nama adalah awalan dan ditempatkan pada awal unit dasar.

Misalnya:

Tegangan listrik 1500 Volt akan dinyatakan dalam pangkat 10 yaitu:
1.5 x 103 atau 1.5 x 1000 = 1500

Awalan k (untuk kilo) sama dengan 1000, sehingga pernyataan untuk 1500 Volt dinyatakan sebagai 1.5 kV.
(1.5 kilo volt).

Dalam aplikasi-aplikasi listrik dan elektronik kita bekerja dalam jumlah dalam kuantitas yang sangat besar
atau sangat kecil, sehingga penggunaan metrix prefix bermanfaat.

Tabel 5 – Metric Prefix

Prefix Simbol Pangkat dari 10
mega M
kilo k 106
mili m 103
mikro  10-3
10-6

Unit-unit sistem metrik terdiri dari sistem pengukuran yang diakui internasional di seluruh dunia. Sistem ini
disebut Sistem Unit Internasional (SI). Prefix yang paling lazim dalam pengkajian teori listrik dasar adalah
Mega (jutaan), Kilo (ribuan), Mili (per ribuan) dan Mikro (per juta) (Tabel 5).

Tabel 6 –Prefix yang biasanya digunakan dalam dunia kelistrikan

mega ___M x 1,000,000 Contoh: 8MΩ x 1,000,000 = 8,000,000Ω
kilo ___k x 1,000 Contoh: 16kV x 1,000 – 16,000V
Mili ___m  1,000
Mikro ___  1,000,000 Cointoh: 400mV  1,000 =.4 V

Contoh: 36  1,000,000 =.000036A

Page 55

Basic Electrical System

Mega
Mega artinya satu juta dan disingkat dengan huruf besar “M”. Satu Mega ohm sama dengan satu juta Ohm.
Untuk mengubah nilai apa pun dari Mega ohm ke Ohm, pindahkan titik desimal enam tempat ke kanan.
Misalnya, 3.5 Mega ohm akan menjadi 3,500,000 Ohm.

Kilo

Kilo artinya seribu dan disingkat dengan huruf kecil “k”. Satu kilo ohm sama dengan 1,000 Ohm. Untuk
mengubah nilai apa pun dari kilo-ohm ke Ohm, pindahkan titik desimal tiga tempat ke kanan. Misalnya
0.657 kilo-ohm menjadi 657 Ohm.

Mili

Mili artinya seper seribu dan disingkat dengan huruf kecil “m”. Satu mili amper adalah seper seribu amper.
Untuk mengubah nilai apa pun dari miliamper ke Amper, pindahkan titik desimal tiga tempat ke kiri.
Misalnya, 0.355 miliamper akan menjadi 0.000355 Amper.

Mikro

Mikro artinya seper sejuta dan disingkat dengan simbol “”. Satu mikroamper adalah sama dengan seper
sejuta amper. Untuk mengubah nilai apa pun dari mikroamper ke Amper, pindahkan titik desimal enam
tempat ke kiri. Misalnya, 355 mikroamper adalah 0.000355 Amper.

3.2 DAYA / POWER
Daya adalah ukuran tingkat energi yang dihasilkan atau digunakan dan daya adalah cara lain untuk
mengukur rangkaian listrik. Rumus daya sama dengan rumus Hukum Ohm.
Dalam suatu engine, tingkat output tenaga kuda (output horsepower rating) adalah ukuran dari
kemampuannya untuk melakukan pekerjaan mekanis. Dalam peralatan listrik, daya adalah ukuran tingkat
dimana energi listrik diubah menjadi panas oleh elemen-elemen resistive yang ada di dalam konduktor.
Dalam rangkaian listrik, resistansi adalah yang menggunakan daya listrik. Akan tetapi, ingatlah bahwa
banyak jenis peralatan memiliki resistansi seperti misalnya konduktor, insulator, resistor, coil dan motor.
Banyak peralatan listrik diklasifikasikan berdasarkan berapa banyak daya listrik yang digunakan, bukan
berapa banyak daya listrik yang dihasilkannya. Pemakaian daya dinyatakan dalam watt.
746 Watt = 1 tenaga kuda (horsepower)
Unit pengukuran untuk daya adalah Watt. Daya adalah produk arus dikalikan dengan tegangan. Satu Watt
sama dengan satu Amper dikalikan dengan satu Volt. Dalam suatu rangkaian, apabila voltase atau arus
meningkat, dayanya meningkat. Apabila arus turun, daya turun. Hubungan antara daya, voltase dan arus
ditentukan oleh Rumus Daya. Rumus dasar untuk daya (power) adalah:
Daya = Arus x tegangan (P = I x V)
Watt = Amper x Volt (W = A x V)
Dalam setiap rangkaian, tegangan dikalikan dengan arus digunakan untuk mengetahui beberapa banyak
daya yang dipakai. Misalnya, sebuah hair dryer dapat menarik arus hampir 10 Amper. Voltase normal yang
terdapat di dalam rumah tangga adalah kira-kira 240 Volt. Dengan mengalikan 10 dengan 240 maka akan
diketahui bahwa daya yang digunakan oleh hair dryer adalah kira-kira 2400 watt atau 2.4 kW.
Mungkin pemakaian Watt yang paling lazim adalah pada lampu bohlam. Lampu bohlam diklasifikasikan
berdasarkan jumlah watt yang digunakan. Contoh lain dari peralatan yang memiliki pemakaian watt adalah
speaker, sejumlah motor dan kebanyakan peralatan rumah tangga.

Page 56

Basic Electrical System

3.3 TEORI RANGKAIAN DASAR
Ada tiga jenis dasar rangkaian dan hukum yang berlaku bagi masing-masing dari jenis rangkaian akan
diulas:

 Rangkaian Seri
 Rangkaian Paralel
 Rangkaian Seri-Paralel
Rangkaian Seri / Series Circuit

Gambar 83 Rangkaian Seri

Rangkaian seri adalah jenis rangkaian yang paling sederhana. Dalam rangkaian seri, masing-masing
peralatan listrik dihubungkan ke peralatan listrik lainnya sedemikian rupa sehingga hanya ada satu jalur
untuk mengalirkan arus. Dalam rangkaian yang diperlihatkan dalam Gambar 83, arus mengalir dari baterai
(+) melalui sebuah sekering (alat pelindung) dan switch (perangkat pengontrol) ke lampu (beban) dan
kemudian kembali ke frame ground. Semua peralatan dan komponen rangkaian dihubungkan dalam seri.
Aturan-aturan berikut berlaku bagi semua rangkaian seri:
Pada titik apa pun di dalam rangkaian, nilai arus adalah sama
Total resistansi rangkaian adalah sama dengan jumlah seluruh resistansi individual dan disebut resistansi
ekuivalen
Penurunan tegangan di semua beban rangkaian adalah sama dengan tegangan sumber yang digunakan.
Cara mudah untuk menyatakan aturan yang berlaku pada rangkaian seri ini adalah :

 Tegangan total adalah JUMLAH dari semua penurunan tegangan
 Resistansi total adalah JUMLAH dari semua resistansi masing-masing
 Arus total adalah SAMA pada suatu titik tertentu dalam rangkaian.

Mengaplikasikan Aturan-aturan Ini / Applying the Rules

Gambar 84 Rangkaian Seri

Rangkaian dalam Gambar 84 terdiri dari berbagai peralatan dan komponen, termasuk sumber daya 24
Volt. Karena dua dari nilai-nilai rangkaian diberikan, menghitung nilai yang tidak diketahui adalah mudah,
apabila hukum dasar rangkaian seri diaplikasikan.
Langkah pertama adalah menentukan total resistansi rangkaian. Rumus berikut digunakan untuk
mengetahui total resistansi:
Rt = R1 + R2 + R3
Rt = 3Ω + 3Ω + 6Ω = 12 Ohm

Page 57

Basic Electrical System

Karena tegangan untuk sumber daya yang diberikan adalah 24 Volt dan resistansi rangkaian telah dihitung
dengan hasil 12Ω, maka satu-satunya nilai yang masih tersisa untuk dihitung adalah aliran arus. Total arus
rangkaian dihitung dengan menggunakan Lingkaran Hukum Ohm dan dengan menulis rumus berikut:
I=ER
I = 24V / 12Ω = 2 Amper
Langkah selanjutnya adalah memasukkan nilai untuk aliran arus ke dalam beban resistive. Salah satu
aturan untuk rangkaian seri menyatakan bahwa arus SAMA pada suatu titik tertentu. Dengan
menggunakan rumus E = I x R untuk setiap resistor maka akan diketahui penurunan tegangan di masing-
masing beban. Penurunan tegangan tersebut adalah:
E1 = 2A x 3Ω = 6V
E2 = 2A x 3Ω = 6V
E3 = 2A x 6Ω = 12V

Semua nilai rangkaian sekarang sudah dihitung. Dengan menggunakan Lingkaran Hukum Ohm,
periksalah masing-masing jawaban.

Rangkaian Paralel / Parallel Circuit

Gambar 85 Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel adalah lebih rumit daripada rangkaian seri karena terdapat lebih dari satu jalur untuk
mengalirkan arus. Setiap jalur arus disebut cabang (branch). Karena semua cabang dihubungkan pada
terminal positif dan negatif yang sama, maka semua jalur ini memiliki tegangan yang sama dan masing-
masing cabang mengalami penurunan tegangan dalam jumlah yang sama, terlepas berapa pun resistansi
yang terdapat di dalam cabang.

Aliran arus di dalam masing-masing cabang bisa jadi berbeda, bergantung pada resistansinya. Total
arus di dalam rangkaian sama dengan jumlah arus dalam cabang. Total resistansi selalu lebih sedikit
daripada resistansi terkecil di dalam cabang mana pun.

Dalam rangkaian yang diperlihatkan dalam Gambar 85, arus mengalir dari baterai melalui sekering
dan switch, dan kemudian terbagi menjadi dua cabang, masing-masing memiliki satu lampu. Masing-
masing cabang dihubungkan ke frame ground.
Aturan-aturan berikut berlaku untuk rangkaian paralel:

 Voltase di masing-masing cabang paralel adalah sama
 Total arus di masing-masing cabang adalah sama
 Total resistansi ekivalen sama dengan tegangan sumber dibagi dengan total arus, dan SELALU

lebih sedikit dibandingkan dengan resistansi terkecil di dalam satu cabang.

Cara mudah untuk menyatakan aturan-aturan paralel adalah:
 Tegangan untuk semua cabang adalah SAMA
 Arus adalah JUMLAH dari arus masing-masing cabang
 Resistansi ekivalen adalah selalu LEBIH KECIL daripada resistansi terkecil di masing-masing
cabang.

Page 58

Basic Electrical System

Menerapkan Aturan-aturan / Applying the Rules

Gambar 86 Rangkaian

Rangkaian dalam Gambar 86 terdiri dari berbagai peralatan dan komponen, termasuk sumber tegangan 24
Volt. Resistansi di setiap lampu diberikan bersama dengan nilai tegangan sumbernya. Sebelum
menerapkan hukum-hukum dasar rangkaian paralel perlu untuk terlebih dahulu mengetahui resistansi
ekivalen guna mengganti kedua cabang paralel 4 Ohm.
Langkah pertama dalam mengembangkan rangkaian ekivalen adalah dengan mengaplikasikan aturan-
aturan dasar untuk mengetahui total resistansi kedua cabang paralel. Ingat bahwa total resistansi
gabungan cabang adalah lebih kecil daripada resistansi terkecil dari masing-masing cabang. Rangkaian di
atas memiliki dua cabang paralel, masing-masing dengan lampu yang memiliki resistansi 4Ω. Oleh karena
itu, total resistansi adalah kurang dari 4Ω. Rumus berikut digunakan untuk menghitung total resistansi.
1/Rt = 1/R1 + 1/R2 = ¼ +¼ = 0.25 + 0.25 = 0.5
Rt = 1  0.5 = 2 Ohm
Seperti yang telah dinyatakan sebelumnya, salah satu aturan untuk rangkaian paralel menyatakan bahwa
tegangan di semua cabang paralel adalah SAMA. Dengan daya 24 Volt diaplikasikan pada masing-masing
cabang, maka aliran arus masing-masing dapat dihitung dengan menggunakan Hukum Ohm. Rumus I =
E/R digunakan untuk menghitung arus di masing-masing cabang yaitu 6 Amper. Dalam kasus khusus ini,
aliran arus di masing-masing cabang adalah sama karena nilai-nilai resistansi sama.

Menghitung Aliran Arus dalam Rangkaian Paralel / Solving Current Flow

Gambar 87 Rangkaian Paralel

Rangkaian yang diperlihatkan dalam Gambar 87 adalah contoh rangkaian arus searah (DC) dengan tiga
cabang paralel dan sebuah ammeter yang dihubungkan secara seri pada cabang-cabang paralel (semua
aliran arus di dalam rangkaian harus melewati ammeter).
Dengan mengaplikasikan aturan-aturan dasar untuk rangkaian paralel (tegangan di semua cabang SAMA)
maka nilai arus yang tidak diketahui di masing-masing cabang dapat dihitung dengan menggunakan
Lingkaran Hukum Ohm, dimana:
I =ER
I1 = E1  R1 = 24  4 = 6 Amper
I2 = E2  R2 = 24 + 4 = 6 Amper
I3 = E3  R3 = 24  4 = 6 Amper
Karena aliran arus di dalam cabang-cabang paralel adalah JUMLAH semua arus di cabang, maka rumus
untuk total arus adalah It = I1 + I2 + I3 = 6 + 6 + 6 = 18 Amper. Dengan voltase sumber diketahui 24 Volt dan
total arus yang dihitung adalah 18 Amper maka total resistansi rangkaian setelah dihitung adalah 1 Ohm.
(Rt = E t  I t).

Page 59

Basic Electrical System
Rangkaian Seri-Paralel / Series – Parallel Circuits

Gambar 88 Rangkaian Seri-Paralel

Rangkaian seri-paralel yang diperlihatkan dalam Gambar 88 terdiri dari satu bagian seri dan satu bagian
paralel. Semua aturan yang dibahas sebelumnya mengenai rangkaian seri dan paralel berlaku ketika
mencari nilai-nilai rangkaian yang tidak diketahui. Meskipun beberapa rangkaian seri-paralel tampak sangat
rumit, pada dasarnya rangkaian ini dapat dihitung dengan mudah dengan menggunakan metode yang
logis. Tip-tip berikut akan membuat perhitungan rangkaian seri-paralel tidak terlalu rumit.

Periksalah rangkaian dengan cermat dan kemudian tentukan jalur atau jalur-jalur yang dapat dialiri arus
melalui rangkaian sebelum kembali ke sumber.

Gambarlah kembali rangkaian rumit untuk disederhanakan tampilannya.

Ketika menyederhanakan rangkaian seri-paralel, mulailah pada titik terjauh dari sumber tegangan. Gantilah
kombinasi-kombinasi resistor seri-dan paralel langkah demi langkah.

Rangkaian seri-paralel (ekuivalen) yang digambar ulang dengan benar akan terdiri hanya SATU resistor
seri pada ujungnya.

Gunakan aturan-aturan seri sederhana untuk menghitung nilai-nilai yang tidak diketahui.

Kembali ke rangkaian asli dan masukkan nilai-nilai yang sudah diketahui. Gunakan Hukum Ohm untuk
menghitung nilai-nilai lainnya.

Menghitung Soal Seri-Paralel

2

R1
R2 6 R3 3

12V

Gambar 89 Rangkaian Seri-Paralel

Rangkaian seri-paralel yang diperlihatkan dalam Gambar 89 memperlihatkan resistor 2Ω dalam seri
dengan sebuah cabang paralel yang terdiri dari resistor 6Ω dan resistor 3Ω. Untuk menghitung soal ini
Anda perlu menentukan resistansi ekuivalen untuk cabang paralel. Dengan menggunakan rumus berikut,

hitunglah resistansi ekuivalen (Re) paralel.

atau

Page 60

Basic Electrical System

Menerapkan Aturan-aturan / Applying the Rules

Gambar 90 Rangkaian Seri-paralel

Gambarlah kembali Gambar 90 dengan menyisipkan resistansi ekuivalen untuk cabang paralel. Kemudian
hitunglah total rangkaian dengan menggunakan aturan-aturan Hukum Ohm sederhana untuk rangkaian
seri.

Dengan menggunakan aturan-aturan untuk rangkaian seri, total resistansi rangkaian sekarang dapat
dihitung dengan menggunakan rumus:

Nilai sisanya yang belum diketahui adalah arus. Sekali lagi dengan menggunakan Lingkaran Hukum Ohm,
arus listrik dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Lihat rangkaian seri-paralel awal dan tempatkan nilai-nilai yang sudah diketahui.

6V
3A
2Ω

R1 6V 6V
1A 2A
R2 6Ω R3 3Ω

12V
Gambar 91 Rangkaian

Perhitungan rangkaian menunjukkan bahwa total aliran arus dalam rangkaian adalah 3 Amper. Karena
semua aliran arus yang meninggalkan sumber harus kembali kita mengetahui bahwa 3 Amper harus
mengalir melalui R1. Maka sekarang kita bisa menghitung turunnya voltase pada R1 dengan menggunakan
rumus E = I x R = 3A x 2Ω = 6 Volt

Apabila resistor R1 menggunakan 6 Volt, maka voltase sumber sisanya (6V) diaplikasikan pada kedua
cabang paralel. Dengan menggunakan Hukum Ohm untuk cabang paralel maka diketahui bahwa 1 Amper
mengalir melalui R2, dan 2 Amper mengalir melalui R3 sebelum bergabung menjadi total arus rangkaian 3
Amper yang kembali ke bagian negatif dari sumber power (Gambar 91).

Metode-metode Lain dan Tip-tip untuk Menghitung Rangkaian Seri-Paralel yang Rumit

Page 61

Basic Electrical System

Sebagaimana dinyatakan sebelumnya, dengan memeriksa jalur secara seksama untuk aliran arus dan
kemudian menggambar kembali rangkaian dapat dengan mudah memecahkan rangkaian-rangkaian yang
rumit. Terlepas betapapun terlihat rumit suatu rangkaian, dengan menggambar rangkaian yang sama
(equivalent circuit) dan mengurangi rangkaian hingga menjadi bentuk yang paling sederhana (rangkaian
seri) maka akan menghasilkan informasi yang diperlukan untuk disejajarkan dengan rangkaian asli.

Langkah 1:

Gambar 93 – Langkah 1

Telusurilah aliran arus baterai dari bagian (+) ke baterai bagian (-). Semua arus yang meninggalkan sumber
tersedia di TP1 (test point 1). Di TP1 arus dibagi di antara dua cabang paralel dan kemudian digabungkan
kembali di TP2 sebelum mengalir melalui resistor seri R3 dan kembali ke ground. Sekarang jalur aliran arus
telah diidentifikasi, langkah selanjutnya adalah menggambar rangkaian serupa untuk cabang-cabang
paralel.

Langkah 2:

P
Gambar 94 – Langkah 2

Dengan menggunakan Hukum Ohm hitunglah resistansi ekuivalen untuk cabang paralel. Ada dua metode
(rumus) yang tersedia untuk menghitung resistansi cabang paralel, yaitu:

1  1  1 atau (disebut product over sum method) Re  R1* R2
Re R1 R2 R1  R2

Jika rangkaian hanya memiliki dua cabang, maka metode jumlah atas produk (product over sum method)
adalah rumus yang paling mudah.

Langkah 3:

Page 62

Basic Electrical System

Gambar 95 – Langkah 3

Gambarlah kembali rangkaian dengan mengganti nilai Re untuk melambangkan resistansi ekuivalen.
Rangkaian sekarang memiliki dua resistor dalam seri, yang diperlihatkan sebagai Re dan R3. Selanjutnya
sederhanakan rangkaian dengan menggabungkan Re dan R3 sebagai resistansi tunggal yang disebut Rt.

Page 63

Basic Electrical System

TOPIK 4
ELECTRICAL SCHEMATIC

4.0 SCHEMATIC

Gambar 96

Skematik pada dasarnya adalah gambar-gambar garis yang menjelaskan bagiamana suatu sistem
berfungsi dengan menggunakan simbol-simbol dan garis-garis penghubung. Simbol-simbol digunakan
untuk melambangkan peralatan atau komponen-komponen baik dalam sistem listrik dan elektronik yang
sederhana maupun rumit. Simbol-simbol skematik digunakan secara luas dalam terbitan-terbitan Caterpilar
untuk mengidentifikasi masalah-masalah yang berhubungan dengan listrik.

Skematik digunakan oleh para teknisi untuk mengetahui bagaimana suatu sistem berfungsi dan untuk
membantu dalam memperbaiki sistem yang telah mengalami kegagalan fungsi.

Simbol-simbol skematik memberikan banyak sekali informasi dalam ruang yang kecil dan pembacaan
simbol-simbol skematik memerlukan keterampilan dan latihan yang sangat tinggi. Suatu metode langkah
demi langkah yang logis dalam menggunakan diagram-diagram skematik untuk troubleshooting dimulai
dengan pemahaman teknisi tentang sistem yang lengkap.

Fitur-fitur Skematik

Skematik listrik Caterpillar memiliki informasi yang sangat berharga. Informasi tersebut dicetak pada bagian
depan dan belakang skematik. Teknisi harus sangat terampil dalam membaca dan menginterpretasikan
semua informasi yang terkandung di bagian-bagian skematik.

Beberapa fitur di depan skematik adalah:
 Kode-kode warna untuk mengidentifikasi rangkaian
 Kode-kode singkatan warna
 Keterangan simbol
 Informasi mengenai wiring harness
 Catatan dan kondisi-kondisi skematik
 Grid design untuk lokasi komponen

Page 64

Basic Electrical System

 Nomor-nomor part komponen
Garis-garis “berwarna” melambangkan rangkaian alat. Gunakan kode identifikasi warna yang terletak di
skematik untuk mengetahui rangkaian.
Garis-garis tebal “ganda” adalah untuk mengidentifikasi rangkaian dan komponen-komponen yang terletak
di pos operator.

Garis (hitam tipis) digunakan untuk mengidentifikasi alat, kawat, kabel atau komponen.

CATATAN:

Lihat keterangan simbol pada skematika.

Machine Electrical Schematic dengan Format Baru

Format Lama

Format Baru
Gambar 97

Sejumlah mesin Caterpillar menggunakan format baru untuk skematik sistem listrik. Format baru tersebut
disebut PRO/E dan memberikan informasi tambahan untuk kawat, connector, komponen dan simbol
sambungan.

Gambar 97 memperlihatkan format identifikasi kabel yang baru. Label mencakup identifikasi rangkaian,
nomor label kabel (169), kode identifikasi harness (H), nomor kabel dalam harness (5), kode warna (PK)
dan ukuran kabel (18).

CATATAN:

Kode-kode yang diperlihatkan adalah contoh dari sistem identifikasi yang baru. Lihat skematik listrik yang
sesuai untuk rincian lebih lanjut dan informasi yang akurat.

Connector

Format Lama

Page 65

Basic Electrical System
Format Baru

Gambar 98

Format identifikasi connector yang baru (Gambar 98) mencakup kode identifikasi harness (H),
mengidentifikasi assembly sebagai connector (C), mengidentifikasi nomor connector dalam harness (7),
dan mencantumkan part number connector (3E3382).

CATATAN:

Kode-kode yang diperlihatkan adalah contoh mengenai sistem identifikasi yang baru. Lihat skematik listrik
yang sesuai untuk rincian lebih lanjut dan informasi yang akurat.

Komponen-komponen

Format Lama

Format Baru

Gambar 99

Gambar 99 menunjukkan metode pemberian label komponen skematik yang lama dan memperlihatkan
nama yang jelas dan part number komponen. Skematik yang digambar dalam format PRO/E berisikan
huruf identifikasi harness (H), kode pemberian seri (P-12) dimana “P” adalah singkatan dari “part” dan “1”
melambangkan posisi harness (bagian nomor “12” dalam harness “H”, dan nomor bagian komponen (113-
8490).

CATATAN:
Kode-kode yang diperlihatkan adalah contoh mengenai sistem identifikasi yang baru. Lihat skematik listrik
yang sesuai untuk rincian lebih lanjut dan informasi yang akurat.

Page 66

Basic Electrical System
Format PRO/E untuk sambungan-sambungan (splice) menggunakan dua titik penghubung untuk
menunjukkan di bagian mana kabel keluar. Simbol sambungan yang sebelumnya hanya menggunakan titik
(filled-in dot) untuk menunjukkan sambungan.

CATATAN:
Kode-kode yang diperlihatkan adalah contoh mengenai sistem identifikasi yang baru. Lihat skematik listrik
yang sesuai untuk rincian lebih lanjut dan informasi yang akurat.

Beberapa fitur di bagian belakang skematik mencakup:
Simbol-simbol dan identifikasi skematik harness dan kabel listrik
Simbol-simbol dan definisi skematik listrik
Bagan keterangan kabel
 Buku manual service listrik terkait
 Bagan lokasi harness connector
 Spesifikasi-spesifikasi switch mesin dalam posisi “off”
 Lokasi-lokasi harness connector dan komponen mesin, diidentifikasi sebagai garis bayangan hitam

mesin
 Daftar component identifier (CID) dan konversi kode flash
Bagan lokasi komponen
Spesifikasi-spesifikasi resistor dan solenoid
Daftar Failure Mode Identifier (FMI)

Page 67

Basic Electrical System

TOPIK 5
DIGITAL MULTIMETER

5.0 PENGENALAN TERHADAP DIGITAL MULTIMETER

Gambar 100 Digital Multimeter 9U7330

Topik ini mencakup fungsi-fungsi dasar dan pengoperasian digital mulimeter (Gambar 100). Meskipun
teknisi service dapat menggunakan analog multimeter dan mengetes lampu, digital multimeter
melaksanakan pengukuran-pengukuran yang lebih rumit pada sistem elektronik yang lebih baru. Untuk
mempermudah pekerjaan dengan angka-angka yang lebih besar, digital multimeter menggunakan sistem
metrik.
Digital multimeter adalah alat yang sangat akurat dan digunakan untuk mencari nilai yang sangat tepat
untuk besaran tegangan, arus atau resistansi. Digital multimeter diberi tenaga oleh baterai alkalin 9 Volt
dan dilindungi terhadap kotoran, debu dan uap air.

Gambar 101 Digital Multimeter 9U7330

Meter (Gambar 101) memiliki empat bagian utama:
 Liquid-crystal-display
 Tombol tekan
 Switch dengan fungsi rotary dial
 Lead meter input
Liquid Crystal Display

Page 68

Basic Electrical System

Gambar 102 Liquid crystal display pada Digital Multimeter

Tampilan kristal cair (LCD) pada meter (Gambar 102) menggunakan segmen-segmen tampilan dan
indikator. Bacaan digital ditampilkan pada tampilan 4000-count dengan indikasi muatan kutub () dan
penempatan titik desimal otomatis.
Ketika meter dihidupkan (ON), semua segmen tampilan dan indikator (annunciator) tampil secara singkat
selama pengetesan. Tampilan meng-update empat kali per detik, kecuali ketika bacaan frekuensi
dilakukan, maka update adalah tiga kali per detik.
Tampilan analog adalah pointer 32 segmen yang meng-update 40 kali per detik. Segmen-segmen tampilan
memiliki pointer yang “bergulung” di seluruh segmen yang menunjukkan adanya perubahan pengukuran.
Tampilan juga menggunakan indikator untuk menyingkat berbagai status tampilan (display mode) dan
fungsi-fungsi meter.
Tombol Tekan

Gambar 103 Tombol tekan pada digital multimeter

Tombol pada meter (Gambar 103) digunakan untuk melaksanakan fungsi-fungsi tambahan.
Topik ini akan mencakup hanya tombol kisaran (range button). Tombol-tombol tambahan akan dicakup
kemudian dalam kursus karena tombol-tombol ini berlaku untuk jenis pengukuran yang dilakukan.
Ketika tombol dihidupkan untuk pertama kali dan pengukuran dilakukan, meter secara otomatis memilih
suatu kisaran dan menampilkan kata AUTO di bagian kiri atas. Dengan menekan tombol kisaran maka
akan menempatkan meter dalam mode kisaran manual dan menampilkan skala kisaran di bagian kanan
bawah. Setiap kali tombol kisaran ditekan, bagian berikutnya akan ditampilkan. Tekan dan tahan tombol
kisaran untuk kembali ke mode kisaran auto (auto range mode).
Tombol berwarna kuning dapat digunakan untuk menerangi bagian belakang tampilan meter.

Page 69

Basic Electrical System

Rotary Switch

Gambar 104 Rotary Switch

Berbagai fungsi meter dipilih dengan memutar rotary switch pada meter (Gambar 104). Setiap kali rotary
switch digerakkan dari posisi OFF ke penyetelan fungsi, semua segmen dan indikator tampilan menyala
sebagai bagian dari pengetesan otomatis rutin. Dengan menggerakkan meter sesuai dengan arah jarum
jam dari tombol OFF, ketiga posisi pertama pada rotary switch digunakan untuk mengukur voltase arus
bolak balik (AC), voltase langsung (DC) dan DC millivolt. Posisi atas digunakan untuk mengukur resistansi.
Posisi berikutnya akan memungkinkan meter untuk memeriksa diode. Dua posisi terakhir digunakan untuk
mengukur arus AC dan DC dalam Amper, mili-Amper dan mikro-Amper.

Meter Lead Input

Gambar 105 Multimeter Input Jack

Bergantung pada pengukuran yang akan dilakukan, meter lead harus ditempatkan dalam terminal-terminal
yang benar (Gambar 105). Perhatikan bagian dalam terminal-terminal input diberi kode warna merah atau
hitam. Lead positif dapat diarahkan pada input-input merah mana pun.
COM atau terminal umum digunakan untuk sebagian besar pengukuran. Lead berwarna hitam atau negatif
akan selalu berada dalam terminal COM. Terminal input pertama, pada bagian paling kiri meter adalah
untuk mengukur Amper. Input ini dipasang fuse pada 10 Amper.
Posisi berikutnya ke kanan adalah untuk mengukur miliamper atau mikroamper. Tidak lebih dari 400
miliamper dapat diukur ketika rotary switch berada dalam posisi ini. Apabila tidak yakin mengenai amper
suatu rangkaian, mulailah dengan lead berwarna merah pada meter dalam input jack 10 amper (kisaran
tertinggi).
Terminal input pada bagian kanan meter adalah untuk mengukur voltase, resistansi dan pengetesan diode.

Page 70

Basic Electrical System
Overload Display Indicator

Gambar 106 Overload Display

Saat melakukan pengukuran, tampilan OL akan terlihat (Gambar 106). OL menunjukkan bahwa nilai yang
sedang diukur berada diluar batas kisaran yang dipilih. Kondisi-kondisi berikut dapat mengarah pada
tampilan kelebihan beban (overload display):

 Dalam kisaran auto (auto-range), bacaan resistansi tinggi menunjukkan rangkaian terbuka.

 Dalam kisaran manual (manual range), bacaan resistansi tinggi menunjukkan rangkaian terbuka atau
skala yang tidak benar dipilih

Dalam kisaran manual, bacaan voltase yang melampaui kisaran dipilih.

Input Terminal dan Batasan-batasan

Tabel 7

Fungsi Bacaan Min Bacaan Maks Input Maks
AC Volt 0.01mV 1000 V 1000 V
DC Volt 0.0001V 1000 V 1000 V
mVolt 0.01mV 1000 V
0.01 400.0 mV 1000 V
Ohm 1.0mA 40.00 M 600 V
AC/DC Amp 0.01mA 600 V
0.1 10.0 A 600 V
mA/A 400.0 mA
4000 A

Tabel 7 memperlihatkan fungsi-fungsi meter, bacaan tampilan minimum, bacaan tampilan maksimum dan
input maksimum untuk Digital Multimeter 9U7330.
Mengukur Tegangan AC/DC

Gambar 107 Digital Multimeter 9U7330

Ketika menggunakan multimeter untuk melakukan pengukuran voltase, penting untuk diingat bahwa
voltmeter harus selalu dihubungkan secara paralel dengan beban atau rangkaian yang sedang dites.
Keakuratan multimeter 9U7330 adalah kira-kira 0.01% dalam lima kisaran voltase AC/DC dengan
impedansi input kira-kira 10 mv ketika dihubungkan secara paralel.

Page 71

Basic Electrical System
Untuk mengukur voltase, lakukan langkah-langkah berikut:
Pastikan rangkaian dalam keadaan menyala (ON).
 Tempatkan lead hitam meter pada COM input port dan lead merah meter pada Volt/OHM input port.
 Tempatkan rotary switch dalam posisi AC atau DC yang diinginkan.
 Tempatkan lead hitam meter pada bagian rendah (low) atau return side komponen atau rangkaian yang

sedang diukur
 Tempatkan lead merah meter pada bagian bertegangan tinggi (high) atau bagian positif dari komponen

atau rangkaian yang sedang diukur.

Mengukur Penurunan Tegangan

Gambar 108 Mengukur penurunan tegangan

Perhatikan rangkaian dalam Gambar 108. Kabel pengetesan (test lead) dihubungkan secara paralel pada
beban rangkaian (circuit load). Dengan sumber daya 12 Volt yang dihubungkan ke beban, meter harus
membaca penurunan tegangan sama dengan tegangan sumber atau 12 Volt.
Apabila meter membaca penurunan tegangan kurang dari 12 Volt, ini menunjukkan bahwa resistansi yang
tidak diinginkan terdapat di dalam rangkaian. Suatu proses yang logis adalah dengan mengukur penurunan
tegangan di switch contact tertutup. Apabila terdapat bacaan tegangan pada switch ini, maka ini
menunjukkan bahwa switch contact mengalami kerusakan, sehingga switch harus diganti.

CATATAN:
Dalam pengukuran yang sesungguhnya, bacaan meter tidak akan sama persis dengan voltase sumber
power, karena kabel masing-masing akan memberikan sedikit resistansi. Dalam kebanyakan aplikasi
praktek, penurunan voltase 0.1 Volt adalah angka yang dapat diterima untuk kondisi-kondisi kabel
rangkaian normal.

Digital multimeter 9U7330 adalah alat pengukur dengan resistansi tinggi. Ini berarti bahwa alat
pengukur ini tidak akan meningkatkan aliran arus secara signifikan di dalam rangkaian yang sedang diukur.
Pengukuran voltase harus selalu dilakukan dengan rangkaian dalam keadaan memiliki power.
Digital Multimeter 9U7330 adalah ideal untuk digunakan dalam rangkaian-rangkaian yang dikontrol oleh
peralatan padat seperti komponen-komponen elektronik, komputer dan mikroprosesor.

Page 72

Basic Electrical System
Mengukur Arus AC/DC

Gambar 109 Digital Multimeter 9U7330

Ketika menggunakan multimeter untuk melakukan pengukuran arus, meter probe harus dihubungkan
secara SERI dengan beban (load) atau rangkaian yang sedang dites. Untuk mengubah di antara
pengukuran arus bolak balik (AC) dan arus searah (DC), gunakan tombol tekan BIRU (Gambar 109).
Ketika mengukur arus, internal shunt resistor pada meter akan menghasilkan tegangan di terminal meter
yang disebut “tegangan beban”. Arus yang dihasilkan tegangan beban ini sangat rendah, tetapi bisa saja
mempengaruhi ketepatan pengukuran.
Ketika mengukur aliran arus, multimeter Fluke 87 dirancang dengan resistansi rendah untuk mencegah
agar tidak menimbulkan dampak terhadap aliran arus di dalam rangkaian. Ketika mengukur arus di dalam
rangkaian, selalu mulai dengan lead merah multimeter di dalam Amp input (10A fused) pada meter.
Hubungkan lead merah ke dalam mA/A input hanya setelah diketahui arus berada di bawah tingkat arus
maksimum pada input mA/A (400 mA).
Meter memiliki “buffer” yang memungkinkannya untuk mengukur dengan cepat aliran arus yang lebih tinggi
dari 10A. Buffer ini dirancang untuk menangani “lonjakan” arus ketika rangkaian dihidupkan pertama kali.
Meter ini sebetulnya bisa membaca arus sampai 20 Amper untuk jangka waktu tidak lebih dari 30 detik.

CATATAN:
Lead harus selalu dihubungkan dalam SERI dengan beban atau rangkaian ketika mengukur aliran arus.
Mengukur Arus

Page 73

Basic Electrical System

Gambar 110 Mengukur Aliran Arus

Untuk mengukur arus (Gambar 110), lakukan langkah-langkah berikut:
 Tempatkan multimeter input lead berwarna hitam di dalam COM port dan input lead merah di dalam A

(Amp) port.
 Tempatkan Rotary Switch pada posisi mA/A
 Bukalah rangkaian yang akan dites, dianjurkan dengan “menarik” fuse, atau dengan “membuka” switch.
 Tempatkan lead dalam SERI dengan rangkaian, sehingga amper rangkaian mengalir melalui meter.
 Gunakan power pada rangkaian.

CATATAN:
Apabila aliran arus melampaui tingkat fuse di dalam meter, fuse akan “membuka”.

Mengukur Resistansi

Gambar 111 Mengukur Resistansi

Ketika menggunakan multimeter untuk mengukur resistansi (Gambar 111), adalah perlu untuk mematikan
daya listrik pada rangkaian dan membuang muatan semua capacitor sebelum mencoba melakukan
pengukuran di dalam rangkaian. Apabila masih terdapat tegangan eksternal di seluruh komponen yang
sedang dites, maka mustahil untuk mendapatkan pengukuran yang akurat.
Digital multimeter mengukur resistansi dengan melewati arus yang sudah diketahui melalui rangkaian atau
komponen dan mengukur penurunan tegangan masing-masing. Meter kemudian menghitung secara
internal resistansi yang menggunakan rumus Hukum Ohm R = E  I. Penting untuk diingat, resistansi yang

Page 74

Basic Electrical System
diperlihatkan oleh meter adalah total resistansi melalui semua kemungkinan jalur di antara dua pengetesan
meter (meter probe). Agar dapat mengukur sebagian besar rangkaian atau komponen secara akurat, maka
perlu mengisolasi rangkaian atau komponen dari jalur-jalur lain.
Selain itu, resistansi dari test lead dapat mempengaruhi keakuratan ketika meter berada pada kisaran
terendahnya (400 Ohm). Kesalahan yang diantisipasi adalah kira-kira 0.1 hingga 0.2 Ohm untuk pasangan
test lead standar. Untuk mengetahui kesalahan yang sesungguhnya, pasanglah test lead bersama dan
bacalah nilai yang ditampilkan pada meter. Gunakan (REL) mode pada 9U7330 untuk mengurangi secara
otomatis resistansi lead dari pengukuran yang sesungguhnya.
Untuk mengukur resistansi secara akurat, ikuti langkah-langkah berikut:
Pastikan daya pada rangkaian atau komponen dimatikan (OFF).
 Tempatkan lead merah di dalam jack yang berlabel Volt/Ohm dan lead hitam di dalam jack yang

bertanda COM.
 Tempatkan rotary selector di dalam posisi Ω.
 Tempatkan lead meter MENYILANG pada komponen atau rangkaian yang sedang diukur.

CATATAN:
Penting untuk diingat agar jari-jari Anda tidak menyentuh bagian-bagian ujung meter lead ketika
melaksanakan pengukuran resistansi. Resistansi badan anda dapat mempengaruhi pengukuran.

Page 75

Basic Electrical System

TOPIK 6
KEGAGALAN FUNGSI RANGKAIAN/CIRCIT FAULT

6.0 KEGAGALAN FUNGSI RANGKAIAN / CIRCUIT FAULT
Topik ini menguraikan kegagalan fungsi pada rangkaian seri, paralel dan seri-paralel. Kegagalan fungsi
pada rangkaian dapat diperlihatkan pada alat bantu pelatihan atau pada kendaraan.
Ada beberapa cara dimana rangkaian dapat mengalami kegagalan fungsi:
 Terbuka (Open)
 Hubung singkat (Short)
 Rangkaian yang Dibumikan (Ground)
 Resistansi tinggi (High resistance)
 Intermittence

Terbuka (Open)

Gambar 112 Rangkaian Terbuka

Keadaan “terbuka” di bagian mana pun dalam suatu rangkaian dapat mengakibatkan tidak ada aliran arus
di dalam rangkaian seri atau bagian dari rangkaian paralel. Rangkaian yang terbuka dapat diakibatkan oleh
komponen yang mengalami kegagalan fungsi misalnya switch, fuse, atau kabel putus serta connector
rusak. Lokasi fisik rangkaian yang “terbuka” menentukan bagaimana rangkaian akan terbaca.
Gambar 112 memperlihatkan switch yang berfungsi sebagai rangkaian yang terbuka, sehingga tidak ada
aliran melalui dua beban. Troubleshooting pada rangkaian yang terbuka mudah dilakukan menggunakan
multimeter dengan mengukur voltase sumber. Apabila voltase sumber tersedia pada sambungan di depan
switch dan tidak tersedia pada bagian switch yang bermuatan, maka contact akan membuka. Apabila
tersedia voltase pada bagian beban (load side) maka perlu untuk terus memeriksa rangkaian sampai
keadaan terbuka teridentifikasi.
Dalam rangkaian paralel, mengidentifikasi keadaan terbuka bergantung pada di mana lokasi tersebut
terjadi. Apabila terjadi di dalam kabel utama, maka tidak satu beban atau komponen pun yang akan
berfungsi. Akibatnya, semua cabang paralel tidak akan beroperasi. Selain itu, keadaan terbuka di dalam
jalur tanah kembali (return ground path) akan memiliki dampak yang sama seperti keadaan terbuka di
dalam kabel utama.

Page 76

Basic Electrical System

Gambar 113 Keadaan Terbuka (open) di Kabel Utama & Cabang Paralel

Apabila terjadi keadaan terbuka di salah satu cabang (branch) di bawah kabel utama, hanya beban (load)
yang terdapat pada cabang tersebut yang terkena dampak. Semua beban cabang lainnya akan beroperasi
secara normal. Gambar 113 memperlihatkan sebuah contoh keadaan terbuka di dalam kabel utama dan
dalam cabang paralel.
Ketika melakukan identifikasi pada rangkaian yang terbuka, hasilnya biasanya bahwa komponen
mengalami kegagalan fungsi. Karena kebanyakan rangkaian dilindungi dengan sejenis fuse atau alat
pelindung rangkaian, maka dianjurkan bahwa fuse atau alat tersebut diperiksa secara visual. Apabila
pemeriksaan visual tidak mengungkapkan adanya kondisi terbuka, lepaskan alat tersebut dan lakukan
pemeriksaan lanjutan untuk memastikan bahwa alat berfungsi dengan baik.
Kemungkinan besar tempat lainnya yang harus diperiksa untuk mengetahui keadaan terbuka adalah pada
komponen itu sendiri. Dengan menggunakan multimeter dan skematik listrik akan mengetahui apakah
sistem atau voltase sumber tersedia atau tidak. Apabila voltase tidak tersedia pada komponen, langkah
selanjutnya adalah menentukan perangkat listrik lain apa, misalnya switch atau connector, yang tersedia di
dalam jalur rangkaian. Pisahkan peralatan tersebut, mulai dari lokasi termudah dan terus ke arah sumber
voltase.

Hubung Singkat (Short)
Hubung singkat di dalam suatu rangkaian adalah hubungan listrik langsung di antara dua titik, biasanya
disertai dengan resistansi sangat rendah terhadap aliran arus. Hal ini sering kali menjelaskan adanya
hubungan listrik yang tidak diinginkan atau tidak benar dan dapat menarik arus yang lebih tinggi daripada
yang diharapkan. Dalam menjelaskan kegagalan fungsi yang disebabkan oleh hubung singkat listrik, jenis-
jenis hubung singkat biasanya diidentifikasi sebagai “hubung singkat pada tanah” atau “hubung singkat
pada daya”.
Hubung singkat pada tanah terjadi ketika aliran arus dihubungkan ke tanah sebelum waktunya. Hal ini
biasanya terjadi ketika isolasi kabel rusak dan konduktor benar-benar terkena kontak dengan body mesin
(machine ground). Dampak hubung singkat terhadap tanah tergantung pada rancangan rangkaian dan
lokasinya dalam kaitannya dengan komponen-komponen rangkaian lainnya, misalnya peralatan pelindung,
switch, beban, dll.

Page 77

Basic Electrical System

Gambar 114 Hubung singkat sebelum beban rangkaian

Gambar 114 memperlihatkan hubung singkat yang terjadi yang terletak setelah peralatan pelindung dan
switch, tetapi sebelum beban rangkaian (lampu). Dalam contoh ini, jalur resistansi rendah ke tanah terjadi
setiap kali switch dihidupkan dan voltase sumber tersedia. Hasil dari jalur yang tidak diinginkan ini akan
mengakibatkan sekering “putus” (atau pemutus arus mengalami trip) ketika switch dihidupkan.

Gambar 115 Hubung singkat sebelum switch

Gambar 115 memperlihatkan hubung singkat ke tanah yang terjadi sebelum switch. Kondisi ini sering
disebut sebagai “hubung singkat mati” (dead short). Dalam situasi ini, sekering (fuse) akan “putus” setiap
kali voltase rangkaian dialirkan.

Page 78

Basic Electrical System

Gambar 116 Hubung singkat sebelum alat pengontrol

Hubung singkat pada daya atau suplai daya terjadi ketika satu rangkaian dipasang pada rangkaian lainnya
(Gambar 116). Gejala-gejala hubung singkat terhadap daya listrik sekali lagi tergantung pada lokasi hubung
singkat. Akibat dari kondisi jenis ini umumnya menyebabkan satu rangkaian atau kedua rangkaian tidak
beroperasi dengan semestinya, misalnya ada komponen yang dialiri listrik padahal tidak seharusnya
demikian. Kabel-kabel yang aus atau rusak biasanya merupakan akar penyebab dari kondisi ini. Juga,
kondisi ini jarang menyebalan peralatan pelindung “membuka” atau merusak komponen-komponen lain.

Rangkaian yang Dibumikan (Ground)
Rangkaian yang mengalami ground biasanya mengakibatkan komponen tidak berfungsi. Seperti yang telah
dibahas sebelumnya, kondisi yang mengalami ground menunjukkan bahwa rangkaian memiliki jalur yang
tidak diinginkan ke rangka mesin. Sebagaimana telah dinyatakan, dampak terhadap rangkaian ditentukan
oleh di mana kondisi ground terjadi.

Resistansi Tinggi
Kegagalan fungsi pada rangkaian juga terjadi ketika tingkat resistansi menjadi terlalu tinggi. Dampak
terhadap rangkaian biasanya menyebabkan komponen-komponen tidak berfungsi atau komponen tidak
berfungsi sesuai dengan spesifikasi. Penyebab umum dari resistansi tinggi adalah peningkatan korosi atau
kotoran pada sambungan dan contact.

Intermittence
Kondisi intermittence terjadi ketika contact atau sambungan-sambungan menjadi longgar atau ketika
bagian-bagian komponen internal rusak. Masalah ini biasanya mengakibatkan lampu berkelap-kelip, atau
komponen-komponen berfungsi sebentar-sebentar. Masalah ini biasanya disebabkan oleh adanya getaran
atau mesin yang bergerak, dan tidak bisa diidentifikasi dengan mudah karena kondisi ini cenderung
membaik sendiri ketika mesin dihentikan.

Page 79

Basic Electrical System

TOPIK 7

MEMATRI /SOLDERING

7.0 MEMATERI / SOLDERING

Memateri adalah proses menyambung dua logam dengan menggunakan campuran pateri.
Meskipun sambungan listrik dapat dilakukan di antara dua kabel yang dijepit, mungkin hal ini tidak
sempurna atau cacat. Pematrian menciptakan sambungan listrik yang kuat dan dapat diandalkan.
Proses pematrian bergantung pada pateri yang meleleh yang mengalir ke dalam semua cacat yang
terdapat pada permukaan logam yang akan dipateri. Ketika dua potong logam dipateri bersama, lapisan
tipis pateri menempel di antara kedua potong logam tersebut dan membuat sambungan listrik.
Pateri adalah campuran antara timah dan timbal dan biasanya mengandung flux pateri.

Tindakan Pencegahan untuk Keselamatan

Soldering gun atau iron beroperasi pada temperatur yang cukup tinggi untuk menyebabkan luka bakar yang
serius. Patuhilah tindakan-tindakan pencegahan untuk keselamatan berikut:

1. Jangan sampai pateri panas tersemprot ke udara misalnya dengan menggerak-gerakkan hot gun atau
iron atau sambungan yang dipateri panas.

2. Pastikan untuk selalu memegang soldering gun atau iron pada gagang yang berisolasi. Jangan
memegang bagian logam yang tidak berisolasi.

3. Jangan membiarkan bagian logam dari soldering gun atau iron bertumpu atau terkena kontak dengan
bahan-bahan mudah terbakar. Bagian logam harus selalu diletakkan pada tiang pateri (soldering stand)
ketika tidak digunakan.

4. Jangan memakai pakaian yang terbuat dari nilon atau plastik. Pateri akan membakar dan membuat
pakaian dari jenis bahan ini berlubang.

5. Bagian ujung besi pateri (soldering iron tip) harus dalam keadaan sangat panas agar dapat melelehkan
pateri. Apabila terkena kontak dengan ujung pateri maka akan menyebabkan luka bakar pada kulit.

6. Jangan menghirup asap yang keluar saat terjadi proses pematrian. Asap ini dapat menyebabkan
masalah sistem pernafasan.

7. Apabila soldering iron panas akibat aliran listrik, jangan menggunakannya saat berdiri di dalam air atau
alat pendingin mesin.

8. Jangan menggunakan pateri pada rangkaian listrik yang beraliran listrik.

9. Pastikan bahwa semua prosedur perundang-undangan dan keselamatan diri dipahami dan dipatuhi
ketika melaksanakan tugas-tugas pematrian.

7.1 SIFAT-SIFAT PATERI / PROPERTIES OF SOLDER

Pateri adalah logam campuran, yang terbuat dari campuran antara timah dan timbal dalam perbandingan
yang berbeda. Perbandingan ini biasanya ditandai pada berbagai jenis pateri yang tersedia.

Pateri dengan perbandingan lebih banyak timah/timbal, tidak akan meleleh seketika. Pateri jenis 50/50
mulai meleleh pada temperatur 1830C (3610F), tetapi belum meleleh sepenuhnya sebelum temperatur
mencapai 2160C (4200F). Di antara dua temperatur ini, pateri berada dalam keadaan plastik atau semi-cair.

Kisaran plastik pateri berbeda-beda, bergantung pada rasio timah dengan timbal. Pateri dengan
perbandingan 60/40 (60% timah / 40% timbal), kisarannya jauh lebih kecil daripada untuk pateri 50/50.
Pateri dengan rasio 63/37, yang dikenal sebagai pateri eutectic pada dasarnya tidak memiliki kisaran
plastik, dan meleleh hampir seketika pada temperatur 1830C (3610F).

Pateri yang paling umum digunakan untuk pematrian dengan tangan dalam pekerjaan perbaikan listrik
adalah jenis pateri dengan rasio 60/40 dan jenis pateri dengan rasio 63/37. Karena kisaran plastik jenis
60/40, maka harus berhati-hati untuk tidak memindahkan elemen-elemen sambungan selama masa
pendinginan. Gerakan apa pun dapat menyebabkan masalah yang dikenal sebagai sambungan yang

Page 80

Basic Electrical System

terganggu (disturbed joint). Sambungan yang terganggu memiliki tampilan yang kasar, tidak beraturan dan
terlihat kusam, tidak cerah dan tidak mengkilat. Sambungan pateri yang terganggu tidak dapat diandalkan
dan mungkin akan memerlukan pematrian ulang.

Wetting Action

Gambar 117 Wetting terjadi ketika pateri yang meleleh menembus
suatu permukaan dari tembaga, sehingga membentuk immediate bond.

Ketika pateri panas (hot solder) terkena kontak dengan permukaan tembaga, reaksi larutan logam terjadi.
Pateri menjadi larut dan menembus permukaan tembaga. Molekul-molekul pateri dan tembaga bercampur
untuk membentuk campuran baru, yaitu campuran yang sebagian tembaga dan sebagian pateri. Reaksi
larutan ini disebut wetting dan membentuk pengikatan antar-logam di antara bagian-bagian logam (Gambar
117). Wetting hanya dapat terjadi apabila permukaan tembaga bebas dari kontaminasi dan dari lapisan
oksida yang terbentuk ketika logam terkena udara. Pateri dan permukaan yang dikerjakan harus mencapai
temperatur yang diperlukan sebelum mencoba memateri.
Meskipun permukaan yang akan dipateri terlihat bersih, akan selalu ada kemungkinan lapisan tipis oksida
yang menutupinya. Agar penyatuan pateri dapat berjalan dengan baik, oksida di permukaan harus
dibersihkan saat berlangsung proses pematrian dengan menggunakan flux.

Flux
Sambungan-sambungan pateri yang baik hanya dapat diperoleh apabila permukaan yang akan dipateri
benar-benar bersih. Larutan dapat digunakan untuk membersihkan permukaan sebelum melakukan
pematrian tetapi ini tidak cukup karena oksidasi di atas permukaan logam yang dipanaskan terbentuk
dengan sangat cepat. Untuk mengatasi lapisan oksidasi ini, maka perlu menggunakan bahan-bahan yang
disebut flux. Flux terdiri dari rosin alami atau sintetis dan kadang-kadang ditambah dengan bahan aditif
kimia yang disebut activator.
Fungsi flux adalah untuk membersihkan oksida dan menjaganya tetap bersih selama proses pematrian. Hal
ini dicapai akibat reaksi flux yang sangat korosif pada temperatur leleh pateri dan membuat flux mampu
membersihkan oksida logam dengan cepat. Akan tetapi, dalam keadaan tidak dipanaskan, rosin flux tidak
korosif dan tidak memiliki daya konduksi sehingga tidak akan mempengaruhi rangkaian. Adalah reaksi flux
yang membersihkan/menghilangkan oksida, dan juga mencegah terbentuknya oksida baru yang
memungkinkan pateri membentuk pengikatan intermetallic yang diinginkan.
Flux harus dilelehkan pada temperatur lebih rendah dari temperatur leleh pateri sehingga flux dapat
melakukan tugasnya sebelum terjadi pematrian. Flux menguap dengan sangat cepat sehingga flux harus
dilelehkan untuk dialirkan ke permukaan bagian yang dikerjakan dan bukan hanya sekedar diuapkan oleh
ujung hot iron untuk memberikan manfaat penuh dari tindakan fluxing. Ada berbagai macam flux tersedia
untuk banyak tujuan dan aplikasi. Jenis-jenis yang paling lazim adalah: Rosin – Tidak perlu dibersihkan,
Rosin – Dapat diaktifkan dengan mudah dan larut dalam air.

Page 81

Basic Electrical System

Ketika digunakan, flux cair harus diaplikasikan dalam lapisan yang tipis dan merata pada permukaan-
permukaan yang disambung dan sebelum diberikan panas. Cored wire solder dan solder paste harus
ditempatkan dalam posisi sedemikian rupa sehingga flux dapat mengalir dan menutupi sambungan-
sambungan saat pateri meleleh. Flux harus diaplikasikan sehingga tidak terjadi kerusakan pada bagian-
bagian dan bahan-bahan di sekeliling.

Soldering Iron
Soldering iron dibuat dalam berbagai ukuran dan bentuk. Permukaan ujung soldering iron harus terus
menerus dilapisi dengan timah untuk memastikan agar dapat terjadi pemindahan panas yang baik dan
untuk menghindari pemindahan kotoran-kotoran pada sambungan pateri.
Sebelum menggunakan soldering iron ujungnya harus dibersihkan dengan menyekanya menggunakan
sponge basah. Ketika tidak digunakan, iron (mata solder) harus tetap berada dalam holder-nya dengan
ujungnya dalam keadaan bersih dan dilapisi dengan pateri dalam jumlah kecil.

Mengontrol Panas
Mengontrol temperatur soldering iron tip bukan merupakan unsur penting dalam pematrian. Unsur penting
adalah mengontrol siklus panas pekerjaan. Berapa cepat pekerjaan menjadi panas, berapa panasnya, dan
berapa lama pekerjaan tetap panas adalah unsur yang perlu dikontrol untuk memastikan hasil sambungan
pateri yang baik. Pemilihan ukuran batang solder yang benar, dan ukuran tip atau mata solder yang benar,
adalah faktor penting dalam mengontrol panas.

Thermal Mass
Faktor pertama yang perlu dipertimbangkan ketika memateri adalah massa panas (thermal mass) relatif
dari sambungan yang akan dipateri. Massa ini dapat berbeda-beda pada kisaran yang lebar.
Setiap sambungan memiliki massa panasnya masing-masing dan bagaimana gabungan massa ini
dibandingkan dengan massa iron tip (mata solder) akan menentukan waktu dan kenaikan temperatur
bagian yang dipateri.

Kondisi Permukaan
Faktor penting kedua ketika memateri adalah kondisi permukaan. Apabila ada oksida atau contaminant
lainnya yang menutupi pad atau lead, maka akan terdapat hambatan terhadap aliran panas. Meskipun iron
tip memiliki ukuran dan temperatur yang benar, iron tip ini mungkin tidak dapat menyediakan panas yang
cukup pada sambungan untuk melelehkan pateri.
Thermal Linkage

Gambar 118 Minimal thermal linkage akibat pateri
yang tidak cukup di antara pad dan soldering iron tip

Page 82

Basic Electrical System

Faktor ketiga yang perlu dipertimbangkan adalah thermal linkage. Ini adalah bidang kontak di antara iron tip
dan pekerjaan.
Gambar 118 memperlihatkan gambar soldering iron tip yang sedang memateri sebuah lead komponen.
Panas ditransfer melalui area kontak kecil di antara soldering iron tip dan pad. Area thermal linkage ini
adalah kecil.

Gambar 119 Solder bridge memberikan thermal linkage untuk
mentransfer panas ke dalam pad dan lead komponen

Gambar 119 juga memperlihatkan gambar soldering iron tip yang sedang memateri lead komponen. Dalam
kasus ini, area kontak lebih besar dengan menempatkan pateri pada titik kontak dalam jumlah kecil. Tip ini
juga terkena kontak dengan pad dan komponen sehingga meningkatkan thermal linkage lebih lanjut. Solder
bridge ini memberikan thermal linkage dan memastikan transfer panas secara cepat pada bidang
pekerjaan.

Melakukan Pematrian / Applying Solder
Pada umumnya, soldering iron tip harus diaplikasikan pada titik massa maksimum sambungan. Hal ini akan
memungkinkan terjadinya peningkatan thermal yang cepat di bagian-bagian yang dipateri. Pateri yang
meleleh selalu mengalir dari area yang lebih dingin ke area yang lebih panas.
Sebelum pateri diaplikasikan, temperatur permukaan bagian-bagian yang sedang dipateri harus ditinggikan
di atas titik leleh pateri. Jangan melelehkan pateri pada iron tip dan membiarkannya mengalir ke
permukaan yang lebih dingin dari temperatur didih pateri. Pateri yang diaplikasikan pada permukaan yang
bersih, diaplikasikan dengan flux dan yang dipanaskan dengan benar akan meleleh dan mengalir tanpa
kontak langsung dengan sumber panas dan memberikan permukaan yang mulus dan rata, dan membentuk
bagian pinggir yang tipis. Pematrian yang tidak benar akan memperlihatkan bentuk yang lebih tebal, tidak
beraturan dan tidak rata. Agar memiliki sambungan pateri yang kuat, bagian-bagian yang sedang dipateri
harus ditahan di tempatnya sampai pateri menjadi padat.
Apabila memungkinkan, gunakan pateri pada bagian atas sambungan sehingga permukaan sambungan
dan bukan iron yang akan melelehkan pateri, yang akan memungkinkan gravitasi membantu pateri
mengalir. Memilih cored solder dengan ukuran diameter yang benar akan membantu mengontrol jumlah
pateri yang digunakan pada sambungan. Gunakan diameter kecil untuk sambungan kecil, dan diameter
besar untuk sambungan besar.

Pembersihan setelah Solder
Ketika diperlukan pembersihan, sisa flux harus dibersihkan secepat mungkin, tetapi tidak boleh lebih dari
satu jam setelah memateri. Sejumlah flux mungkin memerlukan tindakan pembersihan yang lebih segera
untuk mempermudah pembersihan yang memadai. Cara-cara mekanis misalnya dengan menggoyang-
goyangkan, menyemprot, menyikat dan metode-metode aplikasi lainnya dapat digunakan bersama dengan
larutan pembersih.
Larutan pembersih, larutan dan metode-metode yang digunakan tidak boleh mempengaruhi bagian-bagian,
sambungan, dan material yang sedang dibersihkan. Setelah melakukan pembersihan, keringkan area yang
dipateri dengan secukupnya, dengan memastikan bahwa jari dan tangan tidak terkena kontak dengan
permukaan yang panas.

Page 83

Basic Electrical System

Solder Ulang
Haruslah berhati-hati untuk menghindari perlunya melakukan pematrian ulang. Ketika perlu melakukan
pematrian ulang, standar-standar kualitas untuk sambungan yang dipateri ulang harus sama dengan
sambungan semula.
Sambungan pateri dalam keadaan dingin atau rusak biasanya hanya memerlukan pemanasan ulang dan
pengaliran kembali pateri dengan ditambah flux dalam jumlah yang sesuai. Apabila pemanasan ulang tidak
memperbaiki kondisi yang rusak, pateri harus dibersihkan dan sambungan dipateri kembali.

Kualitas Pekerjaan / Quality of Work

Gambar 120 Pateri menyatu dengan permukaan yang
dipateri, sehingga membentuk sudut kontak yang kecil

Sambungan pateri harus memiliki bentuk yang mulus dan berkilau seperti satin. Sambungan harus bebas
dari goresan-goresan, ujung yang tajam, kerikil halus, longgar, memar, atau pekerjaan-pekerjaan yang
memberikan hasil buruk lainnya. Bekas-bekas probe dari test pin dapat diterima asalkan tanda-tanda
tersebut tidak mempengaruhi keutuhan sambungan pateri.
Sambungan pateri yang dapat diterima harus memperlihatkan bukti adanya wetting dan sambungan yang
kuat ketika pateri menyatu dengan permukaan yang dipateri. Pateri harus membentuk sudut kontak kecil,
yang menunjukkan adanya penyatuan metalurgi dan kesinambungan metalik dari pateri ke permukaan
(Gambar 120).
Celah yang bersih dan mulus atau bagian permukaan tidak rata di fillet atau lapisan pateri dapat diterima.
Transisi yang mulus dari pad ke lead komponen harus terlihat jelas.
Ketika memateri, ikutilah pedoman-pedoman berikut:
 Gunakan perkakas pemateri untuk memanaskan terminal atau clip. Perkakas ini akan mentransfer

panas melalui daya konduksi ke kabel, yang akan menjadi cukup panas untuk melelehkan pateri.
Jangan memanaskan pateri langsung.
 Pastikan bahwa terdapat solder fillet di antara core (konduktor) dan terminal atau clip, tetapi tidak pada
insulator apabila menggunakan clip. Pastikan bahwa pateri mencakup konduktor yang terbuka, dan
semua clip.
 Apabila memateri di sekitar terminal, pastikan pateri mencakup konduktor, tetapi tidak semua bagian
konduktor. Mungkin akan membantu apabila memiringkan ujung terminal kabel yang sedang diperbaiki
sedikit ke atas untuk mencegah agar pateri tidak mengalir ke terminal.
 Jangan menggunakan terlalu banyak pateri sehingga helaian kabel masing-masing tidak terlihat.
 Jangan membiarkan perkakas pemateri membakar terminal atau isolasi.
 Jangan meninggalkan ujung-ujung pateri yang tajam, ini dapat menyobek pita (tape) yang digunakan
untuk mengisolasi perbaikan.
 Jangan meninggalkan helaian-helaian kabel menonjol dari titik yang disolder, atau menonjol pada
insulator.
 Jangan memateri kabel di dalam rangakaian yang beraliran listrik. Selalu putuskan hubungan daya
listrik dari kabel dan kemudian lakukan perbaikan.

Page 84

Basic Electrical System

Perkakas / Tools

Perkakas berikut dianjurkan untuk digunakan ketika mempersiapkan dan memateri kabel atau sambungan:
 Diagonal pliers, yang lazim disebut sebagai side cutter, digunakan untuk memotong kabel lunak dan

lead pada komponen-komponen. Perkakas ini tidak boleh digunakan untuk memotong logam keras
seperti besi atau baja.
 Long-nose atau needle-nose pliers, digunakan untuk menahan kabel sehingga ujung yang dikelupaskan
dapat dipuntir di sekeliling terminal post, dimasukkan ke dalam terminal eye.
 Wire stripper digunakan untuk membuang isolasi dari kabel pengait (hook-up wire). Ada berbagai jenis
stripper, yang berkisar antara jenis sederhana yang terdapat pada diagonal plier hingga stripper yang
lebih otomatis dengan berbagai ukuran yang dapat mengelupas isolasi dari berbagai diameter.
 Soldering iron adalah perkakas standar dalam industri yang digunakan untuk memateri kabel bersama.
Ada banyak jenis perkakas yang digunakan untuk tujuan ini, misalnya soldering gun, jenis pensil, dll.
Soldering iron diklasifikasikan berdasarkan jumlah daya yang dikeluarkannya, yang dengan demikian
juga diklasifikasikan secara tidak langsung berdasarkan jumlah panas yang dapat dihasilkannya. Gun
dengan voltase 100 hingga 125 Watt adalah ukuran soldering gun yang paling populer. Jenis pekerjaan
akan menentukan berapa ukuran iron yang harus digunakan.
 Heat sink digunakan untuk mencegah panas yang berlebihan (overheating) saat memateri atau
melepas patrian bagian-bagian elektronik yang sensitif terhadap panas. Heat sink umumnya berupa clip
yang dipasang pada lead di antara body suatu komponen dan titik terminal dimana panas diaplikasikan.
Perkakas ini menyerap dan mengurangi jumlah panas yang dikonduksi oleh komponen.
 Desoldering tool adalah perkakas yang menyederhanakan pekerjaan membersihkan lubang-lubang
pateri dari pateri papan yang ditandai dengan goresan ketika lead komponen dibersihkan dari lubang-
lubangnya. Lubang-lubang tersebut harus bebas dari pateri sebelum terminal komponen baru dapat
dimasukkan.

Persiapan Kabel / Wire Preparation
Dua kabel atau lebih yang memberikan jalur daya konduksi untuk listrik harus dihubungkan secara listrik.
Ini berarti bahwa permukaan kabel yang tidak diisolasi pada satu kabel harus dihubungan secara mekanis
pada permukaan kabel lainnya yang tidak diisolasi. Untuk memastikan bahwa kabel-kabel tidak terpisah,
atau hubungan mengalami korosi, kabel-kabel tersebut dipateri di bagian sambungan (junction).
Sebelum kabel-kabel dapat dihubungkan dan dipateri, kabel-kabel harus dipersiapkan dengan benar. Hal
ini melibatkan pengelupasan isolasi pada ujung-ujung kabel, sehingga memberikan terminal lead yang
dapat disambung terhadap satu sama lain atau ke terminal post atau connector contact.
Setelah mengelupaskan isolasi, periksalah kabel apakah terdapat goresan dan perubahan warna. Apabila
kabel memiliki bentuk yang mengkilat dan tidak tergores atau rusak, maka tidak diperlukan persiapan lebih
lanjut. Apabila kabel memiliki bentuk yang kusam atau gelap, maka harus dibersihkan sebelum dipateri.
Langkah terakhir sebelum mematri kabel adalah melaksanakan tugas yang disebut “tinning”. Apabila
menggunakan kabel-kabel yang terdiri dari helaian-helaian kabel, maka kabel harus dipuntir dan
ditempatkan pada ujung alat pemateri yang sudah dipanaskan dan dipanaskan pada temperatur yang
cukup sehingga kabel dapat melelehkan pateri.

Page 85

Basic Electrical System
Hubungan Mekanis / Mechanical Connection

Gambar 121

Beberapa dari connector yang lebih umum adalah post terminal dan splice. Gambar 121 memperlihatkan
sambungan ke terminal post. Kabel harus dihubungkan dengan aman pada post melalui ¾ hingga satu
putaran penuh. Jangan memutar kabel pada post beberapa kali. Ini adalah tindakan yang boros dan juga
menyebabkan masalah apabila sambungan perlu dipateri ulang.

Gambar 122

Gambar 122 memperlihatkan sambungan yang lazim dilakukan pada terminal strip. Puntirlah kabel
sehingga membentuk kait (hook) dan masukkan hook ke dalam lubang pada terminal strip.

Gambar 123

Apabila dua kabel akan disambung, prosedur yang dianjurkan adalah memuntir masing-masing kabel
dalam bentuk kait (hook). Gabungkan kedua hook dan gunakan pateri pada sambungan. Hal yang
dianjurkan untuk dilakukan adalah bahwa kabel-kabel dilakukan tinning terlebih dahulu sebelum memateri.
Gambar 123 memperlihatkan sambungan hook splice.

Page 86

Basic Electrical System

Gambar 124

Ketika menghubungkan komponen-komponen yang sensitif terhadap panas ke terminal post atau terminal
strip hal yang dianjurkan untuk dilakukan adalah menggunakan heat sink device. Gambar 124
memperlihatkan heat sink yang dihubungkan di antara silicon diode dan terminal post. Heat sink berfungsi
sebagai beban panas (heat load) sehingga mengurangi transfer panas ke diode.

7.2 CONTOH PROSEDUR PENYOLDERAN
Petunjuk-petunjuk yang Membantu / Helpful Hints
Pematrian yang baik adalah bagian dari keterampilan teknisi. Sambungan pateri harus kuat secara
mekanis agar tidak bergoyang atau bergetar yang dapat menyebabkan intermittence pada listrik. Secara
listrik, kontak pateri harus memiliki resistansi rendah untuk memberikan transfer sinyal yang baik. Beberapa
aturan pematrian dasar adalah sebagai berikut:
1. Soldering tip harus dilakukan tinning dan bersih.
2. Logam-logam yang akan dipateri harus bersih.
3. Topanglah sambungan secara mekanis apabila memungkinkan
4. Lalukan pra-tinning pada permukaan-permukaan besar sebelum mematerinya.
5. Gunakan pateri pada sambungan, bukan pada gun atau iron tip. Pateri harus mengalir bebas dan

memiliki benuk yang mengkilat dan mulus.
6. Gunakan hanya pateri dalam jumlah yang cukup untuk membuat sambungan yang kuat.
7. Apabila flux tambahan digunakan, gunakan pada sambungan. Hanya rosin flux yang harus digunakan

pada sambungan-sambungan listrik.
8. Lakukan pematrian dengan cepat dan jangan membiarkan komponen-komponen atau isolasi terbakar

atau mengalami kelebihan panas.
9. Gunakan pateri resin-core atau yang sejenis. Jangan menggunakan pateri acid-core untuk sambungan

listrik apa pun.

Page 87

Basic Electrical System
Langkah-langkah Prosedur / Procedure Steps
1. Keselamatan dan kehati-hatian

Gambar 125

Ketika menggunakan soldering iron, harus berhati-hati untuk memastikan agar tidak terjadi luka bakar
(Gambar 125).
Bagian ujung soldering iron harus cukup panas untuk melelehkan pateri logam.

Gambar 126

2. Menyambung: Persiapkan kabel-kabel yang akan disambung.

Gambar 127

Sementara soldering iron dipanaskan, buanglah isolasi pelindung dalam jumlah yang sesuai dari kabel.
Selalu gunakan perkakas pengelupas (stripping tool) yang benar dan yang berada dalam kondisi yang
baik.
Apabila sambungan akan disekat dengan heat shrink sleeve, potonglah bagian dari material tubular ini
cukup panjang untuk melapisi isolasi kabel di kedua sisi sambungan. Masukkan di atas ujung salah
satu kabel sebelum menyambungnya (Gambar 127).

Page 88

Basic Electrical System
3. Menyambung kabel secara mekanis

Gambar 128

Puntirlah kedua kabel untuk membuat sambungan mekanis yang baik di antara kedua kabel (Gambar
128). Apabila terdapat kotoran di dalam pateri, dan kabel tidak langsung saling menyentuh satu sama
lain, ada kemungkinan bahwa sambungan adalah kuat secara fisik tetapi mungkin tidak terdapat
sambungan listrik yang baik.
Hal ini dikenal dengan istilah „sambungan kering‟ (dry joint). Juga penting sekali bahwa permukaan
yang akan disambung dalam keadaan sangat bersih sebelum memateri atau kalau tidak akan terdapat
sambungan yang tidak baik. Tinning terhadap kabel masing-masing sebelum dipateri akan membantu
menghilangkan „sambungan kering‟.
4. Menggunakan Solder pada sambungan

Gambar 129

Gunakan soldering iron untuk memanaskan kabel-kabel dan melelehkan sejumlah pateri.
Tempatkan soldering iron pada kabel-kabel yang disambung untuk memastikan hanya pateri dalam
jumlah yang cukup yang dipateri pada kabel. Berhati-hatilah untuk tidak menggunakan pateri terlalu
banyak. Apabila menggunakan terlalu banyak panas, maka isolasi kabel akan meleleh (Gambar 129).

Gambar 130

Setelah selesai mematri, bersihkan sisa flux dari sambungan dengan kain lap dan larutan pembersih
(Gambar 130).

Page 89

Basic Electrical System
5. Membungkus sambungan

Gambar 131

Setelah sambungan listrik dibuat, dan telah cukup dingin, tempatkan insulator sleeve cover pada
sambungan.
Ada beberapa jenis sleeve. Jenis yang paling populer adalah sleeve yang membungkus secara
otomatis apabila didekatkan pada sebuah sumber panas (Gambar 131).

Gambar 132

Jenis lainnya terdiri dari lem yang ketika dipanaskan meleleh ke dalam dan menyekat sambungan
(Gambar 132 kiri).
Apabila tidak tersedia heat shrink sleeve, maka hal yang dapat dilakukan adalah menyekat dan
melindungi sambungan dengan electrical insulating tape (Gambar 132 kanan).
6. Terminal: Memeriksa panjang sambungan

Gambar 133

Untuk memateri kabel ke sebuah terminal connector, sambungan yang lebih baik akan diperoleh
apabila helaian-helaian kabel tidak terlalu terpuntir sebelum menempatkannya pada terminal. Hal ini
memberikan terminal permukaan yang lebih luas untuk terkena kontak dengan kabel ketika dipateri.
Akan tetapi, mungkin akan menjadi sulit untuk memasukkan kabel-kabel ke dalam terminal apabila
semuanya adalah helaian-helaian kabel yang longgar. Oleh karena itu, puntirlah semuanya secukupnya
(Gambar 133) untuk membantu memasukkan kabel dalam keadaan bersih.

Page 90

Basic Electrical System

Gambar 134

Pasanglah bullet atau terminal pada kabel (Gambar 134) untuk memastikan bahwa bagian kabel yang
isolasinya sudah dikelupas tidak menonjol melebihi bahu terminal yang diisolasi (Gambar 135). Lalu
lepaskan bagian kabel dari terminal.

Gambar 135

7. Menggunakan Solder

Gambar 136

Lapisi kabel dengan lapisan pateri persiapan yang tipis. Tindakan ini disebut melakukan „tinning” pada
kabel dan membantu membuat sambungan terakhir (Gambar 136).
Dengan menggunakan resin cored solder, maka tidak perlu mempersiapkan permukaan dengan bahan-
bahan flux karena ini sudah digabungkan ke dalam core pateri.

Gambar 137

Page 91

Basic Electrical System

Masukkan kabel kembali ke dalam terminal (Gambar 137) dan tempatkan iron pada terminal agar cukup
panas untuk melelehkan lebih banyak pateri lagi di antara terminal dan kabel yang sudah dilapisi pateri
(Gambar 138). Berhati-hatilah agar tidak menggunakan pateri terlalu banyak, dan apabila terminal terlalu
panas maka isolasi kabel akan mulai meleleh.

Gambar 138

8. Menutupi terminal

Gambar 139

Setelah sambungan listrik dibuat, dan cukup dingin untuk memungkinkan ditangani lebih lanjut,
pasanglah insulator cover pada terminal (Gambar 139) dan sambungan ini siap digunakan (Gambar
140).

Gambar 140

Page 92

Research And Development Departement

Learning Outline Machine Introduction

Page 93