Clamp Meter atau tang ampere model CM-6159 buatan Lutron. Alat ukur ini fungsi utamanya adalah mengukur arus pada sebuah kabel tanpa perlu memutus kabel tersebut. Selain itu alat ukur ini juga dilengkapi dengan pengukuran resistansi (ohm) , kapasitansi, dan tegangan, jadi dapat juga berfungsi seperti multimeter biasa.
Function keys : Select, Zero, Hz, Max/Min, Range, Hold.
CAT III 1000V, CAT IV 600V.
Max. hold (Max., Min. measuring value).
48 mm measuring conductor size.
Auto power off.
Penampakan
Berikut ini penampakan alat ukur clamp meter tersebut.
Alat ukur CM-6158
Kemasan alat ini menggunakan kardus warna biru. Warna dan desainnya sama seperti produk Lutron lainnya seperti anemometer dan light meter. Tas kecil juga disediakan. Tas ini dapat diisi alat ukur dan probe sensornya.
Kotak dan wadah
Pada kotak tertera spesifikasi ringkas alat ukur ini, yaitu pengukuran arus DC dan AC sampai 600 ampere dan 2000 ampere, serta tegangan AC & DC, serta resistansi (ohm).
Kotak CM-6158
Dokumen yang disertakan adalah sertifikasi kalibrasi dan manual. Manual diberikan dalam bentuk hardcopy fotokopian. Manual ini menurut saya sangat minimalis, namun cukup dimengerti. Manual online tidak ditemukan.
Manual dan sertifikasi kalibrasi
Review CM-6158
Clamp meter ini cukup berat, dibandingkan dengan multimeter biasa
Alat ini cukup besar. Bagi saya mudah memegangnya karena tangan saya besar.
Penggunaan sangat mudah
Dapat mengukur arus DC dengan baik. Bagi yang biasa pakai multimeter, perlu membiasakan dengan melakukan “DCA Zero” sebelum melakukan pengukuran arus
Bentuknya bagus, tekstur materialnya bagus enak dipegang
Pada waktu pembelian sudah dilengkapi dengan baterai 9 volt, jadi tinggal pasang
Charger 18 watt Berapa ampere? Tergantung tegangan dari charger tersebut.
‘ampere’ adalah besaran arus listrik. Rumus arus adalah sebagai berikut:
P (daya) = V (tegangan) x I (arus)
Jadi
I = P/V
Berikut ini beberapa kombinasi tegangan dan arus untuk tegangan yang umum pada charger smartphone:
Tegangan
Arus
5 volt
18 / 5 = 3,6 ampere
9 volt
18 / 9 = 2 ampere
Charger biasa hanya memiliki tegangan keluaran 5 volt. Dengan tegangan hanya 5 volt ini, charging untuk watt besar agak sulit, karena watt besar memerlukan arus yang sangat besar. Arus yang besar memerlukan kabel dan konektor khusus yang ukurannya besar dan harganya mahal. Solusinya untuk ‘fast charging’ adalah dengan menaikkan tegangan keluaran dari charger, misal sampai 20 volt. Dengan menaikkan tegangan, daya dapat ditingkatkan tanpa perlu meningkatkan arus, sehingga kabel dan konektor yang dipakai dapat relatif kecil dan murah.
Biasanya fast charging ini bersifat adaptif, artinya perangkat tetap dapat dicharge dengan charger biasa yang 5 volt. Charger yang memiliki kemampuan fast charging dapat berkomunikasi dengan smartphone. Pada kondisi normal, fast charger memberikan 5 volt saja, dengan arus terbatas. Jika smartphone kompatibel, maka smartphone dan fast charger dapat bernegosiasi untuk meningkatkan arus dan tegangan sesuai kebutuhan. Dengan demikian didapatkan charging yang lebih cepat.
Charger Mi 18 watt fast charger
Berikut ini contoh Travel Adapter dari Samsung. Charger ini memiliki kemampuan charging normal 5 volt 2 ampere ( 10 watt) , dan fast charging dengan tegangan 9 volt dan arus 1,67 ampere (15 watt).
Berapakah arus charging untuk suatu baterai? Besarnya arus charging untuk suatu baterai tergantung pada tipe baterai. Supaya aman, cek manual baterai tersebut. Seringkali arus charging sudah tertulis jelas di body baterai.
Arus charging baterai salah satunya tergantung pada kapasitas baterai. Besar arus charging biasanya hasilkali antara angka kapasitas baterai dengan suatu angka. Besar arus charging baterai yang materialnya sama, biasanya sama juga.
Baterai Aki Motor Valve Regulated Lead Acid (VRLA)
Aki Yuasa YTZ6V tampak depan
Sebagai contoh adalah baterai VRLA (Valve Regulated Lead Acid) tipe YTZ6V. Besar arus untuk charging tertera pada body baterai: pengisian normal 0,5 ampere selama 10 jam, atau untuk pengisian cepat 2,5 ampere selama 1 jam.
Baterai Aki Motor Maintenance Free (MF)
Aki Yuasa YTZ6V dan YT7C
Pada baterai Yuasa YT7C dengan tipe MF (Maintenance Free), pengisian standar adalah 0.7 ampere selama 5 sampai 10 jam. Pengisian cepat 3 ampere selama 1 jam.
Baterai Aki Basah Biasa
Penampang belakang
Pada baterai Yuasa YB5L-B, dengan tipe aki basah, arus pengisian adalah 0,5 ampere selama 10 jam, dengan maksimum 0,7 ampere
Setiap baterai memiliki arus maksimum tertentu. Jika batas arus tersebut dilampaui, maka baterai dapat rusak.
Pembatas utama arus pada baterai adalah karena di dalam baterai ada resistansi bawaan. Resistansi ini menyebabkan timbul panas ketika baterai diisi maupun dipakai. Kalau arus yang lewat terlalu besar, maka baterai akan terlalu panas dan rusak. Resistansi internal setiap jenis baterai berbeda, sehingga jumlah panas yang timbul juga berbeda. Panas ini mesti dikeluarkan/didisipasikan dari baterai. Panas yang menumpuk menyebabkan temperatur baterai tinggi. Jika temperatur terlalu tinggi, maka baterai akan rusak.
Arus Maksimum Baterai 18650
Baterai 18650 4200 mWh
Pada baterai Lithium Ion, batasan arus ini dikenal dengan nama CDR (Continuous Discharge Current). Baterai Lithium Ion dapat ditarik arus sebesar CDR sampai habis. Angka ini penting, karena salah satu penggunaan baterai 18650 adalah untuk aplikasi yang perlu arus besar dalam waktu yang terus menerus.
Berikut ini contoh spesifikasi kapasitas (mAh) dan arus pengosongan (Discharge Rating -CDR) dari berbagai baterai 18650.
Mobil / motor umumnya menggunakan aki / baterai timbal untuk keperluan starter. Baterai ini terutama hanya dipakai pada waktu awal starter mesin mobil.
Pada baterai timbal (Lead Acid), batas arus baterai dikenal dengan nama CCA (Cold Cranking Amps). CCA ini artinya adalah arus maksimum yang dapat diberikan oleh baterai 12 volt di mobil pada 0° Faahrenheit selama 30 detik. Angka ini relevan untuk aki mobil, karena aki mobil terutama dipakai untuk starter mesin mobil.
Pada baterai biasa, kebanyakan batas arusnya sesuai dengan angka kapasitasnya, misal baterai 2000 mAh memiliki arus maksimum 2000 mA. Baterai Lithium Ion model baru, terutama yang jenis 18650 memiliki batas arus beberapa kali angka kapasitasnya.
450 VA berapa Ampere? Biasanya 2,045 ampere namun dibulatkan menjadi 2 ampere.
Perhitungan
Asumsi tegangan adalah 220 volt AC Maka 450 VA amperenya adalah 450/220 = 2.045 ampere
VA adalah hasil kali antara tegangan efektif dan arus efektif pada jala-jala listrik dengan tegangan AC. VA tidak perlu memperhitungkan faktor daya pada jaringan tersebut.
Untuk membatasi listrik sampai 450 VA , dapat dipakai MCB 2 ampere
Berapakah maksimum daya (watt) untuk rumah dengan kapasitas listrik 450VA? Maksimum adalah sebesar P=V x I, jadi 220 volt x 2 ampere = 450 watt pada kondisi ideal. Jika beban listrik di rumah bersifat induktif, maka mesti dikalikan lagi dengan faktor daya. Misal faktor daya 0,7 maka daya maksimum adalah 0,7 x 220 volt x 2 ampere = 308 watt.
Jadi listrik 450VA dapat dipakai sampai 450 watt pada kondisi ideal, namun dalam prakteknya akan kurang sedikit dari 450 watt tersebut
450 VA berapa volt?
Listrik 450VA di Indonesia menggunakan tegangan jala-jala 220 volt bolak balik (AC). Jadi pada kondisi ideal tegangan listrik di rumah adalah 220 volt. Namun pada kondisi beban puncak, biasanya tegangan listrik di rumah akan kurang dari 220 volt, karena ada tegangan drop di kabel.
Adaptor 12 volt 10 ampere berapa Watt? Adaptor 12 V 10 A berapa Watt?
Jawaban singkat
Adaptor 12 volt 10 ampere memberikan daya 120 watt atau 120 W.
Jawaban panjang:
Watt adalah satuan daya.
Rumus daya adalah sebagai berikut:
P = V x I
P : daya (watt)
V: tegangan/voltase (volt)
I: arus (ampere)
Jika diketahui V = 12 volt dan I = 10 ampere, maka P = 12 x 10 = 120 watt.
Jadi adaptor tersebut dapat memberikan daya sebanyak 120 watt. Daya yang masuk dari jala-jala listrik pasti lebih dari 120 watt, karena ada faktor efisiensi adaptor sekitar 80% ~ 90%.
Pengaruh ampere terlalu besar pada amplifier tidak akan merusak amplifiernya, hanya jadinya power supply lebih besar, lebih mahal daripada yang diperlukan.
Audio amplifier 100 watt stereo
Sumber gambar: By Justin Davis – originally posted to Flickr as McIntosh MC2505, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11571968
Suatu penguat audio memerlukan sumber daya dengan tegangan dan arus tertentu.
Tegangan yang diberikan oleh power supply harus tepat dengan yang diperlukan. Pada umumnya amplifier memiliki batas toleransi tegangan input tertentu, jadi tegangan supply tidak terlalu eksak. Power supply yang dipakai juga biasanya akan turun sedikit tegangannya ketika dibebani oleh amplifier.
Arus yang diberikan oleh power supply harus sesuai dengan batas minimum. Kemampuan arus power supply harus sesuai dengan kebutuhan amplifier. Jika arus kurang, maka suara akan cacat / mengalami distorsi. Biasanya jika arus kurang, hal ini tidak sampai merusak amplifier. Jika kemampuan arus power supply melebihi keperluan, hal ini tidak mengganggu amplifier. Hanya saja biasanya power supply dengan arus besar lebih berat dan lebih mahal daripada power supply dengan arus kecil.
Power supply untuk amplifier
Sumber gambar: https://id.aliexpress.com/item/32831354120.html
Ringkasan
Pengaruh ampere power supply/adaptor/trafo terlalu besar pada amplifier: tidak ada masalah. Power supply hanya akan memberikan arus sesuai keperluan pada amplifier sehingga tidak akan merusak amplifier.
Pengaruh ampere power supply/adaptor/trafo terlalu kecil pada amplifier: output amplifier tidak bisa terlalu besar. Kalau dipaksakan untuk output dengan volume besar, maka amplifier tidak kuat, sehingga sinyalnya akan cacat/ kecil suaranya.
Pengaruh voltase /tegangan power supply/adaptor/trafo terlalu besar pada amplifier: ada potensi merusak amplifier. Komponen pada amplifier memiliki batas tegangan tertentu yang tidak boleh dilampaui.
Pengaruh voltase / tegangan power supply/adaptor/trafo terlalu kecil pada amplifier: tidak akan merusak amplifier, namun output amplifier akan kecil. Suara tidak keras, ataupun akan ada distorsi / cacat pada suaranya.
Pengaruh charger beda voltase pada perangkat elektronik dapat merusak perangkat tersebut.
Perangkat elektronik yang portable/mobile pada umumnya di dalamnya terdapat baterai yang dapat diisi ulang. Untuk mengisi ulang baterai tersebut kita menggunakan charger dengan spesifikasi tegangan/voltase dan arus tertentu. Yang perlu diperhatikan adalah tegangan/voltase yang disediakan charger harus sesuai/sama persis dengan tegangan yang diperlukan oleh perangkat. Arus yang disediakan charger harus sama atau lebih besar dari arus yang diperlukan.
Jika kapasitas arus charger lebih besar, maka charger akan otomatis menyesuaikan arus yang diberikan, sehingga perangkat tidak rusak.
Jika kapasitas arus charger kurang dari yang diperlukan perangkat, ada 2 kemungkinan: perangkat tidak dapat dicharge, atau bisa dicharge namun pengisian perlu waktu lama.
Jika tegangan charger kurang dari yang diperlukan perangkat, biasanya perangkat tidak mau mengisi.
Jika tegangan charger lebih dari yang diperlukan perangkat, hal ini dapat merusak perangkat elektronik tersebut.
Memakai adaptor dengan voltase / tegangan lebih besar dari yang diperlukan secar umum tidak dibolehkan, karena dapat merusak perangkat atau rangkaian.
Ada perangkat / rangkaian yang dapat menerima tegangan supply yang bervariasi, namun pada kebanyakan kasus tegangannya sudah tertentu. Jangan menggunakan adaptor yang tegangannya lebih tinggi, kecuali anda betul-betul paham dengan perangkat anda.
Contoh pompa air dengan tegangan 12 volt DC, arus 3,5 ampere. Jangan menggunakan power supply / adaptor melebihi 12 volt DC, karena dapat menyebabkan motor di dalamnya terbakar.
Apakah fungsi ampere pada adaptor? Apakah pengaruh ampere pada power supply?
Fungsi Ampere pada Adaptor adalah menunjukkan kemampuan arus maksimum pada adaptor tersebut.
Adaptor sering disebut juga dengan trafo atau power supply. Namanya beda-beda, bentuknya juga bermacam-macam, namun fungsinya sama.
Parameter penting pada sebuah adaptor ada 2: tegangan keluaran dalam volt dan kemampuan arus dalam ampere. Adaptor akan menjaga tegangan keluaran sesuai dengan yang disebutkan. Arus yang diberikan oleh adaptor akan otomatis disesuaikan dengan kebutuhan dari beban.
Jadi misal kita pakai adaptor 12 volt 2 ampere, maka tegangan outputnya akan selalu 12 volt (pada adaptor yang bagus). Arus yang dikeluarkan dapat bervariasi dari 0 ampere sampai 2 ampere.
Pengaruh Adaptor Amper Lebih Besar
Misalkan kita memiliki pompa DC 12 volt 3,5 ampere
Pompa air sakai input socket, output drat
Untuk menggerakkan pompa itu , kita perlu power supply / adaptor dengan tegangan 12 volt, dan kemampuan arus sekurang-kurangnya 3,5 ampere. Kalau bisa adaptornya lebih dari 3,5 ampere , karena adaptor yang dijual di pasaran biasanya terlalu optimis, jadi kalau dipaksakan di angka yang disebutkan, umumnya unjuk kerjanya kurang baik.
Power supply Thunderin 12 volt 5 ampere
Maka untuk pompa air di atas, cocok kalau kita pakai power supply 12 volt 5 ampere. Arus yang diberikan akan disesuaikan dengan keperluan pompa. Tidak ada masalah arus lebih karena arus otomatis dibatasi oleh adaptor.
Pengaruh Adaptor Amper Lebih Kecil
Jika arus yang dikeluarkan melebihi kemampuan adaptor, maka pada adaptor yang bagus ada mekanisme untuk membatasi arus atau mematikan adaptor. Ada juga adaptor yang memiliki sekring/ fuse pembatas arus, kalau arus melebihi maka sekring itu akan putus.
Perbandingan power supply omron dengan power supply lain
Misal untuk kasus di atas, pompa 12 volt 3,5 ampere.
Dari hasil percobaan, jika kita pasangkan ke power supply / adaptor 2 ampere seperti di atas, maka yang terjadi adalah arus akan dibatasi di 2 ampere, sehingga tegangan output adaptor akan diturunkan, kurang dari 12 volt. Akibatnya pompa 12 V 3,5 A tidak dapat berfungsi. Hal ini menunjukkan pengaman di dalam adaptornya berfungsi baik. Jika adaptornya tidak ada pengaman, maka dapat terjadi kerusakan atau kebakaran.
Untuk amannya, carilah adaptor yang bagus. Adaptor yang bagus jika pemakaian arus melebihi, maka otomatis akan mengurangi tegangannya supaya tidak terjadi kerusakan di adaptor.
Berikut ini contoh power supply / adaptor Thunderin dengan output 12 volt, 5 ampere.
Sinyal dari sensor dapat memiliki rentang tegangan besar, rentangan tegangan kecil ataupun tegangan negatif dan positif. ADC pada mikroprosesor umumnya hanya dapat menerima input tegangan positif dengan rentang tegangan terbatas. Untuk itu sinyal dari sensor perlu diperkuat/diperlemah, dan digeser supaya tepat dengan rentang tegangan ADC.
Skema Rangkaian
Berikut ini contoh rangkaian untuk melakukan pengkondisian sinyal tersebut.
Rangkaian Pengkondisi Sinyal ADC
Dasar Teori
Rangkaian ini terdiri dari 3 bagian:
inverting amplifier
buffer amplifier
summing amplifier
Inverting amplifier
Komponen IC1 berfungsi sebagai inverting amplifier. Menguatkan input dan membalik polaritasnya.
Detail dan rumus-rumus buffer amplifier dapat dipelajari di Buffer Amplifier
Komponen IC3 berfungsi sebagai summing amplifier / adder / penjumlah.
Detail dan rumus-rumus summing amplifier dapat dipelajari di Summing Amplifier
Cara Kerja
Cara kerja rangkaian adalah sebagai berikut
Rangkaian ini terdiri dari 3 buah op-amp. Op-amp yang digunakan adalah LM358. Power supply plus minus 12 volt, dari DC to DC converter.
IC1 berfungsi sebagai penguat/peredam inverting. Penguatan/peredaman dapat diatur dengan menggunakan potensiometer VR1. Total penguatan/redaman dapat dihitung berdasarkan nilai R1 dan VR1.
Tegangan untuk menggeser naik-turun tegangan dihasilkan oleh VR2. Pada contoh ini sumber tegangan menggunakan power supply -12 volt. Jika diinginkan ketelitian lebih tinggi, sumber tegangan dapat menggukan dioda zener atau sumber tegangan referensi yang lebih baik. Pada contoh ini tegangan penggeser adalah negatif, karena hanya diperlukan penaikan tegangan Jika diinginkan juga penurunan tegangan, maka tegangan referensi yang diperlukan adalah plus minus 12 volt.
IC2 berfungsi sebagai buffer dari VR2. Jika tidak ada IC2, resistansi dari VR2 dapat mempengaruhi penguatan summing amplifier, karena resistansi dari VR2 akan diseri dengan R3.
Sinyal hasil penguatan/peredaman dan sinyal penggeseran dijumlahkan dengan menggunakan IC3. IC3 dikonfigurasikan sebagai op-amp penjumlah inverting.
Pada contoh ini semua resistor yang digunakan sama, 1k ohm untuk memudahkan pembuatan dan perhitungan.
Untuk lebih amannya , pada bagian output perlu dipasang dioda clamp, supaya tegangan output tidak melebihi batas maksimum dan minimum ADC pada mikrokontroler.
Foto Alat
Pada percobaan ini, digunakan sinyal dengan frekuensi 50 Hz dan tegangan amplitudo 1 volt.
Sumber sinyal dengan generator sinyal GW Instek AFG-2012.
Pengukuran sinyal dengan Osiloskop GW Instek GDS-1152-U
Generator sinyal
Implementasi rangkaian dengan breadboard, sebagai berikut:
Rangkaian dengan breadboardSuasana percobaan
Foto Sinyal
Berikut ini contoh sinyal yang dihasilkan.
Pertama-tama sinyal dengan penggeseran tanpa penguatan.
Contoh geser naik saja
Sinyal input pada kanal 1, dengan warna kuning. Sinyal output pada kanal 2, dengan warna biru.
Berikut ini sinyal yang diredam, dan digeser naik ke positif.
Contoh redaman dan geser naik
Berikut ini sinyal dengan penguatan dan penggeseran naik.
Contoh penguatan dan geser naik
Arduino Nano memerlukan tegangan ADC antara 0~5 volt atau 0~1,1 volt, tergantung setting tegangan referensi ADC tersebut. Arduino Nano KW biasanya tegangan VCC nya adalah kurang dari 5 volt, sekitar 4,6 volt. Untuk itu perlu tegangan input ADC antara 0 ~ 4 volt. Berikut ini contoh sinyal (biru) yang sudah cocok untuk rentang tersebut.
Contoh penguatan dan geser naik untuk Arduino
Output dari op-amp dibatasi oleh tegangan supply. Percobaan berikut menunjukkan apa yang terjadi jika output mengalami saturasi.
Output saturasi
Output (warna biru) mengalami saturasi di 7.12 volt. Tegangan supply positif yang dipakai adalah 9 volt. Datasheet LM358 menunjukkan bahwa LM358 memiliki ‘voltage output swing to rail’ sebesar 1.35 volt sampai 1,61 volt tergantung arus output. Hasil pengukuran menunjukkan jarak antara output ke VCC adalah 1,88 volt, masih di sekitar angka yang ditunjukkan di datasheet LM358.
ada beberapa pengertian impedansi, yg saya ingat 3:
impedansi listrik pada rangkaian listrik, misal resistor + kapasitor + induktor yg dibuat menjadi suatu rangkaian. impedansi ini adalah perbandingan arus & tegangan pada komponen tersebut.
impedansi saluran transmisi, misal pada kabel koaksial, kabel twisted pair. impedansi ini adalah perbandinga L dan C pada kabel tersebut. impedansi ini dikenal juga sebagai ‘impedansi karakteristik’
impedansi pada gelombang elektromagnetik, ini adalah perbandingan kuat medan listrik & medan magnet. impedansi ini dikenal juga sebagai ‘wave impedance’.
Berikut ini uraian istilah Cyber Physical System atau “Sistem Fisik Siber” menurut bahasa atau arti kata. Definisi dalam dunia engineering dapat dibaca di artikel “Pengertian Cyber Physical System“
Konsep Cyber Physical System (https://ptolemy.berkeley.edu/projects/cps/)
Definisi “Cyber”:
of, relating to, or involving computers or computer networks (such as the Internet)
