ballast dimmer running led

5/26/2018 Ballast Dimmer Running Led

1/14

Ballast

Lampu fluorescent lebih dikenal sebagai lampu TL. Lampu penerangan jenis ini lebih

banyak dipakai karena daya yang dipakai relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan

lampu bolam. Selain itu lampu TL juga lebih dingin daripada lampu bolam dengan

pemakain daya yang sama.

Penggunaan lampu fluorescent, dan selanjutnya disebut lampu TL ini penggunaannya

sudah sangat luas dan sangat umum baik untuk penerangan rumah ataupun penerangan

pada industri-industri. Keuntungan dari lmapu TL ini, seperti yang telah disebutkan di

atas adalah menghasilkan cahaya output per watt daya yang digunakan lebih tinggidaripada lampu bolam biasa (incandescent lamp.

!ebagai contoh, sebuah penelitian menunjukkan bahwa "# watt lampu TL akan

mengjasilkan cahaya sebesar $%&& lumens pada jarak $ meter sedangkan %' watt lampu

bolam biasa (lampu bolam dengan filamen tungsten menghasilkan $#&& lumens. tau

dengan kata lain perbandingan effisiensi lampu TL dan lampu bolam adalah '" ) $*.

+fisiensi disini didefinisikan sebagai intensitas cahaya yang dihasilkan dibagi dengan

daya listrik yang digunakan.

alaupun lampu TL mempunyai keuntungan yang besar yaitu pada penghematan daya,

lampu TL juga mempunyai kerugian. Kerugian lampu TL adalah )

esarnya biaya pembelian satu set lampu TL

Tempat yang digunakan oleh satu set lampu TL lebih besar.

leh karena lampu TL standard measih mempunyai kelemahan seperti yang disebutkan

di atas maka dengan electronic ballast tempat yang digunakan oleh sebuah lampu TL

standar dapat diperkecil sehingga menyamai tempat yang digunakan oleh sebuah lampu

bolam. !elain itu dengan electronic ballast dapat mengatasi adanya flicker yang

disebabkan karena turunnya frekuensi tegangan supply.

Gambar 1Blok Diagram Lampu TL Standar
http://elektronika-elektronika.blogspot.com/2007/06/ballast.htmlhttp://bp2.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/RmlTOEU32FI/AAAAAAAAB8M/8eiYjVQJP5A/s1600-h/IMAGE002.GIFhttp://elektronika-elektronika.blogspot.com/2007/06/ballast.html


2/14

perasi lampu TL standar hanya membuthkan komponen yang sangat sedikit yaitu )

allast (berupa induktor, starter, dan sebuah kapasitor (pada umumnya tidak digunakan

dan sebuah tabung lampu TL. Konstruksi ini dapat dilihat pada gambar $.

Tabung lampu TL ini diisi oleh semacam gas yang pada saat elektrodanya mendapat

tegangan tinggi gas ini akan terionisasi sehingga menyebabkan elektron-elektron pada

gas tersebut bergerak dan memendarkan lapisan fluorescent pada lapisan tabung lampu

TL.

!tarter merupakan komponen penting pada sistem lampu TL ini karena starter akan

menghasilkan suatu pulsa trigger agar ballast dapat menghasilkan spike tegangan tinggi.

!tarter merupakan komponen bimetal yang dibangun di dalam sebuah tabung /acuum

yang biasanya diisi dengan gas neon.

Operasi Lampu TL Standar

Ketika tegangan 0 ##& /olt di hubungkan ke satu set lampu TL maka tegangan diujung-

ujung starter sudah cukup utuk menyebabkan gas neon didalam tabung starter untuk

panas (terionisasi sehingga menyebabkan starter yang kondisi normalnya adalah

normally open ini akan 1closedsehingga gas neon di dalamnya dingin (deionisasi dan

dalam kondisi starter 1closed2 ini terdapat aliran arus yang memanaskan filamen tabung

lampu TL sehingga gas yang terdapat didalam tabung lampu TL ini terionisasi.

Pada saat gas neon di dalam tabung starter sudah cukup dingin maka bimetal di dalam

tabung starter tersebut akan 1open2 kembali sehingga ballast akan menghasilkan spike

tegangan tinggi yang akan menyebabkan terdapat lompatan elektron dari kedua elektroda

dan memendarkan lapisan fluorescent pada tabung lampu TL tersebut..

Perstiwa ini akan berulang ketika gas di dalam tabung lampu TL tidak terionisasi penuh

sehingga tidak terdapat cukup arus yang melewati filamen lampu neon tersebut. Lampu

neon akan tampak berkedip.

!elain itu jika tegangang induksi dari ballast tidak cukup besar maka walaupun tabung

neon TL tersebut sudah terionisasi penuh tetap tidak akan menyebabkan lompatan

elektron dari salah satu elektroda tersebut.

esarnya tegangan spike yang dihasilkan oleh trafo ballast dapat ditentukan oleh rumus

berikut )

3ika proses 1starting up2 yang pertama tidak berhasil maka tegangan diujung-ujung starter

akan cukup untuk menyebabkan gas neon di dalamnya untuk terionisasi (panas sehingga

starter 1closed2. 4an seterusnya sampai lampu TL ini masuk pada kondisi steady state

yaitu pada saat impedansinya turun menjadi ratusan ohm . 5mpedansi dari tabung akan
http://bp2.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/RmlS_EU32EI/AAAAAAAAB8E/yzw12wMFPpo/s1600-h/IMAGE004.GIF


3/14

turun dari dari ratusan megaohm menjadi ratusan ohm saja pada saat kondisi 1steady

state2. rus yang ditarik oleh lampu TL tergantung dari impedansi trafo ballast seri

dengan impedansi tabung lampu TL.

!elain itu karena tidak ada sinkronisasi dengan tegangan input maka ada kemungkinan

pada saat starter berubah kondisi dari 1closed2 ke 1open2 terjadi pada saat tegangan 0

turun mendekati nol sehingga tegangan yang dihasilkan oleh ballast tidak cukup untuk

menyebabkan lompatan elektron pada tabung lampu TL.

Electronic Ballast

Pada prinsipnya kontroller lampu TL (sering disebut sebagai ballast elektronic terdiri

dari komponen yang memberikan arus dengan frekuensi tinggi di atas $6K78. 9rekuensi

yang biasa dipakai adalah frekuensi #&K78 sampai *&K78.

plikasi ini mempunyai beberapa keuntungan yaitu )

:eningkatkan rasio perbandingan kon/ersi daya listrik ke cahaya yang dihasilkan.

Tidak terdeteksinya kedipan oleh mata karena kedipannya terjadi pada frekuensi

yang sangat tinggi sehingga tidak dapat diikuti oleh kecepatan mata.

allast elektronik ringan.

Tetapi dari keuntungannya tersebut ditebus dengan kerumitan rangkaian jika

dibandingkan dengan ballast kon/ensional. Pada elektronik ballast terdapat " macam tipe

yang sering digunakan yaitu )

9lyback in/erter

;angkaian 0urrent source ;esonant

;angkaian


4/14

Gambar 2

Blok Diagram Ballast Elektronik

Flyback Inerter

Tipe ini tidak terlalu populer karena adanya pendekatan transien tegangan tinggi sehingga

berdampak langsung dengan penggunaan tegangan rangkaian tegangan tinggi begitu pula

dengan penggunaan komponen-komponen transistor untuk tegangan tinggi.

!elain itu rangkaian flyback akan menurunkan efisiensi transistor karena kerugian pada

saat switching . Kerugian yang utama yaitu flyback in/erter akan menghasilkan tegangan

berbentuk kotak dan arus berbentuk segitiga. Tegangan dengan bentuk gelombang seperti

ini tidak cukup baik untuk lampu TL. gar rangkaian ini dapat menghasilkan sinyal

berbentuk sinus maka perlu ditambahkan komponen induktor dan kapasitor.

Gambar !

Blok Diagram Flyback Inerter

"angkaian #urrent Source "esonant

=ntuk rangkaian dengan menggunakan teknik ini membutuhkan komponen tambahan

induktor yang dinamakanfeed choke. Komponen ini juga harus menggunakan transistor

tegangan tinggi. leh karena itu rangkaian ballast elektronik ini membutuhkan biaya

yang lebih tinggi. Komponen transistor yang digunakan harus mempunyai karakteristik

tegangan breakdown ( /olt dan harus mampu mengalirkan

arus kolektor sebesar $ sampai #.
http://bp0.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/RmlSRkU32BI/AAAAAAAAB7s/ZWa6G72M3cs/s1600-h/IMAGE010.JPGhttp://bp3.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/RmlSeUU32CI/AAAAAAAAB70/D1cpwL__LiU/s1600-h/IMAGE008.GIF


5/14

Gambar $

Blok Diagram "angkaian #urrent Source "esonant

"angkaian %oltage Source "esonant

;angkaian ini paling banyak dipakai oleh berbagai industri ballast elektronik saat ini.

Tegangan 0 sebagai tegangan supply disearahkan dengan mengggunakan bridge 4;

dan akan mengisi kapasistor bank 0$. 0$ akan menjadi sumber tegangan 40 untuk

tabung lampu TL. Kemudian sebuah input filter dibentuk untuk mencegah rangkaian dari

tegangan transien dari tegangan supply PL? dan melemahkan berbagai sumber noise

+:5 (+lectro :agnetic 5nterferrence yang dihasilkan oleh frekuensi tinggi dari tabung

lampu TL. 9ilter input ini dibentuk dengan rangkaian induktor dan kapasitor. lok

diagram rangkaian dapat dilihat pada gambar '.

Gambar &

Blok Diagram "angkaian %oltage Source "esonant

5nput filter ini harus mempunyai spesifikasi yang baik karena harus dapat mencegah

interferensi gelombang radio sehingga di merika input filter ini harus mempunyai

sertifikat 900.

9rekuensi resonansi yang dihasilkan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan )

Pada saat rangkaian dihidupkan maka tabung TL akan mempunyai impedansi yang

sangat besar sehingga 0> seakan-akan seri dengan L dan 0" sehingga didapatkanpersamaan di atas.

;esonansi yang dihasilkan ini mempunyai tegangan yang cukup besar agar dapat

mengionisasi gas yang berada di dalam tabung lampu TL tersebut. Kondisi ini akan

menyebabkan kondisi strating yang tiba-tiba sehingga dapat memperpendek umur dari

filamen karena filamen belum mendapatkan pemanasan yang cukup untuk mengemisikan

elektron. Kondisi ini ditentukan oleh keadaan osilatornya.
http://bp3.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/RmlR3UU31_I/AAAAAAAAB7c/WrKX4J8cGLA/s1600-h/IMAGE014.GIFhttp://bp3.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/RmlSJUU32AI/AAAAAAAAB7k/uCJs_Um4Sao/s1600-h/IMAGE012.JPG


6/14

Pada saat starting up ini pula terdapat arus peak yang sangat besar, sebesar > kali arus

steady state. leh karena itu harus dipilih transistor yang mempunyai karakterisktik arus

kolektor sebesar > @ arus steady yaitu sekitar #.%'. rus steady besarnya sekita &.%'.

!ehingga A$ dan A# harus mampu melewatkan arus sebesar #.%'.

Ketika tabung TL telah terionisasi dengan penuh maka impedansinya akan turun menjadi

ratusan ohm saja sehingga akan membuang muatan pada 0>. Kondisi ini akan menggeser

frekuensi resonansi ke nilai yang ditentukan oleh 0" dan L. +nergi yang sedang

digunakan tersebut sekarang lebih kecil begitu pula dengan tegangan di antara elektroda-

elektrodanya menjadi kecil pula. Kondisi ini mengakhiri kondisi startup dari lampu TL

ini.

4ibawah ini merupakan contoh aplikasi untuk elektronik ballast dengan menggunakan

transistor power =L>'.

Gambar '

Skematik Ballast Elektronik

Bang perlu diperhatikan dalam pengontrollan pada ballast elektronik adalah parameter

dari transistor power yang digunakan yang mampu menggaransi terjadinya keadaan

steady state dari lampu TL tersebut.

leh !usanto w.k
http://bp1.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/RmlRt0U31-I/AAAAAAAAB7U/ligl0Bb2wCs/s1600-h/IMAGE016.JPG


7/14

Dimmer $ (anal

Rangkaian dimmer merupakan rangkaian yang sudah umum digunakan antara lain

untuk mengatur terang-redup lampu bolam. Pada kesempatan kali ini akan dijabarkan

mengenai cara kerja rangkaian dimmer. Rangkaian dimmer ini mampu mengatur beban

pada tegangan 22!"# dengan daya sampai $% tiap kanal dengan beban yang mulai

dari lampu bolam sampai ke beban induktif seperti motor "#.

Triac

5nti dari rangkaian ini adalah penggunaan Triac K*#>". Triac tipe ini mempunyai > kanal

keluaran sehingga dapat mengatur > beban sekaligus. Triac tipe ini jarang dijumpai di

pasar komponen di !urabaya. Komponen alternatifnya dapat digunakan Triac tipe

#?*">*. =ntuk tipe triac ini mampu melewatkan arus $# dengan karekateristik

tegangan block-nya sampai 6&& kanal maka dibutuhkan > buah triac tipe #?*">*.

Triac merupakan komponen " elektroda) :T$, :T#, dan gate. Triac biasanya digunakan

pada rangkaian pengendali, penyakelaran, dan rangkian pemicuCtrigger. leh karena

aplikasi triac yang demikian luas maka komponen triac biasanya mempunyai dimensi

yang besar dan mampu diaplikasikan pada tegangan $&&< sampai 6&&< dengan arus

beban dari &.' sampai >&.

Gambar 1

Triac

3ika terminal :T$ dan :T# diberi tegangan jala-jala PL? dan gate dalam kondisi

mengambang maka tidak ada arus yang dilewatkan oleh triac (kondisi idel sampai pada

tegangan 1break o&er2 triac tercapai. Kondisi ini dinamakan kondisi off triac. pabila

gate diberi arus positif atau negatif maka tegangan 1break o&er2 ini akan turun. !emakin

besar nilai arus yang masuk ke gate maka semakin rendah pula tegangan 1break o&er2nya.
http://elektronika-elektronika.blogspot.com/2007/06/dimmer-4-kanal.htmlhttp://bp2.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/RmgeiUU319I/AAAAAAAAB7M/X1b5WG4k3-c/s1600-h/image002.jpghttp://elektronika-elektronika.blogspot.com/2007/06/dimmer-4-kanal.html


8/14

Kondisi ini dinamakan sebagai kondisi on triac. pabila triac sudah 1on2 maka triac akan

dalam kondisi on selama tegangan pada :T$ dan :T# di atas nol /olt. pabila tegangan

pada :T$ dan :T# sudah mencapai nol /olt maka kondisi kerja triac akan berubah dari

on ke off. pabila triac sudah menjadi off kembali, triac akan selamanya off sampai ada

arus trigger ke gate dan tegangan :T$ dan :T# melebihi tegangan 1break o&er2nya.

Gambar 2

Daera) (er*a Triac

+rinsip (er*a Dimmer

;angkaian 4immer disajikan dalam > bagian utama. agian ;amp Denerator, agian

Pulse 0ontrol, agian Power !upply Triac, dan agian Triac. agian ;amp Denerator

berfungsi untuk menghasilkan pulsa-pulsa gigi gergaji (sinyal ramp dengan frekuensi

$#&78 dan sinkron dengan fasa tegangan jala-jala PL?.

Gambar !

Sinyal "amp yang Sinkron Dengan Fasa ,ala-,ala +L.

!inkronisasi mutlak diperlukan karena untuk memicuCmen-trigger triac harus pada saat

triac dalam kondisi off dan tegangan PL? mulai tidak sama dengan nol buah komparator. Pada proyek

ini digunakan L:"#> yang memiliki > komparator dalam $ kemasan. ;angkaian ;amp
http://bp0.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/Rma6XUU315I/AAAAAAAAB6s/-a6yYZbXydo/s1600-h/image006.jpghttp://bp1.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/RmgeUEU318I/AAAAAAAAB7E/uOcZC87mjFw/s1600-h/image004.jpg


9/14

Denerator ini sangat sederhana yang dibangun dari komponen diskrit. Konstanta waktu

ditentukan oleh waktu pembuangan muatan pada rangkaian ;' dan kapasitor 0$ yang

akan menswitch-onCoff transistor A#. ;angkaian bagian ramp generator dapat dilihat

pada gambar >.

Gambar $

"angkaian "amp Generator Sinkron dengan ,ala-,ala +L.

agian yang juga memegang peranan penting dalam rangkaian dimmer ini adalah bagian

komparator yang menghasilkan pulsa-pulsa yang lebarnya ber/ariasi terhadap tegangan &

F $& /olt 40.

Gambar &

"angkaian (omparator L/!2$

4engan menggunakan komparator L:"#> maka tegangan sinyal ramp yang dihasilkan

oleh rangkaian ramp generator akan dibandingkan dengan tegangan dari potensiometer.

Tegangan potensiometer tersebut ber/ariasi antara & /olt sampai $& /olt40.

Pada saat tegangan ramp berada dibawah tegangan potensiometer maka output darikomparator L:"#> adalah G$&< sehingga terdapat arus yang mengalir pada ;% (>%&.

pabila tegangan ramp lebih tinggi daripada tegangan potensiometer maka output dari

L:"#> adalah & /olt. 4alam kondisi ini tidak ada arus yang mengalir pada ;%. rus ini

merupakan arus akti/asi optocoupler pada bagian triac. ;angkaian pada bagian triac

dapat dilihat pada gambar *.
http://bp1.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/Rma5ikU313I/AAAAAAAAB6c/E1ITFGnQNyk/s1600-h/image010.jpghttp://bp3.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/Rma51EU314I/AAAAAAAAB6k/30IBvHBSdl8/s1600-h/image008.jpg


10/14

Gambar '

"angkaian Triac dan Beban

Pada saat output dari komparator L:"#> E G$&< maka terdapat arus yang mangalir ke

optocoupler sehingga pada saat ini optocoupler aktif sehingga akan meng-on-kan

transistor A# dan menyebabkan gate triac mengalirkan arus dari :T$ ke gate. 4engan

kata lain gate mendapatkan arus akti/asi sehingga triac akan dalam kondisi ?.

Gambar 0

Sinyal ktiasi Triac

Pada saat tegangan output komparator E nol /olt maka optocoupler tidak aktif sehingga

transistro A# juga dalam kondisi 99. Kondisi ini menyebabkan tidak ada arus yang

mengalir dari :T$ ke gate sehingga triac tidak mendapatkan arus picu. Triac dalam

kondisi 99.

Karena sinyal ramp dimulai pada saat setiap keadaan 8ero crossing terjadi pada saat

setiap setengah siklus tegangan PL? maka dapat dikatakan bahwa triac akan ditrigger

setiap setelah terjadi 8ero crossing tegangan PL?. Triac ditrigger harus ditrigger setelah

8ero crossing agar tegangan :T$ dan :T# cukup untuk merubah kondisi kerja triac

ketika ada arus gate.

utput dari komparator dapat dikatakan sebagai P: kontrol. 7al ini disebabkan karena

lebar dari pulsa output komparator tergantung dari pada tegangan potensiometer.

Perubahan P: ini akan terjadi setelah terjadinya 8ero crossing pada tegangan jala-jala

PL?.

Pada rangkaian pada gambar * dapat dilihat bahwa untuk rangkaian tersebut masih

dibutuhkan power supply H /olt untuk pemicu triac. Power supplay ini harus terpisah dari
http://bp3.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/Rma5KEU311I/AAAAAAAAB6M/fGlUDWCOD3o/s1600-h/image014.jpghttp://bp2.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/Rma5Y0U312I/AAAAAAAAB6U/2VAX7F3_8PI/s1600-h/image012.jpg


11/14

power supplay yang lain karena output power supplay H /olt ini dihubungkan langsun ke

#"& pada gambar * merupakan rangkaian snubber yang digunakan

untuk mengkompensasi beban induktif seperti motor. Triac yang digunakan (tipe K#*">

tidak perlu penambahan heat sinktetapi jika diperlukan maka body heat sinktidak bolehbersentuhan dengan komponen yang lain atau dengan body heat sink yang lain karena

body heat sink tersambung dengan terminal :T$ yang disambungkan ke #"&%n9

'&&


12/14

"unning LED

"nimasi lampu yang bergerak tentunya akan menambah semaraknya suasana suatu

acara atau dapat pula memberikan kesan kreatif. Salah satu animasi lampu yang mudah

dibuat dan tidak terlalu membutuhkan biaya yang banyak adalah running led.

nimasi lampu atau hiasan lampu yang bergerak tidaklah selalu mahal dan sukar dalam

pembuatannya. Proyek ini sangat mudah dibuat hanya dengan menggunakan tiga buah 50

0:!. ;angkaiannya pun sangat sederhana dan mudah untuk dipahami dan dibuat

sendiri.

Ide "unning LED

;unning led ini dibuat dengan menggunakan dua buah 50 0:! :0$>&$% sebagai

decade counter. 50 0:! ini mempunyai karakteristik untuk mengaktifkan salah satu bit

outputnya saja dan mampu memberikan arus sampai $&m. rus output ini sudah cukup

untuk menyalakan sebuah led dengan kecerahan yang cukup.

50 0:! ini cukup baik kerjanya terutama dengan tegangan suplai yang daerah kerjanya

sangat lebar yaitu mulai ".&


13/14

;angkaian 0$ dan ;$ merupakan rangkaian yang mereset :0$>&$% pada saat

po'er-up. Pada saat pertama kali dihidupkan kapasitor 0$ akan mengisi muatannya

sehingga muncul tegangan di ;$ sehingga :0$>&$% reset. !etelah beberapa saat maka

kapasitor 0$ akan penuh dan tegangan pada ;$ akan turun menuju & /olt. 4alam kondisi

seperti ini maka :0$>&$% akan mulai dari kondisi awal dimana A& akan aktif kemudian

diikuti oleh A$ setelah :0$>&$% mendapatkan pulsa clock. !etelah mendapatkan $& kali

pulsa clock maka secara otomatis :0$>&$% akan reset dan kembali pada kondisi awal

yaitu pada A& aktif kembali.

!aklar !$ dan !# digunakan untuk menentukan operasi kerja dari running led

ini. 3ika kedua saklar ini terbuka maka tidak ada led yang bergerak. !emua led akan diam

pada posisi terakhirnya. 3ika saklar !$ ditutup maka hanya led 4$$ sampai 4#& sajayang bergerak sedangkan jika hanya saklar !# saja yang ditutup maka hanya led 4$-

4$& saja yang bergerak. Tetapi jika kedua saklar ini ditutup maka semua led akan

bergerak.

Gambar 2

"angkaian Lengkap "unning LED

Pengembangan Rangkaian

Tetapi jika diperlukan arus yang lebih besar maka perlu ditambahkan transistor

switching yang nantinya dibebani oleh led. 4engan menggunakan transistor switching

maka arus yang menuju led dapat diatur sedemikian hingga lebih dari $&m. rah

gerakan led dapat dimodifikasi sesuai keinginan. 0aranya adalah dengan meletakkan

urutan led disesuaikan dengan urutak keaktifannya. =rutan keaktifan dari output >&$%
http://bp0.blogger.com/_YF5WDLLK2nA/RmaiQUU31vI/AAAAAAAAB5c/GMObcKr19RA/s1600-h/IMAGE004.JPG


14/14

adalah sesuai dengan urutan output A&, A$, I, A$&. 3ika kecerahan led dirasa kurang

maka dapat nilai resistor ;> dapat diganti menjadi ##& ohm.

leh !usanto .K

Sumber 5 http)CCelektronika-elektronika.blogspot.comC
http://elektronika-elektronika.blogspot.com/http://elektronika-elektronika.blogspot.com/

ballast dimmer running led

Documents