Makalah Filter 2p4v

FILTER ELEKTRONIK

Makalah Digunakan Untuk Memenuhi Persyaratan Mata Kuliah Reduksi Derau dalam Sistem Elektronik Institut Teknologi Nasional Malang

Oleh : LUTFI ROZAQI

:

1412902

KONSENTRASI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO S-1 FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG 2015 3

KATA PENGANTAR Puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini yang diberi judul “Filter Elektronik”. Makalah ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memenuhi persyaratan kelulusan pada mata kuliah Reduksi Derau dalam Sistem Elektronik di Institut Teknologi Nasional Malang. Makalah ini dapat diselesaikan dengan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung dalam penyusunan makalah ini. Penulis menyadari bahwa pada penyusunan makalah ini masih terdapat banyak kekurangan, untuk itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan demi perbaikan masa yang akan datang.

Malang, Oktober 2015

Penulis

2

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL.....................................................................................................i KATA PENGANTAR....................................................................................................ii DAFTAR ISI..................................................................................................................iii DAFTAR GAMBAR.....................................................................................................iv BAB I. PENDAHULUAN............................................................................................1 1.1 Latar Belakang Masalah...................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah.............................................................................................1 1.3 Tujuan dan Manfaat..........................................................................................1 1.4 Batasan Masalah...............................................................................................2 1.5 Sistematika Penulisan.......................................................................................2 BAB II. PEMBAHASAN..............................................................................................3 2.1 Noise.................................................................................................................3 2.2 Jenis-Jenis Filter...............................................................................................4 BAB III. PENUTUP.....................................................................................................10 1.

Kesimpulan...................................................................................................10

DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................11

3

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Bentuk Sinyal dengan Noise.....................................................................3 Gambar 2.2. Grafik Tanggapan LPF.............................................................................4 Gambar 2.3. Grafik Tanggapan HPF.............................................................................4 Gambar 2.4. Grafik Tanggapan BPF.............................................................................5 Gambar 2.5. Grafik Tanggapan Band Stop Filter..........................................................5 Gambar 2.6. Filter Pasif.................................................................................................6 Gambar 2.7. Single Tuned Filter...................................................................................6 Gambar 2.8. Double Tuned Filter..................................................................................7 Gambar 2.9. C-Type Filter.............................................................................................7 Gambar 2.10. Shunt Active Filter..................................................................................8 Gambar 2.11. Shunt Active Filter..................................................................................8 Gambar 2.12. Hybrid Filter...........................................................................................9

4

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Masalah Noise atau derau merupakan suatu yang dihindari dalam setiap sistem elektronik. Noise sendiri merupakan suatu energi yang tidak diinginkan yang dapat menyebabkan interferensi pada suatu sinyal elektronik.

Umumnya apabila

dibiarkan, noise akan menyebabkan gangguan pada sistem elektronik tersebut, contoh kasus pada saat melakukan pengukuran, noise dapat menimbulkan cacat hasil sinyal informasi yang diperoleh dari pengukuran tersebut. Selain itu noise juga berpotensi menggangu kinerja dari aktuator, misalnya kecepatan pada motor yang berflukutuasi akibat terdapat noise pada input sumbernya sehingga lifetime motor akan cepat berkurang. Untuk mengurangi noise ini dapat digunakan suatu perangakat yang disebut filter. Filter merupakan perangkat elektronik yang dapat menapis berbagai noise dengan cara memilih sinyal mana yang diijinkan berdasarkan frekuensinya. Terdapat berbagai jenis filter, misalnya LPF (Low Filter), HPF (High Filter), dan BPF (Band Filter). Dengan disusunnya makalah ini diharapkan dapat menginformasikan bagaimana jenis-jenis dari filter tersebut. 1.2

Rumusan Masalah 5

Rumusan masalah yang akan dibahas pada makalah adalah : 1. Apa saja jenis filter? 1.3

Tujuan dan Manfaat Tujuan dari pembahasan makalah ini adalah : 1. Mengetahui jenis-jenis filter. Manfaat dari makalah adalah: 1. Dapat memberi informasi mengenai jenis-jenis filter.

1.4 Batasan Masalah Masalah yang akan dibatasi pada pembahasan dari makalah ini adalah : 1. Hanya membahas menegenai filter. 2. Tidak membahas mengenai noise. 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan makalah meliputi : Bab. 1 : Pendahuluan Yang meliputi latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan dan manfaat pembahasan, batasan masalah, dan sistematika penulisan dari makalah. Bab. 2 : Pembahasan Dalam bab ini memuat tentang kajian teori dan data-data referensi yang dibahas di dalam makalah. Bab. 3 : Penutup Bab ini berisikan kesimpulan dari yang dihasilkan dari bahasan pada makalah.

2

BAB II PEMBAHASAN 2.1 Noise Noise sendiri merupakan suatu energi yang tidak diinginkan yang dapat menyebabkan interferensi pada suatu sinyal elektronik sehingga performa sistem terganggu (Para Kontributor Wikipedia, 2015). Jenis-jenis noise antara lain yaitu thermal noise yang diakibatkan oleh perubahan suhu pada komponen konduktor listrik sehingga menimbulkan perpindahan elektron yang cepat dan acak. Kemudian shot noise yang terjadi karena penyampaian sinyal yang tidak beraturan pada output alat elektronik yang digunakan sedangkan jumlah elektron yang terbatas sehingga menimbulkan fluktuasi pada arus elektrik konduktor. Juga flicker noise yang terjadi akibat fluktuasi konduktivitas pada konduktor.

3

Gambar 2.1. Bentuk Sinyal dengan Noise (www.electrical-installation.org, 2013)

2.2 Jenis-Jenis Filter Berdasarkan frekuensi yang dilewatkan, terdapat beberapa jenis filter yaitu : 1. LPF (Low Filter) : Filter ini melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cutoff-nya.

4

Gambar 2.2. Grafik Tanggapan LPF (Texas Instruments, 2011) 2. HPF (High Filter) : Filter ini melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cutoff-nya.

Gambar 2.3. Grafik Tanggapan HPF (Texas Instruments, 2011)

3. BPF (Band Filter) : Filter ini melewatkan sinyal dengan frekuensi tertentu di mana sinyal dengan frekuensi lainnya akan ditapis. 5

Gambar 2.4. Grafik Tanggapan BPF (Texas Instruments, 2011) 4. Band Stop Filter : Filter ini menapis sinyal dengan frekuensi tertentu.

Gambar 2.5. Grafik Tanggapan Band Stop Filter (Texas Instruments, 2011)

Berdasarkan komponen pembentuknya, terdapat beberapa jenis filter yaitu : 6

1. Filter Pasif : Filter pasif terdiri atas komponen-komponen pasif seperti resistor, induktor, dan kapasitor. Filter ini memiliki kemampuan mengoreksi faktor daya dan dapat memfilter pada arus dan tegangan yang tinggi. Umumnya digunakan pada beban yang memiliki daya di atas 500 kVA. Kelemahan dari filter ini adalah timbulnya kondisi resonansi pada frekuensi tertentu.

Gambar 2.6. Filter Pasif (www.electrical-installation.org, 2013) Jenis konfigurasinya, antara lain : a. Tuned Filter



Single tuned filter, yang konfigurasinya seri antar komponen.

Gambar 2.7. Single Tuned Filter (Debasish Mahaputra dkk, 2013)

7



Double tuned filter, yang memiliki karakteristik memberikan jalur dengan impedansi rendah pada 2 frekuensi.

Gambar 2.8. Double Tuned Filter (Debasish Mahaputra dkk, 2013) b. C-Type Filter Filter ini memiliki kapasitor yang seri dengan induktor L 2 yang memberikan impedansi yang rendah pada frekuensi rendah sehingga membantu mengurangi rugi-rugi pada frekuensi rendah.

Gambar 2.9. C-Type Filter (Debasish Mahaputra dkk, 2013) 2. Filter Aktif : Filter ini terdiri dari komponen pasif dan komponen aktif seperti thyristor, IGBT, TRIAC, dsb. Filter ini bekerja dengan cara membangkitkan 8

sinyal yang berlawanan fasanya dengan noise sehingga noise dapat dikurangi. Keunggulannya adalah range frekuensi yang ditapis oleh filter yang konstan. Biasanya digunkan pada beban dengan daya dibawah 500kVA. Konfigurasi dari filter aktif, yaitu : a. Shunt (parallel) active filter

Gambar 2.10. Shunt Active Filter (Debasish Mahaputra dkk, 2013) b. Series active filter

Gambar 2.11. Series Active Filter (Debasish Mahaputra dkk, 2013)

9

3. Filter Hybrid : Filter ini merupakan gabungan dari kedua filter di atas yaitu filter aktif dan pasif. Filter ini memiliki keunggulan dari kedua filter di atas namun filter ini membutuhkan transformator dan konfigurasi kompleks dari filter pasifnya.

Gambar 2.12. Hybrid Filter (Debasish Mahaputra dkk, 2013)

BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Dari pembahasan makalah di atas dapat disimpulkan bahwa : 1. Berdasarkan daerah frekuensi yang dilewatkan, filter terdiri atas LPF, HPF, BPF, dan Band Stop Filter . 2. Berdasarkan konfigurasi komponennya, filter terdiri dari filter pasif, filter aktif, dan filter hybrid. 10

DAFTAR PUSTAKA

11

electrical-installation.org. (2013). Harmonic Filtering. URL: http://www.electricalinstallation.org/enwiki/Harmonic_filtering. electrical-installation.org. (2013). Definition of Harmonics. URL: http://www.electricalinstallation.org/enwiki/Definition_of_harmonics Mahaputra, Debasish dkk. (2013). Comparative Study Between Active And Hybrid Power Filters For Power Quality Enhancement. India: National Institute of Technology Rourkela. Para

Kontributor

Wikipedia.

(2015).

Noise

(electronics).

URL:

https://en.wikipedia.org/wiki/Noise_(electronics). Para Kontributor Wikipedia. (2013). Derau. URL: https://id.wikipedia.org/wiki/Derau Texas Instrument. (2011). Application Note 779 - A Basic Introduction to Filters - Active, ive, and Switched Capacitor. USA: Texas Instrument.

12