13 RPP PWM [PDF]

Citation preview

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) PENERAPAN RANGKAIAN ELEKTRONIKA



Disusun Oleh : Triesha Rizkyta



(5215144160)



FAKULTAS TEKNIK PRODI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA JAKARTA 2017



RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAAN



Satuan Pendidikan



: SMK Dinamika Pembangunan 1 Jakarta



Tahun Pelajaran



: 2017/2018



Kelas/ Semester



: XI / Satu



Program Keahlian



: Teknik Elektronika



Paket Keahlian



: Teknik Audio Video



Mata Pelajaran



: V4 (Penerapan Rangkaian Elektronika)



Topik



: Pulse Width Modulation



Pertemuan ke



: 13



Alokasi Waktu



: 2 x 45 menit.



A. Kompetensi Inti 1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya 2. Menghayati dan Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan proaktif dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia 3. Memahami, menerapkan dan menganalisa pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidangkerja yang spesifik untuk memecahkan masalah 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik dibawah pengawasan langsung



B. Kompetensi Dasar 1.1.________________________________________________________________________Memahami kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang menciptakannya.



1.2.________________________________________________________________________Mendeskrip alam.



1.3.________________________________________________________________________Mengenalka sehari – hari. 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, objektif, jujur, telti, cermat, tekun, hati – hati, bertanggung jawab, terbuka, kritis, kreatif, inovatif, dan peduli lingkungan ) dalam beraktivitas sehari – hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi. 2.2 Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari – hari sebagai wujud implementasi melaksanakan percobaan dan melaporkan hasil percobaan. 3.8. 4.8



Merancanakan rangkaian PWM-(Pulse Width Modulation) Merancanakan rangkaian PWM-(Pulse Width Modulation)



Indikator : 3.8.1. Memahami konsep dasar rangkaian Modulasi Lebar Pulsa (Pulse Width Modulation-PWM). 3.8.2. Menjelaskan prinsip kerja rangkaian Modulasi Lebar Pulsa (Pulse Width Modulation-PWM). 3.8.3. Merencanakan rangkaian Modulasi Lebar Pulsa (Pulse Width ModulationPWM) menggunakan komponen diskrit analog (linier) dan digital. 4.8.1. Menggambarkan blok diagram Pulse Width Modulation (PWM) untuk menjelaskan konsep dasar rangkaian Modulasi Lebar Pulsa. 4.8.2. Membangun rangkaian rangkaian Modulasi Lebar Pulsa menggunakan penguat operasional diskrit dan terintegrasi (IC khusus untuk aplikasi regulator PWM). 4.8.3. Melakukan eksperimen rangkaian Modulasi Lebar Pulsa menggunakan perangkat lunak dan pengujian perangkat keras serta interprestasi data hasil pengukuran. C. Tujuan Pembelajara 1. 2. 3. 4.



Siswa dapat menjelaskan konsep dasar PWM dengan benar. Siswa dapat menggambarkan blok diagram PWM dengan benar. Siswa dapat membangun rangkaian PWM. Siswa dapat menganalisis hasil pengukuran dari output PWM.



D. Materi Pembelajaran Pulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda,



untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Beberapa Contoh aplikasi PWM adalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atau tegangan yang masuk ke beban, regulator tegangan, audio effect dan penguatan, serta aplikasi-aplikasi lainnya. Aplikasi PWM berbasis mikrokontroler biasanya berupa, pengendalian kecepatan motor DC, Pengendalian Motor Servo, Pengaturan nyala terang LED. Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang tetap, namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi. Lebar Pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, Sinyal PWM memiliki frekuensi gelombang yang tetap namun duty cycle bervariasi (0% < duty cycle < 100%). berikut ini gambar dari sinyal PWM.



Gambar 1. Sinyal Ton & Toff Dengan cara mengatur lebar pulsa “on” dan “off”dalam satu perioda gelombang melalui pemberian besar sinyal referensi output dari suatu PWM akan didapat duty cycle yang diinginkan. Duty cycle (D) dari PWM dapat dinyatakan sebagai T on D= T total Apabila Ton = Toff, maka nila Duty cycle = 50%, hal ini mengakibatkan nilai tegangan keluar akan sama dengan nilai tegangan masukan.Tapi apabila duty cycle = 50%, maka tegangan keluaran akan sama dengan setengah dari tegangan masukan. Apabila dirumuskan sebagai berikut. T V out = on V ¿ T total Maka apabila digambarkan dalam bentuk sinyal, maka hasilnya akan seperti gambar berikut ini.



Gambar 2. Sinyal PWM Jika digunakan untuk mengontrol tegangan output motor, terlebih dahulu kita harus menghitung average voltage. Average voltage adalah tegangan output pada motor yang dikontrol oleh sinyal PWM. Berdasarkan gambar dibawah ini, a adalah nilai duty cycle saat kondisi sinyal “on”. b adalah nilai duty cycle saat kondisi sinyal “off”. V full adalah tegangan maximum pada motor. Dengan menggunakan perumusan di atas, maka akan didapatkan tegangan output sesuai dengan sinyal kontrol PWM yang dibangkitkan.



Menurut Wayne Storr (2014), IC Timer LM555 dapat berfungsi sebagai perangkat yang menghasilkan pewaktuan yang sangat presisi, atau dapat difungsikan sebagai oscillator relaxation dengan duty cycle dari 0,5 sampai dengan 1



Gambar IC 555 serta fungsi dari setiap kaki komponen



Gambar Rangkaian Oscillator Relaxation menggunakan IC Timer LM555



Gambar Bentuk tegangan di capasitor dan di kaki Output IC Timer LM555



Gambar kondisi masing-masing kaki IC Timer LM555 sesaat setelah diberi tegangan DC untuk pertama kalinya Tegangan keluaran IC Timer LM555 pada kondisi logika HIGH selama Ton maka sistem masuk ke dalam siklus pengisian Capasitor. Kemudian tegangan keluarannya berlogika LOW selama Toff maka sistem masuk kedalam siklus pengosongan dan kemudian terjadi secara terus menerus berulang. Ton adalah waktu yang diperlukan untuk menaikkan tegangan capasitor dari V C1 = 1/3 VCC (VC1=VTL) naik secara eksponensial menjadi VC2 = 2/3 VCC (VC2=VTH) yang menghubungkan sumber tegngan +VCC ke capasitor C melalui RA dan RB. Saat siklus pengisian terjadi, maka tegangan keluaran IC Timer LM555 akan berlogika HIGH selama Ton yang nilainya dapat diturunkan menggunakan persamaan sebagai berikut ∆ t 1=T ON =( R A + R B ) ×C × ln 2 Toff adalah waktu yang diperlukan untuk menaikkan tegangan capasitor dari VC1 = 2/3 VCC (VC1=VTL) turun secara eksponensial menjadi VC2 = 1/3 VCC (VC2=VTL) yang menghubungkan tegangan capasitor C ke ground hanya melalui RB. Saat siklus pengosongan capasitor terjadi, tegangan keluaran IC Timer 555 akan berlogika LOW selama Toff yang nilainya dapat diturunkan menggunakan persamaan dibawah ini ∆ t 2=T OFF=R B ×C × ln 2 Frekuensi pulsa keluaran dari rangkaian oscillator relaxation berbasis IC Timer LM555 dapat diturunkan dengan menggunakan persamaan dibawah ini T =T ON +T OFF T =( R A +2 R B ) C × ln 2 1 1,44 f= = T ( RA+ 2 RB) C T D= on T total



¿ ¿



T ON T ON +T OFF ( R A + R B ) C × ln2



( R A +2 RB ) C × ln 2 ( R A+ RB) ¿ ( R A +2 RB ) E. Strategi dan Metode Pembelajaran. 



Strategi Pembelajaran : Inquiry







Metode Pembelajaran : Ceramah, diskusi, tanya jawab.



F. Alat, Media, dan Sumber Belajar 



Alat







Media Pembelajaran : Power Point.







Sumber belajar



: LCD Proyektor, Laptop, dan Papan tulis.



: Ebook Penerapan Rangkaian Elektronika.



G. Kegiatan Pembelajaran Pertemuan ke – 8 Kegiatan



Pendahuluan



Inti



Deskripsi Kegiatan 1. Siswa melakukan piket dikelas 2. Ketua kelas memimpin doa sebelum memulai pelajaran 3. Guru membaca daftar hadir siswa 4. Guru menyampaikan materi dan tujuan pembelajaran Mengamati : 1. Siswa menyimak penjelasan dari guru mengenai Pulse Width Modulation 2. Guru memperhatikan perilaku siswa saat sedang dijelaskan. Menanya : 1. Siswa berdiskusi atau bertanya jawab dengan guru setelah dijelaskan tentang materi yang sudah dijelaskan oleh guru Mengeksplorasi : 1. Guru memberikan soal – soal untuk mengukur seberapa mengerti siswa tentang materi Pulse Width Modulation 2. Siswa mengerjakan soal – soal . Mengasosiasi : 1. Siswa membuat kesimpulan tentang Pulse Width



Alokasi Waktu



20 Menit



50 Menit



Modulation Mengkomunikasikan : 1. Para siswa berdiskusi kembali dengan guru tentang materi yang diberikan oleh guru. 2. Guru menilai kemampuan siswa dalam memahami materi yang diberikan guru 1. Guru memberikan kesimpulan tentang Pulse Width Modulation 2. Guru mengakhiri kegiatan belajar mengajar. 3. Ketua kelas memimpin doa penutup .



Penutup



10 menit



4. Penilaian Hasil Belajar Tes formatif : 1. Apakah yang dimaksud PWM? 2. Apakah yang dimaksud Duty Cycle? 3. Sebutkan rumus dari Ton, Toff, Duty Cyle, Periode, dan Frekuensi Jawaban : 1. Pulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. 2. Duty Cycle adalah perbandingan antara waktu yang dibutuhkan saat gelombang dalam keadaan high dan waktu yang dibutuhkan saat mencapai 1 gelombang penuh 3. ∆ t 1=T ON =( R A + R B ) ×C × ln 2 ∆ t 2=T OFF=R B ×C × ln 2 T on ( RA+ RB) D= = T total ( R A +2 R B ) T =( R A +2 R B ) C × ln2 1 1,44 f= = T ( RA+ 2 RB) C Format Penilaian 1 (30 Poin)



Pengetahuan (20%) 2 (30 Poin) 3 (40 Poin)



Keterampilan (30%)



Sikap (30%)



Mengetahui Guru Pamong



Jakarta, 2 November 2017 Mahasiswa



Mangaranap Gultom S.Pd



Triesha Rizkyta