PELATIHAN DAN PENDAMPINGAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA

PPM REGULER

USULAN PROGRAM

PELATIHAN DAN PENDAMPINGAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA; BERBASIS SIMULASI DENGAN PROGRAM MULTISIM  BAGI GURU-GURU SMK SE-PROPINSI DIY

Diajukan oleh :

Muhammad Ali, S.T.,M.T / 19741127 200003 1 001

 Drs. S u n o m o, M.T. / 19561128 198601 1 001

Sigit Yatmono, M.T / 19730125 199903 1 001

Ariadie Chandra Nugraha, MT / 19770913 200501 1 002

Hana Mustofa / 05501241016

Abid Wildani / 05501241001

Wisnu Pura Wijayanto / 05501241017

            FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

TAHUN 2011

A.    Judul

Pelatihan dan Pendampingan Praktikum Elektronika Daya  Berbasis Program Multisim Bagi Guru-Guru SMK-SBI Se-Propinsi DIY.

B.   Analisis Situasi

Penguasaan ilmu Elektronika Daya sebagai salah satu mata pelajaran  Pemeliharaan Rangkaian Elektronik di  Program Keahlian Teknik Pembangkitan merupakan  salah satu pilar pokok kompetensi dasar bagi guru-guru SMK di bidang keahlian Ketenagalistrikan. Namun justru Elektronika Daya ini ternyata menjadi mata-tatar yang banyak dikeluhkan kesulitannya oleh Guru-guru yang mengikuti DIKLAT PLPG (hanya lulus 6 peserta dari 42 peserta PLPG angkatan XIV Desember 2008) . Maklum bahwa ilmu elektronika daya belum diperoleh oleh sebagian besar guru yang sekarang sedang menempuh program setifikasi guru, maupun yang telah lolos sertifikasi, karena tidak terakomodasi secara utuh sebagai sebuah bidang ilmu dalam mata kuliah di LPTK pada saat mereka menempuh pendidikan guru.

Di lain pihak, mahal dan sulitnya memperoleh modul praktikum Elektronika Daya menjadi kendala bagi guru dalam memahami materi elektronika daya. Modul elektronika daya terdiri dari beberapa komponen elektronika yang cukup mahal dan rentan terhadap kerusakan akibat kesalahan perlakuan ketika dilakukan kegiatan praktikum. Banyak ditemui modul praktikum elektronika yang sudah tidak berfungsi dengan baik akibat kesalahan perlakuan ketika kegiatan praktikum di SMK.

                  Salah satu cara untuk mengatasi persoalan di atas adalah perlu adanya suatu mekanisme tambahan (suplemen) yang dapat digunakan sebagai media pembelajaran tambahan sebagai pendamping guru, yakni melalui penataran dengan kajian teori dan praktikum menggunakan perangkat lunak Multisim. Dengan model pembelajaran teori dan praktikum melalui simulasi komputer diharapkan guru mampu menguasai ilmu dasar elektronika daya dengan biaya murah karena tidak perlu merakit secara fisik dan terhindar dari resiko kerusakan komponen jika salah sambung. Dengan kata lain, semua percobaan untai elekronika daya sebelum dirakit secara fisik untuk meyakini kebenaran kerjanya, dapat dicoba dulu dengan simulasi.   Dengan adanya penataran melalui pengabdian masyarakat ini diharapkan nantinya guru dapat meningkatkan pemahaman materi elektronika daya sebagai salah satu mata tatar PLPG sekaligus pengetahuan tentang penggunaan software simulasi dapat dipergunakan sebagai alat untuk penunjang kegiatan praktikum elektronika di SMK.

C.   Landasan Teori

1.   Pengertian Elektronika Daya

          Elektronika daya merupakan cabang ilmu elektronika yang berkaitan dengan pengolahan dan pengaturan daya listrik yang dilakukan secara elektronis (William,Jr, 1977). Apabila sebagian besar bidang elektronika umumnya berkaitan dengan pemrosesan atau pengolahan sinyal, maka elektronika daya berkaitan dengan  pengolahan atau pemrosesan energi listrik, yakni mengubah daya listrik dari satu bentuk ke bentuk lainnya dengan mengendalikan atau memodifikasi bentuk tegangan atau  arusnya menggunakan peranti elektronik.  Dengan demikian peranti elektronika daya bukan benda akhir dalam sistem, tetapi merupakan peranti jembatan antara sumber energi listrik dengan konsumen atau pemakai energi listrik.

2     Klasifikasi Bahasan  Ilmu Elektronika Daya

          Apabila dikaitkan dengan fungsi pokok di atas, maka konverter daya dapat diklasifikasi menjadi:

Penyearah: , yang berfungsi untuk mengubah tegangan bolak balik menjadi tegangan searah

Inverter: mengubah tegangan searah menjadi tegangan bolak balik

Chopper (perajang): atau catu daya mode penyakelaran, yang mengubah tegangan searah menjadi tegangan searah dengan taraf tegangan bernilai lain, dan

Cycloconverter atau cycloinverter: yang mengubah tegangan bolak balik ke tegangan bolak balik dengan taraf nilai tegangan yang lain.

3 Perangkat Lunak Multisim untuk simulasi Praktikum elektronika Daya

            Multisim adalah program simulasi yang digunakan untuk melakukan simulasi cara kerja sebuah rangkaian elektronika (Daniel,2007). Program multisim pertama kali dibuat oleh perusahaan yang bernama Electronics Workbench yang merupakan bagian dari perusahaan National Instrument dan pertama kali dikenalkan dengan nama Electronics Instruments yang pada saat itu ditujukan sebagai alat bantu pengajaran dalam bidang elektronika. Untuk dapat menjalankan program multisim 7 pada komputer anda dibutuhkan spesifikasi hardware sebagai berikut :

·         Kapasitas hard disk yang dibutuhkan sebesar 50 MB

·         Operasi sistem seperti Windows XP

·         Pentium III

·         Memory minimal 64 MB RAM

·         CD ROM drive

·         Resolusi layar 800 x 600

Di bawah ini gambar workspace pada multisim :

Gambar 3. Workspace multisim

            Komponen elektronika yang dibutuhkan untuk melakukan simulasi rangkaian elektronika telah disediakan pada library yang terdapat pada multisim. Komponen yang disediakan oleh multisim terdapat dua jenis yaitu :

·         Komponen yang bersifat virtual

Komponen virtual yang disediakan oleh multisim ini mempunyai nilai yang dapat diatur sesuai dengan kebutuhan dan dianggap mempunyai nilai yang ideal

·         Komponen yang bersifat real

Komponen real yang disediakan oleh multisim ini mempunyai nilai yang tidak dapat diubah dan memiliki sifat praktis seperti yang dimiliki oleh komponen elektronika yang digunakan pada dunia nyata.

            Komponen yang telah diletakkan di lembar kerja multisim agar dapat bekerja harus dihubungkan menjadi satu. Semua komponen memiliki node yang dapat digunakan untuk menghubungkan semua komponen yang ada pada lembar kerja. Proses ini disebut wiring, wiring dapat dilakukan secara automatis atau secara manual. Multisim menyediakan berbagai jenis alat ukur virtual yang dapat digunakan untuk melakukan simulasi.

D.   Identifikasi dan Perumusan Masalah

Dari uraian dalam bab pendahuluan di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan yang akan dipecahkan pada program kegiatan ini, yaitu :

1.        Sejauh mana peserta penataran dapat menguasai materi dasar elektronika daya?

2.        Sejauh mana peserta penataran dapat menggunakan program Multisim untuk mendemonstrasikan materi dasar elektronika daya?

E.    Tujuan Kegiatan

Tujuan dari diadakannya kegiatan pengabdian ini meliputi :

1.        Memberikan bekal pengetahuan dan ketrampilan kepada 25 guru SMK dalam bidang elektronika daya, khususnya khususnya di bidang penyearahan, kendali fasa serta catu daya

2.        Sebagai titik awal diterapkannya model praktikum elektronika daya dengan simulasi melalui program komputer

F.    Manfaat Kegiatan

Manfaat dari diadakannya kegiatan pengabdian ini, meliputi :

1.   Potensi Ekonomi Produk

Manfaat besar yang bisa diharapkan dari kegiatan pelatihan ini adalah, peserta pelatihan yang terdiri dari guru-guru SMK dapat lebih profesional dalam mengembang tugasnya, mampu berkembang sesuai dengan perkembangan teknologi elektronika dalam bidang elektronika daya. Mampu membuat modul praktikum elektronika berbasis simulasi komputer yang lebih murah dan mudah untuk anak didiknya di SMK.   

2.   Nilai Tambah Produk dari sisi IPTEKS

Dengan selesainya pelatihan ini, guru-guru dapat mengembangkan kemampuan individu, khususnya dalam bidang elektronika daya dan mampu membuat media pembelajaran yang berbasis simulasi yang berbiaya murah, karena tidak memerlukan komponen elektronik seperti transistor, SCR dan Triac tegangan tinggi dan daya besar yang umumnya berharga mahal dan sulit diperoleh di Yogyakarta.

3.   Dampak di Dunia Pendidikan

Penggunaan media pembelajaran berbasis simulasi melalui program komputer lebih menarik dan mengurangi resiko peralatan elektronika terbakar karena salah rakit atau salah sambung karena untai elektronika yang salah rakit atau salah sambung jika dicoba dengan komputer hanya akan menghasilkan pesan ”error” di layar. Siswa juga dapat mencobanya di rumah selama tersedia komputer atau laptop, dalam rentang waktu kapan saja selama  24 jam tanpa adanya batas ruang dan waktu. Kecuali itu, program Multisim tidak hanya untuk elektronika daya, tetapi untuk segala untai elektronika, sehingga dapat dipakai untuk mata pelajaran praktikum simulasi mata pelajaran elektronika dasar, elektronika lanjut maupun teknik digital (Wolfgang Maichen, 2005) .   

G.   Kerangka Pemecahan Masalah

Langkah-langkah untuk menyelesaikan permasalahan adalah sebagai berikut :

1.        Melakukan analisis kebutuhan pada guru-guru di SMK  se-propinsi DIY.

2.        Menyiapkan modul pelatihan Elektronika Daya dan modul Multisim

3.        Menghubungi khalayak sasaran untuk melakukan koordinasi peserta dan waktu pelaksanaan kegiatan.

4.        Pelaksanaan kegiatan.

5.        Melakukan evaluasi penguasaan materi dan praktik mengenai materi pelatihan.

6.        Melakukan umpan balik terhadap pelaksanaan kegiatan pelatihan dari peserta.

7.        Memberikan kesempatan berkonsultasi dan pembimbingan.

8.        Melakukan pendampingan penggunaan program Multisim untuk berbagai untai elektronik.

9.        Menunjukkan perbandingan antara penggunaan modul praktek elektronika daya dengan penggunaan modul berbasis simulasi komputer.

H.   Khalayak Sasaran Antara yang Strategis

Khalayak sasaran dari kegiatan ini secara langsung adalah 25 guru SMK yang berada di propinsi DIY. Sedangkan efek domino yang diharapkan dari kegiatan ini adalah 1) kemampuan menganalisis dan mendesain untai elektronika daya khususnya kendali fasa dan simulasinya menggunakan program Multisim sebagai salah satu usaha peningkatan kualitas pembelajaran, 2) guru-guru peserta pelatihan dapat menularkan ilmu yang sudah didapatkan kepada guru-guru lainnya.

I.      Metode Kegiatan

Metode yang digunakan pada kegiatan ini dapat diperinci sesuai dengan tabel berikut :

No	Materi	Metode Kegiatan
1.	Pretest	tes individu
2.	Pengantar tentang elektronika daya	ceramah, diskusi
3.	Analisis teoritik untai-untai kendali fasa	ceramah, diskusi
4.	Instalasi program Multisim	tutorial, praktik
5.	Aturan dasar cara penggunan Multisim	tutorial, praktik
6.	Latihan dengan untai-untai sederhana (perhitungan teori dan simulasinya dengan Multisim)	tutorial, praktik
7.	Membandingkan penggunaan modul alat praktek dengan modul simulasi Multisim	tutorial, praktik
8.	Review materi	diskusi, tanya jawab
9.	Postest	tes individu
10.	Tugas mandiri membuat untai kendali fasa, menghitung secara teoritik dan simulasinya dengan program Multisim	tugas
11.	Pendampingan bagi yang memerlukan konsultasi	diskusi, tanya jawab

J.    Rancangan Evaluasi

Evaluasi yang akan dilakukan terkait dalam kegiatan ini ada dua macam, yaitu :

No	Kegiatan evaluasi	Waktu pelaksanaan	Indikator pencapaian
1	Pretest	Awal kegiatan	Didapatkan data awal kemampuan peserta
2	Postest	Akhir kegiatan	80 % peserta mampu menggunakan multisim sebagai media praktikum elektronika daya

K.   Rencana dan Jadwal Kerja

Pelaksanaan program pengabdian ini dilaksanakan di Laboratorium Komunikasi Data dan Laboratorium Elektronika Daya Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FT UNY selama 6 minggu dengan perincian kegiatan sebagai berikut :

No	Kegiatan	Bulan ke-
		1	2	3	4	5	6
1.	Persiapan Awal
2.	Penyebaran Undangan & Pendaftaran Peserta
3.	Persiapan Materi
4.	Tes Kemampuan Awal
5.	Materi dasar elektronika daya
6.	Materi dasar kendali fasa menggunakan SCR
7.	Materi dasar kendali fasa menggunakan Triac
8.	Instalasi dan aturan dasar penulisan program Multisim dan contoh-contoh penggunaannya
9.	Analisis kendali fasa secara teoritik dan pembuktiannya secara simulasi dengan program Multisim
10.	Review Singkat
11.	Evaluasi Kemampuan dan Ketrampilan
12.	Tugas mandiri mendesain kendali fasa dengan SCR dan Triac dan menghitung tegangan, arus serta  daya rata-rata dan efektifnya serta mensimulasikannya dengan progam Multisim
13.	Penyusunan dan Penyerahan Laporan

Daftar Pustaka

Hart, Daniel W, 1997, Introduction to Power Electronics, Prentice-Hall.Inc Upper Saddle NJ.

Muhammad Din Nik, Introduction to Pspice Orcad Capture             http://encon.fke.utm.my/courses/nikd/SEM1413/Intropspice.PDF [31 Januari 2009]

University of Pennsylvania, Department of Electrical and System Enginering 2006,PSPICE; A brief primer, http://www.seas.upenn.edu/~jan/spice/PSpice/PspicePrimer.pdf [5 Februari 2009]

William, John Motto,Jr,1977, Introduction to Solid State Power Electronics,            Semiconductor.Inc , Youngwood, Pennsylvania              

Daniel, 2007, Pengenalan Multisim 7, Bina Nusantara.