Metoda-metoda pelacakan kerusakan

PRINSIP PELACAKAN KERUSAKAN/KEGAGALAN
1. Proses Pemeliharaan di Industri 2. Spesifikasi 3. Keandalan dan Kegagalan 4. Metode-Metode Pelacakan Kerusakan	5. Analisis Problem-Solving 6. Pengujian Komponen Aktif 7. Pengecekan dan Pengujian Rangkaian

Kita telah tahu, bahwa banyak teknik pencarian kerusakan dapat diterapkan dalam bidang elektronika. Teknik tersebut antara lain: pengujian komponen, pemeriksaan input output tiap blok.

Metoda lain yaitu melakukan sendiri dengan memeriksa input dan output dari tiap blok fungsi. Metoda manakah yang baik? Itu tergantung pada jenis kerusakan sistem yang sedang diamati. Yang perlu untuk diperhatikan adalah, bagaimana mencari kerusakan secara efisien (cepat dan tepat) karena disini berlaku, bahwa: waktu adalah uang.

Cara Memilih metoda yang tepat

Metoda yang dipilih untuk mencari kerusakan akan dapat menentukan efisiensi kerja. Kita harus berusaha mencari sebanyak mungkin kerusakan atau ketidak-beresan itu sendiri. Untuk menghemat waktu, ada baiknya bila kita menanyakan kepada orang yang mengetahui adanya gangguan pada alat tersebut, melalui beberapa pertanyaan seperti ditunjukkan pada yang berikut ini.

• Apakah yang sebenarnya salah ?
• Bagaimana ciri fisik rusaknya?
• Apakah selalu terjadi demikian ?
• Jika memang benar, pada kondisi bagaimana?
• Adakah penyalah-gunaan? (getaran, goncangan, panas, dll).
• Apakah kerusakkan terjadi secara tiba-tiba atau berangsur-angsur ?
• Apakah kerusakkan terjadi selama pengoperasian perlengkapan ?
• Apakah kerusakkan terlihat mempengaruhi fungsi yang lain ?
• Adakah keterangan-keterangan tambahan ?
• Adakah orang yang telah mencoba memperbaikinya ?

Ketika pemilik suatu hi-fi set mengatakan alat tidak berfungsi dengan baik, ini sangat minim informasinya. Maka untuk memperjelas masalahnya, lakukanlah langkah pertanyaan sbb:

• Saat bagaimana alat tidak bekerja dengan baik, atau bagian mana yang tidak baik? Misal: salah satu kanal sistem stereo lebih lemah dibanding yang lain. Ini akan mempersempit masalah hingga menuju kesalah satu penguat kanal untuk diukur.
• Pertanyaan kedua bertujuan untuk memfokuskan kesalahan. Pada contoh diatas, kita menanyakan pada pemilik apakah dia telah mencoba mengatur volume, pengatur loudness, tone control atau balance?.
• Pertanyaan ketiga bertujuan untuk mengetahui apakah kerusakan tersebut terjadi secara terus menerus atau kadang-kadang saja?, apakah tergantung pengaruh luar?, apakah rusaknya total?.
• Pertanyaan keempat, untuk mengetahui dalam kondisi bagaimana kerusakan itu muncul. Seringkali kerusakan terjadi pada saat terjadi getaran, suhu tinggi, mendapat kejutan (terjatuh, terbentur) atau beberapa efek lainnya.
• Pertanyaan kelima yaitu bantuan kita untuk mengetahui apakah kerusakan hanya tampak setelah jatuh, terkena getaran (saat dibawa dengan mobil), terkena suhu terlalu tinggi, atau dll.
• Pertanyaan keenam, membantu kita untuk menemukan apakah kerusakan tersebut disebabkan oleh usia, atau kerusakan tiba-tiba.
• Pertanyaan ketujuh, untuk mengetahui apakah kerusakan terjadi pada saat alat/sistem tersebut beroperasi atau mati.
• Pertanyaan kedelapan, kadang-kadang kerusakan pada salah satu fungsi juga dapat mempengaruhi bagian lainnya. Misalnya, gangguan pada catu daya (filter yang kurang baik) akan mempengaruhi bagian lain.
• Pertanyaan kesembilan akan membantu kita untuk menen tukan lokasi kerusakan, dengan menambahkan detail dari alat tersebut misalnya cacat gambar pada TV ada lah sejenis dengan operasi sebuah pembersih vakum (vacum cleaner).
• Akhirnya, pertanyaan kesepuluh adalah untuk mengatasi kerusakan.

Penggunaan teknik yang cocok untuk masalah tertentu sangat efisisen dalam proses trouble shooting. Ada beberapa teknik yang bisa digunakan, misalnya:

1. Symptom-function: untuk mengisolir kerusakan pada bagian tertentu.
2. Signal-tracing: untuk menemukan blok tertentu penyebab kegagalan pemakaian.
3. Metoda tegangan dan hambatan: untuk mengisolasi kerusakan komponen, atau daerah rangkaian tertentu.
4. Metoda Half-splitting: untuk rangkaian dengan blok-blok tersusun seri.
5. Metoda Pemutusan Lup: untuk sistem lup tertutup pada industri-industri.
6. Metoda substitusi: mencoba menyolderkan komponen yang sama pada bagian yang rusak.

Kapan dan bagaimana menggunakan teknik symptom-function

Symptom-function (fungsi gejala) sudah digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Contoh: saat kita menyalakan lampu belajar dan tidak menyala, maka yang diperiksa adalah:

• Kabel powernya terhubung atau terputus,
• Lampunya mati atau hidup,
• jika masih tidak menyala mungkin switchnya tidak bekerja dengan baik, atau dan seterusnya.

Dengan melihat gejala kerusakannya, dapat diperkirakan jenis dan letak kerusakan alat tersebut.
Dengan mengetahui prinsip kerja alat dan berdasarkan pengamatan kerja alat, memungkinkan diketahui kerusakannya tanpa menggunakan alat ukur dan tanpa melakukan pengukuran.

Pada Gambar 2.36a, ditunjukkan sejumlah masukan yang berbeda menuju satu keluaran (konvergensi). Contohnya: sistem HI-FI lengkap. Tentu saja kita dapat mengisolasi kerusakan secara efektif, bila kita tahu masukan mana yang tidak menunjukkan adanya gejala keluaran.

Gambar 2.36b menunjukkan prinsip kerja alat dengan satu masukan, dan mempunyai beberapa keluaran yang berbeda (divergensi). Contohnya: TV berwarna. Disini kita juga dapat mengisolasi kerusakan secara efektif dengan mengamati keluaran mana yang bekerja dan tidak bekerja.

Kapan dan bagaimana menggunakan teknik signal-tracing.

Gambar 2.37 menggambarkan prinsip dari sinyal-tracing pada suatu penguat sederhana.Generator sinyal dengan hambatan dalam (R_G) memberikan sinyal input pada penguat, dan dapat dilihat apakah penguat akan menguatkan sinyal DC, audio, video, atau IF. Amplitudo dari sinyal input yang terukur pada V_i ketika diukur pada impedansi input (R₁). Output dari penguat terukur oleh V_o ketika diukur pada beban resistor (R_L).

• Dengan membandingkan pembacaan V_i dan V_o, kita dapat menentukan penguatannya. Metoda ini disebut juga Metoda Input-Output/Metoda Output-Input.
• Dengan merubah amplitudo keluaran dari generator sinyal, kita dapat melihat apakah penguat linear di daerah sinyal input.
• Dengan variasi impedansi beban (R_L), kita dapat melihat apakah penguatan linear terhadap perubahan beban.
• Dengan merubah frekuensi generator sinyal, kita dapat menentukan respon frekuensi dari penguat.

Dengan pengaturan yang sederhana ini, karakteristik yang penting dari penguat dapat diukur dengan sistem signal-tracing, pada amplitudo dan frekuensi, dari input ke output penguat.

Pada beberapa peralatan elektronik, pemberian sinyal dari luar ini tidak selalu diperlukan, terutama bila sinyal yang seharusnya ada pada peralatan tersebut dapat dengan mudah diketahui. Metode ini disebut dengan metode signal-tracing pasif. Misalnya: memeriksa sebuah catu daya seperti Gambar 2.38 berikut ini:

• Tegangan jala-jala diukur dengan voltmeter AC pada stop kontak dinding, pada sekring, dan pada saklar. Bila ada tegangan AC 220 V pada ujung primer transformator, maka dapat dipastikan, bahwa plug, kabel, sekring dan saklar dalam kondisi baik.
• Sinyal AC pada sekunder trafo dapat diukur pada masing-masing sisi (sekunder trafo ada CT) terhadap ground. Bila ada tegangan pada sekunder trafo yang besarnya sesuai, maka dapat dipastikan bahwa trafo dalam keadaan baik.
• Selanjutnya, gunakan saklar meter pada skala DC. Ukur tegangan pada C₁ dan pada C₂. Bila tidak ada tegangan DC pada C₁ maupun C₂, berarti kapasitor tersebut terhubung singkat. Bila lilitan L terbuka, maka hanya ada tegangan DC pada C₁, tetapi tak ada pada C₂. Bila C₁ dan C₂ terbuka (putus), atau bila penye-arah C_R1 dan C_R2 terbuka, atau keduanya terhubung-singkat, maka tegangan DC yang terukur tidak benar. Dalam kondisi seperti itu, perlu dilakukan pengukuran resistansi untuk memastikan komponen yang rusak.
• Cara kedua merupakan kebalikan dari cara pertama, yakni dimulai dari pengukuran tegangan DC pada kapasitor C₂, dilanjutkan dengan pengukuran tegangan DC pada kapasitor C₁ dst. Hasilnya sama saja karena pengukuran hanya menggunakan voltmeter saja.

Contoh berikut ini sebuah radio FM yang blok diagramnya ditunjukkan pada Gambar 2.39 tidak bekerja. Pemeriksaan catu daya dan tegangan pada kondisi statis rangkaian telah dilakukan. Kerusakan ada di daerah antara antenna dan penguat audio. Pada metoda pasif, sinyal normal dianggap telah ada atau diketahui. Akan tetapi, karena antenna dan tuning (yang dianggap dapat memberikan sinyal normal ke sistem) berada di dalam sistem itu sendiri, maka harus diberikan sinyal dari luar sebagai sinyal normal dan menggunakan speaker sebagai indikator sinyal. Cara ini disebut metoda signal-tracing aktif atau injeksi sinyal.

Cara pertama:

• Generator sinyal dihubungkan ke tuner RF, dan antena dilepas; generator sinyal dan tuner diatur pada frekuensi yang sama. Bila tidak terdengar sesuatu apapun di loudspeaker, pindahkan generator sinyal pada titik A. ubah frekuensi sinyal generator pada frekuensi 10.7 MHz (Standar untuk radio FM). Bila sekarang terdengar suara (tone dari sinyal generator), ini berarti kerusakan ada pada bagian RF tuner.
• Bila tidak terdengar sesuatu, pindahkan sinyal generator pada keluaran penguat tengah (IF amplifier), yakni pada titik B. Pada titik ini, amplitudo sinyal generator harus dinaikkan untuk mengkompensasi penguatan dari penguat tengah.
• Di titik C, sinyal normal berupa sinyal audio. Karena itu, sinyal generator yang dimasukkan melalui titik ini harus pada frekuensi audio.
• Pada titik D sinyal generator seharusnya cukup kuat untuk menggerakkan loudspeaker. Loudspeaker dapat diuji dengan memeriksa tegangan pada driver amplifier dan menguranginya sesaat dengan resistor yang sesuai antara tegangan dan ground. Hal ini harus menghasilkan suara klik pada loudspeaker.

Cara kedua:

• Pemeriksaan dilakukan dari speaker menuju ke tuner. Untuk menentukan apakah menggunakan cara pertama atau kedua dapat dilakukan pemeriksaan awal, misalnya: dengan menghubung-singkat masukan kepenguat audio dengan ground menggunakan obeng atau ujung klip, ini harus menghasilkan bunyi klik pada loudspeaker (bila loudspeaker dan penguat audio bekerja dengan baik).
• Bila tidak terdengar suara, maka cara kedua merupakan pilihan terbaik, karena kerusakan pasti ada di antara loudspeaker dan penguat audio.
• Bila terdengar bunyi klik, anda masih dapat meneruskan pemeriksaan dengan cara kedua mulai titik C, atau dengan cara pertama, karena keduanya mempunyai peluang kecepatan pemeriksaan yang sama.

Kesimpulan:
Metoda signal-tracing memerlukan sinyal masukan pada daerah yang dicurigai, dan dapat diukur keluarannya dengan teliti. Signal-tracing selalu memerlukan sedikitnya satu peralatan test dan pada umumnya dua.

Metoda tegangan dan hambatan

• Pada umumnya pengukuran tegangan dan resistansi dilakukan untuk memeriksa jaringan atau komponen yang dicurigai rusak. Pengukuran tegangan memerlukan peralatan dengan kondisi ON, sedangkan pengukuran resistansi dilakukan pada saat peralatan dalam kondisi OFF.
• Biasanya diagram rangkaian dan lembar data menunjukkan tegangan yang diperlukan untuk kondisi operasi normal pada titik tes tertentu. Dengan melakukan pengukuran seperti itu, biasanya lokasi kerusakan pada jaringan dan komponen dapat diketahui.
• Pengukuran resistansi merupakan satu metoda yang sangat bermanfaat untuk memeriksa komponen elektronika. Suatu pengukuran resistansi sederhana dapat digunakan untuk meyakinkan kesinambungan pengawatan, pendekatan nilai yang benar dari transformator, induktor, lilitan sebagaimana pendekatan nilai pada kapasitor ukuran besar.
• Mayoritas resistor digunakan pada peralatan elektronik adalah tipe komposisi karbon dan mereka cenderung untuk berubah nilainya karena usia dan panas. Ketika ini sering terjadi mungkin pengukuran tahanan resistor atau komponen lain pada rangkaian, harus meyakinkan dengan pemeriksaan pada gambar rangkaian. Impedansi paralel tidak memberikan suatu pengukuran yang salah, ketika suatu resistor bertambah besar hambatannya maupun terbuka, tentu relatif sederhana untuk menentukan ini.

Teknik Tegangan dan Hambatan sering digunakan dimanapun setelah teknik symptom-function menunjuk pada rangkaian atau komponen tertentu sebagai sumber kerusakan, atau ketika suatu teknik signaltracing telah melokalisir suatu kerusakan dengan cara ini.

Kesimpulan:
Metoda Tegangan dan Hambatan digunakan untuk menunjukkan dengan tepat suatu komponen atau kerusakan rangkaian dan pada umumnya memerlukan data perusahaan untuk nilai-nilai komponen dan tegangan.

Metoda half-splitting (pemisahan bagian tengah)

• Metoda ini cocok digunakan untuk rangkaian dengan blok-blok yang seri (memanjang) karena akan menjadi sangat cepat saat mencari kerusakannya. Misalnya: rangkaian generator fungsi, pemancar/penerima radio, dsb.
• Langkahnya: dimulai dari bagian tengah sistem, dan berturut-turut pada setiap bagian tengah dari setengah bagian sistem yang telah dipisah sampai ditemukan kerusakannya.

Contohnya, rangkaian dengan blok-blok sbb:

1. Cek keluaran blok 4, jika bekerja baik, berarti blok 1 sampai dengan 4 tidak ada masalah.
   Apabila tidak bekerja, maka cek keluaran blok 2 (tengah-tengah blok 1– 4), dan kalau bagus berarti cek keluaran blok 3, dan kalau bagus berarti blok 4 rusak.
2. Cek Keluaran blok 8, jika bekerja baik, berarti blok 5 sampai dengan blok 8 tidak ada masalah.
   Apabila tidak bekerja, maka cek keluaran blok 6 (tengah-tengah blok 1– 4), dan kalau bagus berarti cek keluaran blok 7, dan kalau bagus, berarti blok 8 rusak.

Metoda pemutusan lup

• Sistem atau sub-sistem elektronik dengan umpan-balik, sangat sulit dilacak kerusakannya tanpa memutus lup. Tegangan DC yang sesuai atau sinyal, harus diinjeksikan pada titik tempat lup diputus.
• Tegangan dan sinyal yang melalui rangkaian, seharusnya dapat digunakan untuk memonitor kesalahan.
• Tegangan atau sinyal yang diinjeksikan dapat diubah, untuk melihat perubahan respon rangkaian dari keadaan normal.
• Biasanya, lup diputus pada titik tempat sinyal dengan daya kecil, sehingga dapat diinjeksikan dengan baik.

Teknik ini dapat digunakan misalnya pada sebuah PLL (phase lock loop), seperti gambar 2.44.

Catu daya dan keluaran osilator referensi seharusnya diperiksa dahulu sebelum lup diputuskan. Dalam hal ini keluaran seharusnya tidak normal atau tidak stabil atau hilang, sehingga kita dapat memastikan, bahwa VCO tidak bagus. Selanjutnya dapat kita lakukan pemutusan lup pada titik yang sesuai. Jadi pemutusan lup disini belum tentu bagian umpan baliknya, tapi dicari di daerah sinyal kecil yang mudah di suntik dengan peralatan yang ada.

Metoda substitusi

• Dalam metoda ini biasanya diperlukan penyolderan atau pengganti an komponen sebagai tahap akhir dari proses pelacakan kerusakan.
• Ada dua tahap pokok dalam metoda substitusi yang harus dilakukan, yakni: gunakan komponen pengganti yang benar, dan hubungkan secara benar pada rangkaian.
• Sebelum melakukan penggantian, disarankan untuk melakukan pemeriksaan dengan metoda lain seperti yang telah diuraikan sebelumnya, sehingga yakin komponen mana yang mengalami kerusakan.
• Lakukan pengukuran tegangan untuk meyakinkan apakah tegangan yang seharusnya ada memang benar-benar ada?. Pemeriksaan tegangan yang dilakukan pada komponen gabungan resistor dan kapasitor, akan dapat menunjukkan apakah keduanya rusak atau hanya salah satu saja.
• Dalam praktek, biasanya kita sangat sulit mencari pengganti komponen berupa IC, transistor, dan dioda yang sama persis dengan komponen yang diganti. Untuk mengatasi hal ini, anda perlu mencari data ekivalen tipe IC, transistor, atau dioda pada buku petunjuk semikonduktor.
• Bila komponen yang diganti mempunyai tipe khusus, misalnya: transformator, coil-deflection yoke, dan komponen khusus lain, maka perlu dicari komponen pengganti yang benar-benar sesuai (tidak ada ekivalen-nya).