APLIKASI AMPLIFIER
Atap Jemuran Otomatis
1. Tujuan [Kembali]
- Untuk menyelesaikan tugas besar elektronika yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, M.T.
- Dapat memahami apa yang dimaksud dengan Detektor Inverting
- Dapat mensimulasikan rangkaian Detektor Inverting
- AlatInstrument1. DC VoltmeterDC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.
Generator
1. Battery
.png)
Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik.Padapercobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya atau.Spesifikasi dan Pinout Baterai- Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
- Output voltage: dc 1~35v
- Max. Input current: dc 14a
- Charging current: 0.1~10a
- Discharging current: 0.1~1.0a
- Balance current: 1.5a/cell max
- Max. Discharging power: 15w
- Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
- Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
- Ukuran: 126x115x49mm
- Berat: 460gr
2. Power
Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.
Bahan1. Resistor
Features
- Carbon Film Resistor
- 4-band Resistor
- Resistor value varies based on selected parameter
- Power rating varies based on selected parameter
Spesification
2. Dioda
Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.Spesifikasi
3. Transistor BC547FEATURES- Low current (max.50 mA)
- High voltage (max.300V)
- Telephony and profes.
4. Op Amp LM741
Komponen Input1. Switch/ButtonSwitch adalah suatu komponen jaringan komputer yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa perangkat untuk meneruskan data ke perangkat yang dituju.
Spesifikasi
2. Sensor Touch
Grafik Respon
3. Sensor Rain
Pin
Grafik Respon
4. Sensor UV
Spesifikasi
Grafik Respon
1. Resistor
Simbol :Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.Cara menghitung nilai resistor:Tabel warnaContoh :Gelang ke 1 : Coklat = 1Gelang ke 2 : Hitam = 0Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
2. DiodaSpesifikasi
Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.
Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.
Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.
Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:
1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.
Untuk menentukan arus zenner berlaku persamaan:
Keterangan:
Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.
3. Transistor
Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.
1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.
Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor.
Rumus-rumus transistor:
Spesifikasi :
- Bi-Polar Transistor
- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
- Continuous Collector current (IC) is 100mA
- Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
- Base Current(IB) is 5mA maximum
Konfigurasi Transistor
Konfigurasi Common Base adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”. Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.
Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan. Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output. Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.
4. Op Amp - LM741Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.Karakteristik penguat ideal adalah:
- Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga, serta pada rentang frekuensi yang luas.
- Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
- Impedansi output sangat kecil (Zo <<).
Konfigurasi PIN LM741:Spesifikasi:Respons karakteristik kurva I-O:
Detektor inverting dengan Vref = -Rangkaian detektor inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref < 0 Volt adalah seperti gambar 72.
Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V2 dan Vref = V1 sehingga bentuk gelombang tegangan output Vo ( .( ) 1 2 (max) Vo AOL V V ) yang dihasilkan adalah seperti gambar 73
Gambar 73 Bentuk gelombang input dan gelombang output
Adapun kurva karakteristik Input-Ouput (I-O) adalah seperti gambar 74. Dengan Vi > Vref maka Vo = -Vsat dan sebaliknya bila Vi < Vref maka Vo = +Vsat.
Gambar 74 kurva karakteristik I-O
5. Switch/ButtonSwitch adalah suatu komponen jaringan komputer yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa perangkat untuk meneruskan data ke perangkat yang dituju.
Spesifikasi
6. Sensor Touch
Grafik Respon
7. Sensor Rain
Pin
Grafik Respon
8. Sensor UV
Spesifikasi
Grafik Respon
a. Prosedur Percobaan
- Siapkan semua bahan dan alat
- Hubungkan semua bahan dan alat
- Atur tegangan dan hambatan
- Jalankan simulasi
- Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja dengan baik
b. Rangkaian simulasi dan prinsip kerja
Prinsip Kerja
- Touch Sensor akan berlogika satu jika mendeteksi sentuhan dengan keluaran berupa tegangan pada kaki OUT-nya. Tegangan (Vinput) ini bernilai +5V akan diumpankan ke resistor (R3) lalu masuk ke kaki non inverting dari rangkaian non inverting op amp LM741, pada kaki invertingnya terdapat resistor (RI) dan juga resistor referensi (RF). pada rangkaian non inverting ini terjadi penguatan sebesar 2 kali, dengan rumus A = (RF/RI)+1 . Sehingga Voutput (Vo) yang didapat adalah Vo = A x Vin = 2 x 5V = +10V. Tegangan +10V diteruskan ke resistor (R1) kemudian menuju ke kaki base dari transistor BC547 yang berperan sebagai transistor fixed bias. karena tegangan di kaki VBE telah cukup (memenuhi syarat > 0,7) maka transistor akan aktif menyebabkan arus mengalir dari VCC melewati relay ke collector ke emitor ke resistor (RE) lalu berakhir di ground dan ada juga arus dari VCC mengalir ke resistor RB lalu kembali lagi ke kaki base transistor BC547. Dengan aktifnya relay, switch relay bergeser dari kanan ke kiri sehingga loop tertutup maka ada arus yang mengalir dari baterai yang membuat motor aktif yang berperan membuka atap.
- Rain Sensor yang terletak di atap akan berlogika satu jika mendeteksi air hujan turun. Hal ini menyebabkan sensor mengeluarkan tegangan pada kaki OUT-nya. Tegangan ini diteruskan langsung ke kaki non inverting dari rangkaian Buffer op amp LM741, sedangkan pada kaki invertingnya dihubungkan langsung ke Vo. Pada rangkaian Buffer ini hanya terjadi penguatan sebesar 1 kali sehingga tegangan Voutput sama dengan tegangan Vinput (Voutput = Vinput) yang mana nilai Vinput bernilai +5V. Tegangan Voutput +5V akan diumpankan ke resistor (R2) lalu menuju ke kaki base dari transistor BC547 yang berperan sebagai transistor self bias. karena tegangan di kaki VBE telah cukup (memenuhi syarat > 0,7) maka transistor akan aktif menyebabkan arus mengalir dari VCC melewati relay ke collector lalu berakhir di ground. Dengan aktifnya relay, switch relay bergeser dari kanan ke kiri sehingga loop tertutup maka ada arus yang mengalir dari baterai yang membuat motor bergerak yang berperan menutup atap karena hujan turun.
- Sensor UV, Pada saat keadaan gelap/mendung, maka Sensor UV yang berada di atap ruangan jemuran akan mengeluarkan tegangan (Vinput/V2) lalu masuk ke kaki inverting dari rangkaian detektor inverting op amp 741. Jika tegangan yang yang dihasilkan sensor UV(V2) <0,95(V3) maka akan menghasilkan Vo1 = +Vsat. Lalu tegangan output (Vo1) di teruskan lagi ke kaki inverting dari rangkaian detektor inverting dengan Vref negatif (-). Jika V2(Vo1)>-5V(V3) maka tegangan output (Vo2) akan menghasilkan Vo2 = -Vsat. Kemudian di umpankan ke resistor (R6) lalu ke menuju ke kaki Base transistor yang berperan sebagai transistor self bias karena tegangan VBE tidak cukup(memenuhi syarat >0,7V) maka transistor tidak aktif, tidak ada arus yang mengalir dari VCC yang membuat switch pada relay berada di kiri. Switch relay yang berada di kiri menyebabkan rangkaian menjadi rangkaian loop tertutup kemudian arus pada baterai mengalir sehingga lampu ruangan menyala yang berperan sebagai penerangan ruangan jemuran ketika keadaan gelap/mendung.
c. Video
6. Download[Kembali]
Download File HTML [Link Download]Download File Rangkaian [Link Download]Download Video [Link Download]Download Gambar Rangkaian [Link Download]Download Library Sensor UV [Link Download]Download Library Rain Sensor [Link Download]Download Library Touch Sensor [Link Download]Download Datasheet Transistor [Link Download]Download Datasheet DC Voltmeter [Link Download]Download Datasheet Battery [Link Download]Download Datasheet LED [Link Download]Download Datasheet Dioda [Link Download]Download Datasheet Sensor UV [Link Download]Download Datasheet Rain Sensor [Link Download]Download Datasheet Touch Sensor [Link Download]Download Datasheet Relay [Link Download]Download Datasheet Resistor [Link Download]Download Datasheet Op amp LM741 [Link Download]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar