TUGAS BESAR
1. Tujuan [back]
- untuk mengetahui apa fungsi dari transistor uni bipolar transistor bipolar dan op amp
- untuk mengetahui prinsip kerja transistor uni bipolar , transistor bipolar dan op amp
2. Alat dan Bahan [back]
2.1 Alat
voltmeter
DC Voltemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan DC.
Baterai
Digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.
2,2 Bahan
Mosfet IRF520konfigurasi Pin
Pin Number | Pin Name | Description |
1 | Source | Arus mengalir keluar melalui Sumber |
2 | Gate | Mengontrol bias MOSFET |
3 | Drain | Arus mengalir masuk melalui Drain |
SPESIFIKASI :
· N-Channel Power MOSFET
· Continuous Drain Current (ID): 9.2A
· Drain to Source Breakdown Voltage: 100V
· Drain Source Resistance (RDS) is 0.27 Ohms
· Gate threshold voltage (VGS-th) is 4V (max)
· Rise time and fall time is 30nS and 20nS
· It is commonly used with Arduino, due to its low threshold voltage.
· Available in To-220 package
Resistor
Spesifikasi resistor yang digunakan:
a. Resistor 10 ohm
b. Resistor 220 ohm
c. Resistor 10k ohm
Transistor NPNTransistor NPN merupakan jenis transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor. Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal, dan lain lain.
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).
LampuLampu adalah sebuah piranti yang memproduksi cahaya.
OP AMPOperational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-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.
PIR Sensor
Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. satuan resistor Ohm yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir. berdasarkan persamaan hukum Ohm (V = I.R)
b.Phototransistor
c.PIN sensor
d. Transistor NPN
transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutusan atau penyambung sinyal, stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor 2SC1162 bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kai basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut kondisi ON. sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2-0,3V), maka transisitor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).
transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. masing masing kaki disebut basis, kolektor, dan emitor.
Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
Kolektro (C) ber[eran sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.
e. Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa skalar atau swirch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnetik (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak saklar/switch). komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. berikut adalah simbol dari komponen relay.
pada dasarnya , Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu:
1. Electrimagnet (coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4. Spring
kontak poin (contact point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu:
-Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
-Normally Open (NO) yaitu kondis awal sebelum diaktifkan akan sellau berada di posisi OPEN (terbuka)
f. Dioda
Diode adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. berikut ini adalah fungsi dari dioda antara lain:
-untuk alat sensor panas, misalnya dalam amplifier
-sebagai sekering (saklar) atau pengaman
-untuk rangkaian clamper dapat memberikan tambahan partikel DC untuk sinyal AC.
-untuk menstabilkan tegangan pada voltage regulator
-untuk penyearah
-untuk indikator
-untuk alat menggandakan tegangan
-untuk alat sensor cahaya, biasanya menggunakan dioda photo
untuk menentukan arus zener berlaku persamaan:
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. kondidi 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 cutoff. pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalir arus listrik.
g. Lampu
lampu listrik adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik. arus lampu yang dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik terpusat seperti PLN dan Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh baterai dan aki
jenis jenis lampu listrik
seiring dengan perkembangan teknologi, lampu listrik juga telah mengalami berbagai perbaikan dan kemajuan. teknologi lampu listrik bukan saja lampu pijar yang ditemukan oleh Thomas Alva Edison saja namun sudah terdiri dari berbagai jenis dan teknologi. pada dasarnya, lampu listrik dapat dikategorikan dalam tiga jenis yaitu Incandescent Lamp (lampu pijar), Gas-discharge Lamp (lampu lucutan gas) dan Light Emitting Diode (lampu LED)
Lampu pijar (Incandescent Lamp)
Incandescent Lamp adalah jenis lampu listrik yang menghasilkan cahaya dengan cara memanaskan kawat filamen di dalam bola kaca yang diisi dengan gas tertentu seperti nitrogen, argon, kripton atau hidrogen. kita dapat menemukan lampu pijar dalam berbagai pilihan tegangan listrik yaitu tegangan listrik yang berkisar dari 1,5 V hingga 300V.
Lampu Pijar yang dapat bekerja pada Arus DC maupun Arus AC ini banyak digunakan di Lampu Penerang Jalan, Lampu Rumah dan Kantor, Lampu Mobil, Lampu Flash dan juga Lampu Dekorasi. Pada umumnya Lampu Pijar hanya dapat bertahan sekitar 1000 jam dan memerlukan Energi listrik yang lebih banyak dibandingkan dengan jenis-jenis lampu lainnya.
Lampu Lucutan Gas (Gas discharge Lamp)
Lampu lucutan gas menghasilkan cahaya dengan mengirimkan lucutan elektris melalui gas yang terionisasi, misalnya pada plasma. Sifat lucutan gas sangat tergantung pada frekuensi atau modulasi arus listriknya. Biasanya, lampu lampu ini menggunakan gas mulia (argon, neon, kripton, dan xenon) atau campuran dari gas-gas tersebut. Sebagian besar lampu-lampu ini juga mengandung bahan-bahan tambahan, seperti merkuri, natrium, dan/atau halida logam.
Lampu LED (Light Emitting Diode)
Lampu LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
h. OpAmp
Op-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.
simbol
Karakteristik IC OpAmp
-Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
-Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
-Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
-Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
-Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
-Karakteristik tidak berubah dengan suhu
inverting amplifier
Rumus:
Non inverting
Rumus:
Komparator
Rumus:
Rumus:
Bentuk Gelombang
A. Prosedur Percobaan
1. Disiapkan alat dan bahan yaitu PIR sensor, rain sensor, touch sensor, UV Sensor, logicstate, NPN Transistor, baterai, button, buzzer, LED, relay 1P, relay 2P, power, Op-Amp, diode, resistor, ground, motor, DC voltmeter
2. Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
3. Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
4. Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
5. Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka lampu akan menyala yang berarti rangkaian pada kontrol penerangan ruangan bekerja.
B. Gambar Rangkaian
C. Prinsip Kerja
Sensor uv diberi sumber tegangan sebesar 5 V. Pada siang hari, tegangan output yang dihasilkan dari sensor uv sebesar 4.42 V yang merupakan tegangan input dari op amp. Lalu sensor uv diberi potensiometer dengan resistansi 10k ohm yang dilewati hambatan R5 dan diberi sumber tegangan sebesar 5 V menghasilkan tegangan 4.40 V yang merupakan tegangan referensi dari op amp. Pada siang hari, tegangan input lebih besar daripada tegangan referensi sehingga tegangan output yang dihasilkan dari op amp positif. Output op amp yang dihasilkan didapat dari rangkaian op amp detektor non inverting yang mana jika vin > vref = + vsat sehingga, didapat Vo op amp sebesar 13.9 V.
Selanjutnya tegangan output op amp 13.9 V di umpankan melewati R16 lalu masuk ke transistor. Transistor menggunakan fixed bias, ketika diukur tegangan basis emitor (vbe) pada transistor didapat 0.87 V, jika vbe besar dari 0.6 maka transistor aktif, karena didapat vbe sebesar 0.87 maka transistor aktif, sehingga arus dari power 5 V melewati relay, kolektor, emitor lalu ke ground. Maka switch dari relay akan aktif dan switch berpindah ke kiri yang mana jika switch berpindah ke kiri, tidak terhubung dengan loop apapun, maka arus tidak mengalir sehingga lampu tidak aktif pada siang hari.
Sedangkan pada malam hari, tegangan input lebih kecil daripada tegangan referensi sehingga tegangan output yang dihasilkan dari op amp negatif. Output op amp yang dihasilkan didapat dari rangkaian op amp detektor non inverting yang mana jika vin < vref = - vsat sehingga, didapat Vo op amp sebesar -14 V. Ketika diukur tegangan basis emitor (vbe) pada transistor didapat -12.3 V, sehingga transistor tidak aktif. Maka switch dari relay tidak akan pindah dan terhubung pada sebuah loop, dimana arus mengalir dari baterai 12 V dan menghidupkan lampu, sehingga lampu akan aktif pada malam hari.
- Prinsip kerja sensor sentuh
Ketika seseorang menyentuh sensor di dinding, maka sensor ditandai dengan berlogika satu. Sensor diberi sumber tegangan 7V. Lalu arus keluar dari sensor menuju R3 yg besarnya 10k ohm, menghasilkan tegangan output sensor sebesar 5V, masuk ke kaki non inverting op amp. Sehingga terukur tegangan input pada op amp sebesar 5V. rangkaian yg dipakai adalah non inverting amplifier dimana akan mengalami penguatan dua kali pada vout. rumus dari non inverting amplifier adalah (rf/ri+1) vin sehingga didapatkan (160/10+1)5 = 85 volt. Kemudian arus melewati R1 yg besarnya 10k, dan ada resistor di kaki emitor sehingga disebut emitor bias. Karena tegangan pada kaki basis 0,80 sehingga transistor aktif. Maka arus dari sumber tegangan power 9v akan mengalir ke R2 ke kaki basis, kaki emitor, R15, lalu ke ground. Selanjutnya Arus dari tegangan power 9V menuju relay lalu ke kolektor, lalu emitor, R15 dan ke ground. Switch relay akan berpindah ke kiri dan tegangan baterai sebesar 12v akan mengalirkan arus ke lampu sehingga lampu akan menyala.
Pir sensor akan mendeteksi gerak pada pintu, terdeteksinya gerakan ditandai dengan test spin yang berlogika 1, sehingga didapat Voutput sebesar 4,99V. Vo akan diumpankan ke R4 menuju Rangakain Fixed Bias dan terukur VBE sebesar 0,76V karna VBE > 0,7 V maka transistornya aktif VBE akan melalui titik base, ke titik emitter dan menuju ground. Dari VCC akan mengalir arus menuju R14 lalu mengalir melalui Kaki base ke kaki emitter dan ke ground. Arus juga akan melalui relay lalu mengalir ke kaki kolektor ke kaki emitter dan ke ground. Karna arus melalui Relay makan switch berpindah dari kanan ke kiri dan mengaktifkan lampu
- Prinsip kerja rain sensor
Rain Sensor akan mendeteksi air hujan, terdetaksi air hujan ditandai dengan Test spin berlogika 1 dan terukur Vo sebesar 4,99V, Vo akan menuju ground dan juga diumpankan ke R9 menuju rangkaian Fixed Bias dan terukur VBE sebesar 0,76V, Karna VBE > 0,7 maka Transistor Aktif, VBE akan melalui titik base ke titik emitter lalu ke ground..Lalu dari Vcc akan mengalir arus melalui R10 lalu ke kaki base, ke kaki emitter dan ke ground. Arus juga akan melalui relay dan lalu mengalir ke kaki kolektor ke kaki emitter dan ke ground. Karna arus melalui relay maka switch berpindah dari kanan ke kiri dan mengaktifkan motor Dc atau menutup Jendela
1. File HTML [klik disini]
Komentar
Posting Komentar