Mochammad Aliffiansyah Maulana
XI-6/23
Pendahuluan
Praktikum elektronika dasar merupakan
pengimplementasian praktik untuk menerapkan teori yang sudah dipelajarai dalam
mata kuliah Elektonika Dasar. Dalam peralatan elektronika dasar yang
komplek, kita akan menemukan komponen-komponen elektronika seperti dioda,
transistor, OP-Amplifier, IC gerbang logika, timer 555 (LED dan buzzer), 7
segment, akuisisi data, dan komponen lainnya. Ilmu yang mempelajari
alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmufisika, sementara bentuk desain
dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik
elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan
instrumentasi.
Suatu alat elektronik akan tersusun dari banyak
rangkaian elektronika. Serangkaian itu sesungguhnya hanya memanfaatkan
penggabungan sifat dari masing-masing komponen elektronika. Karena tiap-tiap
komponen elektronika memiliki karakteristik kerja yang berbeda. Resistor yang
memiliki sifat menghambat arus , kapasitor yang berfungsi sebagai penyimpan
energy dalam medan listrik, inductor yang memiliki karakter penyimpanan energy
dalam bentuk medan magnet, diode yang memiliki sifat pensaklaran, dan
sebagainya. Perbedaan inilah yang akan di rancang sedemikian rupa dari sehingga
menjadi kesatuan rangkaian elektronika yang saling melengkapi sifatnya,
sehingga terciptalah suatu alat elektronik dengan fungsi tertentu.
Dalam pengukuran tegangan , arus , dan hambatan ,
dapat menggunakan multimeter digital demi mendapatkan ukuran suatu komponen
elektronika yang tepat. Sehingga dalam penciptaan suatu alat elektronika tidak
terjadi kegagalan sedikitpun saat alat berkerja.
Komponen komponen elektronika dikenal ada dua jenis
komponen. Dua macam komponen ini adalah komponen aktif dan komponen pasif.
Dua macam komponen elektronika dalan elektronika dasar ini
selalu ada dalam setiap rangkaian elektronika.
Komponen aktif adalah jenis komponen
elektronika yang memerlukan arus listrik agar dapat bekerja dalam rangkaian
elektronika. Contoh komponen aktif ini adalah Transistor dan IC juga Lampu
Tabung. Besarnya arus panjar bisa berbeda-beda untuk tiap komponen2 ini. Sedangkan
komponen pasif adalah jenis komponen elektronika yang bekerja tanpa memerlukan
arus listrik. Contoh komponen pasif adalah resistor, kapasitor,
transformator/trafo, dioda dsb.
Dalam elektronika dasar penggunaan
kedua jenis komponen ini hampir selalu digunakan bersama-sama, kecuali
dalam rangkaian-rangkaian pasif yang hanya menggunakan komponen-komponen pasif
saja misalnya rangkaian baxandall pasif, tapis pasif dsb. Untuk IC (Integrated
Circuit) adalah gabungan dari komponen aktif dan pasif yang disusun menjadi
sebuah rangkaian elektronika dan diperkecil ukuran fisiknya.
Kegunaan dari transistor adalah sebagai penguat
arus, pemutus, dan penyambung, stabilisasi sinyal dan lainnya disbut dengan
transistor. Transistor diperlukan untuk menguatkan arus yang masuk pada
rangkaian listrik, atau pada komponen listrik tertentu, agar arus yang masuk
tepat pada rangkaian atau component tersebut, sehingga komponen dapat bekerja
secara optimal.
II. Dasar Teori
Transistor adalah komponen semikonduktor yang
dipakai sebagai penguat, pemotong (switching), stabilisasi tegangan, modulasi
sinyal atau fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik,
dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET),
memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber
listriknya.
BJT (Bipolar Junction Transistor)
Transistor jenis ini merupakan komponen yang
mempunyai 2 dioda, terminal positif atau negatifnya berdempet sehingga ada 3
terminal. Ketiga terminal tersebut adalah Emiter (E), Kolektor (C), dan Basis
(B)
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada
terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar
pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor
sebagai penguat elektronik.
FET (Field Effect Transistor)
Transistor terbagi menjadi 2 macam
Junction FET (JFET)
Insulated Gate FET (IGFET) / Metal Oxide Silicon FET
(MOSFET)
Berbeda dengan IGFET, terminal Gate dalam JFET
membentuk sebuah dioda dengan kanal materi semikonduktor antara source dan
drain. Dari sisi fungsi, hal ini membuat N=channel JFET menjadi sebuah versi
solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara grid dan
katode.
Dalam rangkaian analog transistor digunakan
dalam amplifier atau penguat, contohnya seperti penguat sinyal
radio, pengeras suara, dan sumber listrik stabil. Dalam rangkaian digital transistor
digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi, yang beberapa fungsinya
adalah sebagai memori, logic gate, dan komponen-komponen lainnya.
Salah satu fungsi transistor adalah sebagai saklar
yaitu bila berada pada dua daerah kerjanya yaitu daerah jenuh (saturasi) dan
daerah mati (cut-off). Transistor akan mengalami perubahan kondisi dari
menyumbat ke jenuh dan sebaliknya. Transistor dalam keadaan menyumbat dapat
dianalogikan sebagai saklar dalam keadaan terbuka, sedangkan dalam keadaan
jenuh seperti saklar yang menutup.
Daerah Jenuh Transistor
Daerah kerja transistor saat jenuh adalah keadaan
dimana transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor
sehingga transistor tersebut seolah-olah short pada hubungan kolektor – emitor.
Pada daerah ini transistor dikatakan menghantar maksimum (sambungan CE
terhubung maksimum).
Daerah Aktif Transistor
Pada daerah kerja ini transistor biasanya digunakan
sebagai penguat sinyal. Transistor dikatakan bekerja pada daerah aktif karena
transistor selelu mengalirkan arus dari kolektor ke emitor walaupun tidak dalam
proses penguatan sinyal, hal ini ditujukan untuk menghasilkan sinyal keluaran
yang tidak cacat. Daerah aktif terletak antara daerah jenuh (saturasi) dan
daerah mati (Cut off).
Daerah Mati Transistor
Daerah cut off merupakan daerah kerja transistor
dimana keadaan transistor menyumbat pada hubungan kolektor – emitor. Daerah cut
off sering dinamakan sebagai daerah mati karena pada daerah kerja ini
transistor tidak dapat mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Pada daerah
cut off transistor dapat di analogikan sebagai saklar terbuka pada hubungan
kolektor – emitor.
Prinsip kerja dari komponen ini yang difungsikan
sebagai saklar ialah dengan mendapatkan manfaat dari cut-off dan kondisi jenuh
dari transistor itu sendiri, yang mana kedua keadaan tersebut bisa didapat dgn
mengatur besarnya arus yg melewati basis dari transistor.
Saturasi atau disebut juga kondisi / keadaan jenuh
akan didapat bila basis transistor dikasih arus yang cukup besar hingga
transistor menjadi jenuh dan fungsinya menjadi saklar yang menutup. Sedangkan
keadaan cut-off didapatkan apabila arus basisnya dilewati dengan arus yg amat
kecil bahkan hampir nol amper, yang menjadikan transistor berfungsi sebagai
saklar yg membuka.
Bila dikaji lebih dalam lagi maka tiap jenis dan
seri transistor mempunyai spesifikasi yg berlainan terhadap arus yg diperlukan
hingga tercapainya keadaan cut-off dan jenuh. Walaupun berbeda, pada dasarnya
sih tidak sangat jauh pebedaannya, kecuali pembuatannya dr bahan semi konduktor
yg berbeda pula yaitu germanium atau silikon.
Penggunaan motor DC lebih menguntungkan apabila
dibandingkan dengan motor jenis lain karena motor DC lebih mudah diatur
kecepatannya dalam rentang yang lebar dan karakteristik kopel putaran yang
baik. Gambar 3 merupakan rangkaian driver motor DC 24V. Pada motor DC ini
diberikan suatu proteksi agar tidak terjadi korsleting pada rangkaian
mikrokontroler dengan menambahkan optocoupler NPN dengan tipe 4N28 12 Volt
dihubungkan dengan output mikrokontroler pada port C.5 yang dilengkapi dengan
proteksi ganda dengan ditambahkan relay12 Volt.
III. Metode Praktikum
A. Alat dan Bahan
a. Transistor sebagai sakelar
Ø Alat dan Bahan
· Breadboard
1
· Multimeter
1
· Power
Supply 5 V dan 12 V (+
-) 1
· Potensiometer
10K
1
· Motor
DC 12
V
1
· Push
button 1
· Resistor
1K 1
· Kabel
Konektor secukupnya
· Kabel
Jepit Buaya secukupnya
· Relay
12
V 1
· Transistor
FCS9014 1
b. Multivibrator
Ø Alat dan Bahan
· Breadboard 1
· Multimeter 1
· Power
Supply 5
V 1
· Resistor
10K 2
· Resistor
470Ω 2
· Kabel
Konektor secukupnya
· Kabel
Jepit
Buaya secukupnya
· Transistor
FCS9014 2
· Capacitor
100uF/16V 2
· Capacitor
10uF/16V 2
· Capacitor
220
uF/16V 2
· LED
merah 1
· LED
biru 1
B. Skema Percobaan dan Tata
Laksana Percobaan
Transistor sebagai saklar
· Sebelum
membuat rangkaian, ukurlah dulu hambatan coil relay, kemudian catat di laporan
sementara
· Buatlah rangkaian berikut pada breadboard
· Buatlah rangkaian berikut pada breadboard
· Mintalah
bantuan asisten untuk cek rangkaian sebelum di pasang ke power supply
· Hubungkan
rangkaian yang telah dibuat ke power supply
· Ukur
tegangan di titik 1, 2, dan 3 dengan menggunakan voltmeter
· Tekan
sakelar SW1. Apakah yang terjadi? Dalam kondisi ON, ukur kembali tegangan di
titik 1, 2, dan 3
· Bagaimanakah
hubungan dengan langkah 5?
· Apakah
yang terjadi apabila nilai R1 diperbesar/diperkecil?
Multivibrator
· Buatlah
rangkaian pada bradboard
· Rangkaian
diperiksa sebelum di pasang ke power supply
· Rangkaian
di hubungkan ke power supply
· Ukur
tegangan pada titik 1,2,3 dan 4
· Kapasitor
1 dan 2 diganti dengan 220µF/16V
· Amati
yang terjadi
· Kapasitor
1 dan 2 diganti dengan 47µF16V
· Dibandingkan
pergantian nyala LED pada 220µF dengan 47µF
IV. Hasil Praktikum
Setelah dipasangkan multimeter pada titik tersebut
diperoleh data bahwa pada :
o Saat tidak ditekan
button-nya
§ Titik 1 : 0,419V
§ Titik 2 : 0,419V
§ Titik 3 : 0,013V
o Saat ditekan buttonnya
§ Titik 1 : 4,99V
§ Titik 2 : 0,919V
§ Titik 3 : 0,414V
Berbeda antara data diatas (menggunakan Proteus)
dengan manual di laboratorium. Pada saat dilaboratorium didapatkan data sebagai
berikkut :
o Saat tidak ditekan
button-nya
§ Titik 1 : 0,11V
§ Titik 2 : 0,12V
§ Titik 3 : -11,78V
o Saat ditekan buttonnya
§ Titik 1 : -0,84V
§ Titik 2 : 0,45V
§ Titik 3 : -8,96V
VI. Pembahasan
Transistor adalah komponen semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, pemotong (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Dalam praktikum kali ini, sedikit praktikan memahami kerjanya transistor walaupun ternyata ada perbedaan antara praktikum dengan di software. Namun setelah mebaca beberapa artikel dan buku mengenai trasnsistor sebagai sakelar, praktikan menegtahui ternyata bila transistor dijadikan saklar arus beban dapat bertahan disaklar tersebut jumlahnya kecil. Maka dari itu pilihlah beban yang baik, maka akan meminimalisir resiko kerusakan transistor. Adapun kelebihannya adalah dapat difungsikan dengan cepat dan tidak adanya bouncing.
Praktikan diminta untuk mengetahui penggunaan relay sebagai switch normaly opened dan normaly closed pada rangkaian listrik. Hal ini dapat diketahui menggunakan multimeter. Setelah itu, malalui rangakaian yang telah dibuat seperti skema dapat diketahui saat push button ditekan, maka motor akan aktif (berputar) karena coil relay berada dalam normaly closed. Tapi pada sambungan antara normaly open dan normaly closed ditukar, maka motor tidak aktif (tidak berputar) dikarenakan kurangnya picuan arus listrik pada rangkaian.
VII. Kesimpulan
· Transistor mempunyai fungsi yaitu sebagai penguat tegangan, bila bertindak sebagai sakelar
· Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern.
· Relay memiliki fungsi normaly opened dan normaly closed
· Normaly opened arus akan terus menalir, ketika terpicu arus terputus
· Normaly closed arus tak dapat mengalir, jika terpicu baru bias mengalir.
· Ada 3 macam konfigurasi dari rangkaian penguat transistor yaitu : Common-Base (CB), Common-Emitter (CE) dan Common-Collector (CC).
· Untuk menghitung tegangan pada setiap komponen transistor digunakan rumus :
Ve = Ie Re
Vc = Vcc – Ic Rc
Vb = Vbe + Ve
Vce = Vcc – Ic Rc – Ic Re
· Untuk menghitung penguat tegangan digunakan rumus :
dB = 20 log A V
· Gain atau angka penguatan (AV) adalah perbandingan antara tegangan keluaran terhadap tegangan masukan.
· Impedansi input penguat (Vs dan Vin) tidak dipengaruhi adanya beban dari RL
Tidak ada komentar:
Posting Komentar