proyek elektronika dasar

UJIAN PROYEK ELEKTRONIKA DASAR

SAKELAR CAHAYA YANG SENSITIF DENGAN RELAY




- 1 -

Nama : Widi Tri Hananto

NPM : 20408111

Kelas : 201

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

STMIK JAKARTA STI&K

2009

TEORI

Model Op-Amp

Op-amp mempunyai karakteristik resistansi masukan yang besar, resistansi keluaran yang kecil dan penguatan yang besar. Op-amp digunakan dalam penguat audio maupun untuk aplikasi peralatan elektronik. Simbol dari op-amp diperlihatkan pada gambar 1. Dari simbol tersebut terlihat adanya dua masukan, yaitu masukan non-inverting (V+) dan masukan inverting (V-). Vo merupakan keluaran dari op-amp

.





Gambar 1. Simbol op-amp.


Hubungan antara selisih masukan (V+ - V-) dan tegangan keluaran (Vo) diperlihatkan pada gambar 2.


Gambar 2. Tegangan keluaran op-amp.

Untuk mendapatkan penguatan yang linier, op-amp harus dioperasikan di daerah linier, pada saat ini

Vo = A(V+ - V-)

Dalam menganalisa rangkaian op-amp, disini digunakan pendekatan-pendekatan, yaitu
A = tak terhingga (A>100,000)
Ri = tak terhingga (Ri>100 kOhm)
Ro = 0
Dimana
A : Penguatan op-amp (tanpa balikan/lingkar terbuka)
Ri : Tahanan masukan op-amp
Ro : Tahanan keluaran op-amp

OP-AMP Ideal
Op-amp ideal seperti diperlihatkan pada gambar 3, mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :
Ii = 0
V+ - V- = 0


Gambar 3. Op-amp ideal

Ii merupakan arus pada masukan op-amp. Harga Ii = 0 dan V+ - V- = 0 didapat dari pendekatan-pendekatansebelumnya.

Aplikasi Op-Amp

Dalam pembahasan selanjutnya akan digunakan op-amp ideal untuk menganalisa rangkaian-rangkaian menggunakan op-amp. Untuk mendapatkan penguatan yang terhingga ( A <<>

Gambar 4.Aplikasi op-amp

Dengan menerapkan analisa rangkaian, pada rangkaian-rangkaian diatas, akan diperoleh persamaan-persamaan hubungan antara masukan dan keluaran rangkaian, yaitu


Suatu contoh IC berisi op-amp adalah IC 741, lihat gambar 5.


Gambar 5. IC 741

Fungsi dari masing-masing pin pada IC tersebut adalah sebagai berikut :
pin 1 : offset nol
pin 2 : masukan inverting
pin 3 : masukan non-inverting
pin 4 : sumber tegangan (VCC = -15 V)
pin 5 : offset nol
pin 6 : keluaran
pin 7 : sumber tegangan (VCC = +15V)
pin 8 : tidak dipakai

Offset Tegangan Keluaran

Jika tegangan keluaran op-amp tidak sama dengan nol, sewaktu bagian masukan tidak diberi sinyal, op-amp tersebut dikatakan mempunyai offset tegangan keluaran, hal ini tentunya tidak diinginkan. Untuk menghilangkan offset tegangan ini, pin 1 dan 5 pada gambar 5 digunakan dengan konfigurasi seperti pada gambar 6.


Gambar 6. Mengatasi offset

LDR (Light Dependent Resistor)

LDR atau Light Dependent Resistor adalah jenis resistor yang memiliki nilai resistansi yang tidak tetap. Artinya nilai tahanan/resistansi komponen ini dapat berubah-ubah. Perubahan nilai resistansinya tergantung (cape' deh:-D) dari kuat lemahnya cahaya yang dia terima, makanya dinamakan Light Dependent Resistor atau resistor yang bergantung pada cahaya.

Pada keadaan gelap tanpa cahaya sama sekali, LDR memiliki nilai resistansi yang besar (sekitar beberapa Mega ohm). Nilai resistansinya ini akan semakin kecil jika cahaya yang jatuh ke permukaannya semakin terang. Pada keadaan terang benderang (siang hari) nilai resistansinya dapat mengecil hingga beberapa ohm saja (hampir seperti konduktor).

Dengan sifat LDR yang demikian maka LDR biasa digunakan sebagai sensor cahaya. Contoh penggunaannya adalah pada lampu taman dan lampu di jalan yang bisa menyala di malam hari dan padam di siang hari secara otomatis.

Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai 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. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya.


Transistor NPN

NPN adalah satu dari dua tipe BJT, dimana huruf N dan P menunjukkan pembawa muatan mayoritas pada daerah yang berbeda dalam transistor. Hampir semua BJT yang digunakan saat ini adalah NPN karena pergerakan elektron dalam semikonduktor jauh lebih tinggi daripada pergerakan lubang, memungkinkan operasi arus besar dan kecepatan tinggi. Transistor NPN terdiri dari selapis semikonduktor tipe-p diantara dua lapisan tipe-n. Arus kecil yang memasuki basis pada tunggal emitor dikuatkan di keluaran kolektor. Dengan kata lain, transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi daripada emitor. Tanda panah dalam simbol diletakkan pada kaki emitor dan menunjuk keluar (arah aliran arus konvensional ketika peranti dipanjar maju).

Transistor PNP

Transistor PNP terdiri dari selapis semikonduktor tipe-n diantara dua lapis semikonduktor tipe-p. Arus kecil yang meninggalkan basis pada moda tunggal emitor dikuatkan pada keluaran kolektor. Dengan kata lain, transistor PNP hidup ketika basis lebih rendah daripada emitor. Tanda panah pada simbol diletakkan pada emitor dan menunjuk kedalam.

Resistor

Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya, berdasarkan hukum Ohm:

Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).

Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat diboroskan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi.

Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, resistor harus cukup besar secara fisik agar tidak menjadi terlalu panas saat memboroskan daya.

Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini "tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.

Trimpot

Trimpot adalah resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan menggunakan obeng. Untuk mengetahui nilai hambatan dari suatu trimpot dapat dilihat dari angka yang tercantum pada badan trimpot tersebut

Dioda

Dioda merupakan suatu semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus listrik dan tegangan pada satu arah saja. Bahan pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium (Ge) dan Silikon/Silsilum (Si). Dioda terdiri dari :

1. Dioda Kontak Titik
Dioda ini dipergunakan untuk mengubah frekuensi tinggi menjadi frekuensi rendah.
Contoh tipe dari dioda ini misalnya; OA 70, OA 90 dan 1N 60.
2. Dioda Hubungan
Dioda ini dapat mengalirkan arus atau tegangan yang besar hanya satu arah. Dioda ini biasa digunakan untuk menyearahkan arus dan tegangan.
Dioda ini memiliki tegangan maksimal dan arus maksimal, misalnya Dioda tipe 1N4001 ada 2 jenis yaitu yang berkapasitas 1A/50V dan 1A/100V
3. Dioda Zener
Dioda Zener adalah dioda yang bekerja pada daerah breakdown atau pada daerah kerja reverse bias. Dioda ini banyak digunakan untuk pembatas tegangan. Tipe dari dioda zener dibedakan oleh tegangan pembatasnya. Misalnya 12 V, ini berarti dioda zener dapat membatasi tegangan yang lebih besar dari 12 V atau menjadi 12 V.
4. Dioda Pemancar Cahaya (LED)
LED adalah kepanjangan dari Light Emitting Diode (Dioda Pemancar Cahaya). Dioda ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar 1,8 V dengan arus 1,5 mA. LED banyak digunakan sebagai lampu indikator dan peraga (display).

Relay

Relay adalah saklar (switch) elektrik yang bekerja berdasarkan medan magnet. Relay terdiri dari suatu lilitan dan switch mekanik. Switch mekanik akan bergerak jika ada arus listrik yang mengalir melalui lilitan.
Susunan kontak pada relay adalah:
Normally Open : Relay akan menutup bila dialiri arus listrik.
Normally Close : Relay akan membuka bila dialiri arus listrik.
Changeover : Relay ini memiliki kontak tengah yang akan melepaskan diri dan membuat kontak lainnya berhubungan.

TUJUAN

1. Mengetahui kegunaan Op Amp
2. Mengetahui cara kerja IC Op Amp 741
3. Mengetahui cara kerja rangkaian sakelar cahaya yang sensitive dengan relay

Fungsi Rangkaian

Rangkaian ini digunakan sebagai sakelar cahaya otomatis yang sensitive dengan relay

Gambar Rangkaian

Daftar Komponen

1) Papan PCB

2) Resistor

· R1,R2 = 10K

· R3 = 1K

· R4 = 4,7K

· R5 = 2K2

· R6 = 390 OHM

3) VR = TRIMPOT

4) LDR = SEMBARANG TYPE.

5) C1 = 25 UF/25V

6) D1 = OA91

7) IC 741

8) Q = 2N3634

9) CATU DAYA = DC 9 V – 12 V

Cara Kerja

Rangkaian yang kita buat ini sangat peka ( sensitif ). Input yang hampir mendekati nol sudah dapat menghidupkan relay, perhatikan LDR dan resistor 1K yang diseri dengan VR ini merupakan rangkaian keseimbangan yang di hubungkan dengan kaki nomor 2 pada IC. Rangkaian keseimbangan LDR, R3, dan VR ini mengakibatkan tidak seimbangnya penguat OPAMP 741, sehingga output IC 741 menjadi tinggi dan men triger basis transistor 2N 3643 transistor pun menjadi ON transistor pun mengemudikan kumparan magnet relay yang di paralel dengan Dioda OA 91, Dioda ini berfungsi untuk melindungi transistor dari tegangan kejut balik relay pada saat transistor OFF.

Tingkat kepekaan penguat OPAMP dapat di ubah dengan merubah nilai R4 mulai dari 4,7 K sampai 1 M tergantung keperluan dan intensitas cahaya yang jatuh pada LDR.

Tingkat selektifitasnya bisa di setel dengan Trimpot. Misalnya : bisa saja kita menginginkan jika cahaya nya ramang remang relay belum ON jika sudah terang baru ON atau bisa jadi di buat jika cahayanya sedikit saja sudah ON .


mo download file doc nya klik di sini