Rangkaian Diffrensiator Op Amp

Selain berfungsi sebagai rangkaian integrator, op amp juga dapat berfungsi sebagai differensiator. Kalau komponen C pada rangkaian penguat inverting ditempatkan di depan, maka akan diperoleh rangkaian differensiator seperti pada gambar berikut.

Gambar Differensiator

Dengan analisa yang sama seperti rangkaian integrator, akan diperoleh persamaan penguatannya :

Rumus ini secara matematis menunjukkan bahwa tegangan keluaran v_out pada rangkaian ini adalah differensiasi dari tegangan input v_in. Contoh praktis dari hubungan matematis ini adalah  jika tegangan input berupa sinyal segitiga, maka outputnya akan menghasilkan sinyal kotak.

Kalau kita perhatikan gambar di atas, dapat kita pahami bahwa bentuk rangkain differensiator adalah mirip dengan rangkaian inverting. Sehingga jika berangkat dari rumus penguat inverting     G = -R2/R1 dan pada rangkaian differensiator diketahui :  

 maka jika besaran ini disubtitusikan akan didapat rumus penguat differensiator

Dari hubungan ini terlihat sistem akan meloloskan frekuensi tinggi (high pass filter), dimana besar penguatan berbanding lurus dengan frekuensi. Namun demikian, sistem seperti ini akan menguatkan noise yang umumnya berfrekuensi tinggi. Untuk praktisnya, rangkain ini dibuat dengan penguatan dc sebesar 1 (unity gain). Biasanya kapasitor diseri dengan sebuah resistor yang nilainya sama dengan R. Dengan cara ini akan diperoleh penguatan 1 (unity gain) pada nilai frekuensi cutoff tertentu.  

Read More

Rangkaian Integrator Op Amp

Selain berfungsi sebagai rangkaian penguat inverting dan non inverting, Op amp bisa juga digunakan untuk membuat rangkaian-rangkaian dengan respons frekuensi, misalnya rangkaian penapis (filter). Salah satu contohnya adalah rangkaian integrator seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini. Rangkaian dasar sebuah integrator adalah rangkaian op-amp inverting, hanya saja  rangkaian umpan baliknya (feedback) bukan resistor melainkan menggunakan capasitor C.

Gambar Integrator

Mari kita coba menganalisa rangkaian ini. Prinsipnya sama dengan menganalisa rangkaian op amp inverting. Dengan menggunakan 2 aturan opamp (golden rule) maka pada titik inverting akan didapat hubungan matematis : 

I_in = (V_in – v-)/R = V_in /R , dimana v- = 0 (golden rule1)

I_out =  -C d(V_out – V-)/dt = -C dV_out/dt;  v- = 0

I_in = i_out ; (golden rule 2) 

Maka jika disubtisusi, akan diperoleh persamaan : 

I_in = i_out = V_in /R = -C dV_out/dt, atau dengan kata lain 

Dari sinilah nama rangkaian ini diambil, karena secara matematis tegangan keluaran rangkaian ini merupakan fungsi integral dari tegangan input. Sesuai dengan nama penemunya, rangkaian yang demikian dinamakan juga rangkaian Miller Integral. Aplikasi yang paling populer menggunakan rangkaian integrator adalah rangkaian pembangkit sinyal segitiga dari inputnya yang berupa sinyal kotak. Dengan analisa rangkaian integral serta notasi Fourier, dimana   

f = 1/t dan

penguatan integrator tersebut dapat disederhanakan dengan rumus

Sebenarnya rumus ini dapat diperoleh dengan cara lain, yaitu dengan mengingat rumus dasar penguatan opamp inverting G =  - R2/R1. Pada rangkaian integrator di atas tersebut diketahui

Dengan demikian dapat diperoleh penguatan integrator tersebut seperti persamaan (5)  atau agar terlihat respons frekuensinya dapat juga ditulis dengan

Karena respons frekuensinya yang demikian, rangkaian integrator ini merupakan dasar dari low pass filter. Terlihat dari rumus tersebut secara matematis, penguatan akan semakin kecil (meredam) jika frekuensi sinyal input semakin besar. Pada prakteknya, rangkaian feedback integrator mesti diparalel dengan sebuah resistor dengan nilai misalnya 10 kali nilai R atau satu besaran tertentu yang diinginkan. Ketika inputnya berupa sinyal dc (frekuensi = 0), kapasitor akan berupa saklar terbuka. Jika tanpa resistor feedback  seketika itu juga outputnya akan saturasi sebab rangkaian umpanbalik op-amp  menjadi open loop (penguatan open loop opamp ideal tidak berhingga atau sangat besar). Nilai resistor feedback sebesar 10R akan selalu menjamin output offset voltage (offset tegangan keluaran) sebesar 10x sampai pada suatu frekuensi cutoff tertentu.   

Read More

Penguat Non Inverting Op Amp

Prinsip utama rangkaian penguat non-inverting adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut ini. Seperti namanya, penguat ini memiliki masukan yang dibuat melalui input non inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya. Untuk menganalisa rangkaian penguat op amp non inverting, caranya sama seperti menganalisa rangkaian inverting amplifier.   

Gambar Penguat Non Inverting

 

Dengan menggunakan aturan golden rule 1 dan 2, kita uraikan dulu beberapa fakta yang ada, antara lain :

V_in = V+

V+ = V-  = V_in  (gunakan aturan golden 1).

Dari sini diketahui tegangan jepit pada R₂ adalah V_out – V- = V_out – Vin, atau i_out = (V_out-Vin)/R₂. Lalu tegangan jepit pada R₁ adalah V- = V_in, yang berarti arus iR₁ = V_in/R₁.

Hukum kirchkof pada titik input inverting merupakan fakta yang mengatakan bahwa :   

i_out + i(-) = iR₁ Aturan golden 2 mengatakan bahwa i(-) = 0 dan jika disubsitusi ke rumus yang sebelumnya, maka diperoleh :

  i_out = i.R₁ dan

Jika ditulis dengan tegangan jepit masing-masing maka diperoleh :

 (V_out – V_in) / R₂ = V_in/R₁ yang kemudian dapat disederhanakan menjadi :

V_out = V_in (1 + R₂/R₁) 

Jika penguatan G adalah perbandingan tegangan keluaran terhadap tegangan masukan, maka didapat penguatan op-amp non inverting :

G = V_out/V_in = 1 + (R₂/R₁)

Impendasi untuk rangkaian Op-amp non inverting adalah impedansi dari input non-inverting op-amp tersebut. Dari datasheet, LM741 diketahui memiliki impedansi input Zin = 108 to 1012 Ohm.

Read More

Penguat Inverting Op Amp

Salah satu jenis rangkaian penguat yang dapat dilakukan oleh op amp adalah rangkaian inverting amplifier atau penguat inverting. Rangkaian dasar penguat inverting dapat dilihat pada gambar di bawah, dimana sinyal masukannya dibuat melalui input inverting. Seperti tersirat pada namanya, pembaca tentu sudah bisa menduga bahwa fase keluaran dari penguat inverting ini akan selalu berbalikan dengan fase inputnya. Pada rangkaian inverting ini, umpanbalik negatif di bangun melalui resistor R2. 

Gambar Penguat Inverter  

Input non-inverting pada rangkaian ini dihubungkan ke ground, atau v+ = 0. Dengan mengingat dan menimbang aturan golden rule 1 yaitu tidak ada perbedaan tegangan antar V+ dan V-, maka akan dipenuhi v- = v+ = 0. Karena nilainya = 0 namun tidak terhubung langsung ke ground, input op amp v- pada rangkaian ini dinamakan virtual ground. Dengan fakta ini, dapat dihitung tegangan jepit pada R1 adalah vin – v- = vin dan tegangan jepit pada reistor R2 adalah vout – v- = vout. Kemudian dengan menggunakan aturan golden rule 2 yaitu arus pada input op amp adalah nol, diketahui bahwa :

iin + iout = i- = 0, karena menurut aturan 2, arus masukan op-amp adalah 0.

iin + iout = vin/R1 + vout/R2 = 0

Selanjutnya

vout/R2 = - vin/R1  atau vout/vin = - R2/R1 

Jika penguatan G didefenisikan sebagai perbandingan tegangan keluaran terhadap tegangan masukan, maka dapat ditulis   G = V_out / V_in = -R₂/R₁

Impedansi rangkaian inverting didefenisikan sebagai impedansi input dari sinyal masukan terhadap ground. Karena input inverting (-) pada rangkaian ini diketahui adalah 0 (virtual ground) maka impendasi rangkaian ini tentu saja adalah Zin = R1. Baca juga penguat non inverting.

Read More

Pengertian Operasional Amplifier (Op Amp)

Operasional amplifier atau yang lebih sering disebut op amp merupakan suatu komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai penguat atau amplifier multiguna yang diwujudkan dalam sebuah IC op amp. Penguat ini mempunyai dua buah masukan yaitu input inverting dan input non inverting serta satu buah keluaran (output). Penguat ini memiliki faktor penguatan (gain) sinyal yang sangat besar, efisien dan multiguna. Contoh penggunaan dari penguat ini adalah sebagai rangkaian integrator, difrensiator, komparator, dan osilator. Operasional amplifier bekerja dengan menggunakan dua buah tegangan catu yang simetris yaitu tegangan catu positif (+V) dan tegangan catu negatif (-V) dan biasanya diberi simbol seperti gambar berikut.

                          

Op Amp Ideal

Operasional amplifier merupkan penguat yang sangat efisien karena memiliki penguatan yang sangat besar, impedansi input yang tinggi, impedansi output rendah sehingga mendekati sehingga mendekatai karakteristik penguat operasional ideal. Adapun karakteristik dari op amp ideal adalah sebagai berikut.

1. Penguatan tegangan sangat tak terbatas atau tak berhingga
2. Impedansi input tak berhingga
3. inpedansi output nol
4. Band width tak berhingga
5. Tegangan offset nol (artinya tegangan output nol jika tegangan input nol
6. Waktu respon nol detik
7. Tidak terpengaruh oleh suhu

karakteristik di atas merupakan kondisi op amp ideal yang dalam prakteknya belum dan mungkin tidak akan pernah ada. Namun demikian pembuat op amp selalu berusaha untuk mewujudkan op amp yang mendekati kondisi op amp ideal tersebut.

Penguat operasional sudah mulai digunakan pada tahun 1940 namun istilah op amp baru dipublikasikan tahun 1947 oleh Jhon Ragazzini dan kawan kawannya dalam sebuah karya tulis ilmiah. Penguat operasional pada saat ini masih menggunakan tabung hampa udara hingga ditemukannya transistor sebagai pengganti. Penguat operasional yang pertama tersedia secara komersial adalah K2 -W yang diproduksi sekitar tahun 1952 hingga awal tahun 1970 oleh Philbrick Researches, Inc. Berikut ini adalah gambar op amp K2-W pertama yang dibuat menggunakan tabung hampa udara (vacum tube).

Penguat operasional K2-W di atas harus dioperasikan pada tegangan lebih kurang 300 volt dengan ukuran 3.8 cm x 5.4 cm x 10.4 cm dan dijual dengan harga 22 US$. Untuk saat ini op amp tidak lagi dibuat menggunakan tabung hampa udara tetapi menggunakan komponen transistor yang dikemas dalam integrated circuit (IC).  IC op amp yang paling terkenal sampai saat ini adalah op amp 741. Dalam IC ini terdapat lebih kurang 25 komponen transistor beserta resistor dan kapasitor. Adapun tegangan kerja dari IC op amp saat ini sangat kecil hanya beberapa volt saja dengan harga yang tidak mencapai 1 US$.

Read More

Jenis-Jenis IC dan Kegunaanya

Pada artikel sebelumnya telah dijelaskan bahwa IC merupakan rangkaian terintegrasi yang tersusun dari beberapa komponen dan dikemas sedemikian rupa dalam satu komponen. Kemunculan teknologi IC ini telah menimbulkan perkembangan yang pesat dalam bidang elektronika. Sampai saat ini Ic masih terus dikembangkan dan diproduksi dalam berbagai macam bentuk dan ukuran. Berkat perkembangan IC ini membuat apa yang dahulunya dianggap orang tidak mungkin menjadi mungkin. Dahulu banyak orang yang gak percaya kalau TV, komputer, radio dan lain sebagainya akan ada dalam genggaman dan sekarang ketidakpercayaan itu sudah termentahkan.

Secara umum IC dibagi menjadi dua jenis yaitu IC linear dan IC non linear atau digital. IC linear merupakan IC yang dipergunakan dalam rangkaian untuk mengolah sinyal sinusoida. Sedangka IC digital bekerja untuk mengolah sinyal sinyal diskrit 0 atau 1. Untuk saat ini Kedua macam IC ini selalu digunakan secar bersama sama dalam rangkaian dan bahkan tidak mustahil dalam satu IC ini bisa beroperasi untuk kedua macam sinyal sinusoidal dan diskrit.

IC Linear

Sebagaimana yang telah dijelaskan di atas bahwa IC linear bekerja menggunakan sinyal sinusoida banyak terdapat pada perangkat yang dikhususkan untuk mengolah sinal sinusoida seperti radio, tape recorder, televisi dan lain sebagainya. Namun saat ini perangkat perangkat seperti disebutkan tadi sudah banyak yang disentuh dengan teknologi digital yang menyebabkan penggunaan IC digital dan analog secara bersamaan tidak terelakkan. Berikut ini adalah diantara kegunaan IC linear dalam rangkaian elektronika.

1. Penguat sinyal, penguat daya (power amplifier), penguat arus 
2. operasional amplifier (op amp)
3. RF dan IF amplifier
4. Multiplier
5. Voltage regulator
6. Voltage comparator 
7. dan lain lain

IC Digital

IC yang bekerja berdasarkan prinsip prinsip digital yaitu mengolah nilai 0 (tidak ada tegangan) dan 1 (kalau ada tegangan). Dalam IC ini terdapat gerbang-gerbang logika dasar yang disusun sedemikian rupa untuk berbagai macam keperluan. IC ini merupakan jenis IC yang paling banyak digunakan untuk saat ini. Berikut ini merupakan beberapa fungsi atau kegunaan dari IC digital

1. logic gate (gerbang logika)
2. flip flop
3. register
4. counter
5. timer
6. multiflexer
7. memory
8. kalkulator
9. mikroprosesor
10. mikrocontroler

Read More

Pengertian IC atau Integrated Circuit

Integrated circuit atau yang lebih sering disebut IC (baca aisi) merupakan salah satu jenis komponen elektronika yang tersusun oleh beberapa komponen elektronika lain seperti transistor, dioda, resistor dan kapasitor. Komponen komponen tersebut dirangkai secara terintegrasi dan dikemas sedemikian rupa dalam satu komponen yang disebut IC. Jadi untuk satu IC bisa mewakili 1 atau lebih rangkaian elektronika tertentu.

Jumlah komponen penyusun sebuah IC bisa mencapai jutaan tergantung dari jenis ICnya. Sebagai contoh IC yang dijadikan prosesor dalam komputer bisa mengandung jutaan transistor di dalamnya begitu juga dengan kompone lainnya. Semakin rumit dan banyak fungsi dari IC tersebut maka akan semakin banyak kompone penyusun yang diperlukan. Berikut ini adalah contoh IC audio dan Komponen penyusun di dalamnya.

Dari gambar di atas terlihat bahwa dalam satu IC STK 070 terdapat lebih kurang 13 buah transistor 18 buah resistor, dan 7 buah dioda. Berikut ini adalah contoh penggunaan IC STK 070 di atas dalam rangkaian amplifier atau penguat suara.

Pada gambar rangkaian amplifier di atas terlihat bahwa kita hanya memerlukan beberapa komponen saja di luar IC untuk membuat sebuah rangkaian amplifier sehingga akan memberikan beberapa keuntungan seperti harga lebih murah, peralatan bisa menjadi lebih kecil dan cara membuatnya jauh lebih sederhana. Dapat kita bayangkan kalau seandainya rangkaian di atas dirancang tidak menggunakan IC, maka rangkaian akan semakin rumit, butuh tempat besar, harga juga akan semakin mahal. Berikut ini adalah contoh pemakaian IC STK070 dalam perangkat amplifier.

Contoh di atas adalah IC yang dirancang untuk membuat amplifier atau pengeras suara yang kerjanya hanya sederhana. Bisa kita bayangkan untuk IC yang bekerja lebih pintar dan cerdas untuk fungsi yang banyak seperti mikroprosesor atau prosesor tentu akan membutuhkan lebih banyak lagi komponen penyusun di dalamnya. Sebagai contohnya adalah prosesor intel pentium 4 yang memiliki 16 juta transistor di dalamnya. Selain transistor tentu komponen yang lainnya juga tidak kurang banyaknya.

Dengan ditemukannya teknologi IC ini pada tahun 1958 oleh Jack Kilby telah membuat perubahan yang sangat besar dalam bidang elektronika. Sebelumnya Komputer, televisi, radio, tape recorder dan peralatan lainnya berukuran sangat besar dan berat sehingga tidak mudah dan bahkan tidak bisa di bawa kemana mana, dengan ditemukannya teknologi ini sekarang komputer, TV, Radio, tape recorder bisa disatukan orang dalam satu peralatan yang kecil dan bisa diletakkan dalam genggaman.

Read More

Rangkaian Kapasitor (Seri, Paralel dan Campuran)

Sebagaimana halnya resistor kapasitor juga dapat dirangkai satu sama lainnya untuk mendapatkan nilai kapasitas tertentu yang diinginkan. Pada kapasitor juga dikenal adanya rangkaian seri, rangkaia paralel dan rangkaian seri paralel atau rangkaian kombinasi. Untuk mencari nilai kapasitas total dari rangkaian kapasitor ini digunakan rumus atau formula yang bentuknya kebalikan dari formula atau rumus pada rangkaian resistor.

A. Rangkaian Seri

Rangkaian seri adalah rangkaian kapasitor dengan cara menyambungkan kaki kakinya seperti pada gambar berikut.

Pada rangkaian seri kapasitor di atas kita dapat menghitung besar kapasitas total atau kapasitas penggantinya dengan menggunakan rumus berikut.

Cobalah bandingkan dengan rumus mencari nilai hambatan total pada rangkaian resistor berikut ini.

Pada rangkaian seri resistor untuk mencari hambatan totalnya cukup dijumlahkan tetapi pada kapasitor tidak bisa dijumlahkan. Pada kapasitor nilai kapasitas rangkaian seri seperti menghitung nilai hambatan total pada rangkaian paralel kapasitor.

B. Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel pada kapasitor adalah rangkaian kapasitor yang kaki kakinya disambungkan seperti pada gambar berikut ini.

Untuk mencari nilai kapasitas total dari rangkaian paralel kapasitor di atas dapat kita gunakan rumus berikut ini.

Cobalah bandingkan dengan rumus untuk mencari nilai hambatan total pada rangkaian paralel resistor berikut ini.

Pada rumus di atas terlihat bahwa jika kapasitor diparalelkan, maka untuk mencari nilai kapasitas totalnya kita cukutp melakukan penjumlahan pada masing masing nilai kapasitor yang terhubung secara paralel tersebut. Hal ini kebalikan dari cara menghitung nilai hambatan total pada rangkaian paralel resistor. Untuk memudahkan cara mengingatnya rumus seri pada kapasitor sama dengan rumus paralel pada resistor dan rumus paralel pada kapasitor sama dengan rumus seri pada resistor.

C. Rangkaian Gabungan atau Campuran 

Rangkaian ini merupakan gabungan atau campuran dari rangkaian seri dan paralel kapasitor seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Untuk menghitung nilai kapasitas total dari hambatan seri paralel kapasitor tentunya kita harus mengerti atau tahu cara menghitung nilai kapasitor seri  dan kapasitor paralel. Cara menyelesaikannya sama saja dengan cara menyelesaikan hambatan total rangkaian seri paralel pada resistor. Hanya saja yang perlu diingat untuk mencari nilai kapasitas seri dan paralel pada kapasitor kebalikan dari resistor.

Demikian artikel singkat tentang  cara menghitung nilai kapasitas pada rangkaian seri dan paralel kapasitor semoga bermanfaat untuk pembaca. Jika bermanfaat silahkan share dan jika ada kesalahan mohon diberi masukkan.

Read More

Cara Menentukan Nilai Kapasitas Kapasitor

Kapasitor atau kondensator merupakan komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Besarnya muatan listrik yang disimpan tergantung dari kapasitas kapasitor yang tertera pada body atau fisik dari kapasitor tersebut. Cara penulisan dari nilai kapasitas kapasitor ini berbeda untuk tiap jenisnya. Untuk kapasitor jenis elco kapasitasnya sangat mudah untuk dibaca, akan tetapi untuk jenis kapasitor yang lainnya dibutuhkan aturan khusus untuk membaca nilai kapasitasnya.

Kapasitas kapasitor memiliki satuan farad, tetapi ukuran ini tidak dipakai dalam menentukan kapasitas kapasitor. Karena kalau saja ada kapasitor yang mempunyai ukuran  sebesar 1 farad atau lebih maka ukuran fisik dari kapasitor tersebut sungguh akan sangat luar biasa besarnya (barangkali akan sebesar lapang olah raga). Satuan satuan yang biasa digunakan oleh produsen kapasitor adalah satuan turunan dari farad tersebut yaitu mikro farad, nano farad dan pico farad.

1 farad = 1.000.000 mikro farad = 1.000.000.000 nano farad = 1.000.000.000.000 pico farad

1 mikro farad = 1.000 nano farad = 1.000.000 pico farad

1 nano farad = 1.000 pico farad

Untuk kapasitor elco biasanya sudah tertulis pada bodi atau fisiknya dalam mikro farad seperti pada gambar berikut ini.

Dari gambar di atas terlihat bahwa kapasitor elco ini memiliki kapasitas sebesar 22 mikro farad dengan batas tegangan maksimal 450 volt. Jadi untuk kapasitor jenis ini kita tidak perlu lagi melakukan perhitungan untuk mengetahui ukuran kapasitasnya. 

Pada kapasitor selain elco (non polar) seperti keramik, mika dan lain lain, ukuran kapasitasnya dinyatakan dalam bentuk kode angka tertentu. Karena itu untuk mengetahui ukuran sebenarnya dari kapasitas kapasitor tersebut diperlukan pengetahuan atau cara untuk membacanya. Sebagai contoh dapat dilihat pada gambar kapasitor keramik berikut.

Pada kapasitor keramik di atas tertulis 103  dan yang satunya 102. Artinya kapasitor ini memiliki kapasitas sebesar:

103 = 10 x 1.000 (10 pangkat 3) = 10.000 pico farad = 10 nano farad = 0.01 mikro farad

102 = 10 x 100 (10 pangka 2) = 1.000 pico farad = 1 nano farad = 0.001 mikro farad

Adakalanya untuk kapasitor tertentu melibatkan faktor toleransi dalam menentukan nilai kapasitasnya seperti yang terlihat pada contoh kapasitor berikut ini.

    

Untuk kapasitor di atas huruf Z merupakan nilai toleransi dari kapasitasnya artinya kapasitas yang kita hitung berdasarkan angka 473 bisa kurang atau lebih sebesar nilai toleransi yang dinyatakan dengan huruf Z tertentu. Jadi besar nilai kapasitas untuk kapasitor di atas adalah

473Z = 47 x 1.000 = 47.000 pf = 47 nf = 0.047 mikro farad

Sedangkan huruf Z toleransinya + 80 % dan - 20 %. 

Jadi kapasitor di atas nilai kapasitasnya mulai kurang dari (47.000 - 20 %  ) sampai (47.000 + 80 %). Berarti nilai yang diperbolehkan terhadap kapasitor ini (masih dianggap bagus) sebesar 37.600 pf - 84.600 pf.

Untuk kapasitor 22 J artinnya

22J = 22 x 1 (10 pangkat 0) = 22 pf

Karena diujungnya ada huruf J yang menandakan toleransi lebih kurang 5 % maka kapasitor ini memiliki rentang kapasitas dari (22 pf - 5 % sampai 22 pf + 5 %) = 21,9 pf - 23,1 pf.

Berikut ini merupakan daftar nilai toleransi dari kapasitas kapasitor:

B = 0.10 pf

C = 0.25 pf

D = 0.5 pf

E = 0.5 %

F = 1 %

G = 2 %

H = 3 %

J n= 5 %

K = 10 %

M = 20 %

Z = + 80 % dan - 20 %

Untuk kapasitor jenis variabel seperti varco biasanya kapasitasnya juga sudah tertulis pada body nya dalam satuan pf (pico farad). Jika seandainya ada kapasitor yang tidak tertulis nilai pada bodinya maka kita dapat mengetahuinya menggunakan LCR meter atau capacitance meter.

Demikian penjelasan singkat mengenai cara menghitung nilai kapasitas kapasitor semoga ada manfaatnya. Jika ada kesalahan mohon koreksinya dan jika ada manfaatnya silahkan untuk berbagi artikel ini. Untuk mengetahui cara menghitung kapasitas total dari rangkaian kapasitor dapat dibaca artikel rangkaian seri, paralel dan campuran kapasitor.

Read More

Cara Mengetahui Kaki Basis, Emitor dan Kolektor Transistor Dengan Multimeter

Pada artikel sebelumnya kita sudah mempelajari bagaimana caranya melakukan pengukuran pada transistor untuk dapat mengetahui apakah transistor tersebut dalam keadaan baik atau tidak. Sudah dijelaskan juga bahwa pengukuran pada transistor tidak hanya untuk menentukan kerusakan tetapi juga dapat menentukan atau mengetahui jenis transistor dan nama kaki kakinya. Kenapa kita perlu mengetahui jenis dan nama kaki kaki transistor tersebut? Jawabannya adalah dengan mengetahui jenis transistor dan nama kakinya kita akan mudah untuk melakuan pemasangan dalam rangkaian dan mudah dalam pembacaan cara kerjanya dalam rangkaian.

Fakta di lapangan menunjukkan bahwa kebanyakan dari transistor tidak atau sulit untuk diketahui jenis dan nama kakinya terlebih lagi bagi pemula atau awam dalam bidang elektronika. Biasanya pabrik hanya memberikan tanda pada basis atau emitor dari transistor tersebut. Ada juga transistor yang tidak diberi tanda sama sekali tapi kita dapat mengetahuinya dalam buku petunjuk transistor tersebut. Nah untuk memudahkan kita mengetahui jenis dan nama kakinya kita dapat melakukan pengukuran sebagai berikut. (Perlu diingat cara ini akan lebih mudah bagi orang yang sudah berpengalaman)

Menetukan Jenis Transitor PNP atau NPN Dengan Multimeter Analog.

1. Pastikan kabel probe terpasang dengan baik dan benar
2. Pastikan saklar atau switch multimeter dalam posisi ohm meter dengan pengali 1X atau di atasnya.
3. Ambil salah satu probe (hitam atau merah) sebagai probe acuan kita (dalam contoh ini kita misalkan hitam yang berarti kutup positif baterai multimeter analog)
4. Hubungkan probe hitam acuan ke salah satu kaki transistor (kalau perlu curigai salah satu kaki transistor sebagai basis berdasarkan ciri ciri dan kebiasaan)
5. Hubungkan probe warna merah (karena hitam sudah dipakai untuk acuan) pada kaki lainnya secara bergantian.
6. Jika pada langkah 5 terjadi gerakan pada kedua kaki yang diukur secara bergantian tadi maka dipastikan jenis dari transistor ini adalah NPN dan kaki yang terhubung dengan probe berwarna hitam adalah kaki basis.
7. Jika belum menunjukkan hasil yang diharapkan lakukan pertukaran probe dan lakukan langkah 3 sampai 6 di atas sehingga kita menemukan keadaan seperti langkah nomor 6.
8. Jika probe yang menjadi acuan adalah probe merah berarti jenis transitor tersebut adalah transisto PNP
   

Menentukan Kaki Kaki Transistor

Selain dapat menentukan jenis transistor kita mengkur dengan multimeter dapat memudahkan kita dalam menentukan nama kaki dari transistor tersebut. Adapun langkah langkahnya sama seperti cara di atas.

1. Pastikan kita sudah melakukan cara langkah langkah di atas untuk mengetahui kaki basis dari transistor yang diukur.
2. Setelah kita menemukan kaki basis, silahkan dihubungkan probe yang sesuai dengan kaki basis tersebut. Jika jenisnya PNP berarti basis harus terhubung dengan probe warna merah dan jika NPN basisnya harus terhubung dengan probe warnah hitam.
3. Hubungkan probe yang lainnya pada kaki transistor yang lain secara bergantian dan lakukan pembacaan nilai tahanan pada display multimeter.
4. Untuk mengetahui mana kaki emitor dan mana kaki kolektor biasanya terdapat pada perbedaan nilai tahanannya. Untuk kolektor relatif memiliki tahanan yang lebih besar sedikit dari pada tahanan kaki emitor. Jadi dengan melihat nilai tahanannya secara teliti (ingat bedannya hanya sedikit) kita dapat menentukan mana kaki emitor dan mana kaki kolektor.
   

Untuk lebih meyakinkan kita dalam pengukuran ini perlu juga pengetahuan kita tentang berbagai jenis transistor dan pengalaman yang banyak. Demikian cara menentukan jenis dan nama kaki kaki transistor dengan multimeter semoga ada manfaatnya untuk pembaca sekalian. Jika ada manfaatnya silahkan berbagi dengan tetangga dan jika dirasa ada kekurangan silahkan beri masukan.

Read More

Cara Mengukur Transistor Dengan Multimeter

Transistor merupakan salah satu komponen elektronika yang paling rentan untuk terjadi kerusakan. Kerusakan yang terjadi padanya bisa disebabkan karena kelebihan tegangan, pemasangan yang salah, terlalu panas, korsleting dan lain sebagainya. Untuk mengetahui kerusakan yang terjadi pada komponen ini harus dilakukan melalui pengukuran, walaupun dalam keadaan tertentu kita bisa melihat kerusakan pada bentuk fisiknya. Kerusakan transistor yang disertai kerusakan fisiknya biasa terjadi ketika transistor tersebut mengalami panas berlebih akibat tegangan yang salah, terlalu panas, korsleting. Tapi umumnya kerusakan yang terjadi tidak diiringi oleh kerusakan fisik sehingga diperlukan alat ukur untuk memastikannya.

Salah satu alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur transistor adalah multimeter. Dengan multimeter kita dapat dengan mudah menentukan apakah sebuah transistor sudah mengalami kerusakan atau tidak.  Perlu diingat juga bahwa pengukuran dengan multimeter ini tidak hanya untuk mengetahui kerusakan saja, tetapi juga dapat digunakan untuk menetukan jenis kaki dari transistor tersebut (kebanyakan transistor nama kakinya tidak dituliskan).

Berikut ini adalah cara untuk mengukur transistor dengan menggunakan multimeter analog.

A. Mengukur Jenis Transistor PNP

Untuk transistor jenis PNP basisnya merupakan kutup katoda (negatif) sehingga pada kaki basis ini harus kita hubungkan dengan kutup negatif baterai (dalam multimeter). Karena pada multimeter analog kutup negatif baterainya terhubung ke probe berwarna merah dan kutup positifnya adalah probe berwarna hitam (kalau dalam posisi ohm meter) maka probe berwarna merah harus terhubung ke kaki basis. Untuk mengukurnya silahkan ikuti langkah langkah di bawah ini:

1. Pastikan Kabel probe sudah terhubung dengan baik dan atur saklar atau switch multimeter pada posisi ohm meter dengan pengali 1 atau 10
2. Hubungkan probe warna merah ke kaki basis
3. Hubungkan probe warna hitam ke kaki emitor (E) sehingga menunjukan nilai tahanan tertentu pada jarum multimeter.
4. Lepaskan probe hitam dari kaki emitor kemudian sambungkan ke kaki kolektor (C) sehingga jarum bergerak menunjukkan nilai tahanan tertentu.
5. Tukar posisi probe (kebalikan dari langkah 1 sampai 3) yaitu probe hitam ke kaki basis dan probe merah ke kaki emitor dan kolektor seperti langkah 2 dan 3 dan pastikan jarum multimeter tidak bergerak

Jika kondis di atas terjadi saat melakukan pengukuran, maka dipastikan transistor tersebut dalam keadaan bagus, sebaliknya jika ada perubahan selain yang disebutkan di atas berarti transistor sudah terjadi kerusakan. Kerusakannya bisa putus dan bisa juga sudah jebol. Putus jika jarum tidak bergerak lagi pada langkah 2 dan 3 dan bocor ketika semuanya bergerak termasuk ketika dilakukan langkah nomor 4.

Bagaimana yang terjadi kalau kita tidak tahu mana kaki basis, emitor dan kolektor? Jenis PNP dan NPN nya juga belum diketahui? Apakah kita tetap bisa melakukan pengukuran? Jawabannya adalah bisa. Justru inilah fungsinya mengukur dengan multimeter, selain dapat menentukan kerusakan kita juga dapat menentukan kaki kaki dari transistor tersebut. Untuk kasus yang seperti ini saya sarankan gunakan transistor yang baru (atau pastikan bagus) karena kalau kita ukur transistor rusak dan kita belum terlalu mengerti tentang transistor akan sulit untuk mengambil keputusan. Tapi sebetulnya transistor yang sedang dipakaipun kita bisa saja menentukan kakinya dengan membaca keadaan rangkaian (apalagi rangkaian yang sudah dilengkapi tanda kaki komponen). Untuk transistor yang tidak diketahui kaki-kakinya, jenisnya kita dapat ukur dengan multimeter pada artikel cara mengetahui jenis dan kaki kaki transistor menggunakan multimeter.

B. Mengukur Transistor Jenis NPN

Untuk mengukur transistor jenis NPN kita harus melakukan kebalikan dari cara mengukur transistor PNP sebagai berikut.

1. Hubungkan probe hitam ke kaki basis. (pengali ohm meter bisa 1 atau 10)
2. Kemudian hubungkan probe merah ke kaki emitor dan pastikan jarum multimeter bergerak menunjukan nilai tertentu.
3. Hubungkan probe merah ke kaki kolektor dan pastikan jarum meter bergerak menunjukkan nilai hambatan tertentu.
4. Sekarang probe merah dihubungkan ke kaki basis (kebalikan langkah no 1)
5. Hubungkan  probe hitam ke kaki emitor dan pastikan tidak ada gerakan pada jarum multimeter.
6. Hubungkan probe hitam ke kaki kolektor dan pastikan tidak ada gerakan pada jarum multimeter.
7. Jika yang terjadi seperti langkah 1 sampai 6 berarti transistor dalam keadaan bagus selainnya berarti sudah terjadi kerusakan.

Jika kita mengukur transistor menggunakan multimeter digital kita dapat melakukan langkah langkah seperti di atas dengan cara kebalikannya karena probe hitam pada multimeter digital memang terhubung dengan kutup negatif baterai dan probe merah merupakan kutup positif baterai. dan jangan lupa juga untuk mengatur saklar (switch) multimeter pada posisi pengkuran dioda. 

Read More

Jenis-Jenis Transistor

Pada artikel sebelumnya sudah dijelaskan tentang pengertian transistor secara umum berikut dengan fungsinya dalam rangkaian elektronika. Pada artikel kali ini kita akan membahas berbagai jenis transistor beserta kegunaanya dalam rangkaian. Secara umum transistor dapat kita bagi menjadi dua macam yaitu transistor unipolar dan transistor bipolar. Berdasarkan bentuk pola hubungan dioda pembentuknya transistor bipolar juga bisa dibagi lagi menjadi dua yaitu transistor NPN dan transistor PNP. 

Dalam praktek kita sering menjumpai berbagai rupa transistor baik dari segi ukuran, bentuk, warna dan harganya. Berbagai rupa dari transistor tersebut selain ditentukan oleh pabrik pembuatnya juga dibedakan berdasarkan kegunaanya dalam rangkaian. Jadi walaupun bentuk, kakinya sama, kita tidak bisa memasang sebuah transistor secara sembarangan dalam rangkaian elektronika. 

Transistor Bipolar
Transistor bipolar atau transistor dua kutup yaitu transistor yang mempunyai dua sambungan kutup dan bekerja memanfaatkan dua macam aliran yaitu elektron dan hole. Jadi cara kerjanya adalah dengan memanfaatkan perpindahan elektron dari kutup negatif untuk mengisi hole yang ada dikutup posistif. Pada transistor bipolar, aliran arus dari kolektor dan emitor sangat dipengaruhi oleh kondisi yang terjadi pada basisnya. Jika basis mendapat kan tegangan bias yang cukup, maka arus akan dapat mengalir, sebaliknya jika basis tidak mendapatkan bias tegangan yang cukup tidak akan aada arus yang mengalir dari colektor ke emitor. Jadi seolah olah basis ini merupakan pintu atau kran yang mengatur aliran arus antara kedua kutup lainnya. Transistor ini terbagi menjadi dua macam berdasarkan bentuk pola dioda penyusunnya yaitu

1. Transistor PNP : Transistor PNP terbentuk dengan menggabungkan dua kutup katoda yang dijadikan satu dan menjadi sebuah kutup yang diberi nama basis.  Pola hubungan dan simbolnya dapat dilihat pada gambar berikut.
   

1. Transistor NPN : Transistor PNP terbentuk dengan menggabungkan dua kutup anoda yang dijadikan satu dan menjadi sebuah kutup yang diberi nama basis. Pola hubungan dan simbolnya dapat dilihat pada gambar berikut.
   

Transistor Unipolar
Merupakan salah satu jenis transistor yang memiliki satu sambungan kutup yang dapat dibedakan menjadi dua yaiut:

1. FET
2. MOSFET

Pada FET hanya ada satu jenis aliran muatan yang besar alirannya dapat diatur dengan mengendalikan lapisan depletion yang terdapat antara source dan drain. Ketebalan lapisan depletion ini akan bergantung pada tegangan yang diberikan kepada gate. Jika lapisan depletion tipis maka sejumlah arus yang besar akan mudah untuk lewat sebaliknya jika lapisan ini menebal aliran arus antara source dan drain akan terganggu. 

Read More

Pengertian Transistor

Transistor merupakan salah satu komponen aktif elektronika yang memiliki beberapa fungsi yaitu penguat (tegangan, arus dan daya), sebagai switching (pemutus dan penyambung), sebagai penstabil dan lain lain. Komponen yang satu ini memiliki tiga elektroda yang diberi nama emitor (E), basis (B) dan kolektor (C). Sebagaimana halnya dioda, transistor juga dibentuk dari bahan bahan yang bersifat semikonduktor. Bahkan secara struktur transistor merupakan komponen elektronik yang dibentuk dari gabungan dua buah dioda yang disusun sedemikian rupa. Pertemuan dari gabungan dua buah dioda ini kemudian diberikan elektroda baru yang diberi nama basis.

Kalau dilihat dari namanya transistor berasal dari dua suku kata yaitu transfer dan resistor. Transfer berarti pemindahan dan resistor berarti hambatan listrik. Sehingga transistor dapat saja kita definisikan sebagai perpindahan atau peralihan bahan hambatan (setengah penghantar) menjadi penghantar pada kondisi tertentu.

Karena fungsinya yang sangat penting, transistor sangat banyak digunakan dalam rangkaian elektronika dan menggeser fungsi tabung hampa udara yang banyak digunakan pada periode sebelumnya. Dengan ditemukannya transistor telah membuat perubahan yang sangat besar terhadap berbagai macam peralatan dan rangkaian elektornika. Sebelum ditemukannya transistor, tabung hampa udara merupakan komponen utama dalam pembuatan peralatan elektronika seperti radio, televisi, komputer, pemancar dan lain lain. Akibatnya peralatan tersebut berukuran besar, berat, konsumsi daya sangat besar dan cara kerjanyapun sangat lambat. Ketika fungsi tabung ini digantikan oleh transistor, peralatan menjadi lebih kecil, ringan, konsumsi arus kecil dan cara kerjanyapun menjadi lebih cepat. Transistor juga merupakan komponen dasar penyusun integrated circuit atau yang lebih dikenal dengan istilah IC.

Read More

Pengertian Semikonduktor

Semikondukutor merupakan zat atau bahan yang bersifat antara konduktor dan isolator atau dengan kata lain semikonduktor merupakan bahan atau zat setengah penghantar listrik. Kapan semikonduktor bersifat sebagai penghantar listrik atau konduktor? Ketika bahan ini diberikan tegangan listrik dengan cara tertentu, besar arus tertentu, persyaratan tertentu dan temperatur tertentu. Kapan dia akan bersifat sebagai isolator? Ketika diberikan arus dan tata cara yang tidak sesuai. Jadi untuk menggunakan semikonduktor untuk keperluan rangkaian kita harus memahami spesifikasi dan dan karakteristiknya. Karena sifatnya yang demikian semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronika. Bahan bahan yang kita kenal dengan komponen aktif seperti dioda, transistor dan ic tersusun dari semikonduktor ini.

Salah satu penyebab bahan semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronika adalah karena sifat konduktifitasnya dapat diubah ubah secara terkontrol  dengan menggunakan zat pendoping untuk mempengaruhi kemurnian zat tersebut. Dengan cara mendoping atau menyuntikan bahan tertentu sehingga semikonduktor menjadi kelebihan elektron atau proton akan meningkatkan konduktifitasnya berkali lipat sehingga sangat baik digunakan dalam rangkaian. Diantara penggunaan bahan ini dalam rangkaian elektronika adalah untuk penyearah, penguat arus, tegangan dan daya listrik.

Bahan bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan adalah silikon, germanium dan galium arsenida. Bahan bahan yang digunakan dalam proses doping semikonduktor adalah arsenic, indium dan antimony. Bahan bahan pendoping ini biasanya disebut dengan istilah dopant dan bahan semikonduktor yang sudah dilakuan doping disebut dengan semikonduktor ekstrinsik sedangkan semikonduktor murni disebut semikonduktor intrinksik.

Berkaitan dengan proses pendopingan terhadap bahan semikonduktor, maka kita mengenal dua tipe semikonduktor sebagai berikut.

1. Semi konduktor tipe N : yaitu semikonduktor yang kaya akan muatan negatif (elektron) sebagai pembawa muatannya. Jika semikonduktor dari bahan silikon didoping dengan bahan arsenikum atau antimony aka menyebakan semikonduktor ini kaya akan muatan elektron.
2. Semi konduktor tipe P : yaitu semikonduktor yang kaya akan muatan positif dan kekurangan muatan negatif (elektron). Pada tipe ini penghantar utamanya adalah hole (majority) sedangkan elektron (minority). Jika semikonduktor bahan silikon didoping dengan bahan indium maka akan menjadikon semikonduktor ini bertipe P.

Dengan menggabungkan dua tipe semikonduktor ini dengan cara dan aturan tertentu akan didapatkan komponen elektronika yang sangat penting dalam dunia elektronika seperti dioda, transistor dan ic. Komponen komponen inilah yang menyebabkan dunia ini semakin maju dan canggih dan hampir semua manusia yang ada di dunia ini menikmati manfaatnya. 

Read More

Cara Mengukur Dioda Menggunakan Multimeter

Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang dapat diukur menggunakan alat yang dinamakan multimeter. Pengukuran dioda ini dimaksudkan untuk mengetahui apakah komponen tersebut masih baik atau sudah mengalami kerusakan. Cara pengukuran dioda dengan multimeter dapat kita lakukan dengan  dua cara yaitu pertama pengukuran dalam keadaan dioda tidak terhubung ke tegangan listrik dan pengukuran dioda yang terhubung ke tegangan listrik (dalam rangkaian). Kedua jenis pengukuran tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing masing. Jika kita ingin mengukur dioda tanpa terhubung tegangan dan komponen lain kita harus melepaskan solderannya terlebih dahulu (kecuali dioda yang baru dibeli dan belum terpasang kerangkaian) sehingga sedikit menambah pekerjaan. Tapi cara ini lebih pasti dan lebih meyakinkan kita akan kebenaran hasilnya. Jika kita ingin mengukur dioda dalam keadaan terhubung ke tegangan dan rangkaian listrik kita tidak perlu melakukan pelepasan solderan sehingga dapat menghemat waktu dan tenaga. Tetapi cara ini harus dilakukan dengan hati hati (jangan sampai ke setrum atau korsleting) dan dalam pembacaanya pun kita harus benar benar mengerti prinsip rangkaian tempat dioda terpasang.

Berikut ini merupakan cara pengukuran dioda dalam keadaan tidak terhubung ke rangkaian dan tegangan listrik.

Pengukuran dioda menggunakan mulitimeter analog:

1. Pastikan teslead (probe) multimeter terpasang dengan baik dan benar
2. Atur posisi switch multimeter pada posisi ohm meter (pengali bisa diubah2)
3. hubungkan probe berwarna hitam ke kutup anoda dan probe merah ke kutup katoda (bisa diberi tanda dengan gelang warna putih)
4. Lihat posisi jarum meter, jika bergerak dengan menunjukkan nilai hambatan tertentu berarti masih bagus. jika tidak bergerak berarti sudah rusak. Tapi harus diingat pada langkah ini kita belum bisa memutuskan secara mutlak apakah dioda benar benar bagus atau tidak sebelum kita melakukan langkah berikut.
5. Hubungkan probe hitam ke kutup katoda dan probe merah ke kutup anoda.
6. Lihat jarum meter apakah bergerak atau tidak. Jika jarum meter bergerak maka dipastikan dioda sudah mengalami kerusakan (bocor) dan jika tidak bergerak berarti masih bagus dengan catatan pada langkah 4 jarum meter bergerak.
   

Untuk mengambil keputusan apakah dioda baik atau tidak maka kita harus pastikan bahwa ketika probe merah terhubung ke anoda dan probe hitam ke katoda  jarum harus bergerak dan pada posisi kebalikannya jarum tidak boleh bergerak. Jika pada posisi keduanya jarum bergerak berarti dioda sudah rusak jebol dan jika tidak bergerak sama sekali berarti dioda juga sudah rusak (putus) sehingga harus diganti.

Selain menggunakan multimeter analog kita juga dapat melakukan pengukuran dengan multimeter digital. Pada kebanyakan multimeter digitasl sudah ada pengaturan khusus untuk pengukuran komponen dioda, tetapai jika tidak ada kita juga dapat melakukan pengukuran dengan menggunakan posisi ohm meter. Berikut ini merupakan cara melakukan pengukuran dioda menggunakan multimeter digital.

1. Atur posisi switch multimeter pada posisi dioda atau boleh juga ohm meter.
2. Pastikan kabel probe terhubung dengan baik dan benar
3. Hubungkan probe atau testlead hitam ke kutup anoda dan probe merah ke kutub katoda
4. Lihat hasil penunjukkan pada display meter. Jika display meter menunjukkan nilai tegangan tertentu (jika mengguankan posisi dioda) atau nilai hambatan tertentu (jika menggunakan posisi ohm meter) maka berarti dioda masih bagus. Tapi untuk kepastian bagus atau tidaknya tetap harus dilakukan langkah ke 5 berikut.
5. Hubungkan probe hitam ke kutub katoda dan probe merah ke kutub anoda.
6. Lihat kembali dispaly meter dan pastikan tidak ada penunjukkan nilai tegangan atau nilai hambatan tertentu. Jika ada nilai tegangan atau nilai hambatan berarti dioda sudah rusak (bocor) jika tidak ada berarti dioda masih bagus.

Untuk melakukan pengukuran dengan menggunakan tegangan listrik yang terhubung ke rangkaian kita harus melakukannya dengan hati hati. Biasanya cara ini dilakukan oleh orang orang profesional yang sudah mengerti betul dengan prinsip rangkaian. Jika tidak akan berpotensi untuk melakukan kesalahan seperti korsleting, kesetrum dan kesalahan dalam mengambil keputusan. Jadi bagi yang belum bisa (tapi kapan bisanya ya kalau belum pernah mencoba?) disarankan tidak melakukan cara ini. Ada prinsip yang mengatakan tak apalah kerja bertambah tapi akibatnya jauh lebih bagus dari pada kerja lebih irit tapi potensi untuk mendapat kerusakan. Tapi Kalaupun tetap mau mencoba dapat juga dilakukan pemutusan atau pelepasan solderan pada output dioda sehingga tidak terhubung ke beban berikutnya setelah itu baru lakukan pengukuran dengan menggunakan switch volt meter (pastikan posisi tegangannya tidak salah ) jika menggunakn tegangan listrik, tapi jika tanpa tegangan cukup gunakan posisi ohm meter.

Demikian cara singkat yang dapat penulis sampaikan untuk melakukan pengukuran pada komponen dioda. Jika bermanfaat silahkan share pada yang lainnya dan jika ada kesalahan silahkan berikan masukkan.

Read More