BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang Masalah Dewasa ini perkembangan dunia teknologi sudah sangatlah pesat. Sehingga dibutu dibutuhk hkan an suatu suatu kemam kemampua puan n dalam dalam menyei menyeimba mbang ngkan kan perkem perkemban banga gan n ters terseb ebut ut.. Tida Tidak k hany hanya a perk perkem emba bang ngan an duni dunia a tekn teknol olog ogii komu komunik nikas asii dan dan inform informasi asi,, teknol teknologi ogi dalam dalam bidang bidang elektr elektroni onika ka sebaga sebagaii faktor faktor utama utama yang yang mend menduk ukun ung g
tekn teknol olog ogii
dapa dapatt
meng mengal alam amii
perk perkem emba bang ngan an
hany hanya a
dala dalam m
beberapa bulan saja, khususnya perangkat elektronik yang bersifat analog maupun digital. Mahasiswa Universitas Gunadarma mendapat suatu materi praktek dalam bidang elektronika . Hal ini merupakan salah satu cara dalam menye menyeim imban bangka gkan n perkem perkemban bangan gan teknol teknolog ogii terse tersebut but.. Materi Materi prakte praktek k yang yang diajar diajarkan kan
didala didalam m Labora Laborator torium ium Elektron Elektronika ika Dasar, Dasar, menga mengarah rahkan kan dan
membimbing
rekan-rekan
mengem gembangk ngkan
atau atau
mahasiswa
bahk ahkan
untuk
meran eranca cang ng
dapat
suatu uatu
membuat,
rang rangk kaian ian
yang yang
bermultiguna. Pembuatan alat ini, mulai dari menggambar rangkaian dengan skema skema secara elektronik elektronik dan kemudian kemudian dirangkai dirangkai menjadi menjadi suatu rangkaian rangkaian yang dapat digunakan. Untuk alat yang dipilih oleh penyusun adalah PENGUSIR NYAMUK. Dalam pembuatan pengusir nyamuk ini terdapat beberapa kendala yang harus dihadapi, seperti ; perancangan layout yang diambil dari skema elektronika yang nantinya akan digambar pada papan PCB. Penggunaan jumper juga sang sangat at
dipe diperh rhat atik ikan an..
Kend Kendal ala a
sela selanj njut utny nya a
adal adalah ah
memi memind ndah ahka kan n
atau atau
mengambar layout tersebut pada papan PCB. Setelah itu adalah pelarutan papan PCB tersebut. Papan PCB yang digunakan adalah papan PCB polos atau papan papan PCB yang belum dipakai dipakai dan tidak ada gambar gambar rangkaian rangkaian pada bagian bagian temba tembagan ganya. ya. Pembua Pembuatan tan rangka rangkaian ian pada pada PCB dapat dapat digun digunaka akan n dengan menggunakan spidol atau menggunakan rugos yang berbantuk garis. Keberhasilan dalam pembuatan alat ini tergantung dari rangkaian yang telah menjadi jalur tembaga yang ada pada papan PCB tersebut.
1 2
Untu Untuk k Maka Makala lah h yang yang diam diambi bill oleh oleh peny penyus usun un yang yang berj berjud udul ul Suar Suara a Jangk Jangkrik rik Tiruan Tiruan,, mengh menghara arapka pkan n dapat dapat terobat terobatiny inya a rasa rasa rindu rindu akan akan suara suara keindahan alam yang selama ini semakin menghilang, seiring dengan makin pesatnya kemajuan zaman, tehnologi dan industri dan apalagi jika kita berada di Ibu Kota yang semakin penuh sesak dengan populasi manusia dan polusi udara.
1.2Pembatasan Makalah Untuk lebih mempersempit pembahasan dalam hal pembuatan Suara Jangkrik Tiruan ini, maka pembahasan pembahasan akan akan dibatasi pada analisa rangkaian rangkaian secara blok diagram maupun analisa rangkaian.
1.3Tujuan Penulisan Pembuatan Suara Jangkrik Jangkrik Tiruan ini mempunyai mempunyai tujuan yang hendak dicap dicapai ai
yaitu yaitu menga mengapli plikas kasika ikan n dan memprak mempraktek tekka kan n teori-t teori-teor eorii yang yang telah telah
didapat, sehingga dapat menjadi suatu pemahaman tentang cara kerja suatu rangka rangkaian ian elektr elektroni onika ka agar agar dapat dapat dimanf dimanfaat aatkan kan dan dikemb dikembang angka kan n untuk untuk merancang suatu alat yang dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari. dan selain itu juga mengharapkan dapat terobatinya rasa rindu akan akan suara alam yang semakin waktu semakin menghilang seiring perkembangan zaman.
1.4Metode Penulisan Dalam Dalam penyus penyusuna unan n makala makalah h ini, ini, diguna digunakan kan metod metode e studi studi pusta pustaka ka (Library Research). Dalam metode ini, penyusun berusaha mencari literaturliteratur literatur yang berkaitan dengan rangkaian rangkaian Suara Jangkrik Jangkrik Tiruan Tiruan tersebut, tersebut, sehingga penyusun dalam penulisan tidak menyimpang dari rangkaian Suara Jangrik Jangrik Tiruan tersebut. tersebut. Maka literatur-litera literatur-literatur tur tersebut tersebut dijadikan dijadikan pedoman dalam penyusunan makalah ini. 1.5Sistematika penulisan Pada penyusunan makalah ini dibagi menjadi beberapa bab yang akan berisikan mengenai lingkup dari setiap bab. Secara garis besar, makalah ini dibagi menjadi 5(lima) bab sebagai berikut:
3
BAB I
: PENDAHULUAN Dala Dalam m bab bab ini ini ditu ditulis liska kan n meng mengen enai ai latar latar bela belaka kang ng masa masala lah, h, pembat pembatasa asan n makal makalah, ah, tujuan tujuan dari dari penuli penulisan san makala makalah, h, metod metode e penulisan penulisan yang diperguna dipergunakan kan dalam penyusunan penyusunan makalah makalah dan juga tentang sistematika penulisan.
BAB BAB II II : LANDASAN TEORI Dalam bab ini berisi tentang teori-teori dasar mengenai komponen yang dipergunakan dalam dalam rangkaian Suara Suara Jangkrik Tiruan. Tiruan.
BAB III
: ANALISA RANGKAIAN Bab ini akan menyajikan tentang analisa-analisa rangkaian Suara Jang Jangkr krik ik Tiur Tiuran an ters terseb ebut ut.. Anal Analis isa a yang yang akan akan disa disajik jikan an akan akan berbentuk analisa rangkaian secara blok diagram maupun analisa rangkaian secara detail.
BAB IV
: CARA PENGOPERASIAN ALAT Bab Bab ini ini akan akan meng mengula ulas s meng mengen enai ai cara cara-c -car ara a peng pengop oper eras asia ian n pengusir pengusir nyamuk nyamuk tersebut. tersebut. Dalam mengaktifkan mengaktifkan ataupun dalam melihat output yang dihasilkan oleh alat tersebut.
BAB V: PENUTUP Bab ini berisikan berisikan tentang tentang kesimpulan kesimpulan dari makalah makalah ini dan saran saran terh terhad adap ap
peny penyus usun un
berk berkai aiat atan an
pembuatan pengusir nyamuk ini.
BAB II LANDASAN TEORI
deng dengan an
hasi hasill
peny penyel eles esai aian an
2.1 Pengertian Elektronika Sebe Sebelu lum m memb membah ahas as komp kompon onen en dan dan rang rangka kaia ian n yang yang terd terdap apat at dala dalam m elektronika, kita harus mengetahui dahulu apa yang dimaksud dengan elektronika. Menurut kamus besar bahasa Indonesia elektro merupakan kata majemuk yang meng mengen enai ai atau atau diken dikenai ai deng dengan an tena tenaga ga list listrik rik.. Elek Elektr tron onik ika a ialah ialah ilmu ilmu yang yang mempelajari sifat-sifat dan prinsip kerja piranti (device = alat) yang asas kerjanya terdapat terdapat aliran elektron elektron dalam ruang ruang hampa hampa
dan aliran elektron elektron dalam dalam piranti piranti
semi-penghantar. Cakupan Cakupan bidang bidang elektronika elektronika cukup luas ulai ulai radio, radio, radar, televisi, televisi, sistem pengaturan pengaturan dalam industri, industri, komputer, komputer, rekaman suara, suara, alat-alat alat-alat ukur, ukur, perkakas perkakas kedokteran dan lain alat-alat yang memakai tabung radio (tabung elektronik) atau piranti semi-penghantar.
2.2 Teori Elektron Pada Pada bagian bagian ini akan akan memb membaha ahas s mengen mengenai ai molek molekulul-mo molek lekul ul atom atom dan elektron. Pengertian mengenai struktur atom berguna untuk menjelaskan gayagaya diantara atom yang akhirnya mengarah pada pembentukan molekul. Dalam sub bab ini akan mempelajari struktur listrik atom yang diartikan sebagai : dimana elektron dalam suatu atom paling mungkin ditemukan.
2.2.1 Partikel Penyusun Atom Menurut teori atom Dalton yang dikembangkan selama periode 1803-1808 didasarkan atas tiga asumsi pokok: 1. Tiap unsur unsur kimia kimia tersusun tersusun atas atas partikel partikel terkecil terkecil yang disebut disebut atom. atom. 2. Atom tidak tidak dapat dapat dipecah dipecah lagi menjadi menjadi baian-ba baian-bagian gian yang yang lebih kecil. kecil. 3. Semua Semua atom dari dari unsur unsur mempunyai mempunyai massa massa (berat) (berat) dan sifat sifat yang sama. sama. 4. Dalam senya senyawa wa kimia, kimia, atom-atom atom-atom dari unsur unsur yang berlainan berlainan melakuk melakukan an ikatan dengan perbandingan numerik sederhana. Pada akhir tahun 1800-an, teori atom Dalton tumbang oleh sederetan penemuan mutakhir, misalnya sinar X (1895), radioaktif (1896), elektron (1897) dan 4 5
radi radium um(1 (189 898) 8).. Stud Studii atas atas geja gejalala-ge geja jala la ters terseb ebut ut menu menunju njuka kan n bahw bahwa a atom atom meru merupa paka kan n meru merupa paka kan n struk struktu turr rumi rumitt yang yang diba dibang ngun un oleh oleh part partik ikelel-pa parti rtike kell penyusun atom.
2.2.2 Teori Elektron Penelitian mengenai bangun atom antara lain didasarkan pada eksperimen yang dilakukan dengan tabung (kaca) hampa atau tabung sinar katode. Sir William Crookes merancang suatu tabung hampa yang merupakan penyempurnaan dari tabung sinar katode yang disebut tabung Crookes. “ Jika kawat diberi potensial listrik yang tinggi kemudian didekatkan, akan terjadi bunga api dari satu kawat ke kawat lain. Bila ujung kawat ditaruh dalam tabung hampa akan terlihat adanya bara hijau kekuningan dari arah katode. Sinar ini disebut sinar katode. Kemudian sifat-sifat ini disimpulkan sebagai berikut : 1. Sina Sinarr kato katode de dipa dipanc ncar arka kan n oleh oleh kato katode de dala dalam m sebu sebuah ah tabu tabung ng hamp hampa a bila bila dilewati arus listrik. 2. Sinar Sinar katode katode berja berjalan lan dalam dalam garis garis lurus lurus 3. Sinar Sinar katode katode bila membent membentur ur gelas gelas atau benda tertentu tertentu akan mengelu mengeluark arkan an cahaya sehingga dapat disimpulkan bahwa sinar katode terdiri atas partikelpartikel. 4. Sinar katode katode dibelok dibelokkan kan oleh medan medan listrik listrik dan magnet magnet ke arah arah partikel partikel yang bermuatan negatif. 5. Sifat sinar sinar katode katode tidak dipenga dipengaruhi ruhi oleh bahan bahan elektro elektrode de (besi, (besi, platina, platina, dll). Dari Dari kelima kelima sifat sifat terse tersebut but disimp disimpulk ulkan an bahwa bahwa sinar sinar katode katode terdir terdirii dari dari part partik ikelel-pa part rtik ikel el yang yang berm bermua uata tan n nega negatif tif dan dan diber diberii nama nama elek elektr tron on oleh oleh JJ. JJ. Thomson. Kemudian dikemukakan istilah
e- dan dilambangkan dengan -1e0.
Atom Atom yang yang terd terdap apat at pada pada sili siliko kon n terd terdiri iri dari dari inti inti atom atom dan dan 14 elek elektro tron n yang yang berputar menelilingi inti. Kemudian pada empat belas elektron yang mengelilingi inti inti pecah pecah menja menjadi di tiga tiga kelom kelompok pok.. Kelom Kelompok pok pertam pertama a adalah adalah kelomp kelompok ok yang yang letaknya dekat dengan inti terdiri dari dua elektron. Kelompok kedua merupakan kelompok yang letaknya jauh dari inti terdiri dari empat elektron, kelompok ini disebut disebut juga elektron elektron valensi, valensi, sedangkan sedangkan kelompok kelompok ketiga memilik memilikii
8 elektron
yang letak diantara kedua kelompok tersebut. Elektron yang terletak dalam kulit 6
yang yang dekat dekat dengan dengan inti adalah adalah memil memiliki iki tenaga tenaga yang yang terbes terbesar. ar. Dimana Dimana tenaga ini disebabkan karena elektron bergerak yang menimbulkan energi kinetis dan energi potensial yang disebabkan disebabkan karena letak letak elektron dalam dalam medan listrik inti atom. Pada gerakkan elektron tersebut terjadi peristiwa tarik menarik antara muatan positif dengan muatan negatif elektron. Elektron yang berada pada kulit terluar memiliki nilai yang paling kecil, oleh sebab itu elektron-elektron yang berada pada kulit terluar ini paling mudah lepas dari inti. Bila elektron ini terlepas maka ia akan bergerak bebas. Elektron ini akan berputar pada bagian luar zat semi-penghantar tersebut dan dinamakan elektron beba bebas. s. Jum Jumlah lah elek elektr tron on beba bebas s suat suatu u zat zat akan akan dapa dapatt mene menent ntuk ukan an sifa sifatt kelis kelistri trikk kkan anny nya. a. Bila Bila dala dalam m juml jumlah ah besa besarr sepe seperti rti dala dalam m loga logam m maka maka akan akan menghasilkan daya hantar listriknya baik atau disebut sebagai konduktor. Dan apabila jumlah elektronnya sedikit maka zat tersebut tidak akan memiliki daya hantar listrik yang yang baik atau akan bersifat isolator. Karenanya daya hantar listrik bahan silikon dan germanium tak sebaik logam tetapi lebih baik dari isolator, maka maka dapa dapatt diny dinyat atak akan an bahw bahwa a silik silikon on dan dan germ german anium ium memi memilik likii sifa sifatt semi semi-kond konduk ukto tor. r. Silik Silikon on dan dan Germ German aniu ium m digu diguna naka kan n untu untuk k memb membua uatt komp kompon onen en-komponen zat padat (solid state) seperti integrated Circuit (IC) sedangkan bahan carbon yang utama utama digunakan untuk untuk membuat komponen tahanan tahanan (resistor) dan potensiometer .
2.3. Teori Komponen Didalam elektronika, komponen elektronik terbagi menjadi dua jenis yaitu komp kompon onen en pasi pasiff dan dan komp kompon onen en aktif aktif.. Komp Kompon onen en pasi pasiff adal adalah ah
komp kompon onen en
elektronika yang dalam pengoperasiannya tidak memerlukan arus atau tegangan tersendiri. Contoh komponen-komponen pasif ialah resistor, kapasitor, induktor, dan transforma transformator. tor.
Sedangkan Sedangkan kompone komponen n aktif adalah kompone komponen n elektronika elektronika
yang yang dala dalam m peng pengop oper eras asia iann nnya ya meme memerl rluk ukan an sumb sumber er tega tegang ngan an atau atau arus arus tersendiri. Contohnya adalah transistor dan rangkaian terpadu (intergrated circuit). Dalam makalah ini hanya akan membahas komponen elektronika pasif dan aktif yang digunakan dalam rangkaian Lampu Kamar Gelap, seperti: resistor, dioda, LDR dan transistor.
7 2.3.1 Resistor
Semua proyek elektronik akan menggunakan komponen yang satu ini sebagai taha tahana nan n atau atau hamb hambat atan an yang yang mung mungki kin n digu diguna naka kan n lebi lebih h bany banyak ak dari dari pada pada komponen komponen elektronik elektronika a lainnya.Ha lainnya.Hambata mbatan n ini memiliki memiliki dua jenis yang berbeda, yang pertama jenis hambatan tetap dan hambatan tidak tetap. Hambatan tetap dikenal dengan resistor, sedangkan hambatan yang tidak tetap dikenal dengan Potensiometer dan Trimpot
Hambatan tetap Hambatan tetap atau disebut juga resistor digunakan untuk penghambat listrik dalam rangkaian-rangkaian elektronika. Resistor ini diberi simbol R dan juga sering disebut weerstand (bahasa Belanda). Sebuah hambatan biasanya terlihat seperti silinder kecil dengan kawat pada tengah-tengah kedua ujungnya. Harga tahanannya dinyatakan dengan suatu sistem kode warna. Tahanan ini berbentuk tabung kecil mempunyai empat pita warna yang melingkarinya.
Gbr 1. Resistor Simbol Simbol untuk tahanan diperlihatkan diperlihatkan pada gambar gambar diatas. diatas. Pada gambar diatas diatas juga memperlih memperlihatkan atkan susunan susunan pita warna yang melingkari melingkari tahanan. tahanan. Dua pita pertama menyatakan dua angka pertama dari harga tahanan. Pita yang ketiga adalah pengali. Dua angka pertama dikalikan dengan angka yang dinyatakan oleh pita ketiga. Hasilnya adalah harga dari komponen tersebut. Untuk pita ke-empat merupa merupaka kan n nilai nilai tolera toleransi nsi dari dari tahana tahanan n terseb tersebut. ut. Nilai Nilai tolera tolerans nsii adalah adalah nilai nilai tahanan yang masih masih diperbolehkan diperbolehkan melewatkan arus. Dibawah ini ini terdapat tabel tabel nilai dari setiap warna yang ada pada resistor beserta dengan nilai toleransinya. Tanpa pita keempat
±
20%
Perak
±
10%
Emas
±
5% 8
Coklat
1%
Tabel 1. Kode Warna Pita pada Resistor
Warna Hitam Coklat Merah Orange Kuning Hijau Biru Violet Abu-abu Putih Emas
nilai warna jika digunakan pada pita pertama atau kedua 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tidak digunakan
nilai warna jika digunakan pada pita Ketiga 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 Tidak digunakan Tidak digunakan Tidak digunakan 0,1
Nama Nama satuan satuan Ohm dapat dising disingka katt denga dengan n huruf huruf Yunan Yunanii Omega Omega (Ω ). Satuan hambatan hambatan ini diberi nama nama Ohm sesuai sesuai dengan nama seorang ahli Fisika Jerman yang telah menyingkap “Hukum Ohm”. Jadi Jadi taha tahana nan n yang yang memp mempun unya yaii pita pita Mera Merah, h, Viol Violet et,, Kuni Kuning ng dan dan Emas Emas mempunyai nilai tahanan sebesar 270000 Ohm. Sedangkan harga sesungguhnya berada dalam selang kurang atau lebih 5% dari harga nominal di atas. Harga ini diperoleh sebagai berikut : seperti pada tabel di atas. Pita Merah menunjukkan bahwa angka pertama adalah 2, pita violet menunjukkan angka kedua adalah 7. Kita mendapatkan angka 27 yang selanjutnya harus dikalikan dengan pita ketiga, yaitu yaitu Kunin Kuning g dan menya menyatak takan an dengan dengan angka angka 10000 10000.. Jadi Jadi nilai nilai kompon komponen en ini adalah 47 x 10000 = 270000 Ohm. Pita keempat berwarna emas dan menyatakan tolera tolerans nsii 5%. Tidak Tidak ada tahan tahanan an memp mempuny unyai ai harga harga tepat tepat seper seperti ti dinyat dinyataka akan. n. Tanda toleransi memberikan harga-harga batasannya. Kadang Kadang-ka -kadan dang g juga juga tahana tahanan n dijump dijumpai ai yang yang mempun mempunyai yai pita pita kelim kelima. a. Dimana Dimana pita pita pertam pertama a akan akan berwar berwarna na merah merah muda muda untuk untuk menya menyatak takan an bahwa bahwa tahanan ini dari jenis stabilitas tinggi. Ada juga tahanan yang mempunyai mempunyai pita 9 ketiga berwarna perak, pita ini menunjukkan angka perkalian sebesar 0,01. Tahanan dengan nilai serendah ini jarang digunakan.
Hambatan Tidak Tetap (Variabel) Hambat Hambatan an tidak tidak tetap tetap ini memilik memilikii fungsi fungsi yang yang sama sama dengan dengan hambat hambatan an tetap atau resistor, resistor, tetapi tetapi nilai hambatannya hambatannya atau resistansi resistansinya nya dapat diubahdiubahubah. Hambatan tidak tetap ini jenisnya : hambatan geser, potensiometer, trimpot, tetapi yang palig banyak digunakan ialah trimpot dan potensiometer. a. Potensiometer Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros yang yang ters tersed edia ia.. Pote Potens nsio iome mete terr pada pada dasa dasarn rnya ya sama sama deng dengan an trim trimpo pott seca secara ra fungsional. Berdasarkan nilai tahanannya potensiometer dibedakan menjadi:
Potensio Linier : Bila kontak geser digerakkan atau diputar nilai tahanannya akan berubah sesuai sesuai perhitunga perhitungan n linier. linier. Biasanya Biasanya potensiom potensiometer eter jenis ini memiliki tanda tanda B, misalkan misalkan B10K dan B50K.
Potens Potensio io Logarit Logaritmis mis : Bila Bila kontak kontak digese digeserr atau atau diputa diputarr nilai nilai tahana tahananny nnya a berubah sesuai dengan perhitungan logaritma. Untuk potensiometer jenis ini memiliki tanda A.
Ker Kerena ena
pote potens nsio iom meter eter
ini ini
merup erupak akan an
hamb ambata atan
tak tak
teta tetap, p,
maka aka
pad pada
komp kompon onen enny nya a juga juga terd terdap apat at bagi bagian an yang yang dapa dapatt dipu diputa tarr atau atau dige digera rakk kkan an.. Simbolnya juga hampir sama dengan resistor tetapi terdapat kaki ketiga. Seperti pada gambar dibawah ini.
Gbr.2.Potensiometer b. Trimpot Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar poros dengan menggunakan obeng. Untuk mengetahui nilai hambatannya dapat dilihat dai angka yang tercantum pada badan trimpot tri mpot tersebut. Simbol Trimpot :
10
Gbr 3. Trimpot
2.3.2 Dioda Diod Dioda a
meru merupa paka kan n
suatu uatu komp kompon onen en elek elektr tron onik ika a
yang yang hany hanya a
dapa dapatt
menghantar arus listrik atau tegangan satu arah saja. Daerah dimana tipe-p dan tipe-n bertemu disebut dengan junction dan dioda junction adalah nama lain dari dari dari krista kristall pn. Kata Kata dioda dioda adalah adalah pemend pemendeka ekan n dari dari dua elektr elektroda oda dimana dimana di berarti dua.
Gbr 4. Dioda
Dioda Tanpa Bias Gambar (a) menunjukan menunjukan dioda juction. Sisi Sisi p mempunyai banyak hole dan sisi sisi n banyak elektron pita konduksi. Pada gambar (a) terlihat bahwa tidak ada luar dikenakan kepadanya berarti dioda tersebut adalah dioda tanpa bias. Elektron pada sisi n cenderung berdifusi berdifusi atau menyebar kesegala kesegala arah. Beberapa berdifusi melewati junction. Jika elektron masuk masuk kedaerah p , ia akan merupakan pembawa pembawa minor inorit itas as..
Deng Dengan an
bany banyak akny nya a
hole hole
dise diseki kita tarn rnya ya,,
pemb pembaw awa a
mino minori rita tas s
ini ini
mempunyai umur umur hidup singkat; segera segera memasuki daerah daerah p , elektron akan jatuh ke dalam dalam hole. hole. Jika Jika ini terjad terjadi, i, maka maka hole hole lenyap lenyap dan elektr elektron on pita pita konduk konduksi si menjadi elektron valensi. Setiap kali elektron berdifusi melalui juction, ia akan 11 menciptaka menciptakan n sepasang sepasang ion. Gambar Gambar (b) menunjuka menunjukan n ion-ion ion-ion ini pada masingmasing sisi junction. Tanda positif berlingkaran menandakan ion positif dan tanda negati negatiff
berlin berlingka gkaran ran menunju menunjukan kan ion negati negatif. f. Ion tetap dalam struktur struktur kristal kristal
karena ikatan kovalen dan tidak dapat berkeliling seperti elektron pita konduksi ataupun hole. Setiap pasang ion positif dan negatif disebut dipole. Pembentukan
dipole berarti satu elektron pita konduksi dan satu hole telah dikeluarkan dari sirkulasi. Jika terbentuk sejumlah pole, daerah dekat junction dikosongkan dari muatan-muatan yang bergerak. Kita sebut daerah yang kosong muatan ini dengan lapisan pengosongan (depletion layer).
Potensial Barier Tiap dipole mempunyai medan listrik gambar (c). Anak panah menunjukan arah gaya pada muatan positif. Jika elektron memasuki lapisan pengosongan, medan mencoba mendorong mendorong elektron kembali kembali kedaerah n . Kekuatan medan medan bertambah dengan berpindahnya tiap elektron sampai akhirnya medan menghentikan difusi elektron yang melewati junction. Dalam gambar (b), adanya medan diantara ion adalah ekivalen dengan perbedaan potensial disebut potensial barier. Pada 25 deraja derajatt celci celcius, us, poten potensia siall barier barier kira-k kira-kira ira sama sama dengan dengan 0,3 Volt Volt untuk untuk dioda dioda germanium dan 0,7 Volt untuk dioda silikon.
Forward Bias Arus mengalir dengan mudah dalam rangkaian gambar (a), karena jika elektron pita konduksi itu bergerak menuju junction, ujung kanan kristal menjadi positif sediki sedikit. t. Ini terjad terjadii karena karena elektr elektron on pada pada ujung ujung kanan kanan krista kristall berger bergerak ak menuju menuju junct junction ion dan mening meningga galka lkan n atom atom yang yang bermu bermuata atan n positif positif
dibela dibelakan kang.A g.Atom tom
bermuatan positif kemudian menarik elektron kedalam kristal dari terminal sumber negatif. negatif. Untuk pendekatan pendekatan pertama, pertama, kita dapat dapat membayan membayangkan gkan bahwa semua semua elektr elektron on pita pita kondu konduksi ksi melak melakuka ukan n pengg penggabu abunga ngan n ketika ketika merek mereka a menca mencapai pai junction.
12 Elektron akan
menngalir ke
ujung kanan kristal, ketika segerombolan besar elektron pada dalam daerah n bergerak menuju juntion. Ujung kiri dari grup yang bergerak ini lenyap ketika mengenai junction (elektron jatuh kedalam hole). Dengancara ini aliran elektron akan terus-menerus mengalir dari terminal negatif menuju junction. Jadi dapat
disimpulkan bahwa pada saat elektron mengalir, arus listrik juga mengalir pada dioda forward bias ini. Sifat dioda pada keadaan berubah menjadi saklar tertutup.
Reverse Bias Pada dioda dengan reverse bias ini, polaritas sumber dc akan dipasang terbalik dimana anoda akan mendapat arus negatif sedangkan katoda mendapatkan arus positif. Pada dioda yang bersifat reverse bias ini tidak dapat menghantarkan arus, karena medan yang dihasikan dari luar, searah dengan arah melebar dan lapisan pengosongan. Hole dan elektron bergarak menuju ujung-ujung kristal (menjauhi junction). Elektron yang melarikan diri meninggalkan ion positif dan hole yang pergi meninggalkan meninggalkan ion negatif. negatif. Oleh sebab itu lapisan lapisan pengoson pengosongan gan menjadi menjadi melebar. Semakin lebar lapisan pengosongan maka semakin besar pula reverse bias yang dihasilkan.
Dan semaki semakin n besar besar lapisa lapisan n pengo pengoso songa ngan, n, makin makin besar besar perbed perbedaan aan potens potensial. ial. Lapisan pengosongan berhenti bertambah jika perbedaan potensial sama dengan tegang tegangan an revers reverse e yang yang diberi diberikan kan.. Semen Sementar tara a lapisa lapisan n pengo pengoson songan gan sedang sedang disesuaikan lebarnya, hole dan elektron menjauhi junction. Hal ini menandakan bahwa elektron sedang mengalir dari terminal negatif sumber kedalam ujung kiri kristal. Pada saat yang bersamaan, elektron sedang meninggalkan ujung kanan kris krista tall dan dan meng mengal alir ir keda kedala lam m term termin inal al posi positif tif sumb sumber er.. Oleh Oleh seba sebab b itu, itu, arus arus mengalir dalam rangkaian luar ketika lapisan pengosongan sedang disesuaikan lebarnya yang baru. Arus transisi ini dapat menjadi nol setelah lapisan 13 pengos pengosong ongan an berhen berhenti ti meleb melebar. ar. Umuny Umunya a arus arus transi transisi si berakh berakhir ir hanya hanya dalam dalam beberapa nano-detik saja. 2.3.3 Dioda Zener Dioda Zener adalah dioda yang bekerja pada daerah breakdown atau pada daerah kerja reverse bias. Dioda ini banyak digunakan untuk pembatas tegangan.
Dioda ini digunakan untuk pengaturan tegangan, agar sumber tegangan searah tak berubah tegangan keluarannya jika diambil arusnya (dibebani) dalam batasbatas batas terten tertentu. tu. Dioda Dioda Zener Zener dibuat dibuat agar agar mempu mempunya nyaii tegang tegangan an dadal dadal (diseb (disebut ut tegangan Zener) pada nilai tertentu antara 3 V dan 100 V. Pada keadaan Zener, medan listrik yang tinggi dalam daerah pengosongan menyebabkan elektron pada ikatan kovalen lepas menjadi elektron bebas. Pada mekanisme ini tegangan dadal (PIV) berkurang dengan naiknya suhu. Mekanisme kedua yaitu dadal Townsend, terjadi karena elektron bebas mendapat percepatan cukup tinggi, sehingga jika menumbuk atom akan terjadi elektron bebas. Pada mekanisme yang terakhir ini tegangan dadal bertambah jika suhu naik. Tegangan dadal dapat diatur dengan mengubah konsentrasi donor dan akseptor.
Parameter dioda Zener Beberapa parameter dioda Zener yang penting adalah : (1) Tegangan Tegangan dadal. dadal. (2) Koefisien suhu (perubahan tegangan tegangan Zener terhadap suhu). suhu). (3) Kemampuan daya (lesapan daya maksimum). maksimum). (4) Hambat Hambatan an isyara isyaratt kecil kecil r z, yaitu yaitu hambat hambatan an Zener Zener terhad terhadap ap peruba perubahan han
tegangan kecil, atau untuk isyarat ac kecil. Dioda Zener dengan tegangan Zener di atas 6 V mempunyai koefisien suhu positif, dan di bawah 6 V koefisien suhu negatif. Koefisien suhu minimum terjadi pada Zener 6 V untuk arus 40 mA. Begitu pula hambatan isyarat kecil r z yang menyatakan kebalikan kemiringan lengkung ciri dioda Zener pada keadaan dadal juga berubah dengan tegangan Zener. Suatu Suatu penye penyeara arah h dengan dengan penga pengatura turan n tegang tegangan, an, memp mempuny unyai ai tegang tegangan an kelu keluar aran an yang yang teta tetap p jika jika dibe diberi ri beba beban n arus arus dala dalam m bata batas s tert terten entu tu.. Tanp Tanpa a pengaturan, penurunan tegangan keluaran oleh arus beban terjadi karena 14 peny penyea eara rah h memp mempun unya yaii hamb hambat atan an-d -dal alam am yang yang terd terdiri iri dari dari hamb hambat atan an gulungan transformator dan hambatan-dalam dioda. Pada arus beban yang besar terjad terjadii jatuh jatuh tegang tegangan an pada pada hambat hambatanan-dal dalam am ini sehing sehingga ga tegang tegangan an keluar keluaran an berkurang.
2.3.4. Kapasitor
Kapas Kapasitor itor (Konde (Kondensa nsator tor)) yang yang dalam dalam rangka rangkaian ian elektr elektroni onika ka dilam dilamban bangka gkan n dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi / muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari dari muata muatan n listrik listrik.. Kapasi Kapasitor tor ditem ditemuka ukan n oleh oleh Michae Michaell Farada Faraday y (1791(1791-186 1867). 7). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm 2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut. 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 listrik,, maka maka muata muatan-m n-mua uatan tan positif positif akan akan mengu mengump mpul ul pada pada salah salah satu satu kaki 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 kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Bila kapasitor dihub dihubung ungka kan n ke batera baterai, i, kapas kapasito itorr terisi terisi hingga hingga beda beda potens potensial ial antara antara kedua kedua terminalnya sama dengan tegangan baterai. Jika baterai dicabut, muatan-muatan listrik akan habis dalam waktu yang sangat lama, terkecuali bila sebuah konduktor 15 dihu dihubu bung ngka kan n pada pada kedu kedua a term termin inal al kapa kapasi sito tor. r. Pros Proses es yang yang terj terjad adii pada pada kapasitor ini dapat disebut sebagai proses charging - discharging.. Di alam bebas, phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan. Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menam menampun pung g muata muatan n elektr elektron. on. Coulom Coulombs bs pada pada abad abad 18 mengh menghitu itung ng bahwa bahwa 1 coulomb = 6.25 x 10 18 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs.
Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumus dapat di tulis sebagai berikut : C = (8.85 x 10-12) (k A/t) Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang disederhanakan :
Untuk rangkaian elektronik praktis, satuan farad adalah sangat besar sekali. Umumnya kapasitor yang ada di pasaran memiliki satuan : µF, nF dan pF. 1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad) 1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad) 1 µF = 1.000 nF (nano Farad) 1 nF = 1.000 pF (piko Farad) 16 1 pF = 1.000 µµF (mikro-mikro Farad) 1 µF = 10-6 F 1 nF = 10-9 F 1 pF = 10-12 F
Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran sebuah kapasitor. Misalnya 0.047µF dapat juga dibaca sebagai 47nF, atau contoh lain 0.1nF sama dengan 100pF. Kapasitor / kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.
Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju.
17 Wujud dan Macam Kondensator Berdasarkan kegunaannya kondensator kondensator di bagi menjadi : a. Kondensato Kondensatorr tetap (nilai (nilai kapasitasny kapasitasnya a tetap / tidak dapat dapat diubah) diubah) Kapasitor tetap dibagi menjadi kapasitor berkutub atau polar dan kapasitor non polar. Contoh kapasitor polar adalah Electrolit Condenser (Elco). Kapasitor non – polar tidak mempunyai kutub sehingga tidak menjadi masalah apabila dipasang terbalik. b. Kondensato Kondensatorr variabel variabel (nilai kapas kapasitasn itasnya ya dapat dapat diubah diubah – ubah) ubah) Yang Yang terma termasuk suk kapas kapasitor itor tidak tidak tetap tetap adalah adalah varco varco (kapas (kapasita itansi nsi dapat dapat diubah diubah dengan menggunakan obeng) dan trimmer (kapasitansi diubah dengan memutar pada porosnya). Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis deng dengan an angk angka a yang yang jela jelas. s. Leng Lengka kap p deng dengan an nila nilaii tega tegang ngan an maks maksim imum um dan dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar sebesar 100µF25v 100µF25v yang artinya kapasitor/ kapasitor/ kondensator kondensator tersebut tersebut memiliki memiliki nilai
kapasitansi 100 µF dengan tegangan kerja maksimal yang diperbolehkan sebesar 25 volt. Kapasitor yang ukuran fisiknya kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka, satuannya adalah pF (pico farads). Seba Sebaga gaii cont contoh oh,, kapa kapasi sito torr yang yang bert bertul ulis iska kan n dua dua angk angka a 47, 47, maka maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000, 5 = 100.000 dan seterusnya. Untuk kapasitor polyester nilai kapasitansinya bisa diketahui berdasarkan warna seperti pada resistor.
18
Seperti Seperti komponen komponen lainnya, lainnya, besar besar kapasitan kapasitansi si nominal nominal ada toleransin toleransinya. ya. Pada tabel 2.3 diperlihatkan nilai toleransi dengan kode-kode angka atau huruf tertentu. Dengan tabel tersebut pemakai dapat dengan mudah mengetahui 19 toleransi kapasitor yang biasanya tertera menyertai nilai nominal kapasitor. Misaln Misalnya ya jika jika tertul tertulis is 104 X7R, X7R, maka maka kapas kapasitan itansin sinya ya adalah adalah 100nF 100nF dengan dengan toleransi
+/-15 -15%.
Sekaligus
dike iketahui
jug juga
bahwa
suhu
kerja
yang
direkomendasikan adalah antara -55Co sampai +125Co . Dari penjelasan di atas bisa diketahui bahwa karakteristik kapasitor selain kapasitansi juga tak kalah pentingnya yaitu tegangan kerja dan temperatur kerja. Tegangan kerja adalah tegangan maksimum yang diijinkan sehingga kapasitor masih dapat bekerja dengan baik. Misalnya kapasitor 10uF25V, maka tegangan yang bisa diberikan tidak boleh melebihi 25 volt dc. Umumnya kapasitor-kapasitor
polar bekerja pada tegangan DC dan kapasitor non-polar bekerja pada tegangan AC. Sedang Sedangkan kan temper temperatu aturr kerja kerja yaitu yaitu batasa batasan n temper temperatu aturr dimana dimana kapasi kapasitor tor masih bisa bekerja dengan optimal. Misalnya jika pada kapasitor tertulis X7R, maka kapasitor tersebut mempunyai suhu kerja yang direkomendasikan antara -55Co sampai +125Co. Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat di dalam datasheet . Rangka Rangkaian ian kapasi kapasitor tor secara secara seri seri akan akan menga mengakib kibatk atkan an nilai nilai kapas kapasitan itansi si total total semaki semakin n kecil. kecil. Rangka Rangkaian ian kapasi kapasitor tor secara secara parale paralell akan akan menga mengakib kibatk atkan an nilai nilai kapasitansi pengganti semakin besar. Fungsi Kapasitor Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian : a. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada PS = Power Supply) b. Sebagai filter dalam rangkaian r angkaian PS c. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna d. Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon e. Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar
20 Tipe Kapasit Kapa sitor or Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical. a. Kapa Kapasi sito torr Elec Electr tros osta tatic tic Kapasitor Kapasitor electrosta electrostatic tic adalah adalah kelompok kelompok kapasitor kapasitor yang dibuat dengan dengan bahan dielektrik dari keramik, film fil m dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang populer serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. Tersedia dari besaran pF sampai beberapa µF, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikena dikenall dengan dengan sebuta sebutan n mylar) mylar),, polyst polystyre yrene, ne, polypr polyproph ophyle ylene, ne, polyca polycarbo rbonat nate, e, metalized paper dan lainnya.
Mylar, MKM, MKT adalah beberapa contoh sebutan merek dagang untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film. Umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar. b. Kapa Kapasi sito torr Elec Electr trol olyt ytic ic Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektrikn dielektriknya ya adalah adalah lapisan lapisan metal-oksi metal-oksida. da. Umumnya Umumnya kapasitor kapasitor yang termasuk termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan - di badannya. Kapasitor ini memil memiliki iki polari polaritas tas karena karena proses proses pembua pembuatan tannya nya mengg mengguna unaka kan n elektr elektroli olisa sa sehingga terbentuk kutub positif anoda dan kutub negatif katoda. Tela Telah h lama lama dike diketa tahu huii bebe bebera rapa pa meta metall sepe seperti rti tant tantal alum um,, alum alumun uniu ium, m, magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat dioksi dioksidas dasii sehing sehingga ga membe membentu ntuk k lapisa lapisan n metal metal-ok -oksid sida a (oxide (oxide film). film). Lapisa Lapisan n oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan emas. Elektroda metal yang dicelup ke dalam larutan elektrolit (sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidasi permukaan
21 plat metal. Contohnya, jika digunakan alumunium, maka akan terbentuk lapisan Alumunium-oksida (Al 2O3) pada permukaannya. permukaannya.
Dengan Dengan demikian demikian berturut-tu berturut-turut rut plat metal metal (anoda), (anoda), lapisan-m lapisan-metal-o etal-oksid ksida a dan electrolyte (katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida sebaga sebagaii dielek dielektri trik. k. Dari Dari rumus rumus umum umum diketa diketahui hui besar besar kapasi kapasitan tansi si berban berbandin ding g terbalik dengan tebal dielektrik. Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinya cukup besar. Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan adalah alumunium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adal adalah ah alum alumin iniu ium. m. Untu Untuk k mend mendap apat atka kan n perm permuk ukaa aan n yang yang luas luas,, baha bahan n plat plat Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh 100uF, 470uF, 4700uF dan lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco. Bahan electrolyte pada kapasitor tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit yang yang menjad menjadii elektr elektroda oda negati negatif-n f-nya, ya, melai melainka nkan n bahan bahan lain lain yaitu yaitu manga manganes nesee-
dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal. c. Kapasitor Electrochemical
Satu Satu jenis jenis kapas kapasitor itor lain lain adalah adalah kapasi kapasitor tor electr electroch ochem emica ical. l. Termas Termasuk uk kapasitor jenis ini adalah battery dan accu. Pada kenyataannya battery dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current ) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, misalnya untuk aplikasi mobil elektrik dan telepon selular.
21 2.3.5 IC CD4047B Mampu beroperasi baik dalam modus monostable atau astabil. Hal ini membutuh membutuhkan kan kapasitor kapasitor eksternal eksternal (antara pin 1 dan 3) dan sebuah resistor eksternal (antara pin 2 dan 3) untuk menentukan lebar pulsa output dalam modus monostable, dan frekuensi output dalam mode astabil. Astabil operasi diaktifkan oleh tingkat tinggi pada input astabil atau tingkat rendah pada masukan astabil. Frekuensi output (pada siklus kerja 50%) pada output Q dan Q ditentukan oleh komponen waktu. Frekuensi A dua kali bahwa Q tersedia di Output Oscillator, sebuah sebuah siklus siklus kerja kerja 50% tidak tidak dijami dijamin. n. Monost Monostabl able e operas operasii dipero diperoleh leh saat saat perangkat ini dipicu oleh transisi rendah ke tinggi pada masukan pemicu atau transisi tinggi-tolow pada input b memicu. Perangkat ini dapat retriggered dengan menerapkan transisi rendah ke tinggi secara simultan untuk baik pemicu dan retrigger masukan. Tingkat tinggi
Lay out IC CD4047B
23 2.3.6 Buzer Buzzer akan memberikan keluaran dari rangkaian berupa suara dengungan pada rangkaian yang beroperasi. Buzzer juga merupakan salah satu alat yang dapat dapat memban membangki gkitka tkan n suara suara apabi apabila la diberi diberi tegang tegangan, an, sama sama halnya halnya denga dengan n speake speaker, r, tetapi tetapi buzzer buzzer ini hanya hanya dapat dapat menge mengelua luarka rkan n suara suara yang yang kecil kecil dan melengking saja, sedangkan speaker bisa mengeluarkan suara dari kecil sampai suara yang besar.
Gambar 8. simbol Buzzer 2.3.7 Transistor
Transistor adalah alat semikondukto semikonduktor r yang dipakai sebagai sebagai penguat, penguat, sebagai sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau atau sebaga sebagaii fungsi fungsi lainny lainnya. a. Transi Transisto storr dapat dapat berfun berfungsi gsi semac semacam am kran kran listrik listrik,, dima dimana na berd berdas asar arka kan n arus arus inpu inputn tnya ya (BJT (BJT)) atau atau tega tegang ngan an inpu inputn tnya ya (FET (FET), ), memungkinkan memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter ukur sentimeter ) Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal 24 lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal sinyal radio. radio. Dalam rangkaianrangkaian-rangk rangkaian aian digital digital,, trans transist istor or diguna digunaka kan n sebaga sebagaii saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, gate, memori, dan komponen-komponen lainnya. Transistor dalam dunia elektronika. Secara garis besar ada 2 macam transistor yaitu : BJT (Bipolar Junction Transistor) dan FET (Field Effect Transistor). Transistor BJT mempunyai mempunyai tiga kaki utama yaitu : Emiter (E), colector (C) dan base (B). Dari transistor dapat dibuat rangkaian penguat atau amplifier. Penguatan dapat diambil dengan berbagai cara dengan menggunakan transistor. Transistor bipolar biasa biasanya nya diguna digunakan kan sebaga sebagaii sakla saklarr elektr elektroni onik k dan pengua penguatt pada pada rangka rangkaian ian elektronika digital. Transistor memiliki 3 terminal dan biasanya dibuat dari bahan silikon atau germanium. Kaki transistor ini dapat dikombinasikan menjadi jenis NP-N atau P-N-P. Transistor memiliki dua sambungan, yaitu antara emitter dan basis dan antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua
buah buah diod dioda a yang yang salin saling g berto bertolak lak belak belakan ang g yait yaitu u diod dioda a emitt emitter er - basi basis, s, atau atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor - basis, atau disingkat dengan dioda kolektor. Berikut ini merupakan gambar dan simbol dari transistor, baik NPN maupun PNP.
25 Pada rangkaian elektronik, sinyal inputnya adalah 1 atau 0 ini selalu dipakai pada basis transistor, transistor, yang mana collector collector dan emittor sebagai sebagai penghubung penghubung untuk pemutus ( short ) atau sebagai pembuka rangkaian. Aturan / prosedur transistor sebagai berikut: •
Pada transistor NPN, pemberian tegangan positif dari basis ke emittor,
meny menyeb ebab abka kan n
hubu hubung ngan an
coll collec ecto torr
ke
emit emitto torr
terh terhub ubun ung g
sing singka kat, t,
yang yang
menyebabkan transistor aktif ( ON ). Pemberian tegangan negatif atau 0 V dari basis ke emittor menyebabkan hubungan collector dan emittor terbuka, yang disebut transistor mati ( OFF ). •
Pada transistor PNP, pemberian tegangan negatif dari basis ke emittor ini
akan menyalakan transistor ( ON ). Dan pemberian tegangan positif dari basis ke emittor ini akan membuat transistor mati ( OFF ).
Karakteristik input daripada transistor adalah sebagai sebagai berikut : Bagian Bagian emitto emittor-b r-basi asis s dari dari transi transisto storr merup merupaka akan n dioda, dioda, maka maka apabil apabila a dioda dioda emitt emittor-b or-basi asis s dibias dibias maju maju maka maka kita kita mengh menghara arapka pkan n akan akan melih melihat at grafik grafik arus arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emittor-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.
Karakteristik output output daripada transistor adalah adalah :
Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, aktif, daera daerah h satur saturasi asi,, daerah daerah cutoff cutoff,, dan daerah daerah breakd breakdown own.. Jika Jika transi transisto stor r digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah satu satura rasi si dan dan cuto cutoff ff.. Daer Daerah ah brea breakd kdow own n bias biasan anya ya dihi dihind ndar arii kare karena na resi resiko ko transistor menjadi hancur terlalu besar.
BAB III ANALISA RANGKAIAN
3.1 Analisa rangkaian secara diagram
Ini adalah diagram rangkaian dari repeller nyamuk ultrasonik (pengusi yamuk). Rangkaian ini didasarkan pada teori bahwa serangga seperti nyamuk dapat ditolak dengan menggunakan frekuensi suara dalam kisaran ( di atas 20kHz) ultrasonik. Rangkaian ini tidak lain hanyalah sebuah PLL IC CMOS 4047 kabel sebagai osilator bekerja di 22KHz. Sebuah penguat simetri pelengkap yang terdiri dari empat transistor transistor digunakan digunakan untuk untuk memperku memperkuat at suara. suara. Speaker Speaker bel Piezo mengubah output dari penguat suara ultrasonik yang dapat didengar oleh serangga.
INPUT
BLOK POWER
TRANSISTOR
PROSES
Blok ic 4047
KAPASITOR
OUTPUT
Gbr 11. Blok diagram rangkaian pengusir nyamuk
26 27 a.
Input Input pada rangkaian ini adalah power atau catu daya 12V, dan Ground. Power memberikan tegangan pada seluruh blok. dan potensiometer (R) juga juga berper berperan an karena karena ikut ikut mempen mempengar garuhi uhi outpu outputt yang yang dihasi dihasilka lkan. n. poten potensio siome meter ter berfun berfungsi gsi untuk untuk menga mengatur tur banya banyakny knya a tegang tegangan an yang yang masuk dan mempengaruhi besar kecilnya volume dari buzzer
b.
Proses Proses dalam pembuatan alat ini dibagi menjadi 3 bagian yaitu :
1. Blok ic Blok ic berfungsi berfungsi untuk membuat membuat rangkaian rangkaian astable astable melalui (pin 5 dan dan 4 ic) ic) dan dan monos monostab table le mela melaui ui (pin (pin 6 dan dan 8 ic) ic) yang yang sebagai osilator bekerja di 22KHz 1. Trans ransis isto tor r tran transi sist stor or digu diguna naka kan n untu untuk k memp memper erku kuat at suar suara a atau atau Sebu Sebuah ah penguat simetri
komplementer
2. kapasitor tor kapasitor eksternal (antara pin 1 dan 3) untuk menentukan lebar pulsa output dalam modus monostable
c. output output dari penguat suara ultrasonik yang dapat didengar oleh serangga. Melalui buzzer
3.2 Analisa rangkaian secara detail Ini adalah diagram rangkaian dari repeller nyamuk ultrasonik (pengusi yamuk). Rangkaian ini didasarkan pada teori bahwa serangga seperti nyamuk dapat ditolak dengan menggunakan frekuensi suara dalam kisaran ( di atas 20kHz) ultrasonik. Rangkaian ini tidak lain hanyalah sebuah PLL IC CMOS 4047 kabel sebagai osilator bekerja di 22KHz. Sebuah penguat simetri pelengkap yang terdiri dari empat transistor digunakan untuk memperkuat suara. Speaker bel Piezo
28 mengubah output dari penguat suara ultrasonik yang dapat didengar oleh serangga.
Gbr 16. Rangkaian pengusir nyamuk
Catu Ca tu da daya ya 12 V, da dan n gr grou ound nd se seba baga gaii po powe werr me mens nsup upla laii te tega gang ngan an ke kese seti tiap ap komponen yang ada, potensio poten sio dalam rangkaian rangkaian ini berfu berfungsi ngsi sebagai peng pengatur atur tegangan yang mas masuk uk yang nantinya berpengaruh pada volume yang di keluarkan oleh buzzer
23 skematik dan cara kerja rangkaian pengusir nyamuk
IC CD4047B bekerja dalam modus monostable atau astabil. Hal ini membutuhkan kapasitor eksternal (antara pin 1 dan 3) dan sebuah resistor eksternal (antara pin 2 dan 3) untuk menentukan lebar pulsa output dalam modus monostable, dan frekuensi output dalam mode astabil. Astabil operasi diaktifkan oleh tingkat tinggi pada input astabil atau tingkat rendah pada masukan astabil. Frekuensi output (pada siklus kerja 50%) pada output Q dan Q ditentukan oleh komponen waktu. Frekuensi A dua kali bahwa Q tersedia di Output Oscillator, sebuah siklus kerja 50% tidak dijamin. dijamin. Monostabl Monostable e operasi operasi diperoleh diperoleh saat perangkat perangkat ini dipicu dipicu oleh transisi rendah ke tinggi pada masukan pemicu atau transisi ti nggi-tolow pada input b memicu. Perangkat ini dapat retriggered dengan menerapkan transisi rendah ke tinggi secara simultan untuk baik pemicu dan retrigger masukan. Tingkat tinggi
BAB IV CARA PENGOPERASIAN ALAT
Pada bab ini penulis ingin menguraikan sedikit tentang dan bagaimana cara mem membuat buat alat alat ini ini hing hingga ga bisa bisa meng mengha has silka ilkan n outp output ut yang yang baik baik kemu kemudi dian an bagaimana cara menguji alat tersebut Langkah-langkah dalam pembuatannya, yaitu : 1. Persia Persiapk pkan an terleb terlebih ih dahulu dahulu keselur keseluruha uhan n dari dari alat alat yang yang diguna digunaka kan. n. (lihat (lihat daftar komponen yang digunakan). 2. Peri Periks ksa a terl terleb ebih ih dahu dahulu luke kese selu luru ruha han n dari dari komp kompon onen en yang yang digu diguna naka kan, n, pastikan komponen dalam kondisi yang baik. 3. Pers Persia iapk pkan an gamb gambar ar rang rangka kaia ian, n, PCB, PCB, dan dan spid spidol ol perm perman anen entt yang yang nant nantii digunakan pada saat membuat jalur pada PCB. 4. Setelah Setelah selesai selesai membuat membuat jalur pada pada PCB, pastikan pastikan semua semua jalur-jalur jalur-jalur yang sudah sudah digam digambar bar tercet tercetak ak tebal, tebal, agar agar pada pada saat saat dilaru dilarutka tkan n tidak tidak mudah mudah putus dan periksa secara teliti apakah ada jalur yang saling bersentuhan. 5. Mula Mulail ilah ah melar elarut utka kan n ke dala dalam m laru laruta tan n ferr ferroc ochl hlor orid ida. a. Sete Setela lah h sele selesa saii dilarutkan, bersihkan terlebih dahulu PCB. 6. Mula Mulail ilah ah deng dengan an peng pengeb ebor oran an sesu sesuai ai deng dengan an tata tata leta letak k komp kompon onen enny nya, a, pastikan semua letak komponen telah di bor semua. 7. sekara sekarang ng mulai mulailah lah dengan dengan melet meletakk akkan an kompon komponenen-kom kompon ponen en diatas diatas PCB yang telah di bor, sesuai dengan letaknya. (lihat gambar rangkaian) 8. Setela Setelah h seles selesai ai melet meletakk akkan an kompon komponen en sesuai sesuai denga dengan n letak letaknya nya,, mulail mulailah ah dengan memanaskan solder, kemudian melakukan penyolderan pada kakikaki komponen yang telah terpasang.
9. Apabil Apabila a sudah sudah tersol tersolder der semua semua pada pada kaki-k kaki-kaki aki kompone komponenny nnya, a, sekara sekarang ng mulailah dengan menghubungkan rangkaian dengan kabel, Buzzer, dan untuk sakelar. 10.Setelah 10.Setelah seles selesai ai semua semua pastik pastikan an kembal kembali, i, kompon komponen en dan kabel kabel sudah sudah terhubung dengan baik dan benar. 11. Mulailah meletakkan rangkaian kedalam box akrilik yang sudah disediakan. 12.Rangkaian siap untuk di uji coba. 30 31 Demiki Demikianl anlah ah langka langkah-l h-lang angkah kah yang yang dilaku dilakukan kan penuli penulis s dalam dalam pembua pembuatan tan pengusir nyamuk , baik mulai dari cara merancang hingga terbentuknya suatu alat yang nantinya dapat digunakan. Rangka Rangkaian ian pengus pengusir ir nyamu nyamuk k ini adalah adalah rangk rangkaia aian n elektr elektron onika ika yang yang akan akan bekerj bekerja a secara secara aktif. aktif. Dalam Dalam mengo mengoper perasi asikan kan rangka rangkaian ian pengus pengusir ir nyamu nyamuk k ini diperlukan beberapa alat pendukung seperti: 1. Catu Catu daya daya atau atau power power suppl supply y
atau atau Bater Bateray ay yang yang mem memilik ilikii tega tegang ngan an
sebesar 9 Volt. 2. Kabel Kabel jumper untuk untuk menghubu menghubungka ngkan n catu daya daya dengan dengan rangkaian rangkaian 3. Sebelum Sebelum rangkaian rangkaian diberikan diberikan tegangan, tegangan, sebaikn sebaiknya ya diperiksa diperiksa terlebih terlebih dahulu dahulu apakah ada jalur yang terhubung singkat atau tidak 4. Alat ukur ukur listrik listrik seperti seperti multites multitester ter dan dan testpen testpen 5. Dll.
cara cara peng pengop oper eras asia ian n Akti Aktifk fkan an catu catu daya daya dan dan atur atur tega tegang ngan an sesu sesuai ai deng dengan an tegangan yang dibutuhkan untuk rangkaian Hubungkan catu daya dengan rangkaian pengusir nyamuk Hubu Hubung ngka kan n kabe kabell + 12V 12V deng dengan an pada pada rang rangka kaia ian n deng dengan an kabe kabell + 12V 12V power supply supply dan hubung hubungkan kan kabel kabel ground rangkaia rangkaian n ke ground
pada
power supply Kemudian hidupkan catu daya dan atur potensiometer. Sete Setela lah h
itu itu
Pie Piezo
Buzze uzzerr
sebag ebaga ai
alat lat
pena penam mpil pil
memper memperlih lihatk atkan an hasil rangkaia rangkaian n terseb tersebut. ut. Atur mendapatkan intensitas suara yang lebih keras.
keluar luaran an
akan akan
poten potensio siome meter ter untuk
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari bab-bab sebelumnya, maka penyusun dapat mengambil kesimpulan sebaga sebagaii beriku berikut: t: Rangka Rangkaian ian pengusir pengusir nyamuk nyamuk
ini bekerja bekerja dengan dengan arus yang
masu asuk
poten otens siom iometer eter..
sete setela lah h
mendap dapat
resis esista tans nsii
dari ari
Dim Dimana ana
arus rus
potensiometer tersebut akan mempengaruhi arus yang akan diubah menjadi pulsa atau atau cloc clock k oleh oleh IC40 IC4047 47.. Dan Dan hasi hasill outp output ut dari dari IC40 IC4047 47 akan akan di teru terusk skan an ke potensio, oleh Potensio yang bertindak sebagai pengantur besar kecilnya arus yang masuk ke rangkaian rangkaian dan arus yang mengalir mengalir akan melalui melalui penguat penguat simetri simetri pelengkap pelengkap yang terdiri dari empat empat transistor transistor digunakan digunakan untuk memperku memperkuat at suara..Kemu .Kemudi dian an hasi hasill arus arus ters terseb ebut ut akan akan dita ditamp mpil ilka kan n oleh oleh
Piez Piezo o Buzz Buzzer er,,
sehing sehingga ga dapat dapat mengh menghasi asilka lkan n suara suara yang yang dapat dapat diatur diatur intens intensita itas s besar besar kecil kecil suaranya suaranya . dan frekuensi frekuensi suara dalam kisaran kisaran (di atas 20kHz) 20kHz) ultrasonik ultrasonik. Yang tidak tidak di suka sukaii oleh oleh nyam nyamuk uk.. Deng Dengan an 4047 4047 ini ini meru merupa paka kan n suat suatu u rang rangka kaia ian n sederhana yang yang dapat dimodifikasi dimodifikasi untuk menghasilkan tampilan BUZER dapat mengeluar mengeluarkan kan dan dapat dapat diatur besar besar kecilnya kecilnya
suara suara yang diinginkan diinginkan oleh si
pengguna / pemakai.
5.2 Saran Berdasarkan hal-hal yang terkandung didalam kesimpulan, maka penyusun ingin mengemukakan beberapa saran yang diharapkan dapat berguna bagi rekanrekan maupun bagi diri penyusun sendiri untuk lebih memperbaiki yang telah ada sebe sebelu lumn mnya ya,, yait yaitu u Dala Dalam m pem pembuat buatan an suat suatu u alat alat elek elektr tron onik ika a tida tidak k sela selalu lu memuas memuaskan kan bagi bagi setiap setiap penggu penggunan nanya. ya. Untuk Untuk mendap mendapatk atkan an hasil hasil yang yang lebih lebih
sempurna penulis menyampaikan menyampaikan beberapa saran penting yang perlu diperhatikan antara lain:
•
Untuk membuat jalur pada PCB, pastikan jalur-jalur terhubung semua. Dan tidak tidak ada ada yang yang salin saling g bers bersen entu tuha han, n, dian dianju jurk rkan an meng menggu guna naka kan n spid spidol ol permanen 0,1 32 33
•
Gun Gunaka akan
buzz uzzer yang yang memil emilik ikii
mengeluarkan •
tega tegan ngan gan
yang leb lebih ting tinggi gi
agar gar
output suara yang tinggi.
Sebaiknya alat ini jangan diberikan nilai yang bukan sebenarnya dari nilai yang tertera pada rangkaian Suara Jangkrik Tiruan, karena ditakutkan tidak akan tercapai output yang dihasilkan.
•
Gunakan soket untuk peletakkan IC agar tidak mudah patah, pada saat kita memasang pada PCB.
•
Gunakan IC CMOS 4047 sebagai komponen terpenting yang dipakai dalam rangkaian pengusir nyamuk ini.
•
Apabila kita memerlukan sensitifitas rangkaian yang lebih cepat pada saat mulai bekerja, maka komponen pada rangkaian, harus ada yang diturunkan agar agar nilai nilai resist resistan ansin sinya ya lebih lebih kecil, kecil, dan dan rangka rangkaian ian dapat dapat bekerj bekerja a dalam dalam beberapa detik.
Pemilihan komponen serta penyusun juga perlu memperhatikan kesesuaian deng dengan an kompo ompone nen n lain lain,, agar agar diha dihasi silk lkan an outp output ut yang ang diin diingi gink nkan an.. Kare Karena na ketidaktep ketidaktepatan atan pemilihan pemilihan kompone komponen n terkadang terkadang membuat membuat keluaran keluaran tidak tepat tepat juga. Agar rangkaian dapat bekerja secara maksimal, selain alat maka kondisi dari alat yang digunakan juga perlu , agar menghindari kondisi komponen yang rusak akib akibat at pema pemasa sang ngan an dan dan pana panas s yang yang diti ditimb mbul ulka kan n oleh oleh pana panas s pada pada saat saat penyo penyolde lderan ran.. Kondis Kondisii kompon komponen en yang yang rusak rusak menye menyebab babkan kan rangka rangkaian ian tidak tidak bekerj bekerja a secara secara maksim maksimal, al, satu satu kompon komponen en yang yang mengal mengalam amii kerusa kerusakan kan akan akan menyebabkan komponen yang lainnya juga mengalami hal yang sama, dengan cara lain kita harus menyediakan komponen cadangan. Yang perlu diperhatikan dari merangkai alat ini adalah pada saat melakukan penyolderan pada IC, karena IC lebih sensitif dibandingkan dengan komponen yang lainnya.
Demiki Demikianl anlah ah sekira sekiranya nya kesimp kesimpula ulan n dan saran saran,, yang yang diberik diberikan an agar agar dapat dapat digu diguna naka kan n dala dalam m menj menjad adii sumb sumber er atau atau pand pandua uan n dalam dalam memb membua uatt peng pengus usir ir nyamuk maupun alat – alat elektronika yang lain.
