1
BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG MASALAH Latar belakang yang mendorong diciptakannya Auto Fan adalah karena meningkatnya suhu atau tekanan udara di dalam bumi yang kita tempati ini. Dan karena suhu atau tekanan udara berbeda - beda antara satu ruangan yang satu dengan yang lain mungkin dengan alat ini kita dapat menanggulanginya. Karena alat yang kami buat ini bekerja berdasarkan sensitifan dari sebuah sensor ( dalam percobaan kami menggunakan sensor jenis LM 335 ) dimana sensor ini akan -memutarkan sebuah kipas secara otomatis pada suatu suhu tertentu. Maka alat ini sangat membantu dalam
berbagai aktifitas. Dahulu manusia masih
menggunakan kipas tangan atau kipas yang biasa digunakan oleh kaum ibu - ibu untuk mendinginkan nasi pada saat memasak. Kipas tangan ini hanya terbuat dari sebuah selembaran daun rotan yang di anyam sedemikian rupa hingga membuat suatu bidang datar yang tipis. Seiring dengan perkembangan zaman dan perkembangan ilmu pengetahuan maka akhirnya salah satu ilmuan menemukan bagaimana caranya membuat kipas angin. Kipas angin tersebut adalah kipas yang sering kita pergunakan hingga kini. Dimana cara bekerjanya yaitu dengan cara mengalirkan arus listrik dimana arus listrik ini akan akan memutarkan dynamo motor yang berada di dalam kipas tersebut dimana dynamo tersebut berhubungan dengan baling - baling sehingga baling - baling dapat memutar. Tetapi ternyata ilmu pengetahuan tidak hanya sampai pada kipas angin itu saja. Dewasa ini orang - orang pintar atau jenius diluar sana ternyata telah menciptakan alat canggih yang diberi atau sering disebut sebagai AC. AC ini adalah alat pendingin ruangan fungsinya hampir sama dengan kipas anginnya, hanya dalam hal ini alat ini tidak mengalirkan atau memberikan angin yang dapat bertiup kencang tetapi AC ini bekerja dengan cara menyedot udara sekitar yang bersuhu tinggi dan mengubahnya dengan udara yang bersuhu rendah. Dan alat ini menggunakan sensor dalam pengerjaannya.
2 Dan dari pemikiran tersebut tercipta sebuah gagasan untuk membuat alat yang bermama Auto Fan With LM 335. Karena alat ini akan memutarkan baling baling dimana baling - baling tersebut akan berputar apabila sensor LM 335 bersuhu tinggi, mungkin dapat dikatakan cara kerja alat yang dibuat ini hampir sama dengan cara kerja AC. Hanya saja alat penunjangnya atau komponen penunjangnya dengan menggunakan baling - baling atau kipas dimana kipas ini akan mengalirkan atau memberikan angin dan bukan merubah suhu udara sekitar.
1.2. BATASAN MASALAH Alat yang kami buat dengan Hama Auto Fan With LM 335 ini memang mempunyai kelebihan dan kekurangannya yaitu : Kelebihan Alat ini dapat kita gunakan pada sebuah alat elektronik, sehingga dapat membantu alat elektronik tersebut agar tidak cepat atau gampang rusak. Karena alat ini bekerja berdasarkan sensor panas pada suhu tertentu maka alat ini dapat membantu dalam mendinginkan alat tersebut apabila terjadi pemanasan suhu yang disebabkan pemakaian yang berlebihan sehingga membuat alat elektronik tersebut panas. Dengan alat ini mudah - mudahan dapat membuat alat tersebut lebih tahan lama.
Kekurangan Walaupun alat ini memiliki kelebihan namun alat ini tidak akan luput dari kekurangan. Kekurangan alat ini adalah alat ini tidak dapat kita pergunakan untuk atau sebagai pendingin suhu ruangan, dikarenakan komponen - komponen yang nilainya terbatas dan kecilnya kipas tersebut. Karena alat ini memang kami buat bukan untuk sebagai pendingin ruangan.
3 1.3. TUJUAN PENULISAN Makalah yang berjudul Auto Fan With LM 335 ini disusun berdasarkan petunjuk atau referensi dari Auto Fan yang telah kami buat. Kami membuat makalah ini agar dapat mempermudah dalam pengopersasian alat kami tersebut. Selain itu kami juga memperkenalkan seluk — beluk serta manfaat dari Auto Fan LM 335 yang kami buat. Di dalam makalah ini kami juga akan menerangkan dari mulai cara pembuatan layout hingga saat rangkaian kami ini rampung dan dapat dipergunakan. Di dalam makalah ini kami juga membuat cara kerja Auto Fan secara blok diagram hingga secara detailnya. Selain itu kami juga kan menerangkan latar belakang kami makalah ini. Dan tidak hanya itu kami juga akan membuat alat ini dari tidak kenal hingga dapat dikenal oleh sebagian banyak orang dan mendorong mereka untuk membuat sehingga dapat mereka pergunakan manfaatnya. 1.4. METODE PENULISAN Adapun metode yang kami pergunakan dalam membuat makalah ini yaitu sebagai berikut berikut: Pertama — tama kami mengamati dan memahami bagaimana cara kerja dan cara pembuatan Auto Fan With LM 335. setelah itu baru kita mulai membuat rancangan layout hingga penyusunan rangkaian. Seterusnya kami mengamati bagaimana hasil output dari alat kami dan apakah terdapat kekurangannya atau tidak . Kedua kami mancari data — data dalam menyusun makalah ini dari berbagai sumber. Mulai dari buku serta media informasi lainnya seperti internet untuk mendapatkan materi yang dapat berhubungan dengan proyek rangkaian yang kami buat yaitu Auto Fan With LM 335. Tidak hanya itu kami juga mengumpulkan berbagai macam ide ide serta pemikiran berbagai sumber dan sudut pandang oleh orang orang atau pihak mengerti dan faham tentang alat kami tersebut.
4 1.5. SISTEMATIKA PENULISAN Bab I. Pendahuluan Pada bab pendahuluan akan diterangkan mulai dari latar belakang pembuatan Auto Fan LM 335, batasan - batasan masalahnya, tujuan di buatnya makalaj ini hingga sistematis perumusan makalah tersebut. Bab II. Landasan Teori Landasan teori ini berisi mengenai dasar-dasar teori yang berhubungan dengan analisa rangkain proyek. Bab III. Analisa Rangkaian Ban ini menerangkan tentang analisa rangkaian. Mulai analisa rangkaian secara blok diagram hingga analisa secara detailnya. Bab IV. Cara Pengoprasian Alat Pada bab ini isi makalah menjelaskan mengenai tata cara penggunaan atau pengoperasian alat. Bab V. Penutup Pada bab ini makalah berisi kesimpulan dari seluruh penjelasan dan saran-saran pembuatan alat.
5
BAB II LANDASAN TEORI Dalam membuat rangkaian Auto Fan ini kami menggunakan beberapa komponen pendukung agar alat yang kami buat dapat berjalan dan mengeluarkan output sesuai dengan yang kami harapkan. Komponen – komponen tersebut semua telah terbagi menurut fungsinya masing – masing. Dan komponen tersebut terbagi menjadi dua bagian yaitu komponen pasif dan komponen aktif. Selain komponen aktif dan pasif disini kami juga menggunakan rangkaian IC. Biasanya di dalam ruang praktek electronic kami mempelajari tipe IC 741, tetapi dalam alat ini kami mempergunakan IC dengan tipe TL 082 dan tipe TL 072. 2.1
Komponen Pasif Komponen
pasif
adalah
komponen
elektronika
yang
dalam
pengoperasiannya tidak memerlukan sumber tegangan. Komponen-komponen yang termasuk ke dalam komponen pasif diantaranya :
2.2
Resistor
Kapasitor
Dioda
Trafo (Transformator)
Relay
Komponen Aktif Komponen
aktif
adalah
komponen
elektronika
yang
dalam
pengoperasiannya memerlukan sumber tegangan. Komponen-komponen yang termasuk ke dalam komponen aktif diantranya :
Transistor
Thyristor
Tranducer
6
Gambar 1 Rangkaian Auto Fan LM 335
Komponen yang digunakan dalam Auto Fan Menurut
skema
gambar
diatas
dalam
merangkai
alat
ini
kami
menggunakan komponen-komponen pasif dan komponen aktif. Dalam komponen pasif kami menggunakan resistor baik resistor tidak tetap ataupun resistor tetap. Kemudian kami menggunakan transistor. Dan penjelasan setiap fungsi dari masing-masing komponen-komponen adalah sebagai berikut . 2.3
Resistor Resistor adalah suatu komponen elektronika yang fungsinya untuk
menghambat arus dan tegangan listrik. Bahan pembentuk resistor dapat dibagi atas : Tahanan kawat Tahanan arang Tahanan lapisan tipis (film) dari logam atau arang Tahanan dalam IC Sifat dari resistor dapat berbeda-beda : Untuk membangkit panas (filament) Untuk memberikan selisih tegangan (pembagi potensial) Sebagai penghubung antara berbagai rangkaian Arus terjadinya perubahan bentuk Untuk penentuan besaran fisis
7 Berdasarkan jenisnya resistor dibagi menjadi dua jenis yaitu : Resistor Tetap dan Resistor tidak tetap. Dalam rangkaian intercom yang kami buat menggunakan jenis resistor tetap dan resistor tidak tetap. Resitor Tetap adalah resistor yang memiliki hambatan tetap. Resistor memiliki batas kemampuan daya misalnya : 1,16 watt; 1,8; dan sebagainya. Artinya resistor hanya dapat dioperasikan dengan daya maksimal sesuai dengan kemampuan dayanya.
Gambar 2 Simbol Resistor
Gambar 3 Resistor
Untuk mengetahui nilai hambatan suatu resistor dapat dilihat atau dibaca dari warna yang tertera pada bagian luar badan resistor tersebut yang berupa gelang warna.
8 GELANG KE WARNA
1 DAN 2
3
4
Hitam
0
X1
-
Coklat
1
X 10
1%
Merah
2
X100
2%
Jingga
3
X1000
-
Kuning
4
X10000
-
Hijau
5
X100000
-
Biru
6
X 1000000
-
Ungu
7
X 10000000
-
Abu-Abu
8
X 100000000
-
Putih
9
X 1000000000
-
Emas
-
X 0.1
5%
Perak
-
X 0.01
10 %
Tidak Berwarna
-
X 0.001
20 %
Tabel Kode warna resistor.
cincin 4 cincin 3 cincin 2 cincin 1
Keterangan :
Cicin ke-1 dan ke-2 menyatakan ANGKA Cicin ke-3 menyatakan BANYAKNYA NOL atau PERKALIAN Cicin ke-4 menyatakan TOLERANSI
Misalnya : Resistor dengan warna : merah hitam kuning perak Maka nilainya
:
2
0
104
10%
Berarti nilai resistor tersebut adalah = 200.000 Ohm atau 200 Kohm dengan toleransi sebesar 10%. Range hambatan resistor tersebut adalah
9 = 200.000 ± 10% = 10% x 200.000 = 20.000 Ohm = 200.000 – 20.000 sampai 200.000 + 20.000 = 180.000 sampai 220.000 Ohm. Resistor yang Tidak Tetap (Variabel) Ialah resistor yang nilai hambatannya atau resistansinya dapat diubahubah.
Jenisnya
antara
lain:
hambatan
geser,
trimpot
dan
potensiometer.Yang banyak digunakan ialah trimpot dan potensimeter.
Gambar 4 Simbol Resistor Tetap, Variabel
Kerusakan-kerusakan pada resistor dapat berupa : Berubah harga (karena panas, umur, dsb) Putus (harganya berubah menjadi sangat besar sekali) Terhubung singkat atau bocor (harga menjadi keci a. Potensiometer Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros yang telah tersedia. Potensiometer pada dasarnya sama dengan trimpot secara fungsional.
Gambar 5 Simbol Potensiometer
10
Gambar 6 Potensiometer
b. Trimpot Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan menggunakan obeng. Untuk mengetahui nilai hambatan dari suatu trimpot dapat dilihat dari angka yang tercantum pada badan trimpot tersebut.
Gambar 7 Simbol Trimpot
Gambar 8 Trimpot
2.4 DIODA Dioda adalah merupakan jenis komponen pasif. Dioda memiliki dua kaki/kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda . Dioda terbuat dari bahan semi konduktor tipe P dan semi konduktor tipe N yang di sambungkan. Semi konduktor tipe P berfungsi sebagai Anoda dan semi konduktor tipe N berfungsi sebagai katoda. Pada daerah sambungan 2 jenis semi konduktor yang berlawanan ini akan muncul daerah deplesi yang akan membentuk gaya barier.Gaya barier ini dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan sebagai break down voltage, yaitu tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor/penghantar arus listrik.
11 Dioda bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja, yaitu jika kutub anoda kita hubungkan pada tegangan + dan kutub katoda kita hubungkan dengan tegangan - (kita beri bias maju dengan tegangan yang lebih besar dari 0.7 volt) maka akan mengalir arus listrik dari anoda ke katoda (bersifat konduktor). Jika polaritasnya kita balik (kita beri bias mundur) maka arus yang mengalir hampir nol atau dioda akan bersifat sebagai isulator. Karena sifat dioda yang bekerja sebagai konduktor jika kita beri bias maju dan bekerja sebagai isulator pada bias mundur, maka dioda sering digunakan sebagai penyearah (rectifier) arus bolak-balik. Contoh penggunaannya adalah pada rangkaian adaptor, DC power supply (Catu Daya DC) dsb. Dioda merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalirkan dari sisi P meuji sisi N
Gambar 9 Simbol dan struktur dioda
Gambar ilustrasi di atas menunjukan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan negative. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima negative sedangkan sisi N banyak terdapat negative elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka negative dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau negative mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal negative. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, kalau
12 menggunakan negative arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.
Gambar 10 Dioda dengan bias maju
Sebaliknya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negative (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.
Gambar 11 Dioda dengan bias negative
Tentu jawabnnya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutub yang berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt di atas nol baru bias terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (depletion layer). Utuk dioda yang terbuat dari bahan silicon, tegangan konduksinya diatas 0,7 volt kira-kira 0,2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.
13
Gambar 12 Grafik arus dioda
Keterangan : Tegangan barier penghalang : -
Germanium = 0,3 volt
- Silicon = 0,7 volt
Tegangan breakdown adalah tegangan dimana arus naik secara drastis pada forward bias dan telah melewati potensial barier. Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi. Dioda Kontak Titik Dioda ini dipergunakan untuk mengubah frekuensi tinggi menjadi frekuensi rendah. Contoh tipe dari dioda ini misalnya; OA 70, OA 90 dan 1N 60. Simbol Dioda Kontak Titik :
Gambar 13 Dioda Kontak Titik
14
Gambar 14 Dioda kontak titik dan dioda hungungan
Dioda Hubungan Dioda ini dapat mengalirkan arus atau tegangan yang besar hanya satu arah. Dioda ini biasa digunakan untuk menyearahkan arus dan tegangan. Dioda ini memiliki tegangan maksimal dan arus maksimal, misalnya Dioda tipe 1N4001 ada 2 jenis yaitu yang berkapasitas 1A/50V dan 1A/100V. Simbol dioda hubungan sama dengan simbol dioda kontak titik. Dioda Zener Dioda Zener adalah dioda yang bekerja pada daerah breakdown atau pada daerah kerja reverse bias. Dioda ini banyak digunakan untuk pembatas tegangan. Tipe dari dioda zener dibedakan oleh tegangan pembatasnya. Misalnya 12 V, ini berarti dioda zener dapat membatasi tegangan yang lebih besar dari 12 V atau menjadi 12 V. Simbol Dioda Zener :
Gambar 15 Dioda Zener
15 Dioda Schoottky Dioda ini menggunakan logam emas, perak atau platina salah satu sisi junction dan silicon yang di-dop, biasanya tipe N pada sisi yang lain. Dioda semacam ini adalah piranti unipolar karena electron bebas merupakan mayoritas pada kedua sisi junction.
Dioda Led Dioda LED, energi dipancarkan sebagai cahaya dengan menggunakan unsurunsur seperti gallium, arsen dan phospor, pabrik dapat membuat LED yang memancarkan warna merah, kuning dan infra merah (tak kelihatan). LED yang menghasilkan pancaran yang kelihatan dapat berguna pada display peralatan, mesin hitung, jam digital, dan lain-lain. LED infra merah dapat digunakan dalam sistem tanda bahaya pencuri dan ruang lingkup lain yang membutuhkan pancaran yang tak kelihatan. Keuntungan dari LED dibandingkan dengan lampu pijar yaitu umurnya lebih panjang (lebih dari 20 tahun), tegangannya rendah (1 sampai 2V) dan saklar onoffnya cepat (nano/detik).
Gambar 16 Symbol LED
Gambar 17 Dioda LED
16 Dioda Kapasiansi Variabel Yang disebut juga dioda varicap atau dioda varactor. Sifat dioda ini ialah bila dipasangkan menurut arah terbalik akan berperan sebagai kondensator. Kapasitansinya tergantung pada tegangan yang masuk. Dioda jenis ini banyak digunakan pada modulator FM dan juga pada VCO suatu PLL (Phase Lock Loop).
Gambar 18 Dioda Varactor
Untuk membuat penyearah pada power supply, di pasaran banyak terjual dioda bridge. Dioda ini adalah dioda silicon yang dirangkai menjadi suatu bridge dan dikemas menjadi satu kesatuan komponen. Di pasaran terjual berbagai bentuk dioda bridge dengan berbagai macam kapasitasnya. Ukuran dioda bridge yang utama adalah voltage dan ampere maksimumnya.
Gambar 19 Dioda Bridge
Banyak sekali penggunaan dioda dan secara umum dioda dapat digunakan antara lain untuk : 1. Pengaman 2. Penyearah 3. Voltage regulator 4. Modulator 5. Pengendali frekuensi 6. Indikator 7. Switch
17 INTEGRATED CIRCUIT Integrated Circuit (IC) sebenarnya adalah suatu rangkaian elektronik yang dikemas menjadi satu kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat diintegrasikan menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu IC yang kecil dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen.
Gambar 20 Bentuk seperti transistor
Bentuk IC bisa bermacammacam, ada yang berkaki 3 misalnya LM7805, ada yang seperti transistor dengan kaki banyak misalnya LM741.
Gam\bar 21 IC Single IN Line
Bentuk IC ada juga yang menyerupai sisir (single in line), bentuk lain adalah segi empat dengan kakikaki berada pada keempat sisinya, akan tetapi kebanyakan IC berbentuk dual in line (DIL).
Gambar 22 Dual In Line
18 IC yang berbentuk bulat dan dual in line, kaki - kakinya diberi bernomor urut dengan urutan sesuai arah jarum jam, kaki nomor SATU diberikan bertanda titik atau takikan. Setiap IC ditandai dengan nomor type, nomor ini biasanya menunjukkan jenis IC, jadi bila nomornya sama maka IC tersebut sama fungsinya. Kode lain menunjukkan pabrik pembuatnya, misalnya operational amplifier type 741 dapat muncul dengan tanda uA741, LM741, MC741, RM741 SN72741 dan sebagainya.
Suatu kelompok IC disebut IC linear, antara lain IC regulator, Operational Amplfier, audio amplifier dan sebagainya. Sedangkan kelompok IC lain disebut IC digital misalnya NAND, NOR, OR, AND EXOR, BCD to seven segment decoder dan sebagainya. Jenis IC yang sekarang berkembang dan banyak digunakan adalah TransistorTransistor Logic (TTL) dan Complimentary Metal Oxide Semiconductor (CMOS). Jenis CMOS banyak terdapat di pasaran ialah keluarga 4000, misalnya 4049, 4050 dan sebagainya. Jenis TTL ditandai dengan nomor awal 54 atau 74. Prefix 54 menandakan persyaratan militer ialah mampu bekerja dari suhu 54 sampai 125o C. Sedangkan prefix 74 menandakan persyaratan komersial ialah mampu bekerja pada suhu 0 sampai 70o C. Penomoran TTL dilakukan dengan 2, 3 atau 4 digit angka mengikuti prefixnya, misalnya 7400, 74192 dan sebagainya. Huruf yang berada diantara prefix dan suffix menandakan subfamilynya. Misalnya AS (Advance Schottkey), ALS (Advance Low Power Schottkey), H (High Speed), L (Low Speed), LS (Low Power Schottkey) dan S (Schottkey). Apabila dibandingkan rangkaian dengan menggunakan transistor dengan rangkaian menggunakan IC, cenderung penggunaan IC lebih praktis dan biayanya relatif ebih ringan. Pada saat ini sudah berkembang banyak sekali jenis IC, jenisnya sampai ratusan sehingga tidak mungkin dibicarakan secara umum. Untuk menggunakan IC kita harus mempunyai vademicum IC yang diterbitkan oleh pabrikpabrik pembuatnya. Setiap jenis IC mempunyai penjelasan sendirisendiri mengenai sifatnya dan cara penggunaannya. Apabila kita membuka lembaran vademicum IC, kita akan
19 melihat berbagai symbol seperti terlihat pada gambar 16. Arti symbolsymbol ni akan kita pelajari bila sudah mulai eksperimen dengan IC digital.
Gambar 23 SYMBOLSYMBOL LOGIC CIRCUIT
Dengan mempelajari rangkaian suatu IC, yang terdiri atas begitu banyak komponen, maka dapat kita bayangkan bahwa piranti tersebut praktis tidak mungkin lagi dirangkai dengan menggunakan tabungtabung elektron.
2.5 Transistor
Transistor sangat banyak sekali digunakan oleh para pengguna elektronika dalam membuat suatu alat yang berhubungan dengan kehidupan sehari-hari. Contohnya membuat Auto Fan, Continuity Tester, Power Supply. Interkom, dan lain-lain. Sedangkan dari transistor tersebut ada dua macam yaitu sebagai penguat arus dan sebagai saklar. Transistor tersebut juga merupakan komputer aktif, yaitu komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya memerlukan sumber / sumber arus tersendiri. Transistor memiliki dua jenis yaitu: Transistor Bipolar dan Transistor Unipolar. Transistor Bipolar adalah transistor yang memiliki dua persambungan kutub Transistor
Unipolar
adalah
transistor
yang
hanya
memiliki
satu
buah
persambungan kutub (seperti pada gambar 2). Transistor biasa terdiri dari 3 buah kaki yang masing-masing diberi nama: emitor, basis dan kolektor. Transistor bipolar dapat diibaratkan dengan dua buah dioda.
20
Gambar 24 Simbol Transistor
Gambar 25 Gambar Transistor
Transistor dapat dipergunakan antara lain untuk: 1. Sebagai penguat arus, tegangan dan daya (AC dan DC) 2. Sebagai penyearah 3. Sebagai mixer 4. Sebagai osilator 5. Sebagai switch Bentuk dan tipe transistor Komponen transistor adalah komponen pengganti komponen sistem tabung yang sudah kuno, komponen transistor pada umumnya memiliki dua macam gain yang artinya: "penguatan arus sinyal yang ada bagi masing-masing transistor, sedangkan kode untuk gain ini dikenal sebagai berikut: Kode itu sudah menjadi standard internasional dan mudah dipahaminya kodekode itu, masing-masing transistor mempunyai kode-kode sendiri-sendiri untuk contohnya daya rendah, misalnya kode yang dipakai AF, AFY, AFZ dan untuk silikon kodenya lain lagi yaitu : AD, BD, AVD clan BU, BLX, BLY. Dari semua kode itu disusun oleh pabrik pembuatnya Proelectron, bagi semua transistor yang bekerja di frekuensi tinggi disini diberikan beberapa datanya.
21
Kode
Tipe
Ukuran dalam
Ukuran dalam
MW-Ptot
MHz Ft
BC 107
Npn
300
150
BC 108
Npn
300
150
BC 109
Npn
300
150
BC 128 L
Npn
300
120
BC 194 L
Npn
300
100
BC 212 L
Npn
300
200
BC 214 L
Npn
800
50
BFY S1
Npn
200
100
2N 223
Npn
360
100
N3702
Npn
500
150
Tabel Kode dan Tipe Transistor
Keterangan: Transistor tipe NO BC clan NO selanjutnya dalam daftar diatas dipakai untuk frekuensi tinggi Transistor diatas itu termasuk dalam tipe transistor silikon Transistor sernua selalu terjadi jenis NPN atau PNP yang artinya yaitu: PNP = Positif – Negatif – Positif NPN = Negatif – Positif – Negatif Jenis-Jenis Transistor Transistor dibagi menjadi 2 bagian yaitu : 1.
Bipolar
2.
Unipolar
Berikut ini adalah pengertian penjabaran dari transistor bipolar dan transistor unipolar diantarannya adalah:
22
P
C
N
P
E
B
C
N
P
N
E
B
Transistor Bipolar Pada tulisan tentang semikonduktor telah dijelaskan bagaimana sambungan NPN maupun PNP menjadi sebuah transistor. Telah disinggung juga sedikit tentang arus bias yang memungkinkan elektron hole berdifusi antara kolektor dan emitor menerjang lapisan base yang tipis situ sebagai rangkuman. Prinsip kerja transistor adalah arus bias – emitor yang kecil mengatur besar arus kolektor – emitor yang kecil mengatur besar arus kolektor - emitor. Bagian penting berikutnya adalah bagaimana caranya memberi arus bias yang tepat sehingga transistor dapat bekerja optimal. Transistor Bipolar itu dibagi menjadi 2 jenis yaitu : PNP
E
B
C NPN
C
B E
23 Sedangkan kondisi yang terdapat pada taransistor adalah : Saturasi
A.
Saturasi adalah kondisi dimana transistor bersifat seperti saklar tertutup. Syarat untuk transistor : NPN Dimana tegangan basis harus lebih positif dari pada tegangan emitor C
B
E PNP Dimana tegangan basis harus lebih negatif dari pada tegangan emitor E B
C B. Cut OFF Cut Off adalah kondisi dimana transistor seperti Saklar terbuka. Syarat untuk transistor : NPN Dimana tegangan basis harus lebih negative dari pada tegangan emitor. C
B
E
24 PNP Dimana tegangan basis harus lebih positif daripada tegangan emitor C
B
E Berikut ini adalah pengertian dari arus bias dan arus emitor.
Arus Bias Ada tiga cara yang umum untuk memberi arus bias pada transistor, yaitu rangkaian CE (Common Emitor), CC (Common Collector) dan CB (Common Base). Namun saat ini akan lebih detail dijelaskan bias transistor rangkaian CE. Dengan menganalisa rangkaian CE akan dapat diketahui beberapa parameter penting dan berguna terutama untuk memilih transistor yang tepat untuk aplikasi tertentu. Tentu untuk aplikasi pengolahan sinyal frekuensi audio semestinya tidak menggunakan transistor power.
Arus Emitor Dari hokum Kirchoff diketahui jumlah arus yang masuk kesatu titik akan sama jumlahnya dengan arus yang keluar. Jika teorema tersebut diaplikasikan pada transistor, maka hokum itu menjelaskan hubungan : IE = IC + IB….(1)
25 C IB
IC
E
B
E
IE Arus Emitor
E
Persamaan (1) tersebut mengatakan bahwa arus emitor IE adalah jumlah dari arus kolektor IC dengan arus base IB. karena arus IB sangat kecil sekali atau disebutkan IB<
26 Dengan kata lain, b adalah paramenter yang menunjukan penguatan arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini ada tertera di databook transistor dan sangat membantu para perancang rangkaian elektronika dalam merencankan rangkaiannya. Transistor Unipolar Perbandingan
Unipolar adalah
transistor
yang
memiliki satu dua
buah
persambungan kutub (junction). Contoh dari transistor unipolar diantaranya adalah : JFET MOSFET, yang terdiri dari dua macam, yaitu pemasfet dan emaset. Transistor unipolar adalah FET (Field Effect Transistor) yang terdiri dari JFET kanal N, JFET kanal P, MOSFET kanal N, dan MOSFET kanal P.
Gambar 26 Simbol Transistor Unipolar
27
Gambar 27 Transistor Unilpolar
2.6 Relay Relay adalah saklar (switch) elektronik yang bekerja berdasarkan medan magnet yang terdiri dari suatu lilitan dan switch mekanik. Switch mekanik akan bergerak jika ada arus listrik yang mengalir melalui lilitan. Penggunaan relay ini dalam perangkat-perangkat elektronika sangatlah banyak. Terutama di perangkat yang bersifat elektronis atau otomatis. Contoh di Televisi, Radio, Lampu otomatis Dan lain-lain. Contoh gambar ini adalah bentuk fisikl dari relay sebagai berikut :
Gambar 28 Relay
Cara kerja komponen ini dimulai pada saat mengalirnya arus listrik melalui koil,lalu membuat medan magnet sekitarnya sehingga dapat merubah posisi saklar yang ada di dalam relay terserbut, sehingga menghasilkan arus listrik yang lebih besar. Disinilah keutamaan komponen sederhana ini yaitu dengan bentuknya yang minimal bisa menghasilkan arus yang lebih besar.
28 Pemakaian relay dalam perangkat-perangkat elektronika mempunyai Keuntungan yaitu ; •
Dapat mengontrol sendiri arus serta tegangan listrik yang diinginkan
•
Dapat memaksimalkan besarnya tegangan listrik hingga mencapai batas maksimalnya
•
Dapat menggunakan baik saklar maupun koil lebih dari satu, disesuaikan dengan kebutuhan
Dalam praktek sederhana yang biasa dilakukan oleh elektronikawan pada awalnya adalah menggunakan relay ini untuk menghidupkan KIPAS ANGIN saat suhu di suatu ruangan lebih dari 30 derajad misalnya. Sistem kerja dari relay disini adalah, menerima instruksi dari IC atau transistor sensor suhu (LM 355 misalnya) dan secara otomatis, saklar akan dialiri oleh arus listrik, dan menggerakkan saklar yang ada di relay tersebut. Contoh gambar ini adalah bentuk fisik dari relay sebagai berikut :
Gambar 29 Simbol Relay
Sedangkan cara kerja relay di bagi atas 3 cara yaitu sebagai berikut : Normaly Open
: Relay akan menutup bila dialiriarus listrik
Normaly Closed
: Relay akan membuka bila dialiri aliran listrik
Change Over
: Ralay ini memiliki kontak tengah yang akan melepaskan diri dan membuat kontak lainnya berhubungan.
29 2.7 Sensor Suhu (LM355) Seri LM335 adalah integrated-circuit (IC) sensor suhu yang presisi, mempunyai tegangan keluaran yang linier terhadap temperatur Celsius. LM335 tidak memerlukan kalibrasi atau trimming eksternal, karena sudah tersedia keelitian ±1/4 ºC pada suhu kamar dan ±150 ºC. LM335 berbentuk seperti Transistor pada umumnya, lihat figure 1.
LM335 mempunyai suatu kemampuan terbatas untuk men-Drive beban berat kapasitif. LM335 dengan sendirinya bisa men-drive sebesar 50 pF tanpa rangkaian. Jika beban berat dapat diantisipasi dengan mengisolasikan dengan suatu resistor. Umumnya, sistem pendingin otomatis dengan sensor temperatur digunakan sebagai sistem pengaman alat dari panas yang berlebihan, maupun pengendali otomatis temperatur ruangan. Rangkaian sensor panas elektronik dengan menggunakan IC LM 335 adalah suatu rangkaian yang dapat bekerja secara otomatis untuk mendinginkan ruangan atau alat yang bertemperatur panas. Secara umum rangkaian sensor panas elektronik terdiri dari Blok Input menggunakan sensor elektronik yaitu IC LM 335 sedangkan pada Blok Proses terdiri dari dua bagian yaitu : (A) Bagian Pengendali dan (B) Bagian Pembanding dengan menggunakan komponen IC LM 723 CN dan pada Blok Output menggunakan transistor sebagai saklar elektronik dan relay sebagai saklar mekanik yang berfungsi untuk mengaktifkan kipas dengan arus dan tegangan AC agar dapat berputar. Rangkaian sensor panas elektronik dengan menggunakan IC LM 335 akan aktif untuk menggerakan kipas dengan tegangan AC ketika temperatur ruangan atau suhu yang panas pada peralatan elektronika mencapai suhu sebesar 30ºC dan mulai tidak aktif untuk menghentikan gerakkan kipas dengan tegangan AC ketika temperatur mencapai suhu sebesar 25ºC.
30 2.8 IC TL 072 dan TL 082
Pada alat ini kami memakai IC tipe TL 072 dan TL 082. di dalam IC ini terdapat 2 Op-Amp.
2.9 Kapasitor Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi listrik. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut dengan kapasitansi. Seperti halnya resistor, kapasitor juga mempunyai dua jenis yaitu: Kapasitor Tetap dan Kapasitor Tidak Tetap (variable).
Gambar 30 Simbol Kapsitor Tetap
Akan tetapi pada rangkaian yang kami buat ini hanya menggunakan satu jenis kapasitor tetap. Jadi kami hanya membahas tentang kapasitor tetap. Kapasitor Tetap adalah kapasitor yang memilki nilai kapasitas tetap. Kapasitor tetap memiliki dua jenis yaitu bentuk polar dan non-polar. Perbedaan kapasitor polar dan non-polar adalah:
31 Kapasitor tetap bentuk non-polar memiliki dua buah kaki yang sejenis yaitu tidak terdapat kaki positif atau negative. Sedangkan lapasitor tetap bentuk polar adalah kapasitor yang memiliki dua buah kaki yang berbeda jenis yaitu terdapat kaki positifdan kaki negative. Kapasitor juga dapat dibedakan dari bahan yang digunakan sebagai pelapis diantara lempenganlempengan logam yang disebut dielektrikum. Dielektrikum tersebut dapat berupa keramik, mika, milar, kertas polyeter ataupun film. Pada umumnya kapasitor yang terbuat dari bahan diatas nilainya kurang dari 1 micro farad (µF). satuan kapasitor adalah farad, dimana 1 farad = 103 mF = 106 F = µ109 nF = 1012 pF. Untuk mengetahui besarnya nilai kapasitas atau kapasitansi pada kapasitor dapat dibaca melalui kode angka pada badan kapasitor tersebut yang terdiri dari 3 angka. Angka pertama dan kedua menunjukan angka atau nilai, sedangkan angka ketiga sebagai factor pengali atau jumlah nol dan satuan yang digunakan ialah pikofarad (pF). Misalnya: pada badan kapasitor terulis angka 103 artinya nilai kapasitas dari kapasitor tersebut adalah 10 X 103 pF = 10 X 1000 pF = 10 nF = 0,01 µF. Kapasitor tetap yang memiliki nilai lebih dari atau sama dengan 1 uF adalah kapasitor elektrolit (elco). Kapasitor ini mempunyai polaritas (terdapat kutub positif dan kutup negative) dan biasa disebutkan tegangan kerjanya, misalnya 1000 µF 15 volt berate elco memiliki kapasitas 1000 µF dan tegangan kerjanya tidak boleh melebihi 15 volt.
Gambar 31 Simbol Elco
32
Gambar 32 Kapasitor Tetap
Pada rangkaian Auto Fan ini, kami menggunakan 1 kapasitor tetap bentuk polar ( elco). Untuk kapasitor tetap polar tertera 1000 µF/ 25 V ini berate kapasitor tersebut memiliki nilai kapasitas 1000 µF dan tegangan kerjanya 25 volt artinya tegangan yang melewati kapasitor ini tidak boleh melebihi 25 volt dengan kata lain tegangan yang melewati kapasitor ini harus lebih kecil dari 25 volt. Sedangkan untuk kapasitor non-polar yang digunakan pada rangkaian Auto Fan yang kami buat memiliki nilai kapasitas tertera pada badan kapasitor sebesar 47 pF dan 220 nF.
33
BAB III ANALISA RANGKAIAN 3.1 ANALISA RANGKAIAN SECARA BLOK DIAGRAM Pada rangkaian Auto Fan With LM 335 ini, kami akan membuat dan menerangkan cara kerja alat ini secara blok diagram dan secara detail. Pada analisa blok diagram rangkaian akan terbagi menjadi: Penyalur tegangan ( arus 12 volt ) Inputan 2 ( suhu tinggi yang akan diberi pada sensor ) 1. Input 2. Proses 3. Output
LM 335 7
Potensiometer
1C741
Sensor Suhu
Dioda Zener
Transistor
Relay
Fan
34 Menurut blok diagram diatas dapat dijelaskan bahwa: Pada rangkaian diberi tegangan sebesar 12 volt, dimana tegangan ini berfungsi untuk mengaktifkan rangkaian tersebut. Pada keadaan ini fan tidak akan berputar walaupun rangkaian telah dialiri arus listrik karena sensor yang memakai tipe LM 335 ini masih dalam kondisi dingin, dan untuk memutarkan atau memfungsikan fan tersebut yaitu dengan jalan memanaskan sensor LM 335 dimana sensor ini berfungsi sebagai inputan 2. Setelah sensor panas barulah rangkaian ini akan mengeluarkan output dan fan akan berputar. Sensor LM 335 sebagai inputan dan Potensio berfungsi sebagai pengatur IC A1 dan IC A2. pada IC A1 berfungsi untuk mengatur keadaan LED D2 dan D3 dan IC A2 berfungsi untuk mengatur keadaan LED D5 setelah sensor LM 335 di panaskan setealh itu Dioda Zener berfungsi untuk membatas arus dan tegangan yang masuk melalui Transistor dan Transistor akan menghasilkan 2 kondisi Saturasi dan Cut off jika keadaan Transistor saturasi maka Relay akan berfungsi dan akan mengasilkan outputan berupa Nyala Fan
35 3.2 Analisa Rangkaian Secara Detail
Penyalur tegangan sebesar 12 volt berfungsi untuk mengalirkan arus ke semua tegangan yang berada pada tegangan di rangkain PCB. Inputan dari rangkain ini di hasilkan dari Sensor LM 335 dan mengeluarkan Output berupa nyala Fan. Ketika Sensor LM 335 dalam keadaan Mati maka D2 dan D3 akan menyala karena sebelum sensor dipanaskan di komponen maka rangkaian yang akan bekerja adalah rangkaian A1 karena rangkaian A1 berada pada kaki IC 5,6,7,dan 8 kaki 6 di hubungkan pada potensio 1 kaki 5 di hubungkan pada tegangan R1 kaki 8 pada VCC dan kaki 7 terhubung pada D2 dan D3 oleh sebab itu maka keadaan pada LED D2 dan D3 menyala karena Anoda lebih kecil dari Katoda. Setelah sensor LM 335 menghantarkan panas yang bersuhu 35 derajat celcius maka Fan akan menyala. Dan keadaan ini yang menyebabkan rangkaian IC A1 pada D2 dan D3 semakin lama – semakin meredup dan LED pada D5 akan Menyala hal ini di sebabkan karena IC A2 pada kaki 1 terhubung pada Dioda Zener yang fungsinya untuk menghambat arus dan tegangan yang berlebih. sebelum zener itu berfungsi menghambat tegangan dan arus maka tegangan pada kaki katoda dan anoda bernilai 0. Dioda Zener mempunyai tegangan 3,3 volt dan menghambat tegangan 10,8 volt dari 90% vcc, maka LED pada D5 akan menyala. Ini dikarenakan potensio 2 akan menguatkan rangkaian IC A2 yaitu jenis IC TL082.
36 Pada transistor T1 memiliki 2 kondisi yaitu Saturasi dan Cut Off. T1 akan mengalami Cut Off pada saat LM 335 belum di panaskan karena tegangan di kaki basis lebih kecil dari tegangan di kaki emitor. sedangkan T1 akan menglami Saturasi pada saat LM 335 di panaskan karena tegangan pada kaki basis akan menjadi lebih besar dari pada tegangan yang ada di kaki emitor. D6 berfungsi sebagai tegangan feed back atau tegangan tidak membalik D6 ini akan menghambat tegangan pada kaki 3 relay dan kaki 1 relay agar tidak saling terhubung. Dan pada Relay terdapat terdapat 3 kondisi NO ( Normally Open) NC (Normally Close) dan CO (Change Offer). NO (Normally Open) di ibaratkan sebagaii saklar terbuka karena tidak ada arys dan tegangan yang dilewati. Sedangkan NC (Normally Close) di ibaratkan sebagai saklar tertutup sehingga arus dan tegangan dapat mengalir. CO (Change Offer) berfungsi untuk merubah dari kondisi Normally Open ke Normally Close. Jika Transistor Saturasi maka kaki CO pada Relay akan merubah kondisi dari NC ke NO sehingga Fan dapat berputar.
37
BAB IV CARA PENGOPERASIAN ALAT 4.1 LANGKAH-LANGKAH PENGOPERASIAN ALAT Pada bab kami ini akan membahas penjelasan bagaimana cara pengoperasian alat AUTO FAN WITH LM 335 yang telah kami buat. Untuk mengoperasian rangkaian yang kami buat maka diperlukan langkahlangkah berikut :
Hubungan Jack Cewean pada kutup positif dan kutup negative yang terhubung positif pada tegangan VCC 12 volt dan negative pada Ground
Kemudian panaskan Sensor LM 335 pada suhu 35 derajat celcius
Setalah itu Relay akan berfungsi dan Menghasilkan Output berupa Nyala FAN
Apabila kita menginginkan LED yang terdapat pada D2 dan D3 lebih redup atau lebih terang kita dapat mengaturnya dengan Potensio 1 yang berada sejajar dengan IC TL 072 atau A1
Apabila kita menginginkan LED yang berada pada D5 lebih terang atau lebih redup kita dapat mengaturnya lewat Potensio 2 yang terdapat sejajar dengan IC TL 082 atau IC A2
38
BAB V PENUTUP 5.1 KESIMPULAN Auto Fan With LM 335 merupakan sebuah rangkaian yang menggunakan sebuah sensor LM 335 yang merupakan sebuah sensor pengontrol suhu panas. Kata Auto Fan pada rangkaian Auto Fan LM 335 bermakna Otomatis karena dia bekerja berdasarkan sensor suhu yang di panjarkan dari sensor LM 335 tersebut. Jika sensor LM 335 dalam keadaan panas maka Fan akan menyala berbeda jika keadaan sensor LM 335 dalam keadaan Dingin maka Fan tidak akan menyala. Itu di sebabkan karena tidak ada arus panas yang di hantarkan melalui sensor LM 335 tersebut. Panas kan sensor LM 335 dengan Solder panas atau dengan Korek api. 5.2 SARAN Dalam pembuatan Layout rangkaian harus hati-hati dan harus lebih teliti karena sering terjadi kesalahan dalam menempatkan komponen yang akan di pasang. Terutama pada penempatan sensor dan IC karena sensor dengan tipe LM 335 ini memiliki tiga buah kaki namun dalam penggunaanya digunakan hanya dua buah kaki yaitu katoda dan anoda, jadi ada sebuah kaki yang tidak di pergunakan dalam rangkaian ini. Tetapi dalam alat yang kami buat kami menghubungkan kaki 1 dengan kaki 2 katoda ini di sebabkan karena pada saat sensor LM 335 belum di panaskan Fan dari alat kami sudah menyala. Jadi kami menghubungkan kaki1 ke kaki 2 Katoda. Dan jika kita ingin merendam PCB dengan Ferikkrolit air yang harus kita gunakan jangan menggunakan air yang terlalu panas karena jika kita menggunakan air yang terlalu panas di khawatirkan Jalur tembaga yang ada pada PCB akan terputus. Maka dari itu di sarankan untuk menggunakan air yang hangat dan tidak terlalu panas.
39
LAMPIRAN SKEMA GAMBAR
LAYOUT
40 DATA PENGAMATAN PADA ALAT ”AUTO FAN WITH LM 335” SAAT FAN OFF 1. PADA IC A. B. C. D. E. F. G. H.
KAKI 1 : 1,6V KAKI 2 : 3V KAKI 3 : 2,8V KAKI 4 : 0V KAKI 5 : 2,6V KAKI 6 : 2,8V KAKI 7 : 3,8V KAKI 8 : 10V 2. PADA TRANSISTOR
SAAT FAN ON 1. PADA IC A. B. C. D. E. F. G. H.
KAKI 1 : 9,1V KAKI 2 : 1,1V KAKI 3 : 0V KAKI 4 : 0,02V KAKI 5 : 11V KAKI 6 : 11V KAKI 7: 3,2V KAKI 8 : 0V 2. PADA TRANSISTOR
A. COLECTOR : 10V B. BASIS : 4V C. EMITOR : 0V
A. COLECTOR : 0V B. BASIS : 0V C. EMITOR : 0V
3. PADA DIODA ZENER A. ANODA : 7V B. KATODA : 8,5V
3. PADA DIODA ZENER A. ANODA : 9V B. KATODA : 5V
41
DAFTAR PUSTAKA •
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/Pot-pic.jpg
•
http://www.byexamples.com/ee/images/resistor.jpg
•
http://www.navatekindia.com/images/Trimpot.jpg
•
http://www.splung.com/fields/images/capacitors/capacitors.jpg
•
http://img.alibaba.com/photo/11418809/0_5w_Series_Glass_sealed_Zener _Diode.jpg
•
http://www.made-in-china.com/image/2f1j00QTtElyrFRaQmM/Transistor2SA-2SB-2SC-2SDS2000- BU-Series-.jpg
•
http://www.semicon.toshiba.co.jp/ICSFiles/artimage/2006/11/21/ec_trantopi c/eye200505_02_1.gi
•
Komponen-Elektronik pdf
•
Komponen pdf
•
HTTP://WWW.ELECTRONICLAB.COM
•
www.iLxLightWave.com/progs/acessories/temperature
•
ANEKA HOBY ELEKTRONIKA JILID 3 HAL 8
•
MODUL BANTU ELEKTRONIKA 2, UNIVERSITAS GUNADARMA, JAKARTA ------------------
•
HTTP://WWW.TUTORIALELEKTRONIKA.COM
