BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Zaman yang mulai berkembang menjadi lebih modern seperti sekarang ini. Membuat perkembangan di Bidang Elektronika semakin pesat. Ini membuat kebutuhan manusia akan barang-barang elektronika semakin tinggi di pasaran. Saat ini selera masyarkat lebih diarahkan di Bidang Audio dan Video. Masyarakat akan terus memburu perlengkapan yang di kemas secara kompleks. Oleh karena itu masyarakat membutuhkan perangkat Audio yang kualitas dan dilengkapi beberapa fitur tambahan. Hal iniah yang membuat kami membuat proyek ini dengan menambahkan teknologi masa kini, tanpa menghilangkan fungsi aslinya sendiri yaitu “Power Amp Stereo 150Watt with Mp3 Player”. Produk ini diharapkan bisa memenuhi dan mempermudah masyarakat untuk menikmati teknologi maju seperti sekarang ini.
1.2. Tujuan dan Manfaat Adapun tujuan dari pembuatan proyek proyek ini adalah : 1. Sebagai persyaratan persyaratan dalam mengikuti UK (Uji Kompetensi Industri) 2. Sebagai Aplikasi dalam semua mata pelajaran terutama Audio. 3. Melatih diri untuk mempunyai mempunyai ras tanggung t anggung jawab yang tinggi. 4. Untuk mengetahui kemampuan siswa di dalam proyek yang dibuatnya. Adapun manfaat dari pembuatan proyek ini adalah : 1. Mendengarkan Mendengarkan musik di waktu istirahat. 2. Menghilangkan Menghilangkan rasa jenuh. 3. Dapat mendengarkan lagu lewat radio.
Bab 2 Landasan Teori
2.1. Transistor Sebagai Penguat Salah satu fungsi Transistor yang paling banyak digunakan di dunia Elektronika Analog adalah sebagai penguat yaitu penguat arus,penguar tegangan, dan penguat daya. Fungsi komponen semikonduktor ini dapat kita temukan pada rangkaian Pree-Amp Mic, Pree-Amp Head, Mixer, Echo, Tone Control, Amplifier dan lain-lain. Prinsip kerja transistor pada contoh rangkaian di bawah adalah, arus kecil pada basis (B) yang merupakan input dikuatkan beberapa kali setelah melalui Transistor. Arus output yang telah dikuatkan tersebut diambil dari terminal Collector (C). Besar kecilnya penguatan atau faktor pengali ditentukan oleh beberapa perhitungan resistor yang dihubungkan pada setiap terminal transistor dan disesuaikan dengan tipe dan karakteristik transistor. Signal yang diperkuat dapat berupa arus DC (searah) dan arus AC (bolak-balik) tetapi maksimal tegangan output tidak akan lebih dari tegangan sumber (Vcc) Transistor.
Rangkaian transistor sebagai penguat
Bentuk signal input dan output penguatan Pada gambar pertama (Transistor Sebagai Penguat), tegangan pada Basis (dalam mV) dikuatkan oleh Transistor menjadi besar (dalam Volt). Perubahan besarnya tegangan output pada Collector akan mengikuti perubahan tegangan input pada Basis. Pada gambar kedua dapat terlihat perubahan dan bentuk gelombang antara input dan output yang telihat melalui Osciloscope. Berdasarkan cara pemasangan ground dan pengambilan output, penguat transistor dibagi menjadi tiga bagian yaitu: 1.
Common Base Penguat Common Base digunakan sebagai penguat tegangan. Pada
rangkaian ini Emitor merupakan input dan Collector adalah output sedangkan Basis di-ground-kan/ ditanahkan. Sifat-sifat Penguat Common Base: o
Isolasi input dan output tinggi sehingga Feedback lebih kecil
o
Cocok sebagai Pre-Amp karena mempunyai impedansi input tinggi yang dapat menguatkan sinyal kecil
o
Dapat dipakai sebagai penguat frekuensi tinggi
o
Dapat dipakai sebagai buffer
2.
Penguat Common Emitor Penguat Common Emitor digunakan sebagai penguat tegangan. Pada
rangkaian ini Emitor di-ground-kan/ ditanahkan, Input adalah Basis, dan output adalah Collector. Sifat-sifat Penguat Common Emitor: o
Signal output berbeda phasa 180 derajat
o
Memungkinkan adanya osilasi akibat feedback, untuk mencegahnya sering dipasang feedback negatif.
o
Sering dipakai sebagai penguat audio (frekuensi rendah)
o
Stabilitas penguatan rendah karena tergantung stabilitas suhu dan bias
transistor 3.
Penguat Common Collector Penguat Common Collector digunakan sebagai penguat arus. Rangkaian
ini hampir sama dengan Common Emitor tetapi outputnya diambil dari Emitor. Input dihubungkan ke Basis dan output dihubungkan ke Emitor. Rangkaian ini disebut juga dengan Emitor Follower (Pengikut Emitor) karena tegangan output hapir sama dengan tegangan input. Sifat-sifat Penguat Common Collector: o
Signal output dan sigal input satu phasa (tidak terbalik seperti Common Emitor)
o
Penguatan tegangan kurang dari 1 (satu)
o
Penguatan arus tinggi (sama dengan HFE transistor)
o
Impedansi input tinggi dan impedansi output rendah sehingga cocok
digunakan sebagai buffer
2.2. Filter (high Pass/Low Pass) 2.2.1. High Pass Filter Filter high-pass atau sering juga disebut dengan filter lolos atas adalah suatu rangkaian yang akan melewatkan suatu isyarat yang berada diatas frekuensi cut-off (ωc) sampai frekuensi cut-off (ωc) rangkaian tersebut dan akan menahan isyarat yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off (ωc) rangkaian tersebut. Filter high-passs dasar disusun dengan rangkaian RC seperti berikut.
Prinsip kerja dari filter high pass atau filter lolos atas adalah dengan memanfaatkan karakteristik dasar komponen C dan R, dimana C akan mudah melewatkan sinyal AC sesuai dengan nilai reaktansi kapasitifnya dan komponen R yang lebih mudah melewatkan sinyal dengan frekuensi yang rendah. Prinsip kerja rangkaian filter lolos atas atau high pass filter (HPF) dengan RC dapat diuraikan sebagai berikut, apabila rangkaian filter high pass ini diberikan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal tersebut akan di lewatkan ke output rangkaian melalui komponen C. Kemudian pada saat sinyal input yang diberikan ke rangkaian filter lolos atas atau high pass filter memiliki frekuensi di bawah frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal input tersebut akan dilemahkan dengan cara dibuang ke ground melalui komponen R.
2.2.2. Low Pass Filter Low Pass Filter (LPF) atau Filter Lolos Bawah adalah filter yang hanya melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dan akan melemahkan sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off (fc). Pada filter LPF yang ideal sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (fc) tidak akan dilewatkan sama sekali (tegangan output = 0 volt). Rangkaian low pass filter RC merupakan jenis filter pasif, dengan respon
frekuensi yang ditentukan oleh konfigurasi R dan C yang digunakan. Rangkaian dasar LPF dan grafik respon frekuensi LPF sebagai berikut.
Pada filtrer lolos bawah (low pass filter ,LPF) terdapat beberapa karakteristik mendasar sebagai berikut. Pada saat frekuensi sinyal input lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) (fin << fc) maka penguatan tegangan / Gain (G) = 1 atau G=0dB. Pada saat frekuensi sinyal input sama dengan frekuensi cut-off (fc) (fin = fc) maka ω = 1/RC sehingga penguatan tegangan / Gain (G) menjadi -3 dB atau terjadi pelemahan tegangan sebesar 3 dB. Pada saat frekuensi sinyal input lebih tinggi dari frekuensi cut-off (fc) (fin >> fc) maka besarnya penguatan tegangan (G) = 1/ωRC atau G = -20 log ωRC Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa Filter Lolos Rendah (Low Pass Filter, LPF) hanya meloloskan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) saja.
2.3. Jenis-Jenis Penguat Amplifier/Konfigurasi Kelas A Dalam Kelas A penguat, perangkat output untuk terus menerus melakukan seluruh siklus, atau dengan kata lain selalu ada bias arus yang mengalir dalam perangkat output. Topologi ini memiliki paling sedikit distorsi dan merupakan yang paling linear, tetapi pada saat yang sama adalah yang paling efisien sekitar 20%. Desain biasanya tidak komplementer dengan tinggi dan rendah output samping perangkat. Kelas B Penguat jenis ini beroperasi dalam cara yang berlawanan untuk Kelas A amplifier. Output perangkat hanya melakukan setengah siklus sinusoidal (satu melakukan di wilayah positif, dan satu melakukan di wilayah negatif), atau dengan kata lain, jika tidak ada sinyal input maka tidak ada arus di perangkat output. Penguat kelas ini jelas lebih efisien daripada Kelas A, pada sekitar 50%, namun memiliki beberapa masalah dengan linearitas pada titik potong, karena
waktu yang dibutuhkan untuk mengaktifkan salah satu perangkat dan giliran yang lain perangkat. Kelas AB Penguat jenis ini merupakan kombinasi dari dua tipe di atas, dan saat ini salah satu yang paling umum jenis power amplifier yang ada. Berikut kedua perangkat tersebut diizinkan untuk melakukan pada saat yang sama, tetapi hanya sejumlah kecil di dekat titik crossover. Maka tiap-tiap perangkat yang melakukan selama lebih dari setengah siklus tetapi kurang dari seluruh siklus, sehingga bawaan non-linearitas desain Kelas B diatasi, tanpa inefisiensi dari Kelas A desain. Efisiensi untuk Kelas AB amplifier adalah sekitar 50%. Kelas D Penguat kelas ini adalah sebuah switching atau PWM penguat seperti yang disebutkan di atas. Penguat kelas ini adalah fokus utama dari aplikasi ini catatan. Dalam jenis ini penguat, yang saklar sepenuhnya baik atau sepenuhnya off, secara signifikan mengurangi kerugian daya di perangkat output. Efisiensi 90-95% adalah mungkin. Sinyal audio digunakan untuk memodulasi sinyal pembawa yang PWM yang drive perangkat output, dengan tahap terakhir menjadi rendah pass filter untuk menghilangkan frekuensi tinggi carrier frekuensi PWM. Sebuah Kelas D penguat audio pada dasarnya merupakan switching PWM penguat atau amplifier. Ada beberapa kelas yang berbeda dari amplifier. Kelas D penguat mengambil berbagai bentuk, beberapa dapat memiliki input digital dan beberapa dapat memiliki input analog. Di sini kita akan fokus pada jenis yang memiliki analog input.
BAB 3 Cara kerja Rangkaian 3.1 Gambar Blok Diagram Input L
Output L
Tone Control
Power Amplifier
Catu Daya
Input R Output R
3.2. Cara Kerja Berdasarkan Blok Diagram Catu Daya adalah sebuah rangkaian elektronika yang berfungsi sebagai penyuplai tegangan untuk seluruh rangkaian. Pada rangkaian ini ada 4 komponen dioda, 2 kapasitor, dan 1 transformator. Catu daya ini digunakan untuk menyuplai tone control, power amplifier, dan Mp3 Player. Setelah catu daya menghasilkan tegangan sesuai tegangan kerja pada rangkaian Tone Control, Amplifier Dan Mp3 Player. Maka selanjutnya cara kerja dari Tone Control, Tone Control adalah suatu rangkaian elektronika yang berfungsi sebagai pengatur respon frekuensi sehingga bisa mendapatkan suara yang kita inginkan. Rangkaian ini memiliki beberapa bagian yaitu pengatur bass, treeble, volume, dan karena rangkaian yang kami buat Stereo maka ditambahkan Balance. Adapun fungsi dari bagian tersebut adalah : -
Volume berfungsi untuk mengatur keras lemahnya suara. Bass berfungsi untuk mengatur nada rendah Treeble berfungsi untuk mengatur nada tinggi. Balance untuk mengatur suara kanan kiri
Tone Control mendapat Input Suara dari Mp3 Player yang kemudian outputnya di umpankan ke Power Amplifier dan amplifier itu sendiri adalah rangkaian elektronika yang berfungsi sebagai penguat dari output Tone Control. Namun input yang diterima rangkaian ini masih lemah kemudian dikuatkan oleh transitor
sehingga menghasilkan output yang kuat. Yang selanjutnya akan di keluarkan melalui Speaker R dan L.
3.3. Gambar Rangkaian Gambar Rangkaian Catu Daya OUTPUT + 18 Vdc
T
D1
D2
CT
C1
220 Vac
CT D4
D3
C2
OUTPUT - 18 Vdc
Cara Kerja Catu daya
1.
Catu Daya Tegangan Jala-Jala/jaringan PLN sebesar 220 V diturunkan oleh trafo step down sebesar 25 V AC, yang kemudian disearahkan oleh 4 Dioda yang menjadi penyearah yang menyearahkan tegangan AC menjadi tegangan DC. Dalam tegangan DC tersebut masih ada ripple yang artinya tegangan masih belum murni DC. Untuk menjdikan tegangan ini murni DC maka dipakailah 2 buah kapasitor, penggunaan kapasitor ini sebagai Filter yaitu hanya meloloskan tegangan DC murni saja.
Rangkaian Tone Control
Cara kerja Tone Control 2. Tone Control. Input yang menyerupai sinyal AC melalui kapasitor pertama yang ada pada rangkaian tone control. Besarnya diatur oleh VR1, pada saat posisi VR1 diatur, maka sinyal diterukan ke jaringan LPF dan HPF. Pada jaringan LPF sinyal frekuensi tinggi akan diredam dan frekuensi rendah akan diterusakan yang akan diteruskan oleh VR2. Paa saat VR2 max maka nada rendah akan dilangsungkan ke penguat berikutnya. Pada jaringan HPF sinyal frekuensi tinggi akan diloloskan dan Frekuensi rendah akan diredam yang diatur oleh VR3 sebagai treeble. Pada saat VR3 max maka nada tinggi langsung lewat ke penguat berikutnya.
Gambar Rangkaian Power Amplifier
Cara kerja Power Amplifier 3. Power Amplifier. Input power amp ini adalah output dari tone control tadi. Output tone di umpankan ke kapasitor, yang kemudian dikuatkan oleh differensial yaitu Q1 dan Q2. Output dari penguat tersebut dikuatkan lagi oleh Q4. Pada saat Q4 setengah periode positif maka pada transistor tersebut akan ON sehingga colector emitor akan terhubung singkat dengan – VCC. Sehingga pada input Q5 akan negative. Pada output Q5 di kuatkan oleh Q7. Pada saat input Q6 bernilai Positif maka colector emitor Q6 Akan terhubung singkat dengan +VCC. Output Q6 dikuatkan Oleh Q8.
Bab 4 Proses Produksi Dan Jasa 4.1. Time Scedule JADWAL PELAKSANAAN
September No
Oktober
November
Desember
Kegiatan 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 1 2 3 4 1
1
2
Januari
RancanganKerj a/ Penyusunan Proposal GambarKerja
3
Proses Produksi/Jasa
4
Laporan
5
Presentasi/ Verifikasi
6
UjianSekolahda nNasional
2
3
4
1
2
3
4
4.2. Alat Dan Bahan 4.2.1 Alat No.
Nama Alat
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
Penggaris Spidol Penitik/paku Bor PCB Multimeter Solder Atraktor Obeng besar Obeng Kecil Tang potong Tang cucut Cutter Kertas Miniblok Palu PCB
14. 15.
Spesifikasi Satuan Jumlah Pemilik Standard Type M dan F Standard 12 VDC Heles 40 Watt/220V Sandard +/+/Standard Standard Standard A4
Buah Buah Buah Buah Buah Buah Buah Set Set Buah Buah Buah Halaman
1 2 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 2
Sendiri Sendiri Sendiri Sendiri Sendiri Sendiri Sendiri Sendiri Sendiri Sendiri Sendiri Sendiri Sendiri
Standard 10x20 cm
Buah Buah
1 5
Sendiri sendiri
4.2.2 Bahan No
NamaBahan
Spesifikasi
Satuan
Jumlah
1.
Resistor
1K / 50 W
Buah
8
2.
Resistor
6K8
Buah
6
3.
Resistor
270K
Buah
6
4.
Resistor
4K7
Buah
8
5.
Resistor
5K6
Buah
6
6.
Resistor
8K2
Buah
2
7.
Resistor
47K
Buah
2
8.
Resistor
560
Buah
6
9.
Resistor
30K
Buah
4
10.
Resistor
10K
Buah
2
11.
Resistor
2K2
Buah
2
12.
Resistor
100
Buah
6
13.
Resistor
330
Buah
4
14.
Resistor
1 OHM
Buah
8
15.
Potensiometer
B 50K
Buah
1
16.
Potensiometer
B 50K X2
Buah
2
17.
Potensiometer
B 50K X2 / CT
Buah
1
18.
Capasitor
100pf
Buah
2
19.
Capasitor
470nf
Buah
4
20.
Capasitor
47nf
Buah
6
21.
Capasitor
3,3nf
Buah
2
22.
Capasitor
100uf
Buah
2
23.
Capasitor
4,7uf / 25V
Buah
6
24.
Capasitor
22uf / 25V
Buah
4
25.
Capasitor
470uf / 25V
Buah
1
26.
Capasitor
47uf / 25V
Buah
8
27.
Capasitor
4700uf / 50V
Buah
20
28.
Dioda
IN 4148
Buah
10
29.
Dioda
IN 5407
Buah
4
30.
Transistor
C 945
Buah
4
31.
Transistor
2SA 645
Buah
6
32.
Transistor
C2001
Buah
2
33.
Transistor
A 648
Buah
2
34.
Transistor
C 1384
Buah
2
35.
Transistor
TIP 31
Buah
2
36.
Transistor
TIP 32
Buah
2
37.
Trafo
3A CT 220/18 -0-18
Buah
1
42.
Panel pengatur
Standard
Buah
1
43.
Knop pengatur
Standard
Buah
4
44.
Power switch
Standard denganlampu
Buah
1
45.
Jack RCA
2P
Buah
1
46.
Jack RCA
1P
Buah
1
47.
Kabel RCA
3P
Buah
1
48.
Heatsink
Satuan
Buah
4
49.
PCB
15 x 12 cm
Buah
1
50.
Tinol
meter
3
51.
Plug AC
Standard 220 VAC
Buah
1
52.
Kabel
Merah
meter
1
53.
Kabel
Biru
meter
1
54.
Kabel
Hitam
meter
1
55.
Kabel speaker
Standard
meter
2
56.
Sekrup
Besar 25 mm
Buah
14
57.
Sekrup
Kecil 10 mm
Buah
10
58.
Sekrup
Kecil 5 mm
Buah
10
59.
Baut
Kecil
Buah
5
60.
FeCl3
Kristal/Padat
Ons
1
0,4 60%.
4.3. Rencana Anggaran Biaya Rencana Anggaran Biaya No.
Nama Bahan
Spesifikasi
Satuan
Jumlah
Harga
1.
Resistor
1K/0,5 W
buah
8
400
2.
Resistor
6K8
buah
6
100
3.
Resistor
270K
buah
6
300
4.
Resistor
4K7
buah
8
400
5.
Resistor
5K6
buah
6
300
6.
Resistor
8K2
buah
2
100
7.
Resistor
47K
buah
2
100
8.
Resistor
560
buah
6
300
9.
Resistor
30K
buah
4
200
10.
Resistor
10K
buah
2
100
11.
Resistor
2K2
buah
2
100
12.
Resistor
100
buah
6
300
13.
Resistor
330
buah
4
200
14.
Resistor
1 OHM
buah
8
400
15.
Potensiometer
B 50K
buah
1
1.250
16.
Potensiometer
B 50K X2
buah
2
4.00
17.
Potensiometer
B 50K X2/ CT
buah
1
2.500
18.
Capasitor
100pf
buah
2
200
19.
Capasitor
470pf
buah
4
400
20.
Capasitor
47nf
buah
6
1.200
21.
Capasitor
3,3nf
buah
2
200
22.
Capasitor
100nf
buah
2
400
23.
Capasitor
4,7uf/25V
buah
6
900
24.
Capasitor
22uf / 25 V
buah
4
600
25.
Capasitor
470uf / 25 V
buah
1
600
26.
Capasitor
47uf / 25 V
buah
8
2.800
27.
Capasitor
4700uf / 50 V
buah
2
10.00
28.
Dioda
IN 4148
buah
10
1.000
29.
Dioda
IN 5407
buah
4
1.600
30.
Transistor
C 945
buah
4
1.000
31.
Transistor
2SA 645
buah
6
2.100
32.
Transistor
C2001
buah
2
800
33.
Transistor
A 648
buah
2
2.000
34.
Transistor
C 1384
buah
2
2.000
35.
Transistor
TIP 31
buah
2
3.600
36.
Transistor
TIP32
buah
2
3.600
37.
Trafo
3A CT
buah
1
75.000
42.
Panel pengatur
Standar
buah
1
2.500
43.
Knop pengatur
Standar
buah
4
1.000
44.
Power switch
Standar dengan lampu
buah
1
2.000
45.
Jack RCA
2P
buah
1
1.000
46.
Jack RCA
1p
buah
1
500
47.
Kabel RCA
3P
buah
1
4.000
48.
Heatsink
Satuan
buah
49.
PCB polos
20 x 12 cm
buah
1
2.000
50.
Tinol
meter
3
1.500
0,4 60%
4.000
51.
Plug AC
Standard 220 VAC
buah
1
2.500
52.
Kabel
Merah
meter
1
1.000
53.
Kabel
Biru
meter
1
1.000
54.
Kabel
Hitam
meter
1
1.000
55.
Kabel speaker
Standar
meter
2
3.000
56.
Sekrup
Besar 25 mm
buah
14
1.400
57.
Sekrup
Kecil 10 mm
buah
10
500
58.
Sekrup
Kecil 5 mm
buah
10
500
59.
Baut
Kecil
buah
5
250
60.
FeC13
Kristal/Padat
ons
1
2.000
61.
kayu
62
Mp3 Player
20.000 Buah
1
Jumlah
B. Biaya Produksi (BP) Biaya Produksi
= 15% x Harga Bahan = 15% x Rp. 204.400,00 = Rp. 30.660
C. Keuntungan (U) Keuntungan
= 15% x (Harga Bahan + Biaya Produksi) = 15% x (Rp.204.400,00 + Rp. 30.660,00) = Rp. 35.295,00
D. Harga Jual (HJ) Harga Jual
= HB + BP + U = Rp.204.400,00 + Rp. 30.660,00+ Rp. 35.295,00 = Rp. 270.355,00
50.000 204.400
4.4. Lay Out PCB Power Amplifier 150W
Tone Control
4.5. Hasil Uji Coba Rangkaian
Bab 5 Penutup
4.1. Kesimpulan
Hasil Proses -
Teknis
Dari hasil proses yang telah berjalan, kendala teknis yang selalu dialami ialah banyaknya komponen yang sudah rusak.
-
Biaya
Untuk biaya ialah pada pembelian MP3 Player.
4.2. Saran
Hasil proses
Pastikan sebelum membeli komponen di periksa terlebih dahulu, karena dapat memakan banyak biaya.
