4.21 Computer Analysis [Voltage-Divide Configuration]

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4. Example

5. Problem

6. Soal Pilihan Ganda

7. Rangkaian Proteus

8. Video

9. Download File

1. Tujuan [kembali]

* Dapat menggunakan aplikasi proteus untuk membuat rangkaian listrik sederhana

* Dapat menggunakan komponen-komponen sederhana dalam membuat rangkaian pada aplikasi proteus

* Dapat memahami rangkaian yang dibuat pada aplikasi Proteus

2. Komponen [kembali]

A. Bahan

Grounding
Berfungsi sebagai penahan arus

Dioda

Berfungsi mengubah gelombang arus bolak balik Menjadi gelombang searah.

Resistor

Berfungsi sebagai hambatan arus listrik.

Baterai/Sumber Tegangan

Berfungsi sebagai sumber energi/tegangan.

Transistor

Transistor adalah sebuah komponen elektronika yang digunakan untuk penguat, sebagai sirkuit pemutus, sebagai penyambung, sebagai stabilitas tegangan, modulasi sinyal dan lain-lain.

Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan elektron-elektron selama waktu yang tertentu atau komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik

B. Alat

Voltmeter

Berfungsi untuk mengukur tegangan.

Amperemeter

Berfungsi untuk mengukur arus.

Oscilloscope

Osiloskop adalah alat ukur elektronik yang berfungsi untuk memproyeksikan frekuensi dan sinyal listrik dalam bentuk grafik.

Spesifikasi:

3. Dasar Teori [kembali]

A. Ground

Berfungsi sebagai penahan arus. Pada ilmu listrik satu fasa, kita sering mendengar istilah kabel fasa, netral, dan ground. Untuk kabel fasa sudah jelas yaitu kabel yang mengandung tegangan. Ciri utama dari kabel fasa adalah bisa ditestpen akan menyala. Sedangkan untuk kabel neutral dan ground masih banyak orang bingung sehingga mengganggap sama antara netral dan ground. Untuk itu pada artikel ini akan dibahas apa perbedaan antara kabel netral dan ground.

Kabel netral adalah kabel bermuatan listrik rendah(mendekati nol) dan dipakai sebagai acuan. Seperti kita ketahui, agar terjadi aliran arus listrik maka harus ada beda potensial. Untuk itu, apabila kita hanya menggunakan kabel fasa masuk dalam komponen listrik, misalnya lampu, maka lampu tidak akan menyala. Apabila kita tambahkan kabel netral maka akan terjadi beda potensial antara kabel fasa dan netral yang melewati lampu tadi sehingga lampu menyala. Ciri dari kabel ini adalah apabila ditestpen maka testpen tidak menyala.

Kabel ground berfungsi sebagai proteksi apabila terjadi kebocoran arus. Kebocoran arus adalah apabila isolasi kabel atau perangkat elektronik rusak, maka arus listrik bisa mengalir di konduktor yang bersentuhan dengannya. Misal ada kabel kulkas yang mengelupas, akan berbahaya jika kabel yang terkelupas ini menempel di body kulkas yang terbuat dari besi/alumunium karena menyebabkan body kulkas memiliki arus listrik dan bisa menimbulkan sengatan listrik apabila terpegang. Sesuai namanya, kabel ground adalah kabel yang terhubung ke tanah/bumi yang akan membuang arus bocor tadi ke tanah. Karena berfungsi sebagai proteksi, arus listrik tetap bisa mengalir hanya dengan kabel fasa dan netral.

B. Resistor

Untuk mengetahui nilai resistansi dari suatu resistor, dapat dilihat dari tabel berikut:

4 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 10⁵
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 10⁵ = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

5 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10ⁿ)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 10⁵
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 10⁵ = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.

C. Oscilloscope

Osiloskop adalah alat ukur elektronik yang berfungsi untuk memproyeksikan frekuensi dan sinyal listrik dalam bentuk grafik.

Tombol/Sakelar dan Indikator Osiloskop

Tombol Power ON/OFF
Tombol Power ON/OFF berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan Osiloskop
Lampu Indikator
Lampu Indikator berfungsi sebagai Indikasi Osiloskop dalam keadaan ON (lampu Hidup) atau OFF (Lampu Mati)
ROTATION
Rotation pada Osiloskop berfungsi untuk mengatur posisi tampilan garis pada layar agar tetap berada pada posisi horizontal. Untuk mengatur rotation ini, biasanya harus menggunakan obeng untuk memutarnya.
INTENSITY
Intensity digunakan untuk mengatur kecerahan tampilan bentuk gelombang agar mudah dilihat.
FOCUS
Focus digunakan untuk mengatur penampilan bentuk gelombang sehingga tidak kabur
CAL
CAL digunakan untuk Kalibrasi tegangan peak to peak (VP-P) atau Tegangan puncak ke puncak.
POSITION
Posistion digunakan untuk mengatur posisi Vertikal (masing-masing Saluran/Channel memiliki pengatur POSITION).
INV (INVERT)
Saat tombol INV ditekan, sinyal Input yang bersangkutan akan dibalikan.
Sakelar VOLT/DIV
Sakelar yang digunakan untuk memilih besarnya tegangan per sentimeter (Volt/Div) pada layar Osiloskop. Umumnya, Osiloskop memiliki dua saluran (dual channel) dengan dua Sakelar VOLT/DIV. Biasanya tersedia pilihan 0,01V/Div hingga 20V/Div.
VARIABLE
Fungsi Variable pada Osiloskop adalah untuk mengatur kepekaan (sensitivitas) arah vertikal pada saluran atau Channel yang bersangkutan. Putaran Maksimum Variable adalah CAL yang berfungsi untuk melakukan kalibrasi Tegangan 1 Volt tepat pada 1cm di Layar Osiloskop.
AC – DC
Pilihan AC digunakan untuk mengukur sinyal AC, sinyal input yang mengandung DC akan ditahan/diblokir oleh sebuah Kapasitor. Sedangkan pada pilihan posisi DC maka Input Terminal akan terhubung langsung dengan Penguat yang ada di dalam Osiloskop dan seluruh sinyal input akan ditampilkan pada layar Osiloskop.
GND
Jika tombol GND diaktifkan, maka Terminal INPUT akan terbuka, Input yang bersumber dari penguatan Internal Osiloskop akan ditanahkan (Grounded).
VERTICAL INPUT CH-1
Sebagai VERTICAL INPUT untuk Saluran 1 (Channel 1)
VERTICAL INPUT CH-2
Sebagai VERTICAL INPUT untuk Saluran 2 (Channel 2)
Sakelar MODE
Sakelar MODE pada umumnya terdiri dari 4 pilihan yaitu CH1, CH2, DUAL dan ADD.
CH1 = Untuk tampilan bentuk gelombang Saluran 1 (Channel 1).
CH2 = Untuk tampilan bentuk gelombang Saluran 2 (Channel 2).
DUAL = Untuk menampilkan bentuk gelombang Saluran 1 (CH1) dan Saluran 2 (CH2) secara bersamaan.
ADD = Untuk menjumlahkan kedua masukan saluran/saluran secara aljabar. Hasil penjumlahannya akan menjadi satu gambar bentuk gelombang pada layar.
x10 MAG
Untuk pembesaran (Magnification) frekuensi hingga 10 kali lipat.
POSITION
Untuk penyetelan tampilan kiri-kanan pada layar.
XY
Pada fungsi XY ini digunakan, Input Saluran 1 akan menjadi Axis X dan Input Saluran 2 akan menjadi Axis Y.
Sakelar TIME/DIV
Sakelar TIME/DIV digunakan untuk memilih skala besaran waktu dari suatu periode atau per satu kotak cm pada layar Osiloskop.
Tombol CAL (TIME/DIV)
ini berfungsi untuk kalibrasi TIME/DIV
VARIABLE
Fungsi Variable pada bagian Horizontal adalah untuk mengatur kepekaan (sensitivitas) TIME/DIV.
GND
GND merupakan Konektor yang dihubungkan ke Ground (Tanah).
Tombol CHOP dan ALT
CHOP adalah menggunakan potongan dari saluran 1 dan saluran 2.
ALT atau Alternate adalah menggunakan saluran 1 dan saluran 2 secara bergantian.
HOLD OFF
HOLD OFF untuk mendiamkan gambar pada layar osiloskop.
LEVEL
LEVEL atau TRIGGER LEVEL digunakan untuk mengatur gambar yang diperoleh menjadi diam atau tidak bergerak.
Tombol NORM dan AUTO
Tombol LOCK
Sakelar COUPLING
Menunjukan hubungan dengan sinyal searah (DC) atau bolak balik (AC).
Sakelar SOURCE
Penyesuai pemilihan sinyal.
TRIGGER ALT
SLOPE
EXT
Trigger yang dikendalikan dari rangkaian di luar Osiloskop.

D. Dioda

Diode (diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Berikut ini adalah fungsi dari dioda antara lain:

· Untuk alat sensor panas, misalnya dalam amplifier.

· Sebagai sekering(saklar) atau pengaman.

· Untuk rangkaian clamper dapat memberikan tambahan partikel DC untuk sinyal AC.

· Untuk menstabilkan tegangan pada voltage regulator

· Untuk penyearah

· Untuk indikator

· Untuk alat menggandakan tegangan.

· Untuk alat sensor cahaya, biasanya menggunakan dioda photo.

Simbol dioda adalah :

Untuk menentukan arus zenner berlaku persamaan:

Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.

E. Kapasitor

Kapasitor merupakan komponen elektronika yang terdiri dari dua konduktor. Dimana keduanya dipisahkan oleh dua penyekat yang disebut dengan keping. Sederhanannya fungsi utama kapasitor adalah untuk menyimpan energi listrik, namun masih banyak lagi fungsi-fungsi kapasitor yang harus kamu ketahui.

Cara menentukan:

Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.
Cara menghitung nilai kapasitor :
1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

Pinout:

Spesifikasi:

F. Transistor

Transistor merupakan sebuah alat semikonduktor yang dapat dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

Spesifikasi:

NPN

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.

Rumus dari Transitor adalah :

h_FE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor

iB = perubahan arus basis

h_FE = arus yang dicapai

Simbol NPN di proteus :

4. Example [kembali]

Dengan menggunakan metode yang dijelaskan secara rinci pada bab sebelumnya, kita dapat membangun jaringan pada Gambar 4.113. Ingat dari bab sebelumnya bahwa transistor adalah ditemukan di perpustakaan EVAL, sumber dc di bawah perpustakaan SUMBER, dan resistor di bawah pustaka ANALOG. Kapasitor belum dipanggil sebelumnya tetapi juga bisa ditemukan di perpustakaan ANALOG. Untuk transistor, daftar transistor yang tersedia dapat ditemukan di perpustakaan EVAL.

gambar 4.113

Nilai beta diubah menjadi 140 agar sesuai dengan Contoh 4.8 dengan mengklik terlebih dahulu simbol transistor di layar. Kemudian akan muncul kotak dengan warna merah untuk mengungkapkannya sedang aktif status. Kemudian lanjutkan dengan Edit-PSpice Model , dan dialog Demo Editor Model PSpice kotak akan muncul di mana Bf dapat diubah menjadi 140 . Ketika Anda mencoba untuk meninggalkan kotak dialog Kotak dialog Model Editor/16.3 akan muncul menanyakan apakah Anda ingin menyimpan perubahan di perpustakaan jaringan. Setelah disimpan, layar akan secara otomatis kembali dengan set beta di nilai barunya.

Analisis kemudian dapat dilanjutkan dengan memilih kunci Profil simulasi baru (sepertinya hasil cetak dengan tanda bintang di pojok kiri atas) untuk mendapatkan kotak dialog New Simulation. Sisipkan Gambar 4.113 dan pilih Create . Kotak dialog Pengaturan Simulasi akan muncul di Titik Bias mana yang dipilih di bawah judul Jenis Analisis. OK , dan sistemnya siap untuk simulasi.

Lanjutkan dengan memilih tombol Run PSpice (panah putih dengan latar belakang hijau) atau urutan PSpice–Run . Tegangan bias akan muncul seperti pada Gambar 4.113 jika opsi V

terpilih. Tegangan kolektor ke emitor adalah 13,19 V 1,333 V 11,857 V versus 12,22 V dari Contoh 4.8. Perbedaannya terutama disebabkan oleh fakta bahwa kami menggunakan yang sebenarnya transistor yang parameternya sangat sensitif terhadap kondisi operasi. Juga ingat perbedaan beta dari nilai spesifikasi dan nilai yang diperoleh dari plot tersebut

bab sebelumnya.

gambar 4.115

Karena jaringan pembagi tegangan memiliki kepekaan yang rendah terhadap perubahan beta, mari kita kembali ke spesifikasi transistor dan ganti beta dengan nilai default 255,9 dan lihat caranya hasilnya berubah. Hasilnya adalah cetakan Gambar 4.114 , dengan level tegangan sangat dekat yang diperoleh pada Gambar. 4.113.

Meskipun jaringan bias pembagi tegangan relatif tidak sensitif terhadap perubahan nilai beta, konfigurasi fixed-bias sangat sensitif variasi beta. Ini dapat ditunjukkan dengan mengatur konfigurasi fixed-bias dari Contoh 4.1 menggunakan beta 50 untuk dijalankan pertama kali. Hasil dari Gambar 4.115 menunjukkan bahwa desainnya cukup bagus. Tegangan kolektor atau kolektor-ke-emitor adalah sesuai dengan sumber yang diterapkan. Arus basis dan kolektor yang dihasilkan lumayan umum untuk desain yang baik.

gambar 4.115

Namun, jika sekarang kita kembali ke spesifikasi transistor dan mengubah beta kembali ke nilai default 255,9, kami memperoleh hasil Gambar 4.116 . Tegangan kolektor sekarang saja 0,113 V pada arus 5,4 mA—titik operasi yang buruk. Setiap sinyal ac yang diterapkan akan menjadi sangat terpotong karena tegangan kolektor rendah.

gambar 4.116

Jelas, oleh karena itu, dari analisis sebelumnya, konfigurasi pembagi tegangan adalah desain yang lebih disukai jika ada kekhawatiran tentang variasi beta.

5. Problem [kembali]

1. Untuk konfigurasi bias pembagi tegangan dari Gambar 4.125, tentukan:

a. IBQ.

b. ICQ.

c. VCEQ.

d. VC.

e. VE.

f. VB.

Jawab :

2. Mengingat informasi yang diberikan pada Gambar 4.126, tentukan:

a. IC.

b. VE.

c. VB.

d. R1.

Jawab :

(a) IC = (VCC - VC)/RC = (18 V - 12 V)/4.7 kΩ = 1.28 mA

(b) VE = IERE =~ ICRE = (1.28 mA)(1.2 kΩ) = 1.54 V

(d) R1 = VR1/IR1 : VR1 = VCC - VB = 18 V - 2.24 V = 15.76 V

IR1 =~ IR2 = VB/R2 = 2.24 V/5.6 kΩ = 0.4 mA

R1 = VR1/IR1 = 15.76 V/0.4 mA = 39.4 kΩ

3. Mengingat informasi yang muncul pada Gambar 4.127, tentukan:

a. IC.

b. VE.

c. VCC.

d. VCE.

e. VR.

f. V1.

Jawab :

6. Soal Pilihan Ganda [kembali]

7. Rangkaian Proteus [kembali]

1). Rangkaian I (4.113)

Prinsip kerja : power supply sebesar 22 V diumpankan ke Rc menuju kaki kolektor ke kaki emitor diumpankan ke RE dan diteruskan ke ground, power supply 22 V diumpankan ke R1 menuju kaki base ke kaki emitor diumpankan ke RE dan diteruskan ke ground, power supply sebesar 22 V diumpankan R2 lalu diteruskan ke ground.

Berikut adalah simulasi dari oscilloscope pada rangkaian di atas :

2). Rangkaian II (4.114)

Berikut adalah simulasi oscilloscope dari rangkaian di atas :

3). Rangkaian III (4.115)

Prinsip kerja : power supply sebesar 12 V diumpankan ke RB menuju kaki base ke kaki emitor dan diteruskan ke ground, power supply 12 V diumpankan ke R1 menuju kaki kolektor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground.

Berikut adalah simulasi Oscilloscope dari rangkaian di atas :

4). Rangkaian IV (4.116)

Berikut adalah simulasi oscilloscope dari rangkaian di atas :

5). Rangkaian V (4.117)

Prinsip kerja : power supply sebesar 20 V diumpankan ke RB menuju kaki base ke kaki emitor diumpankan ke RE dan diteruskan ke ground, power supply diumpankan ke RC menuju kaki kolektor ke kaki emitor diumpankan ke RE dan diteruskan ke ground.

Berikut adalah simulasi oscilloscope dari rangkaian di atas :

8. Video [kembali]

Simulasi Rangkaian 4.113

Simulasi Rangkain 4.114

Simulasi Rangkaian 4.115

Simulasi Rangkaian 4.116

Simulasi Rangkaian 4.117

9. Download File [kembali]

Rangkaian 4.113 [unduh]

Rangkaian 4.114 [unduh]

Rangkaian 4.115 [unduh]

Rangkaian 4.116 [unduh]

Rangkaian 4.117 [unduh]

Datasheet Resistor [unduh]

Datasheet Kapasitor [unduh]

Datasheet Amperemeter[unduh]

Datasheet Voltmeter [unduh]

Datasheet Transistor [unduh]

Datasheet Oscilloscope [unduh]

[menuju awal]

Cari Blog Ini

MUHAMMAD RHAHIM

4.21 Computer Analysis [Voltage-Divide Configuration]

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini