DAFTAR TABEL

BAB III
SPESIFIKASI KOMPONEN-KOMPONEN BESERTA PRINSIP KERJANYA
Dalam studi pembuatan sistem kontrol motor listrik dengan saklar cahaya
( LDR ) menggunakan komponen – komponen listrik diantaranya adalah :
3.1
Resistor
Kalau kita perhatikan hampir semua rangkaian elektronika pada umumnya
hampir semuanya menggunakan komponen yang disebut resistor atau
tahanan listrik. Dalam prakteknya resistor dapat dibagi menjadi beberapa
bagian yaiti :
Resistor tetap
Resistor tidak tetap / Variabel
Resistor peka cahaya ( LDR )
Resistor peka tegangan
Resistor peka temperatur
Penggunaan resistor dalam rangkaian pada umumnya berfungsi
sebagai penghambat arus listrik, memperkecil dan membagi arus listrik
dalam suatu rangkaian. Dalam pembuatan sistem kontro motor listrik ini
hanya menggunakan tiga jenis resistor yaitu resistor tetap, resistor tidak
tetap / variabel dan resistor peka cahaya ( LDR ).
15
3.1.1 Resistor Tetap
Resistor tetap adalah resistor yang nilai satuannya telah ditetapkan
oleh pabrik pembuatnya. Pada umumnya resistor jenis ini
berbentuk kecil, bulat panjang dan ada yang berbentuk empat
pesegi panjang.
R
Gambar 3.1 Resistor.
Gambar 3.2 Simbol Resistor.
Pada resistor tetap biasanya dicantumkan besrnya nilai
tahanan, sebagian nilai tahanan ada yang langsung dituliskan pada
badan resistor dan sebagian dicantumkan dalam bentuk kode
warna yang melingkari badan resistor seperti terlihat pada gambar
diatas.
Cara Membaca Kode Warna
Resistan dibaca dari gelang warna yang paling depan kearah gelang
toleransi berwarna coklat, merah, emas, perak. Biasanya warna
gelang toleransi ini pada badan resistor yang paling pojok atau juga
pada lebar yang paling menonjol, sedangkan warna gelang yang
pertama agak sedikit kedalam.
Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui
berapa toleransi dari resistor tersebut bila telah dapat menentukan
16
mana gelang yang pertama selanjutnya adalah membaca nilai
resistansinya.
Jumlah
gelang
yang
melingkar
pada
resistor
umumnya sesuai dengan besar toleransinya . biasanya resistor
dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki tiga gelang ( tidak
termasuk gelang toleransi ). Besarnya nilai tahanan dari sebuah
resistor ditentukan dengan kode warna sebagai berikut :
Tabel 3.1. Standarrisasi Kode Warna Resistor.
Warna
Nilai
Faktor pengali
Toleransi
Hitam
0
1
Coklat
1
10
1%
Merah
2
100
2%
Jingga
3
1.000
Kuning
4
10.000
Hijau
5
100.000
Biru
6
106
Violet
7
107
Abu-abu
8
108
Putih
9
109
Emas
-
0,1
5%
Perak
-
0,01
10%
Tanpa
-
-
20%
warna
17
Sebagai contoh misalnya pada sebuag resistor tertera kode warna
sebagai berikut :
coklat
hitam
merah
Coklat
:
Hitam
:
Merah
:
x 100
Emas
:
Toleransi 5%
Nilai pelawan
: 10 x 100
emas
1
0
: 1000 Ohm, toleransi 5%
: 1k
Gambar 3.3 Contoh perhitungan kode warna
Spesifikasi lain yang perlu di perhatikan dalam memilih
resistor pada suatu rancangan selain besar resistansi adalah besar
watt-nya. Karena resistor bekerja dengan dialiri arus listrik, maka
akan terjadi disipasi daya berupa panas sebesar W = I2R watt.
Semakin besar ukuran fisik suatu resistor dapat menunjukkan
semakin besar kemampuan disipasi daya resistor tersebut.
Umumnya dipasar tersedia ukuraan 1/8, ¼, 1, 2 , 5 ,10 dan 20 watt.
18
Resistor yang memiliki disipasi daya 5, 10 dan 20 watt.
Umumnya berbentuk kubik memanjang persegi empat berwarna
putin, namun ada juga yang berbentuk silinder. Tetapi bisanya
untuk resistor berukuran jumbo ini nilai resistansi dicetak langsung
dibadankaan, misalnyaa 100W, 5W .
3.1.2 Resistor Tidak Tetap / Variabel ( Potensiometer )
Yang dimaksud resistor tidak tetap / variabel adalah resistor yang
nilai tahanannya dapat diatur atau diubah sesuai dengan
kebutuhan. Pengaturannya dapat dilakukan dengan memutar
pengaturnya.
1
2
3
Gambar 3.4 Simbol dan Bentuk Potensiometer
Dalam prakteknya tahanan tidak tetap digunakan dalam suatu
rangkaian sebagai pengatur volume, pengatur tinggi rendahnya
nada dan sebagai pembagi tinggi rendahnya nada.
19
3.1.3 Tahanan Peka Cahaya ( LDR )
Saklar cahaya atau LDR ( Light Dependent Resistor ) adalah
resistor variabel yang memiliki resistansi atau hambatan listrik
maksimum dalam gelap dan sebaliknya memiliki resistansi atau
hambatan listrik minimum dalam terang. LDR dibuat dari bahan
Cadmium Sulfida yang peka terhadap cahaya. Seperti yang telah
diketahui bahwa cahaya memiliki dua sifat yang berbeda yaitu
sebagai gelombang elektromagnetik foton/partikel energi. Saat
cahaya menerangi LDR foton akan menabrak ikatan Cadmium
Sulfida dan melepaskan elektron. Semakin besar intensitas cahaya
yang datang, semakin banyak elektron yang terlepas dari ikatan.
Sehingga hambatan LDR akan turun saat cahaya meneranginya.
Gambar 3.5 Simbol LDR
Gambar 3.6 Bentuk Saklar Cahaya ( LDR )
20
LDR serupa dengan resistor biasa, hanya saja kuat arus
listrik yang melewatinya meningkat selaras dengan kuat cahaya
yang mengenainya karena resistannya merosot. LDR akan
mempunyai hambatan yang sangat besar saat tidak ada cahaya
yang mengenainya ( gelap ).Dalam kondisi ini hambatan LDR
mampu mencapai 1MΩ. Akan tetapi saat terkena sinar matahari,
Hambatan LDR akan turun secara drastis hingga nilai beberapa
puluh ohm saja.
Prinsip Kerja LDR Dalam Suaatu Rangkaian
Dengan adanya sifat LDR yaitu saat gelap nilai tahanannya akan
menjadi besar dan sebaliknya pada saat terkena cahaya terang
nilai tahanannya akan menjadi kecil, dengan adanya perubahan
resistan tersebut maka transistor akan bekerja dan akan
memberikan arus listrik pada rilay, bila rilay tersebut dialiri
arus, maka relay akan menghubungkan beban dengan sumber
arusnya. Bila beban tersebut lampu, maka lampu tersebut akan
menyala. Untuk mendapatkan kepekaan yang tinggi kita dapoat
mengatur potensiometer, pada saat memasang LDR agar
diletakkan sedemikian rupa mendapat kepekaan cahaya yang
ideal
21
3.2
Transistor
Kata transistor berasal dari dua buah kata yaitu transfer dan resistor. Ini
menunjukan
bahwa
transistor
merupakan
komponen
yang
dapat
mentransfer
daya dari satu rangkaian kerangkaian lain saat bersifat
seperti resistor nonlinier. Transistor merupakan dioda dengan dua buah
sambungan ( juction ). Sambungan itu membentuk transistor
PNP
maupun NPN. Ujung-ujung terminal berturut-turut disebut emitor, base
dan kolektor base selalu berada di tengah, diantara emitor dan
kolektor. Perhatikan gambar 3.8 dibawah.
Collector
P
N
N
P
Base
Emiter
P
N
Emiter
Base
Gambar 3.8 Transistor dibentuk oleh penggabungan bahan jenis P dan N
Apabila emiter dan kolektor
terbuat dari matrial jenis N, maka
transistor dinamakan transistor NPN. Apabila emiter dan kolektor terbuat
dari jenis P maka transistor dinamakan transistor jenis PNP. Skematik
simbol gambar untuk transistor NPN dan PNP transistor di tunjukan pada
gambar 3.9 untuk transistor jenis NPN panah pada kaki emitter menujun
22
keluar, pada PNP panah pada transistor pada kaki emitter menuju ke
dalam. Tanda pada panah tersebut menunjukan arah arus listrik.
( Jenis NPN )
( Jenis PNP )
Gambar 3.9 Skematik simbol PNP dan NPN transistor
Prinsip kerja transistor
Kerja dari transistor jenis NPN adalah emitter harus mendapatkan arus
yang lebih negatif dari base dan base harus lebih negatif dari kolektor.
Kerja dari transistor PNP adalah emitter harus mendapatkan arus yang
lebih positif dari base dan base harus mendapatkan supply yang lebih
positif dari kolektor. Pekerjaan itu sangat berlaku untuk setiap
konfigurasi. Pada operasi normal, base emitter diberi junction diberi catu
daya forward dan base kolektor junction selalu diberi catu daya reverse (
reverse bias ). Perhatikan gambar 3.10 bentuk fisik transistor dibawah
ini.
23
Ganbar 3.10 Bentuk Fisik Transistor
Dalam teknik pengontrolan, transistor sering digunakan diantaranya
sebagai sakelar ( switch ) dan penguat ( gain ) atau amplifier.
Kelebihan transistor dibandingkan dengan tabung elektron antara lain :
1.
transistor bekerja dengan tegangan yang rendah
2.
transistor mempunyai daya efisiensi yang tinggi
3.
transistor mempunyai ukuran yang lebih kecil
4.
transistor lebih tahan terhadap goncangan-goncangan mekanik.
5.
secara teoritis transistor lebih lama umurnya
Kekurangannya dibandingkan dengan tabung elektron yaitu :
3.3
1.
transistor mempunyai daya relatif kecil dan masih terbatas
2.
transistor mempunyai karakteristik yang masih terbatas
Kapasitor
Kapasitor adalah suatu komponen yang dapat menampung muatan
listrik yang diberikan dari suatu sumber tegangan, kemampuan kapasitor
untuk menyimpan muatan listrik disebut kapasitensi, sesuai dengan
24
hukum coulomb banyaknya muatan listrik yang akan ditampung oleh
kapasitor adalah :
Kapasitor pada dasarnya terdiri atas dua buah lempeng atau pelat
penghantar yang tersekat antara satu dengan yang lainnya,
Gambar 3.11 Elektrode dan Dielektrikum
+
+
a
b
c
Gambar 3.12 Simbol Kapasitor
a. fixet capasitor
b. variabele capasitor ( Varco )
c. elektrolit capasitor ( Elco )
Bahan yang menyekat diantara kedua lempeng atau pelat
penghantar itu lazim disebut dielektrikum, bahan bahan elektrikum antara
lain udara, kertas, mika, keramik, elektrolit, tantalum oksida dan lain lain.
Kapasitor terdiri atas fixed capasitor dan variable capasitor (varco), cara
25
kerja kapasitor adalah sebagai berikut. Seperti dijelaskan diatas banyak
muatan Q yang disimpan dalam kapasitor berbanding lurus dengan
tegangan yang diberikan dan kapasitas
kapasitornya.
1
s
2
+
a
E
-
b
Gambar 3.13 Kerja Kapasitor
Perinsip kerja Kapasitor
Kembali pada gambar 3.13 apabila S diletakan pada titik 1, maka
arus akan mengalir muatan positif akan tertarik ke pelat B dan muatan
negatif akan tertarik ke pelat A, ini berarti pelat A lebih negatif dari pada
pelat B maka akan timbul beda potensial, apabila beda potensial ini
sama dengan sumber, maka kapasitor dapat berperan sebagai sumber
tegangan, peristiwa ini disebut pengisian
( change ), Apabila setelan
proses pengisian sakelar S diletakkan pada titik 2, maka elektron akan
mengalir melalui resistor R menuju ke pelat B, sehingga muatan muatan
positif dan negatif menjadi netral dan tegangan kapasitor menjadi nol.
26
3.4
Dioda ( penyearah )
Dioda merupakan komponen semi konduktor yang banyak
digunakan pada teknik listrik sebagai reactifier dan komponen kontrol atau
teknik pengendalian. Komponen semi konduktor ini dibuat dari bahan
dasar germanium atau silikon dengan impuritasnya. Impuritas terdiri atas
campuran beberapa jenis bahan yaitu indium, galium, barium, arsenik,
dan antimon.
Prinsip kerja dioda
Penyearah ( reactifier ) merupakan bagian dari catu daya yang
berfungsi untuk mengubah tegangan bolak-balik atau alternating current
( AC ) yang diturunkan oleh trafo, menjadi tegangan directing current (
DC ). Komponen yang berfungsi sebagai penyearah adalah dioda.
Pengunaan impuritas bertujuan untuk menghasilkan bahan jenis N
(negatif) dan bahan jenis P ( positif ). Peroses penambahan impuritas
terhadap bahan semi konduktor disebut dopping. Apalagi permukaan
germanium atau silikon dopping atau dikotori atau dilapisi atau dicap
dengan arsemik atau antimon yang menpunyai 5 elektron valensi maka
sifatnya akan berubah menjadi kelebihan muatan negatif dan akhirnya
bahan itu disebut bahan N. Jika permukaan bahan germanium atau
silikon dikotori dengan bahan indium atau galium yang elektron
valensinya 3 maka sifatnya berubah menjadi kelebihan muata positif dan
bahan ini disebut bahan P.
27
Dioda dibentuk dengan menggambungkan dengan bahan jenis N
dan bahan jenis P setelah kedua bahan digabung akan terbentuk sebuah
P-N junction. Bahan P juga dikatakan sebagai bahan yang kekurangan
muatan negatif sedangkan bahan N adalah bahan yang mempunyai
kekurangan muatan positif oleh karena itu pada penyambung dioda dapat
di bayangkan adanya batrai mini lihat gambar 3.14.
Gambar 3.14 Dioda Dibentuk Oleh Penggabungan Bahan Jenis P dan N
Dengan adanya batrai mini ini maka apabila bahan N dihubungkan
bengan kutub positif dan bahan P dengan kutub negatif dari sumber lain.
Maka
rangkaian
keseluruhan
akan
merupakan
dua
buah
batrai
disambungkan seri yang berlawanan sehingga tahananya besar sekali.
Kejadian ini disebut dengan reverse bias artinya arus listrik sukar sekali
mengalir dalam dioda. Sebaliknya apabila bahan P dihubungkan dengan
kutub positif dari bahan N dengan kutub negatif dari sumber luar maka
dapat dibayangkan adanya rangkain batrai yang disambungkan seri
28
menambah sehingga tahananya kecil. Kejadian ini disebut dengan
forward bias artinya dioda dapat mengalirkan arus listrik dengan mudah.
Dari uraian diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa dioda mempunyai sifat
mengalirkan arus yang relatif tinggi pada forward bias dan memblok aliran
arus pada reverse bias.
Forward bias terjadi apabila sisi negatif sumber tegangan
dihubungkan dengan bahan jenis N. Reverse bias terjadi apabila sisi
negatif sumber tegangan dihubungkan dengan bahan jenis P.
Selanjutnya bahan P disebut anoda ( A ) dan bahan N disebut katoda ( K )
lihat gambar 3.15.
Gambar 3.15 Simbol Dioda
Arus listrik mengalir mengikuti arah panah sedangkan arus elektron
menentang arah panah. Klasifikasi dioda menurut pengunaanya terdiri
atas signal dioda biasanya kecil dan berdaya rendah, reference denga
stable voltage output, general purpose dioda, zener dioda digunakan
sebagai penyetabil tegangan, perhatikan gambar 3.16.
29
Gambar 3.16 jenis fisik dioda
a. enclused stock
b. glase subminiature
c. glase subminiature
d. tophat
e. stud mounting
f. poxy tipe
Berdasarkan uraian diatas, maka sifat-sifat yang dimiliki oleh dioda dapat
digunakan untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.
3.5 Transformator 1 Fasa ( step down )
Trasformator adalah suatu alat listrik yang dapat mengsupply dan
dan menurunkan tegangan listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik
kerangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet yang
berdasarkan
prinsip
induksi-elektromagnet.
Trasformator
digunakan
secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika.
Penggunaan
transformator
dalam
sistem
tenaga
memungkinkan
30
terpilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan,
misalnya dalam kebutukan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya
listrik jarak jauh. Dalam bidang elektronik, transformator antara sumber
dan beban untuk memisahkan satu rangkaian dari rangkaian yang lain
dan untuk menghambat arus searah sambil tetap melakukan atau
mengalirkan arus bolak balik antara rangkaian.
Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator
dikelompokan
menjadi :
1. Transformator daya
2. Transformator distribusi
3. Transformator pengukuran, yang terdiri dari transformator arus
dan transformator tegangan
Prinsip kerja transformator
kerja transformator berdasarkan induksi elektromagnetik, menghadapi
adanya gandengan magnet antara rangkaian primer dan sekunder.
Gandengan ini berupa inti besi tempat melakukan fluks bersama.
Transformator
step down
0V
220 V
500 MA
Gambar 3.17 Bentuk Transformator
31
Transformator
N1
U1
Primer
N2
Sekunder
U2
Gambar 3.18 Simbol Transformator
3.9
Relay Pengatur
Relay pengatur atau control relay disingkat CR merupakan sakelar
magnet yang bekerja secara otomatis seperti halnya kontaktor magnet.
Pemakaian CR pada kontrol motor akan memberikan pengaruh terhadap
pengoprasian alat-alat kontrol lainya, sehingga memungkinkan suatu
sistem pengontrolan motor dengan variasinya kerja yang beraneka ragam
sesuai dengan kebutuhan.
Relay dibuat untuk tugas yang lebih ringan dibanding dengan
kontaktor, kontak-kontaknya pun jauh lebih kecil dibanding dengan
kontaktor dan bahan metrialnya pun terbuat dari konduktor yang baik.
Bahan yang digunakan untuk relay umumnya terbuat dari logam perak
Kadang kadang digunakan juga logam-logam berharga yang lainnya,
Pada gambar dibawah ditunjukan konstruksi, bentuk dan simbol dari
control relay ( CR ).
32
Gambar 3.19 Konstruksi Relay Pengatur
Keterangan :
1.
jarak kontak
2.
batang kontak
3.
kontak normally closed ( NC )
4.
inti kutub
5.
pegas kontak yang dapat bergerak
6.
jangkar celah
7.
celah jangkar
8.
bantalan jangkar
9.
pegas pengembali jangkar
10. rangka besi magnet
11. inti kumparan
12. koker kumparan
13. kontak normally open ( NO )
33
A1
NO NC
CR
A2
Gambar 3.20 Simbol Relay Pengatur
Gambar 3.21 Bentuk Relay Pengatur
Prinsip kerja dari relay pengatur
Apabila kumparan diberi daya listrik, maka akan timbul medan magnet,
akibatnya pegas kontak akan bergerak atau menarik dan menempel
pada kumparan. Ujung dari pegas akan pindah posisi kekontak yang
lain atau tadinya pada posisi NO ( normally open ) menjadi N ( normally
closed ). Apabila daya yang diberi pada kumparan hilang, maka medan
magnet akan kehilangan penguatan sehingga pegas pada kontak akan
kembali pada posisi semula yang tadinya NC menjadi NO kembali.
34
3.10
IC AT 89S51
Penggunaan IC AT 89S51 memiliki beberapa keuntungan dan
keunggulan, antara lain tingkat kendala yang tinggi, komponen hardwere
eksternal yang lebih sedikit, kemudahadalam pemrograman. Dan hemat
dari segi biaya. IC AT 89S51 memiliki program internal yang mudah untuk
dihapus dan diprogram kembali secara berulang ulang. Pada pesawat ini
IC AT 89S51 berfungsi sebagai sentral control dari segala aktivitas
pesawat. Mulai dari timer untuk mengontrol lamanya elektroda bekerja.
Pada pesawat ini IC AT 89S51 ini juga dimanfaatkan sebagai pengubah
suhu sensor suhu untuk dikonversikan dalam satuan kadar mineral yang
ditampilkan dalam display berupa sevensegment.
Gambar 3.22 IC AT 89S51
Beberapa fungsi dari kaki pin pada IC mikrokontroler AT89S51 yaitu :
Port0
Port 0 adalah 8 bit open drain bi-directional port I/O. pada saat sebagai port
output, tiap pin dapat dilewatkan ke-8 input TTL. Ketika logika satu dituliskan
35
pada port 0, maka pinpin ini dapat digunakan sebagai input yang berimpendansi
tinggi. Port 0 dapat dikonfirmasikan untuk demultiplex sebagai jalur data/addres
bus selama membaca ke
program eksternal dan memori data. Pada mode ini
P0 mempunyai internal Pullup. Port 0 juga enerima kode bytre selama
pemograman
Flash.
Dan
mengeluarkan
kode
byte
selama
verifikasiprogram.Port1
Port 1
adalah 8 bit bi-directional port I/O dengan internal Pullup. Port 1
mempunyai output yang dapat dihubungkan dengan 4 TTl input. Ketika
logika ‘1’ dituliskan ke port
1, pin ini di pull hight dengan menggunakan
internal pullup dan dapat digunakan sebagai input. Port 1 juga menerima
addres bawah selama pemrograman Flash dab verifikasi.
.Port2
Port 2 adalah 8 bit bi directional port I/O dengan Pullup. Port 2 output
buffeapat melewatkan empat TTL input. Ketika logika satu dituliskan ke
port 2, maka mereka
dipull hight dengan internal Pullup dan dapat
digunakan sebagai input.
Port3
Port 2 adalah 8 bit bi directional port I/O dengan Pullup. Output buffer dari
Port 3 dapat
dilewati empat input TTL. Ketika logika satu dituliskan
keport 3, maka mereka akan
dipull hight dengan internal pullup dan
dapat digunakan sebagai input. Port 3 juga mempunyai berbagai macam
36
fungsi/fasilitas. Port 3 juga menerima beberapa sinyal
kontrol untuk
pemrograman Flash dab verifikasi
.RST
Input reset. Logika hight pada pin ini akan mereset siklus mesin (IC).
ALE/PROG.
Pulsa output Addres Latch Enable digunakan untuk lantching byte bawah
dari
addresselama mengakses ke eksternal memory. Pin ini juga
merupakan input pulsa program
selama pemrograman Flash. Jika
dikehendaki, operasi ALE dapat didisable dengan memberikan setting bit
0 dari SFR pada lokasi 8EH. Dengan Bit Set, ALEdisable, tidak akan
mempengaruhi jika mikrokontroler pada mode eksekusi eksternal.
PSEN
Program Store Enable merupakan sinyal yang digunakan untuk membaca
program
memory eksternal. Ketika 8951 mengeksekusi kode dari
program memory eksternal, PSEN diaktifkan dua kali setiap siklus mesin
EA/VPP
Eksternal Acces Enable, EZ harus diposisikan ke GND untuk
mengaktifkan
divais untuk mengumpankan kode dari program memory
yang dimulai pada lokasi 0000h sampai FFFFh. EA harus diposisikan ke
VCC untuk eksekusi program internal. Pin ini juga menerima tegangan
pemrograman 12 volt (Vpp) selama pemrograman Flash.
37
.XTAL1
Input ntuk oscillator inverting amplifier dan input untuk inte rnal clock untuk
pengoperaian rangkaian.
.XTAL2
Output dari inverting oscillator amplifier.
3.11
Keramik
Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya
ditulis dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan
maksimum dan polaritasnya.
Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas
tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v. Kapasitor keramik yang ukuran
fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga)
angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (pico farads).
Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, 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.
Misalnya seperti
gambar
disamping
yaitu
menunjukkan 154 berarti angka pertama dan kedua menunjukkan nilai
yaitu 15 dan angka ketiga angka 4 yang berarti faktor pengali= 10000,
nilai kapasitor keramik tersebut adalah 15×10000=150000 pF=150
nF=0,15uF ,
38
Gambar keramik 3.23
3.12 Kristal Elektrnika
Kristal lazimnya digunakan untuk rangkaian osilator yang menuntut
stabilitas frekuensi yang tinggi dalam jangka waktu yang panjang. Alasan
utamanya adalah karena perubahan nilai frekuensi kristal seiring dengan
waktu, atau disebut juga dengan istilah faktor penuaan frekuensi
(frequency aging), jauh lebih kecil dari pada osilator-osilator lain. Faktor
penuaan frekuensi untuk kristal berkisar pada angka ±5ppm/tahun, jauh
lebih baik dari pada faktor penuaan frekuensi osilator RC ataupun osilator
LC yang biasanya berada diatas ±1%/tahun.
Simbol KristalKristal juga mempunyai stabilitas suhu yang sangat
bagus. Lazimnya, nilai koefisien suhu kristal berada dikisaran ±50ppm
direntangan suhu operasi normal dari -20°C sampai d engan +70°C.
Bandingkan dengan koefisien suhu kapasitor yang bisa mencapai
beberapa persen. Untuk aplikasi yang menuntut stabilitas suhu yang lebih
tinggi, kristal dapat dioperasikan didalam sebuah oven kecil yang dijaga
agar suhunya selalu konstan.
39
Material yang mempunyai bentuk struktur kristalin, seperti quartz,
mempunyai satu sifat unik yaitu mampu menghasilkan tegangan listrik
ketika diberi tekanan mekanikal dan juga sebaliknya, berubah bentuk
mekanikalnya ketika diberi tegangan listrik. Sifat ini dikenal dengan nama
efek piezo-electric. Sifat inilah yang dimanfaatkan untuk menghasilkan
resonansi listrik-mekanik, sehingga kristal akan bergetar pada frekuensi
alami tertentu jika diberi tegangan listrik bolak-balik. Frekuensi alami ini
ditentukan oleh potongan dan dimensi keping kristal, yang ditetapkan
pada saat pembuatan. Karena potongan dan dimensi keping kristal dapat
dikontrol secara presisi pada saat proses produksi, maka kristal
mempunyai frekuensi getar alami yang sangat akurat. Akurasi kristal
umumnya berada pada kisaran ±30ppm, dengan akurasi yang lebih tinggi
juga tersedia walaupun harganya tentu lebih mahal.
Potongan keping kristal mengacu kepada orientasi sudut pemotongan
keping kristal terhadap garis struktur kristalin, dan juga bentuk keping
kristal tersebut. Ada banyak standar potongan keping kristal, yang
masing-masing mempunyai karakteristik yang berbeda-beda. Sebagai
contoh, potongan AT yang populer mempunyai frekuensi fundamental
maksimum yang tidak terlalu tinggi dan koefisien suhu yang cukup baik
(berbentuk kurva fungsi kubik).
Contoh lain adalah potongan BT, yang mempunyai frekuensi
fundamental maksimum yang lebih tinggi tetapi koefisien suhunya lebih
40
buruk (berbentuk kurva parabolik). Kristal dapat dioperasikan pada
frekuensi fundamental atau salah satu dari frekuensi-frekuensi harmonik
ganjil (odd harmonics) yang biasa disebut dengan istilah overtones.
Frekuensi fundamental maksimum sebuah kristal ditentukan oleh
potongan
dan
dimensi
keping
kristal.
Semakin
tinggi
frekuensi
fundamental sebuah kristal, semakin tipis keping kristal tersebut, sehingga
keping kristal menjadi rapuh dan mudah patah.
Jadi untuk mencapai spesifikasi frekuensi getar yang lebih tinggi,
kristal harus beroperasi menggunakan salah satu overtone yang ada.
Walaupun quartz adalah material yang paling sering digunakan untuk
membuat kristal, material lain seperti lithium-niobate, lithium-tantalate,
bismuth-germanium oxide dan alumimium-phosphate juga dapat dipakai
untuk membuat kristal. Material lain yang juga dapat digunakan adalah
sejenis keramik yang terbuat dari padatan timbal, zirconium dan titanium
dan material polimer seperti polyvinyl chloride dan difluorpolyethylene.
Gambar 3.24 kristal dan simbol
41
3.13. Foto Dioda
Fotodioda
berbeda
dengan
dioda
biasa.
Jika
fotodioda
persambungan p-n bertegangan balik disinari, maka arus akan berubah
secara linier dengan kenaikan fluks cahaya yang dikenakan pada
persambungan tersebut. Berdasarkan hal tersebut dapat dibuat alat untuk
mendeteksi
intensitas
cahaya
dengan
memanfaatkan
karakteristik
fotodioda sebagai salah satu alternatif pendeteksi intensitas cahaya. Alat
ini dapat dimanfaatkan bagi siswa dalam memahami tentang materi
fotometri dalam pelajaran fisika. Dalam penelitian ini diperoleh hasil
bahwa fotodioda dapat berfungsi sebagai sensor untuk mengukur
intensitas cahaya, dimana semakin besar intensitas cahaya (ditunjukkan
kenaikan daya lampu) yang mengenainya maka arus yang dihasilkan
fotodioda juga akan semakin besar. Disamping itu hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa hubungan antara arus yang dihasilkan fotodioda
berubah berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber cahaya
dengan arus lampu tetap.
Gambar 3.25 Foto dioda beserta simbol foto dioda
42
3.13
Trimpot
Sebuah
trimmer miniatur
komponen
elektrik
yang
bisa
diatur/disetel. Ini berarti bisa di setel supaya tepat ketika beberapa piranti
dipasangkan, dan tak akan dilihat atau di atur/setel oleh pengguna.
Trimmer dapat berupa variable resistors (potensiometer) atau variable
kapasitor. Komponen ini biasanya digunakan pada rangkaian yang
memiliki kecermatan
seperti Audio/Video komponen, dan mungkin diperlukan untuk
diatur/disetel ketika ada perbaikan. Tidak seperti pengatur lainnya,
trimmer dipasangkan langsung di papan rangkaian, dan diatur/disetel
dengan obeng kecil dan hanya beberapa kali penyesuaian. Pada tahun
1952, Marlan Bourns mematenkan penemuannya di dunia pertamakalinya
dengan nama trimming potentiometer, merek "Trimpot".Resistor yang nilai
resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan
menggunakan obeng. Untuk mengetahui nilai hambatan darisuatu trimpot
dapat dilihat dari angka yang tercantum pada badan trimpot
Gambar 3.26 Trimpot beserta simbol trimpot
43
3.14
Dioda Pemancar Cahaya (LED)
LED adalah kepanjangan dari Light Emitting Diode (Dioda
Pemancar Cahaya).Dioda ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi
tegangan sebesar 1,8 V denganarus 1,5 mA. LED banyak digunakan
sebagai lampu indikator dan peraga(display).Simbol LED :
Gambar 3.27 Lampu LED dan simbol LED
44