TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR ELEKTRONIKA

TEKNIK MESIN
STT-MANDALA BANDUNG
DASAR ELEKTRONIKA (1)
DASAR ELEKTRONIKA
•KOMPONEN ELEKTRONIKA
•SISTEM BILANGAN
•KONVERSI DATA
•LOGIC HARDWARE
KOMPONEN ELEKTRONIKA
•PASSIVE ELECTRONIC
•ACTIVE ELECTRONICS (DIODE & TRANSISTOR)
•ANALOG INTERFACING: OP AMP
PASSIVE & ACTIVE ELECTRONICS
 Passive
 Tidak memerlukan sumber energi dari luar
 Menyimpan atau mendisipasikan energi
 Sifat2 dasar tidak dipengaruhi oleh input
 Resistor, capacitor, inductor dll
 Active
 Memerlukan sumber energi dari luar
 Sifat2 dasar bervariasi terhadap input
 Dibuat dengan material semi konduktor
 Diode, transistor, IC dll
RESISTOR
RESISTOR MENDISIPASIKAN ENERGI SEBAGAI PANAS
Rating daya untuk resistor karbon:
MENGAPA DIPERLUKAN RESISTOR?
1. Membatasi aliran arus
2. Membagi tegangan
Nilai tahanan dengan warna
Kapasitor : menyimpan energi
sebagai medan listrik
Satuan kapasitansi : µF atau pF
Non-polarized capacitors
•Keramik (1 pF – 10 µF) dan film (10 pF – 100 µF)
•Arus bocor rendah; umur panjang
•Dapat sensitif thd temperatur
•Berguna pada frekuensi tinggi
Polarized Capacitors
•Elektrolit aluminium dan tantalum
1 µF – 0.1 F
•Tidak dapat dilalui AC tanpa DC bias
• Arus bocor tinggi, umur pendek
Mengapa diperlukan kapasitor?
 Penyimpanan energi
 Kopling sinyal/dekopling sinyal
 Filter noise
 Tuning rangkaian
 Pengkondisian daya
Induktor menyimpan energi sebagai medan magnet
Satuan induktor biasanya mH
Mengapa diperlukan induktor?
1. Filter analog
2. Aktuator (motor, elektromagnet, switches mekanik dll
3. “Choke” off input ripple
Analisis rangkaian elektronika pasif
Berapa laju penyimpanan/pendisipasian energi dari rangkaian elektronik pasif?
Aliran elektron
Aturan2 Dasar
Resistor
Kapasitor
Induktor
Hukum Arus Kirchoff (KCL)
Di setiap node
Elemen terhubung seri
dialiri arus yang sama
Ilustrasi
Berapa arus yang melalui Rc?
Hukum tegangan Kirchoff (KVL)
Seputar setiap rangkaian
tertutup
Elemen terhubung paralel
mengalami voltage drop
yang sama
Ilustrasi
Berapa tegangan di Rc?
Analisis Rangkaian
Voltage divider:
membagi tegangan
secara linier pada
elemen2nya
Hubungan antara sinyal input dan
output?
Langkah 1 : terapkan KVL pada loop
di mana terdapat Vs, VR dan Vc
Langkah 2 : terapkan hukum Ohm
dan KCL
Langkah 3: subtitusi dan
sederhanakan
Step 4 : interpretasi hasil
- Cut off frequency
- Magnitude Gain
- Phase Shift
PASSIVE & ACTIVE ELECTRONICS
 Passive
 Tidak memerlukan sumber energi dari luar
 Menyimpan atau mendisipasikan energi
 Sifat2 dasar tidak dipengaruhi oleh input
 Resistor, capacitor, inductor dll
 Active
 Memerlukan sumber energi dari luar
 Sifat2 dasar bervariasi terhadap input
 Dibuat dengan material semi konduktor
 Diode, transistor, IC dll
Diode
Diode
Diode ekivalen dgn check valve
Grafik V-I
Forward bias:
Jika VD > VF (sekitar 0,6-0,7 V untuk Si)
Diode mengantarkan listrik (short circuit)
Reverse bias:
If VZ<VD<VF
Diode tidak mengantarkan listrik
(open circuit)
Jika diberikan tegangan yang lebih dari breakdown voltage, diode akan rusak
Breakdown voltage: “peak reverse” atau “peak inverse” voltage
Diode : Ilustrasi
Jika tegangan pada diode lebih dari VF (forward bias),
maka diode dpt dimodelkan sbg short circuit yang dihubungkan
seri dengan baterai bertegangan VF
Diode : Ilustrasi
Arus maximum yg diijinkan (Io) juga harus diperhatikan
Menambahkan resistor sbg current limiter dapat mengatasi hal ini
Diode: datasheet
Diode: Aplikasi
 Pemrosesan sinyal:
 Rektifikasi
 Clipping
 Peak detection
Voltage regulator (Diode zener)
Indikasi sinyal (LED)
Isolasi sistem (LED + photodiode)
Aplikasi Diode: Rektifikasi
Penyearahan sinyal AC :
half wave rectifier
Aplikasi Diode : DC power supply
LIGHT EMITTING DIODES (LED)
Memancarkan photon jika
terjadi forward bias
Intensitas cahaya berhubungan dgn
arus yg mengalir melalui diode
LED sbg indikasi suatu harga sinyal
LED menghasilkan voltage drop sebesar 1,5 hingga 2,5 volt ketika forward bias
Resistor current limiter hubungan seri diperlukan untuk mencegah terjadinya
forward current yang berlebihan
Photo Diode
Reverse leakage current apabila
terdapat cahaya
Sbg sensor cahaya
LED/Photodiode sbg Optocoupler
Kopel dua rangkaian dengan tetap mempertahankan isolasi elektronik
Berguna untuk menghubungkan rangkaian high power ke low power
Tidak cocok untuk sinyal analog
Operational Amplifier
Op-amp dapat digunakan untuk:
•Penambahan
•Pengurangan
•Pembesaran
•Integrasi
•Filter
Op-amp memperbesar input
perbedaan tegangan
Model op-amp
Karakteristik op-amp
Maka:
Jarang digunakan dalam mode open-loop
Sering digunakan dalam mode umpan balik (feedback mode)
Model op-amp
Aturan dasar
1. Input tidak menarik arus: op amp menarik arus input sangat kecil (0,5 mA )
untuk 741 C) sehingga diasumsikan tidak ada arus
2. Input inverting dan non inverting tetap pada tegangan yang sama
Penggunaan tipikal
Contoh op-amp
Contoh op-amp
Impedansi saat transfer sinyal tegangan tanpa op
amp
Impedansi op-amp
Feedback mengubah impedansi opamp