headerphoto

Transistor jenis BJT (NPN dan PNP) dan UJT (FET dan MOSFET) memiliki cara kerja yang sama, namun dengan karakteristik yang berbeda. Berikut ini beberapa perbedaan antara Transistor BJT dan UJT (FET)

  1. Konversi: Transistor BJT mengkonversi arus menjadi arus, FET mengkonversi tegangan menjadi arus
  2. Arus input: BJT membutuhkan arus input, FET tidak membutuhkan arus input
  3. Input/output: Hubungan input/output BJT adalah linear direpresentasikan oleh sebuah garis lurus, namun hubungan input/output sebuah FET tidak linear untuk sinyal-sinyal besar (bertegangan tinggi). Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya distorsi pada sinyal-sinyal besar yang diumpankan ke sebuah FET
  4. Kecepatan: FET dapat melaksanakan proses pensaklaran secara lebih cepat dibandingkan BJT, namun demikian kedua jenis transistor ini dirasa cukup cepat untuk memenuhi kebutuhan sebagian besar aplikasi elektronik
  5. Tegangan input: sebuah FET menjadi aktif ketika tegangan gate-sourcenya melampaui suatu tegangan ambang. Tegangan gate dapat memiliki nilai yang berada dalam kisaran antara tegangan ambang dan tegangan sumber, ketika FET dalam keadaan aktif. Tegangan basis-emitor BJT akan selalu mendekati nilai 0,7 V, ketika BJT dalam keadaan aktif, terlepas dari berapa besar arus inputnya
  6. Resistor input: sebuah FET tidak membutuhkan sebuah resistor di depan terminal gatenya. Hal ini dapat menjadikan rangkaian yang bersangkutan jauh lebih sederhana
  7. Tahanan output: kebanyakan FET memiliki tahanan yang sangat rendah ketika berada dalam keadaan aktif, biasanya kurang dari 1 Ohm. Hal ini membuat komponen-komponen ini sangat cocok untuk digunakan dalam rangkaian saklar transistor.

Lanjut baca »»

Seperti kita ketahui, bahwa SCR merupakan komponen penyearah, sama halnya dengan dioda. Namun yang membedakan diantara SCR dan dioda yaitu adanya pengontrolan rangkaian penyearah pada SCR, dan tidak ada pada dioda. Untuk mengetahui cara kerja SCR atau tiristor, bisa kita lihat melalui gambar rangkaian berikut ini

cara_kerja_scr
Gambar A memperlihatkan sebuah dioda dengan bias maju (forward bias, dimana Anoda diberi tegangan positif sumber dan Katoda menuju negatif sumber) dan terhubung dengan lampu. Disini lampu akan menyala.
Gambar B memperlihatkan sebuah SCR dengan forward bias dan terhubung dengan lampu. Disini lampu tidak akan menyala, karena Gate tidak terhubung dengan sumber.
Gambar C memperlihatkan sebuah SCR dengan forward bias, terhubung dengan lampu dan Gate diberi tegangan sumber. Disini lampu akan menyala.

Lanjut baca »»

simbol_scrSCR atau singkatan dari Silicon Controlled Rectifier adalah komponen penyearah yang mempunyai bagian pengontrol yang disebut Gate. Arus masuk pada gate menentukan tegangan antara Anoda dan Katoda, dimana SCR mulai mengantarkan arus atau tidak pada setengah perioda postitif sinyal masukan sinusioda. Gambar di samping merupakan simbol SCR.

SCR banyak digunakan pada alat-alat pengontrol tenaga listrik, seperti inverter atau lighting unit. Komponen-komponen lain mempunyai prinsip kerja yang sama seperti SCR antara lain: DIAC, TRIAC dsb. Semua komponen tersebut mempunyai nama bersama yaitu teristor (thyristors), berasal dari kata thyraton dan transistor. Thyraton merupakan komponen berupa tabung elektronik yang berisi gas dengan prinsip kerja seperti SCR.

konstruksi_dasar_scr
Gambar di atas menggambarkan konstruksi dasar SCR. Dari gambar tersebut SCR disebut juga Four layer device, karena SCR merupakan komponen dengan empat lapisan atau PNPN. SCR disusun oleh suatu lapisan bahan semi konduktor bahan P, bahan N, bahan P dan bahan N. SCR dapat digambarkan pula sebagai transistor Q1 dan Q2, dimana transistor tersebut berjenis PNP dan NPN.

Lanjut baca »»

EMOSFET atau Enhancement MOSFET adalah sejenis MOSFET yang hanya bekerja dengan enhancement action saja.

struktur_emosfet
Gambar di atas menunjukan struktur sebuah EMOSFET. Disini substrate menutup seluruh saluran jalan antara source dan drain. EMOSFET ini banyak digunakan dalam rangkaian-rangkaian digital.

Berikut ini ditunjukan gambar rangkaian EMOSFET lengkap dengan pencatuannya.

bias_tegangan_emosfet
Apabila gate diberi tegangan positif yang cukup besar, maka arus drain akan mengalir. Hal ini dijelaskan sebagai berikut:
Gate dan subtrate berfungsi sebagai kapasitor dan oksida logam sebagai dielektriknya. Bila gate mendapat tegangan positif, akan terinduksikan muatan negatif pada substrate. Muatan negatif ini adalah berupa ion-ion negatif (atom-atom aseptor tanpa hole) yang ada pada bahan P tersebut. Apabila tegangan positif pada gate dinaikkan hingga suatu harga tertentu, elektron-elektron bebas disekitar wilayah itu akan ditarik dan ikut ion negatif tersebut, sehingga dengan demikian sepanjang gate akan terbentuk suatu lapisan tipis. Elektron-elektron bebas berfungsi sebagai pembawa muatan, lapisan elektron bebas ini disebut N-type Inversion Layer.

Lanjut baca »»

DEMOSFET atau Depletion Enhancement MOSFET. Gambar di bawah menunjukan struktur dari suatu DEMOSFET. Seperti dapat kita lihat pada gambar, DEMOSFET hanya mempunyai satu daerah P yang disebut Substrate. Karena disini gate diisolasi terhadap saluran, maka MOSFET ini dapat diberi tegangan positif dan negatif.

struktur_demosfet
Gambar A menunjukan suatu DEMOSFET yang mendapat tegangan negatif pada gatenya dan pada Gambar B suatu DEMOSFET yang mendapat tegangan positif pada gatenya.

bias_tegangan_demosfet
Prinsip kerja MOSFET tegangan gate negatif sama dengan JFET yaitu mengosongkan (deplete) atau mengurangi jumlah pembawa muatan pada saluran, disebut dengan depletion action. Sedangkan MOSFET tegangan gate positif akan menambah (enhance) jumlah pembawa muatan pada saluran, disebut dengan enhancement action. Karena MOSFET ini dapat beroperasi dengan depletion action dan enhancement action, maka MOSFET tersebut dikenal dengan nama Depletion Enhancement MOSFET (DEMOSFET).

Lanjut baca »»

Metal Oxide Semiconductor FET atau MOSFET adalah komponen aktif dari keluarga transistor jenis UJT. MOSFET sering juga disebut dengan Insulated Gate FET atau IGFET, hal ini disebabkan karena gate pada MOSFET tidak langsung berhubungan dengan saluran, tetapi diisolasi oleh suatu lapisan oksigen logam yang tipis (biasanya silikon dioksida).

struktur_demosfet
MOSFET terbagi menjadi dua macam, yaitu:
  1. Depletion Enhancement MOSFET atau DEMOSFET
  2. Enhancement Mosfet atau EMOSFET

Berikut ini adalah simbol dari MOSFET

simbol_mosfet
Gambar A merupakan simbol MOSFET saluran N (N-channel) dan Gambar B merupakan simbol MOSFET saluran P (P-channel).

Lanjut baca »»

Loud speaker adalah alat yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran mekanik (akustik). Prinsip kerja loud speaker, pada bagian tengah loud speaker terdapat koker yang dililiti spul. Gulungan spul ini terletak pada medan magnet yang kuat. Bila ada aliran atau getaran listrik masuk, membran bergoyang mengakibatkan spul bergerak ke depan juga ke belakang.

speaker
Macam-macam loud speaker berikut tanggapan frekuensinya, yaitu:
  1. Woofer, frekuensi rendah atau bass dengan tanggapan frekuensi ± 30 Hz – 4 kHz
  2. Middle, frekuensi menengah dengan tanggapan frekuensi ± 3 kHz – 10 kHz
  3. Tweeter, frekuensi tinggi atau treble dengan tanggapan frekuensi ± 8 kHz – 20 kHz.

Untuk mempertinggi kualitas suara, loud speaker dikemas dalam sebuah box yang dirancang sedemikian rupa. Umumnya rancangan box speaker terbuat dari kayu. Diantara macam-macam rancangan box loud speaker, yaitu:
  • Mendapatkan bass respon
  • Memperbesar efisiensi loud speaker
  • Memperluas pola directivity
  • Menghiasi rumah atau tata ruang.

Cross over adalah alat yang berfungsi sebagai pengatur yang menyalurkan audio spektrum ke speaker-speaker khususnya untuk frekuensi tinggi dan rendah. Cross over juga berfungsi melindungi tweeter dari kerusakan yang diakibatkan masuknya sinyal frekuensi rendah.

Rangkaian cross over terdiri dari dua buah filter, yaitu filter frekuensi rendah (LPF atau Low Pass Filter) dengan komponen utama berupa induktor yang berfungsi untuk meloloskan nada bass, dan filter frekuensi tinggi (HPF atau High Pass Filter) dengan komponen utama berupa kapasitor yang berfungsi untuk meloloskan nada trible.

cross_over_speaker
Rancangan cross over dengan dua filter seperti gambar di atas, disebut dengan cross over LC network. Adapun keuntungan cross over LC network, antara lain:
  • Efek akustik yang diberikan cukup baik
  • Produksi suara cukup jelas
  • Ada perbedaan suara yang dikeluarkan oleh tweeter dan woofer

Lanjut baca »»

microphoneMicrophone atau mic adalah alat yang dapat merubah gelombang suara (getaran mekanik) menjadi sinyal listrik berupa tegangan atau arus. Terdapat beberapa jenis microphone, diantaranya mic kristal, mic dinamik, mic pita, mic magnetik, mic karbon, dan mic kondensor.

Microphone yang outputnya berupa tegangan yaitu mic kristal, mic keramik, mik dinamik, mik pita dan mic magnetic. Mic yang outputnya berupa arus yaitu mic karbon dan mic kapasitor.

Prinsip kerja setiap mic
  • Mic Kristal: Suara masuk menyentuh membran dan mengenai garam Rochelle, akibatnya getaran gelombang suara diubah menjadi efek listrik, dan efek listrik membangkitkan tegangan output.
  • Mic Dinamik: Prinsip kerjanya sama dengan speaker. Pada bagian tengan terdapat koker yang dililit spul (moving coil). Gulungan spul ini terletak pada medan gaya megnet yang kuat. Bila membran bergoyang akan menyebabkan spul bergerak ke depan dan ke belakang, akibatnya pada spul terjadi tegangan induksi atau timbul tegangan output.
  • Mic Pita: Sebagai membran digunakan pita-pita alumunium yang dibentuk sedemikian rupa sehingga mempunyai bidang sempit yang peka terhadap tekanan yang kecil sekalipun.
  • Mic Magnetik: Prinsip kerjanya sama dengan bel listrik. Membran tertekan akan mendorong jangkar magnet ke depan dan ke belakang, dan berimbas pada spul. Karena spul mendapat gaya magnet yang berubah-ubah, maka pada spul akan timbul tegangan induksi diri.
  • Mic Karbon: Elektron merambat pada partikel-partikel karbon dan menyebabkan adanya perubahan arus. Bila membran bergetar akan terjadi tumbukan pada molekul karbon, sehingga kerapatan antar molekul berubah-ubah tergantung keras tidaknya tumbukan yang terjadi.
  • Mic Kondensor atau Mic Kapasitor: Bila dua keping yang bersifat kondensor mendapat tekanan dari getaran suara, maka kedua keping ini akan mendekat dan menjauh secara bervariasi. Saat mendekat, ia mempunyai tegangan kapasitif yang besar dan saat menjauh menjadi mengecil.

simbol_mic
Simbol microphone

Lanjut baca »»

telingaTelinga manusia pada umumnya hanya dapat menerima energi bunyi yang berupa gelombang dengan frekuensi rata-rata 20 Hz – 20 kHz. Sudah barang tentu batas daerah pendengaran berlainan bagi setiap manusia. Bagi orang lanjut usia daerah pendengarannya menyempit, misalnya menjadi amat sulit bagi orang itu mendengar bunyi jangkrik.

Daerah diantara batas-batas pendengaran disebut daerah audio. Adapun gelombang dengan frekuensi yang lebih kecil dari 20 Hz disebut infra sonik, dan gelombang dengan frekuensi yang lebih besar dari 20 kHz disebut ultra sonik.

Intensitas bunyi adalah jumlah energi bunyi yang tiap detiknya menembus tegak lurus bidang seluas satu satuan luas. Jadi intensitas bunyi itu mempunyai dimensi daya berbanding luas, yang dirumuskan
I = P / A
dimana:
P = Daya bunyi yang dinyatakan dalam satuan Watt
A = Luas bidang yang dinyatakan dalam satuan cm2 atau 2
I = Intensitas bunyi yang dinyatakan dalam satuan Watt/cm2 atau Watt/m2

Lanjut baca »»

Penguatan Sinyal
Rangkaian-rangkaian penguat seperti rangkaian otomatis lampu jalan atau sensor cahaya anti maling, tidak dapat digunakan dalam aplikasi-aplikasi dimana kita hendak menguatkan sebuah sinyal audio. Bentuk gelombang audio terlalu kompleks.

Ketika kita hendak menguatkan sinyal-sinyal audio, kita harus mempertahankan bentuknya semirip mungkin dengan aslinya. Dengan demikian, salah satu sasaran dari rangkaian penguat audio adalah menghasilkan sinyal tegangan output yang merupakan salinan persis dari sinyal tegangan inputnya, kecuali bahwa amplitudo output jauh lebih besar dari amplitudo input. Kita mengubah sinyal Vin menjadi sinyal Vout.

sinyal_Vin_dan_Vout
Gain Tegangan
Gain tegangan sebuah rangkaian penguat dirumuskan
GV = Vout / Vin
dimana Vout dan Vin adalah nilai-nilai tegangan output dan tegangan input pada satu titik waktu tertentu. Sebuah rangkaian penguat juga dapat memilki gain arus, yang didefinisikan dengan cara yang sama. Menggabungkan kedua gain ini, dan merujuk ke persamaan P = I V, kita dapat mengetahui bahwa sebuah rangkaian penguat akan meningkatkan daya dari sebuah sinyal.

Gain tegangan tidak bersifat tetap. Besaran ini bergantung pada frekuensi sinyal yang bersangkutan. Hal ini terutama disebabkan oleh efek kapasitansi di dalam rangkaian. Sebuah grafik amplitudo frekuensi yang tipikal sebagaimana berikut ini, yang diperoleh dari sebuah rangkaian penguat serba guna transistor tunggal.

grafik_amplitudo_frekuensi
Grafik diatas memperlihatkan bahwa sinyal output memiliki daya dibawah setengah daya maksimumnya pada frekuensi-frekuensi dibawah 800 Hz. Sinyal output juga jatuh dibawah setengah daya maksimumnya pada frekuensi-frekuensi yang lebih besar dari 5 MHz. Terdapat sebuah kisaran frekuensi antara 800 Hz dan 5 MHz, dimana sinyal output memiliki daya di atas level setengan daya. Kisaran ini didefinisikan sebagai bandwidth rangkaian penguat. Dalam kasus ini, bandwidth yang bersangkutan lebarnya sedikit lebih kecil dari 5 MHz.

Lanjut baca »»

Clamp meter adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur arus atau ampere listrik. Clamp meter umumnya bisa bekerja untuk mengukur arus-arus yang cukup besar, bahkan sampai ratusan ampere.

Terdapat perbedaan cara mengukur arus, antara AVO meter atau multi tester dengan clamp meter. Pengukuran arus dengan menggunakan avo meter cukup rumit dilakukan, karena harus memutus kabel untuk disambungkan dengan alat ukur, sedang cara menggunakan clamp meter cukup gampang yaitu dengan cara menjepit kabel, mirip tang. Cara menggunakan alat dengan menjepit tersebut, maka clamp meter sering disebut dengan tang ampere.

Lihat gambar diatas, cara menggunakan clamp meter cukup menjepitkan kabel pada aliran arus listrik yang akan diukur.

Dalam unit elektrik pada dunia industri, clamp meter banyak digunakan, terutama untuk perawatan atau maintenance motor-motor listrik. Clamp meter sekarang telah dikembangkan agar dapat pula mengukur tegangan dan tahanan listrik. Cara mengukurnya sama seperti menggunakan AVO meter, yaitu menghubungkan probe yang ditancapkan pada bagian bawah alat.

Lanjut baca »»

Dari rangkaian pemasangan lampu TL yang diperlihatkan pada artikel sebelumnya: Lampu Tabung Fluorescent, dapat kita lihat bahwa sebagian kaki lampu TL dipasang secara seri dengan ballast dan sebagiannya lagi dipasang secara pareral dengan starter.

Ballast
ballast
Ballast pada dasarnya merupakan kumparan hambat (choke coil) yang berinti besi. Ballast pada lampu TL berfungsi:
  • Memberikan pemasangan awal pada elektroda guna menyediakan elektron bebas dalam jumlah yang banyak
  • Memberikan gelombang potensial yang cukup besar untuk mengadakan bunga api antara kedua elektrodanya
  • Mencagah terjadinya peningkatan arus bunga api yang melebihi batas tertentu bagi setiap ukuran lampu.
Disamping itu ballast berfungsi untuk mengurangi pengaruh perubahan gerakan sinar yang mengganggu (stroboscopic) dan mengurangi kerugian sampingan (auxiliary losses). Oleh karena itu setiap lampu TL selalu memiliki sebuah ballast yang direncanakan untuk daya, tegangan, dan frekuensi yang disesuaikan dengan lampu TLnya masing-masing.

Starter
starter
Starter pada lampu TL terdiri dari sebuah balon kaca kecil yang diisi dengan gas mulia. Di dalam balon terdapat dua elektroda dwi logam sebagai filamen. Jarak antara kedua elektroda tersebut diatur dengan jarak tertentu sehingga starternya akan menyala pada tegangan 100-200 V. Starter berfungsi sebagai saklar penunda waktu (time delay switch) yang dihubungkan pararel dengan dua kaki lampu TL.

Bila lampu TL dihubungkan pada jaringan tegangan PLN, maka dalam waktu singkat filamen starter terhubung (menyala) dan kemudian memutuskannya lagi kalau lampu TL telah menyala dengan stabil. Pada saat filamen terhubung, suatu arus besar akan mengalir dari jaringan listrik lewat ballast, kemudian ke elektroda lampu, starter dan kawat elektroda lainnya, untuk selanjutnya kembali menuju ke jaringan. Adanya arus ini akan membuat elektroda-elektroda lampu berpijar dan mengeluarkan elektron-elektron.

Sementara itu tegangan pada starter telah hilang, sehingga starternya padam dan menjadi dingin. Kedua elektroda dwi logam dalam starter akan lurus kembali dan memutuskan arus yang sedang mengalir. Karena adanya pemutusan tiba-tiba ini, dalam ballast akan dibangkitkan suatu gaya gerak listrik yang cukup tinggi. Tegangan kejut ini seri dengan tegangan jaringan. Bila dibangkitkan pada saat yang tepat, tegangan pada kedua filamen lampu TL akan cukup tinggi untuk menyalakan tabung dengan syarat filamen-filamennya sudah cukup panas.

Pada siklus pertama tabung belum menyala maka peristiwa seperti yang diuraikan diatas akan terulang, sampai tabung menyala. Setelah lampu TL menyala, starternya akan pararel dengan lampu. Oleh karena tegangan menyala lampu lebih rendah dari pada tegangan starter, maka starternya akan tetap padam.

Untuk mengurangi cetusan-cetusan pada elektroda dwi logam dapat dipasang sebuah kondensator kecil pararel dengan starter. Pemasangan kondensator tersebut juga dapat memperbaiki pemutusan arus dalam starter dan mengurangi timbulnya gangguan radio.

Lanjut baca »»

Bentuk standar tabung fluorescent dipasarkan oleh perusahaan Philips dengan kode TL, sehingga lampu ini identik dengan sebutan lampu TL. Pada setiap ujung tabung lampu terdapat sebuah elektroda yang terdiri dari serabut pijar dengan sebuah emitter untuk memudahkan emisi elektron-elektron. Sebelah dalam tabung diberi lapisan serbuk fluresen.


Bila kita membeli satu unit lampu TL, didalam kemasannya akan terdapat sebuah ballast dan starter. Ketiga komponen ini, lampu TL, ballast dan starter terangkai menjadi satu unit lampu TL. Berikut ini diperlihatkan rangkaian dasar pemasangan lampu tabung fluorescent atau lampu TL.


Keterangan:
  1. Kumparan hambat (ballast)
  2. Starter
  3. Tabung lampu TL
  4. Filament (elektroda)

Lanjut baca »»

lampu_berukirSebagai serabut pijar atau filament pada lampu pijar, umumnya digunakan kawat wolfrom. Kawat ini memiliki titik lebur yang tinggi, yaitu 3655 ºK. Oleh karena itu suhu kawat wolfrom harus lebih rendah dari suhu tersebut. Bila suhu kawat wolfrom dapat ditingkatkan sampai kira-kira 3300 ºK, akan diperoleh sebuah lampu dengan flux cahaya spesifik yang sangat tinggi, yaitu 50 lm (lm singkatan dari lumen, merupakan satuan flux cahaya). Namun pada suhu 3300 ºK serabut pijar akan terlalu cepat menguap, sehingga umur lampu menjadi lebih pendek. Dalam praktek umur rata-rata lampu pijar ditentukan 1000 jam nyala.

Bila lampu dipakai cukup lama, flux cahaya lampu pijar akan menurun, karena adanya penguapan, luas penampang serabut pijar akan berkurang, akibatnya tahanan listriknya akan meningkat, dengan demikian arus listrik menjadi berkurang dan bagian dalam bola lampunya akan menghitam. Oleh karena itu banyak perusahaan atau perkantoran yang mengganti lampu pijar setelah 700 – 800 jam menyala tanpa menunggu putusnya lampu. Penggantian kelompok demi kelompok ini dapat menghemat jam kerja.

Cahaya yang dipancarkan lampu pijar memiliki spektrum kontinu, kuantitas cahaya dari masing-masing warna yang dipancarkan tergantung pada suku serabut pijarnya. Kalau sukunya rendah akan tampak warna-warna kuning yang merah lebih menonjol, sedangkan kalau sukunya ditingkatkan akan tampak warna-warna biru dan ungu makin menonjol sehingga tampak serabut pijar menjadi lebih putih.

Hampir kebanyakan lampu-lampu pijar dilengkapi dengan sepotong kawat monel yang dipasang di dalam lampu secara seri dengan kawat-kawat penghubungnya. Maksud pemasangan kawat monel ini adalah sebagai pengaman lebur jika terjadi hubungan singkat di dalam lampu sehingga tidak mengganggu instalasinya.

Lanjut baca »»

Gambar berikut adalah contoh wiring diagram inverter motor 15KW. Wiring diagram inverter ini bisa dibilang cukup rumit karena mencakup kontrol yang digunakan dan setting parameternya yang harus tepat.

contoh_wiring_inverter
Sebelum jaringan listrik 3 fase terhubung ke inverter, arus terlebih dahulu mengalir melalui breaker B21, menghasilkan output wiring R21-S21-T21, lalu dihubungkan ke magnetic contactor #21 dan menghasilkan output wiring R21A-S21A-T21A. Fase listrik R21A-S21A-T21A ini kemudian dihubungkan ke input R-S-T inverter, sementara motor dihubungkan dengan output U-V-W inverter.

Rangkaian disini menggunakan braking resistor unit jenis LKEB, yang berfungsi untuk memperpendek waktu deselerasi motor atau pengereman. Kontrol input inverter menggunakan tombol push button switch untuk Run (start), Stop, Fast dan Slow. Untuk kontrol outputnya dikoneksikan dengan Ampere meter (A21), lampu start (207-X), inverter fault (210-X), dan sinkronisasi dengan unit motor didepannya (TD2-TD3).

Kontrol input dan output inverter akan berfungsi dengan baik, apabila setting parameternya tepat. Beda type inverter tentu akan berbeda pula settingannya. Inverter yang tersebut disini adalah inverter type G3 15KW 400V 3 fase dari Yaskawa.

Lanjut baca »»