Jumat, 22 April 2022

BAHAN REFERENSI PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2022

 

DOSEN PENGAMPU :

Dr. Darwison, MT


 REFERENSI :

  1. Darwison, 2010, "TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA", jilid 1
  2. Darwison, 2010, "TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA", jilid 2
  3. Robert L. Boylestad and Louid Nahselsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013
  4. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Devices and Circuit, McGraw Hill, 2002
  5. Keith Briendly, Starting  Electronics, Newness 3rd Edition, 2005
  6. Ian R. Sinclair and John Dunton , Practical Electronics Handbook , Newness, 2007
  7.  John M. Hunges, Practical Electronics: Components and Tehniques , O'Reilly Media, 2016
 


OLEH :
 
Irsan Akbar Meidiansyah Putra
(2110953008)


JURUSAN TEKNIK ELEKTRO 
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2022

Selasa, 19 April 2022



[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

15.5 INSTRUMENTATION CIRCUITS

1. Tujuan [kembali]

  • Dapat mengetahui prinsip kerja dari rangkaian instrumental.
  • Dapat mengetahui komponen rangkaian instrumentalon.
  • Dapat mengetahui komponen rangkaian instrumnetal.

2. Alat dan Bahan [kembali]

- Alat
  • Baterai, berfungsi sebagai sumber arus listrik.
  • Voltmeter DC, berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.
  • Ammeter DC, berfungsi untuk mengetahui arus tegangan DC pada suatu rangkaian listrik atau suatu beban listrik.
- Bahan
  • Resistor, berfungsi sebagai pembagi, pembatas, dan pengatur arus dalam suatu rangkaian.
     
  • Transistor NPN, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching).

  • Op Amp, berfungsi untuk memperkuat sinyal listrik.

  • Lampu, berfungsi sebagai indikator.
  • Potensiometer, berfungsi sebagai variabel resistor.

  • VSINE, berfungsi sebagai sumber tegangan AC.

  • Ground, berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi.


3. Dasar Teori [kembali]

  • DC Milivoltmeter

  • Gambar 15.25 menunjukkan op-amp 741 yang digunakan sebagai penguat dasar dalam dc millivoltmeter. Amplifier menyediakan meter dengan impedansi input tinggi dan faktor skala yang hanya bergantung pada nilai dan akurasi resistor.

 

Gambar 15.25 Op-amp dc milivoltmeter.

    Analisis rangkaian op-amp menyediakan fungsi transfer rangkaian:

    Sebagai contoh, jika Rf diubah menjadi 200 k, maka akan menghasilkan faktor skala rangkaian :

    Dalam membuat millivoltmeter dibutuhkan op-amp, beberapa resistor, dioda, kapasitor, dan pergerakan meter. 

  • AC Milivoltmeter

  • Contoh lain dari rangkaian instrumentasi adalah ac milivoltmeter yang ditunjukkan pada gambar dibawah.

     

    Gambar 15.26  dc milivoltmeter menggunakan Op-amp

      Fungsi transfer sirkuit adalah :

      yang muncul sama dengan dc milivoltmeter, kecuali bahwa dalam hal ini sinyal yang ditangani adalah sinyal ac.

  • Display Driver

  • Gambar 15.27 menunjukkan rangkaian op-amp yang dapat digunakan untuk mengoperasikan tampilan lampu atau tampilan LED. Ketika input noninverting ke sirkuit pada Gambar 15.27a berada di atas input inverting, output pada terminal 1 menuju ke level saturasi positif (mendekati +5 V dalam contoh ini) dan lampu akan menyala ketika transistor Q1 bekerja. Seperti yang ditunjukkan pada rangkaian, output op-amp menyediakan arus 30 mA ke basis transistor Q1, yang kemudian mengoperasikan 600 mA melalui transistor pilihan yang sesuai (dengan B> 20) yang mampu menangani jumlah arus tersebut. Gambar 15.27b menunjukkan rangkaian op-amp yang dapat mensuplai 20 mA untuk mengoperasikan tampilan LED ketika input noninverting bernilai positif dibandingkan dengan input inverting.

     

    Gambar 15.27 Display driver circuits: (a) lamp driver; (b) LED driver.

  • Instrumentations Amplifier

  • Sebuah rangkaian yang menyediakan output berdasarkan perbedaan antara dua input (kali faktor skala) ditunjukkan pada Gambar. 15.28. Potensiometer digunakan untuk memungkinkan penyesuaian faktor skala rangkaian. Ketika tiga op-amp digunakan, IC op-amp quad-tunggal adalah semua yang diperlukan (selain komponen resistor).

     

    Gambar 15.25 Instrumen amplifier.

      Tegangan output dapat ditunjukkan :

      sehingga output bisa didapat dari :


    4. Prinsip Kerja [kembali]

    • DC Milivoltmeter
    • Baterai sebagai sumber tegangan input. Tegangan dialirkan ke resistor kemudian ke op-amp yang digunakan sebagai penguat dasar, sehingga didapatkan tegangan output yang lebih dari tegangan input yang berupa DC. 
    • DC Milivoltmeter
    • Sumber AC digunakan sebagai input. Tegangan tersebut kemudian dialirkan ke resistor kemudian ke op-amp yang berfungsi sebagai dasar sehingga didapatkan tegangan ouput yang lebih kuat yang berupa tegangan AC. 
    • Display Drive
    • Sinyal input masuk ke op-amp dapat digunakan untuk mengendalikan lampu. Saat input non-inverting dan menghasilkan Output di terminal pertama yang bernilai saturasi positif maka lampu akan menyala jika transistor bekerja. 
    • Instrumentation Amplifier
    • Op-Amp non inverting memiliki masukan yang dibuat melalui input non inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya.


    Rangkaian DC MilliVoltmeter

    Gambar 15.25

      
     Gambar 15.25 menunjukkan op-amp 741 yang digunakan sebagai penguat dasar dalam milivoltmeter dc. Amplifier menyediakan meteran dengan impedansi input tinggi dan faktor skala yang hanya bergantung pada nilai resistor dan akurasi. Perhatikan bahwa pembacaan meter mewakili milivolt sinyal pada input sirkuit. Analisis sirkuit op-amp menyediakan
    fungsi transfer sirkuit,


    Dengan demikian, input 10 mV akan menghasilkan arus melalui meteran 1 mA. Jikainput adalah 5 mV, arus melalui meteran akan menjadi 0, 5 mA, yang merupakan skala setengahDefleksi. Mengubah Rf menjadi 200 k , misalnya, akan menghasilkan skala sirkuit factor  dari:


    menunjukkan bahwa meteran sekarang terbaca 5 mV, skala penuh. Harus diingat bahwa
    membangun milivoltmeter seperti itu membutuhkan pembelian op-amp, beberapa resistor, dioda, kapasitor, dan gerakan meter. 
     
    Rangkaian AC MilliVoltmeter

    Gambar 15.26
     
    Contoh lain dari rangkaian instrumentasi adalah milivoltmeter ac yang ditunjukkan pada Gambar.
    15.26. Fungsi transfer sirkuit adalah:


    yang tampak sama dengan dc millivoltmeter, kecuali bahwa dalam hal ini sinyal
    ditangani adalah sinyal ac. Indikasi meter memberikan defleksi skala penuh untuk
    tegangan input ac 10 mV, sedangkan input ac 5 mV akan menghasilkan defleksi setengah skala dengan pembacaan meter ditafsirkan dalam satuan milivolt.

    Rangkaian Display Driver 

     Gambar 15.27 menunjukkan sirkuit op-amp yang dapat digunakan untuk menggerakkan tampilan lampu atau LED menampilkan. Ketika input noninverting ke sirkuit.


    Gambar 15.27 (a)
     
    Pada Gambar 15.27a berada di atas 
    membalikkan input, output di terminal 1 menuju ke tingkat saturasi positif (dekat +
    5 V dalam contoh ini) dan lampu digerakkan saat transistor Q1 melakukan. Sebagai
    ditunjukkan di sirkuit, output op-amp menyediakan 30 mA arus ke pangkalan
    dari transistor Q1,
    yang kemudian menggerakkan 600 mA melalui transistor yang dipilih dengan tepat 
    (dengan 
    20) mampu menangani arus sebanyak itu



      Gambar 15.27 (b)

    Gambar 15.27 (b) menunjukkan
    sirkuit op-amp yang dapat memasok 20 mA untuk menggerakkan tampilan LED saat input noninverting menjadi positif dibandingkan dengan input pembalik.



    Rangkaian Instrumentation Amplifier

    Gambar 15.28

     
    Sirkuit yang menyediakan output berdasarkan perbedaan antara dua input (kali a
    faktor skala) ditunjukkan pada Gambar 15.28. Potensiometer disediakan untuk memungkinkan penyesuaian
    faktor skala sirkuit. Sementara tiga op-amp digunakan, IC op-amp quad tunggal
    adalah semua yang diperlukan (selain komponen resistor). Tegangan keluaran dapat
    terbukti:


    Gambar 15.28






    6. Example [kembali]

    7. Problem [kembali]

    • Problem 1:
    • Hitung arus keluaran Io dari rangkaian berikut

      Solusi
    • Problem 2:
    • Hitung Vo dari rangkaian berikut

      Solusi

    8. Contoh Soal [kembali]    


    1.

    Hitunglah nilai tegangan output dari rangkaian di atas ...

    A. 15(V2-V1)

    B. 21 (V2-V1)

    C. 12(V1-V2)

    D. 21(V1-V2)

    Jawaban : D



    2.


    Hitunglah nilai arus output dari rangkaian di atas...

    A. 0.25 mA

    B. 0.5 mA

    C. 0.75 mA

    D. 1.0 mA

     

    Jawaban : B


    9. Video [kembali]

              


    Video Materi


    Video Rangkaian 15.25



    Video Rangkaian 15.26




    Video Rangkaian 15.27 (a)



    Video Rangkaian 15.27 (b)



    Video Rangkaian 15.28

    Minggu, 10 April 2022

     

    DETEKTOR NON INVERTING DENGAN VREF = 0





    1. Tujuan [Kembali]

            Dapat memahami dan merangkai rangkaian non inverting dengan vref = 0

    2. Alat dan Bahan [Kembali]
    • Baterai, sebagai sumber arus listrik pada rangkaian.
                   
    • Lampu LED, indikator atau petunjuk dalam peralatan dan rangkaian elektronik.

       


    • Resistor, berfungsi sebagai pembagi, pembatas, dan pengatur arus dalam suatu rangkaian.

       [
      Resistor 1k Ohm 
      Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi arus pada rangkaian listrik. Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna : 
      1. Masukan angka langsung sesuai kode warna gelang pertama. 
      2. Masukan angka langsung sesuai kode warna gelang kedua. 
      3. Masukan angka langsung sesuai kode warna gelang ketiga. 
      4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.


       
    • Ground, berfungsi sebagai titik kembalinya arus atau sinyal listrik.

       

    • OP AMP 741


    Op amp ini banyak digunakan pada sistem analog komputer, penguat audio, osilator, osiloskop, dan lainnya. Ic ini bekerja pada tegangan positif atau negatif 12V dibawah itu IC ini tidak akan bekerja.
    •  Logicstate (Gerbanglogika) : sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input yang berupa bilangan imajiner sehingga dihasilkan sinyal output.

    • Voltmeter : Alat mengukur tegangan listrik pada rangkaian.


    • Sensor PIR : Sensor ini berfungsi mendeteksi suatu gerakan.




    • Sensor sound : Sensor ini berfungsi mendeteksi suara yang masuk 




    • Sensor touch : sensor ini berfungsi untuk mendeteksi sentuhan.






    3. Dasar Teori [Kembali]

        Detektor non inverting 

              Dengan Vref = 0  Rangkaian detektor non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref = 0 Volt adalah seperti gambar 75



    Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V1 dan Vref = V2 sehingga bentuk gelombang tegangan output Vo ( Vo max =  +- Vsat =AOL (V 1-V2 ) yang dihasilkan dengan simulasi multisimadalah seperti gambar


    4. Bentuk Rangkaian [Kembali]

    1. Sound Sensor





    2. Touch Sensor








    3. Sensor PIR





    5. Prinsip Kerja Rangkaian [Kembali] 

    1. Rangkaian Sensor PIR

    ketika sensor menedeteksi adanya gerakan maka sensor akan aktif, dengan aktifnya sensor maka sensor akan mengeluarkan output sebesar 5v, yang mana output dari sensor akan menjadi input dari non inverting amplifier. dimana terjadi pembesaran denga rumus Vo=rf/ri + 1 * vinput, dimana terjadi pembesaan 2 kali dan outpunya menjadi 10V. tegangang 10 V jadi input  dari rangkaian non inverting detector Vref=0 dimana Vout nya = AOL(V1-V2) Dan didapat nilai Vout sebesar 2M volt Karena kita mengunakan supply +- 15 v makan output dr rangkaian yaitu sama dengan Vsat,setelah itu tegangan di umpankan ke hambatan RE dan ke transistor. pada rangkaian terukur Vbe sebesar 0.83 volt maka transistor akan on.transistor akan on jika teganganya Vbe nya besar dari 0,60V.ketika transistor on maka ada arus lewat vcc ,relay,lewat kaki kolector, ke emiter trus ke Re trus ke ground. karena ada harus yang melewati kumparan relay maka swicth dari relay akan bergesar dari ke kanan ke kiri atau akan on.sehingga terjadi loop yang terhubung dengan motor sehingga ada supply dari batrai yang mengakibatkan  motor hidup atau menyala memanandakan sistem berjalan dan penutup tong sampah otomatis terbuka

     2. Rangkaian Touch Sensor

    ketika kita menyentuh sensor maka sensor akan aktif, dengan aktifnya sensor maka sensor akan mengeluarkan output sebesar 5v, yang mana output dari sensor akan menjadi input dari non inverting amplifier. dimana terjadi pembesaran denga rumus Vo=rf/ri + 1 * vinput, dimana terjadi pembesaan 2.5 kali dan outpunya menjadi 10V. tegangang 12 V jadi input  dari rangkaian non inverting detector Vref=0 dimana Vout nya = AOL(V1-V2) Dan didapat nilai Vout sebesar 2M volt Karena kita mengunakan supply +- 15 v makan output dr rangkaian yaitu sama dengan Vsat,setelah itu tegangan di umpankan ke hambatan RE dan ke transistor. pada rangkaian terukur Vbe sebesar 0.83 volt maka transistor akan on.transistor akan on jika teganganya Vbe nya besar dari 0,60V.ketika transistor on maka ada arus lewat vcc ,relay,lewat kaki kolector, ke emiter trus ke Re trus ke ground. karena ada harus yang melewati kumparan relay maka swicth dari relay akan bergesar dari ke kanan ke kiri atau akan on.sehingga terjadi loop yang terhubung dengan motor sehingga ada supply dari batrai yang mengakibatkan  motor hidup atau menyala memanandakan sistem berjalan dan penutup tong sampah otomatis terbuka

    3. Rangkaian Sound Sensor 

    ketika sensor menedeteksi adanya Suara  maka sensor akan aktif, dengan aktifnya sensor maka sensor akan mengeluarkan output sebesar 5v, yang mana output dari sensor akan menjadi input dari non inverting amplifier. dimana terjadi pembesaran denga rumus Vo=rf/ri + 1 * vinput, dimana terjadi pembesaan 2.5 kali dan outpunya menjadi 10V. tegangang 12 V jadi input  dari rangkaian non inverting detector Vref=0 dimana Vout nya = AOL(V1-V2) Dan didapat nilai Vout sebesar 2M volt Karena kita mengunakan supply +- 15 v makan output dr rangkaian yaitu sama dengan Vsat,setelah itu tegangan di umpankan ke hambatan RE dan ke transistor. pada rangkaian terukur Vbe sebesar 0.83 volt maka transistor akan on.transistor akan on jika teganganya Vbe nya besar dari 0,60V.ketika transistor on maka ada arus lewat vcc ,relay,lewat kaki kolector, ke emiter trus ke Re trus ke ground. karena ada harus yang melewati kumparan relay maka swicth dari relay akan bergesar dari ke kanan ke kiri atau akan on.sehingga terjadi loop yang terhubung dengan motor sehingga ada supply dari batrai yang mengakibatkan  motor hidup atau menyala memanandakan sistem berjalan dan penutup tong sampah otomatis terbuka


    6. Video [Kembali]





    7. Example Problem [Kembali]

     







    8. File Download [Kembali]
    • Download Datasheet Tr 2N1711 silahkan klik Disini
    • Download HTML silahkan klik Disini
    • Download Rangkaian Disini
    • Download Video Rangkaian Disini
    • Datasheet Pir Sensor Disini
    • Datasheet Touch sensor Disini
    • Datasheet Sound Sensor Disini










    Entri yang Diunggulkan

      [ MENUJU AKHIR ] [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Perc...