Sinus Generator




1. Tujuan [Daftar]
Untuk mengetahui apa itu sinus generator, untuk mengetahui fungsi dan kegunaan dari sinus generator, dan dapat mensimulasikan rangkaian dari sinus generator.

2. Komponen [Daftar]

Alat:
Instrumen
a. Osiloskop
    Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.
    Spesifikasi:

    Pinout:

    Keterangan:


b. Voltmeter AC



  Merupakan alat untuk mengukur tegangan pada suatu circuit. Dalam menggunakannya kita memparalelkan voltmeter dengan rangkaian yang ingin diukur besar tegangannya. Jika tegangan berupa tegangan DC maka pengalinya di set pada bagian DC, dan jika AC maka diset pada bagian AC. Hasil pada layar akan dikali dengan pengalinya terlebih dahulu, maka akan muncul nilai tegangan pada rangkaian.

Spesifikasi:

Pinout

 











Generator Daya
a. Sumber tegangan AC (Signal Generator)

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. 
Spesifikasi
Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%
BAHAN
a. Resistor
Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R). Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:
Tabel warna

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%.

Spesifikasi:

b. Kapasitor





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%

Spesifikasi

c. Diode Zener

Dioda Zener adalah dioda yang memiliki karakteristik menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan tembus" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener". Ini berlainan dari dioda biasa yang hanya menyalurkan arus listrik ke satu arah.

spesifikasi:
  • Tegangan Zener – ini berhubungan dengan tegangan tembus terbalik. Ini berkisar dari 2.4V hingga 200V, tergantung pada dioda tertentu
  • Arus (maksimum) – arus maksimum pada tegangan Zener terukur. Ini dapat berkisar dari 200uA hingga 200A
  • Arus (minimum) - arus minimum yang diperlukan pada tegangan Zener agar dioda rusak. Ini biasanya antara 5mA dan 10mA
  • Peringkat Daya - peringkat disipasi daya maksimum dioda, termasuk arus yang mengalir melalui dioda dan tegangan yang melintasinya. Nilai standar termasuk 400mW, 500mW, 1W, dan 5W. Dengan dioda yang dipasang di permukaan, nilai tipikalnya adalah 200mW, 350mW, 500mW, dan 1W
  • Toleransi Tegangan – biasanya ± 5%
  • Stabilitas Suhu – dioda paling stabil biasanya sekitar 5V
  • Resistansi Zener – resistansi yang ditunjukkan oleh dioda



d. Op-Amp LM741
Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

e. Potensiometer

    Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Potensiometer juga biasanya di sebut sebagai resistor variabel dikarenakan kita dapat mengubah besaran dari resistansinya.
 Spesifikasi;

    
   Pinout:



3. Dasar Teori [Daftar]
   
a. Resistor

Simbol :
Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).
Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.
Cara menghitung nilai resistor:
Tabel warna

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%.


b. Kapasitor






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%

Spesifikasi

c. Diode Zener

Dioda Zener adalah dioda yang memiliki karakteristik menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan tembus" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener". Ini berlainan dari dioda biasa yang hanya menyalurkan arus listrik ke satu arah.

spesifikasi:
  • Tegangan Zener – ini berhubungan dengan tegangan tembus terbalik. Ini berkisar dari 2.4V hingga 200V, tergantung pada dioda tertentu
  • Arus (maksimum) – arus maksimum pada tegangan Zener terukur. Ini dapat berkisar dari 200uA hingga 200A
  • Arus (minimum) - arus minimum yang diperlukan pada tegangan Zener agar dioda rusak. Ini biasanya antara 5mA dan 10mA
  • Peringkat Daya - peringkat disipasi daya maksimum dioda, termasuk arus yang mengalir melalui dioda dan tegangan yang melintasinya. Nilai standar termasuk 400mW, 500mW, 1W, dan 5W. Dengan dioda yang dipasang di permukaan, nilai tipikalnya adalah 200mW, 350mW, 500mW, dan 1W
  • Toleransi Tegangan – biasanya ± 5%
  • Stabilitas Suhu – dioda paling stabil biasanya sekitar 5V
  • Resistansi Zener – resistansi yang ditunjukkan oleh dioda

Prinsip pengoperasian dioda zener ditentukan oleh penyebab kerusakan dioda pada kondisi bias mundur. Biasanya ada dua jenis – Zener dan avalanche.

Zener Breakdown

Zener Breakdown terjadi dengan tegangan bias balik antara 2V dan 8V. Intensitas medan listrik cukup untuk menerapkan gaya pada elektron valensi, memisahkannya dari inti – bahkan pada tegangan rendah ini. Proses ini membentuk pasangan elektron-hole yang bergerak, sehingga meningkatkan aliran arus.

Zener Breakdown biasanya terjadi untuk dioda yang didoping tinggi dengan medan listrik besar dan tegangan tembus rendah. Lebih banyak energi diperoleh oleh elektron valensi dengan meningkatnya suhu, oleh karena itu membutuhkan lebih sedikit tegangan keluar. Ini juga berarti bahwa tegangan tembus Zener berkurang bersamaan dengan suhu.

Avalanche Breakdown

Breakdown tegangan juga terjadi pada kondisi reverse bias, minimal 8V, untuk dioda light-doped yang memiliki tegangan tembus yang besar. Elektron yang mengalir melalui dioda bertabrakan dengan elektron dalam ikatan kovalen, mengganggunya. Kecepatan elektron meningkat seiring dengan peningkatan tegangan, yang berarti bahwa ikatan kovalen dapat lebih mudah diputus. Perlu juga dicatat bahwa tegangan tembus longsoran naik bersamaan dengan suhu.

d. Op Amp - LM741
Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.
Karakteristik penguat ideal adalah:
Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.

Konfigurasi PIN LM741:
Spesifikasi:
Respons karakteristik kurva I-O:

e. Potensiometer

    Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Potensiometer juga biasanya di sebut sebagai resistor variabel dikarenakan kita dapat mengubah besaran dari resistansinya.
    Spesifikasi Potensiometer:

    
    Pinout potensiometer:

    Prinsip Kerja Potensiometer:

    Potensiometer / Potmeter terdiri dari kawat resistif panjang L yang terbuat dari magnum atau dengan konstantan dan baterai yang dikenal EMF V. Tegangan ini disebut sebagai tegangan sel driver (driver cell voltage).

    Hubungkan kedua ujung kabel resistif L ke terminal baterai seperti yang ditunjukkan di bawah ini; mari kita asumsikan ini adalah pengaturan rangkaian primer. Satu terminal sel lain (yang EMF E-nya harus diukur) berada di salah satu ujung rangkaian primer dan ujung terminal sel lainnya terhubung ke titik mana pun pada kawat resistif melalui galvanometer G.

    Sekarang, mari kita asumsikan susunan ini adalah sirkuit sekunder. Susunan potmeter seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Pembangunan Potensiometer

    Prinsip kerja dasar ini didasarkan pada fakta bahwa jatuhnya potensi di setiap bagian kawat berbanding lurus dengan panjang kawat, asalkan kawat memiliki area penampang yang seragam dan arus konstan mengalir melalui itu.

    “Ketika tidak ada perbedaan potensial antara dua node ada arus listrik akan mengalir"

    Sekarang kawat potmeter sebenarnya adalah kawat dengan resistivitas tinggi (ῥ) dengan luas penampang seragam A. Dengan demikian, di seluruh kawat, ia memiliki resistansi seragam.

    Sekarang terminal potensiometer ini terhubung ke sel EMF V tinggi (mengabaikan resistansi internalnya) yang disebut sel driver atau sumber tegangan. Biarkan arus melalui potensiometer adalah I dan R adalah resistansi total potensiometer.

    Kemudian oleh hukum Ohm V = IR

    Kita tahu bahwa R = ῥL / A
    Jadi, V = I ῥL / A

    Karena  dan selalu konstan dan saat ini saya dijaga konstan oleh rheostat.

    Jadi L ῥ / A = K (konstan)

    Jadi, V = KL. Sekarang anggaplah sel E dari EMF yang lebih rendah dari sel driver ditempatkan di sirkuit seperti yang ditunjukkan di atas. Katakanlah ia memiliki EMF E. Sekarang di kawat potmeter katakan panjangnya x potensiometer telah menjadi E.

    E = L ῥx / A = Kx

    Ketika sel ini dimasukkan ke dalam sirkuit seperti yang ditunjukkan di atas dengan jokey yang terhubung ke panjang yang sesuai (x), tidak akan ada aliran arus melalui galvanometer karena ketika beda potensial sama dengan nol, tidak ada arus yang akan mengalir melaluinya.

    Jadi galvanometer G menunjukkan deteksi nol. Maka panjang (x) disebut panjang dari titik nol. Sekarang dengan mengetahui konstanta K dan panjang x. Kami dapat menemukan EMF yang tidak diketahui.

    E = L ῥx / A = Kx

    Kedua, EMF dari dua sel juga dapat dibandingkan, biarkan sel pertama EMF E1 diberi titik nol pada panjang = L1 dan sel kedua EMF E2 menunjukkan titik nol panjang = L2

    Kemudian, E1 / E2 = L1 / L2

    → Grafik Potensiometer:

4. Percobaan [Daftar]

a. Prosedur Percobaan
  • Siapkan semua bahan dan alat
  • Hubungkan semua bahan dan alat
  • Atur tegangan dan hambatan
  • Jalankan simulasi
  • Lalu mencoba menjalankan rangkaian
  • Amatilah Respons Frekuensi dan juga respons gelombangnya pada osiloskop
b. Rangkaian Simulasi dan Prinsip kerja

Gambar Rangkaian;


Salah satu rangkaian pembangkit gelombang sinus adalah memanfaatkan osilator jembatan Wein. Dioda Zener berfungsi untuk membuat output tidak saturasi karena akan ada satu dioda zener yang aktif dan menguragi penguatan bila tegangan keluaran melampaui tegangan saturasi seperti gambar
Pada rangkaian simulasi diatas diset potensiometer pada posisi 80% yang membuat penguatan tegangan lebih kecil sehingga tegangan output tidak cacat atau saturasi seperti gambar.



c. Vidio












Komentar

Postingan populer dari blog ini

Tugas Besar

Modul 1

Modul I - Gerbang Logika dan Multivibrator