2.15 COMPUTER ANALYSIS [Series Diode Configuration]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

b) Rangkaian simulasi

c) Video Simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan[kembali]

Dioda (Diode) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya. Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah.

Penyearah digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu.oleh karena itu Dioda sangat diperlukan di tiap-tiap peralatan elektronik

Computer Analysis (Analisis Komputer)/Rangkaian elektronik dapat mengikuti salah satu dari dua jalur: menggunakan karakteristik aktual atau menerapkan model perkiraan untuk perangkat. Untuk dioda, pembahasan awal akan mencakup karakteristik sebenarnya untuk menunjukkan dengan jelas bagaimana karakteristik perangkat dan parameter jaringan berinteraksi. Setelah hasil yang diperoleh yakin, model perkiraan sepotong-sepotong akan digunakan untuk memverifikasi hasil yang ditemukan menggunakan karakteristik lengkap. Peran dan respon berbagai elemen sistem elektronik penting untuk dipahami tanpa henti

2. Tujuan[kembali]

Dapat menggunakan aplikasi proteus untuk membuat rangkaian listrik sederhana
Dapat menggunakan komponen-komponen sederhana dalam membuat rangkaian pada aplikasi proteus
Dapat memahami rangkaian yang dibuat pada aplikasi Proteus

3. Alat dan Bahan[kembali]

A. Alat

Voltmeter

Amperemeter

Amperemeter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur nilai arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian listrik. Berfungsi untuk mengukur arus.

B. Bahan

Grounding

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika. Berfungsi sebagai penahan arus

Dioda

Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya. Berfungsi mengubah gelombang arus bolak balik Menjadi gelombang searah.

Resistor

Resistor atau penghambat merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan dirancang untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Berfungsi sebagai Hambatan.

Baterai/Sumber Tegangan

Berfungsi sebagai sumber energi/tegangan.

4. Dasar Teori[kembali]

A. Ground

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

B. Resistor

Resistor adalah salah satu komponen elektronika pasif yang paling umum digunakan. Fungsinya adalah mengendalikan arus listrik dengan memberikan hambatan terhadap aliran arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor memiliki nilai resistansi tertentu yang mengatur seberapa besar aliran arusdalam rangkaian.

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :

Contoh :

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

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%.

C. Oscilloscope

Osiloskop adalah alat ukur elektronik yang berfungsi untuk memproyeksikan frekuensi dan sinyal listrik dalam bentuk grafik.

Tombol/Sakelar dan Indikator Osiloskop

Tombol Power ON/OFF
Tombol Power ON/OFF berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan Osiloskop
Lampu Indikator
Lampu Indikator berfungsi sebagai Indikasi Osiloskop dalam keadaan ON (lampu Hidup) atau OFF (Lampu Mati)
ROTATION
Rotation pada Osiloskop berfungsi untuk mengatur posisi tampilan garis pada layar agar tetap berada pada posisi horizontal. Untuk mengatur rotation ini, biasanya harus menggunakan obeng untuk memutarnya.
INTENSITY
Intensity digunakan untuk mengatur kecerahan tampilan bentuk gelombang agar mudah dilihat.
FOCUS
Focus digunakan untuk mengatur penampilan bentuk gelombang sehingga tidak kabur
CAL
CAL digunakan untuk Kalibrasi tegangan peak to peak (VP-P) atau Tegangan puncak ke puncak.
POSITION
Posistion digunakan untuk mengatur posisi Vertikal (masing-masing Saluran/Channel memiliki pengatur POSITION).
INV (INVERT)
Saat tombol INV ditekan, sinyal Input yang bersangkutan akan dibalikan.
Sakelar VOLT/DIV
Sakelar yang digunakan untuk memilih besarnya tegangan per sentimeter (Volt/Div) pada layar Osiloskop. Umumnya, Osiloskop memiliki dua saluran (dual channel) dengan dua Sakelar VOLT/DIV. Biasanya tersedia pilihan 0,01V/Div hingga 20V/Div.
VARIABLE
Fungsi Variable pada Osiloskop adalah untuk mengatur kepekaan (sensitivitas) arah vertikal pada saluran atau Channel yang bersangkutan. Putaran Maksimum Variable adalah CAL yang berfungsi untuk melakukan kalibrasi Tegangan 1 Volt tepat pada 1cm di Layar Osiloskop.
AC – DC
Pilihan AC digunakan untuk mengukur sinyal AC, sinyal input yang mengandung DC akan ditahan/diblokir oleh sebuah Kapasitor. Sedangkan pada pilihan posisi DC maka Input Terminal akan terhubung langsung dengan Penguat yang ada di dalam Osiloskop dan seluruh sinyal input akan ditampilkan pada layar Osiloskop.
GND
Jika tombol GND diaktifkan, maka Terminal INPUT akan terbuka, Input yang bersumber dari penguatan Internal Osiloskop akan ditanahkan (Grounded).
VERTICAL INPUT CH-1
Sebagai VERTICAL INPUT untuk Saluran 1 (Channel 1)
VERTICAL INPUT CH-2
Sebagai VERTICAL INPUT untuk Saluran 2 (Channel 2)
Sakelar MODE
Sakelar MODE pada umumnya terdiri dari 4 pilihan yaitu CH1, CH2, DUAL dan ADD.
CH1 = Untuk tampilan bentuk gelombang Saluran 1 (Channel 1).
CH2 = Untuk tampilan bentuk gelombang Saluran 2 (Channel 2).
DUAL = Untuk menampilkan bentuk gelombang Saluran 1 (CH1) dan Saluran 2 (CH2) secara bersamaan.
ADD = Untuk menjumlahkan kedua masukan saluran/saluran secara aljabar. Hasil penjumlahannya akan menjadi satu gambar bentuk gelombang pada layar.
x10 MAG
Untuk pembesaran (Magnification) frekuensi hingga 10 kali lipat.
POSITION
Untuk penyetelan tampilan kiri-kanan pada layar.
XY
Pada fungsi XY ini digunakan, Input Saluran 1 akan menjadi Axis X dan Input Saluran 2 akan menjadi Axis Y.
Sakelar TIME/DIV
Sakelar TIME/DIV digunakan untuk memilih skala besaran waktu dari suatu periode atau per satu kotak cm pada layar Osiloskop.
Tombol CAL (TIME/DIV)
ini berfungsi untuk kalibrasi TIME/DIV
VARIABLE
Fungsi Variable pada bagian Horizontal adalah untuk mengatur kepekaan (sensitivitas) TIME/DIV.
GND
GND merupakan Konektor yang dihubungkan ke Ground (Tanah).
Tombol CHOP dan ALT
CHOP adalah menggunakan potongan dari saluran 1 dan saluran 2.
ALT atau Alternate adalah menggunakan saluran 1 dan saluran 2 secara bergantian.
HOLD OFF
HOLD OFF untuk mendiamkan gambar pada layar osiloskop.
LEVEL
LEVEL atau TRIGGER LEVEL digunakan untuk mengatur gambar yang diperoleh menjadi diam atau tidak bergerak.
Tombol NORM dan AUTO
Tombol LOCK
Sakelar COUPLING
Menunjukan hubungan dengan sinyal searah (DC) atau bolak balik (AC).
Sakelar SOURCE
Penyesuai pemilihan sinyal.
TRIGGER ALT
SLOPE
EXT
Trigger yang dikendalikan dari rangkaian di luar Osiloskop.

D. Dioda

Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur). Dioda dapat disamakan sebagai fungsi katup di dalam bidang elektronika. Dioda sebenarnya tidak menunjukkan karakteristik kesearahan yang sempurna, melainkan mempunyai karakteristik hubungan arus dan tegangan kompleks yang tidak linier dan sering kali tergantung pada teknologi atau material yang digunakan serta parameter penggunaan. Beberapa jenis dioda juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan.

Berikut adalah jenis-jenis dioda :

Untitled

untuk menentukan arus zenner berlaku persamaan :

Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.

Berikut ini adalah fungsi dari dioda antara lain:

Untuk alat sensor panas, misalnya dalam amplifier.
Sebagai sekering(saklar) atau pengaman.
Untuk rangkaian clamper dapat memberikan tambahan partikel DC untuk sinyal AC.
Untuk menstabilkan tegangan pada voltage regulator
Untuk penyearah
Untuk indikator
Untuk alat menggandakan tegangan.
Untuk alat sensor cahaya, biasanya menggunakan dioda photo.

5. Percobaan[kembali]

a) Prosedur[kembali]

a).

gambar 2.146 gambar 2.147

Pilih tombol Place part (file tombol atas di bilah alat vertikal paling kanan yang terlihat seperti sirkuit terintegrasi dengan positif masuk di pojok kanan bawah) untuk mendapatkan kotak dialog Place Part. Karena ini yang pertama sirkuit yang akan dibangun, kita harus memastikan bahwa bagian muncul dalam daftar perpustakaan aktif. Pergi ke Libraries dan pilih tombol Add Library (terlihat seperti kotak persegi panjang putus-putus dengan bintang kuning di pojok kiri atas). Hasilnya adalah Browse File di mana analog.olb bisa dipilih, diikuti oleh Buka untuk menempatkannya di daftar aktif Perpustakaan. Ulangi prosesnya untuk menambahkan library eval.olb dan source.olb. Ketiga perpustakaan akan diminta untuk membangun jaringan yang muncul dalam teks ini. Namun, penting untuk menyadari bahwa:

Setelah file perpustakaan dipilih, mereka akan muncul di daftar aktif untuk masing-masing
proyek baru tanpa harus menambahkannya setiap kali—sebuah langkah, seperti langkah folder di atas, yang tidak harus diulang dengan setiap proyek serupa.

Klik x kecil di pojok kanan atas kotak dialog untuk menghapus dialog Place Part
kotak. Kami sekarang dapat menempatkan komponen di layar. Untuk sumber tegangan dc, pilih dulu Tempatkan kunci Bagian lalu pilih SUMBER di daftar pustaka. Di bawah Part List , daftar sumber yang tersedia akan muncul; pilih VDC untuk proyek ini. Setelah VDC dipilih, itu
simbol, label, dan nilai akan muncul pada jendela gambar di kiri bawah dialog kotak. Klik tombol Place Part di bagian atas kotak dialog, dan sumber VDC akan mengikuti kursor melintasi layar. pindahkan kursor ke area umum dari sumber kedua dan klik di tempatnya. Karena ini adalah sumber terakhir yang muncul di jaringan, jalankan klik kanan mouse dan pilih End Mode

b).

gambar 2.149

Karakteristik dioda D1N4148 yang digunakan pada analisis di atas sekarang akan diperoleh dengan menggunakan beberapa manuver yang agak lebih canggih dari itu digunakan dalam contoh pertama. Prosesnya dimulai dengan terlebih dahulu membangun jaringan dari Gambar.Perhatikan khususnya bahwa sumber diberi label E dan atur pada 0V (nilai awalnya). Selanjutnya ikon New Simulation Profile dipilih dari toolbar untuk mendapatkan kotak dialog New Simulation. Di bawah Analysis Type , DC Sweep dipilih karena kita mau untuk menyapu rentang nilai tegangan sumber. Ketika DC Sweep dipilih daftar opsi akan secara bersamaan muncul di wilayah sebelah kanan kotak dialog, membutuhkan bahwa beberapa pilihan harus dibuat. Karena berencana untuk menyapu berbagai voltase, Sweep variabel adalah sumber Tegangan.

c).

Gambar 2.151

Arus yang melalui dioda adalah 3,349 mA.Tegangan melintasi resistor R2 adalah 18,722 V. Setelah simulasi, multimeter dapat ditampilkan seperti pada gambar. Setelah simulasi, multimeter dapat ditampilkan seperti pada gambar. Fakta bahwa masing-masing tegangan dioda diasumsikan 0,7 V, padahal sebenarnya berbeda untuk setiap dioda pada Gambar.

b) Rangkaian simulasi [kembali]

1) Rangkaian I (2.146)

Prinsip kerja : Tegangan pada E1 = 10V, E2 = 5V dan R1 = 4.7k diserikan dengan dioda 1N4148 dan diserikan dengan R2 =2.2k. Dari hasil simulasi didapatkan arusnya sebesar 0.63mA dimana tegangan pada R1 = 2.97V dan di R2 = 1.39V.

Berikut adalah simulasi dari rangkaian di atas :

2) Rangkaian II (2.147)

Prinsip kerja : Tegangan pada E1 = 20V, E2 = 10V dan R1 = 2k diserikan dengan dioda 1N4148 dan diserikan dengan R2 =10k. Dari hasil simulasi didapatkan arusnya sebesar 0.78mA dimana tegangan pada R1 = 1.56V dan di R2 = 7.60V.

Berikut adalah simulasi dari rangkaian di atas :

3). Rangkaian III (2.149)

Prinsip kerja : Tegangan pada E = 20V dan R = 1k. Dari hasil simulasi didapatkan arusnya sebesar 9.25mA dimana tegangan pada R1 = 9.25V.

Berikut adalah simulasi dari rangkaian di atas :

4) Rangkaian IV (2.151)

Prinsip kerja : Tegangan pada E1 = 10V, dioda(D1) 1N4009 diparalelkan dengan R1 = 3.3k dan dioda(D2) 1N4009, selanjutnya diserikan dengan R2 = 5.6k. Dari hasil simulasi didapatkan arus seri sebesar 3.34mA dan arus parale sebesar 199µA dimana tegangan yang di R1 = 2.97V dan di R2 = 1.39V.

Berikut adalah simulasi dari rangkaian di atas :