BAB I. Pendahuluan. Gambar 1.1 Sebuah penguat suara elektronik. Jadi gain merupakan hasil bagi dari daya di bagian output (Pout) dengan daya di bagian

Transkripsi

1 BAB I Pendahuluan 1.1 Pengertian Amplifier Penguat (bahasa Inggris: Amplifier) adalah rangkaian komponen elektronika yang dipakai untuk menguatkan daya (atau tenaga secara umum). Dalam bidang audio, amplifier akan menguatkan signal suara berbentuk analog dari sumber suara yaitu memperkuat signal/gain arus (I) dan tegangan (V) listrik berbentuk sinyal AC dari inputnya menjadi arus listrik AC dan tegangan yang lebih besar, juga dayanya akan menjadi lebih besar di bagian outputnya. Besarnya penguatan ini sering dikenal dengan istilah gain. Nilai dari gain yang dinyatakan sebagai fungsi penguat frekuensi audio, gain power amplifier antara 20 kali sampai 100 kali dari signal input. Gambar 1.1 Sebuah penguat suara elektronik Jadi gain merupakan hasil bagi dari daya di bagian output (Pout) dengan daya di bagian inputnya ( P ) dalam bentuk bentuk frekuensi listrik AC. Ukuran dari gain (G) ini satuannya adalah decibel (db). Dalam bentuk rumus dinyatakan sebagai berikut: G(dB)=10log(Pout/Pin)). P out adalah Power atau daya pada bagian output, dan P adalah daya pada bagian inputnya.

2 Sebelum dayanya dikuatkan pada Power Amplifier ada bagian pengatur suara yaitu biasanya terdiri dari Volume, Bass, Trible, balance, loudness. Dalam bagian rangkaian Power Amplifier pada proses penguatan audio ini terbagi menjadi dua kelompok bagian penting yaitu bagian penguat signal tegangan (V) disebut driver kebanyakan menggunakan susunan transistor darlington, dan bagian penguat arus atau penguat daya susunannya transistor paralel, masing-masing transisistor berdaya besar dan menggunakan sirip pendingin untuk membuang panas ke udara, sekarang ini banyak yang menggunakan transistor simetris komplementer.

3 BAB II TEORI DASAR Secara umum, kata Amplifier itu berasal dari kata Amplify yang artinya menambah kekuatan (sinyal) atau dalam bahasan kali ini adalah menambah keras suara. Kemudian pengertian dari kata Amplifier ialah alat yang dipergunakan untuk memperkuat kekuatan sinyal atau sinyal audio. Ada beberapa jenis amplifier yang ada beredar dan lumrah dijumpai pada pasar pasar atau toko took yang menjual peralatan elektronika. Mulai dari amplifier class A, Class B, Class AB dan Class D. Perbedaan dari tiap tiap class adalah mulai dari harga, kualitas komponen yang digunakan, kinerjanya dan lain lain. Berikut penjelasan dari tiap tiap class Amplifier. 1. Amplifier Class A Kelas A adalah amplifier yang paling linear diantara semua kelas amplifier. Sinyal apapun yang di hasilkan oleh amplifier kelas ini adalah sesuai dengan sinyal inputnya. Dengan kata lain Amplifier ini berbanding lurus antara input dan outputnya. Karakteristik power amplifier Kelas A : Perangkat output (Transistor) mengalirkan seluruh sinyal input. Dengan kata lain, power amplifier tersebut mereproduksi seluruh gelombang amplitudo sinyal suara yang masuk secara keseluruhan. Amplifier ini termasuk panas karena transistor nya bekerja terus menerus dengan tenaga penuh. Tidak ada kondisi dimana transistor beristirahat meski hanya sejenak, meski bukan berarti amplifier tersebut tidak bisa dimatikan. Maksudnya adalah ada aliran listrik konstan yang mengaliri transistor tersebut secara terus menerus (dan ini secara tetap menghasilkan panas) yang disebut sebagai bias. Amplifier Kelas A adalah amplifier yang paling inefisien. Nilai efisiensi nya sekitar 20. Karena faktor-faktor itulah amplifier kelas A dianggap paling inefisien, per watt output yang dikeluarkan, sekitar 4-5 watt terbuang sia-sia dalam bentuk panas. Pada

4 umumnya bentuknya besar dan sangat berat bobotnya. Karena panas, amplifier ini membutuhkan ventilasi dan pembuangan panas yang cukup besar juga (sangat tidak ideal untuk dipasang di mobil anda dan pada umumnya jarang di pakai oleh umum). Keuntungannya adalah amplifier ini benar-benar menghasilkan setiap detail suara yang masuk lewat inputnya, bebas dari distorsi. Gambar 1. Skematik Power Amplifier Class A 2. Amplifier Class B Di dalam amplifier ini, bagian positif dan negatif dari sinyal ditangani oleh bagian yang berbeda dari sirkuit. Perangkat output (transistor) terus bekerja hidup dan mati. Kelas B amplifier memiliki karakteristik sebagai berikut: Sinyal input dari amplifier ini harus lebih besar agar bisa menjalankan transistor dengan baik. Hampir merupakan kebalikan dari amplifier kelas A. Harus ada setidaknya dua perangkat output sejenis dengan penguat ini. Bagian output amplifier ini menjalankan dua output tersebut. Masing-masing perangkat

5 output tersebut menjalankan setengah panjang gelombang sinyal suara secara bergantian. Pada waktu transistor tidak bekerja, maka tidak ada aliran listrik (bias) yang mengaliri transistor tersebut. Setiap perangkat output tersebut berada dalam kondisi on (hidup) selama satu setengah kali siklus gelombang amplitudo. Amplifier kelas B bekerja lebih dingin daripada kelas A, tetapi power amplifier kelas B mengalami distorsi pada frekwensi-frekwensi tertentu yang ter cross over. Hal ini disebabkan karena amplifier tersebut tidak bekerja penuh setiap saat (bergantian nyala-hidup setiap amplitudo). Topologi amplifier ini adalah dengan sistem tarik dan dorong (push-pull), satu menarik sinyal dari loudspeaker dan yang lain mendorong sinyal audio ke loudspeaker. Hal ini membuat amplifier ini bisa menjadi lebih murah, karena bisa menggunakan dua macam transistor yang harganya murah daripada memakai sebuah transistor yang mahal. Sudah disebutkan diatas bahwa power amplifier ini membutuhkan sinyal output yang besar. Dengan demikian sinyal audio yang masuk harus dikuatkan terlebih dahulu sebelum masuk ke perangkat output. Karena lebih banyak sirkuit yang harus dilalui oleh sinyal audio tersebut, sinyalnya terdegradasi (kualitasnya turun) terlebih dahulu sebelum masuk ke perangkat outputnya.

6 Gambar 2. Skematik Power Amplifier Class B 3. Power Amplifier Class AB Ini adalah komparasi dari dua kelas diatas. Amplifier kelas operasi AB memiliki beberapa keuntungan terbaik dari Kelas A dan Kelas B built-in. Keuntungan utamanya adalah kualitas suara sebanding dengan Kelas A dan efisiensi mirip dengan Amplifier Kelas B. Kebanyakan amplifier modern menggunakan topologi ini. Karakteristiknya: Pada umumnya Kelas AB bekerja seperti Kelas A tetapi dengan tingkat level output lebih rendah. Sekali lagi memberikan yang terbaik dari dua Kelas amplifier (kelas A dan B). Bias output diatur sehingga arus listrik mengalir dalam perangkat output selama lebih dari setengah siklus sinyal tetapi kurang dari seluruh siklus. Ada cukup arus yang mengalir melalui masing-masing perangkat untuk tetap beroperasi sehingga mereka merespon langsung tuntutan tegangan input. Pada tahap keluaran tarik dan dorong (push-pull), ada beberapa tumpang tindih karena setiap perangkat output membantu yang lain selama masa transisi singkat, atau periode crossover dari positif ke negatif setengah dari sinyal tersebut. Ada banyak implementasi dari desain power amplifier Kelas AB ini. Non linearitas Kelas B hampir dihilangkan tetapi sambil menghindari panas dan inefisiensi yang dihasilkan oleh Amplifier Kelas A. Nilai efisiensi amplifier kelas AB ini sekitar 50 dan menjadi desain kelas amplifier yang cukup populer saat ini dan dapat digunakan di mobil maupun di rumah.

7 Gambar 3. Skematik Amplifier Class AB 4. Power Amplifier Class D Sering disalah artikan sebagai Digital amplifier oleh masyarakat umum. Berikut ini adalah karakteristik Kelas D: Sementara ini memang beberapa Amplifier Kelas D berjalan dalam modus digital, menggunakan data biner yang koheren, sebagian tidak. lebih cocok bila disebut switching amplifier, karena di sini perangkat output dengan cepat dinyalakan dan dimatikan setidaknya dua kali untuk setiap siklus. Bergantung pada frekuensi switching nya, mereka dapat dihidupkan atau dimatikan jutaan kali per detik. Secara teoritis Amplifier Kelas D 100% efisien, tetapi dalam prakteknya, efisiensinya berkisar antara 80-90%. Nilai tinggi pada efisiensi, dengan korban kualitas reproduksi audio yang terdegradasi. Amplifier Kelas D pada umumnya digunakan pada aplikasi non Hi-fi atau untuk subwoofer.

8 Gambar 4. Skematik Power Amplifier class D Kesimpulan: 1. Kelas D unggul dalam efisiensi tapi lemah dalam kualitas reproduksi suara. 2. Kelas B umumnya mendapatkan distorsi crossover, jauh dari Kelas D dalam efisiensi. 3. Kelas AB merupakan topologi yang paling mendekati dengan kata ideal. 4. Dari semua desain tersebut memang merupakan kompromi terbaik dari kinerja versus biaya. 5. Kelas A merupakan yang paling linear, non efisien, panas dan paling mahal. Pada rangkaian Amplifier diatas, IC amplifier atau transistor transistor itu tidak dapat berdiri sendiri. Tentu saja memerlukan komponen pendukung seperti travo, resistor, kapasitor, dan tentu saja speaker sebagai perangkat output dari rangkaian amplifier. Berikut sedikit penjelasan tentang komponen pendukung

9 1. Resistor Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut. Simbol Resistor Berikut adalah simbol resistor dalam bentukgambar ynag sering digunakan dalam suatu desain rangkaian elektronika. Gambar 5. Simbol symbol Resistor

10 Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan dengan huruf R. Kemudian pada desain skema elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf R, resistor variabel disimbolkan dengan huruf VR dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan huruf VR dan POT. Kapasitas Daya Resistor Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalamsatuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik besar. Menentukan kapasitas daya resistor ini penting dilakukan untuk menghindari resistor rusak karena terjadi kelebihan daya yang mengalir sehingga resistor terbakar dan sebagai bentuk efisiensi biaya dan tempat dalam pembuatan rangkaian elektronika. Nilai Toleransi Resistor Toleransi resistor merupakan perubahan nilai resistansi dari nilai yang tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan resistor dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai torleransi resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%), resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%). Nilai toleransi resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan kode warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi 5% maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas atau dengan kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar. Resistor yang banyak dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan resistor 1%. Jenis-jenis Resistor Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam atau resistor metal film. 1. Resistor Kawat (Wirewound Resistor)

11 Gambar 6. Resistor kawat Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar. 2. Resistor Arang (Carbon Resistor) Gambar 7. Resistor arang Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan

12 banyak diperjual belikan. Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt. 3. Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor) Gambar 8. Resistor Oksida Logam Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini mirip denganresistor kabon hanya beda warna dan jumlah cicin warna yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti resistorkarbon, resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer. Kemudian berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap (Variable Resistor) 1. Resistor tetap(fixed Resistor) Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidap dapat diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis, seperti :

13 Metal Film Resistor Metal Oxide Resistor Carbon Film Resistor Ceramic Encased Wirewound Economy Wirewound Zero Ohm Jumper Wire S I P Resistor Network 2. Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor) Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu : Pontensiometer, tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya secara langsung karena telah dilengkapi dengan tuas kontrol. Potensiometer terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan Potensiometer Logaritmis Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang membutuhkan alat bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya. Pada umumnya resistor jenis ini disebut dengan istilah Trimer Potensiometer atau VR

14 Thermistor, yaitu tipe resistor variable yangnilairesistansinya akan berubah mengikuti suhu disekitar resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu NTC dan PTC. Untuk lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam artikel yang lain. LDR (Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR tersebut. Jenis-jenis resistor tetap dan variable diatas akan dibahas lebih detil dalam artikel yang lain. Menghitung Nilai Resistor Nilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daaya besar dan resistor variable. Kode Warna Resistor Cicin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari cicin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti dan nilai dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu : Gambar 9. Kode warna resistor

15 1. Resistor dengan 4 cincin kode warna Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor. 2. Resistor dengan 5 cincin kode warna Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor. 3. Resistor dengan 6 cincin warna Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut. Kode Huruf Resistor Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah karenanilia resistansi dituliskan secara langsung. Pad umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor. Gambar 10. Resistor dengan kode huruf Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi : R, berarti x1 (Ohm) K, berarti x1000 (KOhm)

16 M, berarti x (MOhm) Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi : F, untuk toleransi 1% G, untuk toleransi 2% J, untuk toleransi 5% K, untuk toleransi 10% M, untuk toleransi 20% Dalam menentukan suatu resistor dalam suatu rangkaian elektronika yang harus diingat selain menentukan nilai resistansinya adalah menentukankan kapasitas daya dan toleransinya. Hal ini berkaitan dengan harga jual resistor dipasaran dan luas area yang dibutuhkan dalam meletakan resistor pada rangkaian elektronika 2. Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor berbeda dengan akumulator dalam menyimpan muatan listrik terutama tidak terjadi perubahan kimia pada bahan kapasitor, besarnya kapasitansi dari sebuah kapasitor dinyatakan dalam farad. Pengertian lain Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas, elektrolit dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik,

17 maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebuat dengan kapasitansi atau kapasitas. Gambar 11. Struktur kapasitor Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis : Q = CV Dimana : Q = muatan elektron dalam C (coulombs) C = nilai kapasitansi dalam F (farads) V = besar tegangan dalam V (volt)

18 Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut : C = (8.85 x 10-12) (k A/t) Udara vakum k = 1 Aluminium oksida k = 8 Keramik k = Gelas k = 8 Polyethylene k = 3 Prinsip Pembentukan Kapasitor Jika dua buah plat atau lebih yang berhadapan dan dibatasi oleh isolasi, kemudian plat tersebut dialiri listrik maka akan terbentuk kondensator (isolasi yang menjadi batas kedua plat tersebut dinamakan dielektrikum). Bahan dielektrikum yang digunakan berbeda-beda sehingga penamaan kapasitor berdasarkan bahan dielektrikum. Luas plat yang berhadapan bahan dielektrikum dan jarak kedua plat mempengaruhi nilai kapasitansinya. Pada suatu rangkaian yang tidak terjadi kapasitor liar. Sifat yang demikian itu disebutkan kapasitansi parasitic. Penyebabnya adalah adanya komponen-komponen yang berdekatan pada jalur penghantar listrik yang berdekatan dan gulungan-gulungan kawat yang berdekatan. Gambar 12. Skematik kapasitor Gambar diatas menunjukan bahwa ada dua buah plat yang dibatasi udara. Jarak kedua plat dinyatakan sebagai d dan tegangan listrik yang masuk.

19 Besaran Kapasitansi Kapasitas dari sebuah kapasitor adalah perbandingan antara banyaknya muatan listrik dengan tegangan kapasitor. C = Q / V Jika dihitung dengan rumus C= 0,0885 D/d. Maka kapasitasnya dalam satuan piko farad D = luas bidang plat yang saling berhadapan dan saling mempengaruhi dalam satuan cm2. d = jarak antara plat dalam satuan cm. Bila tegangan antara plat 1 volt dan besarnya muatan listrik pada plat 1 coulomb, maka kemampuan menyimpan listriknya disebut 1 farad. Dalam kenyataannya kapasitor dibuat dengan satuan dibawah 1 farad. Kebanyakan kapasitor elektrolit dibuat mulai dari 1 mikrofarad sampai beberapa milifarad. Jenis-jenis kapasitor sesuai bahan dan konstruksinya. Kapasitor seperti juga resistor nilai kapasitansinya ada yang dibuat tetap dan ada yang variabel. Kapasitor dielektrikum udara, kapasitansinya berubah dari nilai maksimum ke minimum. Kapasitor variabel sering kita jumpai pada rangkaian pesawat penerima radio dibagian penala dan osilator. Agar perubahan kapasitansi di dua bagian tersebut serempak maka digunakan kapasitor variabel ganda. Kapasitor variabel ganda adalah dua buah kapasitor variabel dengan satu pemutar. Berdasarkan dielektrikumnya kapasitor dibagi menjadi beberapa jenis, antara lain: kapasitor keramik kapasitor film kapasitor elektrolit kapasitor tantalum kapasitor kertas Perdasarkan polaritas kutup pada elektroda kapsitor dapat dibedakan dalam 2 jenis yaitu : Kapasitor Non-Polar, kapasitor yang tidak memiliki polaritas pada kedua elektroda dan tidak perlu dibedakan kaki elektrodanya dalam pesangannya pada rangkaian elektronika. Kapasitor Bi-Polar, yaitu kapasitor yang memiliki polaritas positif dan negatif pada elektrodanya, sehingga perlu diperhatikan pesangannya pada rangkaian elektronika dan tidak boleh terbalik.

20 Kapasitor elektrolit dan kapasitor tantalum adalah kapasitor yang mempunyai kutub atau polar, sering disebut juga dengan nama kapasitor polar. Kapasitor film terdiri dari beberapa jenis yaitu polyester film, poly propylene film atau polysterene film. 3. Transformator (Trafo) Transformator atau sering disingkat dengan istilah Trafo adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Maksud dari pengubahan taraf tersebut diantaranya seperti menurunkan Tegangan AC dari 220VAC ke 12 VAC ataupun menaikkan Tegangan dari 110VAC ke 220 VAC. Transformator atau Trafo ini bekerja berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnet dan hanya dapat bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik (AC).Transformator (Trafo) memegang peranan yang sangat penting dalam pendistribusian tenaga listrik. Transformator menaikan listrik yang berasal dari pembangkit listrik PLN hingga ratusan kilo Volt untuk di distribusikan, dan kemudian Transformator lainnya menurunkan tegangan listrik tersebut ke tegangan yang diperlukan oleh setiap rumah tangga maupun perkantoran yang pada umumnya menggunakan Tegangan AC 220Volt. Bentuk dan Simbol Transformator (Trafo) Berikut ini adalah gambar bentuk dan simbol Transformator :

21 Gambar 13. Bentuk dan symbol trafo Prinsip Kerja Transformator (Trafo) Sebuah Transformator yang sederhana pada dasarnya terdiri dari 2 lilitan atau kumparan kawat yang terisolasi yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Pada kebanyakan Transformator, kumparan kawat terisolasi ini dililitkan pada sebuah besi yang dinamakan dengan Inti Besi (Core). Ketika kumparan primer dialiri arus AC (bolak-balik) maka akan menimbulkan medan magnet atau fluks magnetik disekitarnya. Kekuatan Medan magnet (densitas Fluks Magnet) tersebut dipengaruhi oleh besarnya arus listrik yang dialirinya. Semakin besar arus listriknya semakin besar pula medan magnetnya. Fluktuasi medan magnet yang terjadi di sekitar kumparan pertama (primer) akan menginduksi GGL (Gaya Gerak Listrik) dalam kumparan kedua (sekunder) dan akan terjadi pelimpahan daya dari kumparan primer ke kumparan sekunder. Dengan demikian, terjadilah pengubahan taraf tegangan listrik baik dari tegangan rendah menjadi tegangan yang lebih tinggi maupun dari tegangan tinggi menjadi tegangan yang rendah. Sedangkan Inti besi pada Transformator atau Trafo pada umumnya adalah kumpulan lempengan-lempengan besi tipis yang terisolasi dan ditempel berlapis-lapis dengan kegunaanya untuk mempermudah jalannya Fluks Magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik kumparan serta untuk mengurangi suhu panas yang ditimbulkan. Beberapa bentuk lempengan besi yang membentuk Inti Transformator tersebut diantaranya seperti : E I Lamination E E Lamination L L Lamination U I Lamination

22 Dibawah ini adalah Fluks pada Transformator : Gambar 14. Struktur trafo Rasio lilitan pada kumparan sekunder terhadap kumparan primer menentukan rasio tegangan pada kedua kumparan tersebut. Sebagai contoh, 1 lilitan pada kumparan primer dan 10 lilitan pada kumparan sekunder akan menghasilkan tegangan 10 kali lipat dari tegangan input pada kumparan primer. Jenis Transformator ini biasanya disebut dengan Transformator Step Up. Sebaliknya, jika terdapat 10 lilitan pada kumparan primer dan 1 lilitan pada kumparan sekunder, maka tegangan yang dihasilkan oleh Kumparan Sekunder adalah 1/10 dari tegangan input pada Kumparan Primer. Transformator jenis ini disebut dengan Transformator Step Down. 4. Speaker Kita dapat mendengarkan musik radio, mendengarkan suara dari drama televisi ataupun suara dari lawan bicara kita di ponsel, semua ini karena adanya komponen Elektronika yang bernama Loudspeaker yang dalam bahasa Indonesia disebut dengan Pengeras Suara. Loudspeaker atau lebih sering disingkat dengan Speaker adalah Transduser yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi Frekuensi Audio (sinyal suara) yang dapat didengar oleh

23 telinga manusia dengan cara mengetarkan komponen membran pada Speaker tersebut sehingga terjadilah gelombang suara. Bagaimana Suara dapat dihasilkan Sebelum kita membahas lebih lanjut mengenai Loadspeaker (Pengeras Suara), sebaiknya kita mengetahui bagaimana suara dapat dihasilkan. Yang dimaksud dengan Suara sebenarnya adalah Frekuensi yang dapat didengar oleh Telinga Manusia yaitu Frekuensi yang berkisar di antara 20Hz Hz. Timbulnya suara dikarenakan adanya fluktuasi tekanan udara yang disebabkan oleh gerakan atau getaran suatu obyek tertentu. Ketika Obyek tersebut bergerak atau bergetar, Obyek tersebut akan mengirimkan Energi Kinetik untuk partikel udara disekitarnya. Hal ini dapat di-anologi-kan seperti terjadinya gelombang pada air. Sedangkan yang dimaksud dengan Frekuensi adalah jumlah getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik. Frekuensi dipengaruhi oleh kecepatan getaran pada obyek yang menimbulkan suara, semakin cepat getarannya makin tinggi pula frekuensinya. Prinsip Kerja Speaker Gambar 15. Speaker Pada gambar diatas, dapat kita lihat bahwa pada dasarnya Speaker terdiri dari beberapa komponen utama yaitu Cone, Suspension, Magnet Permanen, Voice Coil dan juga Kerangka Speaker.

24 Dalam rangka menterjemahkan sinyal listrik menjadi suara yang dapat didengar, Speaker memiliki komponen Elektromagnetik yang terdiri dari Kumparan yang disebut dengan Voice Coil untuk membangkitkan medan magnet dan berinteraksi dengan Magnet Permanen sehingga menggerakan Cone Speaker maju dan mundur. Voice Coil adalah bagian yang bergerak sedangkan Magnet Permanen adalah bagian Speaker yang tetap pada posisinya. Sinyal listrik yang melewati Voice Coil akan menyebabkan arah medan magnet berubah secara cepat sehingga terjadi gerakan tarik dan tolak dengan Magnet Permanen. Dengan demikian, terjadilah getaran yang maju dan mundur pada Cone Speaker. Cone adalah komponen utama Speaker yang bergerak. Pada prinsipnya, semakin besarnya Cone semakin besar pula permukaan yang dapat menggerakan udara sehingga suara yang dihasilkan Speaker juga akan semakin besar. Suspension yang terdapat dalam Speaker berfungsi untuk menarik Cone ke posisi semulanya setelah bergerak maju dan mundur. Suspension juga berfungsi sebagai pemegang Cone dan Voice Coil. Kekakuan (rigidity), komposisi dan desain Suspension sangat mempengaruhi kualitas suara Speaker itu sendiri. Simbol dan Bentuk Speaker Berikut ini adalah Simbol dan bentuk Loudspeaker (Speaker) :

25 Gambar 16. Speaker Jenis-jenis Speaker Berdasarkan Frekuensi yang dihasilkan, Speaker dapat dibagi menjadi : 1. Speaker Tweeter, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Tinggi (sekitar 2kHz 20kHz) 2. Speaker Mid-range, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Menengah (sekitar 300Hz 5kHz) 3. Speaker Woofer, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Rendah (sekitar 40Hz 1kHz)

26 4. Speaker Sub-woofer, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi sangat rendah yaitu sekitar 20Hz 200Hz. 5. Speaker Full Range, yaitu speaker yang dapat menghasilkan Frekuensi Rendah hingga Frekuensi Tinggi. Berdasarkan Fungsi dan bentuknya, Speaker juga dapat dibedakan menjadi : 1. Speaker Corong 2. Speaker Hi-fi 3. Speaker Handphone 4. Headphone 5. Earphone 6. Speaker Televisi 7. Speaker Sound System (Home Theater) 8. Speaker Laptop Pengertian Speaker Aktif dan Speaker Pasif Speaker yang digunakan untuk Sound System Entertainment pada umumnya dapat dibedakan menjadi 2 kategori, yaitu Speaker Pasif dan Speaker Aktif. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai kedua jenis Speaker ini. 1. Speaker Pasif (Passive Speaker) Speaker Pasif adalah Speaker yang tidak memiliki Amplifier (penguat suara) di dalamnya. Jadi Speaker Pasif memerlukan Amplifier tambahan untuk dapat menggerakannya. Level sinyal harus dikuatkan terlebih dahulu agar dapat menggerakan Speaker Pasif. Sebagian besar Speaker yang kita temui adalah Speaker Pasif.

27 2. Speaker Aktif (Active Speaker) Speaker Aktif adalah Speaker yang memiliki Amplifier (penguat suara) di dalamnya. Speaker Aktif memerlukan kabel listrik tambahan untuk menghidupkan Amplifier yang terdapat didalamnya. Rangkaian Audio Amplifier mobil BAB III PERANCANGAN Penjelasan Rangkaian ini adalah Sebuah rangkaian stereo amplifier watt rendah untuk mobil yang sifatnya sederhana dan dibuat dari IC TDA Rangkaian ini menggunakan IC yang kecil, komponen yang tersedia di pasaran dan tidak terlalu rumit untuk dibuat. TDA2003 adalah penguat radio mobil yang terintegrasi dari ST Micro elektronik yang memiliki banyak fitur yang baik seperti perlindungan short circuit untuk semua pin, termal selama rentang distorsi harmonik yang rendah, cross over rendah di atas distorsi dll Dalam rangkaian yang diberikan di sini setiap TDA2003 adalah rangkaian yang dihubungkan menjadi rangkaian penguat stereo yan dapat beroperasi pada 12 V (setiap IC). Resistor R2 dan R3 membentuk jaringan umpan balik yang menentukan gain amplifier. C7 merupakan masukan DC de - coupling kapasitor dan C5 couples spikernya ke output amplifier. C4 digunakan untuk meningkatkan penolakan riak sementara C1 dan C2 yang digunakan untuk penyaringan listrik. C3 dan R1 digunakan untuk menetapkan frekuensi atas cut - off. Jaringan yang terdiri dari C6 dan R4 digunakan untuk stabilisasi frekuensi dan untuk mencegah osilasi.

28 Diagram / skematik Rangkaian Amplifier TDA 2003 Amplifier stereo untuk mobil Layout Rangkaian di PCB

29 Alat dan bahan Catatan 1. IC TDA 2 buah 2. Kapasitor 10µF 2 buah 39nF 2 buah 100µF 2 buah 470 µf 2 buah 1000 µf 3 buah 100nF 4 buah 3. Resistor 39Ω 2 buah 220Ω 2 buah 2,2Ω 2 buah 1Ω 2 buah 4. Speaker 4Ω 2 buah 5. Switch 1 buah 6. 2A fuse 1 buah Rakitlah rangkaian dengan PCB berkualitas baik Heatsink diperlukan untuk setiap IC Rangkaian dapat dihidupkan mulai dari 12 V DC Switch adalah On/OFF rangkaian

30