TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR ELEKTRONIKA (1)

DASAR ELEKTRONIKA KOMPONEN ELEKTRONIKA SISTEM BILANGAN KONVERSI DATA LOGIC HARDWARE

KOMPONEN ELEKTRONIKA PASSIVE ELECTRONIC ACTIVE ELECTRONICS (DIODE & TRANSISTOR) ANALOG INTERFACING: OP AMP

PASSIVE & ACTIVE ELECTRONICS Passive Tidak memerlukan sumber energi dari luar Menyimpan atau mendisipasikan energi Sifat2 dasar tidak dipengaruhi oleh input Resistor, capacitor, inductor dll Active Memerlukan sumber energi dari luar Sifat2 dasar bervariasi terhadap input Dibuat dengan material semi konduktor Diode, transistor, IC dll

RESISTOR

RESISTOR MENDISIPASIKAN ENERGI SEBAGAI PANAS Rating daya untuk resistor karbon:

MENGAPA DIPERLUKAN RESISTOR? 1. Membatasi aliran arus 2. Membagi tegangan

Nilai tahanan dengan warna

Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik Satuan kapasitansi : µf atau pf

Non-polarized capacitors Keramik (1 pf 10 µf) dan film (10 pf 100 µf) Arus bocor rendah; umur panjang Dapat sensitif thd temperatur Berguna pada frekuensi tinggi

Polarized Capacitors Elektrolit aluminium dan tantalum 1 µf 0.1 F Tidak dapat dilalui AC tanpa DC bias Arus bocor tinggi, umur pendek

Mengapa diperlukan kapasitor? Penyimpanan energi Kopling sinyal/dekopling sinyal Filter noise Tuning rangkaian Pengkondisian daya

Induktor menyimpan energi sebagai medan magnet Satuan induktor biasanya mh

Mengapa diperlukan induktor? 1. Filter analog 2. Aktuator (motor, elektromagnet, switches mekanik dll 3. Choke off input ripple

Analisis rangkaian elektronika pasif Berapa laju penyimpanan/pendisipasian energi dari rangkaian elektronik pasif?

Aliran elektron

Aturan2 Dasar

Resistor

Kapasitor

Induktor

Hukum Arus Kirchoff (KCL) Di setiap node Elemen terhubung seri dialiri arus yang sama

Ilustrasi Berapa arus yang melalui R c?

Hukum tegangan Kirchoff (KVL) Seputar setiap rangkaian tertutup Elemen terhubung paralel mengalami voltage drop yang sama

Ilustrasi Berapa tegangan di R c?

Analisis Rangkaian Voltage divider: membagi tegangan secara linier pada elemen2nya

Hubungan antara sinyal input dan output?

Langkah 1 : terapkan KVL pada loop di mana terdapat V s, V R dan V c

Langkah 2 : terapkan hukum Ohm dan KCL

Langkah 3: subtitusi dan sederhanakan

Step 4 : interpretasi hasil - Cut off frequency - Magnitude Gain - Phase Shift

PASSIVE & ACTIVE ELECTRONICS Passive Tidak memerlukan sumber energi dari luar Menyimpan atau mendisipasikan energi Sifat2 dasar tidak dipengaruhi oleh input Resistor, capacitor, inductor dll Active Memerlukan sumber energi dari luar Sifat2 dasar bervariasi terhadap input Dibuat dengan material semi konduktor Diode, transistor, IC dll

Diode ekivalen dgn check valve

Grafik V-I Forward bias: Jika V D > V F (sekitar 0,6-0,7 V untuk Si) Diode mengantarkan listrik (short circuit) Reverse bias: If V Z <V D <V F Diode tidak mengantarkan listrik (open circuit) Jika diberikan tegangan yang lebih dari breakdown voltage, diode akan rusak Breakdown voltage: peak reverse atau peak inverse voltage

Diode : Ilustrasi Jika tegangan pada diode lebih dari V F (forward bias), maka diode dpt dimodelkan sbg short circuit yang dihubungkan seri dengan baterai bertegangan V F

Diode : Ilustrasi Arus maximum yg diijinkan (Io) juga harus diperhatikan Menambahkan resistor sbg current limiter dapat mengatasi hal ini

Diode: datasheet

Diode: Aplikasi Pemrosesan sinyal: Rektifikasi Clipping Peak detection Voltage regulator (Diode zener) Indikasi sinyal (LED) Isolasi sistem (LED + photodiode)

Aplikasi Diode: Rektifikasi Penyearahan sinyal AC : half wave rectifier

Aplikasi Diode : DC power supply

LIGHT EMITTING DIODES (LED) Memancarkan photon jika terjadi forward bias Intensitas cahaya berhubungan dgn arus yg mengalir melalui diode

LED sbg indikasi suatu harga sinyal LED menghasilkan voltage drop sebesar 1,5 hingga 2,5 volt ketika forward bias Resistor current limiter hubungan seri diperlukan untuk mencegah terjadinya forward current yang berlebihan

Photo Diode Reverse leakage current apabila terdapat cahaya Sbg sensor cahaya

LED/Photodiode sbg Optocoupler Kopel dua rangkaian dengan tetap mempertahankan isolasi elektronik Berguna untuk menghubungkan rangkaian high power ke low power Tidak cocok untuk sinyal analog

Operational Amplifier Op-amp dapat digunakan untuk: Penambahan Pengurangan Pembesaran Integrasi Filter

Op-amp memperbesar input perbedaan tegangan

Model op-amp

Karakteristik op-amp Maka: Jarang digunakan dalam mode open-loop Sering digunakan dalam mode umpan balik (feedback mode)

Model op-amp Aturan dasar 1. Input tidak menarik arus: op amp menarik arus input sangat kecil (0,5 ma ) untuk 741 C) sehingga diasumsikan tidak ada arus 2. Input inverting dan non inverting tetap pada tegangan yang sama

Penggunaan tipikal

Contoh op-amp

Impedansi saat transfer sinyal tegangan tanpa op amp

Impedansi op-amp

Feedback mengubah impedansi opamp