MEKATRONIKA
Teknik Mesin
STT-MANDALA
BANDUNG
KOMPONEN DAN RANGKAIAN ELEKTRONIK
ELEKTRONIKA ANALOG
KOMPONEN dan
RANGKAIAN
ELEKTRONIKA
KOMPONEN ELEKTRONIKA
ANALISIS RANGKAIAN ELEKTRONIKA
ELEKTRONIKA ANALOG
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
KOMPONEN dan
RANGKAIAN
ELEKTRONIKA
KOMPONEN ELEKTRONIKA
ANALISIS RANGKAIAN ELEKTRONIKA
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 Rc?
HUKUM TEGANGAN KIRCHOFF (KVL)
Seputar setiap rangkaian
tertutup
Elemen terhubung paralel
mengalami voltage drop
yang sama
ILUSTRASI
Berapa tegangan di Rc?
PEMBAGI TEGANGAN
Voltage divider:
membagi tegangan
secara linier pada
elemen2nya
HUBUNGAN ANTARA SINYAL INPUT DAN
OUTPUT?
Langkah 1 : terapkan KVL pada loop di
mana terdapat Vs, VR dan Vc
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
DIODE
DIODE EKIVALEN DGN CHECK VALVE
GRAFIK V-I
Forward bias:
Jika VD > VF (sekitar 0,6-0,7 V untuk Si)
Diode mengantarkan listrik (short circuit)
Reverse bias:
If VZ<VD<VF
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 VF (forward bias),
maka diode dpt dimodelkan sbg short circuit yang dihubungkan
seri dengan baterai bertegangan VF
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
KOMPONEN dan
RANGKAIAN
ELEKTRONIKA
KOMPONEN ELEKTRONIKA
ANALISIS RANGKAIAN ELEKTRONIKA
ELEKTRONIKA 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
JENIS-JENIS OP-AMP
JENIS-JENIS OP-AMP
Gain=1
Unity Gain Buffer Summing amplifier
JENIS-JENIS OP-AMP
Difference amplifier Instrumentation amplifier
JENIS-JENIS OP-AMP
Instrumentation aplifier
JENIS-JENIS OP-AMP
Integrating amplifier
Differentiator amplifier
JENIS-JENIS OP-AMPComparator Sample and hold
CONTOH OP-AMP
IMPEDANSI SAAT TRANSFER SINYAL TEGANGAN
TANPA OP AMP
IMPEDANSI OP-AMP
FEEDBACK MENGUBAH IMPEDANSI OP-AMP
QUESTIONS?
Contoh soal
Dari gambar di samping
RF=8 kΩ
R1=4kΩ
Vi= 5 mV
Tentukan tegangan output
Solusi:
Ini adalah inverting amplifier
Vout/Vi = -RF/R1
Vout=-8/4 x 5 mV=-10 mV
Transistor
Penguat sinyal: memperbesar sinyal (tegangan/arus) dengan transfer energi
dari sumber luar
Switch: mengontrol arus yang besar atau tegangan antara 2 terminal dengan
menggunakan arus/tegangan kontrol yang kecil
Bipolar Junction Transistor
Field Effect Transistor
Transistor
BJT
Sumber arus yang diatur
oleh arus
BJT beroperasi dengan 3 mode
RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK
ILUSTRASI
DAYA DALAM RANGKAIAN LISTRIKSEMUA KOMPONEN ELEKTRONIKA MENDISIPASI, MENYIMPAN DAN MEMBERIKAN DAYA
MELALUI INTERAKSI FISIK ANTARA MUATAN DAN MEDAN ELEKTROMAGNET
DAYA DALAM RANGKAIAN LISTRIK
BOLAK BALIK
JIKA DIGUNAKAN HARGA RMS DARI TEGANGAN DAN ARUS
JIKA TERDAPAT CAPACITOR DAN INDUKTOR DI RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK
Top Related