kontrol konvensional

38
LAPORAN BENGKEL OTOMATISASI INDUSTRI PENGONTROLAN ARAH PUTARAN MOTOR DC MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK Sebagai Syarat Menyrlesaika Mata Kuliah Bengkel Otomatisasi Industri Oleh : Muharmy Kurniawan 76564/2006 Yuri Anto 76565/2006 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2009

Transcript of kontrol konvensional

Page 1: kontrol konvensional

LAPORAN

BENGKEL OTOMATISASI INDUSTRI

PENGONTROLAN ARAH PUTARAN

MOTOR DC MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK

Sebagai Syarat Menyrlesaika Mata Kuliah

Bengkel Otomatisasi Industri

Oleh :

Muharmy Kurniawan 76564/2006

Yuri Anto 76565/2006

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2009

Page 2: kontrol konvensional

i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ……………………………………… i

DAFTAR GAMBAR ……………………………………… iii

DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………… iv

BAB I PENDAHULUAN …………………………………….… 1

1. Latar Belakang ……………………………………… 1

2. Batasan Masalah ....…………………………………… 2

3. Tujuan dan Manfaat ……………………………………… 2

BAB II LANDASAN TEORI ……………………………………… 3

1. Dioda ……………………………………… 3

2. Transistor ……………………………………… 5

3. Trandurer Ultrasonik ……………………………………… 9

4. Comparator ……………………………………… 11

5. Catu daya ……………………………………… 12

BAB III RANCANGAN ……………………………………… 14

1. Blok Diagram Sistem ……………………………………… 14

A. Rangkaian Pemancar ……………………………………… 14

B. Rangkaian Penerima ……………………………………… 15

2. Prinsip Kerja Sistem ……………………………………… 16

A. Rangkaian Pemancar ……………………………………… 16

Page 3: kontrol konvensional

ii

B. Rangkaian Penerima ………………………………………. 17

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………… 18

LAMPIRAN ………………………………………. 19

Page 4: kontrol konvensional

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Simbol dioda ....................................................................................... 3

Gambar 2. Karakteristik Dioda ………………………………………………… 3

Gambar 3. Pemberian Bias pada Dioda ………………………………………… 4

Gambar 4. Simbol dan Kontruksi Transistor …………………………………… 5

Gambar 5. Diagram Rangkaian Common-emiter ……………………………… 6

Gambar 6. Karakteristik Transistor NPN ……………………………………… 7

Gambar 7. Transistor Sebagai Saklar dalam Suatu Rangkaian ………………… 7

Gambar 8. Penampang Tranduser Ultrasonik …………………………………... 10

Gambar 9. Comparator …………………………………………………………. 11

Gambar 10. Skema Rangkaian Catu daya ……………………………………… 13

Gambar 11. Blok Diagram Rangkaian Pemancar (TX) ……………………….. 14

Gambar 12. Blok Diagram Rangkaian Penerima (RX) ……………………….. 15

Page 5: kontrol konvensional

iv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Daftar Komponen ………………………………………. 20

1. Rangkaian Pemancar ………………………………………. 20

2. Rangkaian Penerima ………………………………………. 20

3. Rangkaian Catu Daya ………………………………………. 21

Lampiran 2. Skema Rangkaian

1. Rangkaian Pemancar (TX) ………………………………………. 22

2. Rangkaian Penerima (RX) ………………………………………. 23

3. Rangkaian H – Bridge ………………………………………. 24

4. Rangkaian Catu Daya ………………………………………. 25

Lampiran 3. Data Sheet IC LM301A ………………………………………. 26

Page 6: kontrol konvensional

1

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Pada saat sekarang motor DC sudah banyak diterapkan dalam berbagai aplikasi

seperti ; pemutar optical drive, pemutar kaset, mobil trolley, marine hoist, forklift

trucks, dan pengontrolan kaki – kaki robot. Motor DC dipilih karena memiliki

akselarasi yang tinggi, berefesiensi tinggi dan memiliki respon dinamik yang cepat

selain itu untuk mengubah arah putaran motor DC juga lebih mudah dari pada motor

induksi satu fasa.

Untuk mengubah arah putaran motor DC biasanya digunakan saklar DPDT

(Double Pole – Double Throw), namun saat ini beraneka macam sensor yang ada

dipasaran dan dapat digunakn untuk mengontrol arah putaran motor mulai dari sensor

inframerah, sensor cahaya (LDR), sensor suhu (Thermistor, NTC/PTC), sensor

ultrasonik, dan sebagainya.

Berdasarkan hal diatas maka timbul keinginan penulis untuk mengangkat judul

“ Pengontrolan Arah Putaran Motor DC Menggunakan Sensor Ultrasonik “

sebagai Proyek Mini pada mata kuliah Bengkel Otomatisasi Industri.

Page 7: kontrol konvensional

2

2. Batasan Masalah

Dalam perancangan pembuatan alat pengontrolan arah putaran motor DC

menggunakan sensor ultrasonik ini penulis membatasi ruang lingkup pada :

a. Perrancangan dan analisa rangkaian.

b. Pengaturan sensitifitas jarak sensor ultrasonik.

c. Pembahasan karakteristik komponen – komponen yang digunakan hanya terbatas

pada komponen yang diperlukan saja.

3. Tujuan dan Manfaat

a. Tujuan

Merancang rangkaian kontrol pembalik arah putaran motor DC

Melakukan pengontrolan arah putaran motor DC menggunakan sensor

ultrasonik.

Menjelaskan prinsip kerja dari blok – blok diagram rangkaian

b. Manfaat

Adapun manfaat dari pembuatan Proyek Mini ini adalah membuat suatu alat

yang dapat mengatur/mengontrol arah putaran motor DC menggunakan sensor

ultrasonik dan dapat dikembangkan lebih luas lagi dalam pemakaiannya.

Page 8: kontrol konvensional

3

BAB II

LANDASAN TEORI

Teori – teori yang mendasari proyek ini adalah

1. Dioda

Dioda merupakan, komponen elektronika yang terdiri atas sambungan dua bahan

semikonduktor (silikon jenis n dan jenis p). Komponen ini mampu dialiri oleh arus secara

mudah dalam satu arah (anoda ke katoda) tetapi amat sukar dalam arah kebalikan (katoda

ke anoda).

ANODA KATODA

Gambar 1. Simbol Dioda

(Sutrisno: 1986,84)

Karakteristik dioda yang diberi tegangan arah maju dan mundur dapat dilihat pada

gambar 2.

Gambar 2. Karakteristik Dioda

(Malvino : 1994, 33)

Page 9: kontrol konvensional

4

Tegangan jatuh (on) pada dioda Ada pada 0,7V untuk Silikon (Si) dan 0,3 untuk

Germanium (Ge). Sedangkan bias balik dari jenis dioda tergantung dari jenis dioda itu

sendiri. Jadi apabia dioda diberi tegangan maju lebih dari0,7V (Si) atau 0,3 (Ge) maka

dioda akan bekerja (on).

Apabila dioda diberi tegangan sumber sedemikian rupa, sehingga kutup positif

sumber tegangan dihubungkan ke sisi anoda, maka arus listrik akan mengalir dari sisi

anoda ke sisi katoda. Cara pemberian tegangan seperti ini disebut dengan forward bias

(arus maju), sedangkan reversed bias (arus mundur) adalah kebalikannya yaitu mundur

yang mengakibatkan dioda tidak akan mengalirkan arus, seperti terlihat pada gambar 3 di

bawah ini:

(a) (b)

Gambar 3. Pemberian Bias pada Dioda

(a) Forward Bias (b) Reverse Bias

(Malvino: 1994, 29)

Di dalam rangkaian proyek akhir, dioda berfungsi sebagai pengaman terhadap Q3

(transistor) dengan cara menghindari arus balik yang terjadi pada saat transistor dalam

keadaan on (menghantar) dan cutoff.

Page 10: kontrol konvensional

5

2. Transistor

Transistor merupakan komponen elektronika yang memiliki tiga terminal seperti

yang terlihat pada gambar 4. Setelah, bahan semikonduktor dasar tersebut diolah,

terbentuklah bahan semikonduktor jenis P dan jenis N. pada dasarnya, transistor

merupakan tiga lapis gabungan kedua jenis bahan di atas, yaitu NPN dan PNP. Transistor

yang dibicarakan di sini adalah transistor NPN. Kolektor dan emitor merupakan bahan N

sedangkan lapisan diantaranya merupakan jenis P.

Gambar 4. Simbol dan Konstruksi Transistor

(Sutrisno: 1986, 120)

a. Karakteristik Statis Transistor

Ada tiga konfigurasi yang dapat dilakukan pada transistor NPN; common-

colector, common-base, common-emitter tapi konfigurasi common emitterlah yang

paling banyak digunakan pada penerapan sebagai saklar, ditunjukkan oleh gambar 5

di bawah ini.

Page 11: kontrol konvensional

6

Gambar 5. Diagram Rangkaian Common-emitter

(Sutrisno: 1986, 140)

Daerah kerja transistor meliputi: daerah cutoff, daerah aktif dan daerah jenuh

(saturation), seperti yang ditunjukkan pada gambar 6. Daerah kerja cut off transistor

“off” atau pada saat ini arus base tidak cukup untuk memberi keadaan ‘on’ dan ke dua

junction atau persambungan dalam bias mundur. Daerah kerja aktif, transistor bekerja

sebagai amplifier atau (reverse biased) penguat, di mana arus collector IC diperbesar

dengan penguatan. (gain) dan tegangan collector-emitter VCE berkurang oleh arus

base IB. Persambungan collector-base (CBJ) akan bias mundur (reverse biased), dan

persambungan base-emitter (BEJ) akan bias maju (forward biased). Daerah kerja

jenis, IB cukup tinggi, tapi tegangan collector-emitter VCE rendah dan disini transistor

bekerja sebagai saklar (switch). Kedua persambungan (CBJ dan BEJ) dalam keadaan

bias maju.

Page 12: kontrol konvensional

7

Gambar. 6 Karakteristik Transistor NPN

(Sutrisno: 1986, 141)

b. Transistor sebagai sebuah saklar.

Transistor dapat di buat agar beroperasi seperti saklar. Arus dalam rangkaian

transistor mengalir lewat kaki collector, arus konvensional mengalir lewat terminal

positif baterai mengelilingi rangkaian dan kembali ke terminal negatif. Sewaktu

transistor berfungsi sebagai saklar, dia akan mengalir atau menggantikan aliran arus.

Transistor dapat mengalirkan arus (on), apabila pada kaki base, diberi sinyal

yang menyebabkan timbulnya tegangan base-emitter (VBE). Tetapi apabila tegangan

antara base-emitter tidak ada, maka transistor tidak akan bekerja (off).

Gambar 7. Transistor sebagai saklar dalam suatu rangkaian

(Wasito: 1994, 73)

Page 13: kontrol konvensional

8

c. Transistor sebagai penguat

Transistor sebagai penguat terdiri dari penguat emitor ditanahkan dan penguat

kolektor ditanahkan.

1) Penguat emitor ditanahkan

Pada penguat emitor ditanahkan tegangan masuk melalui basis dan emitor

dihubungkan dengan tanah, sedangkan keluar diambil dari kolektor. Penguat

emitor ditanahkan mempunyai impedansi masukan

kali lebih besar dari pada

penguat basis ditanahkan dan impedansi keluaran transistor (1-α) lebih kecil dari

pada penguat basis ditanahkan. Impedansi masukan yang tak terlalu besar dan

impedansi keluaran yang tak terlalu kecil membuat penguat emitor ditanahkan

sangat baik digandengkan dalam beberapa tahap tanpa banyak kesesuaian

impedansi pada perubahan tegangan dari satu tahap ke tahap berikutnya.

2) Penguat kolektor ditanahkan

Pada penguat kolektor ditanahkan, kolektor transistor dihubungkan langsung

dengan Vcc. Tegangan yang masuk melalui basis dan emitor dihubungkan dengan

suatu tahanan ke tanah dan tegangan keluarnya diambil pada emitor.

Penguat kolektor ditanahkan juga disebut pengikut emitor (emitter

follower). Penguat kolektor ditanahkan mempunyai penguat tegangan kurang dari

satu (Kv ≡ 1), mempunyai impedansi masukan tinggi dan impedansi keluaran

rendah. Penguat kolektor ditanahkan terutama digunakan sebagai penyanggah

untuk mengatasi ketidaksesuaian pada perubahan tegangan.

Page 14: kontrol konvensional

9

3. Tranduser Ultrasonik (Sensor Ultrasonik)

Transduser merupakan sebuah alat yang bila digerakkan oleh energi di dalam

sebuah sistem transmisi berupa sinyal suara, menyalurkan energi dalam bentuk yang

sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi ke dua. Transmisi energi

ini bisa l istrik, mekanik, kimia, optik (radiasi) atau termal (panas). Sebagai

contoh, definisi transduser yang luas mencakup alat-alat yang mengubah tenaga listrik

menjadi tenaga (getaran) mekanik (atau tenaga bunyi).

Transduser berguna untuk menimbulkan bunyi ultrason yang mengandung kristal

besar. Bentuk dan volume kristal ini berubah-ubah olah pengaruh medan listrik,

transduser ini disebut piezoelektrik. Beberapa jenis bahan dapat menimbulkan potensial

listrik jika mengalami regangan mekanis, dan sebaliknya dapat berubah dimensinya jika

dikenai tegangan listrik, ini diketahui sebagai efek piezoelektrik di antara bahan ini yang

perlu dicatat ialah kuartz, garam Rochelle (potassium sodium tartarat), barium litanat

yang dipolarisasi secara tepat, ammonium dihidrogen fosfat kristal kwarsa, kristal

tourmaline, dan bahkan gula biasa.

Dari semua bahan yang menunjukkan efek ini, tidak satupun yang mempunyai

semua sifat-sifat yang dikehendaki, misalnya stabilitas, keluaran yang tinggi, tidak peka

terhadap suhu dan kelembaban yang ekstrem dan kemampuan untuk dibentuk ke bentuk

yang dikehendaki. Garam Rochelle memberikan keluaran yang tinggi, tetapi memerlukan

potensi terhadap kelembaban di udara dan tidak dapat digunakan pada suhu di atas 450C

(1150F). Kuartz merupakan bahan yang paling stabil, meskipun keluarannya rendah.

Kuartz sering dibentuk menjadi piringan tipis dengan kedua permukaannya dilapisi perak

untuk tempat menempelkan elektroda. Tebal plat dibentuk sedemikian rupa sampai

Page 15: kontrol konvensional

10

mencapai dimensi yang memberikan frekuensi resonansi secara mekanis yang sesuai

dengan frekuensi listrik yang dikehendaki. Kristal ini kemudian disatukan dengan

rangkaian elektronik yang sesuai yang mengontrol frekuensinya.

Kristal perlu dikopelkan secara mekanik kepada material yang hendak diuji. Juga

diperlukan sambungan-sambungan guna memberikan medan listrik. Karena itu kristal

perlu dipasang pada suatu pegangan (holder). Kristal direkatkan di antara dua keping

logam ini berfungsi sebagai sambungan listriknya. Tebal keping ini sama dengan

setengah panjang gelombang kristalnya (frekuensinya adalah 40 KHz). Karena ruang

dibelakang keping yang dalam berisi udara, maka tenaga bunyi yang hilang ke arah itu

akan sedikit. Keping yang depan dikopelkan langsung kepada material yang hendak

diukur. Bentuk berkas bunyi ditentukan oleh besarnya keping penggetar (membrane).

Kalau luas keping ini kecil terhadap panjang gelombang, maka bunyi akan terpencar ke

segala arah.

Gambar 8. Penampang Tranduser Ultrasonik

(Wasito: 1981, 250)

Page 16: kontrol konvensional

11

Jika diregang secara mekanis, piozoelektrik akan menimbulkan suatu muatan,

yang sementara disimpan dalam kapasitor. Sebagaimana seluruh kapasitor, muatan akan

mengecil sesuai dengan waktu karena kebocoran, suatu fakta yang membuat alat-alat

piezo sangat berguna jika digunakan untuk pengukuran mekanik.

Transduser piozoelektrik digunakan untuk mengukur kekasaran, regangan, gaya

dan torsi, tekanan, gerakan dan bunyi serta kebisingan.

4. Comparator

Cara yang termudah untuk menggunakan suatu penguat operatif adalah loop

terbuka (tidak ada resistor umpan balik), seperti pada gambar 10a. karena penguatan yang

tinggi dari penguat operatif tegangan kesalahan yang sedikit (secara tipikal dalam

microvolt) menimbulkan ayunan (swing) output maksimum.

Gambar 9. Comparator

(a) Simbol Comparator (b) Karakteristik Comparator

(Malvino: 1984, 530)

Page 17: kontrol konvensional

12

Misalnya jika V1 lebih besar dari V2, tegangan kesalahan adalah positif dan

tegangan output menuju ke harga positif maksimumnya secara tipikal 1 sampai 2 V

kurang dari tegangan catu. Dipihak lain jika V1 kurang dari V2, tegangan output perayun

ke harga negatif maksimum.

Gambar 10b meringkaskan gerak tersebut. Tegangan kesalahan positif mendorong

output ke + VSAT. Harga positif maksimum dari tegangan output. Tegangan kesalahan

negatif menimbulkan tegangan output – VSAT. Jika sebuah penguat operatif digunakan

seperti ini, maka disebut comparator karena semua yang dapat dilakukannya adalah

membandingkan V1 dengan V2 yang menghasilkan output positif atau negatif jenuh,

tergantung pada apakah V1 lebih besar atau lebih kecil dari V2.

5. Catu Daya

Catu daya dibutuhkan pada sebuah sistem kontrol sebagai penggerak (Suppy

Power). Catu daya yang dipakai mengeluarkan tegangan +12 volt, 0 volt dan -12 volt

yang telah distabilkan. Catu daya bekerja dengan tiga fungsi utama yaitu:

a. Menurunkan tegangan

Yaitu menurunkan tegangan listrik dari jala-jala PLN (220 VAC) menjadi tegangan

lebih kecil. Ini dilakukan dengan menggunakan trafo step down dengan lilitan

sekunder memakai Centre Tap (CT) 12V – 0 – 12V

b. Penyearah gelombang

Pada catu daya ini digunakan penyearah gelombang penuh yang masing-masing dioda

akan memotong ½ siklus gelombang negatif. Ini sudah dapat menghasilkan tegangan

DC namun masih dengan Ripple yang besar. Untuk memperkecil Ripple digunakan

kondensator C1 sebagai filter.

Page 18: kontrol konvensional

13

D1 - D4

IN1

OUT3

GND

2

7812

C1

12V

12V

0V220VAC

C2

IN2

OUT3GND

17912

+12V

0V

-12V

c. Penstabilan tegangan

Agar tegangan yang keluar pada catu daya konstan tanpa dipengaruhi oleh

penaikan atau penurunan tegangan input. Disini digunakan IC 78L12 untuk keluaran

tegangan konstan +12 VDC dan 79L12 untuk tegangan konstan -12 VDC.

Gambar 10. Skema Rangkaian Catu Daya

Prinsip kerja dari rangkaian di atas dapat dijelaskan sebagai berikut:

Trafo step down menurunkan tegangan 220V dari jala-jala PLN dan akan

menghasilkan tegangan 12V – 0 – 12V pada lilitan sekunder. Kemudian gelombang sinus

ini akan disearahkan oleh dioda yang membentuk sistem penyearah gelombang penuh.

Untuk meratakan hasil penyearah ini digunakan elektrolit kondensator (C1 dan C2). Dari

elektrolit kondensator juga diambil masukan ke IC 78L12 dan IC 79L12 keluaran ini

akan menghasilkan tegangan DC +12V, 0V, -12V

Page 19: kontrol konvensional

14

BAB III

PERANCANGAN

1. Blok Diagram Sistem

A. Rangkaian Pemancar

Gambar 11. Blok Diagram Rangkaian Pemancar (TX)

1) Osilator

Osilator merupakan pembangkit gelombang atau sinyal yang akan

dipancarkan oleh transmitter.

2) Amplifier

Amplifier digunakan sebagai penguat sinyal yang dibangkitkan oleh

osilator, pada rangkaian ini digunakan amplifier non inverting artinya fase output

dan inputnya sama, sementara polaritasnya terbalik.

3) Tranduser pemancar (Transmitter)

Tranduser pemancar merupakan pemancar gelombang ultrasonik yang

ditimbulkan oleh osilator dan frekuensinya ditentukan oleh karakteristik

tranduser.

Page 20: kontrol konvensional

15

B. Rangkaian Penerima

Gambar 12. Blok Diagram Rangkaian Penerima (RX)

1) Tarnduser penerima (receiver)

Tarnduser penerima akan memerima gelombang ultrasonik dari pesawat

pemancar yang outputnya berupa tegangan.

2) Referensi

Referensi pada rangkaian ini adalah tegangan yang terdapat pada kaki positif, dan

dapat diatur melalui resistor variable, referensi pada rangkaian ini digunakan

untuk mengatur jarak sensitifitas sensor.

3) Comparator (Pembanding)

Comparator digunakan sebagai pembanding tegangan antara tegangan referensi

dengan tegangan receiver.

4) Regulator

Regulator berfungsi untuk mencegah agar fluktuasi tegangan catu jangan

mentriger unit.

5) Amplifier

Amplifier berguna sebagai penguat yang akan menguatkan keluaran dari pesawat

penerima berupa tegangan yang diterima dari pesawat pemancar.

Page 21: kontrol konvensional

16

6) Driver

Driver merupakan rangkaian pengendali yang akan mengendalikan polaritas

tegangan masukan pada motor DC, pada rangkaian ini penulis menggunakan

rangkaian H-Bridge sebagai pembalik polaritas yang akan masuk ke motor DC.

2. Prinsip Kerja Sistem

A. Rangkaian Pemancar

Merupakan suatu osilator yang frekuensinya ditentukan oleh karakteristik

tranduser. Kurva impedansi tranduser adalah serupa dengan kurva dari sebuah

Kristal dengan minimum resonansi (seri) pada 39,8 KHz diikuti dengan

maksimum resonansi (parallel) pada 41,5 KHz.

Didalam rangkaian kedua transistor digunakan untuk membentuk sebuah

amplifier non inverting (fase output dan input sama) dan feedback positif

disedikan melelui tranduser, R6 dan C3. Pada frekuensi resonansi seri, feedback

ini cukup kuat untuk membangkitkan suatu osilasi.

Kapasitor C1 dan C4 digunakan untuk mencegah rangkaian berisolasi

harmonik ke tiga atau overtone (nada kelipatan) sejenis, sedangkan C5 digunakan

untuk menggeser titik resonansi seri ke atas sampai 500 Hz atau lebih untuk

penyesuaian dengan pesawat penerima.

B. Rangkaian Penerima

Output dari tranduser merupakan suatu tegangan AC yang sebanding dengan

sinyal yang dideteksi (hanya 40 KHz). Oleh karena levelnya kecil sekali, maka

sinyal ini diperkuat sekitar 70 dB oleh Q1 dan Q2. Stabilisasi DC pada tingkatan

Page 22: kontrol konvensional

17

ini di set oleh R1 dan R3, sedangkan C1 menutup jalur feedback ini ke sinyal AC

40 KHZ.

Output dari Q2 disearahkan oleh D` dan tegangan pada kaki no. 2 dari IC1

akan menjadi lebih negatif dengan meningkatnya sinyal input. Bila sinyal input

kuat, maka amplifier akan dengan sendirinya memotong amplitude bentuk

gelombang output, yang pada waktu sinyal yang kuat sekali akan bentuk suatu

gelombang persegi dengan amplitude berayun diantara selisih potensial catu.

IC1 digunakan sebagai koparator dan mengecek tegangan pada kaki no. 2,

ialah level suara, terhadap tegangan pada kaki no. 3, yang merupakan level

referensi. Bila kaki no. 2 berada pada tegangan lebih rendah dari kaki no. 3,

output IC1 akan akan menjadi tinggi dan ini akan mentriger kaki IC3, output pada

IC3 akan positif, sedangkan output IC2 akan menadi negatif karena salah satu

kaki IC2 meneriama sinyal positif dari IC3. Dengan positifnya output kaki IC2

dan output kaki IC3 negatif maka transistor Q4 dan Q5 yang aktif akan off

sebaliknya transistor Q6 dan Q7 yang akan aktif.

Page 23: kontrol konvensional

18

DAFTAR PUSTAKA

Malvino. 1994. Prinsip – Prinsip Elektronika Edisi Ketiga Jilid 1. Jakarta. Erlangga.

Malvino. 1994. Prinsip – Prinsip Elektronika Edisi Ketiga Jilid 2. Jakarta. Erlangga.

Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dan Penerapannya. Bandung. ITB

S, Wasito. 1994. Vademekum Elektronika. Jakarta. Gramedia.

www.datasheetcatalog.com

Page 24: kontrol konvensional

19

DAFTAR KOMPONEN

1. Rangkaian Pemancar

R1 ………………… 120K

R2 ………………… 6K8

R3 ………………… 100K

R4 ………………… 8K2

R5 ………………… 1K

R6 ………………… 2,7Ω

C1 ………………… 1nF

C2 ………………… 10nF

C3 ………………… 47nF

C4 ………………… 560pF

C5 ………………… 2n2F

C6 ………………… 100µF/25V

D1 ………………… 1N4002

Q1, 2………………… BC548

Pemancar Tranduser Ultarsonik 40 KHz

2. Rangkaian Penerima

R1, 4 ……………….. 10K

R2, 6, 8 …………….. 100K

R3 …………………. 100Ω

R5, R12 – R14 …… 2K2

R7 ………………… 68K

R9 ………………… 1M

R10 ……………….. 4K7

R11 ……………….. 1K

VR ………………… 50K

C1 …………………. 1µF/25v

C2 …………………. 47nF

C3 …………………. 1000µ/25v

D1 ………………… 1N4148

D2 – D6 ………….... 1N4002

Q1, Q2 ……………. BC548

Q3 – Q6 …………… TIP31

IC1 ………………… LM301A

IC2 ………………… CD4093

IC3 ………………… CD4081

Penerima Tramduser Ultrasonik 40 Khz

Page 25: kontrol konvensional

20

3. Rangkaian Catu Daya

T1 ……………… 1A/CT

D1,D2 …………… S4VB (Bridge Dioda)

C1, 2, 3 ………….. 2200µF/25V

C4, 5, 6 ………….. 100nF

C7,8 ……………… 47µF/25V

IC1, 3 ……………. 7812

IC2 ……………… 7912

Page 26: kontrol konvensional

R1

R6

R5

R4

R3

R2

C1

C7

C5

C6

C2

Q1

Q2

C4

Tranduser

+12V

0V

Amplifier

Osilator

FT UNP

3 LDK

01

17 - 03 - 2009

Rangkaian Pem

acar (TX)

D1

Page 27: kontrol konvensional

R11

R9

R8

R7

VR1

R6

R4

R5

R2

R3

R1

C1

C2

Q1

Q2

D1

IC 2

IC 3

BA- +IC

1

0V

+12V

Tranduser

Amplifier

Referensi

Comparator

Driver (A)

Rangkaian Penerim

a (RX)

FT UNP

02

17 - 03 - 2009

3LDK

D2

2 3

6

1 23

13

12

11

47

C3

-12V

+12V

Page 28: kontrol konvensional

Q3

Q4

Q5

Q6

D5

D4

D6

D3

M

R13

R12

R15

R14

A B

+12V

0V

Driver (B)

Rangkaian H - Bridge

3LDK

FT UNP

03

17 - 03 - 2009

Page 29: kontrol konvensional

D1

IN1

OUT

3GND 2

IC1

C7

C1

C4

12V

12V0V

6V6V

C2

C5

C8

IN2

OUT

3GND1

IC2

D2

C3

IN1

OUT

3GND 2

IC3

C6

220 VAC

+12 VDC

0 VDC

-12 VDC

+12 VDC

0 VDC

FT UNP

04

17 - 03 - 2009

3LDK

Catu Daya Untuk

Rangkaian

Catu Daya Untuk

Motor

Rangkaian Catu Daya

Page 30: kontrol konvensional

Semiconductor Components Industries, LLC, 2004

May, 2004 − Rev. 91 Publication Order Number:

LM301A/D

LM301A, LM201A, LM201AV

Non Compensated SingleOperational Amplifiers

A general purpose operational amplifier that allows the user to

choose the compensation capacitor best suited to his needs. With

proper compensation, summing amplifier slew rates to 10 V/s can be

obtained.

Features

• Low Input Offset Current: 20 nA Maximum Over Temperature

Range

• External Frequency Compensation for Flexibility

• Class AB Output Provides Excellent Linearity

• Output Short Circuit Protection

• Guaranteed Drift Characteristics

• Pb−Free Packages are Available

Figure 1. Standard Compensation

and Offset Balancing Circuit

Balance

VEE

VCC

Output

InvertingInput

Balance

10 M

FreqCompen

30 pF

VEE20 k

+

Non−Inverting

Input

5.1 M

VCC

VO

VUT

VI VEE

VCC

VLT

VEE

MZ4622 or Equiv.

VO

VO = 4.8 V forVLT ≤ VI ≤ VUTVO = −0.4 VVI < VLT or VI > VUT

(Pins Not Shown Are Not Connected)

+

3.9 V

Figure 2. Double−Ended Limit Detector

PDIP−8

N SUFFIX

CASE 626

1

8

SOIC−8

D SUFFIX

CASE 7511

8

Compensation

VCC

Output

BalanceVEE 4

Balance 1

2

3

8

7

6

5

Inputs

(Top View)

PIN CONNECTIONS

http://onsemi.com

See detailed ordering and shipping information in the packagedimensions section on page 2 of this data sheet.

ORDERING INFORMATION

See general marking information in the device markingsection on page 3 of this data sheet.

DEVICE MARKING INFORMATION

*For additional information on our Pb−Free strategy and soldering details, please download theON Semiconductor Soldering and MountingTechniques Reference Manual, SOLDERRM/D.

Page 31: kontrol konvensional

LM301A, LM201A, LM201AV

http://onsemi.com2

Inputs

Balance CompensationVCC

Output

VEEBalance

25500

50

80 k

1.0 k

40k40k

10 k20 k5 k

450

250

+

Figure 3. Representative Circuit Schematic

ORDERING INFORMATION

Device Package Shipping†

LM301AD SOIC−8

LM301ADGSOIC−8

(Pb−Free)

98 Units/Rail

LM301ADR2 SOIC−8

LM301ADR2GSOIC−8

(Pb−Free)

2500 Tape & Reel

LM301AN PDIP−8 50 Units/Rail

LM201AD SOIC−8 98 Units/Rail

LM201ADR2 SOIC−8 2500 Tape & Reel

LM201AN PDIP−8 50 Units/Rail

LM201AVDR2 SOIC−8 2500 Tape & Reel

†For information on tape and reel specifications, including part orientation and tape sizes, please refer to our Tape and Reel PackagingSpecifications Brochure, BRD8011/D.

Page 32: kontrol konvensional

LM301A, LM201A, LM201AV

http://onsemi.com3

MARKING DIAGRAMS

x = 2 or 3

A = Assembly Location

WL, L = Wafer Lot

YY, Y = Year

WW, W = Work Week

1

8

LMx01AN

AWL

YYWWALYWALMx01

1

8

PDIP−8

N SUFFIX

CASE 626

SOIC−8

D SUFFIX

CASE 751

MAXIMUM RATINGS

Value

Rating Symbol LM201A LM201AV LM301A Unit

Power Supply Voltage VCC, VEE ±22 ±22 ±18 Vdc

Input Differential Voltage VID ±30 V

Input Common Mode Range (Note 1) VICR ±15 V

Output Short Circuit Duration tSC Continuous

Power Dissipation (Package Limitation) PD

Plastic Dual−In−Line Package 625 625 625 mW

Derate above TA = +25°C 5.0 5.0 5.0 mW/°C

Operating Ambient Temperature Range TA −25 to +85 −40 to +105 0 to +70 °C

Storage Temperature Range Tstg −65 to +150 °C

Maximum ratings are those values beyond which device damage can occur. Maximum ratings applied to the device are individual stress limitvalues (not normal operating conditions) and are not valid simultaneously. If these limits are exceeded, device functional operation is not implied,damage may occur and reliability may be affected.

Page 33: kontrol konvensional

LM301A, LM201A, LM201AV

http://onsemi.com4

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TA = +25°C, unless otherwise noted.) Unless otherwise specified, these specifications apply

for supply voltages from ±5.0 V to ±20 V for the LM201A and LM201AV, and from ±5.0 V to ±15 V for the LM301A.

LM201A / LM201AV LM301A

Characteristic Symbol Min Typ Max Min Typ Max Unit

Input Offset Voltage (RS ≤ 50 k) VIO − 0.7 2.0 − 2.0 7.5 mV

Input Offset Current IIO − 1.5 10 − 3.0 50 nA

Input Bias Current IIB − 30 75 − 70 250 nA

Input Resistance ri 1.5 4.0 − 0.5 2.0 − M

Supply Current ICC,IEE mA

VCC/VEE = ±20 V − 1.8 3.0 − − −

VCC/VEE = ±15 V − − − − 1.8 3.0

Large Signal Voltage Gain AV 50 160 − 25 160 − V/mV

(VCC/VEE = ±15 V, VO = ±10 V, RL > 2.0 k)

The following specifications apply over the operating temperature range.

Input Offset Voltage (RS ≤ 50 k) VIO − − 3.0 − − 10 mV

Input Offset Current IIO − − 20 − − 70 nA

Avg Temperature Coefficient of Input Offset

Voltage (Note 2)

VIO/T − 3.0 15 − 6.0 30 V/°C

TA(min) ≤ TA ≤ TA (max)

Avg Temperature Coefficient of Input Offset

Current (Note 2)

IIO/T nA/°C

+25°C ≤ TA ≤ TA (max) − 0.01 0.1 − 0.01 0.3

TA(min) ≤ TA ≤ 25°C − 0.02 0.2 − 0.02 0.6

Input Bias Current IIB − − 100 − − 300 nA

Large Signal Voltage Gain AVOL 25 − − 15 − − V/mV

(VCC/VEE = ±15 V, VO = ±10V, RL > 2.0 k)

Input Voltage Range VICR V

VCC/VEE = ±20 V −15 − +15 − − −

VCC/VEE = ±15 V − − − −12 − +12

Common Mode Rejection (RS ≤ 50 k) CMR 80 96 − 70 90 − dB

Supply Voltage Rejection (RS ≤ 50 k) PSR 80 96 − 70 96 − dB

Output Voltage Swing VO ±12 ±14 − ±12 ±14 − V

(VCC/VEE = ±15 V, RL = ±10 k, RL > 2.0 k) ±10 ±13 − ±10 ±13 −

Supply Currents (TA = TA(max), VCC/VEE = ±20 V) ICC,IEE − 1.2 2.5 − − − mA

1. For supply voltages less than ±15 V, the absolute maximum input voltage is equal to the supply voltage.2. Guaranteed by design.

Page 34: kontrol konvensional

LM301A, LM201A, LM201AV

http://onsemi.com5

C1 = 3.0 pF

C1 = 30 pF

Single−Pole Compensation

Figure 4. Minimum Input Voltage Range Figure 5. Minimum Output Voltage Swing

Figure 6. Minimum Voltage Gain Figure 7. Typical Supply Currents

Figure 8. Open Loop Frequency Response Figure 9. Large Signal Frequency Response

VIR

, IN

PU

T V

OLT

AG

E R

AN

GE

(V

)

VO

R, O

UT

PU

T V

OLT

AG

E R

AN

GE

(

V)

±

AV

, VO

LTA

GE

GA

IN (

dB)

AV

, VO

LTA

GE

GA

IN (

dB)

CC

EE

, SU

PP

LY C

UR

RE

NT

S (

mA

)I

I,

VCC, ( −VEE), SUPPLY VOLTAGE (V) VCC, ( −VEE), SUPPLY VOLTAGE (V)

VCC, ( −VEE), SUPPLY VOLTAGE (V) VCC, ( −VEE), SUPPLY VOLTAGE (V)

f, FREQUENCY (Hz) f, FREQUENCY (Hz)

Phase

Gain

C1 = 3.0 pF

C1 = 30 pF

20

16

12

8.0

4.0

00 5.0 10 15 20

20

16

12

8.0

4.0

00 5.0 10 15 20

0 5.0 10 15 200 5.0 10 15 20

100

94

88

82

76

70

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0

1.0 k 10 k 100 k 1.0 M 10 M1.0 10 100 1.0 k 10 k 100 k 1.0 M 10 M

315

270

225

180

135

90

45

0

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

−20

15

10

5.0

0

MinimumRL = 10 k

MinimumRL = 2.0 k

TA = +25°C

Single−Pole Compensation

VO

R, O

UT

PU

T V

OLT

AG

E R

AN

GE

(

V)

±

Negative

Positive

Applicable to the SpecifiedOperating Temperature

Ranges

Applicable to the SpecifiedOperating Temperature

Ranges

Applicable to the SpecifiedOperating Temperature

Ranges

LM201Aonly LM201A

only

LM201Aonly

LM201Aonly

Page 35: kontrol konvensional

LM301A, LM201A, LM201AV

http://onsemi.com6

Figure 10. Voltage Follower Pulse Response Figure 11. Open Loop Frequency Response

Figure 12. Large Signal Frequency Response Figure 13. Inverter Pulse Response

Figure 14. Single−Pole Compensation Figure 15. Feedforward Compensation

t, TIME (s)

t, TIME (s)

f, FREQUENCY (Hz)

f, FREQUENCY (Hz)

V IR

, VO

RV

OLT

AG

E R

AN

GE

(

,

±V

)

AV

, VO

LTA

GE

GA

IN (

dB)

PH

AS

E L

AG

(D

EG

RE

ES

)

10

8.0

6.0

4.0

2.0

0

−2.0

−4.0

−6.0

−8.0

−100 10 20 30 40 50 60 70 80 90

140

120

100

80

60

40

20

0

−2010 100 1.0 k 10 k 100 k 1.0 M 10 M 100 M

10

8.0

6.0

4.0

2.0

0

−2.0

−4.0

−6.0

−8.0

−100 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.01.0 M 10 M100 k

0

18

16

12

8.0

4.0

225

180

135

90

45

0

Balance

1

4

VEE

R2

R1

R3

2

3

7

6

8

C1

VCC

VO

−VI

+VI

FrequencyCompensation

C2

R2

R1VI

R3 C1

150 pF

Balance

VEE

VO

2

3

6

7

4

1

C2 =1

2πfoR2

fo = 3.0 MHz

++

C1 ≥R1 Cs

R1 +R2

Cs = 30 pF

VCC

VO

R, O

UT

PU

T V

OLT

AG

E R

AN

GE

(

V)

±

Single−Pole Compensation

Output

Input

VO

R, O

UT

PU

T V

OLT

AG

E R

AN

GE

(

V)

± FeedforwardCompensation

0

Output

Input

FeedforwardCompensation

Phase

Gain

FeedforwardCompensation

Page 36: kontrol konvensional

LM301A, LM201A, LM201AV

http://onsemi.com7

PACKAGE DIMENSIONS

PDIP−8N SUFFIX

CASE 626−05ISSUE L

NOTES:1. DIMENSION L TO CENTER OF LEAD WHEN

FORMED PARALLEL.2. PACKAGE CONTOUR OPTIONAL (ROUND OR

SQUARE CORNERS).3. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI

Y14.5M, 1982.

1 4

58

F

NOTE 2 −A−

−B−

−T−SEATING

PLANE

H

J

G

D K

N

C

L

M

MAM0.13 (0.005) B MT

DIM MIN MAX MIN MAX

INCHESMILLIMETERS

A 9.40 10.16 0.370 0.400

B 6.10 6.60 0.240 0.260

C 3.94 4.45 0.155 0.175

D 0.38 0.51 0.015 0.020

F 1.02 1.78 0.040 0.070

G 2.54 BSC 0.100 BSC

H 0.76 1.27 0.030 0.050

J 0.20 0.30 0.008 0.012

K 2.92 3.43 0.115 0.135

L 7.62 BSC 0.300 BSC

M −−− 10 −−− 10

N 0.76 1.01 0.030 0.040

Page 37: kontrol konvensional

LM301A, LM201A, LM201AV

http://onsemi.com8

SOIC−8D SUFFIX

CASE 751−07ISSUE AB

SEATINGPLANE

1

4

58

N

J

X 45

K

NOTES:1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER

ANSI Y14.5M, 1982.2. CONTROLLING DIMENSION: MILLIMETER.3. DIMENSION A AND B DO NOT INCLUDE

MOLD PROTRUSION.4. MAXIMUM MOLD PROTRUSION 0.15 (0.006)

PER SIDE.5. DIMENSION D DOES NOT INCLUDE DAMBAR

PROTRUSION. ALLOWABLE DAMBARPROTRUSION SHALL BE 0.127 (0.005) TOTALIN EXCESS OF THE D DIMENSION ATMAXIMUM MATERIAL CONDITION.

6. 751−01 THRU 751−06 ARE OBSOLETE. NEWSTANDARD IS 751−07.

A

B S

DH

C

0.10 (0.004)

DIM

A

MIN MAX MIN MAX

INCHES

4.80 5.00 0.189 0.197

MILLIMETERS

B 3.80 4.00 0.150 0.157

C 1.35 1.75 0.053 0.069

D 0.33 0.51 0.013 0.020

G 1.27 BSC 0.050 BSC

H 0.10 0.25 0.004 0.010

J 0.19 0.25 0.007 0.010

K 0.40 1.27 0.016 0.050

M 0 8 0 8

N 0.25 0.50 0.010 0.020

S 5.80 6.20 0.228 0.244

−X−

−Y−

G

MYM0.25 (0.010)

−Z−

YM0.25 (0.010) Z S X S

M

1.52

0.060

7.0

0.275

0.6

0.024

1.270

0.050

4.0

0.155

mm

inchesSCALE 6:1

*For additional information on our Pb−Free strategy and solderingdetails, please download the ON Semiconductor Soldering andMounting Techniques Reference Manual, SOLDERRM/D.

SOLDERING FOOTPRINT*

ON Semiconductor and are registered trademarks of Semiconductor Components Industries, LLC (SCILLC). SCILLC reserves the right to make changes without further noticeto any products herein. SCILLC makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does SCILLC assume any liabilityarising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation special, consequential or incidental damages.“Typical” parameters which may be provided in SCILLC data sheets and/or specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. Alloperating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. SCILLC does not convey any license under its patent rightsnor the rights of others. SCILLC products are not designed, intended, or authorized for use as components in systems intended for surgical implant into the body, or other applicationsintended to support or sustain life, or for any other application in which the failure of the SCILLC product could create a situation where personal injury or death may occur. ShouldBuyer purchase or use SCILLC products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold SCILLC and its officers, employees, subsidiaries, affiliates,and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or deathassociated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that SCILLC was negligent regarding the design or manufacture of the part. SCILLC is an EqualOpportunity/Affirmative Action Employer. This literature is subject to all applicable copyright laws and is not for resale in any manner.

PUBLICATION ORDERING INFORMATION

N. American Technical Support: 800−282−9855 Toll Free

USA/Canada

Japan: ON Semiconductor, Japan Customer Focus Center

2−9−1 Kamimeguro, Meguro−ku, Tokyo, Japan 153−0051

Phone: 81−3−5773−3850

LM301A/D

LITERATURE FULFILLMENT:

Literature Distribution Center for ON Semiconductor

P.O. Box 5163, Denver, Colorado 80217 USA

Phone: 303−675−2175 or 800−344−3860 Toll Free USA/Canada

Fax: 303−675−2176 or 800−344−3867 Toll Free USA/Canada

Email: [email protected]

ON Semiconductor Website: http://onsemi.com

Order Literature: http://www.onsemi.com/litorder

For additional information, please contact your

local Sales Representative.

Page 38: kontrol konvensional

This datasheet has been download from:

www.datasheetcatalog.com

Datasheets for electronics components.