Pulsa With Modution

Click here to load reader

  • date post

    13-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    596
  • download

    3

Embed Size (px)

Transcript of Pulsa With Modution

PROYEK PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR PTA 2009/2010

Pulsa With Modulation

Disusun Oleh :

1. Aditya febrianto 2. Taufik Prasetyo 3. Siddiq leksono

(22108155) (22108256) (21108821)

LABORATIUM DASAR ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER JURUSAN SISTEM KOMPUTERFAKULTAS ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS GUNADARMA

i

LEMBAR PENGESAHAN JUDUL PROYEK NAMA / NPM : PULSE WITH MODULATION : 1. Aditya Febrianto 2. Taufik Prasetyo 3. Sidik Leksono KELAS HARI/SHIFT Penguji I : 2KBO2 : KAMIS / 4 Penguji II (22108155) (22108256) (21108821)

(____________) Penguji III

(____________) Penguji IV

(____________)

(____________)

NAMA ALAT 1. 2. 3.

NILAI MAKALAH PRESENTASI TOTAL

Depok,,/ . 2009 PJ. Praktikum Elektronika Dasar

(

)

ii

KATA PENGANTAR Puji Syukur penulis panjatkan kepadaTuhan Yang Maha Esa,karena dengan berkahnya penulis dapat merampungkan makalah pulse width modulation ini. Makalah pulse width modulation ini sendiri ditujukan untuk melengkapi tugas proyek dari praktikum elektronika dasar.Yang mana makalah ini tidak berdiri sendiri,namun juga disertai dengan alat yang harus di uji. Makalah ini dikerjakan sesuai dengan alat proyek yang menjadi tugas dari penulis sebagai praktikan dari praktikum elektronika dasar di Lab elektronika dasar kampus D Margonda, Depok. Makalah ini bersumber dari teori teori pada saat praktikum,modul penunjang praktikum,dan buku lainnya yang berhubungan dengan pulse witdh modulation serta referensi dari internet. Setelah menyelesaikan proyek alat praktikan diharapkan mampu menyusun suatu makalah yang baik dengan ketentuan-ketentuan tertentu dari LabElek..Di dalam penyusunan makalah proyek ini masih jauh sempurna mengingat pengalaman dan pengetahuan penyusun yang terbatas. Oleh karena itu saran dan kritik sangat saya harapkan untuk kesempurnaan laporan ini. Berhasilnya makalah ini tidak lepas dari bimbingan dan bantuan oleh PJ Konsul praktikum dan kakak asisten lainnya serta kepercayaan yang telah diberikan oleh semua pihak, terlebih kepada teman satu kelompok dalam proyek (Taufik,sidik,aditya). Akhir kata penyusun berharap semoga makalah ini dapat berguna dan membantu dalam memperdalam ilmu pengetahuan di bidang computer enginering bagi seluruh mahasiswa Fakultas Ilmu Komputer.

Depok, Desember 2009

Penyusun

iii

DAFTAR ISI Halaman Lembar pengesahan ..................................................................................... Kata Pengantar ............................................................................................. Daftar Isi ........................................................................................................ Daftar gambar ............................................................................................... BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................. 1.1 Latar Belakang Masalah ........................................................... 1.2 Batasan Masalah ...................................................................... 1.3 Tujuan Penulisan ...................................................................... 1.4 Metode Penulisan ..................................................................... 1.5 Sistematika Penulisan ............................................................... BAB II. LANDASAN TEORI ......................................................................... 2.1 pulsa with modulation ............................................................... 2.2 teori dasar elektronika ............................................................... 2.3 transistor.................................................................................... 2.4 dasar op-amp ............................................................................ 2.4.1 Rangkaian Op-Amp Dasar ............................................... 2.4.2 Karakteristik ideal OP-Amp .............................................. 2.4.3 Modus penguatan pada Op-Amp ..................................... 2.4.4 Summing Circuit .............................................................. 2.4.5 Comparator dan Detector ............................................... 2.5 resistor...................................................................................... 2.5.1 Karakteristik resistor........................................................ 2.5.2 Pertimbangan Untuk Memilih Resistor............................ 2.5.3 Noise dalam resistor karbon terdiri dari........................... 2.6 dioda ........................................................................................ 2.6.1 Fungsi umum dioda......................................................... I II III V 1 1 1 1 2 2 3 3 4 4 7 8 12 12 14 17 18 22 22 23 23 26

iv

2.6.2 Jenis Dioda...................................................................... 2.7 IC(INTEGRATED CIRCUIT)..................................................... 2.8 Kapasitor ................................................................................... 2.9 Langkah-langkah membuat Pulsa With Modulation ................. BAB III ANALISA RANGKAIAN .................................................................. 3.1 Analisa Rangkaian Secara Blok .............................................. 3.2 Analisa Rangkaian Secara Detail ............................................ BAB IV CARA PENGOPERASIAN ALAT ................................................... BAB V PENUTUP ...................................................................................... 5.1 Kesimpulan .............................................................................. 5.2 Saran ........................................................................................ DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... LAMPIRAN

27 28 29 30 34 34 35 38 39 39 39 40

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sinyal PWM . Gambar 2.2 Sinyal Transistor Bipolar.. Gambar 2.3 Fisik Op-Amp.. Gambar 2.4 blok op-amp Gambar 2.5Inverting Amplifier ..... Gambar 2.6 Non Inverting Amplifier Gambar 2.7 Voltage Follower... Gambar 2.8 Modus Loop Terbuka Gambar 2.9 Modus Loop Tertutup. Gambar 2.10 Penguatan terkontrol Gambar 2.11 Penguatan Satu Gambar 2.12 Inverting Adder. Gambar 2.13 Scalling Adder.. Gambar 2.14 Adder Subtractor.. Gambar 2.15. Direct Adder Gambar 2.16 dioda kontak titik. Gambar 2.17 dioda zener.. Gambar 2.18 Dioda Led. Gambar 2.19 Dioda foto .. Gambar 2.20 Dioda Scr. Gambar 2.21 Forward bias dan Reverse Bias

3 5 7 8 9 10 11 12 13 13 14 14 15 16 17 23 24 24 25 26 2

vi

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Permasalahan Perkembangan ilmu elektronika daya yang pesat membuatnya mampu merambah ke berbagai bidang keilmuan, termasuk aplikasinya pada bidang system tenaga. Metoda untuk menghasilkan berbagai macam lebar pulsa tersebut adalah metoda PWM ( Pulsa With Modulation ) atau modulasi lebar pulsa dimana semakin lama switch berstatus on semakin banyak energi yang disimpan dalam komponen penyimpan, dan semakin besar pula daya yang dikirim ke beban. Selain itu, untuk menghasilkan tegangan keluaran yang stabil, maka tegangan tersebut dapat diumpan balik dan dibandingkan dengan tegangan referensi dan selisihnya kemudian dapat digunakan untuk mengendalikan lamanya switch berstatus on dan off.

1.2

Batasan Makalah Pada penelitian ini yang dibahas adalah pembuatan dan perancangan pengaturan tegangan pulsa with modulation dan melihat performasi alat serta perubahan arus atau tegangan listrik yang disebabkan oleh kipas yang berputar pada pulsa with modulation,dan akan memperhatikan cara kerja pada pulsa with modulation

1.3

Tujuan Penulisan Setelah melaksanakanp raktikum elektronika dasar di laboratorium elektronika Dan komputer, Universitas Gunadarma,setiap mahasiswa proyeknya,serta harus dipersentasikan secara kelompok dituntut untuk Disini kami membuat sebuah proyek elektronika dasar yang terdiri dari makalah danalat terangkain dari mulai cara pembuatan layout hingga cara kerja raangkaian

1

tersebut, baik secara blok diagram maupun secara detail. Yang akan kami bahas dalam bab III nanti, tentang analisa rangkaian . 1.4 Metode Penulisan Lebih memahami prinsip kerja pada pulsa with modulation dan dasar-dasar pengontrolan perancangan dengan teori yang ada maka dimulai dengan perancangan pembuatan hasil rancangan dilanjutkan dengan perakitan komponen-komponen rangkain berdasarkan rancangan. Pengujian setelah hasil rancangan selesai di rakit,maka dapat dilakukan untuk pengujian berbagai macam jenis beban dan berbagai macam sumber1.5

Sistematika Penulisan Sistematik penulisan dalam makalah ini terdiri dari 5 (lima) bab yaitu: BAB I Pendahuluan Bab ini berisi latar belakang masalah,batasan masalah,tujuan penulisan,metode penulisan dan sistematika penulisan. BAB II Landasan Teori Berisikan tentang teori dasar yang berhubungan dengan analisa rangkaian proyek,dan kerangka terbentuknya proyek Pulsa With Modulation ini. BAB III Analisa Rangkaian Dalam bab III ini,kami akan menjelaskan dan menganalisa rangkaian baik secara blog diagram maupun secara detail. BAB IV Cara Pengoperasian Alat Berisi tentang pengoperasian alat pada Pulsa With Modulation. BAB V Penutup Berisi kesimpulan,saran dan pesan-pesan lainnya.

2

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pulsa With Modulation Salah satu cara untuk mengirimkan informasi analog adalah dengan menggunakan pulsa-pulsa tegangan atau pulsa-pulsa arus. Dengan modulasi pulsa, pembawa informasi terdiri dari pulsa-pulsa persegi yang berulang-ulang. Salah satu teknik modulasi pulsa yang digunakan adalah teknik modulasi durasi atau lebar dari waktu tunda positif ataupun waktu tunda negatif pulsapulsa persegi tersebut. Metode tersebut dikenal dengan nama Pulsa With Modulation (PWM). Metode PWM dikenal juga dengan nama Puls Duration Modulation (PDM) atau Pulsa Length Modulation (PLM) Untuk membangkitkan sinyal PWM, digunakan komparator untuk membandingkan dua buah masukan yaitu generator sinyal dan sinyal referensi. Hasil keluaran dari komparator adalah sinyal PWM yang berupa pulsa-pulsa persegi yang berulang-ulang. Durasi atau lebar pulsa dapat dimodulasi dengan cara mengubah sinyal referensi.

Gambar 2.1 sinyal PWM

3

Metode PWM digunakan untuk mengatur kecepatan motor, informasi yang dibawa oleh pulsa-pulsa persegi merupakan tegangan rata-rata. Besarnya tegangan rata-rata tersebut dapat diperoleh dari : Vout = (Vref * duty cycle) / periode Semakin lebar durasi waktu tunda positif pulsa dari sinyal PWM yang dihasilkan, maka perputaran motor akan semakin cepat, demikian juga sebaliknya. 2.2 Teori Dasar Elektronika Menjelaskan dan mengetahui karakteristik dari setiap komponen elektronika baik yang termasuk komponen pasif maupun komponen aktif.Mengetahui cara menentukan atau menghitung besarnya nilai dari suatu jenis komponen elektronika. a. Komponen aktif Komponen aktif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya membutuhkan sumber arus atau sumber tegangan sendiri.seperti Transistor,Tranducer, Integrated circuit dan Sensor. b. Komponen Pasif Komponen arus Relay. 2.3 Transistor Transistor adalah komponen semikonduktor yang terdiri atas sebuah bahan type p dan diapit oleh dua bahan tipe n (transistor NPN) atau terdiri atas sebuah bahan tipe n dan diapit oleh dua bahan tipe p (transistor PNP). Sehingga transistor mempunyai tiga terminal yang berasal dari masing-masing bahan tersebut. Struktur dan simbol transistor bipolar dapar dilihat pada gambar. Disamping itu yang perlu diperhatikan adalah bahwa ukuran basis pasif adalah komponen elektronika yang dalam dan pengoperasiannya tidak memerlukan sumber tegangan atau sumber tersendiri.Seperti Kapasitor,Resistor,Dioda,Transformator

4

sangatlah tipis dibanding emitor dan kolektor. Perbandingan lebar basis ini dengan lebar emitor dan kolektor kurang lebih adalah 1 : 150. Sehingga ukuran basis yang sangat sempit ini nanti akan mempengaruhi kerja transistor. Simbol transitor bipolar ditunjukkan pada gambar 3.1.Pada kaki emitor terdapat tanda panah yang nanti bisa diketahui bahwa itu merupakannarah arus konvensional. Pada transistor npn tanda panahnya menuju keluar sedangkan pada transistor pnp tanda panahnya menuju kedalam.

Gambar 2.2 Simbol transitor bipolar Ketiga terminal transistor tersebut dikenal dengan Emitor (E), Basis (B) dan Kolektor(C). Emitor merupakan bahan semikonduktor yang diberi tingkat doping sangattinggi. Bahan kolektor diberi doping dengan tingkat yang sedang. Sedangkan basis adalah bahan dengan dengan doping yang sangat rendah. Perlu diingat bahwa semakin rendah tingkat doping suatu bahan, maka

5

semakin kecil konduktivitasnya.Hal ini karena jumlah pembawa mayoritasnya (elektron untuk bahan n; dan hole untuk bahan p) adalah sedikit. Transistor terdiri dari dua jenis yaitu transistor bipolar dan unipolar. Transistor bipolar adalah transistor yang ada pada daerah N mempunyai banyak sekali electron pita dan pada daerah P mempunyai banyak sekali hole.Jenis dari transistor bipolar adalah transistor PNP dan NPN, sedangkan pada transistor unipolar misalnya FET, MOSFET, JPET dan lain-lain. Fungso dari transistor adalah sebagai penguat arus, saklar elektronika, osilator, pencampur (mixer) dan penyearah. JFET (Junction Field Effect Transistor) adalah salah satu model transistor junction dan mempunyai resistansi input yang cukup tinggi. JFET memerlukan pembawa mayoritas untuk dapat bekerja (muatan hole atau elektron). JFET mempunyai kaki terminal, sama halnya dengan transistor bipolar yaitu Drain (D), Source (S) dan Gate (G). MOSFET (Metal Okide Semi Conductor) adalah gate yang mempunyai gate terbuat dari bahan logam dan antara kanal dan gate dilapisi oleh suatu bahan silikon dioksida. MOSFET mempunyai jenis kanal N dan kanal P.Dalam penggunaan transistor untuk suatu proyek harus dipakai transistor yang tepat. Jangan coba menggantinya dengan tipe lain yang dikatakan sama, maka akan berakibat fatal. Letak sambungan kaki suatu transistor sudah ditetapkan. Kegunaan Transistor.Transistor dapat dipakai untuk bebagai keperluan misalnya : a. b. c. d. e. Mengubah arus bolak balik menjadi arus searah, pekerjaan ini disebut penyearah Menguatkan arus rata atau tegangan rata maupun arus bolak balik atau tegangan bolak balik. Menjangkitkan getaran listrik, dinamai oscilator. Rangkaian oscillator banyak ditemui pada rangkaian elektronika. Mencampur arus (tegangan) bolak balik dengan frekuensi yang berlainan (permodulasian) Saklar elektronik ;tujuannya agar saklar tidak cepat putus.

6

2.4

Defensi Op-Amp Op-Amp adalah piranti yangmampu mengindera dan memperkuat sinyal maukan bai DC maupun AC.Op-Amp yang khas terdiri dari tiga rangkaian dasar yakni penguat Differensial impedansi masukan tinggi, penguat tegangan, penguatan tinggi, dan penguat keluaran impedansi rendah (biasanya pengikut emitter push-pull). Karakteristik OP-Amp yang terpenting adalah : 1. 2. 3. Impedansi masukan amat tinggi, sehinga arus masukan praktis dapat diabaikan Penguaan lup terbuka amat tinggi Impedansi keluaran amat rendah, sehingga keluaran penguat tidak terpengaruh oleh pembebanan.

Gambar 2.3 Fisik Op-Amp

7

Keterangan Pin : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Offset Null Inverting Input Non Inverting input -Vcc : tegangan activator negatif Offset Nll Output +Vcc : teangan activator positif NC

+Vcc

+ -

Penguat differensial

Penguat tegangan

Pengaut keluaran

Gambar 2.4 Blok Op-Amp

2.4.1 Rangkaian Op-Amp Dasar Dalam sub bab ini akan dijelaskan bagimana cara kerja rangkaian pada rangkaian OP-Amp dasar.Rangkaian pembandin tegangan sederhan yangmenggunakan penguatan Lup terbuka dari Op-Amp konfigurasi rangkaian ini akan menunjukkan keada pemaai bagaimana menggunaan masukan secara aktif.Selanjutnya akan diterangkan

bagaimaa pembanding diterangkan dalam penginderaan AC dan pendeteksian level tegangan informasi yang terinci akan diberkan,

8

tentang bagaiman membuat penguatan dengan OP-Amp dan bagaimaa resistor eksterna dapat mempengaruhi rangkaian, dan juga akn memahami bagaimana op-amp memberikan penguatan dalam konfigurasi rangkaian membalik dan tak membalik. Rangkaianrangkaian khusus seperti penguat dan penjumlah selisih disajikan untuk menunjukan kepada pecinta elektonik bahwa op-amp memang serba guna.

Ada tiga macam rangkain dasar op-amp yaitu, sbb: Inverting Amplifier Non Inverting Amplifier Voltage Follower

A.

Inverting Amplifier Pada rangaian ni input pada op-amp terdapat pada kaki inverting seperrti pada gambar dibawah ini :

Rf Rin

+Vc -Vc Vout

Vin

Gambar 2.5 Inverting Amplifier Pada rankaian ini kita dapat mencari Vout dengan menggnakan rumus persaman kirchoff I : Ia+Ib = Ic 9

Dari prinsip buni semu bahwa Ic = 0 didapat : Ia + Ib = Ic Ia + Ib = 0 Vin + Vout = 0 Rin Rf

-Vin = Vout Rin Rf

Vout = - Rf Vin Av = - Rf Rin Rin

B.

Non Inverting Amplifier

Rf Rin

+Vc -Vc Vin Vout

Gambar 2.6 Non Inverting Amplifier

10

Sama seperti Inverting amplifier pada rangkain ini juga dapat diturunkan dari hokum kirchoff I : Ia + Ib = Ic 0 - Vin + Vout - Vin = 0 Rin Rf

- V in + Vout - Vin = 0 R in Rf Rf Rf + 1

Vout = Vin Rf Rin

Vout = Vin Rin

1 + Rf

C.

Voltage Follower

Va Vb

+Vc V ou t

-Vc

Gambar 2.7 Voltage Follower Pada Voltage Follower mempunyai output Vout = Vin. Sebab rangkaian ini mengalami penguatan satu.

11

2.4.2 Karakteristik ideal OP-Amp Karateritk dan parameter piranti elektronik ini, tentunya lebih mudah bagi kita untuk memahami penggunaannnya dalam rangkaian. Dengan mengetahui apa-apa yangbisa diharapkan dari sebuah Op-amp. 1. AV = ~ (Penguatan Tak Hingga) = PLN 2. Zin = ~ (Impedansi Tak Hingga) 3. BW = ~ (Bandwidth Tak Hingga) 4. Zout = 0 (Impedansi Output) 5. Vout = 0 (Tegangan Output = 0, apabila Input = 0) Sifat Op-Amp Ideal : 1. Ia = Ib = 0 2. Va = Vb 3. Ia besarnya tak tentu 4. Vsat = 90% * Vcc 2.4.3 Modus penguatan pada Op-Amp a. Modus Loop terbuka

+c V -c VGambar 2.8 Modus Loop Terbuka

12

Penguatan ini mmepunyai Av = max Avmax = (Vb-Va).90% Vcc

b.

Modus Loop tertutup

R f

+Vc -VcGambar 2.9 Modus Loop Tertutup

Rangkaian ini mempunyai penguatan Av