TUTORIAL ELEKTRONIKA DASAR - RESISTOR

Judul

:

Tutorial Elektronika dasar - Resistor

Penulis:

Komarudin Surya

Copyright

:

Surya Putra Computama © 2003-2006

Aturan : Materi ini boleh Anda Copy hanya untuk kepentingan Pribadi. Tidak

boleh diperjual-belikan, atau dimanfaatkan untuk kepentingan Komersial. Pengutipan atau pemindahan materi ke situs Lain yang non profit di ijinkan dengan ketentuan : Pernyataan Copyright, Penulis, dan aturan yang ada dalam kotak ini, harus tetap berada diatas setiap Halaman dan tidak boleh merubahnya, apalagi mengganti pernyataan copyright dan penulisnya, serta harus ada link yang menghubungkan ke http://www.suryacience.co.nr/. Tidak di ijinkan untuk dimuat di situs Komersial atau media lain tanpa se-ijin dari Surya Putra Computama cq: Surya Science Club.

P E N D A H U L U A N

Dalam kehidupan sehari-hari kita banyak menemui suatu alat yang mengadopsi elektronika sebagai basis teknologinya contoh ; Dirumah, kita sering melihat televisi, mendengarkan lagu melalui tape atau CD, mendengarkan radio, berkomunikasi dengan telephone. Dikantor kita menggunakan komputer, mencetak dengan printer, mengirim pesan dengan faximile, berkomunikasi dengan telephone. Dipabrik kita memakai alat deteksi, mengoperasikan robot perakit, dan sebagainya. Bahkan dijalan raya kita bisa melihat lampu lalu-lintas, lampu penerangan jalan yang secara otomatis hidup bila malam tiba, atau papan reklame yang terlihat indah berkelap-kelip dan masih banyak contoh yang lainnya. Dari semua uraian diatas kita dapat membuktikan bahwa pada zaman sekarang ini kita tidak akan lepas dari perangkat yang menggunakan elektronika sebagai dasar teknologinya.

Revolusi besar-besaran terhadap elektronika terjadi sekitar tahun 1960-an, dimana saat itu mulai ditemukan suatu alat elektronika yang dinamakan Transisor, sehingga dimungkinkan untuk membuat suatu alat dengan ukuran yang kecil dimana sebelumnya alat-alat tersebut masih menggunakan tabung-tabung facum yang ukurannya besar serta mengkonsumsi listrik yang besar. Hanya dalam kurun waktu 10 tahun sejak ditemukan nya transistor, ditemukan sebuah rangkaian terintegrasi yang dikenal dengan IC ( Integrated Circuit ) merupakan sebuah rangkaian terpadu yang berisi puluhan bahkan jutaan transistor di dalamnya. Sehingga kita bisa melihat sebuah perangkat elektronika semakin kecil bentuknya tetapi semakin banyak fungsinya sebagai contoh telephone genggam ( Handphone ) yang anda pakai saat ini dengan telephone genggam yang anda pakai beberapa tahun yang lalu. Yah semua itu berkat revolusi Silikon sebagai bahan dasar pembuatan Transistor dan IC atau CHIP.

Baiklah, sampai disini saja gembar-gembor kita mengenai perkembangan elektronika. Tentunya anda sudah tidak sabar lagi ingin segera mempelajari teknologi elektronika, tapi bagi anda yang masih ingin mengetahui sejarah perkembangan elektronika anda bisa mencarinya dari berbagi sumber lain.

KOMPONEN ELEKTRONIKA - RESISTOR

Resistor adalah komponen elektronika yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena dia berfungsi sebagai pengatur arus listrik. Dengan resistor listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Tentunya anda bertanya-tanya, apa itu resistor ?, seperti apa bentuknya ?, bagaimna cara kerjanya ?, oops..., nanti dulu saya baru akan menjelaskannya.

sekarang anda lihat gambar 1-a, nah itu adalah salah satu bentuk dari resistor, apa ada yang lain.?, masih banyak bentuk dan jenis dari resistor, coba saja anda buka salah satu alat elektronika yang sudah rusak dan tidak terpakai, misalnya charger Handphone anda atau radio saku anda. disitu anda akan lihat banyak sekali resistor bertebaran. dari yang berbentuk bulat panjang seperti gambar 1-a, persegi empat, seperti tapal kuda, atau tombol pengatur suara yang ada di radio tape, itu juga resistor. bahkan ada yang berbentuk seperti beras. bila anda melihat di charger HP anda. Lalu bagaimana cara kerjanya.?. sebelum anda melangkah lebih jauh mengenai cara kerja dari sebuah resistor, saya ingin anda melihat animasi dibawah ini.

Ilustrasi Arus Air untuk mengetahui cara kerja

Setelah anda perhatikan animasi tadi, tentunya anda sudah mempunyai gambaran tentang bagaimana prinsip kerja dari sebuah resistor. Yah anda anggap saja arus air yang ada di animasi itu sebagai arus listrik, sedangkan bendungan sebagai resistornya. Jadi bila bendungan 1 kita anggap sebagai resistor 1 dan bendungan 2 sebagai resistor 2, maka besarnya arus tergantung dari besar kecilnya pintu bendungan yang kita buka. Semakin besar kita membuka pintu bendungan semakin besar juga arus yang melewati bendungan tersebut bila ingin lebih besar lagi arusnya, yah tidak usah dipasang bendungannya atau dibiarkan saja, jadi bila kita menginginkan arus yang besar maka kita pasang resistor yang nilai resistansi ( tahanan ) nya kecil, mendekati nol atau sama dengan nol atau tidak dipasang sama sekali dengan demikian arus tidak lagi dibatasi. Nah seperti itulah kira-kira fungsi Resistor dalam sebuah rangkaian elektronika.

Suatu fungsi dalam dunia teknik tentunya mempunyai satuan atau besaran, misalnya untuk berat kita tahu bahwa pada umumnya satuannya adalah "gram", satuan jarak pada umumnya orang memakai satuan " meter ". Nah untuk resistor satuannya adalah OHM, jadi mulai sekarang kita biasakan untuk menyebut besarnya nilai suatu resistor atau tahanan kita gunakan satuan OHM, yang sebenarnya berasal dari kata OMEGA. Maka tidaklah heran bila lambang dari OHM berbentuk seperti tapal kuda     orang yunani menyebutnya omega entah kenapa demikian saya juga kurang paham karena saya bukan

ahli sejarah he he he . Ok, jadi bila nanti anda melihat rangkaian elektronika lalu disitu tertulis misalnya 470   maka itu adalah sebuah resistor dengan nilai 470 OHM.., paham..!!.

Didalam rangkaian elektronika resistor dilambangkan dengan angka " R " , sedangkan icon nya seperti ini :    .   Ada beberapa jenis resistor yang ada dipasaran antara lain : Resistor Carbon, Wirewound, dan Metal Film. Ada juga Resistor yang dapat diubah-ubah nilai resistansinya antara lain : Potensiometer dan Trimpot. Selain itu ada juga Resistor yang nilai resistansinya berubah bila terkena cahaya namanya LDR ( Light Dependent Resistor ) dan Resistor yang yang nilai resistansinya berubah tergantung dari suhu disekitarnya namanya NTC ( Negative Thermal Resistance ) agar lebih jelas coba anda perhatikan gambar 1-a, dan animasi berikut ini :

Prinsip Dasar, Cara Kerja Sebuah LDR

Berbagai Macam Bentuk Resistor

     

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.

Daftar isi

[sembunyikan] 1 Cara kerja semikonduktor 2 Cara kerja transistor 3 Jenis-jenis transistor

o 3.1 BJT o 3.2 FET

4 Referensi

[sunting] Cara kerja semikonduktor

Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik.

Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas.

Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektron bebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk.

Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipe-p. Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru, dinamakan "lubang" (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristal silikon.

Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic dari sebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisa membuat pembawa muatan positif (hole).

Dapat disimak bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak, sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secara merata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diode junction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalam satu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P-N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yang berlawanan dari seberangnya.

Kenaikan dari jumlah pencemar (doping level) akan meningkatkan konduktivitas dari materi semikonduktor, asalkan tata-letak kristal silikon tetap dipertahankan. Dalam sebuah transistor bipolar, daerah terminal emiter memiliki jumlah doping yang lebih besar dibandingkan dengan terminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis adalah satu dari banyak faktor yang menentukan sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut.

Jumlah doping yang diperlukan sebuah semikonduktor adalah sangat kecil, dalam ukuran satu berbanding seratus juta, dan ini menjadi kunci dalam keberhasilan semikonduktor. Dalam sebuah metal, populasi pembawa muatan adalah sangat tinggi; satu pembawa muatan untuk setiap atom. Dalam metal, untuk mengubah metal menjadi isolator, pembawa muatan harus disapu dengan memasang suatu beda tegangan. Dalam metal, tegangan ini sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari yang mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapu pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida. Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan. Semikonduktor dengan doping dapat dirubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak.

Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau lubang, namun dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebut untuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena transistor tersebut diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau transistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat tipis.

[sunting] Cara kerja transistor

Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda.

Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.

FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.

[sunting] Jenis-jenis transistor

PNP P-channel

NPNN-

channel

BJT JFET

Simbol Transistor dari Berbagai Tipe

Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:

Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC,

dan lain-lain Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET,

MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.

Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power

Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain

Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain

[sunting] BJT

BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).

Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.

[sunting] FET

FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol tegangan input.

FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode.

[sunting]

Sekilas Tentang Pengubahan

Daya DC-DC Tipe Peralihan Home Halaman Muka

Sajian Utama Komputer Komunikasi Energi

Pendahuluan

Dalam ELEKTRO edisi nomor 24 yang lalu, telah dibahas dua macam cara pengolahan daya: tipe linier dan tipe peralihan (switching). Tergantung dari jenis aplikasinya, masing masing tipe memiliki kelebihan dan kekurangan. Namun dalam perkembangannya, tipe peralihan nampak semakin terlihat kepopulerannya terutama karena kelebihannya dalam mengubah daya secara jauh lebih efisien dan pemakaian komponen yang ukurannya lebih kecil. Dalam artikel ini, akan dibahas beberapa metodologi yang termasuk dalam tipe peralihan, khususnya yang digunakan untuk mengubah daya DC-DC.

Pengubah daya DC-DC (DC-DC Converter) tipe peralihan atau dikenal juga dengan sebutan DC Chopper dimanfaatkan terutama untuk penyediaan tegangan keluaran DC yang bervariasi besarannya sesuai dengan permintaan pada beban. Daya masukan dari proses DC-DC tersebut adalah berasal dari sumber daya DC yang biasanya memiliki tegangan masukan yang tetap. Pada dasarnya, penghasilan tegangan keluaran DC yang ingin dicapai adalah dengan cara pengaturan lamanya waktu penghubungan antara sisi keluaran dan sisi masukan pada rangkaian yang sama. Komponen yang digunakan untuk menjalankan fungsi penghubung tersebut tidak lain adalah switch (solid state electronic switch) seperti misalnya Thyristor, MOSFET, IGBT, GTO. Secara umum ada dua fungsi pengoperasian dari DC Chopper yaitu penaikan tegangan dimana tegangan keluaran yang dihasilkan lebih tinggi dari tegangan masukan, dan penurunan tegangan dimana tegangan keluaran lebih rendah dari tegangan masukan.

Prinsip dasar Pengubah DC-DC Tipe Peralihan

Untuk lebih memahami keuntungan dari tipe peralihan, kita lihat kembali prinsip pengubahan daya DC-DC tipe linier seperti terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Pengubah tipe linier

Pada tipe linier, pengaturan tegangan keluaran dicapai dengan menyesuaikan arus pada beban yang besarannya tergantung dari besar arus pada base-nya transistor:

V0 = IL . RL (1)Dengan demikian pada tipe linier, fungsi transistor menyerupai tahanan yang dapat diubah ubah besarannya seperti yang juga terlihat dalam Gambar 1. Lebih jauh lagi, transistor yang digunakan hanya dapat dioperasikan pada batasan liniernya (linear region) dan tidak melebihi batasan cutoff dan selebihnya (saturation region). Maka dari itu tipe ini dikenal dengan tipe linier. Walau tipe linier merupakan cara termudah untuk mencapai tegangan keluaran yang bervariasi, namun kurang diminati pada aplikasi daya karena tingginya daya yang hilang (power loss) pada transistor (VCE*IL) sehingga berakibat rendahnya efisiensi. Sebagai alternatif, maka muncul tipe peralihan yang pada prinsipnya dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Pengubah tipe peralihan

Pada tipe peralihan, terlihat fungsi transistor sebagai electronic switch yang dapat dibuka (off) dan ditutup (on). Dengan asumsi bahwa switch tersebut ideal, jika switch ditutup maka tegangan keluaran akan sama dengan tegangan masukan, sedangkan jika switch dibuka maka tegangan keluaran akan menjadi nol. Dengan demikian tegangan keluaran yang dihasilkan akan berbentuk pulsa seperti pada Gambar 3.

Gambar 3. Tegangan keluaran

Besaran rata rata atau komponen DC dari tegangan keluaran dapat diturunkan dari persamaan berikut:

(2)Dari persamaan diatas terlihat bahwa tegangan keluaran DC dapat diatur besarannya dengan menyesuaikan parameter D. Parameter D dikenal sebagai Duty ratio yaitu rasio antara lamanya waktu switch ditutup (ton) dengan perioda T dari pulsa tegangan keluaran, atau (lihat Gambar 3):

(3)dengan 0 D 1. Parameter f adalah frekuensi peralihan (switching frequency) yang digunakan dalam mengoperasikan switch. Berbeda dengan tipe linier, pada tipe peralihan tidak ada daya yang diserap pada transistor sebagai switch. Ini dimungkinkan karena pada waktu switch ditutup tidak ada tegangan yang jatuh pada transistor, sedangkan pada waktu switch dibuka, tidak ada arus listrik mengalir. Ini berarti semua daya terserap pada beban, sehingga efisiensi daya menjadi 100%. Namun perlu diingat pada prakteknya, tidak ada switch yang ideal, sehingga akan tetap ada daya yang hilang sekecil apapun pada komponen switch dan efisiensinya walaupun sangat tinggi, tidak akan pernah mencapai 100%.

Pengubah Buck

Gambar 4 menunjukkan rangkaian dasar dalam metoda Buck. Dalam metoda ini, tegangan keluaran akan lebih rendah atau sama dengan tegangan masukan. Disamping itu, jika pada pengoperasiannya arus yang mengalir melalui induktor selalu lebih besar dari nol (CCM - Continuous Conduction Mode), maka hubungan antara tegangan keluaran dengan tegangan

masukan adalah sebagai berikut:

V0 = D . Vin (4)

Gambar 4. Pengubah Buck

Keuntungan pada konfigurasi Buck antara lain adalah efisiensi yang tinggi, rangkaiannya sederhana, tidak memerlukan transformer, tingkatan stress pada komponen switch yang rendah, riak (ripple) pada tegangan keluaran juga rendah sehingga penyaring atau filter yang dibutuhkan pun relatif kecil. Kekurangan yang ditemukan misalnya adalah tidak adanya isolasi antara masukan dan keluaran, hanya satu keluaran yang dihasilkan, dan tingkat ripple yang tinggi pada arus masukan. Metoda Buck sering digunakan pada aplikasi yang membutuhkan sistim yang berukuran kecil.

Pengubah Boost

Jika tegangan keluaran yang dinginkan lebih besar dari tegangan masukan, maka rangkaian Boost dapat dipakai. Topologi Boost terlihat pada Gambar 5. Pada operasi CCM, tegangan keluaran dan tegangan masukan diekspresikan seperti:

(5)

Gambar 5. Pengubah boost

Boost juga memiliki efisiensi tinggi, rangkaian sederhana, tanpa transformer dan tingkat ripple yang rendah pada arus masukan. Namun juga Boost tidak memiliki isolasi antara masukan dan keluaran, hanya satu keluaran yang dihasilkan, dan tingkatan ripple yang tinggi pada tegangan keluaran. Aplikasi Boost mencakup misalnya untuk perbaikan faktor daya (Power Factor), dan untuk penaikan tegangan pada baterai

Pengubah Buck-Boost

Metoda Buck-Boost tidak lain adalah kombinasi antara Buck dan Boost, seperti terlihat pada Gambar 6, dimana tegangan keluaran dapat diatur menjadi lebih tinggi atau lebih rendah dari tegangan masukan. Dalam operasi CCM, persamaan tegangan yang dipakai adalah:

(6)

Gambar 6. Pengubah Buck-Boost

Yang menarik untuk dicatat dari Buck-Boost adalah bahwa tegangan keluaran memiliki tanda berlawanan dengan tegangan masukan. Oleh karena itu metoda ini pun ditemui pada aplikasi yang memerlukan pembalikan tegangan (voltage inversion) tanpa transformer. Walaupun memiliki rangkaian sederhana, metoda Buck-Boost memiliki kekurangan seperti tidak adanya isolasi antara sisi masukan dan keluaran, dan juga tingkat ripple yang tinggi pada tegangan keluaran maupun arus keluaran.

Pengubah Boost-Buck atau Cuk

Cara lain untuk mengkombinasikan metoda Buck dan Boost dapat dilihat pada Gambar 7 dan dikenal dengan nama Boost-Buck atau Cuk. Seperti halnya metoda Buck-Boost, tegangan keluaran yang dihasilkan dapat diatur menjadi lebih tinggi atau lebih rendah dari tegangan masukan. Persamaan tegangan yang berlaku pada CCM pun sama dengan Buck-Boost (persamaan 6). Metoda Cuk juga digunakan pada aplikasi yang memerlukan pembalikan tegangan (voltage inversion) tanpa transformer, namun dengan kelebihan tingkat ripple yang rendah pada arus masukan maupun arus keluaran.

Gambar 7. Pengubah Cuk

Sambungannya:

Pengubah SEPICBuku ini ditujukan bagi mereka yang ingin mendalami dalam bidangmikrokoprosesor khususnya mikrokontroler, baik untuk mereka yang inginmenambah pengetahuan, berekperimen, maupun untuk aplikasi, atau lebih jauh dapatdimanfaatkan untuk;•Para penggemar (hobbys) elektronik

•Para mahasiswa teknik elektro, teknik fisika dan teknik informatika yang inginmendalami bidang mikrokontroler atau sedang dalam pembuatan tugas akhir.•Referensi bagi para dosen dan mahasiwa di perguruan tinggi, terutama untukmata kuliah sistem mikroprosesor/mikrokontroler.•Referensi bagi para instruktur / guru dan murid Sekolah Menengah Umum,Sekolah Teknik, Akademi Teknik.•Panduan bagi para teknisi di Industri•Panduan bagi para peneliti di Lembaga Penelitian.Banyak buku elektronika, yang kebanyakan terjemahan, gaya bahasanyasangat sulit dicerna, akibatnya sulit untuk memahami isi dari buku tersebut, untuk itupenulis mencoba menyajikan dalam bahasa dan gaya penulisan yang mudahdimengerti, bukan bahasa teknis atau skripsi. Meskipun demikian ada beberapa istilahyang masih menggunakan kata asing, karena belum ada bahasa baku dan jikaditerjemahkan justru akan membingungkan. Penulis juga memberikan ilustrasi-ilustrasisederhana guna pemahaman yang mungkin bagi sebagian pembaca menilaiterlalu betele-tele.Dasar dari mikrokontroler adalah mikroprosesor, oleh karena itu dalam bukuini mula-mula dibahas mengenai mikroprosesor dan komponen-komponen pendu-kungnyasecara umum lebih dahulu baru kemudian lebih menjurus ke mikrokontroler,khususnya mikrokontroler dari ATMEL. Hal ini akan banyak membantu bagi merekayang baru belajar tentang mikroprosesor atau mikrokontroler.Pembaca diharapkan sudah mengetahui mengenai dasar-dasar elektronika,teknik digital dasar dan sistem bilangan, karena dalam buku ini tidak akan dibahassecara terperinci. Jika belum memahami, ada baiknya mendalami terlebih dahuludengan membaca buku-buku dalam bahasa Indonesia yang telah tersedia.Sumber referensi buku ini dari hasil penelitian mahasiswa Teknik ElektroUndip, penelitian dosen, penelitian penulis, aplikasi di industri, buku textbook daninternet Beberapa contoh proyek adalah tugas akhir mahasiswa.Elektronika praktis adalah teori dan pengalaman, tanpa pengalaman tiadaartinya, suatu persoalan muncul setelah aplikasi, karena beberapa parameter takterkirakan dapat terjadi, apalagi diterapkan di lapangan atau lingkungan industri. Olehkarena itu bagi para pembaca yang ingin mendalami mikronkontroler harus praktekdengan mulai membangun proyek-proyek yang sederhana.Penulis ucapkan terima kasih kepada semuanya saja yang telah membantuhingga dapat diterbitkannya buku ini, dan penulis mengharapkan buku ini bergunaivDasar Mikrokontroler

Jika kita ingin membuat projek atau tugas akhir yang menggunakan mikroprosesor 8086/8088 tampaknya saat ini cukup sulit karena dibutuhkan biaya yang besar serta diperlukannnya EPROM Programmer. Cara lain yang lebih gampang dan murah ialah kita mengembangkan aplikasi menggunakan kit mikrokontroler ( main board) yang sudah ada di pasaran. Kit tersebut umumnya terdiri dari mikrokontroler, memori serta interface untuk koneksi ke lcd, ke PPI atau ke port serial komputer. Kita tinggal membuat program serta menyambungkan dengan board atau komponen tambahan saja. Membangun aplikasi Elektronika berbasis embedded system merupakan topik yang sangat hangat saat ini. Apalagi mikrokontroler tertentu sudah

mendukung aplikasi yang terhubung ke jaringan computer (network microcontroller).

Ada perbedaan yang cukup penting antara Mikroprosesor dan Mikrokontroler. Jika Mikroprosesor merupakan CPU (Central Processing Unit) tanpa memori dan I/O pendukung dari sebuah komputer, maka Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU, Memori , I/O tertentu dan unit pendukung, misalnya Analog to Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalam mikrokontroler tersebut. Kelebihan utama dari Mikrokontroler ialah telah tersedianya RAM dan peralatan I/O Pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas. Terdapat berbagai jenis mikrokontroler dari berbagai vendor yang digunakan secara luas? di dunia. Diantaranya yang terkenal ialah dari Intel, Maxim, Motorolla , dan ATMEL. Beberapa seri mikrokontroler yang digunakan secara luas ialah 8031, 68HC11, 6502 , 2051 dan 89S51. Mikrokontroler yang mendukung jaringan komputer seperti DS80C400 tampaknya akan menjadi primadona pada tahun-tahun mendatang . Untuk mencoba kit mikrokontroler, anda dapat membeli kit kami bernama SMART52 berbasiskan 89S52 , SmartAVR atau kit produksi lainnya, dapat anda pesan di situs penulis di www.toko-elektronika.com

Pengenalan Mikrokontroler AT89C51

Mikrokontroler AT89C51 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4KB Flash Programmable dan Erasable Read Only Memory (PEROM). Mikrokontroler berteknologi memori non volatile kerapatan tingi dari Atmel ini kompatibel dengan mikrokontroler standar industri MCS-51 (seperti mikrokontroler 8031 yang terkenal dan banyak digunakan beberapa waktu lalu) baik pin kaki IC maupun set instruksinya serta harganya yang cukup murah. Oleh karena itu, sangatlah tepat jika kita mempelajari mikrokontroler jenis ini. Anda juga diharapkan mempelajari versi terbaru yaitu berseri AT89S51. Informasi lebih detail mengenai interfacing dan penerapan aplikasi pada mikrokontroler 89C51 dapat Anda temukan pada buku Saya sebelumnya.

AT89C51 mempunyai memori yang terdiri dari RAM internal sebesar 128 byte dengan alamat 00H-7FH dapat diakses menggunakan RAM address register. RAM Internal ini terdiri dari Register Banks dengan 8 buah register (R0-R7).Memori lain yaitu 21 buah Special Function Register dimulai dari alamat 80H-FFH. RAM ini beda lokasi dengan Flash PEROM dengan alamat 000H -7FFH.

Special Function Register

RAM Internal

FF

807F

00

Gambar 1 Alamat RAM Internal

Sebagai perbandingan kapasitas memori, Tabel 16.1 menampilkan kapasitas memori dari mikrokontroler seri AT89X.« Selamat Datang   !!! Spesifikasi Komputer   Kuno-ku »

Pengenalan   Mikrokontroller

Kemarin, ada seorang teman yang sedang mempelajari mikrokontroller bertanya kepada saya tentang apa yang dimaksud dengan PUSH, POP, PSW dan bagaimana cara transfer data melalui serial port pada mikrokontroller, khususnya AT89S51. Akan tetapi, akan sangat susah bagi saya untuk menjelaskannya jika kita tidak mengerti dahulu apa itu mikrokontroller, baik secara hardware maupun software. Karenanya saya akan mencoba untuk menjabarkannya sedikit demi sedikit. Dan mohon koreksinya jika ada kesalahan dalam penjelasan saya nanti.

Sebuah mikrokontroller sesungguhnya sama saja dengan CPU komputer yang kita kenal, hanya saja bentuknya yang dibuat jauh lebih kecil dan hampir semua fungsi periferal pada komputer desktop ada pada sebuah chip mikrokontroller. Seperti halnya dalam sebuah CPU Desktop, sebuah chip mikrokontroller juga terdiri dari :

1. <!--[if !supportLists]-->Mikroprosesor, berfungsi sebagaimana sebuah prosesor yang kita kenal, seperti: Athlon64-nya AMD ataupun Pentium 4-nya Intel. Sama halnya pada prosesor desktop, mikroprosesor sebuah mikrokontroller juga terdiri dari : CPU (Central Processing Unit), ALU (Aritmathic and Logic Unit), PC (Program Counter), SP (Stack Pointer) dan Register.

2. <!--[endif]-->Read Only Memory (ROM), befungsi seperti halnya harddisk,sehingga data tidak hilang jika mikrokontroller dimatikan.

3. <!--[endif]-->Random Access Memory (RAM), berfungsi seperti halnya RAM/Memori yang kita kenal sekarang.

4. <!--[endif]-->Paralel Input Output (PIO), berfungsi sebagaimana layaknya port IDE, LPT dll. PIO ini pada dasarnya adalah chip 8255 yang terintegrasi.

5. <!--[endif]-->Serial Input Output (SIO), berfungsi mirip dengan COM1 dan COM2.Counter dan Clock.

Secara teknis, mikrokontroller AT89S51 merupakan mikrokontroller 8 bit yang kompatibel dengan standar industri MCS-51 baik dari segi pemrograman dan kaki tiap pin, yang mana masing-masing pin tersebut mempunyai fungsi yang berbeda tergantung kehendak pembuat program (programmer).

Tulisan ini dikirim pada pada Mei 25, 2007 1:38 am dan di isikan dibawah Mikrokontroller. Anda dapat meneruskan melihat respon dari tulisan ini melalui RSS 2.0 feed. Anda dapat merespon, or trackback dari website anda.

TeknologiMengajarkan Nilai Kemanusiaan Lewat Robot

Oleh Kris Razianto Mada

Dua siswa SMP Petra 3 Surabaya berusaha memecahkan badan mobil- mobilan. Mereka ingin mengambil dinamo dari mainan itu untuk dipasang di robot sumo yang tengah mereka rakit.

Satu anak memegang mobil-mobilan dan temannya memegang tang untuk menghancurkan badan mainan itu sedikit demi sedikit. Setelah 10 menit, dinamo dari mainan itu bisa dilepas dan siap dipasang di robot.

Sebelum memasang, mereka harus melepas dulu dinamo di rangka robot. "Dinamo bawaan robot tenaganya kurang besar, nanti kalah kalau diadu. Makanya kami ganti dengan dinamo dari mobil-mobilan. Harganya murah, karena kami tidak boleh membeli alat terlalu mahal," ujar Ryan, salah seorang anak itu.

Di sebelah mereka, seorang anak berusaha menyolder komponen- komponen elektronik ke papan modul pengontrol robot. Beberapa kali ia meletakkan solder ke tempat penyangga karena belum cukup panas. "Aduh, jangan bantu dulu Pa. Biar aku selesaikan sendiri, cuma menunggu solder saja," ujar anak itu saat ayahnya mendekat.

Selang beberapa meja dari anak itu, tiga siswi berusaha memasang salah satu komponen elektronik. Satu siswi menjepit komponen dengan tang kecil, satu siswi memegang modul, satu lagi memegang solder. "Hati-hati, jangan sampai kena jariku. Coba tes dulu, siapa tahu belum cukup panas," ujar salah satu dari mereka mengingatkan.

Pembimbing Kelompok Ilmiah Remaja SMP Petra 3 Surabaya Gunawan Siswoyo menuturkan, banyak pelajaran didapat para siswa dari Pelatihan Merakit Robot di salah satu pusat perbelanjaan di kawasan Wonokrokomo, Minggu (15/10) itu. Para siswa terutama mempelajari cara merakit robot, beberapa konsep fisika dan elektronika. "Namun, yang paling penting, mereka mempelajari penerapan beberapa nilai kemanusiaan," ujarnya.

Para instruktur sama sekali tidak menyinggung mengenai toleransi, ketekunan, dan kesabaran. Namun, hampir semua siswa terlihat menerapkan itu.

Toleransi terlihat saat mereka membahas bagaimana cara terbaik memasang suatu komponen di papan modul. Setiap pelajar akan mengeluarkan pendapat. Namun, tidak ada yang berusaha menjegal pendapat temannya. Bila pendapat itu layak, akan diterapkan. Bila tidak, pengusul tidak diejek.

Para instruktur memang meminta agar perakitan robot diselesaikan secara berkelompok. Selain membiasakan bekerja sama, juga untuk menekan biaya.

Satu robot membutuhkan bahan seharga Rp 150.000. Harga itu rata- rata ditanggung oleh tiga siswa dalam satu kelompok. Dengan membatasi harga, siswa dilatih memahami bahwa tidak semua harus mahal. Selain itu, siswa diajarkan untuk tetap berusaha mewujudkan sesuatu, meski bisa membeli. "Mereka bisa membeli robot lebih bagus dan lebih mahal. Namun, mereka tetap suka ikut pelatihan ini," ujar Gunawan.

Hampir setiap siswa dalam pelatihan itu berusaha menyelesaikan sendiri pekerjaan masing-masing. Bila kesulitan, mereka akan berhenti sebentar sambil menghembuskan napas atau menoleh ke kanan dan kiri untuk mengurangi ketegangan. Setelah itu, mereka kembali berkutat pada pekerjaan masing-masing.

Tidak ada anak yang meminta bantuan orangtua atau saudaranya. "Bisa jadi mereka malu kalau minta bantuan orang lain. Itu bagus, karena mereka dibiasakan menyelesaikan pekerjaan dengan kemampuan sendiri" ujar Gunawan.

Padahal, tidak mudah memasang komponen-komponen kecil di modul elektronik itu. Meski sudah ada petunjuk di mana dan bagaimana suatu komponen dipasang, mereka tetap harus meneliti mana yang harus dipasang. Mereka harus bisa menggunakan timah sesedikit mungkin agar tidak menutup permukaan modul.

"Di latihan pertama, saya harus melepaskan hasil solderan berkali- kali karena timahnya terlalu banyak. Sulit sekali melepasnya karena tidak boleh menggores modul supaya tidak rusak," ujar Kevin, salah seorang peserta latihan.

Ia tidak tahu ada pelajaran nilai-nilai kemanusiaan dan kehidupan dalam pelatihan itu. Namun, ia tidak mau mengeluh saat merakit robotnya. Ia juga tidak mau meminta bantuan orang lain. "Kalau bertanya dengan guru tidak apa-apa. Saya kan tidak tahu semuanya. Cuma kalau minta bantuan memasang saya tidak mau, malu kalau curang," tuturnya.