Top Banner
TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR ELEKTRONIKA (1)
56

TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

May 26, 2018

Download

Documents

truongbao
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG

DASAR ELEKTRONIKA (1)

Page 2: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

DASAR ELEKTRONIKA

•KOMPONEN ELEKTRONIKA •SISTEM BILANGAN •KONVERSI DATA •LOGIC HARDWARE

Page 3: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

KOMPONEN ELEKTRONIKA

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

Page 4: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

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

Page 5: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

RESISTOR

Page 6: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

RESISTOR MENDISIPASIKAN ENERGI SEBAGAI PANAS

Rating daya untuk resistor karbon:

Page 7: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

MENGAPA DIPERLUKAN RESISTOR?

1. Membatasi aliran arus 2. Membagi tegangan

Page 8: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Nilai tahanan dengan warna

Page 9: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik

Satuan kapasitansi : µF atau pF

Page 10: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

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

Page 11: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Polarized Capacitors

•Elektrolit aluminium dan tantalum 1 µF – 0.1 F •Tidak dapat dilalui AC tanpa DC bias • Arus bocor tinggi, umur pendek

Page 12: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Mengapa diperlukan kapasitor? Penyimpanan energi

Kopling sinyal/dekopling sinyal

Filter noise

Tuning rangkaian

Pengkondisian daya

Page 13: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Induktor menyimpan energi sebagai medan magnet

Satuan induktor biasanya mH

Page 14: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Mengapa diperlukan induktor?

1. Filter analog 2. Aktuator (motor, elektromagnet, switches mekanik dll 3. “Choke” off input ripple

Page 15: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

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

Page 16: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Aliran elektron

Page 17: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Aturan2 Dasar

Page 18: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Resistor

Page 19: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Kapasitor

Page 20: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Induktor

Page 21: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Hukum Arus Kirchoff (KCL)

Di setiap node

Elemen terhubung seri dialiri arus yang sama

Page 22: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Ilustrasi

Berapa arus yang melalui Rc?

Page 23: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Hukum tegangan Kirchoff (KVL)

Seputar setiap rangkaian tertutup

Elemen terhubung paralel mengalami voltage drop yang sama

Page 24: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Ilustrasi

Berapa tegangan di Rc?

Page 25: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Analisis Rangkaian

Voltage divider: membagi tegangan secara linier pada elemen2nya

Page 26: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Hubungan antara sinyal input dan output?

Page 27: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Langkah 1 : terapkan KVL pada loop di mana terdapat Vs, VR dan Vc

Page 28: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Langkah 2 : terapkan hukum Ohm dan KCL

Page 29: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Langkah 3: subtitusi dan sederhanakan

Page 30: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Step 4 : interpretasi hasil

- Cut off frequency

- Magnitude Gain

- Phase Shift

Page 31: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

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

Page 32: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Diode

Page 33: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Diode

Page 34: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Diode ekivalen dgn check valve

Page 35: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

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

Page 36: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

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

Page 37: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

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

Page 38: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Diode: datasheet

Page 39: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Diode: Aplikasi Pemrosesan sinyal:

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

Page 40: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Aplikasi Diode: Rektifikasi Penyearahan sinyal AC : half wave rectifier

Page 41: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Aplikasi Diode : DC power supply

Page 42: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

LIGHT EMITTING DIODES (LED)

Memancarkan photon jika terjadi forward bias Intensitas cahaya berhubungan dgn arus yg mengalir melalui diode

Page 43: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

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

Page 44: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Photo Diode

Reverse leakage current apabila terdapat cahaya Sbg sensor cahaya

Page 45: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

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

Page 46: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Operational Amplifier

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

Page 47: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Op-amp memperbesar input perbedaan tegangan

Page 48: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Model op-amp

Page 49: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Karakteristik op-amp

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

Page 50: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

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

Page 51: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Penggunaan tipikal

Page 52: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Contoh op-amp

Page 53: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Contoh op-amp

Page 54: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Impedansi saat transfer sinyal tegangan tanpa op amp

Page 55: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Impedansi op-amp

Page 56: TEKNIK MESIN STT-MANDALA BANDUNG DASAR … tahanan dengan warna . Kapasitor : menyimpan energi sebagai medan listrik . Satuan kapasitansi : µF atau pF . Non-polarized capacitors •Keramik

Feedback mengubah impedansi op-amp