Kamis, 18 Februari 2016

Teori dan Rangkaian Transistor Sebagai Penguat Arus


Transistor Sebagai Saklar
Pada beberapa artikel terdahulu, kita telah mempraktekkan fungsi transistor sebagai saklar dan switching. Sama aja kalee, hehehe kalo sebagai saklar itu sebagai saklar elektronik yang mematikan dan menghidupkan rangkaian secara otomatis, misalnya pada rangkaian alarm sendor laser. Kalau sebagai switching itu sebagai salaklar otomatis yang mematikan dan menghidupkan rangkaian ratusan bahkan ribuan kali perdetik, misalnya pada rangkaian joule thief dan raket nyamuk.
Nah kemarin-kemarin kita langsung praktek tanpa menghitung dulu nilai-nilai komponen agar powerfull. Lalu ketika kita ingin membuat rangkaian raket nyamuk dari transistor C828 misalnya maka berapakah nilai resistor yang paling tepat???? Masalahnya saya belum bisa menghitung nilai induktor ferit karena gak punya alat ukurnya. Jadi sekarang biar mudah saya akan menggunakan LED sebagai outputnya.

Alat dan Bahan
Baterai 3v
LED superbright warna putih boleh
Transistor C828
Resistor nilainya sekian dua buah

Skema Rangkaian


Sekarang adalah mencari nilai Rled. Caranya adalah dengan hukum ohm
Rled = V / Iled
Eits,, karena sumber tegangan tidak sama dengan tegangan led maka kita harus mengetahui selisihnya . Ih kamu tuh ya kenapa baterenya engga 3v aja biar gak banyak ngitung! Biarin, soalnya kalau rangkaian yang lebih komplek lagi perlu ngitung kayak gini, soalnya tegangan dan arus yang dibutuhkan pasti tidak selalu sama dengan yang dibutuhkan.

V = (Vbat - Vled) = 6 - 3 = 3v
Iled = Kebutuhan arus LED = 30mA 
masukin ke rumus :
Rled = V / Iled
R = 3 / 30mA = 3 / 0,03 = 100ohm, Jadi nilai yang dibutuhkan untuk Rled adalah 100 ohm.

Lah itu 30mA darimana??? ini adalah arus yang dikonsumsi LED. nilainya beda-beda, tergantung tipe dan warna LED, umumnya 15mA, 20mA, 30mA dll. Saya ambil 30mA karena menggunakan LED superbright warna putih.

Lalu mencari nilai Rbasis dengan cara menghitung Ib. Caranya ? Lihat datasheet. 
Oh iya untuk mencari datasheet tinggal cari di google misalnya "Datasheet C945". Biasanya disediakan dalam bentuk pdf. Kalau mau datasheet yang praktis, tinggal cari di situs http://alltransistors.com/, contohnya datasheet c828 ini. Namun ya... itu, datasheet dari sana itu adalah data umum tidak mendetail. Selain itu kadang pabrikan membuat karakteristik komponen yang berbeda dengan komponen lain. Jika kita tidak tahu transistor tersebut dibuat oleh pabrik mana, pakailah datasheet ini atau pilih satu datasheet dari pabriknya.

Dari datasheet C828 ini diketahui hFE (minimum) adalah 130 dengan arus minimal 2mA

Kondisi saat transistor bisa mengalirkan arus dari kolektor ke emitor adalah saat basis menerima tegangan sebesar 0,8 volt dan arus minimalnya adalah 10mA, (istilahnya saturasi) datanya lihat di Vbe.

Hitung lagi nilai resistor ini dengan hukum ohm tadi :

Rbasis = (Vbatt - Vbe) / Ib = ?

Ib nya berapa??? Lupa... hihihi Arus basis ini bisa didapat dari Arus emitor dikurang Arus kolektor (Ie-Ic). Laahh arus emitornya berapa??? Hehehe ada rumus lain yaitu Arus kolektor adalah perkalian dari arus basis dengan hFE, ohh yeaaahh. Arus kolektor pada kasus ini adalah 30mA (arus yang dibutuhkan LED)

Ib = Ic / hFE = 0,03 / 130 = 0.00023A = 230nA wowow kecil sekali! Lanjut...

Rbasis = (Vbatt - Vbe) / Ib = (6 - 0,8) / 230nA = 22.608 ohm= 22,6kOhm

Hmm karena di pasar engga ada resistor dengan nilai ini, maka kita bulatkan saja ke nilai terdekat yang ada di pasar yaitu 22Kohm. Tentunya ini juga merubah Ib dan Ic meskipun dalam hitungan nano ampere

Jadi nilai resistor yang dibutuhkan agar rangkaian dapat menyala optimal adalah 100ohm dan 22Kohm.

Sekarang, coba ganti resistor 22Kohm tersebut dengan 100Kohm, dan 1Kohm bagaimana jadinya???

Nah itulah dasar untuk Transistor sebagai saklar. Jika tegangan yang masuk ke basis di bawah Vbe minimal, maka transistor tidak bisa mengalirkan arus atau istilahnya cut off.

==selesai==

Transistor Sebagai Penguat Arus.
Prinsipnya hampir sama dengan yang dibahas diatas. Namun pada transistor sebagai saklar, arus yang dialirkan adalah arus searah (DC) yang rata. Maka pada penguatan arus, tegangan yang dialirkan tidaklah rata atau naik turun . Jadi ingat tentang tegangan DC yang naik turun kan? (pembahasan ada di sini : hubungan tegangan, arus dan daya).

Transistor sebagai penguat arus atau bahasa linggisna amplipaer eh maaf orang sunda heheh amplifier. Banyak digunakan pada alat elektronik yang menggunakan gelombang elektromagnetik, seperti pre-amp, op-amp, dll. Namun kita gak membahas sejauh itu, PUSIIINNGGG. Yang dasar aja dulu, yaitu RPMSSSB. Apaan nih ? Rumah Makan Padang Sangat Sederhana Sekali Bayar? huahahahah Rangkaian Penguat Mic Sangaaaaaaaaaaaat Sederhana Sekali Banget.

Skema Rangkaian


Transistor C828A
4 buah batere 1,5volt
Mic kondensor
Earphone
kabel-kabel

Fungsi baterei 1,5v adalah untuk menyetir mikrofon agar bisa bekerja. Kalau tidak punya microfon, pake speaker kecil yang impedansinya 8ohm juga bisa. Begitu juga dengan batere 4,5v adalah untuk menyetir earphone agar bisa bersuara. Kenapa? Karena meskipun sinyal sudah dikuatkan oleh transistor, namun belum cukup untuk membunyikan sebuah earphone, apalagi speaker.

Cara kerjanya saat mic bergetar, karena ada suara, maka akan menghasilkan arus bolak balik yang lemah, arus bolak balik ini (kita sebut sinyal) akan mengalir ke basis transistor. Sinyal yang lemah ini yang masuk ke basis transistor, kan bolah balik tuh, artinya naiiikkk tuurruuun naaaiikk tuuurruun seperti gelombang sinus. Karena arus basis ini labil, maka arus dari kolektor ke emitor pun labil, kadang besar, kadang kecil. Namun masih pada frekuensi yang sama. yang berbeda adalah amplitudonya. Kenapa? Misalkan saat arus naaiikkk, tegangannya berubah dari 0v, ke 0,2 v ke 0,25v, ke 0,30 dst sampai ketika berada di puncak turun lagi. Tadi kan sudah tahu kalau tegangan dari basis kecil, maka kolektor pun akan mengalirkan arus yang kecil, kalau tegangan basis lebih besar, maka arus dari kolektornyapun akan lebih besar.
Meski begitu hasil dari rangkaian ini masih belum kuat jadinya pakai earphone
Makanya tadi saya nyuruh kamu buat ngeganti resistor basis agar tahu perbedaannya. Owww yeeeaahhh.

Beginilah kira-kira ilustrasi grafiknya :
sinyal lemah
sinyal kuat, ampliduto diperkuat tapi frekuensi tetep



=======================
Sekarang kita melangkah ke rangkaian pendeteksi arus listrik.
Sudah kita ketahui dalam arus listrik terdapat medan elektromagnet dan dalam medan elektromagnetik terdapat medan listrik. Di sekitar kita terdapat gelombang elektromagnetik, untunglah telinga manusia hanya mendengar suara dengan gelombang maksimal 20KHz. Kalau lebih, maka kita kita bisa mendengar siaran radio, TV, mendengar percakapan telepon dan lainnya. Enak banget gak? Ya enggak lah yang ada berisik, coba hitung berapa jumlah stasiun radio yang ada di dunia? belum lagi radio komunikasi bandara, radio polisi, stasiun tv, belum lagi siaran dari luar negeri yang berbahasa aseng iseng asing. wuuiiihhh.
Untung juga kita hanya bisa mendengar suara minimal 20Hz. Kalo enggak, suara tetangga yang ngomongin kamu bisa kedengaran, suara daun jatuh, suara angin, suara perut saat metabolisme dan suara yang tidak bisa didengar manusia lainnya saat ini. 
Apa hubungannya dengan transistor? Kali ini kita akan membuat rangkaian pendeteksi gelombang elektromagnetik frekuensi rendah. Kalo frekuensi tinggi mah bikin radio aja sekalian xixixxi. Gelombang radio frekuensi rendah ini kita sebut aja radiasi, sangat banyak juga di sekitar kita. Karena di pancarkan oleh kabel listrik PLN dan juga alat elektronik. Frekuensi listrik PLN adalah 50Hz.
Skema Rangkaian Detektor Radiasi Listrik
Skema ini sudah terkenal di dunia elektro, bahkan beberapa pihak mengklaim ini adalah rangkaian pendeteksi hantu. heheheheh. Rangkaiannya sendiri sangat sederhana dengan memanfaatkan transistor sebagai penguat dan di rangkai sedemikian rupa, maka penguatannya bisa sampai berjuta-juta kali.
Maksudnya, arus yang cuma sekian nano bisa menjadi sekian miliampre.

Rangkaian  Million Gain
Gain di sini bukan arti dari “no pain no gain” namun dalam elektronika, terutama transistor, gain adalah kelipatan. Jadi 8 million gain artinya 8 juta kali lipat. Apa yang berlipat? Yaitu arus. Sebenarnya dalam transistor ada bahasa yang lebih spesifik lagi untuk istilah gain, yaitu hFE dan β. Istilah hFE digunakan pada saat arus yang masuk ke basis adalah arus rata. Sedangkan β digunakan pada arus naik turun.
6-8 Million gain
Jika hfe setiap transistor adalah 200,
Hfe = 200, jika ada 3 transistor berarti
200 pangkat 3 = 200 x 200 x 200 = 8.000.000

Rangkaian di atas, memiliki penguatan 8 juta kali, artinya setiap transistor mempunyai betta sebanyak 200. Bagaimana caranya?
Flat logam berfungsi sebagai antena/penala untuk beresonansi dengan sinyal yang ada di sekitar. Lalu sinyal ini masuk ke basis, karena basis punya arus maka kolektor akan mengalirkan arusnya, lalu kedua arus basis dan kolektor ini akan keluar dari emitor.

Misalnya arus dari antena adalah 10nA, maka arus emitor adalah sekitar 2mikroA (lihat rumus Ie, Ib, Ic, hFE)
Arus emitor pada TR1 ini sama dengan arus basis pada TR2, maka arus emitor yang keluar dari TR2 adalah
sekitar 400mikroA.
dan arus yang tersedia pada kolektor TR3 sekitar 80miliAmpere.
Loh kok LED gak putus? Karena kolektor terdapat beban dan tahanan (lampu dan resistor) yang sengaja untuk membatasi arus sekitar 30mA.

Lalu bagaimana cara menghitung nilai setiap resistor jika ingin menggunakan transistor lain yang memiliki hfe berbeda?nah untuk ini saya simpan dulu, untuk postingan selainjutnya..


Artikel ini telah diperbaharui setelah sebelumnya disubmit, eh ternyata pas pertama itu, kuota kehabisan, makanya artikelnya tidak lengkap.
Lalu sekarang artikel ini juga belum lengkap, karena tidak ada foto percobaan saya. Karena hp yang digunakan untuk memfoto telah rusak total. Sekarang saya tidak punya hp dan menggunakan kartu saya pada modem, makanya sering tidak aktif.

Promo : Jika ingin membeli transistor D965, Dioda dan kapasitor, untuk membuat rangkaian tegangan tinggi bisa di lihat di https://www.tokopedia.com/srfc23



PERHATIAN

Sudah lebih dari satu tahun saya tidak mempunyai HP atau HH. Meskipun saya mempunyai modem dan kartu yang masih aktif, tapi saya tidak punya pulsa dan jarang mengisi kuota untuk membalas pesan, telepon ataupun komentar Anda. Jadi mulai hari ini sampai waktu yang tidak ditetapkan, segala bentuk komunikasi kepada saya hanya melalui email saja. Jika Anda ingin menghubungi saya karena keadaan darurat (misalnya minta bantuan FB kena hack), silahkan baca dan pahami link ini, jika Anda menginginkan respon dari saya.

Mohon maaf apabila ada pesan, komentar, dan permintaan teman di facebook yang belum/tidak terbalas. Harap maklum.


Terima kasih
Dadan Purnama


2 komentar:

  1. terimakasih untuk informasinya bg.
    apa kelebihan joule thief dibanding trafo yang bisa menaikkan tegangan, jika persamaan keduanya untuk menaikkan tegangan.?

    BalasHapus
    Balasan
    1. JT tidak bisa dibandingin dengan trafo. Kalau trafo ferit dengan trafo besi baru bisa dibandingin.

      namun jika harus, JT bisa digunakan pada batere 1,5v bekas untuk menyalakan beberapa LED, selebihnya JT tidak lebih baik dari trafo

      Membuat JT

      JT : menyalakan neon dengan 3 volt

      JT : update rangkaian JT untuk menyalakan neon

      Hapus

Silakan tinggalkan komentar, kritik, saran, spam atau apa saja yang penting sopan dan tidak SARA ya....

Jika ada pertanyaan atau request yang penting, bisa hubungi Admin di How to Contact

Terima kasih,
Dadan Purnama