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 earphoneMakanya 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.
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 |
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
terimakasih untuk informasinya bg.
BalasHapusapa kelebihan joule thief dibanding trafo yang bisa menaikkan tegangan, jika persamaan keduanya untuk menaikkan tegangan.?
JT tidak bisa dibandingin dengan trafo. Kalau trafo ferit dengan trafo besi baru bisa dibandingin.
Hapusnamun 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
Mas, bagaimana cara menghitung tahanan kolektor?. Kok itu bisa 1M dan 100K?. Tolong balas ya... Ditunggu ya.. Ini tak centang "Beri tahu saya"
BalasHapus1. pakai ohmmeter / avometer
Hapus2. tertulis pada tubuhnya
contoh ditubuhnya tertulis
a. 24 artinya 24 ohm
b. .33 artinya 0,33 ohm
c. 333 artinya 33x10^3 = 33.000 ohm = 33kiloohm
d. 336 artinya 33x10^6 = 33.000.000 = 33Megaohm
resistor ini biasanya jenis SMD
3. kode warna
resistor yg dijual dipasaran biasanya berbentuk tabung dengan gelang-gelang cat warna sebanyak 4 gelang. kadang ada 5-6 gelang warna,
Hitam Coklat Merah Orange Kuning Hijau Biru Ungu Abu-abu Putih Emas Perak
cara menghitungnya? aduh panjang, singkat aja
Emas dan perak sebagai efisiensi nilai, selalu diletakkan di akhir
hitam bernilai 0, coklat bernilai 1, dsb
misal resistor : kuning ungu orange emas
gelang 1 kuning = 4
gelang 2 ungu = 7
gelang 3 orange = 10 pangkat 3
gelang 4 emas = 5%
berarti nilai resistornya 47 x 1000 ohm = 47k toleransi 5%
contoh lain : coklat hitam hitam emas
gelang 1 coklat = 1
gelang 2 hitam = 0
gelang 3 hitam = 10 pangkat 0
gelang 4 emas = 5%
berarti nilai resistornya 10 x 1 = 10 ohm, dengan toleransi 5%. kalo mau mau diitung : 5% dari 10 adalah 0,5. jad resistor ini nilainya antara 9,5 ohmm sampai 10,5 ohm.
misal resistor coklat hitam kuning emas, = 100kiloohm 5% dites pakai ohmmeter nilainya cuma 98k, itu masih wajar karena batas bawahnya 95k terhitung dari 5% dari 100k
contoh lain emas hitam orange orange, berarti mas megang resistornya kebalik > orange orange hitam emas = 33 ohm 5%
aduh padahal ini dah singkat tp panjang baru resistor 4 gelang ....
4. cara paling mudah, di android ada namanya resistor kalkulator, cek aja play storenya
ada yang versi J2ME buat hp jadul
mas mau tanya,, cara menghitung hambatan maksimal ke kaki basis gimana? ane pakek transistor NPN? tolong dijawab yh mas,, mksih...
BalasHapusItu katanya arus minimal buat saturasi 10mA, tapi kenyataannya hasil cakarannya menunjukkan Ib = 230nA. Apakah itu saturasi jika demikian? Tolong segera di respon
BalasHapusIt kan min 0,8v 10ma...
HapusSdangkan yg d bhs kn it 6v...
1.kalo source (trafo 1 ampere) bisa dikuatkan gan jadi outputnya 1000 ampere. mantab nih kalo bisa.
BalasHapus2.misal flyback tv bisa di drive tegangan kecil saja bisa muncrat2 outputnya sampek taspen belum nyentuh aja menyala, ato raket nyamuk, ato stun gun. itu apakah arus nya juga ikut naik ? kalo tidak kenapa bisa berbahaya sekali kalo tersentuh. contoh stun gun saja coba aja jepretin ke tubuh. hihi... nah jadi inti nya saya pusing mau tanya apa kalo ada judul penguat arus, jadi penasaran. sory gan saya lg stres
1. secara teori bisa, asalkan arus dan tegangan yang keluar dari trafo 1000volt 1ampere. PLN juga konsepnya gini, tegangan dari PLTU/A/G/N digandakan tapi arus dikecilkan, sebelum dialirkan ke rumah2, di rumah2 arusnya dibesarkan tegangannya dikecilkan
Hapus2. justru flayback tv, stungun, raket nyamuk itu, tegangan digandakan dan arus dikecilkan
Bisa baca Hubungan tegangan, arus, daya
untuk tespen yang nyala sebelum disentuh itu karena elektron yang "kabur", bahasa kerennya electron wind, silahkan cari keyword "DIY electron wind"
malah ada yang menjadikannya sebagai mata pencaharian, pernah dengar sepatu sulap? orang nyentuh lampu neon langsung nyala?
konsepnya ada di sini experimen dengan raket nyamuk : electron wind, air ionizer
sampe sekarang sepertinya hanya berlaku penguatan arus tidak bisa lebih dari arus sumber nya. misalkan bisa pastilah gak pasang listrik. cukup batre jam dikuatkan buat nyalain tv,kulkas,sanyo yg butuh arus besar.
BalasHapuskalo tegangan bisa dikuatkan. dari 1v menjadi 100v bahkan lebih, menggunakan seperti joultief ato semacamnya, ato seperti gambar di atas. tapi is ok lah. thanks
koreksi : bukan "tidak bisa lebih dari arus> sumbernya" tapi dari "tidak bisa lebih daridaya sumbernya".
Hapusarus bisa dikuatkan/dibesarkan? bisa. namun ada yang harus dikorbankan, yaitu tegangan.
iya benar seperti yang saya tulis pada artikel "Hubungan tegangan, arus, daya" saat ini hukum kekekalan energi masih berlaku. Jumlah daya sumber = jumlah daya yang dipakai
Batu baterai, daya = 1,5v x 1 ampere = 1 watt,
apakah bisa tegangan dari batu batere jadi 220v? bisa, namun ada yang harus dikorbankan yaitu arusnya sangaat kecil yaitu 1 watt / 220v = 0,005 ampere
contohnya pada joule thief high voltage
Sekarang batu batere yang sudah diubah jadi 220v dengan joule thief, bisa gak menyalakan tv, kulkas?
tidak, soalnya sumber daya (batu batere) adalah 1 watt sedangkan tv memerlukan 50watt
====
koreksi lagi: :"kalau tegangan bisa dikuatkan" ==> tegangan memang bisa dikuatkan / dinaikkan. Jadi 1v menjadi 100v adalah hal yang bisa terjadi apalagi dengan joule thief.
Berikut adalah contoh tegangan yang dikuatkan:
Stungun, raket nyamuk dan taser dari batere 3-6v menjadi 50ribu volt lebih
UPS, inverter dari batere/accu 12-24v menjadi 220volt
Jadi bisa gak batere 1v menggunakan joule thief / rangkaian semacamnya, digunakan untuk menyalakan tv, kulkas dll? Bisa dengan syarat batere tersebut bisa mengalirkan arus minimal 220ampere. WOW dengan arus 100 ampere aja kebel tembaga udah meleleh. lagipula adakah batere yang menyimpan 220ampere?
Okei andaikan ada batere 1v 500ampere, ada komponen elektronik dan konduktor yang sanggup mengalirkan arus besar, masalahnya berapa lama batere ini sanggup menyalakan TV? Nah itu ada hubugannya dengan energi, jadi silahkan baca lagi artikel "hubungan daya arus tegangan" diatas.
============
sampe sekarang sepertinya hanya berlaku penguatan arus (atau tegangan) tapi tidak bisa lebih dari daya sumber nya. kalau misalkan bisa; pastilah gak perlu pasang listrik (PLN). cukup batre jam dikuatkan buat nyalain tv,kulkas,sanyo yg butuh daya besar. Ya... meskipun nanti bisa, kagak bakalan praktis, apalagi ekonomis. HP saja yang butuh daya kecil masih harus di-charge 1x sehari (pake listrik PLN) apalagi TV, Kulkas, Strika dll
kalo saja tegangan bisa dikuatkan. dari 1v menjadi 100v bahkan lebih, menggunakan seperti joule thief ato semacamnya, tanpa memperkecil arus...
Kesimpulannya apapun bisa, selama tidak bertentangan dengan hukum alam dan hanya hukum alam lain yang bisa menentang hukum alam.
bang mau tanya, kan saya mau manfaatin micro hydro generator, keluarannya 12 V 12 mA, misal biar arusnya jadi 2 A bisa nggak mas, kalo bisa, caranya bagaimana ya.....
BalasHapusLihat rumus trafo. Diameter kawat email berpengaruh terhadap amp dan jumlah lilitan & putaran berpengaruh volt. Jadi tukar kawat email ke diameter yg lebih besar.
Hapusmas, saya punya trafo ct 12v - 1A. kalau mau naik jadi 5A, gimana cara saya nentukan diameter email dan jumlah lilitan???
BalasHapusmisal lilitan awal 50, diameter email 0.5mm saya ganti jadi 35 lilitan diameter 1mm. apakah perubahan email dan jumlah lilitan mempengaruhi output tegangannya???
tolong dibalas mas...saya ingin belajar
Assalamu'alikum wr.wb
BalasHapusMaaf mengganggu pak.. mau tanya
Sya punya cas laptop output 19.5V/2A apakah bisa menambah amper kira2 samp 8 ato 10A ..kalau emng bisa apa yg harus saya lakukan pak..?
trimaksh bnyak ya pak
Wassalamu'alaikum wr wb
waalaikumsalam
Hapussecara teori bisa, tapi hal ini akan berakibat ke tegangan menjadi kecil
Daya input = 19,5v x 2A = 39watt
Tegangan output = 39watt / 10A = 3,9V
Caranya silahkan googling dengan keyword : current booster circuit