DESIGN OPERATIONS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DESIGN OPERATIONS

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

    2.1 Alat

    2.2 Bahan

3. Prinsip Kerja

4. Percobaan

    4.1 Prosedur Percobaan

    4.2 Bentuk Rangkaian

    4.3 Dasar Teori

    4.4 Video 

    4.5 Link download

1. Tujuan 

1. Mengetahui definisi Design Operations
2. Mengetahui komponen pada Design Operations
3. Dapat mensimulasikan rangkaian Design Operations.

2. Alat dan Bahan 

    2.1 Alat

a) Function Generator

                                             

Function Generator atau Generator Fungsi adalah alat uji elektronik yang dapat membangkitkan berbagai bentuk gelombang. Bentuk Gelombang yang dapat dihasilkan oleh Function Generator diantaranya seperti bentuk gelombang Sinus, gelombang Kotak, gelombang gigi gergaji, gelombang segitiga dan gelombang pulsa.

 b) Osiloskop

                                         

Osiloskop adalah alat ukur Elektronik yang dapat memetakan atau memproyeksikan sinyal listrik dan frekuensi menjadi gambar grafik agar dapat dibaca dan mudah dipelajari. Dengan menggunakan Osiloskop, kita dapat mengamati dan menganalisa bentuk gelombang dari sinyal listrik atau frekuensi dalam suatu rangkaian Elektronika. 

      

     2.2 Bahan

a) Ground

Ground ialah suatu sistem pertahanan yang terpasang pada instalasi listrik yang berfungsi untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari sembaran petir ke bumi.

b) Resistor

                                            

Resistor merupakan salah satu komponen yang paling sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika. Hampir setiap peralatan Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. 

c) Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

d) Kapasitor

                                      

 Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.

f) Baterai

                                            

Baterai adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. 

3. Prinsip Kerja

Design Operation (Operasi perancangan) adalah suatu operasi yang berfungsi untuk menentukan nilai arus dan/ atau tegangan dengan komponen yang diperlukan untuk menetapkan level yang telah ditentukan. Pada tahapan ini diperlukan pemahaman yang jelas mengenai karakteristik perangkat, persamaan dasar mengenai jaringan, dan pemahaman yang kokoh tentang hukum dasar analisis rangkaian, seperti hukum Ohm, hukum Tegangan Kirchoff, dan lain-lain.

Urutan desain secara jelas sensitif terhadap komponen yang sudah ada ditentukan dan unsur-unsur yang akan ditentukan. Jika transistor dan persediaan ditentukan, proses perancangan hanya akan menentukan resistor yang dibutuhkan untuk yang tertentu desain. Setelah nilai teoritis resistor ditentukan, nilai komersial standar terdekat biasanya dipilih dan variasi karena tidak menggunakan nilai resistansi yang tepat diterima sebagai bagian dari desain. Ini tentu pendekatan yang valid mengingat toleransi yang biasanya terkait dengan elemen resistif dan parameter transistor.

Jika nilai resistif ditentukan, salah satu persamaan paling kuat hanyalah hukum Ohm dalam bentuk berikut: 

Contoh soal:

1. Desain Sirkuit Bias dengan Resistor Umpan Balik Emitter 

2. Desain Sirkuit Penguatan Stabil Arus (Beta Bebas/Tidak Bergantung)  

Example :

1.        Tentukan RC, RE, dan RB?

Solusi:

                Jawaban:

2.  Rangkaian emitter feedback bias dengan  resistor yang ditambahkan ke rangkaian bias basis...

Solusi:

Jika resistor emitor ditambahkan ke rangkaian bias basis, hasilnya adalah bias umpan balik emitor, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. Idenya adalah untuk membantu membuat bias basis lebih dapat diprediksi dengan umpan balik negatif, yang meniadakan setiap upaya perubahan arus kolektor dengan perubahan berlawanan dalam tegangan basis. Jika arus kolektor mencoba naik, maka tegangan emitor meningkat sehingga menyebabkan kenaikan tegangan basis karena VB = VE + VBE.

 Peningkatan tegangan basis ini mengurangi tegangan pada RB, sehingga mengurangi arus basis dan menjaga agar arus kolektor tidak meningkat. Tindakan serupa terjadi jika arus kolektor mencoba menurun. Meskipun ini lebih baik untuk rangkaian linier daripada bias basis, ini masih bergantung pada βDC dan tidak dapat diprediksi seperti bias pembagi tegangan. Untuk menghitung IE, Anda dapat menulis hukum tegangan Kirchhoff (KVL) di sekitar rangkaian dasar

Problem  :

1.       Mengingat bahwa ICQ – 2 mA dan VCEQ – 10 V, tentukan R1 dan RC untuk jaringan

Apabila I_CQ = 2 mA dan V_CEQ = 10 V, tentukan R₁ dan R_C pada rangkaian dibawah ini

Jawab:

dan

dengan

Nilai komersial standar terdekat dengan R₁ adalah 82 dan 91 kΩ. Bagaimanapun, gunakan kombinasi seri nilai standar 82 kΩ dan 4,7 kΩ sehingga didapatkan 86,7 kΩ akan menghasilkan nilai yang sangat dekat dengan tingkat desain.

2. Tentukan nilai resistor untuk jaringan dari gambar dibawah untuk operasi yang ditunjukkan titik dan tegangan suplai.

Solusi:

Multiple Choice :

1. 

Berapakah nilai RC?

A.      2,3

B.      2,8

C.      2,5

D.      2,6

E.       2,7

Jawaban : C

2. 

              Persamaan di atas merupakan hukum....

A.      Hukum I Kirchoff

B.      Hukum fluida

C.      Hukum Coulomb

D.      Hukum Ohm

E.    Hukum II Kirchoff

4. Percobaan

     4.1 Prosedur Percobaan

a. Buka aplikasi Proteus.

b. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat rangkaian.

c. Disarankan agar membaca datasheet tiap komponen terlebih dahulu.

d. Pasang resistor, dioda dan osiloskop seperti beberapa rangkaian dibawah.

e. Atur vsine dan nilai resistor.

f. Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup (terbaca gelombang tegangan diode dan resistor pada osiloskop) maka rangkaian bisa digunakan.

    4.2 Bentuk Rangkaian

Rangkaian 4.48

 

Rangkaian 4.50 

Rangkaian 4.51

 4.3 Dasar Teori

        Rangkaian pertama yang disimulasikan menggunakan AC input berupa function generator dan AC output berupa osiloskop. Komponen-komponen lainnya adalah resistor, power, kapasitor, transistor, ground. Arus mengalir dari  function generator lalu melewati kapasitor, resistor, dan tranasistor. Channel A pada osiloskop dihubungkan ke input dan channel B ke output, ketika osiloskop dijalankan maka akan terbentuk gelombang input dan output. Rangkaian kedua yang disimulasikan adalah Design of a Current-Gain-Stabilized (Beta-Independent) Circuit. Prinsip kerjanya hampir sama dengan rangkaian pertama. Komponen  yang dibutuhkan adalah baterai, osiloskop, transistor NPN, resistor, ground, dan kapasitor. AC input digunakan function generator dan AC output digunakan osiloskop. Sinyal mengalir dari AC input yaitu function generator lalu melewati kapasitor, resistor, dan transistor. Channel A pada osiloskop dihubungkan ke input, dan channel B pada osiloskop dihubungkan ke output. Karena design operation mengutamakan mencari nilai yang belum diketahui, maka simulasi rangkaian ini hanya memperlihatkan bentuk sinyalnya. 

    4.4 Video

Video Simulasi Rangkaian 4.48

Video Simulasi Rangkaian 4.50

Video Simulasi Rangkaian 4.51 

4.5 Link Download 

a. Download Materi klik disini

b. Download Video

download video simulasi rangkaian 4.48 klik disini

download video simulasi rangkaian 4.50 klik disini

download video simulasi rangkaian 4.51 klik disini 

c. Download Proteus

download simulasi rangkaian 4.48, 4.50 dan 4.51 klik disini  

d. Download Datasheet Transistor NPN klik disini

e. Download Datasheet Osiloskop klik disini

 f. Download Datasheet Resistor klik disini