Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran yang mencakup hal-hal penting yang telah didapat pada bab awal hingga akhir yang menjadi inti pokok persoalan sekaligus penutup dari laporan tugas akhir.
4
LANDASAN TEORI
Bagian-bagian atau komponen yang digunakan pada rangkaian alat ukur kapasitansi dan induktansi meter adalah sebagai berikut :
2.1 Kapasitor
Secara prinsip sebuah kapasitor terdiri dari dua keping konduktor yang ruang diantaranya diisi oleh dielektrik (penyekat), misal udara atau kertas. Kedua konduktor diberi muatan sama besar tetapi jenisnya berlawanan yang satu bermuatan (+), lainnya bermuatan (-).
Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik dinyatakan oleh besaran kapasitas (atau kapasitansi). Satuan SI dari kapasitas adalah Farad (F).
Kapasitor dirancang untuk menyediakan kapasitansi pada rangkaian listrik untuk menyimpan energi dalam medan listrik antara dua konduktor yang dipisahkan oleh media dielektrik.
Kapasitansi didefinisikan sebagai sifat dari suatu rangkaian untuk melawan setiap perubahan tegangan (Robert L. Shrader, 1991:101)
2.1.1 Jenis kapasitor
Jenis-jenis kapasitor secara garis besar dibedakan menjadi 3 macam antara lain : 1) Kapasitor kertas
Kapasitor kertas terdiri dari dua lembar kertas timah panjang yang berfungsi sebagai keping-keping konduktor.
Kapasitor jenis ini mempunyai kapasitas sebesar 0,1 ȝF.
2) Kapasitor elektrolit
Kapasitor elektrolit terdiri dari dua lembar kertas aluminium oksida yang diproses secara kimia sebagai bahan penyekat. Kapasitor jenis ini mempunyai kapasitas paling tinggi sampai dengan 100.000 pF.
Gambar 2.2 Simbol Kapasitor Elektrolit
3) Kapasitor variabel
Kapasitor variabel digunakan untuk memilih frekuensi gelombang pada radio penerima. Nilai maksimum kapasitasnya sampai dengan 0,00005 μF (500pF).
Gambar 2.3 Simbol Kapasitas Variabel
Jenis kapasitor berdasarkan kebocoran dielektrik, kapasitansi yang tetap dan berubah, tegangan kerja, nilai kapasitansi dan frekuensinya dibagi menjadi :
1) Dielektrik hampa
Jenis kapasitor ini tidak terdapat kebocoran, dibuat untuk kapasitor tetap atau variabel, digunakan pada tegangan 5000 Volt sampai 50.000 Volt, besar kapasitansinya antara 5 sampai 250 pF dan frekuensi kerja diatas 1000 MHz.
2) Dielektrik udara
Terjadi kebocoran kecil kecuali yang melalui osilasi, biasanya dibuat untuk kapasitor jenis tetap, variabel dan dapat diatur.
3) Dielektrik mika
Terjadi kebocoran kecil kecuali yang melalui bahan yang menutupi pelat dan dielektrik. Dibuat untuk kapasitor jenis tetap dan dapat diatur. Tegangan kerja dari 350 sampai beberapa ribu volt. Besaran kapasitansi dari 1,5 pF sampai 0,1 μF.
4) Dielektrik keramik
Kebocoran kecil, dibuat untuk kapasitor jenis datar, bulat, atau berbentuk tabung dan jenis yang dapat diatur. Besarnya kapasitansi dari 1,5 pF sampai dengan 0,01 μF untuk jenis tetap dan sampai 100pF untuk jenis yang dapat diatur. Tegangan kerja sekitar 500 Volt dan frekuensi kerja lebih dari 300 MHz.
5) Dielektrik kertas
Biasa digunakankertas yang dilumuri minyak, lilin, PCB dan ester. Besar kapasitansi 10 pF sampai 10μF untuk jenis tetap. Digunakan pada tegangan 150 volt sampai beberapa ribu volt. Frekuensi sampai dengan 1 atau 2 MHz.
6) Dielektrik plastik
Besar kapasitansi sampai dengan 2 μF dan tegangan kerja dari 200 sampai dengan 600 volt.
7) Elektrolit
Bocor sebagian, hanya dibuat untuk kapasitor jenis tetap, mempunyai rentang dari beberapa μF sampai dengan 50.000 μF atau lebih. Tegangan kerja dari 6 sampai dengan 750 V
2.1.2 Kapasitansi kapasitor
Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron.
Kapasitansi kapasitor dapat dirumuskan sebagai berikut :
Q C
V
= (2.1)
Dimana,
Q = Muatan dalam Coulomb C = Kapasitansi dalam Farad V = Tegangan dalam Volt
Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal dan konstanta bahan dielektrik (k) dapat ditulis dengan rumus sebagai berikut:
(
12)
( )
8,85 10 . /
C= x − k A t (2.2)
Tabel 2.1 Contoh Konstanta dari beberapa bahan dielektrik
Udara Vakum k = 1 Aluminium Oksida k = 8 Keramik k = 100 – 1000 Gelas k = 8 Polyethylne k = 3 2.2 Induktor
Induktor adalah alat elektris yang dirancang untuk menyediakan induktansi dalam suatu rangkaian.suatu bentuk sederhana dari induktor yaitu lilitan kawat.
Induktansi merupakan sifat dari suatu rangkaian untuk melawan setiap perubahan arus, dan merupakan tempat penyimpanan dalam bentuk suatu medan elektromagnetik (Robert L. Shrader, 1991:78).
2.2.1 Induktansi Diri
Induktor (disebut juga induktansi) dibentuk oleh dua penghantar yang terpisah oleh ruangan bebas, dan tersusun sedemikian hingga fluks magnetik dari yang satu terkait dengan yang lain.
Fungsi utama dari induktor didalam suatu rangkaian adalah untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya.Aplikasinya pada rangkaian dc salah satunya adalah untuk menghasilkan tegangan dc yang konstan terhadap fluktuasi beban arus. Pada aplikasi rangkaian ac salah satu gunanya adalah bisa untuk meredam perubahan fluktuasi arus yang tidak diinginkan.
2.2.2 Induktansi bersama
Induktansi bersama adalah nilai induktansi diakibatkan adanya dua induktor yang saling berdekatan sehinnga mempengaruhi satu dengan yang lain.
Perubahan arus pada suatu kumparan yang bisa menimbulkan perubahan fluksi pada kumparan lainnya sehingga terjadi ggl, maka kedua kumparan tersebut mempunyai induktansi bersama.
Dua buah rangkaian dikatakan mempunyai induktansi bersama sebesar 1 H bila arus yang mengalir pada salah satu rangkaian tersebut mempunyai perubahan rata-rata sebesar satu ampere tiap detik yang membangkitkan GGL sebesar satu Volt pada rangkaian yang lainnya.
2.2.3 Induktansi Seri
Dua buah kumparan yang masing-masing mempunyai induktansi sendiri L1 dan L2, serta induktansi bersama M yang dihubungkan seri, maka induktansi total dari kedua kumparan tersebut adalah :
Lt = L1 + L2 + 2M, bila GGL dalam arah yang sama. (2.3) Lt = L1 + L2 - 2M, bila GGL dalam arah yang berlainan. (2.4) Dimana,
Lt = Induktansi total dalam H L1, L2 = Induktansi yang terpisah H M = Induktansi bersama dalam H
2.3 Regulator Tegangan Tetap (IC 78XX)
Catu daya merupakan sesuatu yang sangat penting untuk semua rangkaian elektronika. Dewasa ini semua sistem elektronika sudah beroperasi dengan catu daya yang stabil. Untuk mendapatkan tegangan yang benar-benar stabil dari suatu penyearah yang telah difilter dengan kapasitor dapat digunakan rangkaian tegangan tetap. Regulator tegangan tetap ini terbagi atas 2 bagian rangkaian yaitu:
1. Regulator Positif (IC 78XX) 2. Regulator Negatif (IC 79XX)
Regulator ini dimaksudkan untuk memberikan kemampuan catu yang mantap dengan komponen extern seminim mungkin. Ragulator ini bekerja berdasarkan asas-asas, seperti pembatasan arus lipat balik, penghambat panas, dan pembatas daerah aman yang mencegah tingkat keluaran bergerak keluar dari disipasi daya aman.
Gambar 2.4 Regulator 78XX
Tabel 2.2 Karakteristik IC 78XX
Iout (Amper) V in (Volt)
Type 78XX
Vout
(Volt) Min Max Min Max
05 5 0.5 1 7.5 20 06 6 0.5 1 8.6 21 08 8 0.5 1 10.6 23 10 10 0.5 1 12.7 25 12 12 0.5 1 14.8 27 15 15 0.5 1 14.8 27 18 18 0.5 1 21 33 24 24 0.5 1 27.5 36
Bila menggunakan regulator tegangan IC 78XX ada beberapa hal tentang kontruksi yang perlu diperhatikan:
1. Semua konduktor yang mengalirkan arus-arus besar harus diusahakan setebal dan sependek mungkin.
2. Semua sambungan umum harus dihubungkan dengan kondensator. 3. Kondensator-kondensator kopling masukan dan keluaran harus
dipasang sedekat mungkin dengan masukan dan pena keluaran IC. 4. Harus diadakan pendinginan yang memadai.
2.4 Komparator Tegangan (IC LM311)
Komparator adalah sebuah rangkaian penguat yang memiliki dua buah input. Tegangan output yang dihasilkannya sebanding dengan selisih antara dua tegangan inputnya. Gain komparator kurang – lebih adalah sebesar 200.000, sehingga selisih input sebesar hanya 100 µV pun sudah cukup untuk menurunkan output mendekati 0 V atau mendekatkannya hingga mencapai tegangan catu.
Pada komparator tipe LM311N terdapat 23 buah transistor, 2 dioda, dan 19 resistor. Komponen – komponen ini, beserta seluruh sambungannya, dibuat di atas sebuah chip silikon yang berukuran sangat kecil. Chip ini ditempatkan didalam sebuah kemasan 8-pin.
(a) Pin (b) Bentuk Fisik Gambar 2.5 IC LM311N
Gambar di atas memperlihatkan sebuah kemasan IC 8-pin. Pin 1 dapat diidentifikasikan dengan merujuk pada sebuah ’lingkaran’ kecil di badan IC
(gambar 2.5 b). Pin – pin lainnya diberi nomor sebagaimana diperlihatkan dalam gambar.
Dua buah input ke rangkaian penguat adalah iput non–pembalik (+) dan input pembalik (-). Output yang dihasilkan akan bernilai positif apabila input (+) lebih besar dari input (-). Output akan mendekati 0 V apabila input (+) lebih kecil dari input (-).
Piranti ini membutuhkan sebuah catu daya mode–ganda (dapat imemberikan tegangan positif dan negatif). Pin 1 dihubungkan ke V. Pn 8 dihubungkan ke jalur positif catu daya. Pin 4 disambungkan ke jalur negatif catu daya. Pasokan tegangan positif dan tegangan negatif, keduanya harus sama besar namun berlawanan polaritasnya.
2.5 Mikrokontroler AVR Seri ATMega8 2.5.1 Sekilas tentang AVR
Ada beberapa definisi AVR, yaitu AVR : Alf and Vegard RISC atau AVR : Advanced Virtual RISC atau RISC: Reduced Instruction Set Computer
Arsitektur mikrokontroler jenis AVR pertamakali dikembangkan pada tahun 1996 oleh dua orang mahasiswa Norwegian Institute of Technology yaitu Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan.
Mikrokontroler AVR kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh Atmel. Seri pertama AVR yang dikeluarkan adalah mikrokontroler 8 bit AT90S8515, dengan konfigurasi pin yang sama dengan mikrokontroler 8051, termasuk address dan data bus yang termultipleksi.
Mikrokontroler AVR menggunakan teknologi RISC dimana set instruksinya dikurangi dari segi ukurannya dan kompleksitas mode pengalamatannya. Pada awal era industri komputer, bahasa pemrograman masih menggunakan kode mesin dan bahasa assembly. Untuk mempermudah dalam pemrograman para desainer komputer kemudian mengembangkan bahasa pemrograman tingkat tinggi yang mudah dipahami manusia. Namun akibatnya, instruksi yang ada menjadi semakin komplek dan membutuhkan lebih banyak memori. Dan tentu saja siklus eksekusi instruksinya menjadi semakin lama.
Dalam AVR dengan arsitektur RISC 8 bit, semua instruksi berukuran 16 bit dan sebagian besar dieksekusi dalam 1 siklus clock. Berbeda dengan mikrokontroler MCS-51 yang instruksinya bervariasi antara 8 bit sampai 32 bit dan dieksekusi selama 1 sampai 4 siklus mesin, dimana 1 siklus mesin membutuhkan 12 periode clock.
Dalam perkembangannya, AVR dibagi menjadi beberapa varian yaitu AT90Sxx, ATMega, AT86RFxx dan ATTiny. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing varian adalah kapasitas memori dan beberapa fitur tambahan saja.
2.5.2 Karakteristik Mikrokontroler ATMega 2.5.2.1 Fitur ATMega8
Fitur yang tersedia adalah :
• Frekuensi clock maksimum 16 MHz • Jalur program I/O 23 buah
• Analog to Digital Converter 10 bit sebanyak 6 jalur • Timer/Counter sebanyak 3 buah
• CPU 8 bit yang terdiri dari 32 register • Watchdog Timer dengan osilator internal • SRAM sebesar 1 kbyte
• Memori Flash sebesar 8 Kbyte dengan kemampuan read while write • Interrupt internal maupun eksternal
• Port komunikasi SPI
• EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi • Analog Comparator
2.5.2.2 Konfigurasi Pin ATMega8
Gambar 2.6 Konfigurasi Pin ATMega8
2.5.2.3 Peta Memory ATMega8
ATMega8 memiliki dua jenis memori yaitu Data Memory dan Program Memory ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpan data.
• Program Memory
ATMega8 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertamakali diaktifkan. Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalankan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader.
Besarnya memori Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman.
Gambar 2.7 Peta Program Memory
• Data Memory
Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMega8. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O Memory sementara 512 lokasi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register File terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register.
Gambar 2.8 Peta Data Memory
• EEPROM Data Memory
ATMega8 memiliki EEPROM sebesar 512 byte untuk menyimpan data. Lokasinya terpisah dengan system address register, data register dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM.
2.5.3 Status Register (SREG)
Status Register adalah register yang memberikan informasi yang dihasilkan dari eksekusi instuksi aritmatika. Informasi ini berguna untuk mencari alternatif alur program sesuai dengan kondisi yang dihadapi.
Bit 7 – I: Global Interrupt Enable
Jika bit Global Interrupt Enable diset, maka fasilitas interupsi dapat dijalankan. Bit ini akan clear ketika ada interrupt yang dipicu dari hardware, setelah program interrupt dieksekusi, maka bit ini harus di set kembali dengan instruksi SEI. Bit 6 – T: Bit Copy Storage
Instruksi bit copy BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit.
Bit 5 – H: Half Carry Flag Bit 4 – S: Sign Bit
Bit S merupakan hasil exlusive or dari Negative Flag N dan Two’s Complement Overflow Flag V.
Bit 3 – V: Two’s Complement Overflow Flag Digunakan dalam operasi aritmatika
Bit 2 – N : Negative Flag
Jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan negatif, maka bit ini akan set. Bit 1 – Z: Zero Flag
Jika operasi aritmatika menghaslkan bilangan nol, maka bit ini akan set. Bit 0 – C: Carry Flag
2.5.4 Bahasa Assembly AVR
Bahasa yang dipakai untuk memprogram mikrokontroler AVR adalah bahasa assembly AVR atau bahasa C. Dalam tugas akhir ini semua program ditulis dalam bahasa assembly AVR.
Berikut adalah contoh sebuah program aplikasi untuk mikrokontroler AVR :
Sebuah program harus terdiri dari dua bagian, yaitu inisialisasi program dan program utama. Inisialisasi program harus disertakan agar program utama dapat berjalan. Berikut adalah urutan langkah inisialisasi program :
1. Menentukan jenis mikrokontroler yang digunakan dengan cara memasukkan file definisi device (m8535def.inc) kedalam program utama.
2. Menuliskan original address program, yaitu 0x0000. Kemudian dilanjutkan dengan instruksi rjmp / relative jump ke label main. Hal ini dimaksudkan agar program memory tidak tumpang tindih dengan data memory.
3. Menentukan isi Stack Pointer dengan address terakhir RAM (RAMEND). Untuk ATMega8 yaitu 0x025F. Ini dimaksudkan agar program utama mulai ditulis setelah address terakhir RAM.
2.5.5 Operasi Port Input Output 2.5.5.1 Register I/O
Setiap port ATMega8535 terdiri dari 3 register I/O yaitu DDRx, Portx dan PINx.
• DDx (Data Direction Register)
Register DDx digunakan untuk memilih arah pin. Jika DDx = 1, maka Pxn sebagai pin output. Jika DDRx = 0, maka Pxn sebagai input.
• Portx (Port Data Register)
Register Portx digunakan untuk 2 keperluan yaitu untuk jalur output atau untuk mengaktifkan resistor pullup.
1. Portx berfungsi sebagai output jika DDRx = 1, maka : Portxn = 1 maka pin Pxn akan berlogika high. Portxn = 0 maka pin Pxn akan berlogika low.
2. Portx berfungsi untuk mengaktifkan resistor pullup jika DDRx = 0, maka :
Portxn = 1 maka pin Pxn sebagai pin input dengan resistor pull up. Portxn = 0 maka pin Pxn sebagai output tanpa resistor pull up.
Tabel 2.3 Konfigurasi Port
Catatan :
x menunjukkan nama port (A,B,C,D) n menunjukkan nomor bit (0,1,2,3,4,5,6,7)
• PINx (Port Input Pin Address) Digunakan sebagai register input.
2.5.5.2 Operasi Register I/O
in : membaca data I/O port ke dalam register contoh : in r16,PinA
out : menulis data register ke I/O port contoh : out PortA,r16
ldi : (load immediate) : menulis konstanta ke register sebelum konstanta tersebut dikeluarkan ke I/O port
contoh : ldi r16,0xff
sbi : (set bit in I/O) : membuat logika high pada sebuah bit I/O port contoh : sbi PortB,7
cbi : (clear bit in I/O) : membuat logika low pada sebuah bit I/O port contoh : cbi PortB,5
sbic : (skip if bit in I/O is clear) : lompati satu instruksi jika bit I/O port dalam kondisi clear/low
contoh : sbic PortA,3
sbis : (skip if bit in I/O is set) : lompati satu instruksi jika bit I/O port dalam kondisi set/high
contoh : sbis PortB,3
2.5.6 Operasi Aritmatika Instruksi Aritmatika
add : Menambahkan isi dua register.
Contoh : add r15,r14 ; r15=r15+r14
adc : Menambahkan isi dua register dan isi carry flag Contoh : adc r15,r14 ; r15=r15+r14+C
sub : Mengurangi isi dua register.
mul : Mengalikan dua register. Perkalian 8 bit dengan 8 bit menghasilkan bilangan 16 bit yang disimpan di r0
untuk byte rendah dan di r1 untuk byte tinggi. Untuk memindahkan bilangan 16 bit antar register digunakan instruksi movw (copy register word)
Contoh : mul r21,r20 ; r1:r0=r21*r20
2.5.7 Operasi Logika Instruksi Logika
and : Untuk meng-and-kan dua register
Contoh : and r23,r27 ; r23=r23 and r27
andi : Untuk meng-and-kan register dengan konstanta immediate Contoh : andi r25,0b11110000
or : Untuk meng-or-kan dua register
Contoh : or r18,r17 ; r18=r18 or r17
ori : Untuk meng-or-kan register dengan konstanta immediate Contoh : ori r15,0xfe
inc : Untuk menaikkan satu isi sebuah register Contoh : inc r14
dec : Untuk menurunkan satu isi sebuah register Contoh : dec r15
clr : Untuk mengosongkan (membuat jadi nol) isi register Contoh : clr r15 ; r15=0x00
ser : Set all bit in register. Membuat jadi satu isi register Contoh : ser r16 ; r16=0xff
2.5.8 Operasi Percabangan Instruksi Percabangan
sbic (skip if bit in I/O is cleared) : Skip jika bit I/O yang diuji clear sbis (skip if bit in I/O is set) : Skip jika bit I/O yang diuji set
cp (compare) : Membandingkan isi dua register mov (move) : Meng-copy isi dua register
cpi (compare with immediate) : Membandingakan isi register dengan konstanta tertentu.
breq (branch if equal) : Lompat ke label tertentu jika suatu hasil
perbandingan adalah sama.
brne (branch if not equal) : Lompat ke label tertentu jika suatu hasil perbandingan adalah tidak sama.
rjmp (relative jump) : Lompat ke label tertentu. rcall (relative call) : Memanggil subrutin.
ret (return) : Keluar dari sub rutin.
2.5.9 Interupsi
Interupsi adalah kondisi yang memaksa mikrokontroler menghentikan sementara eksekusi program utama untuk mengeksekusi rutin interrupt tertentu /
Interrupt Service Routine (ISR)
Setelah melaksanakan ISR secara lengkap, maka mikrokontroler akan kembali melanjutkan eksekusi program utama yang tadi ditinggalkan.
Tabel 2.4 Sumber Interupsi Atmega 8
2.5.10 Liquid Crystal Display 2.5.10.1 Konfigurasi Pin LCD 16x2
LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang paling banyak digunakan saat ini ialah LCD M1632 refurbish karena harganya cukup murah. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.
Gambar 2.9 Konfigurasi Pin LCD 16 Karakter x 2 Baris
2.6 Transistor
Transistor didefinisikan sebagai komponen semikonduktor yang mempunyai tiga kaki atau lebih sehingga daya dapat diperkuat (Frank D. Petruzella, 2002:246).
Transistor adalah suatu komponen yang dibentuk oleh hubungan dua buah semikonduktor PN. Transistor sendiri dibedakan menjadi dua macam yaitu transistor PNP dan NPN.
a. PNP b. NPN Gambar 2.10 Simbol transistor bipolar
Daerah kerja transistor dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu : 1) Daerah jenuh (saturasi)
Keadaan jenuh terjadi pada saat sambungan kolektor basis mendapat tegangan mundur dan sambungan basis emitor mendapat mendapat tegangan maju serta arus yang mengalir kebasis cukup besar untuk membuat kolektor pada keadaan jenuh. Pada saat terjadi keadaan jenuh ini tegangan antara kolektor dan emitor adalah nol (VCE = 0) yang berarti antara C dan E terhubung singkat. Pada saat jenuh ini transistor sering dimanfaatkan sebagai saklar.
2) Daerah mati (cutt off)
Keadaan mati terjadi pada saat sambungan basis emitor dan sambungan basis kolektor mendapatkan tegangan mundur atau pada keadaan ini transistor dalam posisi menyumbat, tegangan yang mengalir pada kolektor emitor sama dengan tegangan catu (Vce= V cc). Sama dengan pada kondisi saturasi, pada kondisi cut off ini transistor dimanfaatkan sebagai saklar.
3) Daerah aktif
Daerah aktif terletak antara daerah jenuh dan daerah mati. Daerah ini sering disebut juga daerah linear akan diikuti kenaikan arus dan tegangan pada kolektor. Pada keadaan ini transistor dimanfaatkan sebagai penguat.
2.7 Osilator
Osilator merupakan piranti elektronik yang menghasilkan keluaran berupa isyarat tegangan, (Sutrisno, 1987:153). Pada osilator tidak ada isyarat masukan untuk menghasilkan isyarat keluaran saja yang frekuensi dan amplitudo dapat dikendalikan. Seringkali suatu penguat secara tidak sengaja menghasilkan keluaran tanpa masukan dengan frekuensi yang nilainya tidak dapat dikendalikan. Dalam hal ini penguat dikatakan berisolasi.
Osilator digunakan secara luas sebagai sumber isyarat untuk menguji suatu rangkaian elektronik. Osilator seperti ini disebut pembangkit isyarat, atau pembangkit fungsi jika isyarat keluarannya dapat mempunyai berbagai bentuk.
Kita dapat mengelompokkan osilator berdasarkan metode pengoperasiannya menjadi dua kelompok, yaitu osilator balikan dan osilator relaksasi. Masing-masing kelompok memiliki keistimewaan tersendiri.
2.7.1 Osilator Balikan (Feed Back Oscillator)
Pada osilator balikan, sebagian daya keluaran dikembalikan ke masukan yang misalnya dengan menggunakan rangkaian LC. Osilator biasanya dioperasikan pada frekuensi tertentu. Osilator gelombang sinus biasanya termasuk kelompok osilator ini dengan frekuensi operasi dari beberapa Hz sampai jutaan Hz. Osilator balikan banyak digunakan pada rangkaian penerima radio dan TV dan pada transmiter.
2.7.1.1 Dasar – dasar Osilator
Diagram blok osilator balikan diperlihatkan pada gambar 2.7. Terlihat osilator memiliki perangkat penguat, jaringan balikan, rangkaian penentu frekuensi dan catu daya. Isyarat masukan diperkuat oleh penguat (amplifier)
kemudian sebagian isyarat yang telah diperkuat dikirim kembali ke masukan melalui rangkaian balikan. Isyarat balikan harus memiliki fase dan nilai yang betul agar terjadi osilasi.
Gambar 2.11 Bagian – bagian utama osilator balikan
Gambar 2.12 Rangkaian dasar Tangki LC
2.7.1.2 Pengoperasian Rangkaian LC
Frekuensi osilator balikan biasanya ditentukan dengan menggunakan jaringan induktor kapasitor (LC). Jaringan LC sering disebut sebagai “rangkaian tangki”, karena kemampuannya menampung tegangan AC pada “frekuensi resonansi”.
Dengan harga:
(2.5) Dimana, fr = frekuensi resonansi dalam hertz (Hz)
L = Induktansi dalam henry (H) C = Kapasitansi dalam farad (F)
Resonansi terjadi saat reaktansi kapasitif (XC) besarnya sama dengan reaktansi induktif (XL). Rangkaian tangki akan berosilasi pada frekuensi ini.
Pada frekuensi osilasi rangkaian tangki LC tentunya memiliki resistansi yang akan mengganggu aliran arus pada rangkaian. Akibatnya, tegangan AC akan cenderung menurun setelah melakukan beberapa putaran osilasi.
Dalam hal ini, rangkaian telah terjadi kehilangan energi yang diubah dalam bentuk panas. Osilasi rangkaian tangkai dapat dibuat secara kontinu jika kita menambahkan energi secara periodik dalam rangkaian. Energi ini akan digunakan untuk mengganti energi panas yang hilang.
Tambahan energi pada rangkaian tangki dengan menghubungkan kapasitor dengan sumber DC, tidak mungkin dilakukan secara manual. Proses pemutusan dan penyambungan dengan kapasitor dilakukan secara elektronik dengan menggunakan jasa transistor.
Perlu diingat bahwa induktasi dari kumparan akan tergantung pada