ACS712 adalah sensor arus yang bekerja berdasarkan efek medan. Sensor arus ini dapat digunakan untuk mengukur arus AC atau DC. Modul sensor ini telah dilengkapi dengan rangkaian penguat operasional, sehingga sensitivitas pengukuran arusnya meningkat dan dapat mengukur perubahan arus yang kecil. Sensor ini digunakan pada aplikasi-aplikasi di bidang industri, komersial, maupun komunikasi.
Contoh aplikasinya antara lain untuk senso kontrol motor, deteksi dan manajemen penggunaan daya, sensor untuk catu daya tersaklar, sensor proteksi terhadap arus lebih, dan lain sebagainya.Spesifikasi Sensor Arus ACS712:
1. Berbasis ACS712 dengan fitur:
Waktu kenaikan perubahan luaran = 5 µs.
Lebar frekuensi sampai dengan 80 kHz.
Total kesalahan luaran 1,5% pada suhu kerja TA= 25°C.
Tahanan konduktor internal 1,2 mΏ.
Tegangan isolasi minimum 2,1 kVRMS antara pin1-4 dan pin 5-8.
Sensitivitas luaran 185 mV/A.
Mampu mengukur arus AC atau DC hingga 5 A.
Tegangan luaran proporsional terhadap masukan arus AC atau DC.
2. Tegangan kerja 5 VDC.
3. Dilengkapi dengan penguat operasional untuk menambah sensitivitas luaran.
Gambar 2.8 Sensor Arus ACS712
Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena di dalamnya terdapat rangkaian offset rendah linier medan dengan satu lintasan yang terbuat dari tembaga. Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh IC medan terintegrasi dan diubah menjadi tegangan proporsional.
Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada di dalamnya antara penghantar yang menghasilkan medan magnet dengan tranducer medan secara berdekatan. Hambatan dalam penghantar sensor sebesar 1,2 mΩ dengan daya yang rendah. Jalur terminal konduktif secara kelistrikan diisolasi dari sensor timah mengarah (pin 5 sampai pin 8). Hal ini menjadikan sensor arus ACS712 dapat digunakan pada aplikasi-aplikasi yang membutuhkan isolasi listrik tanpa menggunakan opto-isolator atau teknik isolasi lainnya yang mahal. IC ACS712 tipe 5A IC ini mempunyai sensitivitas sebesar 185mV/A. Saat arus yang mengalir 0A IC ini mempunyai output tegangan 2,5V.
Nilai tegangan akan bertambah berbanding lurus dengan nilai arus.
2.7 MOSFET
MOSFET merupakan singkatan dari Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor yang merepresentasikan bahan-bahan penyusunnya yang terdiridari
logam, oksida dan semikonduktor (Baskara Internalis, 2007). Terdapat 2jenis MOSFET yaitu tipe NPN atau N channel dan PNP atau biasa disebut Pchannel.
MOSFET dibuat dengan menyusun lapisan oksida pada semikonduktor dari tipe NPN maupun PNP dan lapisan logam diletakkan diatasnya.Biasanya bahan semikonduktor pilihan adalah silikon, namun beberapaprodusen IC, terutama IBM, mulai menggunakan campuran silikon dan germanium (SiGe) sebagai kanal MOSFET. Sayangnya, banyak semikonduktor dengan karakteristik listrik yang lebih baik daripada silikon, seperti galiumarsenid (GaAs), tidak membentuk antarmuka semikonduktor ke isolator yangbaik sehingga tidak cocok untuk MOSFET. Hingga kini terus diadakan penelitian untuk membuat isolator yang dapat diterima dengan baik untuk bahan semikonduktor lainnya. Untuk mengatasi peningkatan konsumsi daya akibatkebocoran arus gerbang, dielektrik κ tinggi menggantikan silikon dioksida sebagai isolator gerbang, dan gerbang logam kembali digunakan untuk menggantikan polisilikon. Gerbang dipisahkan dari kanal oleh lapisan tipisisolator yang secara tradisional adalah silicon dioksida, tetapi yang lebih maju menggunakan teknologi silicon oxynitride. Beberapa perusahaan telah mulaimemperkenalkan kombinasi dielektrik κ tinggi + gerbang logam di teknologi 45 nanometer.
Gambar 2.9 MOSFET
Pada rangkaian ini saya mengguanakan mosfet IRF 740 dengan Vgs yang memadai pada range tegangan 400 volt, IRF740 juga memiliki Rds Yang cukup kecil sehingga memperbesar daya beban yang dapat ditampung oleh rangkaian ini.
2.8 Dioda
Dioda atau diode adalah sambungan bahan p-n yang berfungsi terutama sebagai penyearah. Bahan tipe-p akan menjadi sisi anoda sedangkan bahan tipe-n akan menjadi katoda. Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya, dioda bisa berlaku sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anoda mendapatkan tegangan positif sedangkan katodanya mendapatkan tegangan negatif) dan berlaku sebagi saklar terbuka (apabila bagian anode mendapatkan tegangan negatif sedangkan katode mendapatkan tegangan positif). Kondisi tersebut terjadi hanya pada diode ideal-konseptual. Pada dioda faktual (riil), perlu tegangan lebih besar dari 0,7V (untuk dioda yang terbuat dari bahan silikon) pada anoda terhadap katoda agar dioda dapat menghantarkan arus listrik. Tegangan sebesar 0,7V ini disebut sebagai tegangan halang (barrier voltage). Dioda yang terbuat dari bahan Germanium memiliki tegangan halang kira-kira 0,3V. (Choirul Anam, 2008)
Gamabr 2.10 Susunan dan symbol diode
2.9 Optocopler
Optocoupler, atau dikenal juga sebagai opto-isolator maupun photocoupler, adalah komponen elektronika yang mentransfer sinyal listrik antara dua bagian (bagian sumber dan bagian penerima) melalui cahaya. Bagian sumber adalah LED (light emitting diode) dan bagian penerima bisa berupa transistor, photo-darlington, photo-SCR, maupun photo-TRIAC. Bagian sumber dan bagian penerima tidak kontak atau terhubung secara fisik, namun sepenuhnya terpisah. Optocoupler melindungi bagian sinyal kuat (tegangan tinggi) untuk memengaruhi sistem di bagian yang menggunakan sinyal rendah (tegangan rendah). Sebagai contoh, ketika kita ingin menyalakan pompa air menggunakan mikrokontroler, kita ingin agar bagian mikrokontroler dan komponen-komponennya tidak dipengaruhi oleh beban (pompa) tersebut. Selain itu, terdapat berbagai penggunaan optocoupler, diantaranya microprocessor input/output switching, PC communications, DC-AC power control, signal isolation, dan sebagainya. Salah satu optocoupler yang paling umum
digunakan adalah gabungan antara LED dan phototransistor, seperti yang terlihat pada Gambar 1. Seperti yang telah kita ketahui bersama, arus kolektor dapat mengalir menuju emiter hanya jika terdapat arus basis. Cahaya pada LED akan jatuh pada area basis sehingga arus basis dapat dibangkitkan. Salah satu parameter yang penting pada optocoupler adalah CTR (Current Transfer Ratio). CTR ini mirip denga HFE atau ss pada transitor. HFE pada transitor umumnya diatas 100, namun CTR sering bernilai kurang dari 1, dan ditulis dalam persen. Misal, CTR 40%, berarti jika input arus adalah 10mA, maka outputnya hanya 4mA. Besarnya nilai CTR tergantung dari penguatan transistor, tegangan suplai ke transistor, serta suhu lingkungan.Ada dua fungsi utama transistor, yaitu sebagai saklar (switch) dan sebagai penguat (amplifier). Saklar identik dengan mode digital, sedangkan penguat identik dengan mode analog. Konsepnya sederhana. Jika menginginkan transistor sebagai saklar, maka buatlah transistor tersebut pada posisi saturasi atau cutoff secara bergantian. Sedangkan sebagai penguat, buatlah berada dikedua daerah tersebut.
2.9.1 Cara Kerja Optocoupler
Optocoupler merupakan salah satu jenis komponen yang memanfaatkan sinar sebagai pemicu on/off-nya.
Gambar 2.11 Cara Kerja Optocopler
Opto berarti optic dan coupler berarti pemicu. Sehingga bisa diartikan bahwa optocoupler merupakan suatu komponen yang bekerja berdasarkan picu cahaya optic opto-coupler termasuk dalam sensor,
dimana terdiri dari dua bagian yaitu transmitter dan receiver.LED infra merah ini merupakan komponen elektronika yang memancarkan cahaya infra merah dengan konsumsi daya sangat kecil. Jika diberi prasikap maju, LED infra merah yang terdapat pada optocoupler akan mengeluarkan panjang gelombang sekitar 0,9 mikrometer. Phototransistor memiliki sambungan kolektor–basis yang besar dengan cahaya infra merah, karena cahaya ini dapat membangkitkan pasangan lubang elektron. Dengan diberi prasikap maju, cahaya yang masuk akan menimbulkan arus pada kolektor. Phototransistor memiliki bahan utama yaitu germanium atau silikon yang sama dengan bahan pembuat transistor. Tipe phototransistor juga sama dengan transistor pada umumnya yaitu PNP dan NPN. Perbedaan transistor dengan phototransistor hanya terletak pada rumahnya yang memungkinkan cahaya infra merah mengaktifkan daerah basis, sedangkan transistor biasa ditempatkan pada rumah logam yang tertutup.