BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
9. XTAL 1 dan XTAL 2
2.6 Transistor sebagai saklar
Transistor dalam aplikasi elektronika dapat digunakan sebagai saklar. Pada kondisi jenuh (saturation) transistor berlaku seperti saklar tertutup dan pada kondisi menyumbat (cut-off) transistor berlaku seperti saklar terbuka.
Gambar 2.7 Konfigurasi common emitter sebagai saklar transistor NPN Pada umumnya saklar transistor menggunakan konfigurasi common emitor seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7 Saat transistor berada pada kondisi jenuh (saturation) tegangan kolektor-emitor (Vce) mendekati nol dan menyebabkan arus kolektor (Ic) mengalir dari kolektor ke emitor, kondisi ini dianalogikan seperti saklar dalam keadaan tertutup atau on. Pada kondisi menyumbat (cut-off) Vce mendekati tegangan suplai (Vcc), sehingga Ic tidak dapat mengalir dari kolektor ke emitor, kondisi ini dianalogikan seperti saklar yang terbuka atau off.
Rc
Rb
+V ke beban 1 2 3Gambar 2.8 Saklar transistor NPN dengan tegangan muka dari sebuah sumber
Sebuah saklar transistor dengan tegangan muka dari sebuah sumber ditunjukkan pada Gambar 2.8. Gambar tersebut memperlihatkan tahanan kolektor
Rc dan tahanan basis Rb yang berfungsi untuk mengaktifkan transistor bekerja pada daerah yang diinginkan dan memberikan efek seperti saklar, yaitu pada daerah jenuh (saturation) dan daerah sumbat (cut-off). Nilai tahanan kolektor Rc dan tahanan basis Rb dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
RB = Ib Vbe Vb− ...(2.3.a) RC = ) ( ) ( sat Ic sat Vce Vcc− ...(2.3.b)
Vb merupakan tegangan basis yang harus diberikan untuk membuat transistor dalam keadaan jenuh (saturation) sehingga Vb harus setinggi :
Vbe Rb Ib
Vb= . + ...(2.3.c) Vbeadalah tegangan basis-emitor atau break down voltage yang harus diberikan ke basis–emitor agar transistor mencapai kondisi jenuh (saturation). IB diperoleh dari persamaan :
IB = dc Ic
β ...(2.3.d)
Faktor ßdc dapat dilihat dari lembar data transistor yang digunakan atau dihitung dari perbandingan antara Ic dan Ib. Dalam kondisi menyumbat (cut-off) tegangan kolektor-emitor Vce ≈ Vcc dan dalam kondisi jenuh Vce≈ 0.
2.7 Triac
Triac merupakan sebuah thyristor dua arah, yang sangat ideal untuk menghantarkan arus bolak-balik. Triac dapat bertindak sebagai SCR yang terpasang paralel, seperti dalam gambar 2.9 (A) yang ekuivalen dengan dua buah
saklar, seperti pada gambar 2.9 (B). Oleh karena itu, triac dapat mengendalikan arus pada kedua arah. Tegangan penyalaan biasanya tinggi, sehingga cara yang normal untuk menyalakan triac adalah dengan menerapkan pemicu berprategangan maju. Lembaran data untuk triac selalu mencantumkan tegangan pemicu dan arus pemicu ini.
+ V -(A) + V -(B) GATE + V -(C)
Gambar 2.9 Rangkaian dasar triac
Apabila tegangan V mempunyai polaritas seperti yang tampak pada gambar 2.9 (A), maka harus menerapkan pemicu positif, yang akan menutup saklar di sebelah kiri. Bila tegangan V mempunyai polaritas yang berlawanan dibutuhkan pemicu negatif yang akan menutup saklar di sebelah kanan. Gambar 2.9 (C) merupakan lambang skematik dari sebuah triac.
Rangkaian sederhana pemakaian triac terlihat dalam gambar 2.10 Kaki MT1 dan MT2 merupakan saklar yang mengatur aliran arus beban yang berasal dari sumber tegangan bolak-balik (AC). Dalam keadaan normal kaki MT1 dan MT2 tidak terhubung, sehingga tidak ada arus beban yang mengalir. Saat ada arus gate mengalir, MT1 akan terhubung ke MT2 dan mengalirkan arus beban.
Arus gate hanya diperlukan untuk menghubungkan MT1 dan MT2, setelah itu MT1 akan tetap terhubung ke MT2 meskipun sudah tidak ada arus gate lagi. Pemberian arus gate sesaat untuk menghubungkan MT1 dan MT2 dikatakan sebagai menyulut (men-trigger) triac. MT1 terhubung terus ke MT2 selama arus beban yang mengalir lebih besar dari arus minimum (holding current).
Gambar 2.11 (a) merupakan contoh lain dari rangkaian triac sebagai pengendali fase. Rangkaian RC yang memvariasikan sudut fase tegangan gerbang triac. Rangkaian tersebut dapat mengatur arus melalui sebuah beban yang besar. Gambar 2.11 (b) dan 2.11 (c) menunjukkan tegangan catu dan tegangan gerbang yang tertinggal. Saat tegangan kapasitor cukup besar untuk mencatu arus pemicu, triac akan menghantar. Sekali menghantar, triac akan terus menghantar sampai tegangan catu kembali nol.
Gambar 2.11 (b) dan (c) Triac sebagai pengendali fase
Tabel 2.4. menunjukkan triac yang tersedia secara komersial. Terlihat, tegangan pemicu gerbang pada tabel adalah dari 2 sampai 2,5V dan arus pemicu gerbang dari 10 mA sampai 50 mA. Arus maksimum anoda dari 1A sampai dengan 15 A.
Tabel 2.4. Triac yang tersedia secara komersial
Seri Piranti VGT’ (V) IGT’ (mA) Imax’ (A) Vmax’ (V) Q201E3 Q4004L4 Q5010R5 Q6015R5 2 2,5 2,5 2,5 10 25 50 50 1 4 10 15 200 400 500 600
2.7.1 Penentuan Pemicuan Triac
Gambar 2.12. Satu periode sinusoidal
Gambar 2.12 menunjukkan 1 periode gelombang sinusoidal dengan frekuensi 50 Hz. Apabila diambil setengah periodenya, maka didapatkan waktu setengah periodenya 10 ms. Luasan yang diarsir merupakan luasan penggunaan daya yang diterima triac. Untuk menghitung luasan yang diarsir tersebut dapat dicari dengan rumus :
x∫180
Sin x dx = - Cos 180° – ( - Cos x ) ...(2.4.a) Misal penggunaan daya 100% (daerah yang diarsir pada gambar 2.13) maka dapat dilakukan perhitungan luasan daya selama setengah siklus gelombang sinusoidal (AC).
2.7.2. Penentuan Tahanan Gate Triac
Untuk menentukan Rgate dapat dihitung dengan rumus : Vgate = Igate . Rgate
Rgate =
Igate Vgate
...(2.4.b)
2.8 Regulator LM7805
Regulator LM7805 ini adalah IC regulator yang dapat menstabilkan tegangan searah positif dengan masukan 8 Volt sampai 20 Volt. LM7805 dapat mengeluarkan tegangan maksimum 5,35 V apabila dilengkapi peredam pada heat sink yang memadai dan pada daya kurang atau sama dengan 15 Watt. IC regulator seri LM7805 mempunyai karakteristik sebagai berikut :
a. Menstabilkan tegangan searah positif dengan masukan tegangan dari 8 Volt sampai 20 Volt DC.
b. Tegangan keluaran dapat mencapai 5,35 V. c. Tidak memerlukan tambahan komponen ekstern. d. Pembatas arus hubungan singkat intern.
Seri LM7805 dapat diperoleh dalam kemasan TO-22C plastik dan logam. Pada gambar 2.13 ditunjukkan bentuk fisik dari IC LM7805 yang digunakan, dan karakteristiknya ditunjukkan dalam tabel 2.5.
Gambar 2.13. Bentuk fisik dari IC LM7805.
Tabel 2.5. Karakteristik regulator tegangan IC LM7805
I out (Ampere) Vin (Volt) Tipe V out
(Volt) 78xxC 78Lxx 78Mxx Min Max
7805 5 1 0,1 0,5 7,5 20
Penggunaan IC LM7805 untuk regulasi tegangan ditunjukkan dalam gambar 2.14. LM7805 VIN 1 GN D 3 VOUT 2
LM7805 VIN 1 GN D 3 VOUT