4.11 DESIGN OPERATIONS

[menuju akhir]

Sub Chapter 4.11

DESIGN OPERATIONS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Prinsip Kerja

5. Problem

6. Example Question 

7. Pilihan Ganda 

8. Download File

1.Tujuan[kembali]

1. Mengetahui definisi Design Operation
2. Mengetahui berbagai komponen pada Design Operation
3. Mensimulasikan rangkaian pada Design Operation 

2. Alat dan Bahan [kembali]

A. ALAT 

1 . Function Generator

Function Generator adalah  alat ukur elektronik yang dapat membangkitkan gelombang dalam bentuk sinus, persegi empat dan bentuk gelombang lainnya sesuai dengan kebutuhan. Alat ini juga dapat menghasilkan frekuensi tertentu sesuai dengan kebutuhan.

2 . Ground

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal  bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

 3. Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=I R).

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna:

1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama
2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua
3. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ketiga
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10(10^n)

B. BAHAN
1. Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakbai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Secara umum transistor dapat digolongkan menjadi dua keluarga besar yaitu Transistor Bipolar dan Transistor Efek Medan. Transistor yang digunakan adalah 2N4401. 

2. Kapasitor

Kapasitor di pasaran

Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor mempunyai satuan Farad dari nama Michael Faraday.

3. Osiloskop

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

4. Baterai

Baterai merupakan suatu komponen elektronika yang digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.

  

3.Dasar Teori [kembali]

Design Operation (Operasi perancangan) adalah salah satu operasi untuk menentukan nilai arus dan/ atau tegangan dengan komponen yang diperlukan untuk menetapkan level yang telah ditentukan. Proses ini membutuhkan 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: 

4.Prinsip Kerja [kembali]

Rangkaian pertama yang disimulasikan menggunakan AC input berupa function generator dan AC output berupa osiloskop. Komponen-komponen lainnya adalah resistor, power, kapasitor, tranasitor, 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.

contoh 1 :

Tentukan Vcc, Rc, dan Rb untuk konfigurasi Fixed-Bias  diatas .

Dari garis beban

                Maka , 

        Dengan menghasilkan  ,

            Nilai Resistor ;

Menggunakan nilai resistor standar memberikan:

Yang mana bernilai 5% dari nilai yang ditetapkan.

contoh 2 :

Diberikan I_CQ = 2 mA dan V_CEQ = 10 V, tentukan R₁ dan R_C untuk rangkaian dibawah

 

                Dijawab ;

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

contoh 2 :

Konfigurasi emitter-bias  pada gambar 4.49 memiliki spesifikasi sebagai berikut:
I_CQ = ½ I_Csat, I_Csat =8 mA,V_C = 18 V, and β = 110. Tentukan R_C, R_E, and R_B.

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

Dijawab ;

        Maka ,

                Jadi ,

1. Desain Sirkuit Bias dengan Resistor Umpan Balik Emitter

Tentukan nilai resistor untuk rangkaian pada gambar 4.50 (di atas) untuk operasi yang ditunjukkan titik dan tegangan suplai.

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

  Tentukan tingkat R_C, R_E, R₁, dan R₂ untuk rangkaian pada gambar 4.51 (di atas) untuk titik poin  yang ditunjukkan.

Dengan menggunakan nilai tegangan dasar yang dihitung di atas dan nilai tegangan suplai akan memberikan satu persamaan, namun ada dua yang tidak diketahui, R₁ dan R₂. Sebuah persamaan tambahan dapat diperoleh dari pemahaman tentang pengoperasiannya dua resistor dalam memberikan tegangan dasar yang diperlukan. Agar rangkaian beroperasi secara efisien, diasumsikan arus sampai R₁ dan R₂ harus kira-kira sama dan jauh lebih besar dari arus base (paling tidak 10:1). Fakta dan persamaan tegangan ini untuk tegangan base memberikan dua hubungan yang diperlukan untuk menentukan resistor dasar. Itu adalah,

Substitusi, 

CARA KERJA DALAM PROTEUS :

1. Rangkaian Gambar 4.59

2. Rangkaian Gambar 4.60

3. Rangkaian Gambar 4.61

4. Rangkaian Gambar 4.62

5. Rangkaian Gambar 4.63

VIDEO 

5.Problem [kembali]

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:

6.Pilihan Ganda [kembali]

1) 

Berapakah nilai RC?

A.      2,3

B.      2,8

C.      2,5

D.      2,6

E.       2,7

2) 

  Persamaan di atas merupakan hukum....

A.      Hukum I Kirchoff

B.      Hukum fluida

C.      Hukum Coulomb

D.      Hukum Ohm

E.    Hukum II Kirchoff

7.Download File [kembali]

A. VIDEO RANGKAIAN

1.  Download Video Dan Foto Simulasi Rangkaian Proteus Design Operations 

>>>>> [ klik disini ] <<<<<

Data Sheet Motor [klik disini]

Data Sheet resistor [klik disini]

Data Sheet Op Amp [klik disini]

Data Sheet LED [klik disini]

Data Sheet Baterai [klik disini]

Data Sheet NPN [klik disini]

Data Sheet Relay [klik disini]

Data Sheet Diode [klik disini]

Data Sheet Voltmeter [klik disini]

B. RANGKAIAN PROTEUS

1. Download Rangkaian Proteus 4.59 [ klik disini ]

2. Download Rangkaian Proteus 4.60 [ klik disini ]

3. Download Rangkaian Proteus 4.61 [ klik disini ]

4. Download Rangkaian Proteus 4.62 [ klik disini ]

5. Download Rangkaian Proteus 4.63 [ klik disini ]

 

[menuju awal]