MEKATRONIKA - WordPress

MEKATRONIKAKOMPONEN DAN RANGKAIAN ELEKTRONIKELEKTRONIKA ANALOGTeknik MesinSTT-MANDALABANDUNG

KOMPONEN danRANGKAIANELEKTRONIKA KOMPONEN ELEKTRONIKA ANALISIS RANGKAIAN ELEKTRONIKA ELEKTRONIKA ANALOG

KOMPONENELEKTRONIKA PASSIVE ELECTRONIC ACTIVE ELECTRONICS (DIODE & TRANSISTOR) ANALOG INTERFACING: OP AMP

PASSIVE & ACTIVE ELECTRONICS Passive Tidak memerlukan sumber energi dari luar Menyimpan atau mendisipasikan energi Sifat2 dasar tidak dipengaruhi oleh input Resistor, capacitor, inductor dll Active Memerlukan sumber energi dari luar Sifat2 dasar bervariasi terhadap input Dibuat dengan material semi konduktor Diode, transistor, IC dll

RESISTOR

RESISTOR MENDISIPASIKAN ENERGI SEBAGAIPANASRating daya untuk resistor karbon:

MENGAPA DIPERLUKAN RESISTOR?1. Membatasi aliran arus2. Membagi tegangan

NILAI TAHANAN DENGAN WARNA

KAPASITOR : MENYIMPAN ENERGI SEBAGAI MEDANLISTRIKSatuan kapasitansi : µF atau pF

NON-POLARIZED CAPACITORS Keramik (1 pF – 10 µF) dan film (10 pF – 100 µF)Arus bocor rendah; umur panjangDapat sensitif thd temperaturBerguna pada frekuensi tinggi

POLARIZED CAPACITORS Elektrolit aluminium dan tantalum1 µF – 0.1 F Tidak dapat dilalui AC tanpa DC bias Arus bocor tinggi, umur pendek

MENGAPA DIPERLUKAN KAPASITOR? Penyimpanan energi Kopling sinyal/dekopling sinyal Filter noise Tuning rangkaian Pengkondisian daya

INDUKTOR MENYIMPAN ENERGI SEBAGAIMEDAN MAGNETSatuan induktor biasanya mH

MENGAPA DIPERLUKAN INDUKTOR?1. Filter analog2. Aktuator (motor, elektromagnet, switches mekanik dll)3. “Choke” off input ripple

KOMPONEN danRANGKAIANELEKTRONIKA KOMPONEN ELEKTRONIKA ANALISIS RANGKAIAN ELEKTRONIKA

ANALISIS RANGKAIAN ELEKTRONIKA PASIFBerapa laju penyimpanan/pendisipasian energi dari rangkaian elektronik pasif?

ALIRAN ELEKTRON

ATURAN2 DASAR

RESISTOR

KAPASITOR

INDUKTOR

HUKUM ARUS KIRCHOFF (KCL)Di setiap nodeElemen terhubung seridialiri arus yang sama

ILUSTRASIBerapa arus yang melalui Rc?

HUKUM TEGANGAN KIRCHOFF (KVL)Seputar setiap rangkaiantertutupElemen terhubung paralelmengalami voltage dropyang sama

ILUSTRASIBerapa tegangan di Rc?

PEMBAGI TEGANGANVoltage divider:membagi tegangansecara linier padaelemen2nya

HUBUNGAN ANTARA SINYAL INPUT DANOUTPUT?

Langkah 1 : terapkan KVL pada loop dimana terdapat Vs, VR dan Vc

Langkah 2 : terapkan hukum Ohm danKCL

Langkah 3: subtitusi dan sederhanakan

Step 4 : interpretasi hasil Cut off frequency Magnitude Gain Phase Shift

PASSIVE & ACTIVE ELECTRONICS Passive Tidak memerlukan sumber energi dari luar Menyimpan atau mendisipasikan energi Sifat2 dasar tidak dipengaruhi oleh input Resistor, capacitor, inductor dll Active Memerlukan sumber energi dari luar Sifat2 dasar bervariasi terhadap input Dibuat dengan material semi konduktor Diode, transistor, IC dll

DIODE

DIODE

DIODE EKIVALEN DGN CHECK VALVE

GRAFIK V-IForward bias:Jika VD VF (sekitar 0,6-0,7 V untuk Si)Diode mengantarkan listrik (short circuit)Reverse bias:If VZ VD VFDiode tidak mengantarkan listrik(open circuit)Jika diberikan tegangan yang lebih dari breakdown voltage, diode akan rusakBreakdown voltage: “peak reverse” atau “peak inverse” voltage

DIODE : ILUSTRASIJika tegangan pada diode lebih dari VF (forward bias),maka diode dpt dimodelkan sbg short circuit yang dihubungkanseri dengan baterai bertegangan VF

DIODE : ILUSTRASIArus maximum yg diijinkan (Io) juga harus diperhatikanMenambahkan resistor sbg current limiter dapat mengatasi hal ini

DIODE: DATASHEET

DIODE: APLIKASI Pemrosesan sinyal:– Rektifikasi– Clipping– Peak detection Voltage regulator (Diode zener) Indikasi sinyal (LED) Isolasi sistem (LED photodiode)

APLIKASI DIODE: REKTIFIKASIPenyearahan sinyal AC :half wave rectifier

APLIKASI DIODE : DC POWER SUPPLY

LIGHT EMITTING DIODES (LED)Memancarkan photon jikaterjadi forward biasIntensitas cahaya berhubungan dgnarus yg mengalir melalui diode

LED SBG INDIKASI SUATU HARGA SINYALLED menghasilkan voltage drop sebesar 1,5 hingga 2,5 volt ketika forward biasResistor current limiter hubungan seri diperlukan untuk mencegah terjadinyaforward current yang berlebihan

PHOTO DIODEReverse leakage current apabilaterdapat cahayaSbg sensor cahaya

LED/PHOTODIODE SBG OPTOCOUPLERKopel dua rangkaian dengan tetap mempertahankan isolasi elektronikBerguna untuk menghubungkan rangkaian high power ke low powerTidak cocok untuk sinyal analog

KOMPONEN danRANGKAIANELEKTRONIKA KOMPONEN ELEKTRONIKA ANALISIS RANGKAIAN ELEKTRONIKA ELEKTRONIKA ANALOG

OPERATIONAL AMPLIFIEROp-amp dapat digunakan untuk: Penambahan Pengurangan Pembesaran Integrasi Filter

OP-AMP MEMPERBESAR INPUT PERBEDAANTEGANGAN

MODEL OP-AMP

KARAKTERISTIK OP-AMPMaka:Jarang digunakan dalam mode open-loopSering digunakan dalam mode umpan balik (feedback mode)

MODEL OP-AMPAturan dasar1. Input tidak menarik arus: op amp menarik arus input sangat kecil (0,5 mA )untuk 741 C) sehingga diasumsikan tidak ada arus2. Input inverting dan non inverting tetap pada tegangan yang sama

PENGGUNAAN TIPIKAL

JENIS-JENIS OP-AMP

JENIS-JENIS OP-AMPUnity Gain BufferGain 1Summing amplifier

JENIS-JENIS OP-AMPDifference amplifierInstrumentation amplifier

JENIS-JENIS OP-AMPInstrumentation aplifier

JENIS-JENIS OP-AMPIntegrating amplifierDifferentiator amplifier

JENIS-JENIS OP-AMPComparatorSample and hold

CONTOH OP-AMP

IMPEDANSI SAAT TRANSFER SINYAL TEGANGANTANPA OP AMP

IMPEDANSI OP-AMP

FEEDBACK MENGUBAH IMPEDANSI OP-AMP

QUESTIONS?

Contoh soalDari gambar di sampingRF 8 kΩR1 4kΩVi 5 mVTentukan tegangan outputSolusi:Ini adalah inverting amplifierVout/Vi -RF/R1Vout -8/4 x 5 mV -10 mV

TransistorPenguat sinyal: memperbesar sinyal (tegangan/arus) dengan transfer energidari sumber luarSwitch: mengontrol arus yang besar atau tegangan antara 2 terminal denganmenggunakan arus/tegangan kontrol yang kecil

Bipolar Junction Transistor

Field Effect Transistor

Transistor

BJTSumber arus yang diaturoleh arus

BJT beroperasi dengan 3 mode

RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK

ILUSTRASI

DAYA DALAM RANGKAIAN LISTRIKSEMUA KOMPONEN ELEKTRONIKA MENDISIPASI, MENYIMPAN DAN MEMBERIKAN DAYAMELALUI INTERAKSI FISIK ANTARA MUATAN DAN MEDAN ELEKTROMAGNET

DAYA DALAM RANGKAIAN LISTRIKBOLAK BALIKJIKA DIGUNAKAN HARGA RMS DARI TEGANGAN DAN ARUSJIKA TERDAPAT CAPACITOR DAN INDUKTOR DI RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK

mekatronika teknik mesin stt-mandala bandung komponen dan rangkaian elektronik elektronika analog. komponen dan rangkaian elektronika komponen elektronika analisis rangkaian elektronika elektronika analog. komponen elektronika passi