Horas.....horas....horas.......!!.... terima kasih atas kunjungannya salam kenal dan kompak selalu..

Rabu, 01 April 2009

DIY Audio Speaker FAQ - Tutorial

Why build your own speakers? Basically, you can get great sounding speakers at a low price. Granted, you won't achieve the quality of a $10,000 speaker, but for a couple hundred dollars, you can build speakers that will sound much better than anything you can buy at that price.

So what's the big deal? Build a box, cut a couple of holes, throw in some speakers, and wire them together. Well, it is almost that simple, but also much more complicated. You can make an ok sounding system by doing this and it could be done in less than a day. To do it right, you should spend some time with speaker selection, finding drivers that work well together. The box must be built to a specific size, possibly with multiple chambers. The box must be braced to the point that when the bass hits, the only thing in the room not vibrating is the speaker box. A well-designed crossover is also necessary so that each driver can perform optimally. The NHT Model 3.3

Why should it be a 3-way speaker system? With your basic 2-way system, you have a tweeter and a mid-range speaker. A 2-way system will not produce deep bass, although a good mid can provide more bass than you would expect. A 3 (or more) way system adds a woofer for full bass response. I do not believe it is worth the effort involved in building a system that isn't full range. Others may disagree, and there are many great 2-way kits out there. But, there are many great 2-way systems on the market that you can get for about $200/pair, and it would be hard to beat that price doing it yourself. PSB, Totem, & NHT are a few of the companies that make good 2-way bookshelf speakers. Von Schweikert VR-8 I have seen prebuilt 2-way boxes and premade crossovers that could make building a 2-way system very easy. The boxes were made of plywood, were stapled together, and were unfinished. Sometimes, cheaper wood is acceptable for a speaker system that doesn't have a powerful woofer. These speaker boxes ran for about $10. A 1st order high & low crossover was built into a binding post, and was about $15. For $50 plus cost of drivers, you could have a cheap 2-way system. Also, you could just paint the box to make it look better. If you were looking for a cheap simple speaker, this could be the answer. The problem is that usually the person that made the box and crossover had a specific pair of speakers in mind. The box size and crossover point must match what the drivers are designed for. At this point, it becomes more of a kit building exercise rather than a DIY project.
On the other hand, some high end drivers cost hundreds of drivers and there are bookshelf speakers on the market that cost more than $10,000. If you are an experienced builder using high end components, then a 2-way system might be right for you.

Use multiple speaker boxes, or one large box? Many people who do their own speaker projects separate the woofer from the rest of the system, putting it in its own box. Often, people also bi-amp the system, using a separate amplifier for the woofers. This greatly simplifies crossover construction, and gives you more control over bass. The mid and tweeter should be at roughly the ear level of the listener (when sitting) so that the sound doesn't seem to come from above or below. You could build a box that was 4 feet tall, but this is a lot of work and wood. There would probably be an unused chamber inside the box if it was that tall. It is cheaper and simpler to build a large sub box, with a much smaller bookshelf sized speaker box resting on top of it. Another option, which is becoming more and more popular with manufacturers, is to make a single, thin, deep box with a side firing woofer, as in the NHT 3.3 on the right. The front of the box is just wide enough to fit the mid and tweeter, and the box is just deep enough to fit the woofer on the side. The necessary volume for the woofer comes from the box's height, which is tall enough to allow the mid and tweeter to be at ear level. Since the box is thin, there is no wasted area (or wood) in the box. NHT, Klipsch, and Definitive Technologies are a few of the companies that design speakers like this. The problem with this method is that it ignores the phase shift that occurs when the speakers are not aligned properly. The back of each cone (where the dust cap is) should be aligned on the same axis. Otherwise, the high notes will reach the listener before the low notes. There are The Gallo Nucleus Solo also possible problems with cancellation. There are two ways to solve this problem. The first is once again to use multiple boxes, and position each box so that the rear of the cones align, as in the Von Schweikert VR-8 on the left. The other method is to slope the front of the box slightly so that the drivers align. This makes construction more difficult, but it looks nicer.

What is the best shape for the box? Internal reflections in the box combined with the vibration of the box itself can cause spikes The B&W tapered tube in the frequency response of the system. Different box shapes have a different effect, with perfect cubes being the worst and spherical or egg shaped boxes being the best. Although spheres have advantages, it is very difficult to create a spherical speaker box that is as strong as a typical rectangular box. One good example of a spherical speaker is the Gallo Nucleus Solo, on the right, which is made of rolled steel or brass. An even better design is the sphere/tube concept by B&W shown on the left. This design gets the benefits of a spherical design, but also adds a tapered tube at the back to eliminate all internal resonances.
Cube+-5.0 db
Rectangle+-3.0 db
Cylinder+-2.0 db
Beveled Cube+-1.5 db
Beveled Rectangle+-1.5 db
Sphere+-0.5 db

This is not something you would likely build yourself. The general rule is stay away from perfect cubes, and use a beveled rectangle if possible.

Why Individual Chambers? The mid and woofer both need their own separate chambers in the box. Both the mid and woofer are designed to work in an enclosure of a specific size. If they are both in the same chamber, like most cheap speaker systems, then the enclosure size for the mid will be too large and performance will be lost. Also, the sound waves from the woofer can overpower the mid and distort it. The tweeter is indepentently sealed and doesn't need it's own chamber.

Sealed or Ported? In my opinion, for a home application all chambers should be sealed. This improves the power handling of the driver, produces a smoother low end roll off, and basically sounds tighter. The advantage to a ported box is that is will be louder (about 3db), but this increase in db will only be at certain frequencies, depending on how the port tunes the box. Below those frequencies, the speaker will not function as well at all. Sealed boxes also allow more room for error in design.

kode resistor

Resistor Color Code Bands
& Other Component Identification

Color Code Identification

Resistor Color Codes

While these codes are most often associated with resistors, then can also apply to capacitors and other components.

The standard color coding method for resistors uses a different color to represent each number 0 to 9: black, brown, red, orange, yellow, green, blue, purple, grey, white. On a 4 band resistor, the first two bands represent the significant digits. On a 5 and 6 band, the first three bands are the significant digits. The next band represents the multiplier or "decade". As in the above 4 band example, the first two bands are red and purple, representing 2 and 7. The third band is orange, representing 3 meaning 103 or 1000. This gives a value of 27 * 1000, or 27000 Ohms. The gold and silver decade bands divide by a power of 10, allowing for values below 10 Ohms. The 5 and 6 band resistors work exactly the same as the 4 band resistor. They just add one more significant digit. The band after the decade is the tolerance. This tells how accurate the resistance compared to its specification. The 4 band resistor has a gold tolerance, or 5%, meaning that the true value of the resistor could be 5% more or less than 27000 Ohms, allowing values between 25650 to 28350 Ohms. The last band on a 6 band resistor is the temperature coefficient of the resistor, measured in PPM/C or parts per million per degree Centigrade. Brown (100 PPM/C) are the most popular, and will work for most reasonable temperature conditions. The others are specially designed for temperature critical applications.

Alpha-Numeric Code Identification

Alpha Numeric Codes

With the sizes of resistors and other components shrinking or changing in shape, it is getting difficult to fit all of the color bands on a resistor. Therefore, a simpler alphanumeric coding system is used. This method uses three numbers, sometimes followed by a single letter. The numbers represent the same as the first three bands on a 4 band resistor. On the above SIL network, the 4 and 7 are the significant digits and the 3 is the decade, giving 47 x 1000 or 47000 Ohms. The letter after the numbers is the tolerance. The different representations are: M=±20%, K=±10%, J=±5%, G=±2%, F=±1%.

Naming Convention

To simplify the writing of large resistor values, the abbreviations K and M are used for one thousand and one million. To keep the convention standard, R is used to represent 0. Because of problems in seeing the decimal point in some printed texts, the 3 letters: K M or R are used in place of the decimal point. Thus, a 2,700 Ohm resistor is written 2K7 and a 6.8 Ohm resistor is written 6R8.

The E12 Range

These identify a range of resistors that are know as "preferred values". In the E12 range there are 12 "preferred" or "basic" resistor values, and all of the others are simply decades of these values:
1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8 and 8.2

The table below lists every resistor value of the E12 range of preferred values. You will notice that there are 12 rows containing the basic resistor values, and the columns list the decade values thereof. This range most commonly covers standard carbon film resistors, which are not readily available in values above 10 Megohms - 10M.


The E24 Range

The E24 range of preferred values includes all of the E12 values, plus a further 12 to enable the selection of more precise resistances. In the E24 range the preferred values are:

1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.7, 3.0, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2 and 9.1

The table below lists every resistor value of the E24 range of preferred values. You will notice that there are 24 rows containing the basic resistor values and the columns to the right list the decade values thereof. This range most commonly covers metal film resistors which are not readily available in values above 1 Megohm - 1M0.


There are also E48 and E96 tables, which have even more values. Resistors in these groups are less common and tend to have a better tolerance rating.
The table below shows the color codes for the E12 and E24 preferred values. Notice how the first two colors in each row are the same, and the last color in each column is the same. Each column is a decade, and each row in that column is a different one of the E24 values.

E24 Resistor Color Codes



Hukum ohm menyatakan bahwa kuat arus listrik yang mengalir pada suatu bahan berbanding lurus dengan beda potensial / tegangan di antara terminalnya dan berbanding terbalik denagan tahanan bahan tersebut.

Dari pernyataan tersebut dapat disusun rumus :

I = V / R

di mana:

I = kuat arus listrik (amper)

V = beda potensial / tegangan (volt)

R = tahanan listrik (ohm)

Kalkulator di bawah ini dapat melakukan perhitungan yang berkenaan dengan hukum ohm.

Perhatian: Kalkulator ini memerlukan browser yang mendukung Java Script seperti Netscape Navigator 3 - 6 atau Microsoft IE 4 - 6.
kuat arus





kuat arus


kuat arus





I. Pendahuluan

Motor stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa yang diberikan kepada motor. Karena itu, untuk menggerakkan motor stepper diperlukan pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik. Penggunaan motor stepper memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan penggunaan motor DC biasa. Keunggulannya antara lain adalah :

· Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan sehingga lebih mudah diatur.

· Motor dapat langsung memberikan torsi penuh pada saat mulai bergerak

· Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi

· Memiliki respon yang sangat baik terhadap mulai, stop dan berbalik (perputaran)

· Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor seperti pada motor DC

· Dapat menghasilkan perputaran yang lambat sehingga beban dapat dikopel langsung ke porosnya

· Frekuensi perputaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range yang luas.

Pada dasaranya terdapat 3 tipe motor stepper yaitu:

1. Motor stepper tipe Variable reluctance (VR)

Motor stepper jenis ini telah lama ada dan merupakan jenis motor yang secara struktural paling mudah untuk dipahami. Motor ini terdiri atas sebuah rotor besi lunak dengan beberapa gerigi dan sebuah lilitan stator. Ketika lilitan stator diberi energi dengan arus DC, kutub-kutubnya menjadi termagnetasi. Perputaran terjadi ketika gigi-gigi rotor tertarik oleh kutub-kutub stator. Berikut ini adalah penampang melintang dari motor stepper tipe variable reluctance (VR):

Gambar 2.8. Penampang melintang dari motor stepper tipe variable reluctance (VR)

2. Motor stepper tipe Permanent Magnet (PM)

Motor stepper jenis ini memiliki rotor yang berbentuk seperti kaleng bundar (tin can) yang terdiri atas lapisan magnet permanen yang diselang-seling dengan kutub yang berlawanan (perhatikan gambar 2.9). Dengan adanya magnet permanen, maka intensitas fluks magnet dalam motor ini akan meningkat sehingga dapat menghasilkan torsi yang lebih besar. Motor jenis ini biasanya memiliki resolusi langkah (step) yang rendah yaitu antara 7,50 hingga 150 per langkah atau 48 hingga 24 langkah setiap putarannya. Berikut ini adalah ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe permanent magnet:

Gambar 2.9. Ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe permanent magnet (PM)

3. Motor stepper tipe Hybrid (HB)

Motor stepper tipe hibrid memiliki struktur yang merupakan kombinasi dari kedua tipe motor stepper sebelumnya. Motor stepper tipe hibrid memiliki gigi-gigi seperti pada motor tipe VR dan juga memiliki magnet permanen yang tersusun secara aksial pada batang porosnya seperti motor tipe PM. Motor tipe ini paling banyak digunkan dalam berbagai aplikasi karena kinerja lebih baik. Motor tipe hibrid dapat menghasilkan resolusi langkah yang tinggi yaitu antara 3,60 hingga 0,90 per langkah atau 100-400 langkah setiap putarannya. Berikut ini adalah penampang melintang dari motor stepper tipe hibrid:

Gambar 2.10. Penampang melintang dari motor stepper tipe hibrid

Berdasarkan metode perancangan rangkain pengendalinya, motor stepper dapat dibagi menjadi jenis unipolar dan bipolar. Rangkaian pengendali motor stepper unipolar lebih mudah dirancang karena hanya memerlukan satu switch / transistor setiap lilitannya. Untuk menjalankan dan menghentikan motor ini cukup dengan menerapkan pulsa digital yang hanya terdiri atas tegangan positif dan nol (ground) pada salah satu terminal lilitan (wound) motor sementara terminal lainnya dicatu dengan tegangan positif konstan (VM) pada bagian tengah (center tap) dari lilitan (perhatikan gambar 2.11).

Gambar 2.11. Motor stepper dengan lilitan unipolar

Untuk motor stepper dengan lilitan bipolar, diperlukan sinyal pulsa yang berubah-ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. Jadi pada setiap terminal lilitan (A & B) harus dihubungkan dengan sinyal yang mengayun dari positif ke negatif dan sebaliknya (perhatikan gambar 2.12). Karena itu dibutuhkan rangkaian pengendali yang agak lebih kompleks daripada rangkaian pengendali untuk motor unipolar. Motor stepper bipolar memiliki keunggulan dibandingkan dengan motor stepper unipolar dalam hal torsi yang lebih besar untuk ukuran yang sama.

Gambar 2.12. Motor stepper dengan lilitan bipolar

II. Pengendali Motor Stepper

Berikut ini akan diberikan contoh perancangan dan perhitungan rangkaian pengendali motor stepper sederhana. Motor stepper yang digunkan pada contoh ini bertipe hibrid unipolar, memiliki empat fasa dan panjang langkah sebesar 1,80 per langkahi. Motor diharapkan dapat berputar dalam dua arah dan memiliki dua kecepatan. Karena itu diperlukan pengendali motor stepper yang memiliki empat keluaran pulsa dengan kemampuan dua arah perputaran dan dua macam frekuensi pulsa guna mengatur kecepatan motor.

Rangkaian pengendali motor stepper (stepper motor driver) menggunakan komponen utama berupa sebuah IC logika XOR (74LS86) dan sebuah IC JK flip-flop (74LS76). Rangkain dengan kedua IC tersebut berfungsi untuk menghasilkan empat pulsa keluaran berurutan yang dapat berbalik urutannya dengan menerapkan logika tertentu pada rangkaian. Rangkaian tersebut memerlukan pulsa clock untuk dapat beroperasi. Sebagai sumber clock digunkan rangkaian berbasis IC timer 555. Rangkain pembangkit clock ini dapat menghasilkan dua macam frekuensi pulsa keluaran guna mendukung dua kecepatan motor stepper. Kemudian untuk mendukung pulsa-pulsa dengan arus besar (sekitar 1 - 3 A) digunakan transistor daya NPN tipe TIP31 sebagai solid state switch. Untuk lebih jelasnya perhatikanlah rangkaian utama dari pengendali motor stepper di bawah ini (gambar 3.7):

Gambar 3.7. skema rangkaian pengendali motor steppper

Gambar 3.7 di atas adalah skema rangkaian pengendali motor stepper yang dapat bergerak ke dua arah. Keluaran pengendali motor stepper ini ada empat (pena 15, 14, 11, 10 dari IC 74LS76). Pena-pena tersebut akan menghasilkan pulsa yang dapat menggerakkan motor stepper. Berikut ini adalah ilustrasi struktur motor stepper sederhana dan pulasa yang dibutuhkan untuk menggerakkannya:

Gambar 3.8. (a) bentuk pulsa keluaran dari pengendali motor stepper (b) penerapan pulsa pengendali pada motor stepper dan arah putaran yang bersesuaian

Arah putaran motor dapat diatur dengan mengatur kondisi logika masukan pada pena 13 dari IC 74LS86. Jika diterapkan logika 0, maka motor akan berputar berlawanan dengan arah jarum jam (counter clock wise) sedangkan jika diterapkan logika 1, maka motor akan berputar dengan arah sesuai dengan ajah jarum jam (clockwise). Gambar 3.8.a di atas adalah contoh bentuk pulsa keluaran yang menggerakkan motor stepper pada arah sesuai dengan jarum jam (clockwise) (Gambar 3.8.b).

Kecepatan motor ditentukan oleh frekuensi masukan clock yang berbentuk gelombang persegi empat. Pulsa clock ini dibangkitkan oleh rangkaian osilator pembangkit pulsa berbasis IC timer 555. Berikut ini adalah rangkaian pembangkit pulsa clock berbasis IC 555:

Gambar 3.9. skema rangkaian pembangkit pulsa clock berbasis IC 555

Rangkaian pada gambar 3.9 di atas adalah rangkaian berbasis IC 555 yang bekerja pada mode astabil. Dalam mode ini, rangkian bekerja sebagai osilator pembangkit pulsa/gelombang. Rangkaian di atas akan membangkitkan pulsa berbentuk persegi empat pada keluarannya (pena 3) secara periodik.

Gambar 3.10. bentuk gelombang keluaran rangkaian pembangkit pulsa (osilator)

Pulsa di atas memiliki frekuensi dan periode yang konstan. Periode dari satu gelombang penuh adalah Tt (Time total). Th (Time high) adalah periode sinyal positif atau tinggi sedangkan Tl (Time low) adalah periode sinyal nol atau rendah. Periode gelombang keluaran tersebut ditentukan oleh VR1, VR2, R1, R2 dan C1. Kapasitor C2 hanya berfungsi sebagai penstabil rangkaian. Untuk menghitung Periode keluaran, dapat dilakukan dengan rumus berikut ini:

Th = 0,693 ´ C1 ´ (VR1 + R1 + R2)

Tl = 0,693 ´ C1 ´ R2

Tt = Th + Tl

Pada rangkaian osilator di atas digunakan C1 = 1 mF = 0,000001 F, VR1= 200 kW = 200000 W, R1 = 1 kW = 1000 W dan R2 = 1,2 kW = 1200 W. Jika VR1 diatur pada posisi maksimum dan R1 terhubung dengan VR1, maka:

Th = 0,693 ´ 0,000001 ´ (200000 + 1000 + 1200)

Th = 0,1401246 detik

Tl = 0,693 ´ 0,000001 ´ 1200 W

Tl = 0,0008316 detik

Tt = 0,1401246 + 0,0008316

Tt = 0.1408562 detik

Jadi periode gelombang (Tt) adalah 0,0716 detik sehingga frekuensinya adalah:

f = Hz

Jika VR1 berada pada posisi minimum maka perhitungannya menjadi:

Th = 0,693 ´ 0,000001 ´ (0 + 1000 + 1200)

Th = 0,0015246 detik

Nilai Tl tetap = 0,0008316 detik karena harga R2 tetap.

Tt = 0,0015246 + 0,0008316

Tt = 0,0023562 detik

f = Hz

Dari perhitungan di atas, diperoleh bahwa rangkaian pembangkit gelombang tersebut dapat membangkitkan pulsa dengan frekuensi 7,09 – 424,41 Hertz.

Karena motor yang digunakan terdiri atas 4 phase dan memiliki kecepatan sudut 1,80 per langkah, maka:

· Jika frekuensi clock = 7,09 Hz, maka kecepatan motor adalah:

v = ´ 7,09 = 0,03545 putaran / detik

v = 2,127 rpm

· Jika frekuensi clock = 424,41 Hz, maka kecepatan motor adalah:

v = ´ 424,41 = 2,12205 putaran / detik

v = 127,323 rpm

Jadi pada sistem ini motor stepper dapat digerakkan pada kecepatan antara 2,127 rpm hingga 127,323 rpm. Dalam penerapannya pada sistem Triaxial, VR1 pada rangkaian osilator Gambar 3.9 di atur tahanannya hingga diperoleh kecepatan yang sesuai. Untuk dapat menghasilkan dua kecepatan, maka digunakan dua buah tahanan variabel (VR1 dan VR2). Masing-masing tahanan variabel diatur pada harga tahanan yang berbeda. Untuk harga tahanan yang lebih kecil akan dihasilkan pulsa clock yang lebih tinggi frekuensinya sehingga kecepatan motor stepper lebih tinggi. Untuk berpindah di antara dua kecepatan digunakan relay untuk memindah terminal R1 ke VR1 atau VR2. Jika relay off, maka terminal R1 terhubung ke terminal VR1 sedangkan jika relay on, maka terminal R1 terhubung ke terminal VR2.

Motor stepper umumnya memerlukan arus listrik yang relatif besar yaitu antara 1 hingga 2 A. Untuk itu keluaran dari pengendali motor stepper perlu dikuatkan sehingga dapat mengalirkan arus yang besar. Penguat tersebut dapat dianggap sebagai solid state switch karena hanya menghasilkan sinyal tinggi dan rendah (1 dan 0). Berikut ini adalah skema rangkaian solid state switch :

Gambar 3.11. skema rangkaian solid state switch

Pada rangkaian di atas (gambar 3.11), digunakan transistor bipolar (BJT) tipe TIP31 yang disusun sebagai open collector switch. Transistor TIP31 adalah tergolong transistor daya menengah yang mampu mengalirkan arus puncak hingga 5 A. Transistor-transistor ini harus dilengkapi oleh lempengan pendingin dari aluminium untuk mengurangi panas yang terjadi akibat besarnya arus yang mengalir. L1 - L4 adalah lilitan (wound) dalam motor stepper. Dioda D1 - D4 berfungsi sebagai pelindung rangkaian dari tegangan tinggi (back EMF) yang mungkin timbul dari lilitan motor setepper.

Keluaran dari rangkain pengendali motor stepper (phase1 - phase4) dihubungkan ke masukan dari empat transistor tersebut melalui R1 - R2. Jika masukan bernilai sinyal rendah, maka transistor akan berada pada keadaan cut-off sehingga arus dalam lilitan motor stepper tidak mengalir. Jika masukan bernilai tinggi (diatas tegangan ambang transistor), maka transistor akan on sehingga tegangan antara kolektor dengan emitor (VCE ) turun dan arus dapat mengalir ke tanah (ground). Dengan begitu motor stepper berputar. Jika sinyal keluaran dari pengendali motor stepper berbentuk seperti gambar 3.8.a, maka L1, L2, L3 dan L4 akan dialiri arus secara berurutan. Dengan begitu rotor dari motor stepper akan berputar sesuai dengan arah urutan sinyal pada gambar 3.8.b.

Download Versi PDF

belajar elekronika 2

Teori Dasar Penguat Operasional

1. Penguat Diferensial Sebagai Dasar Penguat Operasional

Penguat diferensial adalah suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya. Berikut ini adalah gambar skema dari penguat diferensial sederhana:

Penguat diferensial tersebut menggunakan komponen BJT (Bipolar Junction Transistor) yang identik / sama persis sebagai penguat. Pada penguat diferensial terdapat dua sinyal masukan (input) yaitu V1 dan V2. Dalam kondisi ideal, apabila kedua masukan identik (Vid = 0), maka keluaran Vod = 0. Hal ini disebabkan karena IB1 = IB2 sehingga IC1 = IC2 dan IE1 = IE2. Karena itu tegangan keluaran (VC1 dan VC2) harganya sama sehingga Vod = 0.

Apabila terdapat perbedaan antara sinyal V1 dan V2, maka Vid = V1 – V2. Hal ini akan menyebabkan terjadinya perbedaan antara IB1 dan IB2. Dengan begitu harga IC1 berbeda dengan IC2, sehingga harga Vod meningkat sesuai sesuai dengan besar penguatan Transistor.

Untuk memperbesar penguatan dapat digunakan dua tingkat penguat diferensial (cascade). Keluaran penguat diferensial dihubungkan dengan masukan penguat diferensial tingkatan berikutnya. Dengan begitu besar penguatan total (Ad) adalah hasil kali antara penguatan penguat diferensial pertama (Vd1) dan penguatan penguat diferensial kedua (Vd2).

Dalam penerapannya, penguat diferensial lebih disukai apabila hanya memiliki satu keluaran. Jadi yang diguankan adalah tegangan antara satu keluaran dan bumi (ground). Untuk dapat menghasilkan satu keluaran yang tegangannya terhadap bumi (ground) sama dengan tegangan antara dua keluaran (Vod), maka salah satu keluaran dari penguat diferensial tingkat kedua di hubungkan dengan suatu pengikut emitor (emitter follower).

Untuk memperoleh kinerja yang lebih baik, maka keluaran dari pengikut emiter dihubungkan dengan suatu konfigurasi yang disebut dengan totem-pole. Dengan menggunakan konfigurasi ini, maka tegangan keluaran X dapat berayun secara positif hingga mendekati harga VCC dan dapat berayun secara negatif hingga mendekati harga VEE.

Apabila seluruh rangkaian telah dihubungkan, maka rengkaian tersebut sudah dapat dikatakan sebagai penguat operasional (Operational Amplifier (Op Amp)). Penjelasan lebih lanjut mengenai hal ini akan dilakukan pada sub bab berikut.

2. Penguat Operasional

Penguat operasional (Op Amp) adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial yang telah dijelaskan di atas. Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif (+V) dan tegangan yang berharga negatif (-V) terhadap tanah (ground). Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional:

2.1. Karakteristik Ideal Penguat Operasional

Penguat operasional banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena beberapa keunggulan yang dimilikinya, seperti penguatan yang tinggi, impedansi masukan yang tinggi, impedansi keluaran yang rendah dan lain sebagainya. Berikut ini adalah karakteristik dari Op Amp ideal:

¨ Penguatan tegangan lingkar terbuka (open-loop voltage gain) AVOL =

¨ Tegangan ofset keluaran (output offset voltage) VOO = 0

¨ Hambatan masukan (input resistance) RI = ¥

¨ Hambatan keluaran (output resistance) RO = 0

¨ Lebar pita (band width) BW = ¥

¨ Waktu tanggapan (respon time) = 0 detik

¨ Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Kondisi ideal tersebut hanya merupakan kondisi teoritis tidak mungkun dapat dicapai dalam kondisi praktis. Tetapi para pembuat Op Amp berusaha untuk membuat Op Amp yang memiliki karakteristik mendekati kondisi-kondisi di atas. Karena itu sebuah Op Amp yang baik harus memiliki karakteristik yang mendekati kondisi ideal. Berikut ini akan dijelaskan satu persatu tentang kondisi-kondisi ideal dari Op Amp.

2.1.1. Penguatan Tegangan Lingkar Terbuka

Penguatan tegangan lingkar terbuka (open loop voltage gain) adalah penguatan diferensial Op Amp pada kondisi dimana tidak terdapat umpan balik (feedback) yang diterapkan padanya seberti yang terlihat pada gambar 2.2. Secara ideal, penguatan tegangan lingkar terbuka adalah:

AVOL = Vo / Vid = - ¥

AVOL = Vo/(V1-V2) = - ¥

Tanda negatif menandakan bahwa tegangan keluaran VO berbeda fasa dengan tegangan masukan Vid. Konsep tentang penguatan tegangan tak berhingga tersebut sukar untuk divisualisasikan dan tidak mungkin untuk diwujudkan. Suatu hal yang perlu untuk dimengerti adalah bahwa tegangan keluaran VO jauh lebih besar daripada tegangan masukan Vid. Dalam kondisi praktis, harga AVOL adalah antara 5000 (sekitar 74 dB) hingga 100000 (sekitar 100 dB).

Tetapi dalam penerapannya tegangan keluaran VO tidak lebih dari tegangan catu yang diberikan pada Op Amp. Karena itu Op Amp baik digunakan untuk menguatkan sinyal yang amplitudonya sangat kecil.

2.1.2. Tegangan Ofset Keluaran

Tegangan ofset keluaran (output offset voltage) VOO adalah harga tegangan keluaran dari Op Amp terhadap tanah (ground) pada kondisi tegangan masukan Vid = 0. Secara ideal, harga VOO = 0 V. Op Amp yang dapat memenuhi harga tersebut disebut sebagai Op Amp dengan CMR (common mode rejection) ideal.

Tetapi dalam kondisi praktis, akibat adanya ketidakseimbangan dan ketidakidentikan dalam penguat diferensial dalam Op Amp tersebut, maka tegangan ofset VOO biasanya berharga sedikit di atas 0 V. Apalagi apabila tidak digunakan umpan balik maka harga VOO akan menjadi cukup besar untuk menimbulkan saturasi pada keluaran. Untuk mengatasi hal ini, maka perlu diterapakan tegangan koreksi pada Op Amp. Hal ini dilakukan agar pada saat tegangan masukan Vid = 0, tegangan keluaran VO juga = 0. Apabila hal ini tercapai,

2.1.3. Hambatan Masukan

Hambatan masukan (input resistance) Ri dari Op Amp adalah besar hambatan di antara kedua masukan Op Amp. Secara ideal hambatan masukan Op Amp adalah tak berhingga. Tetapi dalam kondisi praktis, harga hambatan masukan Op Amp adalah antara 5 kW hingga 20 MW, tergantung pada tipe Op Amp. Harga ini biasanya diukur pada kondisi Op Amp tanpa umpan balik. Apabila suatu umpan balik negatif (negative feedback) diterapkan pada Op Amp, maka hambatan masukan Op Amp akan meningkat.

Dalam suatu penguat, hambatan masukan yang besar adalah suatu hal yang diharapkan. Semakin besar hambatan masukan suatu penguat, semakin baik penguat tersebut dalam menguatkan sinyal yang amplitudonya sangat kecil. Dengan hambatan masukan yang besar, maka sumber sinyal masukan tidak terbebani terlalu besar.

2.1.4. Hambatan Keluaran

Hambatan Keluaran (output resistance) RO dari Op Amp adalah besarnya hambatan dalam yang timbul pada saat Op Amp bekerja sebagai pembangkit sinyal. Secara ideal harga hambatan keluaran RO Op Amp adalah = 0. Apabula hal ini tercapai, maka seluruh tegangan keluaran Op Amp akan timbul pada beban keluaran (RL), sehingga dalam suatu penguat, hambatan keluaran yang kecil sangat diharapkan.

Dalam kondisi praktis harga hambatan keluaran Op Amp adalah antara beberapa ohm hingga ratusan ohm pada kondisi tanpa umpan balik. Dengan diterapkannya umpan balik, maka harga hambatan keluaran akan menurun hingga mendekati kondisi ideal.

2.1.5. Lebar Pita

Lebar pita (band width) BW dari Op Amp adalah lebar frekuensi tertentu dimana tegangan keluaran tidak jatuh lebih dari 0,707 dari harga tegangan maksimum pada saat amplitudo tegangan masukan konstan. Secara ideal, Op Amp memiliki lebar pita yang tak terhingga. Tetapi dalam penerapannya, hal ini jauh dari kenyataan.

Sebagian besar Op Amp serba guan memiliki lebar pita hingga 1 MHz dan biasanya diterapkan pada sinyal dengan frekuensi beberapa kiloHertz. Tetapi ada juga Op Amp yang khusus dirancang untuk bekerja pada frekuensi beberapa MegaHertz. Op Amp jenis ini juga harus didukung komponen eksternal yang dapat mengkompensasi frekuensi tinggi agar dapat bekerja dengan baik.

2.1.6. Waktu Tanggapan

Waktu tanggapan (respon time) dari Op Amp adalah waktu yang diperlukan oleh keluaran untuk berubah setelah masukan berubah. Secara ideal harga waktu respon Op Amp adalah = 0 detik, yaitu keluaran harus berubah langsung pada saat masukan berubah.

Tetapi dalam prakteknya, waktu tanggapan dari Op Amp memang cepat tetapi tidak langsung berubah sesuai masukan. Waktu tanggapan Op Amp umumnya adalah beberapa mikro detik hal ini disebut juga slew rate. Perubahan keluaran yang hanya beberapa mikrodetik setelah perubahan masukan tersebut umumnya disertai dengan oveshoot yaitu lonjakan yang melebihi kondisi steady state. Tetapi pada penerapan biasa, hal ini dapat diabaikan.

2.1.7. Karakteristik Terhadap Suhu

Sebagai mana diketahui, suatu bahan semikonduktor yang akan berubah karakteristiknya apabila terjadi perubahan suhu yang cukup besar. Pada Op Amp yang ideal, karakteristiknya tidak berubah terhadap perubahan suhu. Tetapi dalam prakteknya, karakteristik sebuah Op Amp pada umumnya sedikit berubah, walaupun pada penerapan biasa, perubahan tersebut dapat diabaikan.

2.2. Implementasi Penguat Operasional

Rangkaian yang akan dijelaskan dan dianalisa dalam tulisan ini akan menggunakan penguat operasional yang bekerja sebagai komparator dan sekaligus bekerja sebagai penguat. Berikut ini adalah konfigurasi Op Amp yang bekerja sebagai penguat:

Gambar di atas adalah gambar sebuah penguat non inverting. Penguat tersebut dinamakan penguat noninverting karena masukan dari penguat tersebut adalah masukan noninverting dari Op Amp. Sinyal keluaran penguat jenis ini sefasa dengan sinyal keluarannya. Adapun besar penguatan dari penguat ini dapat dihitung dengan rumus:

AV = (R1+R2)/R1

AV = 1 + R2/R1

Sehingga :

VO =1+(R2/R1) Vid

Selain penguat noninverting, terdapat pula konfigurasi penguat inverting. Dari penamaannya, maka dapat diketahui bahwa sinyal masukan dari penguat jenis ini diterapkan pada masukan inverting dari Op Amp, yaitu masukan dengan tanda “-“. Sinyal masukan dari pengaut inverting berbeda fasa sebesar 1800 dengan sinyal keluarannya. Jadi jiak ada masukan positif, maka keluarannya adalah negatif. Berikut ini adalah skema dari penguat inverting:

Penguatan dari penguat di atas dapat dihitung dengan rumus:

AV = - R2/R1

Sehingga: VO = - (R2/R1) Vid


Umumnya optikal CD laser berkekuatan antara 0,1 ~ 1 mW pada lensa objektif, sedangkan di dalamnya bisa mencapai 4 mW tergantung dari jenis laser CD tersebut. Laser diode untuk CD Player dan sejenisnya merupakan sinar infra merah. Panjang gelombang sinar IR biasanya berkisar antara 780nm, kebanyakan panjang gelombang sebesar 670 nm berwarna merah marong, tetapi 630 nm tersedia juga dalam merah orange dan kelihatan lebih cerah. Kekuatan output dari sinar laser yang bekisar 5 mW tersebut dapat merusak retina mata anda jika di pandang langsung.

Biasanya arus yang dibutuhkan sekitar 30 ~ 100 mA pada tegangan antara 1,7 ~ 2,5 Volt. Kompoent ini sangatlah peka, kesalahan penanganan dapat merusaknya. Kelebihan sedikit saja arus akan dapat merusaknya, jangan coba untuk mengukur laser diode ini dengan menggunakan VOM / Ohm meter pada skala rendah. Heatsink juga merupakan hal yang perlu diperhatikan untuk mendisipasikan panas yang ditimbulkan sehingga dapat bekerja dengan stabil dan berumur panjang.

Untuk menjalankan sebuah laser diode dapat dilakukan dengan sebuah catu daya dan resistor. Gunakan catu daya yang dapat diatur tegangan outputnya dari 0 ~ 10 Volt (jangan gunakan switching power supply), rangkaikan secara seri laser diode tersbut dengan sebuah resistor 100 Ohm dan hubungkan dengan catu daya. Atur mulai dari 0 Volt secara perlahan hingga di dapatkan sinar beam dari laser tersebut. Ingat !, perhatikan polaritas dari laser diode dan catu daya (jangan terbalik, tegangan sebesar 3 Volt saja akan merusaknya !!)

Rangkaian ini mungkin sangat dibutuhkan untuk mendeteksi/ test peralatan seperti :

  • Infra Red Remote Control
  • Laser Diode CD Player, CD ROM
  • Low Level Infra Red Emitter, dll


  • R1 = 3K3
  • R2 = 27K
  • R3 = 500
  • IR = 750 ~ 900 µm
  • LED
  • Q1 = 2N3904

Daftar komponent tidaklah terlalu kritis, IR detektor bisa menggunakan optocoupler atau photosensor dari komponen komputer yang sudah tidak terpakai lagi.

Catu daya, menggunakan tegangan DC sebesar 9 Volt. Bangunlah rangkaian tersebut, hindari IR detektor dari sinar LED secara langsung.

Hubungkan test point pada sebuah osciloscoope untuk mendeteksi signal laser yang akan di test/ deteksi.

ref :

  1. http://support.tandy.com/audio.html
  2. http://www.repairfaq.org/

Electronics Workbench EDA ver. 5.0a

Rekan electmania,

Berikut di sajikan sekilas info mengenai software aplikasi, yaitu: Electronics Workbench EDA versi 5.0 yang dikeluarkan oleh Interactive Image Technologies LTD, software ini merupakan program simulasi yang dapat menganalisa suatu rangkaian elektronik, disamping untuk menggambar rangkaian electronika/ digital. Bila kita hendak membangun suatu rangkaian elektronik, sebelum terlanjur membuat proto type hasil rancangan tersebut ada baiknya kita uji coba dahulu dengan simulasi program ini. Sesuaikah dengan yang anda harapkan ?. Dengan mudah, kita dapat menganti-ganti nilai komponen, sehingga didapat hasil yang sesuai.

Program simulasi ini tampak seperti pada gambar di bawah ini. Komponen yang tersedia terdiri dari komponen-komponen pasif (R-L-C), aktif (semikonduktor, IC analog/ IC digital), motor dc, relay dll. Library komponennya cukup banyak, mulai dari TTL, CMOS logika, beberapa type standar dari transistor (npn, pnp, fet dll) dan dapat ditambahkan library komponennya. Sayangnya untuk komponen microcontroller, VLSI dan CPU tidak tersedia di librarynya.

Aplikasi ini cukup user friendly digunakan. Kita tinggal click and drag komponen. Dan sebagai hasil analisa, bisa kita pasang multimeter, osciloscoope, logic analizer, logic converter. Sedang sebagai inputannya bisa kita pilih diantaranya; function generator, word generator.

Untuk installasi software ini, dibutuhkan sedikitnya:

  • 17 MB disk space
  • Processor 486 keatas dengan memory terpasang 32 MB

Automatic Voltage Selector

Tegangan PLN sekarang ini umumnya 220 Vac, namun di beberapa tempat masih ada yang 110 Vac. Umumnya tegangan input pada pesawat electronik dapat dipilih antara 110V atau 220V, dengan menggunakan switch. Anda pasti tahu akibat dari kesalahan tegangan masukan ini. Kalau tegangan rumah kita 220V, sedangkan alat yang akan dinyalakan pada posisi 110, akibatnya sangat fatal. Pada rangkaian power suplly bisa terbakar/ meledak.

Gambar di bawah ini adalah sebuah rangkaian yang dapat mengatur posisi saklar 110/ 220 Vac secara otomatis dengan menggunakan relay sebagai pengganti switch.

Prinsip kerja dari rangkaian adalah sebuah switch relay yang bekerja (tertarik oleh magnet relay) bila tegangan pada coil sesuai tegangan kerjanya (umumnya > 75%), sebaliknya tidak akan tertarik jika tegangan kerjanya kurang dari 75 %.

Arus AC pada PLN diratakan melalui D1 (1N4007 atau sejenis) dan C1 (470 uF/ 400V) menghasilkan tegangan DC di R1 sebesar 220Vdc. Melalui resistor R1, tegangan di jatuhkan dan disesuaikan dengan tegangan relay. Nilai R1 dapat dihitung berdasarkan hukum Ohm pada arus DC (R = V / I).


Relay 24 Vdc dengan nilai impedansi coil 1000 Ohm. Maka arus adalah I = V/R = 24/1000 = 0,024 A.

Untuk menjatuhkan supaya tegangan pada relay sebesar 24 V, maka tegangan pada R1 adalah 220 - 24 = 196 V.

Maka nilai R1 = VR1 / I = 196 / 0,024 = 8166,7 Ohm dan dayanya,

P = I ² * R maka = 0.024 ² * 8166,7 = 4,7 Watt.

belajar elektronika 1

Resitor/ hambatan.

Sebuah alat listrik yang terbuat dari:

  1. Karbon
  2. Kawat (nikelin)

Kode Warna:

Nilai dari sebuah resistor ada yang ditulis langsung pada body resistor tersebut, namun umumnya di kode dengan gelang2 warna yang melingkar. Bisa terdiri dari 4 gelang warna atau 5 gelang warna. Gelang pertama (A) adalah gelang yang lebih dekat ke salah satu ujung resistor tersebut. Sedangkan warna toleransi biasanya jaraknya agak terpisah.

Nilai (untuk 4 gelang warna) = A B x C +/- Toleransi

(untuk 5 gelang warna) = A B C x D +/- Toleransi


Sebuah resistor dengan warna









X 10

2 %

Nilai resistor tersebut

473 x 10 +/- 2 % = 4.730 [Ohm]

Penggunaan sebagai :

1. Menjatuhkan tegangan (rangkaian seri)

V batt = VR1 + VR2 + VR3 + … VRn

VR1 = I total x R1

VR2 = I total x R2


2. Membagi arus listrik (rangkaian parallel)

I total = I1 + I2 + I3 + … In

I1 = V batt / R1

I2 = V batt / R2