Register

Register prosesor, dalam arsitektiu rkomentar, adalah sejumlah kecil memori komputer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhada program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.


Register prosesor berdiri pada tingkat tertinggi dalam hieraki memori: ini berarti bahwa kecepatannya adalah yang paling cepat; kapasitasnya adalah paling kecil; dan harga tiap bitnya adalah paling tinggi. Register juga digunakan sebagai cara yang paling cepat dalam sistem komputer untuk melakukan manipulasi .data gister umumnya diukur dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti "register 8-bit", "register 16-bit", "register 32-bit", atau "register 64-bit" dan lain-lain.
Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set instruktur. untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register Arsitektur". Sebagai contoh set instruksi intel 89 mendefinisikan sekumpulan delapan buah register dengan ukuran 32-bit, tapi CPU yang mengimplementasikan set instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan register 32-bit.
Register terbagi menjadi beberapa kelas:
Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer).
Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori.
Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.
Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang
Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya.
Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh procesor SIMD
Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register.
Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.
Tabel berikit berisi ukuran register dan padanan prosesornya

Myspace Layouts at Pimp-My-Profile.com / Susuki hayabusa

Resistor

Resistor atau yang biasa disebut (bahasa Belanda) werstand, tahanan atau penghambat, adalah suatu komponen elektronik yang memberikan hambatan terhadap perpindahan elektron (muatan negatif).


wujud resistor
Resistor disingkat dengan huruf "R" (huruf R besar). Satuan resistor adalah Ohm, yang menemukan adalah George Ohm (1787-1854), seorang ahli fisika bangsa Jerman. Tahanan bagian dalam ini dinamai konduktansi. Satuan konduktansi ditulis dengan kebalikan dari Ohm yaitu mho.
Kemampuan resistor untuk menghambat disebut juga resistensi atau hambatan listrik. Besarnya diekspresikan dalam satuan Ohm. Suatu resistor dikatakan memiliki hambatan 1 Ohm apabila resistor tersebut menjembatani beda tegangan sebesar 1 Volt dan arus listrik yang timbul akibat tegangan tersebut adalah sebesar 1 ampere, atau sama dengan sebanyak 6.241506 × 1018 elektron per detik mengalir menghadap arah yang berlawanan dari arus





simbol resistor

Hubungan antara hambatan, tegangan, dan arus, dapat disimpulkan melalui hukum berikut ini, yang terkenal sebagai hukum Ohm
di mana V adalah beda potensial antara kedua ujung benda penghambat, I adalah besar arus yang melalui benda penghambat, dan R adalah besarnya hambatan benda penghambat tersebut.
Berdasarkan penggunaanya, resistor dapat dibagi:
1. Resistor Biasa (tetap nilainya), ialah sebuah resistor penghambat gerak arus, yang nilainya tidak dapat berubah, jadi selalu tetap (konstan). Resistor ini biasanya dibuat dari nikelin atau karbon.
2. Resistor Berubah (variable), ialah sebuah resistor yang nilainya dapat berubah-ubah dengan jalan menggeser atau memutar toggle pada alat tersebut. Sehingga nilai resistor dapat kita tetapkan sesuai dengan kebutuhan. Berdasarkan jenis ini kita bagi menjadi dua, Potensiometer, rheostat dan Trimpot (Trimmer Potensiometer) yang biasanya menempel pada papan rangkaian (Printed Circuit Board, PCB.
3. Resistor NTC dan PTS, NTC (Negative Temperature Coefficient), ialah Resistor yang nilainya akan bertambah kecil bila terkena suhu panas. Sedangkan PTS (Positife Temperature Coefficient), ialah Resistor yang nilainya akan bertambah besar bila temperaturnya menjadi dingin.
4. LDR (Light Dependent Resistor), ialah jenis Resistor yang berubah hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila cahaya gelap nilai tahanannya semakin besar, sedangkan cahayanya terang nilainya menjadi semakin kecil.
Gelang Warna pada Resistor
Pada Resistor biasanya memiliki 4 gelang warna, gelang pertama dan kedua menunjukkan angka, gelang ketiga adalah faktor kelipatan, sedangkan gelang ke empat menunjukkan toleransi hambatan. Pertengahan tahun 2006, perkembangan pada komponen Resistor terjadi pada jumlah gelang warna. Dengan komposisi: Gelang Pertama (Angka Pertama), Gelang Kedua (Angka Kedua), Gelang Ketiga (Angka Ketiga), Gelang Keempat (Multiplier) dan Gelang Kelima (Toleransi).
Berikut Gelang warna dimulai dari warna Hitam, Coklat, Merah, Jingga, Kuning, Hijau, Biru, Ungu (violet), Abu-abu dan Putih.
gelang toleransi hambatan adalah: Coklat 1%, Merah 2%, Hijau 0,5%, Biru 0,25%, Ungu 0,1%, Emas 5% dan Perak 10%. Kebanyakan gelang toleransi yang dipakai oleh umum adalah warna Emas, Perak dan Coklat.
Warna Gelang Pertama Gelang Kedua Gelang Ketiga (multiplier) Gelang ke Empat (toleransi) Temp. Koefisien
Hitam
0 0 ×100
Coklat
1 1 ×101 ±1% (F) 100 ppm
Merah
2 2 ×102 ±2% (G) 50 ppm
Jingga
3 3 ×103 15 ppm
Kuning
4 4 ×104 25 ppm
Hijau
5 5 ×105 ±0.5% (D)
Biru
6 6 ×106 ±0.25% (C)
Ungu
7 7 ×107 ±0.1% (B)
Abu-abu
8 8 ×108 ±0.05% (A)
Putih
9 9 ×109
Emas
×0.1 ±5% (J)
Perak
×0.01 ±10% (K)
Polos ±20% (M)






Kondensator or capasitor

Kondensator (Capasitor) adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad. Ditemukan oleh Micha Faraday(1791-1867). Kondensator kini juga dikenal sebagai "kapasitor", namun kata "kondensator" masih dipakai hingga saat ini. Pertama disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari bahasa Itali condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya. Kebanyakan bahasa dan negara yang tidak menggunakan bahasa Inggris masih mengacu pada perkataan bahasa Italia "condensatore", seperti bahasa Perancis condensateur, Indonesia dan Jerman Kondensator atau Spanyol Condensador.
• Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif) pada skema elektronika.
• Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor (capacitor).





Lambang kapasitor (tidak mempunyai kutub) pada skema elektronika.
Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap negara tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini kebiasaan orang tersebut hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C).
Satuan dalam kondensator disebut Farad Satu Farad = 9 x 1011 cm² yang artinya luas permukaan kepingan tersebut menjadi 1 Farad sama dengan 106 mikroFarad (µF), jadi 1 µF = 9 x 105 cm².
Satuan-satuan sentimeter persegi (cm²) jarang sekali digunakan karena kurang praktis, satuan yang banyak digunakan adalah:
• 1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad)
• 1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad)
• 1 µF = 1.000 nF (nano Farad)
• 1 nF = 1.000 pF (piko Farad)
• 1 pF = 1.000 µµF (mikro-mikro Farad)
Adapun cara memperluas kapasitor atau kondensator dengan jalan:
1. Menyusunnya berlapis-lapis.
2. Memperluas permukaan variabel.
3. Memakai bahan dengan daya tembus besar.
Wujud dan Macam kondensator
Berdasarkan kegunaannya kondensator kita bagi dalam:
1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)
2. Kondensator elektrolit (Electrolite Condenser = Elco)
3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)
Kondensator (Capasitor) adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad. Ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Kondensator kini juga dikenal sebagai "kapasitor", namun kata "kondensator" masih dipakai hingga saat ini. Pertama disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari bahasa Itali condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya. Kebanyakan bahasa dan negara yang tidak menggunakan bahasa Inggris masih mengacu pada perkataan bahasa Italia "condensatore", seperti bahasa Perancis condensateur, Indonesia dan Jerman Kondensator atau Spanyol Condensador.
Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.
Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif) pada skema elektronika.
Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor (capacitor).
Lambang kapasitor (tidak mempunyai kutub) pada skema elektronika.
Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap negara tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini kebiasaan orang tersebut hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C).
Satuan dalam kondensator disebut Farad. Satu Farad = 9 x 1011 cm² yang artinya luas permukaan kepingan tersebut menjadi 1 Farad sama dengan 106 mikroFarad (µF), jadi 1 µF = 9 x 105 cm².
Satuan-satuan sentimeter persegi (cm²) jarang sekali digunakan karena kurang praktis, satuan yang banyak digunakan adalah:
1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad) 1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad) 1 µF = 1.000 nF (nano Farad) 1 nF = 1.000 pF (piko Farad) 1 pF = 1.000 µµF (mikro-mikro Farad) Adapun cara memperluas kapasitor atau kondensator dengan jalan:
Menyusunnya berlapis-lapis. Memperluas permukaan variabel. Memakai bahan dengan daya tembus besar.
[sunting] Wujud dan Macam kondensator Berdasarkan kegunaannya kondensator kita bagi dalam:
Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah) Kondensator elektrolit (Electrolite Condenser = Elco) Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)

Tranformator


Sebuah transformator (atau yang lebih dikenal dengan nama trafo) adalah suatu alat elektronik yang memindahkan energi dari satu sirkuit elektronik ke sirkuit lainnya melalui pasangan magnet. Biasanya dipakai untuk mengubah tegangan listrik dari tinggi ke rendah dan berarti juga mengubah arus listrik dari rendah ke tinggi.

Myspace Layouts at Pimp-My-Profile.com / Susuki hayabusa

Dioda
Dioda adalah sambungan bahan p-n yang berfungsi terutama sebagai penyearah Bahan tipe-p menjadi sisi anode sedangkan bahan tipe-n menjadi katode. Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya, diode bisa berlaku sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anode mendapatkan tegangan positif sedangkan katodenya 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 diode faktual (riil), perlu tegangan lebih besar dari 0,7V (untuk diode yang terbuat dari bahan silikon) pada anode terhadap katode agar diode dapat menghantarkan arus listrik. Tegangan sebesar 0,7V ini disebut sebagai tegangan halang (barrier voltage). Diode yang terbuat dari bahan germaniuum memiliki tegangan halang kira-kira 0,3V.

Dioda dibedakan dalam beberapa jenis:
• dioda cahaya
• dioda foto
• dioda laser
• diode Zener
• dioda Schottky

1.dioda cahaya

Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju.
Gejala ini termasuk bentuk elektroluminensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat

Fungsi fisikal
Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa-muatan - elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon.
Emisi cahaya
Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya, tergantung dari selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n junction. Sebuah dioda normal, biasanya terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya tampak inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah dekat, tampak, dan ultraungu dekat.
Substrat LED
Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dan merah dibuat dengan gallium arsenide. Perkembagan dalam ilmu material telah memungkinkan produksi alat dengan panjang gelombang yang lebih pendek, menghasilkan cahaya dengan warna bervariasi.
LED konvensional terbuat dari mineral inorganik yang bervariasi, menghasilkan warna sebagai berikut:
• aluminium gallium arsenide (AlGaAs) - merah dan inframerah
• gallium aluminium phosphide - hijau
• gallium arsenide/phosphide (GaAsP) - merah, oranye-merah, oranye, dan kuning
• gallium nitride (GaN) - hijau, hijau murni (atau hijau emerald), dan biru
• gallium phosphide (GaP) - merah, kuning, dan hijau
• zinc selenide (ZnSe) - biru
• indium gallium nitride (InGaN) - hijau kebiruan dan biru
• indium gallium aluminium phosphide - oranye-merah, oranye, kuning, dan hijau
• silicon carbide (SiC) - biru
• diamond (C) - ultraviolet
• silicon (Si) - biru (dalam pengembangan)
• sapphire (Al2O3) - biru

An ultraviolet GaN LED.

LED biru pertama yang dapat mencapai keterangan komersial menggunakan substrat galium nitrida yang ditemukan oleh Shuji Nakamura tahun 1993 sewaktu berkarir di Nichia Corporation di Jepang. LED ini kemudian populer di penghujung tahun 90-an. LED biru ini dapat dikombinasikan ke LED merah dan hijau yang telah ada sebelumnya untuk menciptakan cahaya putih.
LED dengan cahaya putih sekarang ini mayoritas dibuat dengan cara melapisi substrat galium nitrida (GaN) dengan fosfor kuning. Karena warna kuning merangsang penerima warna merah dan hijau di mata manusia, kombinasi antara warna kuning dari fosfor dan warna biru dari substrat akan memberikan kesan warna putih bagi mata manusia.
LED putih juga dapat dibuat dengan cara melapisi fosfor biru, merah dan hijau di substrat ultraviolet dekat yang lebih kurang sama dengan cara kerja lampu fluoresen.
Metode terbaru untuk menciptakan cahaya putih dari LED adalah dengan tidak menggunakan fosfor sama sekali melainkan menggunakan substrat seng selenida yang dapat memancarkan cahaya biru dari area aktif dan cahaya kuning dari substrat itu sendiri.

2.dioda foto

Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis.



Bentuk dioda foto
Alat yang mirip dengan Dioda foto adalah Transistor foto (Phototransistor). Transistor foto ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Dioda Foto. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini di-injeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari Transistor-foto secara umum akan lebih lambat dari pada Dioda-Foto.
3.dioda laser
Dioda laser adalah sejenis laser di mana media aktifnya sebuah semikonduktor persimpangan p-n yang mirip dengan yang terdapat pada dioda pemancar cahaya. Dioda laser kadang juga disingkat LD atau ILD.
Dioda laser baru ditemukan pada akhir abad ini oleh ilmuwan Universitas Harvard. Prinsip kerja dioda ini sama seperti dioda lainnya yaitu melalui sirkuit dari rangkaian elektronika, yang terdiri dari jenis p dan n. Pada kedua jenis ini sering dihasilkan 2 tegangan, yaitu:
1. biased forward, arus dihasilkan searah dengan nilai 0,707 utk pembagian v puncak, bentuk gelombang di atas ( + ).
2. backforward biased, ini merupakan tegangan berbalik yang dapat merusak suatu komponen elektronika.
4.dioda zener
Sebuah dioda biasanya dianggap sebagai alat yang menyalurkan listrik ke satu arah, namun Dioda Zener dibuat sedemikian rupa sehingga arus dapat mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan rusak" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener".

Symbol dioda zener
Dioda yang biasa tidak akan mengijinkan arus listrik untuk mengalir secara berlawanan jika dicatu-balik (reverse-biased) di bawah tegangan rusaknya. Jika melampaui batas tegangan rusaknya, dioda biasa akan menjadi rusak karena kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas. Namun proses ini adalah reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan. Dalam kasus pencatuan-maju (sesuai dengan arah gambar panah), dioda ini akan memberikan tegangan jatuh (drop voltage) sekitar 0.6 Volt yang biasa untuk dioda silikon. Tegangan jatuh ini tergantung dari jenis dioda yang dipakai.
Sebuah dioda Zener memiliki sifat yang hampir sama dengan dioda biasa, kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tengangan rusak yang jauh dikurangi, disebut tegangan Zener. Sebuah dioda Zener memiliki p-n junction yang memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tembus (tunnel) dari pita valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi material tipe-n. Sebuah dioda zener yang dicatu-balik akan menunjukan perilaku rusak yang terkontrol dan akan melewatkan arus listrik untuk menjaga tegangan jatuh supaya tetap pada tegangan zener. Sebagai contoh, sebuah diode zener 3.2 Volt akan menunjukan tegangan jatuh pada 3.2 Volt jika diberi catu-balik. Namun, karena arusnya tidak terbatasi, sehingga dioda zener biasanya digunakan untuk membangkitkan tegangan referensi, atau untuk menstabilisasi tegangan untuk aplikasi-aplikasi arus kecil.
Tegangan rusaknya dapat dikontrol secara tepat dalam proses doping. Toleransi dalam 0.05% bisa dicapai walaupun toleransi yang paling biasa adalah 5% dan 10%.
Efek ini ditemukan oleh seorang fisikawan Amerika, Clarence Melvin Zener.
Mekanisme lainnya yang menghasilkan efek yang sama adalah efek avalanche, seperti di dalam dioda avalanche. Kedua tipe dioda ini sebenarnya dibentuk melalui proses yang sama dan kedua efek sebenarnya terjadi di kedua tipe dioda ini. Dalam dioda silikon, sampai dengan 5.6 Volt, efek zener adalah efek utama dan efek ini menunjukan koefisiensi temperatur yang negatif. Di atas 5.6 Volt, efek avalanche menjadi efek utama dan juga menunjukan sifat koefisien temperatur positif.
Dalam dioda zener 5.6 Volt, kedua efek tersebut muncul bersamaan dan kedua koefisien temperatur membatalkan satu sama lainnya. Sehingga, dioda 5.6 Volt menjadi pilihan utama di aplikasi temperatur yang sensitif.
Teknik-teknik manufaktur yang modern telah memungkinkan untuk membuat dioda-dioda yang memiliki tegangan jauh lebih rendah dari 5.6 Volt dengan koefisien temperatur yang sangat kecil. Namun dengan munculnya pemakai tegangan tinggi, koefisien temperatur muncul dengan singkat pula. Sebuah dioda untuk 75 Volt memiliki koefisien panas yang 10 kali lipatnya koefisien sebuah dioda 12 Volt.
Semua dioda di atas, tidak perduli berapapun tenganan rusaknya, biasanya dijual dinamakan dioda Zener.
Pemakaian
Dioda Zener biasanya digunakan secara luas dalam sirkuit elektronik. Fungsi utamanya adalah untuk menstabilkan tegangan. Pada saat disambungkan secara parallel dengan sebuah sumber tegangan yang berubah-ubah yang dipasang sehingga mencatu-balik, sebuah dioda zener akan bertingkah seperti sebuah kortsleting (hubungan singkat) saat tegangan mencapai tegangan rusak diode tersebut. Hasilnya, tegangan akan dibatasi sampai ke sebuah angka yang telah diketahui sebelumnya.

Sebuah dioda zener juga digunakan seperti ini sebagai regulator tegangan shunt (shunt berarti sambungan parallel, dan regulator tegangan sebagai sebuah kelas sirkuit yang memberikan sumber tegangan tetap.
5. dioda Schottky
SCR singkatan dari Silicon Control Rectifier. Adalah Dioda yang mempunyai fungsi sebagai pengendali. SCR atau Tyristor masih termasuk keluarga semikonduktor dengan karateristik yang serupa dengan tabung thiratron. Sebagai pengendalinya adalah gate (G). SCR sering disebut Therystor. SCR sebetulnya dari bahan campuran P dan N. Isi SCR terdiri dari PNPN (Positif Negatif Positif Negatif) dan biasanya disebut PNPN Trioda.Logo pada skema elektronik untuk SCR:

Guna SCR:
• Sebagai rangkaian Saklar (switch control)
• Sebagai rangkaian pengendali (remote control)
Diagram dan skema SCR:

Ada tiga kelompok besar untuk semikonduktor ini yang sama-sama dapat berfungsi sebagai Saklar (Switching) pada tegangan 120 volt sampai 240 volt. Ketiga kelompok tersebut adalah SCR ini sendiri, DIAC dan TRIAC

Myspace Layouts at Pimp-My-Profile.com / Susuki hayabusa

Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.


Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.

Cara kerja semikonduktor
Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik.
Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas.
Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektron bebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk.
Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipe-p. Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru, dinamakan "lubang" (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristal silikon.
Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic dari sebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisa membuat pembawa muatan positif (hole).
Dapat disimak bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak, sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secara merata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diode junction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalam satu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P-N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yang berlawanan dari seberangnya.
Kenaikan dari jumlah pencemar (doping level) akan meningkatkan konduktivitas dari materi semikonduktor, asalkan tata-letak kristal silikon tetap dipertahankan. Dalam sebuah transistor bipolar, daerah terminal emiter memiliki jumlah doping yang lebih besar dibandingkan dengan terminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis adalah satu dari banyak faktor yang menentukan sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut.
Jumlah doping yang diperlukan sebuah semikonduktor adalah sangat kecil, dalam ukuran satu berbanding seratus juta, dan ini menjadi kunci dalam keberhasilan semikonduktor. Dalam sebuah metal, populasi pembawa muatan adalah sangat tinggi; satu pembawa muatan untuk setiap atom. Dalam metal, untuk mengubah metal menjadi isolator, pembawa muatan harus disapu dengan memasang suatu beda tegangan. Dalam metal, tegangan ini sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari yang mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapu pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida. Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan. Semikonduktor dengan doping dapat dirubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak.
Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau lubang, namun dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebut untuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena transistor tersebut diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau transistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat tipis.
Cara kerja transistor
Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda.
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.
FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.
Jenis-jenis transistor
PNP
BJT
JFET
NPN
BJT
JFET
Simbol Transistor dari Berbagai Tipe
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:
• Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
• Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain
• Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.
• Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
• Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
• Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain
• Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain
BJT
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.
FET
FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol tegangan input.
FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode.
Macam transistor:
• transistor efek medan
• transistor bipolar
• transistor IGBT
• transistor Darlington
1.transistor efek medan
MOSFET, singkatan dari Metal Oxyde Semi Conductor atau Transistor efek medan, adalah jenis transistor yang bekerja dengan adanya modulasi dari medan listrik di dalam bahan semikonduktor. Antara FET dan MOSFET tidak ada perbedaan, hanya yang membedakan:
• Adanya lapisan S1O2 yang mambatasi gate dan channel.
• Arus listrik yang masuk sangat kecil sekali.
Jenis-jenis transistor efek medan adalah MOSFET, JFET, MESFET, HEMT, dan TFT.
2.transistor bipolar
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.

3.transistor IGBT
IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor) adalah piranti semikonduktor yang setara dengan gabungan sebuah transistor bipolar (BJT) dan sebuah transistor efek medan (MOSFET). Jenis divais baru yang berfungsi sebagai komponen saklar untuk aplikasi daya ini muncul sejak tahun 1980-an.
Karakteristik IGBT
Sesuai dengan namanya, divais baru ini merupakan divais yang menggabungkan struktur dan sifat-sifat dari kedua jenis transistor tersebut di atas, BJT dan MOSFET. Dengan kata lain, IGBT mempunyai sifat kerja yang menggabungkan keunggulan sifat-sifat kedua jenis transistor tersebut. Terminal gate dari IGBT, sebagai terminal kendali juga mempunyai struktur bahan penyekat (insulator) sebagaimana pada MOSFET.
Input dari IGBT adalah terminal Gate dari MOSFET, sedang terminal Source dari MOSFET terhubung ke terminal Basis dari BJT. Dengan demikian, arus drain keluar dan dari MOSFET akan menjadi arus basis dari BJT. Karena besarnya tahanan masuk dari MOSFET, maka terminal input IGBT hanya akan menarik arus yang kecil dari sumber. Di pihak lain, arus drain sebagai arus keluaran dari MOSFET akan cukup besar untuk membuat BJT mencapai keadaan saturasi. Dengan gabungan sifat kedua elemen tersebut, IGBT mempunyai perilaku yang cukup ideal sebagai sebuah saklar elektronik. Di satu pihak IGBT tidak terlalu membebani sumber, di pihak lain mampu menghasilkan arus yang besar bagi beban listrik yang dikendalikannya.
Terminal masukan IGBT mempunyai nilai impedansi yang sangat tinggi, sehingga tidak membebani rangkaian pengendalinya yang umumnya terdiri dari rangkaian logika. Ini akan menyederhanakan rancangan rangkaian pengendali (controller) dan penggerak (driver) dari IGBT.
Di samping itu, kecepatan pensaklaran IGBT juga lebih tinggi dibandingkan divais BJT, meskipun lebih rendah dari divais MOSFET yang setara. Di lain pihak, terminal keluaran IGBT mempunyai sifat yang menyerupai terminal keluaran (kolektor-emitter) BJT. Dengan kata lain, pada saat keadaan menghantar, nilai tahanan menghantar (Ron) dari IGBT sangat kecil, menyerupai Ron pada BJT.
Dengan demikian bila tegangan jatuh serta lesapan dayanya pada saat keadaan menghantar juga kecil. Dengan sifat-sifat seperti ini, IGBT akan sesuai untuk dioperasikan pada arus yang besar, hingga ratusan Ampere, tanpa terjadi kerugian daya yang cukup berarti. IGBT sesuai untuk aplikasi pada perangkat Inverter maupun Kendali Motor Listrik (Drive).

Sifat-sifat IGBT
Komponen utama di dalam aplikasi elekronika daya (power electronics) dewasa ini adalah saklar zat padat (solid-state switches) yang diwujudkan dengan peralatan semikonduktor seperti transistor bipolar (BJT),transistor efek medan (MOSFET), maupun Thyristor.
sebuah transistor IGBT penampang unum transistor
Sebuah saklar ideal di dalam aplikasi elektronika daya akan mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:
1. pada saat keadaan tidak menghantar (off), saklar mempunyai tahanan yang besar sekali, mendekati nilai tak berhingga. Dengan kata lain, nilai arus bocor struktur saklar sangat kecil
2. Sebaliknya, pada saat keadaan menghantar (on), saklar mempunyai tahanan menghantar (Ron) yang sekecil mungkin. Ini akan membuat nilai tegangan jatuh (voltage drop) keadaan menghantar juga sekecil mungkin, demikian pula dengan besarnya daya lesapan (power dissipation) yang terjadi, dan (kecepatan pensaklaran (switching speed) yang tinggi.
• Sifat nomor (1) umumnya dapat dipenuhi dengan baik oleh semua jenis peralatan semikonduktor yang disebutkan di atas, karena peralatan semikonduktor komersial pada umumnya mempunyai nilai arus bocor yang sangat kecil.
• Untuk sifat nomor (2), BJT lebih unggul dari MOSFET, karena tegangan jatuh pada terminal kolektor-emitter, VCE pada keadaan menghantar (on) dapat dibuat sekecil mungkin dengan membuat transitor BJT berada dalam keadaan jenuh (saturasi).
• Sebaliknya, untuk unsur kinerja nomor (3) yaitu kecepatan switching, MOSFET lebih unggul dari BJT, karena sebagai divais yang bekerja berdasarkan aliran pembawa muatan mayoritas (majority carrier), pada MOSFET tidak dijumpai aruh penyimpanan pembawa muatan minoritas pada saat proses pensaklaran, yang cenderung memperlamnat proses pensaklaran tersebut.
4.Transistor darlington
Transistor Darlington adalah rangkaian elektronika yang terdiri dari sepasang transistor bipolar (dwi kutub) yang tersambung secara tandem (seri). Sambungan seri seperti ini dipakai untuk mendapatkan penguatan (gain) yang tinggi, karena hasil penguatan pada transistor yang pertama akan dikuatkan lebih lanjut oleh transistor kedua. Keuntungan dari rangkaian Darlington adalah penggunaan ruang yang lebih kecil dari pada rangkaian dua buah transistor biasa dengan bentuk konfigurasi yang sama. Penguatan arus listrik atau gain dari rangkaian transistor Darlington ini sering dituliskan dengan notasi β atau hFE.
Rangkaian transistor Darlington ditemukan pertama kali oleh Sidney Darlington yang bekerja di Laboratorium Bell di Amerika Serikat. Jenis rangkaian hasil penemuannya ini telah mendapatkan hak paten, dan banyak dipakai dalam pembuatan Sirkuit terpadu (IC atau Integrated Circuits) chip. Jenis rangkaian yang mirip dengan transistor Darlington adalah rangkaian pasangan Sziklai yang terdiri dari sepasang transistor NPN dan PNP. Rangkaian Sziklai sering dikenal sebagai rangkaian 'Complementary Darlington' atau 'rangkaian kebalikan dari Darlington'.
Transistor Darlington bersifat seolah-olah sebagai satu transistor tunggal yang mempunyai penguatan arus yang tinggi. Penguatan total dari rangkaian ini merupakan hasil kali dari penguatan masing-masing transistor yang dipakai:

Nilai penguatan total dari transistor Darlington bisa mencapai 1000 kali atau lebih. Dari luar transistor Darlington nampak seperti transistor biasa dengan 3 buah kutub: B (basis), C (Kolektor), dan E (Emitter). Dari segi tegangan listriknya, voltase base-emitter rangkaian ini juga lebih besar, dan secara umum merupakan jumlah dari kedua tegangan masing-masing transistornya, seperti nampak dalam rumus berikut:
VBE = VBE1 + VBE2

Myspace Layouts at Pimp-My-Profile.com / Susuki hayabusa

Gerbang logika
Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay), cairan, optik dan bahkan mekanik.
Ringkasan jenis-jenis gerbang logika
Nama Fungsi Lambang dalam rangkaian Tabel kebenaran
IEC 60617-12 US-Norm DIN 40700 (sebelum 1976)
Gerbang-AND
(AND)




A B Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

Gerbang-OR
(OR)


A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

Gerbang-NOT
(NOT)


\
A Y
0 1
1 0

Gerbang-NAND
(Not-AND)




A B Y
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Gerbang-NOR
(Not-OR)




A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0

Gerbang-XOR
(Antivalen, Exclusive-OR)



atau
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Gerbang-XNOR
(Ekuivalen, Not-Exclusive-OR)





atau
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1



flip flop
Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang disimpan. Prinsip dasar dari flip-flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang di rangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial.


Register processor
Register prosesor, dalam arsitektur komputer, adalah sejumlah kecil memori komputer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.
Register prosesor berdiri pada tingkat tertinggi dalam hierarki memori: ini berarti bahwa kecepatannya adalah yang paling cepat; kapasitasnya adalah paling kecil; dan harga tiap bitnya adalah paling tinggi. Register juga digunakan sebagai cara yang paling cepat dalam sistem komputer untuk melakukan manipulasi data. Register umumnya diukur dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti "register 8-bit", "register 16-bit", "register 32-bit", atau "register 64-bit" dan lain-lain.
Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set instruksi untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register Arsitektur". Sebagai contoh set instruksi Intel x86 mendefinisikan sekumpulan delapan buah register dengan ukuran 32-bit, tapi CPU yang mengimplementasikan set instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan register 32-bit.
Register terbagi menjadi beberapa kelas:
• Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer).
• Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori.
• Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.
• Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point).
• Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya.
• Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD.
• Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register.
• Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.
Tabel berikit berisi ukuran register dan padanan prosesornya
Register Prosesor
4-bit Intel 4004

8-bit Intel 8080

16-bit Intel 8086, Intel 8088, Intel 80286

32-bit Intel 80386DX, Intel 80486, Intel Pentium, Intel Pentium Pro, Intel Pentium II, Intel Pentium III, Intel Pentium 4, Intel Celeron, Intel Xeon, AMD K5, AMD K6, AMD Athlon, AMD Athlon MP, AMD Athlon XP, AMD Athlon 4, AMD Duron, AMD Sempron

64-bit Intel Itanium, Intel Itanium 2, Intel Xeon, Intel Core, Intel Core 2, AMD Athlon 64, AMD Athlon X2, AMD Athlon FX, AMD Turion 64, AMD Turion X2, AMD Sempron

Multiplekser
Multiplekser atau disingkat MUX adalah alat atau komponen elektronika yang bisa memilih input (masukan) yang akan diteruskan ke bagian output (keluaran). Pemilihan input mana yang dipilih akan ditentukan oleh signal yang ada di bagian kontrol (kendali) Select.


Skema Multiplexer 2 input-ke-1 output
Komponen yang berfungsi kebalikan dari MUX ini disebut Demultiplekser (DEMUX). Pada DEMUX, jumlah masukannya hanya satu, tetapi bagian keluarannya banyak. Signal pada bagian input ini akan disalurkan ke bagian output (channel) yang mana tergantung dari kendali pada bagian SELECTnya.



Skema Demultiplexer 1-ke-2



Microprocesor
Sebuah mikroprosesor (disingkat µP atau uP) adalah sebuah central processing unit(CPU) elektronik komputer yang terbuat dari transistor mini dan sirkuit lainnya di atas sebuah sirkuit terintegrasi semikonduktor.
Sebelum berkembangnya mikroprosesor, CPU elektronik terbuat dari sirkuit terintegrasi TTL terpisah; sebelumnya, transistor individual; sebelumnya lagi, dari tabung vakum. Bahkan telah ada desain untuk mesin komputer sederhana atas dasar bagian mekanik seperti gear, shaft, lever, Tinkertoy, dll.
Evolusi dari mikroprosesor telah diketahui mengikuti Hukum Moore yang merupakan peningkatan performa dari tahun ke tahun. Teori ini merumuskan bahwa daya penghitungan akan berlipat ganda setiap 18 bulan, sebuah proses yang benar terjadi sejak awal 1970-an; sebuah kejutan bagi orang-orang yang berhubungan. Dari awal sebagai driver dalam kalkulator, perkembangan kekuatan telah menuju ke dominasi mikroprosesor di berbagai jenis komputer; setiap sistem dari mainframe terbesar sampai ke komputer pegang terkecil sekarang menggunakan mikroprosesor sebagai pusatnya.



Microcontroller
Pengendali mikro (Inggris: microcontroller) adalah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam sebuah PC, karena sebuah mikrokontroler umumnya telah berisi komponen pendukung sistem minimal mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka I/O.
Sebuah mikrokontroler AVR ATMega8 dalam kemasan PDIP-28 buatan ATMEL

Rancangan embedded
Sistem komputer dewasa ini paling banyak justru terdapat di dalam peralatan lain, seperti telepon, jam, perangkat rumah tangga, kendaraan, dan bangunan. Sistem embedded biasanya mengandung syarat minimal sebuah sistem mikroprosesor yaitu memori untuk data dan program, serta sistem antarmuka input/output yang sederhana. Antarmuka semacam keyboard, tampilan, disket, atau printer yang umumnya ada pada sebuah komputer pribadi justru tidak ada pada sistem mikrokontroler. Sistem mikrokontroler lebih banyak melakukan pekerjaan-pekerjaan sederhana yang penting seperti mengendalikan motor, saklar, resistor variabel, atau perangkat elektronis lain. Seringkali satu-satunya bentuk antarmuka yang ada pada sebuah sistem mikrokontroler hanyalah sebuah LED, bahkan ini pun bisa dihilangkan jika tuntutan konsumsi daya listrik mengharuskan demikian.[rujukan?]
Integrasi yang lebih padat
Berbeda dengan CPU serba-guna, mikrokontroler tidak selalu memerlukan memori eksternal, sehingga mikrokontroler dapat dibuat lebih murah dalam kemasan yang lebih kecil dengan jumlah pin yang lebih sedikit.


Sebuah chip mikrokontroler umumnya memiliki fitur:
• central processing unit - mulai dari prosesor 4-bit yang sederhana hingga prosesor kinerja tinggi 64-bit.
• input/output antarmuka jaringan seperti port serial (UART)
• antarmuka komunikasi serial lain seperti I²C, Serial Peripheral Interface and Controller Area Network untuk sambungan sistem
• periferal seperti timer dan watchdog
• RAM untuk penyimpanan data
• ROM, EPROM, EEPROM atau Flash memory untuk menyimpan program komputer
• pembangkit clock - biasanya berupa resonator rangkaian RC
• pengubah analog-ke-digital
Sejarah mikrokontroler
Mikrokontroler populer yang pertama dibuat oleh Intel pada tahun 1976, yaitu mikrokontroler 8-bit Intel 8748. Mikrokontroler tersebut adalah bagian dari keluarga mikrokontroler MCS-48. Sebelumnya, Texas instruments telah memasarkan mikrokontroler 4-bit pertama yaitu TMS 1000 pada tahun 1974. TMS 1000 yang mulai dibuat sejak 1971 adalah mikrokomputer dalam sebuah chip, lengkap dengan RAM dan ROM.
Jenis mikrokontroler
AMCC
Hingga Mei 2004, mikrokontroler ini masih dikembangkan dan dipasarkan oleh IBM, hingga kemudian keluarga 4xx dijual ke Applied Micro Circuits Corporation.
• 403 PowerPC CPU (PPC 403GCX)
• 405 PowerPC CPU (PPC 405EP, PPC 405GP/CR, PPC 405GPr, PPC NPe405H/L)
• 440 PowerPC Book-E CPU (PPC 440GP, PPC 440GX, PPC 440EP/EPx/GRx, PPC 440SP/SPe)
Atmel
• Atmel AT91 series (ARM THUMB architecture)
• AT90, Tiny & Mega series – AVR (Atmel Norway design)
• Atmel AT89 series (Intel 8051/MCS51 architecture)
• MARC4
Cypress MicroSystems
• CY8C2xxxx
Freescale Semiconductor
Hingga 2004, mikrokontroler ini dikembangkan dan dipasarkan olehMotorola, yang divisi semikonduktornya dilepas untuk mempermudah pengembangan Freescale Semiconductor.
• 8-bit (68HC05 (CPU05), 68HC08 (CPU08), 68HC11 (CPU11))
• 16-bit (68HC12 (CPU12), 68HC16 (CPU16), Freescale DSP56800 (DSPcontroller))
• 32-bit (Freescale 683XX (CPU32), MPC500, MPC 860 (PowerQUICC), MPC 8240/8250 (PowerQUICC II), MPC 8540/8555/8560 (PowerQUICC III))
Fujitsu
• F²MC Family (8/16 bit)
• FR Family (32 bit)
• FR-VFamily (32 bit RISC)
Holtek
• HT8
Intel
8-bit (8XC42, MCS48, MCS51, 8061, 8xC251)
• 16-bit (80186/88, MCS96, MXS296, 32-bit, 386EX, i960)
Microchip
• Low End, Mikrokontroler PIC 12-bit
• Mid Range, Mikrokontroler PIC 14-bit
(PIC16F84, PIC16F877)
• 16-bit instruction PIC
• High End, Mikrokontroler PIC 16-bit
National Semiconductor
• COP8, CR16
NEC
• 17K, 75X, 78K, V850
Philips Semiconductors
• LPC2000, LPC900, LPC700
Renesas Tech. Corp.
(Renesas adalah perusahan patungan Hitachi dan Mitsubishi.)
• H8, SH, M16C, M32R
STMicroelectronics
• ST 62, ST 7
Texas Instruments
• TMS370, MSP430
Western Design Center
• 8-bit (W65C02-based µCs)
• 16-bit (W65816-based µCs)
Ubicom
• SX-28, SX-48, SX-54
o Seri Ubicom's SX series adalah jenis mikrokontroler 8 bit yang, tidak seperti biasanya, memiliki kecepatan tinggi, memiliki sumber daya memori yang besar, dan fleksibilitas tinggi. Beberapa pengguna menganjurkan mikrokontroller pemercepat PICs. Meskipun keragaman jenis mikrokontroler Ubicom's SX sebenarnya terbatas, kecepatan dan kelebihan sumber dayanya yang besar membuat programmer bisa membuat perangkat virtual lain yang dibutuhkan. Referensi bisa ditemukan di Parallax's Web site, sebagai penyalur utama.
• IP2022
o Ubicom's IP2022 adalah mikrokontroler 8 bit berkecepatan tinggi (120 MIPs). Fasilitasnya berupa: 64k FLASH code memory, 16k PRAM (fast code dan packet buffering), 4k data memory, 8-channel A/D, various timers, and on-chip support for Ethernet, USB, UART, SPI and GPSI interfaces.
Xilinx
• Microblaze softcore 32 bit microcontroller
• Picoblaze softcore 8 bit microcontroller
ZiLOG
• Z8
• Z86E02
...dan beberapa mikrokontroler yang bisa diprogram secara BASIC
Ada banyak mikrokontroller yang dirancang oleh produsen sebagai sarana hobi. Biasanya mikrokontroller seperti ini dimuati interpreter BASIC, dihubungkan ke bagian Dual Inline Pin bersama power regulator dan beberapa fasilitas lain. PICs sepertinya sangat popular untuk jenis ini, barangkali karena adanya perlindungan terhadap listrik statis.
Parallax, Inc.
• BASIC Stamp. Nama besar di mikrokontroler BASIC, meskipun sebenarnya lamban dan harganya tidak sebanding.
• SX-Key. Harga murahnya harus dibayar dengan kualitas yang buruk.
PicAxe
Murah, tidak lebih dari sekedar PIC yang dimuati BASIC. Bagian programmernya ditancapi dengan 3 resistors. Penawaran BASIC menawarkan fungsionalitas yang besar dengan adanya fasilitas IF..GOTO secara terbatas.


Digital signal procecor
Digital Signal Processor atau DSP adalah sejenis mikroprosesor yang didesain/dirancang khusus untuk pemrosesan isyarat digital (digital signal processing). Biasanya komponen elektronika digital ini dipakai untuk komputer yang memerlukan waktu tanggap (response time) yang cepat (untuk real-time applications).
Ciri khas dari DSP meliputi:
• dipakai untuk pemrosesan real-time
• mempunyai ADC (Analog to Digital Converter) pada bagian input dan DAC pada bagian output
• mempunyai kinerja (performance) yang optimal untuk streaming-data
• menggunakan arsitektur Harvard (memori program dan data terpisah)
• memiliki instruksi khusus untuk pemrosesan SIMD (Single Instruction, Multiple Data)
• tidak memerlukan hardware khusus untuk operasi multitasking
• mempunyai kemampuan DMA (Direct Memory Access) jika dipakai sebagai host system.
Semua operasi DSP sebetulnya bisa dilakukan pada mikroprosesor umum (general-purpose microprocessor). Akan tetapi, DSP memiliki sistem arsitektur yang telah di-optimasikan untuk lebih dapat mempercepat pemrosesan signal (isyarat). Optimasi ini juga penting sekali artinya dalam kaitannya untuk menekan biaya, penghantaran panas (heat emission), dan penggunaan daya (power consumption).
Field programmable gate array
Field-Programmable Gate Array (FPGA) adalah komponen elektronika dan semikonduktor yang mempunyai komponen gerbang terprogram (programmable logic) dan sambungan terprogram. Komponen gerbang terprogram yang dimiliki meliputi jenis gerbang logika biasa (AND, OR, XOR, NOT) maupun jenis fungsi matematis dan kombinatorik yang lebih kompleks (decoder, adder, subtractor, multiplier, dll). Blok-blok komponen di dalam FPGA bisa juga mengandung elemen memori (register) mulai dari flip-flop sampai pada RAM (Random Access Memory).
Pengertian Terprogram (programmable) dalam FPGA adalah mirip dengan interkoneksi saklar dalam breadboard yang bisa diubah oleh pembuat desain. Dalam FPGA, interkoneksi ini bisa diprogram kembali oleh pengguna maupun pendesain di dalam lab atau lapangan (field). Oleh karena itu jajaran gerbang logika (Gate Array) ini disebut field-programmable. Jenis gerbang logika yang bisa diprogram meliputi semua gerbang dasar untuk memenuhi kebutuhan yang manapun.
Secara umum FPGA akan lebih lambat jika dibandingkan dengan jenis chip yang lain seperti pada chip Application-Specific Integrated Circuit (ASIC). Hal ini karena FPGA menggunakan power/daya yang besar bentuk desain yang kompleks. Beberapa kelebihan dari FPGA antara lain adalah harga yang murah, bisa diprogram mengikuti kebutuhan, dan kemampuan untuk di program kembali untuk mengkoreksi adanya bugs. Jenis FPGA dengan harga murah biasanya tidak bisa diprogram dan dimodifikasi setelah proses desain dibuat (fixed-version). Chip FPGA yang lebih kompleks dapat diperoleh dari jenis FPGA yang dikenal dengan CPLD (Complex-Programmable

Myspace Layouts at Pimp-My-Profile.com / Susuki hayabusa

ABOUT BREADBOARD
Breadboard adalah PCB sementara yang dapat gunakan untuk eksperimen suatu design rangkaian elektronika. Biasanya bahan pembuatan breadboard terbuat dari plastik. Dari breadboard, dapt digunakan untuk menganalisa komponen yang salah dan yang harus diperbaiki dalam rangkaian eksperimen. Setelah semua sesuai dengan design dan keinginan maka design yang sudah ada dalam breadboard dapat dipindahkan ke dalam PCB secara permanen dengan terlebih dahulu layout melalui software.


Untuk memulai suatu merancang suatu rangkaian yang baik. disarankan, mencoba terlebih dahulu di breadboard. Tapi jangan sampai terbalik antara suplly (+) dan groundnya, karena kalau tidak komponen bisa korsleting semua. Untuk itu lihat dahulu bagan penyusunan breadboard secara benar, agar kamu tidak meletakkan komponen elektronikanya dengan salah.

Gmbr. Tata Letak Susunan Breadboard
Jadi breadboard yang paling tepi baik yang atas maupun yang bawah, semuanya akan terhubung secara horisontal. Sedangkan breadboard yang paling tengah, semuanya terhubung secara vertikal.
Secara diagram pin yang lebih lengkap bisa dilihat di bawah:



(OP-AMP)
Menurut Eyang Wikipedia, Operational Amplifier atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu komponen elektronika berupa integrated circuit (IC) yang terdiri atas bagian differensial amplifier, common emiter amplifier dan bagian push-pull amplifier. Bagian output Op-amp ini biasanya dikendalikan dengan umpan balik negatif (negative feedback) karena nilai gain-nya yang tinggi.
Keuntungan dari penggunaan Op Amp adalah karena komponen ini memiliki penguatan (A) yang sangat besar, Impedansi input yang besar, (Zin >>) dan Impedansi Output yang kecil (Zout <<). Selain dari itu, kemampuan interval frekuensi dari komponen ini sangat lebar. Penggunaan dari Op-amp meliputi: amplifier atau penguat biasa (non-Inverting Amplifier), Inverting Amplifier, komputer analog (operasi jumlah, kurang, integrasi, dan diferensiasi), dll. Jenis Op-amp yang popular dipakai adalah chip μA741 yang dibuat oleh pabrik semikonduktor Fairchild. (Wikipedia Indonesia) Dalam prakteknya, pengunaan operational amplifier atau op amp sangat dibutuhkan dalam beberapa rangkaian. Dalam rangkaian elektronika, operational amplifier bisa berfungsi sebagai umpan balik, penguat, penjumlah, pengurang, pengali, penyangga, dst …. sesuai dengan aplikasi yang anda buat. Lebih singkatnya ada beberapa rangkaian dasar operational amplifier yang secara internasional menjadi dasar untuk pembuatan sebuah rangkaian elektronika. Untuk itu diperlukan pemikiran dan design yang lebih lanjut untuk menuangkannya ke dalam layout PCB untuk dijadikan sebuah rangkaian. yang paling umum dan populer digunakan adalah op amp 741. Tetapi sebenarnya banyak jenis operational amplifier yang beredar di pasaran dengan jenis ic yang sama tetapi mengusung nama pabrik pembuatnya sendiri-sendiri. Bisa di cari di datasheet ic operational amplifier di alldatasheet atau ic2ic, ini juga untuk melengkapi tentang listing search engine tentang datasheet yang sudah saya posting waktu yang lalu. LM 741 atau UA 741 atau 741 op amp, dst …. adalah salah satu dari berbagai jenis ic operational amplifier yang sering digunakan saat ini.. Tetapi ada istilah dual, quad dst dalam operational amplifier, yang dimaksudkan adalah dalam satu komponen ic bisa terdiri dari lebih satu operational amplifier dengan supply tegangan yang sama. Nah, jadi kalau dalam rangkaian ada yang lebih dari op amp yang digunakan, kenapa boros-boros menggunakkan sebuah ic dengan sebuah op amp. Kenapa tidak menggunakkan ic op amp yang lebih efisien guna memperhitungkan cost dan efisien dalam design layout.

Gambar Fisik Komponen 741 Op Amp

Ic op amp yang terdiri lebih dari sebuah op amp, juga mudah diperoleh di pasaran. Jenis ic yang biasanya dipakai dalam rangkaian adalah :
a. Op Amp 741 tentunya

Jeroannya ic 741

b. Dual Operational Amplifier misalnya : LM 353


b. Quad Operational Amplifier misalnya : LM 324, LM 837 dan TL 084



Mungkin ada lagi jenis op amp yang lain ?


Preamp dan Amplifier Tabung : Sebuah Alternatif Bagi Penggemar Dunia Audio

Preamp atau amplifier yang terbuat dari tabung bukanlah hal yang asing lagi bagi para penggemar audio. Bahkan untuk membuat preamp atau amplifier yang terbuat dari tabung tidaklah mudah dan juga tidak murah. Selain itu komponen utamanya, saat ini, tidak terlalu mudah didapatkan di pasaran bebas. Biasanya komponen tube hanya bisa didapatkan dari luar negeri atau dari suatu komunitas amplifier tube dengan tukar tambah atau barter, karena saya belum ketemu toko yang menjual tube amplifier ini.
Saat ini, memang, preamp atau amplifier yang terbuat dari tabung tidaklah populer lagi jika dibandingkan pada saat belum ditemukannya semikonduktor. Tetapi saat ini preamp ataupun amplifier yang terbuat dari tabung masih digunakan pada pemancar RF yang dayanya besar, sekitar 10Kwatt dan pada frekuensi diatas 50 MHz. Hal ini disebabkan karena alasan biaya dan effisiensi.
Pada penggunaan transistor sebagai RF amplifier dengan daya yang besar akan membutuhkan transistor semikonduktor dalam jumlah besar yang diparalel sehingga biaya untuk pembuatannya menjadi tidak lebih murah jika menggunakan transistor tabung. Selain itu juga diperlukan logam pendingin yang tidak kecil untuk mencegah transistor ‘over heat’ karena disipasi daya yang besar.
RF amplifier yang terbuat dari transistor semikonduktor hanya akan effisien jika dioperasikan pada pemancar yang memiliki daya tidak terlalu besar dan frekuansi yang tidak terlalu tinggi.
Perbandingan Tabung dan Semikonduktor
Jika dibuat sebuah perbandingan pada karakteristik tabung dengan transistor semikonduktor maka transistor tabung mempunyai daerah linear yang lebih lebar dari pada transistor semikonduktor. Hal ini akan menyebabkan kualitas suara yang dihasilkan oleh preamp tabung akan lebih jernih (tanpa cacat yang dikarenakan tidak linearnya karakteristik) daripada kualitas suara yang dihasilkan oleh transistor semikonduktor.
Dalam penggunaan daya, amplifier yang terbuat dari tabung akan menggunakan daya yang lebih besar dari pada amplifier yang menggunakan transistor solid state (semikonduktor). Hal ini disebabkan adanya ‘plate’ yang harus dipanaskan agar sebuah transistor tabung dapat bekerja dengan baik. Filamen pemanas ini membutuhkan daya tambahan selain daya untuk memperkuat sinyal. Jadi secara garis besar, daya yang dibutuhkan agar sebuah transistor tabung dapat bekerja akan menggunakan daya yang lebih besar dari pada sebuah amplifier yang menggunakan transistor solid state pada daya output yang sama.
Penggunaan Vacuum Tube
Seperti telah diungkapkan sebelumnya bahwa saat ini vacuum tube masih sering digunakan pada pemancar RF dengan daya yang besar. Selain itu vacuum tube ini juga masih diminati oleh para penggemar gitar. Penguat depan gitar yang dibuat dari vacuum tube lebih disukai karena karakteristik suara yang dihasilkan oleh vacuum tube tidak dapat dihasilkan oleh transistor solid state.
Kejernihan suara dan karakteristik ‘dumping’ speaker pada amplifier tabung pentoda, serta output transformator yang digunakan untuk me-‘matching’-kan antara output amplifier dan speaker merupakan suatu keunikan dan sangat sulit untuk dibuat dengan menggunakan amplifier solid state. Dalam hal ini dengan mempunyai karakteristik yang sama.
High End audio saat ini mulai ada kecenderungan untuk kembali menggunakan vacuum tube sebagai preamp maupun amplifiernya. Kecederungan ini mulai tampak dengan adanya produk preamp atau amplifier, yang menggunakan vacuum tube sebagai komponen utamanya, mulai masuk pada pasaran umum.
Keterbatasan dari high end audio yang menggunakan vacuum tube adalah tidak sebaik high end audio solid state dalam hal kontrol dan displaynya. Bahkan efek DSP pada high end audio yang dibuat dari vacuum tube tidak akan dapat diwujudkan.

Struktur Vacuum Tube
Vacuum tube bekerja atas dasar konsep lompatan elektron yang terjadi anatara katoda, yang dipanaskan dan anoda. Katoda yang dipanaskan ini akan memberikan energi tambahan bagi elektron yang akan melompat ke anoda. Lompatan elektron berasal dari katoda kemudian meleawati ‘grid’ dan kemudian mencapai anoda.
Gris merupakan bagian dari vacuum tube yang berguna untuk membatasi arus yang terjadi karena lompatan arus elektron tersebut. Jumlah grid pada setiap vacuum tube tidak sama. Hal ini tergantung dari arus yang dihasilkan, semakin banyak grid maka arus lompatan elektron yang terjadi akan semakin kecil.
Sehingga dengan pengaturan besar lempengan katoda, grid, dan lempengan katoda dapat dihasilkan suatu penguatan sinyal AC seperti yang terjadi pada sebuah transistor. Jadi dengan input sinyal AC yang kecil didapatkan output sinyal AC yang mempunyai amplitudo lebih besar.
Katoda
Saat ini ada dua macam katoda yang digunakan untuk men-generate elektron yang melompat ke anoda.
1. Thoriated Filament. Terbuat dari bahan tungsten (bahan filamen biasa) seperti yang digunakan pada lampu pijar tetapi ditambahkan suatu bahan metal yang jarang yaitu THORIUM. Ketika filamen ini dipanaskan sampai 2400C maka elektron oada bahan thorium akan mengemisikan/memancarkan elektron. Filamen dengan bahan thorium lebih baik dalam hal menghasilkan elektron dari pada filamen dari bahan tungsten biasa. Selain itu bahan thorium ini mempunyai daya tahan yang lebih lama dan mampu menahan panas yang tinggi serta tegangan tinggi.
2. Oxide-Coated Cathode/Filament. Katoda yang terbuat dari filamen jenis ini dilapisi dengan suatu campuran unsur Barium dan Oksida Strontium. Bahan lain daaari tipe jenis ini adalah filamen yang dilapisi oleh unsur Nickel yang mampu menghasilkan elektron dengan pemanas yang terpisah. Pada katoda dengan jenis filamen seperti ini (coated) agar dapat menghasilkan elektron harus dipanasi namun tidak sepanas katoda yang terbuat dari filamen yang dicampur dengan Thorium. Cukup dengan memanaskan sampai sekitar 1000C. Pada suhu 1000C ternyata katoda jenis ini mampu menghasilkan elektron yang lebih banyak dari pada katoda yang terbuat dari jenis filamen yang pertama.
Karena katoda yang terbuat dari lapisan Nickel atau Barium dan Oksida Strontium lebih mudah menghasilkan elektron maka ukuran tabung yang digunakan juga semakin kecil. Effisiensi katoda yang terbuat dari Nickel atau campuran Barium dan Oksida Strontium lebih tinggi dari pada katoda yang menggunakan filamen dengan campuran thorium.
Umur dari katoda ditentukan dari lama emisi pada katoda itu sendiri. Selain itu juga tergantung dari suhu dari vacuum tube dan kemurnian (purity) dari bahan yang digunakan dalam pembuatan katoda tersebut. Umur dari vacuum tube tergantung dari suhu, yang artinya tergantung dari filamen atau tegangan pemanas. Pemanasan yang berlebihan akan mengakibatkan umur vacuum tube akan berkurang. Sedangkan pada pemberian pemanasan yang kurang dari semestinya juga dapat akan mengakibatkan umur dari vacuum tube berkurang terutama katoda yang terbuat dari bahan filamen dengan bahan thorium.
Katoda dengan bahan filamen thorium tergantung pada banyak sedikitnya jumlah difusi unsur thorium pada filamen katoda tersebut. Sedangkan pada katoda yang terbuat dari filamen dengan lapisan Oksida, para peneliti menemukan suatu gejala dimana dengan menurunkan tegangan pemanas sampai 20% akan dapat meningkatkan umur dari vacuum tube tersebut. Penurunan tegangan pemanas sampai dengan 20% ternyata tidak terlalu berpengaruh banyak pada emisi elektron pada katoda.
Tetapi para peneliti tidak menyarankan untuk menurunkan tegangan pemanas filamen pada vacuum tube yang digunakan sebagai power amplifier tetapi boleh dilakukan pada vacuum tube yang berfungsi sebagai ‘small signal amplifier’. Pada umumnya untuk aplikasi small signal digunakan katoda dengan lapisan oksida strontium dan barium (Oxide cathode). Dengan tegangan operasi yang benar (didalam range tegangan) dan pemberian suhu pemanas yang benar maka vacuum tube ini mampu bertahan sampai 100.000 jam bahkan lebih (berbagai sumber, red)
Pada kenyataannya, vacuum tube dengan oksida katoda mempunyai kecenderungan mempunayi umur yang lebih lama dari pada vacuum tube yang terbuat dari filamen dengan campuran thorium. Hal ini disebabkan karena pembuatan lapisan oksida yang benar-benar murni tidaklah mudah. Lapisan oksida strontium dan barium yang ada biasanya masih terdapat ‘impurities’ yang menyebabkan emisi elektron lebi awal sehingga jumlah elektron yang diemisikan lebih banyak. Hal ini mengakibatkan umur vacuum tube lebih pendek.
Begitu pula dengan katoda yang terbuat dengan lapisan Nickel. Pada pembuatannya unsur nickel masih selalu terdapat ‘impurities’ walaupun masih dalam jumlah kecil namun masih tetap berarti dalam mendorong lompatan (emisi) elektron. Rekor mencatat bahwa yang paling lama beroperasi adalah vacum tube dengan katoda yang terbuat dari bahan filamen dengan campuran thorium selama adalah 80.000 jam atau kira-kira 10 tahun. Sebagai perbandingan, vacuum tube dengan katoda terbuat dari lapisan oksida (tipe SV300B) hanya mampu bertahan sampai 4000-10.000 jam sedangkan vacuum tube dengan katoda yang terbuat dari oksida strontium (tipe EL34) hanya mampu bertahan 1500-2000 jam.
Anode (Plate)
Anoda merupakan elektroda yang berfungsi untuk mengeluarkan sinyal yang diperkuat. Karena anoda menerima lompatan/aliran elektron maka anoda dapat naik suhunya/panas. Terutama pada vacuum tube yang berfungsi sebagai power amplifier.
Oleh karena itu disain gelas tabung juga perlu dipikirkan untuk mendisipasi panas yang terjadi di anoda. Selain itu juga dapat didinginkan dengan memberikan ‘ait flow’ disekitar power vacuum tube. Bahkan untuk vacuum tube yang mempnyai daya yang besar didinginkan dengan menggunakan bahan cair dan tabungnya tidak lagi terbuat dari gelas kaca namun terbuat dari keramik.
Pada beberapa macam vacuum tube, anoda terbuat dari bahan grafit. Bahan ini mampu menahan panas yang tinggi dan hanya mengemisikan elektron sangat sedikti ke grid. Karena jika anoda mengemisikan elektron dalam jumlah yang besar maka grid akan ikut panas dan dapat menyebabkan terjadinya kegagalan operasi pada vacuum tube.
Kontrol Grid
Pada tipe vacuum tube glass audio tube, kontrol grid dapat berupa gulungan kawat yang melingkari bahan logam lunak. Biasanya digunakan logam emas dan logam lunaknya digunakan tembaga lunak.
Grid untuk power amplifier yang mempunyai daya yang besar harus mampu mentoleransi peningkatan suhu yang tinggi sehingga grid untuk power yang besar terbuat dari bahan kawat tungsten atau kawat molybdenum yang digulung pada ‘basket form’. Bahkan ada yang menggunakan bahan grafit pada tube yang mempunyai power yang besar.
Dalam melakukan penguatan, yang harus dihindari adalah adanya emisi sekunder. Emisi sekunder ini terjadi disebabkan karena elektron menumbuk permukaan logam yang rata/halus. Jika jumlah secondary electron muncul terlalu banyak dari grid maka akan terjadi kehilangan kontrol pada arus elektron. Kondisi ini menyebabkan jumlah arus yang timbul pada vacuum tube tidak lagi terkontrol sehingga kondisi ini dapat merusak vacuum tube itu sendiri karena jumlah arus yang terlalu besar.
Vacuum tube yang hanya mempunayi satu buah grid dinamakan TRIODE. Tipe yang sering dipakai adalah tipe 12AX7 yang merupakan small signal vacuum tube. Selain itu yang juga sering digunakan pada aplikasi audio adalah 6N1P, 6DJ8/6922, 12AT7, 12AU7, 6CG7, 12BH7, 6SN7 and 6SL7. Untuk tipe power triode, ada dua macam, yaitu tipe dengan gain rendah dan gain tinggi. Untuk gain yang rendah biasanya digunakan pada high end audio amplifier karena mempunyai karakteristik low distortion sedangkan untuk triode yang mempunyai gain yang tinggi biasanya digunakan untuk radio trasnmitter dan power amplifier yang mempunyai daya yang besar. Bahkan triode vacuum tube tidak hanya digunakan pad high end amplifer tetapi juga digunakan pada radar dan perobaan fisika yang melibatkan tegangan dan daya yang besar. Untuk apliksai seperti ini biasanya digunakan vacuum tube triode yang terbuat dari keramik.
Screen Grid
Screen grid tidak dimiliki oleh vakum tube triode tetapi pada vacuum tube jenis tetroda (4 elektroda). Pada vaccum jenis tetroda terdapat 2 buah grid yaitu kontrol grid dan screen grid. Screen grid terletak di antara kontrol grid dan anoda. Screen grid sendiri berfungsi sebagai pemisah antara kontrol grid dengan anoda. Pemisahan ini berfungsi untuk mengurangi efek Miller dengan cara menimbulkan kapasintansi antara grid dan anoda yang semakin besar. Screen grid juga menyebabkan akselerasi elektron semakin cepat sehingga terjadi peningkatan gain yang cepat pula. Screen grid pada power amplifier biasanya memiliki arus yang dapat menyebabkan screen grid panas. Untuk alasan ini, screen grid dibuat dari bahan yang dilapisi oleh grafit. Selain itu screen grid dapat mengurangi emisi secondary sehingga dapat menjaga kontrol grid tetap dingin dan arus tetap terkontrol.
Vacuum tube tetroda masih banyak digunakan pada pemancar TV dengan daya yang besar karena mampu beroperasi pada frekuensi tinggi dan mempunyai effisiensi yang tinggi. Tipe vacuum tube ini tidak banyak digunakan pada aplikasi high end audio karena timbulnya efek ‘kink’. Efek ini timbul karena terjadinya emisi sekunder yang terjadi antara anode dan screen. Hal ini dapat mengakibatkan ketidakstabilan pada sistem jika tidak memperhatikan tata cara pengoperasian tetroda yang benar.
Grid Pada Pentoda
Dengan penambahan grid ketiga maka terbentuklah vacuum tube pentoda. Grid yang ketiga ini berfungsi sebagai supressor grid dan terletak diantara anoda dan screen grid. Fungsi dari grid ini adalah untuk menangkap elektron liar yang terjadi karena emisi sekunder yang terjadi karena pantulan elektron dari grid ke anode. Sehingga pada vacuum tube jenis pentoda tidak dijumpai efek pentoda kink’. Walaupun demikian vacuum tube tetroda dan pentoda menghasilkan distorsi yang lebih besar daripada vacuum tube jenis trioda.
Vacuum Tube : Dasar Operasi dan Aplikasi Pada Push Pull Amplifier

Biaya yang diperlukan untuk membuat sebuah preamp atau amplifier dari vacuum tube berkisar 2 juta sampai 7 juta rupiah,bahkan bisa sampai puluhan juta rupiah,namun kepuasan bagi para penggemarnya akan terpuaskan dengan alunan suara merdu saat musik diperdengarkan dari amplifier ini. Memang komponen utama untuk membangun sebuah preamp atau amplifier dari vacuum tube adalah vacuum tube sendiri dan transformator output.
Transformator output juga memberikan sumbangan yang besar pada biaya pembuatan amplifier dari vacuum tube ini. Harga sebuah transformator output ini kira-kira 1 sampai 2 juta per buah sedangkan untuk membangun sebuah amplifier lengkap paling tidak diperlukan 2 buah transformator output ini. Pada pengoperasian vacuum tube pada final output stage, transformator output ini juga memegang peranan penting karena ‘match’ atau tidaknya sebuah impedansi output dengan impedansi beban. Ketidak-‘match’-an antara impedansi output dan impedansi beban akan menyebabkan daya yang dihasilkan oleh final output stage tidak semuanya diterima oleh beban.
Sejarah Vacuum Tube
Penemuan vacuum tube dimulai dengan adanya penemuan dioda vacuum tube oleh ilmuwan Inggris, John Ambrose Fleming. Pada saat itu Fleming dapat merubah tegangan AC menjadi tegangan searah (DC) dengan menggunakan vacuum tube yang dibuatnya. Inilah asal mula ditemukannya komponen tetroda, pentoda dan yang lainnya.
Operasi diode Fleming ini pada dasarnya menggunakan ide yang ditemukan oleh Thomas Edison, yaitu lampu bolam. Namun Fleming menambahkan sebuah elektroda baru di dalamnya. Ketika filamen dari lampu bolam tersebut dipanaskan (berpijar) dan filamen tersebut lebih negatif dari pada ekstra elektroda maka elektron yang berada filamen panas tersebut melompat ke ekstra elektroda.
Persitiwa ini tidak terjadi ketika filamen mendapat tegangan lebih positif daripada ekstra elektroda. Dan selanjutnya ekstra elektroda ini dinamakan ‘plate’ atau ‘anode’. Selanjutnya penemuan ini dikembangkan oleh Lee De Forest dengan menambahkan sebuah elektroda lagi dengan nama ‘Grid’. Forest menemukan gejala bahwa ‘Grid’ mampu melakukan ‘modulasi’ besarnya arus elektron yang melompat dari filamen ke plate. Selanjutnya Forest menyatakan bahwa tegangan yang diberikan ke Grid dapat mengatur besarnya arus yang terjadi di plate. Dan inilah asal mula terjadinya sebuah transistor vacuum tube yang berfungsi sebagai penguat.

Operasi Dasar Vacuum Tube sebagai Amplifier
Control grid pada operasi normal harus diberi bias tegangan negatif. Tujuannya adalah untuk membuang arus ‘idle’ yang terjadi pada saat vacuum tube ini tidak beroperasi. Tegangan bias pada control grid ini tidaklah terlalu sensitif karena setiap vacuum tube dari berbagai manufakturer mempunyai toleransi sekitar 10mA.
Pada sebuah power amplifier yang baik tegangan bias dapat diatur namun tanpa pengaturan pun sebuah vacuum tube dengan tube yang sama namun dari manufakturer yang berbeda spesifikasi tegangan biasa yang digunakan tidaklah jauh berbeda. Semua vacuum tube beroperasi pada tegangan DC yang tinggi yaitu sekitar 400 sampai 600 volt DC sehingga sebuah power suplly DC tegangan tinggi harus dibuat tersendiri. Pemberian tegangan DC dilluar spesifikasi dari vacuum tube itu sendiri dapat menyebabkan vacuum tube tidak beroperasi dengan normal. Apabila vacuum tube mendapat tegangan anoda di atas tegangan yang dispesifikasikan oleh manufakturernya maka umur dari vacuum tube akan berkurang tetapi tidak terlalu banyak mempengaruhi unjuk kerjanya. Tetapi jika tegangan DC di bawah yang dispesifikasikan oleh manufakturer maka umur akan bertambah lama namun unjuk kerja vacuum tube tidak maksimal.
Pada sebuah amplifier tabung yang baik, untuk suplly tegangan tinggi DC biasanya digunakan diode vacuum tube juga. Ada dua macam dioda vacuum tue yang sering digunakan yaitu dioda vacuum tube dengan gas mercury seperti tipe 83, 816, 866 atau 872. Dioda ini akan menghasilkan cahaya biru keunguan. Tipe dioda rectifier yang kedua adalah dioda vacuum tube (tanpa gas) sepeti tipe 0A2, 0B2, 0C2 dan 0D3. Biasanya akan menghasilkan cahaya merah muda kekuning-kuningan. Untuk suplly tegangan tinggi DC ini digunakan full wave rectifier karena akan menghasilkan tegangan DC yang baik dengan tegangan ripple yang relatif lebih kecil daripada half wave rectifier. Tegangan ripple yang terlalu besar dapat mengganggu performa dari vacuum tube.
Class A Amplifier
Class A Amplifier merupakan amplifier yang mana vacuum tube untuk power outputnya melewatkan arus yang sama disetiap waktu bahkan pada waktu idle atau pada saat menghasilkan daya penuh. Kondisi idle suatu vacuum tube merupakan kondisi dimana vacuum tube tersebut tidak mendapatkan sinyal input. Class A amplifier merupakan amplifier yang paling tidak efektif karena melewatkan arus yang sama besar baik pada saat idle maupun pada saat menghasilkan daya penuh tetapi keuntungannya adalah distorsi yang rendah.
Ada dua macam tipe amplifier yaitu :
1. Single Ended Amplifier. Pada tipe amplifier ini biasanya digunakan vacuum tube satu atau lebih yang dipasang secara paralel dan semuanya mempunyai fasa yang sama. Aplikasinya biasanya pada amplifier gitar sederhana dan amplifier high end mewah. Para penggemar audio biasanya lebih menyenangi amplifier kelas A yang mempunyai karakteristik low distorsi. Amplifier kelas A biasanya menggunakan negative feedback. Seperti amplifier dengan vacuum tube 300B menggunakan negative feedback untuk mengurangi distorsi pada sinyal outputnya.
2. Push Pull Amplifier. Push Pull Amplifier kelas A selalu terdiri dari 2, 4 atau delapan vacuum tube. Setiap final output stage mempunyai 1 pasang vacuum tube. Sehingga untuk tipe push pull, untuk output stagenya paling tidak diperlukan 2 buah vacuum tube. Amplifier dengan tipe push pull ini setiap outputnya selalu dibangun dari 2 pasang vacuum tube. Masing-masing vacuum tube tersebut selalu berbeda fasa sehingga akan menghilangkan distorsi sinyal dan akan menghasilkan suara yang benar-benar jernih.

Gambar 1
Tipe Vacuum Tube

Class A1 Amplifier
Pada amplifier kelas ini, tegangan grid selalu negatif daripada tegangan katoda. Konfigurasi ini akan menghasilkan lineritas dengan bandwidth yang lebar dan biasanya digunakan bersama trioda SV300B atau dengan tetroda atau pentoda.
Class A2 Amplifier
Pada amplifier kelas A2 ini tegangan grid diatur sedemkian hingga lebih positif daripada katoda. Konfigurasi ini akan menyebabkan grid akan menarik arus dari katoda dan akan menyebabkan suhu grid naik. Untuk amplifier kelas ini tidak digunakan bersama tetroda, pentoda atau trioda seperti SV300B terutama untuk aplikais audio.
Untuk kelas A2 ini biasanya menggunakan vacuum tube khusus yang mempunyai grid khusus (rugged grid) seperti SV811 atau SV572 untuk trioda. Selain itu amplifier kelas A2 membutuhkan rangkaian driver khusus untuk mensuplly power ke grid.
Class AB Amplifier
Untuk amplifier kelas AB menggunakan konfigurasi vacuum tube push pull. Konfigurasi ini memungkinkan salah satu vacuum tube dari sebuah pasangan vacuum tube untuk cut off sedangkan vacuum tube yang lain mengatur daya output. Kondisi ini akan meningkatkan efisiensi daya yang digunakan sehingga secara jelas efisiensi dari amplifier kelas AB jauh di atas amplifier di kelas A.
Namun konfigurasi ini juga menghasilkan distorsi. Oleh karena itu utuk mengurangi distorsi tersebut digunakan negative feedback.
Class B Amplifier
Amplifier yang menggunakan kelas B selalu menggunakan konfigurasi push pull pada vacuum tube untuk final output stagenya. Amplifier kelas B ini banyak digunakan untuk RF power amplifier. Amplifier kelas B ini hampir sama dengan amplifier kelas A atau AB namun arus pada saat vacuum tube idle sangat kecil mendekati nol.
Kondisi ini menyebabkan efisiensi daya yang digunakan oleh amplifier kelas B lebih tinggi daripada amplifier tipe yang telah dibahas di atas. Tetapi juga menghasilkan peningkatan distorsi sehingga diperlukan disain khusus dan penerapan negatif feedback untuk mengurangi efek distorsi. Jika pada tahap pendisainan tidak memperhatikan tingginya distorsi pada amplifier kelas ini maka sinyal output yang dihasilkan sangat buruk bahkan cacat dan jika distorsinya telalu besar maka bukanlah tidak mungkin untuk terjadinya distorsi cross over . Selain itu keuntungannya adalah vacuum tube tidak panas jika dibandingkan dengan kelas amlilfier yang lain sehingga umur vacuum tube relatif lebih lama.
Untuk amplifier vacuum tube, output dari final output stage vacuumtube tidak dapat langsung disambungkan ke input speaker karena perbedaan impedansi. Output dari final output stage mempunyai impedansi yang tinggi sedangkan speaker mempunyai impedansi yang rendah sehingga daya yang dihasilkan oleh final stage output tidak semuanya diterima oleh spaker. Kondisi ini akan mengakibatkan final stage ouput vacuum tube akan semakin panas.
Hal ini dapat diatasi dengan memasang sebuah transformator output untuk menyamakan impedansi antara final output stage dan beban yaitu speaker. Transformator yang digunakan tidaklah transformator yang umum dipakai namuan transformator khusus dengan penanganan pembuatan yang istimewa. Kondisi ini harus memenuhi kriteria ultraliniear dimana impedansi input1 – CT dan CT - input2 harus mempunyai impedansi yang benar-benar sama.
Berikut merupakan salah satu proyek amplifier 20 W yang menggunakan vacuum tube SV811. Sebagai penguat depan digunakan 6BM8 yang merupakan trioda small signal amplifier yang low power. Output dari 6BM8 ini mempunyai distorsi yang sangat kecil dengan penguatan yang besar.



Gambar 2
Skematik Penguat Depan
Untuk bagian penguat akhir, digunakan SV811 dan SV572 yang mampu menghasilkan daya sampai 20 W. Tegangan grid tidak diperlukan pengaturan namun langsung dengan dibias secara langsung malalui katoda pada pentoda secara follower. Konfigurasi ini dapat menghilangkan efek ‘hum’. Untuk meningkatkan efek transiennya transformator output maka diberi rangkaian snubber dengan kapasitor 0.001 uF/1600 volt dan dua buah resistor 2k7 yang diseri.
Dua buah jalur feedback digunakan untuk mengkontrol beban pada power trioda dan mengkompensasi perbedaan karakteristik berbagai trioda yang digunakan. Misalnya antara trioda SV811 dan SV572.


Gambar 3
Skematik Amplifier
Untuk bagian transformator powernya digunakan Hammond 282X yang memiliki tegangan output 1000 volt CT, 6A untuk beban filamen. Pada bagian regulator digunakan trioda 6BM8 dan 0A2 untuk mengkontrol tegang grid 6AS7G. Tegangan output dari regulator ini kira-kira 575 volt DC untuk ke plate di bagian amplifier sedangkan untuk penguat depan diturunkan sampai 420 volt DC.

Gambar 4
Skematik Power Suplly dan Regulator

Mengenal Resistor
Sebuah resistor sering disebut werstan, tahanan atau penghambat, adalah suatu komponen elektronik yang dapat menghambat gerak lajunya arus listrik.
Resistor disingkat dengan huruf "R" (huruf R besar). Satuan resistor adalah Ohm, yang menemukan adalah George Ohm (1787-1854), seorang ahli fisika bangsa Jerman. Tahanan bagian dalam ini dinamai konduktansi. Satuan konduktansi ditulis dengan kebalikan dari Ohm yaitu mho.
Hubungan antara hambatan, tegangan, dan arus, dapat disimpulkan melalui hukum berikut ini, yang terkenal sebagai hukum Ohmdi mana V adalah beda potensial antara kedua ujung benda penghambat, I adalah besar arus yang melalui benda penghambat, dan R adalah besarnya hambatan benda penghambat tersebut
Karena resistor itu suatu tahanan maka kita harus dapat menghitung besarnya nilai tahanan atau hambatan yang ada dalam resistor tsb. Caranya kita tinggal lihat pada gelang-gelang warna pada badan resistor itu.


Tabel Perhitungan Resistor


Contoh Perhitungan Resistor Dengan Nilai 27 K Ohm
Kalau masih kesulitan, cobalah aplikasi dari schematica.com ini. Download secara gratis. Programnya berupa aplikasi yang secara program dapat menunjukkan hambatan dari warna yang kita pilih.



Resistor Color Coder download
EXE setup file:

ResistorCC.exe
254KB

Archived setup file:

ResistorCC.zip
250KB


Untuk lebih lanjut kamu bisa ke www.schematica.com




Accoustic Field Generator

Accoustic Field Generator ini membangkitkan suara akustik dengan efek surround yang disesuaikan dengan standar DOLBY SURROUND, mampu menghasilkan suara surround yang cukup baik namun tidak terlalu banyak membutuhkan dana.
Perkembangan teknologi seakan tidak hanya tertuju pada satu bidang saja namun pada semua bidang. Perkembangan teknologi yang ada saat ini salah satunya yaitu pada bidang audio. Dengan semakin majunya teknologi saat ini audio tidak hanya sebagai sekadar hiburan namun telah menjadi suatu hobby, hobby yang tidak murah tentunya.
Banyak penggemar audio berupaya untuk membuat suara music yang terdengar menjadi sangat keras sampai membuat suara music menjadi ’hidup’, penambahan perangkat amplifier, woofer ataupun speaker-speaker khusus yang harganya tidak murah.
Efek suara yang ‘hidup’ sepertinya sekarang merupakan sesuatu yang paling tidak harus ada disetiap perangkat audio yang baik. Efek ini pada dasarnya merupakan efek surround yang dapat menyebabkan suara seolah-olah datangnya dari berbagai arah dan suaranya tetap dapat didengar dengan jelas. Saat ini saja tape-tape compo sudah banyak yang memiliki fasilitas surround sound ini tetapi tidak cukup baik jika didengar dari jarak yang cukup jauh karena efek surroundnya hilang. Hal ini disebabkan karena jarak pendengar dan speaker terlalu jauh, tata letak speaker kurang tepat, atau efek surroundnya kurang baik.
Efek surround yang bagus dan dapat didengar dengan baik adalah sistem surround sistem yang ada di gedung-gedung bioskop dan untuk membuat prangkat ini tidak sedikit dana yang dibutuhkan. Walaupun demikian jika kepuasan tetap menjadi yang nomor satu maka dana bukan menjadi masalah yang utama.
Untuk mencari jalan tengah antara harga dan kualitas efek surround maka dicoba untuk membuat Accoustic Field Generator yang mampu menghasilkan suara surround yang cukup baik namun tidak terlalu banyak membutuhkan dana. Accoustic Field Generator ini mampu membangkitkan suara akustik dengan efek surround yang disesuaikan dengan standar DOLBY SURROUND. Accoustic Field Generator memiliki 4 kanal speaker yang terdiri dari 2 main speaker, 2 rear speaker, 1 center speaker, dan 1 woofer. Untuk mendapatkan daya yang cukup besar maka perlu dibuatkan amplifier untuk masing kanal.
Konstruksi Accoustic Field Generator
Pada dasarnya sebuah Accoustic Field Generator dibangun dari rangkaian op-amp dan filter-filter. Op-amp yang biasanya digunakan sebagi penguat tegangan dalam Accoustic Field Generator lebih banyak digunakan sebagai filter-filter aktif. Filter dalam alat ini sangat berperan besar dalam menciptakan suatu suara akustik yang benar-benar jernih, tetapi di dalam prakteknya, hampir semua filter, tidak presisi dalam melewatkan sinyal dengan frekuensi tertentu. Sebuah op-amp yang baik untuk aplikasi ini adalah op-amp yang mempunyai bandwidth lebar, rise time, slew rate dan settling timenya yang cepat.
Selain Op-amp dan filter aktif, masih ada lagi bagian yang penting yaitu catu daya. Ini merupakan bagian yang cukup berperan dalam menciptakan kesempurnaan suara akustik karena bagian catu daya yang jelek hanya merupakan penghasil noise, yang akan masuk ke dalam jalur sinyal suara sehingga suara akustik yang seharusnya jernih menjadi suara akustik dengan tambahan dengung (noise). Catu daya yang digunakan adalah catu daya kembar +/- 18 volt DC.
Bagian Accoustic Field Generator
Accoustic Field Generator terdiri dari 4 bagian yaitu : Front Channel, Rear Surround Channel, Center Channel, dan Sub Woofer Channel. Tata letaknya dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 1
Posisi Speaker dengan 4 Kanal
Sinyal input L-R, dari tape misalnya, dibuffer dengan menggunakan TL084/TL074 untuk mencegah pembebanan pada input sinyal L-R, dalam hal ini sumber sinyal dari tape. Output dari buffer ini kemudian dipisahkan menjadi 4 kanal, seperti yang telah disebutkan di atas.
Bagian Front Channel
Kanal Front merupakan kanal yang meneruskan sinyal input L-R. Sinyal L-R tersebut dilewatkan pada amplifier dengan gain =1 sehingga sinyal ini dilewatkan tanpa merubah/mem-filter sinyal input L-R tersebut.


Gambar 2
Bagian Front Amplifier
Bagian Center Channel
Pada bagian center channel, sinyal L ditambahkan dengan sinyal R (L+R) dan hanya melewatkan frekuensi suara menengah (voice). Pada bagian ini sinyal yang telah dijumlah dilewatkan pada sebuah filter aktif BPF dan kemudian dikuatkan dengan menggunakan TDA2006 atau LM1875. Filter yang digunakan pada bagian ini merupakan filter BPF yang dibentuk dari gabungan LPF kelas 2A dan HPF kelas 2A. Bagian ini akan mengatur spektrum voice pada speaker center.


Gambar 3
Bagian Center Channel
Bagian Sub-Woofer
Bagian subwoofer ini merupakan penjumlahan input L dan input R pada sebuah summing amplifier. Output dari summing amplifier ini dilewatkan pada sebuah LPF kelas 2A yang hanya akan melewatkan sinyal dengan frekuensi rendah sekitar 25KHz untuk menghasilkan suara bass yang mantap.

Gambar 4
Bagian Subwoofer
Bagian Rear Channel dengan Surround
Pada bagian ini merupakan inti dari perangakat keras ini. Bagian inilah yang menghasilkan efek surround. Untuk menghasilkan efek surround ini diperlukan IC khusus yaitu MN3005/8 dan MN3101. Kedua IC ini akan menunda sinyal yang masuk dalam beberapa fasa saja, sehingga sinyal output dari fasa ini akan tertinggal dengan sinyal fasa dari bagian yang lain.


Gambar 5
Blok Diagram Bagian Surround
Pada bagian ini sinyal L dan R dikurangkan (L-R) dan kemudian dilewatkan pada bagian buffer, filter LPF, delay line, filter LPF (7KHz) dan terakhir adalah splitter antara sinyal R dan L. Rangkaian yang menyebabkan efek surround adalah rangkaian LPF 75KHz yang menghasilkan outputnya diumpankan ke Right Rear Amplifier sedangkan input LPF 75KHz ini diparalel dengan input Left Rear Amplifier sehingga menghasilkan 2 sinyal L dan R yang pada dasarnya merupakan sinyal L-R yang fasanya tertinggal dengan fasa sinyal yang asli.


Gambar 6
Blok Delay
Blok delay merupakan bagian dari sistem yang cukup penting. Bagian ini akan menunda fasa sinyal L-R sehingga tertinggal dengan fasa sinyal yang sebenarnya. Inti dari blok in iadalah IC tunda MN3101 dan MN3008.
Untuk dapat mendapatkan suara yang cukup keras maka output dari masing-masing bagian, seperti left/right rear output, left/right front output, subwoofer output dan center output diumpankan pada 6 kanal power amplifier. Alat ini cukup baik dalam menghasilkan efek surroundnya dengan biaya yang tidak terlalu mahal, komponen yang paling mahal didalam rangkaian ini adalah IC-IC delay. Rangkaian ini selain dapat digunakan bersama tape juga dapat digunakan bersama VCD player, CD player atau dengan komputer.



Aplikasi Remote Control - 2
Dengan melihat karakteristik ini maka remote control menggunakan frekuensi carrier sekitar 36-40kHz. Untuk membangkitkan sinyal dengan frekuensi 40kHz tidak sulit tetapi untuk menerima sinyal dengan frekuensi 40 kHZ itu membutuhkan filters, penguatan sinyal, dan menghilangkan sinyal carrier sehingga data yang diterima benar-benar valid. Remote yang digunakan dalam hal ini adalah remote TV Sony. Format data dari remote Sony terdiri dari 12 bits data. Data yang dikirimkan pertama kali adalah header selanjutnya baru data.
Format data:
xxxxxx : command
yyyyyy : address
Jarak antara data dengan data adalah 25ms.

Remote Sony ini memiliki karakteristik yaitu memiliki periode (1T)=550 s dan carrier 40Khz. Untuk remote Sony memiliki header high 4T dan low 1T, untuk logic 1 memiliki pulsa high sepanjang 2T dan low 1T, dan untuk logic 0 memiliki pulsa high 1T dan low 1T. Ini merupakan format aslinya sedangkan jika mengamati sinyal yang dikirimkan remote melalui IR modul kebalikannya karena padda IR modul ada inverternya. Berikut contoh bentuk gambar pulsa dari header, logic 1 dan logic 0 dari remote TV Sony yang sebenarnya (belum melalui gerbang inverter).

Gambar 7
Pulsa Remote Control Sony
Untuk dapat mengamati bentuk sinyal yang dipancarkan oleh remote maka diperlukan osiloskop. Dengan osiloskop akan diketahui bentuk sinyal dari masing-masing tombol pada remote.
Berikut ini adalah bentuk-bentuk sinyal dari remote Sony setelah keluar dari titik B pada gambar 2 (setelah melalui gerbang inverter).

Gambar 8
Format Sinyal Remote Control Sony


Untuk membaca berapa besarnya header, logika1 dan logika 0, maka digunakan timer untuk menghitungnya jadi yang dibaca high dan lownya.
Setelah datanya diambil maka dilihat apakah datanya berupa header, logic 1, logic 0. Dengan menggunakan timer maka dapat diketahui nilai dari headernya sebesar 0A, untuk logika 1 sebesar 06, sedangkan data highnya sebesar 06 dan untuk data lownya sebesar 04. Kemudian data yang masuk dikurangi oleh 05 jika ada carry berarti data low sebaliknya jika tidak ada carry berarti data high. Kemudian carrynya dikomplemen dan selanjutnya digeser dengan perintah RRC(rotate right dengan carry). Proses ini akan dilakukan sebanyak 8 kali pergeseran. Berikut ini program untuk mengolah data yang masuk. Proses ini akan dilakukan sebanyak 8 kali pergeseran.

Pengaturan Kecepatan Putar Kipas
Untuk menjalankan kipas digunakan rangkaian transistor yang disusun secara Darlington. Transistor yang dipakai adalah transistor jenis NPN tipe BC 547 yang memiliki faktor penguatan dc (hfe) sebesar 125 dan mampu mengalirkan sampai arus 100 mA DC. Rangkaian untuk menjalankan transistor dapat dilihat pada gambar 9:


Gambar 9
Rangkaian Untuk Menjalankan Motor
Untuk mengatur kecepatan kipas digunakan teknik PWM( Pulse Width Modulation), yakni mengatur besarnya dutycycle, frekuensinya tetap tetapi lebar pulsa high dan lownya dapat diatur. Untuk itu digunakan timer untuk mengatur pulsa high dan pulsa lownya. Jadi dutycyclenya akan dimulai dari 20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%. Semakin besar dutycyclenya maka semakin cepat pula putaran dari motor. Berikut ini merupakan potongan program untuk menjalankan kipas dengan prinsip PWM:
Penghitungan Kecepatan Putar Kipas
Untuk menghitung kecepatan dari motor maka digunakan rangkaian photo transistor. Prinsip dari photo transistor ini adalah mirip dengan transistor lainnya. Wujud dari rangkaian photo transistor ini dapat dilihat pada gambar 10:


Gambar 10
Rangkaian Photo Transistor Dan 74LS14
Prinsip dari rangkaian ini adalah :
Jika antara transistor dan LED dihalangi maka transistor akan off sehingga output dari kolektor akan berlogic high
Sebaliknya jika antara transistor dan LED tidak dihalangi maka transistor akan on sehingga outputnya akan berlogic low.
Dengan mengetahui prinsip dari photo transistor ini maka harus dibuat penghalang antara transistor dan LED, pada penghalang itu diberi lobang sedikit. Penghalang itu harus dibuat seporos dengan kipas dc tersebut. Sehingga ketika berputar output dari transistor akan mengalami high dan low. Agar output dari rangkaian ini menjadi lebih akurat maka ditambahkan schmitt trigger (74LS14). Program untuk menghitung kecepatan dapat dilihat sebagai berikut:
Tampilan-SED1200
Tampilan yang dipakai adalah LCD Epson SED1200. LCD ini digunakan untuk menampilkan kecepatan putaran dari kipas dalam satuan RPS (Rotation per second). LCD Epson SED1200 ini dilengkapi dengan 4 jalur data (DB0…DB3) yang dipakai untuk menampilkan kode ASCII maupun perintah untuk mengatur kerjamya SED1200. Kode ASCII maupun perintah tersebut semuanya merupakan kode 8 bit maka kode-kode itu dikirimkan dua kali, yang pertama dikirimkan adalah 4 bit yang bernilai besar (D4..D7). baru kemudian 4 bit sisanya(D0..D3). Selain dilengkapi dengan jalur data maka LCD Epson SED1200 ini dilengkapi dengan CS,WR, dan A0. A0 digunakan untuk membedakan data yang dikirimkan berupa perintah atau kode ASCII. Jika A0=0 maka data yang dikirimkan adalah perintah untuk mengatur kerja SED1200 sebaliknya jika A0=1 maka data yang dikirim adalah kode ASCII yang ingin ditampilkan.
 Sinyal CS digunakan untuk mengaktifkan proses pengiriman data, selama proses ini berlangsung CS diaktifkan pada level tegangan ‘0’
 Data yang dikirimkan ke SED1200 disiapkan di DB0..DB3, seperti yang telah dibicarakan dipecah menjadi 2 kali pengiriman yaitu pengiriman D4..D7 dan selanjutnya D0..D3.
 Sinyal WR dijadikan sebagai sinyal ’komando’, pengambilan data terjadi pada saat WR berubah dari ‘0’ menjadi ‘1’


Gambar 11
Hubungan SED1200 ke AT89C2051
Pada potongan program 4 ini akan ditunjukkan bagaimana mengendalikan SED1200.
 Subrutin KirimPerintah bekerja pada saat A0=’0’ berarti data yang dikirimkan AT89C2051 ke SED1200 berupa perintah untuk mengatur tata kerja SED1200. Subrutin KirimASCII bekerja pada saat A0=’1’ berarti data yang dikirimkan AT89C2051 sebagai kode ASCII yang akan ditampilkan.
 Selama proses pengiriman data CS diaktifkan pada level tegangan ‘0’.
 Data pada Akumulator A dikirimkan sebanyak dua kali yaitu 4 bit pertama A4..A7 dan 4 bit kedua A0..A3.
 Karena AT89C2051 tidak mempunyai sinyal ALE maka dibuat 16 pulsa clock yang dibutuhkan oleh SED1200
Aplikasi Remote Control

Dalam artikel ini dibahas rangkaian dan cara kerja dari 12V dc motor controller berdasarkan PWM (Pulse Width Modulation.) Motor dikontrol kecepatannya secara remote, menggunakan LCD sebagai sistem tampilan kecepatan.
Kecepatan yang ditampilkan pada LCD dinyatakan dengan satuan RPS (rotation per second). Dipakai remote control buatan Sony yang biasa dipakai untuk TV, tombol volume plus pada remote control Sony digunakan untuk menaikkan kecepatan dari motor dc sedangkan tombol volume minus untuk menurunkan kecepatan.

Gambar 1
Blok Diagram Komponen Penyusun Motor DC
Makalah ini dibagi menjadi 4 bagian yaitu bagian remote control, memutar kipas, menghitung kecepatan serta menampilkan ke LCD.
Remote Control
Pada remote control terdapat dua bagian yang utama yaitu : bagian transmiter dan bagian receiver. Bagian transmitter dalam hal ini menggunakan remote yang sudah jadi, yaitu remote untuk TV. Sedangkan bagian penerimanya dibangun dari dioda infra merah, filter, dan penguat sinyal/amplifier.
Rangkaian Receiver
Untuk dapat mengambil data yang dipancarkan oleh remote maka harus dibuat rangkaian penerima yang terdiri dari op-amp, IC 74LS04 (inverter), multitune variable resistor, IR diode (receiver) dan beberapa komponen penunjang. Rangkaian receivernya dapat dilihat pada gambar 2. Penggunaan dari op-amp ini untuk mengatur penguatan dari sinyal yang diterima oleh IR diode. Sinyal yang diterima oleh IR diode ini akan dimasukkan rangkaian high pass filter (C dan R). Kombinasi nilai dari C dan R ini diperoleh dengan menggunkanan rumus :


Sinyal yang keluar dari rangkaian high pass filter dikuatkan dua kali. Rangkaian penguat 1 adalah non-inverting amplifier dengan menggunakan op-amp LM358. Kemudian output dari rangkaian penguat 1 dikuatkan sekali lagi dengan penguatan non inverting amplifier juga dengan op-amp LM358. Sinyal yang keluar dari rangkaian penguat 2 ini masih mengandung sinyal carrier. Untuk itu sinyal carriernya perlu dihilangkan dengan cara menambahkan rangkaian low pass filter (R dan C).

Penggunaan rangkaian high pass filter dan low pass filter ini untuk membatasi frekuensi yang diterima, sinyal yang berada di bawah 159.23 Hz dan di atas 7.24 kHz tidak dilewatkan. Dengan rangkaian low pass filter tersebut maka sinyal carrier dari remote TV Sony tidak akan dilewatkan Kemudian sinyal itu disempurnakan dengan menambahkan rangkaian comparator dengan mengunakan op-amp tipe LM339. Komparator ini berfungsi jika tegangan yang masuk kurang dari tegangan referensinya maka outputnya akan low sebaliknya jika tegangan yang masuk melebihi tegangan referensi maka outputnya akan high. Output dari LM339 ini akan dimasukkan IC 74LS04 sebagai inverter.

Gambar 2
Rangkaian Receiver Remote
Remote Control TV Sony
Remote Control dibagi menjadi 3 menurut jenis pengkodeannya :
1. Pulses coded
Jenis ini mengatur panjang pulsanya, sehingga pulsanya divariasi untuk menunjukkan data itu berlogic high atau low. Yang dijadikan variasi adalah pulsa highnya. Metode ini dipakai oleh remote Sony.

Gambar 3
Pulses Coded

2. Space coded
Metode ini juga mengatur panjang pulsanya untuk menunjukkan data tersebut berlogic low atau high. Tetapi yang diatur adalah lebar pulsa lownya. Jenis ini diterapkan oleh remote Panasonic

Gambar 4
Space Coded
1. Shift coded
Metode ini yang paling berbeda diantara kedua metode di atas. Metode ini menggunakan prinsip perbedaan fase untuk menunjukkan data yang dikirim berlogic low atau high. Metode pengiriman data ini diterapkan oleh remote Philips.


Gambar 5
Shift Coded
Penggunaan infra red sangat bagus dalam komunikasi dan kontrol suatu sistem. Infra red adalah frekuensi radiasi yang bekerja di bawah tingkat sensitivitas mata manusia. Jadi manusia tidak dapat melihat sinar tersebut. Gambaran sinyal yang dikirimkan oleh transmitter dan diterima oleh IR demodulator dapat dilihat pada gambar 3 sebagai contoh yang dikirimkan adalah header:


Gambar 6
Hubungan Antara Sinyal TX dan RX
Jika transmitter mengirimkan sinyal on dan off maka pada receiver juga menerima sinyal on dan off. Tetapi receiver hanya mendeteksi ada carrier atau tidak. Jika ada data carrier maka pulsa yang dikirimkan adalah high sebaliknya jika tidak ada carrier maka pulsa yang dikirimkan adalah low. Sinyal carrier sebesar 40 kHz yang diterima oleh receiver akan hilang, karena pada receiver sudah dibatasi dengan menggunakan rangkaian high pass filter dan low pass filter, frekuensi yang kurang dari 159.23 Hz dan lebih dari 7.24 kHz tidak dilewatkan. Sedangkan sinyal informasi sebesar 4T=2200s (454.54 Hz) akan diterima begitu juga pulsa lownya sebesar 1T=550s (1.82 kHz) akan diterima untuk diolah sebagai data header. Salah satu contoh aplikasi dari penggunaan infra red adalah pada TV/VCR remote control. Infra red ini bekerja pada range frekuensi antara 30-60 kHz.
Pembuatan detektor logam tidaklah sesukar yang dibayangakan, namun ada beberapa hal yang perlu diperhatikan di dalam pembuatannya terutama pada konstruksi sensor. Walaupun demikian detektor logam yang akan dibuat cukup efektif dalam mendeteksi logam, walaupun tidak terhadap semua logam.
Sensor pendeteksi logam saat ini sudah banyak yang menggunakan mikrokontroller untuk memberikan fungsi-fungsi pengaturan yang khusus. Hal ini tentunya akan meningkatkan kenyamanan dalam penggunaan detektor logam dalam pencarian logam yang diinginkan. Namun, hal inilah yang juga menyebabkan detektor logam mempunyai harga yang cukup tinggi.
Pada kesempatan ini akan dibahas mengenai pembuatan detektor logam yang tidak menggunakan mikrokontroller namun cukup efektif dalam mendeteksi logam, walaupun tidak pada semua logam. Yang paling penting, mudah dibuat dan cukup efektif pada penggunaanya.

Metode yang digunakan dalam proyek ini adalah metode beat frequency. Pada metode ini, jika sensor (berupa lilitan/search coil) berdekatan dengan logam maka karakteristik dari rangkaian osilator akan berubah. Perubahan karakteristik ini tentunya akan mengakibatkan perubahan frekuensi output dari rangkaian osilator tersebut.


Gambar 1
Blok Diagram Detktor Logam dengan Mengguakan Metode Beat Frequency
Ketika sinyal dengan frekuensi tertentu yang dihasilkan oleh rangkaian osilator pada search coil oscilator di-mix dengan sinyal dari blok Beat Frequency Oscilator maka akan menghasilkan suatu sinyal dengan frekuensi selisih dari frekuensi keduanya dan sinyal ini dapat didengarkan oleh pendengaran manusia. Suara yang dihasilkan seperti suara ‘ketukan’ dengan irama tertentu dan sering dikenal sebagai beat note.
Perubahan frekuensi tergantung pada ukuran logam yang dideteksi dan jarak antara sensor dengan logam yang dideteksi. Dan ketika irama beat ini telah dikuatkan dengan amplifier maka dapat dihubungkan ke sebuah spekaer kecil untuk mendengarkan irama beat yang dihasilkan.





Cara Kerja Rangkaian




Gambar 2
Blok Osilator Sensor dan Osilator Beat
Pada gambar 2 merupakan skematik untuk blok rangkaian osilator sensor dan osilator beat serta rangkaian power supply sederhana. LM7805 digunakan untuk menstabilkan tegangan input 12VDC (dapat juga digunakan 9VDC) untuk menjadi tegangan stabil 5 volt. Tegangan stabil mutlak diperlukan karena jika terjadi perubahan tegangan maka osilator akan menghasilkan sinyal dengan frekuensi yang berbeda. Nilai kapasitor C1 dan C2 dapat dibuat lebih besar agar dapat menghilangkan noise yang ditimbulkan oleh tegangan supply.
L2 merupakan komponen sensor yang berupa lilitan kawat tembaga dengan email dan bersama-sama dengan komponen VC1, C3, dan C4 membentuk rangkaian resonansi paralel yang frekuensi kerjanya ditentukan dari nilai komponen-komponen tersebut, dalam hal ini yang diharapkan menyebabkan perubahan frekuensi kerja adalah komponen L2.
Rangkaian tune circuit berfungsi untuk melakukan tuning (menentukan frekuensi kerja) osilator yang dibentuk oleh TR1. C3 dan C4 sebenarnya mempunyai fungsi yang khusus yaitu sebagai capacitive tap yang menentukan nilai feedback untuk rangkaian tune circuit tanpa menghubungkan ke tap pada search coil. R2 digunakan untuk memberikan arus DC kepada TR1 agar dapat bekerja dengan normal.
TR2, T1, R3, R4 dan C7 merupakan osilator yang kedua yang nantinya akan dicampur dengan sinyal yang dihasilkan oleh rangkaian osilator yang pertama. Pada blok osilator ini, frekuensi kerjanya diatur oleh T1, yang merupakan rangkaian tuning IF standar yang menggunakan integral kapasitor di dalamnya. Komponen potensimeter VR1 digunakan untuk mengatur level dari sinyal yang dihasilkan oleh blok osilator search coil.
Sampai di kolekor TR3, sinyal mixing yang masih cukup lemah perlu dikuatkan lagi dengan menggunakan sebuah operational amplifier. Dalam proyek ini menggunakan LM324. LM324 mempunyai 4 buah operational amplifier dalam satu kemasan IC. Suplai tenaganya harus sekitar 9 – 12 VDC.

Gambar 3
Rangkaian Penguat Sinyal
Sinyal beat, output pada kolektor TR3 masih cukup lemah begitu pula ketika sinyal ini masuk ke diode D1 (sekitar mV) dan masih belum cukup untuk menggerakkan transduser. Rangkaian R12, R13, dan C14 menghasilkan sebuah referensi tegangan bagi operational amplifier dalam menguatkan sinyal beat agar tegangan referensinya terletak pada tegangan Vin/2. Sedangkan R14 dan R15 digunakan untuk mengatur penguatan (gain) operational amplifier. Komponen VR2 digunakan untuk mengatur volume (volume control) melalui sebuah kapasitor decoupling C16.
Begitu pula untuk blok rangkaian buffer, gambar 4, R17 dan R16 berfungsi untuk mengatur tegangan referensi penguatan agar terletak di tengah-tengah tegangan suplai yaitu Vin/2. pada rangkaian ini LM324 dikonfigurasikan sehingga hanya membentuk rangkaian voltage follower yang berfungsi sebagai buffer sinyal.


Gambar 4
Blok Rangkaian Buffer
Jika juga dinginkan agar dapat dilihat levelnya dalam sebuah VU meter analog maka perlu ditambahkan sebuah rangkaian penyearah sederhana yang dibangun dengan menggunakan operational amplifier dan dioda D2, D3 seperti tampak pada gambar 5.
Penggunaan VU meter penting ketika terjadinya ‘zero beat’ dan juga dapat berfungsi sebagai indikator kondisi baterai, walaupun tidak menunjukkan nilai tegangan dari batterai.
Penurunan tegangan baterai tentunya akan menurunkan level sinyal audio yang disearahkan sehingga level tegangan DC yang masuk ke VU meter akan turun pada kondisi yang sama. R23 digunakan untuk mengatur simpangan maksimum pada VU meter.




Gambar 5
Blok Rangkaian VU meter
Walaupun disain layout PCB tidak terlalu kritis, namun pada proyek ini menggunakan sinyal dengan frekuensi yang cukup tinggi sehingga perlu diterapkannya beberapa aturan.
1. Usahakan tidak membuat jalur PCB yang panjang dalam menghubungkan komponen ke komponen yang lain.
2. Jangan membuat jalur di bawah komponen, terutama komponen yang membentuk rangkaian osilator karena akan menyebabkan stray capacitance.
3. Penempatan komponen sebisa mungkin diletakkan berdekatan untuk setiap blok rangkaian.
4. Penempatan kapasitor decoupling frekuensi tinggi sedekat mungkin dengan komponen yang dimaksud (seperti TR1) untuk mengurangi noise dan menjaga kestabilan sistem.
Konstruksi Search Coil
Adaberapa metode dalam membuat search coil. Search coil dapat dibentuk dengan menggunakan kawat tembaga yang mempunyai lapisan email sebanyak 25 lilitan dengan diameter 18 cm.
Bentuk dari lilitannya dapat dilihat pada gambar 6. Untuk bentuk lilitan Double D mempunyai karakteristik yang cukup baik dalam hal penunjukkan lokasi, mempunyai daerah pencarian yang cukup besar dan sensitivitas yang baik. Biasanya digunakan untuk detektor yang besar. Sedangkan lilitan isearch coil Biasanya digunakan untuk detektor yang besar. Sedangkan lilitan search coil yang berupa persegi panjang mempunyai daerah pencarian yang lebih sempit.



Gambar 6
Konstruksi Search Coil
Pembuatan pelindung search coil dan penggunaan poros berputar tergantung dari kebutuhan karena setiap aplikasi membutuhkan bentuk dari pelindung yang berbeda.
Frekuensi yang dihasilkan oleh rangkaian osilator search coil adalah sekitar 400KHz sampai 500KHz sehingga nilai L1 (seach coil) perlu disesuaikan dengan kondisi ini. Jika jumlah lilitan pada search coil kurang/lebih dapat mempengaruhi kerja dari detektor logam ini.
Pengaturan ‘zero beat’ harus dilakukan pertama kali dengan cara mengatur T1 agar didapatkan suara ketukan, VR1 agar didapatkan kualitas suara yang paling baik. Sampai di sini T1 perlu di atur ulang (perlahan) sampai tidak didapatkan suara ketukan (beat). Kecepatan irama (pitch) dapat diatur dengan mengatur VC1.
Dalam pengaturan VU meter, simpangan maksimal perlu diatur. Atur sehingga VC1 menghasilkan output sekitar 1KHz dan atur VR3 sehingga menghasilkan pembacaan yang maksimal. Ketika kondisi ‘zero beat’ terjadi maka VU meter juga tidak terjadi simpangan.





Detektor Logam - Bagian I

Teror bom akhir-akhir ini sering kali terdengar bahkan kita sebagai orang awam menjadi ketakutan. Rasa aman dan kenyamanan menjadi terganggu oleh kegiatan sweeping bom, pemeriksaan atau bahkan penggeledahan. Saat ini bom yang biasanya terbuat dari bahan logam itu harus dideteksi dengan peralatan yang mahal dan hanya instansi-instansi tertentu yang memilikinya.
Metal detector tidaklah selalu digunakan sebagai detektor bom, masih banyak kegunaan lainnya seperti pendeteksian bongkahan fosil di dinding-dinding batu atau harta karun yang terkubur di tanah. Detektor logam secara umum dapat dikatakan sebagi alat yang dapat mendeteksi adanya logam pada jarak tertentu dari sensor.
Metode yang digunakan untuk membangun sebuah detektor logam sangat beragam dan semuanya itu tergantung dari aplikasi detektor logam. Yang dimaksudkan dengan aplikasi adalah apa yang ingin di deteksi logam atau benda non-logam. Jadi aplikasi dari detektor logam tidaklah harus logam tetapi dapat pula berupa benda non-logam (tidak semua benda non-logam).
Beat Frequency Oscilator
Salah satu tipe dari detektor logam adalah tipe Beat frequency Oscilator (BFO). Metoda yang digunakan pada detektor logam pada umumnya adalah perubahan karakteristik osilator ketika terdapat sensor mendekati adanya logam.


Gambar 1
Blok Diagram Detektor Logam dengan Beat Frequency Osilator
Detektor bekerja berdasarkan frekuensi resonan yang telah di atur berubah-ubah ketika terdapat objek berupa logam yang letaknya cukup dekat dengan sensor search coil. Rangkaian tuning (tune circuit) harus merupakan bagaian dari rangkaian osilator sehingga jika koil sensor didekati oleh logam tertentu maka frekuensi output dari rangkaian osilasi ini akan berubah. Variasi perubahan frekuensi output ini tergantung dari frekuensi yang dipilih. Pemilihan frekuensi yang semakin tinggi akan menyebabkan sensitivitas rangkaian meningkat karena perubahan frekuensinya semakin besar. Tetap jika pemilihan frekuensi terlalu tinggi maka pada prakteknya akan menghasilkan suatu sistem yang tidak sensitif. Hal ini karena pada frekuensi tinggi sebagian besar tidak akan dipantulkan kembali tetapi akan diserap oleh tanah, material bangunan.

Gambar 2
Rangkaian Detektor Logam dengan Beat Frequency Oscilator
Frekuensi yang digunakan (f1-dihasilkan oleh tank circuit dengan L1) biasanya di atas kemampuan pendengaran manusia. Karena tidak bisa didengar oleh pendegaran manusia maka perubahan frekuensi yang terjadi juga tidak akan dapat didengar pula. Untuk mengatasi hal ini maka harus dibuat nada tersendiri (audible frekuency- f2) yang menunjukkan adanya perubahan frekuensi tersebut. Inilah yang dikatakan dengan beat.
Dengan pencampuran sinyal kedua (f1 dan f2) akan menghasilkan sinyal f1, f2, (f1+f2), dan (f1-f2). Sinyal yang dapat didengar oleh pendengaran manusia adalah sinyal (f1-f2). Maka ketika ada perubahan frekuensi yang disebabkan perubahan karakteristik di search coil dapat didengarkan oleh manusia sebagai irama-beat yang berubah-ubah. Irama –beat inilah yang merupakan sinyal (f1-f2) tadi.
Pengaturan VC1 tidaklah mudah karena hal ini memerlukan percobaan pada logam tertentu. Begitu pula untuk pengaturan irama beat yang didengar karena pada suatu kondisi tertentu irama beat ini akan terasa menggangu sekali. Jadi tidaklah menutup kemungkinan tidak dihasilkannya beat atau irama beatnya lebih rendah dari keadaan normalnya karena semuanya ini dapat di atur pada VC1.
Jadi ketika terdapat perubahan karakteristik search coil maka akan dihasilkan pula suara yang frekuensinya tergantung dari beda frekuensi yang dihasilkan oleh L1 dan frekuensi yang dihasilkan oleh L2.
Metode ini masih mempunyai kelemahan yaitu variasi frekuensi outputnya masih terlalu kecil sehingga perubahan frekuensinya hampir tidak nampak. Selain itu pada suatu kondisi tertentu dapa menghasilkan suatu frekuensi dibawah audible sound. Untuk itu perlu adanya konfigurasi ulang pada kapasitor kopling dan nilai frekuensi yang digunakan.
Nilai-nilai komponen yang ada dirangkaian gambar 2 merupakan nilai-nilai yang tertentu pada suatu logam. Jadi untuk logam tertentu maka nilai komponennya perlu disesuiakan terutama VC1, C1, C4, dan C5.
Induktor L1 dibentuk dari lilitan yang berfungsi sebagai search coil. Induktor ini akan beresonansi bersama-sama dengan VC1 untuk menghasilkan tank circuit dengan Q yang tinggi. Osilator yang kedua dibentuk dari L2, C4, C5, R4, dan Q2 dan rangkaian osilator ini akan menghasilkan suatu sinyal dengan frekuensi yang tetap. D1 berfungsi sebagai pencampur sederhana antara f1 dan f2 dan akan menghasilkan sinyal dengan frekuensi (f1-f2) dan banyak sinyal harmonic. Sinyal dengan frekuensi (f1-f2) dibuat sedemikian hingga dapat berada pada daerah yang dapat didengar oleh pendengaran manusia.
Misalkan f1 pada 100KHz dan f2 pada 101KHz maka setelah dimixer, sinyal (f1-f2) akan menghasilkan sinyal dengan frekuensi 1KHz. Sinyal differensial ini harus dikuatkan terlebih dahulu dengan menggunakan sebuah opamp yang nantinya hanya dapat men-drive headphone dengan impedansi yang tinggi. Jika dinginkan agar dapat digunakan untuk headphone biasa maka LM741 dapa diganti dengan chip amplifier yang bertipe audio amplifier. Karena audio ampilifier outputnya mempunyai impedansi yang rendah. Pengaturan gain amplifier ditentukan dari pengaturan R7 dan R10 dan jika diperlukan maka output dari LM741 dapat dimasukkan ke sebuah rangkaian power amplifier untuk dapat menggerakkan sebuah spaker.
Rangkaian pada gambar 2 sangat sederhana sehingga memungkinkan terjadinya frequency drift – pergeseran frekuensi. Hal ini biasanya disebabkan oleh karena faktor suhu. Walaupun demikian permasalahan ini bukan merupakan masalah yang serius. Permsalahan ini dapat ditanganni dengan mencari komponen kapasitor yang mempunyai toleransi suhu cukup besar. Selain itu layout PCB juga mempunyai pengaruh yang besar pada permsalahan ini.
Ukuran dari search coil tergantung dari sensitivitas detektor logam yang dinginkan dan bentuk dari sensor itu sendiri. Misalnya, sebuah search coil yang besar tentunya dapat dengan mudah menemukan logam yang dicari pada suatu area yang luas daripada sebuah detektor logam dengan search coil yang kecil. Sebaliknya detektor logam yang besar tidak dapat menentukan lokasi kabel yang tertanan pada sebuah tembok dengan tepat karena ukuran sensornya yang besar.
Jadi semakin besar search coil nya maka keakurasiannya semakin kecil tetapi sensitiviasnya semakin besar tetapi sebaliknya search coil yang kecil, biasanya digunakan untuk compact metal detector, mempunyai keakurasian yang tinggi tetapi sensitivitasnya kurang. Bentuk dari search coil biasanya adalah lingkaran atau persegi. Selain itu perlu adanya lapisan shield yang berfungsi untuk mengurangi efek elektrostatis dan efek-efek yang disebabkan karena benda-benda kapasitif.
Detektor Resonansi dengan Frekuensi Tetap
Pada detektor ini, prinsipnya hampir sama dengan BFO tetapi sedikit berbeda pada bagian tune circuitnya. Perubahan karakteristik pada search coil akan menyebabkan nilai Q bergeser sehingga sinyal dengan frekuensi tetap amplitudonya berubah-ubah. Pada saat search coil didekatkan pada sebuah logam maka nilai Q akan tepat pada frekuensi sinyal yang dihasilkan pada fix frequency oscilator dan akan menghasilkan sinyal dengan peak yang maksimal.

Gambar 3
Detektor Resonansi dengan Frekuensi Tetap
Sehingga dengan menggunakan detektor ini akan didapatkan perubahan amplitudo/level tegangan sinyal yang dihasilakn oleh osilator tersebut. Tinggi-rendahnya level sinyal tersebut dihasilkan dari penyerahan dan pemfilteran sinyal osilator yang di-tune berdasarkan karakteristik L pada search coil.

Gambar 4
Rangkaian Pengganti Voltmeter
Ketika tegangan threshold tercapai maka dengan menghubungkan sebuah komparator pada output dari blok rectifier/filter dan output LM311, sebuah komparator, pada sebuah buzzer maka akan didapatkan sebuah suara ketika mendeteksi kehadiran sebuah logam.
R1 dan VR1 digunakan untuk mentukan tegangan threshold dan R3 digunakan untuk mengatur histerisis pada proses komparator LM311. Histeris mutlak diperlukan untuk mencegah adanya osilasi disekitar daerah trigger. Dengan menggunakan rangkaian pada gambar 4, buzzer tidak akan bekerja sampai ditemukannya sebuah logam.
Untuk versi detektor yang menggunakan sebuah chip saja, rangkaian detektor logam dapat dibangun dengan mengguakan chip CS209A. Chip ini memang didisain untuk kepentingan pendeteksian logam. Chip ini biasanya digunakan untuk detektor logam mini. Operasi kerjanya mirip dengan detektor resonan yang menggunakan frekuensi tetap. Output dari chip CS209 ini nanti dapat menggerakkan sebuah buzzer.
Metode detektor logam yang lain adalah dengan menggunakan magnetometer. Detektor ini biasanya digunakan untuk mendeteksi logam yang tertanam jauh di dalam tanah.




Gambar 5
Blok Diagram Detektor dengan Metode Magnetometer
Detektor logam yang menggunakan metode magnetometer tidaklah kebal terhadap gangguan-gangguan yang disebabkan oleh medan magnet yang disebabkan oleh jaringan listrik, atau meterial-material yang mengandung bahan-bahan magnetik. Walaupun demikian detektor logam ini paling menjanjikan hasil yang paling baik daripada detektor-detektor logam dengan metode yang lain.
Karena sinyal magnetik yang diterima sangat kecil maka konstruksi alatnya perlu diperhatikan dengan baik begitu pula dengan rangkaian osilator dan drivernya.
Ketika terdapat logam maka sinyal yang dihasilkan oleh osilator akan semakin kuat, semakin tinggi puncak dari sinyal akan menghasilkan level tegangan yang semakin tinggi pula.
Bagaimana cara menentukan keberadaan sebuah logam dengan sebuah detektor logam juga menentukan keberhasilan pencarian logam yang dimaksudkan. Walaupun dalam beberapa metode yang terakhir semuanya ditentukan dari pembacaan voltmeter tidaklah harus demkian karena dengan menentukan level trigger pada level tertentu maka dapat digunakan untuk membunyikan sebuah buzzer atau menyalakan sebuah LED.
Dengan mencari kondisi yang paling maksimal maka dapat diambil kesimpulan bahwa logam terletak pada area tersebut. Dengan menggunakan search coil yang lebih banyak pun dapat dihasilkan penunjukkan yang tepat dalam waktu yang lebih singkat.
Yang penting bahwa dalam pembacaan hasil dari sebuah detektor, kondisinya dapat bervariasi tergantung dari bahan logam yang dikandung dan kedalamannya terhadap permukaan tanah.
Detektor Medan Magnet Dengan Hall Effect Sensor

Medan magnet atau sering dikatakan dengan magnetic field itu tidak dapat dirasakan oleh indra manusia. Detektor medan magnet tidaklah terlalu sukar untuk dibuat namun cukup memiliki kepekaan yang cukup baik.
Proyek untuk membuat detektor medan magnet ini tidak membutuhkan banyak komponen sehingga mudah dibuat dan tidak membutuhkan biaya yang banyak tetapi menghasilkan kepekaan yang baik. Detektor medan magnet di dalam proyek ini tidaklah dititikberatkan pada ketelitian pengukuran tetapi pada ada tidaknya medan magnet dalam radius sekitar 10 cm yang mempunyai kekutaan medan magnet konstan atau berubah dengan frekuensi yang tidak terlalu tinggi, sekitar sampai 20KHz.
Hall Effect Sensor
Hall effect sensor merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi medan magnet. Hall Effect sensor akan menghasilkan sebuah tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang diterima oleh sensor tersebut.
Pendeteksian perubahan kekuatan medan magnet cukup mudah dan tidak memerlukan apapun selain sebuah inductor yang bergunsi sebagai sensornya. Kelemahan dari detektor dengan menggunakan induktor adalah kekuatan medan magnet yang statis (kekuatan medan magnetnya tidak berubah) tidak dapat dideteksi.
Oleh sebab itu diperlukan cara yang lain untuk mendeteksinya yaitu dengan sensor yang dinamakan dengan ‘hall effect’ sensor. Sensor ini terdiri dari sebuah lapisan silikon yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik.


Gambar 1
Hall Effect Sensor


Sensor hall effect ini hanya terdiri dari sebuah lapisan silikon dan dua buah elektroda pada masing-masing sisi silikon. Hal ini akan menghasilkan perbedaan tegangan pada outputnya ketika lapisan silikon ini dialiri oleh arus listrik. Tanpa adanya pengaruh dari medan magnet maka arus yang mengalir pada silikon tersebut akan tepat ditengah-tengah silikon dan menghasilkan tegangan yang sama antara elektrode sebelah kiri dan elektrode sebelah kanan sehingga menghasilkan tegangan beda tegangan 0 volt pada outputnya.
Ketika terdapat medan magnet mempengaruhi sensor ini maka arus yang mengalir akan berbelok mendekati/menjauhi sisi yang dipengaruhi oleh medan magnet. Ketika arus yang melalui lapisan silikon tersebut mendekati sisi silikon sebelah kiri maka terjadi ketidak seimbangan tegagan output dan hal ini akan menghasilkan sebuah beda tegangan di outputnya.
Semakin besar kekuatan medan magnet yang mempengaruhi sensor ini akan menyebabkan pembelokan arus di dalam lapisan silikon ini akan semakin besar dan semakin besar pula ketidakseimbangan tegangan antara kedua sisi lapisan silikon pada sensor. Semakin besar ketidakseimbangan tegangan ini akan menghasilkan beda tegangan yang semakin besar pada output sensor ini.
Arah pembelokan arah arus pada lapisan silikon ini dapat digunakan untuk mengetahui polaritas kutub medanhall effect sensor ini. Sensor hall effect ini dapat bekerja jika hanya salah satu sisi yang dipengaruhi oleh medan magnet. Jika kedua sisi silikon dipengaruhi oleh medan magnet maka arah arus tidak akan dipengaruhi oleh medan magnet itu. Oleh sebab itu jika kedua sisi silikon dipengaruhi oleh medan magnet yang mempengaruhi magnet maka tegangan outputnya tidak akan berubah.
Sensor yang digunakan di dalam proyek ini adalah sensor UGN3503U. Sensor ini akan menghasilkan tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang dideteksi oleh sesnor ini. Selain itu komponen ini dipilih karena relatif murah, mudah digunakan dan mempunyai performa yang cukup baik. Sensor UGN3503 ini mempunyai 3 pin antara lain :
Pin 1 : VCC, pin tegangan suplai
Pin 2 : GND, pin ground
Pin 3 : Vout, pin tegangan output.
Gambar 2
Pinout Hall Effect Sensor UGN3503U

rangkaian sensor dan menghasilkan tegangan output ditengah-tengah tegangan suplai. Pada sensor ini jika mendapat pengaruh medan magnet dengan polaritas kutub utara maka akan menghasilkan pengurangan pada tegangan output sebaliknya jika terdapat pengaruh medan magnet dengan polaritas kutub selatan maka akan menghasilkan peningkatan tegangan pada outputnya. Sensor ini dapat merespon perubahan kekuatan medan magnet mulai kekuatan medan magnet yang statis maupun kekuatan medan magnet yang berubah-ubah dengan frekuensi sampai 20KHz.


Gambar 3
Blok Diagram Rangkaian Internal UGN3503U


Sensor hall effect UGN3503 ini mempunyai suplai tegangan yang cukup lebar yaitu mulai 4.5V sampai 6V dengan kepekaan perubahan kekuatan medan magnet sampai frekuensi 23KHz.
Cara Kerja Rangkaian
Inti dari sistem ini adalah sensor UGN3503U. Sensor ini akan menghasilkan tegangan output 3V jika tidak ada pengaruh medan magnet pada sensornya. Tegagnan output yang dihasilkan tidaklah cukup kuat sehingga masih diperlukan sebuah op amp yang digunakan untuk memperkuat perubahan sinyal dari sensor UGN3503U.
Untuk itu digunakan sebuah op amp yang mempunyai karakteristik ‘precision operational amplifier’. Salah satunya adalah OP77 atau TL071/TL081. Dasar pemilihan OP77 adalah op amp ini mampu berooperasi dengan menggunakan single supply tegangan yang cukup rendah yaitu 6 voltDC.
OP77 mempunyai gain yang cukup tinggi sekitar 100.000 pada struktur open loop. Pada rangkaian ini OP77 dikonfigurasikan sebagai inverting amplifier dengan gain ‘close loop’ sekitar 300 dengan pengaturan nilai resistor R7 dan R1. Nilai gain ini didapatkan dengan membagi nilai resistor R7 dengan nilai resistor R1. Tingginya gain akan meningkatkan sensitivitas alat in namun juga menyebabkan opamp semakin peka terhadap noise dan ‘drift’, pergeseran penguatan karena suhu atau tegangan offset yang tidak tepat.
OP77 akan memperkuat beda tegangan antara tegangan di resistor R1 dan tegangan pada pin non-inverting. Tegangan ini dapat diatur dengan mengatur resistansi pada potensiometer R2 sehingga menghasilkan pembagian tegangan yang diharapkan. Tegangan pada pin non inverting ini harus sama dengan tegangan output sensor UGN3503 ketika tidak ada pengaruh dari medan magnet.
Kapasitor C3 berfungsi untuk mem-blok arus DC yang akan masuk ke earphone karena dapat merusak earphone itu sendiri. Dengan adanya kapasitor ini maka sinyal AC yang berasal dari perubahan kekuatan medan magnet dengan frekuensi yang agak tinggi dapat didengarkan melalui earphone ini.

Gambar 4
Rangkaian Detektor Medan Magnett
Resistor R4 dan R5 ini akan membagi tegangan menjadi setengah dari tegangan suplai dan harus sama dengan tegangan output dari OP77 jika tidak ada pengaruh dari medan magnet. Sehingga dengan kondisi ini (tidak ada pengaruh dari medan magnet) akan meghasilkan pembacaan pada meter ‘0’.
VU meter yang digunakan adalah VU meter yang nilai 0-nya berada ditengah-tengah karena pada alat ini dimungkinkan untuk bergerak ke kiri atau ke kanan tergantung dari polaritas medan magnet. Sehingga ketika tidak ada pengaruh medan magnet maka tegangan antara pin VU(+) dan pin VU(-) akan ) volt sehingga VU meter tidak terjadi penyimpangan.
Penurunan tegangan output dari OP77 (sensor dipengaruhi medan magnet berpolaritas utara) akan menghasilkan beda tegangan dimana tegangan pada pin VU(-) akan lebih rendah daripada tegangan pada pin VU(+) sehingga terjadi aliran arus dari pin VU(+) ke pin VU(-). Dalam kondisi seperti ini akan terjadi penyimpangan jarum VU meter ke arah kanan. Pada kondisi sensor mendapatkan pengaruh dari medan magnet negatif maka simpangan jarumnya akan menyimpang ke arah kiri. Pemasangan polaritas VU meter akan menyebabkan arah simpangan akan terbalik pula.
Pada kondisi pembacaan yang baik dibutuhkan medan magnet yang cukup kuta. Semakin kuat medan magnet yang mempengaruhi sensor ini maka akan semakin besar pula simpangan jarum pada VU meter. Sesuai dengan rangkaian pada gambar 4, jika sensor dipengaruhi medan magnet negatif maka akan didapatkan pembacaan negatif (ke kiri) sedangkan jika sensor mendapatkan pengaruh dari medan magnet posistif maka akan didapatkan pembacaan pac\da VU meter posistif (ke arah kanan).
Nilai R4 dan R6 akan mempengaruhi besarnya arus maksimum yang boleh lewat ke VU meter sehingga dapat dkatakan nilai R4 dan R6 mengatur dari kondisi full scale pembacaan VU meter pada suatu kondisi tertentu.


Gambar 5
Rangkaian Lengkap Detektor Medan Magnet
Setting
Pada saat pertama kali dihidupkan simpangan jarum VU meter harus pada pembacaan ‘0’. Jika simpangan jarum VU meter tidak pada ‘0’ maka perlu pengaturan pada potensiometer R2. Untuk pengaturan pembacaan full scalenya, sensor didekatkan dengan sebuah magnet. Jika sudah dilakukan ternyata masih belum didapatkan simpangan penuh maka perlu dilakukan penggantian nilai R4 dan R6 menjadi lebih kecil menjadi 27KW sampai 30KW.
Ketika sensor diletakkan didekat kabel listrik maka pembacaan tidak akan menghasilkan simpangan tetapi ketika didengarkan melaluui earphone akan terdengar bunyi ‘hum’. Hal ini disebabkan karena medan magnet yang dihasilkan polaritasnya berganti-ganti dengan frekuensi sekitar 50Hz (frekuensi tegangan AC). Pengaruh medan magnet seperti ini tidak dapat direspon oleh VU meter karena terlalu cepat dan tegangan pada pin VU(+) dan pin VU(-) akan saling menghilangkan dengan cepat.
Sistem Interface Input/Output antara Sistem Digital dan Sistem Analog

Penggunaan komputer saat ini tidak lagi terbatas pada pengolahan dan manipulasi data saja tetapi sudah digunakan untuk mengkontrol berbagai peralatan seperti penghitung pulsa telepon, menyalakan/mematikan lampu secara otomatis, dan lain sebagainya. Dengan penggunaan komputer seperti yang telah disebutkan di atas maka seolah-olah komputer berperan sebagai manusia yang dapat diprogram untuk menjalankan apa yang dikehendaki oleh programmernya.
Antara sistem digital (sebagai pengontrol) dan sistem analog (sebagai peralatan yang dikontrol) harus terdapat suatu jembatan yang menghubungkan kedua sistem tersebut. Jembatan ini selanjutnya disebut sistem interface IO.
Jadi untuk sistem kontrol secara digital ini selalu terdiri dari 3 bagian yaitu : sistem digital, sistem interface IO dan sistem analog. Sistem digital merupakan sistem yang menjadi otak dari sistem secara keseluruhan. Sistem digital ini membaca kondisi dari sistem analog melalui sistem interface IO dan mengkontrol sistem analog melalui sistem interface IO.
Sistem kontrol secara digital ini menggantikan sistem kontrol manual yang menggunakan switch mekanik dan diatur secara manual pula. Selain itu dengan sistem kontrol secara digital ini, kondisi sistem analaog yang dikontrol dapat pula dimonitor keadaannya. Sistem analog merupakan bagian dari peralatan analog yang aktivitasnya dikontrol oleh sistem digitalnya melalui sistem interface IO. Sistem analog dapat berupa lampu bolam 220 volt, motor AC, bahkan sampai ke peralatan industri yang menggunakan arus besar.
Disini terlihat bahwa sistem interface IO sangat penting peranannya yaitu untuk menginterfacekan sistem digital yang hanya mengenal kondisi ‘H’, yang ekuivalen dengan tegangan 4.5 volt sampai 5 volt dan kondisi ‘L’ yang setara dengan tegangan dibawah 1.2 volt dengan sistem analog dengan tegangan 220 VAC dengan konsumsi arus yang paling tidak 1A ke atas.
Dari kondisi seperti di atas maka perlulah bagian digital dan bagian analog ini dilewatkan sistem interface yang secara elektronik terisolasi antar bagiannya. Teknik interface IO disini ada beberapa teknik dan tiap teknik tersebut mempunyai keistimewaan pada aplikasi tertentu.
Contoh Aplikasi
Dengan menggunakan sebuah PC diharapkan dapat mengkontrol 10 buah titik lampu yang menyala/mati pada jam-jam tertentu. Melalui sebuah PPI card (dengan menggunakan chip PPI 8255) dapat dikontrol 24 buah beban. Output PPI adalah TTL level sedangkan untuk lampu yang digunakan adalah lampu TL biasa. Untuk menginterfacekan antara PPI (sistem digital) dengan lampu (sistem analog) digunakan relay 5volt.
Contoh aplikasi ini adalah salah satu contoh penggunaan relay sebagai interafce antara sistem digital dan sistem analog.
Sistem Interface I/O
Sistem interface I/O yang paling baik adalah sistem interface dimana sistem digital dan sistem analognya terisolasi, terpisah. Biasanya digunakan relay atau optocoupler. Penggunaan relay lebih mudah namun lebih sering menimbulkan masalah karena relay dapat menghasilkan noise pada sistem digital pada saat relay berubahan keadaan. Selain itu penggunaan relay membutuhkan daya yang lebih besar jika dibandingkan dengan penggunaan optoisolator.
Sistem interface yang baik pada umumnya menggunakan optoisolator atau yang lebih dikenal dengan optocoupler sepert 4N31 atau 4N35. Dengan menggunakan optocoupler arus yang digunakan lebih sedikit paling tidak 10 mA -15 mA.


Gambar 1
Blok Diagram
Penggunaan optocoupler seperti 4N35 lebih disukai daripada penggunaan relay secara langsung.
Optoisolator
Optoisolator merupakan komponen yang digunakan sebagai komponen kontrol I/O untuk peralatan yang beroperasi dengan tegangan DC atau AC. Sebuah optocoupler terdiri dari GaAs LED dan phottransistor NPN yang terbuat dari silicon. Untuk rangkaian penggunaan optoisolator dapat dilihat pada gambar 3a dan 3b.
Pada gambar 3a. optoisolator mendapat input TTL berbentuk sinyal kotak sehingga outputnya juga berupa sinyal kotak namun level tegangan berubah menjadi 0-+24 volt.



Gambar 2
Optoisolator





Gambar 3
Penggunaan Optoisolator
Pada gambar 3b optoisolator digunakan pada input yang termodulasi dengan tegangan Vin terisolasi dengan Vout modulasi yang tegangan puncaknya +12V.
Faktor yang paling penting pada interface I/O terutama untuk beban yang menggunakan tegangan AC maka isolasi merupakan hal yang paing penting dan harus diperhatikan dalam disain. Sistem digital menggunakan level tegangan +5volt sedangkan beban menggunakan tegangan 220VAC. Perbedaan tegangan ini sudah cukup untuk menyebabkan sistem kontrol digital, PC misalnya, untuk rusak jika port pada komputer ini menerima tegangan imbas dari beban 220VAC.



Gambar 4
Aplikasi Optoisolator

Dengan skematik pada gambar 4, optoisolator mendapatkan tegangan 115VAC namun arusnya dilewat hanya 8mA dan arus sebesar ini sudah cukup untuk membuat phototransistor aktif dan logika yang diterima inverter menjadi ‘low’. Dengan rangkaian ini kita mendapatkan pulsa periodik dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi tegangan PLN 50/60Hz tetapi berbentuk pulsa kotak. Dengan adanya pulsa pada Pulse Out maka dapat dipastikan bahwa masih ada tegangan pada jaringan PLN sedangkan jika sudah tidak terdapat pulsa lagi maka dapat dipastikan tegangan jaringan PLN adalah 0 VAC.
Kerugian atau keburukan dari optocoupler adalah pada kecepatan switchingnya. Hal ini disebabkan karena efek dari area yang sensistif terhadap cahaya dan timbulnya efek kapasitansi pada ‘junction’-nya. Jika diperlukan kecepatan switching yang cukup tinggi maka optoisolator harus dikonfigurasikan sehingga yang digunakan adalah sebagai photodiode-nya seperti tampak pada gambar 5.

Gambar 5
Diode-Diode Optocoupler

Cara lain untuk melakukan isolasi antara rangkaian tegangan tinggi dengan rangkaian tegangan rendah adalah menggunakan relay. Kelemahan dari relay adalah harga sebuah relay dengan kapasitas arus yang besar cukup mahal, ukuran dimensi relay besar sehingga PCB yang digunakan semakin besar pula, menimbulkan sinyal noise, dan responnya lambat. Sedangkan dengan menggunakan optocoupler, ukurannya kecil sehingga ukuran PCBnya menjadi lebih kecil dan pada akhirnya perlatan tersebut menjadi kecil pula, kecepatan responnya lebih cepat.



Penggunaan Solid State Relay (SSR)
Pada pembahasan di atas, relay tetap dapat digunakan namun untuk saat ini lebih disukai penggunaan solid state relay karena ada dua pertimbangan yaitu efek noise yang ditimbulkan tidak terlalu besar dan harga solid state relay relatif lebih murah dari pada sebuah relay dengan kualitas yang sama.


Gambar 6
Rangkaian Ekuivalen Solid State Relay
Ada satu faktor lagi yang perlu diperhatikan untuk mengendalikan beban yang menggunakan tegangan AC. Yaitu pada masalah waktu aktivasinya. Karena tegangan untuk AC selalu berubah-ubah maka aktivasi pada solid state relay harus dilakukan pada saat tegangan AC pada saat mendekati nol volt. Tujuannya adalah untuk memperpanjang umur solid state itu sendiri karena jika aktivasi SSR ini pada saat tegangan AC nya berada pada tegangan 220VAC misalnya, maka akan timbul ‘surge current’ yang dapat menimbulkan arus yang sangat besar dan pada akhirnya menyebabkan solid state relay tersebut rusak.
Untuk mengatasi hal tersebut di atas maka untuk penggunaaan solid state relay harus pula diserta dengan rangkaian zero crossing detector. Rangkaian zero crossing detector ini akan mendeteksi kapan tegangan VAC ini pada nilai nol volt. Dengan adanya pemberitahuan keadaan ini maka kapan aktivasi solid state relay dapat ditentukan dan solid state relay dapat bekerja dengan baik.


Gambar 7
Rangkaian Zero Crossing (Isolated)

Pada gambar 7 merupakan rangkaian zero crossing detector yang menggunakan sistem yang terisolasi dengan menggunakan transformer step down. Teknik ini paling aman digunakan namun biaya pembuatannya relatif lebih mahal karena masih menggunakan transformer.
Dengan adanya rangkaian sistem interface antara tegangan tinggi dan tegangan rendah maka diharapkan tidak terjadi rusaknya port mikrokontroller atau PC karena mendapat imbas tegangan tinggi dari aplikasi seperti motor AC.

Detektor Medan Magnet dengan menggunakan Fluxgate Magneto Meter

Sensor medan magnet memang jarang digunakan namun keberadaan perlatan ini tetap diperlukan. Beberapa sensor memang menghasilkan detektor medan yang baik namun sukar dalam konstruksinya. Untuk itu diperkenalkan sebuah sensor lain yang dikenal dengan ‘fluxgate magnetometer’.
Sensor fluxgate magnetometer ini merupakan sensor kuat medan magnet yang mengukur kuat-lemahnya medan magnet secara absolut. Konstruksi dan penggunaannya juga sangat sederhana, tidak seperti rangkaian detektor medan dengan teknik BFO (Beat Frequency Oscilator).
Rangkaian detektor medan magnet dengan menggunakan fluxgate magnetometer (FGM), yang selanjutnya disebut dengan fluxgate, sangat sederhana dan mudah dalam pengaplikasian dan konstruksinya. Selain itu alat ini berukuran kecil, mudah dibawa kemana-mana tanpa menampakkan bahwa alat ini adalah detektor medan magnet.


Gambar 1
Blok Diagram Detektor Medan Magnet dengan Menggunakan Fluxgate


Fluxgate Magnetometer
Komponen ini merupakan salah satu kompnen yang dapat mendeteksi kuat medan magnet selain komponen hall effect sensor. Pemakaian fluxgate sedikit berbeda dengan pemakaian pada hall effect sensor karena yang dioutputkan oleh komponen fluxgate adalah berupa pulsa-pulsa kotak 0 – 5volt dengan frekuensi tertentu yang berkaitan dengan polaritas dan kuat medan magnet yang diterima oleh fluxgate.
Dengan bentuk output seperti ini maka output fluxgate dapat langsung diumpankan pada gerbang logika (TTL) karena outputnya sudah pada level TTL. Teknik yang digunakan untuk mengalikasikan fluxgate hampir sama dengan teknik BFO. Frekuensi output untuk fluxgate pada kondisi normal (tanpa pengaruh medan magnet) adalah pada 64.736KHz. Sinyal dengan frekuensi ini harus diturunkan dulu menjadi sekitar 32.368KHz agar ketika dicampur dengan sinyal referensi akan terbentuk sinyal dengan frekuensi yang dapat didengarkan oleh indera penderngar manusia.
Untuk membagi 2 frekuensi output dari fluxgate digunakan komponen digital D flip-flop yaitu MC4013. Pada MC4013 ini terdiri dari dua buah D flip-flop dimana salah satunya digunakan sebagai mixer dari osilator yang dibentuk dari IC opamp U2, TL081. Frekuensi output sinyal osilator ini pada 32.768KHz diumpankan pada input clock2 D flip-flop. Konfigurasi ini secara tidak langsung membentuk rangkaian mixer secara digital.
Output dari Q2 merupakan level digital yang mempunyai variasi frekuensi cukup baik dan dapat di dengar perubahannya. Frekuensi output Q2 berkisar pada frekuensi 100Hz.



Gambar 2
Rangkaian Lengkap Detektor Medan Magnet
Resistor R3 berfungsi untuk menghasilkan negative feedback yang cukup kecil sedangkan R4 akan membatasi arus output opamp yang mengalir menuju kristal agar kristal bekerja pada daerah operasi yang baik.
Rangkaian R5 dan C6 akan membentuk sebuah LPF orde satu untuk menapis sinyal dengan frekuensi tinggi sebelum sinyal ini dikuatkan lagi untuk akhirnya diumpankan pada sebuah speaker. Kuat-lemahnya bunyi ditentukan oleh besar-kecilnya nilai resistor R6. Apabila volume suara masih kurang keras maka nilai resistor R6 dapat diturunkan sampai didapatkan volume suara yang dinginkan.
Selanjutnya rangkaian dioda D1, D2, C10 dan C12 akan membentuk sebuah rangakaian charge pump sederhana yang nantinya akan men-drive led. Rangkaian charge pump ini akan bekerja jika level output dari TL082 (U3) pada level yang cukup tinggi sehingga led akan tampak berkedip jika sensor mendapatkan medan magnet yang cukup kuat.
Pengaturan nilai R5 dan C6 yang merupakan LPF ini sangat berperan dalam penentuan waktu penyalaan led. Dengan kata lain led akan menyala setelah didapatkan medan magnet dengan kekuatan tertentu.
Semakin kuat medn magnet yang diukur oleh fluxgate maka semakin tinggi pula output frekuensinya sehingga pada akhirnya semakin tinggi pula frekuensi sinyal yang lewat pada rangkaian LPF tersebut. Sehingga nilai C6 dan R5 harus dibuat sedemikian rupa sehingga pada kuat medan magnet tertentu akan menyalakan led. Tetapi dengan nilai R5 dan C6 pada skematik sudah cukup untuk kondisi pada umumnya.
Secara keseluruhan rangkaian ini tidak jauh berbeda dengan detektor medan magnet sebelumnya namun disini, sensor yang digunakan mempunyai karakteristik yang berbeda dan menarik untuk dipelajari dan diaplikasikan. Selain itu konstruksi untuk sensornya tidak sulit, cukup dengan menyambungkan 3 buah kabel saja.