IC Voltage Regulator (7805)

IC jenis ini digunakan untuk meregulasi tegangan yang akan digunakan dalam sebuah rangkaian. IC 7805 dapat meregulasi tegangan output menjadi 5 Volt dengan syarat tegangan inout yang masuk ke dalam IC 7805 harus lebih dari 5 Volt. Jika tegangan yang masuk ke dalam IC kurang dari 5 Volt maka tegangan yang dihasilkan tidak akan stabil atau kurang dari 5 Volt. Sedang batas input maksimum yang dibolehkan dapat dilihat di datasheet IC 7805.

Keunggulan:

Jika dibandingkan dengan regulator tegangan lain. IC 7805 ini mempunyai beberapa keunggulan yaitu:

1. Untuk meregulasi tegangan DC tidak memerlukan komponen tambahan lain

2. Aplikasi mudah dan hemat ruang

3. Memiliki proteksi terhadap overeload, overheat dan hubung singkat

Kekurangan:

1. Tegangan input harus lebih tinggi 2-3 volt dari 5 Volt. Jadi kurang efektif untuk meregulasi 6 V

2. Karena arus sama dan yang diregulasi adalah tegangan maka akan terjadi panas pada IC sehingga       perlu heatsink (pendingin yang cukup).

Cara kerja IC 7805:

Untuk dapat melihat cara kerja IC 7805 dapat dilihat pada rangkaian di bawah ini. Ketika saklar di switch on maka arus akan menuju fuse kemudian dioda. Untuk rangkaian DC murni misal dari aki maka filter capasitor dapat dihilangkan. Tegangan yang semula adalah 12V setelah melewati IC 7805 maka tegangan akan menjadi 5 Volt. Led yang dirangkai dengan resistor disini berfungsi untuk indikasi bahwa arus mengalir ke rangkaian. 

IC 555

IC 555 merupakan salah satu jenis penghasil gelombang (pewaktu dan multivibrator). IC ini didesain oleh Hans R Camenzind pada tahun 1970 dan diperkenalkan pada tahun 1970 oleh Signetics. Nama asli IC ini adalah SE555/NE555.

Gelombang yang dihasilkan oleh IC 555 ialah gelombang kotak. Gelombang ini dapat kita pakai dalam banyak rangkaian tergantung kreativitas kita dalam menggunakan gelombang tersebut, Bisa kita pakai pada clock jam digital, menyalakan rangkaian 7 segment dengan astabil multivibrator, timer counter dan juga bisa digunakan untuk inverter.

Gambar IC 555

Fungsi masing-masing PIN kaki IC 555:

1. PIN 1 (Ground)

    Ground (0 V) adalah pin IC yang disambungkan dengan ground sumber DC.

2. PIN 2 (Trigger)

    Trigger atau input negatif yang diberikan pada pin ini menyulut pewaktuan.

3. PIN 3 (Output)

    Output adalah pin keluaran dari IC 555.

4. PIN 4 (Reset)

    Reset adalah pin yang berfungsi untuk mereset latch yang akan mereset kerja IC. Biasanya pin     ini akan disambungkan dengan Vcc agar IC masih dapat bekerja, tidak terjadi reset.

5. PIN 5 (Control Voltage)

    Control voltage adalah pin yang berfungsi menjaga kestabilan kerja IC. Biasanyanya Pin ini           dibiarkan menggantung atau dihubungkan dengan kapasitor 10 nF.

6. PIN 6 (Threshold)

   Threshold adalah pin yang terhubung ke input positif komparator di dalam IC 555. IC 555 akan       tereset ketika tegangan pada pin ini melebihi 2/3 Vcc. Threshold menentukan lama pewaktuan

7. PIN 7 (Discharge)

    Discharge biasanya terhubung dengan kapasitor dalam rangkaian osilator. Waktu pembuangan       kapasitor menentukan interval pewaktuan pada rangkaian osilator yang kita buat. 

8. PIN 8 (Vcc)

    Pin ini berfungsi untuk menerima tegangan Vcc (3 sd 15 Volt DC) agar IC 555 dapat bekerja         dengan normal. Suply arus yang dapat diterima berkisar antara 10 mA sd 15 mA. 

Hukum Ohm

Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir pada sebuah hambatan akan berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya dan akan berbanding terbalik dengan besar hambatannya.

Secara matematis hukum ohm dapat ditulisakan dengan Rumus :

I=V/R,

V=I*R,

R=V/I,

dimana

V ialah tegangan satuannya volt

I ialah arus satuannya ampere (A), 

R ialah hambatan satuannya ohm (Ω)

Hukum Ohm ini banyak kita terapkan dalam dunia kelistrikan ataupun elektronika masa kini. Dengan hukum ini kita dapat menentukan besarnya resistansi yang harus kita gunakan.Misal untuk membatasi arus yang melewati komponen yang kita gunakan, kita harus menentukan besarnya resistansi yang kita gunakan.

Rangkaian Pembagi Tegangan

Rangkaian pembagi tegangan biasa nya digunakan untuk mengatur tegangan pada rangkaian agar tegangan yang dihasilkan menjadi lebih kecil. Rangkaian ini membagi tegangan input menjadi satu atau beberapa tegangan output. Rangkaian pembagi tegangan ini menggunakan perbandingan minimal antara dua buah resistor agar bisa digunakan. 

Rangkaian pembagi tegangan ini memerlukan sumber tegangan yang disambung secara seri dengan minimal dua resistor. Untuk lebih jelasnya silahkan lihat gambar rangkaian yang ada dibawah ini:

Gambar Rangkaian Tegangan

Berdasar gambar diatas, V output (Vout) rangkaian pembagi tegangan berada diantara Resistor 1 (R1) dan Resistor 2 (R2). Nilai Voutput untuk gambar diatas akan mengikuti rumus dibawah ini:

Voutput = Vin (R2/(R1+R2))

Contoh Soal :

Kita akan merancang suatu rangkaian elektronika, kita ingin mendapatkan tegangan 5 V dengan sumber tegangan 12 V. Dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan, berapa nilai resistor R1 dan R2 yang harus kita gunakan?

Penyelesaian:

Pertama kali kita dapat menggunakan perbandingan Vouutput dan Vin  yaitu:
Vo/Vin= 5/12 = 0,4167

Jika kita ingin nilai (R1+R2) ialah 1200 Ω, berdasar perbandingan nilai (R2/R1+R2) yang sama dengan (Vo/Vin), maka kita dapat menghitung nilai R2.

Nilai R2 = 0,4167*1200 = 500 Ω
             
dan R1 = 1200-500 = 700 Ω
       

Integrated Circuit

IC (Integrated Circuit) adalah sebuah komponen elektronika aktip terpadu yang terdiri dari berbagai komponen seperti dioda, transistor, resistor dan kapasitor yang dijadikan satu ke dalam kemasan kecil. Bahan utama untuk IC adalah semikonduktor. 

SEJARAH SINGKAT IC

IC pertama kali ditemukan pada tahun 1958 oleh insinyur Jack Kilby yang bekerja pada Texas Instrument. Penemuan tersebut kemudian dinamakan IC atau yang lazim dinamakan chip. Beberapa waktu sesudah itu, Robert Noice, yang bekerja pada Fairchild Semiconductor Corporation menemukan hal yang sama. Padahal mereka bekerja pada tempat yang berbeda.

Banyak riset tentang pengembangan IC hingga saat ini. Bahkan seorang pendiri Gorden Moore pada tahun 1965, memperkirakan jumlah transistor dalam IC akan meningkat dua kali lipat setiap 18 bulan sekali. Peningkatan jumlah transistor terbukti telah meningkat setelah sekian lama dan diperkirakan akan terus meningkat.

IC banyak digunakan saat ini pada banyak piranti elektronika, misalnya pada TV, Hp, laptop, remote control, audio video dan dunia industri. Tanpa penemuan IC kita tidak bisa menikmati peralatan potable seperti saat ini, karena peralatan akan menjadi sangat besar dan sulit dibawa kemana-mana. IC sering dikelompokan berdasar jumlah transistor didalamnya. 

TRANSISTOR

Transistor merupakan komponen yang sering digunakan dalam rangkaian elektronika. Transistor juga komponen yang membawa elektronika klasik menuju elektronika moderen. Transistor pada umumnya berfungsi sebagai saklar ataupun sebagai penguat. Pada umumnya transistor terbuat dari bahan semikonduktor Germanium, Silikon dan Galium Arsenit. 

Gambar contoh-contoh transistor

Jenis-Jenis Transistor

Transistor disusun menggunakan sambungan dioda. Berdasar jenis sambungannya transistor dibedakan menjadi dua jenis yaitu BJT (Bipolar Junction Transistor) dan FET (Field Effect Transistor).  Keterangan lebih lanjut mengenai arti, jenis dan fungsi ke dua transistor tadi dapat kita lihat melalui keterangan di bawah ini:

1. BJT

BJT memiliki 2 dioda yang kutub positip atau kutub negatipnya berhimpit, serta memiliki 3 terminal, yaitu emitter (E), kolektor (C) dan basis (B). BJT dapat dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu:

• NPN                                                                                                               Transistor NPN  akan mengalirkan arus ketika tegangan basis lebih tinggi daripada tegangan pada emitter. Jadi dalam mengalirkan arus pada kollector maka basis harus diberi arus terlebih dahulu. Berikut adalah gambar cara kerja transistor NPN   :                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Dimana:                                                                                                                 -Terminal emittor adalah terminal dengan polaritas yang paling negatif                         -Terminal kolektor lebih  posistif beberapa volt dari terminal emittor                             -Terminal Basis lebih besar 0,7 Volt dari nilai breakdown voltage                                                   
• PNP                                                                                                                   Transistor PNP akan mengalirkan arus ketika terminal pada basis diberi tegangan lebih rendah dari pada tegangan emittor. Arus mengalir dari emittor menuju kolektor. Berikut adalah gambar cara kerja transistor PNP:                                                                                                                        
  

2. FET

Transistor efek medan (FET) juga memiliki 3 terminal (kaki) seperti transistor BJT yang diberi nama Source (S), Drain (D) dan Gate (G). Cara kerja transistor ini adalah mengalirkan elektron dari Source ke Drain dengan mengatuir tegangan pada Gate. Di bawah ini adalah jenis-jenis dari FET:

• JFET(Junction FET)                                                                                   Transisitor efek medan (JFET) terdiri dari saluran yang terbuat dari bahan semikonduktor. Dan pada saluran ini didoping dua buah semikonduktor tipe lain dan dihubungkan ke gate. Bagian atas dihubungkan dengan drain dan bagian bawah dihubungkan dengan source.

  

  Gambar struktur dan simbol transistor JFET kanal n dan kanal p

  Cara kerja transistor ini adalah jika tegangan gatge semakin negatip terhadap source maka semakin kecil arus yang melewati kanal drain dan source.                                                               
• MOSFET                                                                                                           Mirip seperti JFET, Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) juga memiliki drain, gare dan sourece. Pada MOSFET, gate terisolasi oleh bahan oksida. Gate terbuat dari bahan metal seperti aluminium.  

  

  Gambar MOSFET sebagai saklar

                                                                                       
  
  MOSFET biasanya digunakan sebagai saklar dengan cara memberikan tegangan gate lebih dari pada tegangan treshold nya (Vth), sehingga MOSFET dapat mengalirkan Arus dari drain ke source.                                                                                                                   

DIODA

Dioda merupakan komponen aktif yang berfungsi sebagai komponen penyearah. Dioda terbuat dari bahan semikonduktor jenis silikon dan germanium. Dioda disusun menggunakan semikonduktor jenis p sebagai kutub (+) dan semikonduktor jenis n sebagai kutub (-).

Karena dioda termasuk komponen aktif, arus listrik akan dilewatkan jika tegangan yang dikenakan pada dioda lebih dari 0,7 volt untuk dioda berbahan silikon dan 0,3 volt untuk dioda berbahan germanium. Jika tegangan yang dikenakan ke dioda kurang dari nilai tersebut maka arus listrik tidak akan dilewatkan.

Jenis-jenis Dioda

Dioda dibagi ke dalam beberapa jenis yaitu dioda penyearah, dioda zener dan dioda foto. Dibawah ini dapat kita baca penjelasan untuk jenis-jenis dioda tersebut:

1. Dioda Penyearah

Dioda ini akan meneruskan arus listrik jika tegangan yang diberikan searah dengan arah pada dioda (bias maju) dari kutub (+) ke kutub (-) dan tegangan yang diberikan lebih besar dari pada tegangan minimum dioda. Jika arus yang diberikan berlawanan arah dengan arah dioda (bias mundur) maka arus tidak akan dilewatkan. Dioda penyearah biasanya digunakan pada power suplay untuk tegangan dc sebagai penyearah tegangan bolak-balik.

Gambar dioda penyearah

2. Dioda Zener
Dioda zener sama seperti biasa, tetapi dioda ini mempunyai kemampuan mengalirkan arus pada bias mundur. Kemampuan mengalirkan arus pada bias mundur ini tergantung batasan dari dioda zener tadi. Misal untuk dioda zener dengan batas tegangan 5 Volt maka tegangan yang harus kita berikan pada tegangan bias mundur harus lebih besar dari 5 Volt, Karena sifatnya ini dioda zener cocok digunakan sebagai pembatas tegangan dan pengaman dari tegangan balik.

Gambar dioda Zener

3. Light Emitting Diode (LED)

LED mengubah enerrgi listrik menjadi energi cahaya jika diberi tegangan maju. LED dibuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna yang dihasilkannya berasal dari jenis bahan semikonduktor yang digunakan. Untuk mengetahui kaki anoda (+) dan katoda (-) kita dapat melihat dari bentuk LED. Kaki anoda (+) lebih panjang dan tidak ada bagian flat. Untuk kaki katoda (-) kaki lebih pendek dan ada bagian flat.

Gambar LED