MAKALAH
“TRANSISTOR SEBAGAI
SAKLAR”
Dosen Pembimbing :
Andhika Putra W,S.ST,M.Pd
Disusun Oleh :
DENNISA
OZZYLIA WIJAYA
(144300099)
JURUSAN
TEKNIKPROGRAM STUDI KOMPUTER KONTROL
POLITEKNIK
NEGERI MADIUN
2015
KATA
PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang
Maha Kuasa atas segala rahmat yang di berikan-Nya sehingga makalah ini dapat
kami selesaikan sesuai yang diharapkan. Dalam makalah ini kami membahas tentang
“TRANSISTOR
SEBAGAI SAKLAR”. Makalah ini kami buat sebagai kewajiban untuk memenuhi tugas pada mata
kuliah “Aktuator”.
Makalah ini di
buat dalam rangka memperdalam pemahaman masalah Transistor sebagai saklar dan sekaligus
melakukan apa yang menjadi tugas mahasiswa pada mata kuliah “Aktuator”. Dalam
proses pembuatan makalah ini, tentunya kami mendapatkan bimbingan,
arahan,koreksi dan saran, untuk itu rasa terima kasih yang dalam kami sampaikan :
·
Bapak Andikha Putra W,S.ST,M.Pd, selaku dosen kami pada mata kuliah
“Aktuator”.
·
Rekan-rekan mahasiswa yang telah banyak memberikan
masukan untuk makalah ini.
Demikian
makalah ini kami buat semogat bermanfaat.
Madiun,
1 Oktober 2015
Penulis
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR
BELAKANG
Dalam dunia elektronika pasti kita
membutuhkan beberapa komponen sebagai penyusun sebelum kita membuat alat. Terdapat
beberapa komponen elektronika yang perlu kita ketahui. Salah satunya adalah Transistor. Disini saya
akan menjelaskan sedikit tentang transistor. Transistor adalah penguat yang
terbuat dari bahan semi konduktor yang membutuhkan sumber daya yang kecil serta
memiliki efisiensi yang tinggi yang memiliki 3 terminal. Yang di temukan oleh
Walter H.Brattain dan John Bardeen pada akhir Desember 1947 di Bell Telephone
Laboratories. Dalam makalah ini akan di jelaskan tentang fungsi transisitor
sebagai saklar yang di saklar dengan lampu Led, lalu transistor yang di saklar
dengan transistor, transistor untuk mengaktifkan relay, transistor untuk
mengaktifkan motor serta transistor aplikasi pengendali untuk motor.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Dari latar belakang yang telah
diungkapakan di atas, penulis telah merumuskan beberapa masalah diantaranya :
1.1.1
Bagaimana prinsip kerja
transistor sebagai saklar untuk mengaktifkan lampu LED?
1.1.2
Bagaimana prinsip
kerja transistor saat di saklar dengan transistor?
1.1.3
Bagaimana prinsip
kerja transistor untuk mengaktifkan relay?
1.1.4
Bagaimana prinsip kerja
transistor untuk mengaktifkan motor?
1.1.5
Bagaimana prinsip kerja
transistor sebagai aplikasi motor?
1.3 TUJUAN
Berdasarkan rumusan masalah yang telah diungkapakan diatas, penulis
telah merumuskan beberapa tujuan diantaranya :
1.3.1
Dapat memahami prinsip
kerja transistor sebagai saklar untuk mengaktifkan lampu LED.
1.3.2
Dapat memahami
prinsip kerja transistor saat disaklar dengan transistor.
1.3.3
Dapat memahami
prinsip kerja transistor untuk mengaktifkan relay.
1.3.4
Dapat memahami prinsip
kerja transistor untuk mengaktifkan motor.
1.3.5 Dapat memahami prinsip kerja
transistor sebagai aplikasi pengendali motor
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1 TRANSISTOR
Transisitor adalah komponen
elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor yang sering digunakan sebagai
penguat,switching,stabilisasi tegangan,
modulasi sinyal dan masih banyak lagi fungisnya. Yang memiliki 3 terminal yaitu
Emittor, Connector dan Basis. Pada
rangkaian analog digunakan sebagai penguat sedangkan pada rangkaian digital
digunakan sebagai saklar yang memiliki kecepatan tinggi.
Transistor merupakan komponen
elektronika aktif (bisa sebagai subjek). Pada bagian tengah jenis transistor
merupakan basis dan perbedaan selalu pada emitor
yang menunjukkan arah arus. Arah arus di bagi menjadi 2 yaitu :
a. NPNè
(Positif) yang memiliki arah dari
kolektor ke emitor (turun).
b. PNPè
(Negatif) yang memiliki arah
sebaliknya dari PNP yaitu dari emitor ke kolektor yang menuju ke atas(naik).
Disini Basis yang berfungsi sebagai pengendali
( landasan yang merupakan pengendali kuat arus dan frekuensi arus yang akan
keluar melalui kolektor). Sementara Kolektor berfungsi sebagai pengumpul
(pintu keluar basis yang berdampak
pada perubahan kuat arus dan frekuensi, dan sebagian besar dari kolektor adalah
electron (muatan negative). Dan
Emitor sebagai keluaran (pemancar yang merupakan pintu masukan jenis NPN dan
sebagai hole pada jenis PNP).
Fungsi
Transistor adalah:
a. Sebagai
amplifier(penguat arus/tegangan)
b. Saklar/switching, pencampur sinyal dan
frekuensi listrik
c.
Perata arus pada rectifier
d. Pada
osilator sebagai pembangkit frekuensi
2.2 TRANSISTOR SEBAGAI SAKLAR
Salah satu fungsi transistor adalah sebagai saklar yaitu bila berada
pada dua daerah kerjanya yaitu daerah jenuh (saturasi) dan daerah mati (cut-off). Transistor akan mengalami
perubahan kondisi dari menyumbat ke jenuh dan sebaliknya. Transistor dalam
keadaan menyumbat dapat dianalogikan sebagai saklar dalam keadaan terbuka,
sedangkan dalam keadaan jenuh seperti saklar yang menutup. Pemacuan akan
terjadi pada basis yang akan mengatur
arus yang akan mengalir pada emitor
dan kolektor. Yang akan mengatur
hidup dan matinya relay dengan cara
mensaklarnya. Biasanya menggunakan type C9013.
2.3 TRANSISTOR SEBAGAI SAKLAR UNTUK MENGAKTIFKAN
LAMPU LED
Dari gambar dia atas adalah cara
mengaktifkan lampu LED dengan menggunakan Transistor. Caranya dengan adanya
mikrofon (buzzer) yang sebelumnya
telah di berikan inputan sebesar 5V-12V. lalu akan di perhalus sinyal yang
masuk dengan Bridge Rectifier dengan
arus AC-DC yang nantinya arus positif
akan menuju ke basis transistor NPN
yang sisanya akan menuju ke output (LED) dan yang sisanya (negative) akan menuju ke ground.
Bisanya menggunakan transistor C9013 atau dengan transistor BD139.
Pada C9013 menggunakan Vin sebesar
5V lalu di pasang saklar dengan dipasang
RB yang akan menyambung pada transistor NPN dan menuju ke ground yang sebelumnya sudah diberi relay sebesar 12V dan di pasang mikrofon (buzzer). Dengan arus relay yang
menuju buzzer adalah yang positif sementara yang negative akan menuju ke transistor NPN
sebelum menuju ke ground.
Pada BD139 hampir sama dengan Vin
sebesar 5V lalu dipasang saklar dan RB setelah itu diberikan transistor NPN yang telah di beri relay 12V dan resistor sebesar 1K yang
akan menuju ke mikrofon(buzzer).
Dengan pemasangan buzzer setelah
resistor 1K yang memiliki nilai positif dan
menuju ground untuk nilai negative.
2.4 TRANSISTOR
SAAT DI SAKLAR DENGAN TRANSISTOR
Transistor bipolar adalah komponen yang bekerja berdasarkan ada tidaknya arus
pemicuan pada kaki basisnya. Transistor bisa bekerja sebagai saklar yang saat
tidak menerima arus pemicuan akan berada pada titik cut-off dan tidak menghasilkan arus. Dan kaki basis menerima pemicuan, maka transistor akan berubah menjadi
keadaan saturasi dan akan
menghantarkan arus.


2
buah
transistor NPN yang disusun secara seri dan digunakan untuk mendapatkan
penguatan tertinggi, karena hasil penguatan pada transistor pertama akan
dikuatkan lagi oleh transistor kedua yang disebut transistor Darlington.
Transistor ini berfungsi sebagai saklar elektronik yang akan mengalirkan arus
jika terdapat arus bias pada kaki basisnya
dan akan menyumbat arus jika tidak terdapat arus bias pada kaki basisnya. Biasanya menggunakan
transistor BD139 yang memiliki tegangan lebih besar dari transistor C828 jika bekerja pada
tegangan koil antara 5Vdc hingga
45Vdc. Jika untuk 5V-24V dan untuk menghemat biaya dapat menggunakan transistor
TIP31C(biasanya untuk relay besar) dapat diganti juga denga C828 atau NPN
sejenis.
2.5 TRANSISTOR SAAT
MENGAKTIFKAN RELAY
Relay
adalah komponen yang terdiri dari sebuah kumparan berinti besi yang akan
menghasilkan elektromagnet ketika kumparannya dialiri oleh arus listrik.
Elektromagnet ini kemudian menarik mekanisme kontak yang akan menghubungkan
kontak Normally-Open
(NO) dan membuka kontak Normally-Closed (NC). Sedikit menjelaskan, kata Normally disini berarti relay
dalam keadaan non-aktif atau non-energized, atau gamblangnya kumparan
relay tidak dialiri arus. Jadi kontak Normally-Open
(NO) adalah kontak yang pada saat Normal tidak terhubung, dan kontak Normally-Closed (NC) adalah kontak yang pada saat Normal terhubung. Simbol dari
komponen relay SPDT (Single-Pole
Dual-Totem) yang berarti memiliki sebuah kontak NO dan sebuah kontak NC
dengan sebuah COMMON. Pada saat
kumparan tidak dialiri arus, maka kontak NC
akan terhubung dengan COM. Jika
kumparan dialiri arus, maka kontak akan bergerak dari NC ke NO, sehingga NO akan terhubung dengan COM. Yang terlihat pada gambar di bawah.

Sama seperti gambar di atas yang
telah dijelaskan saat transistor di saklar dengan transistor penggunaannya juga
hampir sama dengan penambahan saklar yang bisa diaplikasikan pada driver relay dengan bipolar transistor.
Maka saat banyak arus positif (aktif)
maka relay akan menarik Common akan menuju ke NO(Normally Open) dan NC(Normally Close) akan terbuka. Begitu
pula sebaliknya.
2.6 TRANSISTOR SAAT
MENGAKTIFKAN MOTOR
Rangkaian interface motor DC
dengan microcontroller pada gambar
dibawah dapat digunakan untuk mengontrol kecepatan putaran motor DC dari microcontroller menggunakan teknik PWM (Pulse Width Modulation) atau dapat
juga mengendalikan jalan tidaknya (ON
atau OFF) motor DC menggunakan logika kontrol high (1) atau Low (0) dari microcontroller. Rangkaian interface motor DC dengan microcontroller ini merupakan driver
motor DC yang sangat sederhana dan praktis digunakan untuk aplikasi sederhana
pengendalian motor DC 1 arah. Rangkaian detil dari interface motor DC ke
microcontroller dapat dilihat pada gambar dibawah.
Rangkaian Interface Motor DC ke Microcontroller
Dengan menggunakan Transistor BC547 yang terlihat
dari gambar rangkaian interface motor
DC ke microcontroller diatas, motor
DC akan disupply tegangan secara 1
arah saja dari sumber tegangan positif melalui
transistor. Jalur kontrol rangkaian inteface
motor DC diatas dapat diberikan sinyal kontrol berupa pulsa PWM ataupun logika kontrol High (yang bernilai 1) dan Low (yang bernilai 0). Untuk
pengontrolan kecepatan motor DC maka jalur kontrol tersebut diberikan sinyal
kontrol berupa pulsa PWM dari microcontroller. Dan untuk keperluan
pengendalian motor DC tanpa kontrol kecepatan dapat menggunakan logika kontrol High untuk menjalankan motor DC dan
logika Low untuk menghentikan motor
DC. Rangkaian interface motor DC
dengan microcontroller diatas dibuat
menggunakan 2 buah transistor yang dirangkai secara darlington sebagai driver
motor DC dan sebuah dioda yang dipasang paralel dengan motor DC dan berfungsi
untuk membuang impuls tegangan induksi dari motor DC yang dikontrol oleh
rangkaian interface motor DC ke Microcontroller seperti gambar diatas.
2.6 TRANSISTOR SEBAGAI
APLIKASI PENGENDALI MOTOR
Rangkaian driver motor DC H-Bridge transistor ini dapat
mengendalikan arah putaran motor DC dalam 2 arah dan dapat dikontrol dengan
metode PWM (pulse Width Modulation) maupun
metode sinyal logika dasar TTL (High)
dan (Low). Untuk pengendalian motor
DC dengan metode PWM maka dengan
rangkaian driver motor DC ini kecepatan putaran motor DC dapat dikendalikan
dengan baik. Apabila menggunakan metode logika TTL 0 dan 1 maka rangkaian ini hanya dapat mengendalikan arah
putaran motor DC saja dengan kecepatan putaran motor DC maksimum. Rangkaian
driver motor DC H-Bridge ini menggunakan rangkaian jembatan transistor 4
unit dengan protesi impuls tegangan induksi motor DC berupa dioda yang dipasang
paralel dengan masing-masing transistor secara reverse bias. Rangkaian driver motor DC secara detil dapat
dilihat pada gambar berikut.
Rangkaian Driver Motor DC H-Bridge Transistor
Proses mengendalikan
motor DC menggunakan rangkaian driver motor DC H-Bridge diatas dapat diuraikan
dalam beberapa bagian sebagai berikut :
Driver Motor DC dengan
metode logika TTL (0 dan 1) atau High dan Low hanya dapat
mengendalikan arah putar motor DC dalam 2 arah tanpa pengendalian kecepatan
putaran (kepatan maksimum). untuk mengendalikan motor DC dalam 2 arah dengan
rangkaian driver motor dc h-bridge diatas konfiguarasi kontrol pada jalur input
adalah dengan memberikan input berupa logika TTL ke jalur input A dan B.
- Untuk mengendalikan arah putar
searah jarum jam adalah dengan memberikan logika TTL 1 (high) pada jalur input A dan
logika TTL 0 (low) pada jalur
input B.
- Untuk mengendalikan arah putar
berlawanan arah jarum jam adalah dengan memberikan logika TTL 1 (high) pada
jalur input B dan logika TTL 0 (low)
pada jalur input A.
Kecepatan putaran
motor DC dikendalikan oleh persentasi ton-duty
cycle pulsa PWM yang diberikan
pada input.
Contoh
pengaplikasian pengendali motor terdapat pada driver pada robot line follower(robot
pengikut garis). Yang biasanya menggunakan transistor C9013.
BAB
III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Pada
dasarnya transistor adalah komponen elektronika aktif yang memiliki 3 terminal
yaitu emitor basis dan kolektor.
Berdasarkan arah arusnya transistor dibedakan menjadi 2 yaitu transistor NPN
dan PNP. Ada beberapa fungsi transistor yangsaya bahas diantaranya transistor
sebagai saklar untuk mengaktifkan lampu LED, transistor saat di saklar dengan
transistor, transistor untuk mengaktifkan relay, transistor untuk mengaktifkan
motor, transistor sebagai aplikasi motor. Yang pada pengaplikasiannya dapat
dilakukan pada satu alat seperti driver
relay bipolar transistor adalah gabungan dari transistor untuk mengaktifkan
relay dan transistor untuk mengaktifkan motor.
3.2 Saran
Dari
beberapa pokok bahasan yang sudah di jelaskan penulis di atas. Penulis
menyarankan untuk menggunakan Transistor C9013 karena disamping harganya lebih
murah, transistor ini juga paling sering digunakan untuk percobaan.
Sumber;
http://Driver Motor DC
H-Bridge Transistor.htm
http//Rangkaian Driver
Relay Praktis Menggunakan Transistor Bipolar _ telinks.htm
buku catatan elektronika
dasar semester 1