Transistor Sebagai Saklar

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.

$Description: D:\New folder\images.png$

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).

Description: Prinsip Kerja Transistor | Transistor sebagai Penguat dan Saklar

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

$Description: D:\hayatimulailelahbang\TRANSISITOR LEED\4a.jpg$

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.

$Description: D:\TUGAS GAPLEK\How to Make a Simple Touch-Triggered Transistor Relay « Fear Of Lightning_files\make-simple-touch-triggered-transistor-relay.jpg$ $Description: D:\TUGAS GAPLEK\KUMPULAN SKEMA ELEKTRONIKA Rangkaian Driver Relay_files\relaydriver.jpg$

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.

$Description: C:\Users\lenovo\Pictures\spdt.jpg$

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.

$Description: D:\TUGAS GAPLEK\Rangkaian Driver Relay Praktis Menggunakan Transistor Bipolar _ telinks_files\relaydriver.jpg$

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://elektronika-dasar.web.id/artikel-elektronika/interface-motor-dc-ke-microcontroller/

http://e-belajarelektronika.com/membuat-driver-motor-dc-2-arah-2-transistor/

http://Driver Motor DC H-Bridge Transistor.htm

http//Rangkaian Driver Relay Praktis Menggunakan Transistor Bipolar _ telinks.htm

buku catatan elektronika dasar semester 1