36
BAB III ANALISA RANGKAIAN
3.1 Analisa Rangkaian Analisa rangkaian dilakukan melalui analisa pada diagram blok, seperti terlihat pada gambar 3.1. PENERIMA
INPUT
BLOK I PEMANCAR
MEDIA TRANSMISI
BLOK II BLOK III
BEBAN
OUTPUT
Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian
3.1.1 Blok Input Pada blok ini penulis nenggunakan blok input yang berupa pencatu daya sederhana yang terbuat dari trasformator tenaga dengan empat buah silikon yang dihubungkan secara jembatan. Saklar putar dapat dipasang pada rangkaian gambar 3.2 agar tegangan yang dibutuhkan dapat dipilih dengan memutar saklar putar .
37
0
T
0
110
D1 -D4 + 9 Volt +
Fuse 220 1A
6 9 12
1
Steker
C1
-
240 Gambar 3.2 Diagram Rangkaian Input (Catu Daya Sederhana)
3.1.2 Blok Rangkaian Pemancar Radiasi infra merah yang dihasilkan oleh dua buah dioda lampu LED (Light Emitting Diode) infra merah D2 dan D3. Ketika LED ini dihidupkan akan memberikan kilatan cahaya yang sangat singkat, namun dengan intesitas cahaya yang sangat tinggi. Ini akan lebih mudah dideteksi pada jangkauan yang lebih jauh. Dasar rangkaian pemancar ini dengan menggunakan sebuah IC NE 555 yang berfungsi sebagai astabil multivibrator. Pada kapasitor CI mengisi muatan melalui resistor R. Output pada IC (pena 3) dihubungkan dengan kaki positif dioda D1. Resistor R1 berfungsi sebagai pembatas arus, sehingga arus yang melewati D1 tidak akan lebih dari 0,5 mA. Komsumsi arus seluruh rangkaian ini sekitar 0,5 mA yang telah cukup untuk mengoperasikan IC dengan komponen sekitarnya. Kapasitor C2 digunakan sebagai penghemat sumber tegangan. Rangkaian pemancar ini menggunakan sumber tegangan sebesar 8 Volt.
38
+ 9 Volt DC C1
R
4 6
8
2
C2 5
3
D1 D2
1
D3
Gambar 3.3. Blok Diagram Rangkaian Pemancar
3.1.3 Blok Media Transmisi Media transmisi adalah bagian fisik antara pemancar dan penerima didalam sistem transmisi. Media transmisi dapat dibagi menjadi 2 yaitu
:
a. Guided Media Merupakan media yang dapat mengendalikan gelombang melalui media fisik, seperti kabel twisted pair, kabel coaxial dan kabel fiber optik. b. Unguided Media Merupakan media yang dapat mengendalikan gelombang melalui media atmosfer (udara), seperti gelombang bunyi, spread spectrum, radio, gelombang infra merah dan sebagainya.
39
Wireless Transmission adalah sebuah sistem dimana pemancaran dan penerimaan data dibawa melalui media udara. Pada wireless transmission terdapat dua konfigurasi dasar yaitu : a. Directional Bagian pemancar diarahkan pada sudut tertentu ke penerima untuk mengirim signal gelombamg. b. Omnidirectional Bagian penerima dapat menerima gelombang dari arah mana saja yang dipancarkan oleh pemancar. Sebuah sistim trasmisi data dalam perancangannya lebih ditunjukkan kepada kecepatan dan jarak pengiriman . Semakin cepat pengiriman data, semakin baik sistem tersebut, begitu juga dengan jarak. Faktor yang menentukan kecepatan dan jarak transmisi dalam suatu sistem adalah: 1. Bandwidth Adalah jarak jalur pengiriman, sehingga semakin besar bandwidth maka semakin cepat data yang diterima. 2. Transmission Impairments Adalah pelemahan signal transmisi (atenuasi). Semakin kecil pelemahan signal , maka jarak pengiriman data akan semakin jauh . 3. Interference Adalah gangguan yang terdapat pada media transmisi. Gangguan ini dapat berupa noise pada unguided media.
40
4. Banyaknya penerima Semakin banyak penerima, maka kemungkinan terjadi atenuasi semakin besar. Hal ini dapat mempengaruhi kecepatan dan jarak pengiriman. Pada blok media transmisi ini penulis menggunakan media transmisi unguided media yang berupa gelombang infra merah. Gelombang infra merah ini banyak digunakan untuk komunikasi jarak dekat. Remote control yang dipakai untuk televisi, VCR dan peralatan stereo, yang semua peralatan tersebut menggunakan komunikasi infra merah. Gelombang-gelombang ini relatif direksionai, murah, dan mudah dibuatnya. Akan tetapi terdapat kekurangannya, antara lain tidak dapat menembus benda padat (coba berdiri diantara remote control dan televisi). Di lain pihak, kenyataan bahwa sistem infra merah tidak dapat menembus dinding merupakan keuntungan juga. Ini berarti bahwa sistim infra merah di sebuah ruangan tidak akan mengganggu sistem infra merah yang ada di ruang sekitarnya. Di samping itu, keamanan infra merah terhadap para penyadap lebih baik dibandingkan dengan sistem radio. Dengan alasan ini, tidak diperlukan izin pemerintah untuk mengoperasikan sistem infra merah. Kebalikannya dengan sistem radio memerlukan izin pemerintah.
41
3.1.4 Blok Rangkaian Penerima 3.1.4.1 Blok Fototransistor Pada blok ini ketika berkas cahaya infra merah difokuskan ke kaki basis pada fototransistor dengan intensitas yang cukup. Ini berarti arus yang dapat mengalir dari sumber tegangan adalah 8 Volt yang melalui resistor dan kemudian melalui kaki kolektor menuju kaki emitor yang diteruskan menuju ground atau sumber tegangan negatif. Jika berkas cahaya infra merah tidak difokuskan ke kaki basis atau berkas cahaya infra merah terhalang oleh suatu benda, maka arus tidak dapat mengalir dari kaki kolektor fototransistor ke kaki emitor fototransistor. Ketika berkas cahaya infra merah jatuh pada kaki basis, akan men-switch “ON” (transistor dalam keadaan jenuh). Arus mengalir dari kolektor ke emitor dan tegangan pada kaki kolektor akan terdorong jauh mendekati 0 volt. Ketika berkas cahaya dari infra merah dipotong atau terhalang oleh benda yang berada diantaranya, maka masukan kaki basis fototransistor akan “OFF” (transistor dalam keadaan menyumbat). Tegangan pada kolektor akan naik, ketika tidak ada arus yang melewati kaki kolektor ke kaki emitor. Tegangan akan sama seperti sumber tegangan yaitu 8 Volt.
42
+ 9 Volt R1 C1
SPT
Gambar 3.4 Blok Diagram Rangkaian Fototransistor
3.1.4.2 Blok Penguat Penguat adalah suatu rangkaian elektronik yang dapat dipakai untuk menguatkan daya, tegangan dan arus listrik. Pada blok penguat ini terdapat, transistor TR1, TR2, TR3, TR4, resistor R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, dan kondesator C2, C3, C4 yang digunakan sebagai komponen-komponen dasar dari rangkaian ini. Jika pada transistor TR1 menjadi panas, maka arus pada kaki kolektor akan condong naik. Arus pada kaki kolektor tersebut akan menaikkan tegangan diantara terminal-terminal resistor R3, karena tegangan diterminal-terminal transistor R3 naik, maka turunlah tegangan pada kolektor- emitor (Vce), maka tegangan pada kaki basis akan ikut menjadi turun (karena tegangan untuk kaki basis disadap dari kaki kolektor oleh sebuah resistor R2). Pada transistor TR2 terjadi penguatan tunggal emitor tanpa menggunakan stabilisasi. Dalam rangkaian TR2 ini harus mengalir arus yang rendah, karena itu
43
penguat pada transistor TR2 ini hanya dapat dipakai sebagai penguat arus yang sangat rendah atau kecil saja. Pada transistor TR3 arus yang berasal dari kaki kolektor transistor TR2 akan dihubungkan kekaki basis transistor TR3 oleh sebuah kondesator C3. Selama terdapat denyut-denyut masukan pada transistor TR3, kaki basis dan emitor terukur adanya tegangan –tegangan terbalik. Tegangan yang dihasilkan pada kaki emitor transistor TR3 akan diteruskan menuju kaki basis transistor TR4 yang melalui resistor R8 yang akan menghambat atau menahan tegangan yang akan masuk kekaki basis transistor TR4. Arus negatif yang dihasilkan oleh kaki kolektor TR4 akan segera diteruskan ke dioda LED D1, sehingga dioda LED D1 akan diberi tegangan muka maju yang akan dapat mengaktifkan dioda LED D1 (menyala terang).
+ 9 Volt R4
R3
+
R6
-
C6
R10
C2 GND
TR3
C3
R2
TR2
TR1
TR4
R8
+ R5
R7
-
C4
R9
Gambar 3.5.Blok Diagram Rangkaian Penguat
44
3.1.4.3 Blok Penyearah Pada rangkaian ini terdapat komponen resistor R10, dioda D2, D3, D4, D5, serta sebuah kondesator C5 sebagai komponen dasar rangkaian penyearah. Pada blok penyearah ini mendapatkan arus keluaran yang berasal dari blok penguat. Pada rangkaian ini dapat mengalirkan arus listrik yang besar hanya satu arah saja dan tidak dapat mengalirkan arus sebaliknya. Dioda D2, D3, D4, D5, ini berkapasitas besar yang dinyatakan dengan Ampere dan mempunyai daya tahan terhadap tegangan yang dinyatakan dengan Volt. Dioda ini berkapasitas besar mulai dari 1 A dengan daya tahan terhadap tegangan 25 Volt hingga ribuan Volt.
+ 9 Volt R10
D2 D3 D4 D5
+
-
C5
Gambar 3.6 Blok Rangkaian Penyearah
3.1.5 Blok Output Pada rangkaian ini terdapat komponen transistor TR5 type CS 9013 jenis NPN, dioda D6, resistor R11 dan trimpot VR serta sebuah relay R1 sebagai komponen
45
dasar. Keluaran dari hasil penyearahan dioda, D2, D3, D4, D5, pada blok penyearahan dapat mengaktifkan trnsistor TR5. Arus yang masuk ke basis lebih positif dari emitornya yang di ground-kan dan memicu kolektor ke emitor sehingga TR5 disini menghantar (aktif) dan dapat berfungsi sebagai saklar (switch). Hal ini mengakibatkan dioda D6 dalam keadaan bias revers. Signal output yang tersedia untuk menggerakkan alat apa saja yang nanti terhubung kerangkaian sehingga rangkaian ini akan secara lansung bekerja ketika ada yang memotong berkas cahaya yang dipancarkan pada rangkaian penerima.
+6V - +9V SW D6
RL
VR
TR5
R11
GND
Gambar 3.7. Blok Rangkaian Output
46
3.1.6 Blok Beban Pada blok ini penulis memberikan rangkaian berupa rangkaian sirene polisi yang dihubungkan ke relay. Disini penulis tidak membahas bagaimana cara kerja dari rangkaian sirene polisi ini.
3.2. Analisa Rangkaian Secara detail Pendeteksian pulsa-pulsa infra merah dari rangkaian pemancar dengan menggunakan fototransistor SPT. Dengan perantara gelombang infra merah menjadikan pendeteksian SPT ini boleh dikatakan sangat sensitive, asalkan masih dalam batas jangkauannya. Resistor R1 merupankan sebagai pembatas tegangan terhadap SPT yang akan memberikan “ bias revers ”pulsa-pulsa infra merah dari rangkaian pemancar untuk kemudian diperkuat oleh rangkaian berikutnya. Kondesator C1 sebagai kople (penggabung siyal dari sumber sinyal kepada penguat) output SPT sebelum masuk menuju kaki basis TR1. Setelah mengalami penguatan sinyal masukan dari TR1, sinyal-sinyal rendah atau kecil yang diberikan oleh transistor TR1 akan diperkuat oleh transistor TR2, transistor TR2 ini hanya dapat di pakai pada arus yang rendah dengan kondesator C3 sebagai penggabung sinyal dari sumber siyal (dari kolektor TR2) kepada penguat dan menuju kaki basis transistor TR3. Arus yang mengalir dari kaki emitor TR3 terukur adanya tegangan –tegangan terbalik yang akan ditahan oleh sebuah resistor R8 yang kemudian akan diteruskan menuju basis TR4. Arus negatif yang dihasilkan pada kaki kolektor TR4 akan
47
menghidupkan atau mengaktifkan dioda D1 (LED) yang digunakan sebagai indikator, lalu diteruskan dan searahkan oleh D2, D3, D4, dan D5. Tegangan positif yang dihasilkan dari penyearah dioda ini selanjutnya dipergunakan pada kaki basis TR5. Sebelum arus positif memasuki TR5 arus positif tersebut akan melewati sebuah potensiometer, yang kegunaanya sebagai pengatur naik atau turunnya tegangan pada kaki basis dan kaki emitor pada TR5 Berhubung potensiometer tersebut tidak tahan terhadap arus yang besar, maka rangkaian ini diberi tahanan muka yaitu pada resistor R10. Pemberian tegangan positif pada basis TR5 dan memberikan tegangan arus negatif pada emitor TR5 yang disebut juga dengan pemberian tegangan muka maju dengan ukuran tertentu akan bertingkah sebagai saklar yang menutup dan membuka secara bergantian (berulangulang) tanpa henti, jika kaki basis TR5 tersebut tetap dialiri arus positif. Transistor TR5 berfungsi sebagai pengerak relay RL, pada saat TR5 dalam keadaan “ON”, maka relay yang bersifat “normally open” dalam keadaan tertutup akan menghidupkan beban dengan dioda D6 berfungsi sebagai pengaman gulungan (coil) pada relay RL dan juga digunakan sebagai penghubung singkat tegangan induksi yang terjadi pada saat saklar berguling ke “OFF”. C4, C5, dan C6 merupakan komponen yang berfungsi sebagai penghemat pemakaian arus dari catu daya atau sumber tegangan.
