Rangkaian PWM (Pulse Width Modulation)

Sewaktu saya mengerjakan Proyek Akhir ini, mendengar kata-kata PWM, saya sudah pusing, karena saya membayangkan sulit untuk mengaplikasikannya ke dalam alat yang saya buat. Tetapi setelah dipelajari, konsep PWM ini sangat sederhana. Tulisan lalu sudah membahas bagaimana cara mengatur keluaran tegangan menggunakan PWM ini. Pada tulisan kali ini akan dijelaskan bagaimana cara merancang rangkaian PWM yang sangat sederhana dengan perhitungan yang simpel.
Blok rangkaian PWM ini berfungsi sebagai Digital to Analog Converter (DAC). Rangkaian ini menerima input dari mikro berupa nilai digital 1 dan 0. nilai 1 akan dibaca sebagai tegangan 5V, dan nilai 0 akan dibaca sebagai tegangan 0V oleh rangkaian ini. diperoleh tegangan 5V pada nilai 1, karena mikro yang dipakai pada proyek akhir saya adalah jenis AT68C52 yang memiliki tegangan output sebesar 5V (walaupun pada realisasinya tidak mungkin nilai tegangannya selalu presisi)
Komponen yang dibutuhkan tidak banyak, yaitu:

1. Transistor 2N3055, atau biasa disebut “transistor jengkol”
2. Dioda
3. Resistor

Bentuk skematiknya seperti berikut,
Penjelasan:

• Transistor 2N3055, berfungsi sebagai saklar. tegangan maksimum yang diinginkan pada proyek saya ini adalah 24V. Pemilihan transistor ini didasarkan pada nilai tegangan tersebut.
• Dioda, berfungsi sebagai penyearah, agar pada saat transistor dalam kondisi aktif, arus yang telah dikeluarkan tidak akan kembali ke kaki transistor tersebut.
• Resistor, dalam rangkaian ini resistor difungsikan agar transistor yang dipakai dapat berfungsi sebagai saklar. pemilihan nilai hambatannya dapat dianalisa berdasarkan datasheet yang dimiliki oleh transistor tersebut.

Coba ingat kembali mengenai kondisi kerja transistor, dimana mempunyai 3 kondisi, yaitu kondisi aktif, saturasi, dan cut-off. Agar transistor disini dapat berfungsi sebagai saklar,

• Saat diberi tegangan 0V transistor harus pada kondisi aktif,
• Saat diberi tegangan 5V transistor harus pada kondisi saturasi

untuk mencapai kondisi tersebut, diperlukan hambatan yang sesuai pada kaki basisnya. Oleh karena itu, ditambahkan resistor. Persamaan untuk mencari nilai resistor pada kaki basis adalah:

Rb = (Vc x hfe) / (5 x Ic)

Dari datasheet transistor 2N3055, didapatkan harga hfe = 20V, Ic adalah arus pada kaki kolektor. Dengan kata lain, arus Ic adalah arus pada motor DC. Misal, setelah diukur arus Ic=40mA. Vc adalah nilai tegangan dari input, dalam kasus ini adalah tegangan dari mikrokontroler, yaitu sebesar 5V. Dengan data-data tersebut, maka didapatlah nilai Rb sebesar 500 ohm.

Sebagai tambahan, sebenarnya Rangkaian PWM ini bukan mengubah tegangan, melainkan mengubah arus. Untuk memperoleh kecepatan pada motor DC diperlukan daya. Nilai daya dipengaruhi oleh tegangan dan arus (P=V.I). Arus berbanding lurus dengan tegangan, sehingga seolah2 kecepatan dipengaruhi oleh nilai tegangan yang berubah. Padahal, sebenarnya nilai tegangan tetap, arusnya yang berubah.

Semoga bermanfaat.. :)

sumber :  https://senoajie.wordpress.com/2008/11/08/rangkaian-pwm-pulse-width-modulation/

Rangkaian Counter

Rangkaian counter adalah rangkaian elektronika yang befungsi untuk melakukan penghitungan angka secara berurutan baik itu perhitungan maju ataupun perhitungan mundur. Yang dimaksud dengan perhitungan maju adalah di mana rangkaian akan menghitung mulai dari angka yang kecil menuju angka yang lebih besar. Sedangkan perhitungan mundur adalah sebaliknya. Perhitungan bisa mencapai jumlah yang tidak terbatas tergantung perancangan rangkaian ataupun tuntutan kebutuhan. Untuk contoh diatas hanya menggunakan satu buah IC decade counter dan satu buah seven segment sehingga hanya bisa mewakili fungsi akan satu digit atau angka satuan. Untuk membuat fungsi yang lebih banyak anda tinggal menambah IC dan 7-segmentnya sesuai dengan fungsi yang diinginkan.

            Banyak sekali kegunaan dari rangkaian counter ini didunia elektronika digital. Bahkan menurut saya bisa dikatakan elektronika digital tidak terpisahkan dengan rangkaian counter. Hampir semua rangkaian digital memerlukan rangkaian counter. Hal itu dikarenakan untuk menerapkan fungsi penghitungan angka atau operasi matematika harus menggunakan fungsi dari rangkaian counter.

            
Counter merupakan salah satu rangkaian elektronika digital yang menggunakan urutan logika digital dan dipicu oleh pulsa atau clock (rangkaian sekuensial). Counter biasanya mencacah atau menghitung dalam biner dan dapat dibuat untuk berhenti atau berulang ke hitungan awal setiap saat. Pada counter yang berulang, jumlah kondisi biner yang berbeda menunjukkan modulus (MOD) counter. Sebagai contoh, counter yang mencacah dari 0-1-2-3-4-5-6-7 secara berulang disebut juga modulus 8 atau MOD-8. Rangkaian dasar counter adalah beberapa flip-flop yang jumlahnya bergantung pada modulus yang diperlukan. Secara  umum, counter terbagi menjadi 2 jenis, yaitu asynchronous counter (ripple counter) dan synchronous counter.

 

       Asynchronous counter (ripple counter) merupakan counter yang masukan clock pemicunya tidak terhubung ke setiap flip-flop secara langsung. Clock pemicunya harus merambat melalui setiap flip-flop untuk mencapai masukan flip-flop yang berikutnya.

            IC 74LS90 merupakan ripple counter 4-bit yang terdiri atas bagian pembagi-2 dan bagian pembagi-5. Dua bagian ini dapat dikaskade untuk membentuk pembagi-10(decade/BCD counter) dengan menghubungkan Q0 ke CLK1 secara eksternal. Counter ini mempunyai 2 masukan reset yaitu MR1 dan MR2 dan 2 masukan set yaitu MS1 dan MS2, serta 4 kaki luaran yaitu Q0, Q1, Q2, dan Q3. Kaki 10 dihubungkan ke GND dan kaki 5 dihubungkan ke +5V.

 Susunan kaki IC 74LS90 dapat dilihat dalam Gambar 6.1.

Synchronous counter merupakan counter yang masukan clock pemicunya dihubungkan ke setiap flip-flop, sehingga setiap flip-flop akan beroperasi dengan masukan transisi clock yang sama. Pada synchronous counter harus dipastikan bahwa setiap flip-flop menahan transisi luarannya sampai tiba gilirannya.

            IC 74LS190 adalah synchronous BCD counter (0 sampai 9). IC ini mempunyai 4 masukan P0, P1, P2, dan P3 yang digunakan untuk mengeset mulainya hitungan dengan operasi Parallel Load ( PL ). Counter ini juga menghitung up/down dengan menentukan masukan U / D. Kaki Count Enable (CE ) adalah masukan aktif-LOW yang digunakan untuk meng-enable/inhibit counter. Kaki luaran yang ada pada IC 74LS190 adalah Q0, Q1, Q2, dan Q3 serta TC (Terminal Count) dan RC (Ripple Clock). TC maupun RC dapat digunakan

sebagai masukan clock untuk counter yang lebih tinggi. Kaki 8 dihubungkan ke GND dan kaki 16 dihubungkan ke +5V.

 Susunan kaki IC 74LS190 dapat dilihat dalam Gambar 6.2.

 

Sumber : http://maghfir-mbund2.blogspot.com/2013/05/rangkaian-counter.html

RANGKAIAN SHIFT REGISTER

         Register geser adalah suatu rangkaian yang menggunakan flip-flop yang saling disambung secara seri sehingga setiap bit yang disimpan di keluaran Q digeser ke flip-flop berikutnya. Pergeseran bit ini terjadi pada setiap pulsa clock. Pulsa-pulsa clock tersebut dikirim kesemua flip-flop dalam register, sehingga operasinya berjalan secara sinkron. Flip-flop jenis apapun yang operasinya sesuai (terpicu tepian) dapat dipakai.

      Register merupakan blok logika yang sangat penting dalam kebanyakan sistem digital. Register sering digunakan untuk menyimpan (sementara) informasi biner yang muncul pada keluaran sebuah matrik pengkodean. Disamping itu, register sering digunakan untuk menyimpan (sementara ) data biner yang sedang dikodekan. Maka register membentuk suatu kaitan yang sangat penting antara sistem digital utama dan kanal-kanal keluaran. Register yang paling sederhana terdiri dari satu  flip-flop saja, yang berarti hanya dapat menyimpan data terdiri suatu bit bilangan biner saja yaitu 0 atau 1 oleh sebab itu untuk menyimpan data yang terdiri empat bit bilangan biner maka diperlukan empat buah flip-flop.  

     Register geser merupakan kelas komponen yang sangat penting dalam semua tipe rangkaian digital. Karena keluaran flip-flop diubah hanya oleh pulsa clock yang datang sesudah masukan berubah, maka penghilangan pulsa clock (tegangan catu tetap ada) tidah mengubah keluaran flip-flop selama kondisi ini terjaga.Karena itu, setiap flip-flop dapat dipakai untuk menyimpan digit biner (bit) selama daya masih dikenakan dan pulsa-pulsa clock ditahan. Seperangkat bit dapat disimpan dalam register, dengan satu flip-flop untuk setiap bit. Register geser mempunyai empat tipe dasar, yaitu :

• SISO (Serial Input Serial Output)
• SIPO (Serial Input Paralel Output)
• PISO (Paralel Input Serial Input)
• PIPO (Paralel Output Paralel Input)

  SISO (Serial Input Serial Output)

       Pada  tipe ini data dimasukkan bit demi bit mulai dari flip-flop yang paling ujung dan digeser sampai semuanya terisi. Pergeseran data diatur oleh sinyal clock tiap kali data dimasukkan satu persatu. Cara menyimpan data secara sejajar, semua bagian register atau masing-masing flip-flop akan dimuati pada saat yang bersamaaan. Seperti yang terlihat pada gambar. dimana pada gambar tersebut register geser menggunakan flip-flop tipe D.

      Tegangan logika  masukan diumpankan ke dalam register geser pada setiap pulsa clock, dan  dapat berubah pada waktu diantara pulsa-pulsa clock. Sesudah sejumlah pulsa clock yang sama dengan jumlah flip-flop dalam register, dikeluaran terdapat bit yang sama dengan bit pertama kali masuk tadi. Register SISO yang dipakai dengan cara ini dapat bertindak sebagai tundaan waktu, dimana bit dikeluaran tertunda selama beberapa pulsa clock (Sama dengan jumlah flip-flop).

PIPO (Paralel Output Paralel Input)

      Register geser PIPO diperlihatkan pada gambar. dengan menggunakan flip-flop tipe D. Pada cara ini semua bagian register atau masing-masing flip flop diisi pada saat yang bersamaaan atau output  masing-masing flip-flop akan respon sesuai data pada saat yang sama setelah diberikan sinyal input kontrol, dan biasanya menggunakan terminal set/reset bukan dengan pemberian clock.

     Jika tidak ada pulsa clock yang dikenakan, bit tidak digeserkan dan pembacaan di terminal Q adalah sama dengan apa yang dimasukkan.Pemakaian register ini adalah metode yang menyenangkan untuk  menyimpan beberapa bit secara sementara. Jika diberi pulsa clock, setiap bit akan digeserkan satu tempat pada setiap pulsa clock. 

PISO (Paralel Input Serial Input)

     Register ini memungkinkan kita dapat mengirim data secara paralel input melalui satu saluran dengan input serial seperti yang terlihat pada gambar berikut.

      Jenis flip-flop  yang digunakan adalah J-K flip-flop atau flip-flop yang dilengkapi denga input preset dan input preclear. Pemasukan data dilakukan melalui input Preset. Data kemudian digeser keluar satu bit pada saat ketika diberikan pulsa clock. Hal ini memungkinkan data yang disajikan dalam bentuk paralel (beberapa saluran pada saat yang sama)) dapat diubah menjadi bentuk serial (bit demi bit) untuk dipancarkan melalaui satu saluran.

SIPO (Serial Input Paralel Output)

 Register ini merupakan kebalika dari register PISO, jika seperti yang terlihat pada gambar berikut.

      Dalam tipe ini, data disajikan satu bit pada satu saat lalu digeser masuk pada setiap pulsa clock. Sesudah seperangkat pulsa clock lengkap, register menjadi penuh dan kandungannya dapat dibaca diterminal Q atau dikeluarkan melalui seperangkat saluran paralel. Dalam pengertian ini, dikeeluarkan berarti bahwa bit-bit tersebut dapat dipakai untuk mengoperasikan gerbang atau rangkaiaan lain, sementara registernya sendiri tidak mengalami perubahan karena tindakan ini. Dengan menggunakan register SIPO, bit-bit data yang sudah dipancarkan secara berurutan dari sebuah saluran dapat dikumpiulkan hingga membentuk satu “kata” dari beberapa bit. 

 

Sumber : http://cotalica-e2.blogspot.com/2011/07/rangkaian-shift-register.html

Rangkaian Digital

Rangkaian Digital adalah rangkaian yang merepresentasikan sinyal masukkan maupun keluarannya dengan menggunakan logika nilai diskrit. Logika nilai diskrit sendiri terdiri dari 2 kondisi yaitu kondisi di mana sebuah rangkaian bernilai 0 atau tidak beroperasi dapat disebut sebagai kondisi LOW, dan kondisi di mana sebuah rangkaian bernilai angka 1 yang mempunyai arti bahwa rangkaian tersebut sedang beroperasi. Bahasa logika/biner ini adalah bahasa satu-satunya yang dapat dimengerti oleh mesin, maka itulah untuk memberikan tingkat efisiensi dan efektifitas dari sebuah mesin maka diaplikasikanlah system digital. Rangkaian digital sendiri dapat terbagi menjadi 2 sifat, yaitu rangkaian kombinasional dan rangkaian sekuensial.

Gambar Skema Rangkaian Digital

Pada rangkaian digital sendiri kita dapat menemui gerbang-gerbang dasar logika yang pada dasarnya berfungi sebagai pemroses inputan sebelum masuk ke output. Gerbang dasar logika dapat dilambangkan dengan AND(pengali), OR(penjumlahan), NOT(negasi), dan gerbang-gerbang lain dari hasil kombinasi gerbang logika dasar. Untuk memudahkan perubahan rangkaian digital dari analog, agar lebih mudah dibaca oleh mesin maka pada suatu rangkaian digital harus diterapkan rangkaian kombinasional yaitu rangkaian BCD (Binary Code to Desimal). Rangkaian BCD mempunyai prinsip kerja yaitu mengubah representasi kode desimal menjadi bahasa logika biner. BCD biasa dipresentasikan oleh 4 bit biner yang nantinya setiap biner mewakili perhitungan untuk konversi menjadi bilangan desimal.
Kekurangan dari system rangkaian digital sendiri meliputi dari, banyaknya energy daya yang dibutuhkan untuk mengubah kode decimal menjadi kode mesin ataupun kode biner. Selain itu rangkaian digital mempunyai komponen-komponen yang kebanyakan berbentuk IC (Integrated Circuit) yang di dalamnya terdapat kumpulan gerbang logika-logika, yang pada umumnya komponen ini sangat rapuh dan butuh biaya yang cukup mahal untuk menggantikan komponen IC. Tetapi dalam segi keunggulannya rangkaian digital ini hanya membutuhkan waktu yang singkat untuk mengkonversi data decimal ke dalam bahasa mesin yang hanya menggunakan kapasitas memori lebih efisien. Selain itu dari segi keunggulan, network interface juga merupakan nilai tambah bagi rangkaian digital.
Demikian penjelasan singkat mengenai rangkaian digital, semoga artike rangkaian ini nantinya dapat berguna dan bermanfaat bagi anda semua. Baca juga artikel menarik lainnya, seperti Rangkaian Lampu LED, Rangkaian Paralel dan Seri, Rangkaian Seri dan Rangkaian Listrik.

• 1. Tambahan Materi Eldas By Saeful A UNI JUNCTION TRANSISTOR Unijunction Transistor (UJT) merupakan sebuah Komponen semikonduktor yangterdiri atas hubungan PN. Type P dihubungkan dengan emiter sedangkan Type Nmembentuk Base B1 dan B2. Komponen ini dikenal dengan nama “Dioda dua Basis”.Bahan dasar terbuat dari silikon. Gambar a menunjukkan susunan dasar UJT. Kira-kiraditengah batang silikon (material Type N) terdapatlah meterial P ini akan bekerja sebagaiemiter E, jadi terdapatlah junction PN pada batangan tersebut. 
• 2. SIFAT DASAR UJT Transistor ini dapat dipandang sebagai suatu pembagi tegangan yang terdiri daridua buah tahanan yang berderet yaitu RB1 dan RB2 (lihat Gambar.). Adapun pertemuanPN bekerja sebagai Dioda. (lihat pelajaran yang lalu). Dioda akan menghantar / Konduksibila diberi tegangan bias maju (Forward Bias), sebaliknya Dioda tidak akan menghantarbila diberi tegangan bias mundur (Reverse Bias). Prinsip Kerja UJT Prinsip kerja UJT tak ubahnya sebagai saklar Input dari jenis Transistor, inidiambil dari Emitor yang mempunyai tahanan dan tahanan ini dengan cepat menurunnilaianya jika tegangan Input naik sampai level tertentu. Cara Kerja UJT 1. Perhatikan Gambar, antara terminal-terminal B1- B2 kita beri tegangan UB1 B2 = 9 Volt. Maka terjadilah pembagian tegangan antara RB1 dan RB2, Dioda tidak bekerja. 2. Mula-mula tegangan catu pada Emiter sama dengan nol, maka Dioda Emiter berada dalam keadaan Reverse bias. Bila tegangan ini diperbesar maka UE akan ikut bertambah besar,tetapi Emiter tetap tidak akan menghantar sebelum UE>U1 + UK. UK = Knee 3. Voltage dari Dioda tersebut. 4. Setelah UE>U1+ UK, maka Dioda dalam keadaan Forward bias dan dia mulai menghantar. Oleh karena daerah P mendapat doping yang berat sedangkan
• 3. daerah N didoping ringan, maka pada saat forward bias banyak hole dari daerah P ini yang tidak dapat berkombinasi dengan elektron bebas dari daerah N. 5. Hole-hole tersebut akan merupakan suatu pembawa muatan positip pada daerah basis 1 (B1). hal ini menyebabkan tahanan RB1 pada daerah basis turun hingga mencapai suatu harga yang kecil sekali, sehingga dapat dikatakan antara Emiter dan basis 1 (B1) terjadi 6. hubung singkat. 7. Dari sini jelas bahwa dioda Emitor pada UJT berfungsi sebagai saklar dan saklar ini akan tetap tinggal tertutup selama arus Emitor masih lebih besar dari suatu harga tertentu yang disebut “Valley Current”.Sifat Listrik Pada UJT  Kurva sifat listrik UJT 1. Perhatikan gambar 1, kalau IE naik, maka tegangan antara emitor -B1 turun. 2. Di titik puncak Up dan titik lembah (Valley point) Uv, lengkung karakteristik mempunyai kelandaian (slope) = 0. Artinya dititiktitik itu lengkung tidak naik,juga tidak turun. 3. Dalam daerah dikiri Up, tidak mengalir arus emitor IE, sebab antara emitor dan basis 1 ada tegangan muka terbalik (reverse bias).  Daerah dikiri Up itu dinamai Up sumbat.
• 4. 4. Dalam daerah dikanan Up ada arus emitor,sebab antara emitor dan basis 1 ada tegangan muka maju (forward bias). 5. Diantara titik-titik Up dan Uv maka kenaikan arus IE menyebabkan turunnya tegangan UE. Ini berarti bahwa dalam daerah ini terdapat perlawanan negatif (tahanan negatif). 6. Setelah melampaui titik lembah Uv, maka kenaikan IE dibarengi dengan kenaikan UE. Daerah ini dinamai daerah jenuh.(saturation region) 7. Ternyata bahwa Up ditentukan oleh : a. Tegangan antara B1 - B2 (= UB1 B2) dan b. Tegangan muka maju (forward bias) diantara emitor dan basis B1 atau tegangan pada basis. Adapun UD berbanding terbalik dengan suhu. Kalau suhu naik UD turun. (UD =Tegangan muka maju antara E - B1 ) Tegangan bentuk gigi gergaji dapat diperoleh, kalausuatu kondensator secara bergantian mengisi dan membuang muatan (lihat Gbr. 1a).Mula-mula sakelar S kita taruh pada posisi 1. maka kondensator C dimuati tegangan daribatery melalui R. Secara berangsur tegangan pada C naik. Kecepatan kenaikan teganganini ditetapkan pada saat tegangan mencapai harga P, sakelar kita pindahkan ke posisi2,maka C dihubung singkat,dan seketika membuang muatan. Tegangan Uc pun jatuh kenol. Jika sakelar S secara bergantian dipindahkan dari 1 ke 2 dalam irama tertentu,makapada kondensator terjangkit tegangan bentuk gigi gergaji. Tinggi tegangan (amplitudo)ditentukan oleh besarnya R.
• 5.  PRINSIP KERJA UJT SEBAGAI OSCILATOR Mula-mula pada C tidak ada muatan (Uc = 0). Tegangan ini adalah tegangan UEyang diberikan kepada emitor. Maka antara emitor E dan basis B1 ada perlawanan yangtinggi, sebab dikatakan ada potensial positip. Potensial pada katoda ini ditentukan olehperbandingan antara P2-RB-RA (yang ada didalam transistor) dan R. Tegangan di C (Uc)naik dengan kecepatan yang ditentukan oleh konstanta waktu P1 dengan C. Makategangan pada E menjadi positip. Jika tegangan Uc mencapai harga UpUJT (UE = Uc ³ Up) maka UJT akanmenghantar, dan turunlah perlawanan antara Emitor E dan Basis 1.Penurunan perlawanan(tahanan) RE - B1 menghubung singkat C (kondensator membuang muatan).
• 6. Bila tegangan C (Uc = UE) turun hingga mencapai ± 2V, maka UJT menyumbatlagi (sakelar S terbuka), pada kondisi ini C pun akan kembali mengisi muatan. Demikiankejadian ini terjadi berulang-ulang. Bentuk tegangan pada kondensator dan Arus buangmuatan(pengosongan)kondensator membangkitkan tegangan denyut pada R. Perubahantahanan pada basis 2 diatur dengan potensiometer P2. P2 mengatur amplitudo gigi
• 7. gergaji, sebab dengan P2 kita menetapkan tingginya amplitudo Up, makin besar P2,makin tinggi pula tegangan katoda, sehingga diperlukan tegangan UE yang lebih tinggiuntuk menjadikan dioda menghantar. R berguna untuk mengatasi arus pengosongan dariC supaya dioda tidak rusak. Besarnya frekuensi ditentukan oleh konstanta waktu P1 - C dan juga olehkarakteristik UJT. Makin besar P1,makin rendah pula frekuensinya. Selama C membuangmuatan, maka arus yang lewat R akan menimbulkan tegangan bentuk denyut (pulsa).