Chapter 2.9 (champer)

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

b) Rangkaian simulasi

c) Video Simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan[kembali]

Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah. Untuk itu, diperlukan penyearah yang bisa digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata, tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang menjadi pengukur.

Dioda sebagai salah satu komponen aktif sangat populer digunakan dalam rangkaian elektronika karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya: penyearah setengah gelombang (Half-Wafe Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wafe Rectifier), rangkaian pemotong (clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier). Pada kesempatan ini, akan dijabarkan mengenai rangkaian clamper dan cara kerjanya.

2. Tujuan[kembali]

1. Untuk mengetahui pengertian dari clamper

2. Untuk dapat mengetahui klasifikasi dari clamper

3. Untuk mengetahui cara kerja dari clamper

3. Alat dan Bahan[kembali]

A. Alat

1). Voltmeter

merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada di suatu rangkaian listrik dalam besaran dan satuan tertentu.

2. Amperemeter

Merupakan alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur nilai arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian listrik.

3. Osiloskop

merupakan alat ukur elektronika yang berfungsi memperoyeksikan bentuk sinyal listrik sehingga dapat dilihat dan dipejari.

B. Bahan

4. Alternator

merupakan sumber penghasil tegangan AC

B. Bahan

1. Ground

ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting.

2. Dioda

Dioda (diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempuyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

3. Resistor

resistor berfungsi sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian, menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika dan menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika.

4. Kapasitor

kapasitor berfungsi menyimpan elektron-elektron selama waktu tertentu atau komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Berperan dalam meningkatkan atau menaikkan tegangan dari sumber.

5. Baterai

Baterai menurut suatu komponen elektronika yang digunakan sebagai sumber tegangan DC pada rangkaian.

4. Dasar Teori[kembali]

Rangkaian clamper merupakan rangkaian yang digunakan untuk menjepit "clamping" suatu sinyal ke level tegangan tertentu. Rangkaian ini berfungsi untuk mendorong sinyal masukan pada suatu level tegangan DC tertentu. Rangkaian clamper ini juga bisa diartikan sebagai sebuah rangkaian yang mana akan mengubah sinyal AC menjadi sebuah tegangan DC. Rangkaian clamper terdiri dari beberapa komponen yang harus ada di dalamnya. diantaranya yaitu, kapasitor, dioda, dan sebuah resistor. Rangkaian clamper juga bisa diberi sumber tegangan DC seperti baterai untuk menambah jumlah tegangan DC. Kapasitor berperan dalam meningkatkan atau menaikkan tegangan dari sumber. Cara kerjanya yaitu pada saat setengah gelombang pertama, kapasitor akan mengisi tegangan sehingga tersimpan tegangan pada kapasitor. Kemudian, saat setengah gelombang berikutnya kapasitor akan melepaskan tegangannya sehingga akan menambah tegangan output dari rangkaian clamper.

Pengaplikasian dari rangkaian clamper adalah sebagai "DC restorer" pada rangkaian penyusun video (video composite) baik itu di bagian pemancar televisi dan penerima televisi. Kompleks pemancar dan penerima sirkuit clamper televisi digunakan sebagai stabilizer garis dasar untuk menentukan bagian dari sinyal pencahayaan ke tingkat yang telah ditetapkan. Clamper juga disebut sebagai restorasi arus searah karena mereka menjepit bentuk gelombang untuk potensi DC tetap.

Rangkaian Clamper adalah rangkaian yang digunakan untuk memberikan offset tegangan DC, dengan demikian tegangan yang dihasilkan adalah tegangan input ditambahkan dengan tegangan DC. Rangkaian ini berfungsi untuk mendorong sinyal masukan pada suatu level tegangan DC tertentu. Untuk membuat rangkaian clamper minimal harus mempunyai sebuah kapasitor, dioda dan resistor. Disamping itu bisa pula ditambahkan sebuah baterai. Harga R dan C harus dipilih sedemikian rupa sehingga konstanta waktu RC cukup besar agar tidak terjadi pengosongan muatan yang cukup berarti saat dioda tidak menghantar. Manfaat rangkaian clamper adalah menambahkan nilai DC pada sinyal AC. Clamper terbagi menjadi 2 macam, yaitu clamper dengan forward bias dan clamper dengan reverse bias.

Rangkaian pada gambar 1 akan menjepit sinyal input ke level tegangan nol volt (apabila dioda ideal). Resistor R adalah resistansi beban atau kombinasi paralel dari resistansi beban dengan suatu resistor untuk menghasilkan nilai R yang diinginkan.

Selama interval 0 hingga T/2, rangkaian tampak seperti pada gambar 2, dioda menjadi “on” sehingga resistor R menjadi short circuit. Pada kondisi ini, nilai time constant sangat kecil (karena nilai R mendekati nol) sehingga kapasitor akan di-charge oleh sinyal input dengan cepat. Pada kondisi ini, tegangan output sama dengan nol (v

1. Saat periode 0-t1 sinyal tegangan input -20 volt. Arus mengalir pada dioda dan kapasitor karena kapasitor dianggap terhubung singkat hingga menyimpan muatan listrik hingga penuh. Tegangan pada kapasitor adalah 20V dijumlah dengan 5V (hal ini disebabkan tegangan negatif dibalik menjadi positif oleh dioda). Tegangan output selalu berukuran 5 Volt, hal ini disebabkan oleh terminal output diletakkan pada terminal katoda dan terminal negatif baterai.

2. Saat periode t1-t2 sinyal tegangan input gelombang =10 Volt. Dioda dalam keadaan off atau tidak meyambung dan kapasitor mengeluarkan (discharge) muatannya, sehingga tegangan pada terminal output adalah jumlah tegangan=10 Volt dengan tegangan yang tersimpan pada kapasitor yaitu +25 Volt sehingga tegangan total output terukur +35 Volt.

3. Saat periode t2-t3 sinyal tegangan input kembali ke -20 Volt maka dioda dalam kondisi meyambung (forward bias), lalu tegangan input 20 Volt dijumlahkan dengan tegangan forward bias dioda 5V dikarenakan tegangan -20 Volt diubah menjadi +20 Volt oleh dioda. Karena kapasitor kosong, maka arus mengalir melalui dioda dan kapasitor.

4. Saat periode t3-t4 tegangan input +10 Volt . Pada periode ini kapasitor telah terisi penuh lalu melakukan discharger atau mengeluarkan muatannya yang dijumlahkan dengan tegangan input sebesar 10 Volt sehingga total tegangan yang dikeluarkan kapasitor adalah 10 Volt dijumlahkan dengan 25 Volt yaitu 35 Volt.

2. Clamper dengan reverse bias

Clamper dengan reverse bias adalah rangkaian clamper dimana pada komponen dioda ditambahkan sumber tegangan DC yang arahnya berkebalikan dari arah dioda saat on atau mengalir arus listrik seperti berikut:

1. Saat periode 0-t1 tegangan input -20 Volt. Periode ini dioda on dan arus listrik mengalir melalui dioda dan kapasitor. kapasitor mengisi (charge) muatan listrik hingga penuh dengan tegangan 20 Volt dikurangkan dengan 5 Volt yaitu 15 Volt. Hal ini terjadi karena tegangan -20 Volt dibalik menjadi tegangan positif oleh dioda . Karena output berada pada terminal katoda dioda dan terminal positif baterai, maka tegangan terukur pada terminal output adalah tegangan reverse baterai yaitu -5 Volt.

2. Saat periode t1-t2 tegangan input +10 Volt. Periode ini dioda dalam keadaan off atau tidak menghantarkan karena tegangan pada terminal pada terminal katoda lebih tinggi dibanding terminal anoda. kapasitor mengeluarkan muatan listrik (discharge) sehingga tegangan pada kapasitor dan sekaligus sebagai tegangan output menjadi lebih besar yaitu 10 Volt dijumlahkan dengan tegangan listrik yang tersimpan pada kapasitor q5 Volt dengan hasil penjumlahan 25 Volt.

3. Saat periode t2-t3 tegangan input -20 Volt. Pada periode ini kapasitor kembali diisi (charge) oleh tegangan sebesar 15 Volt seperti diterangkan pada periode 0-t1 di atas. Tegangan output terukur adalah -5 Volt.

4. Saat periode t3-t4 tegangan input +10 Volt. Periode ini adalah pengulangan yang sama persis dengan periode t1-t2.

5. Percobaan[kembali]

a) Prosedur[kembali]

1. Buka aplikasi proteus

2. Tekan "New Project"

3. Ketika sudah berada di lembaran kosong, tekan Ctrl-P di keyboard

4. Cari alat dan bahan yang dbutuhkan untuk membuar rangkaian clamper

5. Posisikan alat dan bahan

6. sambungkan setiap alat dan bahan dengan wire dengan cara mengklik ujung setiap komponen listrik yang hendak dihubungkan.

7. Ubah nilai dan satuan setiap komponen listrik dengan mengklik komponen tersebut

8. tambahkan Voltmeter dan amperemeter dan hubungkan dengan komponen listrik yang ingin diukur tegangan dan arusnya.

9. Klik "system" dibagian atas tampilan layar

10. pilih "set animation option"

11. ceklis dua kotak di pojok kanan bawah

12. lalu klik "OK"

13. tekan play di pojok kiri bawah tampilan layar

14. Dapat diamati arah arus dan besar masing-masing tegangan dan arusnya.

b) Rangkaian simulasi [kembali]

Rangkaian 1

Prinsip Kerja: Selama setengah tegangan masukan, arus melewati kepala dioda sehingga mengakibatkan dioda dalam keadaan "on" dan membuar arus bisa langsung mengalir ke kapasitor. Setengah tegangan masukan berikutnya, arus melewati kaki dioda yang mengakibatkan dioda dalam keadaan "off". Kemudian arus yang tidak bisa melewati dioda, memilih jalan melalui resistor dan langsung ke kapasitor untuk mengambil cadangan tegangan disana.

Rangkaian 2