Triangle Generator


1. Pendahuluan[Kembali]

Generator segitiga atau triangle generator adalah rangkaian elektronik yang menghasilkan sinyal output berbentuk gelombang segitiga. Gelombang segitiga adalah salah satu bentuk gelombang yang penting dalam dunia elektronika karena memiliki karakteristik yang berguna dalam berbagai aplikasi, termasuk pemrosesan sinyal, modulasi, dan kontrol. Dalam pendahuluan ini, kita akan membahas prinsip dasar dan aplikasi dari generator segitiga.

Pentingnya Triangle Generator:

Generator segitiga memiliki peran penting dalam berbagai aplikasi elektronika. Bentuk gelombang segitiga sering digunakan dalam pembangkitan sinyal referensi, pemodulasi sinyal, pembentukan pulsa, dan berbagai aplikasi lainnya. Kemampuan untuk menghasilkan sinyal segitiga dengan kestabilan dan kepresisian tinggi menjadikan generator segitiga komponen yang sangat berharga dalam desain sistem elektronik.

Prinsip Dasar Triangle Generator:

Triangle generator bekerja dengan menghasilkan keluaran yang naik secara linier, mencapai puncak, kemudian menurun secara linier kembali ke titik awal dalam suatu periode waktu tertentu. Prinsip dasar yang digunakan dalam generator segitiga adalah integrasi dan diferensiasi sinyal. Dalam generator segitiga yang paling sederhana, sebuah integrator dan sebuah saklar yang diatur oleh puncak tegangan adalah yang dibutuhkan.

Aplikasi Triangle Generator:

Triangle generator memiliki beragam aplikasi dalam berbagai bidang elektronika. Dalam sintesis frekuensi, generator segitiga digunakan sebagai sumber sinyal referensi untuk menciptakan frekuensi yang berbeda melalui pembagian frekuensi atau modulasi. Dalam modulasi lebar pulsa (PWM), generator segitiga digunakan sebagai sinyal pembanding untuk menghasilkan pulsa PWM dengan lebar yang bervariasi. Selain itu, dalam berbagai pengujian dan pengukuran, generator segitiga digunakan sebagai sumber sinyal uji atau sebagai sinyal penggerak dalam berbagai aplikasi kontrol dan pemrosesan sinyal.


2. Tujuan[Kembali]

  • Untuk menyelesaikan tugas matkul elektronika yang diberi oleh bapak Dr. Darwison,M.T.
  • Untuk mengetahui cara membuat rangkaian Triangle Generator dengan Op-Amp

  • Memahami prinsip kerja Triangle Generator


3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

·   Instrument

1. Osiloskop

Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Osiloskop (Oscilloscope) merupakan alat ukur elektronik yang digunakan mengukur frekwensi, periode dan melihat bentuk-bentuk gelombang seperti bentuk gelombang sinyal audio, sinyal video, dan bentuk gelombang Tegangan Listrik Arus Bolak Balik, maupun Tegangan Listrik Arus Searah yang berasal dari catu daya/baterai.

 

    

    

    → Spesifikasi Osiloskop:

 

 

    → Pinout Osiloskop:

·   Generator

1. Power Suplai


Power suplai berfungsi sebagai pemberi tegangan pada rangkaian, yang memiliki spesifikasi, sebagai berikut:

  1. Input voltage: 5V-12V.
  2. Output voltage: 5V.
  3. Output Current: MAX 3A.
  4. Output power:15W.
  5. conversion efficiency: 96%.

 

2. Baterai (Generator DC)

Di mulai dari pengertiannya. Baterai merupakan sebuah benda yang dapat atau bisa mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan oleh baterai tersebut sama seperti accumulator, yakni listrik searah dikatakan DC. Jumlah listrik yang dihasilkan tersebut tergantung dari seberapa besar baterai tersebut.

Baterai

Fungsi Baterai:

Sangat beragam fungsi dari baterai dalam kehidupan sehari-hari namun memiliki intinya yang sama yakni sebagai sumber energi, karena hampir pada semua alat elektronik yang sifatnya mobile juga perlu baterai sebagai sumber energi. Sebut misalnya seperti HP, senter, power bank, drone, remote TV dan AC,  dan lain sebagainya. Semua alat-alat tersebut membutuhkan baterai agar bisa bekerja.

Spesifikasi :

 

Pinout : 


Grafik :

 

3. DC Voltmeter 

Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan listrik dari dua titik potensial listrik.

 

B. Bahan/Komponen

1. Resistor

Secara sederhana, resistor merupakan komponen dasar yang ada pada sistem elektronika. Biasanya, resistor digunakan pada setiap rangkaian elektronik lantaran berfungsi sebagai pengatur dan juga pembatas jumlah arus listrik dalam suatu rangkaian.


Sebenarnya, cara kerja resistor ini cukup simple, yakni dengan menghambat arus listrik yang mengalir dari salah satu ujung kutub ke ujung kutub yang lainnya. Proses menghambat arus listrik tersebut, biasanya dibarengi dengan nilai hambatan variatif sesuai dengan nilai hambatan yang tertera pada resistor.

 → Cara menentukan nilai dari resistor adalah sebagai berikut:

Tabel Warna Resistor

 


 

 

    Contohnya:

·       Gelang / cincin ke - 1 : 100 Ω.

·       Gelang / cincin ke - 2 :   00 Ω.

·       Gelang / cincin ke - 3 :     5 Ω.

·       Gelang / cincin ke - 4 :  10⁵ Ω.

·       Gelang / cincin ke - 5 : ±10%.

·       Resistansi pada resistor = 105 × 10⁵ Ω (±10%) / = 10,5 ㏁ (±10%)

    Dengan ±10% sebagai nilai dari toleransi dari resistor.

 

   → Spesifikasi Resistor:

 

2. Kapasitor

Kondensator atau kapasitor adalah komponen listrik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Kapasitor atau kondensator oleh ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867) pada hakikatnya adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/ muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik atau komponen listrik yang mampu menyimpan muatan  listrik yang dibentuk oleh permukaan (piringan atau kepingan) yang berhubungan yang dipisahkan oleh suatu penyekat.

 


 → Cara menghitung kapasitor:

  • Untuk menghitung nilai kapasitor elektrolit nilainya telah tertera pada komponen

 

Untuk menghitung nilai kapasitor keramik, kertas, dan kapasitor non-polaritas lainnya adalah sebagai berikut:

·       Contoh:

·       Kode : 473Z

·       Nilai Kapasitor = 47 x 103

·       Nilai Kapasitor = 47 x 1000

·       Nilai Kapasitor = 47.000pF atau 47nF atau 0,047µF

·       Huruf dibelakang angka menandakan Toleransi dari Nilai Kapasitor tersebut, Berikut adalah daftar Nilai Toleransinya :

B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G= 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan - 20%

→ Spesifikasi Kapasitor:

  • Bahan dielektrika : cairan elektrolit
  • Rentang nilai kapasitansi yang tersedia : 0,01uF hingga 10000uF
  • Rentang nilai tegangan kerja maksimal : 16 V sampai 450 V
  • Suhu maksimum : 105° C
  • Jenis : kapasitor polar

 

3. Op-Amp (LM741)

Operational amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output. Prinsip kerja dari Op-Amp adalah membandingkan nilai kedua input (inverting dan non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka outnya tidak ada atau nol dan apabila terdapat perbedaan nilai input maka output akan ada.


 

→ Konfigurasi Pin Op-Amp:




→ Spesifikasi Op-Amp:

 

 

4. Ground

 

Ground adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi. Ground dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak-balik atau titik patokan (referensi) berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika


4. Dasar Teori[Kembali]

Rangkaian pembangkit gelombang segitiga (Triangle Generator) dapat dibuat dari rangkaian ramp generator diseri dengan komparator dan output komparator di-feedback-kan ke input ramp generator. seperti gambar 140 dan bentuk gelombang output seperti gambar 141.

 

Gambar 140 (a). Rangkaian triangle generator

 

Gambar 140 (b). Rangkaian alternatif triangle generator

 

Gambar 141 . Grafik Rangkaian

    → Rumus BSF:


        Selama:


 

        Saat:


        Selama:


 

        Saat:


        Selama:


          Saat:


  

1. Resistor

Secara sederhana, resistor merupakan komponen dasar yang ada pada sistem elektronika. Biasanya, resistor digunakan pada setiap rangkaian elektronik lantaran berfungsi sebagai pengatur dan juga pembatas jumlah arus listrik dalam suatu rangkaian.


 

Sebenarnya, cara kerja resistor ini cukup simple, yakni dengan menghambat arus listrik yang mengalir dari salah satu ujung kutub ke ujung kutub yang lainnya. Proses menghambat arus listrik tersebut, biasanya dibarengi dengan nilai hambatan variatif sesuai dengan nilai hambatan yang tertera pada resistor.

    → Cara menentukan nilai dari resistor adalah sebagai berikut:

Tabel Warna Resistor


 


    Contohnya:

  • Gelang / cincin ke - 1 : 100 Ω.
  • Gelang / cincin ke - 2 :   00 Ω.
  • Gelang / cincin ke - 3 :     5 Ω.
  • Gelang / cincin ke - 4 :  10⁵ Ω.
  • Gelang / cincin ke - 5 : ±10%.
  • Resistansi pada resistor = 105 × 10⁵ Ω (±10%) / = 10,5 ㏁ (±10%)

    Dengan ±10% sebagai nilai dari toleransi dari resistor.

    → Spesifikasi Resistor:

 

    → Paralel dan Seri resistor:


    

    → Grafik fungsi:

 

 

2. Kapasitor

Kondensator atau kapasitor adalah komponen listrik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik.


    → Cara menghitung kapasitor:

  • Untuk menghitung nilai kapasitor elektrolit nilainya telah tertera pada komponen

 

  • Untuk menghitung nilai kapasitor keramik, kertas, dan kapasitor non-polaritas lainnya adalah sebagai berikut:
  • Contoh:
  • Kode : 473Z
  • Nilai Kapasitor = 47 x 103
  • Nilai Kapasitor = 47 x 1000
  • Nilai Kapasitor = 47.000pF atau 47nF atau 0,047µF
  • Huruf dibelakang angka menandakan Toleransi dari Nilai Kapasitor tersebut, Berikut adalah daftar Nilai Toleransinya :

B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G= 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

    → Spesifikasi Kapasitor:

  • Bahan dielektrika : cairan elektrolit
  • Rentang nilai kapasitansi yang tersedia : 0,01uF hingga 10000uF
  • Rentang nilai tegangan kerja maksimal : 16 V sampai 450 V
  • Suhu maksimum : 105° C
  • Jenis : kapasitor polar

 

    → Paralel dan Seri Kapasitor:


 

 


 

    → Grafik Pengisian dan Pengosongan kapasitor:


3. Op-Amp (LM741)

Operational amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output. Prinsip kerja dari Op-Amp adalah membandingkan nilai kedua input (inverting dan non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka outnya tidak ada atau nol dan apabila terdapat perbedaan nilai input maka output akan ada.


 

    → Konfigurasi Pin Op-Amp:


    

Ada tiga karakteristik utama op-amp ideal, yaitu; 

1.     Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga. 

2.     Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan. 

3.     Impedansi output sangat kecil (Zo <<). Impedansi output adalah sangat kecil sehingga tegangan output stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkan denganZo <<.
    

Simbol Op-Amp seperti gambar berikut:

 

    dimana,
    V1 = tegangan input dari kaki non inverting.
    V2 = tegangan input dari kaki inverting.
    Vo = tegangan output.

    → Spesifikasi Op-Amp:

 

        → Grafik Kurva I/O:



5. Percobaan[Kembali]

a) Prosedur

  • Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam membuat rangkaian tersebut.
  • Alat dan bahan yang digunakan adalah Op-Amp, Resistor, Ground, dan sebagainya.
  • Rangkailah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini.
  • Simulasikan pada software proteus 8.

 

b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja


 

 


Prinsip kerja : Dengan menggunakan gambar di atas di mana pada op-amp pertama kita mengunakan ramp generator diamana pada rangkaian itu akan menghasilkan sebuah sinyal pulsa seperti yang ada di osiloskop. selanjutnya kita pasan koperator dimana output komperatornya di-feedback-kan ke input dari ramp generator maka di hasilkan seperti osiloskop diatas. Perbandingan amplitudo dari sinyal pulsa dengan sinyal segitiga adalah sesuai dengan besaran R1&R3. sedangkan frekuensinya di atur dengan R2nya. kapasitor digunakan untuk menciptakan segitiga dimana di saat sinyal naik maka itu waktu pengisian kapasitor di saat turun itu pada saat pengosongan kapasitor.


c) Video Simulasi 


6. Download File[Kembali]

 

File Datasheet :

Komentar

Posting Komentar