Penguat Sirkuit Elektronik: Desain, Skematik, dan Operasi Dijelaskan

Penguat Sirkuit Elektronik – Diagram Rangkaian, Cara Kerja, dan Aplikasi

Perangkat AC yang kita gunakan di rumah umumnya memiliki batas untuk menangani arus dan tegangan. Ambang batas tegangan dan arus ini disebut rating perangkat, dan adalah ukuran yang diberikan oleh produsen dalam jangkauan tempat perangkat akan bekerja dengan baik. Tidak hanya tegangan dan arus rated yang diperlukan untuk kondisi operasi paling optimal, mereka juga adalah ukuran di atasnya perangkat mungkin rusak. Perangkat yang rusak kadang-kadang merusak perangkat lain yang terhubung ke jaringan yang sama.

Masalah ini terjadi karena fluktuasi tegangan yang kita terima dari jaringan listrik dan umumnya tidak dapat dihindari. Lonjakan tegangan ini bertanggung jawab atas kerusakan banyak perangkat elektronik yang bervariasi dari peralatan elektronik kecil di rumah kita hingga mesin industri berkinerja tinggi yang besar. Artikel ini membahas cara membuat penguat sirkuit elektronik yang akan menggunakan rangkaiannya untuk menyelamatkan perangkat kita dari lonjakan tegangan tiba-tiba dan memutuskan beban dari jaringan.

• Postingan Terkait: Penguat Sirkuit WiFi Cerdas & Konstruksi, Instalasi, dan Cara Kerja

Diagram Rangkaian Penguat Sirkuit Elektronik

Skematik rangkaian diberikan di bawah ini:

Komponen yang Diperlukan untuk CB Elektronik

1. Op-Amp LM358
2. Regulator 7805 = +5V
3. Relai = 5V
4. ICs BC547 = 2 Buah
5. Transformer Step-down = 12V
6. Potensiometer Variabel = 10kΩ
7. Bridge Diode
8. Resistor = 1kΩ, 2kΩ, 2.2kΩ, 5.1kΩ & 10kΩ
9. Kapasitor = 0.1μF, 10μF & 100μF

• Postingan Terkait: Diagram Rangkaian Saklar Lampu Kamar Mandi Otomatis dan Operasi

LM358

IC LM358 adalah IC Op-Amp. Ini adalah IC Op-Amp dual channel daya rendah. Ini memiliki dua Op-Amp gain tinggi, independen, yang dikompensasi frekuensi secara internal. Ini dibuat sehingga bekerja dengan satu sumber daya dan dapat beroperasi dalam jangkauan tegangan yang luas. Ada banyak aplikasi dari IC ini yang mencakup blok gain DC, penguat tranduser, dan rangkaian Op-Amp konvensional. IC ini memiliki paket delapan pin.

Pin out ditunjukkan dalam gambar di bawah ini.

Struktur internal IC ditunjukkan dalam gambar di atas. IC seperti yang telah dibahas di atas memiliki dua Op-Amp independen. Terminal 1 dan 7 adalah terminal output Op-Amp. Terminal 3 dan 5 adalah terminal non-inverting sedangkan terminal 2 dan 6 adalah terminal inverting. Ada terminal ground dan VCC yang biasanya ada di 4 dan 8 masing-masing.

IC ini bersama dengan hemat biaya dan mudah didapatkan memiliki beberapa fitur menarik lainnya yang lebih berarah pada sisi elektroniknya. Beberapa fitur tercantum di bawah ini.

1. Poin jual utamanya, dua Op-Amp dikompensasi frekuensi secara internal
2. Jangkauan sumber daya tunggal adalah 3-32 V.
3. Jangkauan sumber daya dual adalah -16 hingga -1.5V atau dari 1.5V hingga 16V.
4. Gain tegangan adalah 100dB dan bandwidth adalah 1 MHz.
5. Drain arus pasokan ke IC sangat rendah. Biasanya dalam jangkauan 500µA.
6. Ada tegangan offset kecil di input, yang biasanya sekitar 2mV.
7. Tegangan mode umum yang diperoleh dari IC mengandung potensial ground.
8. Tegangan input diferensial dan tegangan sumber daya yang diberikan ke IC sebanding.

Postingan Terkait: Rangkaian Perlindungan Tegangan Berlebih Sederhana menggunakan Dioda Zener

IC Regulator 7805

Rangkaian yang memiliki sumber tegangan mungkin mengalami fluktuasi sehingga tidak memberikan output tegangan tetap. Salah satu IC populer untuk tujuan ini adalah IC Regulator 7805, yang merupakan anggota regulator linier tetap yang digunakan untuk mempertahankan fluktuasi tersebut. Ada banyak aplikasi di mana 7805 digunakan dan yang utama adalah:

1. Regulator output tetap
2. Regulator positif dalam negatif
3. Regulator output dapat disesuaikan
4. Regulator arus
5. Regulator tegangan DC dapat disesuaikan
6. Sumber daya dual teratur
7. Rangkaian perlindungan pembalikan polaritas output
8. Rangkaian proyeksi bias balik

IC Regulator Tegangan LM 7805
Nomor Pin	Nama Pin	Tujuan
1	Input	Terapkan tegangan tidak teratur untuk mendapatkan output teratur
2	Ground	Terhubung ke ground
3	Output	Output adalah sinyal tegangan teratur

IC saat diberikan input tegangan 7.2V, akan mencapai efisiensi maksimumnya.

Dalam regulator tegangan IC 7805, banyak energi terbuang dalam bentuk panas. Selisih nilai tegangan input dan output muncul sebagai panas. Jadi, jika selisih antara tegangan input dan output tinggi, akan ada lebih banyak pembangkitan panas. Lubang pada transistor untuk menghubungkan penguapan panas dengannya. Oleh karena itu, IC ini juga menyediakan tempat untuk penguapan panas.

Postingan Terkait: Pintu Pintar Otomatis dengan Deteksi Objek oleh Arduino

Transistor BC547

BC547 adalah transistor juntian bipoler NPN. Sebagian besar digunakan untuk tujuan pemutusan serta untuk proses penguatan. Jumlah arus kecil di base digunakan untuk mengontrol jumlah arus yang lebih besar di kolektor dan emitter juga. Aplikasi dasarnya adalah pemutusan dan penguatan. Berikut adalah pinout transistor BC547:

Cara kerja transistor sederhana. Saat tegangan input diterapkan di terminalnya, sejumlah arus mulai mengalir dari base ke emitter dan mengontrol arus di kolektor. Tegangan antara base dan emitter negatif di emitter dan positif di terminal base untuk konstruksi NPN-nya.

Postingan Terkait: Diagram Rangkaian Penguji Kabel dan Kawat

Relai

Relai adalah saklar yang dioperasikan secara listrik, elektromagnetis, atau elektronik. Saklar mungkin memiliki sejumlah kontak dalam berbagai bentuk kontak, seperti kontak buat, kontak putus, atau kombinasi keduanya. Relai digunakan untuk mengontrol rangkaian oleh sinyal daya rendah independen, atau di mana beberapa rangkaian harus dikontrol oleh satu sinyal. Bentuk tradisional relai menggunakan elektromagnet untuk menutup atau membuka kontak, tetapi prinsip operasi lain telah ditemukan, seperti dalam relai status padat yang menggunakan properti semiconductor untuk kontrol tanpa bergantung pada bagian yang bergerak. Pinout relai 5V yang digunakan dalam konstruksi rangkaian diberikan di bawah ini.

Relai 5V
Nomor Pin	Nama Pin	Deskripsi
1	Ujung Kumparan 1	Digunakan untuk memicu relai
2	Ujung Kumparan 2	Digunakan untuk memicu relai
3	Umum(COM)	Terhubung ke satu ujung beban
4	Tertutup Biasa (NC)	Jika ujung lain terhubung ke terminal ini, beban tetap terhubung sebelum trigger
5	Terbuka Biasa(NO)	Jika ujung lain terhubung ke terminal ini, beban tetap terputus sebelum trigger

Postingan Terkait: Sistem Otomasi Rumah Pintar – Rangkaian dan Kode Sumber

Cara Kerja Penguat Sirkuit Elektronik

Hubungkan komponen dengan benar sesuai diagram rangkaian di atas. Diagram rangkaian yang ditunjukkan di atas memiliki tiga bagian. Tiga bagian ini harus dihubungkan untuk membentuk satu rangkaian besar. Tiga bagian adalah

• Modul Daya
• Modul Op-Amp
• Modul Relai

Tiga modul rangkaian akan dibahas secara singkat dalam bagian selanjutnya laporan.

Modul Daya

Op-Amp dalam rangkaian ini adalah pengontrol untuk penguat sirkuit untuk proyek kita. Op-Amp ini membutuhkan pasokan daya teratur 5V. Kami akan menjalankan rangkaian ini dari jaringan listrik kami yang memiliki tegangan AC sekitar 220V. Pertama untuk memasok daya Op-Amp kita perlu menurunkan tegangan yang tersedia untuk kita dari jaringan listrik.

Untuk ini kita menggunakan transformer step-down, dalam kasus kami kita menggunakan transformer yang memberi kita tegangan diturunkan 12V. Tegangan AV 12V ini yang diperoleh dari transformer kemudian diformasi ulang menggunakan rangkaian rectifier yang dibuat dengan bridge diode. Ini mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC.

Output dari rectifikasi ini sekarang akan memberi kita sekitar 12V tegangan DC. Tegangan DC 12V ini kemudian diatur menggunakan IC regulator tegangan LM7805 kami. Kami dapat memetakan output tegangan modul daya di mana saja antara 0 hingga 5V dengan menggunakan pembagi potensial dengan resistansi variabel dan resistor. Dengan mengubah tegangan potensiometer, kita dapat mendapatkan tegangan yang berbeda. Anda dapat menggunakan rangkaian konverter 12V ke 5V juga.

Postingan Terkait: Pengontrol Suhu Soldering Iron

Modul Op-amp

Modul Op-Amp adalah bagian utama rangkaian, dan ini adalah tempat perbandingan tegangan terjadi. Karena penguat sirkuit yang kita buat adalah yang menyediakan perlindungan dari lonjakan tegangan tinggi dan rendah, kita harus mempertimbangkan kedua kasus. Kedua kasus memiliki rangkaian individu mereka sendiri dan terhubung ke rangkaian utama di koneksi yang ditandai.

Op-Amp dalam rangkaian digunakan dalam mode diferensial. Dan dari semua aplikasi Op-Amp, kita telah menggunakan Op-Amp dalam rangkaian ini sebagai komparator tegangan. Komparator ini akan memberikan output tinggi atau rendah setelah membandingkan tegangan di dua terminalnya. Kita dapat mengatur tegangan ambang batas untuk batas bawah dan batas atas dapat diatur menggunakan jaringan resistor.

Postingan Terkait: Rangkaian Mata Elektronik – Menggunakan LDR dan IC 4049 untuk Kontrol Keamanan

Modul Relai

Sekarang setelah kita telah memberikan pasokan daya yang tepat ke rangkaian Op-Amp dan Op-Amps dibuat untuk berfungsi sebagaimana mestinya, kita sekarang harus memikirkan cara kerja rangkaian setelah deteksi lonjakan tegangan tinggi atau rendah teridentifikasi oleh penguat sirkuit elektronik.

Lonjakan tegangan diperoleh dari modul Op-Amp rangkaian, yang telah dibahas di atas. Berdasarkan output Op-Amp yang diperoleh dari modul Op-Amp, relai akan dipicu. Saat kedua output dari Op-Amps tinggi, baru saja relai akan dipicu dan beban AC langsung terhubung ke jaringan listrik. Ada resistor tambahan 1k ohm yang digunakan untuk pembatas arus.

Proyek Terkait:

• Daftar Ide Proyek Akhir Elektronika
• Ide Proyek Teknik Elektronika untuk Mahasiswa Teknik
• Ide Proyek Mini Elektronika Sederhana dan Dasar untuk Pemula
• Daftar Ide Proyek Mini Listrik Teratas
• Proyek Akhir Teknik Listrik
• Ide Proyek Listrik Teratas untuk Mahasiswa Teknik