Voltmeter merupakan suatu alat yang dimanfaatkan untuk mengukur tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Umumnya bentuk penyusunan pararel berdasarkan pada tempat komponen listrik hendak diukur. Dimana dalam setiap komponen ditemukan tiga buah lempengan tembaga di dalamnya. Lempengan tersebut dipasangkan diatas Bakelit yang telah dirangkai dan menyatu dalam tabung plastik atau kaca. Pada lempengan bagian luar dinamakan anode, sementara itu lempengan tengah disebut katode.
Masing-masing ukuran tabung tersebut kurang lebih 15 cm x 10 cm. Dari segi desain pun voltmeter tidak jauh berbeda terhadap desain amperemeter.Sama halnya dengan hambatan memiliki bentuk sama yakni multiplier, seri, dan galvanometer. Faktanya, kinerja yang dihasilkan dari alat tersebut lebih baik, serta senantiasa meningkat ketika sudah ditambahkan multiplier.Tujuan penambahan multiplier didalam alat dimaksudkan untuk kinerja dan kemampuannya menjadi berkali-kali lebih besar. Sementara dapat menciptakan suatu gaya magnet ketika medan magnet dan kuat arus listrik saling berinteraksi. Gaya magnet tersebut disinyalir untuk menggerakkan jarum. Dari sini kapasitas arus pada jarum berdasaarkan aliran arus listrik.
Bagian-bagian voltmeter :
Batas ukur maksimum dan minimum,
Set-up untuk mengatur fungsi,
Jarum penunjuk,
Terminal kutub positif dan kutub negatif.
Skala tinggi dan Rendah dari tegangan listrik terukur.
2. Power Suplay
Power supply merupakan perangkat keras (hardware) yang dimana fungsi power supply ini adalah sebagai pengatur daya dan pengalir listrik atau tegangan yang dibutuhkan oleh perangkat hardware.
Bahan :
1. Dioda
Dioda merupakan salah satu komponen yang dibuat dari bahan semikonduktor. Bahan untuk mempertemukan elemen P dan N akan menentukan karakteristik dioda dan sifat-sifatnya. Saat ini bahan semikonduktor pembuat dioda adalah semikonduktor silikon dan germanium.
Semikonduktor bahan silikon merupakan bahan yang paling banyak digunakan pada jenis dan tipe dioda karena silikon menawarkan beberapa kelebihan seperti kinerja yang tinggi dan biaya produksi yang lebih rendah. Biasanya tegangan jatuh dioda berbahan silikon berkisar 0,7 Volt.
Karakteristik Dioda Varactor yaitu sebagai berikut :
Dioda ini secara signifikan menghasilkan lebih sedikit noise dibandingkan dioda lainnya.
Biaya dioda ini tersedia dengan harga lebih rendah dan lebih dapat diandalkan.
Dioda ini berukuran sangat kecil dan sangat ringan.
Tidak ada gunanya ketika dioperasikan dalam bias maju.
Dalam mode bias balik, Dioda Varactor meningkatkan kapasitansi seperti yang ditunjukkan pada grafik di bawah ini.
Resistor yang nilai resistansinya berubah bila terkena cahaya namanya LDR (Light Dependent Resistor) dan resistor yang nilai resistansinya akan bertambah besar bila terkena suhu panas yang namanya PTC (Positive Thermal Coefficient) serta resistor yang nilai resistansinya akan bertambah kecil bila terkena suhu panas yang namanya NTC (Negative Thermal Coefficient).
3. LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan sebagai :
Sensor pada rangkaian saklar cahaya
Sensor pada lampu otomatis
Sensor pada alarm brankas
Sensor pada tracker cahaya matahari
Sensor pada kontrol arah solar cell
Sensor pada robot line follower
Dan masih banyak lagi aplikasi rangkaian elektronika yang menggunakan LDR (Light Dependent Resistor) sebagai sensor cahaya.
Perangkat elektronik pertama yang diperkenalkan disebut
dioda. Ini adalah perangkat semikonduktor yang paling sederhana tetapi peran
yang sangat penting dalam sistem elektronik, memiliki karakteristik yang sangat
cocok dengan perangkat switch sederhana. Berguna dalam berbagai aplikasi, mulai
dari yang sederhana hingga yang sangat kompleks. Selain rincian konstruksi dan
karakteristiknya, data dan grafik sangat penting untuk ditemukan pada
spesifikasi untuk memastikan pemahaman tentang terminologi yang digunakan dan
untuk menunjukkan informasi yang biasanya tersedia dari produsen.
Istilah ideal Ini mengacu pada perangkat atau sistem apa pun
yang memiliki karakteristik ideal sempurna dalam segala hal. Ini memberikan
dasar untuk perbandingan, dan mengungkapkan di mana perbaikan masih dapat
dilakukan. Dioda yang ideal adalah perangkat dua terminal yang memiliki simbol
dan karakteristik.
Idealnya, dioda akan melakukan arus ke arah yang ditentukan
oleh panah dalam simbol dan bertindak seperti sirkuit terbuka untuk setiap
upaya. Intinya: Karakteristik dioda yang ideal adalah komponen yang dapat
melakukan arus hanya dalam satu arah.
Dalam deskripsi elemen yang harus diikuti, sangat penting
bahwa berbagai simbol huruf, polaritas tegangan, dan arah saat ini
didefinisikan. Jika polaritas tegangan terapan konsisten dengan yang
ditunjukkan pada gambar 1.1a :
bagian
karakteristik yang akan dipertimbangkan dalam Arah, gambar 1.1b di sebelah
kanan sumbu vertikal. Jika tegangan terbalik diterapkan, karakteristik di
sebelah kiri bersangkutan. Jika arus melalui dioda memiliki arah yang
ditunjukkan dalam Gbr. 1.1a, bagian dari karakteristik yang akan
dipertimbangkan berada di atas sumbu horizontal, sementara pembalikan ke arah
akan membutuhkan penggunaan karakteristik di bawah sumbu. Untuk sebagian besar
karakteristik perangkat yang muncul dalam buku ini, sumbu ordinat (atau
"y" akan menjadi sumbu saat ini, sementara sumbu abscissa (atau
"x") akan menjadi sumbu tegangan. Salah satu parameter penting untuk
dioda adalah resistensi pada titik atau wilayah operasi. Jika kita
mempertimbangkan wilayah konduksi yang ditentukan oleh arah ID dan polaritas VD
dalam Gbr. 1.1a (kuadran kanan atas Gbr. 1.1b), kita akan menemukan bahwa nilai
resistensi maju, RF, sebagaimana didefinisikan oleh hukum Ohm adalah :
Dimana VF adalah tegangan maju di seluruh dioda dan IF
adalah arus maju melalui dioda. Dioda yang ideal, oleh karena itu, adalah
korsleting untuk wilayah konduksi.
Pertimbangkan wilayah potensi terapan negatif (kuadran
ketiga) dari Gbr. 1.1b,
Dimana VR adalah tegangan terbalik di seluruh dioda dan IR
arus balik di dioda. Dioda yang ideal, oleh karena itu, adalah sirkuit terbuka
di wilayah nonkonduksi.
Dalam ulasan, ketentuan yang digambarkan dalam Gbr. 1.2
berlaku.
Gambar 1.2
Secara umum, relatif sederhana untuk menentukan apakah dioda
berada di wilayah konduksi atau nonkonduksi hanya dengan mencatat arah ID saat
ini yang ditetapkan oleh tegangan terapan. Untuk aliran konvensional
(berlawanan dengan aliran elektron), jika arus dioda yang dihasilkan memiliki
arah yang sama dengan kepala panah simbol dioda, dioda beroperasi di wilayah
yang melakukan seperti yang digambarkan dalam Gbr. 1.3a. Jika arus yang
dihasilkan memiliki arah yang berlawanan, seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 1.3b, sama dengan opencircuit.
Gambar 1.3
Video pembelajaran Dioda ideal, Karakteristik, Fungsi dan Cara kerja.
Dioda ideal terdiri dari dua terminal seperti dioda normal. Koneksi ujung komponen dan terminal terpolarisasi. Dua terminal dioda ideal disebut anoda dan katoda di mana anoda positif dan katoda negatif.
ketika tegangan diterapkan pada bias maju dan seperti isolator ideal ketika tegangan diterapkan pada bias balik. Jadi ketika tegangan +ve diterapkan di anoda menuju katoda, dioda melakukan arus maju segera.
Ketika tegangan diterapkan dalam bias terbalik, maka tidak ada arus sama sekali. Dioda ini beroperasi seperti sakelar. Ketika dioda dalam bias maju, ia bekerja seperti sakelar tertutup. Sedangkan, jika dioda ideal berada dalam bias terbalik, maka ia bekerja seperti sakelar terbuka.
Ambang Tegangan (Threshold Voltage) : Dioda ideal tidak memiliki tegangan ambang batas. Setelah tegangan maju diterapkan di dioda, itu akan melakukan arus langsung di persimpangannya
Arus Maju (Forward Current) : Dioda ideal termasuk arus maju tanpa batas ketika tegangan maju diterapkan di terminal mereka. Ini karena kondisi ideal, resistansi dalam dioda akan menjadi nol. Dioda ideal tidak akan memiliki resistansi dalam sama sekali. Karena arus ( Hukum Ohm I = V / R ), jumlah arus yang tidak terbatas akan dilakukan dan dipasok ke rangkaian listrik dengan dioda yang ideal.
Tegangan Kerusakan (Breakdown Voltage) : Dioda ideal tidak memiliki tegangan breakdown. Ini karena, dioda memiliki resistansi tak terbatas terhadap tegangan balik. Itu tidak akan melakukan arus sama sekali ketika tegangan diterapkan secara terbalik.
Membalikkan (kebocoran) Arus - Reverse (leakage) Current : Karena dioda yang ideal tidak mengandung akhir gangguan, ia tidak pernah melakukan arus bocor yang disebut arus bocor. Ini adalah isolator yang ideal ketika tegangan diterapkan secara terbalik.
2. Bagaimana keadaan diode ideal dalam bias maju dan bias balik terhadap nilai resistansi?
Pembahasan :
Ketika dioda dalam bias maju, dioda akan memberikan nilai resistansi yang sangat rendah. Sedangkan, dioda akan menghambat aliran arus selama bias balik di mana dioda memberikan nilai resistansi yang sangat tinggi.
B. Problem
1. Jika suatu rangkaian terdapat suatu dioda
penyerah lalu diberi tegangan AC, apa yang akan terjadi ?
Pembahasan :
Akan menghasilkan tegangan output DC terhadap dioda
penyearah, dalam peristiwa ini, tegangan AC (bolak-balik) akan menghasilkan
satu arah tegangan oleh dioda karena arus yang mengalir hanya dari anoda ke
katoda, sedangkan arus dari katoda menuju anoda terhambat.
2. Suatu
dioda memiliki karakteristik batas ukuran arus maksimum yang berbeda-beda, apa
jadinya jika suatu dioda diberi tegangan melebihi batas wajarnya? Apakah dioda
menghasilkan arus ideal dimana tahanan bernilai nol, dan arus mendekati tak
hingga?
Pembahasan :
Suatu dioda jika diberi tegangan melebihi batas maksimum
dioda, maka dioda akan panas dan terbakar. Sehingga dioda tidak dapat dikatakan ideal
jika diberi tegangan maksimum melebihi batas, melainkan jika diberi batas tegangan maksimum, maka dioda menghasilkan arus ideal sesuai batas arus
maksimum pada spesifikasi dioda.
C. Pilihan Ganda
1. Bagaimana simbol rangkaian dioda ideal ?
A. Bulatan
B. Persegi panjang terhadap garis
C. Segitiga
D. Garis-Garis
E. Segitiga terhadap garis
2. Pernyataan berikut yang benar tentang bias maju?
A. Resistansi sangat tinggi, memungkinkan aliran arus
B. Resistansi sangat tinggi, tidak memungkinkan aliran arus
C. Resistansi sangat rendah, memungkinkan aliran arus
D Resistansi sangat rendah, tidak memungkinkan aliran arus
