Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff

Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff untuk dapat memahami cara kerja sebuah rangkaian elektronika, terlebih dahulu harus mengerti teori-teori dasar elektronika termasuk pemahaman simbol komponen, karakteristik dan cara kerja komponen elektronika, notasi penulisan (kode singkatan), pemahaman arus, tahanan, tegangan, dan daya listrik. 

Tahanan, dan tegangan, dapat kita analogikan pada sebuah sungai berbatu. Hulu atau mata air adalah sumber tegangan listrik, air yang mengalir adalah arus listrik, batu-batu yang menghalangi aliran air adalah tahanan, dan perbedaan ketinggian sumber air dan tempat tujuan air adalah besar tegangan atau beda potensial. 

Makin tinggi letak sumber air maka akan makin deras arus air yang mengalir, makin besar batu yang menghadang maka air yang mengalir akan makin sedikit. Pengertian Arus Listrik Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik akibat dari pergerakan elektron-elektron yang mengalir melalui suatu titik dalam rangkaian listrik tiap satuan waktu. 

Arus listrik adalah Coulomb/detik atau Ampere. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur tahanan listrik adalah Ampere Meter (Clamp Ampere). I = Q/t I : Arus listrik dalam Ampere (A) Q : Muatan listrik dalam Coulomb t : Waktu dalam detik Pengertian Tahanan Tahanan/ hambatan adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik dengan arus listrik yang mengalir dalam rangkaian itu. Satuan tahanan adalah Ohm. 

Alat ukur yang digunakan untuk mengukur tahanan adalah Ohm Meter. R = V / I R : Tahanan dalam Ohm V : Tegangan Listrik dalam Volt I : Arus Listrik dalam Ampere Pengertian Tegangan Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, makin tinggi perbedaan potensial maka akan makin besar tegangan listrik, demikian juga sebaliknya. 

Satuan tegangan listrik adalah Volt (V).Alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik adalah Volt Meter. V = I x R V : Tegangan Listrik dalam Volt I : Arus Listrik dalam Ampere R : Resistansi (hambatan) dalam OhmHukum Ohm Besarnya arus listrik yang mengalir pada sebuah konduktor (penghantar) akan berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan, dan berbanding terbalik pada suatu hambatannya pada suatu penghantar. 

Hukum ini dicetuskan oleh George Simon Ohm, seorang fisikawan dari Jerman pada tahun 1825 dan dipublikasikan pada sebuah paper yang berjudul The Galvanic Circuit Investigated Mathematically pada tahun 1827.  V = I x R V : Tegangan Listrik dalam Volt I : Arus Listrik dalam Ampere R : Tahanan (Resistansi) dalam Ohm Hukum Kirchoff Suatu aliran arus listrik dalam rangkaian tertutup berlaku persamaan berikut: "Jumlah Aljabar dari hasil kali-hasil kali kekuatan arus dan tahanan di setiap bagian adalah sama dengan jumlah Aljabar dari gaya-gaya gerak listriknya". 

Jika berbagai arus listrik bertepatan di suatu titik, maka jumlah Aljabar dari kekuatan arus-arus tersebut adalah 0 (nol) di titik pertepatan tadi.. 

Besar Arus listrik yang mengalir menuju titik percabangan sama dengan jumlah arus listrik yang keluar dari titik percabangan 

E1 = V1 + V2 + V3 E1 - V1 - V2 -V3 = 0 E1 - (V1 + V2 + V3) = 0 E1 

• Tegangan sumber dalam Volt (V) V1, V2, V3 
• Tegangan di masing-masik resistor I = I1 + I2 + I3 I - I1 - I2 - I3 = 0 I - (I1 + I2 + I3) = 0 I 

• Arus input dalam AmpereI1, I2, I3 
• Arus output dalam Ampere Ia + Ib + Ic = I1 + I2 + I3 Ia + Ib + Ic -I - I1 - I2 - I3 = 0 Ia + Ib + Ic - (I1 + I2 + I3) = 0 Ia, Ib, Ic 
• Arus input dalam Ampere I1, I2, I3 : Arus output dalam Ampere.

Rangkaian Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt

Skema Rangkaian PCB

Transistor Rangkaian inverter pada gambar dibawah berfungsi untuk mengubah tegangan DC 12 volt menjadi tegangan AC 220 volt dengan bentuk gelombang persegi (kotak) dan daya output 100 watt. Rangkaian inverter DC ke AC ini dibangun menggunakan transistor yang disupply oleh tegangan + 12 volt DC dari accumulator. Rangkaian inverter DC ke AC ini mampu mensupply daya listrik sebesar 100 watt dengang output square wave. Power inverter yang digunakan pada rangkaian ini adalah transistor 2N3055 atau TIP3055.  

Gambar rangkaian dan daftar komponen untuk membuat rangkaian inverter DC 12V ke AC 220V dapat dilihat pada gambar berikut. Rangkaian Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt Transistor Rangkaian Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt Transistor,Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt,skema Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt,membuat Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt,inverter DC ke AC 100 watt,skema inverter DC ke AC 100 watt,rangkaian inverter DC ke AC 100 watt,membuat inverter DC ke AC 100 watt, merakit inverter DC ke AC 100 watt. Rangkaian inverter DC ke AC pada gambar diatas dibangun dengan 8 buah transistor yang dapat diuraikan sebagai berikut. 

Bagian pembangkit pulsa, bagian pembangkit pulsa berfungsi untuk membangkitkan pulsa gelombang persegi dengan frekuensi 50-60 Hz. Bagian ini dibangun dengan rangkaian free running multifibrator transistor Q1 dan Q2 tipe BC557 dan beberapa komponen RC sebagai penentu frekuensi kerja. Bagian pemisah pulsa driver, bagian ini berfungsi untuk mengontrol pulsa sisi negatif dan sisi positif untuk memberikan sinyal driver yang selalu bergantian dengan frekuensi kerja 50-60 Hz sesuai sinyal dari pembangkit pulsa. 

Bagian ini berfungsi untuk mengubah pulsa sisi negatif dan sisi positif menjadi sinyal driver yang dapat digunakan untuk memberikan bias maju ke transistor driver yang berjenis NPN agar dapat bekerja saling bergantian pad setengah siklus frekuensi 50-60 Hz tersebut. Bagian ini dibangun oleh rangkaian transistor Q3 dan Q4 tipe BC557. Bagian driver inverter, bagian in berfungsi untuk menguatkan sinyal driver untuk menggerakan transistor power inverter.  

Bagian ini disusun oleh 2 buah transistor NPN tip BD139. Bagian power inverter, bagian ini berfunsi sebagai sistem saklar untuk memberikan tegangan induksi transformer step-up pada inverter. Komponen yang digunakan adalah transistor tipe 2N3055 atau TIP3055. Bagian step-up, bagain ini berfungsi untuk menaikan tegangan DC 12 volt mejadi tegangan AC 220 volt. Komponen yang berfungsi sebagai step-up adalah transorfmer CT 12 volt dengan primer 220 volt. 

Untuk membuat rangkaian inverter DC 12V ke AC 220V 100 watt diatas dapat menggunakan PCB seperti pada gambar berikut. PCB Rangkaian Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt Transistor PCB Rangkaian Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt Transistor, PCB Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt,PCB skema Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt,tata letak komponen Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt,merakit Inverter DC 12V Ke AC 220V 100 Watt,PCB inverter 100 watt,PCB rangkaian inverter 100 watt,PCB skema inverter 100 watt Inverter DC ke AC. 

Pada gambar diatas adalah inverter dengan bentuk output gelombang persegi (square wave inverter) sehingga akan memberikan efisiensi terbaik apabila digunakan untuk menyalakan lampu penerangan, dan akan terbebani apabila digunakan untuk memberikan supply ke beban induksi (motor listrik). rangkaian inverter 100 watt, skema inverter 3000 WATT, Layout Inverter 500WATT. Inverter 220V 3000 WATT rakitan, rangkaian inverter dc to ac 12V 5a menggunakan ic 555, inverter 2N3055 kuat, rangkaian converter DC 3V-5V dengan IC 555, kit inverter DC ke AC, rangkaian amplifier DC12V, cara buat rangkaian AC ke DC dari spul motor.

Rangkaian Pemanfaatan Batrai Bekas

Jangan dulu dibuang baterai (terutama bekas jam dinding) yang sudah hampir mati, karena kita bisa memanfaatkannya untuk menyalakan lampu led untuk penerangan. Dengan menggunakan rangkaian sederhana yang mudah dibuat dan tidak banyak mengeluarkan dana, kita bisa menghidupkan lampu led dengan baterai bekas.

Skema rangkaian elektroniknya seperti ini: 

 

Penjelasan: 

Komponen yang digunakan dalam rangkaian di atas sebagai berikut: 

1 buah transistor BC549 / apapun asal NPN
1 buah resistor 1 K ohm
Trafo toroid (dibuat sendiri dengan mudah)
1 buah casing baterai ( 2 x 1.5 Volt)
12 buah lampu led putih

Cara buat trafo-nya: 

Ambil ferit toroid dari bekas lampu neon yang sudah rusak, lalu lilitkan dua helai kawat ukuran 0.2 mm kurang lebih 1 meter sama panjang. Sehingga hasilnya seperti ini:

Kemudian ikuti cara merangkainya sesuai dengan skema....

Efisiensi:

Biasanya kalau 1 buah baterai (1.5 volt) bisa menghidupkan 3 sampai 6 buah lampu led putih dan kalau 2 buah baterai (3 volt) bisa menghidupkan sampai 12 buah lampu led putih. Nyala lampu bisa bertahan sampai satu hari dari baterai bekas jam dinding.

Satu hari dari baterai bekas jam dinding.

Memperbaiki TV LED Dengan Uang 2.700 rupiah VLOG59

Service TV LED 3D LG 50" 5 juta - VLOG8

Cara Menurunkan Gula Darah dengan JAMBU BIJI

Cara mengecek ikan berformalin atau tidak

Tips Cara Menghilangkan Kadar Formalin

Dr Oz Indonesia - Resep Makanan Untuk Hidup Sehat

SWR Meter

 

SWR Front Panel

Satu lagi alat ukur dasar yang sangat diperlukan oleh para Amateur Radio ataupun Homebrewer yang bekerja pada Rafio Frequency adalah SWR Meter atau kadang ada yang menyebut dengan lengkap VSWR Meter.

Sebelum membicarakan cara membuat SWR/VSWR meter ini, supaya kita sedikit memiliki bekal knowledge tentang SWR/VSWR dalam dunia per-radio-an ini akan disinggung tentang SWR/VSWR. 

SWR atau lebih lengkapnya VSWR adalah singkatan dari Voltage Standing Wave Ratio, atau kalau diterjemahkan secara bebas adalah, Perbandingan Tegangan Gelombang Berdiri. Mungkin kata “berdiri” di sini akan menimbulkan kesan atau pertanyaan tersendiri.

Gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh sebuah transmitter RF yang dilalukan sebuah transmisi line (misal: cable coax, feeder, dll) tidak lagi memiliki bentuk sebagai sinyal sinusoidal yang sempurna, namun mirip dengan sinyal sinusoidal yang telah disearahkan oleh sebuah diode rectifier, dimana porsi negatif dari sinyal sinusoidal dibalik menjadi positif semua, makanya kesan pertama yang bisa dilihat oleh para researcher saat itu adalah berdiri atau “Standing Wave”.

Sifat dari gelombang elektromagnetik ini adalah dapat terpantul (reflected) bila menemui impedansi yang tidak sama (matched) dengan impedansi saluran transmisi yang dilaluinya. Sesuai dengan kaidah “Setengah Daya Maksimum”, dimana daya di beban akan maksimum pada saat impedansinya sesuai dengan impedansi saluran transmisi. Atau dengan kata lain, tidak ada gelombang terpantul yang kembali ke saluran transmisi, yang mengakibatkan transceiver menjadi saturasi atau efeknya transistor final akan “jebol”.

Pada kondisi impedansi antenna dan impedansi saluran transmisi tidak sesuai (matched), biasanya ditunjukkan dengan VSWR > 1, maka beberapa efek berikut akan dirasakan:

• Daya RF yang sampai di antenna tidak optimum, sehingga pancaran tidak akan jauh/optimum.

• Bercampurnya gelombang maju (forward) dan gelombang pantul (reflected) kemungkinan akan mempengaruhi kualitas suara pancaran, mungkin saja terdengar parau atau tidak bulat.

• Nilai VSWR yang terlalu tinggi (VSWR > 2), akan membuat RF Linear Amplifier mengalami saturasi, yang biasanya terasa “over heating” dan bila dibiarkan terus-terusan akan membuat rusak komponen di Final.

Dalam notasi matematis, VSWR atau SWR tidak memiliki dimensi karena merupakan perbandingan 2 buah variable yang berdimensi sama (voltage). Dengan rumus sebagai berikut:

SWR = [1 + Rc] / [1 - Rc]

Dimana:

• RC = | [ZL - Zo] / [ZL + Zo] |

• ZL = impedansi input antenna (beban)

• Zo = impedansi saluran transmisi (coax, feeder, dll)

• Bila ZL atau Zo merupakan bilangan imajiner atau khayal, maka ZL atau Zo ini merupakan magnitudo dari bilangan tersebut.

Kita ambil contoh:

Contoh 1: Zo (Transmittion Line) = 50 Ohm, ZL (Antenna) = 50 Ohm

Maka, RC = [50-50]/[50+50]=0, maka SWR=[1+0]/[1-0]=1 (kondisi ini disebut matched) 

Contoh 2: Zo = 50 Ohm, ZL = 100 Ohm, maka SWR = 2 

Contoh 3: Zo = 50 Ohm, ZL = 25 Ohm, maka SWR = 2

Sebuah antenna dipole 1/4 lambda (masing-masing sayap panjangnya 1/4 lambda, total kedua sayap 1/2 lambda) memiliki impedansi input yang hampir murni dengan nilai mendekati 50 Ohm, makanya antenna ini akan memberikan pembacaan VSWR atau SWR mendekati 1 (matched).  

Setelah refreshing di atas saya akan ceritakan pengalaman saya melakukan modifikasi total atau bisa dikatakan merakit sebuah SWR meter dengan bahan-bahan yang sangat mudah diketemukan di kotak komponen kita.

Awal mulanya saya pernah membeli sebuah SWR meter buatan lokal dengan harga yang sangat miring yaitu hanya Rp.125.000,- saja. Pertama saya penasaran dengan kemampuan SWR meter ini. Sampai rumah saya langsung mencobanya dengan menggunakan batuan homebrew RF dummy load saya, pada band HF (0.3 – 30MHz) dan VHF (145 MHz).

Hasilnya, untuk kedua band tersebut, dengan RF Dummy Load yang sama, menghasilkan sebuah angka yang sama pula, SWR = 1.5. Yang lebih mencengangkan, saat RF Dummy Load saya lepas (hati-hati melakukan ini, pastikan power output < 10 Watt saja, kalau tidak transistor final anda menjadi taruhannya), hasilnya tetap SAMA. Akhirnya saya putuskan untuk melakukan modifikasi, sehingga alat ukur ini tidak sia-sia saya beli.

SWR Schematic

Langkah awal yang saya lakukan adalah melakukan searching ke NET untuk mencari referensi rangkaian SWR lain yang mudah dibuat dan dapat masuk dalam box SWR tersebut. Akhirnya saya pilih rangkaian berikut (lihat skema). Rangkain tersebut menggunakan “directional coupler” yang sangat konvensional yaitu menggunakan kabel coax yang berimpedansi 50 Ohm, bisa menggunakan RG-58 atau RG-8, perbedaanya RG-8 bisa menghandle daya yang lebih besar dibanding RG-58. Saya menggunakan RG-8, sepanjang 12-an cm.

Untuk rangkaian pencuplik sinyal RF (RF sampler), saya memakai diode germanium (lupa tipenya, namun semua tipe diode bisa digunakan, bedanya sensitivitas pengukuran saja), namun harus dipilih 2 diode yang hampir identik caranya, begini:

• Cari 2 buah diode yang sama persis tipenya, misal 1N60, 1N4148,dll

• Dengan menggunakan multimeter, pilih pengukuran diode, cari 2 diode dengan impedansi majunya (forward resistif) hampir sama.

Original Directional Coupler (Not Worked)

Sebagai penyeimbang jembatan SWR, saya menggunakan resistor trimpot 100 Ohm (biru kotak) yang saya paralel dengan resistor 50 Ohm, sehingga bisa swing antara 0 – 33 Ohm, pada kondisi seimbang menunjukkan angka sekitar 30-an Ohm. Resistor paralel dengan nilai 50 Ohm tersebut bisa diganti dengan nilai yang lain, ini dilakukan untuk menambah sensitivitas harga resultan resistif.

Kita perlu menambahkan sebuah trimpot sebesar 50K secara serial antara R5 dan R7 (sebut saja trimpot ini sebagai reverse adjuster) sebagai kompensasi ketidakidentikan rangkaian sampler yang dibangun oleh diode dan kapasitor di dua sisi, untuk sampling “forward wave” dan “reverse wave”.

New Directional Coupler (Worked Well)

Rangkaian SWR meter yang saya gunakan adalah seperti pada gambar, cukup sederhana, baik konstruksinya maupun cara kerjanya. Perlu saya catat disini, proses merangkai SWR meter ini tidaklah kritis, demikian juga pemilihan bahannya.

Cara Kerja Rangkaian

Cara kerja rangkaian ini adalah, pertama melakukan pencuplikan (sampling) terhadap kedua gelombang berdiri araf forward dan reverse. Selain mencuplik, diode tersebut berfungsi juga sebagai penyearah (rectifier), kemudian “shunt” kapasitor menahan laju gelombang tersebut dari AC menjadi DC. Tegangan DC ini menimbulkan arus DC pada kedua titik pengukuran, yang kemudian dibandingkan keduanya ke dalam sebuah DC ampere meter.

Cara Alignment Rangkaian

1. Putar trimpot reverse adjuster ke posisi minimum, artinya tidak ada redaman terhadap arus menuju DC ampere meter reverse. 

2. Atur trimpot penyeimbang jembatan pada posisi tengah. 

3. Atus posisi potensiometer forward dan reverse pada posisi maksimum. 

4. Pasang RF Dummy Load dengan Watt secukupnya, lebih baik watt-nya lebih besar dibanding RF output dari transmitter. 

5. Pasang Transmitter dengan power secukupnya untuk membuat jarum forward. mendefleksi secara penuh (5 Watt sudah cukup), dengan modulasi AM, FM atau CW. 

6. Lakukan adjustment pada potensiometer forward dan reverse sampai jarum forward tepat pada skala maksimumnya. 

7. Lakukan adjustment pada trimpot penyeimbang jembatan sampai jarum reverse mencapai titik minimum. 

8. Lakukan adjustment pada trimpot reverse adjuster sampai jarum reverse menyentuh skala NOL. 

9. Bila perlu ulangi langkah 4 s/d 6, sampai benar-benar OK. Namun hati-hati jangan terlalu lama menyalakan transmitter, dan selalu periksa apakah RF dummy load tidak over-heating. 

10. Selamat, anda sudah menyelesaikan penalaan dengan sempurna. Tutup directional coupler dengan box yang telah dibuat.

Cara Menggunakan SWR Meter

1. Atus posisi potensiometer forward dan reverse pada posisi maksimum. 

2. Pasang antenna anda pada jack yang disediakan. 

3. Pasang Transmitter dengan power secukupnya untuk membuat jarum forward mendefleksi secara penuh (5 Watt sudah cukup), dengan modulasi AM, FM atau CW. 

4. Amati defleksi pada jarum reverse. Secara kasar korelasi antara jarum forward dan reverse dengan SWR adalah sebagai berikut:

SWR Tabel

5. SWR meter ini aman digunakan untuk QSO walaupun tetap terpasang pada saluran transmisi, namun ada RF power yang hilang beberapa dB dalam rangkaian directional coupler dan loss connector, namun kita dapat terus mengamati SWR kita sambil QSO. 

6. Pastikan SWR < 2, untuk keamanan pesawat anda, daya pancar yang tidak optimum, kemungkinan interferensi, dll.