Senin, 11 Maret 2019

UTS (TIMBANGAN DIGITAL dengan Prinsip Jembatan Wheatstone)

[menuju akhir]

RANGKAIAN TIMBANGAN DIGITAL

dengan prinsip Jembatan Wheatstone
1. Tujuan  [kembali]
  1. a. Mengetahui dan memahami prinsip kerja rangkaian jembatan wheatstone b. Mengaplikasikan prinsip kerja rangkaian jembatan wheatstone dalam kehidupan sehari hari
2. Alat dan Bahan  [kembali]

  1.  IC Analog to Digital(ADC)0804.
  2.  IC BCD 74ls48
  3.  Seven Segmen
3. Dasar Teori  [kembali]

  Dalam membuat timbangan digital ini, digunakan  prinsip jembatan Wheatstone. Pada salah satu variabel  tahanannya bisa divariasikan tergantung dari pengaruh strain gauge. sehingga menggunakan potensio untuk mewakilkan sensor strain gauge pada rangkaian jembatan wheatstone yang dibuat.

Sensor strain gauge adalah sensor yang digunakan untuk mengukur berat atau beban dari suatu benda dalam ukuran besar. Sensor strain gauge ini sering diaplikasikan pada jembatan timbang mobil atau alat ukur berat dalam skala besar. Sensor strain gauge adalah grid metal-foil yang tipis yang dilekatkan pada permukaan dari struktur. Apabila komponen atau struktur dibebani, terjadi strain dan ditransmisikan ke foil grid. Tahanan foil grid berubah sebanding dengan strain induksi beban .

Sensor strain gauge pada umumnya adalah tipe metal-foil, dimana konfigurasi grid dibentuk oleh proses photoeching. Karena prosesnya sederhana, maka dapat dibuat bermacam macam ukuran gauge dan bentuk grid. Untuk macam gauge yang terpendek yang tersedia adalah 0,20 mm; yang terpanjang adalah 102 mm. Tahanan gauge standard adalah 120 mm dan 350 ohm, selain itu ada gauge untuk tujuan khusus tersedia dengan tahanan 500, 1000, dan 1000 ohm.

Stranin gauge menunjukan perubahan tahanan ΔR/R yang dihubungkan dengan strain ε dalam arah grid diekspresikan oleh :

Sg adalah factor gauge atau konstanta kalibrasi untuk gauge. Factor Sg selalu lebih kecil dari sensitivitas alloy metallic Sa karena konfigurasi grid dari gauge dengan konduktor transverse lebih kecil responsifnya ke strain axial dari pada konduktor lurus uniform.

4. Rangkaian [kembali]

prinsip kerja : Sensor mempengaruhi nilai strain gauge( disimbolkan potensio) Nilai Resistansi total dari jembatan wheatstone tu masuk ke Vin(input) Inputnya ada dua yaitu positif dan negatif. Input positif tergantung arah kutub baterai diawal dan sebaliknya. Dengan menekan tombol switch berarti kapasitor meluruh sebagai trigger (pemicu) untuk mendapatkan nilai sensor sebenarnya pada ADC. Pada sensor ADC, nilai analog tadi berubah menjadi bilangan digital 8 bit. 4 bit pertama untuk sevent segment pertama dan 4 bit sisanya untuk sevent segment kedua. 5. Video  [kembali]


6. Link Download [kembali]
Download Simulasi Rangkaian DOWNLOAD

Download Video Rangkaian DOWNLOAD


[menuju awal]

DIODA

[menuju akhir]



  1. Mengetahui pendekatan dioda
  2. Mengetahui konfigurasi dioda seri dengan input DC
  1.  Dioda
  2.  Transistor
a. Pendekatan Dioda
Gambar 1. Grafik pendekatan dioda
Pendekatan pertama, kita gambarkan dioda sebagai sebuah saklar yang terhubung seri dengan tegangan lutut Vk = 0,7 V. Jika tegangan pengganti tevenin yang tersambung ke dioda melebihi 0,7 V maka saklar akan menutup.
Pendekatan kedua, Pendekatan ini jarang dipergunakan karena nilai hambatan bulk sangat kecil sehingga bisa diabaikan. Jika nilai hambatan memenuhi syarat :  RB < 0,01 RT (tahanan tevenin di depan dioda) maka RB bisa diabaikan. Dalam pendekatan  ini dioda digambarkan sebagai sebuah saklar yang tersambung seri dengan tegangan lutut dan sebuah hambatan bulk.
Nilai VD = 0,7 V + IDRB

Pendekatan ideal suatu dioda dimana dioda disimpulkan seperti sebuah saklar pada suatu rangkaian yang akan menutup jika dibias maju dan akan terbuka jika dibiar mundur.  Dari gambar kurva dioda ideal nampak bahwa dioda seolah-olah mempunyai hambatan = 0 saat dibias maju dan hambatan tak terhingga saat dibias mundur.

b. Konfigurasi Dioda Seri dengan Input DC

1. Forward Bias 
    Forward bias terjadi apabila tegangan positif baterai dihubungkan ke terminal Anoda (A) dan negatifnya ke terminal katoda (K), maka dioda. dengan VA-K adalah positif.
 
Gambar 2. Forward bias

2. Reverse Bias
     Reverse bias adalah pemberian tegangan negatif baterai ke terminal anoda (A) dan tegangan positif ke terminal katoda (K) dari suatu dioda. sehingga tegangan anoda katoda VA-K adalah negatif.

 
Gambar 3. Reverse Bias


4. Rangkaian Percobaan [kembali]


Gambar 4.1 Rangkaian percobaan forward bias

Dengan pemberian polaritas tegangan yakni VA-K positip, maka pembawa mayoritas dari bahan tipe p (hole) akan tertarik oleh kutup negatip baterai me- lewati persambungan dan berkombinasi dengan elektron (pembawa mayoritas bahan tipe n). Demikian juga elektronnya akan tertarik oleh kutup positip baterai untuk melewati persam- bungan. Oleh karena itu daerah pengosongan terlihat semakin menyempit pada saat dioda di- beri bias maju. Dan arus dioda yang disebabkan oleh pembawa mayoritas akan mengalirkan elektron. Sedangkan pembawa minoritas dari bahan tipe p (elektron) dan dari bahan tipe n (hole) akan berkombinasi dan menghasilkan arus. Arah arus dan elektron berlawanan adalah berlawanan.

Gambar 4.2 Rangkaian percobaan reverse bias

Karena pada ujung anoda (A) yang berupa bahan tipe p diberi tegangan negatip, maka hole-hole (pembawa mayoritas) akan tertarik ke kutup negatip baterai menjauhi persambun- gan. Demikian juga karena pada ujung katoda (K) yang berupa bahan tipe n diberi tegangan positip, maka elektron-elektron (pembawa mayoritas) akan tertarik ke kutup positip baterai menjauhi persambungan. Sehingga daerah pengosongan semakin lebar, dan arus yang dis- ebabkan oleh pembawa mayoritas tidak ada yang mengalir. Sedangkan pembawa minoritas yang berupa elektron (pada bahan tipe p) dan hole (pada bahan tipe n) akan berkombinasi sehingga mengalir arus jenuh mundur (reverse satura- tion current) atau Is. Arus ini dikatakan jenuh karena dengan cepat mencapai harga maksi- mum tanpa dipengaruhi besarnya tegangan baterai. Besarnya arus ini dipengaruhi oleh tem- peratur. Makin tinggi temperatur, makin besar harga Is. Pada suhu ruang, besarnya Is ini da- lam skala mikro-amper untuk dioda germanium, dan dalam skala nano-amper untuk dioda silikon.
5. Video  [kembali]

a. Forward bias

b. Reverse bias
6. Link Download [kembali]
Download Simulasi Rangkaian a. forward bias DOWNLOAD b. reverse bias DOWNLOAD

Download Video Rangkaian a. forward bias DOWNLOAD b. reverse bias DOWNLOAD


[menuju awal]