PERCOBAAN 2 BENGKOMIL

 

BAB I

PERCOBAAN 2

RANGKAIAN RESISTOR DAN LED

 

 

1.         Tujuan                       :  Agar Bintara Mahasiswa mampu mempraktekkan dan memahami aplikasi  resistor dan LED.                                

 

2.         Alat dan Bahan       : 

 

a.         Toolkit;

b.         Resistor 10 Ω ; 100 Ω; 500 Ω; 1 KΩ; 2 KΩ; 5 KΩ; 9 KΩ; 10 KΩ;

c.         Livewire;

d.         Switch;

e.         LED ; dan

f.          Baterai 9 Volt.

 

3.         Dasar teori               :

 

a.         Pengertian-pengertian.

 

1)         Switch.

 

          Saklar atau dalam bahasa Inggris disebut Switch adalah salah satu komponen yang penting dalam setiap rangkaian atau perangkat elektronik. Seperti pada artikel yang disebutkan sebelumnya, Saklar atau Switch adalah perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran arus listrik. Meskipun saat ini telah banyak yang menggunakan saklar atau switch elektronik yang menggunakan sensor ataupun rangkaian yang terdiri komponen semikonduktor seperti transistor, IC dan dioda. Namun saklar mekanik atau mechanical switch masih tetap memegang peranan penting pada hampir semua perangkat atau peralatan listrik dan elektronik.

Saklar pada dasarnya merupakan perangkat mekanik yang terdiri dari dua atau lebih terminal yang terhubung secara internal ke bilah atau kontak logam yang dapat dibuka dan ditutup oleh penggunanya. Aliran listrik akan mengalir apabila suatu kontak dihubungkan dengan kontak lainnya. Sebaliknya, aliran listrik akan terputus apabila hubungan tersebut dibuka atau dipisahkan. Selain sebagai komponen untuk menghidupkan (ON) dan mematikan (OFF) perangkat elektronik, Saklar sering juga difungsikan sebagai pengendali untuk mengaktifkan fitur-fitur tertentu pada suatu rangkaian listrik.

Contohnya seperti pengatur tegangan pada pencatu daya, Sebagai pengatur Volume di Ponsel ataupun sebagai pengatur.
           Seiring dengan perkembangan zaman dan teknologi, saklar yang kita gunakan saat ini juga memiliki bentuk dan desain yang berbeda-beda. Ada banyak cara untuk melakukan penggolongan terhadap saklar mekanik ini, salah satunya adalah penggolongan dengan bentuk dan gerakan yang dapat digunakan oleh penggunanya dalam menutup dan membuka kontak.

Berikut ini adalah jenis-jenis Saklar listrik mekanik yang digolongkan berdasarkan cara gerakan saklarnya.



1. Push Button Switch (Saklar Tombol Dorong)

Push Button Switch dalam bahasa Indonesia dapat diterjemahkan menjadi saklar tombol dorong adalah jenis saklar dua posisi yang dapat menghubungkan aliran arus listrik pada saat pengguna menekannya dan memutuskan hubungan listrik tersebut apabila kita melepaskannya.

2. Toggle Switch (Saklar Pengalih)

Toggle Switch atau Saklar Pengalih adalah saklar yang digerakan oleh tuas atau toggle yang miring ke salah satu posisi dari dua posisi atau lebih untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik. Kebanyakan Saklar Tuas atau Toggle Switch dirancang menetap pada satu posisi, namun ada juga jenis saklar tuas yang memiliki mekanisme pegas internal untuk mengembalikan tuas ke posisi tertentu.

3. Selector Switch (Saklar Pemilih)

Selector Switch atau Saklar Pemilih adalah saklar yang dioperasikan dengan cara memutar dan biasanya digunakan pada rangkaian yang memerlukan pilihan lebih dari 2 posisi. Penggunanya dapat memutar dengan jari tangannya untuk memilih posisi tertentu. Selector Switch ini biasanya diaplikasikan pada Pencatu Daya untuk memilih tegangan yang diinginkan, sebagai pemilih fungsi pengujian (Ohm, Volt, Ampere) pada Multimeter, Pemilih Suhu pada Oven dan lain sebagainya. Pada umumnya, tuas atau kontak Selector Switch ini akan menetap di satu posisi, namun ada juga Selector Switch atau Saklar Pemilih yang memiliki mekanisme pegas internal untuk mengembalikannya ke posisi semula apabila tidak ada yang menahannya (Contoh Selector Switch pada starter mobil). Selector Switch atau Saklar Pemilihnya juga sering disebut dengan Rotary Switch.

4. Limit Switch (Saklar Pembatas)

Limit Switch atau Saklar Pembatas adalah saklar yang banyak digunakan pada mesin-mesin untuk keperluan otomasi industry. Umumnya, di ujung tuas saklar pembatas ini terdapat sebuah bantalan (bearing) roller kecil yang berfungsi untuk mencegah aus-nya tuas pada limit switch tersebut karena kontak berulang kali dengan bagian-bagian mesin. Limit switch atau saklar pembatas biasanya digunakan untuk mengendalikan mesin sebagai bagian dari sistem pengendali, sebagai pengaman dan  penguncian ataupun menghitung objek yang melewati suatu titik. Sederhananya, sebuah limit switch atau saklar pembatas biasanya terdiri dari actuator atau tuas yang secara mekanis terkait dengan sekumpulan kontak. Ketika suatu benda bersentuhan dengan actuator, limit switch tersebut akan mengoperasikan kontaknya untuk menghubungkan atau memutuskan sambungan aliran listrik.

           Selain penggolongan berdasarkan bentuk dan gerakannya, saklar mekanis atau mechanical switch juga dapat diklasifikasikan berdasarkan jumlah kontak dan kondisi yang dimilikinya seperti :

·         SPST : Single Pole Single Throw

·         SPDT : Single Pole Double Throw

·         DPST : Double Pole Single Throw

·         DPDT : Double Pole Double Throw

·         SP6T : Single Pole Six Throw

 

                        2)         LED

Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya 

 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.

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)



Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

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).



LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.

Cara Mengetahui Polaritas LED 





Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri Terminal Anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.

Warna-warna LED (Light Emitting Diode)

Bahan Semikonduktor

Wavelength

Warna

allium Arsenide (GaAs)

850-940nm

Infra Merah

Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)

630-660nm

Merah

Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP)

605-620nm

Jingga

Gallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP:N)

585-595nm

Kuning

Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP)

550-570nm

Hijau

Silicon Carbide (SiC)

430-505nm

Biru

Gallium Indium Nitride (GaInN)

450nm

Putih

 














Saat ini, LED telah memiliki beranekaragam warna, diantaranya seperti warna merah, kuning, biru, putih, hijau, jingga dan infra merah. Keanekaragaman Warna pada LED tersebut tergantung pada wavelength (panjang gelombang) dan senyawa semikonduktor yang dipergunakannya. Berikut ini adalah Tabel Senyawa Semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan variasi warna pada LED :

 

Tegangan Maju (Forward Bias) LED

Masing-masing Warna LED (Light Emitting Diode) memerlukan tegangan maju (Forward Bias) untuk dapat menyalakannya. Tegangan Maju untuk LED tersebut tergolong rendah sehingga memerlukan sebuah Resistor untuk membatasi Arus dan Tegangannya agar tidak merusak LED yang bersangkutan. Tegangan Maju biasanya dilambangkan dengan tanda VF.

Warna

Tegangan Maju @20mA

Infra Merah

1,2V

Merah

1,8V

Jingga

2,0V

Kuning

2,2V

Hijau

3,5V

Biru

3,6V

Putih

4,0V


Kegunaan LED dalam Kehidupan sehari-hari

Teknologi LED memiliki berbagai kelebihan seperti tidak menimbulkan panas, tahan lama, tidak mengandung bahan berbahaya seperti merkuri, dan hemat listrik serta bentuknya yang kecil ini semakin popular dalam bidang teknologi pencahayaan. Berbagai produk yang memerlukan cahaya pun mengadopsi teknologi Light Emitting Diode (LED) ini. Berikut ini beberapa pengaplikasiannya LED dalam kehidupan sehari-hari.

·         Lampu Penerangan Rumah

·         Lampu Penerangan Jalan

·         Papan Iklan (Advertising)

·         Backlight LCD (TV, Display Handphone, Monitor)

·         Lampu Dekorasi Interior maupun Exterior

·         Lampu Indikator

·         Pemancar Infra Merah pada Remote Control (TV, AC, AV Player)

           

4.         Langkah Langkah Percobaan.

 

a.         Penyiapan alat dan komponen yang digunakan untuk percobaan;

b.         Melaksanakan pembuatan rangkaian Resitor dan LED ; dan

c.         Melaksanakan pengukuran dengan livewire.

 

1)         Diketahui       :           R1 = 10 Ω 100 Ω 500 Ω 1 KΩ 2 KΩ 5 KΩ 9 KΩ 10 KΩ

                       R2 = 2  kΩ

                                                 R3 = 1  kΩ

                                                             

 

5.         Analisa Percobaan :

 

            Berdasarkan rangkaian di atas dapat dijabarkan dan telah di Uji Coba menggunakan Aplikasi (Livewire) dengan hasil sebagai berikut :

 

a.    Percobaan 1 R1 = 10 Ω



 


b. Percobaan 2 R1 = 100 Ω




 

c. Percobaan 3 R1 = 500 Ω




 

d.   Percobaan 4 R1 = 1 KΩ




 

e. Percobaan 5 R1 = 2 KΩ





 

f.    Percobaan 6 R1 = 5 KΩ



 

g.   Percobaan 7 R1 = 9 KΩ




h.   Percobaan 8 R1 = 10 KΩ




 

TABEL PERCOBAAN

NO

R1

A1

V1

V2

LED

1

10 Ω

84,35 mA

0,79851 V

8,19 V

Terang

2

100 Ω

47,12 mA

4,26 V

4,73 V

Terang

3

500 Ω

18, 40 mA

6,95 V

2,05 V

Terang

4

1K Ω

12,05 mA

7,55 V

1,44 V

Redup

5

2K Ω

8,45 mA

7,91 V

1,09 V

Sangat Redup

6

5K Ω

6,13 mA

8,15 V

0,84770 V

Mati

7

9K Ω

5,42 mA

8,25 V

0,745,99 V

Mati

8

10K Ω

5,33 mA

8,27 V

0,72552 V

Mati

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 












6.         Kesimpulan

 

            Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

 

a.         Berdasarkan percobaan dari rangkaian diatas, bahwa jika nilai resistor di R1 dirubah akan mengahsilkan nyala lampu LED yang berbeda beda.  Pada saat R1 memiliki nilai hambatan yang kecil, maka LED menyala sangat terang sedangkan jika nilai hambatannya besar maka LED akan semakin meredup, sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin kecil nilai hambatan pada sebuah rangkaian LED seri dan parallel maka lampu LED tersebut akan menyala semakin terang, dan sebaliknya semakin besar nilai hambatannya maka nyala LED akan semakin meredup.