Penguat Basis, Emitor dan Kolektor ditanahkan

A.      Penguat Common-Base (Basis Ditanahkan)

Penguat Basis ditanahkan adalah penguat yang kaki basis transistor di ground-kan, lalu input di masukkan ke emitor dan output diambil pada kaki kolektor. Penguat Basis ditanahkan mempunyai karakter sebagai penguat tegangan.

Penguat Basis ditanahkan mempunyai karakteristik sebagai berikut :

v  Adanya isolasi yang tinggi dari output ke input sehingga meminimalkan efek umpan-balik.

v  Mempunyai impedansi input yang relatif tinggi sehingga cocok untuk penguat sinyal kecil (pre-amplifier).

B.       Penguat Common-Emitter (Emitor Ditanahkan)

Penguat common emitter adalah penguat yang kaki emitter transistor di ground-kan atau ditanahkan, lalu input dimasukkan ke basis dan output diambil pada kaki kolektor. Penguat Common-Base Mempunyai karakter sebagai penguat tegangan.

Penguat Common-Emitter  Mempunyai Karakteristik sebagai berikut :

v  Sinyal outputnya berbalik fasa 180 derajat terhadap sinyal input

v  Sangat mungkin terjadi isolasi karena adanya  umpan balik positif, sehingga sering dipasang umpan balik negative untuk mencegahnya.

v  Sering dipakai pada penguat frekuensi rendah (terutama pada sinyal audio)

v  Mempunyai stabilitas penguatan yang rendah karena bergantung pada kestabilan suhu dan bias transistor.

C.      Penguat Common-Collector (Kolektor Ditanahkan)

Penguat Common-Collector adalah penguat yang kaki kolektor transistor di ground-kan atau ditanahkan, lalu input dimasukkan ke basis dan output diambil pada kaki emitor. Penguat Common-Collector mempunyai karakter sebagai penguat Arus.

Penguat Common-Collector  Mempunyai Karakteristik sebagai berikut :

v  Sinyal outputnya sefase dengan sinyal input

v  Mempunyai penguatan tegangan sama dengan 1

v  Mempunyai penguatan arus sama dengan HFE transistor

v  Cocok dipakai untuk penguat penyangga karena mempunyai impedansi output yang rendah.

EFEK FOTOLISTRIK

1.        EFEK FOTOLISTRIK

Pada tahun 1905, Einstein menggunakan gagasan Planck tentang kuantisasi energi untuk menjelaskan efek fotolistrik. Efek fotolistrik ditemukan oleh Hertz pada tahun 1887 dan telah dikaji oleh Lenard pada tahun 1900. Gambar 1. menunjukkan diagram sketsa alat dasarnya. Apabila cahaya datang pada permukaan logam katoda C yang bersih, elektron akan dipancarkan. Jika elektron menumbuk anoda A, terdapat arus dalam rangkaian luarnya. Jumlah elektron yang dipancarkan yang dapat mencapai elektroda dapat ditingkatkan atau diturunkan dengan membuat anoda positif atau negatif terhadap katodanya. Apabila V positif, elektron ditarik ke anoda. (Baca juga : Radiasi Benda Hitam)

Apabila V negatif, elektron ditolak dari anoda. Hanya elektron dengan energi kinetik ½ mv² yang lebih besar dari eV kemudian dapat mencapai anoda. Potensial V₀ disebut potensial penghenti. Potensial ini dihubungkan dengan energi kinetik maksimum elektron yang dipancarkan oleh:

(½ mv²)_maks = e.V₀ .................................................... (1)

Percobaan yang lebih teliti dilakukan oleh Milikan pada tahun 1923 dengan menggunakan sel fotolistrik. Keping katoda dalam tabung ruang hampa dihubungkan dengan sumber tegangan searah. Kemudian, pada katoda dikenai cahaya berfrekuensi tinggi. Maka akan tampak adanya arus listrik yang mengalir karena elektron dari katoda menuju anoda. Setelah katoda disinari berkas cahaya, galvanometer ternyata menyimpang. Hal ini menunjukkan bahwa ada arus listrik yang mengalir dalam rangkaian.

Einstein telah menjelaskan bahwa untuk mengeluarkan elektron dari permukaan logam dibutuhkan energi ambang. Jika radiasi elektromagnet yang terdiri atas foton mempunyai enegi yang lebih besar dibandingkan energi ambang, maka elektron akan lepas dari permukaan logam.

Akibatnya energi kinetik maksimum dari elektron dapat ditentukan dengan persamaan:

Ek = h.f – h. f₀ ................................................... (2)

dengan:

f, f₀ = frekuensi cahaya dan frekuensi ambang (Hz)

h = konstanta Planck (6,63 × 10^-34 Js)

Ek = energi kinetik maksimum elektron ( J)

2.        EFEK COMPTON

Gejala Compton merupakan gejala hamburan (efek) dari penembakan suatu materi dengan sinar-X. Efek ini ditemukan oleh Arthur Holly Compton pada tahun 1923. Jika sejumlah elektron yang dipancarkan ditembak dengan sinar-X, maka sinar-X ini akan terhambur. Hamburan sinar-X ini memiliki frekuensi yang lebih kecil daripada frekuensi semula.

Menurut teori klasik, energi dan momentum gelombang elektromagnetik dihubungkan oleh:

E = p.c

E² = p².c² + (m.c²)² ............................................... (3)

Jika massa foton (m) dianggap nol. Gambar 3. menunjukkan geometri tumbukan antara foton dengan panjang gelombang λ, dan elektron yang mula-mula berada dalam keadaan diam.

Compton menghubungkan sudut hamburan θ terhadap yang datang dan panjang gelombang hamburan λ₁ dan λ₂. p₁ merupakan momentum foton yang datang dan p₂ merupakan momentum foton yang dihamburkan, serta p.c merupakan momentum elektron yang terpantul.

Kekekalan momentum dirumuskan:

p₁ = p₂ + p_e atau p_e = p₁ – p₂

Dengan mengambil perkalian titik setiap sisi diperoleh:

p_e² = p₁² + p₂² – 2p₁p₂cos θ .................................. (4)

Kekekalan energi memberikan:

3.        PRODUKSI PASANGAN

Produksi pasangan adalah proses yang dapat terjadi apabila foton menumbuk atom,dimana seluruh energy foton hilang dan dalam proses ini dua partikel terciptakan,yakni sebuah electron dan sebuah positron.( positron adalah sebuah partikel yang massanya sama dengan massa electron,tetapi memiliki muatan positif ).proses ini merupakan contoh penciptaan energy massa.elektronnya tidak ada sebelum foton menumbuk  atom ( electron ini bukanlah electron milik atom ).

Telah diterangkan bahwa pada efek foto listrik, foton bila ditembakkan kepada logam, maka dapat menyerahkan seluruh energinya atau sama sekali tidak. Kalau menyerahkan seluruh energinya, berarti untuk mengeluarkan elektron dari dalam logam dan untuk tenaga elektron meninggalkan logam.

Juga telah diterangkan pada Compton, foton yang mempunyai frekuensi tinggi ditembakkan langsung pada elektron terluar maka energinya untuk menghamburkan foton baru.

Pada produksi pasangan, bila sebuah foton dengan frekuensi tinggi mendekati inti atom berat maka foton tersebut lenyap dan menjelma menjadi sebuah elektron dan sebuah positron (elektron positif). Jadi ada perubahan energi elektromagnit menjadi energi diam.

h v = -e0 + +e0

Jumlah muatan elektron (-e) dan positron (+e) adalah nol. Energi kinetik elektron maupun positron masing-masing adalah :

E = m_0C² = 0,51 MeV

Produksi pasangan ditunjukkan untuk membuat pasangan partikel dan anti-partikelnya, terutama pasangan elektron dan positron. Untuk menciptakan antiproton, O. Chamberlain dan Emilio Segre menumbukkan dua proton dalam kecepatan tinggi, begitu juga ketika Bruce Cork menemukan antineutron. Hal yang berbeda terjadi pada produksi pasangan elektron dan positron. Elektron dan positron tecipta saat sebuah photon yang melewati inti atom yang pasif dan energinya dikonversikan ke dalam materi. Kehadiran inti atom diperlukan sehingga hukum kekekalan momentum dapat terpenuhi. Elektronnya tercipta sendiri, bukan milik atom. Lalu, muncullah positron dan elektron dari ketiadaan. Reaksinya dituliskan:

γ + γ → e^- + e⁺

Energi photon yang hilang dalam proses ini dirubah menjadi energi relativistik positron E₊ dan elektron E_- dengan persamaan:

hv = E₊ + E_-

= 2m_oc² + [E₊ + E_-]

Karena K+ dan K- selalu positif maka untuk melakukan produksi pasangan, photon harus memiliki energi sekurang-kurangnya 2m_oc²=1,02 MeV atau 1,64 X 10^-13 J.agar dapat mendekati inti berat sehingga terjadi produksi pasangan berupa elektron dan positron. Foton tersebut termasuk dalam sinar gamma inti atom.secara perlambang :

Foton             electron + positron

Proses diatas hanya dapat terjadi jika terdapat sebuah atom di sekitar electron yang memasok momentum pental yang diperlukan,proses kebalikannya ,

Electron + positron            foton

 Elektron bila bertemu dengan positron maka keduanya musnah (anihilasi) dan menjelma menjadi foton sinar gamma.Pada proses produksi pasangan maupun kebalikannya ini tetap berlaku hukum kekekalan energi dan hukum kekekalan momentum.Kembali pada produksi pasangan tersebut di atas, karena foton berubah menjadi elektron dan positron, maka dengan sendirinya foton yang ditembakkan harus mempunyai energi lebih tinggi dari 1,02 MeV. Setelah terjadi produk pasangan ini, maka mengalami penurunan intensitas. Perubahan ini tergantung dari sifat dan tebal bahan dengan analisis sebagai berikut:

xD I = -k I D

dI = -k I dx

I = I0 e-kx

I0 = intensitas awal foton

I = intensitas setelah menembus bahan tebal x

x = tebal bahan

k = tetapan absorbsi bahan terhadap foton tertentu

Berarti selama perjalanan dalam media, energinya turun secara eksponensial. Apabila tebal media x dipilih sedemikian rupa sehingga intensitasnya tinggal separo yaitu , maka tebal ini disebut tebal lapisan separo harga (Half Value Layer = H.V.L). Teori ini banyak digunakan dalam perhitungan penlindung radiasi.

Laporan Eksperimen Fisika II (Membuat Alarm Sederhana)

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang Masalah

Remaja ini seringkali terjadi hal-hal yang tidak di inginkan, khususnya kejadian pencurian di dalam rumah. Untuk bmenghindari hal tersebut, banyak cara yang telah di lakukan untuk memnghindari hal tersebut. Salah satunya adalah dengan memasang system alarm anti maling sederhana di pintu rumah.

Pemasangan alarm ini berfungsi agar kita bias mengetahui lebih dini akan terjadinya pencurian, sehingga bisa dilakukan pengamanan dan penanganan lebih awal demi keselamatan dan keamanan pemilik rumah.

Alarm secara umum dapat didefinisikan sebagai bunyi peringatan atau pemberitahuan. Dalam istilah jaringan, alarm dapat juga didefinisikan sebagai pesan berisi pemberitahuan ketika terjadi penurunan atau kegagalan dalam penyampaian sinyal komunikasi data ataupun ada peralatan yang mengalami kerusakan (penurunan kinerja). Pesan ini digunakan untuk memperingatkan operator atau administrator mengenai adanya masalah (bahaya) pada jaringan. Alarm memberikan tanda bahaya berupa sinyal, bunyi, ataupun sinar.

Alarm Anti maling sederhana ini terdiri dari komponen utama: transistor, variable resistor. Dimana transistor disini sebagai penguat suara yang nantinya di keluarkan oleh speaker. Sedangkan variable resistor sebagai penghasil suara dalam rangkaian. Adapun komponen pendukung adalah switch, kapasitor, resistor, speaker dan diode.

B.       Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, maka masalah dalam penelitian ini dapat diidentifikasi sebagai berikut:

1.      Komponen penyusun alarm anti maling sederhana?

2.      Cara membuat alarm anti maling sederhana?

C.      Pembatasan Masalah

Pemberian batasan ini dimaksudkan agar lebih teratah dalam penulisan laporan eksperimen ini sehingga tidak terjadi kesalah pahaman dalam menafsirkannya. Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah cara merangkai dan untuk memnegetahui fungsi dari setiap komponen yang digunakan dalam merangkai alarm anti maling sederhana ini.

D.      Perumusan Masalah

Berdasarkan batasan masalah diatas, maka perumusan masalah penelitian ini adalah: bagaimana cara kerja dari alarm anti maling sederhana ini?

E.       Tujuan Penelitian

Dari perumusan maslah diatas, maka dapat ditentukan tujuan dari penelitian ini, yaitu untuk mengetahui cara kerja alarm anti maling sederhan buatan sendiri.

F.       Manfaat Penelitian

Manfaat yasng bisa diambil dari eksperimen ini adalah sebagai berikut:

1.    Dapat merangkaki sendiri alarm anti maling sederhana dan mengetahui cara kerjanya.

2.    Dapat menjadi bahan rujukan bagi peneliti lebih kanjut dalam topic yang sama.

3.    Dapat menjadi sumbangsih bagi ilmu pengetahuan khususnya dalam bidang pendidikan fisika.

4.    Untuk memenuhi persyaratan dalam mata kuliah Eksperimen Fisika II.

G.      Definisi Operasional

1.    Jika baterai sudah terpasang, dan sakaelar 1 (S1) pada posisi ON, maka lampu LED akan menyala.

2.    Jika sakelar 2 (S2) di tekan dan di tahan, dari speaker akan terdengar suara sirine yang melengking tinggi disertai nyala  Lampu LED makin terang.

3.    Jika sakelar 2 (S2) dilepaskan, suara sirine perlahan-lahan akan menurun disertai nyala lampu LED makin redup.

4.    Jika sakelar 2 (S2) ditekan beberapa saat dan melepaskan tekanan, akan menghasilkan suara naik-turun pada speaker.

BAB II

LANDASAN TEORI

A.      Tinjauan Pustaka

Pengertian rangkaian dan sistem digital erat kaitannya dengan pengertian rangkaian dan sistem pada bidang elektronika. Rangkaian elektronika didefinisikan sebagai kesatuan dari komponen-komponen elektronika baik pasif maupun aktif yang membentuk suatu fungsi pengolahan sinyal (signal processing).

Dalam hal ini komponen pasif adalah komponen elektronika yang dalam operasinya tidak memerlukan catu daya dan sifatnya tidak dapat melakukan penguatan terhadap arus atau tegangan listrik, sedangkan komponen aktif adalah komponen elektronika yang dalam operasinya memerlukan catu daya dan memiliki sifat dapat menguatkan sinyal atau tegangan listrik.

Contoh komponen pasif adalah resistor, kapasitor, dan induktor, sedangkan contoh komponen aktif adalah transistor. Jenis pengolahan sinyal antara lain adalah penguatan sinyal (amplification), pembangkitan sinyal (oscillation), dan pemodulasian (modulation).

Rangkaian listrik merupakan interkoneksi berbagai piranti yang secara bersama melakukan suatu proses energy maupun informasi. Melalui rangkaian listrik energy maupun informasi di konversikan menjadi energi listrik dan sinyal listrik.

 (Sudaryatno, Sudirham.2012)

Berawal dari perkembangan inovasi, industri keamanan elektronik dan peringatan kebakaran telah berdiri sejak tahun 1850 yang di pelopori oleh John Gamewell dan Edwin Holmes yang mengubah penemuan menjadi bisnis pengamanan property dalam kehidupan. Keduanya memperdalam kemampuan ilmiah di akhir abad ke-18.

Awalnya, penemuan baterai pada tahun 1799 dan telegraf pada tahun 1841 secara umum mengubah dunia dan menginspirasi para penyuka hobi, ahli listrik dan ilmuwan yang ada di seluruh dunia untuk melihat dan memperdalam ilmu komunikasi. Tidak lama setelah telegraf diperkenalkan, seorang dokter muda yang kaya bernama William Channing membuat sebuah sistem dari pemerintah untuk menyalurkan sinyal alarm kebakaran kepada stasiun pemadam kebakaran yang ada di sekeliling kota Boston, Amerika Serikat. Menggunakan morse yang ditemukan oleh Samuel Morse dalam sistem telegram yang memadukan kode dengan teknologi, Channing membuat rencana elaborasi untuk menyalurkan sinyal dari pusat sistem pemerintah menuju stasiun pemadam kebakaran untuk memberitahu titik lokasi terjadinya kebakaran. Rencana Channing memiliki masalah karena besar bunyi bel alarm tidak dapat dikendalikan dari stasiun pemadam kebakaran.

(Anonim)

Komponen Utama dan Pendukung Alarm Anti Maling Sederhana

Rangkaian alarm ini akan berbunyi apabila saklar tekan yang terpasang terhubung oleh orang.

Telah kita ketahui bahwa komponen-komponen elektronika yang dibutuhkan untuk merangkai alarm diatas mempunyai cara kerja sendiri-sendiri yaitu:

1.    Resistor berfungsi sebagai tahanan listrik yang mempunyai besar tahanan sesuai dengan warna-warna yang ditunjukkan pada transistor.

2.    Kapasitor berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Kapasitor yang digunakan dalam rangkaian alarm ini adalah kapasitor elektrolisis jenis elektrolisis aluminium. Kapasitor jenis ini memiliki terminal positif dan terminal negatif. Kedua terminal ini harus disambungkan dengan polaritas yang benar.

3.    Transistor berfungsi untuk mengalirkan arus melalui terminal emitor dengan polaritas paling negatif, terminal kolektor beberapa volt lebih positif dibandingkan terminal emitor lainnya dan terminal basis lebih positif 0,7 V daripada terminal emitor lainnya.

4.    Buzzer (speaker) berfungsi sebagai penghasil suara alarm.

5.    saklar SPDT (Single-Pole, Double-Throw) berfungsi untuk menyambung dan memutuskan arus listrik yang mengalir pada alarm.

6.    Baterai berfungsi sebagai sumber daya pada alarm.

7.    Dioda adalah komponen elektronika yang hanya memperbolehkan arus listrik mengalir dalam satu arah sehingga dioda seringkali disebut sebagai 'penyearah'. Adapun fungsi dioda adalah Sebagai pengaman rangkaian dari kemungkinan terbaliknya polaritas.

8.    LED berfungsi sebagai pemberi sinyal dalam bentuk cahaya.

A.  Alat dan Bahan

Komponen dasar yang diperlukan untuk membuat alarm Anti Maling Sederhana ini adalah sebagai berikut:

A.     Alat

No.	Nama Alat	Jumlah
1.	Solder	1 buah
2.	Potongan kuku	1 buah
3.	Gunting	1 buah
4.	Papan PCB 9x9 cm	1 buah
5	Kabel	Secukupnya
6	Timah	Secukupnya

B.     Bahan

No.	Nama Bahan	Jumlah
1.	Resistor 47 kiloohm	1 buah
2.	Resistor 33 kiloohm	1 buah
3.	Kondensator Poliester 0.047 µF	1 buah
4.	Kondensator Elektrolit 100 µF/16 V	1 buah
5.	Diode 1N 4002	1 buah
6.	Transistor NPN 2SB 178	1 buah
7.	Transistor PNP BC 109	1 buah
8.	Lampu LED Merah	1 buah
9.	Loudspeaker 2 inch 8 ohm	1 buah
10.	Sakelar tekan	1 buah
11.	Sakelar On-Off	1 buah
12.	Baterai 9 Volt dan kancing Baterai	1 buah

B.   Langkah-langkah Pembuatan Alarm Anti Maling Sederhana

1.    Menyiapkan alat dan bahan.

Menyiapkan alat dan bahan seperti tool set, multitester, bor PCB, gunting, dan alat–alat lainnya yang masih di perlukan. Juga bahan-bahan yang di perlukan seperti skema rangkaian, timah, solder, kabel, dan bahan–bahan lain yang masih di perlukan.

2.    Membuat chasis

Membuat Layout  rangkaian audio amplifier 8 watt  dan membuat chasis berupa PCB. Menyesuaikan ukuran-ukuran komponen yang digunakan. Setelah  menyelesaikan PCB, melakukan pengeboran untuk lobang tempat kaki–kaki komponen.

3.    Memasang komponen

Memasang komponen pada papan PCB disesuaikan dengan skema rangkaian.

4.    Pengawatan komponen

Melakukan pengawatan yang  masih di perlukan. Karena kita menggunakan PCB maka sebagian besar pengawatan komponen yang telah terjadi melalui jalur-jalur PCB, sehingga pengawatan yang masih harus dilakukan adalah terhadap komponen-komponen yang tidak terhubung oleh jalur PCB  yaitu  menghubungkannya dengan kabel, seperti terhadap output  ke pengeras suara.

5.    Menyolder

Pemasangan komponen dan pengawatan telah selesai, maka di lakukan penyolderan pada  kaki–kaki komponen serta pada kabel-kabel yang digunakan pada pengawatan. Setelah itu dilakukan  pemotongan terhadap kaki-kaki komponen atau bagian–bagian kabel yang berlebih.

6.    Uji coba

Setelah selesai di solder, maka alat dapat di uji coba.  Ketika saklar di on kan maka akan terdengar bunyi alarm(sirene). Ketika saklar di off kan maka bunyi yang tadinya terdengar akan mati perlahan.

B.       Kerangka Berfikir

Dari tinjauan pustaka yang telah diuraikan dioatas dapat disusun kerangka berfikir yaitu, apabila alarm anti maling sederhana ini diberi tegangan tanpa menekan sakelar 2 (S2) maka lampu LED akan menyala, namun redup dan speaker tidak akan mengeluarkan suara. Dan apabila sakelar 2 (S2) di tekan barulah speaker akan mengeluarkan uara melengking sirine, dengan disertai nyala lampu LED akan semakin menyala lebih terang.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A.      Tempat Dan Waktu Penelitian

1.      Tempat Penelitian

Penelitian di laksanakan di Dusun KAbulika, desa Pringga Jurang Utara, Kec. Montong Gading, Lombok Timur.

2.      Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada builan Agustus 2013

B.       Metode Penelitian

Metode penelitian ini menggunakan metode eksperimen yang dilakukan secara sengaja. Eksperimen atau percobaan adalah penelitian dengan melakukana perubahan (ada perlakuan khusus) terhadap variabel-variabel yang di teliti.

C.      Prosedur Penelitian

Langkah-langkah dalam melakukan eksperimen ini adalah sebagai berikut:

1.      Menyiapkan alat dan bahan eksperimen.

2.      Menyusun rangkaian seperti rangkaian dibawah ini:

Ket:

1.      R1      = Resistor 47 kiloohm

2.      R2      = Resistor 33 kiloohm

3.      C1      = Kondensator elektrolit 100µF/16 V

4.      C2      = Kondensator Poliester 0.047µF

5.      D1      = Diode 1N 4002

6.      D2      = LED

7.      TR1    = Transistor BC 109

8.      TR2    = Transistor 2SB 178

9.      S1       = Sakelar On-Off

10.  S2       = Sakelar Tekan

11.  B        = Baterai 9 Volt

12.  SP       = Speaker 2 Inch 8 ohm.