Antarmuka Sensor dan Rangkaian Konversi Arus Menjadi Tegangan
Antarmuka sensor adalah jalur atau titik persambungan sebuah sensor ke dalam suatu sistem. Antarmuka antara sensor dengan bagian sistem lainnya dapat berupa sebuah transistor. Selain daripada itu, antarmuka sensor dapat memiliki wujud yang jauh lebih kompleks, seperti sensor pada rangkaian PLC (Programmable Logic Controller).
Transistor yang digunakan dapat berupa sebuah BJT atau FET. Biasanya transistor yang bersangkutan berada dalam keadaan tidak aktif (off), atau aktif (on) dan mengalami saturasi.
Kebanyakan sensor merupakan komponen-komponen resistif. Nilai tahanan sensor akan berubah akibat hal-hal seperti suhu atau intensitas cahaya atau posisi. Kita menggunakan sebuah blok pembagi tegangan untuk menghasilkan sinyal tegangan yang merepresentasikan perubahan nilai tahanan ini.
Output sistem adalah terminal kolektor BJT (atau terminal drain, apabila yang digunakan adalah FET). Output yang dihasilkan adalah arus yang berubah-ubah. Seringkali, kita menyambungkan sebuah beban atau sebuah kumparan relay ke output sistem. Terdapat beberapa contoh untuk hal ini, seperti misalnya rangkaian-rangkaian saklar transistor atau yang dibahas pada artikel transistor saklar relay.
Didalam beberapa aplikasi lain, kita membutuhkan tegangan yang berubah-ubah. Hal ini dapat disebabkan karena sinyal output yang dihasilkan mungkin harus diperkuat kembali, sebagaimana halnya dalam sistem-sistem audio. Dalam kasus ini, kita menyambungkan sebuah resistor ke output sistem. Ketika arus mengalir melewati resistor, tegangan listrik akan timbul pada komponen ini. Sinyal tegangan ini akan muncul pada terminal output.
Penerapan ini merupakan salah satu contoh: Penggunaan sebuah resistor untuk mengkonversikan arus menjadi tegangan.
Contoh soal:
Pada rangkaian diatas, sebuah resistor (perhatikan: tidak dalam keadaan saturasi) memiliki arus kolektor sebesar 3,5 mA. Tegangan catu yang diberikan adalah 9 V dan resistor yang terhubung ke kolektor (R3) adalah 1 kΩ. Berapakah Vout?
Penyelesaian:
Tegangan pada resistor adalah
v = i x R3 = 0,0035 A x 1000 Ω = 3,5 V
Salah satu ujung resistor disambungkan ke jalur catu positif, sehingga tegangan pada kaki itu adalah 9 V. Apabila terdapat jatuh tegangan sebesar 3,5 V, tegangan pada kaki lain resistor atau pada Vout adalah
Vout = 9 – 3,5 = 5,5 V.
Seiring dengan bertambahnya arus, jatuh tegangan akan terus meningkat dan Vout jatuh lebih jauh lagi. Ketika arus berkurang, jatuh tegangan akan mengecil dan Vout mengalami kenaikan. Merangkumkan kedua fakta tersebut, maka sinyal tegangan yang dihasilkan berbanding terbalik dengan sinyal arus.
Transistor yang digunakan dapat berupa sebuah BJT atau FET. Biasanya transistor yang bersangkutan berada dalam keadaan tidak aktif (off), atau aktif (on) dan mengalami saturasi.
Kebanyakan sensor merupakan komponen-komponen resistif. Nilai tahanan sensor akan berubah akibat hal-hal seperti suhu atau intensitas cahaya atau posisi. Kita menggunakan sebuah blok pembagi tegangan untuk menghasilkan sinyal tegangan yang merepresentasikan perubahan nilai tahanan ini.
Output sistem adalah terminal kolektor BJT (atau terminal drain, apabila yang digunakan adalah FET). Output yang dihasilkan adalah arus yang berubah-ubah. Seringkali, kita menyambungkan sebuah beban atau sebuah kumparan relay ke output sistem. Terdapat beberapa contoh untuk hal ini, seperti misalnya rangkaian-rangkaian saklar transistor atau yang dibahas pada artikel transistor saklar relay.
Didalam beberapa aplikasi lain, kita membutuhkan tegangan yang berubah-ubah. Hal ini dapat disebabkan karena sinyal output yang dihasilkan mungkin harus diperkuat kembali, sebagaimana halnya dalam sistem-sistem audio. Dalam kasus ini, kita menyambungkan sebuah resistor ke output sistem. Ketika arus mengalir melewati resistor, tegangan listrik akan timbul pada komponen ini. Sinyal tegangan ini akan muncul pada terminal output.
Penerapan ini merupakan salah satu contoh: Penggunaan sebuah resistor untuk mengkonversikan arus menjadi tegangan.
Contoh soal:
Pada rangkaian diatas, sebuah resistor (perhatikan: tidak dalam keadaan saturasi) memiliki arus kolektor sebesar 3,5 mA. Tegangan catu yang diberikan adalah 9 V dan resistor yang terhubung ke kolektor (R3) adalah 1 kΩ. Berapakah Vout?
Penyelesaian:
Tegangan pada resistor adalah
v = i x R3 = 0,0035 A x 1000 Ω = 3,5 V
Salah satu ujung resistor disambungkan ke jalur catu positif, sehingga tegangan pada kaki itu adalah 9 V. Apabila terdapat jatuh tegangan sebesar 3,5 V, tegangan pada kaki lain resistor atau pada Vout adalah
Vout = 9 – 3,5 = 5,5 V.
Seiring dengan bertambahnya arus, jatuh tegangan akan terus meningkat dan Vout jatuh lebih jauh lagi. Ketika arus berkurang, jatuh tegangan akan mengecil dan Vout mengalami kenaikan. Merangkumkan kedua fakta tersebut, maka sinyal tegangan yang dihasilkan berbanding terbalik dengan sinyal arus.
Ayo Gabung Grup Telegram Diskusi Elektronika Dasar
Tidak ada komentar
No spam, no active link, please ^_^