Terbit online pada laman web jurnal: http://journal.
id/index.
php/JASENS JOURNAL OF APPLIED SMART ELECTRICAL
NETWORK AND SYSTEMS (JASENS)
Vol.
5 No.
09 - 15
ISSN Media Elektronik: 2723-5467 Pembuatan Alat Uji Komponen Aktif di Laboratorium Elektronika Dasar Fauziah Sholikhatun Nisa1.
Winda Rachmawati2 ,Rosita Ferdiyana3 .
Hariyanto4 Jurusan Teknik Elektro.
Program Studi Teknik Elektronika.
Politeknik Negeri Malang Email: 1fauziah.
k3@gmail.
com , 2windarachmawati@polinema.
id, 3 rosita_ferdiyana@polinema.
4hariyanto@polinema.
Abstract The purpose of this research is to develop an electronic component test tool in project-based basic electronics practicum that can improve the understanding of the concept of Electronics Engineering students of Malang State Polytechnic.
The method used in the research is Research and Development (R&D) which refers to development research referring to Sugiyono, namely by conducting basic research activities to obtain information on user needs .
eeds assessmen.
, then continuing development activities .
to produce products and assess the effectiveness of these products.
From the research results in the form of active component testing module products operated through an electronic switch with a source voltage VS = 5 Volts DC, it is declared in good condition if it has the following results, for the condition of the Seven Segment Common Anode and Seven Segment Common Cathode must light up all seven parts of the segment, for ADC 0804 8 bits it is declared in good condition if it has a sequential Vout from LSB to MSB .
tarting from 0.
02 - 5.
1 Volt.
with an interval of 0.
4 Volts per bit.
From the test results of the NPN BD 139 series Tansistor.
PNP BD 140 Mosfet N Channel IRF 540.
Mosfet P Channel IRF 9540 components using electronic switches that have been developed, a success rate of 100% or 0% error is obtained because the data obtained is included in the safe operating area of the datasheet of each component.
Keywords: electronic switch, module, electronics, project-based.
Research and Development.
Abstrak Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan alat uji komponen elektronika pada praktikum elektronika dasar berbasis proyek yang dapat meningkatkan pemahaman konsep mahasiswa Teknik Elektronika Politeknik Negeri Malang.
Metoda yang digunakan dalam penelitian adalah Research and Development (R&D) yang mengacu pada penelitian pengembangan yang merujuk pada Sugiyono, yaitu dengan melakukan aktifitas riset dasar untuk mendapatkan informasi kebutuhan pengguna .
eeds assessmen.
, kemudian dilanjutkan kegiatan pengembangan .
untuk menghasilkan produk dan mengkaji keefektifan produk tersebut.
Dari hasil penelitian berupa produk modul pengujian komponen aktif yang dioperasikan melalui alat uji komponen aktif dengan tegangan sumber VS = 5 Volt DC, dinyatakan dalam kondisi baik apabila memiliki hasil sebagai berikut, untuk kondisi Seven Segment Common Anode dan Seven Segment Common Cathode harus menyala semua tujuh bagian segment nya, untuk ADC 0804 8 bit dinyatakan dalam kondisi baik jika memiliki Vout berurut dari LSB ke MSB .
02 - 5.
1 Vol.
dengan interval 0.
4Volt per bit .
Dari hasil pengujian komponen Tansistor NPN BD 139 series.
Transistor PNP BD 140 Mosfet N Channel IRF 540.
Mosfet P Channel IRF 9540 menggunakan alat uji komponen aktif diperoleh tingkat keberhasilan 100% atau error 0% karena data yang diperoleh masuk kedalam safe operating area dari datasheet masing masing komponen.
Kata kunci: alat uji komponen aktif, modul, elektronika,berbasis proyek.
Research and Development.
Diterima Redaksi : 11-06-2024 | Selesai Revisi : 28-06-2024 | Diterbitkan Online : 30-06-2024 Pendahuluan memperoleh suatu data melalui proses penemuan.
Kegiatan praktikum akan memberikan peran yang sangat besar terutama dalam membangun pemahaman konsep, verifikasi kebenaran konsep, menumbuhkan keterampilan proses peserta didik, menumbuhkan motivasi terhadap pelajaran yang dipelajari serta melatih kemampuan psikomotor .
Sehingga eksperimen atau pratikum sangat dibutuhkan oleh mahasiswa dalam mempelajari elektronika.
Komponen Elektronika merupakan hal utama untuk melaksanakan praktikum khususnya dalam praktikum elektronika di laboratorium Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika.
Salah satu cara mempelajari elektronika dengan baik adalah dengan cara pembelajaran langsung melalui kegiatan Kegiatan praktikum memiliki peranan penting dalam melimpahkan cara berfikir dan kegiatan Fauziah Sholikhatun Nisa1.
Winda Rachmawati2 ,Rosita Ferdiyana3 .
Hariyanto4 Journal of Applied Smart Electrical Network and System (JASENS ) Vol .
5 No.
09 Ae 15 Komponen aktif elektronika adalah elemen penting dalam rangkaian elektronika yang membutuhkan sumber daya eksternal, komponen ini mampu memperkuat sinyal listrik dan mengendalikan aliran arus listrik dalam rangkaian elektronika .
Dalam kegiatan praktikum yang merupakan bagian integral dari Pendidikan dalam bidang sains dan Teknik, termasuk elektronika, yang membantu mahasiswa menghubungkan teori dengan praktik dan mempersiapkan mereka untuk tantangan di dunia profesional pemilihan dan pengujian komponen yang akan digunakan untuk membuat suatu rangkaian harus dilakukan agar proses praktikum berjalan lancar .
Oleh karena itu dalam penelitian ini akan melakukan perancangan alat berupa alat uji komponen aktif yang dapat menentukan kualitas dari beberapa komponen aktif yang sering digunakan dalam praktikum di Lab Elektronika Dasar.
Adapun komponen aktif yang akan dijadikan bahan uji meliputi Seven Segment Common Anode.
Seven Segment Common Cathode.
Transistor NPN BD 139 series.
PNP 140 series.
Mosfet IRF 540.
IRF 9540.
IC ADC 0804.
Luaran dari penelitian ini adalah alat berupa alat uji komponen aktif yaitu alat yang digunakan untuk mengendalikan aliran listrik dalam rangkaian elektronik secara otomatis dengan menggunakan komponen elektronik seperti transistor, thyristor atau Dengan alat alat uji komponen aktif ini diharapkan pengguna atau mahasiswa mengetahui karakteristik berdasarkan datasheet dari komponen aktif yang akan digunakan, sehingga bisa menggunakan komponen aktif dalam kondisi layak dan praktikum berjalan dengan lancar.
Karena satu saja kerusakan komponen akan menghambat jalannya suatu Alat ini akan dilengkapi dengan buku petunjuk teknis yang berisi instruksi rinci, prosedur, dan informasi yang diperlukan untuk memahami, mengoperasikan, memelihara, atau memperbaiki suatu sistem, produk, atau perangkat tertentu.
Buku ini biasanya disusun dengan bahasa yang jelas dan sistematis untuk memastikan pengguna, operator, atau teknisi dapat mengikuti dan menerapkan instruksi dengan benar.
Metode Penelitian Alat uji komponen aktif dapat diaplikasikan pada Sebagai alat uji komponen aktif tidak dapat ON/OFF secara langsung, melainkan membutuhkan rangkaian dari luar yang menghasilkan sinyal untuk memicu agar komponen semikonduktor dapat bekerja.
Untuk itu diperlukan rangkaian penyulut .
riggering circuit.
untuk mengaktifkan komponen.
Metode pembuatan alat uji komponen aktif Melakukan pengamatan .
: Menentukan jenis IC dan komponen semikonduktor sebagai objek penelitian yang sering digunakan pada saat praktikum di Lab Elektronika Dasar Membuat pengelompokan (Classifyin.
: Memilih beberapa komponen semikonduktor sebagai bahan penyusun rangkaian alat uji komponen aktif dan menentukan beberapa komponen seperti Seven Segment Common Anode.
Seven Segment Common Cathode.
Transistor NPN BD 139 series.
PNP 140 series.
Mosfet IRF 540.
IRF 9540.
IC ADC 0804 untuk dijadikan bahan uji penelitian Melakukan pengujian rangkaian .
ircuit testin.
Melakukan serangkaian uji coba komponen menggunakan modul alat uji komponen aktif dengan menggunakan bahan uji yang telah Melakukan pengukuran .
Melakukan pengujian tegangan pada tes poin yang telah ditentukan dari setiap IC yang di ujikan Memvalidasi hasil pengujian tegangan (Voltage test result validatio.
Melakukan pemetaan data untuk IC yang dinyatakan baik dan IC yang dinyatakan rusak mengaju pada datasheets tiap Ae tiap IC yang Mencatat data hasil pengujian .
ecording dat.
Mencatat hasil tegangan output untuk tiap IC yang di uji dan tampilan output .
ntuk Seven Segment CA dan Seven Segment CC) Membuat perancangan model box .
esign Membuat desain rancangan alat alat uji komponen aktif meliputi pemilihan komponen, penyusunan tata letak komponen, ukuran box.
Pembuatan buku petunjuk teknis pengoperasian Publikasi hasil penelitian.
Gambar 2.
1 adalah untuk rancangan rangkaian alat uji komponen aktif penguji Seven Segment Common Anoda dan Seven Segment Common Cathoda.
Gambar 2 adalah rancangan rangkaian alat uji komponen aktif penguji Transistor NPN BD 139 series.
PNP 140 series.
Mosfet IRF 540.
IRF 9540, dan Gambar 2.
3 adalah rangkaian alat uji komponen aktif penguji IC ADC Gambar 2.
1 Rangkaian Penguji Seven Segment CA dan CC Adapun komponen penyusun yang dibutuhkan yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:
16 buah resistor 330 E A5% Seven Segment Common Anoda Seven Segment Common Cathoda Journal of Applied Smart Electrical Network and Systems (JASENS) Fauziah Sholikhatun Nisa1.
Winda Rachmawati2 ,Rosita Ferdiyana3 .
Hariyanto4 Journal of Applied Smart Electrical Network and System (JASENS ) Vol .
5 No.
09 Ae 15
1 buah ZIF Socket Textool
PCB
Gambar 2.
4 Seven Segment Pengujian Transistor Transistor daya memiliki karakteristik kontrol untuk berfungsi sebagai saklar yaitu pada kondisi ON dan OFF.
Gambar 2.
5 adalah struktur dan simbol transistor NPN dan Gambar 2.
6 adalah struktur dan simbol transistor PNP.
Gambar 2.
2 Rangkaian Penguji Transistor,MOSFET.
SCR Adapun komponen penyusun yang dibutuhkan adalah sebagai berikut :
11 buah resistor 1KE A 5 % 4 buah buzzer
1 buah ZIF Socket Textool
Transistor dan MOSFET
PCB
Gambar 2.
Struktur dan Simbol Transistor NPN Gambar 2.
Struktur.
Simbol , dan Bentuk Transistor PNP Gambar 2.
3 Rangkaian Penguji IC ADC 0804 Adapun komponen penyusun yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:
8 buah LED
8 buah resistor 470 E A 5 % 2 buah resistor 2K2 E A 5 % 1 buah resistor 1K E A 5 % 1 buah diode 1A
1 buah potensio 10K E
1 buah 150pF
IC ADC 0804
1 buah ZIF Socket Textool
PCB
Rangkaian penguji IC ADC yang dibuat berdasarkan dari Basic ADC Tester.
Salah satu pengujian yang paling sederhana adalah dengan menerapkan tegangan input analog yang diketahui ke konverter dan menggunakan LED untuk menampilkan kode output 3 Langkah Pengujian Rangkaian Alat uji komponen Pengujian Seven Segment Jika Seven segmen semua 0s0egmen nya berfungsi dengan baik maka akan terlihat seperti Gambar 2.
Untuk memfungsikan sebagai alat uji komponen aktif, transistor harus dioperasikan pada daerah saturasi atau jenuh.
Pada daerah kerja ini, transistor akan menghasilkan drop tegangan yang rendah sehingga transistor berfungsi sebagai saklar pada kondisi ON.
Transistor akan berfungsi sebagai saklar dalam kondisi OFF bila berada pada daerah Cut Off.
Pada kondisi ini akan berdampak pada kondisi seperti rumus 1 dan 2:
VCE OI 0 .
Sesuai dengan persamaan di atas maka pada kondisi jenuh ini, arus akan menjadi besar sedangkan tegangan VCE kecil sekali mendekati nol .
Pada kondisi ini dapat dikatakan bahwa hambatan pada CE, menuju nol sehingga seolah-olah transistor berfungsi sebagai saklar ON.
Jadi untuk membuat transistor BJT berlaku sebagai saklar yang ON harus diberikan tegangan VB yang mengakibatkan transistor saturasi.
Pada gambar karakteristik transistor juga dapat dilihat pada saat VB = 0, maka arus basis IB = 0.
Akibatnya arus kolektor Ic = 0.
Pada kondisi ini transistor akan berada pada kondisi tidak menghantarkan arus Ic sama dengan kondisi saklar terbuka Kondisi transistor pada saat beroperasi pada daerah jenuh dan cut off dapat dijelaskan pada Gambar 2.
transistor beroperasi sebgai saklar ON dan Gambar 2.
transistor beroperasi sebagai saklar OFF.
Journal of Applied Smart Electrical Network and Systems (JASENS) Fauziah Sholikhatun Nisa1.
Winda Rachmawati2 ,Rosita Ferdiyana3 .
Hariyanto4 Journal of Applied Smart Electrical Network and System (JASENS ) Vol .
5 No.
09 Ae 15 Analog 2,560V) dapat ditentukan.
Misalnya, untuk tampilan LED output 1011 0110 atau B6 .
alam heks.
, nilai tegangan dari tabel adalah 3,520 0,120 atau 3,640 VDC.
Nilai tegangan ini mewakili nilai tengah dari konverter ADC yang sempurna.
Efek kesalahan kuantisasi harus diperhitungkan dalam interpretasi hasil Gambar 2.
7 Transistor beroperasi sebagai saklar On Analog Gambar 2.
8 Transistor beroperasi sebagai saklar Off
Pengujian MOSFET(Metal Oxide Semiconductor
FET)
Salah satu aplikasi yang banyak digunakan pada MOSFET adalah untuk saklar .
Gambar 2.
10 Rangkaian Pengujian IC ADC 0804 Hasil dan Pembahasan Hasil dari alat uji komponen aktif yang telah dibuat agar dapat digunakan untuk menguji komponen adalah sebagai berikut ADC Transistor Seven Segment Mosfet Gambar 2.
9 MOSFET Sebgai saklar On dan Off Pengujian IC ADC Untuk memudahkan pengujian.
VREF/2 .
harus disuplai dengan 2.
560 VDC dan tegangan suplai VCC 12 VDC harus digunakan.
Ini memberikan nilai LSB sebesar 20 mV.
Jika penyesuaian skala penuh harus dilakukan, tegangan input analog 5,090 VDC .
,1201/AE2 LSB) harus diterapkan ke pin VIN ( ) dengan pin VIN (-) diardekan.
Nilai tegangan input VREF/2 kemudian harus disesuaikan sampai kode output digital hanya berubah dari 1111 1110 menjadi 1111 1111.
Nilai VREF/2 ini kemudian harus digunakan untuk semua pengujian.
Tampilan LED keluaran digital dapat diterjemahkan dengan membagi 8 bit menjadi 2 karakter heksa, 4 karakter yang paling signifikan (MS) dan 4 karakter paling tidak signifikan (LS).
Tabel 1 menunjukkan ekuivalen biner fraksional dari dua kelompok 4-bit ini.
Dengan menambahkan tegangan yang diperoleh dari kolom "VM" dan "VLS" pada Tabel 1, nilai nominal digital digital .
etika VREF/2 = Gambar 3.
Modul Alat uji komponen aktif
Box alat uji komponen aktif memiliki ukuran 27x20x10 cm
ADC
Tombol saklar tekan berwarna biru yang digunakan untuk me - reset IC ADC untuk pengaturan awal permulaan menyalanya LED mulai dari bit LSB ke MSB.
Knop hitam potensio untuk mengatur nyala dan matinya LED mulai dari bit LSB ke bit MSB Seven Segment Pada bagian kiri untuk tempat pengujian Seven Segment common anoda dan sebelah kanannya adalah Seven Segment common katoda Transistor dan MOSFET Masing masing saklar tekan berfungsi untuk mengaktifkan dan menonaktifkan saat pengujian Hasil dan Pembahasan Pengujian Transistor dan MOSFET Hasil Hasil yang didapatkan setelah melakukan pengujian Journal of Applied Smart Electrical Network and Systems (JASENS) Fauziah Sholikhatun Nisa1.
Winda Rachmawati2 ,Rosita Ferdiyana3 .
Hariyanto4 Journal of Applied Smart Electrical Network and System (JASENS ) Vol .
5 No.
09 Ae 15 transistor dan MOSFET terdapat di Tabel 3.
1 saat kondisi saklar OFF dan Tabel 3.
2 saat kondisi saklar ON sebagai berikut:
Pada hasil perhitungan menggunakan menggunakan Fclock 10 KHz yang berasal dari function generator dan Vref sebesar 5,12 Volt, diperolah data pada Tabel 3.
sebagai berikut :
Tabel 3.
1 Posisi Saklar OFF dengan dialiri tegangan sumber VS = 5 Volt Tabel 3.
Hasil Pengujian IC ADC 8 Bit
V input
ADC 0804
Pengujian IC
Hasil
PNP
Pchnl
IRF
Buzzer
MOSFE
Nchnl
IRF
Indikator LED
NPN
MOSFET
Data Biner dan VOUT
Output Biner
Transistor
VEE / VG
( Vol.
VCE / VD
( Vol.
VBE / VS) (Vol.
= VS
Off
Off
= VS
= VS
= VS
Off
Off
= VS
= VS
Off Tabel 3.
2 Posisi Saklar ON dengan dialiri tegangan sumber VS = 5
Volt
NPN
MOSFE
VEE / VG
( Vol.
VCE / VD
( Vol.
VBE / VS) (Vol.
Nchnl
IRF
PNP
Pchnl
IRF
Indikator Buzzer
MOSFET
LED
Transistor
= VS
= VS
Tabel 3.
3 Pengujian komponen aktif diberikan dengan sumber
tegangan 5Volt DC dan IC diujikan ke modul
Tombol
Saklar
Lampu
LED
Off Kondisi Transistor dan Mosfet Ketika Baik Rusak Rusak Bunyi Buzzer Nyala Mati Nyala Nyala Mati Nyala Hasil dan Pembahasan pengujian IC ADC 0804 Data Biner dan VOUT Tabel 3.
4 Data dan Vout Output Biner V per V out Pengujian (Output biner x V per bi.
x 0,.
0,88 .
x 0,.
1,22 .
x 0,.
V per V out Pengujian (Output biner x V per bi.
1,56 .
x 0,.
2,06 .
x 0,.
2,34 .
x 0,.
x 0,.
3,24 .
x 0,.
3,84 .
x 0,.
Pada tabel output bilangan biner merupakan kondisi hasil nyala atau mati pada LED output yang dipasang pada kaki 21,20,19,18,8,15,14,17 pada IC ADC 8 bit Pada output biner 0 menunjukkan kondisi OFF / L dan pada output biner 1 menunjukkan LED ON / H.
Pada Tegangan V per bit didapatkan saat lampu menyala hanya pada bit 20, dengan menggunakan alat ukur multimeter digital.
Pada Vout pengujian didapatkan dengan cara mengalikan antara V per bit dan output biner yang dikonversikan ke dalam bentuk decimal.
Kesimpulan Dan Saran Setelah melakukan pengujian alat uji komponen aktif yang telah dibuat dapat difungsikan dengan baik karena telah sesuai dengan datasheet tiap tiap komponen aktif yang diujikan.
Pada modul penguji komponen menggunakan alat uji komponen aktif ini terdapat sensitifitas yang menyebabkan jika komponen peletakannya terbalik tidak sesuai desain, maka hasil pengujian bisa menyebabkan tidak valid, sehingga diharapkan mahasiswa memperhatikan posisi tiap kaki komponen sesuai desain yang telah dibuat yang terdapat pada buku pentunjuk singkat tentang pengoperasian alat.
Ucapan Terimakasih