Penjelasan dan Fungsi Komponen pada Power OCL 150 Watt

 

R1 (100K), berfungsi meredam hum / sinyal liar yang mungkin timbul terutama pada saat amplifier dihidupkan tanpa rangkaian input.

C1 (100nF), sebagai kopling, menyalurkan sinyal ac (lebih dari 20Hz) dan menahan sinyal dc.

R2 (33)K, memberi bias ke basis TR1 sekaligus membuat kapasitor resonansi C2 lebih aktif. Gain bas bisa 2 hingga 4 kali lipat (sekitar 6dB) lebih kuat dari amplifier lain.

R6 (33K), resistor feedback. Semakin besar nilainya semakin besar pula penguatannya. Penguatan dan kejernihan suara berbanding terbalik. Jika rangkaian amplifier ini harus disupply dengan tegangan rendah, misal 12V ct 12V, maka sebaiknya R6 ini diganti dengan yang lebih kecil, misalnya dari 33K menjadi 10-12K.

R3 (560), kebalikan dari R6

C2 (47uF), kapasitor resonansi/kapasitor gain/kapasitor feed back, hanya bekerja pada arus ac. Menjamin R3 supaya hanya meneruskan sinyal audio (di atas 20Hz) & menahan arus dc.

TR1, TR2 (A564), Stage input yang bekerja kebalikan. TR1 penguat non-inverting, sedangkan TR2 penguat inverting. Untungnya stage ini menggunakan transistor PNP. Transistor PNP biasanya jauh lebih linier, pemilihan komponen yang cerdas.

D1, D2, R4, R7, TR4, membentuk rangkaian regulator arus untuk mensupply stage input. Dioda ini tidak harus high speed, yang penting kuat membentuk tegangan sekitar 1.3V, amplifier lain malah mengganti dua dioda ini dengan satu biji led.

R4 (10K), Bias D1 & D2, Semakin kecil semakin panas, semakin panas semakin jernih. Menjamin TR1 & TR2 tidak kekurangan arus. Kejernihan suara salah satunya ditentukan dari sini. Berfungsi juga untuk membuang muatan kapasitor power supply, penting pada saat rangkaian dimatikan dipegang untuk diperbaiki.

R10-R11 (100), C5-C6 (47uF), membentuk rangkaian filter dengung & osilasi yang mungkin terjadi dari kaki-kaki TR3 & TR4. Osilasi biasanya berupa sinyal ultra treble halus yang bisa membuat heatsink/transistor power lebih panas.

D3 D4, D5, membentuk regulator tegangan bias untuk TR5 & TR6 (pengganti baterai 1,8-2,1v) yang nilainya 3 x dioda = 1,8V - 2,1V. Pada rangkaian amplifier yang lain biasanya V bias ini di paralel dengan kapasitor 100nF-2u2 agar lebih stabil saat terkena guncangan sinyal yang berlebihan.

R12 (100), menjaga supaya nilai tegangan bias tidak lebih dari 2V. Tegangan bias ini bernilai tetap, berada di titik CT (kira kira -1V hingga +1V). Tegangan tetap ini terombang-ambing ke atas dan ke bawah seperti getaran daun speaker. Sebenarnya R ini bisa dihilangkan. Amplifier model ini bisa bekerja pada rating tegangan naik atau pun turun, tidak seperti amplifier yang menggunakan dioda zener, rewel.

TR3 (D438), VAS (Voltage amplifier Stage). sebagai penguat sinyal tegangan secara unbalanced. Menarik sinyal bias ke rel negatif supply. Sedangkan yang menjaga/ menarik sinyal bias ke rel positif supply secara otomatis adalah R8 (2K2) & R9 (4K7). Output antara rel positif dan rel negatif tegangannya mendekati simetris tetapi tidak sama kekuatan arusnya, oleh sebab itu perlu rangkaian penguat arus pertama (D313) sebelum diumpan ke transistor final. Untuk amplifier mosfet biasanya tidak perlu sepasang transistor ini (D313/B507) karena transistor final mosfet sudah cukup aktif diberi arus gate kecil, 0.1mA.

C3, mengatasi noise & osilasi pada TR3

C4 (47u), Bootstrap, menyesuaikan getaran tegangan bias tadi, biasanya kapasitor ini bernilai 22uF atau lebih. Jalur referensi yang dipakai bukan ground tetapi jalur speaker untuk mengimbangi getaran tegangan bias. Menyesuaikan kekuatan getaran bass pada saat konus speaker bergerak ke depan. Membantu kerja transistor final supaya tidak panas sebelah. Dan memompa/menampung tenaga untuk Volt-Amp-Stage pada saat sinyal full berada dipuncak. Saya belum mengetahui nilai yang cocok untuk ini.

TR5 (B507) & TR6 (D313), sebagai penguat arus tingkat  pertama. Seringnya transistor ini diganti dengan TIP41C/tip42C.

R13 & R14 (330), memberi supply arus ke TR5 & TR6 lewat emitornya masing-masing. Seringnya dua resistor ini hitam terbakar karena ketidaksesuaian antara getaran yang dikeluarkan kit amplifier dengan respon loudspeaker. Transistor final tidak mampu mempertahankan tegangan yang diberikan transistor driver, beban/speaker dianggap terlalu berat buat transistor power. Sebaiknya selain ganti transistor driver/power dengan kualitas yang lebih baik, resistor 330 juga diganti dengan daya minimal 2 watt karena terhubung seri terhadap beban/speaker.

R15 & R16 (0,5/5W), memberi supply ke TR7 & Tr8 lewat kaki emitor. Resitor ini bernilai kecil karena kita menginginkan arus besar, biasanya bernilai tidak lebih dari 0.5 Ohm.

TR7 (MJ2955) & TR8 (2N3055), transitor daya sebagai penguat arus terakhir. Sebenarnya transistor buatan ST ini sudah lebih dari cukup bagus, tetapi karena alasan model jadul, tegangan rating maksimum rendah (maksimal 32v ct), susah memasangnya & murah harganya banyak di antara kita memilih tranistor lain yang lebih mahal. Ada banyak keuntungan menggunakan transistor logam dari pada transistor plastik terutama untuk peralatan outdoor.

Tambahan...
L, menahan sinyal di atas 20Khz & memutus osilasi ke jalur speaker. Jika sinyal treble terhambat dengan adanya L maka Ra menyalurkannya ke speaker dengan nilai yang mendekati impedansi speaker, biasanya 8~10 Ohm.

Rb & C, membantu kerja L & Ra. sinyal di atas 20KHz akan mengalir ke ground melalui Rb (10). Nilai C biasanya kurang dari 100nF. Sedangkan Rb biasanya mendekati nilai impedansi speaker 8 Ohm dengan daya minimal 2 Watt. Kalau Rb ini gosong berarti sinyal ultra treble/osilasi ada dan kerja . Jadi hati-hati dengan treble yang berlebihan! Ketiga komponen ini (L, Rb, C) adalah suatu cara yang tidak bersifat preventif/mencegah osilasi, dan sebenarnya lebih cocok diaplikasikan pada frekuensi tinggi dan sinyal rendah..Sinyal besar pada output amplifier besar cenderung sukar dikendalikan.

SOFTWARE DAN BOARD ARDUINO

 ARDUINO IDE
Software arduino yang akan digunakan adalah driver dan IDE.  IDE arduino adalah software yang canggih, ditulis dengan menggunakan bahasa java. IDE arduino terdiri atas :• Editor program, sebuah windows memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa processing.• Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner.
• Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke
dalam memori didalam papan Arduino.

Aplikasi Arduino IDE berfungsi untuk menyusun kode program (sketch). 
Selanjutnya  sketch tersebut di upload ke unit arduino melalui kabel USB. 
Aplikasi Arduino IDE dapat diperoleh pada alamat 
situs 
http://arduino.cc/en/Main/Software.   Beberapa software ditulis menggunakan
bahasa pemrogramam java termasuk IDE-nya,  sehingga tidak perlu diinstall
seperti software pada umumya tetapi dapat langsung dijalankan selama komputer
telah terinstall  Java runtime.
 

MIKROKONTROLER ARDUINO

 MIKROKONTROLER

        Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil didalam satu IC yang berisi CPU, memori, dan perangkat antarmuka yang dapat diprogram. Mikrokontroler digunakan untuk suatu tugas dan menjalankan suatu program. 

       Penggunaan mikrokontroler dapat ditemui pada berbagai peralatan,misalnya telepon digital, microwave oven, televisi, mesin cuci, sistem keamanan rumah, antrian di bank, dll.  Mikrokontroler juga dapat digunakan pada berbagai aplikasi seperti otomasi industri, traffic light, running text, jam shalat, akuisisi data, telekomunikasi, pengendali motor, pengendali robot, sensor suhu/kelembaban, sistem keamanan, dll.  Keuntungan menggunakan mikrokontroler diantaranya adalah harganya murah, dapat di program berulang kali, dan dapat di program sesuai dengan keinginan kita.

         Terdapat berbagai macam dari mikrokontroler, diantaranya keluarga mikrokontroler MCS-51, AVR, Arduino dan lain sebagainya.  Adapun yang akan dibahas dalam buku ini adalah berkenaan dengan mikrokontroler Arduino. Mikrokontroler Arduino adalah pengendali mikro single board yang bersifat open source, yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler, dirancang  untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang.

 Secara umum Arduino terdiri dari dua bagian, yaitu :
1. Hardware → perangkat input/output (I/O)
2. Software, yang meliputi : 
- IDE untuk menulis program, 
- driver untuk koneksi dengan komputer, 
- contoh program dan library untuk pengembangan program

            Dari sisi software, arduino dapat dijalankan dimulti platform, yaitu linux, windows, atau mac. Sementara dari hardware, mikrokontroler arduino berbasis AVR yang didalamnya sudah diberi bootloader dan juga sudah terdapat  standar pin I/O nya. 

SEJARAH ARDUINO

            Arduino merupakan suatu bentuk prototipe elektronika (electronic prototyping platform) berbasis open-source yang fleksibel dan mudah digunakan baik dari sisi perangkat keras (hardware) maupun perangkat lunak (software). Arduino memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan mikrokontroler lainnya, diataranya adalah memiliki pustaka kode program (code library) dan tersedia modul pendukungnya (hardware support modules) dalam jumlah yang cukup banyak.  Alasan inilah membuat pengguna pemula mudah dalam mengoperasikan arduino sehingga pemakainya sangat banyak. 
            Pertama kali Arduino dikembangkan melalui tesis Hernando Barragam  yang berjudul “Arduino Revolution Open Hardware” pada tahun 2004, seorang mahasiswa yang berasal dari kolombia.  Penggunaan Arduino dimulai di ruang kelas Interactive Design Institute  Ivrea (IDDI), tahun 2005 di Ivrea, Italia. Modul hardware Arduino dibuat oleh Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, David A. Mellis, dan Nicholas Zambetti (Arduino, 2011 dan Banzi 2008). 
            Tujuan awal pengembangan Arduino adalah untuk membantu para siswa membuat perangkat desain dan interaksi dengan harga yang murah.  Arduino merupakan sebuah board mikrokontroler yang bersifat open source, dengan desain skematik dan pcb bersifat open source, sehingga pengguna dapat menggunakannya secara langung atau dapat pula memodifikasinya.  Software yang digunakan untuk membuat, mengkompilasi dan meng-upload program yaitu Arduino IDE (Integrated Development Environment) juga bersifar open source. Arduino terdiri dari beberapa input output (I/O) yang sudah fix dan bisa digunakan dengan mudah. Arduino dapat digabungkan dengan modul elektro yang lain sehingga proses perakitan jauh lebh efisien. Para desainer hanya tinggal membuat software untuk mendayagunakan rancang hardware yang ada.  Software jauh lebih mudah untuk dimodifikasi tanpa harus memindahkan kabel. Saat ini arduino sangat mudah dijumpai dan ada beberapa perusahaan yang
mengembangkan sistem hardware open source ini. 
        Pada Arduino board terdapat chip / IC Boatloader yang telah diisi program yang dinamakan Arduino bootloader.  Penggunaan bootloader memungkinkan user meng-upload code program tanpa menggunakan hardware  tambahan (tanpa menggunakan programmer dari luar seperti : AVR-ISP, STK500, parallel programmer, usb programmer).  Bootloader akan aktif selama beberapa detik ketika board mengalami reset. 

        Hasil kompilasi dari Arduino Sofware dapat digunakan dan dijalankan tidak hanya pada arduino board tetapi juga dapat dijalankan di sistem mikrokontroler avr.  Dengan menggunakan bootloader, program yang dimasukkan ke flash akan semakin kecil.  

MACAM - MAVCAM ARDUINO

    Terdapat berbagai macam papan board arduino yang dapat diakses di websitenya https://www.arduino.cc/en/Main/Products, diantaranya adalah sebagai berikut: arduino uno, arduino nano, arduino mega, arduino leonardo

SHIELD ARDUINO
        Shield adalah board yang digunakan untuk mempermudah dalam pemasangan berbagai sensor atau aktuator (motor, LCD, dll).  Dengan penggunaan shield ini dapat menambah kapasitas input atau output dari arduino dengan cara dipasangkan diatas papan Arduino.

PERANGKAT INPUT/OUTPUT ARDUINO

SENSOR
        Sensor adalah suatu perangkat yang digunakan untuk memberi masukan data/nilai ke Arduino yang selanjutnya diproses.  Terdapat beberapa sensor diantaranya adalah sensor kelembaban, suhu, sensor suara, sensor gerak, sensor sentuh, sensor ultrasonic, sensor cahaya dan lain sebagainya.
 

AKTUATOR
        Aktuator adalah komponen yang merupakan hasil keluaran dari mikrokontroler.  Komponen-komponen yang termasuk dalam aktuator adalah LED, motor DC, Motor Servo, Motor Stepper, Lampu, Pemanas, Relay, Selenoid, electric valve, Pompa Air, dan sebagainya.

MODUL
        Modul adalah suatu rangkaian yang memiliki fungsi khusus, yang dapat dihubungkan dengan arduino untuk mendukung fungsi-fungsi tertentu sesuai dengan kebutuhan.  Contoh modul adalah : modul sd card, modul RTC, Modul kamera, Bluetooth, GPS, MP3 dan lain sebagainya. 

MEKANIK ROBOT
Mekanik Robot adalah komponen pendukung proyek robotic yang bisaberupa dudukan servo, tangan robot, roda gigi, dan sebagainya.   

SOAL ESAY
1. Sebuatkan jenis-jenis mikrokontroler yang pernah ada sebelum Arduino ?

2. Siapa dan tahun berapa pertama kali Arduino dibuat dalam bentuk board mikrokontroler dan digunakan dalam ruang kelas untuk pembelajaran ?

3. Sebutkan macam-macam board arduino yang saudara ketahui ?

4. Sebuatkan macam-macam shield arduino yang saudara ketahui ?

5. Apa saja perangkat I/O yang dapat digunakan sebagai pendukung dalam
aplikasi Arduino ?

6. Apa yang saudara ketahui tentang actuator, sebutkan contohnya ?