Bagaimana Mengkonfigurasi Resistor, Kapasitor dan Transistor di Sirkuit Elektronik

Pada postingan kali ini kami mencoba mengevaluasi cara konfigurasi atau penyambungan komponen elektronika seperti resistor, kapasitor dalam rangkaian elektronika melalui perhitungan yang benar.

Mohon baca posting saya sebelumnya tentang apa itu tegangan dan arus , untuk memahami fakta elektronik dasar yang dijelaskan di bawah ini dengan lebih efektif.

Apa itu Resistor

- Ini adalah komponen elektronik yang digunakan untuk menahan aliran elektron atau arus. Ini digunakan untuk melindungi komponen elektronik dengan membatasi aliran arus ketika tegangan meningkat. LED membutuhkan resistor secara seri untuk alasan yang sama sehingga dapat dioperasikan pada tegangan yang lebih tinggi dari nilai yang ditentukan. Komponen aktif lainnya seperti transistor, mosfets, triac, SCR juga menggabungkan resistor untuk alasan yang sama.

Apa itu Kapasitor

Ini adalah komponen elektronik yang menyimpan sejumlah muatan listrik atau hanya tegangan / arus yang diberikan, ketika kabelnya dihubungkan ke titik suplai yang relevan.Komponen tersebut pada dasarnya dinilai dengan beberapa unit, mikrofarad dan tegangan. 'Mikrofarad' menentukan jumlah arus yang dapat disimpan dan tegangan menentukan berapa banyak tegangan maksimum yang dapat diterapkan atau disimpan di dalamnya. Nilai tegangan sangat penting, jika melebihi penandaan, kapasitor akan meledak.

Kemampuan menyimpan komponen-komponen ini berarti bahwa energi yang tersimpan menjadi dapat digunakan, oleh karena itu digunakan sebagai filter di mana tegangan yang disimpan digunakan untuk mengisi ruang kosong atau tekanan tegangan pada suplai sumber, sehingga mengisi atau menghaluskan parit-parit pada saluran.

Energi yang tersimpan juga menjadi berlaku ketika dilepaskan secara perlahan melalui komponen pembatas seperti resistor. Di sini, waktu yang dikonsumsi kapasitor untuk mengisi penuh atau mengosongkan sepenuhnya menjadi ideal untuk aplikasi pengatur waktu, di mana nilai kapasitor menentukan rentang waktu unit. Oleh karena itu, ini digunakan dalam pengatur waktu, osilator, dll.

Fitur lainnya adalah, setelah kapasitor terisi penuh, ia menolak untuk melewatkan arus / tegangan lagi dan menghentikan aliran arus melintasi kabelnya, yang berarti arus yang diberikan melewati kabelnya hanya selama pengisian dan diblokir setelah pengisian. proses selesai.

Fitur ini dimanfaatkan untuk mengaktifkan peralihan komponen aktif tertentu untuk sementara waktu. Misalnya jika tegangan pemicu diterapkan ke basis transistor melalui kapasitor, itu akan diaktifkan hanya untuk fragmen waktu tertentu, sampai kapasitor terisi penuh, setelah itu transistor berhenti berjalan. Hal yang sama dapat disaksikan dengan LED ketika dinyalakan melalui kapasitor, ia menyala selama sepersekian detik dan kemudian mati.

Apa itu Transistor

Ini adalah komponen semikonduktor yang memiliki tiga kabel atau kaki. Kaki-kaki tersebut dapat dihubungkan sedemikian rupa sehingga satu kaki menjadi outlet umum untuk tegangan yang diterapkan ke dua kaki lainnya. Kaki yang umum disebut emitor, sedangkan dua kaki lainnya dinamai sebagai basis dan kolektor. Basis menerima pemicu switching dengan mengacu pada emitor dan ini memungkinkan tegangan dan arus yang relatif besar untuk diteruskan dari kolektor ke emitor.

Pengaturan ini membuatnya bekerja seperti sakelar. Oleh karena itu, beban apa pun yang terhubung pada pengumpul dapat DIAKTIFKAN atau MATI dengan potensi yang relatif kecil di dasar perangkat.

Tegangan diterapkan pada basis dan kolektor akhirnya mencapai tujuan bersama melalui emitor. Emitor dihubungkan ke ground untuk tipe NPN dan positif untuk transistor tipe PNP. NPN dan PNP saling melengkapi dan beroperasi persis dengan cara yang sama tetapi dengan menggunakan arah berlawanan atau polaritas dengan tegangan dan arus.

Apa itu Diode:

Silakan lihat artikel ini untuk info lengkapnya.

Apa itu SCR:

Ini dapat dibandingkan dengan transistor dan juga digunakan sebagai sakelar di sirkuit elektronik. Tiga kabel atau kaki ditentukan sebagai gerbang, anoda, dan katoda. Katoda adalah terminal umum yang menjadi jalur penerima untuk tegangan yang diterapkan di gerbang dan anoda perangkat. Gerbang adalah titik pemicu yang mengalihkan daya yang terhubung ke anoda melintasi kaki umum katoda.

Namun tidak seperti transistor, gerbang SCR membutuhkan jumlah tegangan dan arus yang lebih tinggi dan terlebih lagi perangkat dapat digunakan untuk mengalihkan AC secara eksklusif melintasi anoda dan katoda. Oleh karena itu, ini menjadi berguna untuk mengalihkan beban AC sebagai respons terhadap pemicu yang diterima di gerbangnya tetapi gerbang tersebut hanya memerlukan potensi DC murni untuk mengimplementasikan operasi.

Menerapkan komponen di atas dalam rangkaian praktis:

Bagaimana Konfigurasi Resistor, Kapasitor dan Transistor di Sirkuit Elektronik ......?

Menggunakan dan menerapkan komponen elektronik secara praktis di sirkuit elektronik adalah hal utama yang ingin dipelajari dan dikuasai oleh setiap penggemar elektronik. Meskipun lebih mudah diucapkan daripada dilakukan, beberapa contoh berikut akan membantu Anda memahami tentang bagaimana resistor, kapasitor, transistor dapat diatur untuk membangun rangkaian aplikasi tertentu:

Karena subjek bisa jadi terlalu besar dan bisa mengisi volume, kita hanya akan membahas rangkaian tunggal yang terdiri dari transistor, kapasitor, resistor dan LED.

Pada dasarnya, komponen aktif menempati posisi tengah dalam rangkaian elektronik, sedangkan komponen pasif berperan sebagai pendukung.

Misalkan kita ingin membuat sirkuit sensor hujan. Karena transistor adalah komponen aktif utama, harus mengambil panggung tengah. Jadi kami menempatkannya tepat di tengah skema.

Tiga ujung transistor terbuka dan membutuhkan pengaturan yang diperlukan melalui bagian pasif.

Seperti dijelaskan di atas, emitor adalah outlet umum. Karena kami menggunakan transistor jenis NPN, emitor harus pergi ke ground, jadi kami menghubungkannya ke ground atau rel suplai negatif dari rangkaian.

Basis adalah penginderaan utama atau input pemicu, jadi input ini perlu dihubungkan ke elemen sensor. Elemen sensor di sini adalah sepasang terminal logam.

Salah satu terminal dihubungkan ke suplai positif dan terminal lainnya harus dihubungkan ke basis transistor.

Sensor tersebut digunakan untuk mendeteksi keberadaan air hujan. Saat hujan dimulai, tetesan air menjembatani kedua terminal. Karena air memiliki resistansi rendah, tegangan positif mulai bocor ke terminalnya, ke basis transistor.

Tegangan bocor ini memberi makan basis transistor dan dalam perjalanannya mencapai tanah melalui emitor. Saat ini terjadi, sesuai dengan properti perangkat, ini membuka gerbang antara kolektor dan emitor.

Artinya sekarang jika kita menghubungkan sumber tegangan positif ke kolektor, maka akan langsung terhubung ke ground melalui emitornya.

Oleh karena itu kami menghubungkan kolektor transistor ke positif, namun kami melakukan ini melalui beban sehingga beban beroperasi dengan sakelar, dan itulah yang kami cari.

Mensimulasikan operasi di atas dengan cepat, kita melihat bahwa suplai positif bocor melalui terminal logam sensor, menyentuh alas dan melanjutkan jalurnya untuk akhirnya mencapai tanah menyelesaikan rangkaian dasar, namun operasi ini langsung menarik tegangan kolektor ke tanah. melalui emitor, menyalakan beban yang merupakan bel di sini. Bel berbunyi.

Pengaturan ini adalah pengaturan dasar, namun perlu banyak koreksi dan juga dapat dimodifikasi dengan berbagai cara.

Melihat skema kita menemukan bahwa rangkaian tidak termasuk resistor basis karena air itu sendiri bertindak sebagai resistor, tetapi apa yang terjadi jika terminal sensor secara tidak sengaja korsleting, seluruh arus akan dibuang ke basis transistor, menggorengnya segera.

Oleh karena itu untuk alasan keamanan kami menambahkan resistor ke basis transistor. Namun nilai resistor basis memutuskan berapa banyak arus pemicu yang dapat masuk melintasi pin basis / emitor, dan oleh karena itu pada gilirannya mempengaruhi arus kolektor. Sebaliknya, resistor basis harus sedemikian rupa sehingga memungkinkan arus yang cukup untuk ditarik dari kolektor ke emitor, sehingga memungkinkan peralihan sempurna dari beban kolektor.

Untuk perhitungan yang lebih mudah, sebagai aturan praktis, kita dapat mengasumsikan nilai resistor dasar menjadi 40 kali lebih banyak daripada resistansi beban kolektor.

Jadi, di sirkuit kami, dengan asumsi beban kolektor adalah buzzer, kami mengukur resistansi buzzer yang berjumlah 10K. 40 kali 10K berarti resistansi dasar harus berada di sekitar 400K, namun kami menemukan bahwa resistansi air sekitar 50K, jadi dengan mengurangi nilai ini dari 400K, kami mendapatkan 350K, itulah nilai resistor dasar yang perlu kita pilih.

Sekarang misalkan kita ingin menghubungkan LED ke sirkuit ini daripada bel. Kita tidak dapat menghubungkan LED langsung ke kolektor transistor karena LED juga rentan dan akan membutuhkan resistor pembatas arus jika tegangan operasi lebih tinggi dari tegangan maju yang ditentukan.

Oleh karena itu kami menghubungkan LED secara seri dengan resistor 1K di kolektor dan positif dari rangkaian di atas, menggantikan bel.

Sekarang resistor yang di seri dengan LED dapat dianggap sebagai resistansi beban kolektor.

Jadi sekarang tahanan basis seharusnya 40 kali lipat dari nilai ini, yaitu 40K, namun tahanan air itu sendiri 150K, berarti tahanan basis sudah terlalu tinggi, artinya ketika air hujan menjembatani sensor, transistor tidak akan bisa AKTIFKAN LED dengan terang, alih-alih akan menerangi dengan sangat redup.

Jadi bagaimana kita bisa mengatasi masalah ini?

Kita perlu membuat transistor lebih sensitif, jadi kita menghubungkan transistor lain untuk membantu transistor yang sudah ada dalam konfigurasi Darlington. Dengan pengaturan ini pasangan transistor menjadi sangat sensitif, setidaknya 25 kali lebih sensitif dari rangkaian sebelumnya.

Sensitivitas 25 kali lebih banyak artinya kita bisa memilih tahanan basa yang mungkin 25 + 40 = 65 sampai 75 kali tahanan kolektor kita dapatkan range maksimal sekitar 75 menjadi 10 = 750K, jadi ini bisa diambil sebagai nilai total alas penghambat.

Mengurangi ketahanan air 150K dari 750K kita mendapatkan 600K, jadi itulah nilai resistor dasar yang dapat kita pilih untuk konfigurasi saat ini. Ingat case resistor dapat bernilai berapa saja selama memenuhi dua kondisi: tidak memanaskan transistor dan membantu untuk mengalihkan beban kolektor dengan memuaskan. Itu dia.

Sekarang misalkan kita menambahkan kapasitor di dasar transistor dan tanah. Kapasitor, seperti dijelaskan di atas pada awalnya akan menyimpan beberapa arus ketika hujan dimulai melalui kebocoran di terminal sensor.

Sekarang setelah hujan berhenti, dan kebocoran jembatan sensor terputus, transistor masih terus membunyikan bel… bagaimana caranya? Tegangan yang disimpan di dalam kapasitor sekarang memberi makan basis transistor dan membuatnya tetap ON sampai habis di bawah tegangan switching basis. Ini menunjukkan bagaimana kapasitor dapat berfungsi dalam rangkaian elektronik.