Penyearah Gelombang Penuh

 

Pengertian Penyearah Gelombang Penuh

          Penyearah gelombang penuh (full wave rectifier) adalah sistem penyearah yang menyearahkan semua siklus gelombang sinus menggunakan dua blok dioda (satu blok dioda bisa berupa satu atau beberapa dioda yang diparalel) yang bekerja secara komplenen. Satu dioda bekerja pada fase siklus positif dan satu dioda bekerja pada fase siklus negatif yang telah dibalik. Oleh karena itu penyearah gelombang penuh identik dengan penggunaan transformator center tap (CT) yang memiliki dua buah output sinyal AC dengan fase berkebalikan.

           Rangkaian penyearah gelombang penuh menghasilkan tegangan DC dengan riak (ripple) yang lebih sedikit dibanding penyearah setengan gelombang. Hal ini karena gelombang yang dihasilkan lebih rapat yaitu hasil penggabungan dari siklus sinyal sinus positif dan siklus sinyal sinus negatif yang telah dibalik menjadi siklus positif. Jadi penyearah akan tetap mengeluarkan output pada periode gunung dan lembah dari sinyal sinus.

Prinsip Kerja Penyearah Gelombang Penuh

          Sebuah rangkaian penyearah gelombang penuh dibangun dari sebuah transformator CT dengan dua dioda penyearah. Fungsi transformator CT adalah menghasilkan dua buah sinyal sinus dengan fase yang berkebalikan. Satu lilitan menghasilkan fase yang sama dengan input dan satu lilitan yang lain menghasilkan fase yang berkebalikan dari sinyal input.

 

          Dengan dua sinyal AC yang saling berbeda fase ini maka kedua dioda yang masing-masing berfungsi sebagai penyearah setengah gelombang dapat bekerja secara bergantian. Satu dioda menyearahkan siklus positif dari lilitan atas dan satu dioda kemudian ganti menyearahkan siklus positif dari lilitan bawah yang merupakan balikan fasa dari siklus negatif sinyal input AC.

 

          Output dari penyearah gelombang penuh yang lebih rapat dari penyearah setengah gelombang menyebabkan riak (ripple) yang ada pada output tegangan DC menjadi lebih kecil. Akibatnya output dari penyearah gelombang penuh menjadi lebih halus dan lebih stabil dari penyearah setengah gelombang.
 

          Perhitungan tegangan DC pada penyearah gelombang penuh bisa dikatakan dua kali dari penyearah setengah gelombang. Hal ini karena semua siklus sinyal AC dikeluarkan. Jadi besarnya tegangan output dari penyearah gelombang penuh adalah 2 kali Vmax dibagi dengan π (pi). Dimana besarnya Vmax adalah tegangan puncak (V-peak) dari salah satu siklus sinyal AC. Atau sebesar 0.637Vmax. Dan jika dihitung dengan nilai RMS menjadi 0.637 kali √2 sama dengan 0.9Vrms.

 

Kelebihan Dan Kekurangan Penyearah Gelombang Penuh

          Kelebihan dari penyearah gelombang penuh jelas terlihat pada outputnya yang lebih halus, stabil dan efisien karena mengeluarkan semua siklus sinyal input AC. Penyearah gelombang penuh juga cocok untuk membuat power supply simetris dengan output tegangan positif, nol dan negatif yang banyak dipakai pada sistem power amplifier OCL.

           Kelemahan dari penyearah gelombang penuh sebenarnya hanya dari segi biaya saja. Jika dipakai untuk menghasilkan power supply tunggal (single-supply) terlihat lebih mahal karena harus menyediakan satu lilitan lagi pada transformator untuk membalik fase. Untuk itulah dibuat penyearah sistem jembatan (bridge rectifier) yang lebih efektif pada aplikasi power supply tunggal (single-supply).

Lebih jelas tentang penyearah sistem jembatan (bridge rectifier) insyaAllah akan ditulis pada artikel selanjutnya.

Sumber

Penyearah Setengah Gelombang

 

Pengertian Penyearah Setengah Gelombang

          Penyearah setengah gelombang (half wave rectifier) adalah sistem penyearah yang menggunakan satu blok dioda tunggal (bisa satu dioda atau banyak dioda yang diparalel) untuk mengubah tegangan dengan arus bolak-balik (AC) menjadi tegangan dengan arus searah (DC). sinyal. Prinsip kerja penyearah setengah gelombang memanfaatkan karakteristik dioda yang hanya bisa dilalui arus satu arah saja. Disebut penyearah setengah gelombang karena penyearah ini hanya melewatkan siklus positif dari sinyal AC.

           Rangkaian penyearah setengah gelombang banyak dipakai pada power supply dengan frekuensi tinggi seperti pada power supply SMPS dan keluaran transformator Flyback Televisi. Sistem penyearah setengah gelombang kurang baik diaplikasikan pada frekuensi rendah seperti jala-jala listrik rumah tangga dengan frekuensi 50Hz karena membuang satu siklus sinyal AC dan mempunyai riak (ripple) yang besar pada keluaran tegangan DC-nya sehingga membutuhkan kapasitor yang besar.

Prinsip kerja Penyearah Setengah Gelombang

          Contoh rangkaian penyearah setengah gelombang digambarkan pada ilustrasi gambar dibawah ini. Tegangan input dengan arus bolak-balik melewati satu dioda penyearah kemudian pada outputnya tampak melewatkan "gunung" dari sinyal sinus dan menghambat fase "lembah"-nya. Hal ini mengakibatkan keluaran dari penyearah setengah gelombang memiliki banyak riak (riple) dan membutuhkan kapasitor yang besar untuk meng-"halus"-kannya.

          Perhitungan tegangan DC keluaran dari penyearah setengah gelombang mengacu pada kondisi saat fasa on dan off pada gelombang output. Pada saat fase positif, dioda menghantar sehingga tegangan keluaran saat itu sama dengan Vmax dari sinyal input. Kemudian saat fase negatif, dioda tidak menghantar sehingga tegangan keluaran pada fase ini sama dengan nol.

         Berdasarkan kondisi diatas maka dapat dirumuskan bahwa besarnya tegangan output dari penyearah setengah gelombang adalah Vmax dibagi dengan π (pi). Dimana besarnya Vmax adalah tegangan puncak (V-peak) dari salah satu siklus sinyal AC. Atau sebesar 0.318Vmax. Dan jika dihitung dengan nilai RMS menjadi 0.318 kali √2 sama dengan 0.45Vrms.

Kelebihan dan Kekurangan Penyearah Setengah Gelombang

          Penyearah setengah gelombang memiliki kelebihan dari segi rangkaian yang sangat simpel dan sederhana. Karena menggunakan satu dioda maka biaya yang dibutuhkan untuk rangkain lebih murah.

           Kelemahan dari penyearah setengah gelombang adalah keluarannya memiliki riak (ripple) yang sangat besar sehingga tidak halus dan membutuhkan kapasitor besar pada aplikasi frekuensi rendah seperti listrik PLN 50Hz. Kelemahan ini tidak berlaku pada aplikasi power supply frekuensi tinggi seperti pada rangkaian SMPS yang mempunyai duty cycle diatas 90%.

           Kelemahan penyearah setengah gelombang lainnnya adalah kurang efisien karena hanya mengambil satu siklus sinyal saja. Artinya siklus yang lain tidak diambil alias dibuang. Ini mengakibatkan keluaran dari penyearah setengah gelombang memiliki daya yang lebih kecil

Sumber

Sensor Cahaya

Pengertian Sensor Cahaya

 

Sensor cahaya adalah komponen elektronika yang dapat memberikan perubahan besaran elektrik pada saat terjadi perubahan intensitas cahaya yang diterima oleh sensor cahaya tersebut. Sensor cahaya dalam kehidupan sehari-hari dapat kita temui pada penerima remote televisi dan pada lampu penerangan jalan otomatis.

Jenis-Jenis Sensor Cahaya

Dilihat dari perubahan output sensor cahaya maka sensor cahaya dapat dibedakan kedalam 2 tipe yaitu :

- Sensor cahaya tipe fotovoltaik

- Sensor cahaya tipe fotokonduktif

Kemudian apabila dilihat dari cahaya yang diterima sensor cahaya tersebut, maka sensor cahaya dapat dibagi dalam beberapa tipe sebagai berikut :

- Sensor cahaya infra merah

            - Sensor cahaya ultraviolet 

Sensor Cahaya Tipe Fotovoltaik

Sensor cahaya tipe fotovolataik adalah sensor cahaya yang dapat memberikan perubahan tegangan pada output sensor cahaya tersebut apabila sensor tersebut menerima intensitas cahaya. Salah satu contoh sensor cayaha tipe fotovoltaik adalah solar cell atau selsurya. 

Sensor cahaya tipe photovoltaic adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik. Sel solar silikon yang modern pada dasarnya adalah sambungan PN dengan lapisan P yang transparan. Jika ada cahaya pada lapisan transparan P akan menyebabkan gerakan elektron antara bagian P dan N, jadi menghasilkan tegangan DC yang kecil sekitar 0,5 volt per sel pada sinar matahari penuh. Berikut konstruksi dari sensor cahaya tipe fotovoltaik.

 

Sensor Cahaya Fotokonduktif

Sensor cahaya tipe fotokonduktif akan memberikan perubahan resistansi pada terminal outputnya sesuai dengan perubahan intensitas cahaya yang diterimanya. Sensor cahaya tipe fotovoltaik ini ada beberapa jenis diantaranya adalah :

            - LDR (Light Depending Resistor) 
            - Photo Transistor
            - Photo Dioda 



Sumber

Sensor LDR (Light Dependent Resistor)

 

Gambar LDR

Pengertian LDR (Light Dependent Resistor)

Pada gambar diatas adalah bentuk fisik dari LDR (Light Dependent Resistor) Light Dependent Resistor atau yang biasa disebut LDR yaitu jenis resistor yang nilainya berubah seiring intensitas cahaya yang diterima oleh komponen tersebut. Biasa digunakan sebagai detektor cahaya atau pengukur besaran konversi cahaya.Light Dependent Resistor, terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya.

Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil.Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik.Artinya pada saat cahaya redup LDR menjadi konduktor yang buruk, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup.Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang kecil pada saat cahaya terang.

Prinsip Kerja LDR

Pada sisi bagian atas LDR terdapat suatu garis atau jalur melengkung yang menyerupai bentuk kurva.Jalur tersebut terbuat dari bahan cadmium sulphida yang sangat sensitiv terhadap pengaruh dari cahaya.Jalur cadmium sulphida yang terdapat pada LDR.Jalur cadmium sulphida dibuat melengkung menyerupai kurva agar jalur tersebut dapat dibuat panjang dalam ruang (area) yang sempit.

Cadmium sulphida (CdS) merupakan bahan semi-konduktor yang memiliki gap energi antara elektron konduksi dan elektron valensi. Ketika cahaya mengenai cadmium sulphida, maka energi proton dari cahaya akan diserap sehingga terjadi perpindahan dari band valensi ke band konduksi. Akibat perpindahan elektron tersebut mengakibatkan hambatan dari cadmium sulphida berkurang dengan hubungan kebalikan dari intensitas cahaya yang mengenai LDR. 

Karakteristik LDR

Laju Recovery

Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahayatertentu kedalam suatu ruangan yang gelap sekali, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga dikegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu.

Harga ini ditulis dalam K Ω /detik. untuk LDR type arus harganya lebih besar dari 200 K Ω /detik (selama 20 menitpertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arahsebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktukurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.

Respon Spektral

LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja, emas, dan perak.Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar yang baik.

Sensor ini sebagai pengindera yang merupakan eleman yang pertama-tama menerima energi dari media untuk memberi keluaran berupa perubahan energi.Sensor terdiri berbagai macam jenis serta media yang digunakan untuk melakukan perubahan. Media yang digunakan misalnya: panas, cahaya, air, angin, tekanan, dan lain sebagainya. Sedangkan pada rangkaian ini menggunakan sensor LDR yang menggunakan intensitas cahaya, selain LDR dioda foto juga menggunakan intensitas cahaya atau yang peka terhadap cahaya (photo conductive cell).

Pada rangkaian elektronika, sensor harus dapat mengubah bentuk – bentuk energi cahaya ke energi listrik, sinyal listrik ini harus sebanding dengan besar energi sumbernya.

 

 Gambar Karakteristik LDR

Pada gambar karakteristik diatas dapat dilihat bila cahaya mengenai sensor maka harga tahanan akan berkurang. Perubahan yang dihasilkan ini tergantung dari bahan yang digunakan serta dari cahaya yang mengenainya.

Sumber