INDUKTANSI
Induktansi merupakan sifat sebuah rangkaian listrik atau komponen yang menyebabkan timbulnya ggl di dalam rangkaian sebagai akibat perubahan arus yang melewati rangkaian (self inductance) atau akibat perubahan arus yang melewati rangkaian tetangga yang dihubungkan secara magnetis (induktansi bersama atau mutual inductance). Pada kedua keadaan tersebut, perubahan arus berarti ada perubahan medan magnetik, yang kemudian menghasilkan ggl.
Apabila sebuah kumparan dialiri arus, di dalam kumparan tersebut akan timbul medan magnetik. Selanjutnya, apabila arus yang mengalir besarnya berubahubah terhadap waktu akan menghasilkan fluks magnetik yang berubah terhadap waktu. Perubahan fluks magnetik ini dapat menginduksi rangkaian itu sendiri, sehingga di dalamnya timbul ggl induksi. Ggl induktansi yang diakibatkan oleh perubahan fluks magnetik sendiri dinamakan ggl indukansi diri
Induktansi Diri (GGL Induksi Pada Kumparan)
Apabila arus berubah melewati suatu kumparan atau solenoida, terjadi perubahan fluks magnetik di dalam kumparan yang akan menginduksi ggl pada arah yang berlawanan. Ggl terinduksi ini berlawanan arah dengan perubahan fluks. Jika arus yang melalui kumparan meningkat, kenaikan fluks magnet akan menginduksi ggl dengan arah arus yang berlawanan dan cenderung untuk memperlambat kenaikan arus tersebut. Dapat disimpulkan bahwa ggl induksi ε sebanding dengan laju perubahan arus yang dirumuskan :
dengan I merupakan arus sesaat, dan tanda negatif menunjukkan bahwa ggl yang dihasilkan berlawanan dengan perubahan arus. Konstanta kesebandingan L disebut induktansi diri atau induktansi kumparan , yang memiliki satuan henry (H), yang didefinisikan sebagai satuan untuk menyatakan besarnya induktansisuatu rangkaian tertutup yang menghasilkan ggl satu volt bila arus listrik di dalam rangkaian berubah secara seragam dengan laju satu ampere per detik.
Induksi Diri Pada Selenoida Dan Toroida
Solenoida merupakan kumparan kawat yang terlilit pada suatu pembentuk silinder. Pada kumparan ini panjang pembentuk melebihi garis tengahnya. Bila arus dilewatkan melalui kumparan, suatu medan magnetik akan dihasilkan di dalam kumparan sejajar dengan sumbu. Sementara itu, toroida adalah solenoida yang dilengkungkan sehingga sumbunya menjadi berbentuk lingkaran. Sebuah kumparan yang memiliki induktansi L yang signifikan disebut induktor. Induktansi diri L sebuah solenoida dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan dibawah. Medan magnet di dalam solenoida adalah :
dengan:
L = Induktansi Diri solenoida atau toroida ( H)
μ0 = permeabilitas udara (4 π × 10-7 Wb/Am)
N = jumlah lilitan
l = panjang solenoida atau toroida (m)
A = luas penampang (m2)
Energi Yang Tersimpan Dalam Induktor
Energi yang tersimpan dalam induktor (kumparan) tersimpan dalam bentuk medan magnetik. Energi U yang tersimpan di dalam sebuah induktansi L yang dilewati arus I, adalah :
Energi pada induktor tersebut tersimpan dalam medan magnetiknya. Berdasarkan persamaan induktansi diri selenoida atau toroida, bahwa besar induktansi solenoida setara dengan :
dan medan magnet di dalam solenoida berhubungan dengan kuat arus I dengan B :
Apabila energi pada persamaan diatas tersimpan dalam suatu volume yang dibatasi oleh lilitan Al, maka besar energi per satuan volume atau yang disebut kerapatan energi, adalah :
Induktansi Bersama
Apabila dua kumparan saling berdekatan, seperti pada gambar diatas, maka sebuah arus tetap I di dalam sebuah kumparan akan menghasilkan sebuah fluks magnetik Φ yang mengitari kumparan lainnya, dan menginduksi ggl pada kumparan tersebut. Menurut Hukum Faraday, besar ggl ε2 yang diinduksi ke kumparan tersebut berbanding lurus dengan laju perubahan fluks yang melewatinya. Karena fluks berbanding lurus dengan kumparan 1, maka ε2 harus sebanding dengan laju perubahan arus pada kumparan 1, dapat dinyatakan :
Dengan M adalah konstanta pembanding yang disebut induktansi bersama . Nilai M tergantung pada ukuran kumparan, jumlah lilitan, dan jarak pisahnya. Induktansi bersama mempunyai satuan henry (H), untuk mengenang fisikawan asal AS, Joseph Henry (1797 – 1878). Pada situasi yang berbeda, jika perubahan arus kumparan 2 menginduksi ggl pada kumparan 1, maka konstanta pembanding akan bernilai sama, yaitu :
Induktansi bersama diterapkan dalam transformator, dengan memaksimalkan hubungan antara kumparan primer dan sekunder sehingga hampir seluruh garis fluks melewati kedua kumparan tersebut. Alat pemacu jantung, untuk menjaga kestabilan aliran darah pada jantung pasien merupakan salah satu contoh alat yang menerapkan induktansi bersama
TUNER / PENALA
Tuner, atau Penala berfungsi untuk memilih kanal / stasiun dengan cara merubah gelombang radio yang diterima antena menjadi signal IF (Intermediate Frequency). Didalam Tuner terdapat 3 rangkaian utama, yaitu : (1) Penguat frekuensi tinggi / Penguat RF (RF Amplifier), (2) Pencampur (Mixer) dan (3) Osilator lokal (Local Oscillator).
Penguat Frekuensi Radio (Penguat RF)
Penguat frekuensi tinggi, seperti namanya, berguna untuk menguatkan sinyal frekuensi radio yang diterima oleh antena. Penguat RF ini harus memiliki karakteristik penguatan yang merata pada seluruh bidang frekuensi dan memiliki perbedaan penguatan antar kanal yang sekecil mungkin. Karena rasio S/N (perbandingan sinyal terhadap noise) ditentukan oleh penguat RF ini, maka penguat RF harus memiliki penguatan (gain) yang cukup besar, tetapi juga harus tetap menghasilkan distorsi yang kecil jika ternyata gelombang yang diterima sudah cukup besar, untuk itulah maka ditambahkan rangkaian kontrol penguatan otomatis (AGC / Automatic Gain Control) yang diumpan-balik kan pada rangkaian RF ini.
Pencampur (Mixer)
Fungsi mixer adalah mencampur gelombang radio yang diterima antena yang telah dikuatkan oleh Penguat RF dengan keluaran osilator lokal sehingga diperoleh signal IF (intermediate frequency) yang merupakan selisih dari kedua frekuensi yang dicampur tersebut. Frekuensi pembawa sinyal yang dikeluarkan rangkaian mixer ini adalah dibuat tetap sebesar 38,9 Mhz yang merupakan frekuensi pembawa gambar yang didalamnya juga terdapat sinyal singkronisasi dan frekuensi sebesar 33,4 Mhz yang merupakan frekuensi pembawa suara.
Osilator Lokal (Local Oscillator)
Fungsi osilator lokal adalah membangkitkan frekuensi yang nantinya dicampur dengan frekuensi yang diterima antena sehingga didapat frekuensi IF, frekuensi osilator lokal dapat diubah-ubah sesuai dengan kanal / saluran yang dipilih.Osilator lokal harus sangat stabil, karena jika osilator lokal mudah tergeser maka gambar dan suara tidak dapat direproduksi dengan sempurna. Untuk mendapatkan ke-stabilan ini maka ditambahkan rangkaian kontrol AFT (Automatic Frequency Tuning) atau AFC (Automatic Frequency Control) yang berguna untuk mendeteksi penggeseran frekuensi pembawa sinya IF gambar yang kemudian di umpan-balikkan ke osilator lokal, sehingga osilator lokal di-stabilkan oleh tegangan umpan-balik tersebut (tegangan AFT / AFC).
BLOK 1 TUNER
Fungsi utama tuner adalah untuk menala frekuensi radio kemudian frekuensi yang tertala tersebut diubah menjadi frekuensi baru yang dinamakan frekuensi IF. Frekuensi IF ini yang berisi informasi-informasi/data-data yang dibawa oleh carier/frekuensi radio yang dipancarkan yang nantinya diproses dan diurai menjadi informasi-informasi yang terpisah (mudahnya, jika pada TV yaitu sinyal video dan sinyal audio).
Metode untuk menghasilkan IF umumnya menggunakan metode mixing (pecampuran/heterodyning) dengan osilator lokal, selisih pengurangan atau penjumlahan antara frekuensi lokal dengan frekuensi yang ditala tersebut dinamakan intermediate frequency (IF) yang umumnya besarnya jauh sekali di bawah dari 2 frekuensi yang dicampur tersebut.
Besarnya frekuensi IF yang dihasilkan tuner sangat bervariasi, paling sering dijumpai sekitar 38,9MHz (TDQ-38), kadang ada juga yang 44MHz. Frekuensi IF inilah yang akan diproses/didekoder oleh rangkaian IF hingga akhirnya dihasilkan gambar, suara atau informasi-informasi lain misalnya data teletext, multiplex/nicam dan lain-lain.
Skema/diagram Blok Dasar Tuner 1 Band
Di atas adalah diagram blok tuner 1 band dan tidak jauh berbeda untuk band yang lain. Sinyal RF diterima oleh antena kemudian ditala/dipilih oleh rangkaian tala pada penguat RF pertama kemudian dimasukan ke rangkaian mixer, mixer ini berfungsi untuk mencampur frekuensi yang telah terpilih dan dikuatkan oleh penguat RF pertama dengan frekuensi lokal yang tertala juga. Dari proses mixing tersebut, dihasilkan beberapa frekuensi baru yang salah satunya dikuatkan dan difilter untuk menghasilkan frekuensi IF. Karena frekuensi IF yang dihasilkan harus dipertahankan pada frekuensi tertentu, maka semua rangkaian tala harus dalam posisi yang selaras, artinya, jika rangkaian tala/pemilih digeser naik 1MHz, osilator juga digeser naik 1MHz juga, keduanya secara bersamaan.
Rangkaian tala umumnya terdiri dari induktor dan kapasitor yang tersusun secara paralel (membentuk band pass filter atau perangkap gelombang). Pada umumnya, rangkaian tala pada osilator lokal juga mempunyai bentuk yang sama pula. Sedangkan metode-metode penggeseran/pemilihan frekuensi dengan menggeser nilai capasitor dalam rangkaian resonansinya, dapat menggunakan varco atau menggunakan dioda varaktor. Dioda varaktor ini bekerja mirip dengan kapasitor trimmer, tetapi dengan kontrol tegangan. Semakin tinggi tegangan yang masuk, semakin rendah nilai kapasitansi varactor, semakin rendah nilai kapasitor, semakin tinggi frekuensi yang tertala atau yang dihasilkan oleh osilator lokal.
Jenis-jenis Tuner
Banyak sekali jenis tuner TV, tetapi Penulis di sini hanya mengulas 3 jenis tuner saja yang Penulis kelompokkan dari metode penggeseran frekuensi dan yang sering ditemui.
Tuner Biasa/manual, tuner ini dapat ditemukan pada TV-TV model lama yang manual, metode penggeserannya menggunakan varco yang dilengkapi dengan knop. Umumnya terdiri dari 1 band saja untuk satu modul tuner.
Tuner VT, metode penggeserannya sudah menggunakan tegangan sebagai kontrolnya, reactor aktifnya menggunakan dioda varactor (variable reactor). Ciri utamanya, masih menggunakan pin/kaki yang berfungsi sebagai masukan tegangan kontrol frekuensi yang dinamakan kaki VT (voltage tune). Besar tegangan VT dalam rentang 0 s/d 30an volt. Pada model TV lama, tegangan VT ini dihasilkan oleh potensio/trimpot pemilih channel/gelombang. Sedangkan pada model yang lebih baru, sudah menggunakan IC program untuk mengontrolnya.
Tuner PLL. Secara internal, metode penggeseran sama dengan tuner VT, perbedaannya, di dalam tuner tersebut sudah dilengkapi rangkaian PLL. Karena yang digunakan adalah PLL/synthesizer, maka cara penggeserannya cukup dengan data yang dikirimkan oleh IC program ke prosesor PLL dalam tuner tersebut. Umumnya menggunakan bus data berjenis I2C, karena bus data jenis ini sudah lazim dipakai pada desain perangkat televisi. Ciri utama tuner ini adalah adanya kaki/pin SDA dan SCL, dan juga pin untuk sumber tegangan VT tetap.
Tabel Fungsi Pin / Kaki Pada Tuner
Beberapa Model / Type Tuner yang sering digunakan Televisi
113-118, 113-198A, 113-198C , 113-202 , 113-202A , 113-202B , 113-202C , 113-202K , 113-202N , 113-202P , 113-202T , 113-241 , 113-241A , 113-241C , 113-244Z , 115-V-0125AQ , 1-464-756-11 , 1-464-756-21 , 1-465-371-11 , 1-465-371-12 , 1AV4F1BAM0010 , 1AV4F1BAM0140 , 1AV4F1BAM0160 , 1AV4F1BAM0161 , 1AV4F1BAM0190 , 1AV4F1BAM0210 , 1AV4F1BAM0211 , 1AV4F1BAM0213 , 1AV4F1BAM0242 , 1AV4F1BAM0243 , 1AV4F1BAM0244 , 1AV4F1BAM0246 , 1AV4F1BAM0270 , 1AV4F1BAM0280 , 6700PFPL05A , 6700VNF004E , 6700VNF004H , 6700VNF009V , 6700VNF010B , 6700VNF010C , 6700VNF010D , 6700VPF003B , 6700VPF003D , 6700VPF005D , 6700VPF009D , 6700VPF009L , 6700VPF009V , 6700VPF009Z , 6700VPV002A , 6700VPV002A , 8-598-039-01 , 8-598-039-02 , 8-598-047-00 , 8-598-047-01 , 8-598-047-20 , 8-598-047-40 , 8-598-047-41 , 8-598-254-00 , 8-598-254-10 , 8-598-254-20 , 8-598-254-50 , 8-598-269-00 , 8-598-339-00 , 8-598-339-00 , 8-598-339-10 , 8-598-339-10 , 8-598-339-20 , 8-598-339-20 , 8-598-339-30 , 8-598-339-30 , 8-598-340-00 , 8-598-340-10 , 8-598-340-20 , 8-598-341-00 , 8-598-426-00 , BTF-WA401 , CHR7C707B , DCF8719 , DCF8724 , DT5-BF18D , DT5-NF20D , DT5-NF20F , DT9-NF07D , DT9-NF10D , DT9-NF10F , DT9-NF20D , EC926X2 , EC931X3 , EL463 , EL811 , EL811LX1 , EL813 , EL921 , EL921L2 , ELA11L1 , ENV56878G2 , ENV56897G3 , ENV-568B2G3 , ENV568D4G3 , ENV568D4G3 , ENV568H3G3 , ENV568L1G3 , ENV568L1G3 , ENV568N0G3 , ENV56D01G3 , ENV56D02G3 , ENV56D15G3 , ENV56D18G3 , ENV56D20G3 , ENV56D35G3 , ENV56D44G3 , ENV56D71G3 , ENV59D06G3 , ENV59D36F2 , ENV59D58G3 , ENV59D58G3 , ENV59D68F1 , ENV59D82G3 , ENV59D99G3 , ENV59DL4G3 , ET-3D1-EW , EWT-5V3K2-E01W , FI1216 , FI1246 , FI1256 , KS-H-104EA , LED PLUG , MTM-4045 , MTP-MM-4015 , QAU0168-002 , SKW-142 , SKW-151 , ST5HD84 , ST5HD970 , ST5HZ64 , ST5UF51 , ST5UF770 , ST5UF78S , ST5UF83A , ST5UZ68 , ST6HD64 , ST6UF66 , ST6UF78 , TCMU30111PTT , TCPN4782PA16A , TDF-3M3S , TDQ-38 , TDQ-3-CATV , TECC0949PG35A , TECC0949PL35A , TECC0949VG28A , TECC0949VG28A , TECC0949VG28B , TECC0949VG29A , TECC0949VG29B , TECC0949VG33A , TECC0949VG33B , TECC0985VD28A , TECC1040PG26B , TECC1040PG26B , TECC1040PG26C , TECC1040PG26E , TECC1040PG30M , TECC1040PG31A , TECC1040PG32A , TECC1040PG32T , TECC1040PG36A , TECC1070PG21B , TECC1070PG26A , TECC1070PG26B , TECC1070PG31A , TECC1070PG32A , TECC1070PK22A , TECC1080PK21B , TECC1080PK25A , TECC1080PK25B , TECC1880PA08A , TECC1880PA08C , TECC1880PA08C , TECC1880PA09A , TECC1880PA09C , TECC1880PA21A , TECC1880PA21B , TECC1880PA21D , TECC1880PA21K , TECC1880PK21B , TECC1880PK25A , TECC1880PK25B , TECC1880PK25D , TECC1970PG26A , TECC1980PA21A , TECC1980PK25A , TECC1980PK25D , TECC1980VA15A , TECC2949PG28A , TECC2949PG28B , TECC2949VG28A , TECC2989VA14B , TECC2989VA15A , TECC2989VA15B , TECC2989VA24A , TECC2989VD28A , TECC2989VD28B , TELH9-226C , TELH9-313A , TELH9-930A , TEMIC 3400 , TEMIC 3402 , TEMIC 5000 , TEMIC 5002PH5 , TU8NSM01F , TUNER 2900 , TUNER EC411 , TUP1105 , TUSH8-C90B , TUSH8-C90E , TUSH8C90F , TUSH8-C90H , TVCH-3103B , TVSH6UZFF , UV1315 , UV1316 , UV1355 , UV915 , UV916 , UV917 , VTSA7UK50 , VTSH6JF65 , VTSH6UF65 , VTSH6UF78 , VTSH6UZ60 , VTSH6UZ61-P , VTSH6UZ62P , VTSH6UZ64 , VTSH6UZ78 , VTSH6UZFC , VTSH7UF56 , VTSH7USZFD , VTSH7USZFD1 , VTSH7UZ50 , VTSH7UZ50 , VTSH7UZ51 , VTSH7UZ59 , VTSH7UZ64 , VTSH7UZ64 , VTSH7UZ68 , VTSH7UZ73 , VTSH7UZFD1 , VTSR7UD52 , VTSR7UF56 , VTSR7UF67A , VTSR7UZ50 , VTSS6USEFH , VTSS6USZF , VTSS6USZF , VTSS6USZF7 , VTSS6USZFE , VTSS7USZF1 , VTSS7USZFC , VTSS7UZF1, Dll
Kesalahan yang sering ditemui pada Tuner
Dibawah ini adalah gejala yang sering ditemui pada televisi yang dapat menunjukkan bahwa tuner kemungkinan dalam kondisi rusak, tetapi gejala-gejala tersebut harus dibarengi dengan proses pengukuran tegangan masukan pada kaki-kaki tuner dan sinyal masukan dari antena. Jika hasil pengukuran tegangan masukan dan sinyal masukan dari antena dalam kondisi normal, tetapi tetap muncul gejala-gejala seperti yang ditunjukkan pada tabel dibawah ini, maka blok tuner bisa dipastikan dalam kondisi rusak.
Gejala
Hasil Pengukuran
Kemungkinan Kerusakan pada
Penerimaan sinyal lemah (noise)
Tegangan AGC normal, Sinyal antena kuat
Penguat RF
Tidak dapat menerima siaran sama sekali
Tegangan VT, AGC, pemilih band normal
Penguat RF, Mixer, Osilator lokal
Tidak dapat menerima siaran pada salah satu band
Tegangan pemilih band normal
Osilator lokal
Frekuensi bergeser
Tegangan VT normal, AFT normal
Osilator lokal
Sebelum melakukan penggantian blok tuner, coba lakukan penyolderan ulang pada setiap solderan komponen dalam tuner yang kemungkinan solderannya terjadi keretakan setelah lama digunakan, sebab sering kali tuner kembali normal setelah dilakukan penyolderan ulang, solderan yang mengalami keretakan disebabkan oleh suhu dalam tuner yang meningkat saat tuner bekerja, suhu yang tinggi tersebut menyebabkan timah solder meleleh, sehingga solderannya menjadi retak.
TRASFORMATOR
Transformator atau disebut trafo adalah komponen berupa susunan lilitan-lilitan tembaga. Fungsinya untuk memindahkan tenaga listrik primer ke sekunder melalui induksi elektromagnetik. Teknologi elektronik yang berkembang demikian pesat menciptakan jenis trafo yang beragam, mengingat komponen yang satu ini perannya sangat penting untuk proses pembuatan project elektronika. Sebut saja komputer, televisi, radio, dan puluhan perangkat elektronik lainnya semua menggunakan trafo.
Pada prinsipnya semua perangkat elektronik menggunakan tegangan dengan catu daya rendah. Oleh sebab itu trafo sangat dibutuhkan untuk pengganti baterai. Fungsinya untuk menurunkan tegangan jala-jala PLN dari 220V menjadi 12V, 9V, 6V, dan lainnya sesuai jenis trafo dan fungsinya.
Jenis Trafo pada Rangkaian Elektronika
Dilihat adi jenis trafo dan fungsinya, jenis trafo yang jamak digunakan pada rangkaian elektronika dibagi menjadi 2 jenis yaitu Trafo Step-Up dan Trafo Step-Down.
Trafo Step-Up
Secara fungsi Trafo Step-Up adalah trafo distribusi untuk menaikkan tegangan AC atau arus bolak-balik. Dengan sendirinya trafo ini disebut juga trafo penaik tegangan. Dilihat dari jumlah lilitannya, trafo ini memiliki kumparan lilitan sekunder lebih banyak dibanding kumparan lilitan primer. Umumnya Trafo Step-Up sering kita lihat pada jaringan pembangkit listrik. Pada perangkat elektronika, jenis Trafo Step-Up banyak digunakan pada pesawat televisi, rangkaian inverter, atau rangkaian-rangkaian yang membutuhkan tenaga listrik tegangan tinggi.
Trafo Step-Down
Seacar fungsi Trafo Step-Down adalah kebalikan dari Trafo Step-Up. Trafo Step-Down umumnya digunakan untuk menurunkan tegangan AC atau arus bolak-balik. Dengan sendirinya jenis trafo ini disebut juga trafo penurun tegangan. Karena merupakan kebalikan dari Trafo Step-Ip maka jumlah kumparan lilitan sekunder lebih sedikit dibanding jumlah kumparan lilitan primer. Jenis trafo ini biasanya digunakan pada perangkat elektronik khususnya yang membutuhkan teganngan catu rendah.
Jenis Trafo Berdasarkan Kegunaan
Jika ditinjau dari kegunaannya, trafo dibagi menjadi 3 jenis utama yaitu Trafo Frekuensi Rendah, Trafo Frekuensi Menengah, dan Trafo Frekuensi Tinggi
Trafo Frekuensi Rendah
Trafo frekuensi rendah bekerja pada frekuensi audio (20Hz-20KHz) atau frekuensi diatasnya yang masih termasuk frekuensi rendah. Ciri khas trafo yang bekerja pada frekuensi rendah umumnya menggunakan inti besi yang lunak, khususnya pada range frekuensi audio. Contoh trafo frekuensi rendah yaitu Trafo Adaptor dan Trafo Output/Input.
Trafo Frekuensi Menengah
Karena termasuk trafo frekuensi menengah maka jenis trafo ini disebut dengan Trafo IF (Intermediate Frequncy), dan sesuai namanya trafo ini hanya bekerja pada frekuensi menengah. Umumnya trafo jenis ini digunakan untuk radio sebagai penerima frekuensi AM/FM. Di dalam trafo ini sudah terdapat lilitan baik primer maupun sekunder yang dirangkai dan di-paralel dengan kapasitor khusus guna keperluan frekuensi menengah untuk menciptakan rangkaian resonansi L-C.
Frekuensi pada trafo ini sudah ter-standarisasi frekuensi menengah yaitu 455KHz untuk keperluan Amplitudo Modulation (AM). Sedangkan untuk keprerluan Frequency Modulation(FM) juga sudah terstandarisasi frekuensi menengah yaitu 10,7MHz.
Trafo Frekuensi Tinggi
Sesuai namanya trafo ini bekerja pada fekuensi tinggi. Trafo frekuensi tinggi banyak digunakan untuk kebutuhan pembangkitan frekuensi (osilator), Flyback (rangkaian televisi tabung), atau lilitan resonansi. Trafo frekuensi tinggi yang digunakan untuk osilator lebih populer dengan sebutan spul osilator. Sedangkan lilitan osilator yang sering digunakan biasanya osilator Hartley dan Coolpits.
Komentar
Posting Komentar