Mengintip Jembatan Wheatstone

Dalam pengukuran listrik, terdapat istilah rangkaian jembatan. Namun, ini tentu bukan jembatan penyebrangan atau penghubung antar tepi sungai agar dapat dilewati oleh orang atau kendaraan. Jembatan di sini adalah rangkaian yang digunakan dalam pengukuran listrik.

Rangkaian jembatan umumnya digunakan untuk membandingkan nilai komponen yang tidak diketahui dengan komponen yang nilainya telah diketahui dengan tepat. Pembandingan ini didasarkan dengan penunjukan nol kesetimbangan rangkaian jembatan. Hal ini dapat menghasilkan pengukuran yang cukup teliti. Pada dasarnya ini tidak bergantung pada karakteristik detektor nol. Ketelitian pengukuran langsung sesuai dengan ketelitian masing-masing komponen jembatan.

Jembatan Wheatstone
Jembatan Wheatstone merupakan salah satu rangkaian jembatan yang umunya digunakan pada pengukuran presisi tahanan dengan nilai sekitar 1 Ω sampai rangkuman mega ohm. Jembatan initerdiri dari empat lengan resistif beserta sumber (batere) dan sebuah detektor nol yang biasanya menggunakan galvanometer atau pengukur arus lainnya yang sensitif.

Rangkaian Jembatan Wheatstone
Berdasarkan gambar rangkaian di samping, R1 dan R2 merupakan hambatan yang nilainya telah diketahui. Kedua tahanan ini disebut sebagai lengan-lengan pembanding. Tahanan R3 adalah lengan dengan nilai tahanan yang diubah-ubah hingga mencapai kesetimbangan (lengan standar). Arus yang melalui galvanometer bergantung pada beda potensial antara C dan D. Jembatan dalam keadaan setimbang jika beda potensial pada galvanometer adalah nol, atau tidak ada arus yang melaluinya. Ini terjadi jika tegangan C ke A sama dengan tegangan D ke A. Bisa juga tegangan C ke B sama dengan tegangan D ke B.

Persamaan Jembatan Wheatstone
Jembatan wheatstone dapat digunakan untuk mengukur hambatan listrik. Sesuai Hukum Newton, hambatan merupakan hasil bagi antara tegangan dengan arus (R=V/I). Jembatan wheatstone tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemeter, cukup satu Galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian. Untuk perhitungan atau persamaannya, jika galvanometer dalam keadaan nol, maka:

I₁ R₁ = I₂ R₂
I₁ = I₃ = E/(R₁+R₃)
I₂ = I₄ = E/(R₂+R₄)
Jika digabungkan:
R₁/(R₁+R₃) = R₂/(R₂+R₄) atau R₁ R₄ = R₂ R₃
R₄ merupakan hambatan yang tidak diketahui. Kita dapat menggantinya dengan R_x, sehingga:
R_x = R₃ R₂/R₁



David, William. 1985. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran Edisi ke-2 (Terjemahan). Jakarta: Erlangga
dan berbagai sumber

Sensor Gaya, Torsi, dan Beban

Tulisan kali ini berasal dari salah satu tugas salah satu mata kuliah yang saya ambil. Sebenarnya hingga saat ini (membuat posting) masih belum menguasai dengan materi ini. Melihat barang-barangnya secara langsung pun juga belum pernah (hehe). Namun tidak ada salahnya jika sedikit berbagi sekaligus menulis kembali agar tidak lupa (lha, curhat).

Tidak usah berbasa-basi lagi. Sebelumnya, kita perlu tahu apa itu tranduser dan sensor. Tranduser adalah suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke energi yang lain. Sedangkan sensor merupakan jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik.

Gaya
Di dalam ilmu fisika, gaya atau kakas adalah apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami percepatan ^[1]. Gaya didapat dari perkalian massa suatu benda dengan percepatannya (F = m•a). Satuan SI untuk gaya adalah Newton (N). Transduser gaya bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja.

Torsi
Torsi umumnya disebut momen gaya atau yang juga dipengaruhi momen inersia/kelembaman. Torsi merupakan hasil perkalian antara gaya dengan lengan atau vektor yang dinyatakan dengan satuan "N•m" (T = F•r).

Beban
Sensor beban (Load cells) adalah tranduser elektromekanis yang menerjemahkan gaya atau berat badan menjadi tegangan.

Jenis-jenis Sensor yang Digunakan

• Material piezoelektrik adalah material yang dapat merubah energi mekanik menjadi energi listrik (direct piezoelectric) atau dari energi listrik menjadi energi mekanik (inverse piezoelectric).
• Polyvinylidene Flouride (PVDF) merupakan salah satu jenis smart material berbasis polimer yang memiliki kemampuan dalam piezoelektrik. Selain memiliki kemampuan dalam piezoelektrik, PVDF juga memiliki kemampuan pyroelektrik, yaitu kemampuan suatu material untuk merubah energi termal berupa foton thermal infrared menjadi energi listrik yang berupa perubahan muatan.
• Strain gage adalah transduser pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Untuk mengatur keluaran alat ini yang berupa hambatan dapat menggunakan jembatan wheatstone. Dengan begitu keluaran tadi dapat berupa tegangan.
• Sensor flexiforce^® merupakan sebuah sensor gaya (force) atau beban (load), sensor ini berbentuk printed circuit yang sangat tipis dan fleksibel.

Strain Gage

• Berfungsi untuk mengubah gaya, beban, torsi dan regangan menjadi resistansi/hambatan.
• Sensor ini terbuat dari kawat tahanan tipis berdiameter sekitar 1 mm. Kawat tahanan yang biasa digunakan adalah campuran dari bahan konstantan (60 % Cu dan 40 % Ni).
• Kawat tahanan ini dilekatkan pada papan penyangga.

Salah satu bentuk strain gage (sumber: m-edukasi.net)

http://id.wikipedia.org/wiki/
http://m-edukasi.net/online/2008/jenissensor/sensor%20gaya%20dan%20fungsinya.html

Thyristor: SCR, TRIAC, dan DIAC

Thyristor berasal dari bahasa yunani, “pintu”. Diambil dari kata ini kemungkinan karena sifatnya yang mirip dengan pintu. Thyristor terbuat dari semikonduktor silikon. Namun ini berbeda dengan transistor bipolar dan MOS karena P-N junction-nya lebih kompleks. Di samping itu, fungsinya lebih digunakan sebagai saklar (switch) daripada sebagai penguat arus atau tegangan.

Thyristor mempunyai struktur dasar empat layer PNPN. Jika dipilah, struktur ini terdiri dari junction PNP dan NPN yang disambung. Dengan kata lain, komponen ini terdiri dari dua transistor, PNP dan NPN yang saling dihubungkan pada kolektor dan basisnya.

Struktur, susunan, dan rangkaian ekuivalen thyristor

Seperti yang kita ketahui bahwa I_C = ß. I_B, arus kolektor merupakan penguatan dari arus basis. Misal, arus sebesar I_B yang mengalir pada basis transistor Q₂, maka akan ada arus I_B yang mengalir pada kolektor Q₂. Arus kolektor ini merupakan arus basis I_B pada transistor Q₁, sehingga akan muncul penguatan pada arus kolektor transistor Q1. Arus kolektor transistor Q₁ tidak lain adalah arus base bagi transistor Q₂. Demikian seterusnya sehingga makin lama sambungan PN dari thyristor ini di bagian tengah akan mengecil dan hilang yang tertinggal hanyalah lapisan P dan N di bagian luar. Dalam keadaan ini, struktur ini merupakan struktur dioda PN (anoda-katoda) yang telah dikenal. Dengan demikian, thyristor dalam keadaan ON dan dapat mengalirkan arus layaknya dioda.

SCR
Untuk membuat thryristor dalam keadaan ON, dengan memberi arus trigger pada P yang dekat dengan katoda. Atau, ini dapat dilakukan dengan membuat kaki gate pada P yang dekat dengan katoda. Ini merupakan struktur dari SCR, yang dalam banyak literatur disebut thyristor saja.

Struktur, susunan, rangkaian ekuivalen, simbol, dan bentuk SCR

KomponeN ini dapat ditrigger menjadi ON dengan memberi arus gate melalui pin gate. Dengan memberi arus gate I_g yang semakin besar dapat menurunkan tegangan breakover (V_bo) SCR. Tegangan ini merupakan tegangan minimum untuk membuat SCR dalam keadaan ON. SCR akan mudah menjadi ON sampai pada suatu besar gate tertentu, meski dengan tegangan forward kecil, 1 volt atau lebih kecil lagi.

Kurva SCR

Pada kuva SCR di atas, tampak tegangan V_bo. SCR dalam keadaan ON jika tegangan Forward SCR mencapai titik ini. Di samping itu, arus I_g dapat menurunkan V_bo menjadi lebih kecil lagi. Arus trigger dinotasikan I_GT (gate trigger current), sedangkan I_h merupakan arus holding yang berfunsi mempertahankan SCR tetap ON. Sehingga, arus forward dari anoda yang menuju katoda harus berada di atas parameter ini agar SCR tetap ON. Dengan demikian, jika ingin SCR dalam keadaan OFF, maka arus anoda-katoda harus di bawah nilai I_h. Nilai I_h sendiri terdapat dalam datasheet. Hal ini sama dengan menurunkan tegangan anoda-katoda ke titik nol. Sehingga SCR atau thyristor pada umumnya tidak cocok untuk aplikasi DC. Sedangkan pada aplikasi tegangan AC, SCR dalam keadaan OFF saat gelombang tegangan AC di titik nol.

Tegangan trigger pada gate (V_GT) juga dapat menyebabkan SCR menjadi ON. Atau, jika dalam model, tegangan ini adalah V_be pada Q2. V_GT seperti halnya V_be, besarnya kira-kira 0.7 volt (bahan silikon).


I_g = Gate Current (arus gate) I_h = Holding Current (arus genggam)
V_bo = Breakover Voltage (tegangan breakover)
V_GT = Gate Trigger Voltage (tegangan pemicuan gate)
I_GT = Gate Trigger Current (arus pemicuan gate)

TRIAC
SCR dapat dikatakan thyristor uni-directional (satu arah), ini karena ketika ON hanya dapat melewatkan arus satu arah saja yaitu dari anoda menuju katoda. Sebenarnya, struktur TRIAC sama dengan dua buah SCR yang arahnya bolak-balik dan kedua gate-nya disatukan. TRIAC biasa juga disebut thyristor bi-directional.

Kerja TRIAC mirip dengan SCR yang paralel bolak-balik sehingga dapat mengalirkan arus dua arah. Untuk kurvanya:

Kurva TRIAC

Pada datasheet akan lebih detail diberikan besar parameter-parameter seperti V_bo dan -V_bo, lalu I_GT dan -I_GT, I_h serta -I_h dan sebagainya. Umumnya besar parameter ini simetris antara yang plus dan yang minus. Dalam perhitungan desain, bisa dianggap parameter ini simetris sehingga lebih mudah di hitung.

DIAC
DIAC, jika dilihat dari strukturnya, bukan termasuk thyristor. Namun, prinsip kerjanya membuat DIAC digolongkan sebagai thyristor. Struktur DIAC mirip dengan transistor PNP. Perbedaannya, Lapisan N pada transistor dibuat tipis agar mudah dilewati elektron. Sedangkan pada DIAC, lapisan N dibuat lebih tebal agar elektron sulit melewatinya. DIAC lebih mirip dengan dioda PN dan NP. Sehingga, DIAC digolongkan sebagai dioda pada beberapa literatur.

DIAC dimaksudkan agar sukar dilewati arus. DIAC dapat menghantarkan arus dengan tegangan breakdown tertentu. Arus ini tentu saja dapat bola-balik dari anoda-katoda, dan sebaliknya. Untuk kurva karakteristiknya sama dengan TRIAC. Namun nilai tegangan breakdown perlu diketahui.

Umumnya, DIAC digunakan sebagai pemicu TRIAC agar ON pada tegangan masukan yang relatif tinggi. Contoh aplikasinya adalah dimmer lampu.

Rangkaian dimmer

 

Jika I_GT TRIAC diketahui sebesar 10 mA dan V_GT=0,7 volt, sedangkan V_bo DIAC sebesar 20 V, maka TRIAC akan ON pada:

V = I_GT(R)+V_bo+V_GT = 120.7 V
 

Biasanya, Resistor R pada rangkaian dimmer diganti dengan rangkaian seri resistor dan potensiometer. Kapasitor C dengan rangkaian R digunakan untuk menggeser fasa tegangan VAC. Lampu dapat menyala redup dan terang bergantung kapan TRIAC dipicu.

http://www.m-edukasi.net/online/2008/thyristor/sumateth.html
http://www.electroniclab.com/index.php?option=com_content&view=article&id=12:thyristor&catid=6:elkadasar&Itemid=7

Beberapa Masalah untuk Direnungkan

Dalam hidup ini, banyak hal yang telah kita lupakan atau kita hiraukan. Padahal, sebenarnya hal tersebut juga penting. Kita hidup hampir menggunakan seluruh waktu untuk mengejar urusan dunia. Bagaimana dengan urusan akhirat? Muncul beberapa pertanyaan yang merupakan permasalahan sehari-hari yang kita alami.

Kita selalu mempersiapkan diri dan berpenampilan bagus ketika kita hendak pergi atau keluar "sarang". Terlebih jika akan bertemu orang atau menghadiri acara spesial. Namun apakah hal tersebut juga kita terapkan saat menghadap sang pencipta? Bahkan terkadang kita berpakaian seadanya saat kita beribadah, seperti saat menjalankan shalat, tanpa memperhatikan kerapian dan kesopanan. Dalam benak kita yang penting menutup aurat.

Dalam hal waktu, kita juga cenderung memperhatikan waktu terutama jika kita sedang melakukan suatu hal, seperti kerja, atau kegiatan lainnya yang dianggap penting. Ini berbeda dengan urusan akhirat. Kita sering kali menunda urusan yang berhubungan dengan akhirat. Pernahkah kita bersegera menjalankan atau mengutamakan Ibadah saat masuk waktunya?

Tidak jarang kita merelakan sesuatu yang kita miliki atau mengeluarkan uang yang cukup banyak untuk mendapatkan sesuatu yang kita suka/inginkan. Tapi bagaimana dengan bersedekah, apakah sama? Atau, sudahkah kita bersedekah? Jika sedah, ikhlaskah kita dalam bersedekah? Tidak begitu penting berapa jumlahnya.

Ketika diberi nikmat sedih, kita selalu berdoa dan selalu ingat sang Pencipta agar diberi kemudahan. Setelah mendapatkannya, sering kali kita terlarut dengan keadaan dan melupakan kewajiban kita. Bahkan yang lebih parah, saat hal yang tidak diinginkan terjadi, terkadang kita tidak terima dan menyalahkan Allah. Contoh, mendapat musibah hingga kita merasa sengsara dan tersiksa. Atau, doa kita belum terkabulkan. Sebenarnya hal-hal tersebut adalah ujian bagi kita.

Pada dasarnya, banyak orang yang mengerti mana yang baik dan mana yang buruk, hal-hal yang diperbolehkan, mana yang diwajibkan, dan yang dilarang. Namun entah kenapa banyak juga orang yang menghiraukannya meskipun sebenarnya tahu. Sebagai contoh, shalat wajib dikerjakan dan merupakan rukun Islam yang kedua. Tetapi masih banyak orang yang mengesampingkan bahkan tidak menjalankannya meskipun mengetahui hukumnya.

Beberapa permasalahan yang telah disebutkan di atas sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. Setiap orang juga pasti mempunyai pendapat sendiri tentang masalah-masalah tersebut, entah itu apa. Tulisan ini mungkin dapat dikatakan sebagai curhat kecil seseorang yang juga banyak salah. Saya juga sadar bukan makhluk yang sempurna dan masih sering melakukan salah (Hoamz, sudah 1.23 WIB). Saya cukupkan sekian, karena sudah mulai 'mencla-mencle'. Mudah-mudahan ke depan kita bisa menjadi lebih baik dan jauh lebih baik lagi. Amin.

Sedikit Info tentang Avenged Sevenfold

Hm, pagi yang cukup cerah. Namun apakah ini secerah hati dan jiwa kita? Hehe (lebay ah). pagi ini saya habiskan di depan lepi (pinjem pnya mbak) mengerjakan tugas ditemani alunan Avenged Sevenfold (sering disingkat dengan A7X). Tugas telah selesai dikerjakan dan dikumpulkan via email tadi pagi sekitar pukul 05.00 WIB. Setelah itu dilanjutkan browsing dan biasa, 'pesbukan'.

Bicara tentang Avenged Sevenfold, entah kenapa tidak ada bosannya mendengarkan alunan musiknya yang lembut. Sedikit info tentang Avenged Sevenfold, band ini merupakan sekumpulan pecinta musik yang membentuk sebuah grup beraliran Hard Rock dan Metal Core. Berasal dari Huntington Beach, California, dibentuk pada 1999 dengan anggota asli M. Shadows, Zacky Vengeance, The Rev dan Matt Wendt. Nama band ini diambil dari cerita Cain dan Abel dari Bible. Meskipun begitu, mereka bukan band agamis. Nama personilnya menggunakan nama-nama samaran. Nama samaran itu juga merupakan nama panggilan mereka saat masih SMA. Mereka membentuk band ini semenjak umur 18 tahun atau saat masih di sekolah menengah atas.

Awal merekam demo pada 1999 dan 2000. Sounding the Seventh Trumpet, album pertama yang direkam ketika para anggota band masih delapan belas tahun. Album ini dirilis oleh perusahaan label mereka yang pertama, Good Life Record. "To End The Rapture", lagu ini direkam ulang dengan menampilkan personil penuh setelah gitaris Synyster Gates bergabung dengan band. Kemudian pada 2002 album ini dirilis ulang dengan perusahaan label Hopeless Records.

Setelah bassis keempat mereka, Johnny Christ bergabung secara permanen, mereka merilis album Waking the Fallen di Hopeless Records pada bulan Agustus 2003. Band menerima pengakuan oleh Billboard dan The Boston Globe, dan juga bermain di "Vans Warped Tour". Pada tahun 2004, Avenged Sevenfold mengadakan tur kembali di "Vans Warped Tour" dan merekam video untuk lagu "Unholy Confessions "yang masuk tangga lagu di MTV2's Headbanger's Ball. Tak lama setelah merilis Waking the Fallen, Avenged Sevenfold meninggalkan Hopeless Records dan menandatangani kontrak yang diajukan oleh Warner Bros. [1]

Adapun album-album mereka lainnya:

Sounding the Seventh Trumpet(2001-2003)

Waking the Fallen (2003-2005)

Live In The LBC & Diamonds in the Rough (2008-2010)

Nightmare (2010)

Pada akhir 2009, musibah mengejutkan menimpa mereka. The Rev dikabarkan meninggal dunia. Hal ini tentu sangat mengejutkan bagi para personil A7X. Begitu juga bagi para penggemarnya. Menurut hasil otopsi, The Rev keracunan akibat penggunaan piskotropika yang dicampur - campur, sering juga disebut polydrug use atau "cross fading". Sebagai gantinya, mereka menempatkan Mike Portnoy (MP) drummer Dream Theater sebagai drummer A7X. MP diharapkan mampu menjaga drum set The Rev (lihat videonya di sini).

Saya rasa itu saja singkat tentang A7x dan sarapan pun juga telah selesai. Dan ternyata sekarang sudah menjelang siang. Waktunya mandi... (GeJe g ilang2). Jika ada kesalahan mohon koreksinya ^_^ Semoga bermanfaat dan Sukses selalu!





http://id.wikipedia.org/wiki/Avenged_Sevenfold ([1])
http://www.avengedsevenfold.com
http://avenged-sevenfold.web.id