Bagaimana Merancang sebuah saklar?

Merancang sebuah saklar
Kita membutuhkan rangkaian yang dapat menyalakan LED ketika cahaya dari lingkungan sekitar mulia meredup. Rangkaian ini boleh jadi merupakan satu bagian dari sebuah sistem keamanan, yang berfungsi untuk mendeteksi datangnya tamu tak diundang. Diagram sistem unuk rangkaian ini memperlihatkan tiga bagian (atau tahapan) yang tipikal

Bagian sensor cahaya dapat berupa sebuah rangkaian pembagi tegangan, yang terdiri dari sebuah LDR dan sebuah resistor. Arus output dari sensor mengalir ke bagian saklar transistor, yang terdiri dari sebuah transistor yang tersambung ke sebuah resistor yang tersambung ke sebuah resistor basis. Bagian ini berfungsi untuk menyambungkan arus ke sebuah LED dan ke sebuah resistor lainnya yang terhubung seri ke LED. Diagram rangkaian selengkapnya lihat pada gambar disebelah.

R1 dan LDR (R2) disusun dalam konfigurasi yang sedemikian rupa sehingga tegangan pada titik A akan naik ketika LDR menerima lebih sedikit cahaya. Sumber listrik yang digunakan adalah sebuah PSU plug-in 6V, karena rangkaian akan bekerja siang-malam. Sensor yang digunakan adalah piranti sensor popular tipe ORP12, yang memang banyak tersedia di pasaran.

Sebuah LED tipikal membutuhkan arus sebesar 20 mA dalam keadaan menyala. Sebuah transistor daya-rendah semisal BC548 dapat menyambungkan arus hingga 100 mA, dan oleh karenanya kita akan memilih tipe ini untuk transistor Q1. Ketika Q1 berada dalam keadaan saturasi, akan terdapat tegangan sebesar hampir 6V pada D1 dan R4. Jatuh tegangan maju pada diode akan mencapai hampir 2V, sehingga kita membutuhkan jatuh tegangan sebesar 4V dan R4. Hukum Ohm menggariskan bahwa tahanan R4 harus bernilai 4V dibagi dengan 20 mA, yaitu 200 W

Dengan menggunakan multimeter, kita dapat mengetahui bahwa tahanan R2 di bawah cahaya yang redup (tingakt intensitas untuk kondisi LEDHIDUP) adalah 1,3 kW. Untuk mengaktifkan Q1, kita membutuhkan teganagn lebih dari 1V pada titik A. sedikit perhitungan dan rujukan ke nilai-nilai tahanan di dalam seri E24 akan memperlihatkan bahwa apabila R1 adalah 3,9 kW, maka tegangan pada A adalah 1,5 V. Nilai tegangan ini memberikan cukup ruang untuk toleransi resistor.

Ketika Q1 berada dalam keadaan aktif(saturasi), tegangan pada A adalah 1,5 V (sebagaimana perhitungan di atas) dan tegangan pada basis adalah 0,7V. jatuh tegangan pada R3 adalah 0,8V. Apabila gain Q1 adalah 100, atau 200mA. Dengan demikian , tahanan R3 haruslah bernilai sebesar 0,8V dibagi dengan 200mA, yang adalah 4 kW. Nilai E24 yang terdeat dengan tahanan ini adalah 3,9 kW. Berikut ini adalah diagram yang memperlihatkan rancangan akhir dari rangkaian saklar transistor kita, yang menyertakan nilai-nilai kritis untuk tegangan dan arus.