= −
∗
= −
∗
= 12 − 3 ∗ 3,8
0,35 = 1,71 ℎ
Digunakan hambatan sebesar 2,2 ohm, sehingga disipasi daya pada hambatan adalah sebesar:
= ∗
− ∗
3,8 ∗ 12 − 3 ∗ 3,8
2,2 = 1,036
Digunakan hambatan yang memiliki rating daya sebesar 2 watt. Pada kaki katoda LED terakhir akan dihubungkan ke rangkaian MOSFET. Berikut
gambar rangkaian LED:
Gambar 3. 6. Rangkaian High Power LED
3.1.4 Rangkaian MOSFET dan Driver
MOSFET digunakan untuk pensaklaran high power LED. MOSFET dapat digunakan sebagai perangkat switching dengan kecepatan tinggi, sehingga cocok
digunakan sebagai dimmer high power LED. Di antara rangkaian kontrol dan MOSFET ditambahkan sebuah rangkaian driver MOSFET. Rangkaian driver juga berfungsi untuk
meningkatkan waktu switching MOSFET [11]. Rangkaian driver MOSFET menggunakan sebuah transistor NPN dan sebuah transistor PNP.
Persamaan 2.10 digunakan untuk menghitung besarnya arus I
G,minimum
pada waktu switching tertentu. N-chanel MOSFET tipe IRF540 digunakan pada perancangan ini.
MOSFET tipe IRF540 mempunyai total gate charge sebesar 70 nC, maka agar waktu switching MOSFET turn-on time dan turn-off time kurang dari 1 µs, diperlukan arus
I
G,minimum
sebesar:
,
=
,
∗
,
=
,
,
= 70. 10
1. 10
,
= 70 Satu buah transistor NPN 2N2222 dan satu buah transistor PNP 2N2907 yang
dirangkai seperti pada gambar 3.7 digunakan sebagai driver MOSFET. Saat mikrokontroler berkondisi logika satu, maka transistor NPN akan on dan transistor PNP akan off sehingga
tegangan antara kolektor dan emitor transistor NPN mendekati atau sama dengan nol, sedangkan saat mikrokontroler berkondisi logika nol, maka transistor NPN akan off dan
transistor PNP akan on sehingga tegangan antara kolektor dan emitor transistor PNP mendekati atau sama dengan nol. Agar arus yang mengalir pada resistor gate R
G
lebih besar atau sama dengan arus gate minimum, maka resistor gate minimum yang digunakan
adalah sebesar:
,
= −
, ,
= 5 − 0
0,07
,
= 71,42 ℎ Digunakan resistor gate sebesar 56 ohm sehingga disipasi daya pada resistor ini adalah
sebesar: =
− ∗
−
= 5 − 0 ∗ 5 − 0
56 = 0,45
Rating daya resistor gate yang digunakan adalah 1 watt. Untuk menghitung nilai R
IN
, maka harus diketahui arus kolektor atau arus emitor transistor. Arus yang mengalir pada resistor gate sama dengan arus yang mengalir pada
kaki emitor transistor yang sedang dalam kondisi on yaitu sebesar: =
= −
= =
5 − 0 56
= = 89
Gambar 3. 7. Rangkaian driver MOSFET
Menggunakan persamaan 2.11, apabila nilai hfe transistor 2N2222 dan 2N2907 adalah sebesar 100, maka nilai R
IN
maksimum yang dapat digunakan adalah sebesar: =
+ =
+ ℎ ∗
= 1 + ℎ
= −
,
∗ 1 + ℎ 0,089 =
5 − 0,7
,
∗ 1 + 100
,
= 434,3
0,089
,
= 4,88 ℎ
Digunakan resistor sebesar 4,7 kOhm sebagai R
IN
yang mempunyai rating daya sebesar: =
− ∗
−
= 5 − 0,7 ∗ 5 − 0,7
4700 = 3,93
≅ 0,25 Arus yang mampu dilewatkan oleh MOSFET dipengaruhi oleh tegangan gate-
source-nya V
GS
. Semakin kecil V
GS
, maka arus yang mampu dilewatkan MOSFET akan
semakin kecil [12]. Untuk menghitung arus maksimum yang mampu dilewatkan MOSFET dengan tegangan gate tertentu, maka perlu dihitung konstanta k seperti pada persamaan
2.9. Dari kurva karakteristik MOSFET IRF540 dan persamaan 2.9 diperoleh nilai k sebesar:
= −
= −
= 10 − 3
33 = 1,485
Dari perhitungan di atas, maka dapat diperoleh arus I
D
maksimal yang mampu dilewatkan MOSFET ini pada nilai V
GS
5 volt, yaitu sebesar:
,
= −
,
= 1,4855 − 3
,
= 5,94 Karena setiap rangkaian LED membutuhkan arus sebesar 350 mA, maka setiap rangkaian
MOSFET dapat digunakan untuk menyuplai rangkaian LED sebanyak: =
,
= 5,94
0,35 = 16,97 ≅ 16
Berikut gambar rangkaian driver MOSFET:
Gambar 3. 8. Rangkaian driver MOSFET
3.1.5 Rangkaian Relay
