Perancangan Alat Pengering Tangan Otomatis Dengan Menggunakan Inframerah

DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

TUGAS AKHIR

SUPARMAN L HUTAHAEAN 042408029

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2007

DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar ahli madya Fisika instrumentasi

SUPARMAN L HUTAHAEAN 042408029

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2007

PERSETUJUAN

JuduI : PERANCANGAN ALAT PENGERING TANGAN

OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : SUPARMAN L HUTAHAEAN

Nomor Induk Mahasiswa : 042408029

Program Studi : D3 FISIKA INSTRUMENTASI

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan, Agustus 2007

Diketahui/Disetujui oleh

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua Pembimbing

(DR.Marhaposan Situmorang) (Drs.Luhut Sihombing,MS.) NIP : 130 810 771 NIP : 130 535 872

PERNYATAAN

PERANCANGAN ALAT PENGERING TANGAN OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri,kecuali beberapa kutipan dan

ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2007

SUPARMAN L HUTAHAEAN 042408029

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala anugerah dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada Drs.Luhut Sihombing,MS selaku pembimbing pada penyelesaian laporan tugas akhir ini yang telah memberikan panduan dan perhatian kepada penulis untuk menyempurnakan laporan ini. Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada ketua jurusan Fisika Instrumentasi bapak DR.Marhaposan Situmorang dan dosen-dosen pengajar pada jurusan Fisika Instrumentasi,dan kawan-kawan stambuk “04” atas segala bantuan dan motivasinya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik. Dan juga saya tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada kedua orang tua penulis yang begitu banyak memberikan materil maupun spirituil pada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataaan iii

Penghargaan iv

Daftar Isi v

Daftar Tabel vii

Daftar Gambar viii

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Tujuan Penulisan 2

1.4 Batasan Masalah 2

1.5 Sistematika Penulisan 2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penguat Operasional 4

2.1.1 Karakteristik Ideal Penguat Operasional 5

2.1.2 Tegangan Offset Keluaran 6

2.1.3 Hambatan Masukan 6

2.1.4 Hambatan Keluaran 7

2.1.5 Lebar Pita 7

2.2 Fotodioda 8

2.3 Resistor 9

2.3.1 Fixed Resistor 10

2.3.2 Variable Resistor 12

2.4 Kapasitor 14

2.4.1 Electrytic Capasitor 15

2.4.3 Nilai Kapasitor 16

2.5 Transistor 17

2.6 Relay 22

2.7 Penguatan Sinyal 23

2.8 LED 25

BAB 3 PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram Blok Rangkaian 27

3.2 Prinsip Kerja Alat 28

3.3 Perancangan Rangkaian PSA 28

3.4 Perancangan Rangkaian Sensor Kedekatan 29

3.5 Perancangan Rangkaian Relay 32

BAB 4 PENGUJIAN ALAT

4.1 Pengujian Rangkaian PSA 34

4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Kedekatan 34

4.3 Pengujian Rangkaian Relay 35

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 36

5.2 Saran 36

DAFTAR PUSTAKA 37

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Gelang Resistor 11

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Penguat Operasional 4

Gambar 2.2 Fotodioda 9

Gambar 2.3. Resitor Karbon 10

Gambar 2.4 Potensiometer 12

Gambar 2.5 Grafik Perubahan Nilai Potensiometer 13

Gambar 2.6 Skema Kapasitor 14

Gambar 2.7 Electrolytic Capasitor 15

Gambar 2.8 Ceramic Capasitor 16

Gambar 2.9 Simbol Tipe Transistor 18

Gambar 2.10 Transistor sebagai saklar ON 19

Gambar 2.11 Karakteristik daerah saturasi pada

Transistor 20

Gambar 2.12 Transistor sebagai Saklar OFF 21

Gambar 2.13 Simbol Relay dan Rangkaian Driver 23

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 27

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply 28

Gambar 3.3 Rangkaian Pemancar Inframerah 29

Gambar 3.4 Rangakain Penerima Inframerah 30

Gambar 3.5 Gambar Rangkaian Relay 32

EKSPEDISI PERBAIKAN LAPORAN TUGAS AKHIR

Nama : Suparman L Hutahaean

Nim : 042408029

Program studi : D3 Fisika Instrumentasi

Judul Tugas Akhir : PERANCANGAN ALAT PENGERING TANGAN

OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

Laporan Tugas akhir dengan judul diatas dinyatakan telah diperbaiki sesuai dengan anjuran Dosen penguji.

No Nama Pembimbing/Penguji Tanggal Tandatangan

1 Drs.Luhut Sihombing,MS

EKSPEDISI PENYERAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR

Nama : Suparman L Hutahaean

Nim : 042408029

Program studi : D3 Fisika Instrumentasi

Judul Tugas Akhir : PERANCANGAN ALAT PENGERING TANGAN

OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN INFRAMERAH

No Nama Pembimbing/Penguji Tanggal Tandatangan

1 Drs.Luhut Sihombing,MS

2 Drs.Oloan Harahap,MS

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Dalam kurun waktu singkat perkembangan teknologi melaju dengan sangat pesat. Perkembangan teknologi ini merupakan hasil kerja keras dari rasa ingin tahu manusia terhadap suatu hal yang pada akhirnya diharapkan akan mempermudah manusia. Dengan pesatnya laju perkembangan teknologi tersebut banyak bermunculan alat-alat yang canggih yang dapat bekerja secara otomatis. Salah satu alat yang dapat bekerja secara otomatis tersebut adalah alat pengering tangan.

Pada restoran-restoran tertentu, khususnya yang menyediakan makanan cepat saji, seperti KFC biasanya disediakan alat pengering tangan. Alat pengering tangan ini secara otomatis akan menghembuskan udara/angin hangat jika tangan kita diletakkan di bawahnya.

Sangat menarik cara kerja dari alat ini. Bangaimana alat tersebut dapat mengetahui ketika ada tangan yang diletakkan dibawahnya. Tentunya ada sensor yang diletakkan pada alat tersebut yang dapat mengetahui jika ada tangan yang diletakkan di dekatnya. Sensor ini akan mengirimkan sinyal tertentu ke alat agar alat dapat mengeluarkan angin hangat ke luar.

Berdasarkan pemikiran-pemikiran diatas, maka penulis tertarik untuk merancang alat pengering tangan otomatis tersebut dan mengangkatnya sebagai sebagai tugas akhir.

1.2 Rumusan Masalah

Mengacu pada hal diatas, pada tugas akhir ini saya akan merancang alat pengering tangan otomatis dengan menggunakan inframerah yang dibuat dalam suatu bentuk sensor. Jika ada benda yang mendekati sensor tersebut, maka sensor akan mengirimkan sinyal tertentu ke penguat sinyal.

Pada sensor kedekatan ini juga terdapat beberapa inframerah yang digunakan untuk memancarkan cahaya dan fotodioda sebagai penerimanya.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dilakukannya penulisan Tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program Diploma III Fisika Instrumentasi.

2. Memanfaatkan LED infra merah dan potodioda sebagai sensor kedekatan (proximity sensor).

3. Membuat alat pengering tangan otomatis.

1.4 Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas, perancangan alat pengering tangan otomatis menggunakan inframerah ini mempunyai batasan-batasan sebagai berikut :

1. Heater (pemanas) yang digunakan adalah hand dryer

2. Sensor kedekatan yang digunakan adalah LED infra merah dan potodioda. 3. Sensor hanya mengetahui bahwa ada benda atau tangan di depannya, tidak

mengetahui jarak tangan atau benda.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja alat pengering tangan

otomatis dengan menggunakan inframerah, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah,metode pengumpulan data, serta sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk perancangan dan pembuatan alat, dan karekteristik dari komponen-komponen pendukung.

BAB 3 PERANCANGAN ALAT

Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian,serta prinsip kerja alat yang dirancang.

BAB 4 PENGUJIAN ALAT

Pada bab ini akan dibahas hasil analisa atau pengujian dari rangkaian yang telah dirancang.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran, apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain dan mempunyai sistem kerja yang sama.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penguat Operasional(Op-Amp)

Penguat operasional (Op Amp) adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial yang telah dijelaskan di atas. Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif (+V) dan tegangan yang berharga negatif (-V) terhadap tanah (ground). Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional:

2.1.1 Karakteristik Ideal Penguat Operasional

Penguat operasional banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena beberapa keunggulan yang dimilikinya, seperti penguatan yang tinggi, impedansi masukan yang tinggi, impedansi keluaran yang rendah dan lain sebagainya. Berikut ini adalah karakteristik dari Op Amp ideal:

a. Penguatan tegangan lingkar terbuka (open-loop voltage gain) AVOL = 

b. Tegangan ofset keluaran (output offset voltage) VOO = 0

c. Hambatan masukan (input resistance) RI = 

d. Hambatan keluaran (output resistance) RO = 0

e. Lebar pita (band width) BW = 

f. Waktu tanggapan (respon time) = 0 detik

g. Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Kondisi ideal tersebut hanya merupakan kondisi teoritis tidak mungkin dapat dicapai dalam kondisi praktis. Tetapi para pembuat Op Amp berusaha untuk membuat Op Amp yang memiliki karakteristik mendekati kondisi-kondisi di atas. Karena itu sebuah Op Amp yang baik harus memiliki karakteristik yang mendekati kondisi ideal. Berikut ini akan dijelaskan satu persatu tentang kondisi-kondisi ideal dari Op Amp.

2.1.2 Tegangan Offset Keluaran

Tegangan offset keluaran (output offset voltage) VOO adalah harga tegangan

keluaran dari Op Amp terhadap tanah (ground) pada kondisi tegangan masukan Vid =

0. Secara ideal, harga VOO = 0 V. Tetapi dalam kondisi praktis, akibat adanya

ketidakseimbangan dan ketidakidentikan dalam penguat diferensial dalam Op Amp tersebut, maka tegangan ofset VOO biasanya berharga sedikit di atas 0 V. Apalagi

apabila tidak digunakan umpan balik maka harga VOO akan menjadi cukup besar

untuk menimbulkan saturasi pada keluaran. Untuk mengatasi hal ini, maka perlu diterapakan tegangan koreksi pada Op Amp. Hal ini dilakukan agar pada saat tegangan masukan Vid = 0, tegangan keluaran VO juga = 0. Apabila hal ini tercapai,

2.1.3 Hambatan masukan

Hambatan masukan (input resistance) Ri dari Op Amp adalah besar hambatan

di antara kedua masukan Op Amp. Secara ideal hambatan masukan Op Amp adalah tak berhingga. Tetapi dalam kondisi praktis, harga hambatan masukan Op Amp adalah antara 5 k hingga 20 M, tergantung pada tipe Op Amp. Harga ini biasanya diukur pada kondisi Op Amp tanpa umpan balik. Apabila suatu umpan balik negatif (negative feedback) diterapkan pada Op Amp, maka hambatan masukan Op Amp akan meningkat.

Dalam suatu penguat, hambatan masukan yang besar adalah suatu hal yang diharapkan. Semakin besar hambatan masukan suatu penguat, semakin baik penguat tersebut dalam menguatkan sinyal yang amplitudonya sangat kecil. Dengan hambatan masukan yang besar, maka sumber sinyal masukan tidak terbebani terlalu besar.

2.1.4 Hambatan keluaran

Hambatan Keluaran (output resistance) RO dari Op Amp adalah besarnya

hambatan dalam yang timbul pada saat Op Amp bekerja sebagai pembangkit sinyal. Secara ideal harga hambatan keluaran RO Op Amp adalah = 0. Apabula hal ini

tercapai, maka seluruh tegangan keluaran Op Amp akan timbul pada beban keluaran (RL), sehingga dalam suatu penguat, hambatan keluaran yang kecil sangat diharapkan.

Dalam kondisi praktis harga hambatan keluaran Op Amp adalah antara beberapa ohm hingga ratusan ohm pada kondisi tanpa umpan balik. Dengan diterapkannya umpan balik, maka harga hambatan keluaran akan menurun hingga mendekati kondisi ideal.

2.1.5 Lebar Pita

Lebar pita (band width) BW dari Op Amp adalah lebar frekuensi tertentu dimana tegangan keluaran tidak jatuh lebih dari 0,707 dari harga tegangan maksimum pada saat amplitudo tegangan masukan konstan. Secara ideal, Op Amp memiliki lebar pita yang tak terhingga. Tetapi dalam penerapannya, hal ini jauh dari kenyataan.

Sebagian besar Op Amp serba guan memiliki lebar pita hingga 1 MHz dan biasanya diterapkan pada sinyal dengan frekuensi beberapa kiloHertz. Tetapi ada juga Op Amp yang khusus dirancang untuk bekerja pada frekuensi beberapa MegaHertz. Op Amp jenis ini juga harus didukung komponen eksternal yang dapat mengkompensasi frekuensi tinggi agar dapat bekerja dengan baik.

2.2 Fotodioda

Fotodioda merupakan suatu piranti semikonduktor dengan struktur p-n atau p-i-n up-i-ntuk mep-i-ndeteksi cahaya.Fotodioda biasap-i-nya digup-i-nakap-i-n up-i-ntuk mep-i-ndeteksi cahaya. Fotodioda adalah piranti semikonduktor yang mengandung sambungan p-n, dan biasanya terdapat lapisan intrinsik antara lapisan n dan p. Piranti yang memiliki lapisan intrinsik disebut p-i-n atau PIN fotodioda. Cahaya diserap di daerah penggambungan atau daerah intrinsik menimbulkan pasangan elektron-hole, kebanyakan pasangan tersebut menghasilkan arus yang berasal dari cahaya.

Fotodioda dapat dioperasikan dalam 2 mode yang berbeda:

1. Mode fotovoltaik: seperti solar sel, penyerapan pada fotodioda menghasilkan tegangan yang dapat diukur. Bagaimanapun, tegangan yang dihasilkan dari tenaga cahaya ini sedikit tidak linier, dan range perubahannya sangat kecil. 2. mode fotokonduktivitas : disini, fotodioda diaplikasikan sebagai tegangan

revers (tegangan balik) dari sebuah dioda (yaitu tegangan pada arah tersebut pada dioda tidak akan menhantarkan tanpa terkena cahaya) dan pengukuran menghasilkan arus foto. ( hal ini juga bagus untuk mengaplikasikan tegangan mendekati nol). Ketergantungan arus foto pada kekuatan cahaya dapat sangat linier .

Karakteristik bahan fotodioda:

1. silikon (Si) : arus lemah saat gelap, kecepatan tinggi, sensitivitas yang bagus antara 400 nm sampai 1000 nm ( terbaik antara 800 sampai 900 nm).

2. Germanium (Ge): arus tinggi saat gelap, kecepatan lambat, sensitivitas baik antara 600 nm sampai 1800 nm (terbaik 1400 sampai 1500 nm).

3. Indium Gallium Arsenida (InGaAs): mahal, arus kecil saat gelap, kecepatan tinggi sensitivitas baik pada jarak 800 sampai 1700nm (terbaik antara 1300 sampai 1600nm).

Gambar fotodioda ditunjukkan sebagai berikut:

Gambar 2.2 Fotodioda

2.3 Resistor

Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable R esistor Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.

Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan–bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.

2.3.1 Fixed Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm meter. Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh ELA (Electronic Industries Association).

Tabel 2.1 Gelang Resistor

Resitansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut. Kalau anda

WARNA GELANG I GELANG II GELANG III GELANG

IV

Hitam 0 0 1 -

Coklat 1 1 10 -

Merah 2 2 100 -

Jingga 3 3 1000 -

Kuning 4 4 10000 -

Hijau 5 5 100000 -

Biru 6 6 1000000 -

Violet 7 7 10000000 -

Abu-abu 8 8 100000000 -

Putih 9 9 1000000000 -

Emas - - 0,1 5%

Perak - - 0,01 10%

telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.

2.3.2 Variabel Resistor

Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers”.

Pada gambar di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 dpotentiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.5 Grafik Perubahan nilai pada potensiometer

Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control,

resistance value adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan

2.4 Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan.

dielektrik

Elektroda Elektroda

Gambar 2.6 Skema kapasitor.

Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai

insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi

mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.

2.4.1 Electrolytic Capacitor (ELCO)

Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati– hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “MELEDAK”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply. Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2.

Misalnya kapasitor akan diberikan catu dayadengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.

2.4.2 Ceramic Capacitor

Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog, karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas.

Gambar 2.8 Ceramic Capacitor

2.4.3 Nilai Kapasitor

Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.2 Nilai Kapasitor

Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai

kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47µF sedangkan toleransinya 5%.

Yang harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico

Farad).

2.5 Transistor

Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN.

Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :

1. Transistor germanium PNP 2. Transistor silikon NPN 3. Transistor silikon PNP

4. Transistor germanium NPN

Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.

Gambar 2.9 Simbol tipe transistor

Keterangan : C = kolektor E = emiter B = basis

Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.

Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi

pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor

sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar dibawah ini: C

B

E

C

B

E

Gambar 2.10 Transistor sebagai Saklar ON

Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturi adalah :

Rc Vcc

I_max  ………..……….(2.1)

Rc Vcc I

.

hfe B  ……….……….(2.2)

Rc . hfe

Vcc

I_B ……….(2.3)

Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah :

B BE B B R V V

I   ………(2.4)

VB =IB.RB+VBE………(2.5)

BE B B V Rc . hfe R . Vcc

V   ...………(2.6)

Jika tegangan VB telah mencapai BE B B V Rc . hfe R . Vcc

V   , maka transistor akan saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.

Saklar On Vcc

Vcc

IC _R

RB

VB

IB VBE

Gambar dibawah ini menunjukkan apa yang dimaksud dengan VCE (sat) adalah

harga VCE pada beberapa titik dibawah knee dengan posisi tepatnya ditentukan pada

lembar data. Biasanya VCE (sat) hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada arus

kolektor sangat besar bisa melebihi 1 volt. Bagian dibawah knee pada gambar dibawah ini dikenal sebagai daerah saturasi.

Gambar 2.11 Karakteristik daerah saturasi pada transistor

Pada daerah penyumbatan,nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open).

Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc).

Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.

(Cut off)

IB > IB(sat) IB = IB(sat)

IB

Penjenuhan (saturation)

IC

Rc Vcc

IB = 0

Gambar 2.12 Transistor Sebagai Saklar OFF

Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB) sama dengan

tegangan kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB) = 0 maka :

hfe I

I C

B  ………..(2.6)

IC = IB . hfe ….………(2.7)

IC = 0 . hfe ………..………(2.8)

IC = 0 ………..(2.9)

Hal ini menyebabkan VCE sama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan rumus :

Vcc = Vc + VCE…………..………..(2.10)

VCE = Vcc – (Ic . Rc)…..………..(2.11)

VCE = Vcc …..………(2.12)

Saklar Off Vcc

Vcc

IC _R

RB

VB

IB VBE

2.6 Relay

Relay adalah suatu rangkaian switch magnetik yang bekerja bila mendapat catu dan suatu rangkaian trigger. Relay memiliki tegangan dan arus nominal yang harus dipenuhi output rangkaian pendriver atau pengemudinya. Arus yang digunakan pada rangkaian adalah arus DC.

Konstruksi dalam suatu relay terdiri dari lilitan kawat (coil) yang dililitkan pada inti besi lunak. Jika lilitan kawat mendapatkan aliran arus, inti besi lunak kontak menghasilkan medan magnet dan menarik switch kontak. Switch kontak mengalami gaya listrik magnet sehingga berpidah posisi ke kutub lain atau terlepas dari kutub asalnya. Keadaan ini akan bertahan selama arus mengalir pada kumparan relay. Dan relay akan kembali keposisi semula yaitu normaly ON atau Normaly OFF, bila tidak ada lagi arus yang mengalir padanya, posisi normal relay tergantung pada jenis relay yang digunakan. Dan pemakaian jenis relay tergantung pada kadaan yang diinginkan dalam suatu rangkaian.

Menurut kerjanya relay dapat dibedakan menjadi :

a. Normaly Open (NO), saklar akan tertutup bila dialiri arus b. Normaly Close (OFF), saklar akan tertutup bila dialiri arus

c. Change Over (CO), relay ini mempunyai saklar tunggal yang nomalnya tertutup yang lama, bila kumparan 1 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal A, sebaliknya bula kumparan 2 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal B.

Analogi rangkaian relay yang digunakan pada tugas akhir ini adalah saat basis transistor ini dialiri arus, maka transistor dalam keadaan tertutup yang dapat menghubungkan arus dari kolektor ke emiter yang mengakibatkan relay terhubung.

Sedangkan fungsi dioda disini adalah untuk melindungi transistor dari tegangan induksi berlebih, dimana tegangan ini dapat merusak transistor.

Jika transistor pada basis tidak ada arus maju, transistor terbuka sehingga arus tidak mengalir dari kolektor ke emiter, relay tidak bekerja karena tidak ada arus yang mengalir pada gulungaBentuk relay yang digunakan dan bentuk relay dengan rangkaian driver dapat dilihat pada gambar:

Gambar 2.13 Simbol Relay dan Rangkaian Driver

2.7 Penguatan Sinyal

Sebuah komparator nemiliki kinerja pensaklaran yang mirip dengan rangkaian saklar transistor. Dalam semua aplikasi semacam ini, transistor yang bersangkutan digunakan dengan cara “semua atau tidak semua-sama-sekali”. Transistor hanya akan berada dalam keadaan tidak-aktif (off 0 atau saturasi (jenuh), dan tidak dalam keadaan lainnya. Semua rangkaian semacam ini memiliki fungsi sebagai rangkaian penguat, karena suatu perubahan kecil pada input akan menghasilkan perubahan yang relatif besar pada output.

Vcc

Tr VB

Dioda

Rangkaian-rangkaian penguat seperti di atas tidak dapat digunakan dalam aplikasi-aplikasi di mana kita hendak menguatkan sebuah sinyal audio. Bentuk gelombang audio terlalu kompleks. Ketika kita menguatkan sinyal-sinyal audio, kita harus mempertahankan bentuknya semirip mungkin dengan aslinya. Dengan demikian, salah satu sasaran dari rangkaian penguat audio adalah menghasilkan sinyal tegangan output yang merupakan salinan persis dan sinyal tegangan inputnya, kecuali bahwa amplitudo output jauh lebih besar dari amplitudo input. Kita mengubah sinyal

V

In menjadi sinyal Vout.

Terdapat sinyal-sinyal lain yang juga membutuhkan teknik pemrosesan semacam ini. Ketika seorang dokter melakukan pencatatan electroencephalogram (EEP), sinyal-sinyal listrik yang ditangkap dari otot-otot jantung sang pasien dikuatkan sebelum kemudian diumpankan ke alat pencatat. Seorang seismolog harus mampu menguatkan secara akurat sinyal-sinyal yang ditangkap dari kulit bumi, untuk dapat menganalisis getaran yang ditimbulkan oleh sebuah gempa. Pada tataran frekuensi tinggi, kita harus dapat menguatkan sinyal-sinyal berfrekuensi ultra-tinggi yang digunakan di dalam system pemancar gelombang mikro.

Gain tegangan sebuah rangkaian penguat dirumuskan sebagai :

GV = Vout /V In

Dimana GV = VOut danV

Inadalah nilai-nilai tegangan output dan tegangan input pada satu titik waktu tertentu. Sebuah rangkaian penguatt juga dapat memiliki gain arus, yang didefenisikan dengan cara yang sama. Menggabungkan kedua gain ini, dan merujuk ke persamaan P = IV, kita dapat mengetahui bahwa sebuah rangkaian penguat akan meningkatkan daya dari sebuah sinyal. Gain tegangan tidak bersifat tetap. Besaran ini bergantung pada frekuensi sinyal yang bersangkutan. Hal ini terutama disebabkan oleh efek kapasitansi di dalam rangkaian.

2.8 Ligt Emitting Diode

Light emitting diode (dioda pemancar cahaya), yang lebih dikenal dengan kependekannya yaitu Led, menghasilkan cahaya ketika arus mengalir melewatinya. Pada awalnya Led-led hanya dibuat dengan warna merah, namun sekarang warna-warna jingga, kuning, hijau, biru dan putih juga tersedia di pasaran. Terdapat pula Led-led inframerah, yang menghasilkan cahaya inframerah, alih-alih cahaya tampak. Sebuah Led yang tipikal memiliki kemasan berbentuk kubah yang terbuat dari bahan plastik, dengan pinggiran yang menonjol (rim) pada bagian bawah kubah, terdapat dua kubah kaki terminal dibagian bawah kubah. Biasanya, meskipun tidak selalu demikian, kaki katoda lebih pendek dari kaki anoda. Cara lain untuk membedakan kaki katoda dengan kaki anoda adalah dengan memperhatikan bagian rim (apabila Led yang bersangkutan memang memilikinya). Rim dibuat berbentuk datar pada sisi yang berdekatan dengan kaki katoda.

Sebuah Led membutuhkan arus sekitar 20 mA untuk memancarkan cahaya dengan kecerahan maksimum, meskipun arus sekecil 5 mA pun masih dapat menghasilkan cahaya yang jelas tampak. Jatuh tegangan maju. Sebuah Led rata-rata adalah 1,5 V, sehingga pasokan tegangan 2 V dapat menyalakan sebagian besar Led dengan kecerahan maksimum. Dengan level-level tegangan yang lebih tinggi, Led dapat terbakar apabila tegangan maju yang diberikan melebihi 2 V. Kita harus penting untuk menyambungkan resistor pembatas arus secara seri kesebuah Led.

Led digunakan sebagai lampu-lampu indicator, misalnya, untuk mengindikasikan bahwa daya listrik ke sebuah perangkat berada dalam keadaan tersambung. Led juga digunakan untuk tampilan-tampilan informative dan dekoratif. Led dibuat dalam beragam bentuk, beberapa di antaranya bulat, persegi, dan segitiga. Susunan beberapa buah Led digunakan untuk membentuk sebuah display (tampilan).

Bentuk susunan yang paling umum adalah tampilan tujuh segmen, yang digunakan untuk menampilkan angka-angka dan huruf-huruf secara digital.Satu atau beberapa baris susunan semacam ini dapat digunakan untuk menampilkan sebuah pesan lengkap. Led dibuat dengan beberapa ukuran tertentu. Led terkecil memiliki ukuran diameter sekitar 1 mm, digunakan sebagai lampu-lampu indicator pada panel-panel dengan ruang yang relatif sempit. Sebaiknya Led-led terbesar (jumbo) memiliki ukuran diameter 10 mm dan digunakan dalam aplikasi-aplikasi yang membutuhkan lampu-lampu peringatan yang harus mudah terlihat.

Led sangat ideal untuk digunakan sebagai lampu indicator karena hanya membutuhkan arus listrik yang relatif sangat kecil dibandingkan dengan lampu-lampu filamen. Hal ini menjadikan Led sangat cocok untuk digunakan pada perangkat-perangkat yang digerakkan oleh baterai, dimana penggunaan lampu filamen akan segera menghabiskan daya yang tersedia. Juga terdapat fakta bahwa lampu-lampu filamen memiliki usia pemakaian yang terbatas. Cepat atau lambat, kawat filamen di dalam lampu akan terbakar. Di sisi lain, Led dapat bertahan untuk tetap digunakan praktis selamanya.

BAB 3

PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram Blok Rangkaian

Secara garis besar, perancangan alat pengering tangan terdiri dari: power supply, sensor kedekatan, penguat sinyal, Relay dan hand dryer . Diagram blok dari pembuatan alat pengering tangan otomatis ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

 Sensor kedekatan berfungsi untuk mengetahui ketika ada benda, dalam hal ini tangan yang mendekat ke alat.

 Hand dryer berfungsi untuk menghembuskan udara hangat untuk mengeringkan tangan.

 Relay berfungsi untuk memutuskan/menghubungkan tegangan ke pengering tangan.

 Penguat sinyal berfungsi untuk untuk menguatkan tegangan agar tegangan dapat mengaktifkan relay.

Vreg

LM7805CT

IN OUT

TIP32C

100ohm

100uF

330ohm 220V 50Hz 0Deg

TS_PQ4_12

2200uF 1uF 1N5392GP

1N5392GP

12 Volt

5 Volt

3.2 Prinsip kerja alat

Sensor terdiri dari fotodioda dan inframerah,hambatan fotodioda akan berubah jika mendapat sinyal dari inframerah,hasil keluaran dari sensor dikuatkan beberapa kali oleh penguat sinyal untuk mendapatkan tegangan yang cukup (cocok) supaya dapat mengaktifkan relay.Dengan aktifnya relay,maka arus akan mengalir ke Hand dryer dan menghidupkan hand dryer. Alat ini akan berhenti bekerja apabila inframerah tidak terhalang oleh sesuatu benda atau tangan.

3.3 Perancangan Power Supplay (PSA)

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensuplay tegangan ke relay. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA)

Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan

diratakan oleh kapasitor 2200 µF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulatortegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.

3.4 Perancangan Rangkaian Sensor Kedekatan

Ada dua jenis kedekatan(dinding) yang sering digunakan, yaitu sensor dinding jarak dekat dan sensor dinding jarak jauh. Sensor dinding jarak dekat menggunakan 3 buah atau 4 buah pemancar infra merah dan sebuah fotodioda yang diletakkan di tengah sebagai penerimanya. Sedangkan sensor dinding jarak jauh menggunakan 6 buah pemancar infra merah dan 3 buah fotodioda yang disusun secara paralel dan diletakkan di tengah sebagai penerimanya. Sensor ini memanfaatkan pantulan dari pemancar infra merah yang diterima oleh fotodioda. Digunakan 3 buah pemancar infra merah pada masing-masing sensor bertujuan agar jarak pantulan semakin jauh, sehingga posisi sensor tidak terlalu dekat dengan dinding. Rangkaian pemancar dengan 3 buah infra merah ditunjukkan pada gambar berikut ini:

Pada rangkaian di atas digunakan 3 buah LED infra merah yang diparalelkan, dengan demikian maka intensitas yang dipancarkan oleh infra merah semakin kuat, karena merupakan gabungan dari 3 buah LED infra merah. Resistor yang digunakan adalah 22ohm sehingga arus yang mengalir pada masing-masing LED infra merah adalah sebesar:

i = Vcc – Vjatuh tegangan/R =5 – 1,7/22=0,15 A = 150 mA

Dengan besarnya arus yang mengalir ke LED infra merah, maka intensitas pancaran infra merah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pantulannya akan semakin jauh.

Pantulan dari sinar infra merah akan diterima oleh fotodioda, kemudian akan diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan sinyal tertentu, dimana jika fotodioda menerima pantulan sinar infra merah maka output dari rangkaian penerima ini akan mengeluarkan logika low, namun jika fotodioda tidak menerima pantulan sinar infra merah, maka output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika high. Rangkaian penerima infra merah seperti gambar di bawah ini:

Gambar 3.4 Rangkaian penerima inframerah

Fotodioda dioperasikan pada bias balik, dimana fotodioda ini akan memiliki hambatan sekitar 15 s/d 20 Mohm jika tidak terkena sinar infra merah, dan

hambatannya akan berubah menjadi sekitar 80 s/d 300 Kohm jika terkena sinar infra merah tergantung dari besarnya intensitas yang mengenainya. Semakin besar intensitasnya, maka hambatannya semakin kecil.Pada rangkaian di atas, output dari fotodioda diumpankan ke basis transistor tipe NPN C945, ini berari untuk membuat transistor tersebut saturasi maka tegangan yang keluar dari fotodioda harus lebih besar dari 0,7 volt. Syarat ini akan terpenuhi jika fotodioda mendapatkan sinar infra merah. Analisanya sebagai berikut:

Jika tidak ada sinar infra merah yang mengenai fotodioda, maka hambatan pada fotodioda 15 Mohm, sehingga:

2 330.000

5 0,107 1 2 15.000.000 330.000

R

Vo xVcc x Volt

R R

  

 

Vout akan diumpankan ke basis dari transistor C945, karena tegangannya hanya 0,107 Volt maka transistor tidak saturasi.

Jika ada sinar infra merah yang mengenai fotodioda, maka hambatan pada fotodioda 300 Kohm, sehingga:

2 330.000

5 2, 619 1 2 300.000 330.000

R

Vo xVcc x Volt

R R

  

 

Vout akan diumpankan ke basis transistor C945, karena tegangannya lebih besar dari 0,7 volt yaitu 2,619 Volt maka transistor akan saturasi.

Emiter transistor C945 diinputkan ke Op Amp LM 358 untuk diperkuat. Pada Op Amp ini tegangan input akan diperkuat sampai maksimal 100 kali penguatan, dimana:

  K R A Potensio V 1

3.4 Perancangan Rangkaian Relay.

Rangkaian relay ini berfungsi untuk menghubungkan/ memutuskan hubungan antara hand dryer ke sumber tegangan. Rangkaian relay ini ditunjukkan pada gambar berikut ini:

Gambar 3.5 Rangkaian relay

Komponen utama dari rangkaian ini adalah relay. Relay ini memutuskan atau menghubungkan tegangan tinggi ke elemen pemanas(hand dryer) yang dihubungkan dengan sumber tegangan 220 volt PLN.

Relay merupakan salah satu komponen elektronik yang terdiri dari lempengan logam sebagai saklar dan kumparan yang berfungsi untuk menghasilkan medan magnet. Pada rangkaian ini digunakan relay 12 volt, ini berarti jika positip relay (kaki 1) dihubungkan ke sumber tegangan 12 volt dan negatip relay (kaki 2) dihubungkan ke ground, maka kumparan akan menghasilkan medan magnet, dimana medan magnet ini akan menarik logam yang mengakibatkan saklar terhubung.

Pada rangkaian ini untuk mengaktipkan atau menon-aktipkan relay digunakan transistor tipe NPN. Dari gambar dapat dilihat bahwa negatip relay dihubungkan ke kolektor dari transistor NPN (2SC945), ini berarti jika transistor dalam keadaan aktip maka kolektor akan terhubung ke emitor dimana emitor langsung terhubung ke

ground yang menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan mengakibatkan relay aktip. Sebaliknya jika transistor tidak aktip, maka kolektor tidak terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 12 volt, keadaan ini menyebabkan tidak aktip.

Kumparan pada relay akan menghasilkan tegangan singkat yang besar ketika relay dinon-aktipkan dan ini dapat merusak transistor yang ada pada rangkaian ini. Untuk mencegah kerusakan pada transistor tersebut sebuah dioda harus dihubungkan ke relay tersebut. Dioda dihubungkan secara terbalik sehingga secara normal dioda ini tidak menghantarkan. Penghantaran hanya terjadi ketika relay dinonaktipkan, pada saat ini arus akan terus mengalir melalui kumparan dan arus ini akan dialirkan ke dioda. Tanpa adanya dioda arus sesaat yang besar itu akan mengalir ke transistor, yang mengakibatkan kerusakan pada transistor. Input dari rangkaian ini dihubungkan ke penguat sinyal, sehingga hubungan antara hand dryer dengan sumber tegangan dapat diputuskan.

BAB 4

PENGUJIAN ALAT

4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)

Pengujian pada bagian rangkaian power supplay ini dapat dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari rangkaian ini dengan menggunakan volt meter digital. Pada power supplay ini terdapat dua keluaran. Dari hasil pengujian diperoleh tegangan keluaran pertama sebesar + 4,85 volt. Tegangan ini dipergunakan untuk mensupplay tegangan ke penguat sinyal. Penguat sinyal dapat bekerja pada tegangan 4,0 sampai dengan 5,5 volt, sehingga tegangan 4,85 volt ini cukup untuk mensupplay tegangan ke penguat sinyal. Sedangkan tegangan keluaran kedua sebesar 12,3 volt. Tegangan ini digunakan untuk mensupplay tegangan ke relay, dimana relay dapat aktip pada tegangan 11 sampai 15 volt, sehingga tegangan ini sudah memenuhi syarat untuk mengaktipkan relay.

4.2 Pengujian Rangkaian Sensor kedekatan

Pengujian pada rangkaian sensor kedekatan ini dapat dilakukan dengan cara menghubungkan rangkaian ini dengan sumber tegangan 5 volt, kemudian meletakkan potodioda dan infra merah secara bersebelahan. Ketika ada benda yang mendekat, maka, maka pantulan sinar infra merah akan mengenai potodioda, sehingga menyebabkan Led indikator pada rangkaian penerima akan menyala, dan tegangan output rangkaian sebesar 0,2 volt. Namun ketika tidak ada benda/objek yang mendekat, maka pantulan infra merah tidak mengenai potodioda, hal ini menyebabkan

Led indikator pada rangkaian penerima tidak menyala dan tegangan output dari rangkaian ini sebesar 4,8 volt.

4.3 Pengujian Rangkaian Relay

Pengujian rangkaian relay dapat dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt dan 0 volt pada basis transistor C945. Transistor C945 merupakan transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktip jika pada basis diberi tegangan > 0,7 volt dan tidak aktip jika pada basis diberi tegangan < 0,7 volt. Aktipnya transistor akan mengaktipkan relay. Pada alat ini relay digunakan untuk memutuskan hubungan tegangan dengan hand drayer, dimana hubungan yang digunakan adalah normally open (NO), dengan demikian jika relay tidak aktip maka hubungan tegangan ke hand drayer akan terputus, sebaliknya jika relay aktip, maka tegangan dengan hand drayer akan terhubung.

Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 12 volt pada basis transistor, jika relay aktip maka tegangan terhubung ke hand drayer maka rangkaian ini telah berfungsi dengan baik.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pelaksanaan perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain:

a. Sensor kedekatan yang digunakan dalam perancangan alat ini peka terhadap sinar matahari, hal itu disebabkan karena potodioda sensitif terhadap sinar matahari.

b. Penambahan Led infra merah dan potodioda pada sensor kedekatan akan menambah jarak pantul dari sensor.

5.2 Saran

Setelah melakukan perancangan alat ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat melakukan perancangan lebih lanjut, yaitu:

a. Agar sistem atau rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga penggunaannya lebih efektif.

b. Untuk di masa yang akan datang, agar alat ini dapat lebih ditingkatkan dan dikembangkan, seperti dilengkapinya dengan penggunaan Mikrokontroller. c. Alangkah baiknya jika alat ini dimanfaatkan dan disosialisasikan kegunaannya

dikalangan mahasiswa, guna mengembangkan inovasi dan teknologi di kalangan mahasiswa.

DAFTAR PUSTAKA

Andi. 2003. Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler

AT89C51. Jakarta: PT Elex Media Komputindo.

Malvino,Albert paul. 2003. Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 & 2. Edisi Pertama. Jakarta: Salemba Teknika.

Owen,Bishop. 2002. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Erlangga.

Robert,Caughlin. Penguat Operasional Dan Rangkaian Terpadu Linear. Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga.

Robert,Shrader. 1991. Komunikasi Elektronika. Jilid 1. Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.

http://www.google.com http://www.fairchildsemi.com

Features

• Output Current up to 1A • Output Voltages of 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24V • Thermal Overload Protection • Short Circuit Protection

• Output Transistor Safe Operating Area Protection

Description

The MC78XX/LM78XX/MC78XXA series of three terminal positive regulators are available in the TO-220/D-PAK package and with several fixed output voltages, making them useful in a wide range of

applications. Each type employs internal current limiting, thermal shut down and safe operating area protection, making it essentially indestructible. If adequate heat sinking is provided, they can deliver over 1A output current. Although designed primarily as fixed voltage regulators, these devices can be used with external components to obtain adjustable voltages and currents.

TO-220

D-PAK

1. Input 2. GND 3. Output 1

1

Internal Block Digram

M C7 8 X X /LM 7 8 X X /M C7 8 X X A

Absolute Maximum Ratings

Electrical Characteristics (MC7805/LM7805)

(Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI = 10V, CI= 0.33µF, CO= 0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in Vo due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Value Unit

Input Voltage (for VO = 5V to 18V) (for VO = 24V)

VI VI 35 40 V V

Thermal Resistance Junction-Cases (TO-220) R_θJC 5 oC/W

Thermal Resistance Junction-Air (TO-220) RθJA 65 oC/W

Operating Temperature Range TOPR 0 ~ +125 oC

Storage Temperature Range TSTG -65 ~ +150 oC

Parameter Symbol Conditions MC7805/LM7805 Unit

Min. Typ. Max.

Output Voltage VO

TJ =+25 oC 4.8 5.0 5.2

5.0mA ≤_Io≤_{1.0A, PO} ≤_15W

VI = 7V to 20V 4.75 5.0 5.25 V

Line Regulation (Note1) Regline TJ=+25 oC VO = 7V to 25V - 4.0 100 mV

VI = 8V to 12V - 1.6 50

Load Regulation (Note1) Regload TJ=+25 oC

IO = 5.0mA to1.5A - 9 100

mV IO =250mA to

750mA - 4 50

Quiescent Current IQ TJ =+25 oC - 5.0 8.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ IO = 5mA to 1.0A - 0.03 0.5 mA

VI= 7V to 25V - 0.3 1.3

Output Voltage Drift ∆VO/∆T IO= 5mA - -0.8 - mV/ oC

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz, TA=+25 oC - 42 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz

VO = 8V to 18V 62 73 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25 oC - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 15 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI = 35V, TA =+25 oC - 230 - mA

Electrical Characteristics (MC7806)

(Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI =11V, CI= 0.33µF, CO= 0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions MC7806 Unit

Min. Typ. Max.

Output Voltage VO

TJ =+25 oC 5.75 6.0 6.25

5.0mA ≤_IO≤_{1.0A, PO}≤_15W

VI = 8.0V to 21V 5.7 6.0 6.3 V

Line Regulation (Note1) Regline TJ =+25 oC VI = 8V to 25V - 5 120 mV

VI = 9V to 13V - 1.5 60

Load Regulation (Note1) Regload TJ =+25 oC IO =5mA to 1.5A - 9 120 mV

IO =250mA to750A - 3 60

Quiescent Current IQ TJ =+25 oC - 5.0 8.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ IO = 5mA to 1A - - 0.5 mA

VI = 8V to 25V - - 1.3

Output Voltage Drift ∆VO/∆T IO = 5mA - -0.8 - mV/ oC

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz, TA =+25 oC - 45 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz

VI = 9V to 19V 59 75 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25 oC - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 19 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA=+25 oC - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7808)

(Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI =14V, CI= 0.33µF, CO= 0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions MC7808 Unit

Min. Typ. Max.

Output Voltage VO

TJ =+25 oC 7.7 8.0 8.3

5.0mA ≤_IO ≤_{1.0A, PO}≤_15W

VI = 10.5V to 23V 7.6 8.0 8.4 V

Line Regulation (Note1) Regline TJ =+25 oC VI = 10.5V to 25V - 5.0 160 mV

VI = 11.5V to 17V - 2.0 80

Load Regulation (Note1) Regload TJ =+25 oC IO = 5.0mA to 1.5A - 10 160 mV

IO= 250mA to 750mA - 5.0 80

Quiescent Current IQ TJ =+25 oC - 5.0 8.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ IO = 5mA to 1.0A - 0.05 0.5 mA

VI = 10.5A to 25V - 0.5 1.0

Output Voltage Drift ∆VO/∆T IO = 5mA - -0.8 - mV/ oC

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz, TA =+25 oC - 52 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz, VI= 11.5V to 21.5V 56 73 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ=+25 oC - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 17 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25 oC - 230 - mA

Electrical Characteristics (MC7809)

(Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI =15V, CI= 0.33µF, CO= 0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions MC7809 Unit

Min. Typ. Max.

Output Voltage VO

TJ =+25°C 8.65 9 9.35

5.0mA≤ IO ≤1.0A, PO ≤15W

VI= 11.5V to 24V 8.6 9 9.4 V

Line Regulation (Note1) Regline TJ=+25°C VI = 11.5V to 25V - 6 180 mV

VI = 12V to 17V - 2 90

Load Regulation (Note1) Regload TJ=+25°C IO = 5mA to 1.5A - 12 180 mV

IO = 250mA to 750mA - 4 90

Quiescent Current IQ TJ=+25°C - 5.0 8.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ IO = 5mA to 1.0A - - 0.5 mA

VI = 11.5V to 26V - - 1.3

Output Voltage Drift ∆VO/∆T IO = 5mA - -1 - mV/°C

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz, TA =+25°C - 58 - µV/Vo

Ripple Rejection

RR f = 120Hz

VI = 13V to 23V 56 71 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ=+25°C - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 17 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25°C - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7810)

(Refer to test circuit ,0°C< TJ < 125°C, IO = 500mA, VI =16V, CI= 0.33µF, CO=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions MC7810 Unit

Min. Typ. Max.

Output Voltage VO

TJ =+25°C 9.6 10 10.4

5.0mA ≤ IO≤1.0A, PO ≤15W

VI = 12.5V to 25V 9.5 10 10.5 V

Line Regulation (Note1) Regline TJ =+25°C VI = 12.5V to 25V - 10 200 mV

VI = 13V to 25V - 3 100

Load Regulation (Note1) Regload TJ =+25°C IO = 5mA to 1.5A - 12 200 mV

IO = 250mA to 750mA - 4 400

Quiescent Current IQ TJ =+25°C - 5.1 8.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ IO = 5mA to 1.0A - - 0.5 mA

VI = 12.5V to 29V - - 1.0

Output Voltage Drift ∆VO/∆T IO = 5mA - -1 - mV/°C

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz, TA =+25°C - 58 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz

VI = 13V to 23V 56 71 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ=+25 °C - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 17 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI = 35V, TA=+25°C - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7812)

(Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI =19V, CI= 0.33µF, CO=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions MC7812 Unit

Min. Typ. Max.

Output Voltage VO

TJ =+25 oC 11.5 12 12.5

5.0mA ≤ IO≤1.0A, PO≤15W

VI = 14.5V to 27V 11.4 12 12.6 V

Line Regulation (Note1) Regline TJ =+25 oC VI = 14.5V to 30V - 10 240 mV

VI = 16V to 22V - 3.0 120

Load Regulation (Note1) Regload TJ =+25 oC IO = 5mA to 1.5A - 11 240 mV

IO = 250mA to 750mA - 5.0 120

Quiescent Current IQ TJ =+25 oC - 5.1 8.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ IO = 5mA to 1.0A - 0.1 0.5 mA

VI = 14.5V to 30V - 0.5 1.0

Output Voltage Drift ∆VO/∆T IO = 5mA - -1 - mV/ oC

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz, TA =+25 oC - 76 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz

VI = 15V to 25V 55 71 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ=+25 oC - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 18 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI = 35V, TA=+25 oC - 230 - mA

Electrical Characteristics (MC7815)

(Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI =23V, CI= 0.33µF, CO=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions MC7815 Unit

Min. Typ. Max.

Output Voltage VO

TJ =+25 oC 14.4 15 15.6

5.0mA ≤ IO ≤ 1.0A, PO ≤ 15W

VI = 17.5V to 30V 14.25 15 15.75 V

Line Regulation (Note1) Regline TJ =+25 oC VI = 17.5V to 30V - 11 300 mV

VI = 20V to 26V - 3 150

Load Regulation (Note1) Regload TJ =+25 oC

IO = 5mA to 1.5A - 12 300

mV IO = 250mA to

750mA - 4 150

Quiescent Current IQ TJ =+25 oC - 5.2 8.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ IO = 5mA to 1.0A - - 0.5 mA

VI = 17.5V to 30V - - 1.0

Output Voltage Drift ∆VO/∆T IO = 5mA - -1 - mV/ oC

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz, TA =+25 oC - 90 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz

VI = 18.5V to 28.5V 54 70 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ=+25 oC - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 19 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI = 35V, TA=+25 oC - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7818)

(Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI =27V, CI= 0.33µF, CO=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions MC7818 Unit

Min. Typ. Max.

Output Voltage VO

TJ =+25 oC 17.3 18 18.7

5.0mA ≤ IO ≤1.0A, PO ≤15W

VI = 21V to 33V 17.1 18 18.9 V

Line Regulation (Note1) Regline TJ =+25 oC VI = 21V to 33V - 15 360 mV

VI = 24V to 30V - 5 180

Load Regulation (Note1) Regload TJ =+25 oC IO = 5mA to 1.5A - 15 360 mV

IO = 250mA to 750mA - 5.0 180

Quiescent Current IQ TJ =+25 oC - 5.2 8.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ IO = 5mA to 1.0A - - 0.5 mA

VI = 21V to 33V - - 1

Output Voltage Drift ∆VO/∆T IO = 5mA - -1 - mV/ oC

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz, TA =+25 oC - 110 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz

VI = 22V to 32V 53 69 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ=+25 oC - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 22 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI = 35V, TA=+25 oC - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7824)

(Refer to test circuit ,0°C < TJ < 125°C, IO = 500mA, VI =33V, CI= 0.33µF, CO=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions MC7824 Unit

Min. Typ. Max.

Output Voltage VO

TJ =+25 oC 23 24 25

5.0mA ≤ IO ≤ 1.0A, PO ≤ 15W

VI = 27V to 38V 22.8 24 25.25 V

Line Regulation (Note1) Regline TJ =+25 oC VI = 27V to 38V - 17 480 mV

VI = 30V to 36V - 6 240

Load Regulation (Note1) Regload TJ =+25 oC IO = 5mA to 1.5A - 15 480 mV

IO = 250mA to 750mA - 5.0 240

Quiescent Current IQ TJ =+25 oC - 5.2 8.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ IO = 5mA to 1.0A - 0.1 0.5 mA

VI = 27V to 38V - 0.5 1

Output Voltage Drift ∆VO/∆T IO = 5mA - -1.5 - mV/ oC

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz, TA =+25 oC - 60 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz

VI = 28V to 38V 50 67 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ=+25 oC - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 28 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI = 35V, TA=+25 oC - 230 - mA

Electrical Characteristics (MC7805A)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I = 10V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions Min. Typ. Max. Unit

Output Voltage VO

TJ =+25 oC 4.9 5 5.1

V IO = 5mA to 1A, PO ≤ 15W

VI = 7.5V to 20V 4.8 5 5.2

Line Regulation (Note1)

Regline

VI = 7.5V to 25V

IO = 500mA - 5 50

mV

VI = 8V to 12V - 3 50

TJ =+25 oC VI= 7.3V to 20V - 5 50

VI= 8V to 12V - 1.5 25

Load Regulation (Note1)

Regload

TJ =+25 oC

IO = 5mA to 1.5A - 9 100

mV

IO = 5mA to 1A - 9 100

IO = 250mA to 750mA - 4 50

Quiescent Current IQ TJ =+25 oC - 5.0 6 mA

Quiescent Current

Change ∆IQ

IO = 5mA to 1A - - 0.5

mA

VI = 8 V to 25V, IO = 500mA - - 0.8

VI = 7.5V to 20V, TJ =+25 oC - - 0.8

Output Voltage Drift ∆V/∆T Io = 5mA - -0.8 - mV/ oC

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz

TA =+25 oC - 10 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz, IO = 500mA

VI = 8V to 18V - 68 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25 oC - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 17 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25 oC - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7806A)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I =11V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions Min. Typ. Max. Unit

Output Voltage VO

TJ =+25 oC 5.58 6 6.12

V IO = 5mA to 1A, PO ≤ 15W

VI = 8.6V to 21V 5.76 6 6.24

Line Regulation (Note1)

Regline

VI= 8.6V to 25V

IO = 500mA - 5 60

mV

VI= 9V to 13V - 3 60

TJ =+25 oC VI= 8.3V to 21V - 5 60

VI= 9V to 13V - 1.5 30

Load Regulation (Note1)

Regload

TJ =+25 oC

IO = 5mA to 1.5A - 9 100

mV

IO = 5mA to 1A - 4 100

IO = 250mA to 750mA - 5.0 50

Quiescent Current IQ TJ =+25 oC - 4.3 6 mA

Quiescent Current Change ∆IQ

IO = 5mA to 1A - - 0.5

mA

VI = 9V to 25V, IO = 500mA - - 0.8

VI= 8.5V to 21V, TJ =+25 oC - - 0.8

Output Voltage Drift ∆V/∆T IO = 5mA - -0.8 - mV/ oC

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz

TA =+25 oC - 10 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz, IO = 500mA

VI = 9V to 19V - 65 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25 oC - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 17 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25 oC - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7808A)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I = 14V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions Min. Typ. Max. Unit

Output Voltage VO

TJ =+25 oC 7.84 8 8.16

V IO = 5mA to 1A, PO ≤15W

VI = 10.6V to 23V 7.7 8 8.3

Line Regulation (Note1)

Regline

VI= 10.6V to 25V

IO = 500mA - 6 80

mV

VI= 11V to 17V - 3 80

TJ =+25 oC VI= 10.4V to 23V - 6 80

VI= 11V to 17V - 2 40

Load Regulation (Note1)

Regload

TJ =+25 oC

IO = 5mA to 1.5A - 12 100

mV

IO = 5mA to 1A - 12 100

IO = 250mA to 750mA - 5 50

Quiescent Current IQ TJ =+25 oC - 5.0 6 mA

Quiescent Current Change ∆IQ

IO = 5mA to 1A - - 0.5

mA

VI = 11V to 25V, IO = 500mA - - 0.8

VI= 10.6V to 23V, TJ =+25 oC - - 0.8

Output Voltage Drift ∆V/∆T IO = 5mA - -0.8 - mV/ oC

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz

TA =+25 oC - 10 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz, IO = 500mA

VI = 11.5V to 21.5V - 62 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25 oC - 2 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 18 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25 oC - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7809A)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I = 15V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant, junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions Min. Typ. Max. Unit

Output Voltage VO

TJ =+25°C 8.82 9.0 9.18

V IO = 5mA to 1A, PO≤15W

VI = 11.2V to 24V 8.65 9.0 9.35

Line Regulation (Note1)

Regline

VI= 11.7V to 25V

IO = 500mA - 6 90

mV

VI= 12.5V to 19V - 4 45

TJ =+25°C VI= 11.5V to 24V - 6 90

VI= 12.5V to 19V - 2 45

Load Regulation (Note1)

Regload

TJ =+25°C

IO = 5mA to 1.0A - 12 100

mV

IO = 5mA to 1.0A - 12 100

IO = 250mA to 750mA - 5 50

Quiescent Current IQ TJ =+25°C - 5.0 6.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ

VI = 11.7V to 25V, TJ=+25°C - - 0.8

mA

VI = 12V to 25V, IO = 500mA - - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - - 0.5

Output Voltage Drift ∆V/∆T IO = 5mA - -1.0 - mV/°C

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz

TA =+25°C - 10 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz, IO = 500mA

VI = 12V to 22V - 62 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25°C - 2.0 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 17 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25°C - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7810A)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I = 16V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions Min. Typ. Max. Unit

Output Voltage VO

TJ =+25°C 9.8 10 10.2

V IO = 5mA to 1A, PO ≤ 15W

VI =12.8V to 25V 9.6 10 10.4

Line Regulation (Note1)

Regline

VI= 12.8V to 26V

IO = 500mA - 8 100

mV

VI= 13V to 20V - 4 50

TJ =+25°C VI= 12.5V to 25V - 8 100

VI= 13V to 20V - 3 50

Load Regulation (Note1)

Regload

TJ =+25°C

IO = 5mA to 1.5A - 12 100

mV

IO = 5mA to 1.0A - 12 100

IO = 250mA to 750mA - 5 50

Quiescent Current IQ TJ =+25°C - 5.0 6.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ

VI = 13V to 26V, TJ=+25°C - - 0.5

mA

VI = 12.8V to 25V, IO = 500mA - - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - - 0.5

Output Voltage Drift ∆V/∆T IO = 5mA - -1.0 - mV/°C

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz

TA =+25°C - 10

-µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz, IO = 500mA

VI = 14V to 24V - 62 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25°C - 2.0 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 17 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25°C - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7812A)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I = 19V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions Min. Typ. Max. Unit

Output Voltage VO

TJ =+25°C 11.75 12 12.25

V IO = 5mA to 1A, PO ≤15W

VI = 14.8V to 27V 11.5 12 12.5

Line Regulation (Note1)

Regline

VI= 14.8V to 30V

IO = 500mA - 10 120

mV

VI= 16V to 22V - 4 120

TJ =+25°C VI= 14.5V to 27V - 10 120

VI= 16V to 22V - 3 60

Load Regulation (Note1)

Regload

TJ =+25°C

IO = 5mA to 1.5A - 12 100

mV

IO = 5mA to 1.0A - 12 100

IO = 250mA to 750mA - 5 50

Quiescent Current IQ TJ =+25°C - 5.1 6.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ

VI = 15V to 30V, TJ=+25°C - 0.8

mA

VI = 14V to 27V, IO = 500mA - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - 0.5

Output Voltage Drift ∆V/∆T IO = 5mA - -1.0 - mV/°C

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz

TA =+25°C - 10 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz, IO = 500mA

VI = 14V to 24V - 60 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25°C - 2.0 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 18 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25°C - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7815A)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I =23V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions Min. Typ. Max. Unit

Output Voltage VO

TJ =+25°C 14.7 15 15.3

V IO = 5mA to 1A, PO ≤15W

VI = 17.7V to 30V 14.4 15 15.6

Line Regulation (Note1)

Regline

VI= 17.9V to 30V

IO = 500mA - 10 150

mV

VI= 20V to 26V - 5 150

TJ =+25°C VI= 17.5V to 30V - 11 150

VI= 20V to 26V - 3 75

Load Regulation (Note1)

Regload

TJ =+25°C

IO = 5mA to 1.5A - 12 100

mV

IO = 5mA to 1.0A - 12 100

IO = 250mA to 750mA - 5 50

Quiescent Current IQ TJ =+25°C - 5.2 6.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ

VI = 17.5V to 30V, TJ =+25°C - - 0.8

mA

VI = 17.5V to 30V, IO = 500mA - - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - - 0.5

Output Voltage Drift ∆V/∆T IO = 5mA - -1.0 - mV/°C

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz

TA =+25°C - 10 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz, IO = 500mA

VI = 18.5V to 28.5V - 58 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25°C - 2.0 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 19 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25°C - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7818A)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I = 27V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken

into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions Min. Typ. Max. Unit

Output Voltage VO

TJ =+25°C 17.64 18 18.36

V IO = 5mA to 1A, PO ≤15W

VI = 21V to 33V 17.3 18 18.7

Line Regulation (Note1)

Regline

VI= 21V to 33V

IO = 500mA - 15 180

mV

VI= 21V to 33V - 5 180

TJ =+25°C VI= 20.6V to 33V - 15 180

VI= 24V to 30V - 5 90

Load Regulation (Note1)

Regload

TJ =+25°C

IO = 5mA to 1.5A - 15 100

mV

IO = 5mA to 1.0A - 15 100

IO = 250mA to 750mA - 7 50

Quiescent Current IQ TJ =+25°C - 5.2 6.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ

VI = 21V to 33V, TJ=+25°C - - 0.8

mA

VI = 21V to 33V, IO = 500mA - - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - - 0.5

Output Voltage Drift ∆V/∆T IO = 5mA - -1.0 - mV/°C

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz

TA =+25°C - 10

-µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz, IO = 500mA

VI = 22V to 32V - 57 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25°C - 2.0 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 19 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25°C - 250 - mA

Electrical Characteristics (MC7824A)

(Refer to the test circuits. 0°C < TJ < 125°C, Io =1A, V I = 33V, C I=0.33µF, C O=0.1µF, unless otherwise specified)

Note:

1. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Change in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty is used.

Parameter Symbol Conditions Min. Typ. Max. Unit

Output Voltage VO

TJ =+25°C 23.5 24 24.5

V IO = 5mA to 1A, PO ≤15W

VI = 27.3V to 38V 23 24 25

Line Regulation (Note1)

Regline

VI= 27V to 38V

IO = 500mA - 18 240

mV

VI= 21V to 33V - 6 240

TJ =+25°C VI= 26.7V to 38V - 18 240

VI= 30V to 36V - 6 120

Load Regulation (Note1)

Regload

TJ =+25°C

IO = 5mA to 1.5A - 15 100

mV

IO = 5mA to 1.0A - 15 100

IO = 250mA to 750mA - 7 50

Quiescent Current IQ TJ =+25°C - 5.2 6.0 mA

Quiescent Current Change ∆IQ

VI = 27.3V to 38V, TJ =+25°C - - 0.8

mA

VI = 27.3V to 38V, IO = 500mA - - 0.8

IO = 5mA to 1.0A - - 0.5

Output Voltage Drift ∆V/∆T IO = 5mA - -1.5 - mV/°C

Output Noise Voltage VN f = 10Hz to 100KHz

TA = 25°C - 10 - µV/Vo

Ripple Rejection RR f = 120Hz, IO = 500mA

VI = 28V to 38V - 54 - dB

Dropout Voltage VDrop IO = 1A, TJ =+25°C - 2.0 - V

Output Resistance rO f = 1KHz - 20 - mΩ

Short Circuit Current ISC VI= 35V, TA =+25°C - 250 - mA

Typical Perfomance Characteristics

Figure 1. Quiescent Current

Figure 3. Output Voltage

Figure 2. Peak Output Current

Figure 4. Quiescent Current

Typical Applications

Figure 5. DC Parameters

Figure 6. Load Regulation

Figure 7. Ripple Rejection

Figure 8. Fixed Output Regulator

Input Output

MC78XX/LM78XX

Input MC78XX/LM78XX Output

Input Output

MC78XX/LM78XX

Figure 9. Constant Current Regulator Notes:

(1) To specify an output voltage. substitute voltage value for "XX." A common ground is required between the input and the Output voltage. The input voltage must remain typically 2.0V above the output voltage even during the low point on the input ripple voltage.

(2) CI is required if regulator is located an appreciable distance from power Supply filter.

(3) CO improves stability and transient response.

VO = VXX(1+R2/R1)+IQR2

Figure 10. Circuit for Increasing Output Voltage

IRI ≥5 IQ

VO = VXX(1+R2/R1)+IQR2

Figure 11. Adjustable Output Regulator (7 to 30V)

Input MC78XX/LM78XX Output

CI

Co

Input Output

MC78XX/LM78XX

CI

Co

I_RI≥5IQ

Input _MC7805 Output

LM7805

LM741

Co CI

Figure 12. High Current Voltage Regulator

Figure 13. High Output Current with Short Circuit Protection

Figure 14. Tracking Voltage Regulator

Input

Output

MC78XX/LM78XX

Input

Output

MC78XX/LM78XX

MC78XX/LM78XX

Figure 15. Split Power Supply ( ±15V-1A)

Figure 16. Negative Output Voltage Circuit

Figure 17. Switching Regulator

MC7815

MC7915

Input

Output

MC78XX/LM78XX

Input Output

Mechanical Dimensions Package

4.50 ±0.20

9.90 ±0.20

1.52 ±0.10

0.80 ±0.10

2.40 ±0.20

10.00 ±0.20

1.27 ±0.10

ø3.60 ±0.10

(8.70) 2.80 ± 0.10 15.90 ± 0.20 10.08 ± 0.30 18.95MAX. (1.70) (3.70) (3.00) (1.46) (1.00) (45 °₎ 9.20 ± 0.20 13.08 ± 0.20 1.30 ± 0.10

1.30+0.10–0.05

0.50+0.10–0.05

2.54TYP

[2.54 ±0.20]

2.54TYP

[2.54 ±0.20]

Mechancal Dimensions (Continued)

Package

6.60 ±0.20

2.30 ±0.10

0.50 ±0.10

5.34 ±0.30

0.70 ± 0.20 0.60 ± 0.20 0.80 ± 0.20 9.50 ± 0.30 6.10 ± 0.20 2.70 ± 0.20 9.50 ± 0.30 6.10 ± 0.20 2.70 ± 0.20 MIN0.55

0.76 ±0.10

0.50 ±0.10

1.02 ±0.20

2.30 ±0.20

6.60 ±0.20

0.76 ±0.10

(5.34) (1.50) (2XR0.25) (5.04) 0.89 ± 0.10 (0.10) (3.05) (1.00) (0.90) (0.70) 0.91 ± 0.10 2.30TYP

[2.30±0.20]

2.30TYP

[2.30±0.20]

MAX0.96

(4.34)

(0.50) (0.50)

Ordering Information

Product Number Output Voltage Tolerance Package Operating Temperature

LM7805CT ±4% TO-220 0 ~ + 125°C

Product Number Output Voltage Tolerance Package Operating Temperature

MC7805CT

±4%

TO-220

0 ~ + 125°C MC7806CT

MC7808CT MC7809CT MC7810CT MC7812CT MC7815CT MC7818CT MC7824CT MC7805CDT

D-PAK MC7806CDT

MC7808CDT MC7809CDT MC7810CDT MC7812CDT MC7805ACT

±2% TO-220

MC7806ACT MC7808ACT MC7809ACT MC7810ACT MC7812ACT MC7815ACT MC7818ACT MC7824ACT

Typical Performance Characteristics

Figure 1. Supply Current vs Supply Voltage Figure 2. Voltage Gain vs Supply Voltage

Figure 3. Open Loop Frequency Response Figure 4. Large Signal Output Swing vs Frequency

Typical Performance Characteristics

(Continued)

Figure 7. Input Voltage Range vs Supply Voltage Figure 8. Common-Mode Rejection Ratio

Mechanical Dimensions

Package

Dimensions in millimeters

6.40 ±0.20

3.30 ±0.30

0.130 ±0.012

3.40 ±0.20

0.134 ±0.008

#1

#4 #5

#8 0.252 ±0.008

9.20 ± 0.20 0.79 2.54 _0.100 0.031 () 0.46 ± 0.10 0.018 ± 0.004 0.060 ± 0.004 1.524 ± 0.10 0.362 ± 0.008 9.60 _0.378 MAX 5.08 0.200 0.33 0.013 7.62 0~15° 0.300 MAX MIN

0.25+0.10–0.05

0.010+0.004–0.002

8-DIP

Mechanical Dimensions

(Continued)

Package

Dimensions in millimeters

4.92 ± 0.20 0.194 ± 0.008 0.41 ± 0.10 0.016 ± 0.004 1.27 _0.050 5.72 0.225

1.55 ±0.20

0.061 ±0.008

0.1~0.25 0.004~0.001

6.00 ±0.30

0.236 ±0.012

3.95 ±0.20

0.156 ±0.008

0.50 ±0.20

0.020 ±0.008

5.13 _0.202 MAX #1 #4 #5 0~8 ° #8 0.56 _0.022 () 1.80 0.071 MAX0.10 _MAX0.004 MAX MIN + 0.10 -0.05 0.15 + 0.004 -0.002 0.006

8-SOP

Ordering Information

Product Number

Package

Operating Temperature

LM358N

8-DIP

0 ~ +70

°

C

LM358AN

LM358M

8-SOP

LM358AM

LM2904N

8-DIP

-40 ~ +85

°

C

LM2904M

8-SOP

LM258N

8-DIP

-25 ~ +85

°

C

LM258AN

LM258M

8-SOP

LM258AM

DISCLAIMER

FAIRCHILD SEMICONDUCTOR RESERVES THE RIGHT TO MAKE CHANGES WITHOUT FURTHER NOTICE TO ANY PRODUCTS HEREIN TO IMPROVE RELIABILITY, FUNCTION OR DESIGN. FAIRCHILD DOES NOT ASSUME ANY LIABILITY ARISING OUT OF THE APPLICATION OR USE OF ANY PRODUCT OR CIRCUIT DESCRIBED HEREIN; NEITHER