Penerapan Rangkaian Isolasi dengan Transistor

Rangkaian isolasi digunakan untuk mendapatkan bentuk sinyal yang sama seperti bentuk sinyal keluaran pada pengendali misalkan op amp (operational amplifier) tetapi pada rangkaian isolasi memiliki kuat arus atau tegangan listrik yang besar atau sesuai daya yang dibutuhkan untuk menggerakan aktuator yang digunakan misalkan motor dc atau relay.

Pada gambar di bawah juga merupakan penerapan op amp sebagai kompatator (pembanding) dimana tegangan atau sibyal keluaran merupakan perbandingan kedua masukan yaitu tegangan masukan non inverting (non pembalik) dengan tengangan masukan inverting (pembalik). Pada op amp sebagai Komparator, jika tegangan masukan nin inverting lebih besar daripada tegangan masukan inverting maka tegangan keluaran op amp sama dengan tegangan supply (catu daya) terbesar, tapi jika tegangan madukan non inverting lebih kecil daripada tegangan masukkan inverting maka tegangan keluaran op amp sama dengan tegangan supply (catu daya) terkecil.

Rangkaian Isolasi Transistor pada Motosebag

Pada rangkaian di atas dapat dilihat LED tidak menyala dan motor DC tidak berputar, ini terjadi karena tegangan keluaran op amp sama dengan 0 Volt atau berarti tegangan masukan non inverting lebih kecil daripada tegangan masukan inverting.

Pada rangkaian di atas dapat dilihat LED  menyala dan motor DC berputar, ini terjadi karena tegangan keluaran op amp sama dengan 12 Volt atau berarti tegangan masukan non inverting lebih besar daripada tegangan masukan inverting.

Cara kerja rangkaian

1. Catu daya masuk

   • Tegangan positif masuk ke jalur atas rangkaian.

   • Ground berada pada jalur bawah.

   • IC 741 mendapat suplai melalui pin 7 (+V) dan pin 4 (GND).

2. LDR mendeteksi intensitas cahaya

   • R2 (10 kΩ) dan LDR membentuk rangkaian pembagi tegangan.

   • Tegangan hasil pembagi masuk ke input non-inverting (+), pin 3 IC 741.

   • Saat terang, resistansi LDR menjadi kecil sehingga tegangan pada pin 3 cenderung rendah.

   • Saat gelap, resistansi LDR menjadi besar sehingga tegangan pada pin 3 menjadi lebih tinggi.

3. RV1 sebagai pengatur batas/sensitivitas

   • RV1 (10 kΩ) menghasilkan tegangan referensi yang masuk ke input inverting (-), pin 2 IC 741.

   • Dengan memutar RV1, kita dapat menentukan tingkat kegelapan/terang yang menyebabkan rangkaian berubah keadaan.

4. IC 741 sebagai pembanding
   IC 741 membandingkan tegangan dari LDR dengan tegangan referensi RV1:

   • Jika V(+) > V(-) → output pin 6 menjadi HIGH.

   • Jika V(+) < V(-) → output pin 6 menjadi LOW.

5. Transistor BC547 mengendalikan motor

   • Output IC 741 masuk ke basis Q1 (BC547) melalui R1 1 kΩ.

   • Ketika output 741 HIGH, BC547 menjadi aktif sehingga arus dapat mengalir melalui beban motor.

   • Motor kemudian menyala/berputar.

   • Ketika output 741 LOW, BC547 mati sehingga motor tidak mendapat jalur arus ke ground dan berhenti.

6. LED sebagai indikator

   • LED D1 bersama R4 330 Ω terhubung pada output 741.

   • LED berfungsi sebagai indikator kondisi output.

   • Ketika output HIGH, LED akan menyala.

Urutan kerja sederhananya

Saat gelap:

Cahaya ↓ → resistansi LDR ↑ → tegangan pin (+) 741 ↑ → output 741 HIGH → BC547 ON → motor ON → LED menyala.

Saat terang:

Cahaya ↑ → resistansi LDR ↓ → tegangan pin (+) 741 ↓ → output 741 LOW → BC547 OFF → motor OFF → LED mati.

Kesimpulan

Jadi, rangkaian pada gambar bekerja sebagai saklar otomatis berdasarkan cahaya. Dengan pengaturan RV1, kita bisa menentukan kapan motor mulai menyala, misalnya motor menyala ketika kondisi mulai gelap dan mati ketika kondisi terang.

Catatan: Pada rangkaian ini motor sebaiknya memiliki suplai dan proteksi yang sesuai; untuk beban induktif seperti motor, umumnya juga dipasang dioda flyback paralel dengan motor untuk melindungi transistor dari tegangan induksi.

Rangkaian Isolasi Transistor pada Relay

Pada rangkaian di atas dapat dilihat LED tidak menyala dan kontak relay tidak berubah posisi, ini terjadi karena tegangan keluaran op amp sama dengan 0 Volt atau berarti tegangan masukan non inverting lebih kecil daripada tegangan masukan inverting.

Pada rangkaian di atas dapat dilihat LED menyala dan kontak relay berubah posisi, ini terjadi karena tegangan keluaran op amp sama dengan 0 Volt atau berarti tegangan masukan non inverting lebih besar daripada tegangan masukan inverting.

Rangkaian di atas dapat dilihat bahwa op amp sebagai pengendali, relay sebagai aktuator dan LDR ((Light Dependent Resistor) sebagai sensor. Pengaturan sensitivitas cahaya pada sensor dilakukan oleh Potensiomater.

Cara kerja rangkaian

1. Catu daya masuk

   • Tegangan positif masuk ke jalur atas rangkaian.

   • Ground berada pada jalur bawah.

   • IC 741 mendapat suplai melalui pin 7 (+V) dan pin 4 (GND).

2. LDR mendeteksi intensitas cahaya

   • R2 (10 kΩ) dan LDR membentuk rangkaian pembagi tegangan.

   • Tegangan hasil pembagi masuk ke input non-inverting (+), pin 3 IC 741.

   • Saat terang, resistansi LDR menjadi kecil sehingga tegangan pada pin 3 cenderung rendah.

   • Saat gelap, resistansi LDR menjadi besar sehingga tegangan pada pin 3 menjadi lebih tinggi.

3. RV1 sebagai pengatur batas/sensitivitas

   • RV1 (10 kΩ) menghasilkan tegangan referensi yang masuk ke input inverting (-), pin 2 IC 741.

   • Dengan memutar RV1, kita dapat menentukan tingkat kegelapan/terang yang menyebabkan rangkaian berubah keadaan.

4. IC 741 sebagai pembanding
   IC 741 membandingkan tegangan dari LDR dengan tegangan referensi RV1:

   • Jika V(+) > V(-) → output pin 6 menjadi HIGH.

   • Jika V(+) < V(-) → output pin 6 menjadi LOW.

5. Transistor BC547 mengendalikan Relay

   • Output IC 741 masuk ke basis Q1 (BC547) melalui R1 1 kΩ.

   • Ketika output 741 HIGH, BC547 menjadi aktif sehingga arus dapat mengalir melalui beban relay.

   • Relay kemudian kontak berubah posisi.

   • Ketika output 741 LOW, BC547 mati sehingga relay tidak mendapat jalur arus ke ground dan kontak berubah ke posisi semula.

6. LED sebagai indikator

• LED D1 bersama R4 330 Ω terhubung pada output 741.

• LED berfungsi sebagai indikator kondisi output.

• Ketika output HIGH, LED akan menyala.

7. Relay mengendalikan sumber 24 V
   Ketika relay aktif, kontak relay berubah posisi sehingga tegangan 24 V disalurkan ke rangkaian beban.

   Dengan demikian, rangkaian 12 V sensor dapat digunakan untuk mengontrol beban yang menggunakan 24 V tanpa menghubungkan beban 24 V secara langsung ke IC 741.

Urutan kerja sederhananya

Saat gelap:

Cahaya ↓ → resistansi LDR ↑ → tegangan pin (+) 741 ↑ → output 741 HIGH → BC547 ON → relay ON → LED menyala.

Saat terang:

Cahaya ↑ → resistansi LDR ↓ → tegangan pin (+) 741 ↓ → output 741 LOW → BC547 OFF → relay OFF → LED mati.

Kesimpulan

Rangkaian tersebut dapat disebut saklar otomatis berdasarkan intensitas cahaya. Fungsinya adalah mendeteksi kondisi gelap menggunakan LDR, kemudian IC 741 membandingkan kondisi tersebut dengan batas yang diatur RV1. Jika cukup gelap, transistor mengaktifkan relay sehingga beban 24 V dapat dinyalakan secara otomatis.

Catatan: Dari gambar, fungsi kontak relay/beban 24 V dapat dibaca sedikit ambigu karena bagian bebannya tidak ditampilkan secara lengkap. Namun prinsip kerja bagian sensor → 741 → BC547 → relay → keluaran 24 V adalah seperti di atas.