Fig 17.18

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan bahan

4. Dasar Teori

5. Prinsip Kerja

6. Problem

7. Soal Latihan

8. Percobaan

9. Download File

 

1. Pendahuluan (kembali)

Perkembangan teknologi dalam bidang elektronika telah menghasilkan berbagai jenis perangkat semikonduktor yang digunakan dalam sistem kontrol dan proteksi. Salah satu keluarga perangkat tersebut adalah PNPN devices, yang meliputi komponen seperti SCR (Silicon Controlled Rectifier), Triac, Diac, dan SCS (Silicon Controlled Switch). Khususnya, SCS memiliki karakteristik unik yang memungkinkan pengendalian arus dalam dua arah, serta memiliki dua terminal kontrol (gate dan anode gate) yang memungkinkan pengendalian yang lebih fleksibel. Penerapan praktis dari perangkat ini salah satunya adalah dalam rangkaian alarm, di mana SCS dapat digunakan untuk mendeteksi kondisi abnormal dan mengaktifkan alarm secara otomatis.

2. Tujuan (kembali)

1. Memahami karakteristik dan fungsi dasar dari perangkat PNPN, khususnya Silicon Controlled Switch (SCS).
2. Menjelaskan cara kerja rangkaian alarm berbasis SCS.
3. Menerapkan perangkat SCS dalam aplikasi nyata sebagai sistem deteksi dan peringatan dini.
4. Mengembangkan pemahaman terhadap kontrol logika berbasis komponen semikonduktor.

3. Alat dan Bahan (kembali)

• Buzzer

• Transformer

• Button

• Diode

• Power

• Resistor

• LED

4. Dasar Teori (kembali)

PNPN devices merupakan perangkat semikonduktor yang terdiri dari empat lapisan (p-n-p-n), membentuk tiga junction. SCS (Silicon Controlled Switch) adalah salah satu jenis PNPN device yang mirip dengan SCR, namun memiliki dua gerbang kontrol: gate (G) dan anode gate (AG). Hal ini membuat SCS dapat dipicu atau dimatikan melalui sinyal kontrol, berbeda dengan SCR yang hanya dapat dipicu.

SCS bekerja seperti saklar elektronik yang bisa dikontrol. Ketika tegangan pemicu diberikan pada gate, perangkat akan berubah dari kondisi off (non-konduksi) ke kondisi on (konduksi), dan sebaliknya bisa dimatikan dengan sinyal dari anode gate.

Pada rangkaian alarm, SCS dapat digunakan untuk mengaktifkan beban seperti buzzer atau LED ketika terjadi kondisi tertentu, misalnya pemutusan sensor atau tegangan jatuh di bawah ambang tertentu. Kemampuan latch dari SCS membuat alarm tetap aktif meskipun kondisi awal sudah berubah, hingga dilakukan reset secara manual atau melalui sinyal kontrol.

5. Prinsip Kerja [kembali]

Rangkaian SCS alarm circuit umumnya bekerja berdasarkan prinsip deteksi tegangan atau arus pada input. Saat kondisi normal, SCS dalam keadaan off. Jika sensor mendeteksi kondisi tidak normal (misalnya pintu terbuka atau suhu berlebih), maka tegangan pemicu akan diberikan ke gate SCS, sehingga SCS menyala dan mengalirkan arus ke beban seperti buzzer atau lampu indikator.
Setelah aktif, SCS akan tetap dalam kondisi konduksi hingga arus anode dikurangi di bawah nilai holding current, atau sinyal kontrol diberikan pada anode gate untuk mematikannya. Hal ini berguna untuk menjaga agar alarm tetap berbunyi meskipun penyebabnya sudah tidak ada, hingga dilakukan reset manual.

6. Problem [kembali]

1. Pemicu Alarm Tidak Stabil Dalam banyak kasus, sinyal pemicu dari sensor sangat lemah atau berubah-ubah. Sistem membutuhkan komponen yang bisa merespons pulsa singkat namun tetap mengaktifkan alarm secara permanen sampai dilakukan reset.
2. Alarm Tidak Otomatis Menyala Jika komponen pemicu tidak cukup sensitif atau tidak memiliki mekanisme latch (mengunci status), alarm bisa gagal aktif meskipun ada kondisi berbahaya.
3. Sistem Sulit Dimatikan Banyak rangkaian menggunakan komponen seperti transistor biasa yang tidak dapat dikunci statusnya atau dimatikan secara manual. Hal ini merepotkan pengguna yang ingin me-reset sistem tanpa memutus daya.
4. Kompleksitas dan Biaya Penggunaan mikrokontroler atau sistem digital terkadang tidak ekonomis untuk aplikasi sederhana. Diperlukan solusi sederhana, murah, namun tetap handal seperti SCS.

7. Soal Latihan [kembali] 

Soal 1: Sebuah SCS digunakan dalam rangkaian alarm pintu. Rangkaian menggunakan resistor 1,2 kΩ yang terhubung ke gate dari suplai 5V. Tegangan ambang (trigger voltage) gate SCS adalah 0,7V. Pertanyaan:

1. Hitung arus yang mengalir ke gate saat tombol ditekan.

2. Apakah arus tersebut cukup untuk memicu SCS?

Jawaban:

1. Menggunakan hukum Ohm:

   $$I_{\text{gate}}=\frac{V-V_{\text{trigger}}}{R}=\frac{5V-0,7V}{1.200\mathrm{\Omega }}=\frac{4,3V}{1.200\mathrm{\Omega }}\approx 3,58\text{mA}$$

2. Ya, karena arus minimum pemicu gate SCS biasanya di bawah 1 mA, maka arus sebesar 3,58 mA cukup untuk memicu SCS.

Soal 2: Sebuah alarm menggunakan buzzer 12V 50 mA yang dikendalikan oleh SCS. Arus holding SCS adalah 10 mA. Saat buzzer berbunyi, arus anode tercatat 50 mA. Pertanyaan:

1. Apakah SCS akan tetap aktif saat buzzer berbunyi?

2. Apa yang terjadi jika buzzer dilepas dari rangkaian?

Jawaban:

1. Ya. Karena arus anode 50 mA > arus holding 10 mA, maka SCS tetap aktif.

2. Jika buzzer dilepas, arus anode menjadi 0 mA, sehingga SCS akan padam karena tidak memenuhi syarat arus minimum (holding current).

Soal 3: Dalam sebuah sistem alarm suhu, SCS digunakan untuk menyalakan LED peringatan. Setelah aktif, LED tetap menyala. Tersedia tombol reset yang diseri dengan resistor 100 Ω, terhubung dari anode ke ground.

Pertanyaan:

1. Apa yang terjadi saat tombol reset ditekan?

2. Bagaimana cara kerja reset tersebut memengaruhi arus holding?

Jawaban:

1. Saat tombol ditekan, sebagian besar arus anode mengalir ke ground melalui resistor 100 Ω, mengurangi arus anode secara signifikan.

2. Jika arus anode turun di bawah arus holding (misalnya < 10 mA), maka SCS akan padam, dan LED akan mati. Ini adalah cara manual untuk me-reset alarm.

                                                                                                          

8. Percobaan [kembali]

9. Download File [kembali]

Download Rangkaian [disini]

Datasheet NPN [disini]

Datasheet PNP [disini]

Datasheet baterai [disini]

Datasheet LED [disini]