Foto-foto mikrofon kondensor merek Taffware, model BM800
Berikut ini tampak luar dari mikrofon BM800. Bagian atas penutup mikrofon berwarna kuning. Bagian tengah body berwarna hitam. Bagian bawah ada konektor XLR. Pada mikrofon ini, bagian yang ada tulisan “Taffware BM-800” adalah bagian belakang, jadi justru ketika berbicara bagian ini berlawanan arah dengan pembicara. Namun ada juga beberapa mikrofon BM-800 yang kebalikannya, yaitu bagian yang ada tulisan “Taffware BM-800” justru menghadap pembicara. Jadi kalau mendapatkan mikrofon model ini, mesti dicoba dengan berbagai arah untuk mendapatkan arah sebenarnya.
Tampak luar Taffware BM800
Mikrofon ini dapat dibuka dari bagian bawah, dengan membuka tutup bagian bawah yang berulir.
Membuka bagian bawah BM800
Berikut ini foto setelah body dibuka, namun masih menyisakan penutup mikrofon warna kuning.
Close up komponen BM800
Berikut ini penampilan bagian dalam dari mikrofon BM800.
Bagian dalam BM800, mikrofon bagian depan menghadap ke atasBagian dalam BM800, mikrofon bagian belakang
Mikrofon kondensor ada di bagian sebelah kiri. Kondensor ini yang tugasnya mengubah sinyal suara menjadi tegangan listrik. Namun tegangan ini kecil sekali sehingga masih perlu diperkuat oleh rangkaian di bagian tengah (papan rangkaian warna hijau). Pada papan rangkaian tersebut terdapat beberapa transistor yang berfungsi sebagai penguat. Rangkaian penguat ini memerlukan catu daya (power supply), sehingga mikrofon ini perlu ‘phantom power’. Phantom power ini dapat diberikan dari USB sound card yang mendukung phantom power, atau dari modul khusus phantom power.
Berikut ini close up papan rangkaian, untuk dapat melihat tipe-tipe transistor yang dipakai sebagai penguat.
Close up komponen BM800Close up komponen BM800Close up komponen BM800Close up komponen BM800
Close up komponen BM800
Rangkaian penguat di dalam mikrofon ini perlu power supply. Alternatifnya:
menggunakan power supply phantom power
menggunakan audio interface yang sudah ada fitur phantom power
Contoh power supply phantom power:
Taffware Phantom Power 48 volt untuk mikrofon
Taffware phantom power ini harganya sekitar 100 ribu sampai 200 ribu rupiah.
Mikrofon ini dapat disambungkan ke komputer antara lain menggunakan audio interface Behringer UM2
Berikut ini contoh audio interface yang mendukung phantom power
Tampak depan Behringer UM2
Behringer UM2 ini harganya antara 500 ribu sampai 1 juta rupiah.
Arduino dapat dipakai untuk mengembangkan filter digital bandpass.
Sebelum dilakukan pembuatan perlu dibuat dulu spesifikasi yang diinginkan, setelah itu baru dikaji apakah bisa atau tidak.
Informasi yang diperlukan adalah sebagai berikut:
sinyal input analog/digital? berapa volt?
sinyal output analog/digital? berapa volt?
bandpas dari berapa Hz sampai berapa Hz?
noise maksimum berapa dB?
perlu ADC & DAC berapa bit? -> ini dapat diturunkan dari noise yang diinginkan
Filter bandpass digital secara teoritis dapat dibuat di Arduino Nano/UNO, namun mesti diperhatikan bahwa komputasi di prosesorATmega328 terbatas, kalau spesifikasi rada tinggi mesti cari prosesor lain.
Analisis Kebutuhan / Requirement
Pada tahap ini dirumuskan latar belakang masalah , rumusan permasalah yang perlu diselesaikan, serta tujuan sistem.
Spesifikasi
Pada tahap ini ditentukan spesikasi teknis sistem.
Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan hardware dan software.
Diagram pengolahan sinyal digital
Simulasi
Setelah perancangan hardware dan software dibuat, perlu dilakukan simulasi untuk mengecek apakah rangkaian dan software yang dibuat berfungsi baik. Tahap simulasi filter secara umum dibahas di artikel Simulasi Pengolahan Sinyal Digital
Implementasi
Pada tahap ini dilakukan pembuatan hardware dan software.
Pada tahap prototype dapat dilakukan dengan breadboard, namun pada sistem yang lebih serius perlu sampai merancang kotak, tampilan dan tombol-tombol yang diperlukan.
Pengujian
Pada tahap ini dilakuan pengujian untuk melihat kesesuaian antara sifat sistem yang dicapai dengan spesifikasi yang diinginkan.
Validasi
Pada tahap ini dilakukan validasi, artinya membandingkan antara requirement dan apakah sistem dapat menyelesaikan masalah di requirement.
Cara menurunkan tegangan 5 volt menjadi 1,5 volt ada beberapa, di antaranya:
Menggunakan pembagi tegangan resistor
Menggunakan regulator seri
Menggunakan regulator paralel / dioda zener
Menggunakan DC to DC converter
Menggunakan bi directional logic converter
Perlu diperjelas juga tujuan utama dari menurunkan tegangan tersebut.
Jika tegangan 1,5 volt dipakai sebagai supply, maka yang lebih penting adalah efisiensi dan kestabilan serta kemampuan arus. Solusi yang bagus untuk supply adalah regulator seri, regulator paralel dan DC to DC converter.
Jika tegangan 1,5 volt dipakai sebagai sinyal, maka yang lebih penting adalah kecepatan penjalaran (propagasi) sinyal. Solusi yang bagus untuk sinyal adalah pembagi tegangan resistor dan bidirectional logic converter.
Berikut ini ringkasan daftar kriteria rangkaian penurun tegangan:
efisiensi energi: perbandingan antara energi masuk dan energi keluar.
kompleksitas rangkaian: seberapa banyak komponen yang digunakan dan seberapa rumit rangkaiannya
kecepatan propagasi sinyal: waktu antara sinyal masuk sampai sinyal keluar
regulasi : pada beberapa rangkaian penurun tegangan, selain tegangan mesti diturunkan, diinginkan juga tegangan output stabil pada suatu nilai tertentu, tidak berubah-ubah walaupun tegangan input berubah, ataupun arus output berubah.
Pembagi Tegangan Resistor
Pembagi tegangan dengan resistor adalah salah satu rangkaian dasar resistor. Berikut ini contoh rangkaiannya; [sumber]
Pembagi tegangan dengan resistor
Nilai R1 dan R2 dapat dihitung menggunakan persamaan berikut ini:
Rumus rangkaian pembagi tegangan
Vout: tegangan keluar dari pembagi tegangan
Vin: tegangan masuk pembagi tegangan
R1 dan R2: resistor pembagi tegangan
Metode ini sederhana dan murah, namun kelemahan utamanya adalah tegangan Vout tergantung arus yang keluar dari Vout. Jika arus cukup besar, tegangan Vout akan berubah. Cara ini hanya cocok untuk arus keluar yang kecil, misal untuk tegangan masukan digital dari sebuah mikroprosesor.
Penilaian
Berikut ini penilaian saya terhadap rangkaian ini:
efisiensi energi: rendah karena banyak energi terbuang di resistor
kompleksitas rangkaian: sederhana, hanya 2 buah resistor.
kecepatan propagasi sinyal: sangat cepat, tidak ada kapasitor maupun induktor di dalamnya.
regulasi: buruk, tegangan output sangat tergantung tegangan masuk dan arus keluar.
Jika arus yang diperlukan agak besar, perlu rangkaian aktif seperti regulator seri berikut ini.
Ada banyak macam komponen regulator seri, namun LM317 ini cukup bagus karena tegangan outputnya dapat diatur dengan cara mengatur nilai resistornya, serta tegangan keluarnya dapat mencapai 1,25 volt.
Rangkaian regulator seri LM317
Contoh regulator seri yang dapat memberikan tegangan kecil adalah LM317, menurut datasheetnya Vout dari LM317 adalah 1,25 volt
Regulator seri bagus sebagai power supply untuk arus kecil. Penurunan tegangan dilakukan dengan membuangnya sebagai panas, sehingga teknik ini kuran efisien. Jika ingin konversi energi yang lebih efisien, perlu menggunakan DC to DC converter.
Penilaian
Berikut ini penilaian saya terhadap rangkaian ini:
efisiensi energi: rendah karena banyak energi terbuang di transistor
kompleksitas rangkaian: menengah
kecepatan propagasi sinyal: lambat, tegangan output praktis tidak dipengaruhi input.
Regulator paralel menggunakan dioda zener yang dipasang secara terbalik. Fitur yang dipakai adalah tegangan breakdown dioda zener yang konstan.
Regulator tegangan dengan dioda zener
Hanya saja sulit mencari dioda zener dengan tegangan 1,5 volt. Umumnya dioda zener tersedia dengan tegangan breakdown mulai dari 1,8 volt.
Contoh dioda zener dengan tegangan 1,8 volt adalah TZS4678 [sumber]
Dioda biasa mempunyai tegangan maju yang relatif konstan, namun kurang baik dipakai karena tegangan maju pada dioda sangat terpengaruh arus pada dioda tersebut. Jika arus berubah, maka tegangan berubah, sehingga dapat mengacaukan rangkaian yang membutuhkan tegangan konstan.
Penilaian
Berikut ini penilaian saya terhadap rangkaian ini:
efisiensi energi: rendah karena banyak energi terbuang di resistor & zener
kompleksitas rangkaian: menengah
kecepatan propagasi sinyal: lambat, tegangan output praktis tidak dipengaruhi input.
DC to DC converter dapat mengubah tegangan DC tanpa membuangnya sebagai panas, sehingga teknik ini lebih efisien dibandingkan regulator seri maupun regulator paralel.
Regulator yang mengubah tegangan menjadi lebih kecil adalah ‘Buck Converter’. [sumber]
Buck DC converter
Rangkaian Buck converter ini jika dibuat sendiri cukup rumit, saat ini lebih mudah membeli modul yang sudah jadi. Modul buck converter tersedia dalam berbagai variasi: rentang tegangan masuk, rentang tegangan keluar, arus maksimum, ada yang tegangan keluar sudah tetap, ada yang tegangan keluar dapat diubah-ubah.
Buck converter ini di toko online rata-rata disebut sebagai ‘step down’ converter.
Modul DC to DC step down dengan LM2596
Penilaian
Berikut ini penilaian saya terhadap rangkaian ini:
efisiensi energi: tinggi, dapat mencapai 90% atau lebih.
kompleksitas rangkaian: kompleks
kecepatan propagasi sinyal: lambat, tegangan output praktis tidak dipengaruhi input.
Misal diketahui sebuah baterai laptop dengan tegangan keluaran 14,8 volt , kapasitas total adalah 35,5 Wh. Berapakah ukuran setiap selnya?
Diketahui tipe baterainya adalah Lithium Ion. Setiap sel Lithium Ion adlaah 3,7 volt. Jadi jumlah selnya adalah 14,8 / 3,7 = 4 buah sel.
Kapasitas total batere 35.5 Wh, jadi setiap sel adalah 8.875 Wh. Wh dapat diubah ke mAh dengan dibagi tegangannya. 8.875 Wh = 8.875 / 3,7 = 2.398 Ah = 2398 mAh.
Kesimpulan: pada batere laptop tersebut terdapat 4 sel baterai Lithium Ion, dengan setiap selnya adalah baterai Lithium Ion dengan tegangan 3,7 volt dan kapasitas masing-masing 2398 mAh , setara dengan 8,875 Wh.
Ketika kita membuat PCB untuk rangkaian elektronik, jarak lubang di PCB harus sesuai dengan ukuran komponennya.
Berikut ini contoh berbagai ukuran resistor .
Resistor 1/4 watt dan 1/2 watt
Foto di atas adalah foto resistor dengan rating daya 1/4 watt (yang atas) dan1/2 watt (yang bawah). Resistor dipasang di PCB lubang dengan jarak antar lubang sebesar 1 kaki IC , yaitu 100 mil, atau 1/10 inchi. Resistor 1/4 watt mempunyai jarak kaki sepanjang 3 kaki IC atau 300 mil. Resistor 1/2 watt memiliki jarak lubang 5 kaki IC atau 500 mil.
Berikut ini resistor 5 watt.
Resistor 5 watt
Jarak kaki untuk resistor 5 watt ini adalah 9 kaki IC, atau 900 mil.
Selain resistor 1/4 watt, 1/2 watt dan 5 watt masih ada berbagai jenis ukuran resistor lainnya, jadi ketika membuat PCB, lebih baik membeli dulu komponen yang akan dipasang, kemudian ukuran jarak kaki komponen diukur dengan PCB lubang atau jangka sorong.
Jangka sorong
Jangka sorong ini adalah perangkat wajib jika ingin membuat PCB, terutama untuk memastikan ukuran masing-masing komponen. Jika salah membuat PCB, bisa terjadi komponen tidak bisa masuk atau jelek penampilannya.
Apakah perbedaan antara voltase dan kapasitas dalam dunia elektronik?
Voltase atau tegangan adalah perbedaan potensial listrik antara 2 titik. Satuan voltase adalah volt, disingkat V.
Kapasitas adalah jumlah energi listrik atau muatan pada suatu benda.
Pada baterai, kapasitas adalah jumlah energi yang tersimpan pada baterai tersebut. Satuan energi pada dasarnya adalah joule, namun kapasitas baterai sering juga dinyatakan dengan Wh, watt-hour (watt jam), mAh (milli ampere hour), atau Ah (ampere hour).
Contoh Baterai NiMh dengan kapasitas 4700 mAh
Pada kapasitor, ada istilah yang mirip dengan kapasitas, yaitu kapasitansi (capacitance). Kapasitansi adalah kemampuan suatu benda untuk menyimpan muatan listrik. Satuan kapasitansi adalah farad, diambil dari nama fisikawan Michael Faraday.
Baterai kotak mempunyai tegangan kurang lebih 9 volt, tergantung jenis baterai tersebut.
Berikut tegangan baterai kotak 9 volt untuk berbagai tipe.
Tipe
Tegangan batere
Tegangan tiap cell
NiMh (Nickel Manganese Hybrid)
7,2 volt
8,4 volt (paling umum)
9,6 volt
1,2 volt
LiPo (Lithium Polymer)
7,4 volt
3,7 volt
NiCd (Nickel Cadmium)
7,2 volt
8,4 volt
1,2 volt
Timbal
tidak ada versi 9 volt
2 volt
Seng mangan
9 volt
1,5 volt
Alkaline
9 volt
1,5 volt
Lithium
7,4 volt
3,6 volt
Jadi ada banyak baterai 9 volt yang ternyata tegangannya tidak tepat 9 volt.
Baterai 9 volt terdiri dari beberapa sel baterai yang disusun seri, karena tidak ada sel yang menghasilkan tegangan 9 volt. Setiap jenis baterai punya tegangan sel tersendiri yang berbeda-beda.
Tegangan baterai jadinya adalah kelipatan tegangan sel yang paling mendekati ke 9 volt.
Batere 9 volt Alkaline (kiri) dan seng-karbon (kanan), tegangan tepat 9 volt
Baterai 9 volt yang terdiri dari 6 sel di dalamnya, setiap sel 1,5 voltBatere 9 volt NiMH 300 mAh, tegangan keluarnya 8,4 volt.
Berikut ini foto-foto dan manual senter LED mdel Cree XML-T6. Berikut ini gambar isi paket dari senter tersebut:
Senter LED Cree XML-T6
Isi paket terdiri dari:
Senter Cree XML-T6
Manual dalam bahasa Inggris
Baterai Lithium Ion 18650
Selongsong plastik untuk baterai 18650
Wadah baterai AAA
Charger untuk baterai 18650
Penjepit plastik yang sepertinya untuk dipasang di sepeda
Wadah senter untuk diselipkan di ikat pinggang
Senter ini dilengkapi juga dengan wadah kotak plastik.
Kotak plastik Cree XML-T6
Berikut ini isi kotak tersebut:
Bagian dalam kotak Cree XML-T6
Berikut ini body dari senter tersebut.
Senter LED XCree XML-T6 tampak samping
Berikut ini baterai 18650 dan selongsong plastiknya. Lubang di dalam senter terlalu longgar jika tidak menggunakan selongsong. Namun kalau lubang di dalam dibuat rapat pas untuk 18650, maka wadah baterai AAA tidak dapat masuk.
Berikut ini wadah untuk 3 buah baterai AAA. Baterai AAA tidak disertakan. Cukup bermanfaat jika misalnya kita ingin pakai bate
rai alkaline AAA saja.
Berikut ini tutup wadah baterai di senter. Dilengkapi dengan cincin karet, sehingga senter ini kedap air. Cukup bermanfaat kalau dipakai di waktu hujan atau tercebur ke dalam air.
Berikut ini lensa yang dicopot, nampak LED yang dipakai.
Dudukan lensa kedap air karena dilengkapi dengan cincin karet warna hitam.
Berikut rangkaian dalam lampu, tepat di belakang LED
Rangkaian dalam lampu XML-T6
Berikut ini charger untuk baterai 18650
Bagian bawah charger.
Bagian dalam charger.
Komponen aktif yang dipakai, IC tipe HT 3582 DA
Komponen aktif lainnya, transistor NPN MJE 13001
Transistor MJE 13001
Baterai 18650 dengan kapasitas 4200 mWh. Satuan kapasitas yang dipakai adalah mWh, Jangan tertukar dengan satuan mAh.
Baterai 18650 4200 mWh
Jika baterai dimasukkan ke charger tanpa disambung ke jala-jala, maka LED hijau pada charger akan menyala.
Charger dengan baterai saja tanpa pengisian
Ketika sedang melakukan pengisian, lampu LED merah menyala.
Charger sedang mengisi
Setelah baterai penuh, maka lampu indikator akan berwarna biru.
Manual
Manual halaman 1
Manual halaman 2
Manual halaman 4
Manual halaman 5
Manual halaman 06
Manual halaman 7
Ulasan
Dari foto-foto di atas, nampaknya senter ini cukup kompleks, terdiri dari puluhan atau ratusan komponen mekanik dan elektronik.
Satu hal yang mengganggu dari senter ini adalah senter ini mempunyai beberapa mode, namun mampu ‘mengingat’ mode terakhir yang dipakai. Sehingga ketika jika dimatikan dan dinyalakan, maka senter akan masuk ke mode terakhir, plus mode berikutnya, karena penekanan tombol ketika mematikan dianggap sebagai perpindahan mode. Ada seorang user yang menyarankan penambahan resistor ke dalam senter untuk membuat senter ‘melupakan’ mode terakhir ketika dimatikan.
k artinya kilo, atau ‘1000’, jadi kWh artinya 1000 Wh.
Jadi:
1 kWh = 1000 Wh
1 Wh = 0,001 kWh
Uraian
W artinya watt, satuan untuk daya. Penulisan satuan jika disingkat adalah dengan huruf besar (“W”), jika ditulis panjang maka dengan huruf kecil (“watt”).
h artinya ‘hour’ atau jam.
k artinya kilo, artinya 1000
Contoh penggunaan satuan kWh adalah untuk meteran listrik. Maka meteran listrik sering juga disebut sebagai kWh meter. Berikut ini contoh kWh meter:
kWh meter biasa
Satuan Wh atau malah mWh dipakai untuk energi yang lebih kecil, misal pada baterai. Berikut ini contoh baterai yang menggunakan satuan mWh (milli watt hour). 1 milli = 1/1000 , jadi 4200 mWh artinya 4,2 Wh
Wh (watt-hour), atau watt-jam, sering dipakai untuk menyatakan jumlah energi yang tersimpan dalam suatu batere.
Rumus energi adalah: energi = daya x waktu, atau:
E = P x t
Dengan:
E: energi dalam joule (atau watt-jam)
P: daya dalam watt
t: waktu dalam detik (atau jam)
Jika waktu dinyatakan dalam jam, maka satuan energi adalah Wh (watt-hour / watt-jam)
Jika waktu dinyatakan dalam detik, maka satuan energi adalah J (joule).
Hubungan antara arus dan daya adalah sebagai berikut:
P = V x I
Dengan:
P: daya dalam watt
V : tegangan dalam volt
I : arus dalam ampere
Diketahui
P = V x I
E = P x t
maka arus (I) dapat dihitung:
I = P/V = E / (t x V)
Jadi untuk mendapatkan arus (ampere) dari energi (Wh) kita perlu informasi tambahan waktu dalam jam dan tegangan. Jika kasus ini adalah batere, untuk tegangan kita dapat menggunakan tegangan nominal batere tersebut. Waktu dalam jam adalah waktu untuk transfer energi batere tersebut.
Dalam prakteknya jika kita menggunakan batere sungguhan, arus dan tegangan batere biasanya tidak konstan, jadi kita perlu menggunakan kurva pengosongan (discharge curve) untuk mendapatkan angka yang lebih teliti.
Baterai 18650 4200 mWh
Sebagai contoh, misal ada batere dengan kapasitas 4200 mWh seperti di atas, maka berapa arus pada batere tersebut?
Jenis baterai diketahui yaitu Li-Ion (Lithium Ion), dengan tegangan rata-rata adalah 3,7 volt. Misal baterai dihabiskan dalam waktu 2 jam. Maka untuk pengosongan tersebut, arusnya adalah:
I = E/ (t x V ) = 4200 mWh / (2 jam x 3,7 volt) = 4,200 Wh / (2 jam x 3,7 volt) = 0,568 ampere.
