Mengenal Dioda Zener

Dioda Zener adalah diode yang memiliki karakteristik menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan tembus" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener". Ini berlainan dari diode biasa yang hanya menyalurkan arus listrik ke satu arah.

Dioda yang biasa tidak akan mengalirkan arus listrik untuk mengalir secara berlawanan jika dicatu-balik (reverse-biased) di bawah tegangan rusaknya. Jika melampaui batas tegangan operasional, diode biasa akan menjadi rusak karena kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas. Namun proses ini adalah reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan. Dalam kasus pencatuan-maju (sesuai dengan arah gambar panah), diode ini akan memberikan tegangan jatuh (drop voltage) sekitar 0.6 Volt yang biasa untuk diode silikon. Tegangan jatuh ini tergantung dari jenis diode yang dipakai.

Sebuah diode Zener memiliki sifat yang hampir sama dengan diode biasa, kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tegangan tembus yang jauh dikurangi, disebut tegangan Zener. Sebuah diode Zener memiliki p-n junction yang memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tembus (tunnel) dari pita valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi material tipe-n. Sebuah diode Zener yang dicatu-balik akan menunjukan perilaku tegangan tembus yang terkontrol dan akan melewatkan arus listrik untuk menjaga tegangan jatuh supaya tetap pada tegangan Zener. Sebagai contoh, sebuah diode Zener 3.2 Volt akan menunjukan tegangan jatuh pada 3.2 Volt jika diberi catu-balik. Namun, karena arusnya terbatasi, sehingga diode Zener biasanya digunakan untuk membangkitkan tegangan referensi, untuk menstabilisasi tegangan aplikasi-aplikasi arus kecil, untuk melewatkan arus besar diperlukan rangkaian pendukung IC atau beberapa transistor sebagai output.

Tegangan tembusnya dapat dikontrol secara tepat dalam proses doping. Toleransi dalam 0.05% bisa dicapai walaupun toleransi yang paling biasa adalah 5% dan 10%.

Efek ini ditemukan oleh seorang fisikawan Amerika, Clarence Melvin Zener.

Mekanisme lainnya yang menghasilkan efek yang sama adalah efek avalanche, seperti di dalam diode avalanche. Kedua tipe diode ini sebenarnya dibentuk melalui proses yang sama dan kedua efek sebenarnya terjadi di kedua tipe diode ini. Dalam diode silikon, sampai dengan 5.6 Volt, efek Zener adalah efek utama dan efek ini menunjukan koefisiensi temperatur yang negatif. Di atas 5.6 Volt, efek avalanche menjadi efek utama dan juga menunjukan sifat koefisien temperatur positif.

Dalam diode Zener 5.6 Volt, kedua efek tersebut muncul bersamaan dan kedua koefisien temperatur membatalkan satu sama lainnya. Sehingga, diode 5.6 Volt menjadi pilihan utama di aplikasi temperatur yang sensitif.

Teknik-teknik manufaktur yang modern telah memungkinkan untuk membuat diode-diode yang memiliki tegangan jauh lebih rendah dari 5.6 Volt dengan koefisien temperatur yang sangat kecil. Namun dengan munculnya pemakai tegangan tinggi, koefisien temperatur muncul dengan singkat pula. Sebuah diode untuk 75 Volt memiliki koefisien panas yang 10 kali lipatnya koefisien sebuah diode 12 Volt.

Semua diode di pasaran dijual dengan tanda tulisan atau kode voltase operasinya ditulis dipermukaan kristal diode , biasanya dijual dinamakan diode Zener.

Rangkaian Running Led Menarik

Hai sobat blogger yang hobby elektronika digital khususnya ,, ijinkan ane buat share satu rangkaian percobaan running led, karena merupakan praktek pertama ane belajar mikrokontroller avr tanpa kuliah atau bisa disebut otodidak. Banyak ilmu yang ane dapet dari googling, akhirnya ketemu lah satu blog yang khusus membahas materi yang ane pengen. Karena saking hobbynya sama elektronika digital, ane beli paket belajar dari mas Nyoman Yudi, admin dari aisi555.blogspot.com. Meskipun pas awal rada susah masukkin program ke chip avr pake komputer ane yang 64 bit,, tp dengan kegigihan dan ketekunan yang ga pantang nyerah gitu ajj, Alhamdulillah berhasil juga ..

Alat dan Bahan :

1. Breadboard
2. Kabel tunggal secukupnya
3. Tang potong
4. 1 unit PC serta program AVR Studio4
5. Programmer DT-HiQ AVR-51 AVR ISP
6. Mikrokontroller Attiny2313
7. Led merah ( 8 pcs)
8. Crystal 4 MHz ( 1 pc )
9. Capasitor 22 pF ( 2 pcs )
10. Capasitor 10 uF ( 1 pc )
11. Resistor 330 Ohm ( 8 pcs )
12. Resistor 10K (1 pc )
13. Push button ( 1 pc )
14. Battery AA 1,5 V ( 3 pcs ) atau adaptor 5 Vdc

Tool Program AVR

1. Kompilasi C ke hex

WinAVR adalah paket AVR-GCC untuk distribusi Microsoft Window. Sedangkan AVR-GCC adalah sekumpulan tool/alat/software yang digunakan untuk mengubah kode bahasa C ke bahasa yang dimengerti oleh mikrokontroller AVR yaitu (*.hex) intel.

Compiler C hanya menghasilkan file asm (.S) dari tiap file input (.C) lalu assembler mengubahnya kedalam file objek, dimana banyaknya kode objek sama dengan kode file asm. Kemudian linker menyatukan file-file objek dan fungsi-fungsi yang bersilangan diantara file objek dan mengambil/menghubungkan modul library c yang digunakan ke dalam sutu file objek yaitu file (.elf). Oleh avr-objcopy file (.elf) diubah menjadi file (.hex).

2. Instalasi WinAVR

Karena winAVR merupakan software open source, maka banyak programmer dengan bebas mengembangkan, sehingga winAVR terus diperbaharui. Versi terbaru winAVR dapat di download di www.sourceforge.net.

winAVR yang ane gunain buat meng-compile program-program yang ane buat adalah versi 20090313 yang

Mengenal Attiny2313

ATTiny 2313 merupakan mikrokontroller 8-bit AVR dengan kapasitas memory maksimum sebesar 2 Kbytes yang tersimpan didalam Memory Flash-nya. ATTIny 2313 merupakan chip IC produksi ATMEL yang termasuk golongan single chip microcontroller, dimana semua rangkaian termasuk memori dan I/O tergabung dalam satu paket IC. Dalam pemrogramannya kontroller ini dapat dijalankan menggunakan 2 bahasa yaitu bahasa Assembly atau bahasa C. Sehingga memungkinkan pengguna dapat mengoptimalkan kinerja sistem yang dibuat secara fleksibel.

Gambar 1. Attiny2313

IC ATTiny 2313 ada 2 jenis yaitu jenis PDIP/SOIC (berbentuk prisma segi empat) dan jenis VQFN/MLF (berbentuk kotak) yang pada dasarnya memiliki fungsi yang sama, hanya saja memiliki bentuk yang berbeda.

Gambar2. Konfigurasi Pin Attiny2313

Gambar 2 merupakan konfigurasi pin dari ATTiny 2313. Secara keseluruhan memiliki total 20 pin. Berikut adalah penjelasan secara garis besar dari konfigurasi pin-pin tersebut :

Deskripsi Hardware Mikrokontroler Atmega8/8535/16/32

Chip yang dijelaskan disini menggunakan kemasan PDIP, untuk kemasan yang lain (TQPF, QFN/MLF) tidak jauh berbeda, untuk lebih jelas silahkan merujuk datasheet.  Mikrokontroler yang digunakan disini menggunakan chip mikro buatan Atmel keluarga AVR (Alf Vegard &Risc) golongan Atmega khususnya Atmega8/16/32/8535 dengan bahasa pemrograman menggunakan bahasa C. Pemrograman menggunakan bahasa C akan dijelaskan pada post berikutnya.

Atmega8

VCC  :  Tegangan supply

GND :  Ground

PortB (PB7..PB0) : Port I/O 8-bit dengan resistor pull-up internal tiap pin. Buffer portb mempunyai kapasitas menyerap (sink) dan mencatu (sorce)

Khusus PB6 dapat digunakan sebagai input kristal (inverting oscilator amplifier) dan input ke rangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan fuse-bit (ada dalam software programmer/downloader) yang digunakan untuk memilih sumber clock.

Khusus PB7 dapat digunakan output kristal (output inverting oscilator amplifier) bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Jika digunakan sumber clock yang dipilih dari oscilator internal, PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan Asyncronous Timer/Counter2 maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1) digunakan untuk saluran input counter.

Port C (PC5..PC0) :

Port I/O 7-bit ([PC6],PC5..PC0) dengan resistor pull-up internal tiap pin. Buffer Port C mempunyai kapaitas menyerap (Sink) dan mencatu (sorce).

RESET/PC6 :

Jika fuse bit RSTDISBL di “programed, PC6 digunakan sebagai pin I/O. Jika fuse bit RSTDISBL di “unprogramed”, PC6 digunakan sebagai pin RESET (aktif low)

Port D (PD&..PD0)

Port I/O 8-bit dengan resistor pull-up internal tiap pin.

AVcc :

Avcc adalah pin  tegangan catu untuk A/D conventer, PC3..PC0, dan ADC (7..6). Avcc harus dihubungkan ke Vcc walaupun ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan, maka Avcc harus dihubungkan dengan Vcc melalui “low pass filter”. Catatan : PC5,PC4 gunakan catu tegangan Vcc digital.