Sirkuit pompa arus howland

Sumber arus sederhana tidak sempurna untuk beban variabel karena arus yang melalui beban juga berubah dengan resistansi beban. Solusi untuk masalah ini adalah sumber arus konstan seperti Sirkuit Pompa Arus Howland.

The Howland sekarang Pump diciptakan pada tahun 1962 oleh Profesor Bradford Howland dari MIT. Ini terdiri dari IC penguat operasional dan jembatan resistor seimbang untuk menjaga nilai arus konstan meskipun beban bahkan jika nilai resistansi beban berubah. Di sini kita akan memahami kerja dasar dan rangkaian Sumber Arus Howland dengan membangunnya di perangkat keras.

Diagram Sirkuit Pompa Arus Howland Dasar

Sekarang, dengan menerapkan Hukum Arus Kirchoff dan Hukum Ohm, kita melihat bahwa arus keluaran sama dengan jumlah arus masukan dan arus yang melalui resistor R4.

i _o = i ₁ + i ₂ i _o = (V ₁ - V _L / R ₁) + (V _A - V _L / R ₂)… (persamaan 1)

R ₁ dan R ₂ dengan op-amp membentuk penguat non-pembalik sehubungan dengan tegangan beban _VL. Jadi, kami mendapatkan

V _A = (1 + R ₄ / R ₃) V _L … (persamaan 2)

Letakkan nilai V _A dari persamaan (2) ke persamaan (1), i _o = (V ₁ - V _L / R ₁) + ((1 + R ₄ / R ₃) V _L - V _L / R ₂)

Sekarang, tentang menyelesaikan dan meletakkan nilai i _o = AV ₁ - V _L / R _O, Dimana, A = 1 / R ₁

Oleh karena itu, mengevaluasi R _O dari persamaan tersebut, kita akan mendapatkan:

R _O = R ₂ / ((R ₂ / R ₁) - (R ₄ / R ₃))

Untuk membuat arus keluaran konstan atau independen sehubungan dengan tegangan keluaran resistansi beban, kita harus mencapai kondisi jembatan keseimbangan, yaitu

R ₄ / R ₃ = R ₂ / R ₁

Simulasi Pompa Arus Howland

Rangkaian Howland adalah rangkaian sumber arus ideal yang mempertahankan konstanta arus sehubungan dengan perubahan resistansi beban atau tegangan yang melewatinya. Dalam video simulasi di bawah ini Anda dapat melihat bahwa nilai arus konstan terlepas dari _RL. Di sini, simulasi dijalankan tiga kali dengan tiga nilai resistor beban yang berbeda yaitu 1k, 2k dan 3k tetapi arus yang melintasi resistor tetap konstan terlepas dari nilai resistor tersebut. Di sini kita mendapatkan keluaran arus konstan 9mA di setiap kondisi.

Komponen Diperlukan

• IC Op-amp - LM741
• Resistor - (3.9k - 2 nos, 1K- 3 nos)
• Papan tempat memotong roti
• 9V Pasokan
• Menghubungkan Kabel

IC OP-amp LM741

Penguat operasional LM741 adalah penguat tegangan elektronik high gain berpasangan DC. Ini adalah chip kecil yang memiliki 8 pin. Sebuah IC penguat operasional digunakan sebagai pembanding yang membandingkan dua sinyal, sinyal pembalik dan non-pembalik. Dalam Op-amp IC 741 PIN2 adalah terminal input pembalik dan PIN3 adalah terminal input non-pembalik. Pin keluaran dari IC ini adalah PIN6. Fungsi utama IC ini adalah melakukan operasi matematika di berbagai sirkuit.

Ketika tegangan pada masukan non-pembalik (+) lebih tinggi dari tegangan pada masukan pembalik (-), maka keluaran dari komparator adalah Tinggi. Dan jika tegangan input pembalik (-) lebih tinggi dari ujung non-pembalik (+), maka outputnya RENDAH. Dalam Sirkuit Sakelar Nirkabel ini, LM741 digunakan untuk menyediakan pulsa Clock Rendah ke tinggi ke IC 4017, untuk setiap kali ketika seseorang melewati LDR dengan tangan. Pelajari lebih lanjut tentang Op-amp 741 di sini.

Diagram pin LM741

Konfigurasi Pin LM741

PIN NO.	Deskripsi PIN
1	Offset null
2	Membalik (-) terminal masukan
3	terminal masukan non-pembalik (+)
4	suplai tegangan negatif (-VCC)
5	offset nol
6	Pin tegangan keluaran
7	suplai tegangan positif (+ VCC)
8	Tidak terhubung

Menguji Perangkat Keras Pompa Arus Howland

Menurut hukum ohm, peningkatan nilai resistansi beban juga akan mengubah tegangan yang melewatinya. Tetapi sumber yang ideal harus mempertahankan jumlah arus yang konstan yang mengalir melalui resistansi beban. Di bawah ini adalah pengaturan perangkat keras untuk menguji rangkaian pompa arus Howland, di sini catu daya 9v diberikan melalui RPS (Catu Daya Teregulasi) tetapi baterai 9v juga dapat digunakan untuk pengujian. Di sini, kami telah menguji rangkaian dengan resistansi beban 2k dan 3,9k, dan mengukur arus melintasi beban menggunakan multi-meter digital. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, arus tetap konstan di kedua kondisi.

Resistor juga dapat diganti dengan beberapa beban aktif seperti motor atau LED. Video demonstrasi lengkap dari Howland Current Pump diberikan di bawah ini.

Penerapan Pompa Arus Howland

Di bawah ini adalah beberapa aplikasi untuk Howland Current Pump:

• Menguji perangkat lain
• Bereksperimen
• Uji produksi
• Biasing dioda dan transistor
• Untuk mengatur kondisi pengujian