Rancangan sirkuit klakson sepeda elektronik ini sangatlah sederhana, hanya memerlukan satu unit gerbang pemicu Schmitt NAND 4093 quad 2-input, yang dikenal sebagai U1. Gerbang ini diintegrasikan ke dalam sebuah rangkaian osilator gelombang persegi dengan frekuensi rendah yang tidak rumit.
Keluaran dari osilator ini, yang terletak di pin 3, bertugas mengaktifkan transistor Q1. Transistor jenis FET ini kemudian mengendalikan speaker klakson yang berukuran kecil.
Untuk menyesuaikan frekuensi suara klakson, tersedia potensiometer R1 yang bisa diatur sesuai keinginan. Mengingat beberapa speaker klakson memiliki sensitivitas yang berbeda terhadap frekuensi, pengaturan kontrol frekuensi pada osilator ini memungkinkan pengguna untuk mencari dan menetapkan nada yang paling keras dan jernih sesuai dengan preferensi mereka.
Berikut adalah daftar komponen yang terdapat pada gambar skema "BIKE HORN CIRCUIT":
IC (Integrated Circuit):
U1 = 1/2 4093 (Ini mengindikasikan bahwa hanya setengah dari IC 4093, yang merupakan IC gerbang NAND Schmidt Trigger quad 2-input, digunakan dalam rangkaian ini).
Kapasitor (Capacitor):
2 buah Kapasitor keramik/non-polar dengan nilai 0.1 μF.
Resistor Variabel (Variable Resistor/Potentiometer):
1 buah Resistor variabel dengan nilai 250K (250 kilo-Ohm).
Sakelar (Switch):
1 buah Sakelar tekan (push button switch), diberi label S1.
MOSFET:
1 buah MOSFET jenis N-channel, dengan nomor seri IRF511.
Speaker:
1 buah Speaker.
Sumber Tegangan:
+12V (Ini adalah tegangan sumber daya untuk rangkaian).
Rangkaian ini adalah sebuah osilator astabil yang menghasilkan suara periodik (mirip klakson) melalui speaker, dan dikendalikan oleh sebuah tombol.
Komponen Utama dan Fungsinya:
U1 (1/2 4093): Ini adalah IC CMOS 4093, yang berisi gerbang NAND dengan masukan pemicu Schmidt (Schmidt Trigger NAND Gate). Fitur Schmidt Trigger membuatnya sangat cocok untuk aplikasi osilator karena histeresisnya membantu menghasilkan switching yang bersih dan menghilangkan masalah "bouncing" sinyal. Dalam rangkaian ini, hanya satu dari empat gerbang NAND di dalam IC 4093 yang digunakan.
Kapasitor 0.1 F (bagian osilator): Bersama dengan resistor variabel 250K, kapasitor ini membentuk rangkaian RC (Resistor-Capacitor) yang menentukan frekuensi osilasi (nada suara).
Resistor Variabel 250K: Resistor ini memungkinkan penyesuaian frekuensi osilasi, sehingga Anda bisa mengubah nada suara klakson.
MOSFET IRF511: Ini adalah transistor efek medan semikonduktor oksida-logam (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). Dalam rangkaian ini, MOSFET berfungsi sebagai sakelar daya yang dikendalikan oleh output dari gerbang NAND (U1). Ketika gerbang NAND menghasilkan tegangan tinggi, MOSFET akan aktif (ON) dan mengalirkan arus besar ke speaker. Ketika gerbang NAND menghasilkan tegangan rendah, MOSFET akan nonaktif (OFF). MOSFET dipilih karena kemampuannya mengalirkan arus yang relatif besar ke speaker dengan disipasi daya yang rendah.
Speaker: Komponen ini mengubah sinyal listrik dari MOSFET menjadi gelombang suara yang dapat didengar.
Sakelar S1: Sakelar tekan ini adalah kontrol utama untuk mengaktifkan klakson. Ketika ditekan, ia menghubungkan daya +12V ke rangkaian.
Kapasitor 0.1 F (dekat S1): Kapasitor ini berfungsi sebagai kapasitor decoupling atau bypass. Tujuannya adalah untuk menyediakan sumber daya lokal yang stabil untuk IC (U1) dan membantu menyaring noise yang mungkin ada pada jalur catu daya, memastikan operasi IC yang lebih stabil.
Cara Kerja Rangkaian:
Rangkaian ini bekerja berdasarkan prinsip osilator astabil, di mana gerbang NAND diatur untuk beralih antara status tinggi dan rendah secara terus-menerus, menghasilkan gelombang persegi (square wave) pada frekuensi tertentu.
Ketika Sakelar S1 Tidak Ditekan:
Tidak ada daya (+12V) yang mengalir ke rangkaian. Oleh karena itu, seluruh rangkaian tidak aktif, dan speaker diam.
Ketika Sakelar S1 Ditekan:
Daya +12V dialirkan ke seluruh rangkaian.
Pembentukan Osilator (Gerbang NAND U1 dan Rangkaian RC):
Gerbang NAND (U1) diatur sebagai osilator astabil. Pin 1 dan 2 (masukan) gerbang NAND dihubungkan bersama.
Output gerbang NAND (Pin 3) diumpan balikkan ke input melalui resistor variabel 250K dan kapasitor 0.1 μF.
Proses Osilasi:
Misalkan pada awalnya output Pin 3 rendah. Kapasitor 0.1 μF akan mulai mengisi daya melalui resistor variabel 250K dari tegangan +12V (melalui S1 dan input gerbang NAND).
Ketika tegangan pada kapasitor (yang juga merupakan input Pin 1 & 2 dari U1) mencapai ambang batas atas pemicu Schmidt (VTH+), output Pin 3 akan tiba-tiba berubah menjadi tinggi.
Sekarang, dengan output Pin 3 tinggi, kapasitor akan mulai membuang muatannya melalui resistor variabel 250K ke output Pin 3 (yang sekarang tinggi, membuat beda potensial untuk pembuangan muatan).
Ketika tegangan pada kapasitor turun hingga ambang batas bawah pemicu Schmidt (VTH-), output Pin 3 akan tiba-tiba berubah kembali menjadi rendah.
Siklus ini berulang terus-menerus, menghasilkan gelombang persegi pada output Pin 3.
Pengaturan Frekuensi: Frekuensi gelombang persegi ini ditentukan oleh nilai resistor variabel 250K dan kapasitor 0.1 μF. Dengan mengubah nilai resistor variabel, Anda dapat mengubah kecepatan pengisian dan pengosongan kapasitor, sehingga mengubah frekuensi osilasi dan nada suara yang dihasilkan.
Penggerak Speaker (MOSFET IRF511):
Output dari osilator (Pin 3 U1) terhubung ke gate MOSFET IRF511.
Ketika output Pin 3 tinggi, MOSFET IRF511 akan aktif (ON) dan bertindak seperti sakelar tertutup, memungkinkan arus mengalir dari +12V, melalui speaker, dan ke ground.
Ketika output Pin 3 rendah, MOSFET IRF511 akan nonaktif (OFF) dan bertindak seperti sakelar terbuka, menghentikan aliran arus ke speaker.
Jadi, MOSFET secara efektif mengaktifkan dan menonaktifkan aliran arus ke speaker sesuai dengan gelombang persegi yang dihasilkan oleh osilator.
Speaker Menghasilkan Suara:
Perubahan cepat aliran arus yang melalui speaker (karena MOSFET yang ON-OFF) menyebabkan diafragma speaker bergetar pada frekuensi osilasi, menghasilkan suara "klakson".
Ringkasan:
Secara sederhana, ketika tombol S1 ditekan, IC 4093 dan rangkaian RC-nya mulai berosilasi, menghasilkan gelombang listrik berbentuk kotak. Gelombang ini menggerakkan MOSFET untuk menyalakan dan mematikan speaker dengan cepat pada frekuensi yang sama, sehingga menghasilkan suara klakson. Anda bisa mengubah nada klakson dengan mengatur resistor variabel 250K.