ELEKTRONIKA
- Konsep Dasar Elektronika
Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/ teknik elektronika dan instrumentasi.
Alat-alat yang menggunakan dasar kerja elektronika ini biasanya disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices). Contoh peralatan/ piranti elektronik ini: Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube, CRT), radio, TV, perekam kaset, perekam kaset video (VCR), perekam VCD, perekam DVD,
kamera video, kamera digital, komputer pribadi desk-top, komputer Laptop, PDA (komputer saku), robot, smart card, dll.
Seperti disebutkan di atas elektronika didasarkan pada pengetahuan tentang kelistrikan. Listrik, dapat diartikan sebagai berikut:
- Listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu, seperti elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan dan penolakan gaya di antaranya.
- Listrik adalah sumber energi yang disalurkan melalui kabel. Arus listrik timbul karena muatan listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif.
Ada 2 jenis muatan listrik: positif dan negatif. Melalui eksperimen, muatan-sejenis saling menolak dan muatan-lawan jenis saling menarik satu sama lain. Besarnya gaya menarik dan menolak ini ditetapkan oleh hukum
Coulomb. Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya. Satuan unit SI dari muatan listrik adalah coulomb, yang memiliki singkatan "C". Simbol Q digunakan dalam persamaan untuk mewakili kuantitas listrik atau muatan. Contohnya, "Q=0,5 C" berarti "kuantitas muatan listrik adalah 0,5 coulomb".
Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya.
Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi.
Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya.
Pada zaman dulu, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang tahu bahwa arus listrik itu dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya. Satuan SI untuk arus listrik adalah ampere (A).
- Komponen-Komponen Elektronik
Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol W (Omega). Tipe resistor yang umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki tembaga di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohmmeter.
Kapasitor
dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi.
Induktor
Pengertian Resistor
Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikrom dapat dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka terdapat seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom.
Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.
Fungsi Resistor
Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara mikroskopik, unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali elektron bebas. Akibatnya pergerakan elektronya menjadi sangat lambat. Sehingga arus yang terukur pada multimeter akan menunjukan angka yang lebih rendah jika dibandingkan rangkaian listrik tanpa resistor.
Namun meskipun misalnya kita menyusun rangkaian listrik tanpa resistor, bukan berarti tidak ada hambatan listrik didalamnya. Karena setiap konduktor pasti memiliki nilai hambatan, meskipun relatif kecil. Namun dalam perhitungan matematis, biasanya kita abaikan nilai hambatan pada konduktor tersebut, dan kita anggap konduktor dalam kondisi ideal. Itu berarti besar resistansi konduktor adalah nol.
Bisakah dibayangkan jika konduktor yang terdapat pada rangkaian listrik tidak memiliki hambatan sama sekali. Ya, proses transfer daya pastinya akan optimal, jika kita aplikasikan pada komputer maka kecepatan komputer akan meningkat tajam dengan spesifikasi prosesor yang sama. Hal inilah yang beberapa dekade terakhir menjadi bahan perbincangan para ilmuwan bagaimana menciptakan konduktor tanpa hambatan, atau lebih dikenal dengan sebutan superkonduktor.
Cara Menghitung Resistor
Menggunakan Alat Ukur
Dalam menghitung besarnya hambatan yang terkandung dalam resistor, kita punya beberapa teknik perhitungan. Pertama adalah cara yang paling gampang, yaitu dengan menggunakan multimeter digital. Setelah kita menyetel multimeter digital dalam mode “ohm”, lalu kedua terminal multimeter kita tempelkan dikedua kaki resistor. Dengan itu seketika muncul besar hambatan dari resistor yang kita ukur.
Cara kedua yaitu dengan menggunakan multimeter analog. Untuk menggunakan alat ukur ini maka butuh sedikit keahlian dalam membaca skala pada multimeter. Pada multimeter analog, umumnya kita akan menemukan beberapa skala yang dapat digunakan sesuai kebutuhan ketelitian perhitungan.
Membaca Kode Warna
Dan satu lagi, tentunya pasti anda juga bertanya-tanya bagaimana cara menghitung resistor film karbon yang memilki banyak gelang warna. Biasanya cara ini sudah lama ditinggalkan karena para Teknisi lebih sering menggunakan alat ukur agar lebih cepat melakukan reparasi. Tetapi bagi anda yang belajar dan untuk praktik atau tugas sekolah berikut ini penjelasan lengkap cara membaca Kode Warna pada Film Karbon Resistor secara manual.
Cara mudah menghafal nilai dari kode warna Resistor yaitu dengan cara menghafalkan warna berdasarkan dari urutan pada tabelnya yaitu dengan singkatannya. “Hi Co Me O Ku, Hi Bi U A Pu” akan lebih mudah diingat untuk menghafal, yang biasanya digunakan untuk praktikum siswa pada kelas jurusan Teknik Audio Video, Elektronika dan segala jurusan yang memiliki materi pelajaran dasar elektronika.
Contoh Latihan Soal Kode Warna Resistor dan Jawabannya :
- Coklat, Merah, Merah, Emas = 1, 2, x100, 5% = 1200Ω 5%
- Perak, Hijau, Ungu, Merah = 10%, x1, 7, 2 = 27Ω 10%
- Biru, Abu Abu, Kuning, Emas = 6, 8, x10k, 5% = 680kΩ 5%
- Emas, Orange, Biru, Hijau = 5%, x10k, 6, 5 = 560kΩ 5%
- 3k3Ω 10% = 3, 3, x100, 10% = Orange, Orange, Merah, Perak
- 27kΩ 5% = 2, 7, 1k, 5% = Merah, Ungu, Orange, Emas
- 0,5Ω 1% = 5, 0, (x0,01), 1% = Hijau, Hitam, Perak, Cokelat
- 22k2 10% = 2, 2, 2, x100, 10% = Merah, Merah, Merah, Merah, Perak
Macam Macam Resistor
Resistor pada saat ini hanya terbagi menjadi dua macam, yakni resistor tetap (fixed resistor) dan resistor tidak tetap (variable resistor). Dari kedua macam resistor tersebut masih bisa dibagi lagi berdasarkan jenis jenisnya.
1. Resistor tetap (fixed resistor)
Resistor jenis ini memiliki nilai resistansi yang tetap dan permanen selama resistor tersebut dalam kondisi yang baik. Resistor tetap memiliki ciri ciri yang tidak bisa berubah ubah jika resistor tersebut tidak rusak. Resistor tetap juga terdiri dari beberapa jenis resistor yang dikelompokan berdasarkan bahan penyusun resistor tersebut. Berikut ini adalah pembahasan jenis resistor tetap secara mendetail :
a. Resistor Kawat
Resistor kawat merupakan resistor pertama kali dibuat. Dahulu resistor ini digunakan dalam rangkaian yang masih menggunakan tabung hampa sebagai transistornya. Dengan ukuran fisik yang cukup besar dan juga bentuknya yang bervariasi pada masanya, resistor ini juga memilki nilai hambatan yang cukup besar pula. Resistor kawat juga mampu beroperasi pada arus kuat dan panas yang tinggi sehingga banyak ditemukan pada rangkaian elektronika bagian power. Rating daya yang terdapat pada resistor jadul yang ini adalah dalam bebrabagi ukuran seperti 1 watt, 2 watt, 5 watt, serta 10 watt.
b. Resistor Batang Karbon
Resistor jenis batang karbon terhitung jenis resistor jadul sama seperti resistor kawat. Resistor ini tersusun dari bahan karbon didalamnya dan terdapat kode-kode warna untuk menandai besarnya hambatan dari resistor tersebut. Resistor yang merupakan generasi awal ini untuk penggunaanya saat ini sudah sangat jarang. Sehingga kurang familiar bagi para praktisi elektronika saat ini.
c. Resistor Keramik
Sesuai dengan namanya tentu saja terbuat dari bahan keramik atau porselen, dengan lapisan kaca dibagian terluar. Meskipun ukuranya cukup mungil, namun resistansinya bervariasi, mulai dari kisaran puluhan ohm hingga kilo ohm. Kemajuan Teknologi terutama pada bahan yang dibutuhkan sebagai komponen elektronika, resistor keramik pada saat ini kebanyakan digunakan pada gadget yang memilki ukuran cukup kecil. Coba saja buka perangkat ponsel yang anda miliki, dapat dipastikan akan bisa menemukan resistor jenis ini didalamnya. Resistor ini memiliki rating daya sebesar 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, dan 2 watt.
d. Resistor Film Karbon
Resistor Film karbon merupakan sebuah perkembangan dari resistor batang karbon. Resistor ini terbuat dari bahan karbon didalamnya dan diluarnya dilapisi dengan bahan pelindung berupa film. Pelindung ini berguna untuk mnecegah adanya pengaruh eksternal terhadap karakteristik dari resistor jenis ini. Dipermukaanya terdapat gelang-gelag warna yang berguna sebagai indikator besarnya hambatan yang terkandung didalam resistor tersebut. Memiliki Rating daya sama dengan Resistor Kramik tetapi kalah dalam segi keefektifan ukuran komponen. Sehingga lebih banyak resistor kramik yang digunakan untuk peralatan elektronik seperti Smartphone daripada menggunakan Resistor Film karbon yang ukurannya relatif lebih besar.
e. Resistor Film Metal
Penampakan bentuk fisiknya sekilas terlihat bahwa resistor jenis film metal mirip dengan resistor jenis film karbon. Perbedaan hanya pada warna dasar yang berbeda. Namun sebenarnya kedua jenis resistor ini memilki karakteristik yang berbeda. Untuk resistor film metal memiliki katelitian tertinggi dibandingkan dengan resistor tetap jenis lain. Toleransinya hanya berkisar antara 1-5%.
Resistor Film Metal memiliki resistensi yang lebih besar dibandingkan dengan Resistor Film Karbon. Jika pada Resistor Film Karbon hanya identik dengan 4 kode warna untuk membacanya, pada Resistor Film Metal terdapat 5 dan juga 6 kode warna. Dalam aplikasinya, resistor film metal biasa digunakan pada perangkat elektronik yang memerlukan ketelitian tinggi, misalnya saja multimeter ataupun alat ukur lainya.
2. Resistor Tidak Tetap (variable resistor)
Berlawanan dengan resistor tetap, resistor variable dapat berubah nilai resistansinya sesuai pengaruh eksternal yang memang sudah didesain demikian. Pengelompokan jenis resistor variable didasarkan pada bagaimana cara merubah resistansi tersebut. Misalnya saja LDR bisa berubah resistansinya jika terjadi perubahan intensitas cahaya yang mengenai permukaanya. Untuk lebih jelasnya, mari kita bahas secara mendetail:
a. Potensiometer
Potensiometer merupakan resistor yang dapat kita atur besar resistansinya. Cara mengaturnya cukup dengan memutar bagian tuas tengah potensiometer. Resistor jenis ini cukup sering digunakan dalam rangkaianelektronika semacam fm/am tuner, rangkaian sensor cahaya, dan lain sebagainya. Bagian dalam potensiometer terbuat dari kawat berhambatan yang melingkar. Namun selain terbuat dari bahan kawat, ada juga potensiometer yang tersusun dari karbon sehingga ukurannya dapat diperkecil dan interval resistansi yang cukup besar.
Perubahan Resistensi
Ada dua jenis potensiometer yang bisa kita temukan di toko-toko elektronik, yaitu potensiometer jenis logaritmik dan potensiometer jenis linear. Kedua jenis ini memiliki perbedaan pada besarnya perubahan resistansi ketika kita memutar tuas potensiometer.
- Potensiometer Linear
Dimaksud dengan perubahan secara linier merupakan perubahan nilai resistansinya sebanding dengan arah putaran pengaturnya.
- Potensiometer Logaritmik
Sedangkan, yang dimaksud dengan perubahan secara logaritmik yaitu perubahan nilai resistansinya berdasarkan perhitungan logaritmik. Pada umumnya, potensiometer logaritmik memiliki perubahan resistansi yang cukup unik karena nilai maksimal dari resistansi diperoleh ketika kita telah melakaukan setengah kali putaran pada pengaturnya. Sedangkan, nilai minimal diperoleh saat pengaturnya berada pada titik nol atau titik maksimal putaran.
Untuk bisa menentukan apakah potensiometer tersebut logaritmik atau linier, dapat diketahui dengan cara dilihat huruf yang tertera pada bagian belakang badannya. Jika huruf yang tertera B, maka potensiometer tersebut berarti logaritmik. Sedangkan jika huruf A, maka merupakan jenis potensiometer linier. Pada dasarnya, nilai resistansi juga dapat dilihat dan tertera pada bagian depan badannya. Nilai yang tertera tersebut adalah suatu nilai resistansi maksimal dari potensiometer tersebut.
Selain dapat dibedakan berdasarkan jenisnya yaitu Logaritmik ataupun Linear, potensiometer juga bisa dibedakan dari cara penggunaannya yaitu diputar dan digeser.
- Potensiometer Putar
Diguakan dengan cara diputar untuk mengubah nilai resistensinya yang biasa digunakan pada komponen TV Jadul baik untuk menggangti Channel dan juga bisa digunakan untuk membesarkan dan mengecilkan volume TV. Dapat dilihat pada TV lama jebis hitam putih tahun 90 an, biasanya masih menggunakan potensiometer jenis ini.
- Potensiometer Geser
Potensiometer geser adalah kembaran dari potensiometer Putar. Perbedaannya adalah pada cara yang digunakan untuk mengubah nilai resistansinya. Pada potensiometer Putar, cara mengubah nilai resistansinya adalah dengan cara memutar gagang yang muncul keluar. Sedangkan, pada potensiometer geser, cara mengubah nilai resistansinya yaitu dengan cara menggeser gagang pengubah resistensi. Pada umumnya, bahan yang digunakan untuk membuat potensiometer ini adalah karbon. Adapula yang terbuat dari kawat, namun saat ini sudah jarang digunakan karena ukurannya yang besar. Pada potensiometer geser ini, perubahan nilai resistansinya hanyalah perubahan secara linier.
b. Trimpot
Bentuk dan cara kerja trimpot sebenarnya tidak jauh berbeda dengan potensiometer. Namun agar kita bisa merubah nilai hambatanya tidak cukup hanya memutar menggunakan tangan kosong ataupun menggesernya saja. Diperlukan alat semacam obeng -/+ untuk memutarnya sehingga nilai resistansinya berubah sesuai dengan yang kita inginkan. Trimpot sama seperti potensiometer juga terdiri atas dua jenis, yaitu trimpot logaritmik dan linear. Memiliki ciri khusus yang bentuk ukurannya lebih kecil dari potensiometer.
c. LDR (Light Dependent Resistor)
Seperti yang sudah disinggung diatas, LDR merupakan jenis resistor variabel yang resistansinya dapat berubah seiring dengan intensitas cahaya yang mengenai permukaanya. Dengan sifatnya ini, maka wajar jika LDR biasa digunakan pada lampu-lampu yang bisa mati dan hidup secara otomatis. Sebagai contoh biasanya pada lampu lampu jalan yang akan nyala pada malam hari atau pada saat wilayah sekitar gelap seperti saat mendung dan badai yang menutupi matahari dengan otomatis lampu di jalanan akan nyala dengan sendirinya.
Resistansi LDR menurun ketika terpapar cahaya dengan intensitas tinggi. Sebaliknya, semakin kecil intensitas cahaya yang mengenai permukaanya maka resistansi LDR akan semakin besar. Konsep kerja LDR dapat dijelaskan dengan konsep fotolistrik yang dicetuskan oleh Enstein.
d. NTC dan PTC
Untuk kedua jenis resistor ini, dapat mengatur besar resistansinya dengan merubah temperature lingkungan sekitar. Pada resistor NTC (negative temperature coefficient) resisntansi semakin kecil ketika suhu lingkungan naik. Untuk PTC (positive temperature coefficient) berlaku sebaliknya, yaitu semakin tinggi suhu lingkungan semakin besar pula nilai resistansinya.
Pada dasarnya resistansi setiap bahan pasti dipengaruhi oleh suhu lingkungan meskipun sangat kecil pengaruhnya. Dalam sebuah rangkaian listrik skala kecil faktor ini bisa kita abaikan. Namun tidak jika sudah masuk ke dunia industri skala besar, semua faktor yang dicurigai berpengaruh sebisa mungkin di hitung dan diteliti efek kedepanya.
e. Rheostat
Pastinya sudah tahu jika anda sudah pernah praktikum fisika jikapun belum pernah seharusnya tetap tidak asing dengan jenis resistor variable yang satu ini. Terbuat dari uliran kawat yang rapat dan berdiameter cukup besar, sehingga ukuranya pun besar. Rheostat paling sering digunakan dalam laboratorium. Cara mengubah resistansinya cukup mudah, yaitu dengan menggeser kepala bagian atas dari rheostat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar