Elektronika industri

DASAR ELEKTRO Sebelum kita bahas lebih lanjut tentang komponen komponen elektronika dalam pelajaran dasar elektronika ada baiknya kita tahu dulu jenis jenis komponen elektronika berdasarkan butuh atau tidaknya arus listrik dalam bekerjanya. Dalam bidang elektronika dikenal ada dua jenis komponen yang kelompokkan berdasarkan kriteria di atas Dua macam komponen ini adalah komponen aktif dan komponen pasif. Dua macam komponen elektronika yang akan kita pelajari dalan dasar elektronika ini selalu ada dalam setiap rangkaian elektronika. Komponen aktif adalah jenis komponen elektronika yang memerlukan arus listrik agar dapat bekerja dalam rangkaian elektronika. Contoh komponen aktif ini adalah Transistor dan IC juga Lampu Tabung. Besarnya arus panjar bisa berbeda-beda untuk tiap komponen2 ini. Sedangkan komponen pasif adalah jenis komponen elektronika yang bekerja tanpa memerlukan arus listrik. Contoh komponen pasif adalah resistor, kapasitor, transformator/trafo, dioda dsb. Dalam dasar elektronika penggunaan kedua jenis komponen ini hampir selalu digunakan bersama-sama, kecuali dalam rangkaian-rangkaian pasif yang hanya menggunakan komponen-komponen pasif saja misalnya rangkaian baxandall pasif, tapis pasif dsb. Untuk IC (Integrated Circuit) adalah gabungan dari komponen aktif dan pasif yang disusun menjadi sebuah rangkaian elektronika dan diperkecil ukuran fisiknya. RESISTOR Resistor adalah komponen elektronika yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena dia berfungsi sebagai pengatur arus listrik. Dengan resistor listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Tentunya anda bertanya-tanya, apa itu resistor ?, seperti apa bentuknya ?, bagaimana cara kerjanya ?, oops..., nanti dulu saya baru akan menjelaskannya. Ilustrasi Arus Air untuk mengetahui cara kerja Resistor Setelah anda perhatikan animasi tadi, tentunya anda sudah mempunyai gambaran tentang bagaimana prinsip kerja dari sebuah resistor. Yah anda anggap saja arus air yang ada di animasi itu sebagai arus listrik, sedangkan bendungan sebagai resistornya. Jadi bila bendungan 1 kita anggap sebagai resistor 1 dan bendungan 2 sebagai resistor 2, maka besarnya arus tergantung dari besar kecilnya pintu bendungan yang kita buka. Semakin besar kita membuka pintu bendungan semakin besar juga arus yang melewati bendungan tersebut bila ingin lebih besar lagi arusnya, yah tidak usah dipasang bendungannya atau dibiarkan saja, jadi bila kita menginginkan arus yang besar maka kita pasang resistor yang nilai resistansi ( tahanan ) nya kecil, mendekati nol atau sama dengan nol atau tidak dipasang sama sekali dengan demikian arus tidak lagi dibatasi. Nah seperti itulah kira-kira fungsi Resistor dalam sebuah rangkaian elektronika. Suatu fungsi dalam dunia teknik tentunya mempunyai satuan atau besaran, misalnya untuk berat kita tahu bahwa pada umumnya satuannya adalah "gram", satuan jarak pada umumnya orang memakai satuan " meter ". Nah untuk resistor satuannya adalah OHM, jadi mulai sekarang kita biasakan untuk menyebut besarnya nilai suatu resistor atau tahanan kita gunakan satuan OHM, yang sebenarnya berasal dari kata OMEGA. Maka tidaklah heran bila lambang dari OHM berbentuk seperti tapal kuda orang yunani menyebutnya omega entah kenapa demikian saya juga kurang paham karena saya bukan ahli sejarah he he he . Ok, jadi bila nanti anda melihat rangkaian elektronika lalu disitu tertulis misalnya 470 maka itu adalah sebuah resistor dengan nilai 470 OHM.., paham..!!. Didalam rangkaian elektronika resistor dilambangkan dengan angka " R " , sedangkan icon nya seperti ini : . Ada beberapa jenis resistor yang ada dipasaran antara lain : Resistor Carbon, Wirewound, dan Metal Film. Ada juga Resistor yang dapat diubah-ubah nilai resistansinya antara lain : Potensiometer dan Trimpot. Selain itu ada juga Resistor yang nilai resistansinya berubah bila terkena cahaya namanya LDR ( Light Dependent Resistor ) dan Resistor yang yang nilai resistansinya berubah tergantung dari suhu disekitarnya namanya NTC ( Negative Thermal Resistance ) agar lebih jelas coba anda perhatikan gambar 1-a, dan animasi berikut ini : Prinsip Dasar, Cara Kerja Sebuah LDR Berbagai Jenis type dan bentuk Resistor Potensiometer L D R N T C Trimpot Lambang-lambang dari beberapa Jenis Resistor Hmmm..., bagaimana friend !. Saya rasa sampai disini anda sudah memahami prinsip kerja dari resisor. Sekarang mari kita lanjutkan dengan materi yang lain. Untuk resistor jenis carbon maupun metalfilm biasanya digunakan kode-kode warna sebagai petunjuk besarnya nilai resistansi ( tahanan ) dari resistor. Kode-kode warna itu melambangkan angka ke-1, angka ke-2, angka perkalian dengan 10 ( multiflier ), nilai toleransi kesalahan, dan nilai qualitas dari resistor. Kode warna itu antara lain Hitam, Coklat, Merah, Orange, Kuning, Hijau, Biru, Ungu, Abu-abu, Putih, Emas dan Perak. ( lihat gambar 1-b dan tabel 1 ). Warna hitam untuk angka 0, coklat untuk angka 1, merah untuk angka 2, orange untuk angka 3, kuning untuk angka 4, hijau untuk angka 5, biru untuk angka 6, ungu untuk angka 7, abu-abu untuk angka 8, dan putih untuk angka 9. Sedangkan warna emas dan perak biasanya untuk menunjukan nilai toleransi yaitu emas nilai toleransinya 10 %, sedangkan perak nilai toleransinya 5 %. Wah banyak sekali sulit untuk menghafalnya..!, hmmm.., kalau anda merasa kesulitan menghafal kode warna dari resistor beserta nilainya, coba perhatikan teks yang saya beri huruf tebal diatas. Kalau disatukan akan menjadi sebuah kata yang mungkin mudah bagi anda untuk menhafalnya ( Hi Co Me O Ku Hi B U A P == 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ). Ok sekali lagi coba anda lihat gambar 1-b dan tabel 1 KODE WARNA APPLET WARNA NILAI TOLERANSI Hitam 0 ----- Coklat 1 ----- Merah 2 ----- Orange 3 ----- Kuning 4 ----- Hijau 5 ----- Biru 6 ----- Ungu 7 ----- Abu-abu 8 ----- Putih 9 ----- Emas 0,1 10 % Perak 0,01 1 % Nah sekarang mari kita mencoba membaca nilai suatu resistor. Misalkan anda melihat sebuah resistor dengan kode warna sebagai berikut : Coklat, merah, merah, dan emas. Berapa nilai resistansi dari resistor tersebut..?. ( Perlu diingat..! : Untuk membaca angka pertama dari kode warna resistor anda harus melihat warna yang paling dekat dengan ujung sebuah resistor dan biasanya untuk angka ke-1,2 dan 3 saling berdekatan sedangkan untuk kode warna dari toleransi agak jauh dari warna-warna yang lain, sekali lagi lihat gambar 1-b dan tabel 1 Untuk membaca kode warna resistor seperti yang dipermasalahkan diatas, kita mulai menerjemahkan satu persatu kode tersebut. Warna pertama Coklat, berarti angka 1, warna kedua warna merah, berarti angka 2, warna ketiga warna merah berarti multiflier, perkalian dengan 10 pangkat 2. kalau diterjemahkan 12 X 10 2 = 12 X 100 = 1200. Berarti 1200 Ohm. dengan nilai toleransi sebesar 10 %. Akurasi dari resistor tersebut berarti 1200 X ( 10 : 100 ) = 1200 X ( 1 : 10 ) = 120. ( he he he, itulah ilmu exacta selalu berhubungan dengan matematika yupsss, padahal saya juga pusing nih ngitung-ngitung yang ginian, ha ha ha.. selingan aja ) jadi nilai sebenarnya dari resistor tersebut adalah maximum 1200 + 120 = 1320 Ohm, sedangkan nilai minimum nya adalah 1200 - 120 = 1080 Ohm. Kenapa demikian ...?. Karena karakteristik dari bahan baku resistor tidak sama, walaupun pabrik sudah mengusahakan agar dapat menjadi standart tetapi apa daya prosesnya menjadi tidak standart. Untuk itulah pabrik menyantumkan nilai toleransi dari sebuah resistor agar para designer dapat memperkirakan seberapa besar faktor x yang harus mereka fikirkan agar menghasilkan yang mereka kehendaki. Sekarang coba saya kasih soal lalu anda cari nilai nya sendiri, ( buat PR . he he he..., kayak anak SD aja ). Soalnya begini : Didalam sebuah rangkaian saya melihat sebuah resistor jenis carbon dengan warna-warna sebagai berikut ; Merah, Kuning, Hijau dan Perak. Berapa nilai minimum dari resistor tersebut ?. Di dalam praktek para designer sering kali membutuhkan sebuah resistor dengan nilai tertentu. Akan tetapi nilai resistor tersebut tidak ada di toko penjual, bahkan pabrik sendiri tidak memproduksinya. Lalu bagaimana solusinya..?. Nah...!, seperti yang pernah saya singgung diatas bahwa ilmu exacta selalu berhubungan dengan matematika, maka untuk mendapatkan suatu nilai resistor dengan resistansi yang unik dapat dilakukan dua cara ; Pertama cara SERIAL, dan yang kedua cara PARALEL. ( Wah.., nambah pusing lagi nih..! ). Dengan cara demikian maka masalah designer diatas dapat terpecahkan. Bagaimana cara Serial dan bagaimana pula cara Paralel, untuk lebih jelasnya coba anda perhatikan gambar 1-d. Cara memasang Resistor cara Serial dan Paralel Dengan Cara tersebut suatu nilai resistor dapat menjadi unik. Lalu bagaimana menghitungnya ?, Ehmm. mudah saja, untuk cara serial anda tinggal menambahkan saja nilai resistor 1 dan nilai resistor 2. ( R1 + R2 ) . Sedangkan untuk cara paralel anda dituntut untuk mengerti ALJABAR ( wah-wah lagi-lagi matematika ) tapi mudah kok. Kalau ingin mahir Matematika buka saja topik yang membahas khusus tentang matematika di situs ini juga. Ok kembali ke permasalahan. Untuk cara paralel ditentukan rumus sebagai berikut : misalkan kita memparalel dua buah resistor, resistor pertama diberi nama R1 dan resistor kedua diberi nama R2, maka rumusnya adalah : 1/R= ( 1/R1 ) + ( 1/R2 ) Contoh : Kita mempunyai dua buah resistor dengan nilai berikut R1=1000 Ohm , R2=2000 Ohm, bila kita menggunakan cara serial maka didapat hasil R1+R2 1000+2000 = 3000 Ohm, sedangkan bila kita menggunakan cara Paralel maka didapat hasil : 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 1 / R = (1/1000) + (1/2000) 1 / R = (2000 + 1000) / (1000 X 2000) 1 / R = (3000) / (2000000) 1 / R = 3 / 2000 3R = 2000 R = 2000 / 3 R = 666,7 Ohm -----> Resistor Hasil Paralel. silahkan buktikan sendiri dengan persamaan aljabar dalam matematika. KOMPONEN DASAR ELEKTRONIKA (kapasitor) 2. Kapasitor Kapasitor atau kondensor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan energi listrik dalam bentuk muatan listrik selama selang waktu tertentu tanpa disertai adanya reaksi kimia. Kapasitor banyak digunakan pada peralatan elektronika seperti pada lampu kilat kamera, cadangan energi pada komputer saat listrik mati, pelindung sistem RAM pada komputer dll. Pada dasarnya, kapasitor terdiri atas sepasang pelat konduktor sejajar dengan luas A yang dipisahkan oleh jarak d yang kecil. Dua konduktor tersebut dipisahkan oleh suatu bahan isolator yang disebut bahan dielektrik. Saat kapasitor diberi tegangan, kapsitor akan menjadi bermuatan. Satu pelat menjadi bermuatan positif dan pelat yang lainnya bermuatan negatif. Jumlah masing-masing muatan pada kedua pelat tersebut sama. Jumlah muatan Q yang terdapat pada muatan sebanding dengan beda potensial V sesuai dengan persamaan : Q= CV. Dengan C menunjukkan kapasitansi kapasitor. Kapasitansi kapasitor adalah kemampuan kapasitor untuk menyimpan energi listrik. Kapasitansi tidak bergantung pada Q dan V. Nilainya hanya bergantung pada struktur dan dimensi kapasitor sendiri. Jadi C dapat ditulis dalam persamaan C=permitivitas hampa udara dikalikan A/d. 2. Jenis-jenis kapasitor Berdasarkan bahan dielektrik dan penggunaannya, kapasitor dibagi menjadi beberapa jenis seperti berikut. a. Kapasitor variabel (Varco) Kapasitor ini digunakan untuk tuning pesawat radio atau mencari gelombang radio. Kapasitor ini menggunakan udara sebagai bahan dielektriknya. Kapasitor jenis ini menggunakan pelat yang tidak dapat digerakkan (stator) dan pelat yang dapat digunakan (rotor). Varco biasanya terbuat dari bahan aluminium. Dengan memutar tombol, luas pelat yang berhadapan dapat diataur sehingga kapasitas kapasitor dapat diubah. Dengan mengubah kapasitas kapasitor, frekuensi sirkuit yang dicari dapat distel. Berikut ditunjukkan suatu varco. b. Kapasitor keramik Kapasitor keramik mempunyai dielektrik yang terbuat dari keramik. Kapasitor ini memiliki elektroda logam dan dielektritnya terdiri atas campuran titanium oksida dan oksida lain. Kekuatan dielektriknya baik sekali sehingga mempunyai kapasitas yang besar. Meskipun demikian, ukuran kapasitor keramik relatif kecil. Kapasitor keramik digunaka untuk meredam bunga api, seperti pada bunga api yang timbul pada platina kendaraan bermotor. c. Kapasitor kertas Kapasitor ini mempunyai dielektrik yang terbuat dari kertas. Kapasitor kertas mempunyai lapisan-lapisan kertas setebal 0,05-0,02 mm di antara dua lembaran kertas aluminium. Kertas tersebut diresapi dengan minyak untuk memperbesar kapasitas dan kekuatan dielektriknya. d. Kapasitor plastik Kapasitor plastik mempunyai selaput plastik sebagai dielektriknya. Kapasitor ini mempunyai elektroda logam dan lapisan dielektrik yang terbuat dari bahan polisterina, milar atau teflon dengan tebal 0,0064 mm. Kapasitor plastik digunakan untuk koreksi faktor daya dalam sisitem daya listrik pada fisi nuklir, pembentukan logam hidrolik, penyelidikan plasma dielektrik. e. Kapasitor elektrolit (Elco) Kapasitor elektrolit mempunyai dielektrik berupa oksida aluminium. Elektroda positif terbuat dari bahan logam, seperti aluminium dan tantalum, sedangkan elektroda negatif terbuat dari bahan elektrolit. Bahan dielektrik digunakan untuk melapisi elektroda negatif. Tebal lapisan oksida sekitar 0,0001 mm. Kapasitor ini hanya digunakan pada tegangan DC yang berdenyut pada rangkaian radio, televisi, telefon, telegraf, peluru kendali, dan perlengkapan komputer. Fungsi elco adalah sebagai perata denyut arus listrik.