Elektronika Analog dan DIgital Dasar

Materi Menerapkan Teknik Elektronika Analog dan Digital Dasar

A. Menerapkan Teori Kelistrikan

1. Apakah Listrik itu

     Listrik adalah bagian-bagian zat yang sangat kecil tak terlihat mata, yang jumlahnya mereka masing-masing itu sama, Mereka ini dinamakan elektron-elektron. 

     Di dalam bahan-bahan terdapat elektron-elektron. Materi adalah bahan-bahan, yaitu sususan dari suatu zat. Sebuah elektro yang bergerak adalah suatu aliran/listrik yang sangat lemah.

Karena ada berjuta-juta elektron yang bergerak yang dibutuhkan untuk mengalirkan suatu aliran yang demikian kuatnya, supaya dapat menghasilkan suatu pekerjaan yang berguna kira-kira sebanyak 5000 000 000 000 000 000 elektron-elektron yang harus mengalir di dalam waktu 1 detik melalui logam pijar suatu lampu yang berkekuatan 100 watt pada tegangan 220 volt, agar dapat menyala pada kekuatan yang penuh.

 2. Listrik itu dapat diukur

Hampir semua dari apa yang kita lakukan, sekalipun untuk hanya satu kali saja harus mengalami pengukuran. Makanan, waktu, jarak, tenaga dan energi ini semua mengalami pengukuran. Pengukuran itu tidak lain adalah membandingkan sesuatu dengan yang besarnya telah diketahui. Ada benda-benda yang tidak dapat kita lihat, tapi dapat diukur. Waktu,tidak dapat kita lihat,tapi dapat diukur dalam detik,menit, jam, hari, minggu, bulan, tahun dan abab. Cahaya dapat diukur dalam lumen, panas, dalam kalori, tenaga dalam dyne, granm dan, lain  sebagainya, energy dalam ergs, gram centimeter dan lain sebagainya, daya umpamanya dalam tenaga kuda (daya kuda) panjang gelombang dari radio dalam meter dan seterusnya.

Listrik tidak dapat diukur dengan ukuran yang dipakai untuk mengukur benda-benda lainnya seperti dengan suatu sentimeter, dengan ons, dengan gram, dengan kalori. Satu-satunya cara untuk mengukur listrik adalah dengan menggunakan  beberapa peristiwa yang terjadi. Peristiwa kimia, panas, atau magnetic itu harus dipakai sebagai satuan-satuan untuk mengukur listrik.

Dua buah satuan yang terbanyak dipakai untuk mengukur listrik adalah ampere, dan Volt. Cara yang termudah untuk melukiskan ampere dari suatu aliran listrik itu adalah banyaknya listrik yang mengalir melalui bahan pengalit dalam 1 detik, banyaknya volt adalah tekanan yang diperoleh pada ujung-ujung bahan pengalirkan itu.

Ampere

Cara yang pertama untuk mengukur listrik adalah melalui peristiwa kimia, dengan menggunakan suatu susunan, dengan ini kejadian-kejadian aliran listrik dapat ditimbang dan besarnya aliran listrik yang mengalirinya dapat dihitung , Aliran listrik itu dikirimkan melalui larutan sulfat tembaga CuSO4 dengan menggunakan 2 buah elektroda plat tembaga yang dicelupkan kedalam larutan setelahnya mereka dihubungkan dulu dengan seksama.

Mengenai Volt dan Ohm

Satu-satu cara untuk memahamkan beberapa masalah kelistrikan (aliran listrik) adalah dengan membandingkannya pada suatu aliran air yang mengalir melalui pipa. Untuk mengalirkan aliran air melalui pipa saluran harus ada suatu tekanan. Tekanan adalah sesuatu kekuatan yang memaksa air itu mengalir melalui bukaan-bukaan dan belokan-belokan serta menyemprot pada gaya berat keatas.

Aliran listrik itu pun akan berhadapan dengan suatu tahanan bila dia mengalir melalui suatu bahan pengalir atau suatu bahan kimia. Besarnya itu tergantung dari tebalnya, panjangnya dan banyaknya dari kawat penahan listrik itu dibuat, atau dari banyaknya dan sifat zat-zat dari larutan. Kawat-kaeat yang tipis memberikan banyak tahanan (Ohm) daripada yang tebal. Kawat-kawat yang terbuat dari aluminium, besi,nikel, atau, wolfram mempunyai penahan yang lebih besar daripada kawat-kawat yang dibuat dari ukuran yang sama dari tembaga atau perak. Perak memiliki suatu tahanan yang rendah daripada tembaga ,mereka itu leebih mahal juga tembaga dan aluminium adalah bahan-bahan yang tepat dan  memadai untuk dipakai pengangkut aliran listrik dari satu ujung ke ujung yang lainnya. 

B. Mengenal Komponen Elektronika

 2.1 Piranti Elektronika

Apabila piranti-piranti listrik dibagi-bagi dalam komponen dasar, akhirnya kita akan menemukan bahwa semua piranti tersebut dibangun oleh beberapa komponen yaitu:

1.      Komponen Resitif

2.      Komponen kapasitif dan induktif

3.      Komponen semikonduktor

2.2  Komponen Resitif

Resistor adalah komponen elektrik yang berfungsi memberikan hambatan terhadap aliran arus listrik. Setiap benda adalah resistor, karena pada dasarnya tiap benda dapat memberikan hambatan listrik 

Jenis lain dari Resistor

a. Resistor Variable

Pada peralatan seperti radio & amplifier (model lama) sering dijumpai terdapat pengatur volume atau nada yang menggunakan tombol yang dapat diputar,tombol tersebut adalah salah satu contoh resistor variable.

b. Resistor ( Thermistor )

Contoh lain resistor adalah thermostat (thermistor), Resistor ini resistansinya berubah seiring berubahnya temperature lingkungan.

c. Ligtht-dependent Resistor (LDR)

LDR digunakan untuk mengubah energy cahaya menjadi energy listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi, karena responnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi dengan intensitas cahaya yang berubah secara drastic.

Kuantifikasi Resistansi Resistor

Resistor memiliki besaran yang disebut resintansi, berikut ini penjelasan mengenai resistansi. 2 buah kabel dihubungkan pada ujung-ujung resistor, ketika kita berikan beda potensial pada kabel tersebut, arus listrik mengalir melalui resistor. Besarnya arus sebanding dengan beda potensial.

 Model resistansi

Jika dituliskan dalam bentuk rumus, nilai resistansinya adalah:

R= V

      I                 Dengan : R= Resistansi (Ohm/ omega)

                                       V= Beda potensial (volt/V)

                                        I= Arus (Ampere/A)

Pada skematik rangkaian resistor disimbolkan sebagai garis zig-zag atau kotak dengan garis dikanan dan kirinya seperti gambar dibawah:

Gambar….. Simbol Resistor

            Kode warna tersebut ditetapkan oleh standar manufaktur yang dikeluarkan oleh IEA ( Electronic Industries Association) sperti yang ditunjuk pada table berikut:

Tabel nilai hambatan dari tiap warna

Warna	Nilai	Factor pengali	Toleransi
Hitam	0	1
Coklat	1	10	1%
Merah	2	100	2%
Jingga	3	1.000
Kuning	4	10.000
Hijau	5	100.000
Biru	6	1000.000
Ungu	7	10000000
Abu- abu	8	100000000
Putih	9	1000000000
Emas	-	0.1	5%
perak	-	0.01	10%
Tanpa warna	-	-	20%

2.3  Komponen kapasitif-Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektrik yang berfungsi menyimpan muatan listrik. Salah satu jenis kapasitor adalah kapasitor keeping sejajar.

Gambar: …

2.4  Komponen induktif-induktor

Inductor adalah elemen dinamik yang berbasis pada variasi medan magnet yang ditimbulkan oleh arus. Inductor dibuat dari kawat konduktor yang dililitkan pada suatu inti yang terbuat dari bahan magnetis atau tanap inti ( berinti udara). Ada 3 tipe dasar inductor , inductor dengan inti udara, inductor dengan inti besi, dan inductor dengan inti ferrit.

Karakteristik Induktor Ideal

            Lambang untuk suatu konduktor kelihatan seperti suatu coil kawat, karena itu adalah bentuk paling sederhana. Inductor memiliki kekerabatan yang dekat dengan kapasitor.

Gambar: …….Simbol Induktor

2.5  Dioda

Diode adalah komponen semikonduktor yang mengalirkan arus satu arah saja. Dioda terbuat dari germanium atau silicon yang lebih dikenal dengan dioda junction. Struktur dari dioda ini sesuai dengan namanya adalah sambungan antara semikonduktor tipe P dan semikonduktor tipe N. Semi konduktor tipe P berperan sebagai anoda dan semikonduktor tipe N berperan sebagai katoda. Dengan struktur seperti ini arus hanya dapat mengalir dari sisi P ke sisi N.

Ada 3 kalimat kunci yang membedakan dioda dengan kompom=nen lain:

1.      Memiliki 2 terminal seperti halnya resistor

2.      Arus yang mengalir tergantung pada beda potensial antara kedua terminal.

3.      Tidak mematuhi hukum ohm.

Gambar :......

LED (Light Emitting Diode)

LED merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah diode. Strukturnya juga sama dengan diode, tetapi belakangan ditemukan bahwa electron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energy berupa energy panas dan energy cahaya.

Gambar: ……

Diode Zener

            Zener memiliki karakter yang unik karena bekerja pada reverse bias, berbeda dengan diode biasa. Perbedaan lain antara zener dan diode lainnya adalah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N. 

2.6  RELAY

            Transistor tidak dapat berfungsi sebagai switch (saklar) tegangan AC atau tegangan tinggi, selain itu, umumnya tidak digunakan sebagai swithching untuk arus besar (>5 A). dalam hal ini , penggunaan relay sangatlah tepat. Relay berfungsi sebagai saklar yang bekerja berdasarkan input yang dimiliki.

ü  Keuntungan Relay

a.      Dapat switch AC dan DC, transistor hanya switch DC

b.      Relay dapat switch tegangan tinggi, transistor tidak dapat

c.       Relay pilihan yang tepat untuk switching  arus yang besar

d.      Relay dapat switch banyak kontak dalam 1 waktu

ü  Kekurangan Relay

a.      Relay ukurannya jauh lebih besar daripada transistor

b.      Relay tidak dapat switch dengan cepat

c.       Relay butuh daya besar dibanding transistor

d.      Relay membutuhkan arus input yang besar.

2.7  Transistor  dan Penerapannya

Teori dasar Transistor

Transistor bipolar biasanya digunakan sebagai saklar dan penguat pada rangkaian elektronika digital. Transistor memilki 3 terminal komponen semi konduktor pada satu terminal adalah berfungsi sebagai pembuka (open) atau rangkaian.