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.
Dalam rangkaian elektronika terdapat bermacam-macam komponen. Ada transistor,
resistor, IC, trafo dan lain-lain. Komponen-komponen ini dikategorikan menjadi
bagian-bagian berikut:
Komponen Pasif :
resistor atau tahanan
kapasitor atau kondensator
induktor atau kumparan
transformator
Komponen Aktif :
dioda
:
dioda cahaya
dioda foto
dioda laser
diode Zener
dioda Schottky
transistor :
transistor efek medan
transistor bipolar
transistor IGBT
transistor Darlington
transistor foto
Sirkuit Analog :
Amplifier atau Penguat
Opamp (Operational Amplifier) termasuk negative feedback
Amplifier Daya
FET (Filed Effect Transistor), JFET, MOSFET, MESFET, MODFET, HEMT
CMOS, N-MOS, P-MOS, Pass-transistor
Sirkuit Digital :
Gerbang logika
flip-flop
penghitung atau pencacah (Inggris: counter)
register
multiplekser (MUX) dan DEMUX
Penjumlah (Adder), Subtraktor (Pengurang) & Pengganda (Multiplier)
mikroprosesor
mikrokontroler
ADC, DAC, Atmel AVR
Digital Signal Processor (DSP)
FPGA (Field-Programmable Gate Array), ASIC, FPAA, Embedded-FPGA, CPLD
Semua jenis komputer digital: komputer super, mainframe, komputer mini,
komputer pribadi desk-top, laptop, PDA, Smart card, telepon pintar, dll
Alat ukur :
Ohm-meter
Amper-meter
Voltmeter
Multimeter
Oskiloskop
Function generator
Digital Signal Analyzer
Spectrum meter
Macam-Macam Komponen
Elektronika
1. Resistor
Tahanan listrik yang ada pada sebuah penghantar dilambangkan dengan
huruf R , tahanan merupakan
komponen yang didesain untuk memiliki besar tahanan tertentu dan disebut pula
sebagai resistor.
Rumusnya adalah sebagai berikut
:
R = V/I
dimana
:
R = Tahanan dengan satuan Ohm
V = Tegangan dengan satuan Volt
I = Arus dengan satuan Ampere
|
|
Beberapa kategori resistor adalah resistor linear dan resistor non linear. Resistor linear
adalah resistor yang bekerja sesuai dengan hukum ohm sedangkan Resistor non
Linear adalah resistor yang dimana perubahan nilainya dikarenakan
oleh kepekaan tertentu (peka cahaya, peka panas, peka tegangan listrik).
Jenis-jenis resistor tetap
Resistor yang nilainya tidak dapat
berubah, jadi selalu tetap (konstan).
Resistor ini biasanya dibuat dari nikelin atau karbon. Berfungsi sebagai
pembagi tegangan, mengatur atau membatasi arus pada suatu rangkaian
serta memperbesar dan memperkecil tegangan.
Resistor gulungan kawatresistor yang
nilainya tidak dapat berubah, jadi selalu tetap (konstan).
Resistor Lapisan karbon Resistor
lapisan oksidasi logam.
Resistor komposisi karbon
Jenis-jenis resistor variabel
Resistor yang nilainya dapat
berubah-ubah dengan jalan menggeser atau memutar toggle pada alat tersebut,
sehingga nilai resistor dapat kita tetapkan sesuai dengan kebutuhan. Berfungsi
sebagai pengatur volume (mengatur besar kecilnya arus), tone control pada sound
✔ Potensiometer
➔ Geser
➔ Putar
✔ Trimmer Potensiometer (TRIMPOT)
2. Kapasitor
Kapasitor merupakan komponen yang berfungsi untuk penyimpan
muatan listrik yang dibentuk dari dua permukaan yang berhubungan tapi
dipisahkan oleh satu penyekat.
Rumusnya adalah sebagai berikut
:
C = Q / V
dimana
:
C = Kapasitansi
V = Tegangan dengan satuan Volt
Q =Muatan
|
|
Kapasitor adalah suatu komponen
elektronika yang berfungsi untuk menyimpan arus listrik dalam bentuk muatan.
sebuah kapasitor pada dasarnya terbuat dari dua buah lempengan logam yang
saling sejajar satu sama lain dan diantara kedua logam tersebut terdapat bahan
isolator yang sering disebut dielektrik.
Fungsi
kapasitor adalah pada rangkaian rangkaian elektronika biasanya adalah
sebagai berikut:
Kapasitor sebagai kopling, dilihat dari sifat
dasar kapasitor yaitu dapat dilalui arus ac dan tidak dapat dilalui arus dc
dapat dimanfaatkan untuk memisahkan 2 buah rangkaian yang saling tidak
berhubungan secara dc tetapi masih berhubungan secara ac(signal), artinya
sebuah kapasitor berfungsi sebagai kopling atau penghubng antara 2 rangkaian
yang berbeda.
Kapasitor berfungsi sebagai filter
pada sebuah rangkaian power supply, yang saya maksud disini adalah kapasitor
sebagai ripple filter, disini sifat dasar kapasitor yaitu dapat menyimpan
muatan listrik yang berfungsi untuk memotong tegangan ripple.
Kapasitor sebagai penggeser fasa.
Kapasitor sebagai pembangkit frekuensi
pada rangkaian oscilator.
Kapasitor digunakan juga untuk
mencegah percikan bunga api pada sebuah saklar.
Kapasitor atau kondensator → komponen dasar elektronika yang dapat
menyimpan atau mengeluarkan muatan listrik
Jenis kapasitor:
Kapasitor keramik
oksida dan oksida lainSesuai
dengan namanya, kapasitor ini mempunyai dielektrik dari keramik. Dielektriknya
umumnya berupa campuran antara titanium , dengan elektrode logam. Jenis
kapasitor ini tidak memiliki kutub positif maupun negatif, jadi pemasangannya
dalam PCB bisa terbalik tanpa mengalami masalah.
Ada dua sumber yang menyatakan tentang kapasitor keramik:
Kekuatan dari dielektriknya sangat kuat, dan berkapasitas besar. Pada umumnya
jenis kapasitor ini digunakan untuk meredam bunga api. Misalnya bunga api yang
timbul pada platina kendaraan bermotor.
Karena terbuat dari keramik, kondensator ini memiliki kapasitas yang kecil
yaitu di bawah 1 mikrofarad. Umumnya digunakan dalam rangkaian penguat
frekuensi menengah.
Tapi saya condong kepada yang kedua. Karena dalam kenyataannya apabila kita
memang menggunakan kondensator keramik dalam rankaian radio. Mengenai yang
pertama saya kurang tahu mengenai hal itu.
Kapasitor Kertas
Jenis kapasitor ini
menggunakan lapisan kertas setebal antara 0..02 – 0.05 mm dengan diapit oleh
dua lembar kertas alumunium.
Kapasitor Elektrolit (Elco)
Kapasitor jenis ini menggunakan elektrolit sebagai dielektriknya. Umumnya
oksida aluminium. Memiliki kaki positif maupun negatif, jadi usahakan jangan
sampai terbalik. Digunakan sebagai perata denyutan listrik DC. Di badan
kapasitor ini terdapat tanda untuk mengetahui mana kaki minus.
Kapasitor dengan dielektrik Udara
Jenis kapasitor ini menggunakan udara sebagai dielektriknya. Sebagai contoh
tuner radio FM adalah jenis kapasitor udara. Cara kerja dari kapasitor ini
mirip dengan varco. Besarnya kapasitas ditentukan dengan luas penampang yang
saling berhadapan. Tuner diputar untuk mengubah kapasitas kapasitor sekaligus
mengubah frekuensinya.
Varco
Varco atau variable condensator adalah jenis kapasitor yang dapat diubah-ubah
kapasitasnya.
Dan beberapa jenis lainnya.
Kapasitas kapasitor
Pada umumnya kapasitas
kapasitor dinyatakan dalam mikrofarad. Karena dalam kehidupan sehari-hari 1
farad sudah sangat besar apabila digunakan dalam rankaian. Kapasitas kapasitor
didefinisikan sebagai berikut:
“perbandingan tetap antara muatan (q) yang tersimpan dalam kapasitor dan beda
potensial antara kedua plat konduktornya (v)”
Dari definisi di atas kita dapatkan rumus berikut:
C=q/v
Dengan:
C= kapasitas kapasitor (Farad)
q= muatan yang tersimpan (coulomb)
v= beda potensial (volt)
pada kapasitor apabila di pasangkan kepada rangkaian listrik, pasti mendapatkan
muatan berbeda. Satu positif lainnya negatif.
Apabila kedua plat diberikan muatan q+ dan q-, beda potensial v, luas permukaan
A, dan jarak antara plat adalah d.
Dirumuskan sebagai
berikut
C= ε0A/d
Dengan:
C= kapasitas kapasitor (Farad)
q= muatan yang tersimpan (coulomb)
v= beda potensial (volt)
ε0= permitivitas ruang hampa (8,85x10-12 C2N-2m-2)
d= luas plat (m2)
Dielektrik
Dielektrik didefinisikan
sebgai berikut:
“bahan isolator yang digunakan untuk
memisahkan kedua plat konduktor pada suatu kapasitor plat sejajar”
Tebal, jenis dan luas sangat menentukan besarnya kapasitas yang akan
didapatkan.
Rangkaian Kapasitor
Rangkaian kapasitor
terdiri dari jenis rangkaian paralel, seri dan campuran.
Paralel
Tujuan dari memaralelkan
kapasitor adalah untuk mendapatkan kapasitas yang lebih besar.
qtotal = q1+ q2+...
Vtotal =V1=V2=...
Ctotal =C1+C2+...
Seri
Tujuan menggunakan
rangkaian seri adalah untuk mendapatkan nilai yang lebih kecil.
qtotal = q1=
q2=...
Vtotal =V1+V2+...
1/Ctotal=1/C1+1/C2+…
Campuran
Bertujuan untuk
mendapatkan nilai yang diinginkan sesuai dengan rumus di atas.
Rumusnya adalah sebagai berikut
:
W = ½.L.I2
dimana
:
W : energi dalam satuan Joule
L : induktansi dalam satuan Henry
I : arus dalam satuan Ampere
|
|
3. Transistor
Transistor adalah komponen elektronika
yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching),
stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor
dapat berfungsi
semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya atau tegangan inputnya,
memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber
listriknya.
JENIS-JENIS
TRANSISTOR
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan
berdasarkan banyak kategori:
Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan
lain-lain
Tipe: UJT , BJT , JFET , IGFET ( MOSFET ), IGBT , HBT , MISFET , VMOSFET , MESFET , HEMT , SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.
Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor,
Microwave, dan lain-lain
Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan
lain-lain
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis
transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal
positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal
tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat
menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor.
Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik.
Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan
dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor
BJT.
FET
FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET
( JFET ) dan Insulated Gate FET
(IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET
( MOSFET ). Berbeda dengan IGFET,
terminal gate dalam JFET membentuk sebuah
4. Induktor
Bentuk dasar dari sebuah induktor adalah kawat yang dililitkan
menjadi sebuah koil. Induktor mempunyai sifat yang disebut dengan induktansi
diri atau lebih sering disebut dengan induktansi, artinya adalah jika arus meningkat maka medan magnet juga
akan meningkat mengikuti perbesaran dari arus.
Kemampuan
induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan oleh induktansinya, dalam
satuan Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar yang
dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat di
dalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah salah satu
komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan
tegangannya berubah-ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk memproses arus
bolak-balik.
Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi atau
kapasitansi, dan tidak memboroskan daya. Sebuah induktor pada kenyataanya
merupakan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas
kawat, dan beberapa kapasitansi. Pada suatu frekuensi, induktor dapat menjadi
sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan daya pada
resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya di dalam inti
karena efek histeresis.D.transformator
Dikenal dengan istilah trafo, adalah suatu alat elektronik yang memindahkan
energi dari satu sirkuit elektronik ke sirkuit lainnya melalui pasangan magnet.
Biasanya dipakai untuk mengubah tegangan listrik dari tinggi ke rendah dan
berarti juga mengubah arus listrik dari rendah ke tinggi
5. Dioda
Fungsi paling umum dari dioda
adalah untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut
kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut
kondisi panjar mundur). Karenanya biasa juga disebut sebagai penyearah
Dioda Zener
Dioda Zener biasanya digunakan secara luas dalam sirkuit elektronik. Fungsi
utamanya adalah untuk menstabilkan tegangan.
Dioda LED
Dioda LED akan hidup apabila LED dialiri arus listrik, fungsi dari LED ini biasanya
hanya sebagai indikator. Atau biasa juga disebut dengan lampu indicator.
6.Transformator (Trafo)
Trasformator adalah alat yang mempunyai fungsi menaikan atau menurunkan
tegangan input atau menurunkan tegangan output.
Efisiensi transformator dapat diketahui dengan rumus Karena adanya
kerugian pada transformator. Maka efisiensi transformator tidak dapat mencapai
100%. Untuk transformator daya frekuensi rendah, efisiensi bisa mencapai 98%.
Jenis-jenis transformator
Step-Up
Transformator step-up
adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada
lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini
biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang
dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam
transmisi jarak jauh .
Step-Down
Transformator step-down
memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga
berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah
ditemui, terutama dalam adaptor AC- DC .
Trasformator yang berfungsi untuk
menaikan tegangan input adalah trafo step up
Transformator yang mempunyai fungsi
menurunkan tegangangan adalah trafo step down.
Cara
kerja trasformator : Arus bolak - balik ( AC ) melewati koil utama (
kumparan primer ) yang menginduksi arus bolak - balik di koli kedua ( kuparan
sekunder )
Belajar elektronika
haruslah mengetahui, memahami dan hafal dengan simbol-simbol komponen yang
digunakan dalam sebuah rangkaian elektronika. Memperbaiki televisi, radio,
tape, VCD/DVD dan peralatan elektronika akan kesulitan jika tidak tahu
simbol-simbol komponen yang digunakan dalam papan rangkaian elektronika.
Untuk anda yang sedang belajar
elektronika atau ingin mempelajarinya, berikut ini adalah kumpulan daftar
simbol elektronika dan dan simbol komponen listrik.
SIMBOL
|
NAMA
KOMPONEN
|
KETERANGAN
|
Simbol
Sambungan
|
|
Kabel/ Wire Listrik
|
Kabel penghubung (konduktor)
|
|
Koneksi kabel
|
Terhubung
|
|
Kabel tidak koneksi
|
Terputus (tidak terhubung)
|
Simbol
Ground
|
|
Earth Ground
|
Referensi 0 sebuah sumber listrik
|
|
Chassis Ground
|
Ground yang dihubungkan pada body sebuah
rangkaian listrik
|
|
Common/ Digital Ground
|
|
Simbol
Power Supply
|
|
Sumber tegangan DC
|
Menghasilkan tegangan searah tetap
(konstan)
|
|
Sumber Arus
|
Menghasilkan sumber arus tetap
|
|
Sumber tegangan AC
|
Sumber teganga bolak-balik seperti
dari PLN (Perusahaan Listrik Negara)
|
|
Generator
|
Penghasil tegangan listrik
bolah-balik seperti pembangkit listrik di PLN (Perusahaan Listrik Negara)
|
|
Battery
|
Menghasilkan tegangan searah tetap
|
|
Battery lebih dari satu Cell
|
Menghasilkan tegagan searah tetap
|
|
Sumber tegangan yang dapat diatur
|
Sumber tegangan yang berasal dari
rangkaian listrik lain
|
|
Sumber arus yang dapat diatur
|
Sumber arus yang berasal dari
rangkaian listrik lain
|
Simbol
Meter (Alat Ukur)
|
|
Volt Meter
|
Mengukur tegangan listrik dengan satuan
Volt
|
|
Ampere Meter
|
Mengukur arus listrik dengan
satuan Ampere
|
|
Ohm Meter
|
Mengukur resistansi dengan satuan
Ohm
|
|
Watt Metter
|
Mengukur daya listrik dengan
satuan Watt
|
Simbol
Lampu
|
|
Lampu
|
Akan menghasilkan cahaya ketika
dialiri arus listrik
|
|
Lampu
|
|
Lampu
|
Simbol
Komponen Lain
|
|
Motor
|
Motor Listrik
|
|
Trafo, Transformer, Transformator
|
Penurun dan penaik tegangan AC
(Bolak Balik)
|
|
Bel Listrik
|
Berbunyi ketika dialiri arus
listrik
|
|
Buzzer
|
Penghasil suara buzz saat dialiri
arus listrik
|
|
Fuse, Sikring
|
Pengaman. Akan putus ketika
melebihi kapasitas arus
|
|
Fuse, Sikring
|
|
Bus
|
Terdiri dari banyak jalur data
atau jalur address
|
|
Bus
|
|
Bus
|
|
Opto Coupler
|
Sebagi isolasi antar dua rangkaian
yang berbeda. Dihubungkan oleh cahaya
|
|
Speaker
|
Mengubah signal listrik menjadi
suara
|
|
Mic, Microphone
|
Mengubah signal suara menjadi arus
listrik
|
|
Op-Amp, Operational Amplifier
|
Penguat signal input
|
|
Schmitt Trigger
|
Dapat mengurangi noise
|
|
ADC, Analog to Digital
|
Mengubah signal analog menjadi
data digital
|
|
DAC, Digital to Analog
|
Mengubah data digital menjadi
signal analog
|
|
Crystal, Ocsilator
|
Penghasil pulsa
|
Simbol
Antena
|
|
Antenna
|
Pemancar dan penerima signa radio
|
|
Antenna
|
|
Dipole Antenna
|
Gabungan dari simple Antenna
|
Simbol
Gerbang Logika (Digital)
|
|
NOT Gate
|
Output akan merupakan kebalikan
input
|
|
AND Gate
|
Output akan 0 jika salah satu
input 0
|
|
NAND Gate
|
Output akan 1 jika salah satu
input 0
|
|
OR Gate
|
Output akan 1 jika salah satu
input 1
|
|
NOR Gate
|
Output akan0 jika salah satu input
1
|
|
EX-OR Gate
|
Output akan 0 jika input sama
|
|
D-Flip-Flop
|
Dapat berfungsi sebagai penyimpad
data
|
|
Multiplexer 2 to 1
|
Menyeleksi salah satu data input
yang akan dikirim ke output
|
|
Multiplexer 4 to 1
|
|
D-Multiplexer 1 to 4
|
Menyeleksi data input untuk
dikirim ke salah satu output
|