Bab 1. Komponen Elektronika

Bab 1 Komponen Elektronika

2

Pelajaran 1

.

Polusi dan Penyebabnya

Ketika kalian melihat sekeliling kita pasti kalian dapat dengan mudah menemukan orang-orang yang menggunakan telepon genggam, komputer, radio, memainkan game di tablet, menonton televisi dan menikmati es yang dingin di musim panas. Semua peralatan itu adalah alat-alat elektronik yang menggunakan rangkaian elektronika dalam menjalankan fungsinya. Di jaman modern seperti sekarang ini kehidupan kita tidak bisa terlepas dari keberadaan peralatan elektronik. Elektronika adalah salah satu cabang ilmu yang termasuk dalam lingkup bidang teknik (engineering). Sejak dunia diciptakan, prinsip Engineering sudah ada di dalam diri Allah sendiri. Dia memiliki konsep, kreativitas, perencanaan, dan mewujudkannya di dalam ciptaan. Dia yang menjadikan dunia ini dari yang tidak ada menjadi ada. Engineer sangat akrab dengan prinsip ini sehingga dalam bahasa rohani sering kali engineer disebut sebagai rekan kerja Allah dalam mengelola dunia ini. Para engineer pun menciptakan sesuatu yang tidak ada menjadi ada. Mereka menuangkan pengertian mereka, imajinasi, dan khayalan yang tinggi yang kemudian diwujudkan dalam perencanaan di lembaran proyek. Tetapi ada yang membedakan penciptaan Tuhan dengan penciptaan manusia. Tuhan menciptakan berdasarkan kebenaran-Nya. Dia menciptakan dunia dari ketiadaan sedangkan manusia menciptakan berdasarkan prinsip-prinsip alam yang sudah Tuhan tanamkan dalam dunia ciptaanNya beserta dengan sumber daya yang Tuhan sediakan, bukan sembarangan berdasarkan pengertian kita sendiri, meskipun apa yang manusia ciptakan mungkin belum pernah ada dalam sejarah manusia. Inilah panggilan bagi kita untuk mengelola bumi. Kita tidak diminta untuk menciptakan bumi atau planet-planet, tumbuh-tumbuhan yang lain. Semua kekayaan alam semesta sudah diberikan Tuhan. Tinggal bagaimana manusia memahami hukum alam, mengolah sumber daya, dan menciptakan sesuatu yang dapat memenuhi kebutuhan manusia dalam menggenapkan rencana kekal Allah di dunia ini.

Komponen Elektronika

.

Bab 1

Engineer tidak masuk dalam daftar tokoh-tokoh berpengaruh dalam sejarah dunia. Mereka seakan-akan bekerja di belakang layar dan hasilnya dinikmati dunia dan terus berkembang sampai saat ini. Siapa yang menyangka bahwa sesungguhnya Engineering memiliki signifikansi dalam mengubah sejarah dunia. Zaman sebelum Revolusi Industri dengan sesudahnya tentu memiliki budaya hidup yang berbeda. Sejak Revolusi Industri, dunia terus mengalami perubahan yang sangat cepat, bahkan di abad ke-21 ini perubahan semakin cepat dirasakan. Dunia berubah mengikuti kurva eksponensial. Ini sudah diprediksi oleh para filsuf dan ilmuwan pada permulaan era digital muncul dalam panggung dunia. Engineering melihat kebutuhan manusia dan mencari cara untuk memenuhinya dengan menciptakan karya.

Sebuah tablet memerlukan perencanaan elektronik yang matang sebelum alat ini bisa berfungsi dengan baik. Bahkan setelah rangkaian eletronik tersebut telah direncanakan dengan matang, alat tersebut tidak bisa berfungsi jika tidak ada daya listrik sebagai sumber energinya. Kita tidak dapat melihat keberadaan listrik, sama seperti kita tidak dapat melihat Tuhan. Walaupun kita tidak dapat melihat Tuhan tetapi kita bisa mengakui keberadaanNya melalui hasil ciptaanNya. Hal ini juga berlaku untuk listrik, walapun kita tidak bisa melihat listrik tetapi keberadaannya tetap tidak bisa dipungkiri untuk menjalankan semua peralatan elektronik kita.

3

4

Pelajaran 1

Komponen-komponen Elektro

Untuk dapat merencanakan sebuah peralatan eletronik kita perlu memahami beberapa prinsip kerja dari komponen-komponen elektro. Masing-masing komponen mempunyai fungsinya masingmasing, dibawah ini adalah beberapa contoh komponen elektronika dasar yang sering digunakan dalam rangkaian elektronika:

1. Resistor (Hambatan) Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah Komponen Elektronika Pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Satuan Nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm (Ω). Nilai Resistor biasanya diwakili dengan Kode angka ataupun Gelang Warna yang terdapat di badan Resistor. Hambatan Resistor sering disebut juga dengan Resistansi atau Resistance. Jenis-jenis resistor diantaranya adalah :

1. Resistor yang nilainya tetap. 2. Resistor yang nilainya dapat diatur. Resistor Jenis ini sering disebut juga dengan Variable Resistor ataupun Potensiometer. 3. Resistor yang nilainya dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya. Resistor jenis ini disebut dengan LDR (Light Dependent Resistor). 4. Resistor yang nilainya dapat berubah sesuai dengan perubahan suhu. Resistor jenis ini disebut dengan PTC (Positive Temperature Coefficient) dan NTC (Negative

Temperature Coefficient)


Nama

Gambar

Simbol

Resistor Nilai Tetap

atau

Variabel Resistor

atau

LDR Light Depending Resistor

atau

Thermistor NTC/PTC

atau

Tabel 1. Gambar dan simbol resistor

.

Bab 1

5

6

Pelajaran 1

.

Komponen-komponen Elektronika

2. Kapasitor (Capacitor) Kapasitor atau disebut juga dengan Kondensator adalah Komponen Elektronika Pasif yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu. Fungsi-fungsi Kapasitor (Kondensator) diantaranya adalah dapat memilih gelombang radio pada rangkaian Tuner, sebagai perata arus pada rectifier dan juga sebagai Filter di dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya). Satuan nilai untuk Kapasitor (Kondensator) adalah Farad (F). Jenis-jenis Kapasitor diantaranya adalah :

1. Kapasitor yang nilainya tetap dan tidak ber-polaritas. Jika didasarkan pada bahan pembuatannya maka Kapasitor yang nilainya tetap terdiri dari Kapasitor Kertas, Kapasitor Mika, Kapasitor Polyster dan Kapasitor Keramik. 2. Kapasitor yang nilainya tetap tetapi memiliki Polaritas Positif dan Negatif. Kapasitor tersebut adalah Kapasitor Elektrolit atau Electrolyte Condensator (ELCO) dan

Kapasitor Tantalum 3. Kapasitor yang nilainya dapat diatur. Kapasitor jenis ini sering disebut dengan Variable Capasitor.

Nama

Gambar

Simbol

Kapasitor Biasa (Non Polaritas)

Kapasitor Elektrolit (Memiliki Polaritas)

atau

Kapasitor Variabel (Variable Capacitor)

Tabel 2. Gambar dan Simbol Kapasitor


.

Bab 1

3. Induktor (Inductor) Induktor atau disebut juga dengan Coil (Kumparan) adalah Komponen Elektronika Pasif yang berfungsi sebagai Pengatur Frekuensi, Filter dan juga sebagai alat Kopel (Penyambung). Induktor atau Coil banyak ditemukan pada Peralatan atau Rangkaian Elektronika yang berkaitan dengan Frekuensi seperti Tuner untuk pesawat Radio. Satuan Induktansi untuk Induktor adalah Henry (H). Jenis-jenis Induktor diantaranya adalah :

1. Induktor yang nilainya tetap 2. Induktor yang nilainya dapat diatur atau sering disebut dengan Coil Variable.

Nama

Gambar

Induktor Nilai Tetap （Fixed Coil)

Induktor Variabel （Variable Coil)

Tabel 3. Gambar dan Simbol Induktor

Simbol

7

8

Pelajaran 1

.


4. Dioda (Diode) Diode adalah Komponen Elektronika Aktif yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah dan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Diode terdiri dari 2 Elektroda yaitu Anoda dan Katoda. Berdasarkan fungsinya Dioda terdiri dari :

1. Dioda Biasa atau Dioda Penyearah yang umumnya terbuat dari Silikon dan berfungsi sebagai penyearah arus bolak balik (AC) ke arus searah (DC). 2. Dioda Zener (Zener Diode) yang berfungsi sebagai pengamanan rangkaian setelah tegangan

3. 4. 5. 6.

yang ditentukan oleh Dioda Zener yang bersangkutan. Tegangan tersebut sering disebut dengan Tegangan Zener. LED (Light Emitting Diode) atau Diode Emisi Cahaya yaitu dioda yang dapat memancarkan cahaya monokromatik. Dioda Foto (Photo Diode) yaitu dioda yang peka dengan cahaya sehingga sering digunakan sebagai sensor. Dioda Schottky (SCR atau Silicon Control Rectifier) adalah dioda yang berfungsi sebagai pengendali . Dioda Laser (Laser Diode) yaitu dioda yang dapat memancar cahaya Laser, Dioda Laser sering disingkat dengan LD.

Nama

Dioda Penyearah

Dioda Zener

Gambar

Simbol


LED (Light Emitting Diode)

Dioda Photo (Photo Diode)

SCR (Silicon Control Rectifier)

Dioda Laser (Laser Diode)

Tabel 4. Gambar dan Simbol Dioda

.

Bab 1

9

10

Pelajaran 1

.


5. Transistor Transistor merupakan Komponen Elektronika Aktif yang memiliki banyak fungsi dan merupakan komponen yang memegang peranan yang sangat penting dalam dunia Elektronik modern ini. Beberapa fungsi Transistor diantaranya adalah sebagai Penguat arus,dan sebagai Switch (Pemutus dan penghubung). Transistor terdiri dari 3 Terminal (kaki) yaitu Base/Basis (B), Emitor (E) dan Collector/Kolektor (K). Berdasarkan strukturnya, Transistor terdiri dari 2 tipe struktur yaitu PNP dan NPN. UJT (Uni Junction Transistor), FET (Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) juga merupakan keluarga dari Transistor.

Nama

Gambar

Simbol

NP NPN Transistor PNP PN

Tabel 5. Gambar dan Simbol Transistor

6. IC (Integrated Circuit) IC (Integrated Circuit) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terdiri dari gabungan ratusan bahkan jutaan Transistor, Resistor dan komponen lainnya yang diintegrasi menjadi sebuah Rangkaian Elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bentuk IC (Integrated Circuit) juga bermacam-macam, mulai dari yang berkaki 3 (tiga) hingga ratusan kaki (terminal). Fungsi IC juga beraneka ragam, mulai dari penguat, Switching, pengontrol hingga media penyimpanan. Pada umumnya, IC adalah Komponen Elektronika dipergunakan sebagai Otak dalam sebuah Peralatan Elektronika. IC merupakan komponen Semi konduktor yang sangat sensitif terhadap ESD (Electro Static Discharge). Sebagai Contoh, IC yang berfungsi sebagai Otak pada sebuah Komputer yang disebut sebagai Microprocessor terdiri dari 16 juta Transistor dan jumlah tersebut belum lagi termasuk komponenkomponen Elektronika lainnya.


Nama

Gambar

.

Bab 1

Simbol

IC (Integrated Circuit)

Tabel 6. Gambar dan Simbol IC (Integrated Circuit)

7. Saklar (Switch) Saklar adalah komponen yang digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan aliran listrik. Dalam Rangkaian Elektronika, Saklar sering digunakan sebagai ON/OFF dalam peralatan Elektronika.

Nama

Gambar

Transistor (Switch)

Simbol

atau

Tabel 7. Gambar dan Simbol Saklar (Switch)

11

12

Pelajaran 2

Cara Membaca Nilai Resistor

Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan elektronik maupun yang menggunakan peralatan elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

digital multi meter

Berdasarkan bentuknya dan proses pemasangannya pada PCB, Resistor terdiri 2 bentuk yaitu bentuk Komponen Axial/ Radial dan Komponen Chip. Untuk bentuk Komponen Axial/ Radial, nilai resistor diwakili oleh kode warna sehingga kita harus mengetahui cara membaca dan mengetahui nilai-nilai yang terkandung dalam warna tersebut sedangkan untuk komponen chip, nilainya diwakili oleh kode tertentu sehingga lebih mudah dalam membacanya. Kita juga bisa mengetahui nilai suatu Resistor dengan cara menggunakan alat pengukur Ohm Meter atau Multi Meter. Satuan nilai Resistor adalah Ohm (Ω).

manual multi meter

1. Cara menghitung nilai Resistor berdasarkan Kode Warna Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang. Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan. Untuk mengartikan nilai Resistor kita memerlukan tabel daftar warna Resistor.


Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di tubuh Resistor:

Warna

Keterangan

Nilai

Hitam

0

Coklat

1

Merah

2

Oranye

3

Kuning

4

Hijau

5

Biru

6

Ungu

7

Abu-abu

8

Putih

9

Emas

5%

Perak

10%

Tidak berwarna

20%

Tabel 8. Warna dan nilai resistor

.

Bab 1

13

14

Pelajaran 2

.


2. Cara Membaca Nilai Resistor dengan 4 Gelang Warna:

• • • •

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama) Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2 Masukkan jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n) Merupakan toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh: gelang ke 1 gelang ke 2 gelang ke 3 gelang ke 4

perak = 10% hijau = 5 hitam = 0 coklat = 1

10 00000 atau 10 x 105 atau 1.000.000 Ohm atau 1 MΩ nol-nya 5

Jawab: Gelang ke 1: Coklat = 1 Gelang ke 2: Hitam = 0 Gelang ke 3: Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105 Gelang ke 4: Perak = Toleransi 10% Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.


.

Bab 1

3. Cara Membaca Nilai Resistor dengan 5 Gelang Warna • • • • •

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama) Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2 Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3 Masukkan jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n) Merupakan toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh: gelang ke 1 gelang ke 2 gelang ke 3 gelang ke 4 gelang ke 5

perak = 10% hijau = 5 hijau = 5 hitam = 0 coklat = 1

105 00000 atau 105 x 105 atau 10.500.000 Ohm atau 10,5 MΩ nol-nya 5

Jawab: Gelang ke 1: Coklat = 1 Gelang ke 2: Hitam = 0 Gelang ke 3: Hijau = 5 Gelang ke 4: Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105 Gelang ke 5: Perak = Toleransi 10% Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.

15

16

Pelajaran 2

.


Contoh perhitungan lainnya: 1. Merah, Merah, Merah, Emas 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi 2. Kuning, Ungu, Orange, Perak 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

4. Cara menghitung Toleransi: 2200 – 5% = 2.090 2.200 Ohm dengan Toleransi 5% 2200 + 5% = 2.310

Jadi: 2.200 Ohm dengan Toleransi 5% ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm

5. Cara Menghafal Warna Resistor Untuk mempermudah menghafalkan warna di Resistor, kami memakai singkatan seperti berikut:

HI CO ME O KU JAU BI UNG A PU

HiJAU KUning Orange MErah COklat HItam

BIru

UNGu

PUtih Abu-abu


.

Bab 1

6. Cara Membaca Nilai Resistor Berdasarkan Kode Angka: Membaca nilai Resistor yang berbentuk komponen Chip lebih mudah dari Komponen Axial, karena tidak menggunakan kode warna sebagai pengganti nilainya. Kode yang digunakan oleh Resistor yang berbentuk Komponen Chip menggunakan kode angka langsung jadi sangat mudah dibaca atau disebut dengan Body Code Resistor (Kode Tubuh Resistor).

Contoh: Kode angka yang tertulis di badan Komponen Chip Resistor adalah 4 7 3; Cara pembacaannya adalah: Masukkan angka ke-1 langsung = 4 Masukkan angka ke-2 langsung = 7 Masukkan jumlah nol dari angka ke 3 = 000 (3 nol) atau kalikan dengan 10³ Maka nilainya adalah 47.000 Ohm atau 47 kilo Ohm (47 kOhm)

Contoh-contoh perhitungan lainnya: 222

22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm

103

10 * 10³ = 10.000 Ohm atau 10 Kilo Ohm

334

33 * 104 = 330.000 Ohm atau 330 Kilo Ohm

Ada juga yang memakai kode angka seperti dibawah ini: (Tulisan R menandakan letaknya koma decimal) 4R7 = 4,7 Ohm 0R22 = 0,22 Ohm

Ohm = Ω Kilo Ohm = KΩ Mega Ohm = MΩ 1.000 Ohm = 1 kilo Ohm (1 KΩ ) 1.000.000 Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ) 1.000 kilo Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)

17

18

Pelajaran 3

Rangkaian Seri dan Paralel Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang paling sering ditemui dalam rangkaian elektronika. Fungsi dari komponen Resistor adalah sebagai penghambat listrik dan juga dipergunakan sebagai pengatur arus listrik dalam rangkaian elektronika. Satuan pengukuran Resistor (Hambatan) adalah Ohm (Ω). Dalam rangkaian elektronika, Resistor atau Hambatan ini sering disingkat dengan huruf “R” (huruf R besar). Nilai Resistor yang diproduksi oleh produsen resistor (perusahaan produksi resistor) sangat terbatas dan mengikuti Standard Value Resistor (Nilai Standar Resistor). Jadi di pasaran kita hanya menemui sekitar 168 jenis nilai resistor. Berikut ini adalah tabel Standard Value Resitor (Nilai Standar Resitor) yang terdapat di pasaran.

Standard Resistor Values (± 5%) 1.0

10

100

1.0K

10K

100K

1.0M

1.1

11

110

1.1K

11K

110K

1.1M

1.2

12

120

1.2K

12K

120K

1.2M

1.3

13

130

1.3K

13K

130K

1.3M

1.5

15

150

1.5K

15K

150K

1.5M

1.6

16

160

1.6K

16K

160K

1.6M

1.8

18

180

1.8K

18K

180K

1.8M

2.0

20

200

2.0K

20K

200K

2.0M

2.2

22

220

2.2K

22K

220K

2.2M

2.4

24

240

2.4K

24K

240K

2.4M

2.7

27

270

2.7K

27K

270K

2.7M

3.0

30

300

3.0K

30K

300K

3.0M

3.3

33

330

3.3K

33K

330K

3.3M

3.6

36

360

3.6K

36K

360K

3.6M

3.9

39

390

3.9K

39K

390K

3.9M

4.3

43

430

4.3K

43K

430K

4.3M

4.7

47

470

4.7K

47K

470K

4.7M

5.1

51

510

5.1K

51K

510K

5.1M

5.6

56

560

5.6K

56K

560K

5.6M

6.2

62

620

6.2K

62K

620K

6.2M

6.8

68

680

6.8K

68K

680K

6.8M

7.5

75

750

7.5K

75K

750K

7.5M

8.2

82

820

8.2K

82K

820K

8.2M

9.1

91

910

9.1K

91K

910K

9.1M

Tabel 9. Nilai Standar Resistor (± 5%)


.

Bab 1

Jadi bagaimana kalau nilai Resistor yang kita inginkan tidak terdapat di pasaran? Contohnya 400 Kilo Ohm, 250 Ohm, ataupun 6 Kilo Ohm. Nilai-nilai Resistor yang disebutkan ini tidak terdapat dalam daftar Standard Value Resistor sehingga kita tidak mungkin akan menemukan nilai-nilai Resistor tersebut di Pasaran. Untuk mengatasi hal ini kita perlu menggunakan Rangkaian Seri ataupun Rangkaian Paralel Resistor untuk mendapatkan Nilai Resistor yang kita inginkan.

1. Rangkaian Seri Resistor Rangkaian seri Resistor adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih Resistor yang disusun secara sejajar atau berbentuk seri. Dengan rangkaian seri ini kita bisa mendapatkan nilai Resistor pengganti yang kita inginkan.

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah:

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn Dimana : Rtotal = Total Nilai Resistor R1 = Resistor ke-1 R 2 = Resistor ke-2 R3 = Resistor ke-3 Rn = Resistor ke-n

Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Seri:

R1

R2

R3

R4

R1

R2

R3

R4

19

20

Pelajaran 3

.


Contoh kasus untuk menghitung Rangkaian Seri Resistor: Seorang Engineer ingin membuat sebuah peralatan Elektronik, Salah satu nilai resistor yang diperlukannya adalah 4 Mega Ohm, tetapi Engineer tidak dapat menemukan Resistor dengan nilai 4 Mega Ohm di pasaran sehingga dia harus menggunakan rangkaian seri Resistor untuk mendapatkan penggantinya.

Jawab:

Ada beberapa kombinasi Nilai Resistor yang dapat dipergunakannya, antara lain : 1 buah Resistor dengan nilai 3,9 Mega Ohm 1 buah Resistor dengan nilai 100 Kilo Ohm

Rtotal = R1 + R 2 = 3.900.000 Ohm + 100.000 Ohm = 4.000.000 Ohm atau 4 Mega Ohm

Atau:

4 buah Resistor dengan nilai 1 Mega Ohm

Rtotal = R1 + R 2 + R3 + R4 =1 MOhm + 1 MOhm + 1 MOhm + 1 MOhm = 4 Mega Ohm


.

Bab 1

2. Rangkaian Paralel Resistor Rangkaian Paralel Resistor adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih Resistor yang disusun secara berderet atau berbentuk paralel. Sama seperti dengan rangkaian seri, rangkaian paralel juga dapat digunakan untuk mendapatkan nilai hambatan pengganti. Perhitungan rangkaian paralel sedikit lebih rumit dari rangkaian seri.

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah:

1 Rtotal Dimana:

=

1 1 1 1 + + + ..... + R2 R3 Rn R1

Rtotal = Total Nilai Resistor R1 = Resistor ke-1 R 2 = Resistor ke-2 R3 = Resistor ke-3 Rn = Resistor ke-n

Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Paralel:

R1

R1

R2

R2

R3

R3

R4

R4

21

22

Pelajaran 3

.


Contoh kasus untuk menghitung Rangkaian Paralel Resistor: Terdapat 3 Resistor dengan nilai-nilai Resistornya adalah sebagai berikut : R1 = 100 Ohm R 2 = 200 Ohm R3 = 47 Ohm Berapakah nilai hambatan yang didapatkan jika memakai Rangkaian Paralel Resistor?

Jawab:

1 Rtotal

=

1 Rtotal

=

1 Rtotal 1 Rtotal Rtotal Rtotal

1

1

+

R2

R1

=

=

=

1 100 94 9400

+

1 200 +

+

1 R3

+

47 9400

1 47 +

200 9400

341 9400 9400 341

= 27,56 Ohm

Jadi Nilai Hambatan Resistor pengganti untuk ketiga Resistor tersebut adalah 27,56 Ohm.

Catatan: Hal yang perlu diingat bahwa Nilai Hambatan Resistor (Ohm) akan bertambah jika menggunakan Rangkaian Seri Resistor sedangkan Nilai Hambatan Resistor (Ohm) akan berkurang jika menggunakan Rangkaian Paralel Resistor. Pada Kondisi tertentu, kita juga dapat menggunakan Rangkaian Gabungan antara Rangkaian Seri dan Rangkaian Paralel Resistor.


Pelajaran 4

.

Bab 1

Cara Membaca Nilai Kapasitor

1. Cara Membaca Nilai Kapasitor berdasarkan Kode Angka Kapasitor atau disebut juga dengan Kondensator adalah merupakan salah satu Komponen Elektronika Pasif yang paling banyak digunakan dalam rangkaian peralatan elektronika. Fungsi Kapasitor yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara membuatnya menjadi Komponen Elektronika yang penting. Kita akan membahas tentang cara membaca nilai Kapasitor berdasarkan kode angka dan huruf-nya. Satuan Kapasitansi Kapasitor adalah Farad, tetapi Farad merupakan satuan yang besar untuk sebuah Kapasitor yang umum dipakai oleh Peralatan Elektronik. Oleh Karena itu, satuan-satuan yang merupakan turunan dari Farad menjadi pilihan utama produsen dalam memproduksi sebuah Kapasitor agar dapat digunakan oleh peralatan Elektronika. Satuan-satuan tersebut diantaranya adalah : Micro Farad (μF), Nano Farad (nF) dan Piko Farad (pF).

Berikut ini adalah ukuran turunan Farad yang umum digunakan dalam menentukan Nilai Kapasitansi sebuah Kapasitor:

1 Farad 1μF 1μF 1nF

= 1.000.000μF (mikro Farad) = 1.000nF (nano Farad) = 1.000.000pF (piko Farad) = 1.000pF (piko Farad)

2. Cara Membaca Nilai Kapasitor Elektrolit (ELCO) Untuk Kapasitor Elektrolit atau ELCO, nilai Kapasitansinya telah tertera di label badannya dengan jelas. Jadi sangat mudah untuk menentukan nilainya. Contoh 100μF 16V, 470μF 10V, 1000μF 6.3V ataupun 3300μF 16V. Untuk lebih Jelas silakan lihat gambar dibawah ini :

23

24

Pelajaran 4

.


Nilai Kapasitor pada gambar diatas adalah 3300μF (baca: 3300 Micro Farad) Hal yang perlu diingat adalah Kapasitor Elektrolit (ELCO) merupakan jenis Kapasitor yang memiliki Polaritas (+) dan (-) sehingga perlu hati-hati dalam pemasangannya. Seperti Gambar diatas, di badan Kapasitor juga terdapat tanda yang menunjukkan Polaritas arah Negatif (-) dari sebuah Kapasitor Elektrolit. Disamping itu, daya tahan Panas Kapasitor juga tertulis dengan jelas di label badannya. Contohnya 85°C dan 105°C.

3. Cara Membaca Nilai Kapasitor Keramik, Kapasitor Kertas dan Kapasitor non-Polaritas lainnya Untuk Kapasitor Keramik, Kapasitor Kertas, Kapasitor Mika, Kapasitor Polyester atau Kapasitor Non-Polaritas lainnya, pada umumnya dituliskan Kode Nilai dibadannya. Seperti 104J, 202M, 473K dan lain sebagainya. Maka kita perlu menghitungnya ke dalam nilai Kapasitansi Kapasitor yang sebenarnya.


.

Bab 1

Huruf dibelakang angka menandakan toleransi dari Nilai Kapasitor tersebut, berikut adalah daftar nilai toleransinya:

B = 0.10pF C = 0.25pF D = 0.5pF E = 0.5% F = 1% G= 2% H = 3% J = 5% K = 10% M = 20% Z = + 80% dan -20%

Contoh: Untuk membaca nilai kode Kapasitor Keramik diatas dengan tulisan kode 473Z adalah sebagai berikut: Kode: 473Z Nilai Kapasitor = 47 x 103 Nilai Kapasitor = 47 x 1000 Nilai Kapasitor = 47.000pF atau 47nF atau 0,047μF Toleransinya adalah +80% dan -20% : Nilai Kapasitor = 47.000 + 80% = 84.600pF Nilai Kapasitor = 47.000 - 20% = 37.600pF Jadi: Nilai Kapasitor yang berkode 473Z = 47,000pF +80% dan -20% atau berkisar antara 37.600 pF ~ 84.600 pF.

25

26

Pelajaran 4

.


Contoh kasus untuk Kapasitor yang hanya terdiri dari dua angka: Jika di badan badan Kapasitor hanya bertuliskan 2 angka, Contohnya 47J maka perhitungannya adalah sebagai berikut : Kode: 47J Nilai Kapasitor = 47 x 100 Nilai Kapasitor = 47 x 1 Nilai Kapasitor = 47pF Toleransinya adalah 5% : Nilai Kapasitor = 47 – 5% = 44,65pF Nilai Kapasitor = 47 + 5% = 49,35pF Jadi: Nilai Kapasitor yang berkode 47J adalah 47 pF ±5% yaitu berkisar antara 44,65pF ~ 49,35pF.

Jika di badan Kapasitor tertera 222K maka nilai Kapasitor tersebut adalah : Kode : 222K Nilai Kapasitor = 22 x 102 Nilai Kapasitor = 22 x 100 Nilai Kapasitor = 2200pF Toleransinya adalah 5% : Nilai Kapasitor =2200 – 5% = 1980pF Nilai Kapasitor = 2200 + 5% = 2310pF Jadi: Nilai Kapasitor dengan Kode 222K adalah berkisar antara 1.980 pF ~ 2.310pF.

Untuk Kapasitor Chip (Chip Capacitor) yang terbuat dari Keramik, nilai Kapasitansinya tidak dicetak di badan Kapasitor Chip-nya, maka diperlukan Label Kotaknya untuk mengetahui nilainya atau diukur dengan Capacitance Meter (LCR Meter atau Multimeter yang dapat mengukur Kapasitor).

. Pelajaran 5 Rangkaian Seri dan Paralel Kapasitor Komponen Elektronika

Bab 1

Kapasitor (Kondensator) adalah Komponen Elektronika yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dalam waktu yang relatif dengan satuannya adalah Farad. Variasi nilai Farad yang sangat besar mulai dari beberapa piko Farad (pF) sampai dengan ribuan Micro Farad (μF) sehingga produsen komponen Kapasitor tidak mungkin dapat menyediakan semua variasi nilai Kapasitor yang diinginkan oleh perancang rangkaian elektronika.

Pada kondisi tertentu, Engineer Produksi ataupun penghobi elektronika mungkin juga akan mengalami permasalahan tidak menemukan Nilai Kapasitor yang dikehendakinya di Pasaran. Oleh karena itu, diperlukan Rangkaian Seri ataupun Rangkaian Paralel Kapasitor untuk mendapatkan nilai Kapasitansi Kapasitor yang paling cocok untuk rangkaian elektronikanya. Yang dimaksud dengan Kapasitansi dalam Elektronika adalah ukuran kemampuan suatu komponen atau dalam hal ini adalah Kapasitor dalam menyimpan muatan listrik.

27

28

Pelajaran 5

.

Rangkaian Seri dan Paralel Kapasitor

Berikut ini adalah nilai Kapasitansi Standar untuk Kapasitor Tetap yang umum dan dapat ditemukan di Pasaran:

pF

pF

pF

pF

μF

μF

μF

μF

μF

μF

1.0

10

100

1000

0.01

0.1

1.0

10

100

1000

1.1

11

110

1100

11

110

1100

1.2

12

120

1200

12

120

1200

1.3

13

130

1300

13

130

1300

1.5

15

150

1500

15

150

1500

1.6

16

160

1600

16

160

1600

1.8

18

180

1800

18

180

1800

2.0

20

200

2000

20

200

2000

2.2

22

220

2200

22

220

2200

2.4

24

240

2400

24

240

2400

2.7

27

270

2700

27

270

2700

3.0

30

300

3000

30

300

3000

3.3

33

330

3300

33

330

3300

3.6

36

360

3600

36

360

3600

3.9

39

390

3900

39

390

3900

4.3

43

430

4300

43

430

4300

4.7

47

470

4700

47

470

4700

5.1

51

510

5100

51

510

5100

5.6

56

560

5600

56

560

5600

6.2

62

620

6200

62

620

6200

6.8

68

680

6800

68

680

6800

7.5

75

750

7500

75

750

7500

8.2

82

820

8200

82

820

8200

9.1

91

910

9100

91

910

9100

0.015

0.022

0.033

0.047

0.068

0.15

0.22

0.33

0.47

0.68

1.5

2.2

3.3

4.7

6.8

μF 10.000

Tabel 10. Nilai Standar Kapasitor Tetap

Menurut Tabel diatas, hanya sekitar 133 nilai Standar Kapasitor Tetap yang umum dan dapat ditemukan di Pasaran. Jadi bagaimana kalau nilai kapasitansi yang paling cocok untuk rangkaian elektronika kita tidak ditemukan di pasaran atau bukan nilai Standar Kapasitor Tetap? Jawabannya adalah dengan menggunakan Rangkaian Seri ataupun Rangkaian Paralel Kapasitor.


.

Bab 1

1. Rangkaian Paralel Kapasitor (Kondensator) Rangkaian Paralel Kapasitor adalah rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih Kapasitor yang disusun secara berderet atau berbentuk paralel. Dengan menggunakan Rangkaian Paralel Kapasitor ini, kita dapat menemukan nilai Kapasitansi pengganti yang diinginkan.

Rumus dari Rangkaian Paralel Kapasitor (Kondensator) adalah:

Ctotal = C1 + C2 + C3 + C4 + …. + Cn

Dimana :

Ctotal = Total Nilai Kapasitansi Kapasitor C1 = Kapasitor ke-1 C2 = Kapasitor ke-2 C3 = Kapasitor ke-3 C4 = Kapasitor ke-4 Cn = Kapasitor ke-n

Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Paralel Kapasitor:

C1

C1

C2

C2

C3

C3

C4

C4

29

30

Pelajaran 5

.


Contoh Kasus untuk menghitung Rangkaian Paralel Kapasitor Seorang Perancang Rangkaian Elektronika ingin merancang sebuah Peralatan Elektronika, salah satu nilai Kapasitansi yang diperlukannya adalah 2500pF, tetapi nilai tersebut tidak dapat ditemukannya di Pasaran Komponen Elektronika. Oleh karena itu, Perancang Elektronika tersebut menggunakan Rangkaian Paralel untuk mendapatkan nilai kapasitansi yang diinginkannya.

Jawab:

Beberapa kombinasi yang dapat dipergunakannya antara lain : 1 buah Kapasitor dengan nilai 1000pF 1 buah Kapasitor dengan nilai 1500pF Ctotal = C1 + C2 Ctotal = 1000pF + 1500pF Ctotal = 2500pF

Atau 1 buah Kapasitor dengan nilai 1000pF 2 buah Kapasitor dengan nilai 750pF Ctotal = C1 + C2 + C3 Ctotal = 1000pF + 750pF + 750pF Ctotal = 2500pF


.

Bab 1

2. Rangkaian Seri Kapasitor (Kondensator) Rangkaian Seri Kapasitor adalah Rangkaian yang terdiri dari 2 buah dan lebih Kapasitor yang disusun sejajar atau berbentuk Seri. Seperti halnya dengan Rangkaian Paralel, Rangkaian Seri Kapasitor ini juga dapat digunakan untuk mendapat nilai Kapasitansi Kapasitor pengganti yang diinginkan. Hanya saja, perhitungan Rangkaian Seri untuk Kapasitor ini lebih rumit dan sulit dibandingkan dengan Rangkaian Paralel Kapasitor.

Rumus dari Rangkaian Paralel Kapasitor (Kondensator) adalah:

1 1 1 1 1 + + + ..... + = Ctotal Cn C1 C2 C3 Dimana :

Ctotal = Total Nilai Kapasitansi Kapasitor C1 = Kapasitor ke-1 C2 = Kapasitor ke-2 C3 = Kapasitor ke-3 C4 = Kapasitor ke-4 Cn = Kapasitor ke-n

Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Seri Kapasitor：

C1

C2

C3

C4

C1

C2

C3

C4

31

32

Pelajaran 5

.


Contoh kasus untuk menghitung Rangkaian Seri Kapasitor: Seorang Engineer ingin membuat Jig Tester dengan salah satu nilai Kapasitansi Kapasitor yang paling cocok untuk rangkaiannya adalah 500pF, tetapi nilai 500pF tidak terdapat di Pasaran. Maka Engineer tersebut menggunakan 2 buah Kapasitor yang bernilai 1000pF yang kemudian dirangkainya menjadi sebuah Rangkaian Seri Kapasitor untuk mendapatkan nilai yang diinginkannya.

Jawab:

2 buah Kapasitor dengan nilai 1000pF 1 Ctotal

=

1 Ctotal

=

1 Ctotal

Ctotal

1

+

C2

C1

=

2 x Ctotal =

Ctotal

1

=

1 1000

+

1 1000

2 1000 1 x 1000

1000 2

= 500 pF

Catatan: Nilai Kapasitansi Kapasitor akan bertambah dengan menggunakan Rangkaian Paralel Kapasitor, sedangkan nilai Kapasitansinya akan berkurang jika menggunakan Rangkaian Seri Kapasitor. Hal ini sangat berbeda dengan Rangkaian Seri dan Paralel untuk Resitor (Hambatan).Pada kondisi tertentu, Rangkaian Gabungan antara Paralel dan Seri dapat digunakan untuk menemukan nilai Kapasitansi yang diperlukan.

. Pelajaran 6 Rangkaian Seri dan Paralel Induktor Komponen Elektronika

Bab 1

Seperti halnya Komponen Pasif lainnya (Kapasitor dan Resistor), Induktor atau Coil juga dapat dirangkai secara seri dan paralel untuk mendapatkan nilai Induktansi yang diinginkan. Induktor adalah komponen pasif elektronika yang terdiri lilitan kawat dan mampu menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melewatinya. Kemampuan penyimpanan energi pada medan magnet ini disebut dengan Induktansi dengan satuan unitnya Henry yang dilambangkan dengan huruf “H”.

Perlu diketahui bahwa tidak semua nilai Induktansi diproduksi secara massal oleh produsen. Oleh karena itu, untuk mendapatkan nilai induktansi yang diinginkan kita dapat merangkai dua atau lebih induktor secara seri maupun paralel.

1. Rangkaian Seri Induktor Rangkaian Seri Induktor adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari 2 atau lebih induktor yang disusun sejajar atau berbentuk seri. Rangkaian Seri Induktor ini menghasilkan nilai Induktansi yang merupakan penjumlahan dari semua Induktor yang dirangkai secara seri ini.

Rumus Rangkaian Seri Induktor:

Ltotal = L1 + L2 + L3 + ….. + Ln Dimana :

Ltotal = Total Nilai Induktor L1 = Induktor ke-1 L2 = Induktor ke-2 L3 = Induktor ke-3 Ln = Induktor ke-n

33

34

Pelajaran 6

.

Rangkaian Seri dan Paralel Induktor

Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Seri Induktor：

L1

L2

L3

Contoh kasus Rangkaian Seri Induktor: Berdasarkan gambar contoh rangkaian Seri Induktor diatas, diketahui bahwa nilai Induktor : L1 = 100nH L2 = 470nH L3 = 30nH Hitunglah jumlah Ltotalnya!

Jawab: Ltotal = L1 + L2 + L3 Ltotal = 100nH + 470nH + 30nH Ltotal = 600nH

2. Rangkaian Paralel Induktor Rangkaian Paralel Induktor adalah sebuah rangkaian yang terdiri 2 atau lebih Induktor yang dirangkai secara berderet atau berbentuk Paralel.

Rumus Rangkaian Paralel Induktor:

1 Ltotal

=

Dimana :

1 1 1 1 + + + ..... + L3 Ln L1 L2 Ltotal = Total Nilai Induktor L1 = Induktor ke-1 L2 = Induktor ke-2 L3 = Induktor ke-3 Ln = Induktor ke-n


.

Bab 1

Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Paralel Induktor: L1 L2 L3

Contoh kasus Perhitungan Rangkaian Paralel: Berdasarkan gambar contoh rangkaian Paralel Induktor diatas, diketahui bahwa nilai Induktor : L1 = 100nH L2 = 300nH L3 = 30nH Berapakah Ltotalnya ?

Jawab:

1 Ltotal 1 Ltotal 1 Ltotal 1 Ltotal 14 x Ltotal Ltotal

=

1

+

L1 =

=

=

1 100 3 300

+

+

1

L2 1 300 1 300

14 300

= 1 x 300 =

27,56 Ohm

+

1 L3

+

+

1 30 10 300

35

Bab 2 Hukum Ohm

Hukum Ohm

Pelajaran 1

.

Bab 2

Hukum Ohm

Dalam Ilmu Elektronika, hukum dasar elektronika yang wajib dipelajari dan dimengerti oleh setiap engineer elektronika ataupun penghobi elektronika adalah Hukum Ohm, yaitu Hukum dasar yang menyatakan hubungan antara Arus Listrik (I), Tegangan (V) dan Hambatan (R). Hukum Ohm dalam bahasa Inggris disebut dengan “Ohm’s Laws”. Hukum Ohm pertama kali diperkenalkan oleh seorang fisikawan Jerman yang bernama Georg Simon Ohm (1789-1854) pada tahun 1825. Georg Simon Ohm mempublikasikan Hukum Ohm tersebut pada Paper yang berjudul “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically” pada tahun 1827.

1. Bunyi Hukum Ohm Pada dasarnya, bunyi dari Hukum Ohm adalah:

“Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar atau Konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial / tegangan (V) yang diterapkan kepadanya dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)”.

2. Rumus Hukum Ohm Secara matematis, Hukum Ohm dapat dirumuskan menjadi persamaan seperti dibawah ini:

V= IxR Dimana :

V = Voltage (Beda Potensial atau Tegangan yang satuan unitnya adalah Volt (V)) I = Current (Arus Listrik yang satuan unitnya adalah Ampere (A)) R = Resistance (Hambatan atau Resistansi yang satuan unitnya adalah Ohm (Ω))

37

38

Pelajaran 1

.

Makanan Pokok dari Serelia dan Umbi-

Dalam aplikasinya, ita dapat menggunakan teori Hukum Ohm dalam rangkaian elektronika untuk memperkecilkan arus listrik, memperkecil tegangan dan juga dapat memperoleh nilai hambatan (Resistansi) yang kita inginkan. Hal yang perlu diingat dalam perhitungan rumus Hukum Ohm, satuan unit yang dipakai adalah Volt, Ampere dan Ohm. Jika kita menggunakan unit lainnya seperti milivolt, kilovolt, miliampere, megaohm ataupun kiloohm, maka kita perlu melakukan konversi ke unit Volt, Ampere dan Ohm terlebih dahulu untuk mempermudahkan perhitungan dan juga untuk mendapatkan hasil yang benar.

3. Kasus dalam Praktikum Hukum Ohm Untuk lebih jelas mengenai Hukum Ohm, kita dapat melakukan Praktikum dengan sebuah Rangkaian Elektronika Sederhana seperti dibawah ini:

arus listrik (I) A

DC Generator

V

tegangan (V)

resistansi (R)

Rangkaian Dasar Praktikum Hukum Ohm

Kita memerlukan sebuah DC Generator (Power Supply), Voltmeter, Amperemeter, dan sebuah Potensiometer sesuai dengan nilai yang dibutuhkan. Dari Rangkaian Elektronika yang sederhana diatas kita dapat membandingkan Teori Hukum Ohm dengan hasil yang didapatkan dari Praktikum dalam hal menghitung Arus Listrik (I), Tegangan (V) dan Resistansi/Hambatan (R).

Pelajaran 1

.

Hukum Ohm

Hukum Ohm

.

Bab 2

a. Menghitung Arus Listrik (I) Contoh Kasus 1: Setting DC Generator atau Power Supply untuk menghasilkan Output Tegangan 10V, kemudian atur Nilai Potensiometer ke 10 Ohm. Berapakah nilai Arus Listrik (I) ?

Diketahui : V = 10V R = 10Ω Ditanyakan: I = ? Jawab

: V

=

IxR

10

=

I x 10

1

=

1

=

10 10 1A

Jadi: Nilai arus listriknya adalah 1 Ampere.

Contoh Kasus 2: Setting DC Generator atau Power Supply untuk menghasilkan Output Tegangan 10V, kemudian atur nilai Potensiometer ke 1 kiloOhm. Berapakah nilai Arus Listriknya?

Diketahui : V = 10 V R = 1 kΩ

Ditanyakan: I = ?

Jawab

: a) R = 1 kΩ = 1000 Ohm

39

40

Pelajaran 1

.


b)

V

=

IxR

10

=

I x 1000

1

=

1

=

10 1000 0,01 A atau 10 mA

Jadi: Nilai arus listriknya adalah 10 miliAmpere.

b. Menghitung Tegangan (V) Contoh Kasus : Atur nilai resistansi atau hambatan (R) Potensiometer ke 500 Ohm, kemudian atur DC Generator (Power supply) hingga mendapatkan Arus Listrik (I) 10mA. Berapakah Tegangannya (V) ? Diketahui : R = 500 Ω I = 10mA Ditanyakan: V = ?

Jawab

: a) I

= 10 mA = 0,01 A

b)

V

=

IxR

V

=

0,0I x 500

V

=

5V

Jadi: Nilai tegangan listriknya adalah 5 Volt.

Pelajaran 1

.

Hukum Ohm

Hukum Ohm

.

Bab 2

c. Menghitung Resistansi / Hambatan (R) Contoh Kasus : Jika di nilai Tegangan di Voltmeter (V) adalah 12V dan nilai Arus Listrik (I) di Amperemeter adalah 0.5A. Berapakah nilai Resistansi pada Potensiometer ?

Diketahui : V = 12V I = 0,5A Ditanyakan: I = ? Jawab

: V

=

IxR

12

=

0,5 x R

R

=

R

=

12 0,5 24 Ω

Jadi: Nilai resistensinya adalah 24 Ohm.

41

42

Pelajaran 1

.


Pelajaran 2

Pembagi Tegangan

Voltage Divider atau Pembagi Tegangan adalah suatu rangkaian sederhana yang mengubah tegangan besar menjadi tegangan yang lebih kecil. Fungsi dari Pembagi Tegangan ini di rangkaian elektronika adalah untuk membagi tegangan input menjadi satu atau beberapa tegangan output yang diperlukan oleh komponen lainnya didalam rangkaian. Hanya dengan menggunakan dua buah Resistor atau lebih dan tegangan input, kita telah mampu membuat sebuah rangkaian pembagi tegangan yang sederhana. Pengetahuan Pembagi Tegangan atau Voltage Divider ini sangat penting dan merupakan rangkaian dasar yang harus dimengerti oleh setiap Engineer ataupun para penghobi elektronika. Terdapat dua bagian penting dalam merancang Pembagi Tegangan yaitu rangkaian dan persamaan Pembagi Tegangan.

1. Rangkaian Pembagi Tegangan (Voltage Divider) Pada dasarnya, Rangkaian Pembagi Tegangan terdiri dari dua buah resistor yang dirangkai secara seri. Berikut ini adalah rangkaian sederhana sebuah Pembagi Tegangan atau Voltage Divider.

Vout R2

R1

-

+ Vin

Rangkaian Dasar Praktikum Hukum Ohm

Pelajaran 2

.

Pembagi Tegangan

Hukum Ohm

.

Bab 2

2. Rumus/Persamaan Pembagi Tegangan (Voltage Divider) Aturan Pembagi Tegangan sangat sederhana, yaitu tegangan input dibagi secara proporsional sesuai dengan nilai Resistansi dua resistor yang dirangkai seri.

Vout

= V x in

Dimana:

Vout Vin R1 R2

(

R1 R1 + R2

)

= Arus yang keluar = Arus yang masuk = Resistor ke-1 = Resistor ke-2

3. Contoh Kasus Perhitungan Rangkaian Pembagi Tegangan Berikut ini adalah beberapa contoh kasus perhitungan pada rangkaian Pembagi Tegangan sehingga kita mendapat tegangan yang diinginkan saat merancang sebuah rangkaian elektronika.

Contoh Kasus 1: Sebagai contoh, kita memberikan tegangan input sebesar 9V pada rangkaian pembagi tegangan tersebut dengan nilai R1 adalah 1000 Ohm dan R2 adalah 220 Ohm berapakah Tegangan Output pada R1 yang kita dapatkan?

Diketahui : Vin = 9 V R1 = 1000 Ω R2 = 220 Ω

Ditanyakan: Vout = ?

43

44

Pelajaran 1

Jawab

.


Vout

:

=

Vin

x

=

9

x

=

9

x

=

9

x

=

7,38 V

( (

R1 R1 + R 2

)

1000 1000 + 220

)

( 1000 ) 1220 0,82

Jadi: Nilai tegangan output yang kita dapatkan adalah 7,38 Volt.

Contoh Kasus 2: Pada saat kita merancang suatu rangkaian Elektronika, kita ingin mendapat tegangan 2,5V dari tegangan Input 9V dengan menggunakan rangkaian dasar Pembagi Tegangan. Berapakah nilai R1 dan R 2 yang kita perlukan untuk mendapatkan tegangan yang kita inginkan?

Diketahui : Vin = 9 V Vout = 2,5 V

Ditanyakan: R1 = ? R2 = ?

Pelajaran 1

Jawab

.

Pembagi Tegangan

Hukum Ohm

: a) Langkah pertama yang harus kita lakukan adalah: Menentukan total nilai R yang diinginkan.

Contoh 1000 Ohm atau R = R1 + R2 = 1000 Ohm. Perlu diketahui bahwa Rasio R1: R adalah sama dengan Rasio V1 : V.

Dalam kasus ini, V1 = 2,5 V,

V1 : V =

2,5 9

= 2,8 Oleh karena itu, perbandingan rasio R1:R juga harus 0,28.

Karena total nilai R yang kita tentukan adalah 1000 Ohm maka perbandingannya juga harus R1 : R = 0,28. R1 1000 R1

b)

= 0,28 = 280 Ω

Untuk mendapatkan nilai R2, cukup dengan melakukan pengurangan yaitu R2 = R-R1

Hasilnya, R1 - R2

= 1000 – 280 = 720 Ohm.

Jadi: Nilai R1 dan R 2 yang diperlukan adalah: R1 = 280 Ohm R2 = 720 Ohm

.

Bab 2

45

Bab 3 Prinsip Kerja DC Power Supply

Prinsip Kerja DC Power Supply

.

Bab 2

Arus Listrik yang kita gunakan di rumah, kantor dan pabrik pada umumnya adalah dibangkitkan, dikirim dan didistribusikan ke tempat masing-masing dalam bentuk Arus Bolak-balik atau arus AC (Alternating Current). Hal ini dikarenakan pembangkitan dan pendistribusian arus Listrik melalui bentuk arus bolak-balik (AC) merupakan cara yang paling ekonomis dibandingkan dalam bentuk arus searah atau arus DC (Direct Current). Akan tetapi, peralatan elektronika yang kita gunakan sekarang ini sebagian besar membutuhkan arus DC dengan tegangan yang lebih rendah untuk pengoperasiannya. Oleh karena itu, hampir setiap peralatan Elektronika memiliki sebuah rangkaian yang berfungsi untuk melakukan konversi arus listrik dari arus AC menjadi arus DC dan juga untuk menyediakan tegangan yang sesuai dengan rangkaian Elektronika-nya. Rangkaian yang mengubah arus listrik AC menjadi DC ini disebut dengan DC Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu daya DC. DC Power Supply atau Catu Daya ini juga sering dikenal dengan nama “Adaptor”.

Sebuah DC Power Supply atau Adaptor pada dasarnya memiliki 4 bagian utama agar dapat menghasilkan arus DC yang stabil. Keempat bagian utama tersebut diantaranya adalah Transformer, Rectifier, Filter dan Voltage Regulator. Sebelum kita membahas lebih lanjut mengenai Prinsip Kerja DC Power Supply, sebaiknya kita mengetahui Blok-blok dasar yang membentuk sebuah DC Power Supply atau Pencatu daya ini. Dibawah ini adalah Diagram Blok DC Power Supply (Adaptor) pada umumnya.

arus AC

input

arus DC

transformator

rectifier

filter

voltage regulator

Diagram Blok DC Power Supply (Adaptor)

output

47

48

Pelajaran 1

.


Pelajaran 1

DC Power Supply (Adaptor)

Berikut ini adalah penjelasan singkat tentang prinsip kerja DC Power Supply (Adaptor) pada masing-masing blok berdasarkan Diagram blok diatas.

1. Transformator (Transformer/Trafo) Transformator (Transformer) atau disingkat dengan Trafo yang digunakan untuk DC Power supply adalah Transformer jenis Step-down yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik sesuai dengan kebutuhan komponen elektronika yang terdapat pada rangkaian adaptor (DC Power Supply). Transformator bekerja berdasarkan prinsip Induksi elektromagnetik yang terdiri dari 2 bagian utama yang berbentuk lilitan yaitu lilitan primer dan lilitan sekunder. Lilitan primer merupakan input dari pada Transformator sedangkan output-nya adalah pada lilitan sekunder. Meskipun tegangan telah diturunkan, output dari Transformator masih berbentuk arus bolak-balik (arus AC) yang harus diproses selanjutnya.

lilitan primer

lilitan sekunder

arus AC

arus AC 220 V

12 V

Prinsip Kerja Tansformator


.

Bab 2

2. Rectifier (Penyearah Gelombang) Rectifier atau penyearah gelombang adalah rangkaian Elektronika dalam Power Supply (catu daya) yang berfungsi untuk mengubah gelombang AC menjadi gelombang DC setelah tegangannya diturunkan oleh Transformator Step down. Rangkaian Rectifier biasanya terdiri dari komponen Dioda. Terdapat 2 jenis rangkaian Rectifier dalam Power Supply yaitu “Half Wave Rectifier” yang hanya terdiri dari 1 komponen Dioda dan “Full Wave Rectifier” yang terdiri dari 2 atau 4 komponen dioda.

arus AC

D1

D1 + arus DC

D3

D2 -

Prinsip Kerja Rectifier

3. Filter (Penyaring) Dalam rangkaian Power supply (Adaptor), Filter digunakan untuk meratakan sinyal arus yang keluar dari Rectifier. Filter ini biasanya terdiri dari komponen Kapasitor (Kondensator) yang berjenis Elektrolit atau ELCO (Electrolyte Capacitor).

arus AC

D1

D1 +

D3

D2

C

arus DC

Prinsip Kerja Filter

-

arus DC rata

49

50

Pelajaran 1

.


4. Voltage Regulator (Pengatur Tegangan) Untuk menghasilkan Tegangan dan Arus DC (arus searah) yang tetap dan stabil, diperlukan Voltage Regulator yang berfungsi untuk mengatur tegangan sehingga tegangan Output tidak dipengaruhi oleh suhu, arus beban dan juga tegangan input yang berasal Output Filter. Voltage Regulator pada umumnya terdiri dari Dioda Zener, Transistor atau IC (Integrated Circuit). Pada DC Power Supply yang canggih, biasanya Voltage Regulator juga dilengkapi dengan Short Circuit Protection (perlindungan atas hubung singkat), Current Limiting (Pembatas Arus) ataupun Over Voltage Protection (perlindungan atas kelebihan tegangan).

V in

1

+ C1

IC regulator 78XX 2

3

+

C2

V out 1 1. Vin 2. Ground

-

-

Prinsip Kerja Voltage Regulator

3. Vout


Pelajaran 2

.

Bab 2

Rangkaian Sederhana DC Power Supply

Rangkaian Sederhana DC Power Supply (Catu Daya/Adaptor) Berikut ini adalah rangkaian dasar dari sebuah DC Power Supply :

input

220V AC

D1

D1

output +

IC 1 7806 D3

D2

C1 470μF 35V D1-D4=1N 4001 atau 4002

C2 470μF 35V

Rangkaian Sederhana DC Power Supply

6V DC -

51

Bab 4 Gerbang Logika & Rangkaian Flip-flop

Gerbang Logika & Rangkaian Flip-flop

.

Bab 2

Gerbang Logika atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Logic Gate adalah dasar pembentuk Sistem Elektronika Digital yang berfungsi untuk mengubah satu atau beberapa input (masukan) menjadi sebuah sinyal output (keluaran) Logis. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean. Gerbang Logika yang diterapkan dalam Sistem Elektronika Digital pada dasarnya menggunakan komponen-komponen elektronika seperti Integrated Circuit (IC), Dioda, Transistor, Relay, Optik maupun Elemen Mekanikal.

Jenis-jenis Gerbang Logika Dasar dan Simbolnya Terdapat 7 jenis Gerbang Logika Dasar yang membentuk sebuah Sistem Elektronika Digital, yaitu:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang X-OR (Exclusive OR) Gerbang X-NOR (Exlusive NOR)

Tabel yang berisikan kombinasi-kombinasi Variabel Input (Masukan) yang menghasilkan Output (Keluaran) Logis disebut dengan “Tabel Kebenaran” atau “Truth Table”. Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :    

HIGH (tinggi) dan LOW (rendah) TRUE (benar) dan FALSE (salah) ON (Hidup) dan OFF (Mati) 1 dan 0

Contoh Penerapannya ke dalam Rangkaian Elektronika yang memakai Transistor TTL (Transistor-transistor Logic), maka 0V dalam Rangkaian akan diasumsikan sebagai “LOW” atau “0” sedangkan 5V akan diasumsikan sebagai “HIGH” atau “1”.

53

54

Pelajaran 1

.


Pelajaran 1

Gerbang Logika

Berikut ini adalah Penjelasan singkat mengenai 7 jenis Gerbang Logika Dasar beserta Simbol dan Tabel Kebenarannya.

1. Gerbang AND (AND Gate) Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0. Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika AND adalah tanda titik (“.” ) atau tidak memakai tanda sama sekali.

Z = X.Y

X Y

&

Z = XY.

X

Y

Z

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Z

atau

X Y

atau

Z

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang AND (AND Gate)

Pelajaran 1

.

Gerbang Logika


.

Bab 2

2. Gerbang OR (OR Gate) Gerbang OR memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang OR akan menghasilkan Keluaran (Output) 1 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0. Simbol yang menandakan Operasi Logika OR adalah tanda Plus (“+”).

Z=X+Y

X Y

Z

atau X Y

>1

Z

X

Y

Z

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang OR (OR Gate)

3. Gerbang NOT (NOT Gate) Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (Pembalik) karena menghasilkan Keluaran (Output) yang berlawanan (kebalikan) dengan Masukan atau Inputnya. Berarti jika kita ingin mendapatkan Keluaran (Output) dengan nilai Logika 0 maka Input atau Masukannya harus bernilai Logika 1. Gerbang NOT biasanya dilambangkan dengan simbol minus (“-“) di atas Variabel Inputnya.

Z=X

55

56

.

Pelajaran 1


X

Z atau

X

=1

Z

X

Y

0

1

1

0

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NOT (NOT Gate)

4. Gerbang NAND (NAND Gate) Arti NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND, Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang AND dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang AND. Gerbang NAND akan menghasilkan Keluaran Logika 0 apabila semua Masukan (Input) pada Logika 1 dan jika terdapat sebuah Input yang bernilai Logika 0 maka akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1.

Z = XY

X Y

Z

atau

X Y

&

Z

X

Y

Z

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang (NAND Gate)

Pelajaran 1

.

Gerbang Logika


.

Bab 2

5. Gerbang NOR (NOR Gate) Arti NOR adalah NOT OR atau BUKAN OR , Gerbang NOR merupakan kombinasi dari Gerbang OR dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang OR. Gerbang NOR akan menghasilkan Keluaran Logika 0 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin mendapatkan Keluaran Logika 1, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.

Z=X+Y

X Y

Z

atau

X Y

>1

Z

X

Y

Z

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

0

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NOR (NOR Gate)

6. Gerbang X-OR (X-OR Gate) X-OR adalah singkatan dari Exclusive OR yang terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1 Keluaran (Output) Logika. Gerbang X-OR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan-masukannya (Input) mempunyai nilai Logika yang berbeda. Jika nilai Logika Inputnya sama, maka akan memberikan hasil Keluaran Logika 0.

Z=X+Y

57

58

Pelajaran 1

.


X Y

Z

atau

X Y

=1

Z

X

Y

Z

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang X-OR (X-OR Gate)

7. Gerbang X-NOR (X-NOR Gate) Seperti Gerbang X-OR, Gerbang X-NOR juga terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1 Keluaran (Output). X-NOR adalah singkatan dari Exclusive NOR dan merupakan kombinasi dari Gerbang X-OR dan Gerbang NOT. Gerbang X-NOR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang sama dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang berbeda. Hal ini merupakan kebalikan dari Gerbang X-OR (Exclusive OR).

Z=X+Y

X Y

Z

atau

X Y

=1

Z

X

Y

Z

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang X-NOR


Pelajaran 2

.

Bab 2

Rangkaian Flip-flop

1. Rangkaian RS Flip-flop Rangkaian RS flip-flop merupakan aplikasi dari rangkaian elektronika digital menggunakan gerbang logika dasar. RS flip-flop menggunakan dua masukan, yakni R dan S. Jika R = 0 dan S = 0, maka output (Q) = nilai terakhir. Jika R = 0 dan S = 1, maka output (Q) = 1. Jika R = 1 dan S = 0, maka output (Q) = 0. Dan jika R = 1 dan S = 1, maka output (Q) = terlarang. R Q

S

Q

1

2. Rangkaian JK Flip-flop Rangkaian JK flip-flop ini merupakan pengembangan dari RS flip-flop. JK flip flop sering diaplikasikan sebagai komponen dasar suatu counter alias pencacah naik atau up counter dan pencacah turun atau down counter. Biasanya orang-orang menyebut JK flip flop dengan sebutan JK -FF.

R S

Q

Q

R

Q

Q

CLK K

59

60

Pelajaran 1

.


3. Rangkaian D Flip-flop Rangkaaian D flip flop atau data flip flop juga termasuk salah satu pengembangan dari RS flip flop. Pada D flip-flop, input Set atau “S” dihubungkan pada input Reset atau “R” pada RS flipflop yang menggunakan sebuah inverter, sehingga terbentuk masukan baru yang bernama input Data atau “D”.

D

Q

Q

Bab 5 IC 555

62

Pelajaran 1

Rangkaian IC 555

Rangkaian internal pembangkit pulsa IC 555 terdiri dari beberapa blok diantaranya, pembagi tegangan menggunakan resistor, 2 unit komparator, RS flip-flop, penguat tegangan, dan transitor discharge. Dengan bagian internal tersebut maka dengan IC 555 dapat dibangun suatu rangkaian multivibrator ataupun timer dengan sangat sederhana. Rangkaian internal pembangkit pulsa IC 555 dapat dilihat pada gambar blok diagram IC 555 berikut. 8

vcc scarica

5K soglia

6

7

+

controllo

-

5

5K +

trigger

-

2

R

Q

S

Q

4

reset

5K

1

Blok Diagram Internal Pembangkit Pulsa IC 555 Pembagi tegangan pada IC 555 terdiri dari tiga resistor 5 KOhm. Jaringan dihubungkan secara internal ke +VCC dan ground. Tegangan yang ada di resistor bagian bawah adalah sepertiga VCC. Tegangan pada titik tengah pembagi tegangan sebesar dua pertiga harga VCC. Titik dua pertiga VCC ini berada pada pin 5 dan titik ini didesain sebagai pengontrol tegangan. Dua buah komparator pada IC 555 merespon sebagai rangkaian saklar dengan tegangan referensi dihubungkan pada salah satu masukan pada masing-masing komparator. Tegangan yang diberikan pada masukan yang lain akan memberikan permulaan terjadinya perubahan pada keluaran jika tegangan tersebut berbeda dengan tegangan referensi. Komparator yang berada pada dua pertiga VCC dimana pin 5 dihubungkan

uscita 3


.

Bab 2

ke tengah resistor pembagi dengan input yang lain dihubungkan dengan pin 6 yang disebut sebagai input threshold. Saat tegangan pada pin 6 naik melebihi dua pertiga VCC, keluaran komparator akan menjadi positif. Ini kemudian diberikan pada bagian reset dari input flip-flop. Komparator 2 berfungsi sebagai referensi sepertiga dari VCC. Input non-inverting komparator 2 dihubungkan dengan bagian bawah jaringan pembagi tegangan resistor. Pin 2 eksternal dihubungkan dengan input inverting komparator 2 dan disebut sebagai input trigger. Jika tegangan pemicu lebih rendah dari sepertiga VCC, keluaran komparator akan berharga positif kemudian diberian pada input set dari flip-flop. Flip-flop IC 555 termasuk jenis RS flip-flop yang memiliki input set dan reset dengan satu output. Saat input reset positif maka output akan positif. Tegangan positif pada set akan memberikan output menjadi negatif. Output flip-flop tergantung pada status dua input komparator. Output flip-flop diberikan ke output melalui penguat inverting dan transistor discharger. Output dihubungkan dengan pin 3 dan transistor discharger dihubungkan dengan pin 7. Beban yang dipasang pada terminal 3 akan membaca apakah output berada pada +VCC atau ground, tergantung kondisi isyarat input. Arus beban maksimum dari IC 555 adalah 200 mA dapat dikontrol oleh terminal keluaraan. Beban yang tersambung pada +VCC akan mendapat energi saat pin 3 berubah ke ground dan sebaliknya untuk bebena yang terhubung ke ground akan mendapat energi saat output IC 555 bernilai +VCC. Transistor Q1 disebut discharge transistor, output flip-flop dihubungkan pada basis Q1 . Saat flip-flop set (positif), akan membuat Q1 mendapat bias maju. Pin 7 terhubung ke ground melalui Q1. Saat flip-flop reset (negatif), akan membuat Q1 mendapat bias mundur sehingga membuat pin 7 open circuit sehingga pin 7 pembangkit pulsa IC 555 mempunyai dua kondisi, terhubung close circuit dan open circuit.

63

Bab 1. Komponen Elektronika

Recommend Documents