MENGENAL KOMPONEN ELEKTRONIKA

MENGENAL KOMPONEN ELEKTRONIKA

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat.

Elektronika mempunyai 2 komponen dasar diantaranya yaitu :

1. Komponen Pasif

Komponen pasif merupakan komponen yang dapat bekerja tanpa sumber Tegangan. Komponen pasif terdiri dari Hambatan atau tahanan (resistor), kapasitor atau kondensator, induktor atau kumparan.

2. Komponen Aktif

Komponen aktif merupakan komponen yang tidak dapat bekerja tanpa adanya sumber tegangan. Komponen aktif terdiri dari dioda, transistor, IC dan semua jenis komponen semi konduktor lainnya

Komponen Pasif

Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).

( 1 M Ω (mega ohm) = 1000 K Ω (kilo ohm) = 10⁶ Ω (ohm)).

Di dalam rangkaian elektronika, resistor dilambangkan dengan huruf "R". Dilihat dari bahannya, ada beberapa jenis resistor yang ada dipasaran antara lain : Resistor Carbon, Wirewound, dan Metalfilm.

Fungsi Resistor

1. Mengatur arus listrik ( melawan arus listrik)

2. Membagi arus listrik
3. Membagi tegangan listrik

4. Sebagai elemen pemanas; seperti solder, solder atraktor, heater, setrika listrik, rice cooker, kompor listrik dll.

Jenis-jenis resistor

1. Resistor tetap yaitu resistor yang nilai hambatannya relative tetap, biasanya terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam.
2. Resistor variabel atau potensiometer, yaitu resistor yang besarnya hambatan dapat diubah-ubah. Yang termasuk kedalam potensiometer ini antara lain : Resistor KSN (koefisien suhu negatif), Resistor LDR (light dependent resistor) dan Resistor VDR (Voltage Dependent Resistor).

Macam-macam resistor

1. Resistor kawat logam

2. Resistor komposisi (resistor arang)
3. Resistor variabel arang

4. Resistor variabel kawat logam

Untuk resistor jenis carbon maupun metalfilm biasanya digunakan kode-kode warna sebagai petunjuk besarnya nilai resistansi (tahanan) dari resistor. Resistor ini mempunyai bentuk seperti tabung dengan dua kaki di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk cincin kode warna, kode ini untuk mengetahui besar resistansi tanpa harus mengukur besarnya dengan ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association)

Warna Cincin	Cincin I	Cincin II	Cincin III	Cincin IV Pengali	Cincin V Toleransi
Hitam	0	0	0	x 1
Coklat	1	1	1	x 101	± 1 %
Merah	2	2	2	x 102	± 2 %
Oranye	3	3	3	x 103
Kuning	4	4	4	x 104
Hijau	5	5	5	x 105
Biru	6	6	6	x 106
Ungu	7	7	7	x 107
Abu- abu	8	8	8	x 106
Putih	9	9	9	x 109
Emas				x 0,1	± 5 %
Perak				x 0,01	± 10 %
Tanpa warna					± 20 %

Jumlah cincin yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan besar toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3 cincin (tidak termasuk cincin toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 cincin (tidak termasuk cincin toleransi). Cincin pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan cincin terakhir adalah faktor pengalinya.

Cara menentukan Nilai Resistor Tetap dengan Kode Warna pada Resistor

Untuk menentukan nilai resistor ada beberapa hal yang perlu diingat ;

1. Memahami kedudukan warna-warna tersebut pada resistor tetap.

A, Warna pertama : Untuk menyatakan angka pertama ( digit ke-1 )

B. Warna kedua : Untuk menyatakan angka kedua ( digit ke-2 )

C. Warna ketiga : Untuk menyatakan banyaknya nol atau faktor pengali

Atau pangkat dari bilangan 10..

D.Warna keempat : Untuk menyatakan toleransi ; Emas = 5 %, Perak = 10 % dan Non = Tak berwarna = 20 % 1

2. Jika Emas berada pada warna yang ketiga, maka faktor pengalinya = 0,1

3. Jika Perak pada warna ketiga, maka faktor pengalinya = 0.01

4. Dan yang pentingnya adalah hafal akronim HiCoMeJiKuHiBUAPEPNon

Yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 5 %, 10 %, dan 20 %

Misalnya resistor dengan cincin kuning, ungu, merah dan emas. Cincin berwarna emas adalah cincin toleransi. Dengan demikian urutan warna cincin resistor ini adalah, cincin pertama berwarna kuning, cincin kedua berwarna ungu dan cincin ke tiga berwarna merah. Cincin ke empat yang berwarna emas adalah cincin toleransi. Jika cincin toleransi berwarna emas, berarti resistor ini memiliki toleransi 5%. Nilai resistansinya dihitung sesuai dengan urutan warnanya. Pertama yang dilakukan adalah menentukan nilai satuan dari resistor ini. Karena resistor ini resistor 5% (yang biasanya memiliki tiga cincin selain cincin toleransi), maka nilai satuannya ditentukan oleh cincin pertama dan cincin kedua. Diketahui cincin kuning nilainya = 4 dan cincin ungu nilainya = 7. Jadi cincin pertama dan ke dua atau kuning dan ungu berurutan, nilai satuannya adalah 47. Cincin ketiga adalah faktor pengali, dan jika warna cincinnya merah berarti faktor pengalinya adalah 100. Sehingga dengan ini diketahui nilai resistansi resistor tersebut adalah nilai satuan x faktor pengali atau 47 x 100 = 4700 Ohm = 4,7K Ohm (pada rangkaian elektronika biasanya di tulis 4K7 Ohm) dan toleransinya adalah ± 5%. Arti dari toleransi itu sendiri adalah batasan nilai resistansi minimum dan maksimum yang di miliki oleh resistor tersebut. Jadi nilai sebenarnya dari resistor 4,7k Ohm ± 5% adalah :

4700 x 5% = 235

Jadi,

R_maksimum = 4700 + 235 = 4935 Ohm

R_minimum = 4700 – 235 = 4465 Ohm

Apabila resistor di atas di ukur dengan menggunakan ohmmeter dan nilainya berada pada rentang nilai maksimum dan minimum (4465 s/d 4935) maka resistor tadi masih memenuhi standar. Nilai toleransi ini diberikan oleh pabrik pembuat resistor untuk mengantisipasi karakteristik bahan yang tidak sama antara satu resistor dengan resistor yang lainnya sehingga para desainer elektronika dapat memperkirakan faktor toleransi tersebut dalam rancangannya. Semakin kecil nilai toleransinya, semakin baik kualitas resistornya. Sehingga dipasaran resistor yang mempunyai nilai toleransi 1% (contohnya: resistor metalfilm) jauh lebih mahal dibandingkan resistor yang mempunyai toleransi 5% (resistor carbon).

Contoh lain :

Sebuah resistor dengan 5 gelang sbb:

Tentukan nilai tahanan resistor !

Nilai Resistor tersebut adalah warna pertama biru berarti angka 6, warna kedua merah berarti angka 2, warna ketiga merah berarti multiplyer, perkalian dengan 10 pangkat 2.
kalau diterjemahkan
= 62 X 10²
= 62 X 100
= 6200 Ohm
Berarti 6200 Ohm. dengan toleransi sebesar 10 %.
Akurasi dari Hambatan tersebut berarti :
= 6200 X 10%
= 6200 X ( 10 : 100 )
= 6200 x 0,1
= 620
Jadi nilai sebenarnya dari Hambatan tersebut adalah:
maximumnya 6200 + 620 = 6820 Ohm
minimumnya 6200 - 620 = 5580 Ohm.

Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resistor pada suatu rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya atau daya maksimum yang mampu ditahan oleh resistor.

Semakin besar ukuran fisik suatu resistor, bisa menunjukkan semakin besar kemampuan disipasi daya resistor tersebut. Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8, 1/4, 1/2, 1, 2, 5, 10 dan 20 watt. Resistor yang memiliki disipasi daya maksimum 5, 10 dan 20 watt umumnya berbentuk balok memanjang persegi empat berwarna putih, namun ada juga yang berbentuk silinder dan biasanya untuk resistor ukuran besar ini nilai resistansi di cetak langsung dibadannya tidak berbentuk cincin-cincin warna, misalnya 100Ω5W atau 1KΩ10W.

Kode Huruf Resistor

Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya adalah resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan keramik/porselin, seperti terlihat pada gambar di bawah ini :

Arti kode angka dan huruf pada resistor dengan kode 5 W 22 R

J adalah sebagai berikut :

5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt

22 R berarti besarnya resistansi 22

Dengan besarnya toleransi J=5%

RANGKAIAN RESISTOR

Dalam praktek para desainer kadang-kadang membutuhkan resistor dengan nilai tertentu. Akan tetapi nilai resistor tersebut tidak ada di toko penjual, bahkan pabrik sendiri tidak memproduksinya. Solusi untuk mendapatkan suatu nilai resistor dengan resistansi yang unik tersebut dapat dilakukan dengan cara merangkaikan beberapa resistor sehingga didapatkan nilai resistansi yang dibutuhkan. Ada dua cara untuk merangkaikan resistor, yaitu :

1. Cara Serial

2. Cara Paralel

Rangkaian resistor secara serial akan mengakibatkan nilai resistansi total semakin besar.

Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara serial.

Pada rangkaian resistor serial berlaku rumus :

R_TOTAL = R₁ + R₂ + R₃

Sedangkan rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi pengganti semakin kecil.

Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara paralel.

Pada rangkaian resistor paralel berlaku rumus :

Kapasitor

Kapasitor atau kondensator adalah suatu komponen listrik yang dapat menyimpan muatan listrik.

Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian :

1. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada PS)

2. Sebagai filter dalam rangkaian PS

3. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna

4. Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon

5. Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi.

Kapasitas kapasitor diukur dalam F (Farad)

1 Farad = 1.000.000 μF (mikro Farad)

1 μF = 1.000.000 pF (piko Farad)

1 μF = 1.000 nF (nano Farad)

1 nF = 1.000 pF (piko Farad)

1 pF = 1.000 μμF (mikro-mikro Farad)

1 μF = 10 F^-6 F

1 nF = 10 F^-9 F

1 pF = 10 F^-12 F

Kapasitor elektrolit mempunyai dua kutub positif dan kutub negatif (bipolar), sedangkan kapasitor kering misal kapasitor mika, kapasitor kertas tidak membedakan kutub positif dan kutub negatif (non polar).

Berdasarkan kegunaannya kondensator di bagi menjadi :

1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)

2. Kondensator elektrolit (Electrolit Condenser = Elco)

3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)

Untuk kapasitor polyester nilai kapasitansinya bisa diketahui berdasarkan warna seperti pada resistor.

Kapasitor yang ukuran fisiknya kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka, satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000, 5 = 100.000 dan seterusnya.

Seperti komponen lainnya, besar kapasitansi nominal ada toleransinya. Perlihatkan nilai toleransi dengan kode-kode angka atau huruf tertentu. Misalnya jika tertulis 104 X7R, maka kapasitansinya adalah 100nF dengan toleransi +/-15%. Sekaligus diketahui juga bahwa suhu kerja yang direkomendasikan adalah antara -55C^o sampai +125C^o .

Dari penjelasan di atas bisa diketahui bahwa karakteristik kapasitor selain kapasitansi juga tak kalah pentingnya yaitu tegangan kerja dan temperatur kerja. Tegangan kerja adalah tegangan maksimum yang diijinkan sehingga kapasitor masih dapat bekerja dengan baik. Misalnya kapasitor 10uF25V, maka tegangan yang bisa diberikan tidak boleh melebihi 25 volt dc. Umumnya kapasitor-kapasitor polar bekerja pada tegangan DC dan kapasitor non-polar bekerja pada tegangan AC. Sedangkan temperatur kerja yaitu batasan temperatur dimana kapasitor masih bisa bekerja dengan optimal. Misalnya jika pada kapasitor tertulis X7R, maka kapasitor tersebut mempunyai suhu kerja yang direkomendasikan antara -55C^o sampai +125C^o. Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat di dalam datasheet.

Rangkaian Seri dan Pararel pada Kapasitor
Seperi halnya pada resistor, kapasitor dapat dirangkai secara seri dan pararel.

Tujuan mem-Paralel Kapasitor adalah untuk mendapatkan Kapasitas yg lebih besar, syarat utk memparalel kapasitor “Usahakan tegangan kerja nya sama” agar padasaat beroperasai tidak ada kapasitor yg mendapat tegangan kerja yg berlebihan
Rumus kapasitor paralel
Cp= C1 + C2 + C3+...+Cn
Misalnya ada 4 buah kapasitor dengan nilai 100uF/24V diparalel maka hasilnya adalah
Cp = C1 + C2 + C3 + C4
Cp = 100 + 100 + 100+ 100
Cp= 400uF/24V
Tujuan men-seri Kaasitor biasanya untuk mendapatkan nilai kapasitas yg lebih kecil dan tegangan kerja yg lebih tinggi
Rumus Rangkaian Seri
1/Cp= 1/C1+ 1/C2+ 1/C3+⋯+ 1/Cn
Contoh:
Ada 4buah Kapasitor @100uF/25Volt, dirangkai seri, maka kapasitas total dan eg.kerja maksimal kapasitor tersebut adalah ?
1/Cp= 1/C1+ 1/C2+ 1/C3+ 1/C4
1/Cp= 1/100+ 1/100+ 1/100+ 1/100
1/Cp= 4/100
1/Cp= 1/25
Cp x 1 = 25 x 1
Cp = 25uF / 100V
Jadi kapasitas total dari 4kapasitor yg diseri tersebut adalah 25uF/100Volt

Induktor

Induktor adalah komponen yang dapat menyimpan energi magnetik. Energi ini direpresentasikan dengan adanya tegangan emf (electromotive force) jika induktor dialiri listrik. Fungsi utama dari induktor di dalam suatu rangkaian adalah untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya. Aplikasinya pada rangkaian dc salah satunya adalah untuk menghasilkan tegangan dc yang konstan terhadap fluktuasi beban arus. Pada aplikasi rangkaian ac, salah satu gunanya adalah bisa untuk meredam perubahan fluktuasi arus yang tidak dinginkan. Akan lebih banyak lagi fungsi dari induktor yang bisa diaplikasikan pada rangkaian filter, tuner dan sebagainya.

Komponen Aktif

Dioda

Dioda adalah komponen aktif bersaluran dua (dioda termionik mungkin memiliki saluran ketiga sebagai pemanas). Dioda mempunyai dua elektroda aktif dimana isyarat dapat mengalir, dan kebanyakan dioda digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik menyearahkan. Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk memperbolehkan aliran arus listrik dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Saat ini dioda yang paling umum dibuat dari bahan semikonduktor seperti silikon atau germanium.

Berikut Beberapa Jenis-jenis Dioda :

1. Dioda biasa : Beroperasi seperti penjelasan di atas. Biasanya dibuat dari silikon terkotori atau yang lebih langka dari germanium.
2. Dioda cahaya : Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat.
3. Dioda foto : Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis. Alat yang mirip dengan Dioda foto adalah Transistor foto (Phototransistor). Transistor foto ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya.
4. Dioda laser : Dioda laser adalah sejenis laser di mana media aktifnya sebuah semikonduktor persimpangan p-n yang mirip dengan yang terdapat pada dioda pemancar cahaya. Dioda laser kadang juga disingkat LD atau ILD. Dioda laser baru ditemukan pada akhir abad ini oleh ilmuwan Universitas Harvard. Prinsip kerja dioda ini sama seperti dioda lainnya yaitu melalui sirkuit dari rangkaian elektronika, yang terdiri dari jenis p dan n.
5. Dioda Zener : Dioda Zener dibuat sedemikian rupa sehingga arus dapat mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas “tegangan rusak” (breakdown voltage) atau “tegangan Zener”. Sebuah dioda Zener memiliki sifat yang hampir sama dengan dioda biasa, kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tengangan rusak yang jauh dikurangi, disebut tegangan Zener. Sebuah dioda Zener memiliki p-n junction yang memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tembus (tunnel) dari pita valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi material tipe-n. Sebuah dioda zener yang dicatu-balik akan menunjukan perilaku rusak yang terkontrol dan akan melewatkan arus listrik untuk menjaga tegangan jatuh supaya tetap pada tegangan zener. Sebagai contoh, sebuah diode zener 3.2 Volt akan menunjukan tegangan jatuh pada 3.2 Volt jika diberi catu-balik. Namun, karena arusnya tidak terbatasi, sehingga dioda zener biasanya digunakan untuk membangkitkan tegangan referensi, atau untuk menstabilisasi tegangan untuk aplikasi-aplikasi arus kecil.
6. Dioda Schottky (SCR) : SCR singkatan dari Silicon Control Rectifier. Adalah Dioda yang mempunyai fungsi sebagai pengendali. SCR atau Tyristor masih termasuk keluarga semikonduktor dengan karateristik yang serupa dengan tabung thiratron. Sebagai pengendalinya adalah gate (G). SCR sering disebut Therystor. SCR sebetulnya dari bahan campuran P dan N. Isi SCR terdiri dari PNPN (Positif Negatif Positif Negatif) dan biasanya disebut PNPN Trioda.

Transistor

Transistor adalah salah satu komponen elektronika aktif. Transistor dapat berfungsi sebagai penguat arus maupun tegangan. Dibawah ini adalah simbol transistor npn dan pnp.

Alpha DC

Perbandingan arus kolektor dengan arus emitter hampir sama, alpha dc sebagai definisi perbandingan kedua arus tersebut.

Beta DC

Arus kolektor telah dihubungkan dengan arus emiter dengan menggunakan aDC. Juga menghubungkan arus kolektor dengan arus basis dengan mendefnisikan beta DC transistor

Transistor memiliki tiga buah kaki, yaitu base, kolektor dan emitter. Ketiga kaki tersebut dapat ditentukan menggunakan Ohmmeter.

Mencari Kaki Base

- Atur multimeter pada pengukuran ohmmeter x100.

- Lakukan pengukuran

- Perhatikan penunjukkan pergerakan jarum. Apabila jarum bergerak ke kanan dengan posisi probe yang satu tetap pada kaki 3 dan probe lainnya pada kaki 1 atau kaki 2 berarti kaki 3 adalah base transistor. Jika probe positif yang berada pada kaki 3 berarti transistor tersebut berjenis NPN, sebaliknya jika probe negatif berada pada kaki 3 berarti transistor tersebut berjenis PNP.

Mencari Kaki Kolektor dan Emitter

- Misal: transistor berjenis NPN

- Lakukan pengukuran seperti gambar dibawah ini.

- Perhatikan penunjukkan jarum, apabila jarum bergerak ke kanan maka kaki 1 (pada probe positif) adalah emitter dan kaki 2 (pada posisi probe negatif) adalah kolektor. Atau Jika dipasang kebalikkannya (probe positif pada kaki 2 dan probe negatif pada kaki 1) dan jarum tidak bergerak, maka kaki 1 adalah emitter dan kaki 2 adalah kolektor

Untuk transistor jenis PNP dapat dilakukan seperti diatas dan hasilnya kebalikan dari transistor jenis NPN.

Referensi

Modul Pembelajaran, Dasar Elektronika Analog dan Digital, Bidang keahlian ketenagalistrikan, Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan, 2003

Modul Pembelajaran, Dasar Elektronika Analog dan Digital, Sekolah Menengah Kejuruan Bidang Keahlian Teknik Telekomunikasi, Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan, 2003.

Bahan Ajar Elektronika Dasar, Ahmad Fali Oklilas, Program Diploma Komputer, Universitas Sriwijaya, 2007

Rekayasa Perangkat Lunak Jilid 1 Untuk SMK, Aunur R. Mulyanto dkk, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Departemen Pendidikan Nasional, Tahun 2008

Modul Praktikum Elektronika Dasar