Dasar - Dasar Elektronika

Perkembangan teknologi dalam dunia otomotif sangat pesat. Kemajuan teknologi dalam bidang otomotif bisa dilihat dari canggihnya fitur-fitur mobil atau kendaraan masa kini. Perpaduan dari berbagai bidang menciptakan teknologi pintar yang sangat membantu manusia terutama dalam berkendara. Sebagai contoh perpaduan otomotif dengan berbagai komponen elektronika otomotif sehingga menciptakan mobil pintar seperti elektronik fuel injection. Berikut beberapa dasar elektronika sederhana otomotif :

Rangkaian elektronika adalah suatu rangkaian yang dibentuk dari berbagai macam komponen elektronika yang dirangkai sedemikian rupa sehingga membentuk suatu sistem rangkaian elektronika yang terpadu. Dalam bidang elektronik, komponen elektronika dapat dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu :

Komponen Pasif

Komponen pasif merupakan komponen – komponen elektronika yang tidak dapat menghasilkan energi listrik atau mengubah bentuk gelombang pada energi listrik sebagai contoh perubahan fasa / pembalikan fasa, penguatan dan lain – lain. Komponen elektronika yang termasuk dalam komponen pasif yaitu :

a. Resistor atau tahanan / hambatan

Resistor biasa juga disebut sebagai hambatan, tahanan, pelawan, werstand (Belanda) digunakan pada hampir semua rangkaian elektronika. Fungsi resistor dalam suatu rangkaian elektronika dapat saja berbeda misalnya sebagai penghambat arus listrik / memperkecil arus listrik atau sebagai pembagi tegangan dan lain – lain. Resistor dapat terbuat dari berbagai bahan antara lain dari batu (resistor batu), karbon (resistor karbon), keramik (resistor keramik) dan lain -lain.

Resistor biasa disingkat dengan notasi huruf R. Satuan yang dipakai untuk menentukan besar kecilnya nilai suatu resistor adalah ohm yang disingkat dengan huruf Yunani Omega (Ω). Ohm berasal dari penghargaan kepada kepada penemunya yang berkebangsaan jerman yaitu George Simon Ohm (1787 – 1854). Besar kecilnya nilai suatu resistor disebut resistansi. Untuk nilai resistor yang besar biasa dipakai KΩ atau MΩ, dimana :

1 K Ω (Kilo ohm) = 1.000 ohm

1 M Ω (Mega ohm) = 1.000.000 ohm

Secara umum resistor dibagi menjadi dua yaitu resistor tetap atau fixed resistor dan variable resistor. Fixed resistor merupakan resistor yang memiliki nilai resistance tetap atau tidak berubah-ubah. Resistor variabel atau resistor tidak tetap adalah resistor yang nilai resistansinya dapat diubah – ubah sesuai dengan keperluannya. Perubahan nilai resistor variabel dapat dilakukan dengan memutar atau menggeser pengaturnya. Perubahan nilai resistansi resistor variabel dapat dilakukan secara manual, ataupun melalui besaran – besaran fisika lain seperti cahaya, suhu, dan lain – lain.

Untuk pengaturan secara manual dikenal dua jenis resistor, yaitu :

1) Potensiometer

2) Trimpot

Resistor memiliki simbol yang diperlukan untuk mempermudah dalam pembuatan rangkaian elektronika yaitu

b. Kapasitor atau kondensator

Kapasitor atau kondensator termasuk salah satu komponen pasif yang banyak dipakai dalam rangkaian elektronika. Kondensator terdapat dua lempengan penghantar yang mempunyai sekat satu sama lain oleh bahan isolasi. Bahan isolasi antara kedua lempengan penghantar disebut dielektrikum atau dielektrika.

Terdapat beberapa jenis kondensator menurut bahan dielektrikumnya, bila dielektrikumnya dari bahan keramik maka disebut kondensator keramik begitupula bila dielektrikumnya dari bahan kertas maka disebut kondensator kertas, dan seterusnya. Kondensator mempunyai sifat menyimpan muatan – muatan listrik. Kemampuan menyimpan berapa banyak muatan listrik ini disebut kapasitas kondensator atau kapasitansi. Satuan kapasitor adalah Farad (F), kondensor biasa disimbolkan dengan notasi huruf C. Apabila pada lempengan – lempengan kondensator dari tegangan 1 volt sehingga mampu menyimpan muatan listrik sebesar 1 coulomb maka kapasitansinya adalah 1 Farad. Dalam kenyataannya, satuan farad untuk kapasitansi kondensator sangat besar, untuk itu dipakailah satuan – satuan pecahannya, yaitu :

1 µF (Mikro farad) = 10-6 F

1 nF (Nano farad) = 10-9 F

1 pF (Piko farad) = 10-12 F

Harga kapasitansi suatu kondensator tertera pada badannya dengan angka – angka atau kode warna. Warna – warna yang dipakai sama seperti yang dipakai dalam kode warna resistor, hanya pada kondensator ada tambahan kode warna untuk menyatakan tegangan kerja maximum atau Working Voltage (WV).

Sama halnya dengan resistor, pada kondensator juga terdapat jenis kondensator yang dapat diubah – ubah nilai kapasitansinya. Kondensator semacam ini disebut kondensator variabel atau variable condensator (Varco). Kondensator jenis ini biasa digunakan pada pesawat penerima radio untuk mengubah – ubah frekwensi penerima radio guna mencari frekwensi pemancar radio. Faktor - faktor yang menentukan nilai kapasitansi kondensator adalah :

a. Luas lempengan / keeping penghantar

b. Tebal dielektrika atau jarak antara lempengan penghantar

c. Jenis dielektrika yang dipakai

Dalam bentuk rumus :

Keterangan:

C = Kapasitansi Kondensator ( F )

Ε = Konstanta dielektrika ( F/m )

A = Luas lempengan penghantar ( m2 )

D = Jarak antara lempengan penghantar ( m )

Capasitor atau kondensot memiliki simbol yang diperlukan untuk mempermudah dalam pembuatan rangkaian elektronika yaitu

c. Induktor

Induktor atau induktansi adalah suatu elemen pasif dari rangkaian listrik yang berupa kawat dari suatu kumparan yang dapat menyimpan energi listrik selama beberapa periode dan melepaskannya selama periode lainnya, sehingga daya rata – ratanya menjadi nol.

Besarnya induktansi dinyatakan sebagai :

Dimana :

L = induktansi ( henry )

Φ = fluks magnet (weber )

N = jumlah lilitan

i = arus pada induktor ( ampere ).

Sama halnya dengan resistor, induktor dapat juga dihubung seri, paralel maupun seri – paralel. Besarnya induktansi total dalam suatu rangkaian dapat dihitung dengan metode yang sama dengan menghitung besarnya tahanan total. Simbol induktor diperlihatkatkan pada gambar 5 di bawah :

Komponen aktif

Yang dimaksud dengan komponen aktif dalam bidang elektronika adalah komponen – komponen elektronika yang menghasilkan energi listrik atau dapat juga berupa komponen elektronika yang mengatur aliran listrik seperti perubahan bentuk gelombang, pembalikan fasa, penguatan, pengolahan data dan lain-lain. Sebagian besar komponen aktif dalam bidang elektronika terbuat dari bahan semikonduktor, yaitu silikon & germanium. Pada tulisan ini hanya akan diuraikan komponen aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor tersebut. Komponen elektronika yang termasuk komponen aktif diantaranya adalah :

a.. Dioda

Dioda adalah sebuah kata majemuk yang berarti dua elektroda dimana “ di “ berarti dua dan “ oda “ berasal dari kata elektroda. Jadi dioda adalah komponen semikonduktor yang terdiri dari dua elektroda anoda dan katoda. Anoda bersifat positif (kekurangan elektron) sedangkan katoda bersifat negatif (kelebihan elektron). Simbol dioda sebagai berikut:

Pada umumnya, katoda diberi tanda berupa bintik / titik atau gelang. Untuk dioda dengan daya besar, katoda biasanya berulir. Dioda terbuat dari bahan semikonduktor silikon atau germanium.

b. Transistor

Nama transistor berasal dari kata transfer dan resistor. Sama halnya dengan komponen semikonduktor lainnya transistor juga dibuat dari bahan germanium dan silikon. Dalam bidang elektronika komponen transistor banyak sekali macam ragamnya, antara lain Transistor Efek Medan ( Field Effect Transistor, FET ), Uni Junction Transistor ( UJT ), Metal Oxide Semiconduktor Field Effect Transistor ( MOSFET ), Bipolar Junction Transistor ( BJT ), dan lain – lain. Pada tulisan ini hanya dibahas transistor yang paling umum digunakan dalam bidang elektronika yaitu Bipolar – Junction Transistor ( BJT ) atau disebut transistor sambungan – bipolar atau transistor pertemuan. Untuk tulisan selanjutnya bila terdapat kata transistor maka yang dimaksud adalah transistor pertemuan atau transistor bipolar.

Dalam operasinya penggunaan transistor kebanyakan diterapkan sebagai penguat, saklar elektronik dan lain – lain. Transistor bipolar memiliki 3 buah terminal atau kaki, yaitu :

1) Kaki emitor diberi notasi e

2) Kaki basis diberi notasi b

3) Kaki kolektor diberi notasi k atau c

Dalam bidang elektronika dikenal 2 macam jenis transistor, yaitu :

1) Transistor PNP ( Positif Negatif Positif )

2) Transistor NPN ( Negatif Positif Negatif )

Simbol transistor diperlihatkan pada gambar 3.7. di bawah :