Bahan Ajar Dasar Elektronika [PDF]

Citation preview

Dasar – Dasar Elektronika Sederhana



A. Deksripsi Singkat Bidang otomotif dewasa ini sudah sangat tergantung pada pemakaian peralatan kelistrikan dan elektronik, mulai dari yang sederhana yaitu untuk menghidupkan atau mematikan lampu sampai dengan komponen untuk Engine Management System (EMS), Antilock Brake System (ABS), Transmission Control System (TCS), SRS airbag, instrumentation system, Body Control Module (BCM), dan sebagainya, dan diatur oleh microcomputer. Mengingat banyaknya penggunaan komponen listrik dan elekronik tersebut, dimana kemungkinan besar banyak terjadi kerusakan pada komponennya jika dibandingkan dengan sistem mekanis yang tradisional. Maka, sangat penting sekali bagi para Teknisi untuk mempelajari dasar kelistrikan dan elektronika, sehingga bisa melakukan perbaikan dan perawatan pada kendaraan secara cepat dengan benar. B. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti pembelajaran, siswa mampu : 1. Melalui mengamati bahan tayangan dan penggalian informasi siswa dapat menyelidiki komponen elektronika sederhana dan fungsinya secara cermat, santun, serius dan menghargai pendapat pihak lain. 2. Melalui diskusi dan penggalian informasi siswa dapat menyelidiki komponen elektronika sederhana dan fungsinya secara cermat, santun, serius dan menghargai pendapat pihak lain. C. Elektronika Sederhana 1. Pengertian Komponen Elektronika Komponen elektronika adalah bagian-bagian dari ssitem elektronika yang memiliki karakteristik dan fungsi masing-masing. Setiap komponen memiliki fungsi dan spesifikasinya masing-masing dan saling terintegrasi dalam satu sistem. Komponen elektronika dasar dibagi menjadi dua, yaitu komponen aktif dan komponen pasif. Perbedaan komponen aktif dan pasif, dimana komponen pasif bersifat pada komponen pasif tidak mengubah bentuk gelombang sinyal AC yang diberikan kepada kompoen tersebut. Komponen aktif dapat



komponen aktif dapat menyearahkan, menguatkan, dan mengubah bentuk gelombang sinyal AC yang diberikan kepadanya. Berikut komponen-komponen dikelompokkan sebagai berikut: a) Komponen Aktif



: transistor dan dioda



b) Komponen Pasif



: resistor, kapasitor, induktor, transformator, relay, saklar,



konektor. 2. Komponen Dasar Elektronika Gambar Komponen



Nama Komponen Resistor



Fungsi Menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika.



Kapasitor



Dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu.



Induktor



Sebagai pengatur frekuensi, filter dan juga sebagai alat kopel (penyambung).



Dioda



Menghantarkan arus listrik ke satu arah dan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya



Transistor



Sebagai penguat arus, sebagai switch (pemutus dan penghubung), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal, penyearah dan lain sebagainya.



Saklar



Menghubungkan dan memutuskan aliran listrik



3. Cara Pengujian dan Perhitungan Komponen a) Resistor Resistor dibagi menjadi beberapa jenis, resistor tetap, resistor variabel, thermistor, Light Dependent Resistor. Resistor tetap besarnya hambatan tidak bisa diubah-ubah atau sudah tetap, sedangkan resistor variabel nilai hambatannya bisa berubah-ubah. Resistor variabel dibagi menjadi dua variabel resistor linier dan variabel resistor logaritma.



Themistor merupakan resistor yang dipengaruhi suhu dan



termometer. Thermistor dikelompokkan menjadi 2 komponen NTC (Negative Temperature Coefisien) dimana perubahan suhu berbanding terbalik terhadap perubahan resistansidan PTC (Positive Temperature Coefisien) dimana perubahan suhu berbanding lurus terhadap perubahan resistansi. Cara pengujian resistor dengan menggunakan ohmmeter, pilih skala ohmmeter sesuai dengan spesifikasi yang akan di ukur, semisal x 1 Ω, x 10 Ω, x 100 Ω dan seturusnya. Pasangkan kabel postif dan negatif multimeter dengan kaki resistor, boleh terbalik anatara kaki positi dan negatif. Jika jarum bergerak,resistor dalam kondisi baik, jika jarum tidak bergerak resistor dalam kondisi tidak baik. Semakin kecil harga toleransi suatu resistor adalah semakin baik, karena harga sebenarnya adalah harga yang tertera dikurangi harga toleransinya. Terdapat resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5 gelang warna seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :



Gambar 1. Bentuk dan Urutan Gelang Resistor



Jumlah gelang yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan besar toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor pengalinya.Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resitor selain besar resistansi adalah besar watt-nya. Karena resistor bekerja dengan dialiri arus listrik, maka akan terjadi disipasi daya berupa panas sebesar W = I2 x R watt. Semakin besar ukuran fisik suatu resistor bisa menunjukkan semakin besar kemampuan disipasi daya resistor tersebut. Tabel 1. Tabel Kode Warna Resistor Warna Cincin Hitam



Cincin I Cincin II Cincin III Angka ke 1 Angka ke 2 Angka ke 3 0 0 0



Cincin IV Pengali X100



Cincin V Toleransi



Coklat



1



1



1



X101



± 1%



Merah



2



2



2



X102



± 2%



Jingga



3



3



3



X103



Kuning



4



4



4



X104



Hijau



5



5



5



X105



Biru



6



6



6



X106



Ungu



7



7



7



X107



Abu-abu



8



8



8



X108



Putih



9



9



9



X109



Emas



X10-1



± 5%



Perak



X10-2



± 10%



Tanpa Warna



± 20%



Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm. (1 M Ω (mega ohm) = 1000 K Ω (kilo ohm) = 106 Ω (ohm)). Dipasaran resistor terbagi menjadi 2 (dua) jenis, yaitu resistor tetap dan resistor variabel.



1) Resistor Tetap Resistor tetap yaitu resistor yang nilai hambatannya relatif tetap, biasanya terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam. Nilainya hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan panjangnya lintasan karbon. 2) Variabel Resistor Variabel resistor adalah resistor yang dapat berubah nilai satuan Ohm-nya dengan cara memutar-mutar tuas pemutar atau sekrup yang menggerakkan kontak geser/penyapu (wiper) yang terdapat di dalam resistor tersebut.



Gambar 2. Gambar Komponen dan Simbol Variabel Resistor (VR) b) Kapasitor Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi listrik. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut dengan kapasitansi atau kapasitas. Seperti halnya hambatan, kapasitordapat dibagi menjadi kapasitor tetap dan kapasitor tidak tetap. Kapasitor dapat dibedakan dari bahan yang digunakan sebagai lapisan diantara lempeng-lempeng logam yang disebut dielektrikum. Dielektrikum tersebut dapat berupa keramik, mika, mylar, kertas, polyester ataupun film. Pada umumnya kapasitor yanng terbuat dari bahan diatas nilainya kurang dari 1 mikrofarad (1mF). Satuan kapasitor adalah Farad, dimana 1 farad = 103 mF = 106 mF = 109 nF =1012 pF.Untuk mengetahui besarnya nilai kapasitas atau kapasitansi pada kapasitor dapat dibaca melalui kode angka pada badan kapasitor tersebut yang terdiri dari 3 angka.Angka pertama dan kedua menunjukkan angkaatau nilai, angka ketiga menunjukkan faktor pengali atau jumlah nol, dan satuan yang digunakan ialah pikofarad (pF).



Gambar 3. Jenis dan Simbol Kapasitor



c) Induktor Induktor adalah komponen yang dapat menyimpan energi magnetik. Energi ini direpresentasikan dengan adanya tegangan emf (electromotive force) jika induktor dialiri listrik. Tegangan emf akan menjadi penting saat perubahan arusnya fluktuatif. Efek emf menjadi signifikan pada sebuah induktor, karena perubahan arus yang melewati tiap lilitan akan saling menginduksi. Ini yang dimaksud dengan self-induced. 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.



Gambar 4. Jenis dan Simbol Induktor



d) Dioda Disebut dioda karena mempunyai dua buah kaki, masing-masing pada sisi N dan pada sisi P. Kaki-kaki ini berfungsi sebagai terminal dioda. Sisi P disebut Anoda (A) dan sisi N disebut Katoda (K). Karena dioda dibuat dengan jalan menggabungkan kedua sisi konduktor tersebut, sehingga disebut dioda junction (lapisan) antara anoda dan katoda.



Gambar 5. Bentuk dan Simbol Dioda Cara mencari anoda katoda pada diode adalah: 1) Dengan menghubungkan jumper ohmmeter langsung pada kaki dioda dapat ditentukan anoda dan katoda dari dioda tersebut, yaitu dengan cara menghubungkan jumper warna hitam (positif baterai Ohmmeter) ke salah satu kaki dioda dan jumper warna merah (negatif baterai Ohmmeter) ke kaki lainnya. 2) Apabila jarum penunjuk Ohmmeter bergerak menuju 0 Ohm (dioda forward), kaki dioda yang terhubung dengan jumper warna hitam adalah anoda dan merah katoda. 3) Jika jarum Ohmmeter tidak bergerak menuju 0 Ohm (dioda riverse), balikkan hubungan jumper ke kaki dioda sehingga didapatkan seperti hasil pada poin 2.



e) Transistor Transistor memiliki dua jenis yaitu: Transistor Bipolar dan Transistor Unipolar. Transistor bipolar adalah transistor yang memiliki dua persambungan kutub dan transistor unipolar adalah transistor yang hanya memiliki satu buah persambungan kutub. Transistor biasa terdiri dari 3 buah kaki yang masing-masing diberi nama; emitor, basis dan kolektor.



Gambar 6. Simbol dan Bentuk Transistor



Pada tahap ini kita harus memisalkan kaki-kaki transistor tersebut dengan nama lain, sebagai contoh kaki 1 kaki 2 dan kaki 3. Kemudian set multimeter ke Ohm meter x10 atau x100 kemudian kita cari kaki basis dengan : 1) Hubungkan probe merah ke salah satu kaki, misal kaki 1 kemudian probe hitam dihubungkan ke kedua kaki yang lain, apabila multimeter memberikan nilai ukur resistansi yang rendah (jarum bergerak lebar) pada keduanya maka kaki 1 adalah kaki basis untuk transistor PNP. 2) Dan NPN apabila probe pada posisi kaki 1 adalah probe hitam dengan hasil ukur seperti sebelumnya. Jika hanya pada satu kaki 2 atau 3 saja yang bergerak kemungkinan basis nya 2 atau 3. Ulangi, carilah konfigurasi sampai diketemukan jarum meter bergerak semua. Pastikan basis sudah ketemu dan jenis transistor NPN atau PNP. 3) Apabiila NPN jika kaki basis probe hitam, kaki emitor dan kolektor probe merah maka jarum bergerak. kemudian bila dibalik kaki basis probe merah, kaki emitor dan kolektor probe hitam jarum tidak bergerak. PNP: Kaki basis probe merah, kaki emitor dan kolektor probe hitam maka jarum bergerak. kemudian bila dibalik kaki basis probe hitam, kaki emitor dan kolektor probe merah jarum tidak bergerak.



Kaki basis sudah ditentukan kemudian kita dapat menetukan kaki kolektor dan emitor dengan konsep transistor sebagai saklar. Untuk menetukan kaki kolektor dan emitor seting multmeter di pindah ke Ohm meter x10KOhm, kemudian lakukan teknik berikut: 1) Misalnya transistor NPN. Hubungkan probe hitam pada salah satu kaki selain basis dengan cara menempelkan probe bersama jari tangan kita (probe dan kaki transistor dipegang jadi satu). 2) Hubungkan probe merah pada kaki yang lain (juga selain basis) dan jangan disentuh dengan jari tangan. 3) Sentuh kaki basis dengan jari tangan. Jika jarum meter tidak bergerak, balik posisinya ke kaki yang lain. Sentuh kembali kaki basis dengan jari tangan. Jika jarum meter bergerak cukup lebar maka bisa dipastikan kaki yang dipegang bersama probe hitam adalah kolektor, kaki yang lain (probe merah) adalah emitor. Untuk transistor PNP caranya sama cuma posisi probe merah dan probe hitam dibalik. f) Saklar Saklar atau lebih tepatnya adalah Saklar listrik adalah suatu komponen atau perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik. Saklar yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Switch ini merupakan salah satu komponen atau alat listrik yang paling sering digunakan. Hampir semua peralatan Elektronika dan Listrik memerlukan Saklar untuk menghidupkan atau mematikan alat listrik yang digunakan. Saklar Listrik dapat digolongkan berdasarkan jumlah Kontak dan Kondisi yang dimilikinya. Jumlah Kontak dan kondisi yang dimiliki tersebut biasanya disebut dengan istilah “Pole” dan “Throw”. Pole adalah banyaknya Kontak yang dimiliki oleh sebuah saklar sedangkan Throw adalah banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Saklar. Berikut ini adalah beberapa contoh jenis Saklar Listrik yang digolongkan berdasarkan Pole dan Throw : 1)



SPST : Single Pole Single Throw, yaitu Saklar ON/OFF yang paling sederhana dengan hanya memiliki 2 Terminal. Contohnya Saklar Listrik ON/OFF pada lampu.



2) SPDT : Single Pole Double Throw, yaitu Saklar yang memiliki 3 Terminal. Saklar jenis ini dapat digunakan sebagai Saklar Pemilih. Contohnya Saklar pemilih Tegangan Input Adaptor yaitu 110V atau 220V. 3) DPST : Double Pole Single Throw, yaitu saklar yang memiliki 4 Terminal. DPST dapat diartikan sebagai 2 Saklar SPST yang dikendalikan dalam satu mekanisme. 4) DPDT : Double Pole Double Throw, yaitu saklar yang memiliki 6 Terminal. DPDT dapat diartikan sebagai 2 Saklar SPDT yang dikendalikan dalam satu mekanisme. 5) SP6T : Single Pole Six Throw, yaitu saklar yang memilki 7 Terminal yang pada umumnya berfungsi sebagai Saklar pemilih. Jenis Saklar ini banyak ditemui dalam Rangkaian Adaptor yang dapat memilih berbagai Tegangan Output, misalnya pilihan output 1,5V, 3V, 4,5V, 6V, 9V dan 12V.



Gambar 7. Simbol Saklar Pemeriksaan pada Kondisi Saklar diaktifkan (ON) : 1)



Mengatur posisi Saklar Multimeter pada posisi Ohm (Ω)



2)



Menghubungkan salah satu Probe Multimeter pada salah satu Terminal dan Probe lainnya di Terminal yang lain, memastikan nilai yang ditunjukan pada Display Multimeter adalah “0” Ohm. Kondisi tersebut menandakan antara kedua Terminal terhubung dengan baik.



Pemeriksaan pada Kondisi Saklar tidak diaktifkan (OFF) : 1) Mengatur posisi Saklar Multimeter pada posisi Ohm (Ω) 2) Menghubungkan salah satu Probe Multimeter pada salah satu Terminal dan Probe lainnya di Terminal yang lain, memastikan nilai yang ditunjukan pada Display Multimeter adalah posisi “tak terhingga”. Kondisi tersebut menandakan antara kedua Terminal tidak memiliki hubungan/putus.



Gambar 8. Cara Memeriksa Saklar g) Relay Relay adalah suatu alat yang dipakai untuk mengontrol aliran yang besar pada suatu arus melalui tegangan kecil. Relay merupakan saklar magnetic. Saat coil relay diberi magnet, maka dia akan menarik lever arm, called dan armature, ke coil. Titik kontak pada armature akan menutup atau membuka berdasarkan posisi istirahatnya. Posisi istirahat mengacu pada posisi kontak sebelum solenoid dialiri listrik, jika posisi kontak istirahat disentuh, maka arus besar akan mengalir sampai relay diaktifkan. Pengaktifan relay akan membuka sirkuit. Jika posisi istirahat terbuka, maka akan mengaktifkan relay dan selanjutnya relay akan menutup sirkuit. Arus kemudian akan mengalir sampai relay di OFF.



Gambar 8. Simbol Relay Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu : 1) Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup) 2) Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)



Gambar 9. Struktur Relay Berdasarkan gambar 9, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.



Gambar 10. Jenis Relay Menurut Pole Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi : 1) Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil. 2) Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil. 3) Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil. 4) Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal



sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.



D. Klasifikasi Komponen Elektronika Sederhana Komponen elektronik dan juga elektromekanik



yang digunakan dalam sirkuit



elektronik dan sumber daya.listrik dibedakan menjadi komponen aktif dan komponen pasif. Perbedaan komponen pasif dan aktif adalah pada komponen pasif tidak mengubah bentuk gelombang sinyal ac yang diberikan kepadanya sedangkan komponen aktif dapat



menyearahkan, menguatkan, dan mengubah bentuk gelombang sinyal AC yang diberikan kepadanya. Contoh



komponen LDR



disebut komponen pasif, karena LDR



tidak dapat



memperkuat signal dan tidak dapat membangkitkan signal. Tetapi dalam rangkaian yang terhubung seri dengan sumber tegangan dan pemakai, maka LDR akan memberikan perubahan arus ketika intensitas cahaya yang diterima berubah. Dalam kondisi ini maka LDR berfungsi sebagai komponen aktif. Komponen elektronik yang termasuk komponen aktif misalnya solar sell, transistor, thyristor, tabung elektron, dioda. Komponen Elektronik yang termasuk komponen pasif misalnya : resistor, capasitor, indiktor, transformator, relay, saklar, konektor. Sumber : Adi. 2016. Dasar Teknik Listrik. Jakarta : Pustaka Ilmu. Anonim. Basic Electronic. Jakarta: Hyundai Motor Company. Tim Penyusun. 2013. Buku Sekolah Elektronik Teknik Listrik Dasar Otomtif Semester . Jakarta: Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan Tim Penyusun. 2013. Buku Sekolah Elektronik Teknik Listrik Dasar Otomtif . Jakarta: Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan